JPH04241003A - ロボットの干渉検出装置 - Google Patents
ロボットの干渉検出装置Info
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- JPH04241003A JPH04241003A JP767391A JP767391A JPH04241003A JP H04241003 A JPH04241003 A JP H04241003A JP 767391 A JP767391 A JP 767391A JP 767391 A JP767391 A JP 767391A JP H04241003 A JPH04241003 A JP H04241003A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 53
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】〔発明の目的〕
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットを駆動させた
時に、ロボットと周囲構造物、及びロボット同志が干渉
しているか否かをチェックするロボットの干渉検出装置
に関する。
時に、ロボットと周囲構造物、及びロボット同志が干渉
しているか否かをチェックするロボットの干渉検出装置
に関する。
【０００３】
【従来の技術】作業環境の悪い場所等では、作業者に替
わる遠隔機器やロボットの要求が高く、多種多用の遠隔
機器やロボットの研究開発が行われている。これらの遠
隔機器やロボットにおいて、ロボットが移動や作業を行
う際に周囲構造物やロボット同志が干渉して破損が生じ
てしまうと、大きな災害に繋がる恐れがあるため、これ
らの干渉が生じているか否かをチェックする必要がある
。
わる遠隔機器やロボットの要求が高く、多種多用の遠隔
機器やロボットの研究開発が行われている。これらの遠
隔機器やロボットにおいて、ロボットが移動や作業を行
う際に周囲構造物やロボット同志が干渉して破損が生じ
てしまうと、大きな災害に繋がる恐れがあるため、これ
らの干渉が生じているか否かをチェックする必要がある
。
【０００４】このため、特に機器や配管等が多数存在す
る複雑な環境、例えば原子力プラントや化学プラント内
で作業を行うロボットにおいては、ロボットを駆動させ
る時に、ロボットと構造物との干渉、及びロボット同志
の干渉をチェックするための干渉検出装置が備えられて
いる。
る複雑な環境、例えば原子力プラントや化学プラント内
で作業を行うロボットにおいては、ロボットを駆動させ
る時に、ロボットと構造物との干渉、及びロボット同志
の干渉をチェックするための干渉検出装置が備えられて
いる。
【０００５】従来、上記ロボットと構造物、及びロボッ
ト同志の干渉をチェックする干渉検出装置としては、Ｃ
ＡＤ（コンピュータ エイデッド デザイン）を用
いて予めロボットの周囲の環境（構造物の形状、座標）
及びロボットを記述しておき、構造物とロボットを表す
線や座標が重なるか否かを幾何演算することにより求め
るようにしたものや、ロボットの動作範囲における周囲
の環境との干渉エリアを求めるようにしたものが一般に
知られている。
ト同志の干渉をチェックする干渉検出装置としては、Ｃ
ＡＤ（コンピュータ エイデッド デザイン）を用
いて予めロボットの周囲の環境（構造物の形状、座標）
及びロボットを記述しておき、構造物とロボットを表す
線や座標が重なるか否かを幾何演算することにより求め
るようにしたものや、ロボットの動作範囲における周囲
の環境との干渉エリアを求めるようにしたものが一般に
知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｃ
ＡＤを用いたものにおいては、複雑な環境となると、１
つのロボットの移動姿勢における干渉検出演算が、大型
計算機を用いてもかなりの長時間を要するため、実時間
での利用が難しい。また、干渉エリアを求めるものにお
いては、作業対象物を移動させる作業やロボットが移動
して周囲の環境が変化する作業では役に立たなくなって
しまうため、作業内容にかなりの制約を受けてしまうと
いった問題点があった。
ＡＤを用いたものにおいては、複雑な環境となると、１
つのロボットの移動姿勢における干渉検出演算が、大型
計算機を用いてもかなりの長時間を要するため、実時間
での利用が難しい。また、干渉エリアを求めるものにお
いては、作業対象物を移動させる作業やロボットが移動
して周囲の環境が変化する作業では役に立たなくなって
しまうため、作業内容にかなりの制約を受けてしまうと
いった問題点があった。
【０００７】本発明は上記に鑑み、干渉検出時間の大幅
な短縮を図るとともに、作業対象物を移動させる作業や
、ロボットが移動する作業においても使用できるように
したものを提供することを目的とする。〔発明の構成〕
な短縮を図るとともに、作業対象物を移動させる作業や
、ロボットが移動する作業においても使用できるように
したものを提供することを目的とする。〔発明の構成〕
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明に係るロボットの干渉検出装置は、ロボット及
び該ロボットの周囲に存在する作業対象物を含む構造物
のソリッドモデルを３次元的表示データに変換する３次
元表示演算プロセッサと、この変換後の各表示データを
３次元的に記憶する第１のデータメモリと、この各第１
のデータメモリのうちの２つのデータメモリの対応する
各データ同志を論理積演算して３次元的に記憶する第２
のデータメモリと、この第２のデータメモリ内のデータ
に正の整数があるか否かの比較を行う比較プロセッサと
を備えたものである。
、本発明に係るロボットの干渉検出装置は、ロボット及
び該ロボットの周囲に存在する作業対象物を含む構造物
のソリッドモデルを３次元的表示データに変換する３次
元表示演算プロセッサと、この変換後の各表示データを
３次元的に記憶する第１のデータメモリと、この各第１
のデータメモリのうちの２つのデータメモリの対応する
各データ同志を論理積演算して３次元的に記憶する第２
のデータメモリと、この第２のデータメモリ内のデータ
に正の整数があるか否かの比較を行う比較プロセッサと
を備えたものである。
【０００９】
【作用】上記のように構成した本発明によれば、ロボッ
ト及び周囲構造物のソリッドモデルを表す３次元のデー
タメモリの対応する各データの論理積を求めると、干渉
している箇所においては、この論理積が正の整数となる
ため、この論理積に正の整数が存在するか否かを比較す
ることによって、ロボットと周囲構造物及びロボット同
志が干渉しているか否かを判定することができる。
ト及び周囲構造物のソリッドモデルを表す３次元のデー
タメモリの対応する各データの論理積を求めると、干渉
している箇所においては、この論理積が正の整数となる
ため、この論理積に正の整数が存在するか否かを比較す
ることによって、ロボットと周囲構造物及びロボット同
志が干渉しているか否かを判定することができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１１】図１において、干渉検出装置１は、ロボッ
トの各関節角度に基づきロボットのソリッドモデルを３
次元的に表示するデータの算出を行う２個の３次元表示
演算プロセッサ２−１，２−２と、この算出した上記ロ
ボットのソリッドモデルの表示データを３次元的に記憶
する第１のデータメモリ３−１，３−２と、ロボットの
周囲に存在する作業対象物を含む構造物のソリッドモデ
ルを３次元的に表示するデータの算出を行う３次元表示
演算プロセッサ４と、この算出した上記構造物のソリッ
ドモデルの表示データを３次元的に記憶する第１のデー
タメモリ５と、上記第１のデータメモリ３−１，３−２
．５のうちの２つのデータメモリのアドレスが対応する
データ同志を論理積演算する論理積演算プロセッサ６と
、この演算後のデータを３次元的に記憶する第２のデー
タメモリ７と、上記論理積演算され第２のデータメモリ
７内に記憶されたデータに正の整数が存在するか否かの
比較を行う比較プロセッサ８とから主に構成されている
。
トの各関節角度に基づきロボットのソリッドモデルを３
次元的に表示するデータの算出を行う２個の３次元表示
演算プロセッサ２−１，２−２と、この算出した上記ロ
ボットのソリッドモデルの表示データを３次元的に記憶
する第１のデータメモリ３−１，３−２と、ロボットの
周囲に存在する作業対象物を含む構造物のソリッドモデ
ルを３次元的に表示するデータの算出を行う３次元表示
演算プロセッサ４と、この算出した上記構造物のソリッ
ドモデルの表示データを３次元的に記憶する第１のデー
タメモリ５と、上記第１のデータメモリ３−１，３−２
．５のうちの２つのデータメモリのアドレスが対応する
データ同志を論理積演算する論理積演算プロセッサ６と
、この演算後のデータを３次元的に記憶する第２のデー
タメモリ７と、上記論理積演算され第２のデータメモリ
７内に記憶されたデータに正の整数が存在するか否かの
比較を行う比較プロセッサ８とから主に構成されている
。
【００１２】図２に上記３次元的に記憶する第１のデー
タメモリ３−１の構成を示す。なお、他の第１のデータ
メモリ３−２，５及び第２のデータメモリ７もこれとほ
ぼ同様に構成されている。
タメモリ３−１の構成を示す。なお、他の第１のデータ
メモリ３−２，５及び第２のデータメモリ７もこれとほ
ぼ同様に構成されている。
【００１３】即ち、このデータメモリ３−１は、３次元
表示演算プロセッサ２−１（データメモリ３−２は、３
次元表示演算プロセッサ２−２、データメモリ５は、３
次元表示演算プロセッサ４、データメモリ７は、論理積
演算プロセッサ６）によって算出されたソリッドモデル
表示データを「１」と「０」の２値で、つまり該ソリッ
ドモデルと対応する箇所のデータメモリを「１」と、無
い箇所を「０」と記憶するものである。本実施例のメモ
リ構成では、ｎ個＊ｎ個のフレームメモリをｍ個組合わ
せたものとなっている。
表示演算プロセッサ２−１（データメモリ３−２は、３
次元表示演算プロセッサ２−２、データメモリ５は、３
次元表示演算プロセッサ４、データメモリ７は、論理積
演算プロセッサ６）によって算出されたソリッドモデル
表示データを「１」と「０」の２値で、つまり該ソリッ
ドモデルと対応する箇所のデータメモリを「１」と、無
い箇所を「０」と記憶するものである。本実施例のメモ
リ構成では、ｎ個＊ｎ個のフレームメモリをｍ個組合わ
せたものとなっている。
【００１４】上記実施例のロボットの干渉検出装置を用
いて、ロボット９が構造物１０やロボット９自身との干
渉をチェックする方法の一例を図３を用いて説明する。
いて、ロボット９が構造物１０やロボット９自身との干
渉をチェックする方法の一例を図３を用いて説明する。
【００１５】図３は、２つのマニピュレータ１１−１，
１０−２、複数の脚１２及び３次元座標検出センサ１３
を備えた作業ロボット９に、上記構成の干渉検出装置１
を組合わせ、構造物１０と干渉せず作業対象物１４に対
して作業している状態を示す。図中の作業ロボット９の
制御系は、脚用ドライバ１５、マニュピュレータ用ドラ
イバ１６−１，１６−２、ロボットコントローラ１７−
１，１７−２、３次元座標検出装置１８及び干渉検出装
置１より構成されている。
１０−２、複数の脚１２及び３次元座標検出センサ１３
を備えた作業ロボット９に、上記構成の干渉検出装置１
を組合わせ、構造物１０と干渉せず作業対象物１４に対
して作業している状態を示す。図中の作業ロボット９の
制御系は、脚用ドライバ１５、マニュピュレータ用ドラ
イバ１６−１，１６−２、ロボットコントローラ１７−
１，１７−２、３次元座標検出装置１８及び干渉検出装
置１より構成されている。
【００１６】ここに、構造物１０の座標及び形状は、ロ
ボット９に搭載された３次元座標検出センサ１３（本実
施例ではレーザ距離計測センサ）からの信号を３次元座
標検出装置１８で処理することにより求られる。そして
、この３次元座標検出装置１８で処理された構造物座標
結果は、干渉検出装置１の構造物ソリッドモデルを３次
元表示データに変換する３次元表示演算プロセッサ４に
入力される。
ボット９に搭載された３次元座標検出センサ１３（本実
施例ではレーザ距離計測センサ）からの信号を３次元座
標検出装置１８で処理することにより求られる。そして
、この３次元座標検出装置１８で処理された構造物座標
結果は、干渉検出装置１の構造物ソリッドモデルを３次
元表示データに変換する３次元表示演算プロセッサ４に
入力される。
【００１７】マニピュレータ１１−１，１１−２の移動
制御は、ロボットコントローラ１７−１，１７−２によ
って行われる。
制御は、ロボットコントローラ１７−１，１７−２によ
って行われる。
【００１８】このロボットコントローラ１７−１，１７
−２には、上記３次元座標検出装置１８より処理された
作業対象物の座標も入力され、ここでマニュピュレータ
１１−１，１１−２の先端の移動経路、及びその移動経
路に沿って動くための各関節角度の算出が行われる。そ
して、この各ロボットコントローラ１７−１，１７−２
によって算出されたロボット９の各関節角度は、干渉検
出装置１のロボットのソリッドモデルを３次元表示デー
タに変換する３次元表示演算プロセッサ２−１，２−２
に入力される。
−２には、上記３次元座標検出装置１８より処理された
作業対象物の座標も入力され、ここでマニュピュレータ
１１−１，１１−２の先端の移動経路、及びその移動経
路に沿って動くための各関節角度の算出が行われる。そ
して、この各ロボットコントローラ１７−１，１７−２
によって算出されたロボット９の各関節角度は、干渉検
出装置１のロボットのソリッドモデルを３次元表示デー
タに変換する３次元表示演算プロセッサ２−１，２−２
に入力される。
【００１９】干渉防止装置１は、図４に示す手順でロボ
ット９と構造物１０、及びロボット９同志の干渉を検出
する。
ット９と構造物１０、及びロボット９同志の干渉を検出
する。
【００２０】即ち、入力された構造物ソリッド用モデル
座標データ及びロボットソリッド用モデル座標データか
ら、３次元表示演算プロセッサ２−１，２−２，４で夫
々２値化された３次元表示データが作成され、この表示
データは、３次元的に記憶する第１のデータメモリ３−
１，３−２，５に夫々記憶される。
座標データ及びロボットソリッド用モデル座標データか
ら、３次元表示演算プロセッサ２−１，２−２，４で夫
々２値化された３次元表示データが作成され、この表示
データは、３次元的に記憶する第１のデータメモリ３−
１，３−２，５に夫々記憶される。
【００２１】そして、この各３次元的に記憶する第１の
データメモリ３−１，３−２，５に記憶されたデータを
基に、論理積演算する論理積演算プロセッサ６で、デー
タメモリ３−１とデータメモリ３−２の論理積演算デー
タメモリ３−１とデータメモリ５の論理積演算データメ
モリ３−２とデータメモリ５の論理積演算が行われ、こ
の論理積演算結果は、３次元的に記憶する第２のデータ
メモリ７に記憶される。
データメモリ３−１，３−２，５に記憶されたデータを
基に、論理積演算する論理積演算プロセッサ６で、デー
タメモリ３−１とデータメモリ３−２の論理積演算デー
タメモリ３−１とデータメモリ５の論理積演算データメ
モリ３−２とデータメモリ５の論理積演算が行われ、こ
の論理積演算結果は、３次元的に記憶する第２のデータ
メモリ７に記憶される。
【００２２】この第２のデータメモリ７に記憶された論
理積演算結果を基に、このデータに正の整数のものが存
在するか否かの比較を行う比較用並列プロセッサ８で比
較処理が行われる。即ち、この比較処理で正の整数のも
のが存在すれば、干渉が検出されたこととなる。
理積演算結果を基に、このデータに正の整数のものが存
在するか否かの比較を行う比較用並列プロセッサ８で比
較処理が行われる。即ち、この比較処理で正の整数のも
のが存在すれば、干渉が検出されたこととなる。
【００２３】この実施例の場合、３次元データメモリの
論理積演算及びデータ値の比較処理のみで、干渉が生じ
ているか否かの検出を行うことができる。また、論理積
演算結果を３次元に記憶する第２のデータメモリ７から
、どの箇所がどの程度干渉しているかも容易に知ること
ができる。しかも、データの記述及び演算として並列プ
ロセッサ等のプロセッサを用いているため、高速（ほぼ
数ｍ秒）な処理が可能となる。
論理積演算及びデータ値の比較処理のみで、干渉が生じ
ているか否かの検出を行うことができる。また、論理積
演算結果を３次元に記憶する第２のデータメモリ７から
、どの箇所がどの程度干渉しているかも容易に知ること
ができる。しかも、データの記述及び演算として並列プ
ロセッサ等のプロセッサを用いているため、高速（ほぼ
数ｍ秒）な処理が可能となる。
【００２４】更に、ロボット９を移動させたり、周囲環
境が変化しても、３次元座標検出センサ１２で構造物１
０の形状及び座標を求め、構造物ソリッドモデルを３次
元的に記憶する第２のデータメモリ７を変更することで
、干渉の検出に支障を来してしまうことを防止すること
ができる。
境が変化しても、３次元座標検出センサ１２で構造物１
０の形状及び座標を求め、構造物ソリッドモデルを３次
元的に記憶する第２のデータメモリ７を変更することで
、干渉の検出に支障を来してしまうことを防止すること
ができる。
【００２５】なお、上記実施例では、３次元的に記憶す
る第１のデータメモリの数を３個とした例を示している
が、これに限定されることなく、例えば構造物ソリッド
モデル用のデータメモリを複数個にしたり、更にロボッ
トソリッドモデル用のデータメモリの数をマニピュレー
タの数のみではなく、必要に応じて胴体や脚の部分にま
でその数を増やすこともできる。
る第１のデータメモリの数を３個とした例を示している
が、これに限定されることなく、例えば構造物ソリッド
モデル用のデータメモリを複数個にしたり、更にロボッ
トソリッドモデル用のデータメモリの数をマニピュレー
タの数のみではなく、必要に応じて胴体や脚の部分にま
でその数を増やすこともできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
干渉検出時間の大幅な短縮を図るとともに、作業対象物
が移動する作業や、ロボットが移動して作業環境が変化
するような作業に対しても使用することができるといっ
た効果がある。
干渉検出時間の大幅な短縮を図るとともに、作業対象物
が移動する作業や、ロボットが移動して作業環境が変化
するような作業に対しても使用することができるといっ
た効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す概要図。
【図２】データメモリ一例を示す構成図。
【図３】図１に示す実施例を作業ロボットに組合わせた
状態を示す概要図。
状態を示す概要図。
【図４】図３における動作フロー図。
【符号の説明】
１ 干渉防止装置
２−１ ３次元表示演算プロセッサ
２−２ ３次元表示演算プロセッサ
３−１ 第１のデータメモリ
３−２ 第１のデータメモリ
４ ３次元表示演算プロセッサ
５ 第１のデータメモリ
６ 論理積演算プロセッサ
７ 第２のデータメモリ
８ 比較プロセッサ
９ ロボット
１０ 構造物
１１−１ マニュピュレータ
１１−２ マニュピュレータ
１３ ３次元座標検出センサ
１４ 作業対象物
１６−１ マニュピュレータ用ドライバ１６−２
マニュピュレータ用ドライバ１７−１ ロボットコン
トローラ １７−２ ロボットコントローラ １８ ３次元座標検出装置
マニュピュレータ用ドライバ１７−１ ロボットコン
トローラ １７−２ ロボットコントローラ １８ ３次元座標検出装置
Claims (1)
- 【請求項１】 ロボット及び該ロボットの周囲に存在
する作業対象物を含む構造物のソリッドモデルを３次元
的表示データに変換する３次元表示演算プロセッサと、
この変換後の各表示データを３次元的に記憶する第１の
データメモリと、この各第１のデータメモリのうちの２
つのデータメモリの対応する各データ同志を論理積演算
して３次元的に記憶する第２のデータメモリと、この第
２のデータメモリ内のデータに正の整数があるか否かの
比較を行う比較プロセッサとを備えたことを特徴とする
ロボットの干渉検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3007673A JP2835189B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | ロボットの干渉検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3007673A JP2835189B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | ロボットの干渉検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04241003A true JPH04241003A (ja) | 1992-08-28 |
| JP2835189B2 JP2835189B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=11672316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3007673A Expired - Fee Related JP2835189B2 (ja) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | ロボットの干渉検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2835189B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822690A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-10 | 日産自動車株式会社 | ロボツトにおける腕の衝突予測方法 |
| JPS59183414A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | ロボツトテイ−チング方式 |
| JPS63196388A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-15 | 株式会社東芝 | 遠隔操作ロボツトの教示装置 |
| JPH02116905A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Toshiba Corp | 遠隔操作ロボットの教示装置 |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP3007673A patent/JP2835189B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5822690A (ja) * | 1981-08-05 | 1983-02-10 | 日産自動車株式会社 | ロボツトにおける腕の衝突予測方法 |
| JPS59183414A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | ロボツトテイ−チング方式 |
| JPS63196388A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-15 | 株式会社東芝 | 遠隔操作ロボツトの教示装置 |
| JPH02116905A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Toshiba Corp | 遠隔操作ロボットの教示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2835189B2 (ja) | 1998-12-14 |
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