JP7477653B2 - ロボットシステム及びロボット移動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットシステム及びロボット移動制御装置に関する。

最近、協働ロボットによる作業の自動化が進んでいる。協働ロボットの利点を活かして、ロボットを手押自由台車上に搭載し、作業員が手押自由台車を押しながらロボットを移動し、その各場所でロボットが作業を繰り返すことが考えられる。

しかし移動の都度、作業員が手押自由台車を押す作業が必要となるので、作業員がロボットから離れることができず、期待したほどの省力化効果があげられない。

そこで自動搬送車（ＡＧＶ）等の自走自由台車の導入が考えられる。ＡＧＶであれば、作業とともに移動を自動化できるので、作業員がロボットから離れることができ、省力化効果が期待できる。

しかし、ＡＧＶシステムはそれ自体が高価であるばかりか、ＡＶＧの移動経路をスペース及び設備の観点から整備する必要があるため、導入は比較的大掛かりになる。

このために移動を伴う協働ロボットを導入する障壁は決して低いとは言えないものであった。

省力化の実現とともに、導入コストの低廉化及び移動経路の整備の抑制を図ることにより、移動を伴う協働ロボットの導入障壁を下げることが望まれている。

本開示の一態様に係るロボットシステムは、自由台車と、自由台車上に載置されたマニピュレータとを有するロボットと、マニピュレータを制御する制御装置とを具備する。制御装置は、所定のタスクを実行させるためにマニピュレータを制御するとともに、ロボットの現在位置から次の位置への変位に基づいてマニピュレータの先端の移動軌道を計算し、ロボットそれ自体を現在位置から次の位置まで移動させるために移動軌道に従ってマニピュレータを制御する。

マニピュレータの動作により、所定のタスクの実行だけでなく、ロボットそれ自体の移動も実現されるため、省力化の実現とともに、導入コストの低廉化及び移動経路の整備の抑制を図ることができ、移動を伴う協働ロボットの導入障壁を下げること可能になる。

図１は一実施形態に係るロボットシステムの構成を示す図である。 図２は図1のロボット及び俯瞰カメラの斜視図である。 図３は本実施形態に係るロボットシステムの処理手順を示す流れ図である。 図４Ａは図３の工程Ｓ３に関する補足説明図である。 図４Ｂは図３の工程Ｓ５に関する補足説明図である。 図５Ａは図３の工程Ｓ５の最初の手順に関する補足説明図である。 図５Ｂは図５Ａの次の手順に関する補足説明図である。 図５Ｃは図５Ｂの次の手順に関する補足説明図である。 図６は本実施形態によるロボット移動の概略図である。 図７は図３の座標変換移管する補足図である。 図８は本実施形態によるマニピュレータ操作によりロボットが移動する様子を示す斜視図である。 図９はマニピュレータが把持する把持箇所として既設された取っ手を示す斜視図である。 図１０はロボットの移動をガイドするガイド機構を示す斜視図である。 図１１は図１０のガイド機構を利用したロボット移動例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係るロボットシステムを説明する。
ここで、説明の便宜上、図４Ａ、図４Ｂに示すように、当該ロボットシステムが実行するタスクの一例として、棚Ｓが側板ＳＰで仕切られた複数の棚板ＣＰから構成されており、それら棚板ＣＰ各々にワークとして例えば飲料缶Ｗを配列する作業全体を想定する。実際の動作としては、ワークとしての飲料缶Ｗを大量に保管するストッカ（図示せず）から飲料缶Ｗをロボット１０が一つずつピックアップし、一の棚板ＣＰ１にリリースし、それらピックアップ及びリリース作業を繰り返すことで１０個等の所定数の飲料缶Ｗを当該棚板ＣＰ１に一列に配列する。なお、一つの棚板ＣＰに１０個の飲料缶Ｗを配列する作業単位をサブタスクと称するものとする。ロボット１０は隣の棚板ＣＰ２に移動して、同じ作業（サブタスク）を実行する。このようにサブタスクとロボットの移動とを交互に繰り返しながら、全ての棚板ＣＰへ飲料管Ｗを配列することによりタスクが完了する。

図１に示すように、本実施形態に係るロボットシステムは、ロボット１０と制御装置２０と俯瞰カメラ３０とを有する。俯瞰カメラ３０は、棚Ｓ、ロボット１０、さらに図示しないストッカを含む作業空間全体を俯瞰で撮影する位置及び姿勢で設置される。なお、俯瞰カメラ３０で撮影する作業空間には当該空間内の作業エリアの中心等の任意の位置を原点とするワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が規定される。

図２に示すように、ロボット１０は、典型的には多回転関節アーム機構として実装されるマニピュレータ１１を有する。マニピュレータ１１は、基台１１１上に垂直に回転自在に支持された支柱１１２に、回転関節１１３、１１５を介してリンク１１４、１１６が連結される。リンク１１６の先端には直交３軸の回転軸を備えた手首部１１７が取り付けられる。手首部１１７には、エンドエフェクタとしてここでは一対のフィンガ１１９を装備したハンド１１８が取り付けられる。ハンド１１８には手先対象を検知するセンサとしての手先画像を撮影するために手先カメラ１４が取り付けられる。例えば基台１１１の中心を原点としてロボット座標系（ｘ、ｙ、ｚ）が規定される。制御装置２０はロボット座標系（ｘ、ｙ、ｚ）上で手先軌道等を計算し、マニピュレータ１１を制御することにより手先移動を実現する。

マニピュレータ１１は、自由台車１２のテーブル１２２上に搭載される。自由台車１２とは、移動駆動手段を装備せず、キャスタ１２４を装備して、受動的に移動する自由台車として定義される。ここでは３つのキャスタ１２４が支柱１２１から放射状に延設された３つのビーム１２３にそれぞれ取り付けられる。３つのビーム１２３それぞれの先端にはアウトリガ機構１３が装備される。アウトリガ機構１３は、シリンダ１３１にシリンダロッド１３２が内挿され、シリンダロッド１３２の底部にはゴム等の設置板としてのパッド１３３が取り付けられる。シリンダ１３１に対するシリンダロッド１３２の移動は油圧式、電動式、その他任意の駆動方式により実現される。シリンダロッド１３２をシリンダ１３１から送り出すことにより、パッド１３３を床面に設置させ、ロボット１０とともに自由台車１２を固定することができる。シリンダロッド１３２をシリンダ１３１に引き戻すことにより、パッド１３３を床面から離間させ、自由台車１２の固定を解除して、移動可能な状態にすることができる。

図１に戻り、制御装置２０は、全体の制御を統括する制御部２１に制御／データバス２７を介して上記タスクを実行するために必要な手順、動作、条件などが記述されたタスクプログラムコードとともに、ロボット１０が繰り返し実行される複数のサブタスクにそれぞれ対応する複数の位置ＰＲのデータが予め記憶される。なお、ロボット１０の位置ＰＲはワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上で表現される。

画像処理部２４は、俯瞰カメラ３０で撮影された俯瞰画像を処理して、棚板ＣＰの領域と側板ＳＰの領域を抽出する。画像処理部２４は、抽出した側板ＳＰの領域から、次のサブタスクのために移動するロボット１０の位置（移動目標位置）ＰＲに近傍する側板ＳＰの領域を、ロボット１０の移動経路上におけるハンド１１８が把持するべき固定物の領域として選択する。画像処理部２４は、選択した側板ＳＰの領域の中心位置、重心位置又はその他の位置を、ロボット１０が移動目標位置まで移動するためにハンド１１８が把持するべき把持位置として計算する。当該把持位置はワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上で計算され、表現される。なお、ハンド１１８が把持する対象としては側板ＳＰに限定されることは無く、棚板ＣＰであってもよいし、図９に示すように把持用に棚Ｓに既設された取っ手ＨＧなどの把持の比較的容易な突状体であってもよい。

軌道計算処理部２３は、ワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の原点位置に対する現在のロボット座標系（ｘ，ｙ，ｚ）（第１のロボット座標系という）の原点位置の変位と、座標軸ＸＹＺに対して座標系ｘｙｚを揃えるための座標軸ＸＹＺ各軸回りの回転角（姿勢ともいう）に基づいて、ワールド座標系上での位置及び姿勢を第１のロボット座標系上の位置及び姿勢に変換するための座標変換行列（第１座標変換行列、Ｔ１）を計算する。

軌道計算処理部２３は、第１座標変換行列（Ｔ１）により、ロボット１０の移動経路上の次の把持位置、つまり手先位置を、第１のロボット座標系上での手先位置に変換する。軌道計算処理部２３は、第１のロボット座標系上での既知の現在の手先位置から、上記次の手先位置までの第１のロボット座標系上での手先移動軌道（特に「把持のための手先移動軌道」と称する）を計算する。

次の手先位置は、床面に固定された棚Ｓの側板ＳＰ上の位置であるので固定位置であり、次の手先位置で側板ＳＰをハンド１１８により把持した状態で、マニピュレータ１１を動作させることにより、自由台車１２とともにマニピュレータ１１を、つまりロボット１０を次のロボット位置（移動目標位置）ＰＲまで移動させることができる。軌道計算処理部２３は、このロボット１０の移動のための手先軌道を計算する。

軌道計算処理部２３は、ワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）上での現在のロボット位置、つまり現在のロボット座標系（第１のロボット座標系）の原点位置に対する、移動後の次のロボット位置、つまり移動後のロボット座標系（第２のロボット座標系）の原点位置の変位と、第１のロボット座標系の座標軸ｘｙｚを第２のロボット座標系の座標軸ｘｙｚに揃えるための第１のロボット座標系の座標軸ｘｙｚ各軸回りの回転角（姿勢）に基づいて、第１ロボット座標系から第２ロボット座標系への座標変換行列（第２座標変換行列、Ｔ２）を計算する。

軌道計算処理部２３は、第１ロボット座標系上で表現された次の手先位置（把持した時点では現在位置になるが、説明の便宜上次の位置という）から、当該次の手先位置に第２座標変換行列Ｔ２の逆行列Ｔ２’を乗じて得られた位置までの手先移動軌道（「ロボット移動のための手先移動軌道」と称する）を計算する。

この「ロボット移動のための手先移動軌道」に従ってマニピュレータ１１を制御することにより、次の把持位置で手先が固定した状態で、ロボット１０、つまり自由台車１２とともにマニピュレータ１１を移動させることができる（図８参照）。

なお、「ロボット移動のための手先移動軌道」は、ロボット１０が現在位置から次の位置（移動目標位置）に移動する移動経路を、そのまま次の手先位置にシフトし、且つ移動方向を反転した軌道に相当する。従って次の手先位置を把持して固定した状態で、「ロボット移動のための手先移動軌道」に従って手先を移動させることにより、ロボット１０を現在位置から次の位置（移動目標位置）に移動させることができる。

マニピュレータ動作制御部２５は、「把持のための手先移動軌道」に従って回転関節１１３，１１５、手首部直交３軸に関する回転角度、回転速度の変化を計算し、それらに従って回転関節１１３、回転関節１１５、手首部の各サーボモータを駆動する。同様にマニピュレータ動作制御部２５は、「ロボット移動のための手先移動軌道」に従って回転関節１１３，１１５、手首部直交３軸に関する回転角度、回転速度の変化を計算し、それらに従って回転関節１１３、回転関節１１５、手首部の各サーボモータを駆動する。

ロボット１０が現在位置から次の位置（移動目標位置）に移動する移動経路に対して、逆向きの軌道に沿って手先を移動するようにマニピュレータ１１を動かすことにより、手先が固定し、且つ自由台車１２は固定解除されて自由移動自在な状態であるので、結果として、ロボット１０が現在位置から次の位置（移動目標位置）に移動することになる。

アウトリガ動作制御部２６は、制御部２１の指示に従ってアウトリガ機構１３の駆動部を駆動し、シリンダロッド１３２をシリンダ１３１から送り出し、又は引き戻す。シリンダロッド１３２をシリンダ１３１から送り出して、パッド１３３を床面に設置させることにより、自由台車１２を固定することができる。シリンダロッド１３２をシリンダ１３１に引き戻して、パッド１３３を床面から離間させることにより、自由台車１２のキャスタ１２４が床面に設置して、移動可能な状態に戻すことができる。なお、アウトリガ機構１３は、自由台車１２を床面上で固定することができれば、電磁ブレーキ等の他の構成に代替可能である。

図３には、本実施形態に係るロボットシステムの処理手順を示している。図４Ａ、図４Ｂには作業概要を示している。自由台車１２が床面上の最初のロボット位置ＰＲ１に固定されている。制御部２１は記憶部２２からサブタスクプログラムコードを読み出し、それに従って軌道計算処理部２３がストッカから飲料缶Ｗをピックアップし、最初の棚板ＣＰ１にリリースするための手先移動軌道を計算する。その手先移動軌道に従ってマニピュレータ動作制御部２５がマニピュレータ１１を制御することにより、マニピュレータ１１及びハンド１１８はストッカから飲料缶Ｗをピックアップし（工程Ｓ１）、最初の棚板ＣＰ１にリリースする（Ｓ２）。制御部２１により、棚板ＣＰ１に所定数の飲料缶Ｗが配列するサブタスクが完了したか否かが判定される（Ｓ３）。サブタスクが完了していないと判定されたとき（Ｓ３、ＮＯ）、工程Ｓ１にリターンする。工程Ｓ１、Ｓ２及びＳ３は、棚板ＣＰ１に所定数の飲料缶Ｗが配列するサブタスクが完了するまで繰り返される。

サブタスクが完了したと判定されたとき（Ｓ３、ＹＥＳ）、制御部２１により、予定している棚板ＣＰすべてへの飲料缶Ｗの配列作業、つまりタスクが完了しているか否かが判定される（Ｓ４）。タスクが完了していないと判定されたとき（Ｓ４、ＮＯ）、次の棚板ＣＰ２に対応する次のロボット位置ＰＲ２（移動目標位置）へロボット１０を移動させる（Ｓ５）。ロボット１０が移動目標位置へ移動したとき、その位置でアウトリガ機構１３が駆動され、自由台車１２が床面上の次のロボット位置ＰＲ２で固定される。工程Ｓ１にリターンし、次の棚板ＣＰ２へ飲料缶Ｗを配列するサブタスクが実行される。タスクが完了していると判定されたとき（Ｓ４、ＹＥＳ）、当該作業は終了する。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃにはロボット移動の概要を示している。本来的に上記飲料缶Ｗを配列する等のタスクを実行するために装備されているマニピュレータ１１を、ロボット１０の移動のためにも活用するものである。図５Ａに示すようにロボット１０が現在のロボット位置ＰＲnに位置する状態で、マニピュレータ１１を動作させて、手先カメラ１４で位置検出しながら次のロボット位置ＰＲn+1に近傍する固定部としての例えば側板ＳＰn+1をハンド１１８により把持する。図５Ｂに示すように側板ＳＰn+1をハンド１１８で把持したままで、マニピュレータ１１を動作させることにより、ロボット１０は少しずつ移動する。図５Ｃに示すようにそのままマニピュレータ１１をさらに動作させることにより、ロボット１０は移動目標位置としての次のロボット位置ＰＲn+1まで移動する。

図６には図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示したロボット１０の移動を実現するための制御装置２０の処理手順を示している。図７には座標変換処理の補足図を示している。工程Ｓ１１において、制御部２１の制御により、記憶部２２からワールド座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表現された次のロボット位置ＰＲn+1(X2,Y2,Z2)のデータと、次のロボット位置ＰＲn+1(X2,Y2,Z2)におけるロボット座標系（第２のロボット座標系）の姿勢のデータとが軌道計算処理部２３に読み出される（Ｓ１１）。姿勢とは、ワールド座標系に対するロボット座標系の各座標軸ＸＹＺ周りの回転角（θX2,θY2,θZ2）により定義される。なお、現在のロボット位置ＰＲn(X1,Y1,Z1)、現在の手先位置ＰＧn(X1,Y1,Z1)は既知である。

工程Ｓ１２において、画像処理部２４により、俯瞰カメラ３０で撮影された俯瞰画像から、次の棚板ＣＰ２に近傍する側板ＳＰ２の領域が抽出され、抽出された側板ＳＰ２の領域の中心位置等が、ロボット１０が次のロボット位置（移動目標位置）ＰＲn+1まで移動するためにハンド１１８が把持するべき把持位置ＰＧn+1(X2,Y2,Z2)として特定される。

工程Ｓ１３において、軌道計算処理部２３により、ワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における現在のロボット座標系（第１のロボット座標系）の原点位置と、座標軸ＸＹＺに対して座標系ｘｙｚを揃えるための座標軸ＸＹＺ各軸回りの回転角（姿勢）とに基づいて、ワールド座標系上での位置及び姿勢を第１のロボット座標系上の位置及び姿勢に変換するための座標変換行列（第１座標変換行列、Ｔ１）が計算される（図７（ａ）参照）。

同様に、工程Ｓ１４において、軌道計算処理部２３により、ワールド座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における現在のロボット位置ＰＲn(X1,Y1,Z1)に対する次のロボット位置ＰＲn+1(X2,Y2,Z2)の変位と、現在のロボット位置ＰＲn(X1,Y1,Z1)におけるロボット座標系（第１のロボット座標系）に対する次のロボット位置ＰＲn+1(X2,Y2,Z2)のにおけるロボット座標系（第２のロボット座標系）の座標軸ＸＹＺ各軸回りの回転角（姿勢）とに基づいて、第１ロボット座標系から第２ロボット座標系への座標変換行列（第２座標変換行列、Ｔ２）が計算される（図７（ｄ）参照）。

ロボット制御において、手先移動軌道に従って回転関節角等を計算するためには、手先移動軌道がロボット座標系で表現されている必要がある。そのために工程Ｓ１５において、第１座標変換行列Ｔ１により、ワールド座標系で表現されている次の手先位置ＰＧn+1(X2,Y2,Z2)は、ロボット座標系上での次の手先位置ＰＲn+1(x2,y2,z2)に変換される。

次の工程Ｓ１６において、軌道計算処理部２３により、第１のロボット座標系上での現在の手先位置ＰＧn(x1,y1,z1)から、次の手先位置ＰＧn+1(x2,y2,z2)まで手先が移動するための手先移動軌道（把持のための手先移動軌道）ＯＰn+1が計算される（図７（ｂ）参照）。

工程Ｓ１７において、マニピュレータ動作制御部２５により、把持のための手先移動軌道ＯＰn+1に従ってマニピュレータ１１が動作し、次の手先位置ＰＧn+1において側板ＣＰ２がハンド１１８により把持される。この時のロボット姿勢を図７（ｃ）に示す。

次の工程Ｓ１８において、軌道計算処理部２３により、第１ロボット座標系上で表現された次の手先位置ＰＧn+1(x2,y2,z2)に第２座標変換行列Ｔ２の逆行列Ｔ２’が乗ぜられ、手先位置ＰＧ’n+1(x2,y2,z2)が計算される。なお、この手先位置ＰＧ’n+1(x2,y2,z2)と移動前の現在のロボット位置ＰＲn(x1,y1,z1)との相対的位置関係は、次の手先位置ＰＧn+1(x2,y2,z2)と移動後の次のロボット位置ＰＲn+1(x2,y2,z2)との相対的位置関係に対して等価になる（図７（ｄ）参照）。

次の工程Ｓ１９において、軌道計算処理部２３により、第１ロボット座標系上で表現された手先位置ＰＧn+1(x2,y2,z2)から、第２座標変換行列Ｔ２の逆行列Ｔ２’により変換された手先位置ＰＧ’n+1(x2,y2,z2)までの手先が移動するための手先移動軌道（ロボット移動のための手先移動軌道）ＯＰ2n+1が計算される。

ロボット移動のための手先移動軌道ＯＰ2n+1は、ロボット１０が現在位置ＰＲn(x1,y1,z1)から次のロボット位置ＰＲn+1(x2,y2,z2)に移動する移動経路に対して、起点と終点が反転し、且つ起点が手先位置ＰＧn+1(x2,y2,z2)に一致するようにシフトした軌道になる。従って、ハンド１１８で手先位置ＰＧn+1(x2,y2,z2)を把持し固定した状態で、ロボット移動のための手先移動軌道ＯＰ2n+1に従ってマニピュレータ１１を動かして手先を移動させることにより、ロボット１０が次の手先位置ＰＧn+1(x2,y2,z2)に接近し（又は離反）し、結果として、ロボット１０が現在位置ＰＲn(x1,y1,z1)から次のロボット位置ＰＲn+1(x2,y2,z2)に移動することになる。

工程Ｓ２０において、アウトリガ機構１３を駆動して、固定を解除し、そして工程Ｓ２１において、「ロボット移動のための手先移動軌道」に従ってマニピュレータ１１を制御することにより、把持位置ＰＧn+1(X2,Y2,Z2)が固定した状態で、ロボット１０、つまり自由台車１２とともにマニピュレータ１１が移動目標位置ＰＲn+1(X2,Y2,Z2)まで移動する（図８参照）。移動完了後は、工程Ｓ２２において、アウトリガ機構１３が駆動され、自由台車１２が位置ＰＲn+1(X2,Y2,Z2)で固定される。

このように本実施形態では、本来的にタスクを実行するために装備されているマニピュレータ１１を、ロボット１０の移動のためにも活用するものであり、それにより自由台車を作業員が押す作業を不要となるので、省力化することができる。自動搬送車（ＡＧＶ）等の自走自由台車の導入が不要となり、移動経路の整備も実質的に不要になるので、移動を伴う協働ロボットを容易に導入することが可能となる。

なお、ロボット１０の移動及び姿勢変更の処理の簡易化及びロボット１０の移動及び姿勢変更の円滑さ及び精度の向上を目的として、図１０に示すように、ロボット１０の移動を案内するために移動経路に沿って設置されるガイド機構２００を設けてもよい。ガイド機構２００は、ロボット１０の移動軌道に沿って敷設されるガイドポール２０１と、ガイドポール２０１に移動自在に挿入されるスライダ２０２とを有する。スライダ２０２には、自由台車１２の支柱１２１に水平に取り付けられたクロスバー２０３の先端に固定される接続ブロック２０４が着脱自在に取り付けられる。ロボット１０が不要なときは、スライダ２０２から取り外して、容易に別の場所に移動させることが可能である。

またロボット１０の移動軌道に沿ってロボット１０を検知する光電センサ又はプッシュスイッチ等の複数のセンサ３００を敷設し、ここでは複数のセンサ３００をガイドポール２０１に沿って側板ＳＰ各々に設置し、これらセンサ３００によりロボット１０の位置を検出するようにしてもよい。

図１１に示すように、ハンド１１８で固定物（側板ＳＰ）を把持しなくても、マニピュレータ１１の一部として典型的には手首部１１７を移動経路上の固定物としての例えば側板ＳＰn+1に引っ掛け、又は押し当てた状態でマニピュレータ１１を動作させることにより、ロボット１０を移動させることが可能である。次のロボット位置ＰＲn+1に近似するセンサ３００がオンしたときに、マニピュレータ１１を停止させることによりロボット１０を次のロボット位置ＰＲn+1に移動させることができる。

この例であっても、上記実施形態と同様に、省力化、移動経路の整備も実質的に不要になるので、移動を伴う協働ロボットを容易に導入することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…ロボット、２０…制御装置、３０…俯瞰カメラ、１１…マニピュレータ、１２…自由台車１２…アウトリガ機構、２１…制御部、２２…記憶部、２３…軌道計算処理部、２４…画像処理部、２５…マニピュレータ動作制御部、２６…アウトリガ動作制御部。

Claims (10)

1. 自由台車と、前記自由台車上に載置されたマニピュレータとを有するロボットと、
   前記マニピュレータを制御する制御装置とを具備するロボットシステムにおいて、
   前記制御装置は、所定のタスクを実行させるために前記マニピュレータを制御するとともに、前記ロボットの現在位置から次の位置への変位に基づいて前記マニピュレータの先端の移動軌道を計算し、前記ロボットそれ自体を前記現在位置から前記次の位置まで移動させるために前記移動軌道に従って前記マニピュレータを制御する、ロボットシステム。
2. 前記マニピュレータの先端にはハンドが取り付けられ、
   前記制御装置は、前記ハンドにより前記ロボットの移動経路上の固定物を把持させた状態で前記マニピュレータを動作させることにより前記ロボットを前記固定物に対して接近し又は離反させる、請求項１記載のロボットシステム。
3. 前記固定物として所定形状の突状体が前記ロボットの移動経路に沿って設置される、請求項２記載のロボットシステム。
4. 前記ロボットの位置を検出するための俯瞰カメラをさらに備える、請求項１乃至３のいずれか一項記載のロボットシステム。
5. 前記ロボットの移動経路に沿って前記ロボットの位置を検出するためのセンサが設置される、請求項１乃至３のいずれか一項記載のロボットシステム。
6. 前記ロボットには位置を検出するためのセンサが装備される、請求項１乃至３のいずれか一項記載のロボットシステム。
7. 自由台車と、前記自由台車上に載置されたマニピュレータとを有するロボットと、
   前記マニピュレータを制御する制御装置とを具備するロボットシステムにおいて、
   前記制御装置は、所定のタスクを実行させるために前記マニピュレータを制御するとともに、前記ロボットそれ自体を移動させるために前記マニピュレータを制御し、
   前記マニピュレータの先端にはハンドが取り付けられ、
   前記制御装置は、前記ハンドにより前記ロボットの移動経路上の固定物を把持させた状態で前記マニピュレータを動作させることにより前記ロボットを前記固定物に対して接近し又は離反させ、
   前記制御装置は、
   前記ロボットの現在位置に対する移動目標位置の変位及び姿勢変化に基づいて、前記ロボットの現在位置を原点とした第１ロボット座標系に対する前記移動目標位置を原点とした第２ロボット座標系への座標変換行列を計算し、
   前記固定物を把持した前記ハンドの手先位置から、前記座標変換行列の逆行列を前記固定物を把持した前記ハンドの手先位置に乗じて得られた位置までの手先移動軌道を計算し、
   前記ロボットを前記現在位置から前記移動目標位置まで移動させるために、前記手先移動軌道に従って前記マニピュレータを制御する、ロボットシステム。
8. 自由台車と、前記自由台車上に載置されたマニピュレータとを有するロボットと、
   前記マニピュレータを制御する制御装置とを具備するロボットシステムにおいて、
   前記制御装置は、所定のタスクを実行させるために前記マニピュレータを制御するとともに、前記ロボットそれ自体を移動させるために前記マニピュレータを制御し、
   前記ロボットの移動を案内するために設置されるガイド機構をさらに備え、
   前記ガイド機構は、前記ロボットの移動軌道に沿って敷設されるガイドポールと、前記ガイドポールに挿入されるスライダとからなり、前記スライダには前記ロボット又は前記自由台車が着脱自在に取り付けられる、ロボットシステム。
9. 前記マニピュレータの一部を前記ロボットの移動経路上の固定物に押し当てた状態で前記マニピュレータを動作させることにより、前記ロボットを前記固定物に対して接近し、または離反させる、請求項１記載のロボットシステム
10. 自由台車と前記自由台車上に載置されたマニピュレータと、前記マニピュレータの先端に装備されたハンドとを有するロボットの移動を制御するロボット移動制御装置において、
    ワールド座標系に対する前記ロボットの現在位置を原点とした第１ロボット座標系の位置及び各軸回転角に基づいて、前記ワールド座標系上での位置及び姿勢を前記第１ロボット座標系上の位置及び姿勢に変換するための第１座標変換行列（Ｔ１）を計算する手段と、
    前記第１座標変換行列（Ｔ１）により、前記ロボットの移動経路上の固定物を前記ハンドが把持した把持位置を、前記第１ロボット座標系上で表現された把持位置に変換する手段と、
    前記ロボットの現在位置に対する移動目標位置の変位及び姿勢変化に基づいて、前記第１ロボット座標系から前記移動目標位置を原点とした第２ロボット座標系への第２座標変換行列（Ｔ２）を計算する手段と、
    前記第１ロボット座標系上で表現された把持位置から、前記第１ロボット座標系上で表現された把持位置に前記第２座標変換行列（Ｔ２）の逆行列を乗じて得られた位置までの手先移動軌道を計算する手段と、
    前記ロボットを前記現在位置から前記移動目標位置まで移動させるために、前記手先移動軌道に従って前記マニピュレータを制御する制御部とを具備する、ロボット移動制御装置。

Images