JP2000127070A - ロボットハンドの制御方法 - Google Patents
ロボットハンドの制御方法Info
- Publication number
- JP2000127070A JP2000127070A JP10343550A JP34355098A JP2000127070A JP 2000127070 A JP2000127070 A JP 2000127070A JP 10343550 A JP10343550 A JP 10343550A JP 34355098 A JP34355098 A JP 34355098A JP 2000127070 A JP2000127070 A JP 2000127070A
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- JP
- Japan
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- gripping
- grasping
- holding
- grasped
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】物体を把持しながら，その物体の姿勢または位
置を変化させるときに必要となる持ち替え動作におけ
る，初期把持点及び持ち替え後の把持点及び持ち替えを
行う時の把持物体の中間位置及び持ち替え回数を外部か
ら与えるのではなく自動的に決定する． 【構成】本システムは，コントローラ１及びＤ／Ａコン
バータ２及びカウンタ３及びＡ／Ｄコンバータ４及びサ
ーボ系５及び把持装置６から構成される．
置を変化させるときに必要となる持ち替え動作におけ
る，初期把持点及び持ち替え後の把持点及び持ち替えを
行う時の把持物体の中間位置及び持ち替え回数を外部か
ら与えるのではなく自動的に決定する． 【構成】本システムは，コントローラ１及びＤ／Ａコン
バータ２及びカウンタ３及びＡ／Ｄコンバータ４及びサ
ーボ系５及び把持装置６から構成される．
Description
【０００１】本システムは，コントローラ１及びＤ／Ａ
コンバータ２及びカウンタ３及びＡ／Ｄコンバータ４及
びサーボ系５及びロボットハンド６から構成される．本
発明は，ロボットハンドが４指又はそれ以上の把持機構
を有しており，２指またはそれ以上の把持機構を用いて
物体を把持し，物体の位置を目標軌道に追従させる動作
を行う場合において，ロボットハンドの機構上現在使用
している指では目標軌道に追従不可能となった場合に，
把持に使用していない残りの指を用いて，持ち替え動作
を行うことで目標軌道に追従させるアルゴリズムであ
る．
コンバータ２及びカウンタ３及びＡ／Ｄコンバータ４及
びサーボ系５及びロボットハンド６から構成される．本
発明は，ロボットハンドが４指又はそれ以上の把持機構
を有しており，２指またはそれ以上の把持機構を用いて
物体を把持し，物体の位置を目標軌道に追従させる動作
を行う場合において，ロボットハンドの機構上現在使用
している指では目標軌道に追従不可能となった場合に，
把持に使用していない残りの指を用いて，持ち替え動作
を行うことで目標軌道に追従させるアルゴリズムであ
る．
【０００２】初期把持点及び持ち替え後の把持点及び持
ち替えを行う時の把持物体の中間位置を記したデータ列
を把持方法とする．例えば，持ち替え動作を２回行う場
合には持ち替え後の把持点及び持ち替えを行う時の把持
物体の中間位置が順番に各２個並ぶ．この把持方法の初
期値をランダムに生成させ（ステップ１１０），この把
持方法中の初期把持点に最も近い指を把持に使用するも
のとし，その機構上の可能性の評価を行う（ステップ１
２０）．その際，指の割り当てとして不可能なものはペ
ナルティを与えられ（ステップ１５０），結果的に低い
評価となる．
ち替えを行う時の把持物体の中間位置を記したデータ列
を把持方法とする．例えば，持ち替え動作を２回行う場
合には持ち替え後の把持点及び持ち替えを行う時の把持
物体の中間位置が順番に各２個並ぶ．この把持方法の初
期値をランダムに生成させ（ステップ１１０），この把
持方法中の初期把持点に最も近い指を把持に使用するも
のとし，その機構上の可能性の評価を行う（ステップ１
２０）．その際，指の割り当てとして不可能なものはペ
ナルティを与えられ（ステップ１５０），結果的に低い
評価となる．
【０００３】それぞれの把持点に対して，各関節角の評
価（ステップ１３０），及び把持内力の評価（ステップ
１４０）が行われ，把持が不可能な場合や過大な内力が
必要な把持方法に対しては，同じくペナルティが与えら
れ，結果的に低い評価となる．
価（ステップ１３０），及び把持内力の評価（ステップ
１４０）が行われ，把持が不可能な場合や過大な内力が
必要な把持方法に対しては，同じくペナルティが与えら
れ，結果的に低い評価となる．
【０００４】把持物体の位置が把持方法内の持ち替えを
行う時の把持物体の中間位置であるかの判定を行い（ス
テップ１７０），一致したときは，持ち替え動作が行わ
れ，把持方法内の持ち替え後の把持位置が次の把持位置
となり，一致しなかった時は，更に把持物体の位置が目
標位置に達しているかの判定が行われる．（ステップ１
８０）目標位置に到達していれば，ここまでの制御結果
についての評価を行い（ステップ１９０），一つの把持
方法に関しての評価が終了され，この作業を１試行とす
る．把持物体の位置が目標位置に達していない場合に
は，把持物体を目標軌道に従って移動操作を行い（ステ
ップ１６０），それぞれの把持点に対して，各関節角の
評価（ステップ１３０）へ戻る．
行う時の把持物体の中間位置であるかの判定を行い（ス
テップ１７０），一致したときは，持ち替え動作が行わ
れ，把持方法内の持ち替え後の把持位置が次の把持位置
となり，一致しなかった時は，更に把持物体の位置が目
標位置に達しているかの判定が行われる．（ステップ１
８０）目標位置に到達していれば，ここまでの制御結果
についての評価を行い（ステップ１９０），一つの把持
方法に関しての評価が終了され，この作業を１試行とす
る．把持物体の位置が目標位置に達していない場合に
は，把持物体を目標軌道に従って移動操作を行い（ステ
ップ１６０），それぞれの把持点に対して，各関節角の
評価（ステップ１３０）へ戻る．
【０００５】異なる把持方法での試行回数Ｎａが，設計
者が予め決定して置いた繰り返し回数αに満たない場合
は，異なる把持方法において試行を繰り返す．（ステッ
プ２００）
者が予め決定して置いた繰り返し回数αに満たない場合
は，異なる把持方法において試行を繰り返す．（ステッ
プ２００）
【０００６】α回の試行を１ステップとして，現在のス
テップ回数Ｎｂが目標ステップ回数βに達成するまでル
ープが繰り返される．（ステップ２１０）ステップが繰
り返される間，次のステップの把持方法は今まで得られ
た把持方法の中から評価の比較的良い把持方法が選択さ
れ（ステップ２３０），それを基本とし変更を加えたも
のとなる．（ステップ２３０）ループ終了後，得られた
制御方法の中から最良の把持方法を選び出す．
テップ回数Ｎｂが目標ステップ回数βに達成するまでル
ープが繰り返される．（ステップ２１０）ステップが繰
り返される間，次のステップの把持方法は今まで得られ
た把持方法の中から評価の比較的良い把持方法が選択さ
れ（ステップ２３０），それを基本とし変更を加えたも
のとなる．（ステップ２３０）ループ終了後，得られた
制御方法の中から最良の把持方法を選び出す．
【０００７】以上の操作によって求められた初期把持点
及び持ち替え後の把持点及び持ち替えを行う時の把持物
体の中間位置から，把持装置の各関節の位置軌道とトル
ク軌道を算出でき，ロボットハンドの自動制御を行う．
及び持ち替え後の把持点及び持ち替えを行う時の把持物
体の中間位置から，把持装置の各関節の位置軌道とトル
ク軌道を算出でき，ロボットハンドの自動制御を行う．
【０００８】把持装置が物体を把持しており，その把持
物体の位置や姿勢を変更する動作を行う場合に，持ち替
え動作が必要になることがある．従来では，この様な場
合に初期把持点及び持ち替え後の把持点及び持ち替えを
行う時の把持物体の中間位置及び持ち替え回数を設計者
又は操作者が決定し，把持装置の制御プログラムに入力
する必要があった．この決定作業は把持物体の変更時や
目標作業の変更の度に行う必要があり，生産性の低下に
つながっていた．
物体の位置や姿勢を変更する動作を行う場合に，持ち替
え動作が必要になることがある．従来では，この様な場
合に初期把持点及び持ち替え後の把持点及び持ち替えを
行う時の把持物体の中間位置及び持ち替え回数を設計者
又は操作者が決定し，把持装置の制御プログラムに入力
する必要があった．この決定作業は把持物体の変更時や
目標作業の変更の度に行う必要があり，生産性の低下に
つながっていた．
【０００９】本発明によって，初期把持点及び持ち替え
後の把持点及び持ち替えを行う時の把持物体の中間位置
及び持ち替え回数が自動的に決定される為，操作者は作
業の変更時に変更された把持物体の形状や移動軌道のみ
を入力すればよく，制御器のプログラム作業の省力化が
図られる．
後の把持点及び持ち替えを行う時の把持物体の中間位置
及び持ち替え回数が自動的に決定される為，操作者は作
業の変更時に変更された把持物体の形状や移動軌道のみ
を入力すればよく，制御器のプログラム作業の省力化が
図られる．
【従来の技術】ロボットハンドで把持物体を把持し，そ
の把持物体の位置および姿勢を変化させる場合におい
て，目標軌道に追従するには，物体把持装置の制約また
は環境からの制約の為に把持点や把持に使用する指の変
更（いわゆる持ち替え動作）が必要となることがある．
この場合に対して，従来では，物体の形状，質量，表面
の摩擦係数，把持物体の移動軌道のみならず，把持物体
の初期把持点及び持ち替え後の把持点及び使用する指及
び持ち替えを行う時の把持物体の中間位置及び持ち替え
回数の内少なくとも１以上の項目について操作者又は設
計者が決定する必要があった．しかし，そららの多く
は，モデルを用いた計算では，求めることが出来ず，操
作者又は設計者の試行錯誤的な作業になっており，かな
りの時間が要する．
の把持物体の位置および姿勢を変化させる場合におい
て，目標軌道に追従するには，物体把持装置の制約また
は環境からの制約の為に把持点や把持に使用する指の変
更（いわゆる持ち替え動作）が必要となることがある．
この場合に対して，従来では，物体の形状，質量，表面
の摩擦係数，把持物体の移動軌道のみならず，把持物体
の初期把持点及び持ち替え後の把持点及び使用する指及
び持ち替えを行う時の把持物体の中間位置及び持ち替え
回数の内少なくとも１以上の項目について操作者又は設
計者が決定する必要があった．しかし，そららの多く
は，モデルを用いた計算では，求めることが出来ず，操
作者又は設計者の試行錯誤的な作業になっており，かな
りの時間が要する．
【発明が解決しようとする課題】物体把持装置で把持物
体を把持し，その把持物体の位置および姿勢を変化させ
る場合において，目標位置および目標姿勢に到達するに
は，物体把持装置の制約または環境からの制約の為に把
持点や把持に使用する把持機構の変更（いわゆる持ち替
え動作）が必要となることがある．この場合に対して，
本発明は，操作者又は設計者が決定する必要のあるパラ
メータ数をできる限り減らすことを目標に，決定するパ
ラメータは，把持物体の形状，質量，表面の摩擦係数，
把持物体の目標軌道として，ロボットハンドを自動制御
する為に必要となるパラメータである，把持物体の初期
把持点及び持ち替え後の把持点及び使用する指及び持ち
替えを行う時の把持物体の中間位置は，コンピュータに
よって探索させ，自動的に決定する．
体を把持し，その把持物体の位置および姿勢を変化させ
る場合において，目標位置および目標姿勢に到達するに
は，物体把持装置の制約または環境からの制約の為に把
持点や把持に使用する把持機構の変更（いわゆる持ち替
え動作）が必要となることがある．この場合に対して，
本発明は，操作者又は設計者が決定する必要のあるパラ
メータ数をできる限り減らすことを目標に，決定するパ
ラメータは，把持物体の形状，質量，表面の摩擦係数，
把持物体の目標軌道として，ロボットハンドを自動制御
する為に必要となるパラメータである，把持物体の初期
把持点及び持ち替え後の把持点及び使用する指及び持ち
替えを行う時の把持物体の中間位置は，コンピュータに
よって探索させ，自動的に決定する．
【課題を解決するための手段】コンピュータシミュレー
ション又はロボットハンドを用いて，操作者又は設計者
から与えられた情報とランダムに決定した把持方法に基
づいて，仮想的又は実際にロボットハンドを制御し，そ
の結果を予め決められた評価式によって評価する．ま
た，異なる把持方法に基づいて制御および結果の評価を
行い，ある回数この作業を繰り返す．この試行から良い
評価を得た把持方法を選び出し，選ばれた把持方法に変
更を加えた把持方法を用いて同様に試行し，その結果を
評価し，その中から良い評価を得た把持方法を選び出
す．このように，前回の制御結果の中から相対的に良い
評価を得た把持方法に変更を加えた把持方法次回のステ
ップの把持方法とし，この作業を繰り返し行うことによ
って，より良い把持方法を発見的に獲得することが可能
となる．
ション又はロボットハンドを用いて，操作者又は設計者
から与えられた情報とランダムに決定した把持方法に基
づいて，仮想的又は実際にロボットハンドを制御し，そ
の結果を予め決められた評価式によって評価する．ま
た，異なる把持方法に基づいて制御および結果の評価を
行い，ある回数この作業を繰り返す．この試行から良い
評価を得た把持方法を選び出し，選ばれた把持方法に変
更を加えた把持方法を用いて同様に試行し，その結果を
評価し，その中から良い評価を得た把持方法を選び出
す．このように，前回の制御結果の中から相対的に良い
評価を得た把持方法に変更を加えた把持方法次回のステ
ップの把持方法とし，この作業を繰り返し行うことによ
って，より良い把持方法を発見的に獲得することが可能
となる．
【作用】設計者又は操作者の情報以外で，把持物体の持
ち替え動作時に必要となる，把持物体の初期把持点及び
持ち替え後の把持点及び使用する把持機構及び持ち替え
を行う時点の把持物体の位置と姿勢及び持ち替え回数と
いうパラメータを，計算によって求めることが不可能で
あるが，進化的探索アルゴリズムを用いて効果的に試行
を行い，探索することによって，それらのパラメータを
発見することが可能となる．
ち替え動作時に必要となる，把持物体の初期把持点及び
持ち替え後の把持点及び使用する把持機構及び持ち替え
を行う時点の把持物体の位置と姿勢及び持ち替え回数と
いうパラメータを，計算によって求めることが不可能で
あるが，進化的探索アルゴリズムを用いて効果的に試行
を行い，探索することによって，それらのパラメータを
発見することが可能となる．
【発明の効果】この発明によって，持ち替え動作を含む
把持物体の位置と姿勢の移動を行う制御器の設計作業に
おいて，設計者又は操作者が把持物体の形状，質量，表
面の摩擦係数，把持物体の目標軌道を情報として，入力
すればロボットハンドの自動制御が可能となる．
把持物体の位置と姿勢の移動を行う制御器の設計作業に
おいて，設計者又は操作者が把持物体の形状，質量，表
面の摩擦係数，把持物体の目標軌道を情報として，入力
すればロボットハンドの自動制御が可能となる．
【図１】初期把持位置及び持ち替え後の把持位置及び持
ち替えを行う時の把持状態を求めるアルゴリズムを示
す．
ち替えを行う時の把持状態を求めるアルゴリズムを示
す．
【図２】制御器と把持装置の構成図である．．
１ コントローラ ２ Ｄ／Ａコンバータ ３ カウンタ ４ Ａ／Ｄコンバータ ５ サーボ系 ６ ロボットハンド ６ａ モータ ６ｂ エンコーダ ６ｃ トルクセンサ
Claims (1)
- 【請求項１】ロボットハンドが物体を把持し，その把持
物体の位置および姿勢を変化させる場合において，目標
位置および目標姿勢に到達するには，物体把持装置の制
約または環境からの制約の為に把持点や把持に使用する
把持機構の変更（いわゆる持ち替え動作）が必要となる
場合に対し，少なくとも，把持物体の形状及び把持物体
の質量及び把持物体の表面の摩擦係数及び把持物体の移
動軌道を決定することで初期把持点及び持ち替え後の把
持点及び持ち替えを行う時の把持物体の中間位置及び持
ち替え回数が求められ，把持物体の持ち替え動作を行う
ロボットハンドの自動制御が可能となる手法．
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10343550A JP2000127070A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | ロボットハンドの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10343550A JP2000127070A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | ロボットハンドの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000127070A true JP2000127070A (ja) | 2000-05-09 |
Family
ID=18362397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10343550A Pending JP2000127070A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | ロボットハンドの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000127070A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7187999B2 (en) | 2003-06-02 | 2007-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Article handling system and method and article management system and method |
| JP2008119770A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Honda Motor Co Ltd | ロボットハンドおよびロボット |
| US8060389B2 (en) | 2000-06-07 | 2011-11-15 | Apple Inc. | System and method for anonymous location based services |
| JP2012006097A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Yaskawa Electric Corp | ロボット装置 |
| US8538685B2 (en) | 2000-06-07 | 2013-09-17 | Apple Inc. | System and method for internet connected service providing heterogeneous mobile systems with situational location relevant content |
| US8886358B2 (en) | 2011-03-30 | 2014-11-11 | Seiko Epson Corporation | Robot controller and robot system |
| JP2015044274A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 三菱電機株式会社 | 部品供給装置および部品供給装置のプログラム生成方法 |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP10343550A patent/JP2000127070A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8060389B2 (en) | 2000-06-07 | 2011-11-15 | Apple Inc. | System and method for anonymous location based services |
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| US7187998B2 (en) | 2003-02-17 | 2007-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Article handling system and method and article management system and method |
| US7209803B2 (en) | 2003-02-17 | 2007-04-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Article handling system and method and article management system and method |
| US7187999B2 (en) | 2003-06-02 | 2007-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Article handling system and method and article management system and method |
| US7191035B2 (en) | 2003-06-02 | 2007-03-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Article handling system and method and article management system and method |
| US7206668B2 (en) | 2003-06-02 | 2007-04-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Article handling system and method and article management system and method |
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| JP2012006097A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Yaskawa Electric Corp | ロボット装置 |
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| JP2015044274A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 三菱電機株式会社 | 部品供給装置および部品供給装置のプログラム生成方法 |
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