JP2013129018A - ロボットの動作規制方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットの形状を特定する1以上の第1の形状点及びロボット動作規制対象物の形状を特定する1以上の第2の形状点を定義し(S200)、3つの座標平面に前第1の形状点及び第2の形状点をそれぞれ投影し(S201)、各座標平面で、第1の形状点に対応する投影点についての第1の凸包、第2の形状点に対応する投影点についての第2の凸包、又は、第1の凸包及び第2の凸包の双方を求め(S202)、各座標平面で、第1の凸包と第2の形状点に対応する投影点との重なり具合、又は、第1の形状点に対応する投影点と第2の凸包との重なり具合、又は、第1の凸包と第2の凸包との重なり具合に基づいてロボットの動作を規制するか否かを判定する(S203,S204)。
【選択図】図2A
Description
[システム構成例]
図1は本発明の実施の形態1におけるロボット制御システムの構成例を示すブロック図である。図1に示すロボット制御システムは、ロボット100と、ロボット制御装置200と、ロボット動作規制装置300とから成る。
図2Aはロボット動作規制装置300の動作例を示すフローチャートである。図2Bはロボット動作規制装置300のその他の動作例を示すフローチャートである。なお、図2Aと図2Bとの相違点は、ステップS200とステップS201との間にステップS205を付加するか否かの点のみである。以下では、図5、図6A、図6B、図7A、図7B、図8を参照しながら、図2Bに示すフローチャートについて説明する。
図3は、図2A、図2Bに示した進入禁止空間に進入しているか否かについての判定処理(ステップS203)の詳細な流れを示すフローチャートである。なお、図3に示すフローチャートでは、説明の簡略化のために、1つの進入禁止空間のみが定義されている場合とする。
図4は、図2A、図2Bに示した進出禁止空間からその外部に進出しているか否かについての判定処理(S204)の詳細な流れを示すフローチャートである。
図5、図9A、図9B、図9C、図10A、図10B、図10C、図11を参照しながら、ロボット動作規制装置300の具体的な動作例として、ロボットアームの先端部位にツールが取り付けられたロボット100が2つの進入禁止空間A1,A2に進入しているか否かを判定する場合を例に挙げて説明する。
ロボット100が進出禁止空間からその外部に進出しているか否かの判定処理と同様に、ロボット100が進入禁止空間に進入しているか否かの判定処理においても、各グループに属する第1の形状点の個数が比較的少ない場合には、作業量及び計算量の低減化を図るために、第1の形状点の各グループを表現した第1の凸包を求めなくてもよい。この場合、各グループに属する第1の形状点に対応する投影点と進入禁止空間を表現した第2の凸包との重なり具合に基づいて、進入禁止空間にロボット100が進入しているか否かを判定することとなる。
(実施の形態2)
図7Aに示す進入禁止空間及び図7Bに示す進出禁止空間はすべて凸領域を前提としている。ここで、進入禁止空間を表現した第2の形状点についての凸包と進出禁止空間を表現した第2の形状点についての凸包とを重ね合わせて凹領域を定義することができる。例えば、図8に示す例は、進出禁止空間を凹領域として特定する場合を表している。つまり、長方形状の進出禁止空間B1における凹部を定義したい位置に、進出禁止空間B1よりも小さい領域を持つ長方形状の進入禁止空間B2を重ね合わせている。この結果、進入禁止空間B2における進出禁止空間B1以外の領域(凹領域)が、ロボット100の進出を禁止する空間として定義される。
(実施の形態3)
前記の実施の形態では、Y−Z平面、Z−X平面、及びX−Y平面のすべてにおいて凸包同士の重なりが有れば進入していると判定し、そうでなければ進入していないと判定している。しかしながら、このような進入しているか否かの判定によれば、ロボット100がロボット動作規制対象物400に実際には進入していないにも関わらず進入していると判定される場合がある。
101…アーム部
102…アーム部
103…ツール
200…ロボット制御装置
300…ロボット動作規制装置
400…ロボット動作規制対象物
G0〜G4…グループ
P0〜P4…形状点
Px,Py,Pz,Pw,Pv,Pn,Pm…形状点に対応する投影点
A1,A2…進入禁止空間
B1…進出禁止空間(凸領域)
B2…進入禁止空間(凸領域)
B3…進出禁止空間(凹領域)
X1…アーム部101を表す凸包(第1の凸包)
X2…アーム部102を表す凸包(第1の凸包)
X3…ツール103を表す凸包(第1の凸包)
Y1…進入禁止空間A1を表す凸包(第2の凸包)
Y2…進入禁止空間A2を表す凸包(第2の凸包)
Claims (8)
- ロボットと該ロボットの動作を規制するべき対象物であるロボット動作規制対象物とが互いに干渉しないように該ロボットの動作を規制する方法であって、
前記ロボットの形状を特定する1以上の第1の形状点及び前記ロボット動作規制対象物の形状を特定する1以上の第2の形状点を定義し、
3次元座標系の3つの座標軸によって定義される3つの座標平面に前記第1の形状点及び前記第2の形状点をそれぞれ投影し、
前記3つの座標平面それぞれについて、該座標平面に投影された前記第1の形状点に対応する投影点についての第1の凸包、又は、該座標平面に投影された前記第2の形状点に対応する投影点についての第2の凸包、又は、前記第1の凸包及び前記第2の凸包の双方を求め、
前記3つの座標平面それぞれについて、前記第1の凸包と前記第2の形状点に対応する投影点との重なり具合、又は、前記第1の形状点に対応する投影点と前記第2の凸包との重なり具合、又は、前記第1の凸包と前記第2の凸包との重なり具合に基づいて前記ロボットの動作を規制するか否かを判定する、
ロボットの動作規制方法。 - 前記第1の形状点及び前記第2の形状点を定義することは、
前記第1の形状点を複数のグループに分類すること、又は、前記第2の形状点を複数のグループに分類すること、又は、前記第1の形状点及び前記第2の形状点をそれぞれ複数のグループに分類することを含む、請求項1に記載のロボットの動作規制方法。 - 前記第2の凸包は前記ロボットの進入を禁止する空間である進入禁止空間の形状を特定する前記第2の形状点についての凸包を含み、
前記第1の凸包と前記第2の凸包との重なり具合に基づいて前記ロボットの動作を規制するか否かを判定することは、
前記3つの座標平面のすべてについて、前記第1の凸包と前記進入禁止空間を表現した前記第2の凸包との重なりが有る場合、前記ロボットが前記進入禁止空間に進入していると判定し、そうでない場合、前記ロボットが前記進入禁止空間に進入していないことを判定することを含む、
請求項1又は2に記載のロボットの動作規制方法。 - 前記第2の凸包は前記ロボットの外部への進出を禁止する空間である進出禁止空間の形状を特定する前記第2の形状点についての凸包を含み、
前記第1の凸包と前記第2の凸包との重なり具合に基づいて前記ロボットの動作を規制するか否かを判定することは、
前記3つの座標平面のいずれかについて、前記第1の凸包と前記進出禁止空間を表現した前記第2の凸包から前記第1の凸包の一部がはみ出している場合、前記ロボットが前記進出禁止空間の外部に進出していると判定し、そうでない場合、前記ロボットが前記進出禁止空間の外部に進出していないことを判定することを含む、
請求項1又は2に記載のロボットの動作規制方法。 - 前記第2の凸包は前記ロボットの外部への進出を禁止する空間である進出禁止空間の形状を特定する前記第2の形状点についての凸包を含み、
前記第1の形状点に対応する投影点と前記第2の凸包との重なり具合に基づいて前記ロボットの動作を規制するか否かを判定することは、
前記3つの座標平面のすべてについて、前記第1の形状点に対応する投影点のすべてが前記進出禁止空間を表現した前記第2の凸包に含まれる場合、前記ロボットが前記進出禁止空間の外部へ進出していないと判定し、そうでない場合、前記ロボットが前記進出禁止空間の外部へ進出していることを判定することを含む、
請求項1又は2に記載のロボットの動作規制方法。 - 前記第2の凸包は、前記ロボットの進入を禁止する空間である進入禁止空間の形状を特定する前記第2の形状点についての凸包と、前記ロボットの外部への進出を禁止する空間である進出禁止空間の形状を特定する前記第2の形状点についての凸包とを含み、
前記第2の凸包を求めることは、前記進入禁止空間を表現した前記第2の形状点についての凸包と前記進出禁止空間を表現した前記第2の形状点についての凸包とを重ね合わせて凹領域を特定することを含む、
請求項1又は2に記載のロボットの動作規制方法。 - 前記3つの座標平面以外の前記ロボットの進行方向を法線とする第4の平面に前記第1の形状点及び前記第2の形状点をそれぞれ投影することと、
前記第4の平面に投影された前記第1の形状点に対応する投影点についての第1の凸包、及び、前記第4の平面に投影された前記第2の形状点に対応する投影点についての第2の凸包を求めることと、をさらに含み、
前記第1の凸包と前記第2の凸包との重なり具合に基づいて前記ロボットの動作を規制するか否かを判定することは、
前記第4の平面における前記第1の凸包と前記第2の凸包との重なり具合を判定すること、をさらに含む、
請求項1又は2に記載のロボットの動作規制方法。 - ロボットと該ロボットの動作を規制するべき対象物であるロボット動作規制対象物とが互いに干渉しないように該ロボットの動作を規制する装置であって、
前記ロボットの形状を特定する1以上の第1の形状点及び前記ロボット動作規制対象物の形状を特定する1以上の第2の形状点を定義する手段と、
3次元座標系の3つの座標軸によって定義される3つの座標平面に前記第1の形状点及び前記第2の形状点をそれぞれ投影する手段と、
前記3つの座標平面それぞれについて、該座標平面に投影された前記第1の形状点に対応する投影点についての第1の凸包、又は、該座標平面に投影された前記第2の形状点に対応する投影点についての第2の凸包、又は、前記第1の凸包及び前記第2の凸包の双方を求める手段と、
前記3つの座標平面それぞれについて、前記第1の凸包と前記第2の形状点に対応する投影点との重なり具合、又は、前記第1の形状点に対応する投影点と前記第2の凸包との重なり具合、又は、前記第1の凸包と前記第2の凸包との重なり具合に基づいて前記ロボットの動作を規制するか否かを判定する手段と、
を備えるロボット動作規制装置。
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