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公開番号2024175152
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2021178390
出願日2021-10-29
発明の名称補償システム、補償装置、補償方法及びプログラム
出願人個人,モーションリブ株式会社,テルモ株式会社
代理人個人,個人
主分類A61B 34/35 20160101AFI20241211BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】より適切な状況で、摩擦補償を行う。
【解決手段】補償システム1は、操作者の操作が入力されるマスタ装置10と、マスタ装置10に入力された操作に応じて動作するスレーブ装置20と、を含む。また、補償システム1は、力触覚伝達部354と、状態判定部352と、摩擦補償部353と、を備える。力触覚伝達部354は、マスタ装置10及びスレーブ装置20における力触覚の伝達を制御する。状態判定部352は、操作者によるマスタ装置10に対する操作の状態を判定する。摩擦補償部353は、状態判定部352による判定結果に基づいて摩擦補償を行うか否かを決定し、摩擦補償を行うと決定した場合には、力触覚伝達部354による力触覚の伝達に影響する摩擦に対して摩擦補償を行う。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作するスレーブ装置と、を含む補償システムであって、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置における力触覚の伝達を制御する制御手段と、
前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて摩擦補償を行うか否かを決定し、摩擦補償を行うと決定した場合には、前記制御手段による力触覚の伝達に影響する摩擦に対して摩擦補償を行う補償手段と、
を備えることを特徴とする補償システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記判定手段は、前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態の判定として、前記操作者により前記マスタ装置が把持されている状態であるか否か判定し、
前記補償手段は、前記判定手段による判定結果が、前記操作者により前記マスタ装置が把持されている状態であるとの判定結果である場合に、前記摩擦補償を行うと決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の補償システム。
【請求項３】
前記補償手段は、前記前記スレーブ装置に入力する力を所定の増幅率で増幅して前記マスタ装置に伝達する制御を前記制御手段に行わせることで前記摩擦補償を行う、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の補償システム。
【請求項４】
前記判定手段は、前記マスタ装置に対して加えられる圧力の変動に基づいて、前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の補償システム。
【請求項５】
前記判定手段は、前記マスタ装置の温度の変動に基づいて、前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の補償システム。
【請求項６】
前記判定手段は、前記操作者の操作に関する撮影画像を解析すると共に、該解析の結果に基づいて、前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の補償システム。
【請求項７】
操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作するスレーブ装置とにおける力触覚の伝達を制御する制御手段と、
前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて摩擦補償を行うか否かを決定し、摩擦補償を行うと決定した場合には、前記制御手段による力触覚の伝達に影響する摩擦に対して摩擦補償を行う補償手段と、
を備えることを特徴とする補償装置。
【請求項８】
操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作するスレーブ装置と、を含むシステムで実行される補償方法であって、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置における力触覚の伝達を制御する制御ステップと、
前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定結果に基づいて摩擦補償を行うか否かを決定し、摩擦補償を行うと決定した場合には、前記制御ステップによる力触覚の伝達に影響する摩擦に対して摩擦補償を行う補償ステップと、
を備えることを特徴とする補償方法。
【請求項９】
操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作するスレーブ装置とにおける力触覚の伝達を制御する制御機能と、
前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する判定機能と、
前記判定機能による判定結果に基づいて摩擦補償を行うか否かを決定し、摩擦補償を行うと決定した場合には、前記制御機能による力触覚の伝達に影響する摩擦に対して摩擦補償を行う補償機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、補償システム、補償装置、補償方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、操作者の操作が入力されるマスタ装置と、マスタ装置に入力される操作に応じて動作するスレーブ装置とにおいて、スレーブ装置側の動作に応じた反力を、マスタ装置側に力触覚として伝達するというバイラテラル制御の技術が知られている。また、このようなバイラテラル制御を行う際に、摩擦力を補償する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭５９－１１５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような摩擦力の補償を行うことで、操作者による操作を支援することができる。しかしながら、摩擦力の補償を常時行った場合に、不具合が生じる場合がある。例えば、摩擦力の補償を常時行ったことにより、操作者が意図せず生じた振動が増幅してしまうような場合がある。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。そして、本発明の課題は、より適切な状況で、摩擦補償を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る補償システムは、
操作者の操作が入力されるマスタ装置と、前記マスタ装置に入力された操作に応じて動作するスレーブ装置と、を含む補償システムであって、
前記マスタ装置及び前記スレーブ装置における力触覚の伝達を制御する制御手段と、
前記操作者による前記マスタ装置に対する操作の状態を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて摩擦補償を行うか否かを決定し、摩擦補償を行うと決定した場合には、前記制御手段による力触覚の伝達に影響する摩擦に対して摩擦補償を行う補償手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、より適切な状況で、摩擦補償を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る補償システム１の全体構成を示す模式図である。
制御装置３０で実行される力触覚伝達制御の基本的原理を示す模式図である。
補償システム１における制御系統のハードウェア構成を示すブロック図である。
制御装置３０を構成する情報処理装置のハードウェア構成を示す模式図である。
補償システム１により行われる補償制御処理の概要を示す模式図である。
補償システム１の機能的構成を示すブロック図である。
制御装置３０が実行する補償制御処理の流れを説明するフローチャートである。
変形例３における補償システム１の機能的構成を示すブロック図である。
変形例３における制御装置３０ａが実行する補償制御処理の流れを説明するフローチャートである。
カテーテルの速度と摩擦補償量との関係を示す模式図である。
式（６）に示す忘却係数付き移動平均値の忘却係数を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る補償システム１の全体構成を示す模式図である。
図１に示すように、本実施形態に係る補償システム１は、機械的に分離したマスタ装置１０とスレーブ装置２０とを含むマスタ・スレーブシステムとして構成される。一例として、本実施形態における補償システム１は、マスタ装置１０が操作者により操作されるマニピュレータを構成し、スレーブ装置２０が被検体に挿入されるエンドエフェクタを備えたカテーテルシステムを構成するものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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