特許ウォッチ

公開番号2025092830
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-23
出願番号2023208190
出願日2023-12-11
発明の名称ロボットのパス生成システム、パス生成方法、ロボット制御装置、プログラム及びデータ構造
出願人公立大学法人北九州市立大学
代理人個人
主分類B25J 9/22 20060101AFI20250616BHJP(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】タスクの変更に応じて容易にパスを生成できるロボットのパス生成システム、パス生成方法、ロボット制御装置、プログラム及びデータ構造を提供する。
【解決手段】パス生成システム10は、第1のスタートから第1のゴールへ至る多関節ロボットのパスを、多関節ロボットの物理パラメータに依存しない形式のテンプレートパスデータに変換する変換部20と、第2のスタートから第2のゴールへ至るパスを、テンプレートパスデータに基づいて生成するパス生成部50と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１のスタートから第１のゴールへ至る多関節ロボットのパスを、該多関節ロボットの物理パラメータに依存しない形式のテンプレートパスデータに変換する変換部と、
第２のスタートから第２のゴールへ至るパスを、前記テンプレートパスデータに基づいて生成するパス生成部と、を備えたロボットのパス生成システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１記載のロボットのパス生成システムにおいて、
前記テンプレートパスデータが、前記第１のスタートから前記第１のゴールまでを結ぶ線分と前記変換部が変換する前のパスとの間の偏差の情報を含むロボットのパス生成システム。
【請求項３】
請求項２記載のロボットのパス生成システムにおいて、
前記偏差の情報が、１）前記線分とウェイポイントから延びる垂線との交点の位置の該線分に対する比率、２）前記ウェイポイントから対応する前記交点までの偏差ノルム及び３）前記交点から対応する前記ウェイポイントへ向かう方向を有する第１のベクトルと前記線分が延びる方向を有する正規化された第２のベクトルとにそれぞれ直交する直交ベクトルを含むロボットのパス生成システム。
【請求項４】
請求項２記載のロボットのパス生成システムにおいて、
前記偏差の情報が、１）ウェイポイントに対応する前記線分上の位置、２）前記線分上の位置から対応する前記ウェイポイントまでの偏差ノルム及び３）前記線分上の位置に対して前記ウェイポイントが位置する方向を特定するためのベクトルを含むロボットのパス生成システム。
【請求項５】
請求項２記載のロボットのパス生成システムにおいて、
前記偏差の情報が、１）ウェイポイントに対応する前記線分上の位置を決定するための位置決定情報、２）前記線分上の位置から対応する前記ウェイポイントまでの偏差ノルム及び３）前記線分上の位置に対して前記ウェイポイントが位置する方向を特定するためのベクトルを含むロボットのパス生成システム。
【請求項６】
請求項３～５のいずれか１項に記載のロボットのパス生成システムにおいて、
前記多関節ロボットの関節数が３又は７以外の場合に、
前記偏差ノルムが、異なる複数の関節ごとに分けて求められるロボットのパス生成システム。
【請求項７】
請求項６記載のロボットのパス生成システムにおいて、
前記パス生成部によって生成されたパスを、多関節ロボットが動作する周囲の環境に基づいて修正する修正部を更に備えたロボットのパス生成システム。
【請求項８】
請求項７記載のロボットのパス生成システムにおいて、
前記テンプレートパスデータをデータベースに登録する登録部を更に備えたロボットのパス生成システム。
【請求項９】
請求項８記載のロボットのパス生成システムにおいて、
異なる前記テンプレートパスデータを繋ぎ合わせ、新たなテンプレートパスデータを生成する連結部を更に備えたロボットのパス生成システム。
【請求項１０】
多関節ロボットを制御するためのロボット制御装置を、
第１のスタートから第１のゴールへ至る多関節ロボットのパスが該多関節ロボットの物理パラメーラに依存しない形式に変換されたテンプレートパスデータを読み込む読み込み手段、
第２のスタートから第２のゴールへ至るパスを、前記テンプレートパスデータに基づいて生成するパス生成手段、として機能させるためのプログラム。
（【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、ロボットのパス生成システム、パス生成方法、ロボット制御装置、プログラム及びデータ構造に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロボットと作業環境の幾何学的形状およびそれらの配置を記述した計算機上の幾何モデル手段と、モデル同士の干渉を検査する計算機上の干渉検査手段と、を利用し、ロボットのスタートおよびゴール配置が与えられたときロボットと作業環境内の障害物とが干渉を起こさずにスタート配置からゴール配置へ至るロボットの動作経路を計画する動作経路計画方法が記載されている。
【０００３】
この動作経路計画方法は、スタート配置を始端サブゴール、ゴール配置を終端サブゴールとし、ロボットの始端サブゴールと終端サブゴールを結ぶ作業空間あるいは配置空間における直線経路を２分割する点を最初のサブゴール候補とし、隣接するサブゴールをサブゴールａ、ｂと表し、該サブゴールａ、ｂ間を結ぶ作業空間あるいは配置空間における直線経路を２分割する点をサブゴール候補１と表して新たなサブゴールの候補とし、サブゴール候補１においてロボットと障害物との干渉を幾何モデル手段と干渉検査手段とを用いて検査し、（ｉ）サブゴール候補１において干渉が検出されなかったときは、サブゴール候補１を新たなサブゴールｃとして、ａ→ｃ→ｂで表されるサブゴールの接続関係を記述する有向グラフを生成し、（ｉｉ）サブゴール候補１において干渉が検出されたときは、サブゴール候補１から、予め定めた複数のロボット回避動作方向それぞれに適当な距離間隔でロボットを移動させた複数の点において干渉検査を行い、それぞれの回避動作方向あるいはその内の幾つかに対して、干渉が検出されない点の中から新たなサブゴールｄ１、ｄ２、ｄ３、・・・を１つずつ選び、ａ→ｄ１→ｂ、ａ→ｄ２→ｂ、ａ→ｄ３→ｂ、・・・で表されるサブゴールの有向グラフを生成する手続を、各サブゴール間の距離が予め定めた値以下になるまで、再帰的に繰り返し、サブゴールの有向グラフを用いて始端サブゴールから終端サブゴールへ至るサブゴール経路、すなわちサブゴール系列を複数組計画することを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－２０１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、タスクの変更に応じて容易にパスを生成できるロボットのパス生成システム及びパス生成方法並びにロボット制御装置及びプログラムを説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一つの観点に係るロボットのパス生成システムは、第１のスタートから第１のゴールへ至る多関節ロボットのパスを、該多関節ロボットの物理パラメータに依存しない形式のテンプレートパスデータに変換する変換部と、第２のスタートから第２のゴールへ至るパスを、前記テンプレートパスデータに基づいて生成するパス生成部と、を備える。
【０００７】
本開示の他の観点に係るプログラムは、多関節ロボットを制御するためのロボット制御装置を、第１のスタートから第１のゴールへ至る多関節ロボットのパスが該多関節ロボットの物理パラメーラに依存しない形式に変換されたテンプレートパスデータを読み込む読み込み手段、第２のスタートから第２のゴールへ至るパスを、前記テンプレートパスデータに基づいて生成するパス生成手段、として機能させる。
【０００８】
本開示の他の観点に係るロボット制御装置は、第１のスタートから第１のゴールへ至る多関節ロボットのパスが該多関節ロボットの物理パラメータに依存しない形式に変換されたテンプレートパスデータを読み込む読み込み部と、第２のスタートから第２のゴールへ至るパスを、前記テンプレートパスデータに基づいて生成するパス生成部と、を備える。
【０００９】
本開示の他の観点に係るパスの生成方法は、上記ロボットのパス生成システムを用いたパスの生成方法であって、前記変換部が、タスクに関連付けられた複数のパスをそれぞれテンプレートパスデータに変換するステップと、変換された前記テンプレートパスデータが、それぞれデータベースに登録されるステップと、前記データベースの中から、タスクに応じて前記テンプレートパスデータが選択されるステップと、前記パス生成部が、選択された前記テンプレートパスデータに基づいて、パスを生成するステップと、を含む。
【００１０】
本開示の他の観点に係るテンプレートパスデータのデータ構造は、上記ロボットのパス生成システムによって使用されるテンプレートパスデータのデータ構造であって、前記線分とウェイポイントに対応する前記線分上の位置又は該位置を決定するための位置決定情報、前記線分上の位置から対応する前記ウェイポイントまでの偏差ノルム、前記線分上の位置に対して前記ウェイポイントが位置する方向を特定するためのベクトル、を含む。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許