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。

关于使用人形机器人的视觉空间的视觉伺服器，我们提出了一种混合视觉伺服器，该伺服器结合了基于位置和基于特征的视觉伺服使用视觉空间，并通过模拟比较了基于位置的视觉伺服器和基于特征的视觉伺服器。使用视觉空间的提出方法表明，与基于位置和基于特征的设备的单个控制器相比，定居时间比其他两个短，并且过冲的量也小。尽管响应速度很快，但基于位置的方法使用的视觉空间需要大量过冲，并且需要很长时间才能收敛，并且基于功能的视觉伺服器允许响应速度较低，但较小的过冲和稳定操作，通过转换控制来改善控制性能，从而利用了视觉伺服器的优势。在工业机器人和合作机器人中，可以通过低辅助机械组件制成电动机输出轴和还原器输出轴的尖端，以减轻体重并改善力量控制性能。但是，存在一个问题，即机械共振频率被降低，并且在高速操作过程中倾向于振动。为了解决这个问题，有一种方法来抑制低刚性机械部件的扭转扭矩，但在稳态操作中发生了角度偏差。因此，在这项研究中，目的是通过使用高通滤波器作为扭转扭矩估计器来减少稳态角偏差。在本文中，通过模拟和实验验证了所提出的方法的有效性。