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Study on environment-adaptive manipulation system

环境自适应操纵系统研究

基本信息

批准号：
15560228
负责人：
TSUJIUCHI Nobutaka
金额：
$ 2.37万
依托单位：
DOSHISHA UNIVERSITY
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

Self-recognition of external environment and accommodative contact to unknown environment are required for robots to carry out tasks in real world. Systems used in these researches consist of vision sensors and working parts such as manipulators and hands, where the number and the layout of vision sensors vary depending on their goal.There are two types of visual servo systems; "eye-in-hand system" is the one with vision sensors placed at the end point of the manipulator, and the "eye-and-hand system" is the one with vision sensors placed separately from the manipulator. Using the latter system, we can obtain a broad outlook as with human eyes and can take an objective view of the work environment including its end point. In terms of control system, however, the manipulator is controlled based on 3D position of the target calculated using the image information, and therefore, the system is vulnerable to the effect of camera's calibration error and can't accomplish high position accuracy.In this research, we constructed the eye-and-hand system having configuration close to human for accomplishing various tasks in real world. The moving target is tracked by cooperatively controlling the manipulator with the active vision system consisting of general-purpose CCD camera, and after the contact is achieved, we aimed to grasp the target using the environment-adaptive force control system. Compliance control system with variable stiffness matrix is proposed to achieve stable grasp, and by handling the experiment using the multifingered robot hand, which this method is applied to, we obtained the following conclusions.1. By changing the joint stiffness due to the shear direction force, the grasp control system adaptable to mass change was attained.2. Area of appropriate finger force was set inside the friction cone, and by constraining the force vector in that region, grasp with appropriate force was achieved.

机器人要在真实的世界中执行任务，需要对外界环境进行自我识别，并与未知环境进行主动接触。这些研究中使用的系统由视觉传感器和机械手、手等工作部件组成，视觉传感器的数量和布局根据目的而不同。视觉伺服系统有两种类型，“手眼系统”是将视觉传感器放置在机械手的末端，“手眼系统”是将视觉传感器与机械手分开放置。使用后一种系统，我们可以像人眼一样获得广阔的视野，并可以客观地看待工作环境，包括其终点。但是，在控制系统方面，由于是根据图像信息计算出的目标物的三维位置来控制机械手，因此容易受到摄像机的标定误差的影响，无法实现高的位置精度。本研究构建了具有接近人的结构的眼-手系统，能够在真实的世界中完成各种任务。通过与通用CCD摄像机组成的主动视觉系统协同控制机械手对运动目标进行跟踪，实现接触后，利用环境自适应力控制系统对目标进行抓取。提出了变刚度矩阵的柔顺控制系统来实现稳定抓取，并将该方法应用于机器人多指手的实验中，得到了以下结论.通过改变剪切方向力引起的关节刚度，得到了适应质量变化的抓取控制系统.在摩擦锥内设置适当的指力区域，通过将力矢量约束在该区域，实现了适当的力抓取。

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

寺田鉄平: "力センサと視覚センサを用いた外部環境への接触制御"日本機械学会第8回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集. 216-221 (2003)

Teppei Terada：“使用力传感器和视觉传感器对外部环境进行接触控制”第八届“运动和振动控制”研讨会论文集，日本机械工程师学会 216-221 (2003)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

筋電信号による肘の動作識別と関節角度推定

使用肌电信号进行肘部运动识别和关节角度估计

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
関西支部第80期定時総会講演会講演論文集 054-1
影响因子：
0
作者：
辻内伸好
通讯作者：
辻内伸好

介護動作に対する上腕装着型パワーアシスト装具の開発

上臂式护理运动助力矫形器的研制

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
関西支部第80期定時総会講演会講演論文集 054-1
影响因子：
0
作者：
小泉孝之
通讯作者：
小泉孝之

Manipulation of a Robot by EMG Signals Using Linear Multiple Regression

使用线性多元回归通过 EMG 信号操纵机器人

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Proceedings of International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2004
影响因子：
0
作者：
Nobutaka Tujiuchi;Nobutaka Tujiuchi;辻内伸好
通讯作者：
辻内伸好

固定輻輳ステレオビジョンシステムを用いたアイ・アンド・ハンドシステムの構築

使用固定会聚立体视觉系统构建眼手系统