一种轨道生成装置包括：存储单元，其存储多条轨道；轨道获取单元，其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；和轨道生成单元，其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来生成轨道。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种轨道生成装置包括：存储单元，其存储多条轨道；轨道获取单元，其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；和轨道生成单元，其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来生成轨道。【专利说明】
本专利技术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。
技术介绍
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 N0.2011-161624 (JP2011-161624A))。
技术实现思路
然而，在日本专利申请公报N0.2011-161624 (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。本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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专利技术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是示出在本专利技术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专利技术的一个实施例。图1是示出在本专利技术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I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I生成的轨道移动。轨道生成装置I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。轨道生成装置I的硬件主要地由微型计算机配置。微型计算机包括执行控制处理和操作处理的中央处理单元(CPU)、存储由CPU执行的控制程序和操作程序的只读存储器(ROM)，和暂时地存储将被处理的数据的随机访问存储器(RAM)。CPU、ROM和RAM被数据总线相互连接。作为存储单元的一个实例的轨道数据库2由上述ROM或者RAM配置。轨道数据库2存储多条轨道，每一条轨道以在用于机器人的臂运动计划问题的运动计划输入、运动计划输出和运动计划输出的评价之间的对应的形式表示。臂运动计划问题指的是接收诸如对于机器人执行期望运动必要的环境信息、机器人模型、限制条件和基本计划条件的输入(运动计划输入)，并且计算与对于实际机器人运动必要的关节角有关的时间序列数据(运动计划输出)的问题。环境信息是基于模型的信息、基于实际数据的信息，或者这两个类型的信息的组合。基于模型的信息指的是能够通过绘图而预先清楚地识别形状所依据的信息，例如有关位置/姿势和物体类型的数据。基于实际数据的信息指的是其中由3D传感器获得的体素被用作环境数据的信息。上述机器人模型包括运动学信息(关节位置关系、轴向方向)、几何信息(机器人形状等)和动力学信息(重量、最大扭矩等)。上述限制条件包括抓持物(在计划中抓持的物体)、倾斜限制(用于抓持抓持物的手的定向)、输出扭矩(马达的最大输出扭矩)，和机器人位置/姿势(在环境中机器人的位置和姿势)。基本计划条件包括初始关节角、最终关节角，和机器人位置/姿势。作为与对于机器人实际移动来说必要的关节角有关的时间序列数据的运动计划输出由以下给出的表达式(I)表达。Θ e Rn表达式(I)Θ = 在以上给出的表达式⑴中，Θ是关节角矢量，η是关节的数目，Θ是臂轨道，t是时间，并且m是轨道的数目。每次执行臂运动计划时(每次解决臂运动问题时)，在对于臂运动计划问题的运动计划输入、运动计划输出和运动计划输出的评价之间的对应都自动地或者由用户存储在轨道数据库2中。 作为轨道获取单元的一个实例的基准轨道获取单元3，从存储在轨道数据库2中的多条轨道获取对应于与当前环境类似的环境的轨道。例如，作为所要解决的臂运动计划问题的初始值，基准轨道获取单元3从轨道数据库2选择一条轨道。在此情形中选择的轨道是其运动计划输入(例如，当前环境诸如机器人的位置/姿势、物体类型和物体位置)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得到高度评价的轨道。基准轨道获取单元3作为基准轨道向差分运动生成单元4输出选择的轨道。如上所述，当其环境类似于当前环境并且其输出得到高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轨道生成装置，其特征在于包括：存储单元，所述存储单元存储多条轨道；轨道获取单元，所述轨道获取单元从存储在所述存储单元中的所述多条轨道获取对应于与当前环境类似的环境的轨道；和轨道生成单元，所述轨道生成单元在由所述轨道获取单元获取的所述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来生成轨道。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：寺田耕志，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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