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公開番号2024055164
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2022161870
出願日2022-10-06
発明の名称干渉判定装置及び経路生成装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類B25J 19/06 20060101AFI20240411BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】障害物の特性や種々の誤差要因を考慮して、より適切に障害物との干渉の有無を判定すること。
【解決手段】ロボットが始点から終点までの経路に沿って動作する際、障害物と干渉するか否かを判定する干渉判定部(143)と、干渉判定部において、ロボットと障害物との干渉を判定する際の干渉判定条件を登録する干渉判定条件登録部(141)と、を備える。干渉判定条件登録部には、障害物との干渉を許容する干渉許容距離、ロボットと障害物との相対的な位置を把握する際に相対的な位置に含まれ得る位置誤差、及び、障害物がロボットの動作と同期して所定の経路を移動する可動物体である場合の同期時間誤差の少なくとも1つを干渉判定条件として登録可能である。干渉判定部は、干渉判定条件登録部に登録された干渉判定条件を考慮して、ロボットと障害物との干渉を判定するように構成される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ロボット（１０）の動作が障害物（４０）と干渉するか否かを判定する干渉判定装置であって、
前記ロボットの動作の始点と終点を登録する登録部（１４２）と、
前記ロボットが前記始点から前記終点までの経路に沿って動作する際、前記障害物と干渉するか否かを判定する干渉判定部（１４３）と、
前記干渉判定部において、前記ロボットと前記障害物との干渉を判定する際の干渉判定条件を登録する干渉判定条件登録部（１４１）と、を備え、
前記干渉判定条件登録部には、前記障害物との干渉を許容する干渉許容距離、前記ロボットと前記障害物との相対的な位置を把握する際に前記相対的な位置に含まれ得る位置誤差、及び、前記障害物が前記ロボットの動作と同期して所定の経路を移動する可動物体である場合の同期時間誤差の少なくとも１つを前記干渉判定条件として登録可能であり、
前記干渉判定部は、前記干渉判定条件登録部に登録された前記干渉判定条件を考慮して、前記ロボットと前記障害物との干渉を判定する干渉判定装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記干渉許容距離は、前記ロボットが前記障害物に接触した後の前記ロボットの移動距離の上限を示し、
前記干渉判定部は、前記ロボットが前記障害物に接触した後に、前記干渉許容距離以内で移動しても、前記ロボットと前記障害物とが干渉したとはみなさない、請求項１に記載の干渉判定装置。
【請求項３】
前記干渉判定条件登録部に前記干渉判定条件として前記干渉許容距離が登録された場合、前記干渉判定部は、前記始点及び前記終点を含む、前記始点から前記終点までの前記経路上の経由点に関して、２つの隣接する前記経由点間の前記ロボットの移動距離が、それぞれの前記経由点における前記障害物との距離の合計に前記干渉許容距離を加えた値よりも小さいとの条件が、前記始点から前記終点までのすべての前記経由点で成立する場合、前記始点と前記終点との間の前記経由点を介する前記経路に関して、前記障害物と非干渉と判定する請求項１又は２に記載の干渉判定装置。
【請求項４】
前記干渉判定部は、２つの隣接する前記経由点間の前記ロボットの移動距離が、それぞれの前記経由点における前記障害物との距離の合計に前記干渉許容距離を加えた値よりも大きい場合、２つの隣接する前記経由点の間に新たな経由点を設定し、当該新たな経由点と、２つの隣接する前記経由点との一方の前記経由点とを、新たな２つの隣接する前記経由点として、前記条件を満たすか否かを判定する請求項３に記載の干渉判定装置。
【請求項５】
前記干渉判定部は、２つの隣接する前記経由点の少なくとも一方の前記経由点において、前記障害物との距離が所定の閾値未満である場合、前記障害物との距離が前記閾値未満である前記経由点を、前記干渉許容距離の範囲内で移動させ、移動後の経由点において、前記障害物との距離が前記閾値以上となり、かつ、移動後の経由点を含む２つの隣接する前記経由点間の前記ロボットの移動距離が、それぞれの前記経由点における前記障害物との距離の合計に前記干渉許容距離を加えた値よりも小さい場合、前記条件を満たすと判定する請求項３に記載の干渉判定装置。
【請求項６】
前記位置誤差は、前記障害物の位置を計測した際の計測座標系における座標位置と前記ロボットの位置を制御する際の制御座標系における座標位置との間で座標変換を行った場合の座標変換位置誤差、及び、前記ロボットを前記経路上の目標位置に制御した際の、前記目標位置からのずれに相当する制御位置誤差の少なくとも１つを含む請求項１に記載の干渉判定装置。
【請求項７】
前記干渉判定条件登録部に前記干渉判定条件として前記位置誤差が登録された場合、前記干渉判定部は、前記始点及び前記終点を含む、前記始点から前記終点までの前記経路上の経由点に関して、２つの隣接する前記経由点間の前記ロボットの移動距離が、それぞれの前記経由点における前記障害物との距離の合計から前記位置誤差に対応する長さを減算した値よりも小さいとの条件が、前記始点から前記終点までのすべての前記経由点で成立する場合、前記始点と前記終点との間の前記経由点を介する前記経路に関して、前記障害物と非干渉と判定する請求項６に記載の干渉判定装置。
【請求項８】
前記同期時間誤差は、前記同期時間誤差を表す時間長さ、前記同期時間誤差に対応する距離、又は同期時間周期に対する割合として、前記干渉判定条件登録部に登録される請求項１に記載の干渉判定装置。
【請求項９】
前記ロボットと前記障害物とは所定の時間周期で移動位置が同期されるものであり、
前記同期時間誤差は、前記所定の時間周期内で発生するものである、請求項８に記載の干渉判定装置。
【請求項１０】
前記干渉判定条件登録部に前記干渉判定条件として前記同期時間誤差が登録された場合、前記干渉判定部は、前記始点及び前記終点を含む、前記始点から前記終点までの前記経路上の経由点に関して、２つの隣接する前記経由点間の前記ロボットの移動距離が、前記同期時間誤差によって前記障害物が移動可能な最大移動距離を考慮した、それぞれの前記経由点における前記障害物との距離の合計よりも小さいとの条件が、前記始点から前記終点までのすべての前記経由点で成立する場合、前記始点と前記終点との間の前記経由点を介する前記経路に関して、前記障害物と非干渉と判定する請求項８又は９に記載の干渉判定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットの動作が障害物と干渉するか否かを判定する干渉判定装置、当該干渉判定装置を備える経路生成装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ユーザが、入力部を介して、ロボットの各ジョイント及び障害物の少なくとも一方に対して、クリアランス量を入力可能な経路生成装置が記載されている。例えば、ジョイントに対してクリアランス量が設定された場合、ジョイントの表面に対して法線方向にクリアランス量分だけ厚みが増すことを意味する。特許文献１の経路生成装置は、障害物との間に少なくともクリアランス量に対応する間隔を確保したロボットの経路を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１１０８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、ロボットの各ジョイント及び障害物の少なくとも一方に対してクリアランス量を設定することしか考慮されていない。このため、例えば、障害物が柔軟性を有する場合に、障害物との多少の干渉を許容するようなロボットの経路を設定したりすることはできない。また、クリアランス量のみに依存しているため、種々の要因で発生する誤差の影響によって、必ずしも障害物と干渉しないことを保証できない虞がある。
【０００５】
本開示は、上述した点に鑑みてなされたものであり、障害物の特性や種々の誤差要因を考慮して、より適切に障害物との干渉の有無を判定することが可能な干渉判定装置、及び当該干渉判定装置を備える経路生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示による干渉判定装置は、ロボット（１０）の動作が障害物（４０）と干渉するか否かを判定するものであって、
ロボットの動作の始点と終点を登録する登録部（１４２）と、
ロボットが始点から終点までの経路に沿って動作する際、障害物と干渉するか否かを判定する干渉判定部（１４３）と、
干渉判定部において、ロボットと障害物との干渉を判定する際の干渉判定条件を登録する干渉判定条件登録部（１４１）と、を備え、
干渉判定条件登録部には、障害物との干渉を許容する干渉許容距離、ロボットと障害物との相対的な位置を把握する際に相対的な位置に含まれ得る位置誤差、及び、障害物がロボットの動作と同期して所定の経路を移動する可動物体である場合の同期時間誤差の少なくとも１つを干渉判定条件として登録可能であり、
干渉判定部は、干渉判定条件登録部に登録された干渉判定条件を考慮して、ロボットと障害物との干渉を判定するように構成される。
【０００７】
本開示による干渉判定装置によれば、干渉判定条件登録部に、干渉判定条件として、障害物との干渉を許容する干渉許容距離、ロボットと障害物との相対的な位置を把握する際に相対的な位置に含まれ得る位置誤差、及び、障害物がロボットの動作と同期して所定の経路を移動する可動物体である場合の同期時間誤差の少なくとも１つを登録することができる。そして、干渉判定部は、干渉判定条件登録部に登録された干渉判定条件を考慮して、ロボットと障害物との干渉を判定する。従って、障害物の特性や種々の誤差要因を考慮して、より適切に障害物との干渉の有無を判定することが可能となる。
【０００８】
また、本開示による経路生成装置は、
上述した干渉判定装置（１００）と、
干渉判定装置による干渉判定結果に基づいて、障害物と干渉せずにロボットを動作させることが可能な経路を生成する経路生成部（１４５）と、を備える。
【０００９】
本開示による経路生成装置によれば、上述した干渉判定装置を備えているので、障害物との干渉を適切に考慮した上で、障害物と干渉せずにロボットを動作させることが可能な経路を生成することができる。
【００１０】
上記括弧内の参照番号は、本開示の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本開示の範囲を制限することを意図したものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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