JP6540810B2 - ハンド力覚計測装置、ハンド力覚計測方法、及びハンド力覚計測プログラム - Google Patents
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Description
(1)モータトルクの指令値のような制御情報
(2)ハンド位置及び姿勢を含む計測情報(モーションキャプチャ及びエンコーダ43で計測)
ステップS702では、設計者は、計算機を用いて、多関節ロボット1に外力がかかっていない静止状態で得た観測データ(例えば、図8Aの状態で得られる観測データ)に基づいて、静的誤差の各要素を計算する。具体的には、まず、個体誤差を含むリンク構造を、該個体誤差を幾何的に表現した行列Mi'で表現する。
τe=τi-τc
ここで、τe、及びτcは、τiと同様、それぞれ、各関節に係るトルク値を含む1×nの行列である。そして、外力計算部119は、トルクτeと、ヤコビ行列計算部116で得られるヤコビ行列J1とに基づいて、以下のように手先30に掛かる外力Fを求める。
21〜23 リンク
30 手先
32 ハンド
40 駆動機構
41 モータ
70 ハンド力覚計測装置
90 観測データ取得部
100 処理装置
110 ハンド位置計測値取得部
111 関節角取得部
112 モータトルク取得部
113 リンクパラメータ計算部
114 個体誤差計算部
115 リンクパラメータ補正部
116 ヤコビ行列計算部
117 運動パラメータ計算部
118 トルク算出部
119 外力計算部
120 観測データ記憶部
121 個体誤差記憶部
122 運動パラメータ記憶部
Claims (6)
- リンク機構を備える多関節ロボットにおけるリンク間の位置及び姿勢関係を幾何的に表すリンクパラメータと、前記リンクパラメータに影響する前記多関節ロボットの個体誤差とに基づいて、前記多関節ロボットのハンドに作用する外力を算出する処理装置を含み、
前記個体誤差は、前記多関節ロボットを実際に動かしたときの前記ハンドの位置の観測データに基づいて導出され、
前記観測データは、前記多関節ロボットのハンドの位置と、前記多関節ロボットの各関節にトルクを付与するモータへの駆動トルクの指令値と、前記多関節ロボットの各関節の関節角度とを含み、
前記個体誤差は、以下の数1のパラメータを最小とするパラメータΔを算出することで算出され、
Pは、前記観測データに基づく前記ハンドの位置であり、Σは、前記観測データの複数のサンプルを累算することを表し、φ(θ 0 ,θ 1 ,…,θ n )は、各関節角度がθ 0 ,θ 1 ,...,θ n であるときの前記ハンドの理論位置を表し、各関節角度がθ 0 ,θ 1 ,...,θ n は、前記観測データに基づき、
前記ハンドの理論位置φ(θ 0 ,θ 1 ,...,θ n )は、前記パラメータΔ及び前記リンクパラメータに基づいて表される、ハンド力覚計測装置。 - 前記個体誤差は、並進誤差に係る第1個体誤差と、回転誤差に係る第2個体誤差とを含む、請求項1に記載のハンド力覚計測装置。
- 前記第2個体誤差は、静的誤差と、前記多関節ロボットの姿勢に依存する姿勢依存誤差とを含む、請求項2に記載のハンド力覚計測装置。
- 前記処理装置は、
前記個体誤差を算出する個体誤差算出部と、
前記個体誤差を記憶する記憶部と、
前記個体誤差に基づいて、前記リンクパラメータを補正するリンクパラメータ補正部と、
前記個体誤差に基づいて、運動パラメータを算出する運動パラメータ算出部と、
前記運動パラメータに基づいて、前記多関節ロボットの各関節に付与されるトルクを算出するトルク算出部と、
前記多関節ロボットの各関節にトルクを付与するモータへの駆動トルクの指令値と、前記トルク算出部により算出されたトルクとに基づいて、前記外力を算出する外力算出部とを含む、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載のハンド力覚計測装置。 - リンク機構を備える多関節ロボットにおけるリンク間の位置及び姿勢関係を幾何的に表すリンクパラメータを算出し、
前記リンクパラメータに影響する前記多関節ロボットの個体誤差を算出し、
算出した前記リンクパラメータ及び前記個体誤差に基づいて、前記多関節ロボットのハンドに作用する外力を算出する、
ことを含み、
前記個体誤差は、前記多関節ロボットを実際に動かしたときの前記ハンドの位置の観測データに基づいて導出され、
前記観測データは、前記多関節ロボットのハンドの位置と、前記多関節ロボットの各関節にトルクを付与するモータへの駆動トルクの指令値と、前記多関節ロボットの各関節の関節角度とを含み、
前記個体誤差は、以下の数2のパラメータを最小とするパラメータΔを算出することで算出され、
Pは、前記観測データに基づく前記ハンドの位置であり、Σは、前記観測データの複数のサンプルを累算することを表し、φ(θ 0 ,θ 1 ,...,θ n )は、各関節角度がθ 0 ,θ 1 ,...,θ n であるときの前記ハンドの理論位置を表し、各関節角度がθ 0 ,θ 1 ,...,θ n は、前記観測データに基づき、
前記ハンドの理論位置φ(θ 0 ,θ 1 ,...,θ n )は、前記パラメータΔ及び前記リンクパラメータに基づいて表される、コンピューターにより実行されるハンド力覚計測方法。 - リンク機構を備える多関節ロボットにおけるリンク間の位置及び姿勢関係を幾何的に表すリンクパラメータを算出し、
前記リンクパラメータに影響する前記多関節ロボットの個体誤差を算出し、
算出した前記リンクパラメータ及び前記個体誤差に基づいて、前記多関節ロボットのハンドに作用する外力を算出する、
処理をコンピューターに実行させ、
前記個体誤差は、前記多関節ロボットを実際に動かしたときの前記ハンドの位置の観測データに基づいて導出され、
前記観測データは、前記多関節ロボットのハンドの位置と、前記多関節ロボットの各関節にトルクを付与するモータへの駆動トルクの指令値と、前記多関節ロボットの各関節の関節角度とを含み、
前記個体誤差は、以下の数3のパラメータを最小とするパラメータΔを算出することで算出され、
Pは、前記観測データに基づく前記ハンドの位置であり、Σは、前記観測データの複数のサンプルを累算することを表し、φ(θ 0 ,θ 1 ,...,θ n )は、各関節角度がθ 0 ,θ 1 ,...,θ n であるときの前記ハンドの理論位置を表し、各関節角度がθ 0 ,θ 1 ,...,θ n は、前記観測データに基づき、
前記ハンドの理論位置φ(θ 0 ,θ 1 ,...,θ n )は、前記パラメータΔ及び前記リンクパラメータに基づいて表される、ハンド力覚計測プログラム。
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