環境認識に基づく、動的環境下での高速マルチコンタクト動作計画

基于环境识别的动态环境下高速多接触运动规划

• 批准号: 22KJ2133
• 负责人: 都留 将人
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2133/
• 关键词: ヒューマノイドロボット; 動作計画; 点群認識; マルチコンタクト動作

本研究は、視覚認識に基づくヒューマノイドロボットのマルチコンタクト動作計画に取り組む。従来研究では既知環境下でのみ計画可能であったマルチコンタクト動作を、申請者が独自に提案する視覚認識システムと組み合わせることで、未知環境下であっても適用可能にすることを研究目的としている。本研究により、災害現場や月面など、事前に精密な3D環境マップが作成できないような場所にも自律型ロボットを投入できるようになることが期待される。現時点の研究成果として、シミュレーション環境・現実環境の両方で、環境に合わせてマルチコンタクト動作を自動的に変化させることに成功している。ヒューマノイドロボットHRP-5Pは頭部に搭載した3Dカメラから周辺環境の立体地図をリアルタイムに構築し、その形状を分析することで手足の接触が可能な領域を検出する。2022年秋、その検出結果に基づき、手足の接触点を柔軟に変更することに成功した。2022年冬、手足と環境の干渉回避を実現した。これにより接触位置を大幅に変更した場合にも、環境とロボットが衝突しないような手先の軌道が自動的に生成され、ロボット実機を使った実験の安全性が確保できた。更に2022年冬、ロボットの視覚機能も大幅に改善し、動的な障害物を立体地図中から速やかに除去することが可能となった。これによりロボットの視界内を人間が通過する事が可能となり、災害現場など人と協調労働する状況も本研究の適用視野に入った。また、環境が変化した場合にも本機能によって速やかに立体地図が更新できることが確認された。2023年春、この機能をロボットに搭載することで、ロボットの足元に人間がブロックを置いた場合にも自動的にブロックの上に着地する遊脚動作が実現されることを実際の実験にて確認した。

这项研究致力于基于视觉识别的人形机器人的多接触运动规划。这项研究的目的是通过将多接触运动与申请人提出的视觉识别系统相结合，使之前的研究只能在已知环境中规划的多接触运动甚至适用于未知环境。希望这项研究能够将自主机器人部署到无法提前创建精确3D环境地图的地方，例如灾难现场或月球。根据当前研究的结果，我们已经成功地自动改变多接触行为以适应模拟和真实环境中的环境。人形机器人HRP-5P使用安装在其头部的3D摄像头实时构建周围环境的三维地图，并通过分析其形状来检测其四肢可以触摸的区域。 2022年秋天，他们成功地根据检测结果灵活改变四肢的接触点。 2022年冬天，我们已经实现了肢体与环境的干扰避免。因此，即使接触位置发生显着变化，也会自动生成手部轨迹，防止机器人与环境发生碰撞，确保使用实际机器人进行实验的安全性。此外，在2022年冬季，机器人的视觉功能将得到显着改善，使其能够快速去除三维地图上的动态障碍物。这使得人类可以在机器人的视野内通过，而且这项研究还包括人类协同工作的情况，例如在灾难现场。也证实了该功能即使环境发生变化也能快速更新三维地图。 2023年春天，我们将在实际实验中确认，通过为机器人配备此功能，即使人类将木块放在机器人脚下，也可以实现自动落在木块上的摆动动作。 。