JP2976007B2 - Interaction force generation method between objects in environmental model - Google Patents

Interaction force generation method between objects in environmental model

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JP2976007B2
JP2976007B2 JP20140391A JP20140391A JP2976007B2 JP 2976007 B2 JP2976007 B2 JP 2976007B2 JP 20140391 A JP20140391 A JP 20140391A JP 20140391 A JP20140391 A JP 20140391A JP 2976007 B2 JP2976007 B2 JP 2976007B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は環境構造モデルにおい
て、3次元的に運動する物体が干渉する時に発生する拘
束力をシミュレ―トする方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for simulating a restraining force generated when an object moving three-dimensionally interferes in an environmental structure model.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年ロボットのシミュレ―タが種々の分
野で使われている。例えば産業用ロボットの分野ではロ
ボットに動作を教示する際、直接現場でロボットを教示
装置で操作することで行っていた。しかしこうした方法
は生産ラインを一時停止させるなど、生産効率上不都合
な対応を迫られることが多く改善が望まれていた。そこ
で、オフライン教示が一般的に普及する傾向にある。こ
の教示手法は、製品設計に用いられたCADなどのデ―
タをもとにコンピュ―タグラフィックス上にロボット及
びロボットが作業する作業環境のシミュレ―タを作り、
作業の教示者は直接現場でロボットを動かすことなく、
このシミュレ―トされたロボット及び環境を表示するグ
ラフィックシステムを介して作業教示デ―タを作成し、
デ―タのみを実際のロボットに送る方式である。また宇
宙ロボットの分野でもこうしたシミュレ―タのニ―ズは
高まりつつある。宇宙ロボットでは完全に自律的に動く
ロボットを開発するにはまだかなり解決すべき課題があ
り時間を要する。そこで、その前段階として、人が安全
な地上から操作できる遠隔操作型宇宙ロボットの開発が
望まれている。人が地球上から操縦かんによって、例え
ば静止軌道上に打ち上げたロボットを遠隔操作する場
合、操作者である人とロボットの距離が長くなるため、
両者間の信号の伝送に遅れが生じる。従って、ロボット
の動きを確認しながら操縦しなければならない遠隔操作
型ロボットでは、こうした通信遅れの存在は極めて操作
性を低下させることが以前より指摘されている。こうし
た問題を解決するために、最近は図10に示すように、
宇宙に打ち上げられたロボット及びその作業環境を正確
にシミュレ―ト出来るグラフィックディスプレイ105
を用いたシュミレ―タを導入する遠隔操作システムが提
案されている。図10では操作者は直接ロボットではな
く、シミュレ―タ101上に表示されるロボット102
や環境103をあたかも実際のロボット或いは環境であ
るかのごとく見なして、操縦かん104でそれを操縦
し、そうして作成されたロボットの動作軌跡を実際のロ
ボット106へ送信する。シミュレ―タに表示するロボ
ット等を実時間で遅れなく表示すれば、操作者は遅れを
意識することなく遠隔操作を実行することができる。
2. Description of the Related Art In recent years, robot simulators have been used in various fields. For example, in the field of industrial robots, when teaching an operation to a robot, the operation is performed directly by operating the robot with a teaching device on site. However, such methods often require inconvenient measures in terms of production efficiency, such as temporarily stopping the production line, and improvements have been desired. Therefore, offline teaching tends to be widely used. This teaching method uses data such as CAD used in product design.
A simulator of the robot and the working environment where the robot works on computer graphics based on the data
The instructor of the work does not move the robot directly on site,
Work teaching data is created through a graphic system that displays the simulated robot and environment,
In this method, only data is sent to the actual robot. In the field of space robots, the need for such simulators is increasing. For space robots, developing fully autonomous robots still requires considerable work and time. Therefore, as a precedent, the development of a remotely operated space robot that can be operated by a person from a safe ground is desired. When a person remotely controls a robot launched on a geosynchronous orbit by maneuvering from the earth, the distance between the operator and the robot becomes longer,
There is a delay in signal transmission between the two. Therefore, it has been pointed out that in a remotely operated robot that must operate while confirming the movement of the robot, the existence of such a communication delay significantly reduces operability. To solve these problems, recently, as shown in FIG.
Graphic display 105 that can accurately simulate the robot launched into space and its working environment
There has been proposed a remote control system for introducing a simulator using a computer. In FIG. 10, the operator is not a direct robot but a robot 102 displayed on a simulator 101.
And the environment 103 as if it were an actual robot or environment, the pilot 104 controls the robot, and transmits the motion trajectory of the robot thus created to the actual robot 106. If a robot or the like to be displayed on the simulator is displayed in real time without delay, the operator can execute a remote operation without being aware of the delay.

【0003】以上2例のシミュレ―タ使用例において、
産業用ロボットのオフライン教示や宇宙ロボットの遠隔
操作を効率的に行うには、できるだけ現実の世界を投影
したシミュレ―タを提供することが必要である。近年の
コンピュ―タ・グラフィックスの進展は、視覚的情報に
ついては非常に精密なシミュレ―タを構築できる状況に
ある。
In the above two examples of using a simulator,
For efficient offline teaching of industrial robots and remote control of space robots, it is necessary to provide a simulator that projects the real world as much as possible. Recent advances in computer graphics have made it possible to build very precise simulators for visual information.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記に述べた
ような目的に用いるシミュレ―タでは、視覚的情報すな
わちロボットや環境の映像だけを提供するシミュレ―タ
では不十分である。
However, a simulator that provides only visual information, that is, a video of a robot or an environment, is not sufficient for a simulator used for the above-described purpose.

【0005】例えば、ロボットや作業環境の映像を表示
するシミュレ―タによるオフライン教示装置を用いた教
示では、シミュレ―タ上で操作者によって操作されたロ
ボットが作業環境に接触して物理的に侵入できない領域
に侵入した場合や、或いは複数のロボットの教示を同時
に行うシステムでロボット同士が干渉を起こした時は、
一般に干渉部分をディスプレ―上で色を変えて表示する
ことでその発生を操作者に警告する方式などが採用され
ている。しかし、複数の場所で干渉が発生する場合など
では特に、操縦者がそうした警告を見落すことも多く、
従って、現在のオフライン教示装置で作成されるデ―タ
は、現場での試行と何度かの手直しが必要なのが実状で
ある。
[0005] For example, in the teaching using an offline teaching device by a robot or a simulator for displaying a video of a working environment, a robot operated by an operator on the simulator contacts the working environment and physically enters. If the robot enters an area where it cannot be performed, or if robots interfere with each other in a system that teaches multiple robots simultaneously,
In general, a method is adopted in which an interference portion is displayed in a different color on a display to warn an operator of the occurrence of the interference portion. However, pilots often overlook such warnings, especially when interference occurs in multiple locations,
Therefore, the data created by the current off-line teaching device requires actual trials and some rework.

【0006】一方またロボットを遠隔操作するに際して
は、操作されるロボットの動きをモニタするTVモニタ
のような装置が必要であるが、それと同時にロボットが
環境から作業中に受ける拘束力を操作者に伝えることが
一般に重要である。こうしたことから、拘束力の操作者
への伝達機能を有するいわゆるバイラテラル型マスタス
レ―ブ遠隔操作マニピュレ―タ等が開発されている。前
記の宇宙ロボットの遠隔操作において、操作者がロボッ
トや環境の視覚的映像しか表示しないシミュレ―タを相
手に操縦作業を行うことは、力の伝達機能のないいわゆ
るユニラテラルマニピュレ―タを操作していることと等
価になる。従って従来のユニラテラル型遠隔操作マニピ
ュレ―タに指摘されているのと同様の欠点を持ち、特に
環境から力の作用を受けるような作業を遂行する際極め
て作業性が低下する。
On the other hand, when remotely controlling the robot, a device such as a TV monitor for monitoring the movement of the robot to be operated is necessary. At the same time, the restraining force which the robot receives from the environment during work is given to the operator. It is generally important to communicate. For this reason, a so-called bilateral master slave remote operation manipulator having a function of transmitting a binding force to an operator has been developed. In the remote operation of the space robot, when the operator performs a maneuvering operation with a simulator that only displays a visual image of the robot or the environment, the operator operates a so-called unilateral manipulator without a force transmission function. Is equivalent to Therefore, it has the same drawbacks as pointed out in the conventional unilateral type remote control manipulator, and the workability is extremely deteriorated particularly when performing a work which receives a force from the environment.

【0007】そこでシミュレ―タにおいても、あたかも
現実のシステムのように、シミュレ―タ内の物体に拘束
や衝突が発生した場合、それにともなう力を計算して操
作者に伝達する機能を付加すること望まれる。しかる
に、こうした力の発生を可能にするシミュレ―タは現在
までに開発例がない。
[0007] Therefore, in the case of a simulator as well as a real system, when a constraint or collision occurs in an object in the simulator, a function of calculating a force associated with the constraint and transmitting it to an operator is added. desired. However, no simulator has been developed to date to generate such a force.

【0008】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、CADの分野で発展し計算機上のモデ
ルを視覚的にリアルに表示する技術が確立しつつある幾
何学モデルに物体間の相互干渉によって発生する干渉力
の生成機能を導入すべく、その干渉力の効率的な生成方
法を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been developed in the field of CAD to establish a technology for visually displaying a model on a computer in a visually realistic manner. It is an object of the present invention to provide an efficient method of generating the interference force so as to introduce a function of generating an interference force generated by mutual interference.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の環境モデルにおける物体間の干渉力生成方法
は、多面体モデルを用いた環境モデル上で、頂点と面、
稜線と稜線という2つの接触要素を定義し、これらの個
々の要素で計算される干渉力の合成を行うことで物体間
の干渉力を計算することを特徴としている。
In order to cope with this object, a method for generating an interference force between objects in an environment model according to the present invention provides a method for generating vertices and surfaces on an environment model using a polyhedral model.
Define two contact elements, ridge and ridge, and
By combining the interference forces calculated by various elements,
Is calculated .

【0010】[0010]

【作用】このような干渉力の発生法では、多様な接触形
態を取る多面体同士の接触を、例えば、(稜線と稜線、
頂点と面)のように記述する。そして、こうした接触の
要素の組合せが求められるとそれぞれの要素が発生する
力を計算し、それを合成して当該多面体同士の接触が発
生する干渉力を求める。
According to such a method of generating an interference force, the contact between polyhedrons in various contact forms is determined by, for example, (ridge line and ridge line,
Vertex and face). When such a combination of contact elements is determined, the forces generated by the respective elements are calculated, and the combined forces are calculated to determine the interference force that causes the contact between the polyhedrons.

【0011】この発明の干渉力生成方法では凸多面体を
面、頂点、稜線にわけ、凸多面体で記述される2つの物
体が発生し得る多様な接触形態を、頂点と面の接触、
稜線と稜線の接触、の2要素のいずれか一つ或いはそ
れらの組合せで表現し、また前記、の接触それぞれ
に対し生成力を定義し、物体間の接触を記述するのに要
素として用いた前記、の接触のそれぞれの生成する
力をすべて合成することによって、多様な接触状態を取
り得る多面体同士の接触で発生する力を効率的にシミュ
レ―トする。
According to the interference force generation method of the present invention, a convex polyhedron is divided into a surface, a vertex, and a ridge line, and various contact forms in which two objects described by the convex polyhedron can be generated are described as contact between a vertex and a surface.
Ridge-to-ridge contact, expressed as one of the two elements or a combination of the two elements, and the above-mentioned element used to define the generating force for each of the above-mentioned contacts and to describe the contact between objects By synthesizing all the forces generated by each of the contacts, the force generated by the contact between the polyhedrons, which can assume various contact states, is efficiently simulated.

【0012】[0012]

【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例をもとに説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on one embodiment.

【0013】図1に示すように床100に直方体Aが存
在し、ロボットのハンド107がもう一つの直方体Bを
把持して搬送するシミュレ―ションを想定する。ここで
搬送中、図2、図3、図4、図5に示すような直方体同
士の接触が発生するものとする。但し、図2、図3、図
4、図5では床とロボットのハンドは省略されている。
ここで、図2は直方体Bの頂点と直方体Aの面との接
触、図3は直方体Bの稜線と直方体Aの面との接触、図
4は直方体Bの面の全体と直方体Aの面の一部との接
触、図5は直方体Bの面の一部と直方体Aの面の一部と
の接触が発生している。これらの干渉を調べるために、
この実施例ではまず各直方体の頂点、稜線、面全てに番
号を付ける。すなわち、各頂点を符号1,2,3,4,
5,6,7及び8、各稜線を符号9,10,11,1
2,13,14,15,16,17,18,19及び2
0、各面を符号21,22,23,23,25,及び2
6であらわす。そして通常CAD等で用いられている手
法を用いて、それぞれ直方体Aのどの頂点、稜線、面が
直方体Bのどの頂点、稜線、面に接触しているかを探索
する。但し、接触状態は、頂点と面、稜線と稜線の組合
せについてのみ採用するものとする。このような探索を
施すと図2では面24(直方体A)−頂点8(直方体
B)(面と頂点の干渉)、図3では面24(直方体A)
−頂点8(直方体B)(面と頂点の干渉)、面24(直
方体A)−頂点7(直方体B)(面と頂点の干渉)、図
4では面24(直方体A)−頂点5(直方体B)(面と
頂点の干渉)、面24(直方体A)−頂点6(直方体
B)(面と頂点の干渉)、面24(直方体A)−頂点7
(直方体B)(面と頂点の干渉)、面24(直方体A)
−頂点8(直方体B)(面と頂点の干渉)、図5では面
24(直方体A)−頂点5(直方体B)(面と頂点の干
渉)、面24(直方体A)−頂点8(直方体B)(面と
頂点の干渉)、稜線19(直方体A)−稜線13(直方
体B)(稜線と稜線の干渉)、稜線19(直方体A)−
稜線15(直方体B)(稜線と稜線の干渉)と言うよう
に、面と頂点或いは稜線と稜線の組合せですべての接触
を表現することができる。そこで次に、2種の要素が発
生する干渉力を次のように求める。
As shown in FIG. 1, a simulation is performed in which a rectangular parallelepiped A exists on the floor 100 and a hand 107 of the robot grips and transports another rectangular parallelepiped B. Here, it is assumed that contact between the rectangular parallelepipeds occurs as shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. However, the floor and the hand of the robot are omitted in FIGS. 2, 3, 4, and 5.
Here, FIG. 2 shows contact between the vertices of the rectangular parallelepiped B and the surface of the rectangular parallelepiped A, FIG. 3 shows contact between the ridge line of the rectangular parallelepiped B and the surface of the rectangular parallelepiped A, and FIG. In FIG. 5, contact between a part of the surface of the rectangular parallelepiped B and contact of a part of the surface of the rectangular parallelepiped A occurs. To investigate these interferences,
In this embodiment, first, numbers are assigned to all vertices, edges, and faces of each rectangular solid. That is, the vertices are denoted by reference numerals
5, 6, 7, and 8, each ridge is denoted by 9, 10, 11, 1
2,13,14,15,16,17,18,19 and 2
0, each surface is denoted by reference numeral 21, 22, 23, 23, 25, and 2
6 Then, using a method usually used in CAD or the like, a search is made for which vertices, ridges, and faces of the rectangular parallelepiped A are in contact with which vertices, ridges, and faces of the rectangular parallelepiped B, respectively. However, the contact state is adopted only for a combination of a vertex and a face and a ridge line. When such a search is performed, the surface 24 (rectangular solid A) -vertex 8 (rectangular solid B) (interference between the surface and the vertex) in FIG. 2, and the surface 24 (rectangular solid A) in FIG.
-Vertex 8 (rectangular solid B) (interference between surface and vertex), Surface 24 (rectangular solid A)-Vertex 7 (rectangular solid B) (interference between surface and vertex), FIG. 4 shows surface 24 (rectangular solid A)-vertex 5 (rectangular solid) B) (interference between surface and vertex), surface 24 (rectangular solid A) -vertex 6 (rectangular solid B) (interference between surface and vertex), surface 24 (rectangular solid A) -vertex 7
(Rectangular B) (Interference between surface and vertex), Surface 24 (Rectangular A)
-Vertex 8 (rectangular solid B) (interference between surface and vertex); FIG. 5 shows surface 24 (rectangular solid A)-Vertex 5 (rectangular solid B) (interference between surface and vertex); B) (interference between face and vertex), ridge line 19 (rectangular solid A)-ridge line 13 (rectangular solid B) (interference between ridge line and ridge line), ridge line 19 (rectangular solid A)-
All contact can be represented by a combination of a face and a vertex or a ridge and a ridge, such as a ridge 15 (a rectangular parallelepiped B) (interference between the ridge and the ridge). Therefore, next, the interference force generated by the two types of elements is obtained as follows.

【0014】(1)面と頂点の干渉 図6に面Sと頂点Vの干渉状況を示す。幾何モデル上で
干渉が発生する前は物体相互に作用する干渉力は零であ
る。また干渉が発生した瞬間は干渉力は計算されていな
いから、零である。幾何モデル間に干渉が発生したと
き、頂点から面に下した垂線に対応するベクトルdxを
侵入ベクトルとする。ここで、こうした侵入が発生した
ときに干渉力はこのdxに比例して発生するものとす
る。すなわち、物体表面に剛性行列Kを仮定し、次式に
より干渉力fを計算する。 f=Kdx …(1) ここで、剛性行列は幾何モデルに仮定する物性に応じて
指定される量である。例えば剛体に近い硬い物体を想定
するときは非常に大きな値を設定する。またその構造は
一般に対角行列が採用される。以上のfを計算した後、
頂点Vが属する物体には頂点Vの進入を妨げる方向に力
fを発生させる。一方平面Sが属する物体には進入ベク
トルの方向に力fを発生させる。
(1) Interference between surface and vertex FIG. 6 shows the state of interference between surface S and vertex V. Before interference occurs on the geometric model, the interference force acting on the object is zero. At the moment when the interference occurs, the interference force is zero because the interference force is not calculated. When interference occurs between the geometric models, a vector dx corresponding to a perpendicular from the vertex to the surface is defined as an intrusion vector. Here, it is assumed that when such intrusion occurs, the interference force occurs in proportion to this dx. That is, the rigidity matrix K is assumed on the object surface, and the interference force f is calculated by the following equation. f = Kdx (1) Here, the stiffness matrix is a quantity specified according to physical properties assumed in the geometric model. For example, when a hard object close to a rigid body is assumed, a very large value is set. In general, a diagonal matrix is employed for the structure. After calculating the above f,
A force f is generated on the object to which the vertex V belongs in a direction that prevents the vertex V from entering. On the other hand, a force f is generated on the object to which the plane S belongs in the direction of the approach vector.

【0015】(2)稜線と稜線の干渉 図7に稜線E1 と稜線E2 の干渉を示す。いま、稜線E
2 が稜線E1 に接近してきて干渉が発生したとする。幾
何モデル上でこうした稜線と稜線の干渉が生じたら互い
の稜線を最短距離で結ぶ線分QRを考え、この点Qから
点Rへ向かうベクトルdxを侵入ベクトルとする。そし
て前記(1)の面と頂点の場合と同様、エッジ部に剛性
行列Kを仮定し、物性に応じて定められたKより、式
(1) を用いて干渉力fを計算する。また干渉力は、接近
して切る物体側には稜線E2 と点Rの位置において、侵
入を妨げる方向に線分QRに沿って発生する。また稜線
E1を含む物体側には、点Qの位置に物体の侵入方向に
力fを発生させる。
(2) Interference between Edge Line and Edge Line FIG. 7 shows interference between the edge line E1 and the edge line E2. Now, ridgeline E
Assume that interference has occurred as 2 approaches the ridgeline E1. If such interference between the ridge lines occurs on the geometric model, a line segment QR connecting the ridge lines with the shortest distance is considered, and a vector dx from the point Q to the point R is defined as an intrusion vector. As in the case of the face and the vertex in the above (1), a rigidity matrix K is assumed for the edge portion, and the equation K is obtained from K determined according to the physical properties.
The interference force f is calculated using (1). In addition, the interference force is generated along the line QR in a direction that hinders the intrusion at the position of the ridge line E2 and the point R on the object side to be cut close. On the object side including the ridge line E1, a force f is generated at the position of the point Q in the direction of entry of the object.

【0016】最後に、物体間の干渉力を求めるため、個
々の接触要素で計算された力の合成を行う。物体上に物
体座標系を設定し、それぞれの接触要素で計算された力
をこの物体座標系で記述し、力の合成を従来の数学的手
法を用いて行い、物体座標系の原点における力とトルク
の成分で物体間の干渉力を表現する。力の合成の一例を
2箇所の接触要素の力の合成を例として図8に示す。並
進方向の力については図のようにベクトルの合成手法を
用いることで、また、回転方向のトルクについては力の
作用点を考慮して、座標系の原点からの回転モ―メント
の合成を行うことで計算する。
Finally, in order to determine the interference force between the objects, the forces calculated for the individual contact elements are combined. The object coordinate system is set on the object, the force calculated by each contact element is described in this object coordinate system, the force is synthesized using a conventional mathematical method, and the force at the origin of the object coordinate system is calculated. The interference force between objects is expressed by a torque component. FIG. 8 shows an example of the combination of the forces by taking the combination of the forces of the two contact elements as an example. For the translational force, the vector composition method is used as shown in the figure, and for the rotational direction torque, the rotational moment is synthesized from the origin of the coordinate system in consideration of the point of action of the force. Calculate by

【0017】以上によって計算した干渉力は図9に示す
ように、力発生用のモ―タ等を内蔵した操縦かんを介し
て操作者に伝達される。ロボットが把持する物体に作用
する力が計算されれば、その拘束力を操作者に伝えるた
めのハ―ドウェアや計算法は従来技術を用いれば達成で
きる。
The interference force calculated as described above is transmitted to the operator via a control rod having a built-in motor for generating force as shown in FIG. If the force acting on the object gripped by the robot is calculated, the hardware and calculation method for transmitting the restraining force to the operator can be achieved by using the conventional technology.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のようにこの発明は、環境モデルに
おける物体間の干渉力生成方法では多面体同士に発生す
る接触を頂点と面、稜線と稜線の組合せで表現し、また
頂点と面、稜線と稜線のそれぞれが発生する干渉力の合
成として、多面体同士に発生する干渉力の計算を可能に
するもので、多面体間に発生する多様な接触状態はすべ
て、前記2種の接触要素で記述できるためこの発明の方
法は干渉力計算法の一般的手法を得ることができる。
As described above, according to the present invention, in the method for generating an interference force between objects in an environment model, the contact that occurs between polyhedrons is represented by a combination of vertices and faces, and ridges and ridges. And calculation of the interference force generated between the polyhedrons as a synthesis of the interference force generated by each of the ridge lines. All the various contact states generated between the polyhedrons can be described by the two types of contact elements. Therefore, the method of the present invention can obtain a general method of calculating the interference force.

【0019】この発明では計算機上の幾何学モデル上の
物体の相互干渉量から物体間の干渉力の生成をすること
ができるので、人工現実感や情報伝達時間遅れの存在す
る遠隔制御の分野において、よりリアルに環境をシミュ
レ―トするために計算機内の環境モデル上での物体間の
干渉力の生成が必要可能になる。これによって遠隔マニ
ピュレ―ション・オフラインティ―チングの分野に適用
することでオペレ―タに作業環境の状態を体感させるこ
とが可能となり作業性の向上を図ることができる。また
一般的に計算機の中のモデルとオペレ―タとのインタ―
フェイスとして従来の視覚的なグラフィックのインタ―
フェ―スに加えて、モデル間の干渉によって発生する拘
束力の力感覚を体感できるようになり、マンマシンイン
タ―フェイスの向上が図られる。
According to the present invention, an interference force between objects can be generated from the mutual interference amount of objects on a geometric model on a computer. Therefore, in the field of remote control in which there is an artificial reality and information transmission time delay. In order to more realistically simulate the environment, it becomes necessary to generate an interference force between objects on an environment model in a computer. Thus, by applying the present invention to the field of remote manipulation / offline teaching, the operator can experience the state of the work environment, and the workability can be improved. In general, an interface between a model in a computer and an operator is used.
A conventional visual graphic interface as a face
In addition to the face, it becomes possible to experience the force sensation of the restraining force generated by the interference between the models, thereby improving the man-machine interface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ロボットハンドの作業状態を例示する斜視説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory perspective view illustrating a working state of a robot hand.

【図2】直方体の面と頂点の干渉を示す斜視説明図であ
る。
FIG. 2 is a perspective explanatory view showing interference between a surface of a rectangular parallelepiped and a vertex.

【図3】直方体の稜線と面の干渉を示す断面説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory sectional view showing interference between a ridge line and a surface of a rectangular parallelepiped.

【図4】直方体の面の全体と面の一部分の干渉を示す斜
視説明図である。
FIG. 4 is a perspective explanatory view showing interference between the entire surface of a rectangular parallelepiped and a part of the surface;

【図5】直方体の面の一部分と面の一部分の干渉を示す
断面説明図である。
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing interference between a part of a plane of a rectangular parallelepiped and a part of the plane;

【図6】面と頂点の干渉状況を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of interference between a surface and a vertex.

【図7】稜線と稜線の干渉状況を示す斜視説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory perspective view showing a state of interference between ridge lines.

【図8】力の合成の例を示す線図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of force combination.

【図9】干渉力の伝達の状況を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of transmission of an interference force.

【図10】従来の遠隔操作システムを示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a conventional remote control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S 平面 V 頂点 dx 侵入ベクトル E1 ,E2 辺 1,2,3,4,5,6,7,8 頂点 9,10,11,12,13,14,15,16,1
7,18,19,20稜線 21,22,23,24,25,26 面
S plane V vertex dx penetration vector E1, E2 side 1,2,3,4,5,6,7,8 vertex 9,10,11,12,13,14,15,16,1
7, 18, 19, 20 ridgelines 21, 22, 23, 24, 25, 26 faces

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤川 昭雄 茨城県つくば市並木1丁目2番地 工業 技術院機械技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−196388(JP,A) 特開 昭61−127007(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akio Fujikawa 1-2-2 Namiki, Tsukuba, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratory, Industrial Technology Institute (56) References JP-A-63-196388 (JP, A) JP-A-61 -127007 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多面体モデルを用いた環境モデル上で、
頂点と面、稜線と稜線という2つの接触要素を定義し、
これらの個々の要素で計算される干渉力の合成を行うこ
とで物体間の干渉力を計算することを特徴とする環境モ
デルにおける物体間の干渉力生成方法。
1. An environment model using a polyhedral model,
Define two contact elements, vertices and faces, ridges and ridges,
It is necessary to combine the interference forces calculated by these individual elements.
A method for generating an interference force between objects in an environment model, wherein the method calculates an interference force between the objects by using the method.
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