特表 2022-544650 手首オフセットロボットのための逆運動学ソルバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-20

(54)【発明の名称】手首オフセットロボットのための逆運動学ソルバ

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20221013BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022506333

(86)(22)【出願日】2020-08-13

(85)【翻訳文提出日】2022-03-25

(86)【国際出願番号】 US2020046217

(87)【国際公開番号】W WO2021030610

(87)【国際公開日】2021-02-18

(31)【優先権主張番号】16/541,541

(32)【優先日】2019-08-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521430508

【氏名又は名称】イントリンジック イノベーション エルエルシー

(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】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(72)【発明者】

【氏名】デュピュイ，ジャン－フランソワ

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS12

3C707LS15

3C707LV14

(57)【要約】

【課題】 無駄な時間と処理リソースを低減することである。
【解決手段】 本明細書の主題は一般にロボットを制御するための技法に関する。いくつかの実施例において、方法は、手首オフセットを有するロボットのエンドエフェクタの姿勢データに基づいて、第１のリンクの第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置を決定することを含む。第１のリンクを第２のリンクに接続する第１の関節の第２の目標位置を決定する。第３のリンクの第１の端部に位置付けられた第２の関節の第３の目標位置を決定し、これは、第１の関節の第２の目標位置を含む第１の面を規定することを含む。第２の面内にある円の位置及び大きさを決定する。円の円周上にあるポイントを第３の目標位置として選択する。各関節の各位置に基づく移動データを制御システムに提供する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つ以上のデータ処理装置によって実行される方法であって、
手首オフセットを有するロボットのエンドエフェクタの目標姿勢を規定する姿勢データを受信することであって、前記姿勢データは前記エンドエフェクタの目標エンドエフェクタ位置及び前記エンドエフェクタの目標向きを指定し、前記エンドエフェクタは前記ロボットの第１のリンクの第１の端部に取り付けられている、姿勢データを受信することと、
前記姿勢データに基づいて、前記第１のリンクの前記第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置を決定することと、
前記姿勢データに基づいて、前記第１のリンクを第２のリンクに接続する第１の関節の第２の目標位置を決定することであって、前記第１の関節は、（ｉ）前記第１の端部とは反対側にある前記第１のリンクの第２の端部、及び（ｉｉ）前記第２のリンクの第１の端部に位置付けられ、前記第１のリンク及び前記第２のリンクは、前記ロボットの第３のリンクの第１の端部に接続されたオフセット手首を形成する、第２の目標位置を決定することと、
前記第３のリンクの前記第１の端部に位置付けられた第２の関節の第３の目標位置を決定することであって、
（ｉ）前記第１の関節の前記第２の目標位置を含む第１の面であって、（ｉｉ）前記第１のポイントの前記第１の目標位置と前記第１の関節の前記第２の目標位置との間のラインが前記第１の面に対して垂直である第１の面を規定することと、
少なくとも前記第１の関節と前記第２の関節との間の距離に基づいて、（ｉ）前記第１の面に対して平行な第２の面内にある円であって、（ｉｉ）前記第１の面からオフセット位置に位置付けられている円の位置及び大きさを決定することと、
前記第２の関節の前記第３の目標位置として、前記円の円周上のポイントを選択することと、
を含む、第３の目標位置を決定することと、
前記ロボットの制御システムに対して、各関節の各目標位置に基づいて、各関節が前記関節の前記目標位置に位置付けられると共に前記エンドエフェクタが前記エンドエフェクタの前記目標エンドエフェクタ位置及び前記目標向きに位置付けられるように前記ロボットのリンクを前記制御システムに調整させる移動データを提供することと、
を含む方法。

【請求項2】

前記円の前記位置及び大きさを決定することは、前記第１の関節と前記第２の関節との間の前記距離及び前記第１のリンクと前記第２のリンクとの間の角度に基づいて前記第１の面と前記第２の面との間のオフセット距離を決定することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記円の前記位置及び大きさを決定することは、前記第１の関節と前記第２の関節との間の前記距離及び前記第１のリンクと前記第２のリンクとの間の角度に基づいて前記円の半径を決定することを含む、請求項１から２のいずれかに記載の方法。

【請求項4】

前記円は、前記第１のポイントの前記第１の目標位置と前記第１の関節の前記第２の目標位置との間の前記ライン上にある中心を有する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記第２の関節の前記第３の目標位置として、前記円の円周上のポイントを選択することは、
前記円の前記円周に沿って前記第２の関節の前記第３の目標位置の複数の候補位置を識別することと、
各候補位置を評価して、前記候補位置が前記目標姿勢に対する有効解を与えるか否かを判定することと、
前記評価に基づいて、前記目標姿勢に対する有効解を与える所与の候補位置を前記第３の目標位置として識別することと、
を含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

候補位置を評価することは、
前記第３のリンクを第４のリンクに接続する第３の関節について、前記候補位置及び前記ロボットの１つ以上の他の関節の位置に基づいて前記第３の関節の１つ以上の位置を決定することと、
前記第３の関節の前記１つ以上の位置の各々について、
（ｉ）前記第３の関節の前記位置と前記候補位置との間のラインと、（ｉｉ）前記候補位置と第１の関節の前記第２の目標位置との間のラインとの間の角度を決定することと、
前記角度が前記ロボットの前記第２のリンクと前記第３のリンクとの間のリンク角度に一致するか否かを判定することと、
前記角度が前記ロボットの前記第２のリンクと前記第３のリンクとの間の前記角度に一致する場合はいつでも、前記候補位置が前記目標姿勢に対する有効解を与えると決定することと、
を含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

各候補位置を評価すること、及び、前記角度が前記ロボットの前記第２のリンクと前記第３のリンクとの間の前記角度に一致するか否かを判定することは、
前記複数の候補位置について、各候補位置ごとに前記決定された角度を表す曲線を生成することと、
前記リンク角度を表すラインと交差する前記曲線上の１つ以上のポイントを決定することと、
各ポイントに対する前記候補位置が前記目標姿勢に対する有効解を与えると判定することと、
を含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第３のリンクを第４のリンクに接続する第３の関節について、前記候補位置及び前記ロボットの１つ以上の他の関節の位置に基づいて前記第３の関節の１つ以上の位置を決定することは、
前記第３のリンクを前記第４のリンクに接続する第４の関節の第４の目標位置を決定することと、
前記第４のリンクを前記ロボットの第５のリンクに接続する第５の関節の第５の目標位置を決定することであって、前記第４の関節の前記第４の目標位置は第５の関節の前記第５の目標位置に基づいて決定される、第５の目標位置を決定することと、
を含み、前記１つ以上の他の関節は前記第４の関節及び前記第５の関節を含む、請求項５、６、又は７に記載の方法。

【請求項9】

１つ以上のデータ処理装置と、
命令を記憶している１つ以上のコンピュータ可読媒体と、を備えるシステムであって、前記命令は、前記１つ以上のデータ処理装置によって実行された場合、
手首オフセットを有するロボットのエンドエフェクタの目標姿勢を規定する姿勢データを受信することであって、前記姿勢データは前記エンドエフェクタの目標エンドエフェクタ位置及び前記エンドエフェクタの目標向きを指定し、前記エンドエフェクタは前記ロボットの第１のリンクの第１の端部に取り付けられている、姿勢データを受信することと、
前記姿勢データに基づいて、前記第１のリンクの前記第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置を決定することと、
前記姿勢データに基づいて、前記第１のリンクを第２のリンクに接続する第１の関節の第２の目標位置を決定することであって、前記第１の関節は、（ｉ）前記第１の端部とは反対側にある前記第１のリンクの第２の端部、及び（ｉｉ）前記第２のリンクの第１の端部に位置付けられ、前記第１のリンク及び前記第２のリンクは、前記ロボットの第３のリンクの第１の端部に接続されたオフセット手首を形成する、第２の目標位置を決定することと、
前記第３のリンクの前記第１の端部に位置付けられた第２の関節の第３の目標位置を決定することであって、
（ｉ）前記第１の関節の前記第２の目標位置を含む第１の面であって、（ｉｉ）前記第１のポイントの前記第１の目標位置と前記第１の関節の前記第２の目標位置との間のラインが前記第１の面に対して垂直である第１の面を規定することと、
少なくとも前記第１の関節と前記第２の関節との間の距離に基づいて、（ｉ）前記第１の面に対して平行な第２の面内にある円であって、（ｉｉ）前記第１の面からオフセット位置に位置付けられている円の位置及び大きさを決定することと、
前記第２の関節の前記第３の目標位置として、前記円の円周上のポイントを選択することと、
を含む、第３の目標位置を決定することと、
前記ロボットの制御システムに対して、各関節の各目標位置に基づいて、各関節が前記関節の前記目標位置に位置付けられると共に前記エンドエフェクタが前記エンドエフェクタの前記目標エンドエフェクタ位置及び前記目標向きに位置付けられるように前記ロボットのリンクを前記制御システムに調整させる移動データを提供することと、
を含む動作を前記１つ以上のデータ処理装置に実行させる、システム。

【請求項10】

前記円の前記位置及び大きさを決定することは、前記第１の関節と前記第２の関節との間の前記距離及び前記第１のリンクと前記第２のリンクとの間の角度に基づいて前記第１の面と前記第２の面との間のオフセット距離を決定することを含む、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記円の前記位置及び大きさを決定することは、前記第１の関節と前記第２の関節との間の前記距離及び前記第１のリンクと前記第２のリンクとの間の角度に基づいて前記円の半径を決定することを含む、請求項９及び１０のいずれかに記載のシステム。

【請求項12】

前記円は、前記第１のポイントの前記第１の目標位置と前記第１の関節の前記第２の目標位置との間の前記ライン上にある中心を有する、請求項９、１０、又は１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記第２の関節の前記第３の目標位置として、前記円の円周上のポイントを選択することは、
前記円の前記円周に沿って前記第２の関節の前記第３の目標位置の複数の候補位置を識別することと、
各候補位置を評価して、前記候補位置が前記目標姿勢に対する有効解を与えるか否かを判定することと、
前記評価に基づいて、前記目標姿勢に対する有効解を与える所与の候補位置を前記第３の目標位置として識別することと、
を含む、請求項９から１２のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項14】

候補位置を評価することは、
前記第３のリンクを第４のリンクに接続する第３の関節について、前記候補位置及び前記ロボットの１つ以上の他の関節の位置に基づいて前記第３の関節の１つ以上の位置を決定することと、
前記第３の関節の前記１つ以上の位置の各々について、
（ｉ）前記第３の関節の前記位置と前記候補位置との間のラインと、（ｉｉ）前記候補位置と第１の関節の前記第２の目標位置との間のラインとの間の角度を決定することと、
前記角度が前記ロボットの前記第２のリンクと前記第３のリンクとの間のリンク角度に一致するか否かを判定することと、
前記角度が前記ロボットの前記第２のリンクと前記第３のリンクとの間の前記角度に一致する場合はいつでも、前記候補位置が前記目標姿勢に対する有効解を与えると決定することと、
を含む、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

各候補位置を評価すること、及び、前記角度が前記ロボットの前記第２のリンクと前記第３のリンクとの間の前記角度に一致するか否かを判定することは、
前記複数の候補位置について、各候補位置ごとに前記決定された角度を表す曲線を生成することと、
前記リンク角度を表すラインと交差する前記曲線上の１つ以上のポイントを決定することと、
各ポイントに対する前記候補位置が前記目標姿勢に対する有効解を与えると判定することと、
を含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記第３のリンクを第４のリンクに接続する第３の関節について、前記候補位置及び前記ロボットの１つ以上の他の関節の位置に基づいて前記第３の関節の１つ以上の位置を決定することは、
前記第３のリンクを前記第４のリンクに接続する第４の関節の第４の目標位置を決定することと、
前記第４のリンクを前記ロボットの第５のリンクに接続する第５の関節の第５の目標位置を決定することであって、前記第４の関節の前記第４の目標位置は第５の関節の前記第５の目標位置に基づいて決定される、第５の目標位置を決定することと、
を含み、前記１つ以上の他の関節は前記第４の関節及び前記第５の関節を含む、請求項１３、１４、又は１５に記載のシステム。

【請求項17】

コンピュータプログラムによって符号化された非一時的コンピュータ記憶媒体であって、前記プログラムは命令を含み、前記命令は、ロボットの１つ以上のデータ処理装置によって実行された場合、
手首オフセットを有するロボットのエンドエフェクタの目標姿勢を規定する姿勢データを受信することであって、前記姿勢データは前記エンドエフェクタの目標エンドエフェクタ位置及び前記エンドエフェクタの目標向きを指定し、前記エンドエフェクタは前記ロボットの第１のリンクの第１の端部に取り付けられている、姿勢データを受信することと、
前記姿勢データに基づいて、前記第１のリンクの前記第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置を決定することと、
前記姿勢データに基づいて、前記第１のリンクを第２のリンクに接続する第１の関節の第２の目標位置を決定することであって、前記第１の関節は、（ｉ）前記第１の端部とは反対側にある前記第１のリンクの第２の端部、及び（ｉｉ）前記第２のリンクの第１の端部に位置付けられ、前記第１のリンク及び前記第２のリンクは、前記ロボットの第３のリンクの第１の端部に接続されたオフセット手首を形成する、第２の目標位置を決定することと、
前記第３のリンクの前記第１の端部に位置付けられた第２の関節の第３の目標位置を決定することであって、
（ｉ）前記第１の関節の前記第２の目標位置を含む第１の面であって、（ｉｉ）前記第１のポイントの前記第１の目標位置と前記第１の関節の前記第２の目標位置との間のラインが前記第１の面に対して垂直である第１の面を規定することと、
少なくとも前記第１の関節と前記第２の関節との間の距離に基づいて、（ｉ）前記第１の面に対して平行な第２の面内にある円であって、（ｉｉ）前記第１の面からオフセット位置に位置付けられている円の位置及び大きさを決定することと、
前記第２の関節の前記第３の目標位置として、前記円の円周上のポイントを選択することと、
を含む、第３の目標位置を決定することと、
前記ロボットの制御システムに対して、各関節の各目標位置に基づいて、各関節が前記関節の前記目標位置に位置付けられると共に前記エンドエフェクタが前記エンドエフェクタの前記目標エンドエフェクタ位置及び前記目標向きに位置付けられるように前記ロボットのリンクを前記制御システムに調整させる移動データを提供することと、
を含む動作を前記データ処理装置に実行させる、非一時的コンピュータ記憶媒体。

【請求項18】

前記円の前記位置及び大きさを決定することは、前記第１の関節と前記第２の関節との間の前記距離及び前記第１のリンクと前記第２のリンクとの間の角度に基づいて前記第１の面と前記第２の面との間のオフセット距離を決定することを含む、請求項１７に記載の非一時的コンピュータ記憶媒体。

【請求項19】

前記円の前記位置及び大きさを決定することは、前記第１の関節と前記第２の関節との間の前記距離及び前記第１のリンクと前記第２のリンクとの間の角度に基づいて前記円の半径を決定することを含む、請求項１７又は１８に記載の非一時的コンピュータ記憶媒体。

【請求項20】

前記円は、前記第１のポイントの前記第１の目標位置と前記第１の関節の前記第２の目標位置との間の前記ライン上にある中心を有する、請求項１７、１８、又は１９に記載の非一時的コンピュータ記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本開示は、一般に、オフセット手首を有するロボットの移動を制御するための逆運動学技法に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] ロボット工学では、ロボットのエンドエフェクタの所望の位置を与える１又は複数の関節用のパラメータを決定するため、逆運動学を用いることができる。エンドエフェクタは、ロボットアームの端部にあるデバイスである。ロボット向けの逆運動学を解くためには多くの技法があり、それらには、代数的技法、反復技法、ヤコビ反転技法（Jacobian inversion techniques）、及びヤコビ転置技法（Jacobian transpose techniques）が含まれる。

【発明の概要】

【0003】

[0003] 本明細書は、手首オフセットを有するロボットの関節パラメータを決定するためのシステム、方法、デバイス、及びその他の技法を記載する。概して、逆運動学ソルバ（inverse kinematic solver）が、ロボットのエンドエフェクタの各目標姿勢のためのロボットの各関節のパラメータを決定することができる。例えばロボットは、ロボットのリンク間に複数の関節を含み、これらの関節の各々がロボットにある程度の運動を与える。関節のパラメータは、関節の位置と関節の角度を含むことができる。

【0004】

[0004] 手首オフセットロボットの関節のパラメータを決定するため、逆運動学ソルバは、ロボットの幾何学的形状に基づいて、より具体的にはロボットの手首オフセットの幾何学的形状に基づいて、円の位置と大きさを決定することができる。この円の円周は、関節のうち１つ、例えば手首関節の候補位置を表すことができ、これは、エンドエフェクタを目標姿勢に置くための有効解である可能性がある。次いで逆運動学ソルバは、この関節の各候補位置を評価して１つ以上の有効解を見出すことができる。有効解が複数ある場合、逆運動学ソルバはそれらの解のうち１つを選択し、この選択した解に対する関節パラメータを、ロボットの運動を制御する運動コントローラに提供することができる。次いで運動コントローラは、これらの関節パラメータを用いて関節を目標位置及び目標角度へ移動させることができる。

【0005】

[0005] 本文書に記載されている技法は、最初の推測なしに、手首オフセットロボットのエンドエフェクタの所与の目標姿勢に対する全ての解を決定することができる。これによって、有効解が決定される速度を上昇させ、有効解が決定されることを保証し、有効解の決定における無駄な時間と処理リソースを低減することができる。

【0006】

[0006] 本明細書に記載されている主題のいくつかの実施例は、手首オフセットを有するロボットのエンドエフェクタの目標姿勢を規定する姿勢データを受信することを含む。姿勢データは、エンドエフェクタの目標エンドエフェクタ位置及びエンドエフェクタの目標向きを指定し、エンドエフェクタは、ロボットの第１のリンクの第１の端部に取り付けられている。姿勢データに基づいて、第１のリンクの第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置を決定する。姿勢データに基づいて、第１のリンクを第２のリンクに接続する第１の関節の第２の目標位置を決定する。第１の関節は、（ｉ）第１の端部とは反対側にある第１のリンクの第２の端部、及び（ｉｉ）第２のリンクの第１の端部に位置付けられている。第１のリンク及び第２のリンクは、ロボットの第３のリンクの第１の端部に接続されたオフセット手首を形成する。第３のリンクの第１の端部に位置付けられた第２の関節の第３の目標位置を決定する。この決定することは、（ｉ）第１の関節の第２の目標位置を含む第１の面であって、（ｉｉ）第１のポイントの第１の目標位置と第１の関節の第２の目標位置との間のラインが第１の面に対して垂直である第１の面を規定することと、少なくとも第１の関節と第２の関節との間の距離に基づいて、（ｉ）第１の面に対して平行な第２の面内にある円であって、（ｉｉ）第１の面からオフセット位置に位置付けられている円の位置及び大きさを決定することと、第２の関節の第３の目標位置として、円の円周上のポイントを選択することと、を含む。各関節の各目標位置に基づいて、ロボットの制御システムに移動データを提供する。移動データは、各関節が関節の目標位置に位置付けられると共にエンドエフェクタがエンドエフェクタの目標エンドエフェクタ位置及び目標向きに位置付けられるようにロボットのリンクを制御システムに調整させる。

【0007】

[0007] これら及びその他の実施例は、任意選択的に以下の特徴のうち１つ以上を含むことができる。円の位置及び大きさを決定することは、第１の関節と第２の関節との間の距離及び第１のリンクと第２のリンクとの間の角度に基づいて第１の面と第２の面との間のオフセット距離を決定することを含み得る。

【0008】

[0008] 円の位置及び大きさを決定することは、第１の関節と第２の関節との間の距離及び第１のリンクと第２のリンクとの間の角度に基づいて円の半径を決定することを含み得る。円は、第１のポイントの第１の目標位置と第１の関節の第２の目標位置との間のライン上にある中心を有し得る。

【0009】

[0009] 第２の関節の第３の目標位置として、円の円周上のポイントを選択することは、円の円周に沿って第２の関節の第３の目標位置の複数の候補位置を識別することと、各候補位置を評価して、候補位置が目標姿勢に対する有効解を与えるか否かを判定することと、評価に基づいて、目標姿勢に対する有効解を与える所与の候補位置を第３の目標位置として識別することと、を含み得る。

【0010】

[0010] 候補位置を評価することは、第３のリンクを第４のリンクに接続する第３の関節について、候補位置及びロボットの１つ以上の他の関節の位置に基づいて第３の関節の１つ以上の位置を決定することを含み得る。第３の関節の１つ以上の位置の各々について、（ｉ）第３の関節の位置と候補位置との間のラインと、（ｉｉ）候補位置と第１の関節の第２の目標位置との間のラインとの間の角度を決定する。この角度がロボットの第２のリンクと第３のリンクとの間のリンク角度に一致するか否かについて判定する。角度がロボットの第２のリンクと第３のリンクとの間の角度に一致する場合はいつでも、候補位置が目標姿勢に対する有効解を与えると決定する。

【0011】

[0011] 各候補位置を評価すること、及び、角度がロボットの第２のリンクと第３のリンクとの間の角度に一致するか否かを判定することは、複数の候補位置について、各候補位置ごとに決定された角度を表す曲線を生成することと、リンク角度を表すラインと交差する曲線上の１つ以上のポイントを決定することと、各ポイントに対する候補位置が目標姿勢に対する有効解を与えると判定することと、を含み得る。

【0012】

[0012] 第３のリンクを第４のリンクに接続する第３の関節について、候補位置及びロボットの１つ以上の他の関節の位置に基づいて第３の関節の１つ以上の位置を決定することは、第３のリンクを第４のリンクに接続する第４の関節の第４の目標位置を決定することと、第４のリンクをロボットの第５のリンクに接続する第５の関節の第５の目標位置を決定することと、を含み得る。第４の関節の第４の目標位置は、第５の関節の第５の目標位置に基づいて決定され得る。１つ以上の他の関節は、第４の関節及び第５の関節を含み得る。

【0013】

[0013] 前述の主題の様々な特徴及び利点が、図面に関連付けて以下に記載される。本明細書及び特許請求の範囲に記載されている主題から、更に別の特徴及び利点も明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】[0014] ロボットコントローラが手首オフセットロボットの移動を制御する例示的な環境を示す。

【図2】[0015] 図１のロボットの関節フレームを示す。

【図3】[0016] 図１のロボットの関節間の例示的な幾何学的関係と、図１のロボットの関節の位置を決定するための例示的な円を示す。

【図4】[0017] 図１のロボットの関節の位置の例示的な解を示す図である。

【図5】[0018] 図１のロボットの関節間の角度の例示的なグラフを示す。

【図6】[0019] ロボットの関節のパラメータを決定し、それらのパラメータを用いてロボットの移動を制御するための例示的なプロセスのフロー図を示す。

【図7】[0020] ロボットの関節のパラメータを決定するための例示的なプロセスのフロー図を示す。

【0015】

[0021] 様々な図において、同様の参照番号及び名称は同様の要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

[0022] 概して、本文書は、ロボットの関節のパラメータを決定し、これらのパラメータを用いてロボットの移動を制御するためのシステム、方法、デバイス、及び技法を記載する。ロボットは、それぞれがロボットに可動域（range of motion）を与える関節によって接続された複数のリンクを含むことができる。ロボットは、リンクのうち１つに、例えばリンクのうち１つの端部に取り付けられた、例えばツールのようなエンドエフェクタも含み得る。ロボットコントローラは、エンドエフェクタの目標姿勢を指定するデータを受信することができる。このデータは、エンドエフェクタの目標位置と目標向きを指定できる。ロボットコントローラは、エンドエフェクタを目標姿勢にするロボット関節のパラメータ、例えば位置と角度を決定し、これらのパラメータで規定された目標位置と向きにロボットの関節を移動させる。

【0017】

[0023] ロボットコントローラは、幾何学的代数に基づく逆運動学技法を用いてロボット関節のパラメータを決定する。このような技法は、ロボットの関節のパラメータを決定する際に、ロボットのリンクの可動域を表す、例えば線、円、面、及び球のような幾何学的物体の交差を利用する。

【0018】

[0024] 一例において、ロボットコントローラは、例えばロボットのアームの端部又はロボットのエンドエフェクタ等、ロボットの要素の目標姿勢を規定する姿勢データを受信することができる。ロボットは手首オフセットを有し得る。姿勢データは、ロボットの要素の目標位置及び／又はこの要素の目標向きを示すことができる。

【0019】

[0025] ロボットコントローラは、姿勢データに基づいて、ロボットの１つ以上のリンク及び／又はロボットの１つ以上の関節の各目標位置を決定することができる。特定の関節について、ロボットコントローラは、その関節の目標位置を決定するため、ロボットの幾何学的形状に基づいて１つ以上の面を規定し、それらの面のうち１つの上に円を決定することができる。円上の各ポイントは、この特定の関節の候補位置である。ロボットコントローラは、この特定の関節の目標位置として、円上の特定のポイントを選択することができる。ロボットコントローラは、ロボットの制御システムに対して、各関節の各目標位置に基づいて、これらの位置に従ってロボットのリンクを制御システムに調整させる移動データを提供することができる。

【0020】

[0026] 図１は、ロボットコントローラ１１０が手首オフセットロボット１２０の移動を制御する例示的な環境１００を示す。この例示的なロボット１２０は６自由度ロボットアームであり、アームに６つの単軸回転関節１４１～１４６を有する。本文書に記載されている技法は概ねオフセット手首を有する６自由度ロボットアームについて説明されるが、これらの技法はオフセット手首を有する他のロボットアームにも同様に適用できる。

【0021】

[0027] ロボット１２０は、そのベース１３１をリンク１３２の端部に接続する関節１４１を含む。この関節１４１は、そのベース１３１を中心としてロボット１２０のアームの残り部分を回転させることができる。また、ロボット１２０は、リンク１３２の端部と上腕リンク１３３の端部との間に肩関節１４２も含む。肩関節１４２はリンク１３２を上腕リンク１３３に接続し、肩関節１４２の上方のアームの残り部分を上下に移動させる。また、ロボット１２０は、上腕リンク１３３の端部と前腕リンク１３４の端部との間にひじ関節１４３も含む。ひじ関節１４３は、ひじ関節１４３の上方のアームの残り部分を上下に移動させる。また、ロボット１２０は、ひじ関節１４３の上方に関節１４４も含む。この関節１４４は前腕リンク１３４を回転させる。ひじ関節１４３及び関節１４４は、上腕リンク１３３を前腕リンク１３４に接続する。

【0022】

[0028] また、ロボット１２０は、前腕リンク１３４の端部と手首オフセットリンク１３５の端部との間に手首関節１４５も含む。手首関節１４５は、前腕リンク１３４を手首オフセットリンク１３５に接続し、手首オフセットリンク１３５を回転させる。手首オフセットリンク１３５は、前腕リンク１３４の端部の関節１４５に手首リンク１３６を接続する。この手首オフセットリンク１３５は、手首リンク１３６と前腕リンク１３４との間にオフセットを生成する。すなわち、手首オフセットリンク１３５により提供されるオフセットのため、手首オフセットリンク１３７は前腕リンク１３４と一直線ではない。

【0023】

[0029] また、ロボットは、手首リンク１３６の端部を手首オフセットリンク１３５の端部に接続する関節１４６も含む。関節１４６は、手首リンク１３６及び取り付け機構１３７に取り付けられたエンドエフェクタを回転させる。手首リンク１３６の他方の端部において、ロボット１２０は、手首リンク１３６のこの端部にエンドエフェクタを取り付けるための搭載関節１４７及び取り付け機構１３７を含む。エンドエフェクタは、例えば顎状部、爪状部、磁石、ピン、接着面等の把持部、又は、例えばねじ回し、レンチ等のツール、又は他の適切なエンドエフェクタとすることができる。例えばロボット１２０は、エンドエフェクタを用いてタスクを実行する産業用ロボットとすることができる。

【0024】

[0030] 各関節１４１～１４６は、ロボットコントローラ１０９から受信した制御データ１０９に基づいてリンク１３２～１３６を目標位置及び目標向きに移動させるアクチュエータを含むことができる。例えばアクチュエータは、リンク１３２～１３６を目標位置及び目標向きに移動させるモータ又は他のエネルギ源を含み得る。

【0025】

[0031] ロボットコントローラ１１０は、ロボット１２０の目標移動を指定するデータ１０３に基づいて制御データ１０９を発生する。例えばこのデータ１０３は、手首リンク１３６に取り付けられたエンドエフェクタの目標姿勢を指定することができる。目標姿勢を指定するデータは、エンドエフェクタの位置を指定するデータ及びエンドエフェクタの向きを指定するデータを含み得る。目標移動１０３を指定する制御データ１０９は、制御システムから、例えば特定のタスクの実行をロボットに命令する制御システムから受信することができる。タスクに基づいて、制御システムは、目標移動を指定するデータ１０３を決定し、目標移動を指定するデータ１０３をロボットコントローラ１１０に提供することができる。

【0026】

[0032] あるいは、ロボットコントローラ１１０が、ロボット１２０の１つ以上のタスクに基づいてエンドエフェクタの１つ以上の目標姿勢を決定することができる。例えば、エンドエフェクタが特定の経路に沿って移動する予定である場合、ロボットコントローラ１１０は、その特定の経路に沿った複数のポイントでのエンドエフェクタの姿勢を決定することができる。

【0027】

[0033] また、ロボットコントローラ１１０は、ロボットのロボット特徴を指定するデータ１０１に基づいて制御データ１０９を生成することができる。例えばロボット特徴データ１０１は、各リンク１３２～１３６及び／又はエンドエフェクタの長さ、幅、及び／又は厚さのような寸法、各関節１４１～１４６の可動域、並びに、各リンク１３２～１３６、各関節１４１～１４６、及びエンドエフェクタの相対的な幾何学的形状を指定するデータを含み得る。

【0028】

[0034] ロボットコントローラ１１０は逆運動学ソルバ１１１を含む。逆運動学ソルバ１１１は、ロボット特徴データ１０１及び目標移動を指定するデータ１０３、例えばエンドエフェクタの目標姿勢を指定するデータに基づいて、ロボットの関節１４１～１４６のうち１つ以上の関節パラメータ１０７を決定する。各関節１４１～１４６のパラメータは、位置と角度を含むことができる。関節の角度は、その関節が接続する２つのリンク間の角度である。例えば、関節１４４の角度は、前腕リンク１３４と上腕リンク１３３との間の角度である。

【0029】

[0035] 逆運動学ソルバ１１１は、共形幾何学的代数技法を用いて、エンドエフェクタの目標姿勢に基づく各関節の関節パラメータを決定することができる。逆運動学ソルバ１１１は、エンドエフェクタの目標姿勢及びエンドエフェクタの寸法に基づいて搭載関節１４７の目標位置Ｐ_６を決定する。例えば、エンドエフェクタがマイナスのねじ回しである場合、搭載関節１４７の目標位置Ｐ_６は、このねじ回しの端部の目標位置から、ねじ回しの長さに等しい（又はこの長さに基づく）距離だけ離れている。また、搭載関節１４７の目標位置Ｐ_６は、目標姿勢データにより指定されたねじ回しの目標向きにも基づいている。例えば、ねじ回しの目標向きがまっすぐ上を向いている場合、関節１４６の目標位置Ｐ_６は、ねじ回しの端部の目標位置の真下にあり、ねじ回しの長さに等しい（又はこの長さに基づく）距離だけねじ回しの目標端部から離れている。

【0030】

[0036] 逆運動学ソルバ１１１は、関節１４６の目標位置Ｐ_５、例えば関節１４６の回転中心のような関節１４６上のポイントの目標位置を、搭載関節１４７と関節１４６との間の距離に基づいて決定することができる。例えば、この距離は手首リンク１３６の長さに等しいか又はこの長さに基づくことができる。また、関節１４６の目標位置Ｐ_５は、エンドエフェクタの目標向きにも基づいている。すなわち目標位置Ｐ_５は、搭載関節１４７から延出している軸に沿っている。これについては以下で図３を参照して更に説明する。

【0031】

[0037] 逆運動学ソルバ１１１は、関節１４５の目標位置Ｐ_４、例えば関節１４５の回転中心のような関節１４５上のポイントの目標位置を、関節１４５、１４６、及び搭載関節１４７の幾何学的関係に基づいて決定される円を用いて決定することができる。例えば逆運動学ソルバ１１１は、ポイントＰ_４５を中心とする円を決定できる。逆運動学ソルバ１１１は、関節１４６の目標位置Ｐ_５を含む第１の面を決定することができる。第１の面は、関節１４６の目標位置Ｐ_５から搭載関節１４７の目標位置Ｐ_６の方に、又はその反対の方向に延出している法線ベクトルＰ_５Ｐ_６を有し得る。また、第１の面は、目標位置Ｐ_５が第１の面上にあるようにこれを通り抜けることができる。

【0032】

[0038] また、逆運動学ソルバ１１１は、第１の面に平行でありポイントＰ_４５を含む第２の面を決定することができる。第２の面は、関節１４６の目標位置Ｐ_５とポイントＰ_４５との間の距離だけ第１の面からオフセットされ得る。このため逆運動学ソルバ１１１は、第２の面上に位置付けられポイントＰ_４５が中心である円の大きさを決定することができる。この円の半径は以下の関係式１を用いて決定できる。

【0033】

【数1】

【0034】

[0039] 関係式１において、ｒは円の半径であり、αは、Ｐ_５からＰ_４５に延出するラインとＰ_５からＰ_４に延出するラインとの間の角度である。これは図３に示されている。関節１４５の目標位置Ｐ_４の全ての解はこの円上にある。逆運動学ソルバ１１１は、Ｐ_４の候補位置と関節１４６の目標位置Ｐ_５との間のライン、及びＰ_４の候補位置と関節１４４の目標位置Ｐ_３との間のラインによって形成された角度に基づいて、Ｐ_４の候補位置を評価することができる。この角度は図３に示され、以下で記載される。この角度がロボット１２０の幾何学的形状に対応する場合、候補Ｐ_４は有効解である。Ｐ_４の候補位置と目標位置Ｐ_３との間のラインを決定し、このラインを用いて角度がロボット１２０の幾何学的形状に対応するか否かを判定するため、逆運動学ソルバ１１１は、Ｐ_４の候補位置に対する関節１４４の目標位置Ｐ_３の１又は複数の解を決定する。

【0035】

[0040] 逆運動学ソルバ１１１は、候補位置Ｐ_４及び共形幾何学的代数を用いて、関節１４２～１４４の目標位置Ｐ_１～Ｐ_３をそれぞれ決定することができる。手首オフセットを含まないロボットのための共形幾何学的代数を用いた例示的な逆運動学技法は、Adam L、Kleppe等による「Inverse Kinematics for Industrial Robots Using Conformal Algebra」に記載されている。これは援用により本願に含まれる。以下で、ロボット１２０の関節フレーム２００を図示する図２を参照して、関節パラメータを決定するための技法を説明する。

【0036】

[0041] 共形幾何学的代数において、３次元ユークリッド空間は２つの直交する次元によって拡張される。ユークリッド空間は、直交単位ベクトルｅ_１、ｅ_２、及びｅ_３によって記述される。ユークリッド空間内のベクトルａ及びｂは、ａ＝ａ_１ｅ_１＋ａ_２ｅ_２＋ａ_３ｅ_３、及びｂ＝ｂ_１ｅ_１＋ｂ_２ｅ_２＋ｂ_３ｅ_３によって与えられる。５次元共形空間を得るため、３次元ユークリッド空間は、基底ベクトルｅ_＋及びｅ_－によって、ｅ_＋・ｅ_＋＝１及びｅ_－・ｅ_－＝－１になるように拡張される。共形空間内の多重ベクトルＡは、基底要素の線形結合の場合、｛１，ｅ_０，ｅ_１，ｅ_２，ｅ_３，ｅ_∞，ｅ_０ｅ_１，．．．，ｅ_０ｅ_１ｅ_２ｅ_３ｅ_∞｝になる。２つの多重ベクトルＡ及びＢの幾何学的な積は、ＡＢ＝Ａ・Ｂ＋Ａ∧Ｂによって与えられる。ユークリッドポイントｐは、共形空間において、多重ベクトル

【0037】

【数2】

によって表される。

【0038】

[0042] 関節１４２～１４４のそれぞれの目標位置Ｐ_１～Ｐ_３を決定するための入力パラメータは、エンドエフェクタの位置ベクトルｐ_ｅ、接近ベクトルａ_ｅ、スライドベクトル（slide vector）ｓ_ｅ、及び法線ベクトルｎ_３である。位置ベクトルｐ_ｅの共形表現は、以下の関係式２によって与えられる。手首ポイントを通るロボット断面である垂直面Π_ｃは、以下の関係式３によって与えられる。関係式３において、Ｐ_４は、上記で決定したＰ_４の候補位置である。

【0039】

【数3】

【0040】

[0043] ロボット１２０は、関節１４２～１４４の目標位置Ｐ_１～Ｐ_３がどのように決定されるかに影響を及ぼす様々な構成を有し得る。前面構成は、ロボット１２０の前面がエンドエフェクタに向かい合っている場合に対応し、後面構成は、ロボットの後面がエンドエフェクタに向かい合っている場合に対応する。ひじ上げ構成はひじ関節を上げている場合に対応し、ひじ下げ構成はひじ関節を下げている場合に対応する。手首反転（ｗｒｉｓｔ ｆｌｉｐ）構成は、ロボット１２０の手首リンク１３６が反転されている時に対応し、反転なし構成は、ロボット１２０の手首リンク１３６が反転されていない時に対応する。これらの構成は、関係式４～６を用いて以下のパラメータによって選択される。

【0041】

【数4】

【0042】

[0044] 肩関節１４２の目標位置Ｐ_１は、以下の関係式７～１０を用いて１つの球と２つの面を交差させることによって見出されるポイント対Ｑ_１上にある。パラメータｄ_１及びａ_１は図２に示されている。パラメータｄ_１は肩関節１４２の高さであり、パラメータａ_１は、ベース１３１の中心からずれている肩関節１４２の横方向オフセット距離である。

【0043】

【数5】

【0044】

[0045] ポイント対Ｑ_１は、肩関節１４２の目標位置Ｐ_１に対する２つの可能な解を有する。第１の解はロボット１２０の前面構成に対応し、第２の解はロボット１２０の後面構成に対応する。逆運動学ソルバ１１１は、以下の関係式１１及び１２を用いて肩関節１４２の目標位置Ｐ_１の解を選択することができる。

【0045】

【数6】

【0046】

[0046] ひじ関節１４３の目標位置Ｐ_２は円Ｃ_２上にある。２つの球

【0047】

【数7】

【0048】

の交差は、以下の関係式１３及び１４によって規定される。

【0049】

【数8】

【0050】

[0047] 関係式１３及び１４において、球Ｓ_１は肩関節１４２の選択された目標位置Ｐ_１に中心位置を有し、球Ｓ_４は手首関節１４５のＰ_４の候補位置の中心位置を有する。円Ｃ_２と垂直面Π_ｃとの交差は、逆運動学ソルバ１１１が以下の関係式１５及び１６を用いて見出すポイント対Ｑ_２を含む。

【0051】

【数9】

【0052】

[0048] ポイント対Ｑ_２は、ひじ関節１４３の目標位置Ｐ_２に対する２つの可能な解を有する。逆運動学ソルバ１１１は、ロボット１２０がひじ上げ構成又はひじ下げ構成のどちらになるかに基づいて、２つのポイントからひじ関節１４３の目標位置Ｐ_２を選択することができる。例えば逆運動学ソルバ１１１は、以下の関係式１７を用いてひじ関節１４３の目標位置Ｐ_２を選択できる。

【0053】

【数10】

【0054】

[0049] 逆運動学ソルバ１１１は、ひじ関節１４３の目標位置Ｐ_２及び手首関節１４５のＰ_４の候補位置に基づいて、関節１４４の目標位置Ｐ_３を決定することができる。逆運動学ソルバ１１１は、以下の関係式１８～２１を用いて、関節１４４の目標位置Ｐ_３に対するポイント対Ｑ_３を決定できる。

【0055】

【数11】

【0056】

[0050] 次いで逆運動学ソルバ１１１は、ロボット１２０の幾何学的形状と以下の関係式２２に基づいて、ポイント対Ｑ_３のポイントから選択することができる。

【0057】

【数12】

【0058】

[0051] いくつかの実施例において、逆運動学ソルバ１１１は、手首関節１４５のＰ_４の候補位置が有効解であるか否かを判定するため、目標位置Ｐ_３に対する４つの可能な解のそれぞれを評価することができる。４つの可能な解は、手首が反転しておらずひじが上がっている第１の構成における第１のポイントと、手首が反転しておらずひじが下がっている第２の構成における第２のポイントと、手首が反転しておりひじが上がっている第３の構成における第３のポイントと、手首が反転しておりひじが下がっている第４の構成における第４のポイントと、を含む。Ｐ_４の各候補位置を評価し、これらの候補から目標位置Ｐ_４を選択するための技法は、図１及び図３から図５を参照して記載される。図３は、ロボット１２０の関節間の例示的な幾何学的関係３００と、ロボット１２０の関節１４５の位置Ｐ_４を決定するための例示的な円３３０を示す。図４は、ロボット１２０の関節の位置に対する例示的な解を示す図４００である。図５は、図１のロボットの関節間の角度の例示的なグラフ５００を示す。

【0059】

[0052] 図３を参照すると、面３１０は上述した第１の面に相当し、面３２０は上述した第２の面に相当する。逆運動学ソルバ１１１は、関節１４６の目標位置Ｐ_５を含む第１の面３１０と、第１の面３１０に平行でありポイントＰ_４５を含む第２の面３２０とを決定することができる。また、逆運動学ソルバ１１１は、エンドエフェクタの目標向きに基づいて関節１４６の目標位置Ｐ_５を決定し、この目標位置が手首リンク１３６の端部から、例えば関節１４６の目標位置Ｐ_６から、負のｚ軸に沿って距離Ｐ_５Ｐ_６（目標位置Ｐ_５とＰ_６との間の距離）に位置付けられるようにする。

【0060】

[0053] 逆運動学ソルバ１１１は、２つの面３１０及び３２０を決定することで、ポイントＰ_４５に中心がある円３３０のロケーションと向きを決定できる。距離Ｐ_４５Ｐ_５＝Ｐ_５Ｐ_４ｃｏｓ（α）がわかっているので、第２の面３２０は第１の面３１０に対して距離Ｐ_４５Ｐ_５だけオフセットされていると規定できる。このオフセットは、ポイントＰ_４５と関節１３６の目標位置Ｐ_５との間の距離である。例えば手首オフセットリンク１３５の長さであるＰ_５Ｐ_４の距離、及び角度αは、ロボット１２０の幾何学的形状に基づいて既知である。逆運動学ソルバ１１１は、ラインＰ_５Ｐ_６と第２の面３２０との交差点としてポイントＰ_４５のロケーションを決定できる。上述したように、逆運動学ソルバ１１１は、上記の関係式１を用いて円３３０の半径を決定し、従って円３３０の大きさを決定することができる。

【0061】

[0054] Ｐ_４の各候補位置は円３３０の円周上にある。円３３０は、目標位置Ｐ５及び目標位置Ｐ６で規定された軸を中心として関節１４５が回転した場合の、関節１４５の可能なロケーションを表す。この軸は例えば、関節１４７が目標位置Ｐ６にあり関節１４６が目標位置Ｐ５にあるように手首リンク１３６が配置されている場合に手首リンク１３６で規定された軸である。従って、円３３０は、手首リンク１３６がこの位置にある場合のＰ４の目標位置の可能なロケーションを表している。

【0062】

[0055] 図３に１つの候補位置３５０が示されている。逆運動学１１１は、円３３０の円周に沿った各候補位置を評価して、関節１４５の位置Ｐ_４に対する有効解を決定することができる。例えば逆運動学ソルバ１１１は、円３５０の円周上を反復し、各反復において、その反復でのＰ_４の候補位置を評価することができる。複数の有効解があり得るので、逆運動学ソルバ１１１は、複数の有効解から各有効解を決定し、それらの解のうち１つを選択することができる。

【0063】

[0056] Ｐ_４の候補位置が有効であるか否かを判定するため、逆運動学ソルバ１１１は、上述したように関節１４４の目標位置Ｐ_３に対する１つ以上の解を決定することができる。この例では、２つの解Ｐ_３＿１及びＰ_３＿２が図３に示されている。ポイントＰ_３＿１は関節１４４の目標位置Ｐ_３に対する１つの潜在的な解であり、ポイントＰ_３＿２は関節１４４の目標位置Ｐ３に対する１つの潜在的な解である。目標位置Ｐ_３に対する各解について、逆運動学ソルバ１１１は次に、Ｌｉｎｅ_４５（Ｐ_４の候補位置と目標位置Ｐ_５との間のライン）及びＰ_４の候補位置とＰ_３の解に対するＬｉｎｅ_３４（Ｐ_３の解とＰ_４の候補位置との間のライン）によって形成された角度βを決定することができる。この例では、角度βは、Ｌｉｎｅ_４５とポイントＰ_３＿１に対するＬｉｎｅ_３４とによって形成されている。

【0064】

[0057] 逆運動学ソルバ１１１は次いで、Ｐ_３の解のうち少なくとも１つとＰ_４の候補位置との角度βがロボット１２０の幾何学的形状に対応するか否かを決定できる。すなわち、逆運動学ソルバ１１１は、角度βがロボット１２０の前腕リンク１３４と手首オフセットリンク１３５との間の角度に一致するか否かを決定できる。一致する場合、Ｐ_４の候補位置は有効解を提供する。Ｐ_３の解のどれもロボット１２０の幾何学的形状に対応しない場合、逆運動学ソルバ１１１は、Ｐ_４の候補位置が有効解を提供しないと決定することができる。

【0065】

[0058] 図４を参照すると、この図４００は、図１のロボットの関節の位置に対する例示的な解を示す。具体的に述べると、図４００は、関節１４５のＰ_４の無効な候補位置４３１及び関節１４５のＰ_４の有効な候補位置４３２を示す。Ｐ４の候補位置は双方とも円４０５の上にある。円４０５は、上述したように、中心Ｐ_４５（図示せず）を有し、リンク１３４～１３５及び関節１４５及び１４６によって形成されたオフセット手首の幾何学的形状を用いて決定されている。

【0066】

[0059] Ｐ_４の候補位置４３１が無効であることを決定するため、逆運動学ソルバ１１１は、Ｐ_４の候補位置４３１及び位置Ｐ_３（例えばＰ_４の候補位置４３１について決定された４つの可能な位置Ｐ_３のうち１つ）について、Ｌｉｎｅ_４５４１０とＬｉｎｅ_３４４２０との間の角度を決定し、この決定した角度をロボット１２０の幾何学的形状の対応する角度と比較する。この例では、２つのライン間の角度のため、Ｌｉｎｅ_３４４２０はＰ_３の有効位置４４０を通過しない。従って、関節１４５のＰ_４の候補位置４３１は有効でない。これに対して、Ｐ_４の候補位置４３２からのラインは、このラインと位置Ｐ_４の候補及びＰ_５からのラインとの角度のため、Ｐ３の有効位置４４０を通過する。従って、Ｐ_４の候補位置４３２の角度は有効である。

【0067】

[0060] 図５を参照すると、このグラフ５００はロボット１２０の関節間の角度を示す。具体的に述べると、グラフ５００は、ロボット１２０のエンドエフェクタの目標姿勢について、関節１４５のＰ_４の候補位置に対する関節１４４の目標位置Ｐ_３の４つの解の各々の曲線を示す。グラフ５００のｘ軸は、ロボットにおいてＰ_４５に中心を有する円の３６０度をラジアン（１～６．２８）で示す。例えば、この円は図３の円３３０又は図４の円４０５とすることができる。逆運動学ソルバ１１１は、ゼロ度に対応する円上のポイントを選び、円の円周を特定の方向に（例えば時計回り又は反時計回り）進んで、Ｐ_４の候補位置を識別することができる。グラフ５００のｙ軸は、複数の可能な解のそれぞれについて、Ｌｉｎｅ_３４とＬｉｎｅ_４５との間に形成された角度を表す。

【0068】

[0061] 具体的に述べると、各曲線５１１～５１４は、（ａ）Ｐ_３の解及び円に沿ったＰ_４の各候補位置の間に延出するＬｉｎｅ_３４と、（ｂ）関節１４６の目標位置Ｐ_５及び円に沿ったＰ_４の各候補位置の間に延出するＬｉｎｅ_４５と、の間に形成された角度を表す。例えば曲線５１１は、位置Ｐ_３に対する１つの解及び円に沿ったＰ_４の各候補位置についてＬｉｎｅ_３４とＬｉｎｅ_４５との間の角度を表す。Ｐ４の候補位置が円の周りで変化するにつれて、グラフ５００で示されているように、２つのライン間の角度も変化する。曲線５１１では、位置Ｐ_３はその解に対して一定である。他の曲線５１２～５１３の各々も、Ｐ_３の異なる解について同様の角度を表す。

【0069】

[0062] グラフ５００は、ロボット１２０における有効角度を表すライン５１０を含む。この有効角度は、ロボット１２０の前腕リンク１３４と手首オフセットリンク１３５との間の角度であり、ロボット１２０の幾何学的形状に基づいて決定されるか又はロボット１２０の製造業者によって指定することができる。このラインと各曲線が交差するポイントが、位置Ｐ_３及びＰ_４に対する有効解である。例えば、曲線５１３及び５１４は双方とも参照番号５２０で示されたエリアに有効解を有する。この例では、曲線５１４で表された位置Ｐ_３及び曲線５１４で表された位置Ｐ_３に対して、円に沿った約１．１ラジアンのＰ_４の位置が有効である。

【0070】

[0063] 逆運動学ソルバ１１１は、どの解がライン５１０と交差するか決定するためゼロ交差技法を用いることができる。この技法はゼロ交差としてライン５１０を使用できる。ゼロ交差技法を用いて、逆運動学ソルバ１１１は、各曲線５１１～５１４がライン５１０と交差する１又は複数のポイントを決定し、そのようなポイントのそれぞれで、そのポイントに対応する候補Ｐ_４の位置を決定することができる。そのポイントでライン５１０と交差する曲線に基づいて位置Ｐ_３がわかる。ある曲線に対する位置Ｐ_３は一定であり、Ｐ_３の決定された解のうち１つに対応するからである。

【0071】

[0064] 逆運動学ソルバ１１１が円を横断する粒度は調整可能とすることができる。例えば逆運動学ソルバ１１１は、例えば０度、１度、２度、・・・、３６０度のように１度ずつ、又は１度より小さい角度ずつ、又は別の適切な粒度で、Ｐ_４の候補位置を評価することができる。いくつかの実施例において、逆運動学ソルバ１１１は、例えば１０度ずつ又は２０度ずつのようにより粗い粒度を使用できる。逆運動学ソルバ１１１は、Ｐ_４の２つの候補位置の間で曲線がライン５１０と交差したと判定した場合、角度が有効である（例えばその曲線がライン５１０と交差する）Ｐ_４の候補位置が見つかるまで、Ｐ_４のその２つの候補位置の間でＰ_４のより多くの候補位置を評価することができる。例えば逆運動学ソルバ５１０は、円を横断している場合よりもＰ_４の２つの候補位置の間で検索を行っている場合の方が細かい粒度を使用できる。このように逆運動学ソルバ１１１は、評価するＰ_４の候補位置の数を抑えることで、迅速に、かつ少ない計算リソースを用いてＰ_４の有効位置を見つけることができる。

【0072】

[0065] この例では、エンドエフェクタの目標姿勢についてＰ_４及びＰ_３に対する複数の異なる有効解がある。逆運動学ソルバ１１１（又は運動コントローラ１１３のような別のコンポーネント）は、最適化基準を用いて解のうち１つを選択することができる。最適化基準は、ロボット１２０が移動中に衝突する可能性のある障害物に関連する文脈基準、及び／又はロボット１２０の１つ以上の以前の構成に関連する履歴基準を含むことができる。例えば運動コントローラ１１３は、ロボットの現在の構成から有効解によって規定された新しい構成に移動する場合に障害物を最良に回避する有効解を選択できる。別の例では、運動コントローラ１１３は、例えばエンドエフェクタ又は手首関節の最少量の移動を生じるロボット１２０の現在の構成に最も近い有効解を選択できる。

【0073】

[0066] 関節１４５の目標位置Ｐ_４と、それに対応する関節１４４の位置Ｐ_３に対する解を選択した後、逆運動学ソルバ１１１は、関節１４２、１４３、１４６、及び１４７の対応する目標位置Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_５、及びＰ_６を用いることができる。上述したように、逆運動学ソルバ１１１は、エンドエフェクタの目標位置及び目標向きに基づいて決定された目標位置Ｐ_５及びＰ_６を決定する。逆運動学ソルバ１１１は、候補を評価する場合にＰ_４の各候補位置に対して目標位置Ｐ_１及びＰ_２を決定する。Ｐ_４の候補位置が選択された場合、候補の評価中に決定された目標位置Ｐ_１及びＰ_２をロボットコントローラ１１０によって用いて、ロボット１２０を目標姿勢に置くことができる。

【0074】

[0067] また、逆運動学ソルバ１１０は関節１４１～１４６の角度も決定する。逆運動学ソルバ１１０は、各関節１４１～１４６の回転面に基づいてこれらの角度を決定することができる。例えば逆運動学ソルバ１１０は、関節１４１～１４６の回転を規定するベクトルに基づいてこれらの角度を決定できる。ポイントＰ_１ｘ＝Ｃ（ｄ_１ｅ_３）、関係式２３～２８、及び表１を用いて、これらの角度を決定することができる。

【0075】

【数13】

【0076】

[0068] 図２に戻ると、関節１４１の回転であるθ_１の回転面は

【0077】

【数14】

【0078】

である。この回転面はロボット１２０の水平ベース面である。逆運動学ソルバ１１１は、垂直面Π_Ｃ及び以下の関係式２７を用いてθ_２及びθ_３の回転面を決定することができる。

【0079】

【数15】

【0080】

[0069] θ_２の回転面は関節１４１の回転面であり、θ_３の回転面は関節１４３の回転面である。逆運動学ソルバ１１１は、Ｌ_３４及び以下の関係式２４を用いて、関節１４４の回転面である関節θ_４の回転面を決定することができる。関係式２４において、パラメータＬ^＊はＬ_３４に等しい。

【0081】

【数16】

【0082】

[0070] 関節１４５の回転面であるθ_５の回転面は、面Ｌ_３４∧Ｐ_ｅに平行である。また、θ_５の回転面は、手首が反転しているか否か、例えばｋ_ｆｎに依存する。関節１４６の回転面であるθ_６の回転面は、

【0083】

【数17】

【0084】

である。逆運動学ソルバ１１１は、以下の表１に提供されているパラメータを用いて関節１４１～１４６の関節角を生成することができる。

【0085】

【表1】

【0086】

[0071] 図１に戻ると、逆運動学ソルバ１１１は、決定した目標位置Ｐ_１～Ｐ_６及び決定した関節角度を関節１４１～１４６の関節パラメータ１０７としてロボットコントローラ１１０の運動コントローラ１１３に提供することができる。次いで運動コントローラ１１３は、関節１４１～１４６をそれぞれの目標位置及び角度に移動させる制御データを関節１４１～１４６の各々に提供することができる。制御データ１０９は、関節の１つ以上の関節パラメータを指定するデータを含み得る。例えば、関節１４１～１４９の制御データ１０９は関節１４１～１４９の一連の位置及び角度を含むことができ、関節１４１～１４９は制御データ１０９を用いてそれら一連の位置を通して関節１４１～１４９の目標位置へ移動することができる。

【0087】

[0072] いくつかの実施例において、運動コントローラ１１３は、ロボット１２０の目標移動を指定するデータ１０３を受信できる。このデータを用いて、運動コントローラ１１３は、各関節１４１～１４９の関節パラメータについて逆運動学ソルバ１１１に問い合わせることができる。逆運動学ソルバ１１１は、上述したように関節パラメータを決定し、関節パラメータ１０７を運動コントローラ１１３に提供することができる。

【0088】

[0073] 図６は、ロボットの関節のパラメータを決定し、それらのパラメータを用いてロボットの移動を制御するための例示的なプロセス６００のフロー図を示す。プロセス６００の動作は、例えば１つ以上のデータ処理装置によって実施することができる。例えば、プロセス６００の動作は図１のロボットコントローラ１１０によって実施できる。

【0089】

[0074] 手首オフセットロボットのエンドエフェクタの目標姿勢を規定する姿勢データを受信する（６０２）。姿勢データは、エンドエフェクタの目標エンドエフェクタ位置及びエンドエフェクタの目標向きを指定できる。エンドエフェクタは、ロボットのリンクの端部に取り付けることができる。例えば、エンドエフェクタはロボットの手首リンクの端部に取り付けることができる。手首リンクは、例えば手首オフセットリンクを用いてロボットの前腕リンクからオフセットさせることができる。ロボットは、６つの単軸回転関節を有する６自由度ロボットアームとすることができる。

【0090】

[0075] ロボットの各関節のパラメータを決定する（６０４）。パラメータは、関節の位置及び関節の角度を含むことができる。上述したように、パラメータは、ロボットの幾何学的形状及びエンドエフェクタの姿勢データに基づいて、共形幾何学的代数を用いて決定できる。

【0091】

[0076] 具体的に述べると、ロボットのオフセット手首の幾何学的形状及びエンドエフェクタの姿勢データに基づいて、ロボットの手首関節の候補位置のセットを決定することができる。候補位置は、上述したように、オフセット手首の幾何学的形状及びエンドエフェクタの姿勢データに基づいて決定される円上のポイントとすることができる。手首関節の各候補位置について、肩関節の位置及びひじ関節の位置を決定できる。更に、ひじ関節と手首関節との間の関節の１つ以上の位置を決定することができる。

【0092】

[0077] ひじ関節と手首関節との間の関節の１つ以上の位置及びロボットの幾何学的形状に基づいて、手首関節の候補位置の有効解を決定する。例えば、（ａ）手首関節の候補位置とひじ関節及び手首関節の間の関節に対する解との間に延出するラインと、（ｂ）手首関節の候補位置と手首関節が位置する端部とは反対側の手首オフセットリンクの端部にある関節との間に延出するラインと、の間の角度を決定することができる。この角度がロボットの幾何学的形状に対する有効角と一致する場合、この角度に対応する解は有効であると判定される。上述したように、有効解に対応する関節の位置に基づいて関節の角度を決定することができる。関節パラメータを決定するための例示的なプロセスについては、図７に示し、以下で説明する。

【0093】

[0078] 決定した関節パラメータに基づいて、ロボットにエンドエフェクタを目標姿勢に移動させる（６０６）。例えば、各関節のアクチュエータに制御データを送信することができる。各関節のアクチュエータは、関節を制御データによって指定された位置へ移動させ、制御データによって指定された角度にする。

【0094】

[0079] 図７は、ロボットの関節のパラメータを決定するための例示的なプロセス７００のフロー図を示す。プロセス６００の動作は、例えば１つ以上のデータ処理装置によって実施することができる。例えば、プロセス７００の動作は図１のロボットコントローラ１１０によって実施できる。例示的なプロセス７００は、図１のロボット１２０を参照して記載される。しかしながら、例示的なプロセス７００を用いて他の手首オフセットロボットの関節パラメータを決定することも可能である。

【0095】

[0080] 姿勢データを受信する（７０２）。姿勢データは、エンドエフェクタの目標エンドエフェクタ位置及びエンドエフェクタの目標向きを指定できる。エンドエフェクタは、ロボット１２０のリンクの端部に取り付けることができる。例えば、エンドエフェクタはロボット１２０の手首リンク１３６の端部に取り付けることができる。手首リンク１３６は、例えば手首オフセットリンク１３５を用いてロボットの前腕リンク１３４からオフセットさせることができる。ロボット１２０は、６つの単軸回転関節を有する６自由度ロボットアームとすることができる。

【0096】

[0081] ロボットの第１のリンクの第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置を決定する（７０２）。例えば第１のリンクは、第１の端部及びこの第１の端部とは反対側の第２の端部を含む手首リンク１３６とすることができる。第１の端部は、この第１の端部にエンドエフェクタを取り付けるための取り付け機構１３７を含み得る。第１のリンク１３６の第１の端部に位置付けられた第１のポイントは、例えば第１のリンク１３６の第１の端部の中央に位置付けられた搭載ポイントＰ_６、又は第１のリンク１３６の第１の端部にある別の適切なポイントとすることができる。

【0097】

[0082] 受信した姿勢データ及びエンドエフェクタの寸法に基づいて、第１のリンク１３６の第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置Ｐ_６を決定することができる。例えば第１の目標位置Ｐ_６は、エンドエフェクタの目標位置と、取り付け機構に取り付けられているか又は取り付け機構と同一平面にあるエンドエフェクタ上のポイントとの間の距離に等しい距離だけ、エンドエフェクタの目標位置からオフセットさせることができる。また、第１のリンク１３６の第１の目標位置Ｐ_６は、エンドエフェクタが向いている方向とは反対方向にエンドエフェクタの目標位置からオフセットさせることができる。例えば、エンドエフェクタが特定の方向を向いているねじ回しである場合、第１のリンク１３６の第１の目標位置Ｐ_６は、ねじ回しが向いている方向とは反対方向にエンドエフェクタの目標位置からオフセットさせることができる。

【0098】

[0083] 第１及び第２のリンクを接続する第１の関節の第２の目標位置を決定する（７０６）。例えば、第１のリンク１３６の第２の端部を第１の関節に取り付けることができる。第１の関節は関節１４６とすることができる。第１の関節１４６は、第１のリンク１３６の第２の端部を第２のリンクの第１の端部に取り付ける。第２のリンクは手首オフセットリンク１３５とすることができる。第１の関節１４６は第１のリンク１３６を回転させ、従って第１のリンク１３６に取り付けられたエンドエフェクタを回転させることができる。

【0099】

[0084] 第１の関節の第２の目標位置は、例えば第１の関節１４６の回転中心のような第１の関節１４６上のポイントとすることができる。例えば、第１の関節１４６の第２の目標位置は第１の関節１４６の目標位置Ｐ_５とすることができる。第１の関節１４６の第２の目標位置Ｐ_５は、第１のリンク１３６の第１の目標位置Ｐ_６、及び、手首リンク１３６の第１の端部（又は第１の端部にある搭載ポイント）と第１の関節１４６上のポイントとの間の距離に基づいて決定することができる。図３を参照して上述したように、第１の関節の第１の目標位置Ｐ_５は、エンドエフェクタから負のｚ軸に沿って位置付けることができる。従って、第１の関節１４６の第２の目標位置Ｐ_５は負のｚ軸に沿っており、第１のリンク１３６の第１の目標位置Ｐ_６からある距離だけ離れている可能性がある。

【0100】

[0085] 第３のリンクの第１の端部に位置付けられた第２の関節の第３の目標位置を決定する（７０８）。第２の関節は、例えば前腕リンク１３４のような第３のリンクに第２のリンク１３５を取り付けることができる。例えば、第２の関節は手首関節１４５とすることができる。第２の関節１４５は、第２のリンク１３５及び第１のリンク１３６を含むオフセット手首を回転させることができる。第２の関節１４５の第３の目標位置は、目標位置Ｐ_４とすることができる。第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４は、第２の関節１４５の回転中心とすることができ、構成要素である動作７１０～７２４を用いて決定できる。

【0101】

[0086] 第１の面を規定する（７１０）。第１の面は、第１の関節１４６の第２の目標位置Ｐ_５を含むことができる。第１のリンク１３６の第１の端部に位置付けられた第１のポイントの第１の目標位置Ｐ_６と第１の関節１４６の第２の目標位置Ｐ_５との間のラインは、第１の面に対して垂直である。例えば、上述したように第１の面は、関節１４６の目標位置Ｐ_５から搭載関節１４７の目標位置Ｐ_６の方に、又はその反対の方向に延出している法線ベクトルＰ_５Ｐ_６を有し得る。また、第１の面は、第２の目標位置Ｐ_５が第１の面上にあるようにこれを通り抜けることができる。

【0102】

[0087] 第２の面を規定する（７１２）。第２の面は第１の面に対して平行であり得る。また、第２の面は第１の面からオフセット位置に位置付けることができる。上述したように、第２の面は、第１の関節１４６の第２の目標位置Ｐ_５とポイントＰ_４５との間の距離だけ第１の面からオフセットさせることができる。このオフセット距離はＰ_５Ｐ_４ｃｏｓ（α）に等しくすることができる。ここで、Ｐ_５Ｐ_４は第１の関節１４６と第２の関節１４５との間の距離であり、角度αは、第１の面に対する法線と第１の関節１４６から第２の関節１４６までのラインとの間の角度である。図３に示されているように、第２の面は第１の面から負のｚ方向にオフセットさせることができる。

【0103】

[0088] 第２の面上の円の位置と大きさを決定する（７１４）。円の中心はポイントＰ_４５とすることができる。円の半径は上記の関係式１を用いて決定できる。上述したように、第２の関節の各候補目標位置はこの円の円周上にある。

【0104】

[0089] 第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の候補位置を識別する（７１６）。候補位置は円上の位置とすることができる。例えば、円の円周上の複数のポイントの各々を、一度に１つずつ又は並行して識別及び評価することができる。最初の候補位置は、円上の特定のポイントで、例えば、円上でゼロ度として規定されたポイント又は円の円周上の別の適切なポイントで、識別することができる。

【0105】

[0090] 第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の候補位置に基づいて、第３の関節の１つ以上の位置を決定する（７１８）。第３の関節は、第３のリンク１３４を第４のリンクに接続する関節とすることができる。例えば、第４のリンクは上腕リンク１３３とすることができ、第３の関節はひじ関節１４４とすることができる。第３の関節の１又は複数の位置を決定するため、第４の関節又は第５の関節の目標位置を見出すことができる。第４の関節は関節１４３とすることができ、第５の関節は肩関節１４２とすることができる。第５の関節１４２の目標位置Ｐ_１は、上述したように関係式７～１２を用いて決定できる。同様に、第４の関節１４３の目標位置Ｐ_２は、上述したように関係式１３～１７を用いて決定できる。

【0106】

[0091] 第３の関節１４４の１又は複数の位置Ｐ_３は、第４の関節１４３の目標位置Ｐ_２及び第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の候補位置に基づいて決定することができる。例えば、第３の関節１４４の１又は複数の位置Ｐ_３は、上述したように関係式１８～２２を用いて決定できる。

【0107】

[0092] 第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の候補位置に対して、ゼロ又はそれ以上の有効解を決定する（７２０）。第３の関節１４４の決定した各位置について、（ａ）第３の関節１４４の決定した位置と第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の候補位置との間のラインと、（ｂ）第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の候補位置と第１の関節１４６の第２の目標位置Ｐ_５との間のラインと、の間の角度を決定する。次いで、この角度がロボット１２０の幾何学的形状に一致するか否かを判定する。例えば、この角度が前腕リンク１３４と手首オフセットリンク１３５との間の角度に一致するか否かを判定する。角度が一致する場合、この解は有効である。角度が一致しない場合、解は無効である。上述したように、ゼロ交差技法を用いて有効解を識別することができる。

【0108】

[0093] 評価するべき第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の候補位置が残っているか否かを判定する（７２２）。残っている場合、プロセス７００は動作７１６に戻り、評価するために別の候補を識別する。

【0109】

[0094] 有効解を選択する（７２４）。例えば、第２の関節１４５の第３の目標位置Ｐ_４の複数の候補位置は１つ以上の有効解を有する可能性がある。例えば上述したように追加の基準を用いて、これらの有効解のうち１つをロボット１２０の制御に使用するため選択することができる。

【0110】

[0095] 残りの関節パラメータを決定する（７２６）。選択した有効解に対して、この有効解に対応する関節の目標位置を決定することができる。例えば、第３の関節１４４のＰ_３の有効目標位置及び第２の関節１４５の有効目標位置Ｐ_４の決定に用いた第６の関節１４２の目標位置Ｐ_１及び第５の関節１４３の目標位置Ｐ_２を、それぞれ第６の関節１４２及び第５の関節１４３のパラメータとして使用できる。同様に、第３の関節１４４及び第２の関節１４５の位置Ｐ３及びＰ４に対する有効解を、それぞれ第３の関節１４４及び第２の関節のパラメータとして使用できる。第１の関節１４６の第１の目標位置Ｐ_５を第１の関節１４６のパラメータとして使用できる。更に、上述したように、関係式２３～２８及び表１を用いて関節の角度を決定することができる。

【0111】

[0096] 次いで、関節のパラメータを用いてロボットを制御することができる。例えば運動コントローラは、例えば制御データを生成し、その制御データを関節のアクチュエータに送信することにより、各関節の目標位置及び目標角度を用いてそれらの関節を目標位置及び角度に移動させることができる。

【0112】

[0097] 記載されている特徴（features）は、デジタル電子回路において、又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアにおいて、又はそれらの組み合わせにおいて実施することができる。装置は、例えばプログラマブルプロセッサによって実行するため機械可読記憶デバイスのような情報担体で有形に（tangibly）具現化されたコンピュータプログラム製品において実施することができる。方法ステップは、プログラマブルプロセッサが命令のプログラムを実行して、入力データに動作を行うと共に出力を生成することにより記載されている実施例の機能を実行することによって、実行できる。記載されている特徴は、少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行可能な１つ以上のコンピュータプログラムにおいて有利に実施することができる。このプログラマブルプロセッサは、データ記憶システム、少なくとも１つの入力デバイス、及び少なくとも１つの出力デバイスからデータ及び命令を受信すると共に、それらにデータ及び命令を送信するように結合されている。コンピュータプログラムは命令のセットであり、コンピュータで直接的に又は間接的に用いられて、特定の動作を実行すること又は特定の結果を生じることができる。コンピュータプログラムは、コンパイル言語又はインタープリタ言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書くことができ、スランドアロンプログラム、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン、もしくはコンピュータ環境で用いるのに適した他の単位を含む任意の形態で展開することができる。

【0113】

[0098] 命令のプログラムの実行に適したプロセッサは、一例として、汎用及び専用のマイクロプロセッサ、並びに、任意の種類のコンピュータの唯一のプロセッサ又は複数のプロセッサのうち１つを含む。一般にプロセッサは、リードオンリメモリ又はランダムアクセスメモリ又はそれら双方から命令及びデータを受信する。コンピュータの不可欠な要素は、命令を実行するためのプロセッサと、命令及びデータを記憶するための１つ以上のメモリである。一般にコンピュータは、データファイルを記憶するため１つ以上の大容量記憶デバイスも含むか又はそのようなデバイスと通信を行うよう動作可能に結合される。そのようなデバイスは、内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、及び光ディスクを含む。コンピュータプログラム命令及びデータを有形に具現化するのに適した記憶デバイスは、あらゆる形態の不揮発性メモリを含む。それらには、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイス等の半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスク等の磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ及びＤＶＤ－ＲＯＭディスク等の光磁気ディスクが含まれる。プロセッサとメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補足するか又はＡＳＩＣに組み込むことができる。

【0114】

[0099] ユーザと相互作用を行うため、特徴は、ユーザに情報を表示するためのＣＲＴ（ブラウン管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ等の表示デバイスと、キーボードと、マウス又はトラックボール等のポインティングデバイスと、を有するコンピュータ上で実施することができる。ユーザは、キーボード及びポインティングデバイスによってコンピュータに入力を提供できる。更に、そのような動作は、タッチスクリーンフラットパネルディスプレイやその他の適切な機構を介して実施することができる。

【0115】

[0100] 特徴は、データサーバ等のバックエンドコンポーネントを含むか、又はアプリケーションサーバもしくはインターネットサーバ等のミドルウェアコンポーネントを含むか、又はグラフィカルユーザインタフェースもしくはインターネットブラウザを有するクライアントコンピュータ等のフロントエンドコンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせを含むコンピュータシステムにおいて実施することができる。システムのこれらのコンポーネントは、通信ネットワークのような任意の形態又は媒体のデジタルデータ通信によって接続することができる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、ピアツーピアネットワーク（アドホック又は静的なメンバを有する）、グリッドコンピューティングインフラストラクチャ、及びインターネットを含む。

【0116】

[0001] コンピュータシステムはクライアントとサーバを含むことができる。クライアントとサーバは概して相互に遠隔にあり、典型的には上述したもの等のネットワークを介して相互作用する。クライアントとサーバの関係は、コンピュータプログラムが各コンピュータ上で動作し、相互にクライアントとサーバの関係を有することによって発生する。

【0117】

[0002] 本明細書は多くの特定の実施例の詳細事項を含むが、これらはいずれの発明（inventions）の範囲又は特許請求され得るものの範囲に対する限定としても解釈されず、特定の発明の特定の実施例に固有の特徴の記載として解釈されなければならない。また、別個の実施例の文脈で本明細書に記載されている特定の特徴を、単一の実施例で組み合わせて実施することも可能である。これとは逆に、単一の実施例の文脈で記載されている様々な特徴を、複数の実施例で別個に実施すること、又は任意の適切なサブコンビネーション（subcombination）で実施することも可能である。更に、特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上述され、最初にそのように特許請求されていることがあるが、場合によっては、特許請求された組み合わせからの１つ以上の特徴はその組み合わせから削除される可能性があり、また、特許請求された組み合わせがサブコンビネーション又はサブコンビネーションの変形を対象とすることもある。

【0118】

[0003] 同様に、図面において動作は特定の順序で図示されているが、これは、所望の結果を達成するために、そのような動作が図示されている特定の順序でもしくは順番に実行されること、又は図示されている全ての動作が実行されることが要求されると理解するべきではない。特定の環境では、マルチタスク又は並列処理が有利である可能性がある。更に、上述した実施例における様々なシステムコンポーネントの分離は、全ての実施例でそのような分離が要求されると理解するべきではない。また、記載されているプログラムコンポーネント及びシステムが概して単一のソフトウェア製品に一体化できること、又は複数のソフトウェア製品にパッケージ化できることを理解するべきである。

【0119】

[0104] 以上、主題の特定の実施例について記載した。他の実施例も以下の特許請求の範囲の範囲内である。場合によっては、特許請求の範囲に列挙されている行為（action）は異なる順序で実行され、その場合も所望の結果を達成することができる。更に、添付図面に示されているプロセスは、所望の結果を達成するために、図示されている特定の順序又は順番を必ずしも必要としない。特定の実施例では、マルチタスク又は並列処理が有利である可能性がある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】