JPH08108383A - マニピュレータ制御装置 - Google Patents
マニピュレータ制御装置Info
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- JPH08108383A JPH08108383A JP24097394A JP24097394A JPH08108383A JP H08108383 A JPH08108383 A JP H08108383A JP 24097394 A JP24097394 A JP 24097394A JP 24097394 A JP24097394 A JP 24097394A JP H08108383 A JPH08108383 A JP H08108383A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 手首関節を備えるロボットアーム等のマニュ
ピュレータの制御装置に関し,少ないメモリ空間と計算
量で高速にマニピュレータの移動経路を生成することを
目的とする。 【構成】 障害物の配置情報に基づいて障害物を回避し
て目標位置までの経路を求める経路生成手段を備えたマ
ニピュレータ制御装置において,マニピュレータはアー
ムに手首関節を備えるものであり,経路生成手段は,手
首関節を中心にして把持物体を回転した時にできる包絡
球を求め,障害物の配置情報に基づいて該包絡球が移動
する時に障害物との接触の有無を判定し,該包絡球が障
害物と接触しない経路を求める構成を持つ。
ピュレータの制御装置に関し,少ないメモリ空間と計算
量で高速にマニピュレータの移動経路を生成することを
目的とする。 【構成】 障害物の配置情報に基づいて障害物を回避し
て目標位置までの経路を求める経路生成手段を備えたマ
ニピュレータ制御装置において,マニピュレータはアー
ムに手首関節を備えるものであり,経路生成手段は,手
首関節を中心にして把持物体を回転した時にできる包絡
球を求め,障害物の配置情報に基づいて該包絡球が移動
する時に障害物との接触の有無を判定し,該包絡球が障
害物と接触しない経路を求める構成を持つ。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,手首関節を備えるロボ
ットアーム等のマニュピュレータの制御装置に関する。
ットアーム等のマニュピュレータの制御装置に関する。
【0002】ロホットアーム等のマニピュレータで物を
把持して移動する時には障害物を回避して目標位置に運
ぶ必要がある。マニピュレータを高速に動作させるため
には,障害物を回避して目標位置にいたる経路を能率的
に設定する必要がある。そのため,障害物を回避する経
路を高速に自動的に求めることのできるマニピュレータ
制御装置が望まれる。
把持して移動する時には障害物を回避して目標位置に運
ぶ必要がある。マニピュレータを高速に動作させるため
には,障害物を回避して目標位置にいたる経路を能率的
に設定する必要がある。そのため,障害物を回避する経
路を高速に自動的に求めることのできるマニピュレータ
制御装置が望まれる。
【0003】
【従来の技術】従来,マニピュレータで作業を実行する
方式は,マニピュレータを監視しながらオペレータが遠
隔操作するマスター・スレーブ制御方式,あるいはロボ
ット言語によりマニピュレータの作業動作をプログラム
するプログラム制御方式,マニピュレータを動かしてみ
て動作を学習させる作業教示方式等があるがいずれも作
業動作を詳細に指定する必要がある。
方式は,マニピュレータを監視しながらオペレータが遠
隔操作するマスター・スレーブ制御方式,あるいはロボ
ット言語によりマニピュレータの作業動作をプログラム
するプログラム制御方式,マニピュレータを動かしてみ
て動作を学習させる作業教示方式等があるがいずれも作
業動作を詳細に指定する必要がある。
【0004】マニピュレータの障害を回避する経路を自
動的に生成し,制御する方法には,障害物からの距離に
応じた反発力と目標位置への引力により生じる仮想的な
ポテンシャルを定義して経路を探索するポテンシャル法
がある。あるいは,マニピュレータが衝突せずに移動で
きる空間を量子化した関節空間で記述し,目標位置へい
たる経路をグラフ探索法で求める方法がある。
動的に生成し,制御する方法には,障害物からの距離に
応じた反発力と目標位置への引力により生じる仮想的な
ポテンシャルを定義して経路を探索するポテンシャル法
がある。あるいは,マニピュレータが衝突せずに移動で
きる空間を量子化した関節空間で記述し,目標位置へい
たる経路をグラフ探索法で求める方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の,マニピュレー
タを遠隔操作するマスター・スレーブ制御方式はオペレ
ータに作業負担のかかるものであり,ロボット言語によ
るプログラム制御方式,あるいは動作ティーチング方式
は,作業動作を詳細に指定する必要があるので,この方
式もオペレータの作業負担の大きいものであった。
タを遠隔操作するマスター・スレーブ制御方式はオペレ
ータに作業負担のかかるものであり,ロボット言語によ
るプログラム制御方式,あるいは動作ティーチング方式
は,作業動作を詳細に指定する必要があるので,この方
式もオペレータの作業負担の大きいものであった。
【0006】また,マニピュレータの経路を自動的に生
成するポテンシャル法はローカルなミニマムに陥って正
しい解が求められなかったりすることがあり,ポテンシ
ャル法,グラフ探索法いずれの方法も,膨大なメモリ空
間と計算時間を必要とするなどの欠点があった。
成するポテンシャル法はローカルなミニマムに陥って正
しい解が求められなかったりすることがあり,ポテンシ
ャル法,グラフ探索法いずれの方法も,膨大なメモリ空
間と計算時間を必要とするなどの欠点があった。
【0007】本発明は少ないメモリ空間と計算量で高速
にマニピュレータの移動経路を生成することのできるマ
ニピュレータの制御装置を提供することを目的とする。
にマニピュレータの移動経路を生成することのできるマ
ニピュレータの制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,手首関節を
中心にして把持物体を回転して得られる包絡球を求め,
包絡球が移動する時の障害物との接触の有無を判定し,
包絡球が障害物と接触しない経路を求めマニピュレータ
の移動経路とするようにした。
中心にして把持物体を回転して得られる包絡球を求め,
包絡球が移動する時の障害物との接触の有無を判定し,
包絡球が障害物と接触しない経路を求めマニピュレータ
の移動経路とするようにした。
【0009】図1は本発明の基本構成である。図1にお
いて,1はマニピュレータであって,手首関節2とハン
ド2’を持つものである。
いて,1はマニピュレータであって,手首関節2とハン
ド2’を持つものである。
【0010】2は手首関節である。2’はハンドであっ
て,物体を把持するものである。3は把持物体であっ
て,ハンド2’に把持された物体である。
て,物体を把持するものである。3は把持物体であっ
て,ハンド2’に把持された物体である。
【0011】5は包絡球であって,手首関節を中心にし
て把持物体3を回転することにより得られる包絡球であ
る。10はマニピュレータ制御装置である。
て把持物体3を回転することにより得られる包絡球であ
る。10はマニピュレータ制御装置である。
【0012】11は経路生成手段である。12は障害物
の配置情報保持部であり,障害物の位置,高さ,幅等の
情報(環境モデル)を保持するものである。
の配置情報保持部であり,障害物の位置,高さ,幅等の
情報(環境モデル)を保持するものである。
【0013】13はマニピュレータ制御部であって,マ
ニピュレータ1を制御するものである。15は入力手段
であって,物の配置,大きさ等の情報,把持する物体の
大きさ,手首関節の初期位置,目標位置等を入力するも
のである。
ニピュレータ1を制御するものである。15は入力手段
であって,物の配置,大きさ等の情報,把持する物体の
大きさ,手首関節の初期位置,目標位置等を入力するも
のである。
【0014】
【作用】図2は本発明の基本構成の動作説明図である。
図2において,1はマニピュレータである。
図2において,1はマニピュレータである。
【0015】2は手首関節である。2’はハンドであ
る。3は把持物体である。
る。3は把持物体である。
【0016】5は包絡球であって,手首関節2を中心と
して把持物体3を回転することにより得られる包絡球で
ある。10はマニピュレータ制御装置である。
して把持物体3を回転することにより得られる包絡球で
ある。10はマニピュレータ制御装置である。
【0017】15は入力手段であって,キーボード等で
ある。20は障害物である。25は求めた経路である。
ある。20は障害物である。25は求めた経路である。
【0018】Psは手首関節の初期位置である。Pgは
目標位置であって,移動後の手首関節2の目標位置であ
る。図2を参照し,図1の本発明の基本構成を説明す
る。
目標位置であって,移動後の手首関節2の目標位置であ
る。図2を参照し,図1の本発明の基本構成を説明す
る。
【0019】障害物の配置情報保持部12には,入力手
段15により障害物20の位置,大きさ等の情報が与え
られて保持する。また,経路生成手段11には,手首関
節の初期位置Psと目標位置Pgおよび把持する物体の
大きさの情報等が入力手段15により与えられる。
段15により障害物20の位置,大きさ等の情報が与え
られて保持する。また,経路生成手段11には,手首関
節の初期位置Psと目標位置Pgおよび把持する物体の
大きさの情報等が入力手段15により与えられる。
【0020】経路生成手段11は,手首関節2の位置を
中心にして把持物体3を回転した時に生じる包絡球5を
求める。そして,マニピュレータ1が包絡球5を把持し
ているとして,包絡球5を移動するときに障害物20と
の衝突チェックをする。初期位置Psにおいて包絡球5
と障害物20が干渉する時は干渉しない位置に初期位置
を移動し,副目標位置Pg’とする。また,目標位置P
gにおいて包絡球5と障害物20が干渉する時は干渉し
ない位置に目標位置を移動した副目標位置Pg’を求め
る。そして,包絡球5と障害物20が衝突しないで初期
位置Ps(もしくは副初期位置Ps’)から目標位置P
g(もしくは副目標位置Pg’)に到達する経路25を
求める。
中心にして把持物体3を回転した時に生じる包絡球5を
求める。そして,マニピュレータ1が包絡球5を把持し
ているとして,包絡球5を移動するときに障害物20と
の衝突チェックをする。初期位置Psにおいて包絡球5
と障害物20が干渉する時は干渉しない位置に初期位置
を移動し,副目標位置Pg’とする。また,目標位置P
gにおいて包絡球5と障害物20が干渉する時は干渉し
ない位置に目標位置を移動した副目標位置Pg’を求め
る。そして,包絡球5と障害物20が衝突しないで初期
位置Ps(もしくは副初期位置Ps’)から目標位置P
g(もしくは副目標位置Pg’)に到達する経路25を
求める。
【0021】マニピュレータ制御部13は求めた経路に
よりマニピュレータ1を移動制御する。本発明によれ
ば,包絡球の移動する経路を実空間上で求めるだけで把
持物体と障害物とが衝突しない経路を求めることがで
き,少ないメモリ量と計算量で移動経路を生成すること
ができる。
よりマニピュレータ1を移動制御する。本発明によれ
ば,包絡球の移動する経路を実空間上で求めるだけで把
持物体と障害物とが衝突しない経路を求めることがで
き,少ないメモリ量と計算量で移動経路を生成すること
ができる。
【0022】
【実施例】本発明の実施例を説明する。次に,本発明の
実施例を説明する(図2を参照する)。
実施例を説明する(図2を参照する)。
【0023】障害物20の情報(環境モデル)は全て多
面体近似表現法等により計算機のメモリ上(障害物の配
置情報保持部)に保存されている。このメモリ上の環境
モデル,初期位置,目標位置に基づいて動作経路を生成
する。本アルゴリズムの探索は関節空間でなく実空間で
行う。これにより,従来の方法のように障害物を関節空
間に写像する必要がなくなり,メモリ空間と計算量を大
幅に節約することができる。
面体近似表現法等により計算機のメモリ上(障害物の配
置情報保持部)に保存されている。このメモリ上の環境
モデル,初期位置,目標位置に基づいて動作経路を生成
する。本アルゴリズムの探索は関節空間でなく実空間で
行う。これにより,従来の方法のように障害物を関節空
間に写像する必要がなくなり,メモリ空間と計算量を大
幅に節約することができる。
【0024】経路生成手段のアルゴリズムは次の通りで
ある。先ず,初期位置でマニピュレータ1のハンド2’
の把持物体3を手首関節2を中心に回転して得られる包
絡球5を作成する。この包絡球5と障害物20との干渉
チェックを行う。干渉する物体があればその付近では把
持物体の姿勢を変更した時に衝突する可能性があるの
で,包絡球5が物体と干渉しない位置まで姿勢を固定し
たまま移動させる。その位置を副初期位置Ps’とす
る。一方,手首関節2の目標位置にも包絡球5と同じ半
径の球を作り,障害物20との干渉チェックを行う。干
渉しない位置まで姿勢を固定したまま移動させ,その位
置を副目標位置Pg’とする。次に副初期位置Ps’と
副目標位置Pg’を結ぶ直線上を包絡球5が移動したと
して干渉する障害物を求め,登録する。登録された障害
物を回避する経路をテンプレートを用いた位置経路生成
法(後述する)により経路を生成する。なお,副初期位
置Ps’と副目標位置Pg’の設定方法については図4
で説明する。
ある。先ず,初期位置でマニピュレータ1のハンド2’
の把持物体3を手首関節2を中心に回転して得られる包
絡球5を作成する。この包絡球5と障害物20との干渉
チェックを行う。干渉する物体があればその付近では把
持物体の姿勢を変更した時に衝突する可能性があるの
で,包絡球5が物体と干渉しない位置まで姿勢を固定し
たまま移動させる。その位置を副初期位置Ps’とす
る。一方,手首関節2の目標位置にも包絡球5と同じ半
径の球を作り,障害物20との干渉チェックを行う。干
渉しない位置まで姿勢を固定したまま移動させ,その位
置を副目標位置Pg’とする。次に副初期位置Ps’と
副目標位置Pg’を結ぶ直線上を包絡球5が移動したと
して干渉する障害物を求め,登録する。登録された障害
物を回避する経路をテンプレートを用いた位置経路生成
法(後述する)により経路を生成する。なお,副初期位
置Ps’と副目標位置Pg’の設定方法については図4
で説明する。
【0025】図3は本発明のマニピュレータ制御装置の
システム構成の実施例である。図3において,1はマニ
ピュレータである。
システム構成の実施例である。図3において,1はマニ
ピュレータである。
【0026】10はマニピュレータ制御装置である。1
5は入力手段であって,キーボード等である。30はC
PUである。
5は入力手段であって,キーボード等である。30はC
PUである。
【0027】31はメモリである。32はマニピュレー
タ制御装置10とマニピュレータ1とのインタフェース
である。
タ制御装置10とマニピュレータ1とのインタフェース
である。
【0028】メモリ31において,11’は経路作成プ
ログラムである。12は障害物の配置情報保持部であ
る。
ログラムである。12は障害物の配置情報保持部であ
る。
【0029】12’はテンプレート保持部であって,障
害物を回避する経路のテンプレートを保持するものであ
る(図6参照)。13’はマニピュレータ制御プログラ
ムである。
害物を回避する経路のテンプレートを保持するものであ
る(図6参照)。13’はマニピュレータ制御プログラ
ムである。
【0030】CPU30,マニピュレータ制御プログラ
ム,インタフェース32によりマニピュレータ制御部1
3(図1)を構成する。CPU30と経路作成プログラ
ム11’とにより経路作成手段11(図1)を構成す
る。
ム,インタフェース32によりマニピュレータ制御部1
3(図1)を構成する。CPU30と経路作成プログラ
ム11’とにより経路作成手段11(図1)を構成す
る。
【0031】図4は本発明の副初期位置,副目標位置の
設定方法の説明図である。図4 (a)は副初期位置の設定
方法の説明図である。図4 (a)において,5は包絡球で
ある。5’は干渉面であって,包絡球5と障害物20が
接触してできる面である。20は障害物である。
設定方法の説明図である。図4 (a)は副初期位置の設定
方法の説明図である。図4 (a)において,5は包絡球で
ある。5’は干渉面であって,包絡球5と障害物20が
接触してできる面である。20は障害物である。
【0032】Psは包絡球5の初期位置の中心(マニピ
ュレータの手首関節の初期位置)である。dsは包絡球
5の中心Psから干渉面5’までの距離である。nsは
干渉面5’の単位法線ベクトルである。
ュレータの手首関節の初期位置)である。dsは包絡球
5の中心Psから干渉面5’までの距離である。nsは
干渉面5’の単位法線ベクトルである。
【0033】図4 (a)の構成において,手首関節の初期
位置において,包絡球5が障害物20と接触する場合に
は,手首関節の初期位置Psを距離r−dsだけ法線ベ
クトルnsの方向に移動する。移動した点Ps’を手首
関節の副初期位置とする。
位置において,包絡球5が障害物20と接触する場合に
は,手首関節の初期位置Psを距離r−dsだけ法線ベ
クトルnsの方向に移動する。移動した点Ps’を手首
関節の副初期位置とする。
【0034】図4 (b)は副初期位置の設定方法の説明図
である。図4 (b)において,5は包絡球である。5”は
干渉面であって,包絡球5と障害物20が接触してでき
る面である。20は障害物である。
である。図4 (b)において,5は包絡球である。5”は
干渉面であって,包絡球5と障害物20が接触してでき
る面である。20は障害物である。
【0035】Pgは目標位置であって,目標位置Pgに
作成した包絡球5の中心である。dgは包絡球5の中心
Pgから干渉面5”までの距離である。ngは干渉面
5”の単位法線ベクトルである。
作成した包絡球5の中心である。dgは包絡球5の中心
Pgから干渉面5”までの距離である。ngは干渉面
5”の単位法線ベクトルである。
【0036】図4 (b)の構成において,目標位置に作成
した包絡球5が障害物20と接触する場合には,目標位
置Pgを距離r−dgだけ法線ベクトルPgの方向に移
動する。移動した点Pg’を副目標位置とする。
した包絡球5が障害物20と接触する場合には,目標位
置Pgを距離r−dgだけ法線ベクトルPgの方向に移
動する。移動した点Pg’を副目標位置とする。
【0037】なお,上記において,干渉面が複数ある場
合はそれぞれの単位法線ベクトルを合成した方向に手首
位置の中心および目標位置を移動する。図5は本発明で
用いるテンプレートによる経路生成方法の説明図であ
る。
合はそれぞれの単位法線ベクトルを合成した方向に手首
位置の中心および目標位置を移動する。図5は本発明で
用いるテンプレートによる経路生成方法の説明図であ
る。
【0038】図5 (a)はテンプレートによる経路生成方
法の装置構成を示す。図5 (b)は初期位置Psから目標
位置Pgに向かう直線Lと包絡球と同じ直径の円筒(キ
ューブC)を示す。図5 (c)はテンプレートにより求め
た障害物を回避する経路をあらわす。
法の装置構成を示す。図5 (b)は初期位置Psから目標
位置Pgに向かう直線Lと包絡球と同じ直径の円筒(キ
ューブC)を示す。図5 (c)はテンプレートにより求め
た障害物を回避する経路をあらわす。
【0039】図5(a) において11は経路生成手段であ
る。12’はテンプレート保持部である。12”は環境
モデル保持部であって図1の障害物の配置情報保持部1
2に相当するものである。
る。12’はテンプレート保持部である。12”は環境
モデル保持部であって図1の障害物の配置情報保持部1
2に相当するものである。
【0040】図5(b) において,20は障害物である。
Psは初期位置である。Pgは目標位置である。Cは円
筒であって初期位置Psを中心とする包絡球を目標位置
Pgまで移動することにより生成される立体である。L
は,PsとPgを結ぶ直線である。
Psは初期位置である。Pgは目標位置である。Cは円
筒であって初期位置Psを中心とする包絡球を目標位置
Pgまで移動することにより生成される立体である。L
は,PsとPgを結ぶ直線である。
【0041】図5(c) において,Psは初期位置であ
る。Pgは目標位置である。26はテンプレートであ
る。Wは包絡球の直径である。図6は経路生成のための
テンプレートの例を示す。形状の座標軸において,xy
平面は障害物の配置されている平面であり,z方向はそ
の平面に垂直な方向である。
る。Pgは目標位置である。26はテンプレートであ
る。Wは包絡球の直径である。図6は経路生成のための
テンプレートの例を示す。形状の座標軸において,xy
平面は障害物の配置されている平面であり,z方向はそ
の平面に垂直な方向である。
【0042】グループ1は障害物の上方を通過する経路
のテンプレートの例である。グループ2は障害物の後方
を通過する経路のテンプレートの例である。グループ3
は障害物の前方を通過する経路のテンプレートの例であ
る。
のテンプレートの例である。グループ2は障害物の後方
を通過する経路のテンプレートの例である。グループ3
は障害物の前方を通過する経路のテンプレートの例であ
る。
【0043】グループ4は障害物の左右を通過する経路
のテンプレートの例である。テンプレート保持部12’
にはテンプレートの種類と大きさを登録する。テンプレ
ートは包絡球と同じ直径の円筒の結合として作成され
る。
のテンプレートの例である。テンプレート保持部12’
にはテンプレートの種類と大きさを登録する。テンプレ
ートは包絡球と同じ直径の円筒の結合として作成され
る。
【0044】経路生成に先立って,初期位置Ps(包絡
球と障害物の干渉を考慮して移動した場合には副初期位
置Ps’)と目標位置Pg(包絡球と障害物の干渉を考
慮して移動した場合には副目標位置Pg’)を結ぶ直線
Lを中心とする円筒Cを求め,障害物20と干渉する障
害物を登録する。
球と障害物の干渉を考慮して移動した場合には副初期位
置Ps’)と目標位置Pg(包絡球と障害物の干渉を考
慮して移動した場合には副目標位置Pg’)を結ぶ直線
Lを中心とする円筒Cを求め,障害物20と干渉する障
害物を登録する。
【0045】図5 (c)に示すように,初期位置Ps(も
しくは副初期位置Ps’)から目標位置Pg(もしくは
副目標位置Pg’)に到る障害物20と干渉しない経路
を構成できるテンプレートを選択し,その組み合わせに
より経路を求める(なお,テンプレートによる経路生成
についての詳細は特開平5−127718号公報参
照)。
しくは副初期位置Ps’)から目標位置Pg(もしくは
副目標位置Pg’)に到る障害物20と干渉しない経路
を構成できるテンプレートを選択し,その組み合わせに
より経路を求める(なお,テンプレートによる経路生成
についての詳細は特開平5−127718号公報参
照)。
【0046】図7は本発明の経路作成手段のフローチャ
ートである。図3の本発明の実施例構成の経路生成手段
の動作を説明する。必要に応じて,図2,図4を参照す
る。 S1 目標位置,姿勢指令が入力手段により入力され
る。
ートである。図3の本発明の実施例構成の経路生成手段
の動作を説明する。必要に応じて,図2,図4を参照す
る。 S1 目標位置,姿勢指令が入力手段により入力され
る。
【0047】S2 マニピュレータのハンドとハンドに
よって把持されている物体(把持物体3)の全ての頂点
位置を求める。手首関節の位置と各頂点との距離を計算
し,最も長い距離rを半径とする包絡球5を作る。
よって把持されている物体(把持物体3)の全ての頂点
位置を求める。手首関節の位置と各頂点との距離を計算
し,最も長い距離rを半径とする包絡球5を作る。
【0048】S3 包絡球5と障害物20との干渉チェ
ックをする。 S4 干渉がある場合には,干渉面と包絡球の中心点
(手首関節位置(初期位置))Psと干渉面の距離ds
と干渉面の単位法線ベクトルnsを求める。そして,包
絡球をnsの方向に距離(r−ds)だけ移動させる。
この移動後の包絡球の中心位置Ps’を副初期位置とす
る。
ックをする。 S4 干渉がある場合には,干渉面と包絡球の中心点
(手首関節位置(初期位置))Psと干渉面の距離ds
と干渉面の単位法線ベクトルnsを求める。そして,包
絡球をnsの方向に距離(r−ds)だけ移動させる。
この移動後の包絡球の中心位置Ps’を副初期位置とす
る。
【0049】S5 マニピュレータの手首関節の目標位
置Pgを中心として半径rの包絡球を作成する。障害物
との干渉チェックを行い,干渉があれば干渉面の外向き
法線ベクトルngを求め,包絡球をngの方向に距離
(r−ds)だけ移動させ,この時の包絡球の中心位置
Pg’を副目標位置とする。
置Pgを中心として半径rの包絡球を作成する。障害物
との干渉チェックを行い,干渉があれば干渉面の外向き
法線ベクトルngを求め,包絡球をngの方向に距離
(r−ds)だけ移動させ,この時の包絡球の中心位置
Pg’を副目標位置とする。
【0050】S6 副初期位置と副目標位置を結ぶ直線
を中心軸とする半径rの円筒を作り,その円筒が障害物
と干渉するかチェックする。 S7 干渉する物体があればそれを障害物として登録す
る。
を中心軸とする半径rの円筒を作り,その円筒が障害物
と干渉するかチェックする。 S7 干渉する物体があればそれを障害物として登録す
る。
【0051】S8 マニピュレータの手先に手首位置を
中心とする包絡球が付いた仮想的なマニピュレータを作
る。この手先に包絡球がついた仮想マニピュレータが登
録された障害物と干渉しないような初期位置もしくは副
初期位置と目標位置もしくは副目標位置間の経路をテン
プレートを用いて求める。
中心とする包絡球が付いた仮想的なマニピュレータを作
る。この手先に包絡球がついた仮想マニピュレータが登
録された障害物と干渉しないような初期位置もしくは副
初期位置と目標位置もしくは副目標位置間の経路をテン
プレートを用いて求める。
【0052】S9 求めた経路上では姿勢を任意に変え
ることができる。そこで,最も一般的な姿勢経路生成法
である一軸回転法等により経路上での姿勢を求める。 S10求めた移動経路および経路上での姿勢を出力す
る。
ることができる。そこで,最も一般的な姿勢経路生成法
である一軸回転法等により経路上での姿勢を求める。 S10求めた移動経路および経路上での姿勢を出力す
る。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば,障害物を回避するマニ
ュアルの手先の移動経路を自動的に高速に生成すること
ができる。そのため,マニピュレータの操作性を大幅に
向上させることができる。
ュアルの手先の移動経路を自動的に高速に生成すること
ができる。そのため,マニピュレータの操作性を大幅に
向上させることができる。
【図1】本発明の基本構成を示す図である。
【図2】本発明の基本構成の動作説明図である。
【図3】本発明の装置構成の実施例を示す図である。
【図4】本発明の副初期位置,副目標位置の設定方法の
説明図である。
説明図である。
【図5】本発明で用いるテンプレートによる経路生成方
法の説明図である。
法の説明図である。
【図6】本発明の経路生成手段のテンプレートの例を示
す図である。
す図である。
【図7】本発明の経路作成手段のフローチャートを示す
図である。
図である。
【符号の説明】 1:マニピュレータ 2:手首関節 2’:ハンド 3:把持物体 5:包絡球 10:マニピュレータ制御装置 11:経路生成手段 12:障害物の配置情報保持部 13:マニピュレータ制御部 15:入力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/4093
Claims (3)
- 【請求項1】 障害物の配置情報に基づいて障害物を回
避して初期位置から目標位置までの経路を求める経路生
成手段を備えたマニピュレータの制御装置において,該
マニピュレータはアームに手首関節を備えるものであ
り,該経路生成手段は,手首関節を中心にして把持物体
を回転した時にできる包絡球を求め,障害物の配置情報
に基づいて該包絡球が移動する時に障害物との接触の有
無を判定し,該包絡球が障害物と接触しない経路を求め
ることを特徴とするマニピュレータ制御装置。 - 【請求項2】 請求項1において,初期位置における該
包絡球と障害物との干渉を調べ,干渉がある場合に干渉
面と包絡球の中心が包絡球の半径以上となる位置に初期
位置を移動して副初期位置を求め,目標位置に中心を持
つ該包絡球を設定し,該包絡球と障害物との干渉の有無
を調べ,干渉がある場合には,目標位置と干渉面との距
離が包絡球の半径以上となるように目標位置を移動して
副目標位置を設定し,該副初期位置から該副目標位置に
包絡球を移動した時に障害物と干渉しない経路を求める
ことを特徴とするマニピュレータ制御装置。 - 【請求項3】 請求項1もしくは2において,初期位置
もしくは副初期位置から目標位置もしくは副目標位置に
向かう直線経路上を包絡球が移動したと仮定した時に包
絡球と障害物が干渉する障害物を登録し,該登録された
障害物に包絡球が干渉しない経路を求めることを特徴と
するマニピュレータ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24097394A JPH08108383A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | マニピュレータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24097394A JPH08108383A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | マニピュレータ制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08108383A true JPH08108383A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17067420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24097394A Withdrawn JPH08108383A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | マニピュレータ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08108383A (ja) |
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-
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- 1994-10-05 JP JP24097394A patent/JPH08108383A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |