特許 7484254 干渉判定装置、方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】干渉判定装置、方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20240509BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020044762

(22)【出願日】2020-03-13

(65)【公開番号】P2021142635

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2023-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤井 春香

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０８４６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１６４４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４４２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２５６２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部と、
前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部と、
前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部と、
前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部と、
前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部と、を含み、
前記可能性判定部は、前記マージンを、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離のうち長い方の距離とする
干渉判定装置。

【請求項2】

複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部と、
前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部と、
前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部と、
前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部と、
前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部と、含み、
前記可能性判定部は、前記マージンを、ロボットの姿勢の変化量と前記所定部位の位置の変位量との予め定めた関係に基づいて決定する
干渉判定装置。

【請求項3】

前記算出部は、前記軌跡上で、前記第１の位置又は前記第２の位置からの距離が前記第１の位置と前記第２の位置との中間となる位置を前記中間位置として算出する請求項１又は請求項２に記載の干渉判定装置。

【請求項4】

前記算出部は、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との中間姿勢における前記所定部位の位置を前記中間位置として算出する請求項１又は請求項２に記載の干渉判定装置。

【請求項5】

前記算出部は、前記第１の姿勢をとる時刻と、前記第２の姿勢をとる時刻との中間時刻における前記ロボットの姿勢を中間姿勢とし、前記中間姿勢における前記所定部位の位置を中間位置として算出する請求項１又は請求項２に記載の干渉判定装置。

【請求項6】

前記可能性判定部は、前記外接形状を、球境界、軸平行境界ボックス、有向境界ボックス、又は凸包とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の干渉判定装置。

【請求項7】

前記終了判定部は、前記距離が所定値以下の場合に、前記条件を満たすと判定する請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の干渉判定装置。

【請求項8】

前記終了判定部は、前記ロボット間における前記所定部位の距離が大きいほど、前記所定値を大きな値に設定する請求項７に記載の干渉判定装置。

【請求項9】

前記可能性判定部は、さらに、前記複数のロボットの周辺に存在する障害物の領域と、前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の各々の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記所定部位と前記障害物との干渉の可能性を判定し、
前記干渉判定部は、さらに、前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかと、前記障害物との干渉を判定する
請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の干渉判定装置。

【請求項10】

複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部と、
前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部と、
前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部と、
前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、前記ロボット間における前記所定部位の距離が大きいほど大きな値に設定される所定値以下となるまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部と、
前記終了判定部により、前記距離が前記所定値以下となったと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部と、
を含む干渉判定装置。

【請求項11】

取得部が、複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得し、
算出部が、前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出し、
可能性判定部が、前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定し、
終了判定部が、前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させ、
干渉判定部が、前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定し、
前記可能性判定部は、前記マージンを、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離のうち長い方の距離とする
干渉判定方法。

【請求項12】

コンピュータを、
複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部、
前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部、
前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部、
前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部、及び、
前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部として機能させるための干渉判定プログラムであって、
前記可能性判定部は、前記マージンを、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離のうち長い方の距離とする
干渉判定プログラム。

【請求項13】

取得部が、複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得し、
算出部が、前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出し、
可能性判定部が、前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定し、
終了判定部が、前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させ、
干渉判定部が、前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定し、
前記可能性判定部は、前記マージンを、ロボットの姿勢の変化量と前記所定部位の位置の変位量との予め定めた関係に基づいて決定する
干渉判定方法。

【請求項14】

コンピュータを、
複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部、
前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部、
前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部、
前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部、及び、
前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部として機能させるための干渉判定プログラムであって、
前記可能性判定部は、前記マージンを、ロボットの姿勢の変化量と前記所定部位の位置の変位量との予め定めた関係に基づいて決定する
干渉判定プログラム。

【請求項15】

取得部が、複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得し、
算出部が、前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出し、
可能性判定部が、前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定し、
終了判定部が、前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、前記ロボット間における前記所定部位の距離が大きいほど大きな値に設定される所定値以下となるまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させ、
干渉判定部が、前記終了判定部により、前記距離が前記所定値以下となったと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する
干渉判定方法。

【請求項16】

コンピュータを、
複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部、
前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部、
前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部、
前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、前記ロボット間における前記所定部位の距離が大きいほど大きな値に設定される所定値以下となるまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部、及び、
前記終了判定部により、前記距離が前記所定値以下となったと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部
として機能させるための干渉判定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、干渉判定装置、干渉判定方法、及び干渉判定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

複数のロボットの動作生成を行う際、ロボット同士が干渉するか否かを判定することが行われている。例えば、複数のロボットが同時に動作する際に、相互の動作時間のずれを考慮し、動作時間の全組合せについてロボットの相互干渉を検証する技術が提案されている。この技術は、第１及び第２の多関節ロボットについて所定間隔の動作時間毎に、相互の姿勢の組合せをシミュレーション動作によって実現して干渉の有無を確認する。また、この技術は、確認した結果を、第１及び第２の多関節ロボットのそれぞれの動作時間を示す第１座標軸、第２座標軸から構成されるグラフに表す。そして、この技術は、グラフの作図領域で、第１及び第２の多関節ロボットが相互干渉を発生する箇所をマークによって示し、さらに、互いに近い距離にあるマーク同士を包括して干渉エリアとして表す（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－１０３４９１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、所定間隔の動作時間毎に干渉判定を行う場合、所定間隔が長過ぎると、判定の精度が粗くなり、干渉を見逃してしまう可能性がある。一方、精度良く干渉判定を行うために、所定間隔を短くした場合には、干渉判定の時間が長くなるという問題がある。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数のロボットの動作生成を行う際に、ロボット同士の干渉判定の時間を短縮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に、本発明に係る干渉判定装置は、複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部と、前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部と、前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部と、前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部と、前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部と、を含んで構成される。

【0007】

また、前記算出部は、前記軌跡上で、前記第１の位置又は前記第２の位置からの距離が前記第１の位置と前記第２の位置との中間となる位置を前記中間位置として算出することができる。

【0008】

また、前記算出部は、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との中間姿勢における前記所定部位の位置を前記中間位置として算出することができる。

【0009】

また、前記算出部は、前記第１の姿勢をとる時刻と、前記第２の姿勢をとる時刻との中間時刻における前記ロボットの姿勢を中間姿勢とし、前記中間姿勢における前記所定部位の位置を中間位置として算出することができる。

【0010】

また、前記可能性判定部は、前記マージンを、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離のうち長い方の距離とすることができる。

【0011】

また、前記可能性判定部は、前記マージンを、ロボットの姿勢の変化量と前記所定部位の位置の変位量との予め定めた関係に基づいて決定することができる。

【0012】

また、前記可能性判定部は、前記外接形状を、球境界、軸平行境界ボックス、有向境界ボックス、又は凸包とすることができる。

【0013】

また、前記終了判定部は、前記距離が所定値以下の場合に、前記条件を満たすと判定することができる。

【0014】

また、前記終了判定部は、前記ロボット間における前記所定部位の距離が大きいほど、前記所定値を大きな値に設定することができる。

【0015】

また、前記可能性判定部は、さらに、前記複数のロボットの周辺に存在する障害物の領域と、前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の各々の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記所定部位と前記障害物との干渉の可能性を判定し、前記干渉判定部は、さらに、前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかと、前記障害物との干渉を判定することができる。

【0016】

また、本発明に係る干渉判定方法は、取得部が、複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得し、算出部が、前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出し、可能性判定部が、前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定し、終了判定部が、前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させ、干渉判定部が、前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する方法である。

【0017】

また、本発明に係る干渉判定プログラムは、コンピュータを、複数のロボットの各々の第１の姿勢及び第２の姿勢と、構造情報とを取得する取得部、前記複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、前記複数のロボットの各々の所定部位の、前記第１の姿勢における第１の位置、前記第２の姿勢における第２の位置、及び前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との間の軌跡上の中間位置を算出する算出部、前記複数のロボットの各々についての、前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置の各々における前記所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、前記複数のロボットの各々が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢まで動作する際の前記ロボット間の干渉の可能性を判定する可能性判定部、前記可能性判定部により干渉の可能性があると判定された場合に、前記第１の位置と前記中間位置との距離、及び前記第２の位置と前記中間位置との距離が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、前記中間位置を新たな前記第１の位置又は前記第２の位置に設定して、前記算出部及び前記可能性判定部の処理を繰り返し実行させる終了判定部、及び、前記終了判定部により、前記距離が前記条件を満たすと判定された際の前記第１の位置、前記第２の位置、及び前記中間位置のいずれかで、前記複数のロボットの各々の前記所定部位同士が干渉するか否かを判定する干渉判定部として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る干渉判定装置、方法、及びプログラムによれば、複数のロボットの動作生成を行う際に、ロボット同士の干渉判定の時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】ロボット制御システムの構成を示す概略図である。

【図2】干渉判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図3】従来技術の干渉判定を説明するための図である。

【図4】従来技術の干渉判定の問題点を説明するための図である。

【図5】従来技術の干渉判定の問題点を説明するための図である。

【図6】干渉判定装置の機能構成の例を示すブロック図である。

【図7】中間位置の算出を説明するための図である。

【図8】干渉可能性判定のための領域に設定するマージンを説明するための図である。

【図9】干渉可能性判定のための領域が重複している場合の一例を示す図である。

【図10】干渉可能性判定のための領域が重複していない場合の一例を示す図である。

【図11】終了判定を説明するための図である。

【図12】終了判定を説明するための図である。

【図13】干渉判定を説明するための図である。

【図14】干渉判定処理の流れを示すフローチャートである。

【図15】各レベルにおいて設定される時刻ｔｉ、ｔｃ、ｔｊの関係を示す図である。

【図16】レベル０における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【図17】レベル１（Ｒ）における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【図18】レベル２（Ｒ－Ｒ）における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【図19】レベル２（Ｒ－Ｌ）における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【図20】レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｒ）における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【図21】レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｌ）における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【図22】レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【図23】レベル５（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）における各時刻の爪の位置及び干渉可能性を判定するための領域を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素及び部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法及び比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0021】

図１に示すように、本実施形態に係るロボット制御システム１００は、干渉判定装置１０と、ロボット制御装置１２と、ロボット１６Ａ、１６Ｂとを含んで構成される。なお、図１の例では、ロボット制御システム１００に２台のロボット１６Ａ、１６Ｂが含まれる場合を示しているが、３台以上のロボットを含んでもよい。また、以下では、ロボット１６Ａ、１６Ｂを区別なく説明する場合には、単に「ロボット１６」と表記する。

【0022】

ロボット１６は、例えば、３次元空間における動作に必要な６自由度の構成として、複数のリンクと、リンク間を接続する関節（ジョイント）とを備えた垂直多関節型のロボットである。なお、ロボット１６の自由度は、６自由度に冗長自由度を加えた７自由度としてもよい。本実施形態では、ロボット１６Ａ、１６Ｂの各々の手先側のリンクには、本発明の「所定部位」の一例として、爪状のツール（以下、単に「爪」という）１８Ａ、１８Ｂが取り付けられている。以下では、爪１８Ａ、１８Ｂを区別なく説明する場合には、単に「爪１８」と表記する。ロボット１６は、ロボット制御装置１２で生成される軌道情報に従って、ロボット制御装置１２により制御されて動作する。

【0023】

ロボット制御装置１２は、干渉判定装置１０から出力される判定結果に基づいて、ロボット１６の各々の軌道情報を生成し、生成した軌道情報に従って、ロボット１６の動作を制御する。

【0024】

干渉判定装置１０は、ロボット１６Ａ、１６Ｂの各々を軌道情報に従って動作させた際に、ロボット１６Ａとロボット１６Ｂとで、所定部位（本実施形態では爪１８）が干渉するか否かを判定し、判定結果をロボット制御装置１２へ出力する。

【0025】

本実施形態では、軌道情報とは、ロボット１６の爪１８の先端等の所定位置を、任意の始点から終点まで動作させるときのロボット１６の各時刻における姿勢と、姿勢を変化させる速度を時系列に並べたものである。ロボット１６の姿勢は、ロボット１６の爪１８がある位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び姿勢（ｒｏｌｌ，ｐｉｔｃｈ，ｙａｗ）にあると想定した場合の、ロボット１６の第１関節（ジョイントＪ１）から第Ｎ関節（ジョイントＪＮ、Ｎはロボットの関節数）までの各関節の値（回転角度）の系列（θ_Ｊ１，θ_Ｊ２，・・・，θ_ＪＮ）で表される。

【0026】

図２は、本実施形態に係る干渉判定装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、干渉判定装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２、メモリ２４、記憶装置２６、入力装置２８、出力装置３０、記憶媒体読取装置３２、及び通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３４を有する。各構成は、バス３６を介して相互に通信可能に接続されている。

【0027】

記憶装置２６には、後述する干渉判定処理を実行するための干渉判定プログラムが格納されている。ＣＰＵ２２は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各構成を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ２２は、記憶装置２６からプログラムを読み出し、メモリ２４を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ２２は、記憶装置２６に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。

【0028】

メモリ２４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成され、作業領域として一時的にプログラム及びデータを記憶する。記憶装置２６は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。

【0029】

入力装置２８は、例えば、キーボードやマウス等の、各種の入力を行うための装置である。出力装置３０は、例えば、ディスプレイやプリンタ等の、各種の情報を出力するための装置である。出力装置３０として、タッチパネルディスプレイを採用することにより、入力装置２８として機能させてもよい。記憶媒体読取装置３２は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の各種記憶媒体に記憶されたデータの読み込みや、記録媒体に対するデータの書き込み等を行う。

【0030】

通信Ｉ／Ｆ３４は、他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。

【0031】

ここで、従来技術では、図３に示すように、ロボット間の干渉判定においては、各ロボットの動作開始時刻ｔ１から終了時刻ｔｎまでの間を所定間隔で区切った時刻（ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・、ｔｎ）毎に、干渉判定を行う。具体的には、各時刻でのロボット１６の姿勢から定まる所定部位（本実施形態では爪）の形状を求め、同一の時刻でのロボット１６Ａの所定部位とロボット１６Ｂの所定部位とが干渉しているか否かを判定する。

【0032】

この場合において、所定間隔の設定が長過ぎると、図４に示すように、判定密度が粗くなり、干渉を見逃す可能性が高まる。なお、図４では、各ロボット１６の爪リンクの動きを上から見た場合における、爪１８部分の変位の様子を示している。なお、図４では、上側に示す爪の変位（下に凸の円弧上）は、ロボット１６Ａの爪１８Ａの動きであり、爪１８Ａは、紙面右から左へ動くことを表している。また、下側に示す爪の変位（上に凸の円弧上）は、ロボット１６Ｂの爪１８Ｂの動きであり、爪１８Ｂは、紙面左から右へ動くことを表している。以下の図においても同様である。

【0033】

一方、所定間隔の設定が短すぎる場合には、ｔ１～ｔｎ間での干渉判定の回数が多くなり、干渉判定の時間が長くなってしまう。また、図５に示すように、破線で囲む区間同士、及び一点鎖線で囲む区間同士は、明らかに干渉が発生しないにもかかわらず、密に干渉判定が行われ、無駄な干渉判定が発生する。

【0034】

そこで、本実施形態に係る干渉判定装置１０は、干渉しそうな時刻を徐々に絞り込みながら干渉判定を行うことで、干渉判定の時間を短縮する。以下、本実施形態に係る干渉判定装置１０の機能構成について説明する。

【0035】

図６は、干渉判定装置１０の機能構成の例を示すブロック図である。図６に示すように、干渉判定装置１０は、機能構成として、取得部４２と、算出部４４と、可能性判定部４６と、終了判定部４８と、干渉判定部５０とを含む。各機能構成は、ＣＰＵ２２が記憶装置２６に記憶された干渉判定プログラムを読み出し、メモリ２４に展開して実行することにより実現される。

【0036】

取得部４２は、干渉判定装置１０に入力された、ロボット１６の各々の開始姿勢及び終了姿勢と、ロボット１６の各々のキネマティクス情報及び形状情報を含む構造情報とを取得する。本実施形態では、干渉判定装置１０は、モーションプランニングにより生成された、ロボット１６の一連の動作におけるノード間毎に干渉判定を行う。各ノードは、一連の動作における途中の姿勢に相当する。したがって、ノード間の動作の開始時刻をｔ１、終了時刻をｔｎとすると、上記の開始姿勢は、時刻ｔ１における姿勢であり、終了姿勢は、時刻ｔｎにおける姿勢である。

【0037】

算出部４４は、ロボット１６の各々の構造情報に基づいて、ロボット１６の各々の爪１８の、第１の姿勢における第１の位置、第２の姿勢における第２の位置を算出する。第１の姿勢は、時刻ｔｉにおけるロボット１６の姿勢であり、第２の姿勢は、時刻ｔｊにおけるロボット１６の姿勢である。干渉判定の開始時においては、時刻ｔｉ＝時刻ｔ１、及び時刻ｔｊ＝時刻ｔｎである。すなわち、干渉判定の開始時においては、第１の姿勢は開始姿勢であり、第２の姿勢は終了姿勢である。

【0038】

また、算出部４４は、第１の姿勢と第２の姿勢との間の軌跡上における、所定部位の中間位置を算出する。例えば、算出部４４は、第１の姿勢から第２の姿勢までの軌跡上で、第１の位置又は第２の位置からの距離が、第１の位置と第２の位置との中間となる位置を中間位置として算出することができる。また、例えば、算出部４４は、第１の姿勢と第２の姿勢との中間姿勢における爪１８の位置を中間位置として算出することができる。中間姿勢とは、第１の姿勢から第２の姿勢になるまでの各関節の回転角度の中間の角度に各関節があるときのロボット１６の姿勢である。

【0039】

また、例えば、算出部４４は、ロボット１６が第１の姿勢をとる時刻ｔｉと、第２の姿勢をとる時刻ｔｊとの中間時刻ｔｃにおけるロボット１６の姿勢を中間姿勢とし、その中間姿勢における爪１８の位置を中間位置として算出することができる。中間時刻ｔｃは、ｔｃ＝（ｔｊ－ｔｉ）／２としてもよいし、（ｔｊ－ｔｉ）／２を含む所定範囲のいずれかの時刻としてもよい。以下では、図７に示すように、中間時刻ｔｃに基づいて、中間位置が算出される場合について説明する。なお、図７では、各時刻の爪１８の形状に、その時刻を併記している。以下の図においても同様である。

【0040】

なお、算出部４４は、爪１８の位置として、先端部、中央部等の爪１８の所定部分の位置を、ロボット１６の各姿勢から、フォワードキネマティクスにより算出すればよい。

【0041】

可能性判定部４６は、ロボット１６の各々について、時刻ｔｉ、時刻ｔｃ、及び時刻ｔｊの各々における位置での爪１８の形状を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域を求める。例えば、可能性判定部４６は、図８に示すように、ロボット１６Ａの爪１８Ａについて、時刻ｔｉの位置と時刻ｔｃの位置との距離Ｌ_Ａ＿１、及び時刻ｔｃの位置と時刻ｔｊの位置との距離Ｌ_Ａ＿２を求める。そして、可能性判定部４６は、距離Ｌ_Ａ＿１及び距離Ｌ_Ａ＿２のうち長い方の距離を、ロボット１６Ａについての上記のマージンＬ_Ａとすることができる。同様に、可能性判定部４６は、ロボット１６Ｂの爪１８Ｂについて、時刻ｔｉの位置と時刻ｔｃの位置との距離Ｌ_Ｂ＿１、及び時刻ｔｃの位置と時刻ｔｊの位置との距離Ｌ_Ｂ＿２を求める。そして、可能性判定部４６は、距離Ｌ_Ｂ＿１及び距離Ｌ_Ｂ＿２のうち長い方の距離を、ロボット１６Ｂについての上記のマージンＬ_Ｂとすることができる。

【0042】

また、可能性判定部４６は、マージンを、ロボット１６の姿勢の変化量と爪１８の位置の変位量との予め定めた関係に基づいて決定してもよい。例えば、可能性判定部４６は、関節が１°回転した場合に、爪１８が最大５ｃｍ変位するという関係が予め規定されている場合、第１の姿勢から第２の姿勢までに関節が５°回転する場合には、マージンを２５ｃｍとすることができる。

【0043】

また、可能性判定部４６は、上記の外接形状として、例えば、球境界、軸平行境界ボックス（ＡＡＢＢ：Axis Aligned Bounding Box）、有向境界ボックス（ＯＢＢ：Oriented Bounding Box）、凸包等を用いることができる。以下では、外接形状として、ＡＡＢＢを用いる場合を例に説明する。

【0044】

図９に、ロボット１６の各々について求めた領域の一例を示す。なお、図９では、説明を簡単にするため、各領域を２次元平面で表しているが、実際には３次元空間における領域が求められる。以下の図においても同様である。図９の例では、ロボット１６Ａについて、外接形状６０ＡにマージンＬ_Ａを加えた領域６２Ａが求められており、ロボット１６Ｂについて、外接形状６０ＢにマージンＬ_Ｂを加えた領域６２Ｂが求められている。

【0045】

可能性判定部４６は、求めた領域の重複に基づいて、ロボット１６の各々が時刻ｔｉから時刻ｔｊまで動作する際の、ロボット１６間の干渉の可能性を判定する。具体的には、可能性判定部４６は、図９に示すように、ロボット１６Ａについて求めた領域６２Ａと、ロボット１６Ｂについて求めた領域６２Ｂとが重複する場合に、ロボット１６間に干渉の可能性があると判定する。一方、可能性判定部４６は、領域６２Ａ、６２Ｂに重複がない場合には、ロボット１６間に干渉の可能性はないと判定する。図１０に、領域６２Ａ、６２Ｂに重複がない場合、すなわち、ロボット１６間に干渉の可能性がないと判定される場合の一例を示す。

【0046】

終了判定部４８は、可能性判定部４６により干渉の可能性があると判定された場合に、距離Ｌ_Ａ＿１、Ｌ_Ａ＿２、Ｌ_Ｂ＿１、及びＬ_Ｂ＿２、すなわち、爪１８間の間隔が、距離が十分に小さいことを示す条件として予め定められた終了条件を満たすか否かを判定する。終了判定部４８は、爪１８間の間隔が終了条件を満たさない場合、時刻ｔｃの位置を新たな時刻ｔｉの位置又は時刻ｔｊの位置に設定して、算出部４４及び可能性判定部４６の処理を繰り返し実行させる。また、終了判定部４８は、爪１８間の間隔が終了条件を満たす場合、算出部４４及び可能性判定部４６の繰り返し処理を終了すると判定する。

【0047】

具体的には、終了判定部４８は、爪１８間の間隔が十分短い場合に、終了条件を満たすと判定することができる。例えば、終了判定部４８は、爪１８間の間隔が所定値以下の場合に、爪１８間の間隔が十分短いと判定することができる。所定値としては、例えば、図１１に示すように、各位置における爪１８の形状間に隙間がないと見做せる値や、爪１８の幅以下の値等を予め定めておくことができる。この場合、終了判定部４８は、図１２に示すように、爪１８間の間隔が所定値を超えている場合には、終了条件を満たしていないと判定する。

【0048】

なお、終了判定部４８は、ロボット１６間における同じ時刻の爪１８同士の距離が大きいほど、所定値を大きな値に設定するようにしてもよい。ロボット１６間における同じ時刻の爪１８同士の距離が十分離れている場合には、それ以上細かいタイミングにおける判定を行っても干渉していると判定されない可能性が高いためである。

【0049】

干渉判定部５０は、終了判定部４８により、爪１８間の間隔が終了条件を満たすと判定された際の、時刻ｔｉ、時刻ｔｃ、及び時刻ｔｊのいずれかで、ロボット１６間において爪１８同士が干渉するか否かを判定する。具体的には、図１３に示すように、干渉判定部５０は、各時刻におけるロボット１６同士の爪１８の形状が示す範囲が重複しているか否かにより、干渉の有無を判定する。図１３の例では、時刻ｔｃにおいて爪１８同士が重複しているため（図１３中の斜線部分）、干渉判定部５０は、時刻ｔｃにおいて干渉が発生すると判定する。干渉判定部５０は、判定結果を出力する。

【0050】

次に、本実施形態に係る干渉判定装置１０の作用について説明する。図１４は、干渉判定装置１０のＣＰＵ２２により実行される干渉判定処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ２２が記憶装置２６から干渉判定プログラムを読み出して、メモリ２４に展開して実行することにより、ＣＰＵ２２が干渉判定装置１０の各機能構成として機能し、図１４に示す干渉判定処理（ｔｉ，ｔｊ）が実行される。なお、干渉判定処理の開始時においては、時刻ｔｉ＝時刻ｔ１、及び時刻ｔｊ＝時刻ｔｎである。

【0051】

ステップＳ１２で、取得部４２が、干渉判定装置１０に入力された、ロボット１６の各々の開始姿勢（時刻ｔ１における姿勢）及び終了姿勢（時刻ｔｎにおける姿勢）と、ロボット１６の各々のキネマティクス情報及び形状情報を含む構造情報とを取得する。そして、算出部４４が、時刻ｔｉと時刻ｔｊとの中間時刻ｔｃにおけるロボット１６の姿勢を中間姿勢とし、その中間姿勢における爪１８の位置を中間位置として算出する。

【0052】

次に、ステップＳ１４で、可能性判定部４６が、ロボット１６の各々についての、時刻ｔｉ、時刻ｔｃ、及び時刻ｔｊの各々における位置での爪１８の形状を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域を求める。そして、可能性判定部４６が、求めた領域の重複に基づいて、ロボット１６の各々が時刻ｔｉから時刻ｔｊまで動作する際の、ロボット１６間の干渉の可能性を判定する。可能性判定部４６は、領域が重複している場合には、時刻ｔｉ～ｔｊ間で干渉の可能性があると判定し、処理はステップＳ１６へ移行する。一方、可能性判定部４６は、領域が重複していない場合には、時刻ｔｉ～ｔｊ間で干渉の可能性がないと判定し、処理はステップＳ２２へ移行する。

【0053】

ステップＳ１６では、終了判定部４８が、爪１８間の間隔が予め定められた終了条件を満たすか否かを判定することにより、爪１８間の間隔が十分短いか否かを判定する。爪１８間の間隔が十分短い場合には、処理はステップＳ１８へ移行し、間隔が終了条件を満たさない場合には、処理はステップＳ２４へ移行する。

【0054】

ステップＳ１８では、干渉判定部５０が、時刻ｔｉ、時刻ｔｃ、時刻ｔｊの各々におけるロボット１６同士の爪１８の形状が示す範囲が重複しているか否かにより、干渉の有無を判定する。いずれかの時刻で干渉が発生している場合には、処理はステップＳ２０へ移行し、いずれの時刻においても干渉が発生していない場合、すなわち非干渉の場合には、処理はステップＳ２２へ移行する。

【0055】

ステップＳ２０では、干渉判定部５０が、時刻ｔｉ、時刻ｔｃ、又は時刻ｔｊにおいて干渉が発生するとの判定結果を出力する。一方、ステップＳ２２では、干渉判定部５０が、時刻ｔｉ～ｔｊ間は非干渉であるとの判定結果を出力する。そして、干渉判定処理は終了する。

【0056】

また、ステップＳ２４では、終了判定部４８が、時刻ｔｃにおける爪１８の位置を新たな時刻ｔｊにおける爪１８の位置に設定することにより、ｔｉ～ｔｊ間の前半部分について、干渉判定処理（ｔｉ，ｔｃ）を再帰的に実行させる。

【0057】

次に、ステップＳ２６で、終了判定部４８が、上記ステップＳ２４において、時刻ｔｉ～ｔｃ（上記ステップＳ２４で新たに設定されたｔｊ）間は非干渉と判定されたか否かを判定する。この判定は、上記ステップＳ２４で再帰的に実行された干渉判定処理のステップＳ２０及びＳ２２のいずれを経て、再帰的に実行された干渉判定処理が終了したかによって行うことができる。ステップＳ２２を経ている場合には、非干渉と判定され、処理はステップＳ２８へ移行する。一方、ステップＳ２０を経ている場合には、干渉が発生すると判定され、処理はステップＳ３２へ移行する。

【0058】

ステップＳ２８では、終了判定部４８が、時刻ｔｃにおける爪１８の位置を新たな時刻ｔｉにおける爪１８の位置に設定することにより、ｔｉ～ｔｊ間の後半部分について、干渉判定処理（ｔｃ，ｔｊ）を再帰的に実行させる。

【0059】

次に、ステップＳ３０で、終了判定部４８が、上記ステップＳ２８において、時刻ｔｃ（上記ステップＳ２８で新たに設定されたｔｉ）～ｔｊ間で非干渉と判定されたか否かを判定する。この判定は、上記ステップＳ２６と同様に、上記ステップＳ２８で再帰的に実行された干渉判定処理の判定結果に基づいて行うことができる。非干渉の場合には、処理はステップＳ２２へ移行し、干渉が発生すると判定された場合には、処理はステップＳ３２へ移行する。

【0060】

ステップＳ３２では、干渉判定部５０が、ステップＳ２４又はステップＳ２８で再帰的に実行された干渉判定処理のステップＳ２０の判定結果を出力する。すなわち、干渉判定部５０が、ステップＳ２４又はステップＳ２８において設定されている時刻ｔｉ、時刻ｔｃ、又は時刻ｔｊにおいて干渉が発生するとの判定結果を出力し、干渉判定処理は終了する。

【0061】

上記の干渉判定処理の流れを、図１５～図２３を参照して、より具体的に説明する。以下では、再帰的に実行される干渉判定処理の深さをレベルｉと表し、干渉判定処理開始時はレベル０とする。また、ステップＳ２４で実行される干渉判定処理を「Ｒ」を用いて表し、ステップＳ２８で実行される干渉判定処理を「Ｌ」を用いて表す。例えば、レベル１でＳ２４の干渉判定処理を再帰的に実行している際に、ステップＳ２８の干渉判定処理が再帰的に呼び出された場合、「レベル２（Ｒ－Ｌ）」と表記する。また、図１５は、各レベルにおいて設定される時刻ｔｉ、ｔｃ、ｔｊの関係を示す図であり、各レベルのｔｉ～ｔｊ間に対応付けて、干渉可能性の有無（ステップＳ１４の判定結果）、及び爪１８間隔が終了条件を満たすか否か（ステップＳ１６の判定結果）を帯状の表示で表している。また、図１６～図２３は、各レベルにおける各時刻の爪１８の位置及び干渉可能性を判定するための領域６２を示した図である。

【0062】

図１５及び図１６に示すように、レベル０では、時刻ｔ１が時刻ｔｉ、時刻ｔｎが時刻ｔｊとして設定される。図１６の例では、ロボット１６Ａについての領域６２Ａと、ロボット１６Ｂについての領域６２Ｂとが重複しており、干渉の可能性がある。また、爪１８間隔は所定値を超えているとする。この場合、図１５及び図１７に示すように、レベル０におけるｔｃがｔｊに設定され、レベル１（Ｒ）についての干渉判定処理が実行される。レベル１（Ｒ）においても、干渉の可能性があり、かつ爪１８間隔は所定値を超えているとする。この場合、図１５及び図１８に示すように、レベル１（Ｒ）におけるｔｃがｔｊに設定され、レベル２（Ｒ－Ｒ）についての干渉判定処理が実行される。

【0063】

図１５及び図１８に示すように、レベル２（Ｒ－Ｒ）おいては、干渉の可能性がないと判定される。この場合、一旦レベル１（Ｒ）に戻り、ステップＳ２８へ移行することにより、図１５及び図１９に示すように、レベル１におけるｔｃがｔｉに設定され、レベル２（Ｒ－Ｌ）についての干渉判定処理が実行される。レベル２（Ｒ－Ｌ）では、干渉の可能性があり、かつ爪１８間隔は所定値を超えているとする。この場合、図１５及び図２０に示すように、レベル２（Ｒ－Ｌ）におけるｔｃがｔｊに設定され、レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｒ）についての干渉判定処理が実行される。

【0064】

図１５及び図２０に示すように、レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｒ）おいては、干渉の可能性がないと判定される。この場合、一旦レベル２（Ｒ－Ｌ）に戻り、ステップＳ２８へ移行することにより、図１５及び図２１に示すように、レベル２（Ｒ－Ｌ）におけるｔｃがｔｉに設定され、レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｌ）についての干渉判定処理が実行される。レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｌ）では、干渉の可能性があり、かつ爪１８間隔は所定値を超えているとする。この場合、図１５に示すように、レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｌ）におけるｔｃがｔｊに設定され、レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｒ）についての干渉判定処理が実行される。

【0065】

図１５に示すように、レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｒ）おいては、干渉の可能性がないと判定される。この場合、一旦レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｌ）に戻り、ステップＳ２８へ移行することにより、図１５及び図２２に示すように、レベル３（Ｒ－Ｌ－Ｌ）におけるｔｃがｔｉに設定され、レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）についての干渉判定処理が実行される。レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）では、干渉の可能性があり、かつ爪１８間隔は所定値を超えているとする。この場合、図１５に示すように、レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）におけるｔｃがｔｊに設定され、レベル５（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ－Ｒ）についての干渉判定処理が実行される。

【0066】

図１５に示すように、レベル５（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ－Ｒ）おいては、干渉の可能性がないと判定される。この場合、一旦レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）に戻り、ステップＳ２８へ移行することにより、図１５及び図２３に示すように、レベル４（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）におけるｔｃがｔｉに設定され、レベル５（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）についての干渉判定処理が実行される。レベル５（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ－Ｌ）では、干渉の可能性があり、かつ爪１８間隔が十分に短いとする。この場合、図１３に示すように、レベル５（Ｒ－Ｌ－Ｌ－Ｌ－Ｒ）において設定されている時刻ｔｉ、時刻ｔｃ、及び時刻ｔｊのいずれかで、ロボット１６間における爪１８同士が干渉するか否かが判定される。

【0067】

以上説明したように、本実施形態に係るロボット制御システムでは、干渉判定装置が、複数のロボットの各々の時刻ｔｉ及びｔｊにおける姿勢と、構造情報とを取得する。干渉判定装置は、複数のロボットの各々の構造情報に基づいて、複数のロボットの各々の所定部位（本実施形態では爪）の時刻ｔｉにおける位置、時刻ｔｊにおける位置、及び中間時刻ｔｃにおける中間位置を算出する。また、干渉判定装置は、複数のロボットの各々についての時刻ｔｉ、ｔｃ、及びｔｊの各位置における所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の重複に基づいて、ロボット間の干渉の可能性を判定する。干渉の可能性がある場合、干渉判定装置は、所定部位間隔が十分に小さいことを示す条件として予め定められた条件を満たすまで、ｔｃを新たなｔｉ又はｔｊに設定して、位置の算出及び干渉可能性の判定を繰り返し実行させる。そして、所定部位間隔が条件を満たすと判定された際の時刻ｔｉ、ｔｃ、及びｔｊにおける位置のいずれかで、複数のロボットの各々の所定部位同士が干渉するか否かを判定する。このように、干渉判定装置は、干渉の可能性がありそうなタイミングの絞り込みを行い、所定部位間隔が十分小さい状態で最終的な干渉判定を行う。これにより、所定部位間隔が十分小さいと判定される場合の所定部位間隔で開始から終了までの全て時刻において干渉判定を行う場合に比べ、干渉判定の時間を短縮することができる。

【0068】

なお、上記実施形態では、２台のロボット間の干渉を判定する場合について説明したが、３台以上のロボット間の干渉判定にも、上記実施形態を適用することができる。この場合、３台以上のロボットの各々について、所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域を求め、いずれかの領域が重複する場合に、干渉の可能性があると判定すればよい。

【0069】

また、上記実施形態において、干渉可能性を判定する際、複数のロボットの周辺に存在する障害物の領域と、所定部位を包含する外接形状に所定のマージンを加えた領域の各々の重複に基づいて、各ロボットの所定部位と障害物との干渉の可能性を判定してもよい。さらに、最終的な干渉判定の際も、時刻ｔｉ、ｔｃ、及びｔｊのいずれかにおける所定部位の位置と障害物との干渉を判定してもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、中間位置を１つ設定する場合について説明したが、中間位置を複数設定してもよい。例えば、２つの中間時刻ｔｃ１及びｔｃ２（ｔｃ１＜ｔｃ２）を設定する。そして、上記実施形態でｔｉ～ｔｃ、及びｔｃ～ｔｊの各々について処理したのと同様に、ｔｉ～ｔｃ１、ｔｃ１～ｔｃ２、及びｔｃ２～ｔｊの各々について処理すればよい。

【0071】

また、上記実施形態では、干渉判定装置とロボット制御装置とを別々の装置とする場合について説明したが、ロボット制御装置内に干渉判定装置を組み込む形態としてもよい。また、干渉判定装置の各機能構成を、それぞれ異なる装置で実現し、上記の干渉判定処理を分散処理により実現してもよい。

【0072】

また、上記実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した干渉判定処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、干渉判定処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

【0073】

また、上記実施形態では、干渉判定プログラムが記憶装置に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＵＳＢメモリ等の記憶媒体に記憶された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１０ 干渉判定装置
１２ ロボット制御装置
１６Ａ、１６Ｂ ロボット
１８Ａ、１８Ｂ 爪（所定部位）
２２ ＣＰＵ
２４ メモリ
２６ 記憶装置
２８ 入力装置
３０ 出力装置
３２ 記憶媒体読取装置
３４ 通信Ｉ／Ｆ
３６ バス
４２ 取得部
４４ 算出部
４６ 可能性判定部
４８ 終了判定部
５０ 干渉判定部
６０Ａ、６０Ｂ 外接形状
６２Ａ、６２Ｂ 領域
１００ ロボット制御システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】