JP2009083094A - ロボット装置の制御方法及びロボット装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロボット装置のマニピュレータを制御するにあたり、多くの基準画像を用意する必要がなく、計算負荷が軽く、迅速な制御が可能でありながら、マニピュレータの対象物に対する位置及び姿勢を3次元空間内において制御することができるロボット装置の制御方法を提供する。
【解決手段】カメラ6により取得した対象物101の画像を処理して得られる画像特徴量に基づき、逐次最小二乗法を用いて画像特徴量の変化速度とマニピュレータ1の各関節2a,2b,2c,2d,2e,2fの動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定し、事前に目標位置において取得された対象物101の画像特徴量と対比して、マニピュレータ1の手先位置5が目標位置に近づくように各関節2a,2b,2c,2d,2e,2fの動作速度を求めてマニピュレータ1の指令信号とし、この指令信号に基づいてマニピュレータ1を動作させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、マニピュレータの先端にカメラを備えたロボット装置において、事前に目標状態から算出し記憶した目標特徴量とカメラにより取得した画像から得た特徴量とが一致するようにマニピュレータを動作させるロボット装置の制御方法及びロボット装置に関する。
従来、マニピュレータを備えたロボット装置が提案されており、また、このようなロボット装置のマニピュレータの動作を制御するためのロボット装置の制御方法が提案されている。そして、ロボット装置の制御方法として、マニピュレータにより把持を行う対象物を目標として、マニピュレータの手先を移動させるための制御方法が種々提案されている。
例えば、特許文献1には、対象物の基準画像を複数用意しておくとともに、マニピュレータの手先に取り付けたカメラによる画像情報を取得し、画像情報における対象物の形状に近い基準画像を検索することによって、対象物とマニピュレータの手先との位置関係を計算するようにしたロボット装置が記載されている。
また、特許文献2には、対象物の基準画像を用意しておき、マニピュレータの手先に取り付けたカメラにより画像を撮影しながら、基準画像に近い画像が得られるまで、マニピュレータを一定量移動させるようにしたロボット装置が記載されている。
さらに、特許文献3には、マニピュレータの動作中にカメラにより撮影された画像から求めた画像特徴量と、マニピュレータの各関節の動作速度との関係を示すヤコビ行列を推定し、このヤコビ行列に基づいてマニピュレータに対する指令信号を生成するようにしたロボット装置が記載されている。
特開2003−231078公報 特開2000−263482公報 特開2006−318301公報
ところで、特許文献1に記載のロボット装置においては、制御の精度を高めるためには、多くの基準画像を用意しておき、マニピュレータの動作のたびに全ての基準画像の検索を行なう必要があるため、計算負荷が高く、迅速な制御ができない。
また、特許文献2に記載のロボット装置においては、2次元平面内におけるマニピュレータの位置及び姿勢合わせにしか対応できず、マニピュレータの対象物に対する位置及び姿勢を3次元空間内において制御することはできない。さらに、このロボット装置においては、撮像、計測とマニピュレータの動作とを繰り返さなければならないため、迅速な制御ができない。また、このロボット装置においては、カメラレンズの歪取りや座標系をあわせるなどのカメラキャリブレーションが必要であり、マニピュレータのリンク長の誤差や座標系のずれなどによる誤差が累積して、動作精度が劣化する虞がある。
そして、特許文献3に記載のロボット装置においては、ヤコビ行列の推定のために、ヤコビ行列の解析式をブロイデン法を使って解いているが、これは、非線形方程式を解いているだけなので、モデル化誤差に弱いという問題がある。
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボット装置のマニピュレータを制御するにあたり、多くの基準画像を用意する必要がなく、計算負荷が軽く、迅速な制御が可能でありながら、マニピュレータの対象物に対する位置及び姿勢を3次元空間内において制御することができるようになされたロボット装置の制御方法及びロボット装置を提供することにある。
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るロボット装置の制御方法は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
〔構成1〕
本発明に係るロボット装置の制御方法は、6自由度以上のマニピュレータを有しマニピュレータの手先位置に撮像手段を有するロボット装置を制御するロボット装置の制御方法であって、撮像手段により取得した対象物の画像を処理して得られる画像特徴量に基づき、逐次最小二乗法を用いて画像特徴量の変化速度とマニピュレータの各関節の動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定し、事前に目標位置において取得された対象物の画像特徴量と対比して、マニピュレータの手先位置が目標位置に近づくように各関節の動作速度を求めてマニピュレータの指令信号とし、この指令信号に基づいてマニピュレータを動作させ手先位置を目標位置とすることを特徴とするものである。
〔構成2〕
構成1を有するロボット装置の制御方法において、ヤコビ行列の推定において、忘却係数を固定ではなく動的に変化させることを特徴とするものである。
〔構成3〕
構成1、または、構成2を有するロボット装置の制御方法において、ヤコビ行列の推定に先だって、マニピュレータを僅かに駆動させ、各関節の動作速度と画像特徴量の変化速度との関係を求め、この関係によりヤコビ行列の初期解を定めることを特徴とするものである。
〔構成4〕
本発明に係るロボット装置は、6自由度以上のマニピュレータと、マニピュレータの手先位置に設けられた撮像手段と、マニピュレータに対する指令信号を生成する制御手段とを備え、制御手段は、撮像手段により取得した対象物の画像を処理して得られる画像特徴量に基づき、逐次最小二乗法を用いて画像特徴量の変化速度とマニピュレータの各関節の動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定し、事前に目標位置において取得された対象物の画像特徴量と対比して、マニピュレータの手先位置が目標位置に近づくように各関節の動作速度を求めてマニピュレータに対する指令信号として生成し、この指令信号に基づいてマニピュレータを動作させ手先位置を目標位置とすることを特徴とするものである。
〔構成5〕
構成4を有するロボット装置において、制御手段は、ヤコビ行列の推定において、忘却係数を固定ではなく動的に変化させることを特徴とするものである。
〔構成6〕
構成4、または、構成5を有するロボット装置において、制御手段は、ヤコビ行列の推定に先だって、マニピュレータを僅かに駆動させ、各関節の動作速度と画像特徴量の変化速度との関係を求め、この関係によりヤコビ行列の初期解を定めることを特徴とするものである。
本発明に係る複数ロボット装置の制御方法においては、構成1を有することにより、撮像手段により取得した対象物の画像を処理して得られる画像特徴量に基づき、逐次最小二乗法を用いて画像特徴量の変化速度とマニピュレータの各関節の動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定し、事前に目標位置において取得された対象物の画像特徴量と対比して、マニピュレータの手先位置が目標位置に近づくように各関節の動作速度を求めてマニピュレータの指令信号とし、この指令信号に基づいてマニピュレータを動作させ手先位置を目標位置とするので、多くの基準画像を用意する必要がないため、計算負荷が軽く、迅速な制御が可能である。そして、このロボット装置の制御方法においては、適切な初期解を選び、かつ、逐次最小二乗法を用いてヤコビ行列の推定を行なうことにより、ヤコビ行列の推定演算の収束を迅速化し、ロバスト性を向上させることができる。また、マニピュレータを3次元空間内において制御することができる。
本発明に係る複数ロボット装置の制御方法においては、構成2を有することにより、ヤコビ行列の推定において、忘却係数を固定ではなく動的に変化させるので、より正確な推定を行うことができる。
本発明に係る複数ロボット装置の制御方法においては、構成3を有することにより、ヤコビ行列の推定に先だって、マニピュレータを僅かに駆動させ、各関節の動作速度と画像特徴量の変化速度との関係を求め、この関係によりヤコビ行列の初期解を定めるので、ヤコビ行列の適切な初期解が選択され、推定演算の収束を迅速化し、ロバスト性を向上させることができる。
そして、本発明に係る複数ロボット装置においては、構成4を有することにより、制御手段は、撮像手段により取得した対象物の画像を処理して得られる画像特徴量に基づき、逐次最小二乗法を用いて画像特徴量の変化速度とマニピュレータの各関節の動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定し、事前に目標位置において取得された対象物の画像特徴量と対比して、マニピュレータの手先位置が目標位置に近づくように各関節の動作速度を求めてマニピュレータに対する指令信号として生成し、この指令信号に基づいてマニピュレータを動作させ手先位置を目標位置とするので、多くの基準画像を用意する必要がないため、計算負荷が軽く、迅速な制御が可能である。そして、このロボット装置においては、適切な初期解を選び、かつ、逐次最小二乗法を用いてヤコビ行列の推定を行なうことにより、ヤコビ行列の推定演算の収束を迅速化し、ロバスト性を向上させることができる。また、マニピュレータを3次元空間内において制御することができる。
本発明に係る複数ロボット装置においては、構成5を有することにより、制御手段は、ヤコビ行列の推定において、忘却係数を固定ではなく動的に変化させるので、より正確な推定を行うことができる。
本発明に係る複数ロボット装置においては、構成6を有することにより、制御手段は、ヤコビ行列の推定に先だって、マニピュレータを僅かに駆動させ、各関節の動作速度と画像特徴量の変化速度との関係を求め、この関係によりヤコビ行列の初期解を定めるので、ヤコビ行列の適切な初期解が選択され、推定演算の収束を迅速化し、ロバスト性を向上させることができる。
すなわち、本発明は、ロボット装置のマニピュレータを制御するにあたり、多くの基準画像を用意する必要がなく、計算負荷が軽く、迅速な制御が可能でありながら、マニピュレータの対象物に対する位置及び姿勢を3次元空間内において制御することができるようになされたロボット装置の制御方法及びロボット装置を提供することができるものである。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
〔ロボット装置の構成〕
図1は、本発明に係るロボット装置の構成を示す模式的な側面図である。
本発明に係るロボット装置は、図1に示すように、6自由度のマニピュレータ1を有し、このマニピュレータ1により、対象物101の把持、運搬、加工または他の部材への組立が可能となされているものである。
マニピュレータ1は、複数のアクチュエータ(駆動装置)とリンク(剛体の構造物)とによって構成されており、6自由度を有している。すなわち、各リンク間は、回動(屈曲)、または、旋回可能な関節2a,2b,2c,2d,2e,2fを介して接続されており、それぞれアクチュエータによって相対駆動されるようになっている。各アクチュエータは、制御手段となるコンピュータ3によって制御される。
このマニピュレータ1において、第1のリンク(基端部のリンク)1aは、基台部4に対し、基端側を第1の関節2aを介して接続されて設置されている。第1の関節2aは、鉛直軸(z軸)回りに旋回可能な関節である。この第1のリンク1aの先端側には、第2の関節2bを介して、第2のリンク1bの基端側が接続されている。第2の関節2bは、水平な軸回りに第2のリンク1bを回動可能とする関節である。第2のリンク1bの先端側には、第3の関節2cを介して、第3のリンク1cの基端側が接続されている。第3の関節2cは、水平な軸回りに第3のリンク1cを回動可能とする関節である。
そして、第3のリンク1cの先端側には、第4の関節2dを介して、第4のリンク1dの基端側が接続されている。第4の関節2dは、第3のリンク1cの軸回りに第4のリンク1dを旋回可能とする関節である。第4のリンク1dの先端側には、第5の関節2eを介して、第5のリンク1eの基端側が接続されている。第5の関節2eは、第4のリンク1dの軸に直交する軸回りに第5のリンク1eを回動可能とする関節である。第5のリンク1eの先端側には、第6の関節2fを介して、第6のリンク1fの基端側が接続されている。第6の関節2fは、第5のリンク1eの軸回りに第6のリンク1fを旋回可能とする関節である。
このように、マニピュレータ1においては、回動可能な関節と、旋回可能な関節とが、交互に計6個設けられていることにより、6自由度が確保されている。
第6のリンク1fの先端側(以下、「手先」という。)には、対象物101を把持したり加工したりする先端ツール機構5が設けられている。この先端ツール機構5は、コンピュータ3や図示しないその他の制御装置によって制御される。また、手先の近傍には、撮像レンズ及びCCDやCMOSなどの固体撮像素子からなる撮像手段となるカメラ6が取付けられている。
コンピュータ3は、メモリ3aを有している。このメモリ3aには、マニピュレータ1の先端ツール機構5を目標位置及び目標姿勢としたときにカメラ6によって得られる対象物101の画像に基づく画像特徴量が記憶されている。メモリ3aに記憶された画像特徴量は、画像処理部3bに送られる。この画像処理部3bは、マニピュレータ1の動作中にカメラ6により取得された対象物101の画像に基づく画像特徴量を求めて、指令信号生成部(ヤコビ行列推定部)3cに送る。指令信号生成部3cは、逐次最小二乗法を用いて、画像特徴量の変化速度とマニピュレータ1の各関節2a,2b,2c,2d,2e,2fの動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定する。そして、メモリ3aに記憶された画像特徴量と対比してマニピュレータ1の先端ツール機構5が目標位置に近づくような先端ツール機構5の速度を求め、この先端ツール機構5の速度とヤコビ行列から各関節2a,2b,2c,2d,2e,2fの動作速度を求めてマニピュレータ1の指令信号として出力する。この指令信号は、マニピュレータ1に送られる。マニピュレータ1は、送られた指令信号に基づいて動作し、先端ツール機構5を目標位置に移動させる。すなわち、マニピュレータ1においては、第1のリンク1aに対する第2のリンク1bの位置、第2のリンク1bに対する第3のリンク1cの位置、第3のリンク1cに対する第4のリンク1dの位置と、順次先端側のリンクの位置が制御されることにより、先端ツール機構5の位置が制御され、この先端ツール機構5を所定の位置に移動させることができる。
〔ロボット装置の制御方法〕
そして、このロボット装置においては、以下に示す本発明に係るロボット装置の制御方法が実行されることにより、マニピュレータ1が自動制御される。すなわち、このロボット装置においては、事前に目標位置において取得した画像から算出し記憶している画像特徴量と、カメラ6により取得された画像から算出した画像特徴量とが一致するように、マニピュレータ1を動作させる。
このロボット装置においては、ヤコビ行列の推定において、適切な初期解を選び、かつ、逐次最小二乗法を用いることにより、推定演算の収束を速くし、ロバスト性を向上させることができる。
なお、本発明で用いるヤコビ行列とは、マニピュレータ1のある関節の動作角度がθである瞬間における関節の動作速度Δθに対する画像特徴量の変化速度Δf(θ)の関係であり、以下に示す行列のJである。
Δf(θ)=J(θ)Δθ ・・・(式1)
図2は、本発明に係るロボット装置の制御方法の手順を示すフローチャートである。
このロボット装置においては、コンピュータ3は、図2に示すように、本発明に係るロボット装置の制御方法を実行する。すなわち、コンピュータ3は、ステップst1で制御を開始すると、ステップst2に進み、マニピュレータ1を僅かに駆動させ、各関節2a,2b,2c,2d,2e,2fの動作速度と画像特徴量の変化速度との関係を求め、この関係により、ヤコビ行列の初期解を定める。次に、ステップst3に進み、逐次最小二乗法(以下、「RLS」という。)を使ってヤコビ行列の推定を行なうための初期設定を行なう。
そして、ステップst4に進み、画像サーボ制御を開始し、ステップst5に進む。ステップst5では、カメラ6により対象物101の画像を取得し、この画像から、画像特徴量の算出を行って、ステップst6に進む。
ステップst6では、RLSを使ってヤコビ行列の値を推定し、ステップst7に進む。ステップst7では、カメラ6により得られている画像の画像特徴量と、メモリ3aに記憶されている目標位置における画像特徴量との偏差に基づいて、ヤコビ行列の逆行列を用いて、各関節2a,2b,2c,2d,2e,2fの動作速度を算出し、ステップst8に進む。ステップst8では、算出された各関節2a,2b,2c,2d,2e,2fの動作速度を指令信号としてマニピュレータ1に出力し、ステップst9に進む。
ステップst9では、制御の終了条件が達成されているか否かを判別する。この終了条件としては、例えば、対象物101が静止している場合において、カメラ6により得られている画像の画像特徴量と、メモリ3aに記憶されている目標位置における画像特徴量との偏差が閾値以下となっている場合である。または、対象物101が動作している場合においては、先端ツール機構5が対象物101の動作範囲内にあるか、最終位置に到達したかを判別する。あるいは、先端ツール機構5が対象物101を把持できたか、対象物101を変更する必要があるかを判別する。終了条件が達成されていなければ、ステップst5に戻り、終了条件が達成されていれば、ステップst10に進む。
ステップst10では、画像サーボ制御を終了し、ステップst11に進み、制御を終了する。
〔ヤコビ行列の初期解の算出〕
前述のようにしてヤコビ行列の推定を行うにあたっては、初期解を適切に設定する必要がある。初期解の設定は、単純には、適当な値、例えば、単位行列などとすればよいが、より正確な推定を行うには、(式1)より、マニピュレータ1の関節を速度Δθで僅かに動かしたときに画像特徴量がどのような速度Δfで動くかを求めることが好ましい。
具体的には、マニピュレータ1には6個の関節あるので、第i関節(但し、i=1〜6)だけを僅かに動かしたときのm個の画像特徴量を並べたベクトルの変化速度Δfj(但し、j=1〜m)を求めると、以下の式が得られる。
Ji0=〔Δf1・・・Δfm〕diag(Δθ1,・・・,Δθ6)−1・・・(式2)
なお、diag(Δθ1,・・・,Δθ6)は、対角要素としてΔθ1〜Δθ6が並ぶ6×6の対角行列であり、〔Δf1・・・Δf6〕は、画像特徴量がm個ならば、m×6の行列である。
〔その他の初期解設定〕
マニピュレータ1の関節の軸数をnとし、画像特徴量の数をmとしたとき、(n+1)×(n+1)のゼロ行列をP0、m×nのヤコビ行列の初期解をJi0、m×1のゼロ行列をJt0とする。
ここで、ヤコビ行列の推定に用いる忘却係数λを0より大きく1以下の値とする。忘却係数λが大きいほど、過去の値が現在の値に影響する、つまり、時間軸でのデータの影響度が大きくなるので、ノイズに強くなるが、収束が遅くなる。逆に、忘却係数λを小さくすると、過去の値が現在の値に影響しなくなるので、収束速度は速くなるが、ノイズや初期解のずれなどに弱くなる。
〔画像取得、特徴量算出〕
カメラ6により取得された画像から求められる画像特徴量は、例えば、対象物101が円形状ならば、円の中心位置と半径、対象物101が楕円ならば、中心と長径、短径及び傾き、対象物101が四角形ならば、4頂点の位置などである。
このような画像特徴量を並べたベクトルをfk(但し、kは、制御ステップ数を意味する整数)とする。最初に取得された画像から得た画像特徴量をf0とする。
〔ヤコビ行列の推定〕
制御開始からの時刻、または現在の時刻をtk(kは制御ステップ数を意味する整数)とし、制御開始直後の時刻をt0とする。関節角度をθkとし、制御開始直後の角度をθ0とする。そして、k=1を初期解として、以下の式を解く。
Figure 2009083094
ここで、fは、画像特徴量、θは、マニピュレータ1の関節の動作角度、tは、時刻、Jikは、(式1)におけるヤコビ行列、λは、忘却係数(調整パラメータ)である。他は、物理的に意味のある数値ではなく、逐次最小二乗法の計算を行なう上で計算される値である。
この推定においては、制御周期1回ごとにkの値を1増やしてゆく。この計算を制御周期ごとに繰り返すことにより、新しい関節角度θk+1が得られる。そして、マニピュレータ1の関節がこの角度になるように、マニピュレータ1を動作させる。
〔忘却係数の適応調整を含むヤコビ行列の推定〕
前述のように、忘却係数λを動的に変更することにより、より収束速度を向上させることができる。λkの初期解λ0を適当な値、たとえば1に選ぶとする。この場合、各制御周期での計算式は以下のようになる。
Figure 2009083094
ここで、fは、画像特徴量、θは、マニピュレータ1の関節の動作角度、tは、時刻、Jikは、(式1)におけるヤコビ行列、λkは、忘却係数(調整パラメータ)である。
なお、αは微小な正の数であり、λkの動的変化の割合を調整するパラメータである。αを大きな値にすると、λkの値が大きく変化し、ノイズに弱くなる。逆に、αを小さな値にするほど、適応は遅くなるが、安定した挙動となる。
また、λkを求める式における〔 〕λ+ λ−の意味は、〔 〕内の計算結果がλ+よりも大きな値のときは、計算結果をλ+とし、計算結果がλ−よりも小さな値のときは、計算結果をλ−とするという意味である。これは、λを0より大きく1以下の値とする必要があるため、計算結果がこの範囲を超えないようにするためである。また、この値を調整し、動的に得られるλkの値の範囲を制限することにより、収束速度やロバスト性を調整することもできる。
本発明に係るロボット装置の構成を示す模式的な側面図である。 本発明に係るロボット装置の制御方法の手順を示すフローチャートである。
符号の説明
1 マニピュレータ
1a 第1のリンク
1b 第2のリンク
1c 第3のリンク
1d 第4のリンク
1e 第5のリンク
1f 第6のリンク
2a 第1の関節
2b 第2の関節
2c 第3の関節
2d 第4の関節
2e 第5の関節
2f 第6の関節
3 コンピュータ
3a メモリ
3b 画像処理部
3c 指令信号生成部
5 先端ツール機構
6 カメラ
101 対象物

Claims (6)

  1. 6自由度以上のマニピュレータを有し、マニピュレータの手先位置に撮像手段を有するロボット装置を制御するロボット装置の制御方法であって、
    前記撮像手段により取得した前記対象物の画像を処理して得られる画像特徴量に基づき、逐次最小二乗法を用いて、画像特徴量の変化速度とマニピュレータの各関節の動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定し、事前に目標位置において取得された前記対象物の画像特徴量と対比して、マニピュレータの手先位置が前記目標位置に近づくように各関節の動作速度を求めてマニピュレータの指令信号とし、この指令信号に基づいて前記マニピュレータを動作させ手先位置を前記目標位置とする
    ことを特徴とするロボット装置の制御方法。
  2. 前記ヤコビ行列の推定において、忘却係数を固定ではなく動的に変化させる
    ことを特徴とする請求項1記載のロボット装置の制御方法。
  3. 前記ヤコビ行列の推定に先だって、前記マニピュレータを僅かに駆動させ、各関節の動作速度と画像特徴量の変化速度との関係を求め、この関係により前記ヤコビ行列の初期解を定める
    ことを特徴とする請求項1、または、請求項2記載のロボット装置の制御方法。
  4. 6自由度以上のマニピュレータと、
    前記マニピュレータの手先位置に設けられた撮像手段と、
    前記マニピュレータに対する指令信号を生成する制御手段と
    を備え、
    前記制御手段は、前記撮像手段により取得した前記対象物の画像を処理して得られる画像特徴量に基づき、逐次最小二乗法を用いて、画像特徴量の変化速度とマニピュレータの各関節の動作速度との関係式であるヤコビ行列を推定し、事前に目標位置において取得された前記対象物の画像特徴量と対比して、マニピュレータの手先位置が前記目標位置に近づくように各関節の動作速度を求めてマニピュレータに対する指令信号として生成し、この指令信号に基づいて前記マニピュレータを動作させ手先位置を前記目標位置とする
    ことを特徴とするロボット装置。
  5. 前記制御手段は、前記ヤコビ行列の推定において、忘却係数を固定ではなく動的に変化させる
    ことを特徴とする請求項4記載のロボット装置。
  6. 前記制御手段は、前記ヤコビ行列の推定に先だって、前記マニピュレータを僅かに駆動させ、各関節の動作速度と画像特徴量の変化速度との関係を求め、この関係により前記ヤコビ行列の初期解を定める
    ことを特徴とする請求項4、または、請求項5記載のロボット装置。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261095A (ja) * 1985-09-11 1987-03-17 カシオ計算機株式会社 波形エディット装置
JP2009051003A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Ihi Corp ロボット装置の制御方法及びロボット装置
JP2012130977A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Toshiba Corp ロボット制御装置
CN103170978A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 中国科学院合肥物质科学研究院 连续型机器人的光纤形状估测反馈控制方法
JP2013158846A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Seiko Epson Corp ロボット装置、画像生成装置、画像生成方法、および画像生成プログラム
JP2014140942A (ja) * 2013-01-25 2014-08-07 Seiko Epson Corp ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム
CN104385283A (zh) * 2014-07-03 2015-03-04 哈尔滨工程大学 一种六自由度机械臂奇异位形的快速判断方法
JP2015131367A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 セイコーエプソン株式会社 ロボット、制御装置、ロボットシステム及び制御方法
JP5896003B1 (ja) * 2014-10-29 2016-03-30 株式会社安川電機 加工装置、教示方法、ワークの生産方法、コントローラ及び制御方法
JP2016087705A (ja) * 2014-10-29 2016-05-23 株式会社安川電機 加工装置及びワークの生産方法
US10112299B2 (en) 2014-10-29 2018-10-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Machining apparatus and method of producing workpiece
CN109591020A (zh) * 2019-01-21 2019-04-09 兰州大学 一种多冗余度机械臂自适应可操纵性最优化的分布式协同控制方法与装置
CN110587616A (zh) * 2019-08-20 2019-12-20 辽宁成大生物股份有限公司 细胞工厂操作工艺方法
WO2024186054A1 (ko) * 2023-03-03 2024-09-12 주식회사 로보에테크놀로지 로봇 조립체

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101870104B (zh) * 2009-04-25 2012-09-19 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 机械手臂反向运动方法
CN108748162B (zh) * 2018-07-09 2021-05-25 五邑大学 一种机器人实验教学用基于最小二乘法的机械臂控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000263482A (ja) * 1999-03-17 2000-09-26 Denso Corp ワークの姿勢探索方法および姿勢探索装置ならびにロボットによるワーク把持方法およびワーク把持装置
JP2003211381A (ja) * 2002-01-16 2003-07-29 Denso Wave Inc ロボット制御装置
JP2003231078A (ja) * 2002-02-14 2003-08-19 Denso Wave Inc ロボットアームの位置制御方法およびロボット装置
JP2004223663A (ja) * 2003-01-24 2004-08-12 Doshisha インピーダンス制御装置、およびインピーダンス制御プログラム
JP2006318301A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Toyota Motor Corp 適応型ビジュアルフィードバック制御方法
JP2007005304A (ja) * 2005-06-21 2007-01-11 Gm Global Technology Operations Inc 可変忘却係数を持つ状態推定器を使用する制御及び監視の方法
JP2008000861A (ja) * 2006-06-26 2008-01-10 Toyota Motor Corp 多関節ロボット及びその制御プログラム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000263482A (ja) * 1999-03-17 2000-09-26 Denso Corp ワークの姿勢探索方法および姿勢探索装置ならびにロボットによるワーク把持方法およびワーク把持装置
JP2003211381A (ja) * 2002-01-16 2003-07-29 Denso Wave Inc ロボット制御装置
JP2003231078A (ja) * 2002-02-14 2003-08-19 Denso Wave Inc ロボットアームの位置制御方法およびロボット装置
JP2004223663A (ja) * 2003-01-24 2004-08-12 Doshisha インピーダンス制御装置、およびインピーダンス制御プログラム
JP2006318301A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Toyota Motor Corp 適応型ビジュアルフィードバック制御方法
JP2007005304A (ja) * 2005-06-21 2007-01-11 Gm Global Technology Operations Inc 可変忘却係数を持つ状態推定器を使用する制御及び監視の方法
JP2008000861A (ja) * 2006-06-26 2008-01-10 Toyota Motor Corp 多関節ロボット及びその制御プログラム

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261095A (ja) * 1985-09-11 1987-03-17 カシオ計算機株式会社 波形エディット装置
JP2009051003A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Ihi Corp ロボット装置の制御方法及びロボット装置
JP2012130977A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Toshiba Corp ロボット制御装置
CN103170978A (zh) * 2011-12-20 2013-06-26 中国科学院合肥物质科学研究院 连续型机器人的光纤形状估测反馈控制方法
JP2013158846A (ja) * 2012-02-01 2013-08-19 Seiko Epson Corp ロボット装置、画像生成装置、画像生成方法、および画像生成プログラム
JP2014140942A (ja) * 2013-01-25 2014-08-07 Seiko Epson Corp ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム
JP2015131367A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 セイコーエプソン株式会社 ロボット、制御装置、ロボットシステム及び制御方法
CN104385283A (zh) * 2014-07-03 2015-03-04 哈尔滨工程大学 一种六自由度机械臂奇异位形的快速判断方法
JP5896003B1 (ja) * 2014-10-29 2016-03-30 株式会社安川電機 加工装置、教示方法、ワークの生産方法、コントローラ及び制御方法
JP2016087705A (ja) * 2014-10-29 2016-05-23 株式会社安川電機 加工装置及びワークの生産方法
US10112299B2 (en) 2014-10-29 2018-10-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Machining apparatus and method of producing workpiece
CN109591020A (zh) * 2019-01-21 2019-04-09 兰州大学 一种多冗余度机械臂自适应可操纵性最优化的分布式协同控制方法与装置
CN109591020B (zh) * 2019-01-21 2023-02-28 兰州大学 一种多冗余度机械臂自适应可操纵性最优化的分布式协同控制方法与装置
CN110587616A (zh) * 2019-08-20 2019-12-20 辽宁成大生物股份有限公司 细胞工厂操作工艺方法
WO2024186054A1 (ko) * 2023-03-03 2024-09-12 주식회사 로보에테크놀로지 로봇 조립체

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