JP7358994B2 - ロボット制御装置、ロボット制御システム、ロボット制御方法及びロボット制御プログラム - Google Patents
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Description
まず、図1を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るロボット制御システム100の機能ブロックを示す図である。ロボット制御システム100は、対象物を把持するグリッパ21を有するロボット20と、ロボット20を制御するロボット制御装置10と、を備える。本明細書において、対象物は、工具、部品及びそれらの組合せを含み、工具の先端に部品が保持された状態の工具及び部品を含む。
[機能構成]
ロボット制御装置10は、算出部11、計画部12、推定部13、CADメモリ14、ツール指定部15を備える。
算出部11は、ロボット20が有するグリッパ21で対象物を把持した状態におけるロボット20のモデルに基づいて、ロボット20の干渉範囲を算出する。ロボット20のモデルは、3次元CADモデルであってよく、仮想空間上でロボット20の動作をシミュレーションするためのモデルであってよい。グリッパ21により対象物を把持する場合、ロボット20及び対象物を含むモデルが定義されてよい。算出部11は、順運動学を用いて、ロボット20を構成する複数の関節の角度から、グリッパ21で把持した対象物の先端位置を算出してよい。また、算出部11は、逆運動学を用いて、グリッパ21で把持した対象物の先端位置から、ロボット20を構成する複数の関節の角度を算出してもよい。
計画部12は、ロボット20のモデル及び干渉範囲に基づいて、ロボット20の動作を計画する。計画部12は、ロボット20を構成するアームや、グリッパ21で把持した対象物が環境と干渉しないように、ロボット20の動作を計画する。ここで、環境は、ロボット20の周囲に配置された構造物やロボット20自身を含む。
推定部13は、グリッパ21で把持した対象物の種類を推定する。例えば対象物が工具である場合、対象物の種類は、ドライバ、はんだごて、ピンセット等の工具の種類である。算出部12は、対象物の種類に基づいて、モデルを更新してよい。このようにして、把持する度に変わり得る対象物の種類を推定して、より正確なモデルを作成し、ロボット20の干渉範囲をより正確に算出することができる。
CADメモリ14は、ロボット20の3次元CADモデルと、ツール群30の3次元CADモデルと、ロボット20の周辺に設けられた構造物の3次元CADモデルとを記憶する。
ツール指定部15は、ツール群30のうち、ロボット20の動作に用いるツールを指定する。ツール指定部15は、ロボット20の動作を指定して、その動作に必要となるツールを選択してもよい。
図2は、本実施形態に係るロボット制御装置10の物理的構成を示す図である。ロボット制御装置10は、演算部に相当するCPU(Central Processing Unit)10aと、記憶部に相当するRAM(Random Access Memory)10bと、記憶部に相当するROM(Read only Memory)10cと、通信部10dと、入力部10eと、表示部10fと、を有する。これらの各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続される。なお、本例ではロボット制御装置10が一台のコンピュータで構成される場合について説明するが、ロボット制御装置10は、複数のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。また、図2で示す構成は一例であり、ロボット制御装置10はこれら以外の構成を有してもよいし、これらの構成のうち一部を有さなくてもよい。
図3は、本実施形態に係るロボット制御装置10により実行されるロボット制御処理の第1例のフローチャートである。はじめに、ロボット制御装置10は、対象物を選択する(S10)。ロボット制御装置10は、ロボット20に行わせる動作の指定を受け付けて、その動作に必要となる工具を選択してよい。
は、以下の付記に記載した形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、付記間の記
載を置換したり、組み合わせたりした形態であってもよい。
ロボット(20)が有するグリッパ(21)で対象物を把持した状態における前記ロボット(20)のモデルに基づいて、前記ロボット(20)の干渉範囲を算出する算出部(11)と、
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボット(20)の動作を計画する計画部(12)と、
を備えるロボット制御装置(10)。
前記グリッパ(21)で把持する前記対象物の種類を推定する推定部(13)をさらに備え、
前記算出部(11)は、前記対象物の種類に基づいて、前記モデルを更新する、
請求項1に記載のロボット制御装置(10)。
前記グリッパ(21)で前記対象物を把持した状態における前記対象物の姿勢を推定する推定部(13)をさらに備え、
前記算出部(11)は、前記対象物の姿勢に基づいて、前記モデルを更新する、
付記1又は2に記載のロボット制御装置(10)。
前記ロボット(20)はカメラ(22)を有し、
前記推定部(13)は、前記カメラ(22)で撮影した前記対象物の画像に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、
付記2又は3に記載のロボット制御装置(10)。
前記ロボット(20)は、前記グリッパ(21)に設けられた力覚センサを有し、
前記推定部(13)は、前記力覚センサで検出した信号に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、
付記2から4のいずれか一項に記載のロボット制御装置(10)。
前記推定部(13)は、前記グリッパ(21)で前記対象物を把持した状態で、前記対象物を環境に干渉させ、前記干渉の結果に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、
付記2から5のいずれか一項に記載のロボット制御装置(10)。
前記対象物は、工具である、
付記1から6のいずれか一項に記載のロボット制御装置(10)。
対象物を把持するグリッパ(21)を有するロボット(20)と、
前記ロボット(20)を制御するロボット制御装置(10)と、を備えるロボット制御システム(100)であって、
前記ロボット(20)制御装置は、
ロボット(20)が有するグリッパ(21)で対象物を把持した状態における前記ロボット(20)のモデルに基づいて、前記ロボット(20)の干渉範囲を算出する算出部(11)と、
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボット(20)の動作を計画する計画部(12)と、を有する、
ロボット制御システム(100)。
ロボット制御装置(10)に備えられたプロセッサによって、
ロボット(20)がグリッパ(21)で対象物を把持した状態における前記ロボット(20)のモデルに基づいて、前記ロボット(20)の干渉範囲を算出することと、
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボット(20)の動作を計画することと、
を実行するロボット制御方法。
ロボット制御装置(10)に備えられたプロセッサを、
ロボット(20)が有するグリッパ(21)で対象物を把持した状態における前記ロボット(20)のモデルに基づいて、前記ロボット(20)の干渉範囲を算出する算出部(11)、及び
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボット(20)の動作を計画する計画部(12)、
として機能させるロボット制御プログラム。
Claims (8)
- ロボットが有するグリッパで対象物を把持した状態における前記ロボットのモデルに基づいて、前記ロボットの干渉範囲を算出する算出部と、
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボットの動作を計画する計画部と、
前記グリッパで把持する前記対象物の種類を推定する推定部と
を備え、
前記算出部は、前記対象物の種類に基づいて、前記モデルを更新し、
前記推定部は、前記グリッパで前記対象物を把持した状態で、前記対象物を環境に干渉させ、前記干渉の結果に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、ロボット制御装置。 - 前記推定部は、前記グリッパで前記対象物を把持した状態における前記対象物の姿勢を推定し、
前記算出部は、前記対象物の姿勢に基づいて、前記モデルを更新する、
請求項1に記載のロボット制御装置。 - 前記ロボットはカメラを有し、
前記推定部は、前記カメラで撮影した前記対象物の画像に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、
請求項1又は2に記載のロボット制御装置。 - 前記ロボットは、前記グリッパに設けられた力覚センサを有し、
前記推定部は、前記力覚センサで検出した信号に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、
請求項1から3のいずれか一項に記載のロボット制御装置。 - 前記対象物は、工具である、
請求項1から4のいずれか一項に記載のロボット制御装置。 - 対象物を把持するグリッパを有するロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備えるロボット制御システムであって、
前記ロボット制御装置は、
ロボットが有するグリッパで対象物を把持した状態における前記ロボットのモデルに基づいて、前記ロボットの干渉範囲を算出する算出部と、
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボットの動作を計画する計画部と、
前記グリッパで把持する前記対象物の種類を推定する推定部と
を有し、
前記算出部は、前記対象物の種類に基づいて、前記モデルを更新し、
前記推定部は、前記グリッパで前記対象物を把持した状態で、前記対象物を環境に干渉させ、前記干渉の結果に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、ロボット制御システム。 - ロボット制御装置に備えられたプロセッサによって、
ロボットがグリッパで対象物を把持した状態における前記ロボットのモデルに基づいて、前記ロボットの干渉範囲を算出することと、
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボットの動作を計画することと、
前記グリッパで把持する前記対象物の種類を推定することと
を実行し、
前記算出することは、前記対象物の種類に基づいて、前記モデルを更新することを含み、
前記推定することは、前記グリッパで前記対象物を把持した状態で、前記対象物を環境に干渉させ、前記干渉の結果に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定することを含む、ロボット制御方法。 - ロボット制御装置に備えられたプロセッサを、
ロボットが有するグリッパで対象物を把持した状態における前記ロボットのモデルに基づいて、前記ロボットの干渉範囲を算出する算出部、
前記モデル及び前記干渉範囲に基づいて、前記ロボットの動作を計画する計画部、及び
前記グリッパで把持する前記対象物の種類を推定する推定部、として機能させ、
前記算出部は、前記対象物の種類に基づいて、前記モデルを更新し、
前記推定部は、前記グリッパで前記対象物を把持した状態で、前記対象物を環境に干渉させ、前記干渉の結果に基づいて、前記対象物の種類又は前記対象物の姿勢を推定する、ロボット制御プログラム。
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