3D姿勢推定とインピーダンス制御を組み合わせた沈孔組み立て

CHEN Ping ,  

LEI Xuejun ,  

LI Can ,  

HU Yiliang ,  

CHEN Shuang ,  

摘要

長楕円軸部品および沈孔部品の自動組み立て要求に対応し、組み立て中の任意の位置および姿勢の部品の柔軟な組み立て問題に対して、3Dビジョンと力覚を組み合わせた柔軟な組み立て戦略を研究した。3Dビジョン位置決め方法では、沈孔部品の姿勢推定アルゴリズムを提案した。まず、スーパーボクセル分割と制約平面分割(Constrained Planar Cuts、CPC)クラスタリングにより点群データの前処理を行い、重みベースのランダムサンプルコンセンサス(Weight-based Random Sample Consensus、WRANSAC)による平面フィッティングで平面位置を特定し、沈孔の輪郭抽出と円フィッティングにより組み立て位置を推定する。力覚手法では、インピーダンス制御を採用して部品の柔軟な組み立てを実現した。実験結果は、本論文で提案したWRANSAC平面フィッティングアルゴリズムの平均距離誤差<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mi mathvariant="normal">Δ</mi><mi>d</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/5BF4EC0A-6F08-4b7a-A68A-A48C564023F9-M001.jpg"/><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/5BF4EC0A-6F08-4b7a-A68A-A48C564023F9-M001c.jpg"/></alternatives></inline-formula>は0.09 mmに達し、角度誤差<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mi mathvariant="normal">Δ</mi><mi>θ</mi></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/5BF4EC0A-6F08-4b7a-A68A-A48C564023F9-M002.jpg"/><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/5BF4EC0A-6F08-4b7a-A68A-A48C564023F9-M002c.jpg"/></alternatives></inline-formula>は1.8°に達する。3D空間における沈孔姿勢の角度誤差は1.0°であり、公差間隙0.5 mmの部品の組み立てを実現できる。組み立て戦略は沈孔組み立ての精度および柔軟性の要求を満たしている。

关键词

沈孔部品;柔軟な組み立て;3D姿勢推定;インピーダンス制御

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