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経路計画生成装置および該方法ならびにロボット制御装置およびロボットシステム

国内特許コード P110002346
整理番号 S2009-1134-N0
掲載日 2011年4月13日
出願番号 特願2009-209016
公開番号 特開2011-056624
登録番号 特許第5447811号
出願日 平成21年9月10日(2009.9.10)
公開日 平成23年3月24日(2011.3.24)
登録日 平成26年1月10日(2014.1.10)
発明者
  • 近藤 豊
  • 竹村 憲太郎
  • 高松 淳
  • 小笠原 司
出願人
  • 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学
発明の名称 経路計画生成装置および該方法ならびにロボット制御装置およびロボットシステム
発明の概要 【課題】本発明は、コミュニケーションにより生じた動作の遷移をスムーズに行う経路計画を生成し得る経路計画生成装置、該方法、ロボット制御装置およびロボットシステムを提供する。
【解決手段】本発明の経路計画作成部22は、複数のモーションデータを記憶するモーションデータ記憶部31と、動作の遷移の必要が生じた場合に、各モーションデータについて実行中の一の動作での所定の第1姿勢と他の動作での所定の第2姿勢との距離を求める距離演算部32と、第1閾値以下の前記距離を与える他の動作のモーションデータを選択する遷移先選択部33と、第1姿勢までのデータと第2姿勢以降のデータとを連結して新たな経路計画のデータを生成する経路計画部34とを備え、経路計画部34は、第1および第2姿勢間の距離が第1閾値以下でこの第1閾値よりも小さい第2閾値以上である場合に第1および第2姿勢間の経路のデータを確率的ロードマップ法で生成する。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



例えば産業用ロボットやロボットカー等のように、人間に代行して、ある程度自律的に連続した作業を行う機械装置、あるいは、例えばヒューマノイド型ロボットやペットロボット等のように、人間や動物等の生体を模した機械装置であるロボット(ロボットシステム)は、近年、盛んに研究および開発されており、様々な産業分野や、人間社会に導入されつつある。このようなロボットの動作は、ロボットの初期姿勢(動作開始時の姿勢)から最終姿勢(動作終了時の姿勢、目標姿勢)に至る連続な複数の姿勢の経路(経路計画)を与えることによって実現される。このような経路計画は、大別、2つの手法によって与えられている。その1つは、複数の動作に応じた複数の経路計画を予め記憶しておき、制御指令が与えられるとこの制御指令に応じた動作の経路計画が前記複数の経路計画の中から選択される。もう1つは、例えば、確率的ロードマップ法(ランダム化ロードマップ法、例えば、非特許文献1および非特許文献2参照)に代表されるように、制御指令が与えられるとこの制御指令に応じた動作の経路計画が自動的に作成される。

産業上の利用分野



本発明は、ロボットの経路計画を生成する経路計画生成装置および経路計画生成方法に関する。そして、本発明は、この経路計画生成装置を備えたロボット制御装置およびロボットシステムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ロボットを動作させるためのデータであって、前記動作の初期姿勢を与える初期姿勢のデータ、前記動作の最終姿勢を与える最終姿勢のデータおよび前記初期姿勢から前記最終姿勢に至る間における1また複数の中間姿勢を与える1または複数の中間姿勢のデータを含むモーションデータを複数の動作に対応付けて複数記憶するモーションデータ記憶部と、
前記複数の動作における一の動作の実行中に他の動作へ遷移する必要が生じた場合に、前記モーションデータ記憶部に記憶されている前記複数のモーションデータのそれぞれについて、前記実行中の一の動作に対応するモーションデータにおける前記遷移の必要が生じた時点以降の第1姿勢と、他のモーションデータにおける第2姿勢との距離を求める距離演算部と、
前記距離演算部で求められた距離が所定の第1閾値以下である場合に、前記所定の第1閾値以下の距離を与える前記他のモーションデータを遷移可能なモーションデータとして選択する遷移先選択部と、
前記実行中の一の動作に対応するモーションデータにおける前記第1姿勢までのデータと、前記遷移先選択部で選択された他のモーションデータにおける前記第2姿勢以降のデータとを連結することによって新たな経路計画のデータを生成する経路計画部とを備え、
前記経路計画部は、前記第1姿勢と前記遷移先選択部で選択された他のモーションデータにおける第2姿勢との距離が前記所定の第1閾値以下であって前記所定の第1閾値よりも小さい所定の第2閾値以上である場合に、前記第1姿勢から前記遷移先選択部で選択された他のモーションデータにおける前記第2姿勢に至る経路のデータを確率的ロードマップ法によって生成すること
を特徴とする経路計画生成装置。

【請求項2】
前記第2姿勢は、前記他の動作における前半部分の姿勢であること
を特徴とする請求項1に記載の経路計画生成装置。

【請求項3】
予め与えられているロボットの複数の動作における一の動作の実行中に他の動作へ遷移する必要が生じた場合に、前記ロボットを動作させるためのデータであって、前記動作の初期姿勢を与える初期姿勢のデータ、前記動作の最終姿勢を与える最終姿勢のデータおよび前記初期姿勢から前記最終姿勢に至る間における1また複数の中間姿勢を与える1または複数の中間姿勢のデータを含む、前記複数の動作にそれぞれ対応する複数のモーションデータのそれぞれについて、前記実行中の一の動作に対応するモーションデータにおける前記遷移の必要が生じた時点以降の第1姿勢と、他のモーションデータにおける第2姿勢との距離を求める距離演算ステップと、
前記距離演算ステップで求められた距離が所定の第1閾値以下である場合に、前記所定の第1閾値以下の距離を与える前記他のモーションデータを遷移可能なモーションデータとして選択する遷移先選択ステップと、
前記実行中の一の動作に対応するモーションデータにおける前記第1姿勢までのデータと、前記遷移先選択ステップで選択された他のモーションデータにおける前記第2姿勢以降のデータとを連結することによって新たな経路計画のデータを生成する経路計画ステップとを備え、
前記経路計画ステップは、前記第1姿勢と前記遷移先選択ステップで選択された他のモーションデータにおける第2姿勢との距離が前記所定の第1閾値以下であって前記所定の第1閾値よりも小さい所定の第2閾値以上である場合に、前記第1姿勢から前記遷移先選択ステップで選択された他のモーションデータにおける前記第2姿勢に至る経路のデータを確率的ロードマップ法によって生成すること
を特徴とする経路計画生成方法。

【請求項4】
請求項1または請求項2に記載の経路計画生成装置と、
前記経路計画生成装置から出力されるモーションデータに従った動作をロボットにさせる制御信号を生成して出力する制御信号出力部とを備えること
を特徴とするロボット制御装置。

【請求項5】
ロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御部とを備え、
前記ロボット制御部は、請求項に記載のロボット制御装置であること
を特徴とするロボットシステム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009209016thum.jpg
出願権利状態 登録
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