JPH05119824A - ロボツトタスクプランニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワールドモデルデータべース中のモデルデー
タに誤差がある場合でも、ロボットがタスク命令に応じ
た動作をできるようにするロボット制御プログラムを生
成するロボットタスクプランニング装置を提供する。 【構成】 ロボットタスクプランニング装置（１０）
は、入力されたタスク命令（２０）を受け、種々のモデ
ルデータを蓄積するワールドモデルデータべース（１
３）を参照してプリミティブタスク命令列（２０）を生
成し、このプリミティブタスク命令列（２０）をロボッ
ト制御プログラムに翻訳する。モデルデータはこのモデ
ルデータの確からしさを表す状態パラメータを含み、ロ
ボット制御プログラムは、状態パラメータを参照してモ
デルデータの確からしさに応じて異なる動作をロボット
（１６）に選択可能にするプログラムを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットタスクプラン
ニング装置に係り、特に、入力されたタスク命令を受
け、種々のモデルデータを蓄積するワールドモデルデー
タべースを参照してプリミティブタスク命令列を生成
し、このプリミティブタスク命令列をロボット制御プロ
グラムに翻訳するロボットタスクプランニング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】マニピュレータ等のロボットにタスク命
令列を与えて行われるロボットによる具体的作業は、タ
スク命令列から翻訳されロボットに実際の動作を指令す
るロボット制御プログラムによって行われる。

【０００３】図４に示すように、従来のロボットタスク
プランニング装置１は、問題解決器３とワールドモデル
データべース４を備えている。ワールドモデルデータべ
ース４には、作業対象物の穴の数、位置および形状等の
幾何学的データやその他の諸条件に関する種々のモデル
データが蓄積されている。また問題解決器３は、入力装
置２から入力されたタスク命令列を受け、ワールドモデ
ルデータべース３を参照して所定の単位プログラムから
成るプリミティブタスク命令列をタスク命令列より自動
生成し、さらにこのプリミティブタスク命令列の各命令
をロボット制御プログラムに自動翻訳する。

【０００４】図３にタスク命令８とプリミティブタスク
命令列９の例を示す。ｓｅｔ（Ｂｏｌｔ−Ａ）．で示さ
れる「ボルトＡをセットせよ」というタスク命令８は、
「ボルトＡを把持せよ」、「ボルトＡを位置Ａにある穴
Ａに挿入せよ」、「ボルトＡを締めよ」、・・・の一連
のプリミティブタスク命令列に変換される。

【０００５】マニピュレータコントローラ５は自動翻訳
されたロボット制御プログラムに基づきマニピュレータ
６をタスク命令に応じた動作をするように制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のタスクプランニ
ング装置１においては、参照されるワールドモデルデー
タべース４の中の各モデルデータは正確であることを前
提にしていた。

【０００７】しかしながら実際は、例えば作業対象物の
穴の位置等を示すモデルデータである作業環境モデルデ
ータが不正確の場合のように、モデルデータが不正確の
場合がある。このような場合に、最終的に生成されたロ
ボット制御プログラムに基づいてロボットを動作させて
も、ロボットが認識している作業対象物の位置等と実際
の位置等との間にずれがあるために、ロボットはタスク
命令に応じた目的とする作業を実現できない場合がある
という問題点があった。例えば、図３において穴Ａの位
置Ａのデータに誤差があると、ロボットは、プリミティ
ブタスク命令「ボルトＡを位置Ａにある穴Ａに挿入せ
よ」を翻訳して生成されたロボット制御プログラムに基
づいて動作しようとしても、ボルトＡを位置Ａにある穴
Ａに挿入することができない。

【０００８】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解消し、ワールドモデルデータべース中のモ
デルデータに誤差がある場合でも、ロボットがタスク命
令に応じた動作をできるようにするロボット制御プログ
ラムを生成するロボットタスクプランニング装置を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力されたタスク命令を受け、種々のモ
デルデータを蓄積するワールドモデルデータべースを参
照してプリミティブタスク命令列を生成し、このプリミ
ティブタスク命令列をロボット制御プログラムに翻訳す
るロボットタスクプランニング装置において、前記モデ
ルデータはこのモデルデータの確からしさを表す状態パ
ラメータを含み、前記ロボット制御プログラムは、前記
状態パラメータを参照してモデルデータの確からしさに
応じて異なる動作をロボットに選択可能にするプログラ
ムを含むことを特徴とするロボットタスクプランニング
装置。

【００１０】

【作用】ロボットタスクプランニング装置は、入力され
たタスク命令を受け、モデルデータそのものを参照する
とともにこのモデルデータの確からしさを表す状態パラ
メータを参照し、ロボット制御プログラムにモデルデー
タの確からしさに応じてロボットが異なる動作を選択で
きるプログラムを含むようにする。

【００１１】

【実施例】以下に本発明によるロボットタスクプランニ
ング装置の一実施例を図１乃至図２を参照して説明す
る。

【００１２】図１はロボットタスクプランニング装置１
０の構成を示すブロック図である。図１において、ロボ
ットタスクプランニング装置１０は、入力装置１１から
タスク命令が入力される問題解決器１２と、この問題解
決器１２が参照するワールドモデルデータべース１３
と、マニピュレータ１６の状態を監視する状態監視器１
４とを備えている。また、ロボットタスクプランニング
装置１０には、問題解決器１２から出力されるロボット
制御プログラムを受けマニピュレータ１６を制御するマ
ニピュレータコントローラ１５が接続されている。

【００１３】次にワールドモデルデータべース１３およ
び問題解決器１２について詳細に説明する。

【００１４】ワールドモデルデータべース１３には、作
業対象物の穴の数、位置および形状等の幾何学的データ
等の作業環境モデルデータやその他の諸条件に関する種
々のモデルデータが蓄積されている。

【００１５】さらに、ワールドモデルデータべース１３
には種々のモデルデータそのものの他に、作業環境モデ
ルデータの確からしさを表す状態パラメータも蓄積され
ている。

【００１６】例えば、状態パラメータＰ（Ｂｏｌｔ
₋Ａ）は、ｓｅｔ（Ｂｏｌｔ₋Ａ）．で示されるタスク
命令「ボルトＡをセットせよ」に対するプリミティブタ
スク命令「ボルトＡを位置Ａにある穴Ａに挿入せよ」を
正確に実行できる確かさを表す。

【００１７】このような「ボルトＡを位置Ａにある穴Ａ
に挿入せよ」を正確に実行できる確かさを規定する意義
は、例えば次のような場合にある。すなわち、作業対象
物の形状等の幾何学的データについては正確に既知であ
るが、例えば作業対象物を遠隔操作で載置しなければな
らない場合のように作業対象物を目標位置に正確に載置
できないため、マニピュレータ１６と作業対象物との相
対位置および相対姿勢を完全に正確には設定できない場
合があるからである。

【００１８】状態パラメータの参照は、問題解決器１２
がワールドモデルデータべース１３を参照することによ
って行われる。

【００１９】また、問題解決器１２は、入力装置１１か
ら入力されたタスク命令を受け、ワールドモデルデータ
べース１３を参照して所定の単位プログラムから成るプ
リミティブタスク命令列をタスク命令より自動生成し、
さらにこのプリミティブタスク命令列の各命令をロボッ
ト制御プログラムに自動翻訳する。

【００２０】さらに、問題解決器１２は、タスク命令に
応じて参照したモデルデータとモデルデータの確かさ
を、状態パラメータの値によって知り、この確かさに応
じてロボットに異なる動作を選択させるようにするロボ
ット制御プログラムを生成する。

【００２１】例えば、問題解決器１２は図２に示すよう
にタスク命令２０からプリミティブタスク命令列２０を
生成するが、プリミティブタスク命令列２０には、状態
パラメータＰ（Ｂｏｌｔ₋Ａ）の値に応じて異なる３個
のプリミティブタスク命令列２１、２２、２３が準備さ
れている。

【００２２】問題解決器１２はまた、プリミティブタス
ク命令列２１、２２、２３のそれぞれに対応するロボッ
ト制御プログラムを自動翻訳してマニピュレータコント
ローラ１５を介してマニピュレータ１６を制御する。

【００２３】ここで、プリミティブタスク命令列２１
は、状態パラメータＰ（Ｂｏｌｔ₋Ａ）が０．９以上の
場合に相当する。この場合のようにモデルデータの確か
らしさが高いときは手探りすることなく、「ボルトＡを
位置Ａにある穴Ａに挿入せよ」というプリミティブタス
ク命令が直接生成される。これは、バネ定数を調節する
等してマニピュレータ１６の手先に適当なコンプライア
ンスを与えておくことにより、ボルトＡを位置Ａにある
穴Ａに直接挿入できると判断されるからである。

【００２４】また、プリミティブタスク命令列２２は、
状態パラメータＰ（Ｂｏｌｔ₋Ａ）が０．３〜０．９の
場合に相当する。この場合は、「位置Ａにある穴Ａを手
探りせよ」というプリミティブタスク命令を生成し、マ
ニピュレータコントローラ１５を介してマニピュレータ
１６に作業対象物を手探りさせることによりモデルデー
タの確からしさを高めてから、「ボルトＡを位置Ａにあ
る穴Ａに挿入せよ」というプリミティブタスク命令が生
成される。

【００２５】また、プリミティブタスク命令列２３は、
状態パラメータＰ（Ｂｏｌｔ₋Ａ）が０．３以下の場合
に相当する。この場合は、モデルデータの確からしさが
低すぎ、手探りによってはモデルデータの確からしさを
高めることができないと判断される。このため、図示し
ないレンジファインダーによって穴Ａの位置を計測する
ようにロボット運転者に手助けを求めるプリミティブタ
スク命令が組み込まれている。この後、プリミティブタ
スク命令列２２の場合と同様の命令が生成される。

【００２６】このように本実施例の構成によれば、モデ
ルデータはこのモデルデータ自身の確からしさを表す状
態パラメータを含み、ロボット制御プログラムは状態パ
ラメータを参照してモデルデータの確からしさに応じて
ロボットが異なる動作を選択できるようにするプログラ
ムを含む。

【００２７】この結果、従来は、マニピュレータ１６は
モデルデータの確からしさが低すぎる場合でもモデルデ
ータが正確であるという前提で動作し途中で正常な動作
ができないことを認識して、それまでに行った動作を無
駄にするというような非効率的な動作を行っていたが、
このような非効率的な動作を省くことができる。そして
モデルデータに誤差がある場合でも、モデルデータの確
からしさに応じてロボットは所定の動作を効率的に選択
することができる。

【００２８】また、マニピュレータ１６はモデルデータ
に誤差がある場合でも実行不可能として動作を中断する
ことなく、必要に応じてマニピュレータ１６と作業対象
物との相対的位置や姿勢のデータを修正してモデルデー
タの確からしさを高め、最終的にタスク命令に応じた動
作を実行することができる。

【００２９】なお、本実施例においてはマニピュレータ
コントローラ１５をロボットタスクプランニング装置１
０の内部に含めなかったが、内部に含めても構わない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モデルデータはこのモデルデータの確からしさを表す状
態パラメータを含み、ロボット制御プログラムは、状態
パラメータを参照してモデルデータの確からしさに応じ
て異なる動作をロボットに選択可能にするプログラムを
含むので、モデルデータに誤差がある場合でも、ロボッ
トはタスク命令に応じた動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロボットタスクプランニング装置
の実施例を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例におけるタスク命令とプリミテ
ィブタスク命令列との関係を示すフロー図。

【図３】従来のタスク命令とプリミティブタスク命令列
との関係を示すフロー図。

【図４】従来のロボットタスクプランニング装置を示す
ブロック図。

【符号の説明】

１０ ロボットタスクプランニング装置 １１ 入力装置 １２ 問題解決器 １３ ワールドモデルデータべース １４ 状態監視器 １５ マニピュレータコントローラ １６ マニピュレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力されたタスク命令を受け、種々のモデ
   ルデータを蓄積するワールドモデルデータべースを参照
   してプリミティブタスク命令列を生成し、このプリミテ
   ィブタスク命令列をロボット制御プログラムに翻訳する
   ロボットタスクプランニング装置において、前記モデル
   データはこのモデルデータの確からしさを表す状態パラ
   メータを含み、前記ロボット制御プログラムは、前記状
   態パラメータを参照してモデルデータの確からしさに応
   じて異なる動作をロボットに選択可能にするプログラム
   を含むことを特徴とするロボットタスクプランニング装
   置。
2. 【請求項２】前記ロボット制御プログラムは、確からし
   さの低いモデルデータを参照する場合にはロボットがモ
   デルデータの確からしさを高める動作を選択するプログ
   ラムを含むことを特徴とする請求項１に記載のロボット
   タスクプランニング装置。