Position/force control under binocular visual space visual servo for task realization of stiffness adjustable tendon arms

双目视觉空间视觉伺服下的位置/力控制用于刚度可调腱臂任务的实现

基本信息

批准号：
22K04166
负责人：
駒田諭
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ヒューマノイドロボットのための視空間を用いたビジュアルサーボに関しては、視空間を用いた位置ベースと特徴ベースを組合わせたハイブリッドビジュアルサーボを提案し、位置ベースビジュアルサーボと特徴ベースビジュアルサーボをシミュレーションによって比較を行った。視空間を利用した提案手法は、位置ベースと特徴ベース単一の制御器と比較すると整定時間は他の2つより短く、オーバーシュート量も小さくなることをシミュレーションによって示した。応答速度が速いもののオーバーシュート量が多く収束に時間のかかる視空間を用いた位置ベース法と応答速度は遅いがオーバーシュート量が小さく安定した動作が行える特徴ベースビジュアルサーボの利点を活かした切り替え制御により制御性能が向上した。産業用ロボットや協調型ロボットでは、軽量化や力制御性能の向上を目的として、モータ出力軸や減速機出力軸の先端を低剛性の機構部品で構成することがある。しかし、機械共振周波数が低くなり、高速運転時に振動が発生しやすくなるという問題がある。この問題を解決するために、剛性の低い機械部品のねじりトルクをフィードバックして振動を抑える方法があるが、定常運転では角度偏差が発生する。そこで、本研究ではハイパスフィルタをねじりトルク推定器として使用することにより、定常状態の角度偏差を低減することを目的としています。本論文では，提案手法の有効性をシミュレーションと実験により検証した。

对于使用人形机器人的视觉空间的视觉伺服器，建议使用视觉空间结合位置基础和特征基础的混合视觉伺服器，并通过模拟进行比较基于位置的视觉伺服器和特征。使用视觉空间的建议方法表明，与基于位置的基础单个控制设备相比，规格时间比其他两个方面的时间短，并且过冲的量小于其他两个。响应速度很快，但是过冲的量很大，并且需要很长的时间来收敛，位置基础方法和响应速度也很慢，但是过冲的量很小，稳定的操作是可以执行稳定的功能动作。在工业机器人和协调的机器人中，电动机输出轴和减速机输出轴的尖端可以通过低刚性机械零件配置，以改善重量并改善功率控制性能。但是，有一个问题是机械共价频率很低，并且在高速操作过程中可能会发生振动。为了解决此问题，有一种反馈方法对低刚度的扭曲扭矩和抑制振动，但是恒定的操作会导致角度偏差。因此，本研究旨在通过使用高通滤波器作为扭曲扭矩估计装置来减少稳态的角度偏差。在本文中，通过模拟和实验验证了建议方法的有效性。