| 研究概要 |
本研究は、ロボットの手先の運動の三次元位置を比較的安価なシステムで計測することが可能な、新しい方法に関する基礎的研究である。
研究の結果、以下のことが明らかになった。
(1)開発したレ-ザディテクタが線状レ-ザ光を検知する範囲は、スキャナから2m離れた場所で、線状レ-ザ光の拡散中心から±500mmの範囲である。また、単一指向性の端面型ディテクタと半球状の指向性を持つ円錐型ディテクタを開発した。
(2)開発したレ-ザスキャナは、空気軸受、シンクロナスモ-タなどからできており、高い等速回転性能を実現した。また、スキャナの回転軸には、分解能72"のロ-タリ-エンコ-ダが取り付けられている。これは、通過時間の比から角度を計測する時間変換法を組み合わせることによって、エンコ-ダのパルス間を内挿し高分解能で高精度な角度計測を実現するためである。
(3)構築した角度計測システムの性能は、スキャナの回転数が1rpsの場合、線状レ-ザ光の走査角度の分解能は約0.26"、30回連続計測の標準偏差は0.8"以下である。
(4)三平面の回転角度を計測することによって空間位置座標を算出するアルゴリズムを提案した。
(5)スキャナから2m先の水平方向1mの範囲内の一次元の位置計測の結果、計測精度は±30μmであった。ただし、位置の分解能は約2.5μm、標準偏差は約8μmであった。
(5)水平方向1m,鉛直方向800mmの二次元平面上の位置計測の結果、スキャナ回転軸に対する線状レ-ザ光の傾き、スキャナ回転軸に対する計測平面の傾きによって発生する誤差を補正することによって、中央部で±5μm、周辺部で±0.3mmで計測することができた。
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