双腕ロボットのモーションコントロール

双臂机器人运动控制

• 批准号: 07750494
• 负责人: 駒田 諭
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750494/
• 关键词: 冗長マニピュレータ; 外乱補償; ロバスト性; 外乱オブザ-バ; 逆運動学; 双腕ロボット; ビジュアルサーボ; ヌルスペース

まず最初に、7自由度冗長ロボットアームの高速高精度制御法の開発を行った。ロボットの制御では慣性変動や重力、摩擦力などにより影響を受けるため、従来は計算量が多く、未知のパラメータ変動に対してロバストではない逆動力学が用いられてきた。ここでは、簡単な計算で外乱を推定できる外乱オブザ-バを用いて関節座標系で線形系を実現した。ロボットの関節数が増加すると座標変換で用いる逆運動学の計算量が増加する。そこで、静力学の関係式を用いて座標変換を行う方法を採用した。この方法は作業座標系での慣性行列を用いるが、変動が大きく慣性行列の計算量が多い。そこで、外乱オブザ-バを作業座標系でも用いることで、慣性の計算を低減することができた。冗長ロボットの制御では関節の自由度が作業座票の自由度よりも多いため様々な姿勢を実現することができる。姿勢を変化させるためにヌルスペースに指令を与えなければならないが、通常の方法は計算量が多くなっている。ここでは、作業座標系の外乱オブザ-バを用いることでこの計算量を大幅に低減した。開発した冗長ロボットの制御プログラムを用いて、双腕ロボットの制御プログラムの開発を行った。双腕ロボットはロボットの先端で物体を把握した状態で制御を行った。このとき、物体に対して任意の内力を加え、物体を指定された軌道上で移動させることがシミュレーションにより実現された。人間に近い柔軟な動作を実現するために、カメラを使ったビジュアルサーボのプログラムの開発を行った。これは、ロボットの先端にカメラを取り付け、対象物体の特徴量を基に制御を実現している。現段階は、片手で行っており、双腕ロボットへの適用を行う予定である。

Youdaoplaceholder0 initially に, 7-degree-of-freedom lengthy ロボットア まず ム <s:1> high-speed and high-precision control method <e:1> developed を line った. ロ ボ ッ ト の suppression で は inertia - move や gravity, friction な ど に よ り を by け る た め, 従 は が く more amount of calculation, the unknown の パ ラ メ ー タ - move に し seaborne て ロ バ ス ト で は な inverse dynamics が use い い ら れ て き た. こ こ で は, Jane 単 な computing で outside disorderly を presumption で き る outside disorderly オ ブ ザ - バ を with い て masato section coordinate system で linear system を be presently し た. The number of ロボット <s:1> links が increases the すると coordinate transformation で the amount calculated by <s:1> る inverse kinematics <s:1> increases する. Youdaoplaceholder0 を で で, statics <s:1> relational formula を uses <s:1> て coordinate changes to replace を rows う method を adopts た た. The <s:1> <s:1> method <e:1> operates on the coordinate system で <s:1> inertial row and column を, and uses <s:1> るが and variable が large <s:1> く く inertial row and column <e:1> with a large computational load が more <e:1>. そ こ で, outside disorderly オ ブ ザ - バ を work coordinate system で も with い る こ と で, low inertia の calculation を reduction す る こ と が で き た. Lengthy ロ ボ ッ ト の suppression で は masato section の freedom が homework tickets の freedom よ り も more い た め others 々 な posture を be presently す る こ と が で き る. Posture を variations change さ せ る た め に ヌ ル ス ペ ー ス を に instructions and え な け れ ば な ら な い が, usually の way は computation が more く な っ て い る. The operation coordinate system is in a chaotic state outside the <s:1> ブザ-バを. The computational load を is significantly に reduced by <s:1> る とで とで に た た, and the computational load is greatly reduced by た た. The development of た is lengthy ロボット. It is made by プログラムを using た て, and by ロボット with two wrists. It is made by プログラム. The two wrists ロボット, ロボット, ロボット, <s:1>, the tip で object を, grasp the <s:1> state で, control the を movement った. こ の と き, objects に し seaborne を て の internal force を え, any object specified さ れ た orbit で mobile さ せ る こ と が シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り be presently さ れ た. Human に nearly い soft な action を be presently す る た め に, カ メ ラ を make っ た ビ ジ ュ ア ル サ ー ボ の プ ロ グ ラ ム の open 発 を line っ た. こ れ は, ロ ボ ッ ト の apex に カ メ ラ を take り pay け amount, like object の seaborne 徴 を base に suppression を be presently し て い る. The current grade of で, the line of で of the hand ってお ってお, and the line of ロボットへ of both wrists ロボットへ are applicable to the を line of う as determined である.

项目成果

Satoshi Komada: "Robust Position Control of Manipulators Based on Disturbance Observer and Inertia Identifier in Task Space" in Proc. IEEE International Workshop on Advanced Motion Control(発表予定)23GE02:1996.

Satoshi Komada：“基于任务空间中的干扰观察器和惯性标识符的机械臂的鲁棒位置控制”，Proc. IEEE 国际高级运动控制研讨会（待提交）23GE02：1996。

Satoshi Komada: "Motion Control by Disturbance Observer Considering Disturbance Model" in Proc. IEEE International Conference on Recent Advances in Mechatronics ICRAM'95. 2. 1036-1041 (1995)

Satoshi Komada：Proc 中的“考虑干扰模型的干扰观察器运动控制”。

宮上: "外乱オブザ-バを用いた冗長マニピュレータの制御" 平成7年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集. 3. 281-284 (1995)

Miyakami：“使用干扰观测器控制冗余机械手”日本电气工程师学会工业应用分会 1995 年全国会议论文集 3. 281-284 (1995)。

木村: "外乱オブザ-バを用いた多関節ロボットのロバスト制御-慣性の同定による高性能化" ロボティスク,メカトロニスク講演会'95講演論文集. B. 937-940 (1995)

木村：“使用干扰观测器对铰接式机器人进行鲁棒控制 - 通过惯性识别提高性能”，机器人和机电一体化会议 95 的论文集 B. 937-940 (1995)。

木村: "高次外乱オブザ-バと適応制御を用いたロボットの高精度制御" 平成8年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (1996)

Kimura：“使用高阶扰动观测器和自适应控制的机器人的高精度控制”日本电气工程师协会 1996 年全国会议论文集（待发表）（1996 年）。