JP4876246B2 - 触覚制御方法および触覚制御装置 - Google Patents
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Landscapes
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Description
2 第2マスタ(マスタ)
3 環境
5 スレーブ
11,12,15 第1外乱オブザーバ
31 力サーボ(力コントローラ)
41〜43 位置レギュレータ(位置コントローラ)
51,52,53 反力トルクオブザーバ(第2外乱オブザーバ)
59 加算器(和モード生成手段)
71 行列変換器(差モード生成手段)
81,82 IR除算器(IR逆演算手段)
83,84 IR積算器(IR演算手段)
Claims (4)
- 複数台のマスタと、一台以上のスレーブとを備え、
操作者によるそれぞれの前記マスタの操作に応じて動作するように、環境に接触する前記スレーブを制御する触覚制御方法において、
第1外乱オブザーバにより前記マスタおよび前記スレーブに加わるそれぞれの外力を推定し、その推定値を前記マスタおよび前記スレーブの入力にそれぞれフィードバックすることで、加速度次元で当該マスタおよび当該スレーブを個々に制御するステップを備え、
前記マスタおよび前記スレーブからの各位置応答を、実空間における第1加速度応答値としてそれぞれ取得し、その中で選択される2つの前記第1加速度応答値の差を各々算出して仮想空間に変換出力する差モード生成のステップと、
前記仮想空間に設けられ、前記差モード生成のステップからの各出力に基づいて、前記マスタおよび前記スレーブの位置変位をそれぞれゼロにするために、加速度次元での位置指令値を各々生成する位置制御のステップと、
前記仮想空間からの前記各位置指令値を、実空間における前記マスタおよび前記スレーブへの第1加速度参照値にそれぞれ変換して出力するステップと、を行ないながら、
第2外乱オブザーバにより前記マスタおよび前記スレーブの各反力を推定し、実空間におけるそれぞれの力応答を第2加速度応答値として出力するステップと、
前記各第2加速度応答値を加算して前記仮想空間に出力する和モード生成のステップと、
前記仮想空間に設けられ、前記和モード生成のステップからの出力に基づいて、前記マスタおよび前記スレーブが作用・反作用の法則を満たすような力応答に見合う第2加速度参照値を、当該マスタおよび当該スレーブにそれぞれ出力する力制御のステップと、を行なうことを特徴とする触覚制御方法。 - 前記マスタからの前記実空間における第1加速度応答値に、そのマスタの反力推定値に対する全ての前記マスタの反力推定値の比を乗じたIR乗算値を、前記各マスタに対応して各々前記差モード生成のステップに出力する演算ステップをさらに行ない、
前記差モード生成のステップで、各々の前記IR乗算値と、前記スレーブからの第1加速度応答値の中で、2つの値の差を各々算出して仮想空間に変換出力すると共に、
前記マスタへの第1加速度参照値に、全ての前記マスタの反力推定値に対するそのマスタの反力推定値の比を乗じた値を、当該マスタに出力する逆演算ステップをさらに行なうことを特徴とする請求項1記載の触覚制御方法。 - 操作者により操作される複数台のマスタと、前記操作者によるそれぞれの前記マスタの操作に応じて環境に接するように動作する一台以上のスレーブとを備えた触覚制御装置において、
前記マスタおよび前記スレーブに加わるそれぞれの外力を推定する第1外乱オブザーバと、
加速度次元で前記マスタおよび前記スレーブを個々に制御するために、前記外力の推定値を当該マスタおよび当該スレーブの入力にそれぞれフィードバックするフィードバック部と、
前記マスタおよび前記スレーブからの各位置応答を、実空間における第1加速度応答値としてそれぞれ取得し、その中で選択される2つの前記第1加速度応答値の差を各々算出して仮想空間に変換出力する差モード生成手段と、
前記マスタおよび前記スレーブの各反力を推定し、実空間におけるそれぞれの力応答を第2加速度応答値として出力する第2外乱オブザーバと、
前記各第2加速度応答値を加算して前記仮想空間に出力する和モード生成手段と、
前記仮想空間に設けられ、前記差モード生成手段からの各出力に基づいて、前記マスタおよび前記スレーブの位置変位をそれぞれゼロにするために、加速度次元での位置指令値を各々生成する位置コントローラと、
前記仮想空間からの前記各位置指令値を、実空間における前記マスタおよび前記スレーブへの第1加速度参照値にそれぞれ変換して出力する逆変換手段と、
前記仮想空間に設けられ、前記和モード生成手段からの出力に基づいて、前記マスタおよび前記スレーブが作用・反作用の法則を満たすような力応答に見合う第2加速度参照値を、当該マスタおよび当該スレーブにそれぞれ出力する力コントローラと、を備えたことを特徴とする触覚制御装置。 - 前記マスタからの前記実空間における第1加速度応答値に、そのマスタの反力推定値に対する全ての前記マスタの反力推定値の比を乗じたIR乗算値を、前記各マスタに対応して各々前記差モード生成手段に出力するIR演算手段を備え、
前記差モード生成手段は、各々の前記IR乗算値と、前記スレーブからの第1加速度応答値の中で、2つの値の差を各々算出して仮想空間に変換出力するものであると共に、
前記マスタへの第1加速度参照値に、全ての前記マスタの反力推定値に対するそのマスタの反力推定値の比を乗じた値を、当該マスタに出力するIR逆演算手段を備えたことを特徴とする請求項3記載の触覚制御装置。
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