ヒューマノイドロボットのための視覚探索と物体操作に基づく能動全身動作生成

基于视觉搜索和对象操纵的仿人机器人主动全身运动生成

• 批准号: 09F09721
• 负责人: 吉田 英一 (2010)
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09721/
• 关键词: 視覚フィードバック; ロボット工学; ヒューマノイド; 歩行制御; 国際交流; ビジュアル・トラッキング; ヒューマノイドロボット; ビジュアル・サーボ

平成22年度は,視覚情報を用いてオンラインで修正しながら目的とする動的な動作を生成する手法を構成した。フランスの研究機関INRIAと協力し、視覚に基づくヒューマノイドロボットに適用可能な3次元トラッキングシステムを構築した。カメラはヒューマノイドロボットの頭部に設置されているため、ロボットの歩行中の画像の左右の揺れや、足を着地した際のインパクトなどの外乱によりトラッキングが失敗する場合もある。インパクトなどによる高周波外乱は、カルマンフィルタを用いることにより平滑化する手法を構成し、実機によりその効果を確認した。さらに、視覚フィードバックを歩行制御に用いる手法を構築した。ヒューマノイドの制御には、実時間歩行パターン生成器を用いており、その入力はロボットの重心の並進速度・角速度(平面3自由度)である。上記トラッキングシステムを利用して、既知の物体を追跡して自己位置を測定するとともに、歩行パターン生成器が出力する左右方向の揺れを含む重心軌道を参照軌道として、視覚フィードバックにより歩行誤差をオンラインで修正する制御手法を導出した。ヒューマノイドロボットHRP-2を用い、構築した制御手法を適用して8m四方の正方形の頂点の間を歩行するた実機実験を行った。その結果、視覚フィードバックを行わない場合(並進・回転誤差60cm,0.5rad)よりも格段に精度良く歩行位置を制御でき(並進・回転誤差15cm,0.1rad)、手法の有効性が確認された。

在2010年，我们构建了一种通过在线修改视觉信息来生成所需动态运动的方法。与法国研究所InriA合作，我们建立了一个3D跟踪系统，可应用于基于视觉的类人体机器人。由于相机位于人形机器人的头部上，因此跟踪可能会因机器人行走时的图像颤抖而导致的失调，或者登陆其脚的影响。一种方法用于使用卡尔曼过滤器来平滑由冲击等引起的高频干扰，并使用实际机器确认了这种效果。此外，建立了一种使用视觉反馈进行行走控制的方法。实时行走模式发生器用于控制人形生物，其输入是机器人重心的转换速度和角速度（平面自由度为3度）。使用上述跟踪系统，得出了一种控制方法，其中跟踪已知对象并测量自我位置，并使用质心轨迹（包括步行模式生成器作为参考轨迹），并使用视觉反馈在线纠正行走错误。使用人形机器人HRP-2，我们进行了一个实验，在该实验中，我们使用构造的控制方法在8m平方的顶部之间行走。结果，该方法的有效性得到了确认，因为比没有执行视觉反馈时更准确地控制步行位置（转化/旋转误差60cm，0.5亿）。

项目成果

Cancelling the sway motion of dynamic walking in visual servoing

• DOI: 10.1109/iros.2010.5649126
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
• 作者: C. Dune;A. Herdt;O. Stasse;Pierre-Brice Wieber;K. Yokoi;E. Yoshida

One click object detection : towards an intuive vision based grasping tool for the disabled

一键式物体检测：为残疾人提供基于视觉的直观抓取工具

• 发表时间: 2009
• 作者: C.Dune;et al.
• 通讯作者: et al.

Deux approches pour I'asservissement visuel de la marche

马尔凯视觉服务的双重途径

• 发表时间: 2010
• 作者: Claire Dune;Andrei Herdt;Olivier Stasse;Pierre-Brice Wieber;吉田英一
• 通讯作者: 吉田英一

R-Blink : High speed decision making by a humanoid robot for motion generation

R-Blink：人形机器人进行高速决策以产生运动

• 发表时间: 2010
• 作者: Olivier Stasse;Claire Dune;Nicolas Perrin;Andrei Herdt;Florent Lamiraux;Nicolas Mansard;Pierre-Brice Wieber;吉田英一
• 通讯作者: 吉田英一