JPH0281102A - 把持ロボットの行動計画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はハンド等の把持部を有した把持ロボットの把持
移動動作を決定する把持ロボットの行動計画方法に関す
る。

ｉｎ）従来の技術 従来、物体の初期状態と物体組み立て後の目標状態を入
力すると部品の組み立て動作を自動的に計算し実行する
把持ロボットにおける行動計画方法は、作業手順計画部
と動作計画部とを階層的に構成し、まず、作業計画部に
より組み立て手順を計画し、その手順に従って、動作計
画を立てる手法が採られている。こうした行動計画方法
は例えば「作業モデルによる動作計画システムの試作」
（情報処理学会研究会資料、知識工学と人工知能５３−
５，１９８７．７．１０）に示されている。

（八）発明が解決しようとする課題 従来の把持ロボットの行動計画方法では、作業計画部と
動作計画部とが階層的に構成されてはいるが、作業計画
部の出力（組み立て手順）がロボットの稼働範囲や障害
物のため、動作計画部の計画に失敗することがある。そ
の場合、その後の対策が講じられていないため、別の組
み立て手順なら成功するにもかかわらず行動計画に失敗
するという問題点を有している。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明はこのような点に鑑みて為されたものであって、
物体の移動順序を決定する作業手順計画部と各物体移動
時の把持姿勢を決定する把持計画部と、把持ロボットの
把持部の移動軌跡を決定する動作計画部と、を階層的に
構成し上位の計画部の出力を下位の計画部の入力として
動作するとともに、下位の計画部での計画に失敗すれば
、上位の計画部に戻り、再計画を行うようにしている。

（動作　用 これにより実行可能な全ての行動計画が出力可能となる
。

（へ）実施例 第１図は本発明行動計画方法を実現するシステムの構成
図であり、ｍ　（１）は部品等の物体の画像を取り込む
カメラ、（２）はこれ等のカメラ（１）　＋１）・・・
からめ画像情報を受けて部品の配置環境を認識する環境
認識部、（３）は環境認識部（２）で認識された環境に
基いて行動計画を作成する行動計画部、（９）はこの行
動計画部（３）で作成された行動計画を受は取る制御部
であって、この行動計画に基いてハンドを有した把持ロ
ボット（ｌＯ）の動作を制御する。

次に本発明の要部となる行動計画部（３）の構成につい
て説明する。この行動計画部（３）において環境認識部
（２）により入力された初期状態と目標状態の情報を環
境モデル記憶部（４）に格納する。

シミュレータ（５）は部品の把持順序やロボットの動き
や、物体の動きを作業手順計画部（６）、把持計画部（
７）や動作計画部（幻の指令にしたがってシミュレート
し、干渉チエツクを行う０作業手順計画部（６）と把持
計画部（７）と動作計画部（８）は階層的に構成される
。作業手順計画部（６）は、環境モデルの情報をもとに
どの部品から移動するかの作業手順を計画する。このと
き、下位の計画部（把持計画部および動作計画部）の計
画が失敗した時に別の作業手順も計画できるように計画
状態を記憶しておく０把持針画部（７）は、環境モデル
の情報をもとに部品把持順序の候補を作成し、その中か
らシミュレータ（５）によりシミスレートすることで、
移動前の状態と移動後の状態の双方で把持可能な把持姿
勢を計画する。このときも、下位の計画部（動作計画部
）の計画が失敗した時に別の把持姿勢を計画できるよう
に、計画状態を記憶しておく。動作計画部（８）は把持
計画部（７）より受は取った移動前の把持姿勢と移動後
の把持姿勢とから、ロボットの実際の動作を計画し、動
作レベル言語の形で制御部（９）に出力する０把持針画
部（７）及び、動作計画部（８）の計画に失敗した場合
には、一つ上位の計画部に戻り、記憶しておいた計画状
態から計画を続行し、次の計画を立てる。

こうした行動計画部（３）の動作は第３図のようになり
、作業手順計画部（６）、把持計画部（７）、動作計画
部（８）の動作を夫々第３図、第４図、第５図の流れ図
に示す。

例えば、初期状態として第６図のように配置された被組
立て物体としての積木Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを第７図で示すよ
うな目標状態に組み立てるよう環境認識部（２）に入力
されると行動計画部（３）はこれを取り込んで把持ロボ
ット（１０）の行動計画を作成する。まず作業計画部（
６）は、各積木の結合関係から組み立てる順番（手順）
を計画する。その出力は、例えば（（Ｂ　Ｈ）（Ａ　Ｇ
ｌ（Ｄ　Ｆ）（ＣＥｌ）である。

この意味は、初期状態（第６図）の積木をＢ、Ａ、Ｄ、
Ｃの順にそれぞれ目標状Ｒ（第７図）の積木Ｈ，Ｇ、Ｆ
、Ｈの位置に移動させることを意味する。

次に把持計画部（７）はＢをＨに移動させるための把持
姿勢を計画するが、この時、可能性のありそうな把持姿
勢は、例えば第６図中１−３の方向からの把持姿勢であ
る。Ｂの位置で上からつかむ１の方向からの把持は、Ｈ
の位置に置く時にテーブルが邪魔になるために失敗する
。２の方向からの把持は、ロボットの稼働範囲外である
ため失敗する。そして、３の方向からの把持は、積木Ａ
が邪魔になってしまうため結局、ＢをＨに移動させるた
めの把持計画に失敗する。この時本システムでは、上位
の計画部に戻り再計画を行なう、この場合１作業手順計
画部（６）が再計画を行ないその結果は、 （（ＡＩＩ）　（Ｂ　Ｇ＋　（Ｄ　Ｆ３　（ＣＥｌ　）
となる。そして再び把持計画部（ア）を起動させ、今度
はまず、Ａを［■に移動するための把持姿勢を計画する
。この場合は、上からつかむ姿勢が選択され、計画に成
功する。

次に、計画した把持姿勢でＡをＨに移動させるための軌
道を、軌道計画部（８）が計画する。もし、ロボットの
稼働範囲などのため軌道計画に失敗すれば、上位の計画
部である把持計画部に戻って、Ａをｌ］に移動させるた
めの別の姿勢を計画しＢを積木Ｇに移動するための把持
姿勢を計画する。このようにして、全ての積木を移動で
きれば行動計画は成功する。

こうして成功した行動計画は制御部（９）へ送られ、制
御部（９）はこの行動計画に沿って把持ロボット（ｌＯ
）を制御して積木の移動を行う。

ｉｔ例 （ト）奇償の効果 以上述べた如く本発明把持ロボットの行動計画方法は物
体の移動順序を決定する動作計画部と作業手順計画部と
２冬物体移動時の把持姿勢を決定両部の出力を下位の計
画部の入力として動作するとともに、下位の計画部での
計画に失敗すれば、上位の計画部に戻り、再計画を行っ
ているので実行可能な全ての行動計画が出力可能になり
行動計画作成の確実化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明把持ロボットの行動計画方法を実現する
ためのシステムの構成図、第２図乃至第５図は動作を説
明するための流れ図、第６図５第７図は初期状態及び目
標状態を示す斜視図である。 （１）　（１）・・・カメラ、（２）・・・環境認識部
、（３）・・・行動計画部、（６）・・・作業手順計画
部、（７）・・・把持計画部、（８）・・・動作計画部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）物体の初期配置状態と組立後の目標状態を入力する
   ことにより把持ロボットの把持移動動作を決定する把持
   ロボットの行動計画方法において、物体の移動順序を決
   定する作業手順計画部と、各物体移動時の把持姿勢を決
   定する把持計画部と、把持ロボットの把持部の移動軌跡
   を決定する動作計画部と、を階層的に構成し、上位の計
   画部の出力を下位の計画部の入力として、動作するとと
   もに、下位の計画部での計画に失敗すれば、上位の計画
   部に戻り、再計画を行うことを特徴とした把持ロボット
   の行動計画方法。