JP6354496B2 - Robot control method - Google Patents

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Description

本発明は、ロボットを遠隔操作するためのロボット制御方法に関するものである。   The present invention relates to a robot control method for remotely operating a robot.

ロボットが自律制御によりタスクを実行し、該タスクの実行が失敗となったとき、中央制御装置が適切な操作端末を選択し、該操作端末に遠隔操作を依頼するロボット遠隔操作システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。   A robot remote operation system is known in which a robot executes a task by autonomous control, and when the execution of the task fails, the central controller selects an appropriate operation terminal and requests remote operation from the operation terminal. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2007−190659号公報JP 2007-190659 A

上記ロボット遠隔操作システムにおいて、ロボットのタスク実行が失敗となったとき、適切な操作端末に遠隔的な手動操作を依頼するものである。このとき、ユーザがロボットの動作を手動操作するための動作モードが明確でないため、最適な動作モードを選択するための手間がかかるという問題が生じる。   In the robot remote operation system, when the task execution of the robot fails, a remote manual operation is requested to an appropriate operation terminal. At this time, since the operation mode for the user to manually operate the operation of the robot is not clear, there is a problem that it takes time and effort to select the optimum operation mode.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、最適な動作モードが自動的に選択されるため、ユーザはその選択を行う手間が省け円滑にロボットの操作を開始できるロボット制御方法を提供することを主たる目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and since an optimal operation mode is automatically selected, the user can save time and effort to start the robot operation smoothly. The main purpose is to provide

上記目的を達成するための本発明の一態様は、ロボットを自律制御してタスクを実行させるステップと、前記ロボットが前記タスクの実行を失敗したとき、前記自律制御からユーザ指示に応じて前記タスクを実行する手動制御に前記ロボットの制御を切り替えるステップと、を含むロボット制御方法であって、前記ロボットの手動制御時にユーザが前記ロボットの動作を手動操作するための、動作モードと、前記ロボットの動作とが、対応付けて予め設定されており、前記ロボットが失敗したときの動作又は該動作直近の動作に対応する動作モードを選択するステップを含む、ことを特徴とするロボット制御方法である。   One aspect of the present invention for achieving the above object includes a step of autonomously controlling a robot to execute a task, and when the robot fails to execute the task, the task is performed according to a user instruction from the autonomous control. Switching the control of the robot to manual control for performing the operation, wherein the user manually operates the operation of the robot during manual control of the robot, and an operation mode of the robot The robot control method includes a step of selecting an operation mode corresponding to an operation when the operation of the robot fails or an operation nearest to the operation, the operation being preset in association with each other.

本発明によれば、最適な動作モードが自動的に選択されるため、ユーザはその選択を行う手間が省け円滑にロボットの操作を開始できるロボット制御方法を提供することができる。   According to the present invention, since the optimum operation mode is automatically selected, it is possible to provide a robot control method in which the user can smoothly start the operation of the robot without having to make the selection.

本発明の一実施形態に係るロボット制御システムの概略的構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a robot control system concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るロボットの概略的なシステム構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic system configuration of a robot according to an embodiment of the present invention. 操作端末の操作画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation screen of an operation terminal. 手先XY移動モードにおける操作画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation screen in hand XY movement mode. 手先XY回転モードにおける操作画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation screen in hand XY rotation mode. 本発明の一実施形態に係る制御装置の概略的システム構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic system configuration of a control device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るロボット制御方法の制御処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing flow of the robot control method which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るロボット制御システムの概略的構成を示す図である。本実施形態に係るロボット制御システム10は、ロボット1と、ロボット1を遠隔操作するための操作端末7と、を備えている。ロボット1は、例えば、自律的にタスク(作業)を実行する自律型作業ロボットとして構成されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a robot control system according to an embodiment of the present invention. A robot control system 10 according to the present embodiment includes a robot 1 and an operation terminal 7 for remotely operating the robot 1. The robot 1 is configured, for example, as an autonomous work robot that autonomously executes tasks (work).

図2は、本発明の一実施形態に係るロボットの概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るロボット1は、ロボット本体2と、ロボット本体2を移動させる移動装置3と、物体を把持し移動させる把持操作装置4と、移動装置3及び把持操作装置4を制御する制御装置5と、距離センサ6と、を備えている。   FIG. 2 is a block diagram showing a schematic system configuration of the robot according to the embodiment of the present invention. The robot 1 according to the present embodiment includes a robot body 2, a moving device 3 that moves the robot body 2, a gripping operation device 4 that grips and moves an object, and a control that controls the moving device 3 and the gripping operation device 4. A device 5 and a distance sensor 6 are provided.

移動装置3は、制御装置5からの制御信号に応じて、例えば、モータなどを駆動させることで複数の車輪を回転させ、ロボット本体2を所望の位置に移動させる。
把持操作装置4は、例えば、物体を把持する把持部(手先)41と、手首関節、肘関節、肩関節などの関節部42を介して連結される複数のリンク43と、各関節部42を駆動するモータなどのアクチュエータと、からなる多関節型アームとして構成されている。
The moving device 3 rotates a plurality of wheels by driving a motor or the like, for example, according to a control signal from the control device 5, and moves the robot body 2 to a desired position.
The gripping operation device 4 includes, for example, a gripping part (hand) 41 that grips an object, a plurality of links 43 connected via joint parts 42 such as a wrist joint, an elbow joint, and a shoulder joint, and each joint part 42. It is configured as an articulated arm comprising an actuator such as a motor to be driven.

距離センサ6は、ロボット1周囲に存在する障害物や操作対象物との距離情報を検出する。距離センサ6は、検出した距離情報を制御装置5に送信する。距離センサ6は、例えば、カメラ、超音波センサ、ミリ波センサなどで構成されている。なお、上記ロボット1の構成は、一例でありこれに限定されない。   The distance sensor 6 detects distance information with respect to obstacles and operation objects existing around the robot 1. The distance sensor 6 transmits the detected distance information to the control device 5. The distance sensor 6 includes, for example, a camera, an ultrasonic sensor, a millimeter wave sensor, and the like. The configuration of the robot 1 is an example and is not limited to this.

操作端末7は、ロボット1を操作するための様々な操作画面を表示する。操作端末7は、距離センサ6から送信される距離情報やロボット1の状態を示す情報(後述の動作モードやセンサ情報など)を表示する。操作端末7には、ジョイスティック(ソフトウェアあるいはハードウェア)、タッチパネル、マウス、キーボードなどの操作入力部が設けられている。ユーザは、操作入力部を介して、ロボット1を操作するための操作情報を操作端末7に入力することができる。操作端末7は、例えば、タブレット端末、PC(PersonalComputer)、スマートフォンなどの携帯端末である。操作端末7と制御装置5は、無線あるいは有線で通信接続されており、相互にデータの送受信を行うことができる。   The operation terminal 7 displays various operation screens for operating the robot 1. The operation terminal 7 displays distance information transmitted from the distance sensor 6 and information indicating the state of the robot 1 (an operation mode and sensor information described later). The operation terminal 7 is provided with operation input units such as a joystick (software or hardware), a touch panel, a mouse, and a keyboard. The user can input operation information for operating the robot 1 to the operation terminal 7 via the operation input unit. The operation terminal 7 is, for example, a portable terminal such as a tablet terminal, a PC (Personal Computer), or a smartphone. The operation terminal 7 and the control device 5 are connected by wireless or wired communication, and can exchange data with each other.

制御装置5は、操作端末7を介して入力された作業情報や距離センサ6から出力される距離情報に基づいて移動装置3及び把持操作装置4を制御することで、ロボット1にタスクを実行させる。   The control device 5 causes the robot 1 to execute a task by controlling the moving device 3 and the gripping operation device 4 based on work information input via the operation terminal 7 and distance information output from the distance sensor 6. .

制御装置5は、ロボット1に自律的にタスクを実行させる自律制御と、ユーザ指示に応じてロボット1にタスクを実行させる手動制御と、を切替て実行する。制御装置5は、自律制御において、例えば、距離センサ6から出力される距離情報に基づいて移動装置3及び把持操作装置4を制御することで、設定されたタスクを自律的に実行する。
一方、制御装置5は、手動制御において、操作端末7から送信される情報に応じて移動装置3及び把持操作装置4を制御する。
The control device 5 switches between autonomous control that causes the robot 1 to execute tasks autonomously and manual control that causes the robot 1 to execute tasks in response to user instructions. In the autonomous control, the control device 5 autonomously executes the set task by controlling the moving device 3 and the gripping operation device 4 based on the distance information output from the distance sensor 6, for example.
On the other hand, the control device 5 controls the moving device 3 and the gripping operation device 4 in accordance with information transmitted from the operation terminal 7 in manual control.

例えば、ユーザは、図3に示すような操作端末7の操作画面を介して、操作情報を操作端末7に入力する。また、ユーザは、ロボット1の動作を手動操作するための様々な動作モードを、操作画面上のボタンなどを介して選択する。操作端末7は、選択された動作モードに対応する操作画面を表示する。ユーザは、操作端末7の表示画面を見つつ、操作入力部を操作してロボット1の動作を示す操作情報を入力する。操作端末7は、選択された操作モードおよび操作情報を制御装置5に送信する。制御装置5は、操作端末7から送信される動作モード及び操作情報に基づいて、移動装置3及び把持操作装置4を制御する。   For example, the user inputs operation information to the operation terminal 7 via the operation screen of the operation terminal 7 as shown in FIG. Further, the user selects various operation modes for manually operating the operation of the robot 1 via buttons on the operation screen. The operation terminal 7 displays an operation screen corresponding to the selected operation mode. The user inputs operation information indicating the operation of the robot 1 by operating the operation input unit while viewing the display screen of the operation terminal 7. The operation terminal 7 transmits the selected operation mode and operation information to the control device 5. The control device 5 controls the moving device 3 and the grip operation device 4 based on the operation mode and operation information transmitted from the operation terminal 7.

例えば、図4に示す如く、ユーザが手先XY移動モードという動作モードを操作端末7の操作画面で選択した場合、操作端末7は、選択された手先XY移動モードに対応した操作画面を表示する。ユーザは、その操作端末7の表示画面を見つつ、操作入力部を操作して手先のXY方向の移動を示す操作情報を入力する。操作端末7は、その選択された動作モード及び操作入力部の操作情報を制御装置5に送信する。制御装置5は、操作端末7から送信される動作モード及び操作情報に応じて、把持操作装置4を制御して、ロボット1の手先をXY方向に移動させる。   For example, as shown in FIG. 4, when the user selects an operation mode called the hand XY movement mode on the operation screen of the operation terminal 7, the operation terminal 7 displays an operation screen corresponding to the selected hand XY movement mode. While viewing the display screen of the operation terminal 7, the user operates the operation input unit and inputs operation information indicating movement of the hand in the XY directions. The operation terminal 7 transmits the selected operation mode and operation information of the operation input unit to the control device 5. The control device 5 controls the grip operation device 4 according to the operation mode and operation information transmitted from the operation terminal 7 to move the hand of the robot 1 in the XY directions.

同様に、図5に示す如く、ユーザが手先XY回転モードという動作モードを操作端末7の操作画面で選択した場合、操作端末7は、選択された手先XY回転モードに対応した操作画面を表示する。ユーザは、その操作端末7の表示画面を見つつ、操作入力部を操作して手先のXY方向の回転を示す操作情報を入力する。操作端末7は、その選択された動作モード及び操作入力部の操作情報を制御装置5に送信する。制御装置5は、操作端末7から送信される動作モード及び操作情報に応じて、把持操作装置4を制御して、ロボット1の手先をXY方向に回転させる。なお、上述した動作モードは一例であり、これに限られない。操作端末7及びロボット1には、ロボット1の動作を手動操作するための様々の動作モードが予め設定されている。   Similarly, as shown in FIG. 5, when the user selects an operation mode called the hand XY rotation mode on the operation screen of the operation terminal 7, the operation terminal 7 displays an operation screen corresponding to the selected hand XY rotation mode. . While viewing the display screen of the operation terminal 7, the user operates the operation input unit and inputs operation information indicating the rotation of the hand in the XY directions. The operation terminal 7 transmits the selected operation mode and operation information of the operation input unit to the control device 5. The control device 5 controls the grip operation device 4 according to the operation mode and operation information transmitted from the operation terminal 7 to rotate the hand of the robot 1 in the XY directions. The above-described operation mode is an example, and the present invention is not limited to this. Various operation modes for manually operating the operation of the robot 1 are set in the operation terminal 7 and the robot 1 in advance.

ところで、ロボットを操作する場合、その操作を行うための様々な動作モードが存在する。また、ユーザがロボットの状況を判断して最適な動作モードを選択することは熟練が必要となる。さらに、自律制御のロボットがタスク実行を失敗(タスク実行エラー)したとき、ロボットの制御を自律制御から手動制御に切替え、手動操作でそのエラー状況を回復する必要が生じる。このとき、一般のユーザは、どのような動作モードが存在し、また、現状でどのような動作モードが最適かが分からない。このため、ユーザにとって最適な動作モードを選択するのは大きな手間となる。   By the way, when operating a robot, there are various operation modes for performing the operation. Further, skill is required for the user to select the optimum operation mode by judging the situation of the robot. Furthermore, when an autonomous control robot fails to execute a task (task execution error), it is necessary to switch the robot control from autonomous control to manual control, and to recover the error state by manual operation. At this time, a general user does not know what operation mode exists and what operation mode is optimal at present. For this reason, it is a great effort to select an optimal operation mode for the user.

これに対し、本実施形態に係るロボット制御システム10は、ロボット1がタスク実行を失敗したときの動作に対応する動作モードを選択する。これにより、最適な動作モードが自動的に選択されるため、ユーザはその選択を行う手間が省け円滑にロボット1の操作を開始できる。   In contrast, the robot control system 10 according to the present embodiment selects an operation mode corresponding to an operation when the robot 1 fails to execute a task. As a result, since the optimum operation mode is automatically selected, the user can smoothly start the operation of the robot 1 without having to make the selection.

図6は、本実施形態に係る制御装置の概略的システム構成を示すブロック図である。本実施形態に係る制御装置5は、タスク実行部51と、エラー判定部52と、モード設定部53と、モード変更送信部54と、コマンド制御部55と、を有している。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic system configuration of the control device according to the present embodiment. The control device 5 according to the present embodiment includes a task execution unit 51, an error determination unit 52, a mode setting unit 53, a mode change transmission unit 54, and a command control unit 55.

制御装置5は、例えば、制御処理、演算処理等と行うCPU(Central Processing Unit)5a、CPU5aによって実行される制御プログラム、演算プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)5b、処理データ等を記憶するRAM(Random Access Memory)5c等からなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。   The control device 5 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 5a that performs control processing, arithmetic processing, and the like, a ROM (Read Only Memory) 5b that stores a control program executed by the CPU 5a, an arithmetic program, processing data, and the like. The hardware configuration is centered on a microcomputer including a RAM (Random Access Memory) 5c and the like.

タスク実行部51は、ロボット1が設定されたタスクを実行するように、移動装置3及び把持操作装置4を制御する。タスク実行部51は、例えば、PDDL(Planning Domain Descrition Language)のようなドメイン記述言語でタスクを定義し、定義したタスクをプランナに入力する。そして、タスク実行部51は、例えば、タスク「冷蔵庫開け」を「1.冷蔵庫のドアの取っ手を取る」、「2.冷蔵庫のドア取っ手を握る」、「3.ドアをヒンジ拘束で回転させて開ける」などの、粒度の細かい動作へ分割する。タスク実行部51は、分割した各動作(以下、分割動作)を実行するように、移動装置3及び把持操作装置4を制御する。タスク実行部51は、実行中の分割動作をモード設定部53に出力する。   The task execution unit 51 controls the moving device 3 and the gripping operation device 4 so that the robot 1 executes the set task. The task execution unit 51 defines a task in a domain description language such as PDDL (Planning Domain Description Language), and inputs the defined task to the planner. Then, the task execution unit 51, for example, performs the task “open refrigerator” “1. Take the handle of the refrigerator door”, “2. Hold the refrigerator door handle”, “3. Divide into fine-grained actions such as “open”. The task execution unit 51 controls the moving device 3 and the gripping operation device 4 so as to execute each divided operation (hereinafter, divided operation). The task execution unit 51 outputs the division operation being executed to the mode setting unit 53.

エラー判定部52は、ロボット1がタスクの実行を失敗したか否かを判定する。エラー判定部52は、ロボット1のタスク完了条件が満たされない場合や、自律的にタスク続行が不能な場合などに、ロボット1のタスク実行失敗と判定する。   The error determination unit 52 determines whether or not the robot 1 has failed to execute the task. The error determination unit 52 determines that the task execution of the robot 1 has failed when the task completion condition of the robot 1 is not satisfied or when the task cannot be continued autonomously.

例えば、エラー判定部52は、上記ドメイン記述言語で定義されたタスクにおいて、ゴール状態を設定し、ゴール状態を満たせない場合に、タスクの実行を失敗したと判定してもよい。   For example, the error determination unit 52 may determine that the task execution has failed when the goal state is set in the task defined in the domain description language and the goal state cannot be satisfied.

ここで、上記ゴール状態として、冷蔵庫のドアが60度以上開いた状態が設定された場合を想定する。この場合、エラー判定部52は、ドアの開き角度が30度開いた状態であると認識したとき、ゴール状態を満たしていないため、ロボット1のタスク実行失敗と判定する。上記ゴール状態として、冷蔵庫の引出しが0.5m以上開いた状態が設定された場合を想定する。この場合、エラー判定部52は、引出しの開きが0.2m開いた状態であると認識したとき、ゴール状態を満たしていないため、ロボット1のタスク実行失敗と判定する。   Here, the case where the state where the refrigerator door is opened by 60 degrees or more is set as the goal state. In this case, when the error determination unit 52 recognizes that the door opening angle is 30 degrees, the error determination unit 52 determines that the task execution failure of the robot 1 has failed because the goal state is not satisfied. Assume that the state where the refrigerator drawer is set to be opened by 0.5 m or more is set as the goal state. In this case, when the error determination unit 52 recognizes that the opening of the drawer is 0.2 m, the error determination unit 52 determines that the task execution of the robot 1 has failed because the goal state is not satisfied.

また、エラー判定部52は、ロボット1のモーションプランニング(動作計画)の失敗を検知したとき、ロボット1のタスク実行失敗と判定してもよい。エラー判定部52は、例えば、RRT(Rapidly-exploring Random Trees)において、現実的な時間内に解(動作に必要な関節軌道など)を得ることができない場合に、ロボット1のタスク実行失敗と判定する。より具体的には、エラー判定部52は、ドア開けや引出し空けのモーションプランニングを実施して、解を得ることができない場合に、ロボット1のタスク実行失敗と判定してもよい。   In addition, the error determination unit 52 may determine that the task execution of the robot 1 has failed when detecting a failure in motion planning (motion planning) of the robot 1. The error determination unit 52 determines that the task execution of the robot 1 has failed when, for example, in RRT (Rapidly-exploring Random Trees), a solution (such as a joint trajectory necessary for operation) cannot be obtained within a realistic time. To do. More specifically, the error determination unit 52 may determine that the task execution of the robot 1 has failed when the motion planning for opening the door or pulling out the door is not possible.

さらに、エラー判定部52は、ロボット1の各動作において許容可能な外力を設定し、その外力の設定値を超える外力がロボット1のセンサなどにより検出された場合に、ロボット1のタスク実行失敗と判定してもよい。   Further, the error determination unit 52 sets an allowable external force in each operation of the robot 1, and when the external force exceeding the set value of the external force is detected by the sensor of the robot 1, the task execution failure of the robot 1 is determined. You may judge.

なお、上記エラー判定部52による失敗の判定方法は一例であり、これに限定されない。例えば、エラー判定部52は、上述した判定方法を任意に組み合わせて、ロボット1のタスク実行失敗を判定してもよい。エラー判定部52は、ロボット1のタスク実行失敗と判定したとき、その判定結果をモード設定部53に出力する。   The failure determination method by the error determination unit 52 is an example, and is not limited to this. For example, the error determination unit 52 may determine the task execution failure of the robot 1 by arbitrarily combining the above-described determination methods. When the error determination unit 52 determines that the task execution of the robot 1 has failed, the error determination unit 52 outputs the determination result to the mode setting unit 53.

モード設定部53は、ロボット1がタスク実行を失敗したときの動作に対応する動作モードを選択し、設定する。例えば、モード設定部53は、エラー判定部52からの判定結果と、タスク実行部51からのタスクの分割動作と、設定ファイル情報と、に基づいて、タスク実行失敗時の動作モードを設定する。   The mode setting unit 53 selects and sets an operation mode corresponding to the operation when the robot 1 fails to execute the task. For example, the mode setting unit 53 sets an operation mode at the time of task execution failure based on the determination result from the error determination unit 52, the task division operation from the task execution unit 51, and the setting file information.

上記設定ファイル情報は、例えば、タスクの各分割動作と、タスクの各分割動作の失敗時に設定する最適な動作モードと、が複数対応付けられた情報である。設定ファイル情報は、ROM5bやRAM5cなどに予め設定されている。例えば、タスク「冷蔵庫開け」が、分割動作「1.移動」、「2.回転ドア開け」、「3.引出し開け」に分割されている。この場合、設定ファイル情報には、分割動作「1.移動」に動作モード「移動操縦指示モード」、分割動作「2.回転ドア開け」に動作モード「ヒンジ拘束回転指示モード」、分割動作「3.引出し開け」に動作モード「手先XY移動モード」が夫々対応付けられている。   The setting file information is, for example, information in which a plurality of task division operations are associated with a plurality of optimum operation modes set when each task division operation fails. The setting file information is set in advance in the ROM 5b, the RAM 5c, and the like. For example, the task “open refrigerator” is divided into division operations “1. movement”, “2. revolving door opening”, and “3. drawer opening”. In this case, the setting file information includes an operation mode “mobile operation instruction mode” for the division operation “1. movement”, an operation mode “hinge constraint rotation instruction mode” for the division operation “2. The operation mode “hand XY movement mode” is associated with “.

モード設定部53は、エラー判定部52からの判定結果に基づいて、タスク実行が失敗したと判定すると、そのときのタスクの分割動作に対応する最適な動作モードを設定ファイル情報から読出し設定する。このようにして、ロボット1がタスクの実行を失敗したときの動作に対応する、動作モードが自動的に選択される。   When the mode setting unit 53 determines that the task execution has failed based on the determination result from the error determination unit 52, the mode setting unit 53 reads and sets the optimum operation mode corresponding to the task division operation at that time from the setting file information. In this way, the operation mode corresponding to the operation when the robot 1 fails to execute the task is automatically selected.

モード設定部53は、設定した動作モードを操作端末7に送信する。操作端末7は、モード設定部53からの送信される動作モードに応じた操作画面を表示させる。例えば、操作端末7は、送信された動作モードが「移動操縦指示モード」の場合、ジョイスティックを前方に倒すと移動装置3が前進し、ジョイスティックを横方向に倒すと移動装置3が旋回するような操作画面を表示させる。また、操作端末7は、送信された動作モードが「手先XY移動モード」の場合、ジョイスティックをX方向に倒すと手先がX方向に移動し、ジョイスティックをY方向に倒すと手先がY方向に移動するような操作画面を表示させる。   The mode setting unit 53 transmits the set operation mode to the operation terminal 7. The operation terminal 7 displays an operation screen corresponding to the operation mode transmitted from the mode setting unit 53. For example, when the operation mode transmitted is the “movement control instruction mode”, the operation terminal 7 moves forward when the joystick is tilted forward, and the movement device 3 turns when the joystick is tilted laterally. Display the operation screen. When the transmitted operation mode is the “hand XY movement mode”, the hand terminal moves in the X direction when the joystick is tilted in the X direction, and the hand moves in the Y direction when the joystick is tilted in the Y direction. Display the operation screen.

なお、モード設定部53は、タスク実行失敗時に実行していた動作直近の動作プロファイルに基づいて、タスク実行失敗時の動作モードを設定してもよい。
例えば、モード設定部53は、ロボット1のタスク実行時に、現在実行している動作直近の動作プロファイル(「移動装置3の前後方向の移動」、「移動装置3の旋回」、「手先の前後方向の移動」、「手先の左右方向の移動」など)を記憶する。モード設定部53は、ロボット1のタスク実行失敗時に実行していた動作直近の動作プロファイルに近似した分割動作を抽出する。そして、モード設定部53は、設定ファイル情報に基づいて、抽出した分割動作に対する動作モードを選択し設定する。
Note that the mode setting unit 53 may set the operation mode at the time of task execution failure based on the most recent operation profile executed at the time of task execution failure.
For example, when the task of the robot 1 is executed, the mode setting unit 53 moves the motion profile closest to the currently executed motion (“movement of the moving device 3 in the front-rear direction”, “turning of the moving device 3”, “front-rear direction of the hand”). ”,“ Movement of the hand in the horizontal direction ”, etc.) are stored. The mode setting unit 53 extracts a divided motion that approximates the motion profile closest to the motion that was being executed when the task execution of the robot 1 failed. Then, the mode setting unit 53 selects and sets an operation mode for the extracted divided operation based on the setting file information.

より具体的には、ロボット1のタスク実行失敗時に実行していた動作直近の動作プロファイルが「移動装置3の前後方向の移動」である場合、モード設定部53は、その動作プロファイルに近似した分割動作「1.移動」を抽出する。モード設定部53は、設定ファイル情報に基づいて、抽出した分割動作「1.移動」に対する動作モード「移動操縦指示モード」を選択し設定する。また、タスク実行失敗時に実行していた動作直近の動作プロファイルが「手先の前後方向の移動」である場合、モード設定部53は、その動作プロファイルに近似した分割動作「3.引出し開け」を抽出する。モード設定部53は、設定ファイル情報に基づいて、抽出した分割動作「1.移動」に対する動作モード「手先XY移動モード」を選択し設定する。このようにして、ロボット1がタスク実行を失敗したときの動作直近の動作に対応する、動作モードが自動的に選択される。   More specifically, when the motion profile closest to the motion that was being executed when the task execution of the robot 1 failed is “movement of the moving device 3 in the front-rear direction”, the mode setting unit 53 divides the motion profile by approximation. The operation “1. movement” is extracted. The mode setting unit 53 selects and sets the operation mode “movement control instruction mode” for the extracted division operation “1. movement” based on the setting file information. In addition, when the operation profile closest to the operation that was being executed when the task execution failed is “movement in the front-rear direction of the hand”, the mode setting unit 53 extracts the divided operation “3. drawer opening” that approximates the operation profile. To do. The mode setting unit 53 selects and sets the operation mode “hand XY movement mode” for the extracted division operation “1. movement” based on the setting file information. In this way, the operation mode corresponding to the most recent operation when the robot 1 fails to execute the task is automatically selected.

モード設定部53は、設定した動作モードをモード変更送信部54に出力する。
モード変更送信部54は、モード設定部53からの動作モードを受信すると、その動作モードに対応するID情報と、タスク実行失敗を示すエラー情報と、を操作端末7に送信する。モード変更送信部54は、これらID情報及びエラー情報を、例えばWifi(登録商標)や有線あるいは無線LANなどを介して操作端末7に送信する。
The mode setting unit 53 outputs the set operation mode to the mode change transmission unit 54.
When the mode change transmission unit 54 receives the operation mode from the mode setting unit 53, the mode change transmission unit 54 transmits ID information corresponding to the operation mode and error information indicating task execution failure to the operation terminal 7. The mode change transmission unit 54 transmits the ID information and error information to the operation terminal 7 via, for example, WiFi (registered trademark), wired or wireless LAN.

コマンド制御部55は、操作端末7から送信される、あるいはモード設定部53により設定される動作モードと、操作端末7から送信される操作情報と、に基づいて、移動装置3及び把持操作装置4を制御する。例えば、ロボット1がタスク実行を失敗したときに、コマンド制御部55は、モード設定部53により設定された動作モードと、操作端末7から送信された操作情報と、に基づいて、移動装置3及び把持操作装置4を制御する。これにより、ロボット1が失敗したタスクを回復することができる。   The command control unit 55 is based on the operation mode transmitted from the operation terminal 7 or set by the mode setting unit 53 and the operation information transmitted from the operation terminal 7. To control. For example, when the robot 1 fails to execute the task, the command control unit 55 uses the operation mode set by the mode setting unit 53 and the operation information transmitted from the operation terminal 7 to The grip operation device 4 is controlled. Thereby, the task which the robot 1 failed can be recovered.

より具体的には、コマンド制御部55は、モード設定部53により設定された動作モード「手先XY移動モード」と、操作端末7から送信される操作情報「ジョイスティックが前方(X方向)に倒されたという情報」と、に基づいて、手先がX方向にα[m]前方に進んだ場合の把持操作装置4の各関節角度を逆運動学(IK)を用いて算出する。そして、コマンド制御部55は、算出した各関節角度に応じた制御信号を把持操作装置4に出力する。   More specifically, the command control unit 55 includes the operation mode “hand XY movement mode” set by the mode setting unit 53 and the operation information “joystick tilted forward (X direction) transmitted from the operation terminal 7. Based on the information, the joint angles of the gripping operation device 4 when the hand has advanced α [m] forward in the X direction are calculated using inverse kinematics (IK). Then, the command control unit 55 outputs a control signal corresponding to each calculated joint angle to the gripping operation device 4.

操作端末7は、モード変更送信部54から送信されるID情報及びエラー情報を受信するモード変更部71を有している。モード変更部71は、モード変更送信部54からID情報を受信すると、そのID情報の動作モードに対応した操作画面を表示する。モード変更部71は、例えば、タブレットのような画像表示と、ソフトウェアジョイスティックと、を含む操作画面を表示する。ユーザは、操作画面の画像表示をタップし、あるいは、ソフトウェアジョイスティックをタップすることで、操作情報を容易に入力することができる。なお、操作端末7は、メカニカルなジョイスティックと、選択された動作モードを点灯するLEDと、で構成されていてもよい。   The operation terminal 7 includes a mode change unit 71 that receives ID information and error information transmitted from the mode change transmission unit 54. When the mode change unit 71 receives the ID information from the mode change transmission unit 54, the mode change unit 71 displays an operation screen corresponding to the operation mode of the ID information. For example, the mode changing unit 71 displays an operation screen including an image display such as a tablet and a software joystick. The user can easily input the operation information by tapping the image display on the operation screen or tapping the software joystick. The operation terminal 7 may be composed of a mechanical joystick and an LED that lights the selected operation mode.

図7は、本実施形態に係るロボット制御方法の制御処理フローを示すフローチャートである。
制御装置5のタスク実行部51は、タスクの各分割動作を実行するように、移動装置3及び把持操作装置4を自律制御する(ステップS101)。タスク実行部51は、実行中の分割動作をモード設定部53に出力する。
FIG. 7 is a flowchart showing a control processing flow of the robot control method according to the present embodiment.
The task execution unit 51 of the control device 5 autonomously controls the moving device 3 and the gripping operation device 4 so as to execute each division operation of the task (step S101). The task execution unit 51 outputs the division operation being executed to the mode setting unit 53.

エラー判定部52は、ロボット1がタスク実行を失敗したか否かを判定する(ステップS102)。エラー判定部52は、ロボット1がタスク実行を失敗したと判定すると(ステップS102のYES)、その判定結果をモード設定部53に出力する(ステップS103)。   The error determination unit 52 determines whether or not the robot 1 has failed in task execution (step S102). If the error determination unit 52 determines that the robot 1 has failed to execute the task (YES in step S102), the error determination unit 52 outputs the determination result to the mode setting unit 53 (step S103).

モード設定部53は、エラー判定部52からの判定結果と、タスク実行部51からのタスクの分割動作と、設定ファイル情報と、に基づいて、タスク実行失敗時の動作モードを設定する(ステップS104)。モード設定部53は、設定した動作モードをモード変更送信部54に出力する。   The mode setting unit 53 sets the operation mode at the time of task execution failure based on the determination result from the error determination unit 52, the task division operation from the task execution unit 51, and the setting file information (step S104). ). The mode setting unit 53 outputs the set operation mode to the mode change transmission unit 54.

モード変更送信部54は、モード設定部53からの動作モードを受信すると、その動作モードに対応するID情報と、エラー情報と、を操作端末7に送信する(ステップS105)。   When receiving the operation mode from the mode setting unit 53, the mode change transmission unit 54 transmits ID information and error information corresponding to the operation mode to the operation terminal 7 (step S105).

操作端末7のモード変更部71は、モード変更送信部54からID情報を受信すると、そのID情報の動作モードに対応した操作画面を表示する(ステップS106)。
ユーザは、操作端末7の操作画面上で操作情報を入力する(ステップS107)。このとき、タスク実行失敗時において、最適な動作モードが自動的に設定されており、その動作モードに対応した操作画面が表示されている。ユーザは、操作画面に従って、容易に実行に失敗したタスクを回復させることができる。特に、経験の少ないユーザは、改めて動作モードを選択する必要がないため、大幅に手間を削減できる。
When the mode change unit 71 of the operation terminal 7 receives the ID information from the mode change transmission unit 54, the mode change unit 71 displays an operation screen corresponding to the operation mode of the ID information (step S106).
The user inputs operation information on the operation screen of the operation terminal 7 (step S107). At this time, when task execution fails, an optimal operation mode is automatically set, and an operation screen corresponding to the operation mode is displayed. The user can easily recover a task that failed to be executed according to the operation screen. In particular, a user with little experience does not need to select an operation mode again, so that labor can be greatly reduced.

操作端末7は、入力された操作情報を制御装置5のコマンド制御部55に送信する(ステップS108)。
コマンド制御部55は、モード設定部53により設定される動作モードと、操作端末7から送信される操作情報と、に基づいて、移動装置3及び把持操作装置4を制御する(ステップS109)。
The operation terminal 7 transmits the input operation information to the command control unit 55 of the control device 5 (step S108).
The command control unit 55 controls the moving device 3 and the gripping operation device 4 based on the operation mode set by the mode setting unit 53 and the operation information transmitted from the operation terminal 7 (step S109).

以上、本実施形態に係るロボット制御システム10において、ロボット1がタスク実行を失敗したときの動作又は該動作直近の動作に対応する動作モードを選択する。これにより、最適な動作モードが自動的に選択されるため、ユーザはその選択を行う手間が省け円滑にロボット1の操作を開始できる。   As described above, in the robot control system 10 according to the present embodiment, the operation mode corresponding to the operation when the robot 1 fails to execute the task or the operation closest to the operation is selected. As a result, since the optimum operation mode is automatically selected, the user can smoothly start the operation of the robot 1 without having to make the selection.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、例えば、 図7に示す処理を、CPU5aにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。   In the present invention, for example, the processing shown in FIG. 7 can be realized by causing the CPU 5a to execute a computer program.

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。   The program may be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to a computer. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W and semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory)) are included.

プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。   The program may be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

1 ロボット、2 ロボット本体、3 移動装置、4 把持操作装置、5 制御装置、6 距離センサ、7 操作端末、10 ロボット制御システム、51 タスク実行部、52 エラー判定部、53 モード設定部、54 モード変更送信部、55 コマンド制御部   1 robot, 2 robot body, 3 moving device, 4 gripping operation device, 5 control device, 6 distance sensor, 7 operation terminal, 10 robot control system, 51 task execution unit, 52 error determination unit, 53 mode setting unit, 54 mode Change transmission unit, 55 command control unit

Claims (1)

ロボットを自律制御してタスクを実行させるステップと、
前記ロボットが前記タスクの実行を失敗したとき、前記自律制御からユーザ指示に応じて前記タスクを実行する手動制御に前記ロボットの制御を切り替えるステップと、
を含むロボット制御方法であって、
前記ロボットの手動制御時にユーザが前記ロボットの動作を手動操作するための、動作モードと、前記ロボットの動作とが、対応付けて予め設定されており、
前記ロボットがタスク実行を失敗したか否かを判定するステップと、
前記ロボットがタスク実行を失敗したと判定すると、前記タスクの動作と前記タスクの動作の失敗時に設定する最適な動作モードとが複数対応付けられた設定ファイル情報に基づいて、前記タスクの動作、該動作の直近の動作、又は該直近の動作に近似する動作、に対応付けられた動作モードを、タスク実行失敗時の動作モードに設定するステップと、
前記設定したタスク実行失敗時の動作モードに対応した操作画面を操作端末上に表示するステップと、
前記操作端末の操作画面上で、前記ロボットの動作を示す操作情報を入力するステップと、
前記設定したタスク実行失敗時の動作モードと、前記入力された操作情報と、に基づいて前記ロボットを制御するステップと、を含む、
ことを特徴とするロボット制御方法。
A step of autonomously controlling the robot to execute a task;
When the robot fails to execute the task, switching the control of the robot from the autonomous control to manual control for executing the task in response to a user instruction;
A robot control method including:
The operation mode for the user to manually operate the operation of the robot during manual control of the robot and the operation of the robot are preset in association with each other,
Determining whether the robot has failed in task execution;
When the robot determines that the task execution has failed, the task operation and the task operation based on setting file information in which a plurality of optimum operation modes to be set when the task operation fails are associated, Setting an operation mode associated with the latest operation of the operation or an operation approximate to the latest operation to an operation mode at the time of task execution failure;
Displaying an operation screen corresponding to the set operation mode at the time of task execution failure on the operation terminal;
On the operation screen of the operation terminal, inputting operation information indicating the operation of the robot;
Controlling the robot based on the set operation mode at the time of task execution failure and the input operation information .
A robot control method characterized by the above.
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