特許 7433501 干渉判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】干渉判定装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20240209BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023089940

(22)【出願日】2023-05-31

【審査請求日】2023-12-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100108213

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 豊隆

(72)【発明者】

【氏名】池口 誠人

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－２０６０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７２５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６２４７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットの作業空間に含まれる物体までの距離を測定する距離計測部と、
前記距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて、前記距離計測部により得られる点群データを間引く間引き部と、
前記間引き部により間引かれた後の点群データから、前記作業空間に配置される前記ロボットのモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された点群データが、前記ロボット領域の内部にある場合に、前記ロボットが前記物体と干渉すると判定する判定部と、
を備え、
前記間引き部は、前記距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて点群データを間引く際に、間引きの対象となる点群データのグループを画定するための空間のサイズを算定し、前記空間により画定されるグループごとに点群データを間引く、
干渉判定装置。

【請求項2】

ロボットの作業空間に含まれる物体までの距離を測定する距離計測部と、
前記距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて、前記距離計測部により得られる点群データを間引く間引き部と、
前記間引き部により間引かれた後の点群データが、前記作業空間に配置される前記ロボットのモデルに対応するロボット領域の内部にある場合に、前記ロボットが前記物体と干渉すると判定する判定部と、
を備え、
前記間引き部は、前記距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて点群データを間引く際に、間引きの対象となる点群データのグループを画定するための空間のサイズを算定し、前記空間により画定されるグループごとに点群データを間引く、
干渉判定装置。

【請求項3】

前記間引き部は、間引いた後に残った点群データ全体の点数が、目標とする点数よりも多い場合に、前記空間のサイズを大きくし、大きくした後の前記空間によって画定されるグループごとに、点群データをさらに間引く、
請求項１又は２記載の干渉判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、干渉判定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工場などで作業を行うロボットの動作計画において、ロボットのアームなどが干渉しないようにチェックすることが行われている。干渉の有無をチェックする手法として、例えば、ロボットなどの物体に対応する３次元座標の点群データを取得し、取得した点群データを利用してチェックする手法が用いられている。しかしながら、全ての点群データを用いて処理を行うと負荷が増大するため、処理に用いる点群データを効率よく削減することが望まれる。

【0003】

処理負荷を低減するものとして、例えば、下記特許文献１に、ロボットの複数の構成要素間の干渉をチェックする干渉チェック装置が開示されている。この干渉チェック装置は、ロボットを頭、胸、腰、右上腕、右肘、右前腕などの部位に分類し、ロボットの姿勢に応じて、干渉の可能性がある部位を各部位の組み合わせごとに特定するための干渉マトリックスを記憶させ、この干渉マトリックスを用いてロボットの干渉をチェックしている。

【0004】

この干渉チェック装置は、コントローラの動作指令値から想定されるロボットの姿勢に基づいて、干渉マトリックスを参照し、干渉の可能性がある部位の組み合わせが存在する場合に、それらの部位に対応する３次元座標同士が重なり合っているか否かを判定することで、干渉を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１３１３０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の干渉チェック装置は、ロボットの部位同士の干渉をチェックするものであり、ロボットが他の物体と干渉するかどうかをチェックするものではない。

【0007】

そこで、本発明は、ロボットが他の物体と干渉するかどうかを判定する際に、判定に用いる点群データを効率よく削減することができる干渉判定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】

【0008】

本発明の一態様に係る干渉判定装置は、ロボットの作業空間に含まれる物体までの距離を測定する距離計測部と、距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて、距離計測部により得られる点群データを間引く間引き部と、間引き部により間引かれた後の点群データから、作業空間に配置されるロボットのモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出する抽出部と、抽出部により抽出された点群データが、ロボット領域の内部にある場合に、ロボットが物体と干渉すると判定する判定部と、を備える。

【0009】

この態様によれば、ロボットの作業空間に含まれる物体に対応する点群データを取得し、取得した点群データを点群データの範囲及び点数に基づいて間引き、間引いた後の点群データから、ロボットのモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出し、抽出した点群データがロボット領域の内部にある場合に、ロボットが物体と干渉すると判定することができる。

【0010】

これにより、物体に対応する点群データを間引き、その間引いた後の点群データから、干渉の判定に必要な点群データを抽出し、その抽出した点群データを用いてロボットが他の物体と干渉するかどうかを判定することが可能となる。

【0011】

本発明の他の態様に係る干渉判定装置は、ロボットの作業空間に含まれる物体までの距離を測定する距離計測部と、距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて、距離計測部により得られる点群データを間引く間引き部と、間引き部により間引かれた後の点群データが、作業空間に配置されるロボットのモデルに対応するロボット領域の内部にある場合に、ロボットが物体と干渉すると判定する判定部と、を備える。

【0012】

この態様によれば、ロボットの作業空間に含まれる物体に対応する点群データを取得し、取得した点群データを点群データの範囲及び点数に基づいて間引き、間引いた後の点群データがロボット領域の内部にある場合に、ロボットが物体と干渉すると判定することができる。

【0013】

これにより、物体に対応する点群データを間引いた後の点群データを用いてロボットが他の物体と干渉するかどうかを判定することが可能となる。

【0014】

上記各態様において、間引き部は、距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて点群データを間引く際に、間引きの対象となる点群データのグループを画定するための空間のサイズを算定し、空間により画定されるグループごとに点群データを間引いてもよい。

【0015】

この態様によれば、点群データにより形成される空間を均一の大きさで画定し、画定した空間ごとに点群データを間引くことができる。これにより、散在する点群データをバランスよく間引くことが可能となる。

【0016】

上記各態様において、間引き部は、間引いた後に残った点群データ全体の点数が、目標とする点数よりも多い場合に、空間のサイズを大きくし、大きくした後の空間によって画定されるグループごとに、点群データをさらに間引いてもよい。

【0017】

この態様によれば、間引いた後の点群データが目標とする点数よりも多い場合であっても、目標とする点数に近づくように、間引きを繰り返し行いながら調整することが可能となる。

【0018】

本発明の他の態様に係る干渉判定装置は、ロボットの作業空間に含まれる物体までの距離を測定する距離計測部と、距離計測部により得られる点群データから、作業空間に配置されるロボットのモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出する抽出部と、抽出部により抽出された点群データが、ロボット領域の内部にある場合に、ロボットが物体と干渉すると判定する判定部と、を備える。

【0019】

この態様によれば、ロボットの作業空間に含まれる物体に対応する点群データを取得し、取得した点群データから、ロボットのモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出し、抽出した点群データがロボット領域の内部にある場合に、ロボットが物体と干渉すると判定することができる。

【0020】

これにより、物体に対応する点群データから、干渉の判定に必要な点群データを抽出し、その抽出した点群データを用いてロボットが他の物体と干渉するかどうかを判定することが可能となる。

【0021】

上記各態様において、判定用の領域は、ロボットのリンクごとに設けられ、判定部は、ロボットが物体と干渉するかどうかを、ロボットのリンクごとに判定してもよい。

【0022】

この態様によれば、ロボットを構成する一つのリンクで干渉することが判定された場合に、残りのリンクでの判定を省略することが可能となる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、ロボットが他の物体と干渉するかどうかを判定する際に、判定に用いる点群データを効率よく削減することができる干渉判定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態に係る干渉判定装置を含む溶接ロボットシステムの構成を例示する図である。

【図2】図１に示す干渉判定装置の制御部における機能的な構成を例示する図である。

【図3】（Ａ）は点群データのグループを画定する立法体を例示する模式図であり、（Ｂ）は立方体により画定されるグループごとに点群データ間引くことを例示する模式図である。

【図4】（Ａ）は点群データのグループを画定する立法体を例示する模式図であり、（Ｂ）は立方体により画定されるグループごとに点群データ間引くことを例示する模式図である。

【図5】（Ａ）はロボット領域を包含する判定用の領域と点群データとの関係を例示する模式図であり、（Ｂ）は（Ａ）の点群データから抽出された点群データを例示する模式図である。

【図6】干渉判定装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。また、図面は模式的なものであるため、各構成要素の寸法や比率は実際のものとは相違する。

【0026】

図１は、実施形態に係る干渉判定装置を含む溶接ロボットシステムの概略構成図である。溶接ロボットシステム１００は、例えば、干渉判定装置１と、ロボット制御装置２と、マニピュレータ（ロボット）３とを備える。干渉判定装置１及びロボット制御装置２、並びにロボット制御装置２及びマニピュレータ３は、それぞれネットワークを介して接続される。干渉判定装置１とロボット制御装置２は、例えばＷｉＦｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）などの無線通信により接続され、ロボット制御装置２とマニピュレータ３は、例えば通信ケーブルを介して接続される。なお、ネットワークは、有線（通信ケーブルを含む）であっても無線であってもよい。

【0027】

なお、溶接ロボットシステム１００に、ティーチペンダントを含めてもよい。ティーチペンダントは、ロボット制御装置２に接続することができ、作業者がマニピュレータ３の動作を教示する際に用いる操作装置である。

【0028】

マニピュレータ３は、ロボット制御装置２において設定される施工条件に従って、溶接対象であるワークにアーク溶接を施工する溶接ロボットである。マニピュレータ３は、例えば、工場の床面等に固定されるベース部材上に設けられる多関節アームと、多関節アームの先端に連結される溶接トーチ（ツール）とを有する。なお、溶接トーチに供給される溶接ワイヤは、マニピュレータ３の構成に含まないことにする。

【0029】

ロボット制御装置２は、マニピュレータ３の動作を制御する制御ユニットであり、例えば、制御部２１、記憶部２２及び通信部２３を備える。

【0030】

制御部２１は、プロセッサであり、記憶部２２に記憶されている溶接プログラムなどを実行することで、マニピュレータ３を制御する。

【0031】

通信部２３は、通信インターフェースであり、ネットワークを介して接続される干渉判定装置１やマニピュレータ３との通信を制御する。

【0032】

なお、ロボット制御装置２は、溶接電源部をさらに備えてもよい。溶接電源部は、例えば、溶接ワイヤの先端とワークとの間にアークを発生させるために、予め定められた溶接の施工条件に従って、溶接電流及び溶接電圧等をマニピュレータ３に供給する。溶接電源部は、ロボット制御装置２と別個に備えてもよい。

【0033】

干渉判定装置１は、例えば、デジタルカメラ付きの可搬型端末である。可搬型端末には、例えば、タブレット端末、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の持ち運び可能な端末が含まれる。干渉判定装置１は、例えば、制御部１１、記憶部１２、通信部１３、撮影部１４、距離計測部１５及び表示部１６を含む。

【0034】

制御部１１は、プロセッサであり、記憶部１２に格納されたプログラムを実行することで、干渉判定装置１の各部を制御する。

【0035】

記憶部１２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、干渉判定装置１の各種機能を実現するためのプログラム及びそのプログラムで使用される各種のデータなどを記憶する。各種のデータには、例えば、マニピュレータ３の種別ごとの形状サイズ情報、及びマニピュレータ３に装着するツールの種別ごとの形状サイズ情報などが含まれる。

【0036】

通信部１３は、通信インターフェースであり、ネットワークを介して接続されるロボット制御装置２との通信を制御する。

【0037】

撮影部１４は、例えば、レンズ及びイメージセンサ（撮像素子）を含む２Ｄカメラであり、レンズで受光した被写体の光を電気信号（デジタル画像データ）に変換する。

【0038】

距離計測部１５は、例えば、距離計測センサを搭載する３Ｄカメラである。距離計測センサは、対象物までの距離を測定可能なセンサである。距離計測センサとして、例えば、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）センサ、ミリ波センサ、超音波センサ等を用いることができる。

【0039】

なお、距離計測部１５は、３Ｄカメラ又は距離計測センサのいずれか一方のみであってもよい。３Ｄカメラのみの場合は、異なる複数の位置から物体を撮影した複数の画像に基づいて、物体に対応する三次元座標データを算定することが好ましい。この場合、公知のステレオ法による三次元計測手法を用いることができる。

【0040】

ここで、距離計測センサを干渉判定装置１に含めることで、イメージセンサと距離計測センサとの位置関係を固定化することができ、各センサでデータを取得するタイミングを合わせることが可能となる。したがって、後述するマーカの特定位置を点群データ上に設定する処理効率を向上させることが可能となる。また、イメージセンサと距離計測センサとを干渉判定装置１に備えることで、ワークとマーカとを同時に撮影できる任意の位置に、干渉判定装置１を操作する作業者が自由に移動して撮影することが可能となるため、作業効率を高めることができる。

【0041】

さらに、画像を撮影して取得するイメージセンサの機能と距離を計測して取得する距離計測センサの機能とを併せ持つセンサを干渉判定装置１に含めてもよい。これにより、溶接対象を含む画像と溶接対象までの距離とを同じ箇所から同じタイミングで取得できるため、後述するマーカの特定位置を点群データ上に設定する処理効率をさらに高めることが可能となる。

【0042】

表示部１６は、例えば、タッチパネルを有するディスプレイであり、撮影部１４により撮影される被写体の映像を表示するとともに、作業者による操作指示等の入力を受け付ける。表示部１６は、例えばタッチパネルを有するディスプレイ装置として、干渉判定装置１とは別個に備えることとしてもよい。

【0043】

図２は、本発明に係る干渉判定装置１の制御部１１における機能的な構成を例示する図である。干渉判定装置１の制御部１１は、機能的な構成として、例えば、座標系設定部１１１と、座標付与部１１２と、間引き部１１３と、抽出部１１４と、判定部１１５とを有する。

【0044】

座標系設定部１１１は、例えば、撮影部１４により撮影される画像に含まれるマーカに基づいて三次元のユーザ座標系を設定する。撮影部１４により撮影される画像には、例えば、マニピュレータ３が作業する空間（以下、「作業空間」とも言う。）に配置されるワークやマーカが含まれる。マーカは、作業空間内に存在することを干渉判定装置１に認識させることができる識別子であればよく、好ましくは、ＡＲマーカを用いるのがよい。マーカは、作業空間内の任意の位置に配置することができる。

【0045】

具体的に、座標系設定部１１１は、マーカの特定位置（例えば、マーカの角やマーカの中心等）を原点とする三次元のユーザ座標系を設定する。

【0046】

なお、ユーザ座標系の原点は、マーカの特定位置であることに限定されず、例えば、カメラのレンズを基準にして定まるカメラ座標系の原点であってもよい。

【0047】

座標付与部１１２は、撮影部１４により撮影される画像に含まれる物体までの距離を測定する距離計測部１５により得られる点群データに対し、ユーザ座標系の座標を付与する。

【0048】

具体的に説明する。座標付与部１１２は、撮影部１４により撮影された画像に基づいてマーカの特定位置を検出し、その検出したマーカの特定位置を、距離計測部１５により得られる点群データ上に設定する。座標付与部１１２は、点群データ上に設定したマーカの特定位置を原点（基準）とするユーザ座標系の座標を点群データに付与する。これにより、点群データがユーザ座標系に描画される。

【0049】

点群データ上に設定するマーカの特定位置は、例えば、データ解析により点群データ上のマーカの特定位置を自動的に認識させてもよいし、点群データ上のマーカの特定位置を作業者が指し示す等して指定してもよい。

【0050】

間引き部１１３は、距離計測部１５により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて、距離計測部１５により得られる点群データを間引き、点群データの数を削減する。例示的に、間引き部１１３は、点群データの範囲を点群データの点数で除算した値を、点群データのグループを画定するための立方体の１辺の長さとし、その立方体により画定されるグループごとに点群データが１点となるように、点群データを間引く。図３を参照して、具体的に説明する。

【0051】

図３（Ａ）（Ｂ）には、点群データのグループを画定するための立方体として、１辺の長さが“０．１ｍｍ”の立方体が例示されている。この立方体の１辺の長さは、例えば、“点群データの範囲／点群データの点数”により算出される。この例では、点群データの範囲として、ユーザ座標系のｘ軸方向に広がる点群データの範囲となる“５ｍ”が設定され、点群データの点数として、“５０，０００点”が設定されている。したがって、“５ｍ／５０，０００点”により求まる“０．１ｍｍ”が、点群データのグループを画定するための立方体の１辺の長さとして算出される。

【0052】

間引き部１１３は、距離計測部１５により得られる点群データを、１辺の長さが“０．１ｍｍ”の立方体により画定する（図３（Ａ））。続いて、間引き部１１３は、各立方体に含まれる点群データが、それぞれ１点となるように、各点群データを間引く（図３（Ｂ））。間引くことで残す１点は、例えば、立方体の中心などのように、予め定めた場所に最も近い点であってもよいし、ランダムに選択した点であってもよい。なお、間引くことで残す点数は、１点であることに限定されず、点群データを効率よく削減できる範囲で任意に設定することができる。

【0053】

また、点群データのグループを画定するための空間は、立方体に限定されず、例えば、直方体などの他の立体であってもよい。

【0054】

間引き部１１３は、間引いた後に残った点群データ全体の点数が、目標とする点数よりも多い場合に、空間のサイズを大きくし、大きくした後の空間によって画定されるグループごとに、点群データをさらに間引いてもよい。これにより、間引いた後に残った点群データ全体の点数が、目標点数に近づくように調整することができる。図４を参照して、具体的に説明する。

【0055】

図４（Ａ）（Ｂ）には、点群データのグループを画定するための立方体として、１辺の長さが“０．２ｍｍ”の立方体が例示されている。これは、図３に示す立方体の１辺の長さである“０．１ｍｍ”を、２倍の“０．２ｍｍ”にしたものである。１辺の長さを大きくする際の倍率は、例えば、“間引いた後に残っている点数／目標点数”により算出することができる。この例では、目標点数として、“１０，０００点”が設定され、間引いた後に残っている点数が、“２０，０００点”である場合を示している。この場合、１辺の長さを大きくする際の倍率は、“２０，０００点／１０，０００点”により求まる“２倍”となる。それゆえ、図３に示す立方体の１辺の長さである“０．１ｍｍ”を２倍にした“０．２ｍｍ”が、図４に示す立方体の１辺の長さになっている。

【0056】

図２に示す抽出部１１４は、間引き部１１３により間引かれた後の点群データから、マニピュレータ３の３Ｄモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出する。マニピュレータ３の３Ｄモデルは、干渉判定装置１の画面上に表示される作業空間に仮想的に配置される。マニピュレータ３の３Ｄモデルを配置する位置や姿勢は、例えば、溶接プログラムに基づいてランダムに定めてもよいし、作業者が画面上を指し示すなどして任意に指定してもよい。

【0057】

マニピュレータ３の３Ｄモデルに対応するロボット領域は、例えば、マニピュレータ３の種別に対応するマニピュレータ３の形状サイズ情報、マニピュレータ３の姿勢情報、及びマニピュレータ３に装着する溶接トーチなどのツールの種別に対応するツールの形状サイズ情報に基づいて、定めてもよい。マニピュレータ３の種別及びマニピュレータ３の姿勢情報（例えば各軸の角度情報）は、ロボット制御装置２から取得することが好ましい。

【0058】

ロボット領域を包含する判定用の領域は、例えば、距離計測部１５により得られる点群データに生じ得る誤差を吸収できる範囲であって、溶接トーチ装着時のマニピュレータ３の大きさに対して余裕を待たせた大きさになるように設定することが好ましい。これにより、点群データに生じ得る誤差による影響を取り除いた範囲に判定用の領域を設けることができるため、干渉を判定する精度を高めることが可能となる。判定用の領域は、マニピュレータ３のリンクごとに設けてもよい。

【0059】

図５（Ａ）（Ｂ）を参照して、マニピュレータ３のリンクごとに設けた判定用の領域から点群データを抽出するイメージについて説明する。図５（Ａ）は、マニピュレータ３の３Ｄモデルの一つのリンクに対応するロボット領域Ｒａと、そのロボット領域Ｒａを包含する判定用の領域Ｒｂと、間引き部１１３により間引かれた後の点群データのうちの一部の点群データＤａ～Ｄｇと、を例示する模式図である。

【0060】

抽出部１１４は、間引き部１１３により間引かれた後の点群データＤａ～Ｄｇの中から、判定用の領域Ｒｂに含まれる点群データＤａ、Ｄｂ、Ｄｃを抽出する。

【0061】

図５（Ｂ）は、抽出部１１４により抽出された点群データＤａ、Ｄｂ、Ｄｃを例示する模式図である。

【0062】

図２に示す判定部１１５は、抽出部１１４により抽出された点群データが、ロボット領域の内部に存在する場合に、マニピュレータ３が作業空間に存在する物体と干渉すると判定する。図５（Ｂ）を参照して、具体的に説明する。

【0063】

判定部１１５は、抽出部１１４により抽出された点群データＤａ、Ｄｂ、Ｄｃのいずれかが、ロボット領域Ｒａの内部にあるか否かを判定する。図５（Ｂ）では、点群データＤａがロボット領域Ｒａの内部にある。この場合、判定部１１５は、マニピュレータ３が作業空間に存在する物体と干渉すると判定する。

【0064】

判定用の領域をマニピュレータ３のリンクごとに設けた場合、判定部１１５は、マニピュレータ３が物体と干渉するかどうかを、マニピュレータ３のリンクごとに判定する。

【0065】

図６を参照して、干渉判定装置１の動作の一例について説明する。

【0066】

最初に、干渉判定装置１の距離計測部１５は、撮影部１４により撮影される作業空間の画像に含まれる物体までの距離を測定する（ステップＳ１０１）。

【0067】

続いて、干渉判定装置１の間引き部１１３は、点群データの範囲及び点数に基づいて、上記ステップＳ１０１の測定により得られた点群データを間引く（ステップＳ１０２）。

【0068】

続いて、干渉判定装置１の抽出部１１４は、上記ステップＳ１０２で間引かれた後の点群データから、画面上の作業空間に仮想的に配置されるマニピュレータ３の３Ｄモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出する（ステップＳ１０３）。

【0069】

続いて、干渉判定装置１の判定部１１５は、上記ステップＳ１０３で抽出された点群データのいずれかが、ロボット領域の内部にあるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

【0070】

この判定がＹＥＳである場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）に、判定部１１５は、マニピュレータ３が作業空間に存在する物体と干渉すると判定し（ステップＳ１０５）、本動作を終了する。

【0071】

他方、上記ステップＳ１０４の判定がＮＯである場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）に、判定部１１５は、マニピュレータ３が作業空間に存在する物体と干渉しないと判定し（ステップＳ１０６）、本動作を終了する。

【0072】

ここで、本実施形態における干渉とは、マニピュレータ３が溶接動作を行う際に、点群データに対応する物体と接触するなどして、マニピュレータ３の溶接動作が妨げられる（正常な溶接動作に支障が出る）ことをいう。

【0073】

上述したように、実施形態に係る干渉判定装置１によれば、ことができる。これにより、ことが可能となる。

【0074】

それゆえ、実施形態に係る干渉判定装置１によれば、ロボットが他の物体と干渉するかどうかを判定する際に、判定に用いる点群データを効率よく削減することが可能となる。

【0075】

[変形例]
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。このため、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。

【0076】

例えば、上述した実施形態では、干渉判定装置１が、間引き部１１３と抽出部１１４とを両方とも備える場合について説明したが、いずれか一方を省略する場合にも本発明を適用することができる。それぞれの変形例について、以下に説明する。

【0077】

（抽出部１１４を省略する変形例）
この変形例における判定部１１５は、間引き部１１３により間引かれた後の点群データが、画面上の作業空間に仮想的に配置されるマニピュレータ３の３Ｄモデルに対応するロボット領域Ｒａの内部にある場合に、マニピュレータ３が、作業空間に存在する物体と干渉すると判定する。

【0078】

（間引き部１１３を省略する変形例）
この変形例における抽出部１１４は、距離計測部１５により得られる点群データから、画面上の作業空間に仮想的に配置されるマニピュレータ３の３Ｄモデルに対応するロボット領域Ｒａを包含する判定用の領域Ｒｂに含まれる点群データを抽出する。

【0079】

（その他の変形例）
上述した実施形態では、溶接ロボットを用いて説明したが、これに限定されない。例えば、ピッキング等を行うハンドリングロボットを含む産業用のロボットや、自立搬送台車等の何らかの作業や運搬を行うロボットに本発明を適用することができる。この場合、上記実施形態で用いた溶接プログラム、溶接対象及び溶接動作を、それぞれ作業プログラムや運搬プログラム、作業対象や運搬対象及び作業や運搬と置き換えることができる。

【0080】

また、上述した実施形態では、一台の干渉判定装置１で作業空間の画像を撮影しているが、複数の干渉判定装置１を用い、それぞれ異なる位置から作業空間の画像を撮影してもよい。これにより、撮影した位置ごとに干渉の有無を判定することができる。それゆえ、干渉を判定する精度を高めることが可能となる。

【符号の説明】

【0081】

１…干渉判定装置、２…ロボット制御装置、３…マニピュレータ、１１…制御部、１２…記憶部、１３…通信部、１４…撮影部、１５…距離計測部、１６…表示部、２１…制御部、２２…記憶部、２３…通信部、１００…溶接ロボットシステム、１１１…座標系設定部、１１２…座標付与部、１１３…間引き部、１１４…抽出部、１１５…判定部、Ｒａ…ロボット領域、Ｒｂ…判定用の領域

【要約】

【課題】ロボットが他の物体と干渉するかどうかを判定する際に、判定に用いる点群データを効率よく削減することができる干渉判定装置を提供する。
【解決手段】干渉判定装置は、ロボットの作業空間に含まれる物体までの距離を測定する距離計測部と、距離計測部により得られる点群データの範囲及び点数に基づいて、距離計測部により得られる点群データを間引く間引き部１１３と、間引き部１１３により間引かれた後の点群データから、作業空間に配置されるロボットのモデルに対応するロボット領域を包含する判定用の領域に含まれる点群データを抽出する抽出部１１４と、抽出部１１４により抽出された点群データが、ロボット領域の内部にある場合に、ロボットが物体と干渉すると判定する判定部１１５と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】