2010 Fiscal Year Annual Research Report
全方位カメラを有する複数ロボットの視覚フィードバック協調制御-受動性アプローチ-
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22760323
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| Research Institution | Advanced Institute of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
村尾 俊幸 産業技術大学院大学, 産業技術研究科, 助教 (00447038)
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| Keywords | 制御工学 / 視覚フィードバック / シンクロ制御 / 機会力学・制御 / 知能ロボティックス |
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| Research Abstract |
本年度は全方位カメラを有するロボットの台数を1台に限定し,安定性を保証する受動性に基づく視覚フィードバック制御則を提案した.まずは全方位カメラを有するロボットを視覚フィードバックシステムとして捉え,数学的にモデリングすることから始めた.ロボットは点ではなく剛体として捉え,全方位カメラはピンホールカメラと双曲面鏡を用いて構成される一般的なものを想定した.本研究では画像情報から相対位置姿勢を推定する際に,全方位カメラモデルに対応した非線形オブザーバを構成した.そして,推定と制御の両偏差システムを統合し,視覚フィードバック偏差システムを構成した.その際に受動性を有するように構成させたことを利用し,受動性に基づく視覚フィードバック制御則を提案した.観測対象が静止している場合はリアプノフの安定定理に基づく安定性解析を,観測対象が運動している場合には消散性理論に基づいたL2ゲイン制御性能解析をおこなった.提案した制御則の特徴として,従来研究であるピンホールカメラのみを用いた視野の狭い視覚フィードバック制御則を特殊例としてみなせることが挙げられる.さらに,提案する制御則を検討するために,MATLABとSimulinkを用いて,3次元シミュレータを作成し,シミュレーションによる有効性の検証をおこなった.また,ピンホールカメラと双曲面鏡から構成される全方位カメラに対して,高速なディジタル制御装置を用いた相対位置姿勢の推定実験をおこない,有効性を検証した.
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