[发明专利]轨道生成装置、移动体、轨道生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生成诸如机器人的移动体的轨道的轨道生成装置、一种移动体和一种轨道生成方法。

背景技术

通常，机器人臂的轨道生成例如是存在数学方面的困难的、大约6到20维的搜索问题。特别地，为在家庭环境中使用设计的机器人的运动计划是复杂的，并且因为环境总是在改变中，所以运动计划变得更加困难。

为了解决这个问题，已知一种轨道生成方法，其中从作为已知状态注册树的树枝注册的状态选择距目标状态距离最小的状态并且从选择的状态计算轨道(见日本专利申请公报No.2011-161624(JP2011-161624A))。

发明内容

然而，在日本专利申请公报No.2011-161624(JP2011-161624A)中公开的轨道生成方法存在的问题之一在于，当轨道并不对应于任何已知模式时，在某些情形中注册信息不能被有效率地利用，结果轨道不能有效率地生成。

本发明提供一种更加有效率地生成移动体的轨道的轨道生成装置、一种移动体和一种轨道生成方法。

本发明的第一方面是一种轨道生成装置，其特征在于包括存储多条轨道的存储单元；从存储在存储单元中的该多条轨道获取对应于与当前环境类似的环境的轨道的轨道获取单元；和在由轨道获取单元获取的轨道中计算存在于移动体移动区域中的最长轨道部分，并且通过分别地将所计算的最长轨道部分的两端连接到预定起点和预定终点而生成轨道的轨道生成单元。在这个方面，轨道生成单元可以计算存在于排除障碍物区域的移动体移动区域中并且满足预定限制条件的最长轨道部分，使用快速探索随机树(RRT)方法分别地将从预定起点延伸的一个分支以及从预定终点延伸的另一个分枝连接到所计算的最长轨道部分的两端，并且通过平滑化所连接的轨道而生成最终形式的轨道。在这个方面，存储单元可以存储轨道和轨道的评价，并且轨道获取单元可以从存储在存储单元中的该多条轨道获取对应于与当前环境类似的环境并且得到高度评价的轨道。在这个方面，轨道生成单元可以在由轨道获取单元获取的多条轨道中的每一个中计算存在于移动体移动区域中的最长轨道部分，通过将所计算的最长轨道部分的两端连接到预定起点和预定终点而为该多条所获取的轨道中的每一条各一条地生成轨道，评价所生成的轨道中的每一条，并且基于轨道的评价确定最终轨道。在这个方面，评价可以包括路径长度评价、距障碍物的距离的评价、运动时消耗能量评价，和用户感受性评价中的至少一项。在这个方面，一种包括轨道生成装置的移动体是可能的，其中该移动体基于由轨道生成装置生成的轨道移动。在另一方面，本发明的另一个方面是一种轨道生成方法，其特征在于包括从存储在存储单元中的多条轨道获取对应于与当前环境类似的环境的轨道；并且在所获取的轨道中计算存在于移动体移动区域中的最长轨道部分，并且通过分别地将所计算的最长轨道部分的两端连接到预定起点和预定终点而生成轨道。

本发明能够提供一种更加有效率地生成移动体的轨道的轨道生成装置、一种移动体，和一种轨道生成方法。

附图简要说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：

图1是示出在本发明的一个实施例中的轨道生成装置的总体系统配置的框图；

图2是示出用于从轨道数据库选择其运动计划输入类似于所要解决的臂运动计划问题的运动计划输入并且其运动计划输出的评价为高的轨道的方法的流程图；

图3A是示出根据DBiRRT方法的轨道生成方法的示意图；

图3B是示出根据DBiRRT方法的轨道生成方法的示意图；

图3C是示出根据DBiRRT方法的轨道生成方法的示意图；

图4A是示出根据DBiRRT方法的轨道生成方法的示意图；

图4B是示出根据DBiRRT方法的轨道生成方法的示意图；并且

图4C是示出根据DBiRRT方法的轨道生成方法的示意图。

具体实施方式

以下参考附图描述本发明的一个实施例。图1是示出在本发明的一个实施例中轨道生成装置的总体系统配置的框图。在该实施例中，生成诸如机器人或者机器人臂的移动体的轨道的轨道生成装置1被安装在移动体上。诸如机器人的移动体根据由轨道生成装置1生成的轨道移动。

轨道生成装置1包括预先存储多条轨道的轨道数据库2、从轨道数据库2获取基准轨道的基准轨道获取单元3，和基于获取的基准轨道生成轨道的差分运动生成单元4。