[發明專利]碰撞檢測系統、碰撞檢測用數據生成裝置以及機械手

有效

• 申請號: 201310303138.4
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103568022B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 稻積滿廣
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 舒艷君,李洋

技術領域

本發明涉及碰撞檢測系統、碰撞檢測用數據生成裝置以及機械手等。?

背景技術

在多個領域需要判定有無物體間的碰撞、接近。例如在機械手等領域，碰撞的產生成為非常大的問題。因此，從以往開始研究、開發在實際產生碰撞之前，通過由計算機進行的計算來判定碰撞的有無、允許程度以上的接近的方法。作為這樣的碰撞判定方法的現有技術，公知有例如在專利文獻1等中公開的技術。?

在專利文獻1的方法中，利用多邊形數據表示物體，以規定半徑的球覆蓋該多邊形數據的各多邊形，并將這些球合并到更大的半徑的球中，將這些球的數據構成為表示球的合并關系的二叉樹結構的數據。并且，通過按照每個層依次地對該二叉樹結構的數據進行碰撞判定，來進行物體間的碰撞判定。?

專利文獻1：日本特開平11－250122號公報?

在如專利文獻1那樣使用多邊形數據進行碰撞檢測的方法中，需要成為檢測對象的物體的CAD（Computer?Aided?Design：計算機輔助設計）數據。然而，在現實中，存在很多不存在CAD數據的物體、不能夠得到CAD數據的物體，所以存在在那樣的物體上應用上述方法很困難這樣的課題。?

發明內容

根據本發明的幾個方式，能夠提供即使在不能夠得到物體的多邊形數據的情況下等也能夠進行碰撞檢測的碰撞檢測系統、碰撞檢測用數據生成裝置、機械手系統、機械手、碰撞檢測用數據生成方法以及程序等。?

本發明的一個方式涉及如下的碰撞檢測系統，包含：存儲部，其存儲與第1物體對應的第1碰撞檢測用數據和與第2物體對應的第2碰撞檢測用數據作為物體的碰撞檢測用數據；以及處理部，其基于上述第1碰撞檢測用數據和上述第2碰撞檢測用數據來進行世界坐標系中的上述第1物體與上述第2物體的碰撞判定，上述存儲部存儲對在上述物體的模型坐標系中從規定的視點觀察上述物體時的深度映射數據利用設定在上述模型坐標系中的立方體區域進行離散化而得到的代表點數據，作為上述碰撞檢測用數據。?

這樣，利用設定在模型坐標系中的立方體區域對物體的深度映射數據進行離散化而得到的代表點數據作為碰撞檢測用數據而被存儲在存儲部中，基于該碰撞檢測用數據進行第1物體與第2物體的碰撞檢測。由此，即使是不能夠得到物體的多邊形數據的情況等也能夠進行碰撞檢測。?

另外在本發明的一個方式中，也可以構成為，上述存儲部存儲內含上述物體的包圍盒的上述代表點數據、和利用分割上述包圍盒而成的立方體區域對上述深度映射數據進行離散化而得到的上述代表點數據即、分割代表點數據，作為上述碰撞檢測用數據，上述處理部在判定為內含上述第1物體的第1包圍盒和內含上述第2物體的第2包圍盒發生碰撞的情況下，基于上述第1物體的上述分割代表點數據和上述第2物體的上述分割代表點數據進行上述第1物體和上述第2物體的碰撞判定。?

這樣，在包圍盒被判定為無碰撞的階段，能夠明確判定為第1物體與第2物體無碰撞，所以省略利用更小的立方體區域的碰撞判定，從而能夠簡單化處理。?

另外在本發明的一個方式中，也可以構成為，上述存儲部存儲樹結構的數據作為上述碰撞檢測用數據，上述樹結構的數據具有與分割父節點的立方體區域而成的多個立方體區域對應的上述代表點數據作為從上述父節點分支的子節點的上述代表點數據。?

這樣，能夠從樹結構的上位層的節點向下位層的節點按照每個層依次進行碰撞檢測。通過這樣的遞歸處理，能夠將碰撞檢測并行處理化。?

另外在本發明的一個方式中，也可以構成為，分割上述父節點的立方體區域而成的上述子節點的上述多個立方體區域是通過將從上述規定的視點觀察時的上述父節點的立方體區域分割為2×2區域，并且將上述2×2區域的各區域在上述規定的視點的進深方向上進行2分割而得到的2×2×2個立方體區域，上述樹結構的數據是與從上述規定的視點觀察時的上述2×2區域的各區域對應地設定有上述子節點的四叉樹結構的數據，上述四叉樹結構中的上述子節點的數據是在上述2×2區域的上述各區域中存在于上述進深方向的2個立方體區域中的至少一方的上述代表點數據。?

基于這樣的四叉樹結構的數據來進行碰撞檢測，能夠將各層中的節點對的組合設為4×4＝16個，例如能夠使用線程數為數十左右的CPU（Central?Processing?Unit：中央處理器）等來實現碰撞檢測系統。?