| 研究概要 |
実環境でロボットが作業を遂行するためには,自律的な外部環境の認識と未知環境に対する適応的な接触作業の実現が必要である.
これらの研究に用いられるシステムは,主に視覚センサとマニピュレータやハンドからなる機構部で構成され,その目的に応じて視覚センサの数や配置が異なる.このようなビジュアルサーボシステムには,視覚センサをマニピュレータの手先に取り付けたアイ・イン・ハンドシステムと視覚センサとマニピュレータを独立に配置したアイ・アンド・ハンドシステムがある.後者のシステムではわれわれ人間と同様に広い視野を獲得することができ,手先を含めた作業環境を客観視することが可能である.しかし,制御系においては,画像情報を基に対象物の3次元位置を計算し,それに基づいてマニピュレータを制御するため,カメラおよびマニピュレータのキャリブレーションエラーの影響を受けやすく高い位置精度を得にくいという特性がある.
本研究では,実環境における種々の作業の実現を目的とするため,人により近い構成であるアイ・アンド・ハンドシステムを構築した.汎用CCDカメラを用いたアクティブビジョンシステムとマニピュレータによる協調制御を行うことによって運動物体を追従し,対象物に接触後は環境適応型力制御システムによる物体把持を図った.多指ロボットハンドを用いた物体把持制御を行うため,可変剛性行列を有するコンプライアンス制御を提案し,検証実験を行った結果,以下の結論を得た.
1.せん断方向の力に着目し,その力に応じて関節剛性を変化させることで質量変化に対応可能な把持制御系を構築した.
2.摩擦円錐内に適切な力の範囲を定め,指先力ベクトルの終点をその領域に拘束することによって適切な力で把持することに成功した.
|
