JP7331616B2

JP7331616B2 - 回避軌道生成装置、方法、及びプログラム

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Description

本発明は、回避軌道生成装置、回避軌道生成方法、及び回避軌道生成プログラムに関する。

複数のロボットの動作生成を行う際、従来技術では、ロボット同士の干渉を判定し、干渉が発生する場合、干渉時の相手ロボットの形状を障害物として設定し、障害物を回避するような回避動作を生成している。

例えば、実環境で複数台のロボットアームを動作させる時、その通過領域が互いに交差する可能性を低減できるように、ロボットの軌道生成を行う方法が提案されている。この方法では、複数のロボットアームの軌道の始点及び終点を含む動作指令リストを生成し、動作指令リストに基づき各々の軌道生成を行う順序を決定し、動作指令リスト中の特定のロボットアームに関し、始点及び終点に基づき、障害物メモリに他のロボットアームの軌道生成に関して登録された障害物空間を回避するよう、軌道生成を行う。そして、生成軌道で当該ロボットアームを動作させた際、当該アームの躯体によって掃引される掃引空間を、他のロボットアームが回避すべき障害物空間として障害物メモリに追加する（特許文献１）。

特開２０１７－１３１９７３号公報

しかしながら、他のロボットを障害物として登録する場合、他のロボットのどの部分と干渉しているかを求めることは計算コストがかかる。一方、他のロボットの全体や、特許文献１に記載の発明のように、アームの躯体によって掃引される掃引空間を障害物空間として登録する場合、障害物の範囲が大きくなり過ぎてしまい、障害物を回避可能な回避軌道が生成される確率、すなわち回避軌道の生成の成功率が低下するという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数のロボットの動作生成において、ロボット同士が干渉する場合の回避軌道の生成の成功率を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る回避軌道生成装置は、複数のロボットの各々について、動作の軌道を示す軌道情報と、キネマティクス情報、設置位置情報、及び形状情報を含む仕様情報とを取得する取得部と、前記取得部により取得された前記軌道情報と前記仕様情報とに基づいて、前記複数のロボットの各々が前記動作を実行する際のロボット間の干渉の有無を判定する判定部と、前記複数のロボットのうち、回避軌道を生成する対象のロボットについて、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記対象のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する登録部と、前記登録部により登録された障害物を回避する回避軌道を生成する生成部と、を含んで構成される。

また、前記対象のロボットの一部は、ロボットの手先部分を含むことができる。

また、前記判定部は、前記対象のロボットの動作時間を所定の時間間隔で分割した各時刻ステップにおける前記対象のロボットの姿勢と、同時刻ステップにおける前記複数のロボットの内の他のロボットの姿勢とに基づいて、前記ロボット間の干渉の有無を判定することができる。

また、前記登録部は、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記他のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録することができる。

また、前記登録部は、前記生成部による回避軌道の生成の妨げになる場合、前記他のロボットの一部を障害物として登録しないようにすることができる。

また、前記生成部は、前記対象のロボットの開始姿勢から、前記障害物を回避し、終了姿勢に至るまでの軌道を回避軌道として生成することができる。

また、前記生成部は、前記取得部が取得した軌道情報が示す開始姿勢から終了姿勢までの元の軌道において、干渉直前の第１中間姿勢と、干渉直後の第２中間姿勢とを特定し、前記第１中間姿勢から前記第２中間姿勢までの前記障害物を回避する部分的な軌道を生成し、前記開始姿勢から前記第１中間姿勢までの前記元の軌道と、生成した前記部分的な軌道と、前記第２中間姿勢から前記終了姿勢までの前記元の軌道とを組み合わせて、回避軌道を生成することができる。

また、本発明に係る回避軌道生成方法は、取得部が、複数のロボットの各々について、動作の軌道を示す軌道情報と、キネマティクス情報、設置位置情報、及び形状情報を含む仕様情報とを取得し、判定部が、前記取得部により取得された前記軌道情報と前記仕様情報とに基づいて、前記複数のロボットの各々が前記動作を実行する際のロボット間の干渉の有無を判定し、登録部が、前記複数のロボットのうち、回避軌道を生成する対象のロボットについて、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記対象のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録し、生成部が、前記登録部により登録された障害物を回避する回避軌道を生成する方法である。

また、本発明に係る回避軌道生成プログラムは、コンピュータを、複数のロボットの各々について、動作の軌道を示す軌道情報と、キネマティクス情報、設置位置情報、及び形状情報を含む仕様情報とを取得する取得部、前記取得部により取得された前記軌道情報と前記仕様情報とに基づいて、前記複数のロボットの各々が前記動作を実行する際のロボット間の干渉の有無を判定する判定部、前記複数のロボットのうち、回避軌道を生成する対象のロボットについて、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記対象のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する登録部、及び、前記登録部により登録された障害物を回避する回避軌道を生成する生成部として機能させるためのプログラムである。

本発明に係る回避軌道生成装置、方法、及びプログラムによれば、複数のロボットの動作生成において、ロボット同士が干渉する場合の回避軌道の生成の成功率を向上させることができる。

第１～第３実施形態に係るロボット制御システムの概略構成を示す図である。第１～第３実施形態に係る回避軌道生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。第１～第３実施形態に係る回避軌道生成装置の機能構成の例を示すブロック図である。第１実施形態における回避軌道生成処理の一例を示すフローチャートである。第２実施形態における回避軌道生成処理の一例を示すフローチャートである。第３実施形態における回避軌道生成処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素及び部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法及び比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係るロボット制御システム１００は、回避軌道生成装置１０と、ロボット制御装置１２と、ロボット１６Ａ、１６Ｂとを含んで構成される。なお、図１の例では、ロボット制御システム１００に２台のロボット１６Ａ、１６Ｂが含まれる場合を示しているが、３台以上のロボットを含んでもよい。また、以下では、ロボット１６Ａ、１６Ｂを区別なく説明する場合には、単に「ロボット１６」と表記する。

ロボット１６は、例えば、３次元空間における動作に必要な６自由度の構成を備えた垂直多関節型のロボットである。なお、ロボット１６の自由度は、６自由度に冗長自由度を加えた７自由度としてもよい。また、ロボット１６は、垂直多関節型に限定されるものではなく、例えば、水平多関節型（スカラロボット）にも適用可能である。ロボット１６は、回避軌道生成装置１０から出力される軌道情報に従って、ロボット制御装置１２により制御されて動作する。

ロボット制御装置１２は、回避軌道生成装置１０から出力される軌道情報に従って、ロボット１６の動作を制御する。

回避軌道生成装置１０は、ロボット１６Ａ、１６Ｂの各々を軌道情報に従って動作させた際の、ロボット１６Ａとロボット１６Ｂとの干渉の有無を判定する。また、回避軌道生成装置１０は、干渉が発生する場合に、干渉を回避する回避軌道を示す軌道情報を生成して、ロボット制御装置１２へ出力する。

本実施形態では、軌道情報とは、ロボット１６の手先（ロボットハンドなどのツールが取り付けられる側）の所定位置を、任意の始点から終点まで動作させるときのロボット１６の各時刻における姿勢と、姿勢を変化させる速度及び加速度とを時系列に並べたものである。ロボット１６の姿勢は、ロボット１６の手先の所定位置がある位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び姿勢（ｒｏｌｌ，ｐｉｔｃｈ，ｙａｗ）にあると想定した場合の、ロボット１６の第１関節（ジョイントＪ１）から第Ｎ関節（ジョイントＪＮ、Ｎはロボットの関節数）までの各関節の値（回転角度）の系列（θ_Ｊ１，θ_Ｊ２，・・・，θ_ＪＮ）で表される。

図２は、本実施形態に係る回避軌道生成装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、回避軌道生成装置１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３２、メモリ３４、記憶装置３６、入力装置３８、出力装置４０、記憶媒体読取装置４２、及び通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４４を有する。各構成は、バス４６を介して相互に通信可能に接続されている。

記憶装置３６には、回避軌道生成処理を実行するための回避軌道生成プログラムが格納されている。ＣＰＵ３２は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各構成を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ３２は、記憶装置３６からプログラムを読み出し、メモリ３４を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ３２は、記憶装置３６に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。

メモリ３４は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）により構成され、作業領域として一時的にプログラム及びデータを記憶する。記憶装置３６は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、及びＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。

入力装置３８は、例えば、キーボードやマウス等の、各種の入力を行うための装置である。出力装置４０は、例えば、ディスプレイやプリンタ等の、各種の情報を出力するための装置である。出力装置４０として、タッチパネルディスプレイを採用することにより、入力装置３８として機能させてもよい。記憶媒体読取装置４２は、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）メモリ等の各種記憶媒体に記憶されたデータの読み込みや、記憶媒体に対するデータの書き込み等を行う。

通信Ｉ／Ｆ４４は、他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。

次に、第１実施形態に係る回避軌道生成装置１０の機能構成について説明する。

図３は、回避軌道生成装置１０の機能構成の例を示すブロック図である。図３に示すように、回避軌道生成装置１０は、機能構成として、取得部２２と、判定部２４と、登録部２６と、生成部２８とを含む。各機能構成は、ＣＰＵ３２が記憶装置３６に記憶された回避軌道生成プログラムを読み出し、メモリ３４に展開して実行することにより実現される。

取得部２２は、ロボット１６Ａ、１６Ｂの各々について、各ロボット１６の開始姿勢から終了姿勢までの動作を示す軌道情報と、各ロボット１６のキネマティクス情報、設置位置、及び形状情報を含む仕様情報とを取得する。軌道情報は、モーションプランニングにより生成されたものであってもよいし、ユーザによるティーチングにより生成されたものであってもよい。取得部２２は、取得した軌道情報及び仕様情報を、判定部２４及び生成部２８へ受け渡す。

判定部２４は、取得部２２から受け渡された軌道情報と仕様情報とに基づいて、ロボット１６Ａ、１６Ｂの各々が動作を実行する際のロボット１６間の干渉の有無を判定する。

具体的には、判定部２４は、軌道情報に基づいて、回避軌道を生成する対象のロボット（本実施形態では、ロボット１６Ａとする）の動作時間を所定の時間間隔で分割した各時刻ステップにおける対象のロボットの姿勢を特定する。また、判定部２４は、仕様情報に基づいて、特定した姿勢において、ロボット１６Ａが占める領域を特定する。また、判定部２４は、同時刻ステップにおける他のロボット（本実施形態では、ロボット１６Ｂとする）の姿勢及びその姿勢においてロボット１６Ｂが占める領域を特定し、領域の重複に基づいて、ロボット１６Ａ、１６Ｂ間の干渉の有無を判定する。

判定部２４は、干渉が生じると判定した場合には、干渉が生じる時刻ステップにおけるロボット１６Ａの姿勢を登録部２６に通知する。

登録部２６は、判定部２４から通知された、回避軌道を生成する対象のロボット１６Ａの干渉時の姿勢におけるロボット１６Ａの一部の位置を障害物の位置として、所定の記憶領域に記憶することで登録する。ロボット１６Ａの一部としては、例えば、ロボット１６Ａの手先部分とすることができる。なお、ロボット１６Ａのベースリンクに近い位置を障害物の位置として登録することもできるが、障害物の位置がベースリンクに近いほど、障害物を回避する動作の生成が困難となる。そのため、ロボット１６Ａの手先に近い位置を障害物の位置として登録する方が好ましい。また、障害物として登録する位置は、所定の位置を含む領域とすることができ、例えば、手先を含むロボット１６Ａの手の部分や、手先を含む末端のリンク全体とすることができる。

生成部２８は、取得部２２から受け渡された軌道情報及び仕様情報に基づいて、登録部２６により登録された障害物を回避する回避軌道を生成する。具体的には、生成部２８は、対象のロボット１６Ａの開始姿勢から、障害物を回避し、終了姿勢に至るまでの軌道を回避軌道として生成する。生成部２８は、生成した回避軌道を示す軌道情報をロボット制御装置１２へ出力する。また、生成部２８は、判定部２４によりロボット１６Ａ、１６Ｂ間に干渉が生じないと判定された場合には、取得した軌道情報をそのままロボット制御装置１２へ出力する。

これにより、ロボット制御装置１２により、ロボット１６Ａ、１６Ｂの動作が制御される。

次に、第１実施形態に係るロボット制御システム１００の作用について説明する。

図４は、回避軌道生成装置１０のＣＰＵ３２により実行される回避軌道生成処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ３２が記憶装置３６から回避軌道生成プログラムを読み出して、メモリ３４に展開して実行することにより、ＣＰＵ３２が回避軌道生成装置１０の各機能構成として機能し、図４に示す回避軌道生成処理が実行される。

ステップＳ１２で、取得部２２が、ロボット１６Ａ、１６Ｂの各々について、各ロボット１６の開始姿勢から終了姿勢までの動作を示す軌道情報と、各ロボット１６のキネマティクス情報、設置位置、及び形状情報を含む仕様情報とを取得する。そして、取得部２２は、取得した軌道情報及び仕様情報を、判定部２４及び生成部２８へ受け渡す。

次に、ステップＳ１４で、判定部２４が、軌道情報に基づいて、回避軌道を生成する対象のロボット１６Ａの動作時間をＮ分割する。

次に、ステップＳ１６で、判定部２４が、Ｎ分割した動作時間の各時刻１～Ｎステップの各々について、各時刻ステップにおいて、対象のロボット１６Ａと、他のロボット１６Ｂとに干渉が生じているか否かを判定する。干渉が生じている場合には、処理はステップＳ１８へ移行し、判定部２４が、干渉が生じている時刻のステップ数を所定領域に記憶する。干渉が生じていない場合には、ステップＳ１８をスキップする。

次に、ステップＳ２０で、判定部２４が、所定領域に時刻のステップ数が記憶されているか否かを判定することにより、ロボット１６Ａ、１６Ｂ間に干渉が生じる時刻があるか否かを判定する。干渉が生じる時刻がある場合には、判定部２４が、干渉が生じる時刻ステップにおけるロボット１６Ａの姿勢を登録部２６に通知し、処理はステップＳ２２へ移行する。干渉が生じる時刻がない場合には、処理はステップＳ２６へ移行する。

ステップＳ２２では、登録部２６が、判定部２４から通知された、回避軌道を生成する対象のロボット１６Ａの干渉時の姿勢におけるロボット１６Ａの一部の位置、例えば手先部分を障害物の位置として登録する。

次に、ステップＳ２４で、生成部２８が、取得部２２から受け渡された軌道情報及び仕様情報と、登録部２６により登録された障害物とに基づいて、対象のロボット１６Ａの開始姿勢から、障害物を回避し、終了姿勢に至るまでの軌道を回避軌道として生成する。

次に、ステップＳ２６で、生成部２８が、生成した回避軌道を示す軌道情報をロボット制御装置１２へ出力する。また、上記ステップＳ２０で否定判定となって本ステップへ移行した場合、すなわち、判定部２４によりロボット１６Ａ、１６Ｂ間に干渉が生じないと判定された場合には、生成部２８は、取得部２２から取得した軌道情報をそのままロボット制御装置１２へ出力する。そして、回避軌道生成処理は終了する。

以上説明したように、第１実施形態に係るロボット制御システムでは、回避軌道を生成する対象のロボットと他のロボットとが干渉する場合、干渉時の姿勢における対象のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する。そして、障害物の位置を回避する回避軌道を生成する。これにより、干渉時の他のロボットの位置を障害物の位置として登録する場合に比べ、障害物の範囲を小さく設定できる。したがって、複数のロボットの動作生成において、障害物を回避可能な回避軌道が生成される確率、すなわち回避軌道の生成の成功率を向上させることができる。

また、障害物の範囲を小さく設定できることで、回避軌道が小回りになり、全体の動作時間が長くなることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態に係るロボット制御システムにおいて、第１実施形態に係るロボット制御システム１００と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１に示すように、第２実施形態に係るロボット制御システム２００は、回避軌道生成装置２１０と、ロボット制御装置１２と、ロボット１６Ａ、１６Ｂとを含んで構成される。

図３に示すように、回避軌道生成装置２１０は、機能構成として、取得部２２と、判定部２４と、登録部２２６と、生成部２２８とを含む。

登録部２２６は、第１実施形態における登録部２６と同様に、ロボット１６Ａ、１６Ｂ間に干渉が生じる場合に、干渉時の姿勢における対象のロボット１６Ａの一部の位置を障害物の位置として登録する。加えて、登録部２２６は、干渉時の姿勢における他のロボット１６Ｂの一部の位置を障害物の位置として登録する。

生成部２２８は、取得部２２から受け渡された軌道情報が示す元の軌道において、干渉直前、すなわち登録された障害物の領域に入る直前の第１中間姿勢と、干渉直後、すなわち障害物の領域から出た直後の第２中間姿勢とを特定する。そして、生成部２８は、障害物を回避する部分的な軌道を生成し、開始姿勢から第１中間姿勢までの元の軌道と、生成した部分的な軌道と、第２中間姿勢から終了姿勢までの元の軌道とを組み合わせて、回避軌道を生成する。

回避軌道生成装置２１０のハードウェア構成は、図２に示す、第１実施形態に係る回避軌道生成装置１０のハードウェア構成と同様であるため、説明を省略する。

次に、第２実施形態に係るロボット制御システム２００の作用について説明する。

図５は、回避軌道生成装置２１０のＣＰＵ３２により実行される回避軌道生成処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ３２が記憶装置３６から回避軌道生成プログラムを読み出して、メモリ３４に展開して実行することにより、ＣＰＵ３２が回避軌道生成装置２１０の各機能構成として機能し、図５に示す回避軌道生成処理が実行される。なお、図５に示す回避軌道生成処理において、第１実施形態における回避軌道生成処理（図４）と同様の処理については、同一のステップ番号を付与して、詳細な説明を省略する。

ステップＳ１２～Ｓ２２を経て、干渉時の姿勢における対象のロボット１６Ａの一部の位置が障害物の位置として登録されると、次のステップＳ２２２へ移行する。

ステップＳ２２２では、登録部２２６が、干渉時の姿勢における他のロボット１６Ｂの一部の位置、例えば手先部分を障害物の位置として登録する。

次に、ステップＳ２２４で、生成部２２８が、取得部２２から受け渡された軌道情報が示す元の軌道において、干渉直前、すなわち登録された障害物の領域に入る直前の第１中間姿勢と、干渉直後、すなわち障害物の領域から出た直後の第２中間姿勢とを特定する。そして、生成部２８は、障害物を回避する部分的な軌道を生成し、開始姿勢から第１中間姿勢までの元の軌道と、生成した部分的な軌道と、第２中間姿勢から終了姿勢までの元の軌道とを組み合わせて、回避軌道を生成する。

以下、第１実施形態と同様に処理して、回避軌道生成処理は終了する。

以上説明したように、第２実施形態に係るロボット制御システムでは、回避軌道を生成する対象のロボットと他のロボットとが干渉する場合、干渉時の姿勢における対象のロボットの一部の位置に加え、他のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する。そして、障害物の位置を回避する回避軌道を生成する。これにより、第１実施形態の場合に比べ、確実に障害物を回避可能な回避軌道を生成することができる。また、他のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録することで、障害物の範囲が不要に大きくなり過ぎることを抑制して、回避軌道の生成の成功率を向上させることができる。

また、障害物を回避する部分的な軌道を生成して、元の軌道と組み合わせて回避軌道を生成することにより、元の軌道を利用して、回避軌道生成のための処理コストを削減することができる。

なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様に、開始姿勢から、障害物を回避して、終了姿勢に至る全体の軌道を生成してもよい。この場合、回避軌道全体が滑らかになる。なお、障害物の領域の大きさが所定の閾値以上の場合には第１実施形態の生成方法、閾値未満の場合には第２実施形態の生成方法を選択して回避軌道を生成するようにしてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態に係るロボット制御システムにおいて、第１実施形態に係るロボット制御システム１００と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１に示すように、第３実施形態に係るロボット制御システム３００は、回避軌道生成装置３１０と、ロボット制御装置１２と、ロボット１６Ａ、１６Ｂとを含んで構成される。

図３に示すように、回避軌道生成装置３１０は、機能構成として、取得部２２と、判定部２４と、登録部３２６と、生成部２８とを含む。

登録部３２６は、第２実施形態における登録部２２６と同様に、ロボット１６Ａ、１６Ｂ間に干渉が生じる場合に、干渉時の姿勢の対象のロボット１６Ａの一部、及び他のロボット１６Ｂの一部の位置を障害物の位置として登録する。この際、登録部３２６は、生成部２８による回避軌道の生成の妨げになる場合、他のロボット１６Ｂの一部を障害物として登録しない。回避軌道の生成の妨げになる場合とは、例えば、対象のロボット１６Ａの開始姿勢又は終了姿勢において、他のロボット１６Ｂと干渉する場合等である。

回避軌道生成装置３１０のハードウェア構成は、図２に示す、第１実施形態に係る回避軌道生成装置１０のハードウェア構成と同様であるため、説明を省略する。

次に、第３実施形態に係るロボット制御システム３００の作用について説明する。

図６は、回避軌道生成装置３１０のＣＰＵ３２により実行される回避軌道生成処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ３２が記憶装置３６から回避軌道生成プログラムを読み出して、メモリ３４に展開して実行することにより、ＣＰＵ３２が回避軌道生成装置３１０の各機能構成として機能し、図６に示す回避軌道生成処理が実行される。なお、図６に示す回避軌道生成処理において、第２実施形態における回避軌道生成処理（図５）と同様の処理については、同一のステップ番号を付与して、詳細な説明を省略する。

ステップＳ１２～Ｓ２２を経て、干渉時の姿勢における対象のロボット１６Ａの一部の位置が障害物の位置として登録されると、次のステップＳ３２２へ移行する。

ステップＳ３２２で、登録部３２６が、干渉時の姿勢における他のロボット１６Ｂの一部の位置を障害物の位置として登録した場合、生成部２８による回避軌道の生成の妨げになるか否かを判定する。回避軌道の生成の妨げになる場合には、処理はステップＳ２４へ移行し、回避軌道の生成の妨げにならない場合には、処理はステップＳ２２２へ移行する。

したがって、回避軌道の生成の妨げにならない場合には、他のロボット１６Ｂの一部の位置が障害物の位置として登録される。一方、回避軌道の生成の妨げになる場合には、他のロボット１６Ｂの一部の位置は、障害物の位置として登録されない。

以下、第２実施形態と同様に処理して、回避軌道生成処理は終了する。

以上説明したように、第３実施形態に係るロボット制御システムでは、回避軌道を生成する対象のロボットと他のロボットとが干渉する場合、干渉時の姿勢における対象のロボットの一部の位置に加え、他のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する。その際、干渉時が対象のロボットの開始姿勢時又は終了姿勢時の場合には、他のロボットの一部の位置は障害物の位置として登録しない。これにより、回避軌道の生成が困難となる障害物が登録されることを回避し、回避軌道の生成の成功率を向上させることができる。

なお、上記各実施形態では、回避軌道生成装置とロボット制御装置とを別々の装置とする場合について説明したが、ロボット制御装置内に回避軌道生成装置を組み込む形態としてもよい。また、回避軌道生成装置の各機能構成を、それぞれ異なる装置で実現し、上記の回避軌道生成処理を分散処理により実現してもよい。

また、上記各実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した回避軌道生成処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、回避軌道生成処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

また、上記各実施形態では、回避軌道生成プログラムが記憶装置に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＵＳＢメモリ等の記憶媒体に記憶された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

１０、２１０、３１０回避軌道生成装置
１２ロボット制御装置
１６ロボット
２２取得部
２４判定部
２６、２２６、３２６登録部
２８、２２８生成部
３２ＣＰＵ
３４メモリ
３６記憶装置
３８入力装置
４０出力装置
４２記憶媒体読取装置
４４通信Ｉ／Ｆ
４６バス
１００、２００、３００ロボット制御システム

Claims

複数のロボットの各々について、動作の軌道を示す軌道情報と、キネマティクス情報、設置位置情報、及び形状情報を含む仕様情報とを取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記軌道情報と前記仕様情報とに基づいて、前記複数のロボットの各々が前記動作を実行する際のロボット間の干渉の有無を判定する判定部と、
前記複数のロボットのうち、回避軌道を生成する対象のロボットについて、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記対象のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する登録部と、
前記登録部により登録された障害物を回避する回避軌道を生成する生成部と、
を含む回避軌道生成装置。
前記対象のロボットの一部は、ロボットの手先部分を含む請求項１に記載の回避軌道生成装置。
前記判定部は、前記対象のロボットの動作時間を所定の時間間隔で分割した各時刻ステップにおける前記対象のロボットの姿勢と、同時刻ステップにおける前記複数のロボットの内の他のロボットの姿勢とに基づいて、前記ロボット間の干渉の有無を判定する請求項１又は請求項２に記載の回避軌道生成装置。
前記登録部は、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記他のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する請求項３に記載の回避軌道生成装置。
前記登録部は、前記生成部による回避軌道の生成の妨げになる場合、前記他のロボットの一部を障害物として登録しない請求項４に記載の回避軌道生成装置。
前記生成部は、前記対象のロボットの開始姿勢から、前記障害物を回避し、終了姿勢に至るまでの軌道を回避軌道として生成する請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の回避軌道生成装置。
前記生成部は、前記取得部が取得した軌道情報が示す開始姿勢から終了姿勢までの元の軌道において、干渉直前の第１中間姿勢と、干渉直後の第２中間姿勢とを特定し、前記第１中間姿勢から前記第２中間姿勢までの前記障害物を回避する部分的な軌道を生成し、前記開始姿勢から前記第１中間姿勢までの前記元の軌道と、生成した前記部分的な軌道と、前記第２中間姿勢から前記終了姿勢までの前記元の軌道とを組み合わせて、回避軌道を生成する請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の回避軌道生成装置。
取得部が、複数のロボットの各々について、動作の軌道を示す軌道情報と、キネマティクス情報、設置位置情報、及び形状情報を含む仕様情報とを取得し、
判定部が、前記取得部により取得された前記軌道情報と前記仕様情報とに基づいて、前記複数のロボットの各々が前記動作を実行する際のロボット間の干渉の有無を判定し、
登録部が、前記複数のロボットのうち、回避軌道を生成する対象のロボットについて、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記対象のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録し、
生成部が、前記登録部により登録された障害物を回避する回避軌道を生成する
回避軌道生成方法。
コンピュータを、
複数のロボットの各々について、動作の軌道を示す軌道情報と、キネマティクス情報、設置位置情報、及び形状情報を含む仕様情報とを取得する取得部、
前記取得部により取得された前記軌道情報と前記仕様情報とに基づいて、前記複数のロボットの各々が前記動作を実行する際のロボット間の干渉の有無を判定する判定部、
前記複数のロボットのうち、回避軌道を生成する対象のロボットについて、前記判定部により干渉すると判定された時点の姿勢における前記対象のロボットの一部の位置を障害物の位置として登録する登録部、及び、
前記登録部により登録された障害物を回避する回避軌道を生成する生成部
として機能させるための回避軌道生成プログラム。