2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study on improvement of operability of remote control systems based on the operator's selection of primary viewpoint
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20K12010
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
横小路 泰義 神戸大学, 工学研究科, 教授 (30202394)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 遠隔操縦システム / リモートペアシステム / 参照座標 / 主画面選択 / 操縦デバイス / アクティブカメラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、複数画面を有する遠隔操縦システムにおける本質的問題である動作の精密性と効率性のトレードオフと参照座標の不一致に伴うオペレータの心的負荷の問題を解決すべく、現在の作業を行う上で主となるカメラ視点（主画面）をオペレータが明示的に切り替える選択行為に応じて操縦モードを適切に切り替え、選択画面に付随する参照座標系でのスレーブの手先姿勢に合致するように操縦デバイスの手先姿勢を能動的に動作させることでオペレータの心的負荷を軽減し、さらには提案手法に適した新たな操縦デバイスを含むシステムを構築し評価することで、遠隔操縦システムの操作性の向上のための基盤的研究を行った。
オペレータの主視点選択に基づく参照座標系と操縦モードの切り替え手法の確立については、まずヘッドトラッカーとフットスイッチを用いてオペレータが主体的に主画面を選択する方法を提案し、選択された主画面によって作業内容が想定されることから、その作業内容に適した制御モードを割り当てる方法を提案した。参照座標系切り替え時とインデキシング操作時の操縦デバイスの姿勢制御については、選択した主画面のカメラ座標系での作業用アームの手先姿勢にローカルアームの姿勢を拘束させることで、姿勢の整合性を確保することを提案した。さらにリモート側にアクティブにカメラ位置姿勢を変更可能なカメラアームを新たに導入し、手先拘束の考え方を利用して直感的にアクティブカメラの姿勢を変更する手法を考案した。
提案手法に適した新たな操縦デバイスについては、複数画面内の様々な作業用アームの姿勢と整合性を保つために、姿勢の動作範囲が広く確保できる4自由度ジンバル機構を検討し、冗長自由度を利用して常に高い操作性を維持できる手法を検討した。
研究期間中に開発した手法を統合し、アクティブなカメラ視点を含む複数の画面を有効に活用し、直感的な遠隔作業が可能となることを確認した。
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