JP2012157955A - Device and method for controlling movement, and computer program - Google Patents
Device and method for controlling movement, and computer program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012157955A JP2012157955A JP2011020512A JP2011020512A JP2012157955A JP 2012157955 A JP2012157955 A JP 2012157955A JP 2011020512 A JP2011020512 A JP 2011020512A JP 2011020512 A JP2011020512 A JP 2011020512A JP 2012157955 A JP2012157955 A JP 2012157955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- automatic machine
- current position
- point
- node
- route
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 50
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 11
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 5
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 5
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 27
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 2
- 238000012508 change request Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
本発明は、マニピュレーターのリーチング動作や移動ロボットの移動など、自動機械の移動を制御する移動制御装置及び移動制御方法、並びにコンピューター・プログラムに係り、特に、複雑な経路の移動能力と対外乱適応能力を備えた自動機械の移動制御装置及び移動制御方法、並びにコンピューター・プログラムに関する。 The present invention relates to a movement control apparatus and a movement control method for controlling movement of an automatic machine such as a reaching operation of a manipulator and a movement of a mobile robot, and a computer program, and in particular, a movement ability of a complicated path and a disturbance adaptation ability. The present invention relates to a movement control device and a movement control method for an automatic machine including a computer program.
人間が活動する環境は、狭空間からなり、また、時間の経過とともに変化する動的環境である。このような環境で、マニピュレーターのリーチング動作、あるいは車輪型又はその他の移動ロボットの移動など、各種の自動機械を活動させようとすると、人や物(以下では、まとめて「障害物」とする)との接触が起こり得る。このため、自動機械を動作させ、さまざまなタスクを実現するためには、複雑な経路を移動する能力と、安全性やタスク遂行のために障害物との接触などの外乱への適応能力が要求される。 The environment in which humans are active is a dynamic environment that consists of a narrow space and changes over time. In such an environment, if you try to activate various automatic machines such as the reaching operation of a manipulator or the movement of a wheel type or other mobile robot, people and objects (hereinafter referred to as "obstacles" collectively) Contact with can occur. Therefore, in order to operate an automatic machine and realize various tasks, it is necessary to have the ability to move through complicated routes and adapt to disturbances such as contact with obstacles for safety and task execution. Is done.
一般にマニピュレーターのリーチング動作や移動ロボットの移動といった、自動機械の「移動」においては、与えられた目標位置及び目標到達時刻から目標軌道を生成する移動制御手法が多く用いられている。言い換えれば、自動機械の経路は、目標時刻毎の目標位置を求める、時間を引数とする関数で表現される。上述したように、自動機械を人間の生活環境へ適用する場合、さまざまな障害物との接触が想定される。従来の移動制御手法によると、障害物との接触により目標到達時刻に目標位置に到達しなくなると、制御系が破綻してしまう。すなわち、時刻を陽に含む制御系では、外乱への柔軟性に欠け、十分な安全性を確保することは難しい。 In general, in the “movement” of an automatic machine such as a reaching operation of a manipulator and a movement of a mobile robot, a movement control method for generating a target trajectory from a given target position and target arrival time is often used. In other words, the route of the automatic machine is expressed by a function that takes a time as an argument and obtains a target position for each target time. As described above, when the automatic machine is applied to a human living environment, contact with various obstacles is assumed. According to the conventional movement control method, if the target position is not reached at the target arrival time due to contact with an obstacle, the control system breaks down. In other words, in a control system that explicitly includes the time, it is difficult to ensure sufficient safety due to lack of flexibility for disturbance.
制御系に時刻を陽に含むことなく目標位置への到達を実現する手法として、「仮想バネ・ダンパ仮説」が挙げられる(例えば、非特許文献1を参照のこと)。仮想バネ・ダンパ仮説は、自動機械の現在位置と目標位置間を仮想的なバネ・ダンパ系で接続し、バネによって発生する引力で目標位置に引き付けるというモデルで移動制御を行なうものである。例えば、仮想的なバネ・ダンパ系によって発生する引力に基づいてマニピュレーターの手先を制御する。外乱による振動は、ダンパによって抑制される。仮想バネ・ダンパ仮説は、自動機械の移動経路を時間関数で表現するものではなく、したがって、外乱に柔軟に対応でき、障害物との接触が生じても目標位置に到達させることができる。 As a technique for achieving the target position without explicitly including the time in the control system, there is a “virtual spring / damper hypothesis” (for example, see Non-Patent Document 1). In the hypothetical spring / damper hypothesis, the current position and the target position of an automatic machine are connected by a virtual spring / damper system, and movement control is performed using a model in which an attractive force generated by the spring is attracted to the target position. For example, the hand of the manipulator is controlled based on an attractive force generated by a virtual spring / damper system. Vibration due to disturbance is suppressed by the damper. The virtual spring / damper hypothesis does not express the movement path of the automatic machine as a time function, and therefore can flexibly cope with disturbances and reach the target position even when contact with an obstacle occurs.
仮想バネ・ダンパ仮説によると、動作開始時のバネの復元力が最大、すなわち、動作開始時に手先等の制御対象点の加速度が最大となるため、滑らか且つ安全な動作を実現することは難しく、ハードウェアへの負担も大きい。この問題を解消するべく、時刻に依存した関数を用いることで、仮想バネ係数を変化させる時変スティフネスを導入した手先のリーチング手法が提案されている(例えば、非特許文献2を参照のこと)。しかしながら、この手法は、時刻を陽に含まないことで構成されていた自律系の特性が失われてしまうため、さまざまな障害物との接触が想定される動的環境下での適用は困難である。 According to the hypothetical spring / damper hypothesis, the restoring force of the spring at the start of the operation is the maximum, that is, the acceleration of the control target point such as the hand is the maximum at the start of the operation, so it is difficult to realize a smooth and safe operation, The burden on hardware is large. In order to solve this problem, there has been proposed a hand leaching method that introduces a time-varying stiffness that changes a virtual spring coefficient by using a function that depends on time (for example, see Non-Patent Document 2). . However, this method loses the characteristics of the autonomous system that was configured by not including the time explicitly, so it is difficult to apply this method in a dynamic environment where contact with various obstacles is assumed. is there.
さらに、仮想バネ・ダンパ仮説を基に、その仮想バネ・ダンパ系に与える目標位置をオンラインで整形する手法が提案されている(例えば、非特許文献3を参照のこと)。このオンライン目標位置整形では、移動の開始位置から最終的な目標位置までの間に平衡点を設け、最終的な目標位置よりも現在位置から近い平衡点を仮想的な目標位置として仮想バネ・ダンパ仮説を適用することで、速度プロファイルの設計が可能となり、自動機械の動き出しを滑らかにすることができる。平衡点は、現在位置から最終的な目標位置までの残りの距離を基に決定される。オンライン目標位置整形による手法は、軌道を陽に設計することなく、且つ、制御系に時刻を陽に含むことなく、滑らかなリーチング動作を生成するものである。オンラインで目標位置整形を行なう場合、例えばマニピュレーターの状態を手先位置としてフィードバックすることで外力が加えられる際にはそれに柔軟に倣い、外力が解消した後には速度の急変動を起こすことなく、目標位置へのリーチング動作を再開可能な特性を持つ。 Furthermore, based on the virtual spring / damper hypothesis, a method has been proposed in which a target position to be given to the virtual spring / damper system is shaped online (for example, see Non-Patent Document 3). In this online target position shaping, an equilibrium point is provided between the movement start position and the final target position, and an equilibrium point closer to the current position than the final target position is used as a virtual target position. By applying the hypothesis, it is possible to design a speed profile and smooth out the movement of the automatic machine. The equilibrium point is determined based on the remaining distance from the current position to the final target position. The online target position shaping method generates a smooth leaching operation without explicitly designing the trajectory and without explicitly including the time in the control system. When performing target position shaping online, for example, when external force is applied by feeding back the manipulator state as the hand position, it flexibly follows it, and after the external force is eliminated, the target position does not change rapidly. It has the characteristic that the leaching operation can be resumed.
しかしながら、仮想バネ係数を変化させる時変スティフネスを導入した手法、並びに、仮想バネ・ダンパ系に与える目標位置をオンラインで整形する手法はいずれも、あくまでも始点(現在位置)と終点(目標位置)の2点間の移動を制御する手法に過ぎない。すなわち、より複雑な動きを要するタスク、障害物を避けながら複雑な移動経路を要する移動に適用するのは難しい。 However, both the method that introduces time-varying stiffness that changes the virtual spring coefficient and the method that online shapes the target position given to the virtual spring / damper system are both the start point (current position) and end point (target position). It is only a method for controlling movement between two points. That is, it is difficult to apply to tasks that require more complicated movements and movements that require complicated movement paths while avoiding obstacles.
従来の軌道計画に基づく手法においても(例えば、非特許文献4を参照のこと)、マニピュレーターの手先にコンプライアンス特性を持たせることで外乱への倣いが可能になる。しかしながら、この従来手法は、制御系が時刻を陽に含むため、長期に渡り外乱が発生するような場合には、十分な倣い性能を得ることができない。また、外乱に柔軟に対応する特性を重視して、マニピュレーターの手先に持たせるコンプライアンスを大きくすると、目標とする位置への収束性能が著しく低下してしまう。 Even in a method based on a conventional trajectory plan (see, for example, Non-Patent Document 4), it is possible to follow a disturbance by giving a compliance characteristic to the hand of the manipulator. However, since the control system explicitly includes the time, this conventional method cannot obtain sufficient copying performance when a disturbance occurs over a long period of time. Further, if the compliance that is given to the hand of the manipulator is increased with an emphasis on the characteristic of flexibly responding to disturbances, the convergence performance to the target position will be significantly reduced.
本発明の目的は、マニピュレーターのリーチング動作や移動ロボットの移動など、自動機械の移動を好適に制御することができる、優れた移動制御装置及び移動制御方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an excellent movement control device and movement control method, and a computer program capable of suitably controlling movement of an automatic machine such as leaching operation of a manipulator and movement of a mobile robot. .
本発明のさらなる目的は、人間が活動する狭空間からなる環境で自動機械が活動すべく、複雑な経路の移動能力と対外乱適応能力を備えた、優れた移動制御装置及び移動制御方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することにある。 A further object of the present invention is to provide an excellent movement control apparatus and movement control method having a complex path movement capability and a disturbance adaptation capability so that an automatic machine can operate in an environment consisting of a narrow space in which humans are active, and To provide computer programs.
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項1に記載の発明は、
障害物が存在する環境で、自動機械の現在位置から最終目標位置まで自動機械が移動するための、前記自動機械と前記障害物との浸透を回避した経路を計画し、計画した経路上の複数のノードからなる経路ノード列を出力する経路計画部と、
前記経路ノード列から前記現在位置に最も近いノードを探索し、前記自動機械の現在位置と、前記経路ノード列のうち前記現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群を併せたコントロール・ポイント列を生成し、前記コントロール・ポイントの近傍を通過するパラメトリック曲線を生成し、前記パラメトリック曲線上の前記現在位置と終端ノードの間を内分比r:1−rで内分する平衡点として算出し、前記現在位置と前記平衡点の間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力を決定する移動制御部と、
前記仮想バネ・ダンパ発生力に基づいて、前記自動機械を構成する各関節の駆動を制御する駆動制御部と、
を具備する、自動機械の移動制御装置である。
The present application has been made in consideration of the above problems, and the invention according to
In an environment where an obstacle exists, a route avoiding the penetration of the automatic machine and the obstacle is planned for the automatic machine to move from the current position of the automatic machine to the final target position. A route planning unit that outputs a route node sequence composed of nodes of
A control point that searches for a node closest to the current position from the path node sequence and combines a current position of the automatic machine and a node group from the node closest to the current position to the terminal node in the path node sequence. A column is generated, a parametric curve passing through the vicinity of the control point is generated, and the current point on the parametric curve and the end node are calculated as an equilibrium point that internally divides with an internal ratio r: 1-r. A movement control unit for determining a virtual spring / damper generating force generated in a virtual spring / damper system connecting the current position and the equilibrium point;
A drive control unit for controlling the drive of each joint constituting the automatic machine based on the virtual spring / damper generating force;
An automatic machine movement control device comprising:
本願の請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の移動制御装置の経路計画部は、RRTで発見した軌道を初期条件とし、さらに軌道上の各通過点を質点とした多質点系動力学シミュレーションを実行して、軌道の円滑化、最適化、及び障害物との浸透回避のうち少なくとも1つの要求を満たす経路を計画して、経路ノード列を出力するように構成されている。
According to the invention described in
本願の請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の移動制御装置の経路計画部は、RRTで発見した軌道を初期条件とし、軌道上の各通過点に適当な初期姿勢を割り当てた剛体を配置した多剛体系力学モデルを構築し、多剛体系動力学シミュレーションを実行して、軌道の円滑化、最適化、及び障害物との浸透回避のうち少なくとも1つの要求を満たす経路を計画して、経路ノード列を出力するように構成されている。
According to the invention described in
本願の請求項4に記載の発明によれば、請求項1に記載の移動制御装置の移動制御部は、前記の生成したコントロール・ポイント列の近傍を通過するNURBS曲線を生成し、前記NURBS曲線上の前記現在位置と終端ノードの間を内分比r:1−rで内分する平衡点として算出し、前記現在位置と前記平衡点の間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力を決定するように構成されている。
According to invention of Claim 4 of this application, the movement control part of the movement control apparatus of
本願の請求項5に記載の発明によれば、請求項1に記載の移動制御装置の駆動制御部は、自動機械の身体の一部に発生する力、位置、速度、加速度、外界との接触拘束、自動機械を構成する各関節の発生力、関節値、関節速度、関節加速度、可動範囲拘束を同時に満たす、自動機械の関節駆動方法を決定して、各関節を駆動するアクチュエーターへの指令値を出力するように構成されている。
According to the invention described in claim 5 of the present application, the drive control unit of the movement control device described in
また、本願の請求項6に記載の発明は、
障害物が存在する環境で、自動機械の現在位置から最終目標位置まで自動機械が移動するための、前記自動機械と前記障害物との浸透を回避した経路を計画し、計画した経路上の複数のノードからなる経路ノード列を出力する経路計画ステップと、
前記経路ノード列から前記現在位置に最も近いノードを探索する最近傍点探索ステップと、
前記自動機械の現在位置と、前記経路ノード列のうち前記現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群を併せたコントロール・ポイント列を生成するコントロール・ポイント列生成ステップと、
前記コントロール・ポイントの近傍を通過するパラメトリック曲線を生成し、前記パラメトリック曲線上の前記現在位置と終端ノードの間を内分比r:1−rで内分する平衡点を生成する平衡点生成ステップと、
前記現在位置と前記平衡点の間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力を決定する仮想バネ・ダンパ発生力決定ステップと、
前記仮想バネ・ダンパ発生力に基づいて、前記自動機械を構成する各関節の駆動を制御する駆動制御ステップと、
を有する、自動機械の移動制御方法である。
The invention according to claim 6 of the present application is
In an environment where an obstacle exists, a route avoiding the penetration of the automatic machine and the obstacle is planned for the automatic machine to move from the current position of the automatic machine to the final target position. A route planning step for outputting a route node sequence composed of nodes of
A nearest neighbor search step for searching for a node closest to the current position from the path node sequence;
A control point sequence generating step for generating a control point sequence combining a current position of the automatic machine and a node group from a node closest to the current position to a terminal node in the path node sequence;
An equilibrium point generation step of generating a parametric curve that passes in the vicinity of the control point and generating an equilibrium point that internally divides between the current position on the parametric curve and a terminal node at an internal ratio r: 1-r. When,
A virtual spring / damper generating force determining step for determining a virtual spring / damper generating force generated in a virtual spring / damper system connecting the current position and the equilibrium point;
A drive control step for controlling the drive of each joint constituting the automatic machine based on the virtual spring / damper generating force;
It is the movement control method of the automatic machine which has these.
また、本願の請求項7に記載の発明は、
障害物が存在する環境で、自動機械の現在位置から最終目標位置まで自動機械が移動するための、前記自動機械と前記障害物との浸透を回避した経路を計画し、計画した経路上の複数のノードからなる経路ノード列を出力する経路計画部、
前記経路ノード列から前記現在位置に最も近いノードを探索し、前記自動機械の現在位置と、前記経路ノード列のうち前記現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群を併せたコントロール・ポイント列を生成し、前記コントロール・ポイントの近傍を通過するパラメトリック曲線を生成し、前記パラメトリック曲線上の前記現在位置と終端ノードの間を内分比r:1−rで内分する平衡点として算出し、前記現在位置と前記平衡点の間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力を決定する移動制御部、
前記仮想バネ・ダンパ発生力に基づいて、前記自動機械を構成する各関節の駆動を制御する駆動制御部、
としてコンピューターを機能させ、自動機械の移動制御を行なうための処理を前記コンピューター上で実行させるようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムである。
The invention according to claim 7 of the present application is
In an environment where an obstacle exists, a route avoiding the penetration of the automatic machine and the obstacle is planned for the automatic machine to move from the current position of the automatic machine to the final target position. A route planning unit that outputs a route node sequence composed of nodes of
A control point that searches for a node closest to the current position from the path node sequence and combines a current position of the automatic machine and a node group from the node closest to the current position to the terminal node in the path node sequence. A column is generated, a parametric curve passing through the vicinity of the control point is generated, and the current point on the parametric curve and the end node are calculated as an equilibrium point that internally divides with an internal ratio r: 1-r. A movement control unit for determining a virtual spring / damper generating force generated in a virtual spring / damper system connecting between the current position and the equilibrium point;
A drive control unit for controlling the drive of each joint constituting the automatic machine based on the virtual spring / damper generating force;
As a computer program described in a computer-readable format so that a process for controlling the movement of an automatic machine is executed on the computer.
本願の請求項7に係るコンピューター・プログラムは、コンピューター上で所定の処理を実現するようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラムを定義したものである。換言すれば、本願の請求項7に係るコンピューター・プログラムをコンピューターにインストールすることによって、コンピューター上では協働的作用が発揮され、本願の請求項1に係る移動制御装置と同様の作用効果を得ることができる。
The computer program according to claim 7 of the present application defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on a computer. In other words, by installing the computer program according to claim 7 of the present application on a computer, a cooperative operation is exhibited on the computer, and the same effect as the movement control device according to
本発明によれば、マニピュレーターのリーチング動作や移動ロボットの移動など、自動機械の移動を好適に制御することができる、優れた移動制御装置及び移動制御方法、並びにコンピューター・プログラムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the outstanding movement control apparatus and movement control method which can control suitably the movement of an automatic machine, such as the reaching operation of a manipulator, and the movement of a mobile robot, and a computer program can be provided. .
本発明によれば、仮想バネ・ダンパ系に与える目標位置をオンラインで整形し、軌道を陽に設計することなく、且つ、制御系に時間を陽に含むことなく移動制御を実現する手法に、パラメトリック曲線であるNURBS曲線を導入することで、複雑な経路の移動能力と対外乱適応能力を両立した移動制御を実現することができる。 According to the present invention, the target position given to the virtual spring / damper system is shaped online, and the movement control is realized without explicitly designing the trajectory and without explicitly including the time in the control system. By introducing the NURBS curve, which is a parametric curve, it is possible to realize movement control that achieves both the movement ability of a complicated route and the ability to adapt to disturbance.
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。 Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
仮想バネ・ダンパ仮説を基に、その仮想バネ・ダンパ系に与える目標位置をオンラインで整形する手法は、軌道を陽に設計することなく、且つ、制御系に時刻を陽に含むことなく、滑らかなリーチング動作を生成することができるが、2点間の移動を制御する手法であり、より複雑な動きを要するタスク、障害物を避けながら複雑な移動経路を要する移動に適用するのは難しい(前述)。これに対し、本発明者らは、時刻を陽に含まないオンライン位置整形により滑らかな移動を実現させるが、目標位置整形に制御対象の状態を位置としてフィードバックすることで、目標位置への収束性能を落とすことなく、外乱への適応能力を実現する移動制御方法について、以下に説明する。この移動制御方法によれば、移動速度の急変動を防止することができる。また、目標位置整形にパラメトリック曲線であるNURBS曲線を用いることで、複雑な経路への追従も実現することができる。 Based on the hypothetical spring / damper hypothesis, the method of online shaping the target position given to the hypothetical spring / damper system is smooth without explicitly designing the trajectory and without explicitly including the time in the control system. It is a technique to control the movement between two points, but it is difficult to apply it to tasks that require more complex movements and movements that require complicated movement paths while avoiding obstacles ( As described above). On the other hand, the present inventors realize smooth movement by online position shaping that does not include the time explicitly, but by feeding back the state of the controlled object to the target position shaping as the position, the convergence performance to the target position A movement control method that realizes the adaptability to disturbances without dropping the frequency will be described below. According to this movement control method, it is possible to prevent sudden fluctuations in the movement speed. Further, by using a NURBS curve that is a parametric curve for target position shaping, it is also possible to follow a complicated route.
本発明者らが提案する移動制御方法は、仮想ダンパ仮説及びオンライン目標位置整形を好適に取り入れることで実現される。これらの手法についてはそれぞれ非特許文献1、3に記載されているが、本明細書中でも説明しておく。
The movement control method proposed by the present inventors is realized by suitably adopting the virtual damper hypothesis and online target position shaping. These methods are described in
仮想バネ・ダンパ仮説
マニピュレーターの関節数をm、作業空間の自由度をl(通常は、2又は3次元の自由度)、仮想バネ・ダンパ系の剛性係数行列及び粘性係数行列をそれぞれKp、ξ∈Rl×lとおくと、仮想バネ・ダンパ仮説によれば、マニピュレーターの現在手先位置x∈Rlに対して、下式(1)で表わされる力Fd∈Rlが働く(現在手先位置xの1次時間微分は、マニピュレーターの手先の速度である)。∈
The number of joints of the virtual spring / damper hypothesis manipulator is m, the degree of freedom of the workspace is l (usually two or three dimensional degrees of freedom), the stiffness coefficient matrix and the viscosity coefficient matrix of the virtual spring / damper system are K p , putting the ξ∈R l × l, according to the virtual spring-damper hypothesis for the current hand position X∈R l manipulator, a force F d ∈R l represented by the following formula (1) (now The first time derivative of the hand position x is the speed of the hand of the manipulator). ∈
上式(1)において、xd∈Rlは、仮想バネ・ダンパ系の平衡点として与える(仮想の)目標位置である。要するに、Fdは、マニピュレーターの手先を仮想目標位置xに引き付ける引力である。 In the above equation (1), x d ∈R 1 is a (virtual) target position given as an equilibrium point of the virtual spring / damper system. In short, F d is an attractive force that attracts the hand of the manipulator to the virtual target position x.
上式(1)を関節空間に展開すると、下式(2)のように表わされる。但し、θ∈Rmはマニピュレーターの現在関節角度であり(θの1次時間微分は角速度)、C∈Rm×mは関節の粘性係数行列、J(θ)∈Rl×mはマニピュレーターの現在手先位置xまでのヤコブ行列を表すものとする。 When the above expression (1) is developed in the joint space, it is expressed as the following expression (2). Where θ∈R m is the current joint angle of the manipulator (the first time derivative of θ is the angular velocity), C∈R m × m is the viscosity coefficient matrix of the joint, and J (θ) ∈R l × m is the manipulator It is assumed that the Jacob matrix up to the current hand position x is represented.
オンライン目標位置整形
従来の仮想バネ・ダンパ仮説では(例えば、非特許文献1を参照のこと)、仮想バネ・ダンパ系の平衡点として与える目標位置xdを、最終目標位置xg∈Rlに固定する。また、その他の従来方法では、仮想バネ・ダンパ系の平衡点として与える目標位置xdを時刻tの関数として設計することが多い。また、オンライン目標位置整形では、移動の開始位置から最終的な目標位置までの間に平衡点を設け、最終的な目標位置よりも現在位置から近い平衡点を仮想的な目標位置として仮想バネ・ダンパ仮説を適用することで、自動機械の動き出しを滑らかにする。
Online target position shaping In the conventional virtual spring / damper hypothesis (see, for example, Non-Patent Document 1), the target position x d given as the equilibrium point of the virtual spring / damper system is set to the final target position x g ∈R l . Fix it. In other conventional methods, the target position xd given as an equilibrium point of the virtual spring / damper system is often designed as a function of time t. In online target position shaping, an equilibrium point is provided between the movement start position and the final target position, and an equilibrium point closer to the current position than the final target position is set as a virtual target position. Apply the damper hypothesis to smooth out the movement of automatic machines.
オンライン目標位置整形では、仮想バネ・ダンパ系の平衡点として与える目標位置xdを、最終目標位置xgと現在位置xに応じて下式(3)により実時間で整形する。但し、KI、KI1、KI2は非負の定数係数である。 In the online target position shaping, the target position xd given as the equilibrium point of the virtual spring / damper system is shaped in real time by the following equation (3) according to the final target position xg and the current position x. However, K I , K I1 and K I2 are non-negative constant coefficients.
ここで、を下式(4)のように置き(但し、0≦r≦1)、入力を最終目標位置xg及び現在位置x、出力を仮想バネ・ダンパ系の平衡点として与える目標位置xdとすると、伝達関数は下式(5)のように表わされる。 Here, as shown in the following expression (4) (where 0 ≦ r ≦ 1), the input is the final target position x g and the current position x, and the output is the target position x that gives the output as the equilibrium point of the virtual spring / damper system. Assuming d , the transfer function is expressed by the following equation (5).
上式(5)は、最終目標位置xgを、現在の位置xから最終目標位置xgまでの経路を内分比r:1−rで内分する内分点で置き換え、さらにその内分点の動きを2次のフィルターで鈍らせた値を、仮想バネ・ダンパ系の平衡点xdとして与えることを意味する。このように目標位置を実時間で整形することで、制御対象となる自動機械の動作開始時の加速度及び速度が0になり、滑らかな動き出しが実現される。 The above equation (5), the final target position x g, route the internal ratio from the current position x to the final target position x g r: replaced by internally dividing point which internally divides at 1-r, further its internal division This means that the value obtained by dulling the movement of the point with the secondary filter is given as the equilibrium point x d of the virtual spring / damper system. In this way, by shaping the target position in real time, the acceleration and speed at the start of the operation of the automatic machine to be controlled become zero, and a smooth movement is realized.
図1には、仮想バネ・ダンパ系及びオンライン目標位置整形を含んだ移動制御系の構成図を示している。仮想バネ・ダンパ仮説では、制御対象となる自動機械の運動が、障害物との接触などにより発生した外力により阻害されると、接触した障害物に過大な力を発生させることや、外力が解消された際に急加速が発生することが問題となる。これに対し、オンライン目標位置整形により、単純な2次遅れ系ではなく、現在の位置xがフィードバックされると、平衡点xdは最終目標位置xgと現在位置xとのそのときの内分点へと収束するようにされる。したがって、障害物との積極などにより発生する外力によって現在位置xの動きが阻害された場合であっても、平衡点xdは現在位置xから大きく離れることがなく、過度の接触力が発生したり急加速したりすることはない。また、図1からも分かるように、オンライン目標位置整形は時間を陽に含まないので、外乱が長期にわたって発生した場合であっても、移動制御がその影響を受けることはない。外乱が除去された後には、目標位置へと緩やかに収束させることができる。 FIG. 1 shows a configuration diagram of a movement control system including a virtual spring / damper system and online target position shaping. According to the hypothetical spring / damper hypothesis, if the movement of an automatic machine to be controlled is hindered by an external force generated by contact with an obstacle, excessive force is generated on the contacted obstacle or the external force is eliminated. The problem is that rapid acceleration occurs when On the other hand, when the current position x is fed back instead of a simple second-order lag system by online target position shaping, the equilibrium point x d is determined by dividing the final target position x g and the current position x at that time. To converge to a point. Therefore, even when the movement of the current position x is hindered by an external force generated due to positive action with an obstacle, the equilibrium point x d is not greatly separated from the current position x, and an excessive contact force is generated. Or sudden acceleration. Further, as can be seen from FIG. 1, since the online target position shaping does not include time explicitly, even if a disturbance occurs over a long period of time, the movement control is not affected. After the disturbance is removed, the target position can be gradually converged.
複雑経路の追従性能の付加(拡張目標位置整形)
非特許文献3で開示されるオンライン目標位置整形は、始点(現在位置)と終点(目標位置)の2点間、すなわち直線的な移動を制御する手法であり、より複雑な動きを要するタスク、障害物を避けながら複雑な移動経路を要する移動に適用するのは難しい(前述)。
Addition of follow-up performance for complex paths (extended target position shaping)
The online target position shaping disclosed in
例えば、人間の住環境には机や椅子などのさまざまな障害物が存在するので、このような環境内で移動ロボットが活動するには、2点間の移動だけでは障害物との接触などを回避するのは難しく、タスク遂行能力に問題が生じる。つまり、複雑なタスクを遂行するには、複雑な経路に追従可能な目標位置整形器が必須となる。 For example, there are various obstacles such as desks and chairs in a human living environment. For a mobile robot to be active in such an environment, it is necessary to move between two points to touch the obstacle. It is difficult to avoid and causes problems in task performance. In other words, a target position shaper that can follow a complicated path is indispensable to accomplish a complicated task.
2次元又は3次元の作業空間上で移動ロボットなどの移動経路を計画する経路計画方法として、ポテンシャル法(例えば、太田順外著「知能ロボット入門 −動作計画問題の解法−」(コロナ社、2001)を参照のこと)や、RRT(例えば、Steven M.LaValle,“Rapidly−Exploring Random Trees:A New Tool for Path Planning”(TR.98−11,Computer Science Dpt.,Iowa State University.Oct.1998)を参照のこと)などが知られているが、これらの多くは、経路計画の結果を通過点列で表現する。また、本出願人に既に譲渡されている特開2009−211571号公報に開示されている軌道計画装置によれば、RRTで発見した軌道を初期条件とし、さらに軌道上の各通過点を質点とした多質点系動力学シミュレーションを実行して、軌道の円滑化、最適化、及び障害物との浸透回避といった要求を満たす軌道を生成することができる。さらに、本出願人に既に譲渡されている特開2010−155328号公報に開示されている軌道計画装置によれば、RRTで発見した軌道を初期条件とし、軌道上の各通過点に適当な初期姿勢を割り当てた剛体を配置した多剛体系力学モデルを構築し、多剛体系動力学シミュレーションを実行して、軌道の円滑化、最適化、及び障害物との浸透回避といった要求を満たす軌道を生成することができる。 As a route planning method for planning a movement route of a mobile robot or the like on a two-dimensional or three-dimensional work space, a potential method (for example, Jun Ota, “Introduction to Intelligent Robots—Solution of Motion Planning Problems”) (Corona, 2001) )) And RRT (eg, Steven M. LaVall, “Rapidly-Exploring Random Trees: A New Tool for Path Planning” (TR. 98-11, Computer Science Dpt., IowUt. However, most of them express the result of the route plan as a passing point sequence. Further, according to the trajectory planning apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-212571 already assigned to the present applicant, the trajectory discovered by RRT is used as an initial condition, and each passing point on the trajectory is defined as a mass point. By executing the multi-mass point system dynamic simulation, it is possible to generate a trajectory that satisfies the requirements of smoothing, optimizing the trajectory, and avoiding the penetration of obstacles. Further, according to the trajectory planning apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-155328 already assigned to the present applicant, the trajectory discovered by RRT is used as an initial condition, and an appropriate initial value is set for each passing point on the trajectory. Build a multi-rigid system dynamic model with rigid bodies assigned postures and execute multi-rigid system dynamics simulation to generate a trajectory that satisfies the requirements of smoothing and optimizing the trajectory and avoiding infiltration with obstacles can do.
ここで、上式(5)の右辺の一部である下式(6)について着目する。 Here, attention is focused on the following expression (6) which is a part of the right side of the above expression (5).
上式(6)は、1つのパラメーターrに対して座標点を対応付けることにより表され、一般的なパラメーター曲線と等価である。そこで、本発明者らは、上式(6)に、代表的なパラメトリック曲線の1つであるNURBS(Non−UniformRational B−Splines:非均一有理Bスプライン)曲線を適用することにする。すなわち、現在位置及び最終目標位置をパラメトリック曲線の端末とみなし、これら2点を結ぶパラメトリック曲線を内分比r:1−rで内分する内分点を、仮想バネ・ダンパ系の平衡点、すなわち仮目標位置として算出する。そして、この仮目標位置を2次のフィルター(前述)で鈍らせて、仮目標位置xdの生成を行なう。これにより、複雑な経路への追従制御が実現されるとともに、ベースとなるオンライン目標位置整形の特徴である対外乱適応能力を両立した移動制御器を構成することができる。 The above equation (6) is expressed by associating coordinate points with one parameter r, and is equivalent to a general parameter curve. Therefore, the present inventors apply a NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) curve, which is one of typical parametric curves, to the above equation (6). That is, the current position and the final target position are regarded as terminals of a parametric curve, and an internal dividing point that internally divides the parametric curve connecting these two points with an internal ratio r: 1-r is an equilibrium point of the virtual spring / damper system, That is, it is calculated as a temporary target position. Then, the temporary target position is dulled by a secondary filter (described above) to generate the temporary target position xd . Accordingly, it is possible to configure a movement controller that realizes follow-up control to a complicated route and at the same time has a disturbance adaptability that is a feature of the online target position shaping as a base.
例えば、三浦曜、望月一正共著「CAD・CG技術者のための実践NURBS」(工業調査会、2001)には、NURBS曲線について詳細に記述されている。以下では、NURBS曲線を移動制御に適用するための留意点を中心に説明する。 For example, Yoru Miura and Kazumasa Mochizuki, “Practical NURBS for CAD / CG Engineers” (Industry Research Committee, 2001) describe NURBS curves in detail. Below, it demonstrates centering on the point to keep in mind for applying a NURBS curve to movement control.
NURBS曲線は、NURBS近似とNURBS補間に大別される(周知)。NURBS近似は、曲線がその点列の近傍を通過し、NURBS補間は、曲線が点列を通過するものである。曲線の特性及び計算効率の点から、本発明者らは、移動制御にはNURBS近似を用いることにした。十分な粒度の通過点列であれば、NURBS近似により、動作上問題ない近似経路を得ることができることをここで述べておく。すなわち、移動制御系への入力は、軌道計画法によって得られた通過点列であり、この通過点列をNURBS曲線のコントロール・ポイント列とみなす。そして、コントロール・ポイントの近傍を通過するNURBS曲線を生成し、そのNURBS曲線上における始点である現在位置と最終目標位置を内分比r:1−rで内分する内分点を仮目標位置として算出することになる。勿論、NURBS近似ではなくNURBS補間を用いた場合も、ほぼ同等の機能を実現できるが、計算量は増加する点に留意されたい。 NURBS curves are roughly classified into NURBS approximation and NURBS interpolation (well known). In the NURBS approximation, the curve passes near the point sequence, and in the NURBS interpolation, the curve passes through the point sequence. In view of the characteristics of the curve and the calculation efficiency, the inventors decided to use the NURBS approximation for the movement control. It will be described here that an approximate path having no problem in operation can be obtained by NURBS approximation if the passing point sequence has sufficient granularity. That is, the input to the movement control system is a passing point sequence obtained by the trajectory planning method, and this passing point sequence is regarded as a control point sequence of the NURBS curve. Then, a NURBS curve that passes in the vicinity of the control point is generated, and an internal dividing point that internally divides the current position and the final target position as the starting point on the NURBS curve with an internal ratio r: 1-r is set as the temporary target position. Will be calculated as Of course, it should be noted that even if NURBS interpolation is used instead of NURBS approximation, almost the same function can be realized, but the calculation amount increases.
NURBS曲線は、同次座標空間において定義されたBスプライン曲線を中心投影によって通常座標空間上に射影することで得られる。コントロール・ポイントの混ぜ合わせが同次座標空間で行なわれるため、各コントロール・ポイントqi(軌道計画法によって得られる通過点列に相当)には重みωiが与えられる。 The NURBS curve is obtained by projecting a B-spline curve defined in the homogeneous coordinate space onto the normal coordinate space by central projection. Since control points are mixed in a homogeneous coordinate space, each control point q i (corresponding to a passing point sequence obtained by trajectory planning) is given a weight ω i .
同次座標空間におけるBスプライン曲線は、同次座標のコントロール・ポイント列Qi(ωixi,ωiyi,ωizi,ωi)をBスプライン基底関数で混ぜ合わせることにより、下式(7)に示すように、Pω(t)として得られる。 The B-spline curve in the homogeneous coordinate space is obtained by mixing the control point sequence Q i (ω i x i , ω i y i , ω i z i , ω i ) of the homogeneous coordinates with the B-spline basis function, As shown in the following formula (7), it is obtained as P ω (t).
上記の同次座標空間におけるBスプライン曲線Pw(t)を中心投影すると、曲線P*(t)は、下式(8)に示す通りとなる。 When the B-spline curve P w (t) in the homogeneous coordinate space is centrally projected, the curve P * (t) is as shown in the following equation (8).
上記の曲線P*(t)は、同次座標空間におけるω=1の面上に投影された曲線を表す。これを通常座標系で表現すると、下式(9)に示す通りとなり、これがNURBS曲線の式となる。 The curve P * (t) represents a curve projected on the surface of ω = 1 in the homogeneous coordinate space. When this is expressed in the normal coordinate system, it becomes as shown in the following formula (9), which becomes the formula of the NURBS curve.
但し、上式(9)において、qi(xi,yi,zi)は通常座標系におけるコントロール・ポイントで、Qi=(ωiqi,ωi)なる関係がある。また、ノット(knot:節点)・ベクトルをT=[t0,…,tm+n+1]とし、m、nはそれぞれ曲線の階数及び通過点列数(コントロール・ポイント数)を表す。また、Ni,m(t)は、Bスプライン規定関数を表し、その計算方法は、計算機上での実装に適した方法として知られるde Boor Coxの漸化式を用いる。 However, in the above formula (9), q i (x i , y i , z i ) is a control point in the normal coordinate system and has a relationship of Q i = (ω i q i , ω i ). Further, a knot vector is T = [t 0 ,..., T m + n + 1 ], and m and n represent the rank of the curve and the number of passing point sequences (number of control points), respectively. N i, m (t) represents a B-spline defining function, and a de Boer Cox recursion formula known as a method suitable for implementation on a computer is used as the calculation method.
参考までに、de Boor Coxの漸化式を以下に示しておく。但し、本発明の要旨は、Bスプライン規定関数の計算方法が下式(10)に限定される訳ではなく、数多の計算方法の中から適宜選択すればよいことを十分理解されたい。 For reference, the recurrence formula of de Boor Cox is shown below. However, it should be understood that the gist of the present invention is not limited to the calculation method of the B-spline defining function, but is appropriately selected from a number of calculation methods.
一般に、ノット・ベクトルは、単調増加且つm+n個のノットで構成されていることを満足していれば、基本的には自由に設定することができる(但し、mは曲線の階数、nはコントロール・ポイント数)。本明細書では、本実施形態における移動制御で用いるノット・ベクトルの作成方法の一例について言及しておく。ノット・ベクトルは、曲線の値域を表すパラメーターであり、ノット・ベクトルの生成により、移動速度プロファイルに特徴を出すことも可能である。例えば,曲率の大きい箇所において、ノット・ベクトル間隔を大きくとることで、移動速度の変化を抑える効果を課すことも可能である。 In general, the knot vector can be freely set as long as it satisfies the monotonically increasing and m + n knots (where m is the rank of the curve and n is the control). ·points). In this specification, an example of a method for creating a knot vector used in movement control in the present embodiment will be mentioned. The knot vector is a parameter representing the range of the curve, and it is possible to characterize the moving speed profile by generating a knot vector. For example, it is possible to impose an effect of suppressing a change in moving speed by increasing a knot vector interval in a portion having a large curvature.
一般に、i番目の通過点に対して曲線パラメーターを設定する場合、パラメーターの間隔が通過点間の区間長の比を反映するようにするのが望ましいとされている。本実施形態においてもこれに倣い、区間長の比を反映した曲線パラメーターの設定を行なうが、いま区間長として曲線長を当てることができないので、通過点間の距離若しくはその平方根の比で決定する。本明細書では、通過点間の距離を用いた曲線パラメーターの設定方法について記載する。 In general, when setting the curve parameter for the i-th passing point, it is desirable that the parameter interval reflects the ratio of the section length between the passing points. In the present embodiment, following this, a curve parameter that reflects the ratio of the section length is set. However, since the curve length cannot be applied as the section length, it is determined by the distance between the passing points or the ratio of the square roots. . In this specification, a method for setting a curve parameter using a distance between passing points will be described.
曲線全体のパラメーターの変位器を0≦t≦1とすると、i番目の通過点に対する曲線パラメーターは、下式(11)のように決定することができる。 When the displacement of the parameter of the entire curve is 0 ≦ t ≦ 1, the curve parameter for the i-th passing point can be determined as in the following formula (11).
次に、(11)に示した曲線パラメーターを用いて、下式(12)に示すように、ノット・ベクトル列を生成する。但し、端末ノットは曲線階数と同じだけ多重に定義し、端末コントロール・ポイントを必ず通過するNURBS曲線を生成する。 Next, using the curve parameters shown in (11), a knot vector sequence is generated as shown in the following equation (12). However, terminal knots are defined as many times as the curve rank, and a NURBS curve that always passes through the terminal control point is generated.
上式(9)で表わされるNURBS曲線P(t)の引数tとして内分比rを代入することで、NURBS曲線上の自動機械の現在位置と最終目標位置の間を内分比r:1−rで内分する仮目標位置を算出することができる(図5を参照のこと)。 By substituting the internal division ratio r as the argument t of the NURBS curve P (t) represented by the above equation (9), the internal division ratio r: 1 between the current position of the automatic machine on the NURBS curve and the final target position is as follows. A temporary target position that is internally divided by −r can be calculated (see FIG. 5).
なお、当業界で周知のように、NURBS曲線以外にもパラメトリック曲線はある。しかしながら、Bezier曲線やFerguson曲線を含む多項式曲線では、複数のセグメントをつなぎ合わせて1つの曲線を生成することから、セグメント内での連続性が保証されないという欠点がある。これに対し、NURBS曲線は、曲線全体を通してCm-2級連続性が保証される。つまり、コントロール・ポイントの配置に関係なく、各ノットに対応する位置の前後でm−2階までの微分係数が連続となる。また、NURBS曲線は、特定の制御点を移動した場合に、影響を受ける範囲はその制御点の近傍に限定され、離れた部分の曲線には影響を与えないといった、他の曲線にない局所性も有する。これらの性質は、現実の物体を制御する上で重要な要素となる。したがって、本発明者らは、パラメトリック曲線としてNURBS曲線を採用した。 As is well known in the art, there are parametric curves other than NURBS curves. However, a polynomial curve including a Bezier curve or a Ferguson curve has a drawback that continuity within a segment cannot be guaranteed because a plurality of segments are connected to generate one curve. In contrast, the NURBS curve guarantees Cm-2 class continuity throughout the curve. That is, regardless of the arrangement of the control points, the differential coefficients up to the (m-2) th floor are continuous before and after the position corresponding to each knot. The NURBS curve has a locality that is not found in other curves, such as when a specific control point is moved, the affected range is limited to the vicinity of the control point and does not affect the curve at a distant portion. Also have. These properties are important factors in controlling a real object. Therefore, the present inventors adopted a NURBS curve as a parametric curve.
図2には、マニピュレーターや移動ロボットなどの自動機械の制御システムの構成例を示している。図示の制御システム100は、経路計画部110と、移動制御部120と、駆動制御部130で構成される。
FIG. 2 shows a configuration example of a control system for an automatic machine such as a manipulator or a mobile robot. The illustrated control system 100 includes a route planning unit 110, a movement control unit 120, and a
経路計画部110は、移動指令を入力して、当該指令を満たす(例えば、指定した最終目標位置まで移動するための)自動機械の経路を計画し、計画した経路上にある複数のノードの系列すなわち経路ノード列を出力する。移動指令は、例えばさまざまな障害物が存在する人間の生活環境であり、経路計画部110は、障害物を回避した、曲線状の経路を計画し、その経路ノード列を出力する。例えば、本出願人に既に譲渡されている特開2009−211571号公報あるいは特開2010−155328号公報に開示されている軌道計画装置(いずれも前述)を用いて経路計画部110を構成することができ、RRTで発見した軌道を初期条件とし、さらに軌道上の各通過点を質点とした多質点系動力学シミュレーションを実行して、軌道の円滑化、最適化、及び、自動機械と障害物との浸透回避といった要求を満たす経路上のノード列を生成する。 The route planning unit 110 inputs a movement command, plans a route of an automatic machine that satisfies the command (for example, to move to a specified final target position), and a series of nodes on the planned route. That is, a route node sequence is output. The movement command is, for example, a human living environment in which various obstacles exist, and the route planning unit 110 plans a curved route avoiding the obstacles and outputs the route node sequence. For example, the path planning unit 110 is configured by using the trajectory planning apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-211151 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-155328 that has already been assigned to the present applicant. The multi-point system dynamics simulation with the trajectory discovered by RRT as the initial condition and the passing points on the trajectory as the mass points is executed to smooth the trajectory, optimize it, and make automatic machinery and obstacles A node sequence on the path that satisfies the requirement of avoiding penetration is generated.
経路計画は一般に計算負荷が高い。本実施形態では、経路計画部110は、短い周期で動作する移動制御部120及び駆動制御部130とは異なる、比較的遅い周期で動作するものとして扱う。但し、本発明の要旨は、経路計画部110が遅い周期で動作することに限定されるものではなく、早い周期で動作してもシステム100全体に影響はない。
In general, route planning is computationally expensive. In the present embodiment, the route planning unit 110 is treated as one that operates at a relatively slow cycle, which is different from the movement control unit 120 and the
移動制御部120は、経路計画部110から出力された経路を自動機械が移動するための制御を行なう。移動制御部120は、仮想バネ・ダンパを用いて目標位置に引き付ける引力を作用させて、自動機械の移動制御を行なう。このとき、現在位置と最終目標位置間を内分比r:1−rで内分する内分点を仮想バネ・ダンパ系に与える仮目標位置として算出して、オンラインで目標位置を整形する。また、経路計画部110が出力する経路は、障害物との浸透を回避した曲線状であることから、これをパラメトリック曲線の1つであるNURBS曲線として扱い、仮想バネ・ダンパ系に与える仮目標位置を算出する。 The movement control unit 120 performs control for the automatic machine to move along the route output from the route planning unit 110. The movement control unit 120 controls the movement of the automatic machine by applying an attractive force attracted to the target position using a virtual spring / damper. At this time, an internal dividing point that internally divides the current position and the final target position at an internal ratio r: 1-r is calculated as a temporary target position to be given to the virtual spring / damper system, and the target position is shaped online. Since the route output from the route planning unit 110 is a curved line that avoids infiltration with an obstacle, the route is treated as a NURBS curve, which is one of the parametric curves, and a temporary target given to the virtual spring / damper system. Calculate the position.
図2に示す例では、移動制御部120は、最近傍通過点探索部121と、コントロール・ポイント列生成部122と、平衡点生成部123と、仮想バネ・ダンパ発生力決定部126で構成される。また、平衡点生成部123は、ノット・ベクトル生成部124と、NURBS近似部125で構成される。
In the example shown in FIG. 2, the movement control unit 120 includes a nearest passing
最近傍点探索部121は、経路計画部110との動作周期を吸収する機能を提供し、経路計画部110で計画された経路ノード列から、自動機械の現在位置に最も近いノードを探索する。但し、経路計画部110と移動制御部120の動作周期が同じであれば、最近傍点探索部121は必要ない。
The nearest
コントロール・ポイント列生成部122は、自動機械の現在位置と、経路ノード列のうち最近傍点探索部121にて探索した現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群を併せることで、コントロール・ポイント列{qi}を生成する。すなわち、コントロール・ポイント列生成部122は、経路計画部110が生成した経路ノード列のうち既に通過したノード群を排除する作用がある。但し、外乱などの影響により、現在位置の最近傍点が既に通過したノードとなる場合もあるため、コントロール・ポイント列生成部122は、経路計画部110から経路の変更要求が次に送信されるまで、計画した経路ノード列を保持する必要がある。
The control point sequence generation unit 122 combines the current position of the automatic machine and the node group from the node closest to the current position searched by the nearest
平衡点生成部123では、コントロール・ポイントの近傍を通過するNURBS曲線を生成し、そのNURBS曲線上における始点である自動機械の現在位置と最終目標位置(終端ノード)の間を内分比r:1−rで内分する内分点を平衡点(仮目標位置)として算出する。具体的には、平衡点生成部123内のノット・ベクトル生成部124は、コントロール・ポイント列生成部122で決定したコントロール・ポイント列{qi}の距離に基づいて、上述した演算式(11)、(12)により、ノット・ベクトル列{ti}を生成する。次に、NURBS近似部125は、生成したノット・ベクトル列{ti}、及び、上述した内分比rに基づいて、仮目標位置となる平衡点を決定する。上式(9)で表わされるNURBS曲線P(t)の引数tとして内分比rを代入することで、NURBS曲線上の自動機械の現在位置と最終目標位置の間を内分比r:1−rで内分する平衡点が算出される(図5を参照のこと)。
The equilibrium point generation unit 123 generates a NURBS curve that passes in the vicinity of the control point, and the internal division ratio r between the current position of the automatic machine that is the starting point on the NURBS curve and the final target position (terminal node): The internal dividing point divided internally by 1-r is calculated as an equilibrium point (temporary target position). Specifically, the knot
仮想バネ・ダンパ発生力決定部126は、平衡点生成部123で決定した平衡点を仮目標位置xdとして用い、現在位置とこの仮目標位置xd間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力Fdを上述した演算式(1)により決定し、駆動制御部130へ送信する。若しくは、仮想バネ・ダンパ発生力決定部126は、仮想バネ・ダンパ発生力に適当な定数係数を乗ずることで、速度入力へ変換し、駆動制御部130へ送信するようにしてもよい。
The virtual spring / damper generating force determining unit 126 uses the equilibrium point determined by the equilibrium point generating unit 123 as the temporary target position xd , and is generated in the virtual spring / damper system connecting the current position and the temporary target position xd. The virtual spring / damper generating force F d to be determined is determined by the above-described arithmetic expression (1) and transmitted to the
駆動制御部130は、入力された仮想バネ・ダンパ発生力Fdに基づいて、自動機械を構成する各関節の駆動を制御する。具体的には、駆動制御部130は、他の運動拘束(例えば、自動機械の身体の一部に発生する力、位置、速度、加速度、外界との接触拘束、自動機械を構成する各関節の発生力、関節値、関節速度、関節加速度、可動範囲拘束など)を同時に満たす、自動機械の関節駆動方法を決定して、各関節を駆動するアクチュエーターへの指令値(例えば、関節入力トルクτ)を出力する。
The
自動機械の関節を駆動するアクチュエーターが力制御型であれば、自動機械の全身を強調させて各関節を駆動する全身協調方法として、操作空間制御を適用することができる。例えば、本出願人に既に譲渡されている特開2007−108955号公報には、操作空間制御を適用した全身協調方法について開示されている。また、関節を駆動するアクチュエーターが位置制御型であれば、全身協調方法として、一般化された逆キネマティクスを用いることができる。例えば、本出願人に既に譲渡されている特許第3972854号号公報には、一般化された逆キネマティクスを用いた全身協調方法について開示されている。本明細書では、自動機械の全身協調方法の詳細については説明を省略する。 If the actuator that drives the joint of the automatic machine is a force control type, the operation space control can be applied as a whole body cooperation method that emphasizes the whole body of the automatic machine and drives each joint. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-108955 already assigned to the present applicant discloses a whole body coordination method to which operation space control is applied. If the actuator that drives the joint is a position control type, generalized inverse kinematics can be used as the whole body coordination method. For example, Japanese Patent No. 3972854 already assigned to the present applicant discloses a whole body coordination method using generalized inverse kinematics. In this specification, description of the details of the whole body cooperation method of the automatic machine is omitted.
図3には、図2に示した制御システム100で実行される処理手順をフローチャートの形式で示している。 FIG. 3 shows a processing procedure executed by the control system 100 shown in FIG. 2 in the form of a flowchart.
最近傍点探索処理では、最近傍点探索部121が、経路計画部110で計画された経路ノード列から、現在位置に最も近いノードを探索する(ステップS31)。
In the nearest neighbor search process, the nearest
続くコントロール・ポイント列生成処理では、コントロール・ポイント列生成部122が、現在位置と、上記ステップS31で探索した現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群とを組み合わせることで、コントロール・ポイント列を生成する(ステップS32)。 In the subsequent control point sequence generation process, the control point sequence generation unit 122 combines the current position with the node group from the node closest to the current position searched in step S31 to the terminal node, thereby controlling the control point. A column is generated (step S32).
続くノット・ベクトル生成処理では、ノット・ベクトル生成部124が、上記ステップS32で決定したコントロール・ポイント列のコントロール・ポイント間距離に基づいて、上述した演算式(11)、(12)に従って、ノット・ベクトルを生成する(ステップS33)。
In the subsequent knot vector generation process, the knot
続くNURBS近似処理では、NURBS近似部125が、上記ステップS33で生成したノット・ベクトル列及び上述した内分比rに基づいて、NURBS近似曲線上の平衡点を決定する(ステップS34)。上式(9)で表わされるNURBS曲線P(t)のtに内分比rを代入することで、現在位置と最終目標位置を内分比r:1−rで内分する平衡点が算出される。
In the subsequent NURBS approximation process, the
そして、仮想バネ・ダンパ発生力決定処理では、仮想バネ・ダンパ発生力決定部126が、上記ステップS34で算出した、仮想バネ・ダンパ系の平衡点から、仮想バネ・ダンパ発生力を決定する(ステップS35)。 In the virtual spring / damper generating force determining process, the virtual spring / damper generating force determining unit 126 determines the virtual spring / damper generating force from the equilibrium point of the virtual spring / damper system calculated in step S34 ( Step S35).
図2に示した制御システム100によれば、自動機械は、複雑な経路への追従制御(移動制御)が可能になる。 According to the control system 100 shown in FIG. 2, the automatic machine can perform follow-up control (movement control) along a complicated route.
制御システム100は、例えば非特許文献3で開示されるオンライン目標位置整形をベースとするが、目標位置整形の自律系の性質を継承するため、対外乱適応能力を有する。すなわち、制御システム100は、外乱への受動性を有することにより、安全性を有する。
The control system 100 is based on the online target position shaping disclosed in, for example,
そして、制御システム100は、複雑な経路への追従制御と、対外乱適応能力という性質を両立するので、この制御システム100で制御される移動ロボットは、人間の住環境のような動的環境への適応が可能となる。 Since the control system 100 achieves both the follow-up control to the complicated path and the characteristic of adapting to the disturbance, the mobile robot controlled by the control system 100 becomes a dynamic environment such as a human living environment. Can be adapted.
また、制御システム100は、速度プロファイルを設計できるという目標位置整形の特徴を有していることから、自動機械の滑らかな動き出しを実現することができる。 Further, since the control system 100 has a target position shaping feature that a speed profile can be designed, it is possible to realize a smooth start of the automatic machine.
また、移動制御部120が自律系で構成されているので、経路の変更に柔軟且つ円滑に対応することができる。図4には、図2に示した制御システム100を適用した2次元移動ロボットの移動制御における経路変更の様子を示している。同図中、横軸が移動ロボットの前方方向距離X[m]、縦軸が移動ロボットの横方向距離Y[m]である。図示のグラフには、初回経路計画結果を表す経路ノード列を白抜き丸(○)で示し、経路変更後の経路ノード列を四角(□)で示し、経路再計画実行開始点を黒丸(●)で示している。また、目標位置整形により得られた目標位置xdの軌跡を点線で示し、ロボット移動位置軌跡を実線で示している。経路計画部110と移動制御部120の動作周期の相違に起因して、経路再計画時で多少経路から外れるが、そのずれはごく微小であり問題はない。すなわち、移動制御部120が経路の変更に柔軟且つ円滑に対応していることを確認することができる。 Moreover, since the movement control part 120 is comprised by the autonomous system, it can respond to the change of a path | route flexibly and smoothly. FIG. 4 shows how a route is changed in the movement control of the two-dimensional mobile robot to which the control system 100 shown in FIG. 2 is applied. In the figure, the horizontal axis represents the forward distance X [m] of the mobile robot, and the vertical axis represents the lateral distance Y [m] of the mobile robot. In the graph shown in the figure, the route node sequence indicating the initial route plan result is indicated by a white circle (◯), the route node sequence after the route change is indicated by a square (□), and the route replanning execution start point is indicated by a black circle (●). ). Further, the locus of the target position xd obtained by the target position shaping is indicated by a dotted line, and the robot movement position locus is indicated by a solid line. Due to the difference in operation cycle between the route planning unit 110 and the movement control unit 120, the route is slightly deviated at the time of route re-planning, but the deviation is very small and there is no problem. That is, it can be confirmed that the movement control unit 120 responds flexibly and smoothly to the change of the route.
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。 The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention.
本発明の適用範囲は特定の次元に限定されないので、マニピュレーターのリーチングや、移動ロボットの移動制御など、さまざまな自動機械の移動制御ら適用することが可能であり、自動機械のさまざまなタスクの実行を補助することができる。 Since the scope of the present invention is not limited to a specific dimension, it can be applied to the movement control of various automatic machines such as manipulator leaching and mobile robot movement control, and execute various tasks of automatic machines. Can assist.
また、本明細書では、コントロール・ポイント列の近傍を通過するパラメトリック曲線としてNURBS曲線を生成する実施形態を中心に説明してきたが、Bezier曲線やFerguson曲線を含む多項式曲線など、他のパラメトリック曲線を適用することも可能である。Bezier曲線やFerguson曲線を含む多項式曲線では、複数のセグメントをつなぎ合わせて1つの曲線を生成することから、セグメント内での連続性が保証されないという欠点があるが、非特許文献3で開示されるオンライン目標位置整形をベースとし、目標位置整形の自律系の性質を継承して対外乱適応能力を有するといった、同様の効果を得ることができる。
In the present specification, the NURBS curve is generated mainly as a parametric curve passing through the vicinity of the control point sequence. However, other parametric curves such as a Bezier curve and a polynomial curve including a Ferguson curve are used. It is also possible to apply. A polynomial curve including a Bezier curve and a Ferguson curve generates a single curve by connecting a plurality of segments. Therefore, there is a drawback that continuity within a segment is not guaranteed, but it is disclosed in
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。 In short, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the description of the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims should be taken into consideration.
100…制御システム
110…経路計画部
120…移動制御部
121…最近傍通過点探索部
122…コントロール・ポイント列生成部
123…平衡点生成部
124…ノット・ベクトル生成部
125…NURBS近似部
126…仮想バネ・ダンパ発生力決定部
130…駆動制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Control system 110 ... Path planning part 120 ...
Claims (7)
前記経路ノード列から前記現在位置に最も近いノードを探索し、前記自動機械の現在位置と、前記経路ノード列のうち前記現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群を併せたコントロール・ポイント列を生成し、前記コントロール・ポイントの近傍を通過するパラメトリック曲線を生成し、前記パラメトリック曲線上の前記現在位置と終端ノードの間を内分比r:1−rで内分する平衡点として算出し、前記現在位置と前記平衡点の間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力を決定する移動制御部と、
前記仮想バネ・ダンパ発生力に基づいて、前記自動機械を構成する各関節の駆動を制御する駆動制御部と、
を具備する、自動機械の移動制御装置。 In an environment where an obstacle exists, a route avoiding the penetration of the automatic machine and the obstacle is planned for the automatic machine to move from the current position of the automatic machine to the final target position. A route planning unit that outputs a route node sequence composed of nodes of
A control point that searches for a node closest to the current position from the path node sequence and combines a current position of the automatic machine and a node group from the node closest to the current position to the terminal node in the path node sequence. A column is generated, a parametric curve passing through the vicinity of the control point is generated, and the current point on the parametric curve and the end node are calculated as an equilibrium point that internally divides with an internal ratio r: 1-r. A movement control unit for determining a virtual spring / damper generating force generated in a virtual spring / damper system connecting the current position and the equilibrium point;
A drive control unit for controlling the drive of each joint constituting the automatic machine based on the virtual spring / damper generating force;
An automatic machine movement control device comprising:
請求項1に記載の移動制御装置。 The path planning unit executes a multi-mass system dynamics simulation with the trajectory discovered by RRT (Rapidly-Expanding Random Trees) as an initial condition, and further with each passing point on the trajectory as a mass point, to smooth the trajectory, Planning a route that satisfies at least one of the optimization and avoiding infiltration with obstacles, and outputting a route node sequence,
The movement control device according to claim 1.
請求項1に記載の移動制御装置。 The path planning unit builds a multi-rigid system dynamics model with a rigid body with an appropriate initial posture assigned to each passing point on the trajectory, with the trajectory found by RRT as an initial condition, and performs a multi-rigid system dynamics simulation. Executing a route that satisfies at least one of the requirements of smoothing, optimizing the trajectory and avoiding infiltration with obstacles, and outputting a route node sequence;
The movement control device according to claim 1.
請求項1に記載の移動制御装置。 The movement control unit generates a NURBS curve passing through the vicinity of the generated control point sequence, and internally divides between the current position on the NURBS curve and a terminal node at an internal ratio r: 1-r. Calculating a virtual spring / damper generating force generated in a virtual spring / damper system connecting between the current position and the equilibrium point;
The movement control device according to claim 1.
請求項1に記載の移動制御装置。 The drive control unit includes force generated on a part of the body of the automatic machine, position, speed, acceleration, contact restriction with the outside world, generated force of each joint constituting the automatic machine, joint value, joint speed, joint acceleration, Determine the joint drive method of the automatic machine that satisfies the movable range constraint at the same time, and output the command value to the actuator that drives each joint.
The movement control device according to claim 1.
前記経路ノード列から前記現在位置に最も近いノードを探索する最近傍点探索ステップと、
前記自動機械の現在位置と、前記経路ノード列のうち前記現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群を併せたコントロール・ポイント列を生成するコントロール・ポイント列生成ステップと、
前記コントロール・ポイントの近傍を通過するパラメトリック曲線を生成し、前記パラメトリック曲線上の前記現在位置と終端ノードの間を内分比r:1−rで内分する平衡点を生成する平衡点生成ステップと、
前記現在位置と前記平衡点の間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力を決定する仮想バネ・ダンパ発生力決定ステップと、
前記仮想バネ・ダンパ発生力に基づいて、前記自動機械を構成する各関節の駆動を制御する駆動制御ステップと、
を有する、自動機械の移動制御方法。 In an environment where an obstacle exists, a route avoiding the penetration of the automatic machine and the obstacle is planned for the automatic machine to move from the current position of the automatic machine to the final target position. A route planning step for outputting a route node sequence composed of nodes of
A nearest neighbor search step for searching for a node closest to the current position from the path node sequence;
A control point sequence generating step for generating a control point sequence combining a current position of the automatic machine and a node group from a node closest to the current position to a terminal node in the path node sequence;
An equilibrium point generation step of generating a parametric curve that passes in the vicinity of the control point and generating an equilibrium point that internally divides between the current position on the parametric curve and a terminal node at an internal ratio r: 1-r. When,
A virtual spring / damper generating force determining step for determining a virtual spring / damper generating force generated in a virtual spring / damper system connecting the current position and the equilibrium point;
A drive control step for controlling the drive of each joint constituting the automatic machine based on the virtual spring / damper generating force;
An automatic machine movement control method comprising:
前記経路ノード列から前記現在位置に最も近いノードを探索し、前記自動機械の現在位置と、前記経路ノード列のうち前記現在位置に最も近いノードから終端ノードまでのノード群を併せたコントロール・ポイント列を生成し、前記コントロール・ポイントの近傍を通過するパラメトリック曲線を生成し、前記パラメトリック曲線上の前記現在位置と終端ノードの間を内分比r:1−rで内分する平衡点として算出し、前記現在位置と前記平衡点の間を接続する仮想バネ・ダンパ系に発生する仮想バネ・ダンパ発生力を決定する移動制御部、
前記仮想バネ・ダンパ発生力に基づいて、前記自動機械を構成する各関節の駆動を制御する駆動制御部、
としてコンピューターを機能させ、自動機械の移動制御を行なうための処理を前記コンピューター上で実行させるようにコンピューター可読形式で記述されたコンピューター・プログラム。
In an environment where an obstacle exists, a route avoiding the penetration of the automatic machine and the obstacle is planned for the automatic machine to move from the current position of the automatic machine to the final target position. A route planning unit that outputs a route node sequence composed of nodes of
A control point that searches for a node closest to the current position from the path node sequence and combines a current position of the automatic machine and a node group from the node closest to the current position to the terminal node in the path node sequence. A column is generated, a parametric curve passing through the vicinity of the control point is generated, and the current point on the parametric curve and the end node are calculated as an equilibrium point that internally divides with an internal ratio r: 1-r. A movement control unit for determining a virtual spring / damper generating force generated in a virtual spring / damper system connecting between the current position and the equilibrium point;
A drive control unit for controlling the drive of each joint constituting the automatic machine based on the virtual spring / damper generating force;
A computer program written in a computer-readable format so that the computer functions as a computer and performs a process for controlling the movement of an automatic machine on the computer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011020512A JP2012157955A (en) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Device and method for controlling movement, and computer program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011020512A JP2012157955A (en) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Device and method for controlling movement, and computer program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012157955A true JP2012157955A (en) | 2012-08-23 |
Family
ID=46838923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011020512A Withdrawn JP2012157955A (en) | 2011-02-02 | 2011-02-02 | Device and method for controlling movement, and computer program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012157955A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107643684A (en) * | 2017-08-10 | 2018-01-30 | 国家电网公司 | A kind of valve flow function optimization method and device |
JP2018522356A (en) * | 2015-07-28 | 2018-08-09 | ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミシガンThe Regents Of The University Of Michigan | Use of filtered basis splines to compensate for servo-induced motion errors |
JP2020011328A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | ファナック株式会社 | Automatic route generating device |
CN111596543A (en) * | 2020-06-10 | 2020-08-28 | 嘉兴市像景智能装备有限公司 | Method for rapidly planning 6-order S-shaped motion curve |
JP2020134409A (en) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 三菱重工業株式会社 | Route search program, device for searching for route, and method for searching for route |
CN113074734A (en) * | 2021-03-23 | 2021-07-06 | 北京三快在线科技有限公司 | Trajectory planning method and device, storage medium and electronic equipment |
CN117075617A (en) * | 2023-10-12 | 2023-11-17 | 北京航空航天大学杭州创新研究院 | Robot track planning method and device, storage medium and electronic equipment |
-
2011
- 2011-02-02 JP JP2011020512A patent/JP2012157955A/en not_active Withdrawn
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018522356A (en) * | 2015-07-28 | 2018-08-09 | ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミシガンThe Regents Of The University Of Michigan | Use of filtered basis splines to compensate for servo-induced motion errors |
CN107643684B (en) * | 2017-08-10 | 2021-01-01 | 国家电网公司 | Valve flow function optimization method and device |
CN107643684A (en) * | 2017-08-10 | 2018-01-30 | 国家电网公司 | A kind of valve flow function optimization method and device |
JP2020011328A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | ファナック株式会社 | Automatic route generating device |
US11433537B2 (en) | 2018-07-17 | 2022-09-06 | Fanuc Corporation | Automatic path generation device |
JP2020134409A (en) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | 三菱重工業株式会社 | Route search program, device for searching for route, and method for searching for route |
JP7250564B2 (en) | 2019-02-22 | 2023-04-03 | 三菱重工業株式会社 | Route search program, route search device and route search method |
CN111596543B (en) * | 2020-06-10 | 2023-10-13 | 嘉兴市像景智能装备有限公司 | Method for rapidly planning 6-order S-shaped motion curve |
CN111596543A (en) * | 2020-06-10 | 2020-08-28 | 嘉兴市像景智能装备有限公司 | Method for rapidly planning 6-order S-shaped motion curve |
CN113074734A (en) * | 2021-03-23 | 2021-07-06 | 北京三快在线科技有限公司 | Trajectory planning method and device, storage medium and electronic equipment |
CN113074734B (en) * | 2021-03-23 | 2023-05-30 | 北京三快在线科技有限公司 | Track planning method and device, storage medium and electronic equipment |
CN117075617A (en) * | 2023-10-12 | 2023-11-17 | 北京航空航天大学杭州创新研究院 | Robot track planning method and device, storage medium and electronic equipment |
CN117075617B (en) * | 2023-10-12 | 2024-01-26 | 北京航空航天大学杭州创新研究院 | Robot track planning method and device, storage medium and electronic equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012157955A (en) | Device and method for controlling movement, and computer program | |
JP2009211571A (en) | Course planning device, course planning method, and computer program | |
Petrič et al. | Smooth continuous transition between tasks on a kinematic control level: Obstacle avoidance as a control problem | |
US10350756B2 (en) | Method of automatically avoiding obstacle for arm robot and control device | |
Sadrfaridpour et al. | An integrated framework for human-robot collaborative assembly in hybrid manufacturing cells | |
CN108241339A (en) | The movement solution of apery mechanical arm and configuration control method | |
Kabir et al. | Generation of synchronized configuration space trajectories of multi-robot systems | |
JP2013504447A (en) | Robot apparatus for implementing collision avoidance scheme and related method | |
KR102030141B1 (en) | Method and system for controlling elbow of robot | |
CN108582071A (en) | A kind of method of industrial robot programming route diagnosis and speed-optimization | |
CN115666870A (en) | Device and method for planning contact interaction trajectory | |
JP2016198873A (en) | Optimum control device, optimum control method, and optimum control program | |
Pimentel et al. | Performance evaluation of ROS local trajectory planning algorithms to social navigation | |
JP2020049554A (en) | Track formation method, track formation device, and robot system | |
Uddin et al. | Projected predictive Energy-Bounding Approach for multiple degree-of-freedom haptic teleoperation | |
Gäbert et al. | Generation of human-like arm motions using sampling-based motion planning | |
CN107553485A (en) | The generation method of dynamic virtual fixture in a kind of interactive process | |
Qi et al. | Proposal of helical wave propagate motion for a snake robot to across a branch on a pipe | |
Ostanin et al. | Programming by Demonstration Using Two-Step Optimization for Industrial Robot. | |
JP7060700B2 (en) | Coordination system, handling equipment and method | |
Jeevamalar et al. | Optimal trajectory planning for autonomous robots-A review | |
Kryczka et al. | Towards dynamically consistent real-time gait pattern generation for full-size humanoid robots | |
KR102079122B1 (en) | Control framework based on dynamic simulation for robot | |
Qian et al. | Path planning approach for redundant manipulator based on Jacobian pseudoinverse-RRT algorithm | |
JP2021175595A (en) | Simulator, robot teaching device, robot system, simulation method, program, and recording medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140513 |