JP6997797B2 - 工具経路の自動生成 - Google Patents
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Description
[0021] ロボット制御システムは、作業現場内にあるロボットデバイスを含んでよく、ロボットデバイスは、物理物体を操作または物理物体に関与することを伴うタスクをロボットデバイスが実行することを可能にする1または複数のエンドエフェクタ(たとえばアームエンド工具)を含んでよい。ロボットデバイスは、エンドエフェクタの物理物体の操作をガイドする他の構成要素(たとえばセンサ)も含んでよい。例において、コントローラは、ロボットデバイスへ、エンドエフェクタ(複数も可)およびセンサ(複数も可)を用いて物理物体の操作または物理物体との相互作用を伴うタスクを実行する命令を送信してよい。タスクは、たとえば作業現場においてシステムが実行する建設プロジェクトなど、より大きなプロセスまたはプロジェクトの一部であってよい。
[0032] 図1は、本明細書で説明される実施形態と関連して用いられ得るロボット制御システム100の構成例を示す。ロボット制御システム100は、自律的に、半自律的に、および/またはユーザ(複数も可)によって提供される指示を用いて動作するように構成され得る。ロボット制御システム100は、たとえば建設現場、生産現場、製造現場、検査または品質管理現場などの作業現場の管理を担当してよい。たとえば建設または製造現場において、ロボット制御システム100は、製品(相互置換的に「出力製品」とも称される)の建設または製造の調整を担当してよい。具体的には、そのようなロボット制御システムは、製品を構築するための1または複数のロボットデバイスを制御してよく、1または複数のセンサを用いて環境を監視してもよい。
[0058] 図2は、実施形態例に係るロボットデバイス200を示す。ロボットデバイス200は、図1に示すロボットデバイス110の態様を含んでよい。図2に示すように、ロボットデバイス200は、エンドエフェクタ204を有するロボットアーム202を含んでよい。エンドエフェクタ204は、1または複数の他の工具、グリッパ、またはガイドを備えてよい。ロボットアーム202は、1または複数の自由度に沿って動いてよい。たとえばロボットアーム202は、図2にA1~A6として示す6自由度に沿って動いてよい。特定の例において、ロボットデバイス200は、たとえば左右の動きを可能にするレール(不図示)に沿って、1または複数の軸A0に沿って動いてよい。
[0064] 図3は、典型的な実施形態に係る、ロボットデバイス200が位置する生産現場302を示す。具体的には、ロボットデバイス200のコントローラ308(たとえばロボット制御システムのコントローラ)は、新たな物体を組み立て、または作業現場内の既存の物体と相互作用する命令を受信してよい。たとえばコントローラ308は、作業現場内の既存の物体を修正する命令を受信してよい。図3に示すように、コントローラ308は、ロボットデバイス200を動作させ、ロボットデバイス200に、場合によっては新たな物体を組み立てまたは既存の物体を修正するために、生産現場302またはその付近に位置する物理的物体と相互作用させ、または物理的物体を操作させ得る。図3は更に、アズビルト製品306を示す。アズビルト製品は、ロボットデバイス200によって組立て中の出力製品の組み立てられた部分であってよい。例において、出力製品を組み立てるプロセスは、設計段階(すなわち組立て前段階)および組立て段階を伴い得る。
A.組立て前段階において命令を生成すること
[0101] 上述したように、システムは、タスクに関する命令を組立て段階において(すなわち、その特定のタスクのランタイムに)生成してよい。ただし他の実施形態において、システムは、設計段階において命令を生成してもよい。具体的には、設計段階において1または複数のタスクを生成した後、システムは次に、たとえば経路ベースタスクなどの1または複数のタスクに関する命令を生成してよい。命令を生成するために、システムは、1または複数のタスクパラメータに関して所望の経路ベースタスクを定義してよい。システムはその後、経路ベースタスクの1または複数のタスクパラメータに基づいて、タスクに関するパラメトリック命令を生成してよい。パラメトリック命令は、エンドエフェクタの制御パラメータの値を示してよい。具体的には、エンドエフェクタの制御パラメータが決定された値に設定される場合、エンドエフェクタは、遂行の結果がタスクパラメータを満たすようにタスクを実行する。いくつかの例において、システムは、タスクに関するパラメトリック命令を生成するために、経路ベースタスクのパラメータおよび目標物体の公称モデルを用いてよい。例として、システムは、エンドエフェクタの工具経路を示すパラメトリック命令を生成してよい。そのようなパラメトリック命令は、物体および/または作業現場の1または複数の特徴に対してパラメータ的に工具経路を定義する。
[0104] 上述したロボット制御システムに関する動作は、1または複数のプロセッサによって方法として実装され得る。上述したように、ロボット制御システムは、1または複数のロボットデバイスを動作させ得る。したがって、ロボットデバイスとロボット制御システムとの間に信号交換が存在してよい。ロボット制御システムの動作を説明する方法例700、800、900、および1000は、それぞれ図7、図8、図9、および図10にフローチャートの形式で示される。
[0117] 本開示は、様々な態様の例示として意図された、本出願において説明された特定の実施形態に関して限定されるものではない。当業者には明らかであるように、多数の修正および変形例が本開示の主旨および範囲から逸脱することなく生み出され得る。本開示の範囲内の機能的に同等である方法および装置は、本明細書に挙げられた方法および装置に加えて、上記説明から当業者に明らかになる。そのような修正および変形例は、添付の特許請求の範囲の範囲内に収まることが意図される。
Claims (18)
- エンドエフェクタを含むロボットデバイスによる物体への経路ベースタスクのタスク情報を決定することであって、前記タスク情報は、(i)少なくとも1つのタスクパラメータおよび(ii)前記物体の公称表現を備えることと、
前記タスク情報に基づいて、前記エンドエフェクタが前記タスクを実行するための1または複数のパラメトリック命令を決定することであって、前記1または複数のパラメトリック命令は、前記経路ベースタスクの実行時に前記エンドエフェクタが辿るための工具経路を示すことと、
センサデータに基づいて、前記物体の観察表現を生成することと、
前記物体の前記観察表現と前記物体の前記公称表現との間の1または複数の逸脱を識別することと、
前記1または複数の逸脱に少なくとも基づいて、前記経路ベースタスクの遂行をもたらすために前記1または複数のパラメトリック命令を更新することと、
更新された前記1または複数のパラメトリック命令を前記物体の前記観察表現にマッピングすることと、
前記ロボットデバイスに前記経路ベースタスクを実行させるために、前記マッピングされたパラメトリック命令を前記エンドエフェクタへ送信することとを含み、
前記1または複数のパラメトリック命令は、前記エンドエフェクタが前記工具経路に沿って動く時に前記エンドエフェクタの動作を制御する1または複数の制御パラメータに関する1または複数の値を更に示し、前記1または複数のパラメトリック命令の更新時に前記1または複数の逸脱に基づいて前記1または複数の制御パラメータが更新される、方法。 - 前記1または複数のパラメトリック命令は、前記経路ベースタスクを実行する前記エンドエフェクタが前記少なくとも1つのタスクパラメータを満たすように、前記エンドエフェクタのための命令を定義する、請求項1に記載の方法。
- 前記エンドエフェクタが前記タスクを実行するための1または複数のパラメトリック命令を決定することは、前記エンドエフェクタの特徴または前記物体の特徴の少なくとも1つに更に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記1または複数のパラメトリック命令をマッピングすることは、前記工具経路を前記物体の前記観察表現にマッピングすることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1または複数の制御パラメータは、前記エンドエフェクタの速度、前記エンドエフェクタによって印加される圧力、及び、前記エンドエフェクタによって印加されるトルクの1または複数を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記経路ベースタスクは接着タスクであり、前記エンドエフェクタは、前記物体の表面に接着剤を堆積させるアプリケータを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記1または複数のパラメトリック命令は、前記接着剤アプリケータが前記工具経路に沿って動く速度、堆積させる接着剤の量、及び、前記接着剤アプリケータが前記接着剤を前記表面に分注する圧力の少なくとも1つを更に示す、請求項6に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのタスクパラメータは、前記表面における所望の堆積被覆領域である、請求項6に記載の方法。
- 前記工具経路に沿って動く前記接着剤アプリケータは、前記接着剤を堆積パターンに堆積させ、前記堆積パターンは、幅、長さ、および深さを有する、請求項6に記載の方法。
- 前記経路ベースタスクはサンディングタスクであり、前記エンドエフェクタはサンダであり、前記タスクパラメータは所望の表面仕上がりを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記物体の材料の種類を示す材料特性情報を決定することと、
前記材料特性情報および前記タスクパラメータに基づいて、(i)前記工具経路に沿って動く間の前記エンドエフェクタの動きの速度、および(ii)前記エンドエフェクタによって付与される圧力を決定することと
を更に含む、請求項10に記載の方法。 - 前記物体の前記公称表現は、前記物体の組立て前モデルによって提供され、前記物体の前記観察表現は、前記物体の組立て後の表現を含む、請求項1に記載の方法。
- 物体と相互作用するように構成されたエンドエフェクタを備えるロボットデバイスと通信するための少なくとも1つの通信インタフェースと、
スキャナデバイスと通信するための少なくとも1つの通信インタフェースと、
少なくとも1つのプロセッサと、
機能を実行するために前記少なくとも1つのプロセッサによって実行可能なプログラム命令を備える非一時的コンピュータ可読媒体(CRM)と、を備え、
前記機能は、
前記エンドエフェクタによる物体の表面への経路ベースタスクに関する1または複数のパラメトリック命令を決定することであって、前記1または複数のパラメトリック命令は、前記表面における経路を示し、前記表面の公称表現に基づくことと、
前記表面の製作が完了したこと、およびそれに応じて前記スキャナデバイスに前記表面の走査を実行させることを決定することと、
前記走査に基づいて、前記表面の観察表現を決定することと、
前記表面の前記観察表現と前記表面の前記公称表現との間の1または複数の逸脱の識別に少なくとも基づいて、前記表面の前記観察表現に従って前記表面への前記経路ベースタスクの遂行をもたらすために前記1または複数のパラメトリック命令を更新することと、
前記ロボットデバイスに前記表面への前記経路ベースタスクを実行させるために、前記少なくとも1つの通信インタフェースを介して、前記1または複数の更新された命令を前記ロボットデバイスへ送信することとを含み、
前記1または複数のパラメトリック命令は、前記エンドエフェクタが前記経路に沿って動く時に前記エンドエフェクタの動作を制御する1または複数の制御パラメータに関する1または複数の値を更に示し、前記1または複数のパラメトリック命令の更新時に前記1または複数の逸脱に基づいて前記1または複数の制御パラメータが更新される、システム。 - 前記エンドエフェクタが前記タスクを実行するための1または複数のパラメトリック命令を決定することは、前記エンドエフェクタの特徴または前記物体の特徴の少なくとも1つに更に基づく、請求項13に記載のシステム。
- 前記1または複数のパラメトリック命令は、前記エンドエフェクタのための前記表面に対する更新された経路を決定することを含む、請求項13に記載のシステム。
- 物体のパラメトリックモデルを分析することと、
前記分析に基づいて、(i)エンドエフェクタを含むロボットデバイスによって前記物体に実行される経路ベースタスクのパラメータを決定すること、および(ii)前記エンドエフェクタのためのパラメトリック工具経路を生成することと、
前記経路ベースタスクのランタイムに、前記物体の表現を示すセンサデータを受信することと、
前記センサデータに基づいて、前記物体の表現と前記物体のパラメトリックモデルとの間の1または複数の逸脱を識別することと、
前記1または複数の逸脱に少なくとも基づいて、前記経路ベースタスクの遂行をもたらすために前記パラメトリック工具経路を更新することと、
更新された前記パラメトリック工具経路を前記物体の前記表現にマッピングすることと、
前記エンドエフェクタに、前記マッピングされた工具経路を辿ることによって前記経路ベースタスクを実行させる命令を生成することと、
前記ロボットデバイスに前記物体への前記経路ベースタスクを実行させるために、前記エンドエフェクタへ前記命令を送信することと、を含み、
前記1または複数のパラメトリック命令は、前記エンドエフェクタが前記パラメトリック工具経路に沿って動く時に前記エンドエフェクタの動作を制御する1または複数の制御パラメータに関する1または複数の値を更に示し、前記1または複数のパラメトリック命令の更新時に前記1または複数の逸脱に基づいて前記1または複数の制御パラメータが更新される、方法。 - 前記エンドエフェクタのためのパラメトリック工具経路を生成することは、前記物体の1または複数の特徴からの距離の関数として前記パラメトリック工具経路を定義することを備える、請求項16に記載の方法。
- 前記パラメトリック工具経路をマッピングすることは、
前記物体の前記1または複数の特徴を特定するために前記表現を用いることと、
前記物体の前記1または複数の特徴に対する前記パラメトリック工具経路をマッピングすることとを含む、請求項17に記載の方法。
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