JP2015507541A - ロボットを制御する制御方法およびかかる方法を使用する制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
・ 制御手段を対象物上に位置づけるステップ、
・ 第1力トルソを定める、制御手段に加えられる力、および第2力トルソを定める、ロボットの把握機構における対応する力の測定値に基づいて制御手段の位置および姿勢を決定するステップ、
・ 対象物を移動するために加えられる制御手段上の力の測定および決定ステップ中に決定された位置および姿勢に基づいて力または力/位置の制御設定点を決定するステップ、
・ 決定された設定点をロボットに送る制御ステップ
の組み合わせを含む制御方法を提案する。
・ロボットの把握機構に加えられた力を測定する手段、
・対象物に固定される制御手段であって、制御手段に加えられた力を測定する手段を含む制御手段、
・ロボットの把握機構に加えられた力および制御手段に加えられた力を測定する手段により行われた力測定値を収集するように構成された収集手段、
・収集手段を使用するように構成されるコントローラ手段
を含み、このコントローラ手段は、さらに、上述の第1実施形態による制御方法を使用するように構成される、制御システムも提案する。
− 制御手段における換算された力トルソにより形成された第1トルソおよびロボットの把握機構における換算された力トルソにより形成された第2力トルソから選択された2つのトルソの一方の測定値
− ヴァリニョンの関係を利用して上述の2つのトルソの他方の測定値から再構成された同一トルソ。
− 制御手段において表現されたベクトルにより形成される第1ベクトルおよびロボットの把握機構において表現されたベクトルにより形成される第2ベクトルから選択された2つの合成加速度・角速度ベクトルの一方の測定値と、
− ヴァリニョンの関係およびその導関数を使用して、前述の2つのベクトルの他方の測定値から再構成された同一のベクトルと
の誤差またはその誤差の二乗を最小化することにより推定することができる。
同様に、この誤差は、力トルソに関して上述した手段と同様な手段を使用して最小化することもできる。
Claims (17)
- 少なくとも1つの関節および対象物(15)を空間的に移動するように適合された少なくとも1つの把握機構(13)を含むロボット(1)の制御方法であって、前記ロボットが制御手段(100)により制御され、少なくとも以下のステップ:
・前記対象物(15)上に制御手段を位置決めするステップ(301)、
・第1力トルソを決定する、前記制御手段(100)に加えられる力、および第2力トルソを決定する、前記ロボット(1)の前記把握機構(13)における対応する力の測定値に基づいて前記制御手段(100)の位置および姿勢を決定するステップ(303)、
・前記対象物(15)を移動するために前記制御手段(100)に加えられる力の測定値および前記決定ステップ(303)中に決定された前記位置および姿勢に基づいて前記ロボット(1)の力または力/位置の制御設定点を決定するステップ(305)、
・決定された前記設定点が前記ロボット(1)に送り出される制御ステップ(307)、
の組み合わせを含むことを特徴とする制御方法。 - 前記制御手段(100)の前記位置および姿勢が前記第1力トルソおよび前記第2力トルソから選択された2つのトルソの一方の測定値とこれらの2つのトルソの他方の測定から再構成された同一トルソの測定値との間の誤差をヴァリニョンの関係を使用して最小化することにより決定されることを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- 前記制御手段(100)の前記位置および姿勢が前記力測定値から得られた前記力トルソのオンライン処理により再帰アルゴリズムを使用することにより決定されることを特徴とする請求項2に記載の制御方法。
- 前記再帰アルゴリズムがアンセンテッド・カルマン・フィルタであることを特徴とする請求項3に記載の制御方法。
- 前記制御手段(100)の前記位置および姿勢が前記力測定値から得られた前記力トルソのオフライン処理により、一定の期間にわたる対応データの記録に基づいて最適化アルゴリズムを使用することにより決定されることを特徴とする請求項2に記載の制御方法。
- 前記最適化アルゴリズムがネルダーリード法に基づくことを特徴とする請求項5に記載の制御方法。
- さらに、前記対象物(15)に対する前記制御手段(100)の取り付けを点検するステップ(302)であって、前記位置決めステップ(301)の後に行われるステップ(302)を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の制御方法。
- さらに、前記再帰アルゴリズムにより決定された前記推定値に関する信頼水準を所定のレベルと比較することにより、前記制御手段(100)の決定された前記位置および姿勢の一貫性を決定する位置点検ステップ(304)を含むことを特徴とする請求項3または4に記載の制御方法。
- さらに、前記オフライン処理により決定された前記推定値に関する信頼水準を所定のレベルと比較することにより、前記制御手段(100)の決定された前記位置および姿勢の一貫性を決定する位置点検ステップ(304)を含むことを特徴とする請求項5または6に記載の制御方法。
- さらに、前記制御手段(100)の決定ステップ(303)において決定された前記位置および姿勢を、推定アルゴリズムまたは同定アルゴリズムに従い適切なセンサーにより行われた少なくとも前記制御手段(100)の加速度および向きまたは角速度の測定値に基づいて決定された前記制御手段(100)の位置および姿勢と比較することにより、前記制御手段(100)の決定された前記位置および姿勢の一貫性が決定される位置点検ステップ(304)を含むことを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項に記載の制御方法。
- 前記対象物(15)に対する前記制御手段(100)の固定が不適切である場合、設定点決定の前記ステップ(305)が、前記ロボット(1)の前記制御設定点が前記ロボット(1)の前記把握機構(13)においてまたは前記ロボット(1)の少なくとも1つの関節において行われる力および/または位置の前記測定値のみに基づいて決定される代替決定ステップ(3021)により置き換えられることを特徴とする請求項7に記載の制御方法。
- 前記制御手段(100)の決定された前記位置または姿勢が一貫性を持たない場合に、設定点決定の前記ステップ(305)が、前記ロボット(1)の前記制御設定点が前記ロボット(1)の前記把握機構(13)において行われた力および/または位置の前記測定のみに基づいて決定される代替決定ステップ(3021)により置き換えられることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の制御方法。
- 少なくとも1つの関節および対象物(15)を空間的に移動するように適合された把握機構(13)を含むロボット(1)の制御システムであって、以下:
・前記ロボット(1)の前記把握機構(13)に加えられる力を測定する手段、
・前記対象物(15)に固定されるように適合された制御手段(100)であって、前記制御手段(100)に加えられた力を測定する手段を含む制御手段(100)、
・前記ロボット(1)の前記把握機構(13)および前記制御手段(100)に加えられる力を測定する前記手段により行われる力測定の値を収集するように構成された収集手段、
・前記収集手段を使用するように構成されるコントローラ(110)、
を含み、前記コントローラ(110)がさらに請求項1に記載の制御方法を使用するように構成されることを特徴とする制御システム。 - 前記制御手段(100)が可逆性固定手段(109)を含むことを特徴とする請求項13に記載の制御システム。
- さらに、前記制御手段の前記対象物(15)からの脱落を検知するように構成されている前記制御手段の監視手段を含み、前記コントローラ(110)は、請求項7に記載の制御方法を使用するように構成されることを特徴とする請求項13または14に記載の制御システム。
- 前記制御手段が支持部分(103)および握りを含む少なくとも1つのハンドル(100)により形成され、前記支持部分(103)は、前記固定手段(109)により前記対象物(15)に固定されるように設計されることを特徴とする請求項13〜15に記載の制御システム。
- 前記制御手段が少なくとも1つのグローブにより形成されることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載の制御システム。
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