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Collision avoidance method of humanoid robot with arm force / Ohashi, Eijiro in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°3 (Juin 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1632-1641 p. Titre : Collision avoidance method of humanoid robot with arm force Titre original : Méthode d'action d'éviter de collision de robot de Humanoid avec la force de bras Type de document : texte imprimé Auteurs : Ohashi, Eijiro, Auteur ; Aiko, Takahiro, Auteur ; Tsuji, Toshiaki ; Nishi, Hiroaki, Auteur ; Ohnishi, Kouhei Article en page(s) : 1632-1641 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Arm  force  Biped  robot  Collision  avoidance  Humanoid  robot  Pushing  motion  Trajectory  planning  Walking  robot  Force  de  bras  Robot  bipède  Action  d'éviter  de  collision  Robot  de  Humanoid  Poussée  du  mouvement  Planification  de  trajectoire  Robot  de  marche Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper describes a collision avoidance method for a biped robot with an upper body. We propose a method wherein the robot stops in front of an obstacle by generating arm force. When the robot detects the obstacle by the arm tip, it should stop short of the obstacle to avoid crash. Hence, we propose trajectory planning in consideration of the pushing force of the arm. The arm force is controlled to be generated as a function of the distance from the robot body to the obstacle. The closer the robot approaches the obstacle, the larger the arm force becomes. As a result, the robot can stop by utilizing the arm force. In case the obstacle is unmovable, the robot can stop by exerting arm force. If it is movable, the robot can continue walking by pushing it. In this paper, the linear inverted pendulum mode (LIPM) and the idea of orbital energy are introduced, and then, we extend LIPM and orbital energy in consideration of the dynamics of the arm force. The extended orbital energy is utilized to discriminate whether the robot can stop or not and to modify the trajectory of the robot to avoid collision. Cet article décrit une méthode d'action d'éviter de collision pour un robot bipède avec un corps supérieur. Nous proposons une méthode où le robot s'arrête devant un obstacle en produisant de la force de bras. Quand le robot détecte l'obstacle par le bout de bras, il devrait s'arrêter avant l'obstacle d'éviter l'accident. Par conséquent, nous proposons la planification de trajectoire dans la considération de la force de poussée du bras. La force de bras est commandée pour être produite en fonction de la distance du corps de robot à l'obstacle. Plus le robot approche l'obstacle étroitement, plus la force de bras devient grande. En conséquence, le robot peut s'arrêter en utilisant la force de bras. Au cas où l'obstacle serait unmovable, le robot peut s'arrêter en exerçant la force de bras. S'il est mobile, le robot peut continuer de marcher en le poussant. En cet article, le mode inversé linéaire de pendule (LIPM) et l'idée de l'énergie orbitale sont présentés, et puis, nous prolongeons LIPM et énergie orbitale dans la considération de la dynamique de la force de bras. L'énergie orbitale prolongée est utilisée pour distinguer si le robot peut s'arrêter ou pas et pour modifier la trajectoire du robot pour éviter la collision. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Robots -- Systèmes de commande-- Androïdes En ligne : ei2ro@sum.sd.keio.ac.jp, aiko@sum.sd.keio.ac.jp, tsuji@sum.sd.keio.ac.jp, west@s [...] [article] Collision avoidance method of humanoid robot with arm force = Méthode d'action d'éviter de collision de robot de Humanoid avec la force de bras [texte imprimé] / Ohashi, Eijiro, Auteur ; Aiko, Takahiro, Auteur ; Tsuji, Toshiaki ; Nishi, Hiroaki, Auteur ; Ohnishi, Kouhei . - 1632-1641 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1632-1641 p. Mots-clés : Arm  force  Biped  robot  Collision  avoidance  Humanoid  robot  Pushing  motion  Trajectory  planning  Walking  robot  Force  de  bras  Robot  bipède  Action  d'éviter  de  collision  Robot  de  Humanoid  Poussée  du  mouvement  Planification  de  trajectoire  Robot  de  marche Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper describes a collision avoidance method for a biped robot with an upper body. We propose a method wherein the robot stops in front of an obstacle by generating arm force. When the robot detects the obstacle by the arm tip, it should stop short of the obstacle to avoid crash. Hence, we propose trajectory planning in consideration of the pushing force of the arm. The arm force is controlled to be generated as a function of the distance from the robot body to the obstacle. The closer the robot approaches the obstacle, the larger the arm force becomes. As a result, the robot can stop by utilizing the arm force. In case the obstacle is unmovable, the robot can stop by exerting arm force. If it is movable, the robot can continue walking by pushing it. In this paper, the linear inverted pendulum mode (LIPM) and the idea of orbital energy are introduced, and then, we extend LIPM and orbital energy in consideration of the dynamics of the arm force. The extended orbital energy is utilized to discriminate whether the robot can stop or not and to modify the trajectory of the robot to avoid collision. Cet article décrit une méthode d'action d'éviter de collision pour un robot bipède avec un corps supérieur. Nous proposons une méthode où le robot s'arrête devant un obstacle en produisant de la force de bras. Quand le robot détecte l'obstacle par le bout de bras, il devrait s'arrêter avant l'obstacle d'éviter l'accident. Par conséquent, nous proposons la planification de trajectoire dans la considération de la force de poussée du bras. La force de bras est commandée pour être produite en fonction de la distance du corps de robot à l'obstacle. Plus le robot approche l'obstacle étroitement, plus la force de bras devient grande. En conséquence, le robot peut s'arrêter en utilisant la force de bras. Au cas où l'obstacle serait unmovable, le robot peut s'arrêter en exerçant la force de bras. S'il est mobile, le robot peut continuer de marcher en le poussant. En cet article, le mode inversé linéaire de pendule (LIPM) et l'idée de l'énergie orbitale sont présentés, et puis, nous prolongeons LIPM et énergie orbitale dans la considération de la dynamique de la force de bras. L'énergie orbitale prolongée est utilisée pour distinguer si le robot peut s'arrêter ou pas et pour modifier la trajectoire du robot pour éviter la collision. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Robots -- Systèmes de commande-- Androïdes En ligne : ei2ro@sum.sd.keio.ac.jp, aiko@sum.sd.keio.ac.jp, tsuji@sum.sd.keio.ac.jp, west@s [...]

Multirate sampling method for acceleration control system / Mizuochi, Mariko in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°3 (Juin 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1462-1471 p. Titre : Multirate sampling method for acceleration control system Titre original : Méthode de prélèvement de Multirate pour le système de commande d'accélération Type de document : texte imprimé Auteurs : Mizuochi, Mariko, Auteur ; Tsuji, Toshiaki, Auteur ; Ohnishi, Kouhei, Auteur Article en page(s) : 1462-1471 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Acceleration  control  Disturbance  observer  Motion  control  Multirate  control  Commande  d'accélération  Observateur  de  perturbation  Commande  de  mouvement  commande  multitaux Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper focuses on the realization of high-performance motion control based on acceleration control. A disturbance observer is used to construct an acceleration control system. A high sampling frequency is known to be effective for improving the performance. Characteristics of acceleration control are investigated to discuss the relationship between the performance and a sampling frequency of the system. The needs for a high sampling frequency for an output are then described. Based on these considerations, a novel multirate sampling method for the acceleration control system is proposed. An output sampling period is set shorter than an input sampling period, and control calculation is executed at each output sampling period in the method. The disturbance observer is redesigned for application to the multirate system. Stability analysis is performed to verify the validity of the proposal. Feasibility of the proposed method and its influence on the performance are also verified by experimental results. Cet article se concentre sur la réalisation de la commande à rendement élevé de mouvement basée sur la commande d'accélération. Un observateur de perturbation est habitué pour construire un système de commande d'accélération. Une fréquence de prélèvement élevée est connue pour être efficace pour améliorer l'exécution. Des caractéristiques de la commande d'accélération sont étudiées pour discuter le rapport entre l'exécution et une fréquence de prélèvement du système. Les besoins de fréquence de prélèvement élevée pour un résultat sont alors décrits. Basé sur ces considérations, on propose une méthode de prélèvement de multirate de roman pour le système de commande d'accélération. Une période de prélèvement de rendement est placée plus courte qu'une période de prélèvement d'entrée, et le calcul de commande est exécuté à chaque période de prélèvement de rendement dans la méthode. L'observateur de perturbation est remodelé pour application au système de multirate. L'analyse de stabilité est exécutée pour vérifier la validité de la proposition. La praticabilité de la méthode proposée et son influence sur l'exécution sont également vérifiées par des résultats expérimentaux. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Commande électronique En ligne : mariko@sum.sd.keio.a.jp, ohnishi@sd.keio.ac.jp, tsuji@kobalab.com [article] Multirate sampling method for acceleration control system = Méthode de prélèvement de Multirate pour le système de commande d'accélération [texte imprimé] / Mizuochi, Mariko, Auteur ; Tsuji, Toshiaki, Auteur ; Ohnishi, Kouhei, Auteur . - 1462-1471 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1462-1471 p. Mots-clés : Acceleration  control  Disturbance  observer  Motion  control  Multirate  control  Commande  d'accélération  Observateur  de  perturbation  Commande  de  mouvement  commande  multitaux Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper focuses on the realization of high-performance motion control based on acceleration control. A disturbance observer is used to construct an acceleration control system. A high sampling frequency is known to be effective for improving the performance. Characteristics of acceleration control are investigated to discuss the relationship between the performance and a sampling frequency of the system. The needs for a high sampling frequency for an output are then described. Based on these considerations, a novel multirate sampling method for the acceleration control system is proposed. An output sampling period is set shorter than an input sampling period, and control calculation is executed at each output sampling period in the method. The disturbance observer is redesigned for application to the multirate system. Stability analysis is performed to verify the validity of the proposal. Feasibility of the proposed method and its influence on the performance are also verified by experimental results. Cet article se concentre sur la réalisation de la commande à rendement élevé de mouvement basée sur la commande d'accélération. Un observateur de perturbation est habitué pour construire un système de commande d'accélération. Une fréquence de prélèvement élevée est connue pour être efficace pour améliorer l'exécution. Des caractéristiques de la commande d'accélération sont étudiées pour discuter le rapport entre l'exécution et une fréquence de prélèvement du système. Les besoins de fréquence de prélèvement élevée pour un résultat sont alors décrits. Basé sur ces considérations, on propose une méthode de prélèvement de multirate de roman pour le système de commande d'accélération. Une période de prélèvement de rendement est placée plus courte qu'une période de prélèvement d'entrée, et le calcul de commande est exécuté à chaque période de prélèvement de rendement dans la méthode. L'observateur de perturbation est remodelé pour application au système de multirate. L'analyse de stabilité est exécutée pour vérifier la validité de la proposition. La praticabilité de la méthode proposée et son influence sur l'exécution sont également vérifiées par des résultats expérimentaux. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Commande électronique En ligne : mariko@sum.sd.keio.a.jp, ohnishi@sd.keio.ac.jp, tsuji@kobalab.com

Time-delay compensation by communication disturbance observer for bilateral teleoperation under time-varying delay / Natori, Kenji in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 57 N° 3 (Mars 2010) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 3 (Mars 2010) . - pp. 1050 - 1062 Titre : Time-delay compensation by communication disturbance observer for bilateral teleoperation under time-varying delay Type de document : texte imprimé Auteurs : Natori, Kenji, Auteur ; Tsuji, Toshiaki, Auteur ; Ohnishi, Kouhei, Auteur Article en page(s) : pp. 1050 - 1062 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Bilateral  teleoperation  Communication  disturbance  observer  (CDOB)  Network  disturbance  (ND)  Network-based  control  systems  (NBCSs)  Smith  predictor  Time  delay Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper presents the effectiveness of a time-delay compensation method based on the concept of network disturbance and communication disturbance observer for bilateral teleoperation systems under time-varying delay. The most efficient feature of the compensation method is that it works without time-delay models (model-based time-delay compensation approaches like Smith predictor usually need time-delay models). Therefore, the method is expected to be widely applied to network-based control systems, in which time delay is usually unknown and time varying. In this paper, the validity of the time-delay compensation method in the cases of both constant delay and time-varying delay is verified by experimental results compared with Smith predictor. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5196767 [article] Time-delay compensation by communication disturbance observer for bilateral teleoperation under time-varying delay [texte imprimé] / Natori, Kenji, Auteur ; Tsuji, Toshiaki, Auteur ; Ohnishi, Kouhei, Auteur . - pp. 1050 - 1062. Génie électrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 3 (Mars 2010) . - pp. 1050 - 1062 Mots-clés : Bilateral  teleoperation  Communication  disturbance  observer  (CDOB)  Network  disturbance  (ND)  Network-based  control  systems  (NBCSs)  Smith  predictor  Time  delay Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper presents the effectiveness of a time-delay compensation method based on the concept of network disturbance and communication disturbance observer for bilateral teleoperation systems under time-varying delay. The most efficient feature of the compensation method is that it works without time-delay models (model-based time-delay compensation approaches like Smith predictor usually need time-delay models). Therefore, the method is expected to be widely applied to network-based control systems, in which time delay is usually unknown and time varying. In this paper, the validity of the time-delay compensation method in the cases of both constant delay and time-varying delay is verified by experimental results compared with Smith predictor. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5196767