JP5806105B2 - パラメータ補正方法および制御システム - Google Patents
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Description
6個のパラメータx、y、z、α、β、γによって位置姿勢が決定される制御対象があって、制御対象が目標の位置姿勢となるようにパラメータを補正するパラメータ補正方法において、
制御対象のn(nは7以上の整数)個の実際の位置姿勢V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}を実測する工程(1)と、
工程(1)で取得されたn個の実際の位置姿勢V(n)に含まれる誤差ΔV(n)={Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n)}を算出する工程(2)と、
各パラメータの目標値を含む目標の位置姿勢V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)}を取得する工程(3)と、
工程(1)で実測された実際の位置姿勢V(n)と工程(2)で算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、工程(3)で取得された目標の位置姿勢V(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出する工程(4)と、
工程(4)で算出された誤差ΔV(T)に基づいて、制御対象の実際の位置姿勢が目標の位置姿勢V(T)となるようにパラメータを補正する工程(5)と、を含み、
工程(4)が、
n個の実際の位置姿勢V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する工程(4−1)と、
目標の位置姿勢V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義する工程(4−2)と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する工程(4−3)と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する工程(4−4)と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する工程(4−5)と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する工程(4−6)と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する工程(4−7)と、
工程(4−4)〜(4−7)を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する工程(4−8)と、を含む、、パラメータ補正方法が提供される。
工程(4−3)が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する工程と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する工程と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する工程と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する工程と、を含む、第1の態様に記載のパラメータ補正方法が提供される。
現実空間内の現実物体の形状と仮想空間内の仮想物体の形状とが整合するように、仮想物体の表面の法線ベクトルの方向およびその法線ベクトルの表面上位置を決定するパラメータx、y、z、α、β、γを補正するパラメータ補正方法において、
現実物体の表面のn(nは7以上の整数)個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}を実測する工程(1)と、
工程(1)で取得されたn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)に含まれる、理想の形状に対する誤差ΔV(n)={Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n)}を算出する工程(2)と、
理想の形状の仮想物体の表面の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)}を取得する工程(3)と、
工程(1)で実測された現実物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)と工程(2)で算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、工程(3)で取得された仮想物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出する工程(4)と、
工程(4)で算出された誤差ΔV(T)に基づいて、現実物体と仮想物体とが整合するようにパラメータを補正する工程(5)と、を含み、
工程(4)が、
現実物体のn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する工程(4−1)と、
仮想物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義する工程(4−2)と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する工程(4−3)と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する工程(4−4)と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する工程(4−5)と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する工程(4−6)と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する工程(4−7)と、
工程(4−4)〜(4−7)を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する工程(4−8)と、を含む、パラメータ補正方法が提供される。
工程(4−3)が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する工程と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する工程と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する工程と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する工程と、を含む、第3の態様に記載のパラメータ補正方法が提供される。
m(mは2以上の整数)個のパラメータc1、c2、・・・、cmによって状態が決定される制御対象があって、制御対象が目標の状態となるようにパラメータを補正するパラメータ補正方法において、
制御対象のn(nはm+1以上の整数)個の実際の状態V(n)={c1(n)、c2(n)、・・・、cm(n)}を実測する工程(1)と、
工程(1)で取得されたn個の実際の状態V(n)に含まれる誤差ΔV(n)={Δc1(n)、Δc2(n)、・・・、Δcm(n)}を算出する工程(2)と、
各パラメータの目標値を含む目標の状態V(T)={c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T)}を取得する工程(3)と、
工程(1)で実測された実際の状態V(n)と工程(2)で算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、工程(3)で取得された目標の状態(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δc1(T)、Δc2(T)、・・・、Δcm(T)}を算出する工程(4)と、
工程(4)で算出された誤差ΔV(T)に基づいて、制御対象の実際の状態が目標の状態V(T)となるようにパラメータを補正する工程(5)と、を含み、
工程(4)が、
n個の実際の状態V(n)を、c1軸、c2軸、・・・、およびcm軸を備えるm次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(c1(n)、c2(n)、・・・、cm(n))として定義する工程(4−1)と、
目標の状態V(T)を、前記m次元座標系における第1の補正対象点P(T)(c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T))として定義する工程(4−2)と、
前記m次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包するm次元単体の(m+1)個の頂点となる、(m+1)個の第1の参考点P(n)を特定する工程(4−3)と、
誤差ΔV(n)のΔc1(n)成分に基づいて、工程(4−3)で特定された(m+1)個の第1の参考点P(n)を、c1軸、c2軸、・・・、cm軸、およびΔc1軸を備える(m+1)次元座標系における(m+1)個の第2の参考点P’(n)(c1(n)、c2(n)、・・・、cm(n)、Δc1(n))に座標変換する工程(4−4)と、
第1の補正対象点P(T)を、前記(m+1)次元座標系における第2の補正対象点P’(T) (c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T)、Δc1(T)(Δc1(T)は未知数)に座標変換する工程(4−5)と、
前記(m+1)次元座標系において、(m+1)個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・c1+B2・c2+・・・・+Bm・cm+Bm+1・Δc1=1(B1〜Bm+1は定数)を算出する工程(4−6)と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T)、Δc1(T)を代入し、未知数である誤差成分Δc1(T)を算出する工程(4−7)と、
工程(4−4)〜(4−7)を、誤差成分Δc1を誤差成分Δc2、・・・、Δcmそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δc2(T)、・・・、Δcm(T)それぞれを算出する工程と、を含む、パラメータ補正方法が提供される。
工程(4−3)が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する工程と、
作成したボロノイ領域に基づいて(m+1)個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する工程と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する工程と、
特定されたドロネー単体を構成する(m+1)個の頂点である(m+1)個の第1の参考点P(n)を特定する工程と、を含む、第5の態様に記載のパラメータ補正方法が提供される。
6個のパラメータx、y、z、α、β、γによって位置姿勢が決定される制御対象を有し、制御対象が目標の位置姿勢となるようにパラメータを補正する制御対象の制御システムにおいて、
予め実測された制御対象のn(nは7以上の整数)個の実際の位置姿勢V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}と、n個の実際の位置姿勢V(n)に含まれる誤差ΔV(n)=(Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n))とを保持する記憶手段と、
各パラメータの目標値を含む目標の位置姿勢V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))を指令値として取得する指令値取得手段と、
記憶手段に記憶されている、実際の位置姿勢V(n)と誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、指令値取得手段が取得した目標の位置姿勢V(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出し、
算出した誤差ΔV(T)に基づいて、制御対象の実際の位置姿勢が目標の位置姿勢V(T)となるように指令値内のパラメータを補正するパラメータ補正手段とを有し、
パラメータ補正手段が、
n個の実際の位置姿勢V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する第1の動作と、
目標の位置姿勢V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義する第2の動作と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する第3の動作と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する第4の動作と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する第5の動作と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する第6の動作と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する第7の動作と、
第4〜第7の動作を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する第8の動作と、を実行する、制御システムが提供される。
パラメータ補正手段の第4の動作が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する動作と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する動作と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する動作と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する動作と、を含む、第7の態様に記載の制御システムが提供される。
現実空間内の現実物体の形状と仮想空間内の仮想物体の形状とが整合するように、仮想物体の表面の法線ベクトルの方向およびその法線ベクトルの表面上位置を決定するパラメータx、y、z、α、β、γを補正する制御システムにおいて、
現実物体の表面のn(nは7以上の整数)個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}を実測する実測手段と、
実測手段によって実測されたn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)に含まれる、理想の形状に対する現実空間内の誤差ΔV(n)={Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n)}を算出する誤差算出手段と、
実測手段によって実測された現実物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)と現実空間内誤差算出手段によって算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、理想の形状の仮想物体の表面の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)}に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出し、算出した誤差ΔV(T)に基づいて現実物体と仮想物体とが整合するようにパラメータを補正するパラメータ補正手段とを有し、
パラメータ補正手段が、
現実物体のn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する第1の動作と、
仮想物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義する第2の動作と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する第3の動作と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する第4の動作と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する第5の動作と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する第6の動作と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する第7の動作と、
第4の動作〜第7の動作を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する第8の動作と、を実行する、制御システムが提供される。
パラメータ補正手段の第4の動作が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する動作と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する動作と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する動作と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する動作と、を含む、第9の態様に記載の制御システムが提供される。
本実施の形態1は、複数のパラメータによってロボットの位置姿勢を決定するロボットの制御システムに関する。具体例を挙げると、6個のパラメータx、y、z、α、β、γによって位置姿勢が決定されるロボットに、各パラメータの目標値からなる目標位置姿勢V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)}が指令値として与えられたとき、ロボットの実際の位置姿勢が、目標位置姿勢V(T)とは異なる、すなわち対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を含む姿勢{x(T)+Δx(T)、y(T)+Δy(T)、z(T)+Δz(T)、α(T)+Δα(T)、β(T)+Δβ(T)、γ(T)+Δγ(T)}となるような制御システムに関する。
本実施の形態2は、現実空間内の現実物体と仮想空間内の仮想物体とを整合させる複合現実感(MR:Mixed Reality)提供システムに関する。具体的には、現実空間内の現実物体の形状に合わせて、仮想空間内の仮想物体(以下、「3Dモデル」)を補正するものである。
V(n) 実際の位置姿勢
V(T) 目標の位置姿勢
P(n) 第1の参考点
P(T) 第1の補正対象点
P’(n) 第2の参考点
P’(T) 第2の補正対象点
Δx 誤差成分
RE(Δx) 誤差平面
Claims (10)
- 6個のパラメータx、y、z、α、β、γによって位置姿勢が決定される制御対象があって、制御対象が目標の位置姿勢となるようにパラメータを補正するパラメータ補正方法において、
制御対象のn(nは7以上の整数)個の実際の位置姿勢V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}を実測する工程(1)と、
工程(1)で取得されたn個の実際の位置姿勢V(n)に含まれる誤差ΔV(n)={Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n)}を算出する工程(2)と、
各パラメータの目標値を含む目標の位置姿勢V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)}を取得する工程(3)と、
工程(1)で実測された実際の位置姿勢V(n)と工程(2)で算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、工程(3)で取得された目標の位置姿勢V(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出する工程(4)と、
工程(4)で算出された誤差ΔV(T)に基づいて、制御対象の実際の位置姿勢が目標の位置姿勢V(T)となるようにパラメータを補正する工程(5)と、を含み、
工程(4)が、
n個の実際の位置姿勢V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する工程(4−1)と、
目標の位置姿勢V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義工程(4−2)と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する工程(4−3)と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する工程(4−4)と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する工程(4−5)と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する工程(4−6)と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する工程(4−7)と、
工程(4−4)〜(4−7)を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する工程(4−8)と、を含む、パラメータ補正方法。 - 工程(4−3)が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する工程と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する工程と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する工程と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する工程と、を含む、請求項1に記載のパラメータ補正方法。 - 現実空間内の現実物体の形状と仮想空間内の仮想物体の形状とが整合するように、仮想物体の表面の法線ベクトルの方向およびその法線ベクトルの表面上位置を決定するパラメータx、y、z、α、β、γを補正するパラメータ補正方法において、
現実物体の表面のn(nは7以上の整数)個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}を実測する工程(1)と、
工程(1)で取得されたn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)に含まれる、理想の形状に対する誤差ΔV(n)={Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n)}を算出する工程(2)と、
理想の形状の仮想物体の表面の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)}を取得する工程(3)と、
工程(1)で実測された現実物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)と工程(2)で算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、工程(3)で取得された仮想物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出する工程(4)と、
工程(4)で算出された誤差ΔV(T)に基づいて、現実物体と仮想物体とが整合するようにパラメータを補正する工程(5)と、を含み、
工程(4)が、
現実物体のn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する工程(4−1)と、
仮想物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義する工程(4−2)と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する工程(4−3)と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する工程(4−4)と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する工程(4−5)と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する工程(4−6)と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する工程(4−7)と、
工程(4−4)〜(4−7)を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する工程(4−8)と、を含む、パラメータ補正方法。 - 工程(4−3)が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する工程と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する工程と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する工程と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する工程と、を含む、請求項3に記載のパラメータ補正方法。 - m(mは2以上の整数)個のパラメータc1、c2、・・・、cmによって状態が決定される制御対象があって、制御対象が目標の状態となるようにパラメータを補正するパラメータ補正方法において、
制御対象のn(nはm+1以上の整数)個の実際の状態V(n)={c1(n)、c2(n)、・・・、cm(n)}を実測する工程(1)と、
工程(1)で取得されたn個の実際の状態V(n)に含まれる誤差ΔV(n)={Δc1(n)、Δc2(n)、・・・、Δcm(n)}を算出する工程(2)と、
各パラメータの目標値を含む目標の状態V(T)={c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T)}を取得する工程(3)と、
工程(1)で実測された実際の状態V(n)と工程(2)で算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、工程(3)で取得された目標の状態(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δc1(T)、Δc2(T)、・・・、Δcm(T)}を算出する工程(4)と、
工程(4)で算出された誤差ΔV(T)に基づいて、制御対象の実際の状態が目標の状態V(T)となるようにパラメータを補正する工程(5)と、を含み、
工程(4)が、
n個の実際の状態V(n)を、c1軸、c2軸、・・・、およびcm軸を備えるm次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(c1(n)、c2(n)、・・・、cm(n))として定義する工程(4−1)と、
目標の状態V(T)を、前記m次元座標系における第1の補正対象点P(T)(c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T))として定義する工程(4−2)と、
前記m次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包するm次元単体の(m+1)個の頂点となる、(m+1)個の第1の参考点P(n)を特定する工程(4−3)と、
誤差ΔV(n)のΔc1(n)成分に基づいて、工程(4−3)で特定された(m+1)個の第1の参考点P(n)を、c1軸、c2軸、・・・、cm軸、およびΔc1軸を備える(m+1)次元座標系における(m+1)個の第2の参考点P’(n)(c1(n)、c2(n)、・・・、cm(n)、Δc1(n))に座標変換する工程(4−4)と、
第1の補正対象点P(T)を、前記(m+1)次元座標系における第2の補正対象点P’(T) (c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T)、Δc1(T)(Δc1(T)は未知数)に座標変換する工程(4−5)と、
前記(m+1)次元座標系において、(m+1)個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・c1+B2・c2+・・・・+Bm・cm+Bm+1・Δc1=1(B1〜Bm+1は定数)を算出する工程(4−6)と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値c1(T)、c2(T)、・・・、cm(T)、Δc1(T)を代入し、未知数である誤差成分Δc1(T)を算出する工程(4−7)と、
工程(4−4)〜(4−7)を、誤差成分Δc1を誤差成分Δc2、・・・、Δcmそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δc2(T)、・・・、Δcm(T)それぞれを算出する工程と、を含む、パラメータ補正方法。 - 工程(4−3)が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する工程と、
作成したボロノイ領域に基づいて(m+1)個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する工程と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する工程と、
特定されたドロネー単体を構成する(m+1)個の頂点である(m+1)個の第1の参考点P(n)を特定する工程と、を含む、請求項5に記載のパラメータ補正方法。 - 6個のパラメータx、y、z、α、β、γによって位置姿勢が決定される制御対象を有し、制御対象が目標の位置姿勢となるようにパラメータを補正する制御対象の制御システムにおいて、
予め実測された制御対象のn(nは7以上の整数)個の実際の位置姿勢V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}と、n個の実際の位置姿勢V(n)に含まれる誤差ΔV(n)=(Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n))とを保持する記憶手段と、
各パラメータの目標値を含む目標の位置姿勢V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))を指令値として取得する指令値取得手段と、
記憶手段に記憶されている、実際の位置姿勢V(n)と誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、指令値取得手段が取得した目標の位置姿勢V(T)に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出し、
算出した誤差ΔV(T)に基づいて、制御対象の実際の位置姿勢が目標の位置姿勢V(T)となるように指令値内のパラメータを補正するパラメータ補正手段とを有し、
パラメータ補正手段が、
n個の実際の位置姿勢V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する第1の動作と、
目標の位置姿勢V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義する第2の動作と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する第3の動作と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する第4の動作と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する第5の動作と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する第6の動作と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する第7の動作と、
第4〜第7の動作を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する第8の動作と、を実行する制御システム。 - パラメータ補正手段の第4の動作が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する動作と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する動作と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する動作と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する動作と、を含む、請求項7に記載の制御システム。 - 現実空間内の現実物体の形状と仮想空間内の仮想物体の形状とが整合するように、仮想物体の表面の法線ベクトルの方向およびその法線ベクトルの表面上位置を決定するパラメータx、y、z、α、β、γを補正する制御システムにおいて、
現実物体の表面のn(nは7以上の整数)個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)={x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)}を実測する実測手段と、
実測手段によって実測されたn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)に含まれる、理想の形状に対する現実空間内の誤差ΔV(n)={Δx(n)、Δy(n)、Δz(n)、Δα(n)、Δβ(n)、Δγ(n)}を算出する誤差算出手段と、
実測手段によって実測された現実物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)と現実空間内誤差算出手段によって算出された誤差ΔV(n)との対応関係に基づいて、理想の形状の仮想物体の表面の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)={x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)}に対応する誤差ΔV(T)={Δx(T)、Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)}を算出し、算出した誤差ΔV(T)に基づいて現実物体と仮想物体とが整合するようにパラメータを補正するパラメータ補正手段とを有し、
パラメータ補正手段が、
現実物体のn個の法線ベクトルの方向/表面上位置V(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、およびγ軸を備える六次元座標系におけるn個の第1の参考点P(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n))として定義する第1の動作と、
仮想物体の法線ベクトルの方向/表面上位置V(T)を、前記六次元座標系における第1の補正対象点P(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T))として定義する第2の動作と、
前記六次元座標系において、第1の補正対象点P(T)を内包する六次元単体を構成する7個の頂点となる、7個の第1の参考点P(n)を特定する第3の動作と、
誤差ΔV(n)のΔx(n)成分に基づいて、特定された7個の第1の参考点P(n)を、x軸、y軸、z軸、α軸、β軸、γ軸、およびΔx軸を備える七次元座標系における7個の第2の参考点P’(n)(x(n)、y(n)、z(n)、α(n)、β(n)、γ(n)、Δx(n))に座標変換する第4の動作と、
第1の補正対象点P(T)を、前記七次元座標系における第2の補正対象点P’(T)(x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T))(Δx(T)は未知数)に座標変換する第5の動作と、
前記七次元座標系において、7個の第2の参考点P’(n)を含む超平面の式:B1・x+B2・y+B3・z+B4・α+B5・β+B6・γ+B7・Δx=1(B1〜B7は係数)を算出する第6の動作と、
超平面の式に第2の補正対象点P’(T)の座標値x(T)、y(T)、z(T)、α(T)、β(T)、γ(T)、Δx(T)を代入し、未知数である誤差成分Δx(T)を算出する第7の動作と、
第4の動作〜第7の動作を、誤差成分Δxを誤差成分Δy、Δz、Δα、Δβ、Δγそれぞれに代えて実行することにより、未知数である誤差成分Δy(T)、Δz(T)、Δα(T)、Δβ(T)、Δγ(T)それぞれを算出する第8の動作と、を実行する、制御システム。 - パラメータ補正手段の第4の動作が、
複数の第1の参考点P(n)それぞれを母点とする複数のボロノイ領域を作成する動作と、
作成したボロノイ領域に基づいて7個の頂点を備える複数のドロネー単体を作成する動作と、
第1の補正対象点P(T)を内包する1つのドロネー単体を特定する動作と、
特定されたドロネー単体を構成する7個の頂点である7個の第1の参考点P(n)を特定する動作と、を含む、請求項9に記載の制御システム。
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