力覚情報を用いたロボットの接触状態の同定

利用力信息识别机器人接触状态

• 批准号: 13750217
• 负责人: 山田 貴孝
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750217/
• 关键词: ロボット; 接触状態の同定; アクティブセンシング; 6軸力覚センサ; 人間の力学的技量; 接触点位置; 接触の種類; 位置・速度情報

人間に危険な環境下での極限作業用ロボットが研究されているが,人間のもつ手先の器用さを実現することが不可欠である.人間は,組立作業において生じる把持物体と外部環境との未知の接触状態を手先の感覚だけで推定し,作業を進めることができる.このような人間の技量をロボットで実現するには,まず接触状態を検出・制御する必要がある.研究代表者は,ロボットに装備した6軸力覚センサ情報を用いて,接触点位置や接触力だけでなく接触の種類をも同定する手法を提案してきた.平成14年度は速度情報を用いた以下の研究を行った.1.ノイズを含まない場合について,ロボットアームの関節角度および角速度から手先位置,速度を算出し,接触状態を同定する手法を提案した.本手法は,接触力は同定できないが,同定問題が線形方程式に帰着される,アクティブセンシングの回数が少なくて済む,などの利点を有している.(RSJ2002)2.ノイズを含む手先角速度を用いて接触点での角速度を推定し,共分散行列の固有値を用いて接触の種類を判別,接触法線および接触線の方向を推定する手法を提案した.角速度センサを用いた実験により,人問のセンシングに対する本手法の有効性を評価した.(名古屋工業大学卒業論文)3.接触作業中の過大力や衝撃を避けるためにRCCデバイス等の弾性装置を手首部に取り付けることが多い.そこで,この弾性装置をバネ剛性としてモデル化し,アーム変位とセンサ位置での変位および計測力との関係式を導出した.これを剛性行列として表わし,接触状態との関係を明らかにした.本特徴は,接触点での力覚情報と速度情報の両方の拘束条件を用いたことである.本手法は,ロボットの的確なセンシング方法の生成,情報融合による接触状態の早く正確な同定,多指ハンド把握系のバネ剛性(JSHE2003)を用いた場合への応用,などが期待できる.(名古屋工業大学卒業論文)

Research on extreme operations in dangerous environments in the human world using されていれDon't be indebted to the human world, set up the work, control the object, the external environment, the unknown contact state, the first hand, the feeling, the push Set し, work を in め る こ と が で き る. こ の よ う な 人间 の SKILL を ロ ボ ッ で 実 appear す る に は, ま ず contact status を 検 ・It is necessary to control the control. Research representative は, ロボットにequipment した6 axis force 覚センサinformation を use いて, contact point position やContact force だけでなく Contact type を も Same determination す る technique を proposal し て き た. Heisei 14 は speed information を use い た following の research を line っ た.1.ノイズをincludes the まない occasion について, ロボットアームのjoint angle およびangular velocity からhand first position, speed をcalculate し, The contact state is the same and the method is the same as the proposal. This method is the same, the contact force is the same as the fixed one, the linear equation of the same problem is the same as the linear equation. , アクティブセンシングの久が小なくて済む, などの利点を有している.(RSJ2002) 2.ノイズをcontaining The angular velocity of the hand is estimated using the angular velocity of the contact point, the inherent value of the co-dispersed array is determined by the type of contact, and the contact normal is The direction of the contact line is estimated and the method is proposed. The angular velocity is used to estimate the direction of the contact line. Evaluation of the effectiveness of this technique. (Graduation thesis from Nagoya Institute of Technology) 3. Avoidance of excessive force during contact work RCCデバイス与の弾性devicesをHandheadに取りpayけることが多い.そこで,この弾性devicesをバネrigidとしてモデル化し,アーム変 Position とセンサ Position での変 Position および Measured force との Relationship expression を Derived し た. こ れ を Rigid row と し て table わ し, contact state The relationship between the state and the relationship is clear. The point of contact is the force information and the speed information is the constraint condition. This method is a true and accurate way to generate information, and the intelligence fusion method is to contact the state early and correctly, and it is a multi-finger handle. The rigidity of the grip system (JSHE2003) is used in various situations and is expected to be used in various situations (Graduation thesis from Nagoya Institute of Technology)

项目成果

T.Mouri, <T.Yamada>___-, A.Iwai, N.Mimura, Y.Funahashi: "Identification of Contact Conditions from Contaminated Date of Contact Force and Moment"Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Vol.1. 559-565 (2001)

T.Mouri、<T.Yamada>___-、A.Iwai、N.Mimura、Y.Funahashi：“根据接触力和力矩的污染日期识别接触条件”2001 年 IEEE 国际机器人与自动化会议论文集。

毛利哲也, 山田貴孝, 岩井綾子, 三村宣治, 舟橋康行: "速度情報を用いた接触状態の同定"日本ロボット学会創立20周年記念学術講演会(RSJ2002)CD-ROM予稿集. Vol.1. 3E151-3E154 (2002)

Tetsuya Mouri、Takataka Yamada、Ayako Iwai、Nobuharu Mimura、Yasuyuki Funahashi：“利用速度信息识别接触状态”日本机器人学会 20 周年学术会议论文集 (RSJ2002) CD-ROM 1. 3E151-3E154 ( 2002）

<山田貴孝>___-, 毛利哲也, 岩井綾子, 三村宣治, 舟橋康行: "力覚情報を用いたロボットの接触状態の同定-7自由度ロボットアームを用いた実験による検証-"SICE SI2001講演論文集. Vol.1. 273-274 (2001)

<Takataka Yamada>___-、Tetsuya Mori、Ayako Iwai、Nobuharu Mimura、Yasuyuki Funahashi：“利用力信息识别机器人接触状态 - 使用 7 自由度机器人手臂进行实验验证 -”SICE SI2001 讲座论文集。 1. 273-274 (2001)

山田貴孝, 小石倉太郎, 水野雄登, 三村宣治, 舟橋康行: "三次元多指ロボットハンド把握系の安定性解析"日本機械学会論文集C編(JSME). Vol.69No.679(掲載決定). (2003)

Takataka Yamada、Taro Koishi、Yuto Mizuno、Nobuji Mimura、Yasuyuki Funahashi：“三维多指机器人手抓取系统的稳定性分析”日本机械工程学会论文集，卷 C（JSME）第 69 期。 679（出版）（2003）