非線形モデル予測制御による視覚サーボ系の高性能化に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650440
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 藤田 政之 金沢大学, 工学部, 教授 (90181370)
• Keywords: モデル予測制御 / 非線形制御 / 視覚サーボ / 視覚フィードバック / ロボット制御 / ロバスト制御 / H_∞制御 / ディジタル制御

Research Abstract

本年度は,まずロボットマニピュレータの視覚サーボ制御に対する非線形モデル予測制御系の設計を行った.また同時に,ロボットマニピュレータ装置と高速ディジタル制御装置を連結し,これにディジタルカメラ・画像処理装置を組み入れて,基本的な動作が可能となるように実験システムを完成させた.
つぎに,オフライン計算により求められた制御則を実現するためのリアルタイム用ソフトウェアを開発した.この開発のためには,現有の開発支援用ソフトウェアを活用し,作業の効率化をはかった.開発された制御用ソフトウェアを高速ディジタル制御装置に移植し,視覚サーボ実験を実施した.特に,リアルタイム処理を実現するために,高速な動画像処理・解析用ソフトウェアを使用した.
以上の準備のもと,カメラとロボットマニピュレータを組み合わせて構築された視覚サーボ実験装置に対して,綿密な制御性能評価実験を行なった.そして,得られた実験結果に対するデータ解析を,現有の高性能ワークステーションを用いて行なった.ここでは,実験の結果を系統的に検証するために,その平均的傾向とあわせて,最悪の状態でどのような振舞いをするのかについても十分に注意して検討を進めた.これにより,非線形モデル予測制御による視覚サーボ系設計の有効性を実証した.このようにして得られた研究成果をまとめて発表を行った.

Research Products

• [Publications] 藤田政之: "受動性に基づく非線形視覚フィードバック制御"計測と制御. 40-9. 624-629 (2001)
• [Publications] H.Kawai: "Visual Feedback Control of Planar Manipulators Based on Nonlinear Receding Horizon Control Approach"Proc. of the 2001 American Control Conference. 763-768 (2001)
• [Publications] H.Kawai: "Visual Feedback Control of Nonlinear Robotics Systems via Stabilizing Receding Horizon Control Approach"Proc. of the 40th IEEE Conference on Decision and Control. 2418-2423 (2001)
• [Publications] A.Maruyama: "Stability and Tracking Performance of Dynamic Visual Feedback Control for Nonlinear Mechanical Systems"Proc. of the 40th IEEE Conference on Decision and Control. 4415-4420 (2001)