モーションコントロールの先進応用の最新技術
モーションコントロールの先進応用に関する協同研究委員会編

目
1.

まえがき
1.1

4.

センサ利用による高度な動作制御技術
4.1

複数座標系間の簡易な変換を用いた筋骨格

35

関する協同研究委員会の目的

3

委員会活動報告34.2

冗長マニピュレータのビジョンベース制御 4044.3

動きのある注目対象に対する視覚サーボ

モーションコントロールの共通基盤技術
2.1

設計仕様を満たす周波数応答を利用した

2.2量子化フィードバック制御における2.3

負荷側エンコーダ情報とバックラッシを利用した高バックドライバビリティ制御

14

2.4

外乱推定カルマンフィルタ設計

21

多変数制御器の設計
最適量子化器設計

3.

3

モーションコントロールの先進応用に

1.2
2.

次

49

人間・機械複合系におけるモーションコント
ロール
3.1

二関節筋機構に基づく剛性制御系を持つリハビリ支援ロボットの開発

3.2

25
25

電動アシスト自転車のトルクセンサレス制御
30Sample : DO NOT PRINT

アームのビジュアルサーボ

35
45

モーションコントロールの先進応用に関する協同研究委員会 委員
委 員 長

柴田昌 明(成蹊大学)

幹事

弓場井幹事

桂一裕(三重大学)

島 田明( 芝 浦 工 業 大 学 )誠 一 郎( 慶 應 義 塾 大 学 )下野誠 通( 横 浜 国 立 大 学 )達 也( 名 古 屋 大 学 )

蹊大学

員

残間

幹事補佐

伊藤正 英()

鈴木委

浅野洋 介( 木更津工業高等専門学校 )

須 藤

熱海

武 憲( 日 立 製 作 所 )池浦

良 淳(三重大学)池田英 俊(三菱電機)

員

成

委

三重拓(I

高 橋悟(香高橋太 郎(ソ埼大H川学I大ニ玉))

学)ー)

学)

辻俊 明(岩 崎誠( 名 古 屋 工 業 大 学 )名取

賢 二( 青 山 学 院 大 学 )内 村裕( 芝 浦 工 業 大 学 )橋本誠 司(群馬大学)

大 石潔( 長 岡 技 術 科 学 大 学 )早川聡一郎(三重大学)

大ニン)

大内茂 人()林田

宣 宏(大西公 平( 慶 應 義 塾 大 学 )平田光 男( 宇 都 宮 大 学 )肇( フ ァ ナ ッ ク )藤本

博 志( 横 浜 国 立 大 学 )藤本康 孝( 横 浜 国 立 大 学 )

置 田

東

海大学

コ

呉

世 訓(小田尚 樹( 千 歳 科 学 技 術 大 学 )堀洋 一(加 藤敦( 住 友 重 機 械 工 業 )真鍋舜治

加藤義 樹( 三 菱 重 工 業 )萬 羽

金子健 二(産業技術総合研究所)

南方英 明( 千 葉 工 業 大 学 )金子貴 之(富士電機アドバンストテクノロジー )村上俊 之( 慶 應 義 塾 大 学 )河村篤 男( 横 浜 国 立 大 学 )森園

哲 也( 福 岡 工 業 大 学 ))森田良 文( 名 古 屋 工 業 大 学 )泰 輔( 九 州 産 業 大 学 )結城和 明(駒 田榊

諭(東三京重大大学学)

執筆協力

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忠 直(崇(山田 翔太 氏(東京大学)

安川電機)

東東芝京大)学)

電気学会技術報告 第１423号 3

協同研究委員会

1.

ま え が き1.1 モーションコントロールの先進応用に関する協同研究委員会の目的【調査期間】平成 20 年 3 月～平成 22 年 3 月
本協同研究委員会では、以上のようなモーションコントロールの共通基盤研究および応用研究について，研究事例を中心にして現状を考察し，そこから見える課題を明らか

これまでのモーションコントロール技術に基づく多自由度系の制御手法の研究開発により，工作機械やロボットをはじめとする産業用機械の高性能化が達成された．現在でにした．とりわけ次の各項目の技術動向について調査を行った．
(1)モーションコントロールの共通基盤技術に関する調も，さらなる高精度化や多様なロボットの動作制御など，

査：リアルタイム OS や組込み型 OS，FPGA などのソより高度なモーションコントロールの研究が進められていフトウェア，ミドルウェア，ハードウェアにわたってる．それと同時に，こうした中で培われた数々の新しいモモーションコントロール技術の実現に不可欠な共通基ーションコントロール技術は広範な応用分野へ展開されて盤技術の開発が発展している．それら技術開発を踏まいる．とりわけ近年では医療・福祉分野や環境関連分野にえたモーションコントロールの研究応用事例の現況なおける応用研究が一層進められており，人のための技術創らびに発展動向に関して調査した．

成を目途として人間を要素に含む人間・機械複合系に関す(2)人間・機械複合系におけるモーションコントロールのる研究もモーションコントロールの先進的課題として取り研究開発事例の調査：医療・福祉分野や環境関連分野組まれている．そのほかにも，電気自動車の動作制御やハをはじめ，人の介在するシステムを対象とするモーシードディスクや DVD 等のトラッキング制御など，枚挙にいョンコントロールを中心とした研究開発事例についてとまの無いほどモーションコントロールの研究開発は幅広い分野で推進されており，今後も発展の一途をたどること調査した．
(3)センサ利用による高度な動作制御に関する調査：力センサやジャイロ，加速度センサをはじめ，CCD，C-MOS，になるであろう．
こうしたモーションコントロール技術の進展は，各分野PSD 等の光学センサなど，様々なセンサの利用を踏までの深化によるばかりでなく，分野相互での研究事例，開えたモーションコントロールの研究事例が近年増加し発技術を協同して報告・紹介することによって相乗効果をている．モーションコントロールを主体として，その得て加速することができる．つまり，包括的な研究調査をためのセンサの活用事例について調査した．

遂行できる場としての協同研究委員会の設置は，モーションコントロール技術の一層の発展に大きく寄与することに

本協同研究委員会の具体的な活動としては，13 回の委員会（うち 3 回は，センサの知能化によるシステムの高度化なる．
さらに，モーションコントロール全体にかかわる技術と協同研究委員会，高度センサ応用による人間中心システムして，組込み型制御装置やリアルタイム OS などの実装装置の協同研究委員会，ナノスケールサーボのための制御技術の高性能化も重要な調査項目として欠かせない．このようの共通基盤協同研究委員会との合同委員会）を開催し，10な実装のためのプラットフォームの開発は制御手法の高度回の見学会を実施した．委員会においてはのべ 14 件の研究化とともに技術基盤の両輪をなすものであり，モーション事例報告が行われた．

コントロール分野に携わる技術者，研究者にとって共通す設置期間中に 3 回の産業計測制御研究会を開催し運営をる技術課題といえる．こうした観点からも，モーションコ行った．それぞれ 97 件，132 件，145 件の発表講演が行わ

ントロールに携わる技術者，研究者が集い，検討，議論すれた．そのほか，産業応用部門大会でのシンポジウム 1 件，る場としての協同研究委員会の意義は大きい．

オーガナイズドセッション 1 件をそれぞれ企画，実施した．

本協同研究委員会では、以上のようなモーションコントロールの共通基盤研究および応用研究について，研究事例を中心にして現状を考察し，そこから見える課題を明らか

電気学会の主催する国際会議 IPEC でのオーガナイズドセッションを企画した．
また，他学会への活動協力としては，国際会議のスペシにして，今後の発展を展望した．こうした調査活動で得らャルセッションやオーガナイズドセッションなどの企画をれた知見を踏まえて，電気学会研究会への協賛や産業応用通じて，IEEE 主催の国際会議 IECON，国際ワークショップ部門大会でのシンポジウム等の提案，実施を通じ，様々なAMC，ISIE，ICM をはじめ，数多くの国際会議の開催運営に関連技術分野へのモーションコントロール技術のさらなる寄与した．国内学会にあっては，計測自動制御学会，日本発展と啓蒙に寄与したものと考える．

ロボット学会，連合制御学会などでの年次大会においてオーガナイズドセッションをはじめとするセッション企画・

1.2 委員会活動報告実施を行い，開催運営に寄与した．
（担当：柴田）【委員会名】モーションコントロールの先進応用に関する

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