JP6894770B2 - ワークの接触状態推定装置 - Google Patents
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Description
前記周辺物体に対する前記ワークの接触時に、前記周辺物体から前記ワークが受ける接触反力に応じて前記マニピュレータに作用する力である接触作用力の計測値を取得する計測値取得部と、
前記周辺物体に対する前記ワークの接触状態として実現可能なものとしてあらかじめ定められた複数種類の接触状態のそれぞれ毎にあらかじめ作成された前記接触作用力の値の実現可能な範囲である接触作用力実現可能範囲と、前記接触作用力の計測値とに基づいて、前記複数種類の接触状態のうちのいずれかの接触状態を、前記周辺物体に対する前記ワークの実際の接触状態として推定する推定処理部とを備えることを基本構成とする。
ある場合に、前記複数種類の接触状態から前記1つの接触状態を除外してなる残りの接触状態から前記実際の接触状態を推定する処理を実行するように構成され得る(第6発明)。
前記周辺物体に対する前記ワークの接触時に、前記周辺物体から前記ワークが受ける接触反力に応じて前記マニピュレータに作用する力である接触作用力の計測値を取得するステップと、
前記周辺物体に対する前記ワークの接触状態として実現可能なものとしてあらかじめ定められた複数種類の接触状態のそれぞれ毎にあらかじめ作成された前記接触作用力の値の実現可能な範囲である接触作用力実現可能範囲と、前記接触作用力の計測値とに基づいて、前記複数種類の接触状態のうちのいずれかの接触状態を、前記周辺物体に対する前記ワークの実際の接触状態として推定するステップとを備えることを特徴とする(第2参考発明)。
本発明の第1実施形態を図1〜図14Eを参照して以下に説明する。図1を参照して、本実施形態では、例えば複数のワークAを収容箱Bに並べて収容する作業を、マニピュレータ1により行う場合に関して説明する。なお、図1では、ワークAを直方体状のワークとして図示しているが、ワークAの形状は、その他の形状であってもよい。
Cmat・↑f≦↑b ……(2)
尤度=exp(−FE1(↑fe)) ……(4)
次に、本発明の第2実施形態を説明する。なお、本実施形態は、制御装置10の一部の処理(詳しくは、STEP7の処理)だけが前記第1実施形態と相違するものである。このため、第1実施形態と同一の事項については説明を省略する。
=(R(↑x,↑θ)・↑Fs−Gmat・↑f)T・D1
・(R(↑x,↑θ)・↑Fs−Gmat・↑f))
+(↑xs−↑x)T・D2・(↑xs−↑x))
+(↑θs−↑θ)T・D3・(↑θs−↑θ)) ……(5)
尤度=exp(−FE2(↑xe,↑θe,↑fe)) ……(6)
次に、以上説明した第1実施形態及び第2実施形態に関連する変形態様をいくつか説明する。
Claims (8)
- マニピュレータの先端部に保持されたワークを、該マニピュレータにより目標位置まで移動させる作業時に、前記目標位置の周辺に存在する物体である周辺物体に対するワークの接触状態を推定する装置であって、
前記周辺物体に対する前記ワークの接触時に、前記周辺物体から前記ワークが受ける接触反力に応じて前記マニピュレータに作用する力である接触作用力の計測値を取得する計測値取得部と、
前記周辺物体に対する前記ワークの接触状態として実現可能なものとしてあらかじめ定められた複数種類の接触状態のそれぞれ毎にあらかじめ作成された前記接触作用力の値の実現可能な範囲である接触作用力実現可能範囲と、前記接触作用力の計測値とに基づいて、前記複数種類の接触状態のうちのいずれかの接触状態を、前記周辺物体に対する前記ワークの実際の接触状態として推定する推定処理部とを備えており、
前記推定処理部は、前記接触作用力の計測値が、前記複数種類の接触状態のうちの1つの接触状態に対応する前記接触作用力実現可能範囲にのみ属する値であるか否かを判断する第1判断部と、前記複数種類の接触状態のそれぞれ毎に、前記接触反力の任意の値に対応する前記接触作用力の値と前記計測値との偏差度合を表すように構成された所定の第1評価関数を用い、各接触状態で実現可能な前記接触反力の値の範囲を規定する所定の制約条件の下で、前記偏差度合が最小となる該接触反力の値を求めると共に、当該求めた接触反力の値に対応する前記第1評価関数の値である評価指標値を求める評価指標値算出部と、前記1つの接触状態に対応して求められた前記評価指標値により示される前記偏差度合が、当該1つの接触状態以外の各接触状態に対応して求められた前記評価指標値により示される前記偏差度合よりも小さいか否かを判断する第2判断部とを含み、前記第1判断部の判断結果が肯定的となり、且つ、前記第2判断部の判断結果が肯定的となる場合に、前記1つの接触状態を前記実際の接触状態として推定するように構成されていることを特徴とするワークの接触状態推定装置。 - マニピュレータの先端部に保持されたワークを、該マニピュレータにより目標位置まで移動させる作業時に、前記目標位置の周辺に存在する物体である周辺物体に対するワークの接触状態を推定する装置であって、
前記周辺物体に対する前記ワークの接触時に、前記周辺物体から前記ワークが受ける接触反力に応じて前記マニピュレータに作用する力である接触作用力の計測値を取得する計測値取得部と、
前記周辺物体に対する前記ワークの接触状態として実現可能なものとしてあらかじめ定められた複数種類の接触状態のそれぞれ毎にあらかじめ作成された前記接触作用力の値の実現可能な範囲である接触作用力実現可能範囲と、前記接触作用力の計測値とに基づいて、前記複数種類の接触状態のうちのいずれかの接触状態を、前記周辺物体に対する前記ワークの実際の接触状態として推定する推定処理部とを備えており、
前記推定処理部は、前記接触作用力の計測値が、前記複数種類の接触状態のうちの1つの接触状態に対応する前記接触作用力実現可能範囲にのみ属する値であるか否かを判断する第1判断部と、前記複数種類の接触状態のそれぞれ毎に、前記接触反力の任意の値に対応する前記接触作用力の値と前記計測値との偏差度合と、前記マニピュレータの先端部に対する前記ワークの任意の相対位置姿勢と該ワークの相対位置姿勢の所定の基準設定値又は計測値との偏差度合との総和の偏差度合を表すように構成された所定の第2評価関数を用い、各接触状態で実現可能な前記接触反力の値の範囲を規定する所定の制約条件の下で、前記総和の偏差度合が最小となる該接触反力の値と前記ワークの相対位置姿勢の値との組を求めると共に、当該求めた接触反力の値及び相対位置姿勢の値の組に対応する前記第2評価関数の値である評価指標値を求める評価指標値算出部と、前記1つの接触状態に対応して求められた前記評価指標値により示される前記総和の偏差度合が、当該1つの接触状態以外の各接触状態に対応して求められた前記評価指標値により示される前記総和の偏差度合よりも小さいか否かを判断する第2判断部とを含み、前記第1判断部の判断結果が肯定的となり、且つ、前記第2判断部の判断結果が肯定的となる場合に、前記1つの接触状態を前記実際の接触状態として推定するように構成されていることを特徴とするワークの接触状態推定装置。 - 請求項1記載のワークの接触状態推定装置において、
前記推定処理部は、前記第2判断部の判断結果が否定的である場合に、前記複数種類の接触状態から前記1つの接触状態を除外してなる残りの接触状態から前記実際の接触状態を推定する処理を実行するように構成されていることを特徴とする応じてワークの接触状態推定装置。 - 請求項2記載のワークの接触状態推定装置において、
前記推定処理部は、前記第2判断部の判断結果が否定的である場合に、前記複数種類の接触状態から前記1つの接触状態を除外してなる残りの接触状態から前記実際の接触状態を推定する処理を実行するように構成されていることを特徴とする応じてワークの接触状態推定装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のワークの接触状態推定装置において、
前記推定処理部は、前記第1判断部の判断結果が否定的である場合に、前記接触作用力の計測値を、前記複数種類の接触状態うちのいずれか1つの接触状態に対応する接触作用力実現可能範囲にのみ属する値となるように決定した目標値に向かって変化させるように前記マニピュレータを作動させるマニピュレータ制御部と、該マニピュレータの作動により前記接触作用力の計測値が、前記目標値が属する接触作用力実現可能範囲内に変化したか否かを判断する第3判断部とをさらに含み、該第3判断部の判断結果が肯定的である場合に、前記目標値が属する接触作用力実現可能範囲に対応する接触状態を、前記実際の接触状態として推定するように構成されていることを特徴とするワークの接触状態推定装置。 - 請求項5記載のワークの接触状態推定装置において、
前記推定処理部は、前記第3判断部の判断結果が否定的である場合に、前記複数種類の接触状態から前記1つの接触状態を除外してなる残りの接触状態から前記実際の接触状態を推定する処理を実行するように構成されていることを特徴とする応じてワークの接触状態推定装置。 - 請求項5又は6記載のワークの接触状態推定装置において、
前記マニピュレータ制御部は、前記接触作用力の計測値を前記目標値に向かって変化させるように前記マニピュレータを作動させた後に、該マニピュレータを当該作動前の状態に復帰させるように構成されていることを特徴とするワークの接触状態推定装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のワークの接触状態推定装置において、
前記複数種類の接触状態のそれぞれに対応する前記接触作用力実現可能範囲は、各接触状態で前記周辺物体から前記ワークが受ける接触反力と前記接触作用力との間の関係と、各接触状態で実現可能な当該接触反力の値の範囲を規定する所定の制約条件であって、前記周辺物体と前記ワークとの間の摩擦力に関する制約条件と前記周辺物体から前記ワークに作用する抗力の向きに関する制約条件とのうちの少なくとも一方の制約条件を含む制約条件とに応じて規定される範囲であることを特徴とするワークの接触状態推定装置。
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