CN114555302A - 干涉评价装置、方法以及程序 - Google Patents

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CN114555302A CN202080070776.4A CN202080070776A CN114555302A CN 114555302 A CN114555302 A CN 114555302A CN 202080070776 A CN202080070776 A CN 202080070776A CN 114555302 A CN114555302 A CN 114555302A
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中岛茜
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Abstract

获取部(22)获取设置位置、开始位置、以及结束位置，其中，所述设置位置成为多个机器人各自的可动范围的起点，所述开始位置是多个机器人各自的开始姿态时的预定部位的位置，所述结束位置是所述多个机器人各自的结束姿态时的预定部位的位置，评价部(24)分别针对多个机器人，根据基于包括设置位置、开始位置、结束位置的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价多个机器人之间的干涉风险，从而在进行多个机器人的动作生成时，减少机器人彼此的干涉的评价所涉及的计算成本。

Description

干涉评价装置、方法以及程序
技术领域
公开的技术涉及干涉评价装置、干涉评价方法以及干涉评价程序。
背景技术
在进行多个机器人的动作生成时，在现有技术中，为了避免机器人彼此的干涉，使机器人实机动作而且通过传感器检测机器人彼此的接近，或者进行仿真来判定机器人彼此是否干涉。
例如，提出有如下装置：检查由工件和机器人构成的多个可动物体之间的干涉，并自动修正产生干涉的动作程序。该装置获取多个可动物体的形状数据以及动作程序，并基于形状数据，生成多个可动物体模型，并基于动作程序和可动物体模型，对多个可动物体模型的动作进行仿真。而且，该装置基于仿真结果，判定多个可动物体模型之间有无干涉(专利文献1：日本特开2012-181574号公报)。
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在检测机器人实机的接近的情况下，由于回避轨道的起点成为机器人彼此接近的状态，所以存在有时无法生成轨道或者成为轨道冗长这样的问题。另外，如专利文献1记载的装置那样，在进行仿真的情况下，甚至判定是否需要生成回避轨道，存在耗费时间以及计算成本这样的问题。
公开的技术是鉴于上述方面而完成的，目的在于在进行多个机器人的动作生成时减少机器人彼此的干涉风险的评价所涉及的计算成本。
用于解决技术问题的方案
为了实现上述目的，公开的技术所涉及的干涉评价装置构成为包括：获取部，获取设置位置、开始位置、以及结束位置，其中，上述设置位置成为多个机器人各自的可动范围的起点，上述开始位置是上述多个机器人各自的开始姿态时的预定部位的位置，上述结束位置是上述多个机器人各自的结束姿态时的上述预定部位的位置；以及评价部，分别针对上述多个机器人，根据基于包括上述设置位置、上述开始位置、上述结束位置的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价上述多个机器人之间的干涉风险。
另外，上述评价部能够确定出上述多面体，上述多面体以将上述多边形投影至作为上述机器人的设置面的平面的多边形作为底面，且在上述平面的法线方向上具有预定高度。
另外，上述评价部能够基于还包括上述轨道信息所含的除上述开始位置以及上述结束位置以外的经由点的位置作为顶点的上述多边形，确定出上述多面体。
另外，上述获取部能够获取与表示上述多个机器人各自的动作的轨道的轨道信息所含的开始姿态对应的上述开始位置以及与结束姿态对应的上述结束位置。
另外，上述获取部能够分别针对上述多个机器人，获取表示包括上述开始姿态以及上述结束姿态的信息的动作的轨道的轨道信息和包括运动学信息以及形状信息的规格信息，并基于上述轨道信息以及上述规格信息，来计算上述多个机器人各自的上述设置位置、上述开始位置以及上述结束位置。
另外，上述评价部能够基于还包括上述轨道信息所含的除上述开始位置以及上述结束位置以外的经由点的位置作为顶点的上述多边形，确定出上述多面体。
另外，上述获取部能够针对包括多个动作的作业，针对每个动作，获取上述轨道信息以及上述规格信息，上述评价部通过针对构成上述作业的多个动作的每个组合，对上述机器人之间的干涉风险进行评价，来评价上述作业整体的风险。
另外，上述评价部能够评价为：上述作业所含的多个动作中的在上述机器人之间存在干涉风险的动作的比例越高，则上述作业整体的风险越高。
另外，干涉评价装置能够构成为还包括生成部，上述生成部生成从上述开始姿态至上述结束姿态为止的轨道。
另外，上述生成部能够在由上述评价部评价为在上述机器人之间存在干涉风险的情况下，生成回避轨道，以回避干涉。
另外，上述生成部能够获取包括上述多个机器人动作的周边的物体的信息的周边环境信息，生成回避上述多面体彼此的重叠部分以及上述多个机器人周边的物体的上述回避轨道。
另外，上述生成部能够在由上述评价部评价的干涉风险在阈值以上的情况下，生成上述回避轨道。
另外，公开的技术所涉及的干涉评价方法是一种方法，获取部获取设置位置、开始位置、以及结束位置，其中，上述设置位置成为多个机器人各自的可动范围的起点，上述开始位置是上述多个机器人各自的开始姿态时的预定部位的位置亦，上述结束位置是上述多个机器人各自的结束姿态时的上述预定部位的位置，评价部分别针对上述多个机器人，根据基于包括上述设置位置、上述开始位置、上述结束位置的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价上述多个机器人之间的干涉风险。
另外，公开的技术所涉及的干涉评价程序是用于使计算机作为获取部和评价部发挥功能的程序，上述获取部获取设置位置、开始位置、以及结束位置，其中，上述设置位置成为多个机器人各自的可动范围的起点，上述开始位置是上述多个机器人各自的开始姿态时的预定部位的位置亦，上述结束位置是上述多个机器人各自的结束姿态时的上述预定部位的位置，上述评价部分别针对上述多个机器人，根据基于包括上述设置位置、上述开始位置、上述结束位置的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价上述多个机器人之间的干涉风险。
根据公开的技术所涉及的干涉评价装置、方法以及程序，能够在进行多个机器人的动作生成时减少机器人彼此的干涉的评价所涉及的计算成本。
附图说明
图1是表示第1～第5实施方式所涉及的机器人控制系统的概略结构的图。
图2是表示第1～第5实施方式所涉及的干涉评价装置的硬件结构的框图。
图3是表示第1实施方式所涉及的干涉评价装置的功能结构的例子的框图。
图4是用于对开始位置以及结束位置进行说明的图。
图5是用于对基于设置位置、开始位置、结束位置的三棱柱进行说明的图。
图6是用于对使用了三棱柱彼此的重叠的干涉的风险的评价进行说明的图。
图7是用于对使用了三棱柱彼此的重叠的干涉的风险的评价进行说明的图。
图8是表示第1实施方式的干涉评价处理的一个例子的流程图。
图9是表示评价处理的一个例子的流程图。
图10是表示第2实施方式所涉及的干涉评价装置的功能结构的例子的框图。
图11是用于对基于设置位置、开始位置、结束位置、经由点的多面体与三棱柱的比较进行说明的图。
图12是用于对基于设置位置、开始位置、结束位置、经由点的多面体进行说明的图。
图13是表示第2实施方式的干涉评价处理的一个例子的流程图。
图14是表示第3实施方式所涉及的干涉评价装置的功能结构的例子的框图。
图15是表示第3实施方式的干涉评价处理的一个例子的流程图。
图16是表示第4实施方式所涉及的干涉评价装置的功能结构的例子的框图。
图17是表示第4实施方式的干涉评价处理的一个例子的流程图。
图18是表示第5实施方式所涉及的干涉评价装置的功能结构的例子的框图。
图19是表示第5实施方式的干涉评价处理的一个例子的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对公开的技术的实施方式的一个例子进行说明。需要说明的是，在各附图中对相同或者等效的结构要素以及部分标注相同的附图标记。另外，附图的尺寸以及比率为了方便说明而夸张，有时与实际的比率不同。
＜第1实施方式＞
如图1所示，第1实施方式所涉及的机器人控制系统100包括干涉评价装置10、机器人控制装置12、机器人16A、16B而构成。需要说明的是，图1的例子中，示出机器人控制系统100包括2台机器人16A、16B的情况，但也可以包括3台以上机器人。另外，以下，在不区别机器人16A、16B而说明的情况下，仅记载为“机器人16”。
机器人16例如是具备三维空间的动作所需的6个自由度的结构的垂直多关节型的机器人。需要说明的是，机器人16的自由度也可以为在6个自由度增加了冗余自由度的7个自由度。机器人16根据从干涉评价装置10输出的轨道信息，由机器人控制装置12控制而进行动作。
机器人控制装置12根据从干涉评价装置10输出的轨道信息，控制机器人16的动作。
干涉评价装置10对根据轨道信息分别使机器人16A、16B动作时的机器人16A与机器人16B的干涉的风险进行评价。另外，干涉评价装置10在干涉的风险高的情况下，生成表示回避干涉的回避轨道的轨道信息，并向机器人控制装置12输出。
在本实施方式中，轨道信息是将使机器人16的手末端(安装有机器人手等工具的一侧)的预定位置从任意的起点动作至终点时的机器人16的各时刻的姿态和使姿态变化的速度以及加速度按时间序列排列的信息。机器人16的姿态通过假定为机器人16的手末端的预定位置处于某个位置(x，y，z)以及姿态(roll，pitch，yaw)的情况下的从机器人16的第1关节(接头J1)至第N关节(接头JN，N为机器人的关节数)为止的各关节的值(旋转角度)的系列(θJ1，θJ2，···，θJN)来表达。
图2是表示本实施方式所涉及的干涉评价装置10的硬件结构的框图。如图2所示，干涉评价装置10具有CPU(Central Processing Unit)32、存储器34、存储装置36、输入装置38、输出装置40、存储介质读取装置42以及通信I/F(Interface：接口)44。各结构经由总线46彼此能够通信地连接。
存储装置36储存有用于执行干涉评价处理的干涉评价程序。CPU32是中央运算处理单元，执行各种程序，或者控制各结构。即，CPU32从存储装置36读出程序，将存储器34作为作业区域而执行程序。CPU32根据存储于存储装置36的程序，进行上述各结构的控制以及各种运算处理。
存储器34由RAM(Random Access Memory)构成，作为作业区域而暂时存储程序以及数据。存储装置36由ROM(Read Only Memory)以及HDD(Hard Disk Drive)、SSD(SolidState Drive)等构成，储存包括操作系统的各种程序以及各种数据。
输入装置38例如是键盘、鼠标等用于进行各种输入的装置。输出装置40例如是显示器、打印机等用于输出各种信息的装置。也可以是，作为输出装置40，通过采用触摸面板显示器，从而作为输入装置38发挥功能。存储介质读取装置42进行存储于CD(CompactDisc)-ROM、DVD(Digital Versatile Disc)-ROM、蓝光光盘、USB(Universal Serial Bus)存储器等各种存储介质的数据的读入、相对于记录介质的数据的写入等。
通信I/F44是用于与其他设备通信的接口，例如使用以太网(注册商标)、FDDI、Wi-Fi(注册商标)等规格。
接下来，对第1实施方式所涉及的干涉评价装置10的功能结构进行说明。
图3是表示干涉评价装置10的功能结构的例子的框图。如图3所示，干涉评价装置10包括获取部22、评价部24、生成部26作为功能结构。各功能结构通过CPU32读出存储于存储装置36的干涉评价程序并在存储器34展开并执行来实现。
获取部22获取机器人16A、16B各自的设置位置、机器人16A、16B各自的预定部位(在本实施方式中，机器人16的手末端)的开始位置以及结束位置。设置位置、开始位置以及结束位置的信息由用户向干涉评价装置10输入。
开始位置是机器人16A、16B分别执行的动作的开始姿态时的预定部位的位置，结束位置是结束姿态时的预定部位的位置。图4示出开始位置S以及结束位置G的一个例子。
另外，设置位置是成为机器人16的可动范围的起点的位置。例如，若将机器人16的设置面作为xy平面，将xy平面的法线方向作为z轴，则如图4所示，能够将x坐标以及y坐标作为机器人16的基座连杆BL的旋转中心，将z坐标作为连杆L1与连杆L2的连接机构亦即第2关节(接头J2)的中心位置，来决定设置位置R。需要说明的是，设置位置不局限于该例子，考虑到机器人16的结构、可动范围等来决定即可。
获取部22将获取到的设置位置R、开始位置S以及结束位置G的信息向评价部24交付。
评价部24分别针对机器人16A、16B，根据基于包括设置位置R、开始位置S、结束位置G的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价机器人16A、16B分别执行动作时的机器人16A、16B之间的干涉的风险。
具体而言，如图5所示，评价部24确定出三棱柱103，上述三棱柱103将以设置位置R、开始位置S、结束位置G为顶点的三角形101投影至作为机器人16的设置面的xy平面的三角形102作为底面，并具有预定高度(例如，机器人16的手末端的最高到达点)。也可以是，评价部24还在确定出的三棱柱103加上预定的余量。需要说明的是，图5中，对针对机器人16A的附图标记在末尾附加A，对针对机器人16B的附图标记在末尾附加B。
此处，如图6所示，在机器人16A、16B设定在相同平面上的情况下，仅根据以设置位置R、开始位置S、结束位置G作为顶点的三角形101彼此有无重叠，也能够评价干涉的风险。但是，机器人16也能够成为悬挂、壁挂等设置。例如，如图7所示，也假定机器人16A设置于壁面，机器人16B设置于地面的情况等，机器人16A、16B没有设定于相同平面上的情况。在这样的情况下，即便在以设置位置R、开始位置S、结束位置G为顶点的三角形101彼此不存在重叠部分的情况下，也可能在三棱柱103彼此存在重叠部分。
另外，对于以设置位置R、开始位置S、结束位置G为顶点的三角形101而言，仅针对从开始位置至结束位置以最短距离动作的情况下的手末端部分的轨道进行评价。因此，无法评价除手末端以外的连杆干涉的风险。
因此，通过使用上述那样的多面体(此处，三棱柱103)，能够进行考虑到从机器人16的基座至手末端为止的连杆的特别是适于垂直多关节机器人16的风险的评价。
基于上述内容，评价部24评价以设置位置R、开始位置S、结束位置G为顶点的三角形101彼此有无重叠，在存在重叠部分的情况下，评价为干涉的风险高(以下，也称为“高风险”)。另外，评价部24在三角形101不存在重叠部分的情况下，评价针对各机器人16而确定出的三棱柱103彼此有无重叠，在存在重叠部分的情况下，评价为高风险，在不存在重叠部分的情况下，评价为干涉的风险低(以下，也称为“低风险”)。评价部24将评价结果向生成部26交付。
生成部26在由评价部24评价为在机器人16之间存在干涉风险的情况下，生成回避干涉的回避轨道。生成部26以回避由评价部24确定出的针对各机器人16的三棱柱103彼此的重叠部分的方式生成回避轨道。需要说明的是，在通过针对各机器人的三角形101彼此的重叠而评价为高风险的情况下，生成部26以回避三角形101彼此的重叠部分的方式生成回避轨道即可。
具体而言，生成部26获取表示从各机器人16的开始姿态至结束姿态为止的动作的轨道信息和包括各机器人16的运动学信息以及形状信息的规格信息。此处获取的轨道信息与由获取部22获取的开始位置以及结束位置对应，也可以通过动作规划而生成，也可以通过基于用户的教示而生成。而且，生成部26将从开始姿态回避三棱柱103彼此的重叠部分至结束姿态为止的轨道生成为回避轨道。
或者，生成部26在获取到的轨道信息表示的原来的轨道中，确定出干涉之前即进入三棱柱103彼此的重叠部分之前的第1中间姿态、和干涉之后即从三棱柱103彼此的重叠部分出来之后的第2中间姿态。而且，也可以是，生成部26生成回避三棱柱103彼此的重叠部分的部分的轨道，将从开始姿态至第1中间姿态为止的原来的轨道、生成的部分的轨道、从第2中间姿态至结束姿态为止的原来的轨道组合而生成回避轨道。
在前者的回避轨道的情况下，轨道整体变平滑。在后者的回避轨道的情况下，由于利用原来的轨道，所以能够减少用于回避轨道生成的处理成本。需要说明的是，也可以是，生成部26在三棱柱103彼此的重叠部分的体积为预定阈值以上的情况下选择前者的生成方法，在不足阈值的情况下选择后者的生成方法而生成回避轨道。
生成部26将表示所生成的回避轨道的轨道信息向机器人控制装置12输出。另外，生成部26在由评价部24评价为低风险的情况下，将获取到的轨道信息保持原样向机器人控制装置12输出。
由此，通过机器人控制装置12，控制机器人16A、16B的动作。
接下来，对第1实施方式所涉及的机器人控制系统100的作用进行说明。
图8是表示通过干涉评价装置10的CPU32执行的干涉评价处理的流程的流程图。CPU32从存储装置36读出干涉评价程序，在存储器34展开并执行，由此，CPU32作为干涉评价装置10的各功能结构发挥功能，执行图8所示的干涉评价处理。
在步骤S10中，获取部22获取由用户输入干涉评价装置10的机器人16A、16B各自的设置位置R、开始位置S以及结束位置G。获取部22将获取到的设置位置R、开始位置S以及结束位置G的信息向评价部24交付。
接下来，在步骤S20中，执行评价处理。此处，参照图9，对评价处理进行说明。
在步骤S22中，评价部24针对各机器人16，确定出以设置位置R、开始位置S、结束位置G为顶点的三角形101。
接下来，在步骤S24中，评价部24判定针对各机器人16确定出的三角形101彼此是否存在重叠部分。在存在重叠部分的情况下，处理向步骤S32转移，在不存在重叠部分的情况下，处理向步骤S26转移。
在步骤S26中，评价部24确定出三棱柱103，上述三棱柱103以将针对各机器人16在上述步骤S22中确定出的三角形101投影至机器人16的设置面亦即xy平面的三角形102作为底面，并具有预定高度。
接下来，在步骤S28中，评价部24判定针对各机器人16确定出的三棱柱103彼此是否存在重叠部分。在存在重叠部分的情况下，处理向步骤S32转移，在不存在重叠部分的情况下，处理向步骤S30转移。
在步骤S30中，评价部24将“低风险”这样的评价结果向生成部26交付。另一方面，在步骤S32中，评价部24将“高风险”这样的评价结果向生成部26交付。而且，处理返回干涉评价处理(图8)。
接下来，在图8所示的干涉评价处理的步骤S40中，生成部26判定从评价部24交付的评价结果是否为“高风险”。在高风险的情况下，处理向步骤S50转移，在低风险的情况下，处理向步骤S70转移。
在步骤S50中，生成部26获取各机器人16的轨道信息以及规格信息。接下来，在步骤S60中，生成部26以回避干涉的风险的方式生成回避轨道。
接下来，在步骤S70中，生成部26在生成了回避轨道的情况下即在高风险的情况下，将表示回避轨道的轨道信息向机器人控制装置12输出。另外，生成部26在没有生产回避轨道的情况下即在低风险的情况下，将获取到的轨道信息保持原样向机器人控制装置12输出。而且，干涉评价处理结束。
如以上说明的那样，在第1实施方式所涉及的机器人控制系统中，干涉评价装置根据基于各机器人的设置位置、开始位置以及结束位置的多面体(三棱柱)的重叠，来评价机器人彼此的干涉风险。由此，不需要使实机动作，或者进行仿真，能够减少机器人彼此的干涉的评价所涉及的计算成本。
＜第2实施方式＞
接下来，对第2实施方式进行说明。需要说明的是，在第2实施方式所涉及的机器人控制系统中，针对与第1实施方式所涉及的机器人控制系统100相同的结构，标注相同附图标记并省略详细的说明。
如图1所示，第2实施方式所涉及的机器人控制系统200包括干涉评价装置210、机器人控制装置12、机器人16A、16B而构成。
图10是表示干涉评价装置210的功能结构的例子的框图。如图10所示，干涉评价装置210包括获取部222、评价部224、生成部26来作为功能结构。
获取部222针对各机器人16，获取轨道信息以及规格信息，并基于轨道信息以及规格信息，来计算各机器人16的设置位置R、开始位置S以及结束位置G。
此处，如图11所示，基于各机器人16的设置位置R、开始位置S以及结束位置G的三棱柱103成为考虑到从开始位置至结束位置为止的最短距离的轨道的多面体。因此，在第2实施方式中，使用也考虑到从开始位置至结束位置为止的轨道上的经由点的多面体，更详细且正确地进行干涉的风险的评价。因此，如图12所示，获取部222也计算开始位置S以及结束位置G之间的一个以上的经由点的位置M。
具体而言，获取部222基于获取到的规格信息，将成为旋转中心等机器人16的可动的起点的预先决定的点的空间位置计算为设置位置R。另外，获取部222基于各机器人16的轨道信息所含的开始姿态、经由点的姿态以及结束姿态、规格信息所含的运动学信息，将各姿态时的机器人16的手末端的空间位置计算为开始位置S、经由点的位置M以及结束位置G。
获取部222将针对计算出的各机器人16的设置位置R、开始位置S、经由点的位置M以及结束位置G的信息向评价部224交付。
如图12所示，评价部224与第1实施方式的三棱柱103相同地针对各机器人16而确定出多面体203，上述多面体203以将以设置位置R、开始位置S、经由点的位置M、结束位置G作为顶点的多边形201投影至机器人16的设置面亦即xy平面的多边形202作为底面，并具有预定高度(例如，机器人16的手末端的最高到达点)。需要说明的是，图12中，对针对机器人16A的附图标记在末尾附加A，对针对机器人16B的附图标记在末尾附加B。
如图11所示，在根据三棱柱103彼此有无重叠而评价了干涉的风险的情况下，即便在评价为低风险的情况下，如图12所示，在使用了考虑到经由点的多面体203的情况下，在机器人16A、16B间之间多面体203彼此存在重叠，从而评价为高风险。
与第1实施方式的评价部24相同，评价部224根据多面体203彼此有无重叠，来评价干涉的风险。
干涉评价装置210的硬件结构与图2所示的第1实施方式所涉及的干涉评价装置10的硬件结构相同，因此，省略说明。
接下来，对第2实施方式所涉及的机器人控制系统200的作用进行说明。
图13是表示通过干涉评价装置210的CPU32执行的干涉评价处理的流程的流程图。CPU32通过从存储装置36读出干涉评价程序，并在存储器34展开并执行，从而CPU32作为干涉评价装置210的各功能结构发挥功能，执行图13所示的干涉评价处理。需要说明的是，在图13所示的干涉评价处理中，针对与第1实施方式的干涉评价处理(图8)相同的处理，标注相同的步骤编号，省略详细的说明。
在步骤S210中，获取部222以及生成部26分别针对各机器人16，获取轨道信息以及规格信息。接下来，在步骤S212中，获取部222基于获取到的轨道信息以及规格信息，来计算各机器人16的设置位置R、开始位置S、经由点的位置M以及结束位置G。
接下来，在步骤S220中，执行评价处理。评价处理在第1实施方式的评价处理(图9)中，将步骤S22以及S24的三角形101替换为多边形201，将步骤S26以及S28的三棱柱103替换为多面体203即可。
以下，执行步骤S40、S60以及S70的处理，干涉评价处理结束。
如以上说明的那样，在第2实施方式所涉及的机器人控制系统中，干涉评价装置根据基于各机器人的设置位置、开始位置、经由点的位置以及结束位置的多面体的重叠，来评价机器人彼此的干涉。由此，不需要使实机动作，或者进行仿真，能够减少机器人彼此的干涉的评价所涉及的计算成本。而且，与如第1实施方式那样使用三棱柱的情况相比，能够更详细且正确地评价干涉的风险。
需要说明的是，在第2实施方式中，对获取部基于轨道信息以及规格信息计算各位置的情况进行了说明，但不限定于此。也可以如第1实施方式那样，获取由用户输入的各位置的信息。
＜第3实施方式＞
接下来，对第3实施方式进行说明。需要说明的是，在第3实施方式所涉及的机器人控制系统中，对与第1实施方式所涉及的机器人控制系统100相同的结构，标注相同附图标记并省略详细的说明。
如图1所示，第3实施方式所涉及的机器人控制系统300包括干涉评价装置310、机器人控制装置12、机器人16A、16B而构成。
图14是表示干涉评价装置310的功能结构的例子的框图。如图14所示，干涉评价装置310包括获取部22、评价部324、生成部326作为功能结构。
与第1实施方式的评价部24相同，评价部324针对各机器人16，确定出基于设置位置R、开始位置S以及结束位置G的三棱柱103，并基于三棱柱103彼此的重叠，来评价干涉的风险。
在第2实施方式中，评价部324基于三棱柱103彼此的重叠部分的位置以及体积，来计算风险评价值。例如，在三棱柱103彼此的重叠部分接近任一个机器人16的开始位置或者结束位置的情况下，难以生成回避轨道，因此，评价部324以使风险变高的方式计算风险评价值。另外，评价部324以三棱柱103彼此的重叠部分的体积越大则风险越变高的方式计算风险评价值。评价部324将计算出的风险评价值向生成部326交付。
生成部326在从评价部324交付来的风险评价值为预先决定的阈值以上的情况下生成回避轨道。另外，生成部326在生成回避轨道时，除了获取轨道信息以及规格信息之外，还获取包括机器人16A、16B进行动作的周边的障碍物等物体的信息的周边环境信息。而且，生成部326生成除了回避三棱柱103彼此的重叠部分之外还回避周边的物体的回避轨道。回避轨道的生成方法与第1实施方式相同。
干涉评价装置310的硬件结构与图2所示的第1实施方式所涉及的干涉评价装置10的硬件结构相同，因此，省略说明。
接下来，对第3实施方式所涉及的机器人控制系统300的作用进行说明。
图15是表示由干涉评价装置310的CPU32执行的干涉评价处理的流程的流程图。CPU32从存储装置36读出干涉评价程序，并在存储器34展开并执行，由此，CPU32作为干涉评价装置310的各功能结构发挥功能，执行图15所示的干涉评价处理。需要说明的是，在图15所示的干涉评价处理中，针对与第1实施方式的干涉评价处理(图8)相同的处理，标注相同的步骤编号，并省略详细的说明。
若经由步骤S10～S26，针对各机器人16而确定出三棱柱103，则在接下来的步骤S340中，评价部324基于三棱柱103彼此的重叠部分的位置以及体积，来计算风险评价值。而且，评价部324将计算出的风险评价值向生成部326交付。
接下来，在步骤S342中，生成部326判定从评价部324交付来的风险评价值是否为预先决定的阈值以上。在阈值以上的情况下即在高风险的情况下，处理向步骤S50转移，在不足阈值的情况下即在低风险的情况下，处理向步骤S70转移。
如以上说明的那样，在第3实施方式所涉及的机器人控制系统中，干涉评价装置根据基于各机器人的设置位置、开始位置以及结束位置的三棱柱的重叠，来评价机器人彼此的干涉，并计算风险评价值。而且，在风险评价值在阈值以上的情况下，生成回避轨道。由此，不需要使实机动作，或者进行仿真，能够减少机器人彼此的干涉的评价所涉及的计算成本。而且，能够根据风险的程度灵活地决定是否生成回避轨道，因此，能够抑制不必要的回避轨道的生成。
另外，在生成回避轨道时，以不仅回避三棱柱彼此的重叠部分还回避基于周边环境信息的障碍物等物体的方式生成，因此，能够生成也不与周边的物体干涉的回避轨道。
需要说明的是，在第3实施方式中，与第1实施方式相同，针对获取部获取由用户输入的各位置的信息的情况进行了说明，但不限定于此。也可以如第2实施方式那样，获取部基于轨道信息以及规格信息来计算各位置。
＜第4实施方式＞
接下来，对第4实施方式进行说明。需要说明的是，在第4实施方式所涉及的机器人控制系统中，针对与第1实施方式所涉及的机器人控制系统100以及第2实施方式所涉及的机器人控制系统200相同的结构，标注相同附图标记并省略详细的说明。
如图1所示，第4实施方式所涉及的机器人控制系统400包括干涉评价装置410、机器人控制装置12、机器人16A、16B而构成。另外，在干涉评价装置410输入有从作业管理部18(参照图16)输出的轨道信息以及规格信息。
作业管理部18进行用于执行包括多个动作的作业的任务计划。任务计划通过决定分别表示作业所含的多个动作的轨道信息以及机器人16的配置的组合中的最佳组合来进行。作业管理部18为了将基于干涉评价装置410的评价结果用于该决定，针对每个动作，将轨道信息以及包括机器人16的配置的信息的规格信息向干涉评价装置410输入。
图16是表示干涉评价装置410的功能结构的例子的框图。如图16所示，干涉评价装置410包括获取部422、评价部424、生成部26来作为功能结构。
获取部422获取从作业管理部18输入的轨道信息以及规格信息，并基于获取到的轨道信息以及规格信息，针对各机器人16，计算设置位置R、开始位置S以及结束位置G。
与第1实施方式的评价部24相同，评价部424分别针对作为任务计划的对象的作业所含的多个动作，基于由获取部422获取的每个动作的轨道信息以及规格信息，确定出针对各机器人16的基于设置位置R、开始位置S、结束位置G的三棱柱103。而且，评价部424根据三棱柱103彼此的重叠，来评价是高风险还是低风险。
评价部424基于多个动作各自的评价结果，来计算作业整体的风险评价值。例如，评价部424能够将作业所含的动作中的被评价为高风险即存在干涉风险的动作的比例作为作业整体的评价结果。评价部424针对假定为构成作业的动作的组合的所有组合，导出作业整体的评价结果，并向作业管理部18输出。
由此，在作业管理部18中，例如决定高风险的动作的比例最小的组合等最佳的动作的组合。作业管理部18若决定组合，则针对决定出的组合所含的各动作，将轨道信息以及规格信息向干涉评价装置410输入。
评价部424在从作业管理部18输入了决定出的组合所含的各动作的轨道信息以及规格信息的情况下，与第1实施方式相同地评价干涉的风险。
干涉评价装置410的硬件结构与图2所示的第1实施方式所涉及的干涉评价装置10的硬件结构相同，因此，省略说明。
接下来，对第4实施方式所涉及的机器人控制系统400的作用进行说明。
图17是表示由干涉评价装置410的CPU32执行的干涉评价处理的流程的流程图。通过CPU32从存储装置36读出干涉评价程序，并在存储器34展开并执行，从而CPU32作为干涉评价装置410的各功能结构发挥功能，执行图17所示的干涉评价处理。需要说明的是，在图17所示的干涉评价处理中，针对与第1实施方式的干涉评价处理(图8)以及第2实施方式的干涉评价处理(图13)相同的处理，标注相同的步骤编号，并省略详细的说明。
在步骤S210中，获取部422获取从作业管理部18输入的轨道信息以及规格信息。
接下来，在步骤S412中，获取部422基于获取到的轨道信息以及规格信息，针对各机器人16，计算设置位置R、开始位置S以及结束位置G。接下来，在步骤S22以及S26中，评价部424针对各机器人16，确定出三棱柱103。
接下来，在步骤S440中，评价部424分别针对作为任务计划的对象的作业所含的多个动作，根据三棱柱103彼此的重叠，来评价是高风险还是低风险。
接下来，在步骤S442中，评价部424将作业所含的动作中的被评价为高风险即存在干涉风险的动作的比例作为作业整体的评价结果。
接下来，在步骤S444中，评价部424针对假定为构成作业的动作的组合的所有组合，将上述步骤S442中导出的作业整体的评价结果向作业管理部18输出。
由此，作业管理部18决定最佳的动作的组合，并针对决定出的组合所含的各动作，将轨道信息以及规格信息向干涉评价装置410输入。
而且，在接下来的步骤S80中执行轨道生成处理。轨道生成处理与第1实施方式的干涉评价处理(图8)相同。
如以上说明的那样，在第4实施方式所涉及的机器人控制系统中，干涉评价装置针对包括多个动作的作业，针对动作的每个组合评价干涉的风险，从而通过作业管理部决定最佳的动作的组合。由此，不需要使实机动作，或者进行仿真，能够进行抑制了机器人彼此的干涉的任务计划。
需要说明的是，在第4实施方式中，针对将构成作业的多个动作中的被评价为高风险的动作的比例作为作业整体的评价结果的情况进行了说明，但不限定于此。例如，也可以是，与第3实施方式相同，针对每个动作计算风险评价值，针对每个组合，将针对该组合所含的动作而计算出的风险评价值加和等而进行整合，将该整合的值计算为作业整体的风险评价值。在这种情况下，作业管理部能够将风险评价值最低的组合决定为最佳的组合。
另外，作为在上述干涉评价处理的步骤S80中执行的轨道生成处理，也可以执行第2实施方式的干涉评价处理(图13)或者第3实施方式的干涉评价处理(图15)。
＜第5实施方式＞
接下来，对第5实施方式进行说明。需要说明的是，在第5实施方式所涉及的机器人控制系统中，针对与第1实施方式所涉及的机器人控制系统100以及第3实施方式所涉及的机器人控制系统300相同的结构，标注相同附图标记并省略详细的说明。
如图1所示，第5实施方式所涉及的机器人控制系统500包括干涉评价装置510、机器人控制装置12、机器人16A、16B而构成。
图18是表示干涉评价装置510的功能结构的例子的框图。如图18所示，干涉评价装置510包括获取部22、评价部324、生成部526来作为功能结构。
生成部526获取开始姿态、结束姿态、规格信息以及周边环境信息。生成部526在从评价部324交付来的风险评价值在第1阈值以上的情况下，以回避干涉的风险的方式生成从开始姿态至结束姿态为止的回避轨道。另外，生成部526在风险评价值不足第1阈值的情况下，生成单纯地将开始姿态与结束姿态连结的轨道。并且，也可以是，生成部526在风险评价值为大于第1阈值的第2阈值以上的情况下，不生成轨道，而将以输入其他开始位置以及结束位置的方式提醒用户的消息向输出装置40输出。将第2阈值决定为能够判定干涉的风险很大的情况那样的值。
干涉评价装置510的硬件结构与图2所示的第1实施方式所涉及的干涉评价装置10的硬件结构相同，因此，省略说明。
接下来，对第5实施方式所涉及的机器人控制系统500的作用进行说明。
图19是表示由干涉评价装置510的CPU32执行的干涉评价处理的流程的流程图。CPU32从存储装置36读出干涉评价程序，并在存储器34展开并执行，由此，CPU32作为干涉评价装置510的各功能结构发挥功能，执行图19所示的干涉评价处理。需要说明的是，在图19所示的干涉评价处理中，对与第1实施方式的干涉评价处理(图8)相同的处理，标注相同的步骤编号，省略详细的说明。
在步骤S90中，执行风险评价值计算处理。风险评价值计算处理与第3实施方式的干涉评价处理(图15)的步骤S10～S340相同。
接下来，在步骤S542中，生成部526判定从评价部324交付来的风险评价值是否为预先决定的第2阈值以上即干涉的风险是否很大。在为第2阈值以上的情况下，处理向步骤S544转移，在不足第2阈值的情况下，处理向步骤S550转移。
在步骤S544中，生成部526将以输入其他开始位置以及结束位置的方式提醒用户的消息向输出装置40输出，干涉评价处理结束。
另一方面，在步骤S550中，生成部526获取开始姿态、结束姿态、规格信息以及周边环境信息。而且，在接下来的步骤S552中，生成部526生成单纯地将开始姿态与结束姿态连结的轨道。
接下来，在步骤S554中，生成部526判定从评价部324交付来的风险评价值是否为预先决定的第1阈值以上。在第1阈值以上的情况下即在为高风险的情况下，处理向步骤S60转移，在不足第1阈值的情况下，处理向步骤S70转移。
在步骤S560中，生成部526生成在上述步骤S552中生成的轨道附加了回避干涉那样的轨道的回避轨道。
需要说明的是，也可以是，在上述步骤S550之后进行步骤S554的判定，并根据判定结果，生成轨道。即，也可以是，在风险评价值在第1阈值以上的情况下，以回避干涉的风险的方式生成从开始姿态至结束姿态为止的轨道，在风险评价值不足第1阈值的情况下，生成上述步骤S552那样的单纯的轨道。
如以上说明的那样，在第5实施方式所涉及的机器人控制系统中，干涉评价装置在没有生产各机器人的轨道信息的阶段中，根据基于各机器人的设置位置、开始位置以及结束位置的三棱柱的重叠，来评价机器人彼此的干涉。而且，在进行了风险的评价之后，生成从开始姿态至结束姿态为止的轨道，在存在干涉的风险的情况下，生成回避轨道。由此，在存在干涉的风险的情况下，不需要进行不必要的轨道的生成，能够减少处理成本。
另外，在上述各实施方式中，对使干涉评价装置与机器人控制装置成为分体的装置的情况进行了说明，但也可以成为在机器人控制装置内装入干涉评价装置的形式。另外，也可以是，分别通过不同的装置实现干涉评价装置的各功能结构，通过分散处理实现上述的干涉评价处理。
另外，上述各实施方式中CPU读入软件(程序)并执行的干涉评价处理也可以由除CPU以外的各种处理器来执行。作为这种情况下的处理器，可例示出FPGA(Field-Programmable Gate Array)等能够在制造之后变更电路结构的PLD(Programmable LogicDevice)以及ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等具有为了执行特定处理而专门设计的电路结构的处理器亦即专用电路等。另外，干涉评价处理也可以由上述各种处理器中的一种来执行，也可以由同种或者不同种类的两种以上处理器的组合(例如多个FPGA以及CPU与FPGA的组合等)来执行。另外，上述各种处理器的硬件构造更具体而言是将半导体元件等电路元件组合的电路。
另外，在上述各实施方式中，对干涉评价程序预先存储(安装)于存储装置的方式进行了说明，但不限定于此。程序也可以通过存储于CD-ROM、DVD-ROM、蓝光光盘、USB存储器等存储介质的形式来提供。另外，程序也可以成为经由网络从外部装置下载的形式。
对于本说明书记载的所有文献、专利申请以及技术规格而言，各个文献、专利申请以及技术规格通过参照而引入的情况以与具体且单独记载的情况相同程度，通过参照而引入本说明书中。
附图标记说明
10、210、310、410、510...干涉评价装置；12...机器人控制装置；16...机器人；18...作业管理部；22、222、422...获取部；24、224、324、424...评价部；26、326、526...生成部；32...CPU；34...存储器；36...存储装置；38...输入装置；40...输出装置；42...存储介质读取装置；44...通信I/F；46...总线；100、200、300、400、500...机器人控制系统。

Claims (13)

1.一种干涉评价装置，其特征在于，包括：
获取部，获取设置位置、开始位置、以及结束位置，其中，所述设置位置成为多个机器人各自的可动范围的起点，所述开始位置是所述多个机器人各自的开始姿态时的预定部位的位置，所述结束位置是所述多个机器人各自的结束姿态时的所述预定部位的位置；以及
评价部，分别针对所述多个机器人，根据基于包括所述设置位置、所述开始位置、所述结束位置的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价所述多个机器人之间的干涉风险。
2.根据权利要求1所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述评价部确定出所述多面体，所述多面体以将所述多边形投影至作为所述机器人的设置面的平面的多边形作为底面，且在所述平面的法线方向上具有预定高度。
3.根据权利要求1或2所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述获取部获取与表示所述多个机器人各自的动作的轨道的轨道信息所含的开始姿态对应的所述开始位置以及与结束姿态对应的所述结束位置。
4.根据权利要求1或2所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述获取部分别针对所述多个机器人获取轨道信息和规格信息，并基于所述轨道信息以及所述规格信息，来计算所述多个机器人各自的所述设置位置、所述开始位置以及所述结束位置，其中，所述轨道信息表示包括所述开始姿态以及所述结束姿态的信息的动作的轨道，所述规格信息包括运动学信息以及形状信息。
5.根据权利要求4所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述评价部基于还包括所述轨道信息所含的除所述开始位置以及所述结束位置以外的经由点的位置作为顶点的所述多边形，确定出所述多面体。
6.根据权利要求4或5所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述获取部针对包括多个动作的作业，针对每个动作，获取所述轨道信息以及所述规格信息，
所述评价部通过针对构成所述作业的多个动作的每个组合，对所述机器人之间的干涉风险进行评价，来评价所述作业整体的风险。
7.根据权利要求6所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述评价部评价为：所述作业所含的多个动作中的、在所述机器人之间存在干涉风险的动作的比例越高，则所述作业整体的风险越高。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述干涉评价装置包括生成部，所述生成部生成从所述开始姿态至所述结束姿态为止的轨道。
9.根据权利要求8所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述生成部在由所述评价部评价为在所述机器人之间存在干涉风险的情况下，生成回避轨道，以回避干涉。
10.根据权利要求9所述的干涉评价装置，其特征在于，
所述生成部获取周边环境信息，生成回避所述多面体彼此的重叠部分以及所述多个机器人周边的物体的所述回避轨道，其中，所述周边环境信息包括所述多个机器人动作的周边的物体的信息。
11.根据权利要求9或10所述的干涉评价装置，其特征在于，
在由所述评价部评价的干涉风险在阈值以上的情况下，所述生成部生成所述回避轨道。
12.一种干涉评价方法，其特征在于，
获取部获取设置位置、开始位置、以及结束位置，其中，所述设置位置成为多个机器人各自的可动范围的起点，所述开始位置是所述多个机器人各自的开始姿态时的预定部位的位置，所述结束位置是所述多个机器人各自的结束姿态时的所述预定部位的位置，
评价部分别针对所述多个机器人，根据基于包括所述设置位置、所述开始位置、所述结束位置的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价所述多个机器人之间的干涉风险。
13.一种干涉评价程序，其特征在于，
用于使计算机作为获取部和评价部发挥功能，
所述获取部获取设置位置、开始位置、以及结束位置，其中，所述设置位置成为多个机器人各自的可动范围的起点，所述开始位置是所述多个机器人各自的开始姿态时的预定部位的位置，所述结束位置是所述多个机器人各自的结束姿态时的所述预定部位的位置，
所述评价部分别针对所述多个机器人，根据基于包括所述设置位置、所述开始位置、所述结束位置的多边形而确定出的多面体之间的重叠，来评价所述多个机器人之间的干涉风险。
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