JP2013215867A - ロボット制御装置、ロボット制御方法、ロボット制御プログラム、ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】障害物を回避しつつ予め決められた経路をアームの特定部位に進行させる。
【解決手段】予め決められた経路を示す経路情報に基づいて当該経路をアームの特定部位が進行するように前記アームを動作させる経路進行制御手段と、前記経路の進行を妨げる障害物の所定距離以内に前記特定部位が接近したことを示す障害物情報を取得する障害物情報取得手段と、前記障害物情報の取得に応じて、前記特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であって前記経路上において前記特定部位が未到達である位置に前記特定部位が移動するように前記アームを動作させる障害物回避制御手段と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ロボット制御装置、ロボット制御方法、ロボット制御プログラム、ロボット
に関する。

従来、ロボットに関する様々なキャリブレーションの手法が知られている。特許文献１
には、アームに取り付けられたマーカーが予め決められた位置に位置決めされるようにア
ームを動作させて画像を撮像し、位置決め時のロボットの各関節の動作量と撮像面座標値
とを取得し、それらをもとにロボットの機械パラメーターの誤差を校正する手法が記載さ
れている。

特開２００６−１１０７０５号公報

しかし、予め決められた位置にアームを移動させる際に、当該位置に至る経路上に例え
ば作業台等の障害物が存在すると、当該位置にアームが到達できないためキャリブレーシ
ョンに必要なデータの収集に支障をきたすという問題があった。
本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、障害物を回避しつつ予め決められた経
路をアームの特定部位に進行させることを目的とする。

上記目的を達成するためのロボット制御装置は、経路進行制御手段と、障害物情報取得
手段と、障害物回避制御手段と、を備える。経路進行制御手段は、予め決められた経路を
示す経路情報に基づいて当該経路をアームの特定部位が進行するようにアームを動作させ
る。障害物情報取得手段は、特定部位が経路を進行することを妨げる障害物の所定距離以
内に特定部位が接近したことを示す障害物情報を取得する。障害物回避制御手段は、障害
物情報の取得に応じて、特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であって経路上にお
いて特定部位が未到達である位置に特定部位が移動するようにアームを動作させる。

この構成によると、経路上をアームの特定部位が進行している途中で障害物の所定距離
以内にアームの特定部位が接近した場合に、特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側
であって経路上において特定部位が未到達である位置に特定部位を移動させることができ
る。そして当該位置に特定部位を移動させた後、経路進行制御手段によって当該位置から
再び経路を特定部位が進行するように制御することができる。その結果、経路上の障害物
を回避しつつ特定部位が経路を進行するようにアームを動作させることができる。なお、
特定部位とは例えば、経路上を進行していく際に常に進行方向の先頭となるように保たれ
る部位を指す。なお、「所定距離」はアームが障害物を回避する動作を始める閾値として
扱われる距離（特定部位と障害物との距離）を意味する。

さらに、上記目的を達成するためのロボット制御装置において、障害物回避制御手段は
、特定部位の現在位置から経路に沿った距離が最短の位置に特定部位を移動させてもよい
。したがって、障害物回避制御手段が、特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であ
って経路上において特定部位が未到達である位置で、かつ、特定部位の現在位置から経路
に沿った距離が最短の位置に移動させた後、その位置から再び経路進行制御手段が予め決
められた経路を特定部位が進行するようにアームを動作させる。
この場合、障害物を回避しつつ、予め決められた経路をできるだけ順序通りに特定部位
を進行させることができる。

さらに、上記目的を達成するためのロボット制御装置において、障害物回避制御手段は
、特定部位の現在位置から直線距離が最短の位置に特定部位を移動させてもよい。したが
って、障害物回避制御手段が、特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であって経路
上において特定部位が未到達である位置で、かつ、特定部位の現在位置から直線距離が最
短の位置に移動させた後、その位置から再び経路進行制御手段が予め決められた経路を特
定部位が進行するようにアームを動作させる。
この場合、障害物情報を取得した際の特定部位の現在位置から最も移動距離が短い位置
に特定部位を移動させ、移動後の位置から経路に沿った特定部位の進行を再開させること
ができる。

なお、障害物回避制御手段において、障害物情報の取得に応じて上述したような位置に
特定部位が移動するようにアームを動作させる途中で、障害物情報取得手段が新たな障害
物情報を取得した場合、その都度障害物回避制御手段の機能が実行されてもよい。

さらに、上記目的を達成するためのロボット制御装置において、障害物回避制御手段は
、障害物情報の取得に応じて特定部位の現在位置において進行方向と直交する面を仮想的
に設定し、経路を進行する特定部位の経路上の次の位置が当該面を超えると判定される度
に前記位置に特定部位を移動させてもよい。なお当該面は、例えば経路が設けられる領域
よりも十分広い面として仮想的に設定される。

すなわち、一度障害物情報を取得すると、取得した際の特定部位の現在位置において進
行方向の前方側の領域は特定部位を進行させることができない非可動エリアとして扱うこ
とを意味する。したがって、一度障害物情報を取得したのに応じて障害物を回避して経路
上を進行している途中で、再度前述の面に直面した場合に、このまま進行すると当該面を
超えそうである（非可動エリアに進行しそうである）と判定されると、再び障害物情報を
取得したか否かによらず、非可動エリアには進行せずに再び障害物を回避する動作をする
ことができる。このような構成は特に、障害物情報取得手段がオペレーターが手動で行う
操作に応じて障害物情報を取得する場合であって、面より非可動エリア側に現実に障害物
が存在する場合に、オペレーターの操作負担を軽減することができるため有益である。具
体的には最初の１回のみオペレーターが手動で操作を行って障害物情報を入力すれば、後
は同様の操作をオペレーターがしなくても非可動エリア以外の経路を自動的に進行するの
でオペレーターの作業負担を軽減できる。

上記目的を達成するためのロボット制御装置において、さらに、画像データ取得手段と
、画像座標系位置特定手段と、ロボット座標系位置特定手段と、保存手段と、を備えても
よい。画像データ取得手段は、経路上に特定部位が位置する状態で、マーカーが設けられ
たアームの画像を撮像した撮像部から、当該画像示す画像データを取得する。画像座標系
位置特定手段は、画像データに基づいて、マーカーの画像座標系における位置を特定する
。ロボット座標系位置特定手段は、アームが撮像された際のアームの姿勢を示す情報に基
づいて、アームが撮像された際のロボット座標系におけるマーカーの位置を特定する。保
存手段は、画像座標系におけるマーカーの位置とロボット座標系におけるマーカーの位置
とを対応付けて記録媒体に保存する。

したがってこの構成を備えることで、キャリブレーションに用いるデータ（二つの座標
系におけるマーカーの位置）を蓄積することができる。そして経路上の複数の地点におけ
る前述のデータを蓄積し、複数地点におけるデータに基づいてキャリブレーションするこ
とにより、例えば画像座標系における任意の位置に対応するロボット座標系における位置
を特定するためのパラメーターを得ることができる。

なお、請求項に記載された各手段の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア
資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせに
より実現される。また、これら各手段の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウ
ェア資源で実現されるものに限定されない。さらに本発明は、ロボット制御方法としても
、ロボット制御プログラムとしても、当該プログラムを記録する記録媒体としても成立す
る。むろん、その記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であっても
よいし、今後開発されるいかなる記録媒体であってもよい。また本発明は、アームと上述
の各手段とを備えたロボットの発明としても成立する。

本発明の第一実施形態にかかるロボットシステムのブロック図。 （２Ａ）は経路情報のデータ構造の一例を示す図、（２Ｂ）は第一実施形態にかかる経路を示す図。 本発明の実施形態にかかるキャリブレーション用データ収集処理のフローチャート。 （４Ａ）および（４Ｂ）は第一実施形態にかかる障害物回避方法を示す図。 第一実施形態にかかる、保存されるキャリブレーション用データを示す図。 （６Ａ）はアームに貼付されるマーカーを例示する模式図、（６Ｂ）はカメラで撮像された画像を例示する図。 （７Ａ）〜（７Ｃ）は、他の実施形態にかかる経路を示す図。 本発明の他の実施形態にかかるブロック図。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図に
おいて対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
１．第一実施形態
１−１．ロボットシステムの構成
図１は、本発明にかかるロボットシステム１００の構成を示すブロック図である。ロボ
ットシステム１００は、ＰＣ（Personal Computer）１０とロボット２０とカメラ３０（
撮像部）とを備えている。ＰＣ１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備えた制御部１１と
、図示しないＨＤＤ（ハードディスク装置）と、外部の機器と通信するためのＵＳＢ（Un
iversal Serial Bus）等の図示しない外部Ｉ／Ｆ等を備えている。制御部１１は、マウス
４１やキーボード４２等の操作部と外部Ｉ／Ｆを介して接続している。また制御部１１は
、ディスプレイ４３等の表示部と外部Ｉ／Ｆを介して接続している。ＰＣ１０のユーザー
は操作部を操作してＰＣ１０に指示を与えることができるとともに、ＰＣ１０が表示する
各種の情報を表示部によって認識することができる。ＰＣ１０は、ＲＯＭやＨＤＤに記憶
された各種のプログラムをＲＡＭにロードしＣＰＵで実行することができる。本実施形態
ではこのプログラムの一つとして制御部１１がロボット制御プログラム１２を実行するこ
とにより、ＰＣ１０をロボット制御装置として機能させることができる。ＰＣ１０は外部
Ｉ／Ｆを介してロボット２０と各種信号を送受信することができる。

ロボット２０は、アームコントローラー２１と、アーム２２とを備えている。アーム２
２は、腕部や関節部やハンド部等を備えた所謂ロボットアームであり、ＰＣ１０からの指
示で指定位置に指定した姿勢で移動すること等の動作を行うことができる。ＰＣ１０が指
示する各種の動作を行うためにアーム２２は各種の駆動部品を備えている。アームコント
ローラー２１は、制御部１１から指示された命令に応じてアーム２２を動作させるために
各駆動部品の制御を行う。なお、ロボット２０は複数のアームを備えていてももちろんよ
い。また、アームの関節数は図１に例示したものに限定されず、６軸垂直多関節アームで
あってもよいし、冗長自由度を有する７軸のアームであってもよい。

ロボット制御プログラム１２は、キャリブレーションに用いるデータを収集する機能を
ＰＣ１０に実現させるプログラムである。そのためにロボット制御プログラム１２は、経
路進行制御部１２ａと、障害物情報取得部１２ｂと、障害物回避制御部１２ｃと、画像デ
ータ取得部１２ｄと、画像座標系位置特定部１２ｅと、ロボット座標系位置特定部１２ｆ
と、保存部１２ｇとを備える。

経路進行制御部１２ａは、予め決められた経路を示す経路情報に基づいてアーム２２の
特定部位が進行するようにアーム２２を動作させる機能を実現させるプログラムである。
本実施形態において「特定部位」はアーム２２の先端を指す。アーム２２の先端を以降で
はＴＣＰ（Tool Center Point）と呼ぶ。本実施形態において「経路情報」は、図２Ａに
示すようにアーム２２の姿勢を示す情報が時系列順に複数個並べられた構成をしている。
アーム２２の姿勢を示す情報とは例えば、アーム２２の各関節における角度で表される情
報である。

各姿勢におけるＴＣＰの位置を時系列順に直線で結ぶと例えば図２Ｂに示すような経路
となるように各姿勢と時系列順とが経路情報において定義されている。図２Ｂにおいて地
点Ｓは経路の始点を意味し、地点Ｅは経路の終点を意味する。なおＴＣＰは、経路を進行
する際に経路の進行方向の先頭に位置するように制御される。本実施形態では図２Ｂに示
す経路を例に用いて説明を行う。経路は、ロボット２０本体から近い領域から徐々に遠い
領域に進むように設けられる。ロボットの２０の作業空間において、ロボット２０から遠
い領域よりも近い領域の方が、障害物が存在する可能性が少ないためである。なお、図２
Ｂに示す経路は、説明を簡易にするために同一平面上に設けられるものとするが、もちろ
んそれに限定されない。経路は上下左右奥行き方向に立体的に設けられてももちろんよい
。

障害物情報取得部１２ｂは、経路の進行を妨げる障害物の所定距離以内にＴＣＰが接近
したことを示す障害物情報を取得する機能を実現させるプログラムである。本実施形態に
おいては、ＴＣＰの位置をオペレーターが観察し、障害物の所定距離（例えば５ｃｍ程度
）以内にＴＣＰが接近したことを目視で認識するとＰＣ１０に対して障害物を回避する指
示を入力する。より具体的には例えば、ロボット制御プログラム１２を実行中にＰＣ１０
のディスプレイ４３に表示される画面において、障害物を回避することを指示するための
「回避」ボタンのＵＩが設けられている。障害物の所定距離以内にＴＣＰが接近したこと
を目視で認識したオペレーターがマウス４１を操作して「回避」ボタンを押下したことに
応じて障害物情報を障害物情報取得部１２ｂは取得する。「回避」ボタンが押下されたこ
とを示す情報が本実施形態においては障害物情報に相当する。なお、例えばＴＣＰの近傍
に障害物との衝突を検知するセンサーや、障害物のＴＣＰへの予め決められた所定距離以
内の接近を検知するセンサーを取り付けておき、当該センサーからの衝突や接近を示す信
号を障害物情報として取得する構成であってもよい。

障害物回避制御部１２ｃは、障害物情報の取得に応じて、ＴＣＰの現在位置よりも進行
方向の後方側であって経路上においてＴＣＰが未到達である位置であって、ＴＣＰの現在
位置から経路に沿った距離が最短の位置にＴＣＰが移動するようにアーム２２を動作させ
る機能を実現させるプログラムである。また本実施形態においては、障害物回避制御部１
２ｃは、障害物情報の取得に応じてＴＣＰの現在位置において進行方向と直交する面を仮
想的に設定し、経路を進行するＴＣＰが当該面に到達する度に前述の条件を満たす位置に
ＴＣＰを移動させる機能も有する。

画像データ取得部１２ｄは、経路上にＴＣＰが位置する状態で、マーカーが設けられた
アームの画像を撮像したカメラ３０から、当該画像を示す画像データを取得する機能を実
現させるプログラムである。カメラ３０は、撮像範囲に経路全体とマーカーを含むように
設置され図示しない三脚などで床等に固定されている。ロボット２０の本体もカメラ３０
に対して動かないように固定されている（ロボット２０本体に対してアーム２２が動く）
。マーカーは、本実施形態ではシール状の形態でありＴＣＰの近傍に貼付されている。な
お、マーカーはシール状であることに限定されず、アーム２２の任意の関節部からの相対
位置が特定できればどのような形態であってもよい。例えばマーカーは、新たにアーム２
２に取り付けられたり貼付されたりするものでなくてもよく、元々アームに備えられてい
る部位であってもよい。

画像データ取得部１２ｄは、ＴＣＰが経路上に予め設定された撮像地点に到達した際に
カメラ３０に画像の撮像を指示する制御信号を送信する機能を有する。また、カメラ３０
がその制御信号に応じて撮像した画像を示す画像データを取得する機能を有する。なお、
例えばＴＣＰが撮像地点に到達した際にオペレーターが手動でカメラ３０を操作して画像
を撮像し、当該画像を示す画像データをカメラ３０から取得する構成であってもよい。

画像座標系位置特定部１２ｅは、画像データに基づいて、マーカーの画像座標系におけ
る位置を特定する機能を実現させるプログラムである。ロボット座標系位置特定部１２ｆ
は、アーム２２が撮像された際のアーム２２の姿勢を示す情報に基づいて、アーム２２が
撮像された際のロボット座標系におけるマーカーの位置を特定する機能を実現させるプロ
グラムである。保存部１２ｇは、画像座標系におけるマーカーの位置とロボット座標系に
おけるマーカーの位置とを対応付けて記録媒体としてのＰＣ１０の図示しないＨＤＤに保
存する機能を実現させるプログラムである。

１−２．キャリブレーション用データの収集
図３は、キャリブレーション用データの収集処理を示すフローチャートである。この処
理では、移動と停止を繰り返しながら予め決められた経路にしたがってＴＣＰを進行させ
、予め決められた撮像地点で停止した際にマーカーが貼付されたアーム２２の画像を撮像
する、という処理が行われる。また経路を進行中にオペレーターが回避ボタンを押下した
（障害物情報を取得した）場合は、障害物を回避する動作がなされるとともに、アーム２
２の可動エリアに制限が加えられる。はじめに、制御部１１は経路情報に基づいて次の姿
勢を示す情報が存在するか否かを判定し（ステップＳ１００）、存在する場合は次の姿勢
を示す情報を取得し（ステップＳ１０５）、存在しない場合は図３の処理を終了する。

続いて制御部１１は、ステップＳ１０５で取得した次の姿勢を示す情報が示す姿勢にア
ーム２２の姿勢を変更した場合にＴＣＰが可動エリア内に含まれるか否かを判定し（ステ
ップＳ１１０）、可動エリア内に含まれなければステップＳ１００に戻り、可動エリア内
に含まれる場合は、次の姿勢を示す情報が示す姿勢にアーム２２の姿勢を変更する（ステ
ップＳ１１５）。なお、可動エリアは初期状態においては無限に広く設定されているが、
後述するステップＳ１２５の処理が実行されるたびに可動エリアは制限され狭くなってい
く。

ステップＳ１１０では、具体的には姿勢を変更した場合のロボット座標系におけるＴＣ
Ｐの位置（座標）を算出し、ＴＣＰの位置がロボット座標系で定義された可動エリアに含
まれるか否かが判定される。ＴＣＰのロボット座標系における位置は、例えばアームの姿
勢を示す情報としての各関節の角度と、各関節間の距離と、ＴＣＰに最も近い関節からＴ
ＣＰまでの相対位置とに基づいて算出することができる。

続いて制御部１１は、障害物情報を取得したか否かを判定し（ステップＳ１２０）、障
害物情報を取得した場合は、可動エリアの制限を追加し（ステップＳ１２５）、ステップ
Ｓ１００に戻る。ステップＳ１２０では制御部１１は例えば、ステップＳ１１５で姿勢を
変更してから所定時間以内に障害物情報が取得されない（回避ボタンが押下されない）場
合にステップＳ１３０の処理に移行するようにする。ステップＳ１２５の処理を具体的に
説明する。

図４は、本実施形態における経路を示す図であって、ＴＣＰの進行状況を示す図である
。ＴＣＰが始点Ｓから進行を開始し終点Ｅに向けて進行途中で、図４Ａに示すように障害
物２００に所定距離以内に接近した地点Ｐ１において障害物情報を取得すると、制御部１
１は、図４Ｂに示すようにＴＣＰの現在位置（地点Ｐ１）において進行方向と直交する面
２０１を仮想的に設定する。図４Ｂにおいて面２０１は一点鎖線で示されている。面２０
１は無限の広さに設定される。そして制御部１１は、地点Ｐ１において面２０１より進行
方向の前方側の領域を可動エリアから除外する（可動エリアの制限を追加する）。

地点Ｐ１において障害物情報を取得したと判定されたためにステップＳ１２５で可動エ
リアの制限を追加した後、ステップＳ１００〜ステップＳ１１０のループがしばらく実行
されることになる。地点Ｐ１から地点Ｐ２をつなぐ二点鎖線で示される経路上の地点は可
動エリアの範囲外と判定されるためである。そして、次の姿勢におけるＴＣＰの位置が可
動エリア内である地点Ｐ２と判定されると、ステップＳ１１５においてアーム２２の姿勢
が変更されＴＣＰが地点Ｐ１から地点Ｐ２に移動することになる。地点Ｐ２は、ＴＣＰの
現在位置が地点Ｐ１である場合に、ＴＣＰの現在位置より進行方向の後方側であってＴＣ
Ｐが未到達の位置で、かつ、ＴＣＰの現在位置（地点Ｐ１）から経路に沿った距離が最短
である位置に相当する。

このように、障害物情報を取得すると、ＴＣＰの現在位置より進行方向の後方側であっ
てＴＣＰが未到達の位置で、かつ、ＴＣＰの現在位置から経路に沿った距離が最短である
位置にＴＣＰが移動するようにアーム２２を移動させることにより、障害物を回避しつつ
、予め決められた経路をできるだけ順序通りにＴＣＰを進行させることができる。

また、ＴＣＰの現在位置が地点Ｐ３となった場合も同様に、地点Ｐ３と地点Ｐ４とをつ
なぐ二点鎖線の経路には進行せずに地点Ｐ４にＴＣＰが移動する。ＴＣＰの現在位置が地
点Ｐ３となった場合、ステップＳ１１０で次の姿勢におけるＴＣＰの位置が可動エリア外
となり、経路上を順次確認して次に可動エリア内となるのが地点Ｐ４であるためである。
地点Ｐ４は、ＴＣＰの現在位置が地点Ｐ３である場合に、ＴＣＰの現在位置より進行方向
の後方側であってＴＣＰが未到達の位置で、かつ、ＴＣＰの現在位置（地点Ｐ３）から経
路に沿った距離が最短である位置に相当する。

このように一度障害物情報を取得して可動エリアを制限する面２０１が設定されると、
次にその面を超えて可動エリア外（非可動エリア）に進行しそうになった場合、再び障害
物情報を取得したか否かによらず、可動エリア外には進行せずに再び障害物を回避する動
作をすることができる。本実施形態のように、オペレーターが「回避」ボタンを押下した
ことを示す情報が障害物情報に相当する場合であって、面２０１より非可動エリア側に現
実に障害物２００が存在する場合に、オペレーターの操作負担を軽減することができる。
すなわち、地点Ｐ１においてのみオペレーターが「回避」ボタンを押下すれば、地点Ｐ３
において同様の操作をオペレーターがしなくても可動エリア内の経路を自動的に進行する
のでオペレーターの作業負担を軽減できる。

フローチャートの説明に戻る。ステップＳ１２０において障害物情報を取得していない
と判定された場合は、制御部１１は、ＴＣＰの現在位置が撮像地点であるか否かを判定す
る（ステップＳ１３０）。ＴＣＰの現在位置が撮像地点か否かを示す情報は、図５に示す
ように経路情報の各姿勢に対応付けされている。ステップＳ１３０で撮像地点であると判
定される場合は、制御部１１はカメラ３０に画像を撮像させ、画像座標系におけるマーカ
ーの位置とロボット座標系におけるマーカーの位置とを特定する（ステップＳ１３５）。

具体的にはまず制御部１１は、カメラ３０に撮像を指示する制御信号を送信してカメラ
３０に画像を撮像させ、当該画像を示す画像データをカメラ３０から取得する。図６Ａの
２０２はアームに貼付されたマーカーの例を示している。マーカー２０２はカメラ３０が
撮像した画像に例えば図６Ｂに示すように含まれる。そして制御部１１は、当該画像デー
タを解析してマーカー２０２を検出し、画像座標系ｘｙにおけるマーカーの位置を特定す
る。また、制御部１１は撮像地点におけるアーム２２の姿勢を示す情報としての各関節の
角度と、各関節間の距離と、マーカー２０２の直近の関節２０３からのマーカー２０２の
相対位置と、に基づいて、ロボット座標系ＸＹＺにおけるマーカー２０２の位置を特定す
る。なお、上述のマーカーの位置としては、マーカーに含まれる特定の位置（例えばマー
カーの重心の位置）を特定するように予め決められている。

続いて制御部１１は、ステップＳ１３５で特定した２つの座標系におけるマーカーの位
置を対応付けてＨＤＤに保存する（ステップＳ１４０）。例えば図５に示すように経路情
報の各姿勢にロボット座標系におけるマーカーの位置と画像座標系におけるマーカーの位
置とをそれぞれ対応付けて保存する。

以上の処理を実行することにより、キャリブレーションに用いるデータ（二つの座標系
におけるマーカーの位置）を収集することができる。そして経路上の複数の地点における
前述のデータを収集し保存した後、複数地点におけるデータに基づいてキャリブレーショ
ンすることにより、例えば画像座標系における任意の位置に対応するロボット座標系にお
ける位置を特定するためのパラメーターを得ることができる。キャリブレーションのため
には、なるべく多くの地点におけるデータを収集できることが望ましい。そのため、本実
施形態のように、障害物が経路上に存在しても、障害物を回避しつつなるべく予め決めら
れた経路上をＴＣＰが進行するように制御することで、なるべく多くの地点のデータを収
集し保存することが可能である。
なお、図３に示すキャリブレーション用データ収集処理を実行し終えた後の可動エリア
を示す情報を、ロボット２０のアーム２２の作業可能範囲を示す情報として用いてキャリ
ブレーション後の実際の作業を行うようにしてもよい。

２．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、経路は、上
記実施形態で例示したものに限定されない。例えば図７Ａに示すように、所定の長さずつ
半径が異なる複数の同心半円の円周を一方の端部同士で接続した形状の経路でもよい。ま
た例えば、図７Ｂに示すように基準地点Ｏを中心とする円を想定して当該円の略径方向に
基準地点Ｏから遠ざかった後に基準地点Ｏに近づくことを繰り返す形状の経路であっても
よい。各図において太線は、各図に示すような位置に障害物２００が存在する場合に、Ｔ
ＣＰが通過する軌跡を示している。

また、上記実施形態においては、障害物情報の取得に応じて、ＴＣＰの現在位置よりも
進行方向の後方側であって経路上においてＴＣＰが未到達である位置で、かつ、ＴＣＰの
現在位置から経路に沿った距離が最短の位置にＴＣＰが移動するようにアームを動作させ
る例を示したが、単にＴＣＰの現在位置よりも進行方向の後方側であって経路上において
ＴＣＰが未到達な部分のうちのいずれかの位置にＴＣＰを移動させてもよい（経路に沿っ
て最短距離の位置でなくてもよい）。具体的には例えばＴＣＰの現在位置が図４Ｂの地点
Ｐ１である場合に第一実施形態では地点Ｐ２にＴＣＰを移動させたが、地点Ｐ２〜終点Ｅ
までの間の太字の部分のいずれかの位置に移動させるようにしてもよい。

また、障害物情報の取得に応じて、ＴＣＰの現在位置よりも進行方向の後方側であって
経路上においてＴＣＰが未到達である位置で、かつ、ＴＣＰの現在位置から直線距離が最
短の位置にＴＣＰを移動させてもよい。第一実施形態における地点Ｐ１から地点Ｐ２への
移動や、地点Ｐ３から地点Ｐ４への移動は、上記のように表現することもできる。
また、上記実施形態では、一度障害物情報を取得すると、仮想的に面を設定し可動エリ
アの制限を追加する例を説明したが、障害物情報を取得しても可動エリアを制限せず、障
害物に接近する度にその都度障害物情報を取得して障害物を回避する構成であってもよい
。

また、障害物回避制御部１２ｃの処理において、障害物情報の取得に応じて、ＴＣＰの
現在位置よりも進行方向の後方側であって経路上においてＴＣＰが未到達である位置にＴ
ＣＰが移動するようにアーム２２を動作させる途中で、障害物情報取得部１２ｂが新たな
障害物情報を例えばセンサー等から取得した場合、その都度障害物回避制御部１２ｃの上
述の処理が実行されてもよい。例えば図７Ｃに示すように進行方向に対して斜めに障害物
２００が存在する場合、地点Ｐ１から地点Ｐ２に移動させる途中で障害物２００への接近
を検知すると、障害物回避制御部１２ｃの処理によって移動先を地点Ｐ５にするようにし
てもよい。

また、上記実施形態ではロボット２０とは別体にロボット制御装置としてのＰＣ１０が
設けられる構成を挙げたが、ロボット制御装置としての制御部１１（あるいはＰＣ１０）
が図８に示すようにロボット２０に内蔵されている構成であってもよい。制御部１１は上
記実施形態と同様にロボット制御プログラム１２を実行することによって、経路進行制御
手段、障害物情報取得手段、障害物回避制御手段、画像データ取得手段、画像座標系位置
特定手段、ロボット座標系位置特定手段、および保存手段として機能する。

１０：ＰＣ、１１：制御部、１２：ロボット制御プログラム、１２ａ：経路進行制御部
、１２ｂ：障害物情報取得部、１２ｃ：障害物回避制御部、１２ｄ：画像データ取得部、
１２ｅ：画像座標系位置特定部、１２ｆ：ロボット座標系位置特定部、１２ｇ：保存部、
２０：ロボット、２１：アームコントローラー、２２：アーム、３０：カメラ、４１：マ
ウス、４２：キーボード、４３：ディスプレイ、１００：ロボットシステム、２００：障
害物、２０１：面、２０２：マーカー、２０３：関節、ｘｙ：画像座標系、ＸＹＺ：ロボ
ット座標系

Claims (8)

1. 予め決められた経路を示す経路情報に基づいて当該経路をアームの特定部位が進行する
   ように前記アームを動作させる経路進行制御手段と、
   前記経路の進行を妨げる障害物の所定距離以内に前記特定部位が接近したことを示す障
   害物情報を取得する障害物情報取得手段と、
   前記障害物情報の取得に応じて、前記特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であ
   って前記経路上において前記特定部位が未到達である位置に前記特定部位が移動するよう
   に前記アームを動作させる障害物回避制御手段と、
   を備えるロボット制御装置。
2. 前記障害物回避制御手段は、前記特定部位の現在位置から前記経路に沿った距離が最短
   の前記位置に前記特定部位を移動させる、
   請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記障害物回避制御手段は、前記特定部位の現在位置から直線距離が最短の前記位置に
   前記特定部位を移動させる、
   請求項１に記載のロボット制御装置。
4. 前記障害物回避制御手段は、前記障害物情報の取得に応じて前記特定部位の現在位置に
   おいて進行方向と直交する面を仮想的に設定し、前記経路を進行する前記特定部位の前記
   経路上の次の位置が前記面を超えると判定される度に前記位置に前記特定部位を移動させ
   る、
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載のロボット制御装置。
5. 前記経路上に前記特定部位が位置する状態で、マーカーが設けられた前記アームの画像
   を撮像した撮像部から、前記画像を示す画像データを取得する画像データ取得手段と、
   前記画像データに基づいて、前記マーカーの画像座標系における位置を特定する画像座
   標系位置特定手段と、
   前記アームが撮像された際の前記アームの姿勢を示す情報に基づいて、前記アームが撮
   像された際のロボット座標系における前記マーカーの位置を特定するロボット座標系位置
   特定手段と、
   前記画像座標系における前記マーカーの位置と前記ロボット座標系における前記マーカ
   ーの位置とを対応付けて記録媒体に保存する保存手段と、
   を備える請求項１〜請求項４のいずれかに記載のロボット制御装置。
6. 予め決められた経路を示す経路情報に基づいて当該経路をアームの特定部位が進行する
   ように前記アームを動作させる経路進行制御工程と、
   前記経路の進行を妨げる障害物の所定距離以内に前記特定部位が接近したことを示す障
   害物情報を取得する障害物情報取得工程と、
   前記障害物情報の取得に応じて、前記特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であ
   って前記経路上において前記特定部位が未到達である位置に前記特定部位が移動するよう
   に前記アームを動作させる障害物回避制御工程と、
   を含むロボット制御方法。
7. 予め決められた経路を示す経路情報に基づいて当該経路をアームの特定部位が進行する
   ように前記アームを動作させる経路進行制御機能と、
   前記経路の進行を妨げる障害物の所定距離以内に前記特定部位が接近したことを示す障
   害物情報を取得する障害物情報取得機能と、
   前記障害物情報の取得に応じて、前記特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であ
   って前記経路上において前記特定部位が未到達である位置に前記特定部位が移動するよう
   に前記アームを動作させる障害物回避制御機能と、
   をコンピューターに実現させるロボット制御プログラム。
8. アームと、
   予め決められた経路を示す経路情報に基づいて当該経路を前記アームの特定部位が進行
   するように前記アームを動作させる経路進行制御手段と、
   前記経路の進行を妨げる障害物の所定距離以内に前記特定部位が接近したことを示す障
   害物情報を取得する障害物情報取得手段と、
   前記障害物情報の取得に応じて、前記特定部位の現在位置よりも進行方向の後方側であ
   って前記経路上において前記特定部位が未到達である位置に前記特定部位が移動するよう
   に前記アームを動作させる障害物回避制御手段と、
   を備えるロボット。

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