JPWO2020158779A1 - 軌道追従システム、軌道追従方法、及び、プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、図1を参照して、第1実施形態の軌道追従システム100を説明する。
次に、図2から図6を参照して、バックホウ1について説明する。バックホウ1は、バケットが主として手前を向き、手前に向けて掘削する油圧ショベルである。バックホウ1は、例えば、処理設備からベルトコンベアで排出され、土砂ピットに蓄積された残土をダンプトラックに積み込む際に使用される。バックホウ1は、作業機器の一具体例である。
先ず、目標状態更新部31が、バケット6の目標状態を目標状態P1に設定する。
次に、目標相対姿勢算出部32が、目標状態更新部31によって設定された現在の目標状態に基づいて、すべての機構の目標揺動角度θr1、θr2、θr3をそれぞれ算出する。
次に、相対姿勢制御部33が、すべての機構の揺動角度θ1、θ2、θ3がそれぞれ対応する目標揺動角度θr1、θr2、θr3へ近づくようにすべての機構の揺動角度θ1、θ2、θ3の制御を開始する。揺動角度の制御とは、機構の揺動角度を変化させることであってもよい。揺動角度の制御は、揺動角度を変化させる制御スピードを変化させることを含んでもよい。制御スピードの変化とは、制御スピードを減速または加速させることであってもよい。相対姿勢制御部33は、第1収束条件で収束した機構の揺動角度が対応する目標揺動角度へ更に近づくように継続して当該機構の相対姿勢を制御する場合、当該機構の制御スピードを減速させてもよい。
次に、第1収束判定部35が、すべての機構の揺動角度θ1、θ2、θ3が対応する目標揺動角度θr1、θr2、θr3に第1収束条件で収束したか判定する。S130でYESの場合、第1収束判定部35は、処理をS140に進める。一方、S130でNOの場合、第1収束判定部35は、処理をS200に進める。
目標状態更新部31は、次の目標状態があるか判定する。S140でNOの場合、軌道追従制御部22は、処理を終了する。一方、S140でYESの場合、目標状態更新部31は、処理をS150に進める。
目標状態更新部31は、バケット6の目標状態を次の目標状態に更新し、処理をS110に戻す。
S210からS230までの処理は、機構i毎に独立して実行される。S200、S240、S250における処理は、機構i毎に独立して処理を実行するためのループ処理である。機構1、機構2、機構3は、ブーム4、アーム5、バケット6にそれぞれ対応している。
第1収束判定部35は、機構iの揺動角度θiが目標揺動角度θriに第1収束条件で収束したか否かを判定する。S210においてYESの場合、第1収束判定部35は、処理をS220に進める。一方、S210においてNOの場合、第1収束判定部35は、処理をS240に進める。
第2収束判定部36は、機構iの揺動角度θiが目標揺動角度θriに第2収束条件で収束したか否かを判定する。S220においてYESの場合、第2収束判定部36は、処理をS230に進める。一方、S220においてNOの場合、第2収束判定部36は、処理をS240に進める。
相対姿勢制御部33は、機構iの揺動角度θiの制御スピードを減速させて、揺動角度θiの制御を停止させる。
S240において、すべての機構iについてS210からS230までの処理を実行したら、軌道追従制御部22は、処理をS130に戻す。
101 目標状態更新部
102 目標相対姿勢算出部
103 相対姿勢制御部
104 収束判定部
105 第1収束判定部
106 第2収束判定部
Claims (7)
- エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを支持する少なくとも1つの支持部と、を含む複数の機構を備えた作業機器において、前記エンドエフェクタを目標軌道に追従制御する軌道追従システムであって、
前記エンドエフェクタの少なくとも目標座標を含む目標状態を更新する目標状態更新部と、
前記エンドエフェクタの現在の目標状態に基づいて前記複数の機構の目標相対姿勢をそれぞれ算出する目標相対姿勢算出部と、
前記複数の機構の相対姿勢がそれぞれ対応する目標相対姿勢へ近づくように前記複数の機構の相対姿勢を制御する相対姿勢制御部と、
前記エンドエフェクタの状態が現在の目標状態に収束したか否かを判定する収束判定部と、
を備え、
前記目標状態更新部は、前記エンドエフェクタの状態が現在の目標状態に収束したと前記収束判定部が判定したら、前記エンドエフェクタの目標状態を更新するように構成されており、
前記収束判定部は、
各機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に第1収束条件で収束したか否かを判定する第1収束判定部と、
各機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に前記第1収束条件よりもきつい第2収束条件で収束したか否かを判定する第2収束判定部と、
を備える、
軌道追従システム。 - 請求項1に記載の軌道追従システムであって、
前記収束判定部は、すべての機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に前記第1収束条件で収束した場合、前記エンドエフェクタの状態が現在の目標状態に収束したと判定する、
軌道追従システム。 - 請求項2に記載の軌道追従システムであって、
前記相対姿勢制御部は、少なくとも何れか1つの機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に前記第1収束条件で収束しており、他の少なくとも何れか1つの機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に前記第1収束条件で収束していない場合、前記第1収束条件で収束した機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢へ更に近づくように継続して当該機構の相対姿勢を制御する、
軌道追従システム。 - 請求項1から3までの何れか1項に記載の軌道追従システムであって、
前記相対姿勢制御部は、各機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に前記第2収束条件で収束したら、当該機構の相対姿勢制御を停止させる、
軌道追従システム。 - 請求項1から4までの何れか1項に記載の軌道追従システムであって、
前記エンドエフェクタの前記目標状態は、更に、前記エンドエフェクタの目標絶対姿勢を含む、
軌道追従システム。 - エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを支持する少なくとも1つの支持部と、を含む複数の機構を備えた作業機器において、前記エンドエフェクタを目標軌道に追従制御する軌道追従方法であって、
前記エンドエフェクタの少なくとも目標座標を含む目標状態を更新する目標状態更新ステップと、
前記エンドエフェクタの現在の目標状態に基づいて前記複数の機構の目標相対姿勢をそれぞれ算出する目標相対姿勢算出ステップと、
前記複数の機構の相対姿勢がそれぞれ対応する目標相対姿勢へ近づくように前記複数の機構の相対姿勢を制御する相対姿勢制御ステップと、
前記エンドエフェクタの状態が現在の目標状態に収束したか否かを判定する収束判定ステップと、
を備え、
前記目標状態更新ステップでは、前記エンドエフェクタの状態が現在の目標状態に収束したと前記収束判定ステップで判定したら、前記エンドエフェクタの目標状態を更新し、
前記収束判定ステップは、
各機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に第1収束条件で収束したか否かを判定する第1収束判定ステップと、
各機構の相対姿勢が対応する目標相対姿勢に前記第1収束条件よりもきつい第2収束条件で収束したか否かを判定する第2収束判定ステップと、
を含む、
軌道追従方法。 - コンピュータに、請求項6に記載の軌道追従方法を実行させるためのプログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体。
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