JP2020006489A - Track formation device, track formation method and track formation program - Google Patents

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JP2020006489A JP2018131557A JP2018131557A JP2020006489A JP 2020006489 A JP2020006489 A JP 2020006489A JP 2018131557 A JP2018131557 A JP 2018131557A JP 2018131557 A JP2018131557 A JP 2018131557A JP 2020006489 A JP2020006489 A JP 2020006489A
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Abstract

To provide a technique for forming a track for a movable body moving to a target position, by avoiding a situation in which the track for the movable body moving to the target position cannot be formed.SOLUTION: A track formation device according to the present disclosure, which forms a track for a movable body moving to a target position, comprises: a track formation unit, a determination unit, and a direction change unit. In S402 and S414, the track formation unit searches and forms a track through a predetermined algorithm. In S408, the determination unit determines whether the track formation unit can form the track or not. In S410, if the determination unit determines that the track formation unit cannot form the track, the direction change unit changes a search direction of the algorithm through which the track formation unit searches the track.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、目標位置に移動する移動体の軌道を生成する技術に関する。   The present disclosure relates to a technique for generating a trajectory of a moving object that moves to a target position.

目標位置に移動する移動体の軌道を生成する技術が知られている。例えば、特許文献1に記載の技術によると、移動体であるマニピュレータのハンドが出発位置から目標位置に到達する軌道を探索して生成する場合、探索アルゴリズムとして、目標位置のポテンシャルを最小とし、目標位置から遠ざかるほどポテンシャルが増加するマップを生成する。そして、出発位置から低いポテンシャルを有する方向に軌道を探索して、ポンシャルが最も低い目標位置に到達する軌道を生成する。   A technique for generating a trajectory of a moving body that moves to a target position is known. For example, according to the technology described in Patent Literature 1, when a hand of a manipulator, which is a moving body, searches for and generates a trajectory that reaches a target position from a start position, the potential of the target position is minimized as a search algorithm, and the potential of the target is minimized. A map is generated in which the potential increases as the distance from the position increases. Then, a trajectory is searched from the starting position in a direction having a low potential, and a trajectory that reaches the target position where the poncial is lowest is generated.

特開2003−280710号公報JP 2003-280710 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術によると、低いポテンシャルを有する方向を探索して移動体が凹状の障害物の中に進入すると、現在の位置よりもポテンシャルの低い移動方向が存在しない状態になることがある。特許文献1に記載の技術のように、単に低いポテンシャルを有する方向に軌道を探索する方針では、この状態を回避できないので、目標位置に移動する移動体の軌道を生成できなくなるという課題がある。   However, according to the technique described in Patent Literature 1, when a moving object enters a concave obstacle by searching for a direction having a low potential, a moving direction having a lower potential than the current position does not exist. Sometimes. In a policy of simply searching for a trajectory in a direction having a low potential as in the technique described in Patent Literature 1, this state cannot be avoided, so that there is a problem that a trajectory of a moving object that moves to a target position cannot be generated.

本開示は、目標位置に移動する移動体の軌道を生成できない状態になっても、その状態を回避し、目標位置に移動する移動体の軌道を生成する技術を提供する。   The present disclosure provides a technique for avoiding such a state and generating a trajectory of a moving body that moves to a target position even when the state becomes unable to generate a trajectory of the moving body moving to the target position.

本開示の軌道生成装置(10)は、目標位置(120)に移動する移動体(100)の軌道(210、230)を生成する軌道生成装置であって、軌道生成部(12、S402、S414)と、判定部(16、S408)と、方針変更部(18、S410)とを備えている。   A trajectory generation device (10) of the present disclosure is a trajectory generation device that generates a trajectory (210, 230) of a moving object (100) moving to a target position (120), and includes a trajectory generation unit (12, S402, S414). ), A determination unit (16, S408), and a policy change unit (18, S410).

軌道生成部は、所定のアルゴリズムで軌道を探索して生成する。判定部は、軌道生成部が軌道を生成できるか否かを判定する。方針変更部は、軌道生成部が軌道を生成できないと判定部が判定すると、軌道生成部が軌道を探索するアルゴリズムの探索方針を変更する。   The trajectory generation unit searches for and generates a trajectory using a predetermined algorithm. The determination unit determines whether the trajectory generation unit can generate a trajectory. If the determination unit determines that the trajectory generation unit cannot generate the trajectory, the policy change unit changes the search policy of the algorithm by which the trajectory generation unit searches for the trajectory.

このような構成によれば、目標位置に移動する移動体の軌道を生成できない状態になると、軌道を探索するアルゴリズムの探索方針を変更するので、目標位置に移動する移動体の軌道を生成できない状態を回避し、目標位置に移動する移動体の軌道を生成できる。   According to such a configuration, when it becomes impossible to generate the trajectory of the moving object moving to the target position, the search policy of the algorithm for searching the trajectory is changed, so that the trajectory of the moving object moving to the target position cannot be generated. And the trajectory of the moving object moving to the target position can be generated.

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。   It should be noted that reference numerals in parentheses described in this column and in the claims indicate a correspondence relationship with specific means described in an embodiment described below as one aspect, and the technical scope of the present disclosure will be described. There is no limitation.

本実施形態の軌道生成装置を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a trajectory generation device according to the embodiment. 軌道生成処理を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a trajectory generation process. 軌道の生成過程を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a process of generating a trajectory. 軌道の他の生成過程を示す模式図。FIG. 9 is a schematic diagram showing another generation process of the trajectory.

以下、図を参照しながら本開示の実施形態を説明する。
[1.構成]
図1に示す軌道生成装置10は、目標位置に移動する移動体の軌道を生成する。軌道生成装置10は、CPUと、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリと、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. Constitution]
The trajectory generating device 10 illustrated in FIG. 1 generates a trajectory of a moving body that moves to a target position. The trajectory generating device 10 is mainly configured by a known microcomputer having a CPU and a semiconductor memory such as a RAM, a ROM, and a flash memory.

軌道生成装置10の各種機能は、CPUが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、半導体メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、軌道生成装置10は1つのマイクロコンピュータで構成されてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されてもよい。   Various functions of the trajectory generation device 10 are realized by the CPU executing a program stored in a non-transitional substantial recording medium. In this example, the semiconductor memory corresponds to a non-transitional substantial recording medium storing a program. When this program is executed, a method corresponding to the program is executed. The trajectory generating device 10 may be constituted by one microcomputer, or may be constituted by a plurality of microcomputers.

軌道生成装置10は、CPUがプログラムを実行することで実現される機能の構成として、軌道生成部12と移動制御部14と判定部16方針変更部18とを備えている。
軌道生成装置10を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その1部または全部の要素について、1つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。
The trajectory generation device 10 includes a trajectory generation unit 12, a movement control unit 14, and a determination unit 16 and a policy change unit 18 as a configuration of functions realized by the CPU executing the program.
The method of realizing these elements constituting the trajectory generating device 10 is not limited to software, and one or a plurality of hardware may be realized for one or all of the elements. For example, when the above function is implemented by an electronic circuit that is hardware, the electronic circuit may be implemented by a digital circuit including a large number of logic circuits, an analog circuit, or a combination thereof.

軌道生成部12は、例えば、図2および図3に示すように、移動体100が目標位置120に移動する軌道210、回転方向230を探索して生成する。移動体100は、例えば、ロボットアームまたは工場等で資材を搬送する搬送用ロボットである。   The trajectory generation unit 12 searches for and generates a trajectory 210 and a rotation direction 230 where the mobile unit 100 moves to the target position 120 as shown in FIGS. 2 and 3, for example. The moving body 100 is, for example, a transfer robot that transfers materials at a robot arm or a factory.

移動制御部14は、軌道生成部12が探索する軌道に沿って移動体100を移動させる。
判定部16は、軌道生成部12が探索する軌道に沿って移動制御部14が移動体100を移動させ、移動体100が目標位置120に到達する軌道を軌道生成部12が生成できるか否かを判定する。
The movement control unit 14 moves the moving body 100 along the trajectory searched by the trajectory generation unit 12.
The determination unit 16 determines whether or not the movement control unit 14 moves the moving body 100 along the trajectory searched by the trajectory generating unit 12 and the trajectory generating unit 12 can generate a trajectory at which the moving body 100 reaches the target position 120. Is determined.

方針変更部18は、目標位置120に移動する移動体100の軌道を軌道生成部12が生成できないと判定部16が判定すると、軌道生成部12が軌道を生成するアルゴリズムの探索方針を変更する。軌道生成部12は、軌道を生成するアルゴリズムの探索方針が方針変更部18により変更されると、変更された探索方針に基づいて、目標位置120に移動する移動体100の軌道を探索する。   When the determination unit 16 determines that the trajectory generation unit 12 cannot generate the trajectory of the moving object 100 that moves to the target position 120, the policy change unit 18 changes the search policy of the algorithm by which the trajectory generation unit 12 generates the trajectory. When the search policy of the algorithm for generating the trajectory is changed by the policy changing unit 18, the trajectory generation unit 12 searches for the trajectory of the moving body 100 moving to the target position 120 based on the changed search policy.

[2.処理]
次に、軌道生成装置10が実行する軌道生成処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。
[2. processing]
Next, the trajectory generation processing executed by the trajectory generation device 10 will be described with reference to the flowchart of FIG.

S400において軌道生成部12は、移動体100の軌道を生成するための設定を初期化する。例えば、軌道生成部12は、移動体100の初期位置に基づいて、移動速度および加速度、あるいは回転角速度および初期位置から回転できる動作限度角度を設定する。さらに、移動体100の軌道を特定する軌道の座標およびその座標における移動体100の移動方向、あるいは移動体100の回転角度位置および回転方向等の移動体100の移動に関する状態パラメータを初期化する。   In S400, the trajectory generation unit 12 initializes settings for generating the trajectory of the moving body 100. For example, the trajectory generation unit 12 sets a moving speed and an acceleration, or a rotational angular velocity and an operation limit angle that can be rotated from the initial position, based on the initial position of the moving body 100. Furthermore, the coordinates of the trajectory specifying the trajectory of the moving body 100 and the moving direction of the moving body 100 at the coordinates, or the state parameters related to the movement of the moving body 100 such as the rotation angle position and the rotating direction of the moving body 100 are initialized.

S402において軌道生成部12は、予め設定された軌道探索の制約と条件とに基づいて、移動体100が目標位置に移動するように最適な軌道を探索する。軌道探索の制約と条件とは、例えば、予め設定された移動体100が移動可能な範囲、ならびに、最適な軌道として移動体100が目標位置120に移動するために要するコストを最小にする方向に移動することなどである。   In S402, the trajectory generating unit 12 searches for an optimal trajectory so that the mobile unit 100 moves to the target position based on preset trajectory search constraints and conditions. The constraints and conditions for the trajectory search include, for example, a predetermined range in which the moving body 100 can move, and a direction in which the cost required for the moving body 100 to move to the target position 120 as an optimal trajectory is minimized. Moving.

移動体100が目標位置120に移動するために要するコストとは、例えば、移動体100が目標位置120に移動するための距離、エネルギー、時間等である。コストは、例えば、コスト関数に基づいて算出される。   The cost required for the moving body 100 to move to the target position 120 is, for example, a distance, energy, time, and the like for the moving body 100 to move to the target position 120. The cost is calculated based on, for example, a cost function.

S404において移動制御部14は、軌道生成部12が探索した軌道に基づいて移動体100を移動させてみる。なお、移動制御部14は、軌道生成部12が探索した軌道に基づいて移動体100を実際に移動させてもよいし、軌道生成部12が探索した軌道に基づいてシミュレーションにより移動体100を仮想的に移動させてもよい。   In S404, the movement control unit 14 moves the moving body 100 based on the trajectory searched by the trajectory generation unit 12. Note that the movement control unit 14 may actually move the moving body 100 based on the trajectory searched by the trajectory generation unit 12, or may simulate the moving body 100 based on the trajectory searched by the trajectory generation unit 12 by simulation. May be moved.

S406において判定部16は、移動体100が目標位置120に到達したか否かを判定する。判定部16は、移動体100と目標位置120との距離の差が所定距離以下であれば、移動体100が目標位置120に到達したと判定する。S406の判定がYesである、つまり移動体100が目標位置120に到達した場合、処理はS412に移行する。   In S406, the determination unit 16 determines whether the moving body 100 has reached the target position 120. The determining unit 16 determines that the moving body 100 has reached the target position 120 if the difference between the distance between the moving body 100 and the target position 120 is equal to or less than a predetermined distance. If the determination in S406 is Yes, that is, if the moving body 100 has reached the target position 120, the process proceeds to S412.

S406の判定がNoである、つまり移動体100が目標位置120に到達していない場合、S408において判定部16は、移動体100が同じ位置に所定時間停止している状態が所定回数繰り返されているか否かを判定する。例えば、判定部16は、移動体100の位置の変化量が所定量以下であるか、あるいはコスト関数が算出するコストの変化量が所定量以下の場合、移動体100が同じ位置に停止していると判定する。   If the determination in S406 is No, that is, if the moving body 100 has not reached the target position 120, in S408, the determination unit 16 repeats the state in which the moving body 100 has been stopped at the same position for a predetermined number of times. Is determined. For example, when the amount of change in the position of the moving body 100 is equal to or less than a predetermined amount, or the amount of change in the cost calculated by the cost function is equal to or less than the predetermined amount, the determining unit 16 stops the moving body 100 at the same position. It is determined that there is.

例えば、図2において、移動体100が目標位置120に移動するために、最も早くコストが低下する矢印200が示す勾配ベクトル方向に移動して凹状の障害物110の凹部112に進入すると、点線の矢印202が示すいずれの方向でも、コストが同じか高くなる。その結果、コストが低下して勾配が低くなる移動方向を探索できなくなることがある。この場合、移動体100が移動できない移動不可位置にいるために、位置の変化量またはコストの変化量が所定量以下になり、同じ位置に停止している状態になる。   For example, in FIG. 2, when the moving body 100 moves to the target position 120, moves in the gradient vector direction indicated by the arrow 200 where the cost decreases fastest, and enters the recess 112 of the concave obstacle 110, the dotted line indicates In any direction indicated by the arrow 202, the cost is the same or higher. As a result, it may not be possible to search for a moving direction in which the cost decreases and the gradient decreases. In this case, since the moving body 100 is at the immovable position where it cannot move, the amount of change in the position or the amount of change in the cost is equal to or less than a predetermined amount, and the vehicle 100 is stopped at the same position.

また、図3に示すように、移動体100が目標位置120に移動するために、最も早くコストが低下する反時計回りの回転方向220に軸102を中心として回転し、動作限度角度130と移動体100の回転角度との差が所定角度以下になり動作限度角度130まで回転すると、移動体100は、動作限度角度130を超えて回転方向220に回転することはできない。   In addition, as shown in FIG. 3, since the moving body 100 moves to the target position 120, the moving body 100 rotates around the shaft 102 in the counterclockwise rotation direction 220 where the cost is fastest, and moves with the operation limit angle 130. When the difference from the rotation angle of the body 100 becomes equal to or less than the predetermined angle and the body 100 rotates to the operation limit angle 130, the moving body 100 cannot rotate in the rotation direction 220 beyond the operation limit angle 130.

この場合、移動体100が動作限度角度130を超えて回転方向220に回転することができない移動不可位置にいるために、位置の変化量として回転角度の変化量またはコストの変化量が所定量以下になり、同じ位置に停止している状態になる。   In this case, since the moving body 100 is in the immovable position where it cannot rotate in the rotation direction 220 beyond the operation limit angle 130, the change amount of the rotation angle or the change amount of the cost is not more than a predetermined amount as the position change amount. And stop at the same position.

S408の判定がNoである、つまり移動体100が同じ位置に所定時間停止している状態が所定回数繰り返されていない場合、処理はS402に移行する。この場合、軌道生成部12は、現在のアルゴリズムの探索方針により軌道の探索を継続する。   If the determination in S408 is No, that is, if the state where the moving body 100 has stopped at the same position for the predetermined time has not been repeated the predetermined number of times, the process proceeds to S402. In this case, the trajectory generation unit 12 continues searching for the trajectory according to the search policy of the current algorithm.

S408の判定がYesである、つまり移動体100が同じ位置に所定時間停止している状態が所定回数繰り返されている場合、方針変更部18は、軌道生成部12が軌道を探索するアルゴリズムの探索方針を変更する必要があると判断する。   If the determination in S408 is Yes, that is, if the state in which the moving body 100 has been stopped at the same position for the predetermined time is repeated a predetermined number of times, the policy change unit 18 searches the trajectory generation unit 12 for an algorithm for searching the trajectory. You decide that you need to change your policy.

この場合、S410において方針変更部18は、軌道を探索するアルゴリズムの探索方針を変更し、処理をS402に移行する。これにより、軌道生成部12は、探索方針を変更されたアルゴリズムで軌道の探索を継続する。   In this case, in S410, the policy changing unit 18 changes the search policy of the algorithm for searching for the trajectory, and shifts the processing to S402. Accordingly, the trajectory generation unit 12 continues searching for the trajectory using the algorithm whose search policy has been changed.

例えば、図2において方針変更部18は、障害物110の凹部112の入口に周囲よりも大きなコスト114を設定してアルゴリズムの探索方針を変更する。すると、軌道生成部12は、障害物110の入口を避けて軌道210を探索する。   For example, in FIG. 2, the policy change unit 18 changes the search policy of the algorithm by setting a cost 114 larger than the surroundings at the entrance of the recess 112 of the obstacle 110. Then, the trajectory generator 12 searches for the trajectory 210 avoiding the entrance of the obstacle 110.

また、図3であれば、方針変更部18は、動作限度角度130に向かう反時計回りの回転方向220を時計回りの回転方向230に反転してアルゴリズムの探索方針を変更する。すると、軌道生成部12は、時計回りに変更された回転方向230を軌道として移動体100の軌道を探索する。   In the case of FIG. 3, the policy change unit 18 changes the algorithm search policy by reversing the counterclockwise rotation direction 220 toward the operation limit angle 130 into the clockwise rotation direction 230. Then, the trajectory generation unit 12 searches for the trajectory of the moving body 100 with the rotation direction 230 changed clockwise as the trajectory.

S412において軌道生成部12は、移動体100が目標位置に到達した軌道を最適軌道とし、最適軌道の時系列上の各タイムステップ、つまりS402〜S406の間の処理の時間間隔において、移動体100の位置、移動速度、障害物に移動を遮られたか否か等の移動体100の移動状態を入力とし、その状態から移動体100が移動する移動方向、移動速度等を出力として、ニューラルネットワークの学習データを作成する。   In S412, the trajectory generating unit 12 sets the trajectory at which the mobile unit 100 has reached the target position as the optimum trajectory, and sets the trajectory in each time step in the time series of the optimum trajectory, that is, at the processing time interval between S402 to S406. The position, the moving speed, the moving state of the moving body 100 such as whether or not the movement is interrupted by an obstacle is input, and the moving direction, the moving speed, and the like of the moving body 100 moving from the state are output as the output of the neural network. Create training data.

S414において軌道生成部12は、S412で複数回生成した最適軌道の学習データに基づいたニューラルネットワークの教師あり機械学習により、以後、移動体100が目標位置に移動する軌道をリアルタイムに生成する。   In S414, the trajectory generation unit 12 subsequently generates a trajectory in which the mobile unit 100 moves to the target position in real time by supervised machine learning of the neural network based on the learning data of the optimal trajectory generated multiple times in S412.

[3.効果]
以上説明した上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)目標位置120に移動する移動体100の軌道を生成できない場合、軌道生成装置10は、軌道を探索するアルゴリズムにおいて探索方針を変更する。
[3. effect]
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) When the trajectory of the moving body 100 moving to the target position 120 cannot be generated, the trajectory generation device 10 changes the search policy in the algorithm for searching for the trajectory.

これにより、目標位置120に移動する移動体100の軌道を生成できない状態になっても、その状態を回避し、目標位置120に移動する移動体100の軌道を生成できる。
(2)移動体100の周囲の広範囲の位置のコストを記憶しておけば、移動体100が目標位置120に到達する前に位置の変化量またはコストの変化量が所定量以下になる軌道を避けて、目標位置120に移動する移動体100の軌道を生成できる。しかし、移動体100の周囲の広範囲の位置のコストを記憶するために、多くの記憶容量が必要になる。
As a result, even when a state in which the trajectory of the moving body 100 that moves to the target position 120 cannot be generated can be avoided, the trajectory of the moving body 100 that moves to the target position 120 can be generated.
(2) If the costs of a wide range of positions around the moving body 100 are stored, the trajectory where the amount of change in the position or the amount of change in the cost is equal to or less than a predetermined amount before the moving body 100 reaches the target position 120 is determined. By avoiding the trajectory, the trajectory of the moving body 100 moving to the target position 120 can be generated. However, a large storage capacity is required to store the cost of a wide range of positions around the mobile unit 100.

これに対し、本実施形態では、目標位置120に移動する移動体100の軌道を生成できない場合、軌道生成装置10は、軌道を探索するアルゴリズムにおいて探索方針を変更するので、移動体100の周囲の極力狭い範囲の位置のコストを記憶して、目標位置120に移動する移動体100の軌道を生成できる。したがって、コストを記憶する記憶容量を低減できる。   On the other hand, in the present embodiment, when the trajectory of the moving body 100 moving to the target position 120 cannot be generated, the trajectory generation device 10 changes the search policy in the algorithm for searching the trajectory. The trajectory of the moving body 100 moving to the target position 120 can be generated by storing the cost of the position in the narrowest possible range. Therefore, the storage capacity for storing costs can be reduced.

(3)複数の最適軌道のデータをニューラルネットワークで学習することにより、障害物の位置、大きさ等が変化することにより移動体100の移動環境が変化しても、軌道生成装置10は、リアルタイムに移動体100の移動環境の変化に対応し、目標位置120に移動する移動体100の軌道を生成できる。   (3) By learning data of a plurality of optimal trajectories with a neural network, even if the moving environment of the moving body 100 changes due to a change in the position, size, or the like of the obstacle, the trajectory generating device 10 can perform real-time processing. In response to the change in the moving environment of the moving body 100, the trajectory of the moving body 100 moving to the target position 120 can be generated.

上記実施形態において、S402、S414が軌道生成部の処理に対応し、S408が判定部の処理に対応し、S410が方針変更部18の処理に対応する。
[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
In the above embodiment, S402 and S414 correspond to the processing of the trajectory generation unit, S408 corresponds to the processing of the determination unit, and S410 corresponds to the processing of the policy change unit 18.
[4. Other Embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications.

(1)上記実施形態では、図3において、移動体100が反時計回りの回転方向220に回転し動作限度角度130で停止すると、反時計回りとは逆方向の時計回りの回転方向230に回転方向を変更することにより軌道の探索方針を変更した。   (1) In the above embodiment, when the moving body 100 rotates in the counterclockwise rotation direction 220 and stops at the operation limit angle 130 in FIG. 3, the mobile body 100 rotates in the clockwise rotation direction 230 opposite to the counterclockwise rotation. The trajectory search policy was changed by changing the direction.

これに対し、図3において、移動体100が反時計回りの回転方向220に回転し動作限度角度130で停止すると、動作限度角度130のコストを周囲のコストよりも大きくすることにより軌道の探索方針を変更し、移動体100の回転方向を時計回りの回転方向230に変更してもよい。   On the other hand, in FIG. 3, when the moving body 100 rotates in the counterclockwise rotation direction 220 and stops at the operation limit angle 130, the cost of the operation limit angle 130 is made larger than the cost of the surroundings, so that the trajectory search policy is set. And the rotation direction of the moving body 100 may be changed to the clockwise rotation direction 230.

(2)上記実施形態では、移動体100としてロボットアームまたは資材を搬送する搬送用ロボットを例示した。これ以外にも、目標位置に移動する軌道を生成する対象は、どのような移動体であってもよい。   (2) In the above-described embodiment, a robot arm or a transfer robot that transfers materials is illustrated as the moving body 100. In addition to this, any moving object may be used to generate the trajectory that moves to the target position.

(3)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。   (3) A plurality of functions of one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function of one component may be realized by a plurality of components. . Also, a plurality of functions of a plurality of components may be realized by one component, or one function realized by a plurality of components may be realized by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced by the configuration of another above-described embodiment. It should be noted that all aspects included in the technical idea specified by the language described in the claims are embodiments of the present disclosure.

(4)上述した軌道生成装置10の他、当該軌道生成装置10を構成要素とするシステム、当該軌道生成装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、軌道生成方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。   (4) In addition to the trajectory generation device 10 described above, a system including the trajectory generation device 10 as a component, a program for causing a computer to function as the trajectory generation device, and a non-transitional entity such as a semiconductor memory storing the program. The present disclosure can be realized in various forms, such as a dynamic recording medium and a trajectory generation method.

10:軌道生成装置、12:軌道生成部、16:判定部、18:方針変更部、100:移動体、102:軸、120:目標位置、210:軌道、230:回転方向(軌道) 10: trajectory generation device, 12: trajectory generation unit, 16: determination unit, 18: policy change unit, 100: moving body, 102: axis, 120: target position, 210: trajectory, 230: rotation direction (trajectory)

Claims (12)

目標位置(120)に移動する移動体(100)の軌道(210、230)を生成する軌道生成装置(10)であって、
所定のアルゴリズムで前記軌道を探索して生成するように構成された軌道生成部(12、S402、S414)と、
前記軌道生成部が前記軌道を生成できるか否かを判定するように構成された判定部(16、S408)と、
前記軌道生成部が前記軌道を生成できないと前記判定部が判定すると、前記軌道生成部が前記軌道を探索する前記アルゴリズムの探索方針を変更するように構成されている方針変更部(18、S410)と、
を備える軌道生成装置。
A trajectory generator (10) for generating a trajectory (210, 230) of a moving object (100) moving to a target position (120),
A trajectory generator (12, S402, S414) configured to search for and generate the trajectory by a predetermined algorithm;
A determination unit (16, S408) configured to determine whether the trajectory generation unit can generate the trajectory;
A policy change unit configured to change a search policy of the algorithm for searching for the trajectory when the determination unit determines that the trajectory generation unit cannot generate the trajectory (18, S410); When,
A trajectory generation device comprising:
請求項1に記載の軌道生成装置であって、
前記判定部は、前記移動体の位置の変化量が所定量以下であり、前記移動体が前記目標位置に到達していない場合、前記軌道生成部が前記軌道を生成できないと判定するように構成されている、
軌道生成装置。
The trajectory generation device according to claim 1,
The determination unit is configured to determine that the trajectory generation unit cannot generate the trajectory when the amount of change in the position of the mobile body is equal to or less than a predetermined amount and the mobile body has not reached the target position. Have been
Orbit generator.
請求項1または2に記載の軌道生成装置であって、
前記移動体は少なくとも1軸(102)を有するロボットアームであり、
前記判定部は、前記軸の動作限度角度と前記軸の回転角度との差が所定角度以下であり前記軸がそれ以上回転できないために、前記ロボットアームが前記目標位置に到達していない場合、前記軌道生成部が前記軌道を生成できないと判定するように構成されている、
軌道生成装置。
The trajectory generating device according to claim 1 or 2,
The moving body is a robot arm having at least one axis (102);
When the difference between the operation limit angle of the axis and the rotation angle of the axis is equal to or less than a predetermined angle and the axis cannot rotate any more, when the robot arm has not reached the target position, The trajectory generating unit is configured to determine that the trajectory cannot be generated,
Orbit generator.
請求項3に記載の軌道生成装置であって、
前記方針変更部は、前記軌道生成部が前記軌道を生成できないと前記判定部が判定すると、前記軸の回転方向を逆方向にして前記探索方針を変更するように構成されている、
軌道生成装置。
The trajectory generation device according to claim 3, wherein
The policy changing unit, when the determination unit determines that the trajectory generation unit can not generate the trajectory, is configured to change the search policy by reversing the rotation direction of the axis,
Orbit generator.
請求項1から4のいずれか1項に記載の軌道生成装置であって、
前記軌道生成部は、前記軌道を生成するコストが最小となる方向を探索して前記軌道を生成し、
前記判定部は、前記コストの変化量が所定量以下であり、前記移動体が前記目標位置に到達していない移動不可位置にいる場合、前記軌道生成部が前記軌道を生成できないと判定するように構成されている、
軌道生成装置。
The trajectory generation device according to any one of claims 1 to 4,
The trajectory generating unit generates the trajectory by searching for a direction in which the cost of generating the trajectory is minimized,
The determination unit may determine that the trajectory generation unit cannot generate the trajectory when the change amount of the cost is equal to or less than a predetermined amount and the moving body is at a non-movable position that has not reached the target position. Is configured to
Orbit generator.
請求項5に記載の軌道生成装置であって、
前記方針変更部は、前記移動体が前記移動不可位置にいると前記判定部が判定すると、前記移動体が移動するときに変化する前記コストの勾配を変更して前記探索方針を変更するように構成されている、
軌道生成装置。
The trajectory generation device according to claim 5, wherein
The policy change unit, when the determination unit determines that the moving object is at the immovable position, changes the cost gradient that changes when the moving object moves, and changes the search policy. It is configured,
Orbit generator.
請求項6に記載の軌道生成装置であって、
前記方針変更部は、前記移動体が前記移動不可位置にいると前記判定部が判定すると、前記移動不可位置の前記コストを周囲よりも大きい値に設定するように構成されている、
軌道生成装置。
The trajectory generation device according to claim 6, wherein
The policy change unit is configured to set the cost of the immovable position to a value larger than surroundings when the determination unit determines that the moving object is at the immovable position,
Orbit generator.
請求項1から7のいずれか1項に記載の軌道生成装置であって、
前記軌道生成部(S414)は、前記軌道生成部が前記軌道を生成できたと前記判定部が判定した前記軌道に基づいて、ニューラルネットワークにより、リアルタイムに前記軌道を探索して生成するように構成されている、
軌道生成装置。
The trajectory generation device according to any one of claims 1 to 7,
The trajectory generation unit (S414) is configured to search and generate the trajectory in real time by a neural network based on the trajectory determined by the determination unit that the trajectory generation unit was able to generate the trajectory. ing,
Orbit generator.
目標位置に移動する移動体の軌道を生成する軌道生成方法であって、
所定のアルゴリズムで前記軌道を探索して生成できるか否かを判定し、
前記軌道を生成できない場合、前記アルゴリズムの探索方針を変更して前記軌道を探索する、
軌道生成方法。
A trajectory generation method for generating a trajectory of a moving object moving to a target position,
Determine whether the trajectory can be searched and generated by a predetermined algorithm,
If the trajectory cannot be generated, search the trajectory by changing the search policy of the algorithm,
Orbit generation method.
請求項9に記載の軌道生成方法であって、
前記移動体の位置の変化量が所定量以下であり、前記移動体が前記目標位置に到達していない場合、前記軌道を生成できないと判定する、
軌道生成方法。
The trajectory generation method according to claim 9, wherein
If the amount of change in the position of the moving body is equal to or less than a predetermined amount and the moving body has not reached the target position, it is determined that the trajectory cannot be generated.
Orbit generation method.
目標位置に移動する移動体の軌道を生成する軌道生成プログラムであって、
所定のアルゴリズムで前記軌道を探索して生成するように構成された軌道生成部(12、S402、S414)と、
前記軌道生成部が前記軌道を生成できるか否かを判定するように構成された判定部(16、S408)と、
前記軌道生成部が前記軌道を生成できないと前記判定部が判定すると、前記軌道生成部が前記軌道を探索する前記アルゴリズムの探索方針を変更するように構成されている方針変更部と、
してコンピュータを機能させる軌道生成プログラム
A trajectory generation program that generates a trajectory of a moving object that moves to a target position,
A trajectory generator (12, S402, S414) configured to search for and generate the trajectory by a predetermined algorithm;
A determination unit (16, S408) configured to determine whether the trajectory generation unit can generate the trajectory;
A policy change unit configured to change a search policy of the algorithm for searching for the trajectory when the determination unit determines that the trajectory generation unit cannot generate the trajectory;
Trajectory generation program that makes the computer function
請求項11に記載の軌道生成プログラムであって、
前記判定部は、前記移動体の位置の変化量が所定量以下であり、前記移動体が前記目標位置に到達していない場合、前記軌道生成部が前記軌道を生成できないと判定する、ようにコンピュータを機能させる軌道生成プログラム
The trajectory generation program according to claim 11, wherein
The determination unit determines that the trajectory generation unit cannot generate the trajectory when the amount of change in the position of the mobile body is equal to or less than a predetermined amount and the mobile body has not reached the target position. Trajectory generation program that makes a computer function
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