專利名稱：移動路徑搜索裝置及移動路徑搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于直接指導(dǎo)來搜索可動機(jī)器人的可動部的移動路徑的移動路徑搜索裝置及移動路徑搜索方法。
背景技術(shù)：
提出有以下的技術(shù)指導(dǎo)者直接調(diào)動可動機(jī)器人來進(jìn)行指導(dǎo)動作的直接指導(dǎo)(以下，稱為“直接調(diào)整”)時，自動取得可動機(jī)器人的可動部可移動的三維空間(以下，適宜地僅稱為“可移動空間”)。并且，利用這樣被自動取得的可移動空間，嘗試自動搜索自動動作時的最適路徑的方法。例如，在非專利文獻(xiàn)I所示出的技術(shù)中，在直接調(diào)整時機(jī)器人時自動取得可移動的空間，作為最合適路徑的搜索空間來利用。
圖32是示出以往的可移動的空間取得處理和最適路徑搜索處理的概要的圖。在非專利文獻(xiàn)I中，指導(dǎo)者201利用被組裝于可動機(jī)器人202前端的力傳感器，通過直接調(diào)整來指導(dǎo)動作。通過加上直接調(diào)整中可動機(jī)器人202自身占有的空間，從而確定可移動的空間203。并且，在被確定的可移動空間203中，能夠搜索2點(diǎn)間的移動路徑204?？傊?，可移動空間203作為搜索空間而被利用?？蓜訖C(jī)器人202通過按照這樣所搜索的移動路徑204來進(jìn)行動作，從而能夠與障礙物沒有干擾地自動作業(yè)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I :前田他“使用掃過空間的產(chǎn)業(yè)用操縱器的指導(dǎo)”，日本機(jī)械學(xué)會論文集(C編輯)，74卷737號(2008 — I)然而，在非專利文獻(xiàn)I方法中，所確定的可移動空間的容積往往比實(shí)際可動機(jī)器人可移動的空間的容積小。因此，存在以下問題將該可移動空間作為搜索空間來利用被搜索的移動路徑的最適應(yīng)性低。為了得到充分的容積的可移動空間，指導(dǎo)者必須對擴(kuò)展已經(jīng)被確定了的可移動空間的動作進(jìn)行進(jìn)一步指導(dǎo)。但是，指導(dǎo)者難于知道指導(dǎo)怎樣的動作能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。因此，存在指導(dǎo)者反復(fù)進(jìn)行試行錯誤的指導(dǎo)，而使指導(dǎo)的成本的增加這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是考慮了上述課題而完成的，其目的是提供如下的移動路徑搜索裝置及移動路徑搜索方法在基于多次直接指導(dǎo)來取得可移動空間的情況下，能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。為了解決所述以往的課題，本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置，具有第一空間確定部，在指導(dǎo)者直接調(diào)動可動機(jī)器人來指導(dǎo)動作的多次直接指導(dǎo)的每一次中，將可動機(jī)器人的可動部在直接指導(dǎo)中掃過的三維空間確定為第一空間；空間差分計算部，將在由所述多次直接指導(dǎo)中的一次直接指導(dǎo)所確定的第一空間中的、與由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行了的直接指導(dǎo)所確定的第一空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間；反饋部，向所述指導(dǎo)者通知有關(guān)所述第一差分空間的信息；以及路徑搜索部，在所述多次直接指導(dǎo)結(jié)束后，在由所述多次直接指導(dǎo)所確定的多個第一空間被合成而得到的第一可移動空間內(nèi)搜索所述可動部的移動路徑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠向指導(dǎo)者通知有關(guān)第一差分空間的信息，該第一差分空間為在多次直接指導(dǎo)中的一個直接指導(dǎo)所確定的第一空間中的、與由該一個直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第一空間不重復(fù)的第一差分空間。因此，指導(dǎo)者能夠參考被通知的信息， 進(jìn)行下一次直接指導(dǎo)。其結(jié)果，在基于多次的直接指導(dǎo)取得可移動空間的情況下，在多次的直接指導(dǎo)中能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。根據(jù)本發(fā)明，在基于多次的直接指導(dǎo)而取得可移動空間的情況下，因?yàn)槟軌驅(qū)⒍啻蔚闹苯又笇?dǎo)中的一次直接指導(dǎo)所確定的空間中的、與該一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的空間不重復(fù)的空間所涉及的信息通知指導(dǎo)者，所以能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。


圖I是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置的基本的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置的利用場面的圖。圖3是用于說明表現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式I的可移動空間的體元的圖。圖4是在本發(fā)明的實(shí)施方式I的可動機(jī)器人的外觀圖。圖5是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索處理的流程的流程圖。圖6是用于說明在本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動空間確定部的內(nèi)部判斷處理的圖。圖7是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式I的第I次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的一個例子的圖。圖8是示出構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式I的第I次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的體元的集合的圖。圖9是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式I的第2次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的一個例子的圖。圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的到第2次之前的直接調(diào)整所確定的構(gòu)成機(jī)器人移動空間的體元的集合的圖。圖11是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式I的反饋信息的通知方法的一個例子的圖。圖12是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式I的反饋信息的通知方法的另外一個例子的圖。圖13是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式I的第3次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的一個例子的圖。圖14是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的到第3次直接調(diào)整所確定的構(gòu)成機(jī)器人移動空間的體元的集合的圖。圖15是用于說明在本發(fā)明的實(shí)施方式I的搜索條件的一個例子的圖。圖16是示出由本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置所搜索的移動路徑的一個例子的圖。圖17是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動路徑搜索裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖18是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動路徑搜索裝置的利用場面的圖。
圖19是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動路徑搜索處理的流程圖。圖20是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動空間確定部的內(nèi)部判斷處理的圖。圖21是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫保持的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)的一個例子的圖。圖22是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式2的人占有空間確定部的內(nèi)部判斷處理的圖。圖23是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動空間確定部所確定的機(jī)器人移動空間的一個例子的圖。圖24是用于表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的人占有空間確定部所確定的人占有空間 的一個例子的圖。圖25是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的第I 3次的直接調(diào)整所確定的構(gòu)成第一可移動空間和第二可移動空間的體元的集合的圖。圖26是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的反饋信息的通知方法的一個例子的圖。圖27是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的移動路徑搜索裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖28是用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式4的指導(dǎo)者的指導(dǎo)姿勢的圖。圖29是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的移動路徑搜索處理的流程圖。圖30是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖31是本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的可移動空間輸出裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖32是示出以往的可移動空間取得處理和最適路徑搜索處理概要的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置，一種移動路徑搜索裝置，具有第一空間確定部，在指導(dǎo)者直接調(diào)動可動機(jī)器人來指導(dǎo)動作的多次直接指導(dǎo)的每一次中，將可動機(jī)器人的可動部在直接指導(dǎo)中掃過的三維空間確定為第一空間；空間差分計算部，將在所述多次直接指導(dǎo)中的一次直接指導(dǎo)所確定的第一空間中的、與由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行了的直接指導(dǎo)所確定的第一空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間；反饋部，向所述指導(dǎo)者通知有關(guān)所述第一差分空間的信息；以及路徑搜索部，在所述多次直接指導(dǎo)結(jié)束后，在由所述多次直接指導(dǎo)所確定的多個第一空間被合成而得到的第一可移動空間內(nèi)搜索所述可動部的移動路徑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠向指導(dǎo)者通知有關(guān)第一差分空間的信息，該第一差分空間為在多次直接指導(dǎo)中的一個直接指導(dǎo)所確定的第一空間中的、與由該一個直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第一空間不重復(fù)的第一差分空間。因此，指導(dǎo)者能夠參考被通知的信息來進(jìn)行下一次直接指導(dǎo)。其結(jié)果，在基于多次直接指導(dǎo)取得可移動空間的情況下，在多次直接指導(dǎo)中能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。另外，所述反饋部優(yōu)選將所述第一差分空間和由所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第一空間的體積比作為有關(guān)所述第一差分空間的信息進(jìn)行通知。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠向指導(dǎo)者通知由一次直接指導(dǎo)所計算出的第一的差分空間和該一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第一的空間的體積比。總之，能夠向指導(dǎo)者通知一次直接指導(dǎo)所致的可移動空間的增長率。因此，指導(dǎo)者能夠知道一次直接指導(dǎo)對可移動空間的擴(kuò)展做了哪些貢獻(xiàn)。其結(jié)果，能夠在多次直接指導(dǎo)中有效地擴(kuò)展可移動空間。另外，所述第一空間確定部優(yōu)選將分割三維空間的多個的體元中的、在直接指導(dǎo)中的各定時由所述可動機(jī)器人內(nèi)部所包含的體元的集合所構(gòu)成的空間，確定為所述第一空間；所述反饋部將構(gòu)成所述第一差分空間的體元的數(shù)量、和構(gòu)成由在所述一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第一空間的體元的數(shù)量之比，作為所述體積比進(jìn)行通知。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠利用在確定第一空間時所利用的體元數(shù)量來通知體積比，并能夠降低用于得到體積比的處理負(fù)荷。另外，優(yōu)選還具有第二空間確定部，在所述多次直接指導(dǎo)的每一次中，將所述指導(dǎo)者的身體的至少一部分在直接指導(dǎo)中掃過的三維空間確定為第二空間；以及空間合成部，對由多次直接指導(dǎo)所確定了的多個第一空間被合成而得到的第一可移動空間、與由所述多次直接指導(dǎo)所確定了的多個第二空間被合成而得到的第二可移動空間進(jìn)行合成，所述空間差分計算部，進(jìn)一步將所述一次直接指導(dǎo)所確定了的第二空間中的、與由在所述一次 直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定了的第二空間不重復(fù)的空間計算為第二差分空間，所述反饋部進(jìn)一步向所述指導(dǎo)者通知有關(guān)所述第二差分空間的信息，所述路徑搜索部，在由所述空間合成部所合成的空間內(nèi)，搜索所述可動部的移動路徑，以代替所述第一可移動空間內(nèi)的搜索。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用第一空間和第二空間能夠得到可移動空間，能夠的到可移動空間，該第一空間為在直接指導(dǎo)中可動機(jī)器人掃過的空間，該第二空間為指導(dǎo)者的身體的至少一部掃過的空間?？傊?，能夠?qū)⒃谥苯又笇?dǎo)中可動機(jī)器人未掃過的空間也加到可移動空間中。因此，因?yàn)槟艿玫脚c僅將可動機(jī)器人掃描的空間作為可移動空間的情況相比擴(kuò)展的可移動空間，所以可搜索更最合適的移動路徑。另外，能夠?qū)⒌诙罘挚臻g相關(guān)的信息與第一差分空間相關(guān)的信息分別通知指導(dǎo)者，該第二差分空間為在由一個直接指導(dǎo)所確定的第二空間中的、該一個直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第二空間不重復(fù)的差分空間。因此，指導(dǎo)者為了在下一次直接指導(dǎo)中有效地擴(kuò)展可移動空間，例如，能夠知道對可動機(jī)器人的可動部及指導(dǎo)者的身體的哪部分的移動路徑改善即可。其結(jié)果，能夠在多次的直接指導(dǎo)中有效地擴(kuò)展可移動空間。還有，所述反饋部優(yōu)選將所述第二的差分空間和此前的一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第二空間的體積比，作為與所述第二差分空間有關(guān)的信息來進(jìn)行通知。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠向指導(dǎo)者能通知一次直接指導(dǎo)所算出的第二差分空間和該一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第二空間的體積比。總之，能夠向指導(dǎo)者通知一次直接指導(dǎo)所致的可移動空間的增長率。因此，指導(dǎo)者能夠明白一次直接指導(dǎo)對可移動空間的擴(kuò)展做了哪些貢獻(xiàn)。其結(jié)果，能夠在多次直接指導(dǎo)中有效地擴(kuò)展可移動空間。另外，所述第二空間確定部優(yōu)選在直接指導(dǎo)中的各定時，將在分割三維空間的多個的體元中的、由所述指導(dǎo)者的身體的至少一部分內(nèi)部所包含的體元的集合所構(gòu)成的空間，確定為所述第二空間，所述反饋部將構(gòu)成所述第二差分空間的體元的數(shù)量、和構(gòu)成由在所述一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第二空間的體元的數(shù)量之比，作為所述體積比進(jìn)行通知。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠利用確定第二空間時所利用的體元數(shù)量來通知體積比，并能夠降低用于得到體積比的處理負(fù)荷。
另外，所述反饋部優(yōu)選基于所述第一差分空間和所述第二差分空間的比較結(jié)果，對有關(guān)所述第一差分空間的信息和有關(guān)所述第二差分空間的信息的一方進(jìn)行通知。具體地說，所述反饋部優(yōu)選在所述第一差分空間比所述第二差分空間小時通知有關(guān)所述第一差分空間的信息，在所述第二差分空間比所述第一差分空間小時，通知有關(guān)所述第二的差分空間的信息。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)χ笇?dǎo)者通知可動機(jī)器人掃過的空間和指導(dǎo)者掃過的空間中的、對可移動空間的擴(kuò)展貢獻(xiàn)小的一方相關(guān)的信息。因此，能夠在多次直接指導(dǎo)中有效地擴(kuò)展可移動空間。另外，進(jìn)一步還具有姿勢差分計算部，對示出所述一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)開始時的所述指導(dǎo)者的姿勢的值、與示出所述一次直接指導(dǎo)開始時的所述指導(dǎo)者的姿勢的值的差分進(jìn)行計算，所述反饋部進(jìn)一步在開始所述一次直接指導(dǎo)時，進(jìn)一步基于所計算的差分向所述指導(dǎo)者通知與所述姿勢相關(guān)的信息。具體地說，所述可動機(jī)器人為了所述多次直接指導(dǎo)，具有所述指導(dǎo)者把持的把持部，所述指導(dǎo)者的姿勢優(yōu)選從所述把持部看的所述指導(dǎo)者的肘的方向。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒁淮沃苯又笇?dǎo)之前緊挨著所進(jìn)行的直接指導(dǎo)時的姿勢、和此后所進(jìn)行的一次直接指導(dǎo)時的姿勢的差異通知指導(dǎo)者。因此，指導(dǎo)者在一次直接指導(dǎo)中，能夠根據(jù)在一次直接指導(dǎo)前緊挨著所進(jìn)行直接指導(dǎo)時的姿勢變更姿勢。其結(jié)果，在多次直接指導(dǎo)中，能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。另外，表示所述姿勢的值包含第一值和第二值，所述第一值示出在與所述把持部的軸垂直的平面上的所述肘的方向的角度，所述第二值示出所述肘的方向與所述平面成的角度。所述姿勢差分計算部，計算所述第一值的差分和所述第二值的差分，所述反饋部優(yōu)選基于所述第一值的差分和所述第二值的差分的比較結(jié)果，通知有關(guān)所述姿勢的信息。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可基于從把持部看時示出指導(dǎo)者的肘的方向的兩個角度與前一次的差分，對指導(dǎo)者通知更加詳細(xì)的信息。另外，所述反饋部在所述一次直接指導(dǎo)的之前緊挨著進(jìn)行的直接指導(dǎo)中，所述第二差分空間比所述第一差分空間小的情況下，優(yōu)選在所述一次直接指導(dǎo)被開始時通知有關(guān)所述姿勢的信息。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在指導(dǎo)者掃過的第二空間比可動機(jī)器人掃過的第一空間對可移動空間的擴(kuò)展貢獻(xiàn)小的情況下，能夠通知有關(guān)姿勢的信息?？傊?，在改變姿勢的必要性高時，因?yàn)槟軌蛲ㄖ嘘P(guān)身姿勢的信息，所以能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。下面對本發(fā)明的實(shí)施方式，一邊參照附圖一邊進(jìn)行說明。另外，在以下說明的實(shí)施方式，哪一個都示出本發(fā)明優(yōu)選的一個具體例子?？傊?，以下的實(shí)施方式所示出的數(shù)值、形狀、材料、結(jié)構(gòu)元件、結(jié)構(gòu)元件的配置及連接方式、步驟、步驟的順序等，主旨是本發(fā)明的一個例子，而不是對本發(fā)明的限定。基于權(quán)利要求書的記載來確定本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，在以下的各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)要素中，未被表示本發(fā)明最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求所記載的結(jié)構(gòu)元件未必是為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的課題所必需的，而是以構(gòu)成最優(yōu)選的方式的結(jié)構(gòu)元件來進(jìn)行說明。另外，在以下的實(shí)施方式中，將多次直接調(diào)整中的一次直接調(diào)整稱為此次的直接調(diào)整。另外，將一次的直接調(diào)整以前進(jìn)行的直接調(diào)整稱為到上次為止的直接調(diào)整。另外，將一次的直接調(diào)整前緊接著所進(jìn)行的直接調(diào)整，稱為上次的直接調(diào)整。(實(shí)施方式I)圖I是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置100的基本的功能結(jié)構(gòu)的框圖。如圖I所示，移動路徑搜索裝置100具有機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫101、移動空間確定部102、機(jī)器人移動空間存儲部103、空間差分計算部104、反饋部105、以及路徑搜索部106。機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫101保持著表示進(jìn)行自動作業(yè)的可動機(jī)器人302的形狀的機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)。移動空間確定部102相當(dāng)于第I空間確定部。移動空間確定部102在多次直接調(diào)整的每一次中，將可動部在直接調(diào)整中掃過的三維空間確定為第一的空間(以下，稱“機(jī)器 人移動空間”)。具體地說，移動空間確定部102基于可動機(jī)器人302的姿勢信息和機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫101所保持的機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)，在直接調(diào)整的各定時確定可動機(jī)器人302占有的三維空間。并且，移動空間確定部102通過在直接調(diào)整中的各定時合成可動機(jī)器人302占有的三維空間，從而確定機(jī)器人移動空間。機(jī)器人移動空間存儲部103管理移動空間確定部102確定的機(jī)器人移動空間。具體地說，機(jī)器人移動空間存儲部103例如在內(nèi)置的存儲器等存儲表示確定機(jī)器人移動空間的空間數(shù)據(jù)。另外，機(jī)器人移動空間存儲部103例如也可以在外部的存儲裝置存儲表示機(jī)器人移動空間的空間數(shù)據(jù)。空間差分計算部104計算第一差分空間。在這里，所謂第一差分空間是指由此次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間中的、與由到上次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間不重復(fù)的空間?？傊?，所謂第一差分空間是被重新追加到第一可移動空間的空間。反饋部105對指導(dǎo)者301通知與由空間差分計算部104所計算的第一差分空間有關(guān)的反饋信息。在本實(shí)施方式中，反饋部105將第一差分空間與到上次為止的直接調(diào)整所確定的第一空間的體積比作為與第一差分空間有關(guān)的反饋信息來進(jìn)行通知。路徑搜索部106在多次的直接調(diào)整被進(jìn)行之后，在第一的可移動空間內(nèi)，搜索可動機(jī)器人302的可動部的移動路徑。所謂第一可移動空間是對由多次直接調(diào)整所確定的多個機(jī)器人移動空間進(jìn)行合成的空間?？傊^第一可移動空間是多個的機(jī)器人移動空間的并集。換言之，所謂第一可移動空間是重疊有多個的機(jī)器人移動空間的空間。具體地說，路徑搜索部106基于被給予的搜索條件，在第一可移動空間內(nèi)能夠得到的移動路徑中搜索最適合的移動路徑?？傊?，路徑搜索部106將第一可移動空間作為搜索空間進(jìn)行利用，搜索滿足搜索條件的最適合的移動路徑。在此，搜索條件是指例如是始點(diǎn)及終點(diǎn)的位置、最適應(yīng)性的評價基準(zhǔn)(時間優(yōu)先或省電力優(yōu)先等)、或限制條件等。另外，在本實(shí)施方式中，移動路徑的搜索方法利用以往的搜索方法即可，不需要特別地限定為在移動空間內(nèi)搜索移動路徑的方法。其次，對于移動路徑搜索裝置100利用場面進(jìn)行說明。圖2是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置100的利用場面的圖。指導(dǎo)者301對可動機(jī)器人302的部分、即感知外力的部分用手施加力，并連續(xù)地指導(dǎo)可動機(jī)器人302應(yīng)該采取的姿勢。在圖2中，指導(dǎo)者301通過使可動機(jī)器人302的可動部不與障礙物306接觸的方式直接從從始點(diǎn)305移動到終點(diǎn)307，從而對可動機(jī)器人302指導(dǎo)動作。
接著，對可動機(jī)器人302的三維模型被虛擬地配置的三維空間進(jìn)行說明。三維空間的閉區(qū)域由體元(Voxel)表現(xiàn)。體元如圖3所示,將固定大小的立方體設(shè)為基本單位。距離原點(diǎn)的三維坐標(biāo)位置為(X，I, z)的體元表現(xiàn)為V (X, y, z)。各體元V (X, y, z)具有示出可動機(jī)器人302是否可移動的邏輯值M (x，y，z)。在V (x，y，z)的內(nèi)部是否具有阻礙可動機(jī)器人302移動的障礙物不明確的情況下，邏輯值M (x，y，z)如以下的式(I)所示。M (X, y, z) =false (假)式(I)另外，在V (x，y，z)的內(nèi)部不存在妨礙可動機(jī)器人302移動的障礙物、且可動機(jī)器人302能夠進(jìn)入到V (X，y，z)的情況下,邏輯值M (x, y, z)如以下的式⑵所示。M (X, y, z) =true (真)式(2)在圖3例子中，有影線的體元的邏輯值是false，沒有影線的白的體元的邏輯值是true。即，為了避開與障礙物的干涉，可動機(jī)器人302必須避開進(jìn)入影線的空間，并且在沒 有影線的空間移動。如以下的式(3)所示，可移動空間的邏輯值表現(xiàn)為true的體元的集合。U {V (x, y, z) M (x, y, z) =true}式(3)這樣，不論是否接觸到障礙物，由體元表現(xiàn)可動機(jī)器人302能夠到達(dá)的三維空間。另外，在指導(dǎo)開始前，全部的體元的邏輯值被設(shè)定為false。即，在指導(dǎo)開始前，可動機(jī)器人302可到達(dá)的全部的空間，是否可以移動是不明確的。其次，對在本實(shí)施方式的可動機(jī)器人302進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4是在本發(fā)明的實(shí)施方式I的可動機(jī)器人302外觀圖。可動機(jī)器人302例如是6軸的垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人。如圖4(a)所示，在本實(shí)施方式中，可動機(jī)器人302物理的構(gòu)造假設(shè)為R — P — P — R — P — R (R轉(zhuǎn)動，P平移)。在這里，由(JT1，JT2，JT3，JT4，JT5，JT6)表現(xiàn)6個轉(zhuǎn)動軸501 506的角度的組合。通過這6個轉(zhuǎn)動軸501 506的角度的組合，可唯一地決定可動機(jī)器人302的姿勢。另外，機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫101保持著以線段或者曲線閉區(qū)域表現(xiàn)圖4所示的機(jī)器人的形狀的機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)。因此，如果能提供(JT1，JT2，JT3，JT4，JT5，JT6)，移動空間確定部102能夠利用機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)，唯一地算出可動部508相對固定部507的三維位置。例如，如圖4(b)所示，假設(shè)在JTl=JT2=JT3=JT4=JT5=JT6=0[deg]的情況下，可動機(jī)器人302被校準(zhǔn)為直立的姿勢。此時，JT1=JT2=JT4=JT6=0 [deg]且JT3=JT5= — 90 [deg]的情況，可動機(jī)器人302成為成為如圖4(c)所示的姿勢。指導(dǎo)者301在直接調(diào)整時，通過掌握可動機(jī)器人302把持部509，對被安裝于可動機(jī)器人302內(nèi)部的力傳感器增加力，從而能夠改變可動機(jī)器人302的姿勢。另外，可動機(jī)器人302未必一定需要具有如上所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。另外，可動機(jī)器人302也可以具有R — P — P — R — P — R以外的機(jī)構(gòu)構(gòu)造的垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人?；蛘撸蓜訖C(jī)器人302也可以是水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人。另外，可動機(jī)器人302也可以是單軸機(jī)器人的組合。接著，對于如上所述構(gòu)成的移動路徑搜索裝置100的各種動作說明。圖5是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索處理的流程圖。以下，使用如下的例子進(jìn)行說明，即、指導(dǎo)者301使可動機(jī)器人302 —邊避開障礙物306 —邊從始點(diǎn)305向終點(diǎn)307移動的動作來反復(fù)進(jìn)行直接調(diào)整。指導(dǎo)者301掌握可動機(jī)器人302的把持部509同時直接調(diào)整時，表示各轉(zhuǎn)動軸的角度的值(JTI，JT2，JT3，JT4，JT5，JT6)變化，從而可動機(jī)器人302變形。此時，移動空間確定部102確定可動機(jī)器人302的可動部508占有的空間(S601)。具體地說，首先，移動空間確定部102從可動機(jī)器人302取得在一定周期T的表示可動機(jī)器人302的各轉(zhuǎn)動軸的角度的值作為姿勢信息。接著，移動空間確定部102取得被機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫101保持的機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)。并且，移動空間確定部102基于取得的姿勢信息和與機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)，進(jìn)行構(gòu)成空間的各體元是不是位于可動機(jī)器人302內(nèi)部的內(nèi)部判斷處理。內(nèi)部判斷處理是指通過已知的point in polygon test等的手法判斷構(gòu)成某體元的全部的點(diǎn)是否包含在機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)表示的閉區(qū)域中(以下，稱為“體元包含在可動機(jī)器人302內(nèi)”)。在此，體元被可動機(jī)器人302包含在內(nèi)部的情況下，移動空間確定部102判斷該體元是可動部508可移動的體元。并且，移動空間確定部102將該體元的邏輯值設(shè)為true。 另一方面，體元未被可動機(jī)器人302包含的情況下，移動空間確定部102不變更對該體元所設(shè)定的邏輯值。移動空間確定部102通過這樣的內(nèi)部判斷處理，將由邏輯值被設(shè)定true的體元的集合確定為可動機(jī)器人302可動部508占有的空間。在這里使用圖6，對于步驟S601處理更加詳細(xì)地說明。圖6是用于說明由在本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動空間確定部102的內(nèi)部判斷處理的圖。在圖6中為了使說明簡單，示出二元平面射影時的、各體元和可動機(jī)器人302—部分的位置關(guān)系。如圖6所示，被可動機(jī)器人302所包含的體元702邏輯值被設(shè)定true。SP，即使一部分位于可動機(jī)器人302外側(cè)，也不改變體元701邏輯值。在這里，移動空間確定部102判斷為被可動機(jī)器人302內(nèi)部所包含的體元的集合R，由以下的式(4)來表示。R= U {V (X, y, z) M (x, y, z) =true}式(4)在這里，體元的集合R相當(dāng)于在直接調(diào)整中的一個定時被可動機(jī)器人302所占有的空間。在這里，指導(dǎo)者301只要不指示第k次(k為I以上的整數(shù))的直接調(diào)整的結(jié)束，則繼續(xù)步驟S601的處理?？傊?，移動空間確定部102在從指導(dǎo)者301受理第k次的直接調(diào)整的結(jié)束指示之前，以一定周期T反復(fù)內(nèi)部判斷處理(S602)。其結(jié)果，第k次的直接調(diào)整結(jié)束時，體元的集合R成為被判斷為在第k次的直接調(diào)整中的各定時、被可動機(jī)器人302內(nèi)部包含一次的體元的集合。這樣得到的體元的集合R相當(dāng)于在第k次的直接調(diào)整中可動機(jī)器人302的可動部508掃過的機(jī)器人移動空間。其次，在第k次的直接調(diào)整結(jié)束之后，機(jī)器人移動空間存儲部103在存儲器等存儲表示在第k次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的空間數(shù)據(jù)(S603)。接著，空間差分計算部104在此次(k次)的直接調(diào)整中所確定了的機(jī)器人移動空間中，將與到上次(第k 一 I次)為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間(S604)。具體地說，空間差分計算部104例如利用被存儲在存儲器等的空間數(shù)據(jù)算出第一差分空間。其次，反饋部105對指導(dǎo)者301通知有關(guān)第一差分空間的信息(S605)。具體地說，反饋部105將第一差分空間、與到上次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的體積比，作為與第一差分空間相關(guān)的信息進(jìn)行通知。在這里，在從指導(dǎo)者301接受直接調(diào)整的反復(fù)的指示的情況下(S606為“是”)，返回到步驟S601處理，進(jìn)行第(k+Ι)次的直接調(diào)整。另一方面，在從指導(dǎo)者301未接受直接調(diào)整的反復(fù)的指示的情況下(S606為“否”)，路徑搜索部106在到第k次為止的直接調(diào)整所確定的多個的機(jī)器人移動空間被合成而得到的第一移動可移動空間內(nèi)、搜索可動機(jī)器人302的可動部508的移動路徑(S607)。這樣，移動路徑搜索裝置100基于多次的直接調(diào)整，搜索可動機(jī)器人302的可動部508的移動路徑。其次，使用圖7 圖14對圖5步驟S603 S605處理進(jìn)行更加詳細(xì)地說明。首先，使用圖7及圖8，對第I次的直接調(diào)整結(jié)束時的處理進(jìn)行說明。另外，在第I次的直接調(diào)整前，體元的集合R_all被初始化為Φ (空集)。
圖7是示出由在本發(fā)明的實(shí)施方式I的第I次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間801的一個例子的圖。另外，圖8是示出由在本發(fā)明的實(shí)施方式I的第I次的直接調(diào)整所確定的構(gòu)成機(jī)器人移動空間801的體元的集合R[l]的圖。首先，機(jī)器人移動空間存儲部103在存儲器等存儲示出由第I次的直接調(diào)整而的到的體元的集合R[l]的空間數(shù)據(jù)。其次，空間差分計算部104如以下的式(5)來計算如由圖8所示的第I次的直接調(diào)整所得到的體元的集合R[l]和R_all (在這里空集)的差分DR。DR=|R[1] — R_all |=106 式(5)是這里，A —B是A H (B的補(bǔ)集)的簡寫，|A|是A的元素個數(shù)。另外，R_all是構(gòu)成由到上次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間被合成的空間的體元的集合。總之，R_all相當(dāng)于由到上次為止的直接調(diào)整所得到的第一可移動空間。這樣，空間差分計算部104將此次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間中的、與到上次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間。并且，空間差分計算部104將構(gòu)成算出的第一差分空間的體元的數(shù)量計算為差分DR。另外，因?yàn)槭窃谶@里第I次的直接調(diào)整，所以R_all是空集。因此，空間差分計算部104也可以計算差分DR。還有，不計算差分DR時，反饋部105不對指導(dǎo)者301通知反饋信息。其次，使用圖9 圖12說明第2次的直接調(diào)整結(jié)束時的處理。圖9是示出由在本發(fā)明的實(shí)施方式I的第2次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間1001 —個例子的圖。另外，圖10是示出構(gòu)成由在本發(fā)明的實(shí)施方式I的到第2次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的體元的集合的圖。另外，在進(jìn)行以下的處理之前，機(jī)器人移動空間存儲部103使用由第I次的直接調(diào)整所得到的體元的集合R[l]，以如下的方式更新體元的集合R_all。R_all — R_all U R[l]首先，機(jī)器人移動空間存儲部103在存儲器等存儲表示由第2次的直接調(diào)整得到的體元的集合R[2]等的空間數(shù)據(jù)。其次，空間差分計算部104計算由第2次的直接調(diào)整得到的體元的集合R[2]、與由到上次為止的直接調(diào)整所得到的體元的集合R_all的差分DR?？傊?，空間差分計算部104將由第2次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間中、與由第I次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間。并且，空間差分計算部104將構(gòu)成算出的第一差分空間的體元的數(shù)量計算為差分DR。為了使說明簡單，與圖6相同，使用圖10對以下的處理進(jìn)行說明，在圖10中示出將在三維空間的體元投影到二維平面投影時的體元。在圖10中，差分DR和所謂|R_all成為以下的值。DR=|R[2] — R_all |=31R_all |=106空間差分計算部104將通過這樣而得到的差分DR和| R_all |作為差分信息輸出到反饋部105。 反饋部105對指導(dǎo)者301通知R_all的增長率為31/106=29. 2%?？傊?，反饋部105將構(gòu)成第一差分空間的體元的數(shù)量、與構(gòu)成由到第I次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的體元的數(shù)之比向指導(dǎo)者301進(jìn)行通知。由此，指導(dǎo)者301能夠知道此次的直接調(diào)整對可移動空間的擴(kuò)展做了多少貢獻(xiàn)。另外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)楦黧w元的體積相同，所以體元數(shù)量之比相當(dāng)于體積之t匕?？傊?，反饋部105能夠利用體元的數(shù)量通知體積比，并能夠降低用于得到體積比的處理負(fù)荷。還有,作為通知方法,反饋部105例如對圖11所示,在顯示器顯示示出被計算的比的數(shù)值即可。或者，反饋部105例如也可以如圖12所示，利用聲音合成，讀出表示被計算的比的數(shù)值。其次，使用圖13及圖14，對第3次的直接調(diào)整結(jié)束時的處理進(jìn)行說明。圖13是表示由在本發(fā)明的實(shí)施方式I的第3次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間1201 —個例子的圖。另外，圖14是示出構(gòu)成由在本發(fā)明的實(shí)施方式I的到第3次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的體元的集合的圖。另外，在進(jìn)行以下的處理之前，機(jī)器人移動空間存儲部103使用由第2次的直接調(diào)整所得到的體元的集合R[2]，對體元的集合R_all進(jìn)行如下地更新。R_all — R_all U R[2]首先，機(jī)器人移動空間存儲部103將表示由第3次的直接調(diào)整而得到的體元的集合R[3]的空間數(shù)據(jù)存儲到存儲器等。其次，空間差分計算部104對由第3次的直接調(diào)整所得到的體元的集合R[3]、與由到上次為止的直接調(diào)整而得到的體元的集合R_all的差分DR進(jìn)行計算。即，空間差分計算部104將在第3次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間中、與由到第2次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間。并且，空間差分計算部104將構(gòu)成算出的第一差分空間的體元的數(shù)量計算為差分DR。為了使說明簡單，與圖6及圖10相同，使用表示對將在三維空間的體元投影到二維平面時的體元的圖12，對以下的處理進(jìn)行說明。在圖12中，差分DR和|R_all|為以下的值。DR= I R [3] - R_all |=13
R_all|=137空間差分計算部104將這樣得到的差分DR和|R_all|作為差分信息輸出到反饋部 105。反饋部105向指導(dǎo)者301通知由R_all的增長率13/137=9. 49%?？傊?，反饋部105將構(gòu)成第一差分空間的體元的數(shù)量、與構(gòu)成由到第2次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間的體元的數(shù)量之比向指導(dǎo)者301進(jìn)行通知。由此，指導(dǎo)者301能夠認(rèn)識到第一可移動空間的增長率比第2次的直接調(diào)整的時減少。即，指導(dǎo)者301能夠理解為了擴(kuò)大可移動空間，在下一次的直接調(diào)整中，需要從到這次為止的移動路徑指導(dǎo)略微變更了的移動路徑。因此，如果在下一次直接調(diào)整中能變更移動路徑，指導(dǎo)者301通過指導(dǎo)被變更的移動路徑，能夠有效地擴(kuò)展可移動空間?；蛘撸绻谙乱淮蔚闹苯诱{(diào)整中改變路徑是困難的，則指導(dǎo)者301能指示很快地結(jié)束直接調(diào)整。
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其次，使用圖15及圖16對圖5的步驟S607處理進(jìn)行更加詳細(xì)地說明。圖15是用于說明在本發(fā)明的實(shí)施方式I的搜索條件的一個例子的圖。另外，圖16是示出由本發(fā)明的實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置100所搜索的移動路徑的一個例子的圖。另外，圖15以及圖16是為了使說明簡單，示出將三維空間投影到了二維平面時的圖。如圖15所示，路徑搜索部106以使可動機(jī)器人302的可動部508前端以最短時間從始點(diǎn)1501移動到終點(diǎn)1502作為搜索條件，搜索移動路徑。在本實(shí)施方式的移動路徑搜索裝置100的路徑搜索中，如圖16所示，將通過指導(dǎo)者301進(jìn)行多次直接調(diào)整所確定的可移動空間作為搜索空間來使用。因此,如圖16所示，能夠?qū)⒋怪倍嚓P(guān)節(jié)機(jī)器人能夠以最快速移動的圓弧形的路徑作為移動路徑1601來進(jìn)行搜索。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的移動路徑搜索裝置100能將由此次的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間中的、與由到上次為止的直接調(diào)整所確定的機(jī)器人移動空間不重復(fù)的第一差分空間相關(guān)的信息向指導(dǎo)者301進(jìn)行通知。因此，指導(dǎo)者將被通知的信息作為參考，能夠進(jìn)行下一次的直接調(diào)整。其結(jié)果，在基于多次直接調(diào)整而取得可移動空間的情況下，在多次的直接調(diào)整中能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。例如，以比往少的直接調(diào)整的次數(shù)能獲得與以往同等的容積的可移動空間。另外,在本實(shí)施方式中，反饋部105對指導(dǎo)者301通知體元的數(shù)量之比,但未必一定需要通知體元數(shù)量之比。例如，反饋部105也可以通知體元的數(shù)量。再例如，反饋部105也可以將擴(kuò)展了的第一可移動空間的情形直接地可視地通知指導(dǎo)者301。例如，反饋部105也可以在各次的直接調(diào)整結(jié)束時，在顯示器顯示圖8、圖10或圖14示出的內(nèi)容。由此，指導(dǎo)者301能夠直接地知道使可動機(jī)器人302通過三維空間的哪個部分，可移動空間是否進(jìn)一步擴(kuò)展。(實(shí)施方式2)下面，本發(fā)明的實(shí)施方式2，一邊參照圖面一邊進(jìn)行說明。另外，在以下，對于與實(shí)施方式I共同的部分，適宜地省略說明。另外，在本實(shí)施方式的移動路徑搜索裝置1700，在直接調(diào)整中指導(dǎo)者301身體掃過的空間也作為移動路徑的搜索空間來利用這點(diǎn)，是與在實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置100的主要的不同。圖17是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動路徑搜索裝置1700的基本的功能結(jié)構(gòu)的框圖。并且，在圖17中對于與圖I相同的結(jié)構(gòu)元件賦予相同的符號并省略說明。對圖17為使表示，移動路徑搜索裝置1700與在對圖I示出的實(shí)施方式I的移動路徑搜索裝置100相同，具有機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫101、移動空間確定部102、以及機(jī)器人移動空間存儲部103。另外，移動路徑搜索裝置1700具有指導(dǎo)者位置檢測部1703、指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704、人占有空間確定部170 5、人占有空間存儲部1707、空間差分計算部1708、反饋部1709、空間合成部1710、以及路徑搜索部1711。指導(dǎo)者位置檢測部1703檢測指導(dǎo)者301的身體的至少一部分的三維位置。在本實(shí)施方式中，指導(dǎo)者位置檢測部1703檢測對可動機(jī)器人302指導(dǎo)動作的指導(dǎo)者301的肘的三維位置。另外，指導(dǎo)者位置檢測部1703未必一定需要檢測出肘的三維位置，例如也可以檢測出肩或者手腕等的關(guān)節(jié)部位的三維位置。另外，指導(dǎo)者位置檢測部1703除了肘的三維位置之外，例如也可以查出肩或者手腕等的三維位置。指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704保持著表示指導(dǎo)者301身體的至少一部分的形狀的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704保存著表示指導(dǎo)者301下臂的形狀的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)。另外，指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704也可以進(jìn)一步保存表示指導(dǎo)者301上臂的形狀的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)。另外，指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704也可以保存表示指導(dǎo)者301全身的形狀的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)。人占有空間確定部1705相當(dāng)于第二空間確定部。人占有空間確定部1705，在多次的直接調(diào)整的每一次中，將指導(dǎo)者301身體的至少一部分在直接調(diào)整中掃過的三維空間確定為第二空間(下面，稱為“人占有空間”)。在本實(shí)施方式中，人占有空間確定部1705在直接調(diào)整中確定指導(dǎo)者301的下臂掃過的三維空間為人占有空間。人占有空間存儲部1707管理人占有空間確定部1705所確定人占有空間。具體地說，人占有空間存儲部1707例如在內(nèi)置的存儲器等存儲被確定了的不出人占有空間的空間數(shù)據(jù)。另外，人占有空間存儲部1707，例如也可以在外面的存儲裝置存儲表示人占有空間的空間數(shù)據(jù)。空間差分計算部1708除了算出與實(shí)施方式I相同的第一差分空間之外，還算出第二差分空間。在這里，所謂第二差分空間是指在此次的直接調(diào)整所確定的人占有空間中的、與由到上次為止的直接調(diào)整所確定的人占有空間不重復(fù)的空間。反饋部1709除了有關(guān)第一差分空間的反饋信息之外、還將有關(guān)第二差分空間的反饋信息向指導(dǎo)者301進(jìn)行通知?？臻g合成部1710對第一可移動空間和第二可移動空間進(jìn)行合成?？傊?，空間合成部1710計算第一可移動空間和第二可移動空間的并集。在這里，所謂第一可移動空間是根據(jù)多次直接調(diào)整所確定的多個的機(jī)器人移動空間所合成的空間。還有，所謂第二可移動空間是對由多次的直接調(diào)整所確定的多個的人占有空間所合成的空間。路徑搜索部1711不在第一可移動空間內(nèi)，而在由空間合成部1710所合成的空間內(nèi)搜索可動機(jī)器人302的可動部508的移動路徑。其次，對于移動路徑搜索裝置1700利用場面進(jìn)行說明。圖18是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動路徑搜索裝置1700的利用場面的圖。在圖18中指導(dǎo)者301用手抓住作為可動機(jī)器人302 —部分的把持部。并且，指導(dǎo)者301通過使可動機(jī)器人302的可動部不與障礙物306接觸的方式直接從從始點(diǎn)305移動到終點(diǎn)307，從而對可動機(jī)器人302指導(dǎo)動作。指導(dǎo)者301的肘安裝有三維位置測量裝置1803。另外，在工作環(huán)境內(nèi)(例如，設(shè)置有可動機(jī)器人302的房間的天棚或者壁等)設(shè)置有位置傳感裝置1804。所謂三維位置測量裝置1803和位置傳感裝置1804，例如，實(shí)現(xiàn)利用UWB (Ultra Wide Band :超寬帶)的公知技術(shù)的室內(nèi)GPS (Global Positioning System :全球定位系統(tǒng))等?？傊?指導(dǎo)者位置檢測部1703具有三維位置測量裝置1803和位置傳感裝置1804。并且，位置傳感裝置1804檢測出安裝有三維位置測量裝置1803的、指導(dǎo)者301的身體的一部分的三維位置。接著，對于如上所述構(gòu)成的移動路徑搜索裝置1700的各種動作說明。圖19是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動路徑搜索處理的流程圖。以下，指導(dǎo)者301使用對可動機(jī)器人302反復(fù)進(jìn)行一邊避開障礙物306 —邊從始點(diǎn)305向終點(diǎn)307移動的動作直接調(diào)整的例子，來進(jìn)行說明。
指導(dǎo)者301掌握可動機(jī)器人302把持部509同時進(jìn)行直接調(diào)整時，表示各轉(zhuǎn)動軸的角度的值(JT1，JT2，JT3，JT4，JT5，JT6)變化，從而可動機(jī)器人302變形。此時，移動空間確定部102與實(shí)施方式I步驟S601相同地確定可動機(jī)器人302的可動部508占有的空間(S1901)。具體地說，移動空間確定部102如圖20所示，確定被可動機(jī)器人302內(nèi)部所包含的體元(邏輯值被設(shè)定true的體元)的集合R。接著，指導(dǎo)者位置檢測部1703利用三維位置測量裝置1803和位置傳感裝置1804，檢測指導(dǎo)者301肘的三維位置G_h(S1902)。接著，人占有空間確定部1705確定指導(dǎo)者301下臂占有的空間(S1903)。在這里，說明步驟S1903處理的詳細(xì)之前，使用圖21，對有關(guān)指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫所保存的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。圖21是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式2的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704保持的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)的一個例子的圖。指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704保持著表示指導(dǎo)者301下臂的近似形狀的數(shù)據(jù)。指導(dǎo)者301下臂例如由圖21所示的以圓柱形狀的三維模型2201來表示。圓柱形狀的三維模型2201由2個數(shù)值參數(shù)(半徑r和高h(yuǎn))所規(guī)定。在本實(shí)施方式中，半徑r和高h(yuǎn)，例如是由指導(dǎo)者301經(jīng)由未圖示的輸入部預(yù)先輸入的值。另外，三維模型2201未必一定需要由半徑r和根據(jù)高h(yuǎn)來規(guī)定。例如，三維模型也可以由圓周長和高度來規(guī)定。另外，半直徑r優(yōu)選指導(dǎo)者301下臂中外周最短的部分的半徑。由此，通過將指導(dǎo)者301下臂過大地模型化，從而能抑制存在障礙物的空間被計算為可移動空間。另外，指導(dǎo)者301下臂的三維模型未必一定需要由圓柱形狀表示，也可以由實(shí)際更加接近的下臂的形狀來表示。但是，三維模型的形狀越復(fù)雜內(nèi)部判斷處理的負(fù)荷越大。因此，三維模型的形狀如本實(shí)施方式所示，優(yōu)選比較簡單的情況。人占有空間確定部1705使用這樣指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫1704所保持的指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)，確定指導(dǎo)者301下臂占有的空間。具體地說，人占有空間確定部1705利用指導(dǎo)者301的肘的三維位置G_h和可動機(jī)器人302的把持部509的三維位置G_r，在三維空間虛擬地配置指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)示出的三維模型2201。并且，人占有空間確定部1705對配置在三維空間的三維模型2201進(jìn)行內(nèi)部判斷處理。圖22是用于說明在本發(fā)明的實(shí)施方式2的人占有空間確定部1705的內(nèi)部判斷處理的圖。如圖22所示，人占有空間確定部1705將在構(gòu)成三維空間的體元中的、被三維模型2201內(nèi)部所包含的體元的邏輯值設(shè)定為true。像這樣，人占有空間確定部1705判斷為被指導(dǎo)者301的三維模型2201內(nèi)部包含的體元的集合H，由以下的式(6)所表示。H= U {V (X, y, z) M (x, y, z) =true}式(6)該體元的集合H相當(dāng)于指導(dǎo)者301身體的至少一部分在直接調(diào)整中的一個定時所占有的空間。在這里，指導(dǎo)者301只要第k次的直接調(diào)整指示沒有結(jié)束，則繼續(xù)步驟S1901 S1903的處理。總之，人占有空間確定部1705在從指導(dǎo)者301到接受第k次的直接調(diào)整的 結(jié)束指示之前，在一定周期T內(nèi)反復(fù)內(nèi)部判斷處理(S1904)。其結(jié)果，第k次的直接調(diào)整結(jié)束時，體元的集合R及H成為被判斷為在第k次的直接調(diào)整中的各定時被可動機(jī)器人302或被指導(dǎo)者301內(nèi)部包含一次的體元的集合。這樣得到的體元的集合R相當(dāng)于在第k次的直接調(diào)整中可動機(jī)器人302的可動部508掃過的機(jī)器人移動空間。另外，像這樣得到的體元的集合H相當(dāng)于第k次的直接調(diào)整中指導(dǎo)者301身體的至少一部掃過的人占有空間。圖23是表示由在本發(fā)明的實(shí)施方式2的移動空間確定部102確定的機(jī)器人移動空間2101 —個例子的圖。另外，圖24是表示由在本發(fā)明的實(shí)施方式2的人占有空間確定部1705所確定的人占有空間2401的一個例子的圖。如圖23及圖24所示，在第k次的直接調(diào)整結(jié)束之后，由移動空間確定部102及人占有空間確定部1705確定機(jī)器人移動空間2101和人占有空間2401。所謂機(jī)器人移動空間存儲部103和人占有空間存儲部1707將像這樣在第k次的直接調(diào)整所確定的示出機(jī)器人移動空間2101的空間數(shù)據(jù)或表示人占有空間2401的空間數(shù)據(jù)存儲在存儲器等(S1905)。接著，空間差分計算部1708除了第一差分空間之外，還計算第二差分空間(S1906)。在這里，所謂第二差分空間是指由在此次的直接調(diào)整所確定的人占有空間中的、與到上次為止的直接調(diào)整所確定的人占有空間不重復(fù)的空間。具體地說，空間差分計算部1708例如利用被存儲在存儲器等的空間數(shù)據(jù)，算出第一差分空間和第二差分空間。接著，反饋部1709除了有關(guān)第一差分空間的信息之外，還對指導(dǎo)者301通知有關(guān)第二差分空間的信息(S1907)。具體地說，反饋部1709將第二差分空間、與由到上次為止的直接調(diào)整所確定的人占有空間的體積比作為有關(guān)第二差分空間的信息來進(jìn)行通知。在這里，如果從指導(dǎo)者301接受直接調(diào)整的反復(fù)的指示的情況下(S1908為“是”)，則返回到步驟S1901的處理，并進(jìn)行第(k+Ι)次的直接調(diào)整。另一方面，在未從指導(dǎo)者301接受直接調(diào)整的反復(fù)的指示的情況下(S1908為“否”)，空間合成部1710對第一可移動空間和第二可移動空間進(jìn)行合成(S1909)。所謂第二可移動空間，是根據(jù)到第k次為止的直接調(diào)整所確定的多個的人占有空間被合成的空間。并且，路徑搜索部1711在被合成的可移動空間內(nèi)，搜索可動機(jī)器人302的可動部508移動路徑(S1910)。這樣，移動路徑搜索裝置1700基于多次的直接調(diào)整，搜索可動機(jī)器人302的可動部508的移動路徑。接著，使用圖25，對圖19步驟S1905 S1907處理進(jìn)行更加詳細(xì)地說明。
圖25是表示由在本發(fā)明的實(shí)施方式2的第I 3次的直接調(diào)整所確定的構(gòu)成第一可移動空間和第二可移動空間的體元的集合的圖。具體地說，是圖25(a)和(b)是示出由第I次的直接調(diào)整所確定的構(gòu)成第一可移動空間及第二可移動空間的體元的集合的圖。另外，圖25(c)和(d)是示出由到第2次為止的直接調(diào)整所確定的構(gòu)成第一可移動空間及第二可移動空間的體元的集合的圖。另外，圖25(e)和(f)是示出由到第3次為止的直接調(diào)整所確定的構(gòu)成第一可移動空間及第二可移動空間的體元的集合的圖。另外，在第I次的直接調(diào)整之前，構(gòu)成第一可移動空間的體元的集合1 _&11和構(gòu)成第二可移動空間的體元的集合H_all被初始化為Φ (空集)。首先，機(jī)器人移動空間存儲部103將表示由第I次的直接調(diào)整得到的體元的集合R[l]的空間數(shù)據(jù)存儲在存儲器等。另外，人占有空間存儲部1707將示出由第I次的直接調(diào)整而得到的體元的集合H[l]的空間數(shù)據(jù)存儲到存儲器等。另外，因?yàn)槭堑贗次的直接調(diào)整，所以不進(jìn)行第一差分空間及第二差分空間的計算和反饋信息的通知。其次，使用圖25(c)和(d)對第2次的直接調(diào)整結(jié)束時的處理進(jìn)行說明。另外，在 進(jìn)行以下的處理之前，機(jī)器人移動空間存儲部103和人占有空間存儲部1707使用由第一次直接調(diào)整得到的體元的集合R[l]或H[l]，以如下的方式對體元的集合R_all*H_all進(jìn)行更新。R_all — R_all U R[l]H_all — H_all U R[l]并且，機(jī)器人移動空間存儲部103將表示由第2次的直接調(diào)整得到的體元的集合R[2]的空間數(shù)據(jù)在存儲器等進(jìn)行存儲。另外，人占有空間存儲部1707將表示由第2次的直接調(diào)整得到的體元的集合H[2]的空間數(shù)據(jù)在存儲器等進(jìn)行存儲。其次，空間差分計算部1708對由第2次的直接調(diào)整得到的體元的集合R[2]、與由到上次為止的直接調(diào)整所得到的體元的集合R_all的差分DR進(jìn)行計算。在圖25(c)中，差分DR和|R_all|為以下的值。DR= I R [2] - R_all |=15R_all |=182并且，空間差分計算部1708對由第2次的直接調(diào)整得到的體元的集合H[2]、與由到上次為止的直接調(diào)整得到的體元的集合H_all的差分DH進(jìn)行計算。在圖25(d)中，差分DH和|H_all|為以下的值。DH=|H[2] — H_all |=11H_all |=33空間差分計算部1708將通過這樣得到的差分01 、|1 _&11|、差分0!1、以及|H_all作為差分信息輸出到反饋部1709。反饋部1709對指導(dǎo)者301通知R_all的增長率為15/182=8. 24%, H_all的增長率為11/33=33. 33%。總之，反饋部1709除了有關(guān)第一差分空間的信息之外，還通知有關(guān)第二差分空間的信息。在這里，有關(guān)第二差分空間的信息是構(gòu)成第二差分空間的體元的數(shù)量、與構(gòu)成由第I次的直接調(diào)整所確定的人占有空間的體元的數(shù)量之比。另外，作為通知方法，反饋部1709例如圖26所示，在顯示器顯示出所計算的比的數(shù)值即可?；蛘?，反饋部1709也可以利用聲音合成，讀出表示所計算的比的數(shù)值。
接著，使用圖25(e)和(f)對第3次的直接調(diào)整結(jié)束時的處理進(jìn)行說明。另外，在進(jìn)行以下的處理之前，所謂機(jī)器人移動空間存儲部103和人占有空間存儲部1707使用由第2次的直接調(diào)整得到的體元的集合R[2]及11[2]，以如下的方式更新體元的集合1 _&11及1all οR_all — R_all U R [2]H_all — H_all U R [2]并且，機(jī)器人移動空間存儲部103將示出由第3次的直接調(diào)整而得到的體元的集合R[3]的空間數(shù)據(jù)存儲到存儲器等。另外，人占有空間存儲部1707將示出由第3次的直接調(diào)整而得到的體元的集合H[3]的空間數(shù)據(jù)存儲到存儲器等。其次，空間差分計算部1708對由第3次的直接調(diào)整所得到的體元的集合R[3]、和到上次為止的直接調(diào)整所得到的體元的集合R_all的差分DR進(jìn)行計算。在圖25(e)中，差 分DR和|R_all|為以下的值。DR= I R [3] - R_all |=9R_all |=197并且，空間差分計算部1708，計算根據(jù)第3次的直接調(diào)整所得到的體元的集合H[3]、和由到上次為止的直接調(diào)整所得到的體元的集合H_all的差分DH。在圖25(f)中，差分DH和|H_all|為以下的值。DH=|H[3] — H_all |=11H_all |=44空間差分計算部1708將這樣得到的差分DR、I R_all |、差分DH、以及|H_all|作為差分信息輸出到反饋部1709。反饋部1709對指導(dǎo)者301通知R_all的增長率為9/197=4. 57%,H_all的增長率為11/44=25. 00。總之，反饋部1709除了有關(guān)第一差分空間的信息之外，還通知有關(guān)第二差分空間的信息。在這里，有關(guān)第二差分空間的信息是構(gòu)成第二差分空間的體元的數(shù)量、與構(gòu)成由到第2次為止的直接調(diào)整所確定的人占有空間的體元的數(shù)量之比。其結(jié)果，指導(dǎo)者301發(fā)現(xiàn)由機(jī)器人移動空間的可移動空間的增長率減少。因此，如果能夠稍微變更在直接調(diào)整的可動部508移動路徑，則指導(dǎo)者301在下一次的直接調(diào)整中，通過變更移動路徑能夠有效效地擴(kuò)展可移動空間?；蛘?，如果可動部508的移動路徑的變更困難，則指導(dǎo)者301在下一次的直接調(diào)整中，通過改變可動機(jī)器人302的把持部509握住方法，從而也能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。另外，指導(dǎo)者301再判斷第一可移動空間和第二可移動空間都不能進(jìn)行以上擴(kuò)展，則能夠快速地指示直接調(diào)整的結(jié)束。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置1700，利用直接調(diào)整中可動機(jī)器人302掃過的機(jī)器人移動空間和指導(dǎo)者301身體的至少一部掃過的人占有空間能得到可移動空間。即，在直接調(diào)整中可動機(jī)器人302未掃過的空間也能加到可移動空間。因此，因?yàn)榕c僅將可動機(jī)器人302掃過的空間作為可移動空間的情況相比，能得到擴(kuò)展了的可移動空間，所以能夠搜索更合適的移動路徑。另外，除了第一差分空間的信息之外，也能夠?qū)⒂纱舜蔚闹苯诱{(diào)整所確定的人占有空間中、與到上次為止的直接調(diào)整所確定的人占有空間不重復(fù)的第二差分空間有關(guān)的信息向指導(dǎo)者301進(jìn)行通知。因此，指導(dǎo)者301為了在下一次的直接調(diào)整中有效地擴(kuò)展可移動空間，例如，能夠知道對可動機(jī)器人302的可動部508及指導(dǎo)者301身體的哪部分的移動路徑想辦法即可。其結(jié)果，在多次的直接調(diào)整中能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。(實(shí)施方式3)下面對本發(fā)明的實(shí)施方式3，一邊參照圖面一邊進(jìn)行說明。再者，在以下，對于與實(shí)施方式2共同的部分，適宜地省略說明。另外，在本實(shí)施方式的路徑搜索裝置，根據(jù)第一差分空間和第二差分空間比較結(jié)果，對指導(dǎo)者301通知的變更內(nèi)容的點(diǎn)與在實(shí)施方式2的路徑搜索裝置不同。另外，在本實(shí)施方式的路徑搜索裝置的功能結(jié)構(gòu)因?yàn)榕c在實(shí)施方式2的路徑搜索裝置相同，所以省略圖
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本實(shí)施方式中，反饋部1709基于第一差分空間和第二差分空間比較結(jié)果，通知與第一差分空間有關(guān)的信息和與所述第二差分空間有關(guān)的信息的一方。具體地說，反饋部1709在第一差分空間比第二的差分空間小時，通知有關(guān)第一差分空間的信息。另一方面，在第二差分空間比第一差分空間小時，反饋部1709通知有關(guān)第二差分空間的信息。更具體地說，反饋部1709對體元的集合R_all和體元的集合H_all的體元數(shù)量的增加量進(jìn)行比較。并且，反饋部1709基于其比較結(jié)果，對指導(dǎo)者301通知用于使指導(dǎo)者301在直接調(diào)整中的需要想辦法的移動路徑的信息。S卩，在第一可移動空間的增加量少的情況下，反饋部1709對指導(dǎo)者301反饋“對直接調(diào)整時的機(jī)器人的移動路徑周全考慮”。另一方面，在第二可移動空間的增加量少的情況下，反饋部1709對指導(dǎo)者301反饋“對直接調(diào)整時的持法周全考慮”。例如，如圖25(c)和(d)所示，在DR=15，DH=11的情況下，因?yàn)镈H比DR小，所以反饋部1709在顯示器顯示指示有“對直接調(diào)整時的持法周全考慮”的消息。再例如，如圖25(e)和(f)所示，在DR=9、DH=Il的情況下，因?yàn)镈R比DH小，所以反饋部1709在顯示器顯示指示有“對直接調(diào)整時的機(jī)器人的移動路徑周全考慮”的消息。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置1700，指導(dǎo)者301能夠在下一次的直接調(diào)整中迅速判斷應(yīng)該稍稍變更可動部508移動路徑或是變更可動機(jī)器人302的持法，從而能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。(實(shí)施方式4)下面對本發(fā)明的實(shí)施方式4，一邊參照圖面一邊進(jìn)行說明。另外，在以下，對于與實(shí)施方式2相同的部分，適當(dāng)?shù)厥÷哉f明。另外，在本實(shí)施方式的移動路徑搜索裝置2800在通知與開始直接調(diào)整時的指導(dǎo)者301的姿勢有關(guān)的信息這點(diǎn)上與實(shí)施方式3不同。圖27是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4的移動路徑搜索裝置的基本的功能結(jié)構(gòu)的框圖。另外，在圖27中對于與圖17相同的構(gòu)成兀件賦予相同的符號并省略說明。指導(dǎo)者位置檢測部2803進(jìn)一步檢測指導(dǎo)者301的姿勢。具體地說，指導(dǎo)者位置檢測部2803在指導(dǎo)開始時檢測從把持部509看的三維位置測量裝置1803的方向。在本實(shí)施方式中，三維位置測量裝置1803被安裝于指導(dǎo)者301的肘部。因此，指導(dǎo)者位置檢測部2803將從把持部509來看的指導(dǎo)者301肘的方向檢測為指導(dǎo)者301的姿勢。三維位置測量裝置1803方向如圖28所示由2個轉(zhuǎn)動角Θ和φ所表示。該Θ的值相當(dāng)于第一值，Φ的值相當(dāng)于第二值。更具體地說，根據(jù)可動機(jī)器人302姿勢可知把持部509的中心位置2703、和放置有把持部509的虛擬的平面2705的法線矢量2701。另外，該法線矢量2701的方向相當(dāng)于把持部509軸的方向。因此，如果將Θ的基準(zhǔn)位置(Θ =0)預(yù)先設(shè)置為平面2705的一定位置2702，將Φ的基準(zhǔn)位置(Φ=0)設(shè)為平面2705，則指導(dǎo)者位置檢測部2803根據(jù)三維位置測量裝置1803的位置，能夠求出Θ (0彡0〈2；0和(1)(—；[1/2彡4)彡31 /2) ο另外,在本實(shí)施方式中，Θ從可動部508前端部看以反時針轉(zhuǎn)動來進(jìn)行測量。還有，以將可動部508前端側(cè)為正的角度，與之相反側(cè)為負(fù)的角度來測量Φ。在這里，將從開始第k次的指導(dǎo)時的把持部509看的三維位置測量裝置1803方向，分別設(shè)為Θ (k)、Φ (k) ο 姿勢差分計算部2812對表示開始上次的直接調(diào)整時的指導(dǎo)者301的姿勢的值、和表示開始此次的直接調(diào)整時的指導(dǎo)者301的姿勢的值的差分進(jìn)行計算。另外，在本實(shí)施方式中，指導(dǎo)者301姿勢是從把持部509看的指導(dǎo)者301肘的方向。具體地說，姿勢差分計算部2812，計算Θ的差分和φ的差分。反饋部2809在直接調(diào)整被向開始時，根據(jù)被計算的差分對指導(dǎo)者301通知有關(guān)姿勢的信息。具體地說，反饋部2809基于Θ的差分和φ的差分的比較結(jié)果，通知有關(guān)姿勢的信息。另外，反饋部2809在上次的直接調(diào)整中第二差分空間比第一差分空間小的情況下，優(yōu)選在開始此次的直接調(diào)整時通知有關(guān)姿勢的信息。接著，對于如上所述構(gòu)成的移動路徑搜索裝置2800的各種動作說明。圖29是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式4的移動路徑搜索處理的流程的流程圖。并且，在圖29中對于與圖19相同的步驟，賦予相同的符號并適當(dāng)?shù)厥÷哉f明。反饋部2809針對R_all的體元增加量，在H_all的體元增加分少的情況下，在顯示器顯示指示“對直接調(diào)整時的持法周全考慮”的消息的(S1907)。在這里，直接調(diào)整被重復(fù)時(S1908的“是”)，指導(dǎo)者位置檢測部2803檢測指導(dǎo)者301的姿勢(S2911)。具體地說，指導(dǎo)者位置檢測部2803例如在指導(dǎo)者301按下用于指示開始第(k+Ι)次的直接調(diào)整的按鈕時，檢測Θ和φ。并且，指導(dǎo)者301在緊接著開始第(k+Ι)次的直接調(diào)整之前，反饋部2809根據(jù)指導(dǎo)者位置檢測部2803，取得Θ (k+Ι)、Φ (k+1)、Θ (k)、和Φ (k)。并且，如下所示，反饋部2809在顯示器顯示有關(guān)姿勢的信息(S2912)。BP,在 I Θ (k+Ι) — Θ (k) |〈| Φ (k+1) — Φ (k) I 的情況下，反饋部 2809，在顯示器上顯示用于指示“肘的位置不變而轉(zhuǎn)動手腕”的消息。相反，在|Φα+ι)-Φ (k) I ( I Θ (k+1) - Θ (k) I的情況下，反饋部2809在顯示器上顯示用于指示“手腕就那樣而改變肘的位置”的消息。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的移動路徑搜索裝置2800，指導(dǎo)者301在被指示在直接調(diào)整中周全考慮機(jī)器人的持法時，能夠容易地知道臂和手如何變更即可，并能夠有效地擴(kuò)展可移動空間。另外，在本實(shí)施方式中，反饋部2809顯示了用于指示“肘的位置不變而轉(zhuǎn)動手腕”的消息，但未必一定需要顯示這樣的消息。例如，反饋部2809也可以將示出預(yù)先保持的保持方法的圖像顯示為與姿勢有關(guān)的信息。另外，在本實(shí)施方式，姿勢差分計算部2812計算角度Θ的差分和角度φ的差分的雙方，也可以僅計算角度Θ的差分和角度Φ的差分的一方。例如，姿勢差分計算部2812可以僅計算角度Θ的差分。這個情況，例如，反饋部2809在差分比閾值小的情況下，也可以對指導(dǎo)者301通知用于將把持把持部509的手(例如右手)變更為相反的手(例如左手)的信息。以上，對本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置基于實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于這些的實(shí)施方式。在不超出本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，在本實(shí)施方式中實(shí)施的本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠想到的各種變形，以及對不同的實(shí)施例中的構(gòu)成要素進(jìn)行的組合而構(gòu)成的實(shí)施方式均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
例如，在上述實(shí)施方式I 4中，指導(dǎo)者301用臂進(jìn)行了直接調(diào)整，但例如即使用腳來進(jìn)行了直接調(diào)整的情況下，也能適用本發(fā)明。這種情況下，人占有空間確定部1705只要在直接調(diào)整中確定指導(dǎo)者301的腳掃過的空間即可。另外，姿勢差分計算部2812計算表示腳的姿勢的值的差分即可。還有，本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置，不需要預(yù)備在上述實(shí)施方式I 4的移動路徑搜索裝置具有的結(jié)構(gòu)元件的全部。例如，移動路徑搜索裝置也可以由圖30所示而被構(gòu)成。圖30是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的移動路徑搜索裝置10的功能結(jié)構(gòu)的框圖。對圖30表現(xiàn)的移動路徑搜索裝置10具有移動空間確定部102、空間差分計算部104、反饋部105、和路徑搜索部106?？傊苿勇窂剿阉餮b置10不一定需要具備機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫101、和機(jī)器人移動空間存儲部103。這種情況下，移動路徑搜索裝置10通過未圖示的通信部或者輸入部等取得機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)即可。另外，保持移動空間確定部102保持示出過去確定了的機(jī)器人移動空間的空間數(shù)據(jù)即可。另外，本發(fā)明也可作為可移動空間輸出裝置20來實(shí)現(xiàn)。圖31是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的可移動空間輸出裝置20的功能結(jié)構(gòu)的框圖。對圖31為使表示，移動可能力空間輸出裝置20，具有移動空間確定部102、空間差分計算部104、和反饋部105。這種情況下，移動空間確定部102例如在顯示器顯示確定的機(jī)器人移動空間即可。其結(jié)果，可移動空間輸出裝置20能夠?qū)χ笇?dǎo)者301提示可移動空間。還有，移動空間確定部102也可以將確定的機(jī)器人移動空間輸出到移動路徑搜索裝置。其結(jié)果，即使是不能確定可動機(jī)器人掃過空間的移動路徑搜索裝置，也能夠利用機(jī)器人移動空間來搜索最合適的移動路徑。另外，本發(fā)明也可以實(shí)現(xiàn)為機(jī)器人控制裝置，該機(jī)器人控制裝置具有按照所搜索的移動路徑對可動機(jī)器人302進(jìn)行控制的控制部。另外，在上述實(shí)施方式I 4的移動路徑搜索裝置具有的結(jié)構(gòu)元件的一部分或者全部也可以由I個系統(tǒng)LSI (Large Scale Integration :大規(guī)模集成電路)構(gòu)成。例如,移動路徑搜索裝置也可以由系統(tǒng)LSI構(gòu)成，該系統(tǒng)LSI具有移動空間確定部102、空間差分計算部104、反饋部105、以及路徑搜索部106。系統(tǒng)LSI是在I個芯片上集成多個的結(jié)構(gòu)部而制造的超多功能LSI，具體地說，是包含微處理器、ROM (Read Only Memory)> RAM (Ramdom Access Memory)等而被構(gòu)成的計算機(jī)系統(tǒng)。所述ROM存儲有計算機(jī)程序。所述微處理器按照所述計算機(jī)程序進(jìn)行動作，從而系統(tǒng)LSI實(shí)現(xiàn)其功能。另外，在這里設(shè)定為系統(tǒng)LSI，但根據(jù)集成度的差異，也被稱為與IC，LSI，超級LSI，UltraLSI。并且，集成電路化的方法不僅限于LSI，也可以以專用電路或通用處理器來實(shí)現(xiàn)。LSI制造后，也可以利用可程序的FPGA (Field Programmable Gate Array)、可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接和設(shè)定的可重構(gòu)(U > 7〗￥ 二 9 O)處理器。而且，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步或派生出的其他的技術(shù)，若出現(xiàn)了能夠取代LSI的集成電路化的技術(shù)，當(dāng)然也可以利用這些技術(shù)來對功能塊進(jìn)行進(jìn)行集成化。也有可能應(yīng)用生物技術(shù)等。另外，本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)具有這樣的特征的處理部的移動路徑搜索裝置，也能 夠?qū)崿F(xiàn)將移動路徑搜索裝置中所包含的特征的處理部作為步驟的移動路徑搜索方法。另夕卜，也能夠?qū)⒁苿勇窂剿阉鞣椒ㄖ兴奶卣鞯母鞑襟E作為計算機(jī)執(zhí)行的程序來實(shí)現(xiàn)。并且，這些計算機(jī)程序是可以通過⑶一 ROM (Compact Disc Read Only Memory)等計算機(jī)讀取的非臨時性的記錄截止或網(wǎng)絡(luò)等通信網(wǎng)絡(luò)來流通。本發(fā)明所涉及的一個實(shí)施方式的移動路徑搜索裝置作為在指導(dǎo)后可動機(jī)器人自律地搜索移動路徑來做動作的機(jī)器人而使用。符號說明10，100，1700，2800移動路徑搜索裝置20可移動空間輸出裝置101機(jī)器人形狀數(shù)據(jù)庫102移動空間確定部103機(jī)器人移動空間存儲部104,1708空間差分計算部105,1709,2809 反饋部106，1711路徑搜索部301指導(dǎo)者302可動機(jī)器人305,1501 始點(diǎn)306障礙物307，1502 終點(diǎn)501旋轉(zhuǎn)軸507固定部508可動部509把持部701,702 體元801,1001,1201,2101 機(jī)器人移動空間1601移動路徑1703,2803指導(dǎo)者位置檢測部104指導(dǎo)者形狀數(shù)據(jù)庫
105人占有空間確定部1707人占有空間存儲部1710空間合成部1803三維位置測量裝置1804位置傳感裝置2201三維模型2401人占有空間2701法線向量 2702 一定位置2703中心位置2705 平面2812姿勢差分計算部
權(quán)利要求
1.一種移動路徑搜索裝置，具有 第一空間確定部，在指導(dǎo)者直接調(diào)動可動機(jī)器人來指導(dǎo)動作的多次直接指導(dǎo)的每一次中，將可動機(jī)器人的可動部在直接指導(dǎo)中掃過的三維空間確定為第一空間； 空間差分計算部，將在所述多次直接指導(dǎo)中的一次直接指導(dǎo)所確定的第一空間中的、與由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行了的直接指導(dǎo)所確定的第一空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間； 反饋部，向所述指導(dǎo)者通知有關(guān)所述第一差分空間的信息；以及 路徑搜索部，在所述多次直接指導(dǎo)結(jié)束后，在由所述多次直接指導(dǎo)所確定的多個第一空間被合成而得到的第一可移動空間內(nèi)搜索所述可動部的移動路徑。
2.如權(quán)利要求I所述的移動路徑搜索裝置， 所述反饋部將所述第一差分空間和由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行了的直接指導(dǎo)所確定的第一空間的體積比作為有關(guān)所述第一差分空間的信息進(jìn)行通知。
3.如權(quán)利要求2所述的移動路徑搜索裝置， 所述第一空間確定部，將分割三維空間的多個的體元中的、在直接指導(dǎo)中的各定時由所述可動機(jī)器人內(nèi)部所包含的體元的集合所構(gòu)成的空間，確定為所述第一空間， 所述反饋部將構(gòu)成所述第一差分空間的體元的數(shù)量、和構(gòu)成由在所述一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第一空間的體元的數(shù)量之比，作為所述體積比進(jìn)行通知。
4.如權(quán)利要求I 3的任一項(xiàng)所述的移動路徑搜索裝置， 還具有 第二空間確定部，在所述多次直接指導(dǎo)的每一次中，將所述指導(dǎo)者的身體的至少一部分在直接指導(dǎo)中掃過的三維空間確定為第二空間；以及 空間合成部，對由多次直接指導(dǎo)所確定了的多個第一空間被合成而得到的第一可移動空間、與由所述多次直接指導(dǎo)所確定了的多個第二空間被合成而得到的第二可移動空間進(jìn)行合成， 所述空間差分計算部，進(jìn)一步將所述一次直接指導(dǎo)所確定了的第二空間中的、與由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定了的第二空間不重復(fù)的空間計算為第二差分空間， 所述反饋部進(jìn)一步向所述指導(dǎo)者通知有關(guān)所述第二差分空間的信息， 所述路徑搜索部，在由所述空間合成部所合成的空間內(nèi)，搜索所述可動部的移動路徑，以代替所述第一可移動空間內(nèi)的搜索。
5.如權(quán)利要求4所述的移動路徑搜索裝置， 所述反饋部將所述第二差分空間和由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定了的第二空間的體積比作為有關(guān)所述第二差分空間的信息進(jìn)行通知。
6.如權(quán)利要求5所述的移動路徑搜索裝置， 所述第二空間確定部，將分割三維空間的多個的體元中的、在直接指導(dǎo)中的各定時由所述指導(dǎo)者的身體的至少一部分內(nèi)部所包含的體元的集合所構(gòu)成的空間，確定為所述第二空間， 所述反饋部將構(gòu)成所述第二差分空間的體元的數(shù)量、和構(gòu)成由在所述一次直接指導(dǎo)之前所進(jìn)行的直接指導(dǎo)所確定的第二空間的體元的數(shù)量之比，作為所述體積比進(jìn)行通知。
7.如權(quán)利要求4 6的任一項(xiàng)所述的移動路徑搜索裝置， 所述反饋部基于所述第一差分空間和所述第二差分空間的比較結(jié)果，通知有關(guān)所述第一差分空間的信息和有關(guān)所述第二差分空間的信息之中的一方。
8.如權(quán)利要求7所述的移動路徑搜索裝置， 所述反饋部在所述第一差分空間比所述第二差分空間小時，通知有關(guān)所述第一差分空間的信息，在所述第二差分空間比所述第一差分空間小時，通知有關(guān)所述第二差分空間的信息。
9.如權(quán)利要求4 8的任一項(xiàng)所述的移動路徑搜索裝置，還具有 姿勢差分計算部，對示出在所述一次直接指導(dǎo)之前緊挨著所進(jìn)行的直接指導(dǎo)被開始時的所述指導(dǎo)者的姿勢的值、與示出在所述一次直接指導(dǎo)被開始時的所述指導(dǎo)者的姿勢的值之間的差分進(jìn)行計算； 所述反饋部進(jìn)一步在開始所述一次直接指導(dǎo)時，基于所計算的差分向所述指導(dǎo)者通知有關(guān)所述姿勢的信息。
10.如權(quán)利要求9所述的移動路徑搜索裝置， 所述可動機(jī)器人具有用于所述多次直接指導(dǎo)的由所述指導(dǎo)者把持的把持部， 所述指導(dǎo)者的姿勢是從所述把持部看的所述指導(dǎo)者的肘的方向。
11.如權(quán)利要求10所述的移動路徑搜索裝置， 表示所述姿勢的值包含第一值和第二值，所述第一值示出在與所述把持部的軸垂直的平面上的所述肘的方向的角度，所述第二值示出所述肘的方向與所述平面形成的角度， 所述姿勢差分計算部計算所述第一值的差分和所述第二值的差分， 所述反饋部基于所述第一值的差分和所述第二值的差分的比較結(jié)果，通知有關(guān)所述姿勢的信息。
12.如權(quán)利要求9 11的任一項(xiàng)所述的移動路徑搜索裝置， 所述反饋部，在所述一次直接指導(dǎo)之前緊挨著進(jìn)行了的直接指導(dǎo)中所述第二差分空間比所述第一差分空間小的情況下，在開始所述一次直接指導(dǎo)時通知有關(guān)所述姿勢的信息。
13.一種移動路徑搜索方法，具有 第一空間確定步驟，在指導(dǎo)者直接調(diào)動可動機(jī)器人來指導(dǎo)動作的多次直接指導(dǎo)的每一次中，將可動機(jī)器人的可動部在直接指導(dǎo)中掃過的三維空間確定為第一空間； 空間差分計算步驟，將在所述多次直接指導(dǎo)中的一次直接指導(dǎo)所確定的第一空間中的、與由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行了的直接指導(dǎo)所確定的第一空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間； 反饋步驟，向所述指導(dǎo)者通知有關(guān)所述第一差分空間的信息；以及路徑搜索步驟，在所述多次直接指導(dǎo)結(jié)束后，在由所述多次直接指導(dǎo)所確定的多個第 一空間被合成而得到的第一可移動空間內(nèi)搜索所述可動部的移動路徑。
14.一種程序，用于使計算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求13所述的移動路徑搜索方法。
全文摘要
一種移動路徑搜索裝置具有第一空間確定部(102)，在指導(dǎo)者(301)直接調(diào)動可動機(jī)器人(302)來指導(dǎo)動作的多次直接指導(dǎo)的每一次中，將可動部(508)在直接指導(dǎo)中掃過的三維空間確定為第一空間；空間差分計算部(104)，將在多次直接指導(dǎo)中的一次直接指導(dǎo)所確定的第一空間中的、與由在所述一次直接指導(dǎo)之前進(jìn)行了的直接指導(dǎo)所確定的第一空間不重復(fù)的空間計算為第一差分空間；反饋部(105)，向所述指導(dǎo)者(301)通知有關(guān)第一差分空間的信息；以及路徑搜索部(106)，在多次直接指導(dǎo)結(jié)束后，在由所述多次直接指導(dǎo)所確定的多個第一空間被合成而得到的第一可移動空間內(nèi)搜索可動部(508)的移動路徑。
文檔編號B25J9/22GK102802884SQ201180014709
公開日2012年11月28日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者水谷研治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社