仮想注視点に基づいた多自由度冗長システムの構造可変制御

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750256
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 村上 俊之 慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (00255598)
• Keywords: 3自由度平面マニピュレータ / 冗長自由度 / 仮想注視点 / 画像零空間 / 構造可変制御 / ビジュアルフィードバック

Research Abstract

近年の産業用ロボットでは,環境変動に対する柔軟性や作業の多様化を行うためにロボット自身の冗長自由度を増やす試みがなされている.しかしながら,自由度が増加するにしたがってその制御構造は複雑化し,多自由度冗長ロボットは必ずしも実用に適するものとはならない.そこで,ロボットの動作精度を劣化させることなく,また機構的な考察も含めつつ制御系の構造を簡略化する手法の確立に多くの研究開発が行われている.
本研究では外界センサの利用により,仮想注視点を検出しロボット全体の運動学解法を簡略化する手法を考察する.上記研究背景でも述べたように,本研究課題では仮想注視点に基づいた多自由度冗長システムの可変構造制御系を構築し,制御構造の簡略化を行う.ここでは,ロボットの先端動作精度を劣化させることなく,任意の仮想注視点に基づいて制御構造を可変にするアルゴリズムを確立する.同アルゴリズムはロボット自身の自由度には依存しない構造となるため,超冗長自由度を有するロボットへも容易に拡張可能である.
平成13年度では,上記目的達成のため3Dグラフィクスを利用した画像シミュレータを構築し,制御系の簡略化アルゴリズムを構築した.とくに,画像零空間を利用した制御系の簡略化アルゴリズムと位置追従精度の向上アルゴリズムを同時に実現した。提案アルゴリズムの有効性は3自由度平面型冗長マニピュレータを利用した実機実験により検証した。

Research Products

• [Publications] T.Murakami et al.: "Determination of Time Based Spline Trajectory and its Application to Continuous Circular Path Planning in Mobile Robot"5th France-Japan Congress,3rd European-Asian Congress. Vol.1. 231-235 (2001)
• [Publications] 村上 俊之 他: "摩擦によるアーム外乱を考慮したフレキシブルマニピュレータの防振制御"電気学会論文誌 D. Vol.122-D. 235-240 (2002)