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

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750256
• 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: 冗長自由度 / PSDセンサ / 仮想注視点 / 零空間 / 構造可変制御 / 作業空間 / 外乱オブザーバ

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した.特に,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った.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した.外界センサとしては,冗長ロボットの先端位置を絶対座標系において検出するため,PSDセンサを利用している.平成14年度では,平成13年度に確立したアルゴリズムを実機制御(冗長ロボットの制御)に適用した.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.同点は,提案手法の従来手法にはない特長ともなっている.実機制御では,外乱抑圧特性を向上させるため絶対座標系において外乱オブザーバによるロバスト制御系を構成している.これにより,ロボットの先端位置応答には依存しない構造可変制御が実現されている.

Research Products

• [Publications] T.Murakami et al.: "Motion Control of Mobile Manipulator for Human Interaction"The 28 th Annual Conference of IEEE IES(IECON02). Vol.1. 2785-2790 (2002)
• [Publications] T.Murakami et al.: "Cooperative Motion Control by Human and Mobile Manipulator"7th International Workshop on Advanced Motion Control(AMC02). Vol.1. 494-499 (2002)
• [Publications] T.Murakami et al.: "Visual Feedback Using Virtual Object Points in Stereo Vision Based Manipulator"IEEJ.電気学会論文誌D. Vol.122. 403-410 (2002)