物体操作を行う移動マニピュレータの視覚と動作計画に関する研究

操纵物体的移动机械臂视觉与运动规划研究

基本信息

批准号：
06J03840
负责人：
山崎公俊
金额：
$ 0.64万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度に行った研究では、人間の片手大の小型物体Pを引き出しなどの収納場所Qに納める動作を、ロボットに行わせた。P、Qを別の物体に変えても、対応可能なことを確認した。具体的な成果を以下に述べる。1.物体の把持計画の提案:ロボットが物体把持を行う手法を提案した。ここには、二つめ研究課題があった。一つ目は、物体のどの位置にロボットハンドを接触するかである。本研究では、密な点群で表現した物体モデルについて、ハンドと物体の接触面積と、モーメントバランスを評価基準とした手法を提案した。実機ロボットで実験を行い、提案手法が物体形状の複雑さにあまり影響を受けずに適用可能なことが判った。もう一つの課題は、どのような姿勢で把持を実現するかである。本研究では、移動ロボットには手先姿勢め誤差が問題となることに注目し、その影響を軽減可能な把持姿勢の計画手法を提案し、実験で有効性を検証した。2.収納場所の操作モデル獲得と動作計画:カメラと測域センサを搭載したロボットを用いて、直接教示に基づいて操作モデルを獲得する手法を提案した。これを複数の収納場所に適用し、汎用性の高さを確認した。さらに、提案するモデルでは、単に操作方法の記録だけでなく、見た目や形状情報も同時に獲得するため、一旦作成したモデルは再利用できる。ただし、これはロボットの操作姿勢を提示するものではないため、動作計画法も別途提案した。これにより、手先の操作性を高く保った姿勢で、収納場所の操作を実現できるようになった。3.ロボットシステムの統合と実験:移動マニピュレータシステムを構築し、「小型のペットボトルを把持・運搬し、キャビネットに収納する」といった動作を一貫して行わせ、成功した。より成功率を高くするには、動作計画の結果通りに動くだけでなく、オンラインで計画を修正可能な適応能力も重要であるとの知見を得た。

在今年进行的一项研究中，机器人被迫在存储位置Q（例如抽屉）中携带人类的单手小物体P。已经确认可以将P和Q更改为另一个对象。具体结果如下所述。 1。对象抓地计划的建议：我们提出了一种机器人掌握对象的方法。这里有第二个研究主题。首先是机器人手接触对象的地方。在这项研究中，我们提出了一种使用手与对象之间的接触区域以及力矩平衡作为对象模型的评估标准，该方法表示为密集点云。我们在真实的机器人上进行了实验，发现可以应用所提出的方法而不会显着受对象形状的复杂性影响。另一个挑战是如何实现抓地力。在这项研究中，我们专注于移动机器人中手动姿势错误的问题，并提出了一种计划的方法，以减少这种姿势，并在实验中测试其有效性。 2。获取用于存储位置和计划运动的操作模型：我们提出了一种基于直接教学的操作模型的方法，使用配备了摄像头和范围传感器的机器人。将其应用于多个存储位置以确认其多功能性。此外，在提出的模型中，不仅记录了操作方法，而且还可以同时获取外观和形状信息，因此一旦创建了模型，就可以重复使用。但是，由于这不呈现机器人的操作姿势，因此也单独提出了运动计划方法。这使您可以使用高操作性操作存储空间。 3。机器人系统的集成和实验：构建了一个移动操纵器系统，并始终执行诸如“抓握和运输小型塑料瓶并将其存放在橱柜中”之类的动作。我们已经了解到，为了提高成功率，它不仅根据运营计划的结果起作用，而且它在线修改计划的自适应能力也很重要。