| 研究概要 |
視覚情報をフィードバックして,運動することは人間のもっとも基本的かつ重要な能力であり,実際の応用も多肢にわたっている.またラグランジアンダイナミクスや剛体運動の変換といった注目を浴びている非線形特性を視覚フィードバック制御システムは有しているため,非線形制御理論による解析を行うことは重要である.本研究ではロボットマニピュレータなどの機械システムのモデル予測による視覚フィードバック制御に関する研究を行った.
はじめに視覚フィードバック制御システムの特徴をとらえるために,3次元視覚フィードバック制御問題を,カメラと観測対象の相対位置姿勢に対する安定化問題に帰着させ定式化した.そして視覚フィードバックシステムの受動性と3次元回転行列変換の性質を利用することで,漸近安定性を保証する制御則を導出した.
つぎに非線形モデルで記述される視覚サーボ問題に対して,移動物体の動きを最適に予測するために非線形モデル予測制御を適用し,視覚サーボ制御の追従性能をさらに高度化・ロバスト化した.研究の特徴は,視覚フィードバックシステムにおけるエネルギー関数をモデル予測の最適性に用いることにより,システムの高度化・ロバスト化を達成している点である.この手法により,視覚サーボ系に対して非線形モデル予測制御の枠組みに基づいた制御系設計法のひとつを提案した.
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