JP5775279B2 - Route generator - Google Patents
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Description
本発明はロボットアームの経路生成装置に係り、特にコンフィギュレーション空間を用いて障害物を回避する動作計画を行うロボットアームの経路生成装置に関する。 The present invention relates to a path generation equipment of the robot arm, in particular about the route generation equipment of the robot arm to perform the operation plan to avoid the obstacle by using the configuration space.
一般的に、原子炉など、人の進入が困難な場所において作業を行う場合、CCDカメラ、距離センサ、接触センサなどを組み込んで遠隔制御を行い、炉内の点検、形状の計測、補修作業などを行うといったマスタ・スレーブ方式が採用されるケースが多い。
特に、原子炉内において、動作経路選択を自動制御することのできる多関節ロボットを用いた作業が行われており、そうした自動制御および経路生成を実現する手法として、コンフィギュレーション空間を用いた動作経路生成法、迷路探索法、RRT(Rapidly−exploring Random Trees)法などの確率的手法を用いた動作経路生成法が開示されている(特許文献1〜3)。
In general, when working in a place where human access is difficult, such as a nuclear reactor, remote control is performed by incorporating a CCD camera, distance sensor, contact sensor, etc., inspection of the reactor, measurement of the shape, repair work, etc. In many cases, a master / slave system is used.
In particular, in a nuclear reactor, work using an articulated robot that can automatically control the operation path selection is performed. As a method for realizing such automatic control and path generation, an operation path using a configuration space is used. An operation route generation method using a probabilistic method such as a generation method, a maze search method, or an RRT (Rapidly-exploring Random Trees) method is disclosed (
コンフィギュレーション空間(Cスペース)は、マニュピレータ(ロボットアーム)の自由度の数と同数の次元数を持つ仮想空間であり、このCスペース上では、ロボットアームのコンフィギュレーション(姿勢)は、ロボットアームの自由度を表すパラメータを座標軸の値とした場合、点(コンフィギュレーション点)で表すことができる。
例えば、ロボットアームのすべてのコンフィギュレーションについて障害物との干渉の有無を調査してロボットアームが障害物と干渉しない空間(自由空間)をCスペース上に構築し、その中でロボットアームの動作経路を生成する。
The configuration space (C space) is a virtual space having the same number of dimensions as the number of degrees of freedom of the manipulator (robot arm). On this C space, the configuration (posture) of the robot arm is the robot arm configuration. When the parameter representing the degree of freedom is a coordinate axis value, it can be represented by a point (configuration point).
For example, for all configurations of the robot arm, the presence or absence of interference with the obstacle is investigated, and a space (free space) in which the robot arm does not interfere with the obstacle is constructed on the C space, and the movement path of the robot arm in that space Is generated.
しかしながら、Cスペースを用いた経路生成方法は、ロボットアームの自由度が増えると、計算量や必要な記憶容量が膨大となり、多自由度ロボットへの適用は非現実的であるといった課題があった。 However, the path generation method using the C space has a problem that the calculation amount and the necessary storage capacity become enormous as the degree of freedom of the robot arm increases, and it is unrealistic to apply to a multi-degree-of-freedom robot. .
さらに、上記Cスペースを用いた経路生成方法に対する解決策として、Cスペース上の初期コンフィギュレーション点と目標コンフィギュレーション点から波面を広げるようにCスペースを構築することで計算量を削減し、2つの波面を重ねた自由空間で動作生成する方法も開示されているが、波面を全方向に一様に膨張させるため、余分な自由空間の構築を行うといった課題があった(特許文献1)。 Furthermore, as a solution to the path generation method using the C space, the amount of calculation is reduced by constructing the C space so as to widen the wavefront from the initial configuration point and the target configuration point on the C space. Although a method for generating motion in a free space where wavefronts are overlapped is also disclosed, there has been a problem of constructing an extra free space in order to uniformly expand the wavefront in all directions (Patent Document 1).
また、迷路探索法を用いた経路生成方法は、Cスペース上の初期コンフィギュレーション点と目標コンフィギュレーション点を直線で結び、その直線およびその直線と交わるCスペース上の障害物の境界をたどることによって経路を生成するが、2次元迷路を前提としており、3次元以上のCスペースにおける障害物の境界は面や立体で現れるため、経路決定ができないといった課題があった。 The route generation method using the maze search method connects the initial configuration point and the target configuration point on the C space with a straight line, and traces the boundary of the obstacle on the C space that intersects the straight line and the straight line. Although a route is generated, a two-dimensional maze is premised, and the boundary of an obstacle in a three-dimensional or higher C space appears as a plane or a solid.
また、RRT法を用いた経路生成方法は、ランダムに選んだコンフィギュレーション点に向けて一定距離だけ進んだコンフィギュレーション点を経路探索木に取り入れて探索木を成長させ、探索木に取り入れたコンフィギュレーション点をたどることによって経路を生成するが、乱数を用いて自由空間を構築するため、計算時間の推定が困難であるといった課題があった。 In addition, the route generation method using the RRT method is a configuration in which a configuration point advanced by a certain distance toward a configuration point selected at random is taken into the route search tree to grow the search tree, and the configuration taken into the search tree. Although a path is generated by following a point, there is a problem that it is difficult to estimate a calculation time because a free space is constructed using random numbers.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、コンフィギュレーション空間における過剰な計算を排除して、ロボットアームの動作計画工数を低減することができる経路生成装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a background, to eliminate the excess calculated in configuration space, to provide a route generating equipment capable of reducing the operation plan steps of the robot arm Let it be an issue.
本発明の請求項1に係る発明は、演算処理装置および記憶装置からなる制御装置を有し、初期コンフィギュレーション点から目標コンフィギュレーション点まで障害物を回避するように新コンフィギュレーション点を採択してロボットアームの動作経路を生成するコンフィギュレーション空間を用いた経路生成装置であって、前記制御装置は、前記初期コンフィギュレーション点を格納する初期位置記憶手段と、前記目標コンフィギュレーション点を格納する目標位置記憶手段と、前記ロボットアームの現在位置を検出する現在位置検出手段と、前記初期コンフィギュレーション点から現在位置までの経路を構成する各コンフィギュレーション点を格納する経路記憶手段と、前記動作経路における現在位置に隣接する現在位置隣接コンフィギュレーション点を求める第1候補判断手段と、前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち前記障害物との干渉点に隣接する干渉点隣接コンフィギュレーション点を求める第2候補判断手段と、前記現在位置隣接コンフィギュレーション点を対象として、当該現在位置隣接コンフィギュレーション点が前記障害物との干渉点であるかどうかを判断する干渉チェック手段と、前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち現在位置から前記目標コンフィギュレーション点までの仮想直線経路に沿う方向において、当該現在位置から当該目標コンフィギュレーション点に最も近づくようにコンフィギュレーション点を選定する距離候補判断手段と、を備え、前記干渉チェック手段は、さらに前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち前記動作経路における現在位置において前記距離候補判断手段により選定された距離候補コンフィギュレーション点が前記障害物との干渉点であるかどうかを判断して、前記距離候補コンフィギュレーション点が前記干渉チェック手段により前記干渉点でないと判断された場合には、当該距離候補コンフィギュレーション点を前記新コンフィギュレーション点として採択して前記経路記憶手段に格納し当該新コンフィギュレーション点まで進む直進モード経路を生成し、前記距離候補コンフィギュレーション点が前記干渉チェック手段により前記干渉点であると判断された場合には、前記第2候補判断手段により求めた前記干渉点隣接コンフィギュレーション点のうち、前記距離候補判断手段により現在位置から前記目標コンフィギュレーション点までの仮想直線経路に沿う方向において、当該現在位置から当該目標コンフィギュレーション点に最も近づくように前記新コンフィギュレーション点を採択して前記経路記憶手段に格納し当該新コンフィギュレーション点まで進む境界追従モード経路を生成し、このようにして、前記直進モード経路および前記境界追従モード経路を逐次生成しながら前記初期コンフィギュレーション点から目標コンフィギュレーション点までの動作経路を生成し、前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち現在位置までに通過した経路を構成する前記経路記憶手段に格納された経路構成コンフィギュレーション点を参照して前記新コンフィギュレーション点として採択しないように除外するデッドロック回避手段をさらに備えたことを特徴とする。
The invention according to
本発明は、第1候補判断手段および第2候補判断手段により、現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち前記障害物との干渉点に隣接する干渉点隣接コンフィギュレーション点を求めることで、ロボットアームの自由度に対応したすべてのコンフィギュレーション点について干渉の有無を判断するのではなく、コンフィギュレーション空間(Cスペース)の構築をロボットアームの現在位置および干渉点の周囲に限定して部分的なものに留めるので、Cスペースにおける過剰な計算を排除することができる。
このようにして、本発明は、確率的手法によらずにCスペースの構築を部分的なものに限定することで、動作計画工数を効果的に低減することができる。
According to the present invention, the first candidate determination unit and the second candidate determination unit obtain the interference point adjacent configuration point adjacent to the interference point with the obstacle among the current position adjacent configuration points, thereby freeing the robot arm. Rather than determining the presence or absence of interference for all configuration points corresponding to the degree, the construction of the configuration space (C space) is limited to the current position of the robot arm and the surroundings of the interference points to be a partial one. Thus, excessive calculations in C space can be eliminated.
In this way, the present invention can effectively reduce the operation planning man-hour by limiting the construction of the C space to a partial one without using the probabilistic method.
そして、前記動作経路における現在位置において距離候補コンフィギュレーション点が前記干渉点でないと判断された場合には直進モード経路を生成することで、干渉点に隣接するまでは目標コンフィギュレーション点に迅速に到達することができるため、無駄な動作を低減してロボットアームの効率的な動作経路を生成することができる。 Then, when it is determined that the distance candidate configuration point is not the interference point at the current position in the operation path, a straight travel mode path is generated, so that the target configuration point can be quickly reached until it is adjacent to the interference point. Therefore, it is possible to reduce useless motion and generate an efficient motion path of the robot arm.
また、距離候補コンフィギュレーション点が前記干渉点であると判断された場合には、境界追従モード経路を生成することで、障害物の境界を辿る方向に進む経路を採択するため、狭いスペースでも障害物との干渉領域を確実に回避しながら動作経路を生成することが可能である。 In addition, when it is determined that the distance candidate configuration point is the interference point, a path that follows the boundary of the obstacle is adopted by generating a boundary tracking mode path. It is possible to generate an operation path while reliably avoiding an interference area with an object.
以上より、本発明に係る経路生成装置は、前記直進モード経路および前記境界追従モード経路を逐次生成しながら、前記初期コンフィギュレーション点から目標コンフィギュレーション点までの動作経路を生成することで、障害物との干渉領域を確実に回避しながら、Cスペースにおける過剰な計算を排除して、ロボットアームの動作計画工数を低減することができる。 As described above, the path generation device according to the present invention generates an operation path from the initial configuration point to the target configuration point while sequentially generating the straight traveling mode path and the boundary following mode path, thereby obstructing the obstacle. Thus, it is possible to reduce the operation planning man-hours of the robot arm by eliminating excessive calculation in the C space while reliably avoiding the interference area.
このため、本発明に係る経路生成装置は、自由度が高い多関節ロボットであっても好適に適用することができる。例えば、安全性が重視される原子力関係の機器等におけるシュラウドや複数の配管が並存するような狭あいな作業空間の中で多関節ロボットアームの動作経路を生成するような場合には、干渉領域を確実に回避することができる動作経路を迅速にシミュレーションすることが可能であるため、経路生成ツールとしての高い利用価値が期待される。 For this reason, the route generation device according to the present invention can be suitably applied even to an articulated robot having a high degree of freedom. For example, when generating the movement path of an articulated robot arm in a narrow work space where shrouds and multiple pipes coexist in nuclear power related equipment where safety is important, the interference area Therefore, it is possible to quickly simulate an operation path that can surely avoid the above-described problem, and therefore, a high utility value as a path generation tool is expected.
本発明によれば、前記距離候補判断手段は、前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち現在位置から前記目標コンフィギュレーション点までの仮想直線経路に沿う方向において、当該現在位置から前記目標コンフィギュレーション点に最も近づくようにコンフィギュレーション点を選定することで、より狭いスペースでも障害物との干渉領域を確実に回避しながら動作経路を生成することが可能となる。 According to the present invention, the distance candidate determination means moves from the current position to the target configuration point in a direction along a virtual straight line path from the current position to the target configuration point among the current position adjacent configuration points . By selecting the configuration points so as to be closest, it is possible to generate an operation path while reliably avoiding an interference area with an obstacle even in a narrow space.
本発明によれば、現在位置までに遭遇したコンフィギュレーション点を除外して、常に新しいコンフィギュレーション点について経路探索が行われるため、経路を逆戻りして同じ経路を往復したり、同じ経路を周回したりしてデッドロックに陥ることを回避することができる。 According to the present invention , the configuration point encountered up to the current position is excluded, and the route search is always performed for a new configuration point. Therefore, the route is returned and the same route is reciprocated or the same route is circulated. It is possible to avoid deadlock.
本発明によれば、コンフィギュレーション空間における過剰な計算を排除して、ロボットアームにおける動作計画工数を低減することができる経路生成装置を提供することができる。したがって、本発明は、自由度が高い多関節ロボットであっても円滑に適用できることから、原子力分野等における狭あいな作業空間の中で複雑な動作をさせたい場合等において特に好適である。 According to the present invention, it can be provided by eliminating excessive computation in the configuration space, the path generation equipment capable of reducing the operation plan steps in the robot arm. Therefore, since the present invention can be applied smoothly even to an articulated robot having a high degree of freedom, it is particularly suitable when it is desired to perform a complex operation in a narrow work space in the nuclear power field or the like.
本発明の実施形態に係る経路生成装置1(図3参照)について、適宜図を参照しながら詳細に説明する。経路生成装置1は、コンフィギュレーション空間(Cスペース)を用いて、6軸を有するロボットアーム100(図1参照)の動作経路を生成する場合を例として説明する。なお、ロボットアーム100は、一般的にはロボットアーム自体が移動するような移動体として広く観念されるものであればよく、特に限定して解釈されるものではない。
A route generation device 1 (see FIG. 3) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. The
ロボットアーム100は、図1に示すように、6つの関節(6つの自由度)からなる6軸J1,J2,J3,J4,J5,J6を備えている。
ロボットアームの自由度を表すパラメータを関節角度として、ロボットアーム100の6軸J1,J2,J3,J4,J5,J6の関節角度をそれぞれθ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6とすれば、ロボットアーム100のコンフィギュレーション(姿勢)はθ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6で表すことができる。
As shown in FIG. 1, the
Assuming that a parameter representing the degree of freedom of the robot arm is a joint angle and the joint angles of the six axes J1, J2, J3, J4, J5, and J6 of the
このように、ロボットアーム100の自由度を表すパラメータ(例えば、関節角度や伸縮長さ)を座標軸の値とした場合、ロボットアーム100のコンフィギュレーション点はCスペース上の点として表現することができる。
As described above, when the parameters representing the degree of freedom of the robot arm 100 (for example, the joint angle and the expansion / contraction length) are coordinate axis values, the configuration points of the
例えば、図2に示すように、簡略化のために例えば、実空間において関節角度をθxとθyで表すことができる2軸(θx,θy)のロボットアーム100′(図2(a)参照)について、横軸にθxをとり縦軸にθyをとれば、Cスペース上において、ロボットアーム100′のコンフィギュレーション(姿勢)をコンフィギュレーション点(θx,θy)して表すことができる。
For example, as shown in FIG. 2, for simplification, for example, a two-axis (θx, θy)
一方、ロボットアーム100′が作業空間中の障害物Ob(Obstacle)と干渉(衝突)するコンフィギュレーション点を干渉点と定義する。干渉点が単独で存在することはまれであり、一般に連続した点の集合である干渉領域CA(Collision Area)としてCスペース上に表すことができる(図2(b)参照)。
このようにして、図2(b)に示すように、Cスペース上において、ロボットアーム100′のコンフィギュレーションと干渉領域CAを表すことで、動作経路におけるロボットアームと障害物との干渉をチェックすることができる。
On the other hand, a configuration point where the
In this way, as shown in FIG. 2B, the interference between the robot arm and the obstacle in the operation path is checked by representing the configuration of the
なお、図2では2軸(θx,θy)について説明したが、計算量が異なるとしても同じ考え方でロボットアーム100(図1)のような6軸(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6)に発展させて処理することも可能である。このため、図4や図5に示すように、2軸のみを平面的に示す方が理解しやすいので、便宜上簡略化したものである。 In FIG. 2, the two axes (θx, θy) have been described. However, the six axes (θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6) like the robot arm 100 (FIG. 1) can be used in the same way even if the calculation amount is different. It is also possible to develop and process. For this reason, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, it is easier to understand if only two axes are shown in a plan view, and therefore it is simplified for convenience.
経路生成装置1は、図3と図4に示すように、初期コンフィギュレーション点qiから目標コンフィギュレーション点qgまで干渉領域CAを回避するように逐次新コンフィギュレーション点qn(例えば、図5(a)参照)を採択してロボットアーム100の動作経路を生成する装置である(図4、図7参照)。
ここで、Cスペースを用いた動作計画とは、図4に示すように、Cスペース上において干渉領域CAを避けて初期コンフィギュレーション点qi(initial)と目標コンフィギュレーション点qg(goal)を接続する経路を生成し、実空間における経路に置き換えて動作経路を探索する手法である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Here, as shown in FIG. 4, the operation plan using the C space connects the initial configuration point qi (initial) and the target configuration point qg (goal) while avoiding the interference area CA on the C space. In this method, a route is generated and replaced with a route in real space to search for an operation route.
経路生成装置1は、図3に示すように、作業者(不図示)がデータ入力等を行う操作盤2と、図示しないCPU等からなる演算処理装置3と、種々のデータを格納する記憶装置4と、を備えている。
操作盤2には、ディスプレイ21が配設され、ロボットアーム100や作業空間を3D(3次元)グラフィックス表示して、作業者(不図示)が生成された動作経路を視認できるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
The
演算処理装置3は、図3と図4に示すように、現在位置検出手段31と、現在位置qpに隣接する現在位置隣接コンフィギュレーション点qcを求める第1候補判断手段32と、干渉点に隣接する干渉点隣接コンフィギュレーション点qcaを求める第2候補判断手段33と、干渉点であるかどうかを判断する干渉チェック手段34と、現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgに近づくように距離候補コンフィギュレーション点を選定する距離候補判断手段35と、現在位置qpまでに通過したコンフィギュレーション点を除外するデッドロック回避手段36と、を備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
記憶装置4は、初期位置記憶手段41と、目標位置記憶手段42と、ロボットアーム100(図1)の形状データを格納するロボット形状記憶手段43と、作業空間の形状データを格納する作業空間記憶手段44と、現在位置qpまでの経路を格納する経路記憶手段45と、発見した干渉点を格納する干渉点記憶手段46と、を備えている。
The
以下、経路生成装置1を構成する具体的手段、およびその作用効果について、図3と図4を参照しながら経路生成装置1の動作の順に沿って説明する。
参照する図4において、細線で表示された図の縦方向のグリッド線をa〜lまで、横方向のグリッド線を1〜11まで符号をつけて示し、それらのグリッド線の交点を格子点といい(a,1)〜(l,11)のように表示する。ただし、グリッド線の間隔等の表示は模式的なものであり縦横の比率等は簡略化したものである。
Hereinafter, specific means constituting the
In FIG. 4 to be referred to, the vertical grid lines in the figure displayed as thin lines are indicated by a to l and the horizontal grid lines are indicated by signs from 1 to 11, and the intersection of these grid lines is defined as a grid point. Displayed as good (a, 1) to (l, 11). However, the display of the grid line spacing and the like is schematic, and the aspect ratio and the like are simplified.
格子点は、Cスペースを細かく分割して、離散化されたコンフィギュレーション点の集合として扱うための概念である。このように、Cスペースを連続した空間として認識するのではなく、格子点を基準として離散化(量子化)し、この量子化された格子点を通るように新コンフィギュレーション点を採択しながら動作経路を生成することで、Cスペース上の演算処理を簡略化することができる。
例えば、ロボットアーム100の根元部分の関節角度θ1〜θ3を1度刻みにして、手先部分の関節角度θ4〜θ6を5度刻みにしてCスペースにおける格子点を設定し、この格子点を基準にして離散化されたCスペースを構築することができる。
The lattice point is a concept for finely dividing the C space and handling it as a set of discretized configuration points. In this way, the C space is not recognized as a continuous space, but is discretized (quantized) with reference to the lattice point, and the new configuration point is adopted so as to pass through the quantized lattice point. By generating the route, the arithmetic processing on the C space can be simplified.
For example, the joint angle θ1 to θ3 of the base portion of the
初期位置記憶手段41は、初期コンフィギュレーション点qi(図4参照)であるロボットアーム100の初期姿勢(実空間では図7(a)参照)を各関節の関節角度等により記憶する装置であり、操作盤2から作業者(不図示)が入力したり、演算処理装置3により初期位置を角度センサ等の検出器で検出して初期コンフィギュレーション点qiとして設定したりすることができる。
例えば、初期コンフィギュレーション点qiは、qi=(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6)=(−170,90,0,25、−85,75)のように関節角度をパラメータとして表すことができる。
The initial position storage means 41 is a device that stores the initial posture of the robot arm 100 (see FIG. 7A in the real space), which is the initial configuration point qi (see FIG. 4), based on the joint angle of each joint, etc. An operator (not shown) can input from the
For example, the initial configuration point qi represents the joint angle as a parameter such that qi = (θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6) = (− 170, 90, 0, 25, −85, 75). Can do.
目標位置記憶手段42は、目標コンフィギュレーション点qgであるロボットアーム100の目標姿勢(実空間では図7(b)参照)を各関節の関節角度等により記憶する手段であり、操作盤2から作業者(不図示)が入力したり、演算処理装置3により目標位置を角度センサ等の検出器で検出して目標コンフィギュレーション点qgとして設定したりすることができる。
例えば、目標コンフィギュレーション点qgは、qg=(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6)=(−71,−75,38,80,−10,25)のように関節角度をパラメータとして表すことができる。
The target position storage means 42 is means for storing the target posture of the
For example, the target configuration point qg represents the joint angle as a parameter such that qg = (θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6) = (− 71, −75, 38, 80, −10, 25). be able to.
ロボット形状記憶手段43は、CADファイル等から作成したロボットアーム100の形状データを格納するが、データ処理を簡略化するため、例えば、ロボットアーム100の形状データをポリゴンと呼ばれる多角形等の最小構成単位(例えば三角形)の集合で表して、この多角形の集合をCスペース上の形状として表現して記憶することができる。
かかる構成により、実空間におけるロボットアーム100の形状データを三角形等のポリゴンの集合として表して、Cスペース上の形状として認識することで、Cスペース上におけるロボットアーム100の形状データを簡略化(離散化)して演算処理を短縮化することができる。
The robot shape storage means 43 stores the shape data of the
With this configuration, the shape data of the
作業空間記憶手段44は、障害物Ob(図7参照)が配置された作業空間の形状データを格納するが、データ処理を簡略化するため、例えば、障害物Obの形状データをポリゴン(例えば三角形等の多角形)の集合で表して、この三角形等の集合をCスペース上の形状として表現して記憶することができる。
かかる構成により、Cスペース上における作業空間の形状データを簡略化(離散化)して演算処理を短縮化することができる。
The work space storage means 44 stores the shape data of the work space in which the obstacle Ob (see FIG. 7) is arranged. In order to simplify the data processing, for example, the shape data of the obstacle Ob is converted into a polygon (for example, a triangle). The set of triangles and the like can be expressed and stored as a shape on the C space.
With this configuration, it is possible to simplify (discretize) the shape data of the work space on the C space and shorten the arithmetic processing.
現在位置検出手段31は、例えば、ロボットアーム100(図1参照)の6軸の関節角度(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6)を角度センサ等により計測して、Cスペース上の探索経路における現在位置qpを検出する装置である。
現在位置qpは、経路探索中は現在位置qpから新たに採択された新コンフィギュレーション点qn(例えば、図5(a)参照)を生成するごとに更新されるが、現在位置qpの位置データは経路記憶手段45に格納されている。
The current position detecting means 31 measures, for example, the six-axis joint angles (θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6) of the robot arm 100 (see FIG. 1) using an angle sensor or the like, and searches on the C space. This is a device for detecting the current position qp in the route.
The current position qp is updated every time a new configuration point qn (for example, see FIG. 5A) newly adopted from the current position qp is generated during the route search, but the position data of the current position qp is It is stored in the route storage means 45.
経路記憶手段45は、初期コンフィギュレーション点qiから現在位置qpまでの経路を構成する経路構成コンフィギュレーション点を格納する記憶装置である。
例えば、経路記憶手段45は、図4(b)に示す現在位置qp(g,4)では、現在位置qp(g,4)までの経路を構成する経路構成コンフィギュレーション点として(f,3),(g,4)を格納している。
The
For example, the route storage means 45 uses (f, 3) as a route configuration configuration point that forms a route to the current position qp (g, 4) at the current position qp (g, 4) shown in FIG. , (G, 4) are stored.
第1候補判断手段32は、図3と図4に示すように、動作経路における現在位置qpに隣接する現在位置隣接コンフィギュレーション点qcを求める演算装置である。例えば、現在位置qpのコンフィギュレーション点に対して、実空間におけるロボットアーム100の関節角度(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6)がそれぞれ離散化された回転角度だけ変化した場合のCスペース上における隣接するコンフィギュレーション点を演算して求めることができる。
具体的には、第1候補判断手段32は、図4(a)における初期コンフィギュレーション点qi(f,2)が現在位置qpである場合には、コンフィギュレーション点(e,1),(e,2),(e,3),(f,1),(f,3),(g,1),(g,2),および(g,3)を現在位置隣接コンフィギュレーション点qcとして求める。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first
Specifically, the first candidate judging means 32, when the initial configuration point qi (f, 2) in FIG. 4A is the current position qp, the configuration point (e, 1), (e , 2), (e, 3), (f, 1), (f, 3), (g, 1), (g, 2), and (g, 3) are obtained as the current position adjacent configuration point qc. .
第2候補判断手段33は、図4(b)に示すように、現在位置qpに対する現在位置隣接コンフィギュレーション点qcのうち干渉領域CAとの干渉点に隣接する干渉点隣接コンフィギュレーション点qcaを求める演算装置である。
例えば、2次元平面で表したCスペース上では、図4(b)における現在位置qp(g,4)では、コンフィギュレーション点(f,3),(f,4),(f,5),(g,3),(g,5),(h,3),(h,4),および(h,5)が現在位置隣接コンフィギュレーション点qcであるから、第2候補判断手段33は、これらの現在位置隣接コンフィギュレーション点qcのうちの(f,4),および(h,4)を干渉点に隣接する干渉点隣接コンフィギュレーション点qcaとして求める。
As shown in FIG. 4B, the second
For example, on the C space represented by a two-dimensional plane, at the current position qp (g, 4) in FIG. 4B, the configuration points (f, 3), (f, 4), (f, 5), Since (g, 3), (g, 5), (h, 3), (h, 4), and (h, 5) are the current position adjacent configuration points qc, the second candidate judging means 33 Among these current position adjacent configuration points qc, (f, 4) and (h, 4) are obtained as interference point adjacent configuration points qca adjacent to the interference point.
このようにして本発明の実施形態に係る経路生成装置1は、第1候補判断手段32および第2候補判断手段33により、現在位置隣接コンフィギュレーション点qcのうち障害物Obとの干渉点に隣接する干渉点隣接コンフィギュレーション点qcaを求めることで、ロボットアーム100の自由度に対応したすべてのコンフィギュレーション点について干渉の有無を判断するのではなく、Cスペースの構築をロボットアーム100の現在位置qpおよび干渉点の周囲に限定して部分的なものに留めるので、コンフィギュレーション空間における過剰な計算を排除することができる。
In this way, the
したがって、経路生成装置1は、確率的手法によらずにCスペースの構築を部分的なものに限定することで、動作計画工数を効果的に低減することができ、自由度が高い6軸のロボットアーム100であっても好適に適用することができる。
Therefore, the
干渉チェック手段34は、図3と図4に示すように、現在位置隣接コンフィギュレーション点を対象として、対象となる現在位置隣接コンフィギュレーション点がそれぞれ障害物Ob(干渉領域CA)との干渉点であるかどうかを判断する演算装置である。
つまり、干渉チェック手段34は、対象となる現在位置隣接コンフィギュレーション点におけるロボットアーム100(図1参照)の関節角度(θ1,θ2,θ3,θ4,θ5,θ6)から、ロボット形状記憶手段43に格納されたロボットアーム100の形状データを基にして対象となる現在位置隣接コンフィギュレーション点におけるロボットアーム100の形状(姿勢)を求めて、作業空間記憶手段44に格納された障害物Ob(干渉領域CA)の形状データと干渉するかどうかをチェックする。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
That is, the
例えば、干渉チェック手段34は、ロボットアーム100と障害物ObのCADデータをポリゴン(例えば三角形等の多角形)の集合として表した場合には、対象となる現在位置隣接コンフィギュレーション点におけるロボットアーム100のポリゴンの集合と障害物Obのポリゴンの集合が幾何学的に接触しているかどうかを判定して判断する。
For example, when the CAD data of the
具体的には、干渉チェック手段34は、Cスペース上において、対象となる現在位置隣接コンフィギュレーション点qcにおけるロボットアーム100の形状を構成する1つの多角形(ポリゴン)と障害物Obの形状を構成する1つの多角形(ポリゴン)との接触を判定し、それぞれすべての多角形(ポリゴン)の集合について同様に判定して、ロボットアーム100と障害物Obが干渉するか否かを判断して、ディスプレイ21(図3)に表示させることができる。
Specifically, the
なお、本実施形態においては、Cスペース上において、ポリゴンの集合が接触しているかどうかで判断したが、これに限定されるものではなく、ロボットアーム100の自由度数(N次元)に応じて、このN次元形状の干渉領域CAを想定してロボットアーム100と干渉領域CAとの干渉をチェックしてもよい。
また、ポリゴン(多角形状)ではなく、ロボットアーム100と障害物Obを点や線ないし面の集合として表して、このような点と面との干渉チェック、または線と面との干渉チェックでもよい。
さらに、Cスペース上における干渉チェックに限定されるものではなく、CAD空間や実空間内で点や線ないしポリゴンを利用した干渉チェックを採用することもできる。
In this embodiment, it is determined whether or not a set of polygons is in contact with each other on the C space. However, the present invention is not limited to this, and according to the degree of freedom (N-dimensional) of the
Further, instead of polygons (polygonal shapes), the
Furthermore, the present invention is not limited to the interference check on the C space, and an interference check using points, lines, or polygons in the CAD space or the real space can also be adopted.
干渉点記憶手段46は、干渉チェック手段34により動作経路を探索中に遭遇して発見した干渉点を格納する記憶装置である。
例えば、干渉点記憶手段46は、図4(b)における現在位置qp(g,4)において、干渉チェック手段34により発見された干渉点としてコンフィギュレーション点(f,5),(g,5),および(h,5)を格納する。
The interference point storage means 46 is a storage device for storing the interference points encountered and found during the search of the operation path by the interference check means 34.
For example, the interference point storage means 46 has configuration points (f, 5), (g, 5) as interference points discovered by the interference check means 34 at the current position qp (g, 4) in FIG. , And (h, 5) are stored.
距離候補判断手段35は、図3と図4に示すように、現在位置隣接コンフィギュレーション点qcのうち現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgまでの仮想直線経路に沿う方向において、現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgに最も近づくように距離候補コンフィギュレーション点を選定する演算装置である。
例えば、距離候補判断手段は、図4(a)に示すように、初期コンフィギュレーション点qi(f,2)が現在位置qpである場合には、現在位置(f,2)から目標コンフィギュレーション点qgまでの仮想直線経路(破線で示す直線)に沿う方向において、現在位置(f,2)から目標コンフィギュレーション点qgに最も近づくように距離候補コンフィギュレーション点(f,3)を選定する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the distance
For example, when the initial configuration point qi (f, 2) is the current position qp, as shown in FIG. 4A, the distance candidate determination means starts from the current position (f, 2) to the target configuration point. The distance candidate configuration point (f, 3) is selected so as to be closest to the target configuration point qg from the current position (f, 2) in the direction along the virtual straight line route (a straight line indicated by a broken line) up to qg .
デッドロック回避手段36は、図3と図4に示すように、現在位置隣接コンフィギュレーション点qcのうち現在位置qpまでに通過した経路を構成する経路記憶手段45に格納された経路構成コンフィギュレーション点を参照して新コンフィギュレーション点qnとして採択しないように除外する演算装置である。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
続いて、本発明の実施形態に係る経路生成装置1における動作について図4と図5、および適宜図6のフローチャートを参照しながら説明する。
図4と図5は、初期コンフィギュレーション点qiから目標コンフィギュレーション点qgまで障害物を回避するように新コンフィギュレーション点qnを採択してロボットアーム100の動作経路を生成する様子を説明するための模式図であり、図4は干渉領域CAが凸形状をなした例を示し、図5は干渉領域CAが凹形状をなしデッドロック回避手段36の動作を説明するための模式図である。
Next, the operation of the
4 and 5 are diagrams for explaining a state in which an operation path of the
[データの格納]
作業者(不図示)がロボットアーム100(図1)の初期位置データ、目標位置データ、ロボットアーム100の形状データ、および障害物Ob(図2(a)、図7)の形状データを操作盤2から入力すると、経路生成装置1は、図6に示すように、Cスペース上において、ロボットアーム100の初期位置データを初期コンフィギュレーション点qiとして初期位置記憶手段41に格納し、目標位置データを目標コンフィギュレーション点qgとして目標位置記憶手段42に格納し、ロボットアーム100(図1参照)の形状データをロボット形状記憶手段43に格納し、障害物Ob(図2(a)、図7)の形状データを作業空間記憶手段44に格納する(図6のステップS1参照)。
[Store data]
An operator (not shown) operates the initial position data, target position data, shape data of the
そして、経路生成装置1は、現在位置検出手段により、Cスペース上における現在位置qpを検出し(図6のステップS2)、干渉チェック手段34により、現在位置隣接コンフィギュレーション点を対象として、対象となる現在位置隣接コンフィギュレーション点がそれぞれ障害物Ob(干渉領域CA)との干渉点であるかどうかを判断する。
さらに、このとき干渉チェック手段は、現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち距離候補判断手段35により選定された距離候補コンフィギュレーション点(f,3)が障害物Obとの干渉点であるかどうかを判断する(図6のステップS3)。
Then, the
Further, at this time, the interference check means determines whether or not the distance candidate configuration point (f, 3) selected by the distance candidate determination means 35 among the current position adjacent configuration points is an interference point with the obstacle Ob. (Step S3 in FIG. 6).
経路生成装置1は、図3と図4に示すように、初期コンフィギュレーション点qi、および現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgに向かって直線的に経路を採択する直進モード経路(図4(a),(c)参照)と、干渉領域CAの境界に沿って経路を採択する境界追従モード経路(図4(b))と、を繰り返すことで経路を生成する(図6のステップS4とS5)。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[直進モード経路]
直進モード経路は、図4(a),(c)に示すように、動作経路における現在位置qpにおいて距離候補判断手段35により選定された距離候補コンフィギュレーション点(f,3)が干渉チェック手段34により干渉点でないと判断された場合には(図6のステップS3のYes)、この距離候補コンフィギュレーション点(f,3)を新コンフィギュレーション点qnとして採択して(図6のステップS9)、経路記憶手段45に格納し新コンフィギュレーション点qnまで進む経路である(図6のステップS4〜S9)。
[Straight mode route]
As shown in FIGS. 4A and 4C, in the straight traveling mode route, the distance candidate configuration point (f, 3) selected by the distance
具体的には、経路生成装置1は、図4(a)に示すように、初期コンフィギュレーション点qi(f,2)が現在位置qpである場合には、第1候補判断手段32により、コンフィギュレーション点(e,1),(e,2),(e,3),(f,1),(f,3),(g,1),(g,2),および(g,3)を現在位置隣接コンフィギュレーション点qcとして求める。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
そして、経路生成装置1は、距離候補判断手段35により、これらの現在位置隣接コンフィギュレーション点qcのうち現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgに最も近づくようにコンフィギュレーション点(f,3)を選定する。
Then, the
そして、経路生成装置1は、干渉チェック手段34により、コンフィギュレーション点(f,3)が干渉点であるかどうかを判断して、干渉点ではないので、コンフィギュレーション点(f,3)が経路構成コンフィギュレーション点でないこと(図6のステップS6)、および、目標コンフィギュレーション点でないことを確認して(図6のステップS7)、このコンフィギュレーション点(f,3)を新コンフィギュレーション点pnとして採択する(図6のステップS9)。
Then, the
同様にして、図4(a)に示すように、経路生成装置1は、コンフィギュレーション点(f,3)からさらに直進モード経路を採択し、コンフィギュレーション点(g,4)まで進む経路を生成する。
Similarly, as shown in FIG. 4A, the
かかる構成により、経路生成装置1は、このようにして直進モード経路を生成することで、干渉点に隣接するまでは目標コンフィギュレーション点に迅速に到達することができるため、無駄な動作を低減してロボットアーム100の効率的な動作経路を生成することができる。
With this configuration, the
[境界追従モード経路]
境界追従モード経路は、図4(b)に示すように、動作経路における現在位置qpにおいて距離候補判断手段35により選定された距離候補コンフィギュレーション点が干渉チェック手段34により干渉点であると判断された場合には(図6のステップS3のNo)、第2候補判断手段33により求めた干渉点隣接コンフィギュレーション点qcaのうち、距離候補判断手段35により現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgに近づくように新コンフィギュレーション点qnを採択して経路記憶手段45に格納し新コンフィギュレーション点qnまで進む経路である(図6のステップS5〜S9)。
[Boundary following mode path]
In the boundary tracking mode route, as shown in FIG. 4B, the distance candidate configuration point selected by the distance
具体的には、経路生成装置1は、図4(b)に示すように、現在位置qpがコンフィギュレーション点(g,4)である場合には、第1候補判断手段32により、コンフィギュレーション点(f,3),(f,4),(f,5),(g,3),(g,5),(h,3),(h,4),および(h,5)を現在位置隣接コンフィギュレーション点qcとして求める。
Specifically, as illustrated in FIG. 4B, the
そして、経路生成装置1は、距離候補判断手段35により、これらの現在位置隣接コンフィギュレーション点qcのうち現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgに最も近づくように、例えばコンフィギュレーション点(g,5)を選定する。
Then, the
そして、経路生成装置1は、干渉チェック手段34により、コンフィギュレーション点(g,5)が干渉点であるかどうかを判断して、この場合にはコンフィギュレーション点(g,5)が干渉点であるので、第2候補判断手段33により、干渉点隣接コンフィギュレーション点qca(f,4),(h,4)のうち、距離候補判断手段35により、現在位置qpから目標コンフィギュレーション点qgに近づくように新コンフィギュレーション点qn(h,4)を採択して、経路記憶手段45に格納し、この新コンフィギュレーション点(h,4)まで進む経路を生成する(図6のステップS6,S7,S9)。
Then, the
このとき、経路生成装置1は、経路探索中に干渉チェック手段34が発見した干渉点であるコンフィギュレーション点(g,5)を干渉点記憶手段46に格納して記憶する。
このように発見した干渉点を記憶しておくことで、繰り返しの演算を回避して処理を迅速化することができる。
At this time, the
By storing the discovered interference points in this way, it is possible to avoid repeated operations and speed up the processing.
同様にして、図4(b)に示すように、経路生成装置1は、コンフィギュレーション点(h,4)からコンフィギュレーション点(k,8)まで境界追従モード経路を採択して経路を生成する。
Similarly, as illustrated in FIG. 4B, the
かかる構成により、経路生成装置1は、距離候補コンフィギュレーション点が干渉点であると判断された場合には、境界追従モード経路を生成することで、障害物Obの境界を辿る方向に進む経路を採択するため、狭いスペースでも障害物Obとの干渉領域CAを確実に回避しながら動作経路を生成することが可能である。
With this configuration, when the distance candidate configuration point is determined to be an interference point, the
経路生成装置1は、図4(c)に示すように、図4(a)に示す直進モード経路と同様にして、コンフィギュレーション点(k,8)から目標コンフィギュレーション点qg(k,8)まで直進モード経路を生成する。
このようにして、経路生成装置1は、直進モード経路(図4(a),(c))および境界追従モード経路(図4(b))を逐次生成しながら初期コンフィギュレーション点qiから目標コンフィギュレーション点qgまでの動作経路を生成する。
As shown in FIG. 4 (c), the
In this way, the
続いて、図5を参照しながら干渉領域CAが凹形状の場合におけるデッドロック回避手段36(図3)の動作について説明する。なお、直進モード経路および境界追従モード経路については図4の場合と同様であるので詳細な説明は省略する。
図5(a)に示すように、経路生成装置1は、初期コンフィギュレーション点qi(b,5)からコンフィギュレーション点(g,8)までは直進モード経路を生成して進行し、コンフィギュレーション点(g,8)からコンフィギュレーション点(j,8)までは境界追従モードを生成して進行する。
Next, the operation of the deadlock avoiding means 36 (FIG. 3) when the interference area CA is concave will be described with reference to FIG. Since the straight traveling mode route and the boundary following mode route are the same as those in FIG.
As shown in FIG. 5 (a), the
ここで、現在位置qpがコンフィギュレーション点(j,8)である場合には、デッドロック回避手段36により、現在位置qp(j,8)までに通過した経路であるコンフィギュレーション点(i,8)を採択しないので(図6のステップS6〜S8)、経路を逆戻りして同じ経路を往復するようなデッドロックに陥ることを回避することができる。 Here, when the current position qp is the configuration point (j, 8), the configuration point (i, 8) that is the path that has passed to the current position qp (j, 8) by the deadlock avoiding means 36. ) Is not adopted (steps S6 to S8 in FIG. 6), it is possible to avoid a deadlock that reciprocates the route and reciprocates the same route.
したがって、経路生成装置1は、常に新しいコンフィギュレーション点を採択するため、コンフィギュレーション点(j,8)では、新コンフィギュレーション点qnとして(j,7)を採択する(図6のステップS9)。このようにして、経路生成装置1は、コンフィギュレーション点(j,6)からコンフィギュレーション点(i,6)まで、境界追従モードを生成して進行する(図6のステップS5)。
Therefore, since the
現在位置qpがコンフィギュレーション点(i,6)である場合には、図5(b)に示すように、コンフィギュレーション点(j,7)と(h,6)が干渉点隣接コンフィギュレーション点qcaであるが、コンフィギュレーション点(j,7)は、現在位置qpまでに通過した経路構成コンフィギュレーション点であるから、デッドロック回避手段36により新コンフィギュレーション点qnとして採択しないように除外される(図6のステップS6〜S8)。 When the current position qp is the configuration point (i, 6), as shown in FIG. 5B, the configuration points (j, 7) and (h, 6) are interference point adjacent configuration points qca. However, since the configuration point (j, 7) is a path configuration configuration point that has passed to the current position qp, it is excluded from being adopted as the new configuration point qn by the deadlock avoiding means 36 ( Steps S6 to S8 in FIG.
このため、経路生成装置1は、コンフィギュレーション点(j,7)を新コンフィギュレーション点として採択しないように除外することで、コンフィギュレーション点(j,7)から(j,6)、(i,6)のように同じ経路を周回するようなデッドロックに陥ることを回避することができる。
このようにして、経路生成装置1は、コンフィギュレーション点(i,6)から新コンフィギュレーション点qnとして(h,6)を採択し、同様にして、図5(c)に示すように、コンフィギュレーション点(h,6)からさらに境界追従モード経路および直進モード経路を生成しながら目標コンフィギュレーション点qgに到達する。
For this reason, the
In this way, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、干渉点記憶手段46を備えて構成したが、これに限定されるものではなく、干渉点記憶手段46を設けずにその都度干渉チェック手段34により、干渉点であるかどうかを判断してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications.
For example, in the present embodiment, the interference
本実施形態においては、コンフィギュレーション空間を用いた経路生成装置について説明したが、実空間における干渉チェック等の手法を排除する趣旨ではなく、本発明における経路生成の後、実際のロボットアーム100の動作を実空間において確認し検証することもできる。
In the present embodiment, the path generation apparatus using the configuration space has been described. However, the present invention is not intended to exclude a method such as interference check in the real space, but the actual operation of the
1 経路生成装置
2 操作盤
3 演算処理装置
4 記憶装置
21 ディスプレイ
31 現在位置検出手段
32 第1候補判断手段
33 第2候補判断手段
34 干渉チェック手段
35 距離候補判断手段
36 デッドロック回避手段
41 初期位置記憶手段
42 目標位置記憶手段
43 ロボット形状記憶手段
44 作業空間記憶手段
45 経路記憶手段
46 干渉点記憶手段
100,100′ ロボットアーム
CA 干渉領域
Ob 障害物
qi 初期コンフィギュレーション点
qg 目標コンフィギュレーション点
qn 新コンフィギュレーション点
qp 現在位置
qc 現在位置隣接コンフィギュレーション点
qca 干渉点隣接コンフィギュレーション点
DESCRIPTION OF
Claims (1)
初期コンフィギュレーション点から目標コンフィギュレーション点まで障害物を回避するように新コンフィギュレーション点を採択してロボットアームの動作経路を生成するコンフィギュレーション空間を用いた経路生成装置であって、
前記制御装置は、
前記初期コンフィギュレーション点を格納する初期位置記憶手段と、
前記目標コンフィギュレーション点を格納する目標位置記憶手段と、
前記ロボットアームの現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記初期コンフィギュレーション点から現在位置までの経路を構成する各コンフィギュレーション点を格納する経路記憶手段と、
前記動作経路における現在位置に隣接する現在位置隣接コンフィギュレーション点を求める第1候補判断手段と、
前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち前記障害物との干渉点に隣接する干渉点隣接コンフィギュレーション点を求める第2候補判断手段と、
前記現在位置隣接コンフィギュレーション点を対象として、当該現在位置隣接コンフィギュレーション点が前記障害物との干渉点であるかどうかを判断する干渉チェック手段と、
前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち現在位置から前記目標コンフィギュレーション点までの仮想直線経路に沿う方向において、当該現在位置から当該目標コンフィギュレーション点に最も近づくようにコンフィギュレーション点を選定する距離候補判断手段と、を備え、
前記干渉チェック手段は、さらに前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち前記動作経路における現在位置において前記距離候補判断手段により選定された距離候補コンフィギュレーション点が前記障害物との干渉点であるかどうかを判断して、
前記距離候補コンフィギュレーション点が前記干渉チェック手段により前記干渉点でないと判断された場合には、当該距離候補コンフィギュレーション点を前記新コンフィギュレーション点として採択して前記経路記憶手段に格納し当該新コンフィギュレーション点まで進む直進モード経路を生成し、
前記距離候補コンフィギュレーション点が前記干渉チェック手段により前記干渉点であると判断された場合には、前記第2候補判断手段により求めた前記干渉点隣接コンフィギュレーション点のうち、前記距離候補判断手段により現在位置から前記目標コンフィギュレーション点までの仮想直線経路に沿う方向において、当該現在位置から当該目標コンフィギュレーション点に最も近づくように前記新コンフィギュレーション点を採択して前記経路記憶手段に格納し当該新コンフィギュレーション点まで進む境界追従モード経路を生成し、
このようにして、前記直進モード経路および前記境界追従モード経路を逐次生成しながら前記初期コンフィギュレーション点から目標コンフィギュレーション点までの動作経路を生成し、
前記現在位置隣接コンフィギュレーション点のうち現在位置までに通過した経路を構成する前記経路記憶手段に格納された経路構成コンフィギュレーション点を参照して前記新コンフィギュレーション点として採択しないように除外するデッドロック回避手段をさらに備えたことを特徴とする経路生成装置。 Having a control unit comprising an arithmetic processing unit and a storage unit;
A path generation device using a configuration space that generates a movement path of a robot arm by adopting a new configuration point so as to avoid an obstacle from an initial configuration point to a target configuration point,
The controller is
Initial position storage means for storing the initial configuration points;
Target position storage means for storing the target configuration points;
A current position detecting means for detecting a current position of the robot arm;
Path storage means for storing each configuration point constituting a path from the initial configuration point to the current position;
First candidate determination means for obtaining a current position adjacent configuration point adjacent to the current position in the motion path;
Second candidate judgment means for obtaining an interference point adjacent configuration point adjacent to an interference point with the obstacle among the current position adjacent configuration points;
The targeting of the current position adjacent configuration point, the interference checking unit to which the current location adjacent configuration point to determine whether the interference point of the obstacle,
Distance candidate determination for selecting a configuration point closest to the target configuration point from the current position in a direction along a virtual straight line path from the current position to the target configuration point among the configuration points adjacent to the current position Means, and
The interference check means further determines whether or not the distance candidate configuration point selected by the distance candidate determination means at the current position in the operation path among the current position adjacent configuration points is an interference point with the obstacle. Judgment
If the previous Ki距 away candidate configuration point is determined not to be the point of interference by the interference checking means, the stores the distance candidate configuration point to the path memory means adopted as the new configuration point Generate a straight mode path to the new configuration point,
Before when Ki距 away candidate configuration point is determined to be the point of interference by the interference checking means, among the interference point adjacent configuration point obtained by the second candidate determination means, the distance candidate determination In the direction along the virtual straight line path from the current position to the target configuration point by the means, the new configuration point is adopted so as to be closest to the target configuration point from the current position and stored in the path storage means. Generate a boundary-following mode path that goes to the new configuration point,
In this way, an operation path from the initial configuration point to the target configuration point is generated while sequentially generating the straight traveling mode path and the boundary following mode path,
A deadlock that excludes the current configuration adjacent to the current position from being adopted as the new configuration point with reference to the path configuration point stored in the path storage means that configures the path that has passed to the current position. A route generation device further comprising an avoidance unit.
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