JP2023533922A - 主従運動の制御方法、ロボットシステム、設備および記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2020年7月1日に出願された出願番号が2020106274778で、発明名称が「遠隔操作主従マッピング運動制御システムおよび方法」である中国特許出願の優先権を要求し、当該出願の全文は、参照により本明細書に組み込まれる。
現在位置と現在姿勢とを含む、主操作器の現在位置姿勢を特定することと、
前記主操作器の前記現在位置姿勢および前記主操作器と従動工具との位置姿勢関係に基づいて、前記従動工具の目標位置姿勢を特定することと、
前記従動工具の前記目標位置姿勢に基づいて、前記従動工具の制御信号を生成することと、を含む。
前記参照座標系に対する前記従動工具またはディスプレイ内の前記従動工具の画像の位置変化量が、前記参照座標系に対する前記主操作器の位置変化量に比例すること、あるいは、
前記参照座標系に対する前記従動工具または前記ディスプレイ内の前記従動工具の画像の姿勢変化量が、前記参照座標系に対する前記主操作器の姿勢変化量と一致する。
前記主操作器の過去位置姿勢を特定することと、
前記従動工具の現在位置姿勢を特定することと、
前記主操作器の過去位置姿勢と現在位置姿勢および前記従動工具の現在位置姿勢に基づいて、前記従動工具の目標位置姿勢を特定すること
をさらに含む。
主操作器ベース座標系に対する前記主操作器のハンドルの現在位置を特定することと、
主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置を特定することと、
従動工具ベース座標系に対する前記従動工具の末端デバイスの現在位置を特定することと、
前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置および現在位置と、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの現在位置とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定することと、
をさらに含む。
前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置および現在位置と、前記主操作器ベース座標系とディスプレイ座標系との変換関係と、カメラ座標系と前記従動工具ベース座標系との変換関係と、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの現在位置とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定すること、を含む。
前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置および現在位置と、前記主操作器ベース座標系と前記従動工具ベース座標系との変換関係と、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの現在位置とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定すること、を含む。
主操作器ベース座標系に対する前記主操作器のハンドルの現在姿勢を特定することと、
主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去姿勢を特定することと、
従動工具ベース座標系に対する前記従動工具の末端デバイスの現在姿勢を特定することと、
前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去姿勢および現在姿勢と、前記従動工具ベース座標系と前記主操作器ベース座標系との変換関係と、前記従動工具ベース座標系に対する前記従動工具のエンドエフェクタの現在姿勢とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標姿勢を特定することと、をさらに含む。
前記主操作器の少なくとも1つの関節の現在関節情報を受信することと、
前記少なくとも1つの関節の関節情報に基づいて、前記主操作器の現在位置姿勢を特定することと、
をさらに含む。
前記従動工具の前記目標位置姿勢に基づいて、前記従動工具を駆動するための少なくとも1つの駆動装置の駆動信号を生成すること、を含む。
前記主操作器の少なくとも1つの関節の過去関節情報を受信することと、
前記少なくとも1つの関節の過去関節情報に基づいて、過去位置および過去姿勢を含む前記主操作器の過去位置姿勢を特定することと、
前記従動工具のフレキシブルアーム体を駆動するための、前記従動工具の少なくとも1つの駆動装置の現在駆動情報を受信することと、
前記少なくとも1つの駆動装置の現在駆動情報に基づいて、現在位置および現在姿勢を含む前記従動工具の現在位置姿勢を特定することと、
をさらに含む。
ロボットアームと、前記ロボットアームに設けられるハンドルと、前記ロボットアームの少なくとも1つの関節に設けられて、前記少なくとも1つの関節の関節情報を得るための少なくとも1つの主操作器センサとを備える主操作器と、
フレキシブルアーム体および末端デバイスを備える従動工具と、
前記従動工具のフレキシブルアーム体を駆動するための少なくとも1つの駆動装置と、
前記少なくとも1つの駆動装置に結合されて、駆動情報を得るために用いられる少なくとも1つの駆動装置センサと、
前記主操作器および前記少なくとも1つの駆動装置に通信可能に接続されて、第1項~第21項のいずれか1項に記載の主従運動の制御方法を実行するように配置されている制御装置と、
を備える。
少なくとも1つの指令を格納するためのメモリと、
前記メモリに結合されて、第1項~第21項のいずれか1項に記載の主従運動の制御方法を実行するように前記少なくとも1つの指令を実行するプロセッサと、
を備える。
Claims (20)
- 現在位置と現在姿勢とを含む主操作器の現在位置姿勢を特定することと、
前記主操作器の前記現在位置姿勢および前記主操作器と従動工具との位置姿勢関係に基づいて、前記従動工具の目標位置姿勢を特定することと、
前記従動工具の前記目標位置姿勢に基づいて、前記従動工具の制御信号を生成することと、を含む主従運動の制御方法。 - 前記位置姿勢関係は、参照座標系に対する前記従動工具またはディスプレイ内の前記従動工具の画像の位置姿勢と、前記参照座標系に対する前記主操作器の位置姿勢との関係を含むことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- 前記位置姿勢関係は、
前記参照座標系に対する前記従動工具またはディスプレイ内の前記従動工具の画像の位置変化量が、前記参照座標系に対する前記主操作器の位置変化量に比例すること、あるいは、
前記参照座標系に対する前記従動工具または前記ディスプレイ内の前記従動工具の画像の姿勢変化量が、前記参照座標系に対する前記主操作器の姿勢変化量と一致することと、のいずれか1つを含むことを特徴とする請求項2に記載の制御方法。 - 主操作器ベース座標系に対する前記主操作器のハンドルの現在位置を特定することと、
主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置を特定することと、
従動工具ベース座標系に対する前記従動工具の末端デバイスの現在位置を特定することと、
前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置および現在位置と、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの現在位置とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定することと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。 - 前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定することは、前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置および現在位置と、前記主操作器ベース座標系とディスプレイ座標系との変換関係と、カメラ座標系と前記従動工具ベース座標系との変換関係と、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの現在位置とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定すること、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の制御方法。 - 前記従動工具ベース座標系とカメラ座標系との変換関係は、前記従動工具ベース座標系とカメラベース座標系との変換関係と、カメラ座標系と前記カメラベース座標系との変換関係とに基づいて特定されることを特徴とする請求項5に記載の制御方法。
- 前記ディスプレイ座標系の視野方向に対する定義は、前記カメラ座標系と一致することを特徴とする請求項5に記載の制御方法。
- 前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定することは、前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去位置および現在位置と、前記主操作器ベース座標系と前記従動工具ベース座標系との変換関係と、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの現在位置とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標位置を特定することを含むことを特徴とする請求項4に記載の制御方法。
- 主操作器ベース座標系に対する前記主操作器のハンドルの現在姿勢を特定することと、
主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去姿勢を特定することと、
従動工具ベース座標系に対する前記従動工具の末端デバイスの現在姿勢を特定することと、
前記主操作器ベース座標系に対する前記ハンドルの過去姿勢および現在姿勢と、前記従動工具ベース座標系と前記主操作器ベース座標系との変換関係と、前記従動工具ベース座標系に対する前記従動工具のエンドエフェクタの現在姿勢とに基づいて、前記従動工具ベース座標系に対する前記末端デバイスの目標姿勢を特定することと、
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。 - 前記従動工具ベース座標系と前記主操作器ベース座標系との変換関係は、前記従動工具ベース座標系とカメラ座標系との変換関係と、前記カメラ座標系とディスプレイ座標系との変換関係と、前記ディスプレイ座標系と前記主操作器ベース座標系との変換関係とに基づいて特定されることを特徴とする請求項9に記載の制御方法。
- 前記従動工具ベース座標系とカメラ座標系との変換関係は、前記従動工具ベース座標系とカメラベース座標系との変換関係と、カメラ座標系と前記カメラベース座標系との変換関係とに基づいて特定されることを特徴とする請求項10に記載の制御方法。
- 従動工具ベース座標系は、前記カメラベース座標系に対して所定の変換関係を有することを特徴とする請求項11に記載の制御方法。
- 前記カメラは、駆動可能なフレキシブルアーム体の末端に設置され、前記カメラ座標系と前記カメラベース座標系との変換関係は、前記フレキシブルアーム体の駆動情報に基づいて特定されることを特徴とする請求項11に記載の制御方法。
- 前記主操作器の少なくとも1つの関節の現在関節情報を受信することと、
前記少なくとも1つの関節の関節情報に基づいて、前記主操作器の現在位置姿勢を特定することと、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。 - 前記従動工具の制御信号を生成することは、前記従動工具の前記目標位置姿勢に基づいて、前記従動工具を駆動するための少なくとも1つの駆動装置の駆動信号を生成すること、を含むことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- 前記主操作器の少なくとも1つの関節の過去関節情報を受信することと、
前記少なくとも1つの関節の過去関節情報に基づいて、過去位置および過去姿勢を含む前記主操作器の過去位置姿勢を特定することと、
前記従動工具のフレキシブルアーム体を駆動するための、前記従動工具の少なくとも1つの駆動装置の現在駆動情報を受信することと、
前記少なくとも1つの駆動装置の現在駆動情報に基づいて、現在位置および現在姿勢を含む前記従動工具の現在位置姿勢を特定することと、をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の制御方法。 - 主従運動の制御サイクルを所定の周期で実行することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- ロボットアーム、前記ロボットアームに設けられるハンドル、前記ロボットアームの少なくとも1つの関節に設けられて前記少なくとも1つの関節の関節情報を得るための少なくとも1つの主操作器センサを備える主操作器と、
フレキシブルアーム体および末端デバイスを備える従動工具と、
前記従動工具のフレキシブルアーム体を駆動するための少なくとも1つの駆動装置と、
前記少なくとも1つの駆動装置に結合されて、駆動情報を得るために用いられる少なくとも1つの駆動装置センサと、
前記主操作器および前記少なくとも1つの駆動装置に通信可能に接続される制御装置であって、現在位置と現在姿勢とを含む主操作器の現在位置姿勢を特定し、前記主操作器の前記現在位置姿勢および前記主操作器と従動工具との位置姿勢関係に基づいて、前記従動工具の目標位置姿勢を特定し、前記従動工具の前記目標位置姿勢に基づいて、前記従動工具の制御信号を生成するように配置されている制御装置と、
を備えるロボットシステム。 - 前記制御装置は、前記主操作器の過去位置姿勢を特定し、前記従動工具の現在位置姿勢を特定し、前記主操作器の過去位置姿勢と現在位置姿勢および前記従動工具の現在位置姿勢に基づいて、前記従動工具の目標位置姿勢を特定するように配置されていることを特徴とする請求項18に記載のロボットシステム。
- ロボットシステムに主従運動の制御方法を実行させるためにコンピュータによって実行される少なくとも1つの指令を記憶するコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御方法は、現在位置と現在姿勢とを含む主操作器の現在位置姿勢を特定することと、前記主操作器の前記現在位置姿勢および前記主操作器と従動工具との位置姿勢関係に基づいて、前記従動工具の目標位置姿勢を特定することと、前記従動工具の前記目標位置姿勢に基づいて、前記従動工具の制御信号を生成することと、を含むコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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