JP5555838B2 - 軌道生成方法および軌道生成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、クロソイド曲線を利用して軌道の生成をなすものである。
なお、無次元の定数S1およびS2は、任意に指定できるが、対称性を保ちたい場合には、S1=γ(0<γ<0.5)と指定し、S2=1−γと指定すればよい。本発明者等は、γ=0.25を推奨値、つまりS1=0.25およびS2=0.75を推奨値としている。
実施形態1では、弦ベクトル転向角の二分法で接線方向を指定するようにされているが、実施形態2では、端点での接線方向を接続したい直線の方向に一致させるものとされる。
実施形態3は、実施形態1を改変してなるものであって、クロソイド曲線による補間法を3次元まで拡張してなるものとされる。
式(11)から、接線ベクトルuは、単位ベクトルi(i=[1,0,0]T)をまずj軸(Y軸)回りに角αだけ回転させ、ついでk軸(Z軸)回りに角βだけ回転させることにより得られることが理解される(図8参照)。
図9より、曲率は必ずしも曲線長のリニア関数とはならないが、曲率の変化は緩やかであるのが理解される。
ローカル座標系は以下のように設定する。
X軸:弦ベクトルPkPk+1の方向とする。
Y軸:ベクトルPkPk+1とベクトルPk+1Pk+2との外積ベクトルの方向とする。
Z軸:X軸およびY軸がともに右手系となるように設定する。
(1)i=k+3,k+4,・・・,N
(2)ベクトルPk+1PiとベクトルPkPk+1は同一直線上にない
実施形態5は実施形態2を3次元クロソイド曲線に拡張してなるものであって、三連3次元クロソイド曲線により補間をなすものである。
図13に、本発明の実施形態6をブロック図で示す。
図14に、本発明の実施形態7をブロック図で示す。
1 入力手段
2 演算処理装置
3 出力手段
10 クロソイド曲線生成手段
11 接線方向算出部
12 単一の2次元クロソイド曲線生成部
13 三連2次元クロソイド曲線生成部
20 座標変換手段
30 補間指令値生成手段
40 クロソイド曲線生成手段
41 接線方向算出部
42 単一の3次元クロソイド曲線生成部
43 三連3次元クロソイド曲線生成部
Claims (9)
- 点列間をクロソイド曲線により補間して軌道生成をなす軌道生成方法であって、前記クロソイド曲線が三連クロソイド曲線とされ、それにより通過点での接線方向の連続性および曲率の連続性が担保されてなることを特徴とする軌道生成方法。
- 通過点での接線方向が弦ベクトル転向角の二分法により算出されることを特徴とする請求項1記載の軌道生成方法。
- ローカル座標系におけるクロソイド曲線を生成し、ついで生成されたクロソイド曲線をグローバル座標系に変換し、座標変換して得られたクロソイド曲線により補間をなすことを特徴とする請求項1記載の軌道生成方法。
- 端点での接線方向を接続させる曲線と一致させるようにしてクロソイド曲線を生成することを特徴とする請求項1記載の軌道生成方法。
- 点列間をクロソイド曲線により補間して軌道生成をなす軌道生成装置であって、
入力手段と、演算処理装置と、出力手段とを備え、
前記演算処理装置が、クロソイド曲線生成手段と、座標変換手段と、補間指令値生成手段とを有し、
前記クロソイド曲線生成手段が、接線方向算出部と、単一の2次元クロソイド曲線生成部と、三連2次元クロソイド曲線生成部とを有することを特徴とする軌道生成装置。 - 点列間をクロソイド曲線により補間して軌道生成をなす軌道生成装置であって、
入力手段と、演算処理装置と、出力手段とを備え、
前記演算処理装置が、クロソイド曲線生成手段と、座標変換手段と、補間指令値生成手段とを有し、
前記クロソイド曲線生成手段が、接線方向算出部と、単一の3次元クロソイド曲線生成部と、三連3次元クロソイド曲線生成部とを有することを特徴とする軌道生成装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の軌道生成方法により生成された軌道により移動されることを特徴とする移動体。
- 請求項5または請求項6に記載の軌道生成装置を備えてなることを特徴とする移動体。
- 移動体がロボットとされてなることを特徴とする請求項7または8記載の移動体。
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