JPH02116481A - ロボットの遠隔制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 マスタロボット側で生成された動き情報をスレーブロボ
ット側に衛星通信等によって伝送し、マスタロボットの
動きに追従した動きをスレーブロボットに行わせるロボ
ットの遠隔制御装置に関し。

マスタロボットの動き情報が断続的な通信によってスレ
ーブ側に伝送された場合でも、スレーブ側ロボットの動
きが不連続なぎこちないものとならないようにすること
を目的とし。

マスタロボットに一区間の連続した動きを行わせて動き
情報を生成するマスタ制御手段と、マス夕制御手段から
の動き情報を一時的に蓄積するマスタ蓄積手段と、マス
タ蓄積手段に蓄積された動き情報をその動き区間情報と
共に伝送する伝送手段と、伝送手段で伝送された動き情
報を少なくとも区間情報で定まる必要量一時的に蓄積す
るスレーブ蓄積手段と、スレーブ蓄積手段に蓄積された
動き情報を読み出してスレーブロボットに一区間の動き
を連続的に実行させるスレーブ制御手段とを具備してな
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は１例えば衛星通信等の通信手段を介してロボッ
トを遠隔操作するロボットの遠隔制御装置に関する。

近年の宇宙開発に伴い、宇宙にあるロボットを地上から
遠隔操作する技術が必要となっており。

この遠隔操作にあたってはロボットを円滑に動作できる
ことが必要とされる。

〔従来の技術〕

ロボットの遠隔操作方法としてはマスタ・スレーブ制御
方式が知られている。このマスタ・スレーブ制御方式に
よる従来のロボットの遠隔制御装置の構成例が第６図（
Ａ）に示される０図において、２１はマスタロボット、
２２はマスタ制御装置、２３はマスタ側通信装置、２４
はスレーブ側通信装置、２５はスレーブ制御装置、２６
はスレーブロボットである。

この遠隔制御方式では、同じ動きをすることが可能なマ
スタロボット２１とスレーブロボット２６を用意し、マ
スタ側のオペレータ（操作者）が。

スレーブロボット２６にさせたい動作を、マスタロボッ
ト２】に手動等で行わせ、このマスタロボットの動きＯ
ｕＬ跡等の情報をマスタ制御装置で生成し、その動き情
報を通信装置２３でスレーブロボット２６側に伝送する
。

スレーブロボット２６側ではこの動き情報を通信装置２
４で受信し、その動き情報をスレーブ制御装置２５で解
析して、その結果に基づいてマスタロボット２１と同じ
動きをスレーブロボット２６が実行するように制御する
。これによりマスタロボット２Ｉの動きに追従した動き
をスレーブロボット２６に行わせて、スレーブロボット
２６を遠隔制御する。

この方式においては、マスタロボット側とスレーブロボ
ット側の間で動き情報の伝送を行う通信装置２３と２４
は、伝送容量が十分な専用の通信線によってその動き情
報をリアルタイムに途切れることなく伝送できることが
前提となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、宇宙にあるロボットを地上から遠隔操作
するような場合９通信手段として衛星通信を使用するこ
とになるが、衛星通信は通信容量が限られている。一般
に衛星通信では、ロボットの遠隔操作情報だけでな（他
の種々の情報も同時に伝送する必要がある。このため１
通信状態によってはロボット遠隔操作情報の伝送に割り
当てられる回線の容量が小容量に制限されることもあり
。

このような場合、この小容楚回線を用いて全てのロボッ
ト遠隔操作情報を連続的に途切れなく伝送することがで
きなくなることも生じ得る。

この結果、第６図（Ｂ）に示されるように、マスタ制御
装置２２で生成されたマスタロボット２１の連続的な動
き情報Ｐ１〜Ｐ７　（１を参照）が。

通信装置２３では小区間に分割して時間をおいて断続的
にスレーブ側に伝送される場合がある（口を参照）。

このため、操作者がマスタロボッ）２１を連続的に作動
させて動き情報を生成した場合でも、スレーブロボット
２６は間欠的な不連続な動作を実行してしまう　（■を
参照）。この場合、スレーフロボット２６は急作動と急
停止を繰り返すこととなって動作がぎこちなくなるばか
りでなく１機構に無理な加速度を生じさせることとなり
、好ましくない。

したがって本発明の目的は、マスタ・スレーブ制御によ
るロボットの遠隔制御装置において、マスタロボットの
動き情報が断続的な通信によってスレーブ側に伝送され
た場合でも、スレーブ側ロボットの動きが不連続できこ
ちなくならないようにすることにある。

１５に蓄積された動き情報を読み出してスレーブロボッ
トに前記の一区間の動きを連続的に実行させるスレーブ
制御手段１６とを具備してなる。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明に係る原理説明図である。

本発明に係るロボットの遠隔制御装置は、マスタロボッ
ト側で生成された動き情報をスレーブロボット側に伝送
し、マスタロボットの動きに追従した動きをスレーブロ
ボットに行わせることによってスレーブロボットの遠隔
制御を行うロボットの遠隔制御装置において、マスタロ
ボット１１に一区間の連続した動きを行わせて動き情報
を生成するマスタ制御手段１２と、マスタ制御手段１２
からの動き情報を一時的に蓄積するマスタ蓄積手段１３
と、マスタ蓄積手段１３に蓄積された動き情報をその動
きの区間情報と共に伝送する伝送手段Ｉ４と、伝送手段
Ｉ４で受信された動き情報を少なくとも区間情報で定ま
る必要量一時的に蓄積するスレーブ蓄積手段１５と、ス
レーブ蓄積手段〔作用〕 操作者がマスタロボット１１を手動等によって連続的な
一区間の動作を行わせ、マスタ制御装置！２はこの動き
の軌跡等から第１図Ｉに示すような連続的な動き情報を
生成し、これを逐次にマスタ蓄積手段１３に蓄積する。

伝送手段１４はマスタ蓄積手段１３に蓄積された動き情
報を順次読み出して動き区間情報と共にスレーブ側に送
るが。

その際９通信状態によっては動き情報が、第１図口に示
すように、断続的に伝送される場合も生じえる。

スレーブ側では、これら断続的に伝送されてきた動き情
報をスレーブ蓄積手段１５に所定の必要量にわたりパン
ツプリングする。この必要量は。

動き情報と一緒に送られてくる区間情報に基づいて定ま
る。スレーブ蓄積手段１５に必要量の動き情報が蓄積さ
れると、この動き情報は次にスレーブ制御手段１６によ
って読み出され、スレーブ制御手段Ｉ６はこの読み出し
た動き情報に基づいて。

第１図■に示すように、スレーブロボット１７を動きの
一区間にわたって連続的に動作させる。

〔実施例〕

以下２図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第２図には１本発明の一実施例としてのロボットの遠隔
制御装置のブロック構成が示される。第２図において、
マスタ側装置は、マスタロボットのマニピュレータ１と
、マスタマニピュレータ１の動きから動作時系列信号を
生成するマスタ制御装置２と、動作区間の開始と終了の
区間信号を入力するスイッチ３と、動作時系列信号を蓄
積するバッファ制御装置４と、バッファ制御装置５の蓄
積データをスレーブ側に衛星通信等で送信する通信装置
５とを含み構成される。

またスレーブ側装置は、マスタ側からの送信信号を受信
する通信装置６と、受信された動作時系列信号を所定の
必要量だけ蓄積するバッファ制御装置７と、バッファ制
御袋Ｗ７に蓄積された動作時系列信号を順次に読み出し
てスレーブロボットのマニピュレータ９を連続的に動作
させるスレーブ制御装置８と、スレーブマニピュレータ
９とを含み構成される。

以下、実施例装置の動作を説明する。まず操作Ｍ１０は
スレーブマニピュレータ９に行わせたい動作を２手動で
マスタマニピュレータ１に行わせる。このマスタマニピ
ュレータ１の動作はマスタ制御装置２に伝えられ、ここ
で動作の時系列信号が生成される。

マスタ制御装置２で生成された動作時系列信号はバッフ
ァ制御装置４のバッファメモリ４１に入力されて蓄積さ
れる。バッファ制御装置４はメモリ４１の蓄積動作を制
御するためのＣＰＵ４２を備えており、スイッチ３から
の区間信号が入力されるようになっている。

操作者１０はまたマスタマニピュレータｌに一区間の連
続した動作を行わせた際に、その連続動作区間の開始と
終了を示す区間信号（開始マーク信号と終了マーク信号
）をスイッチ３によって入力する。この開始マーク信号
と終了マーク信号は。

第３図に示されるように、１区間の動作時系列信号の開
始部分と終了部分にそれぞれ付加されてバッファ４１に
一時的に蓄積される。

通信装置５はこのバッファ制御装置４に蓄積された動作
時系列信号と区間信号の送信データを送信するが、この
とき、その時の通信状態によっては小区間に分割されて
送信される場合がある。

スレーブ側装置では、マスタ側からの送信信号を通信装
置６で受信し、その受信データをバッファ制御装置７の
バッファメモリ７１に逐次に蓄積していく。そして受信
データ中の終了マーク信号を検出することによって１区
間の動作時系列信号を全て受信したことを判定する。

バッファ制御装置７はこの１区間の動作時系列信号を全
て受信すると、これをスレーブ制御装置８に伝送する。

スレーブ制御装置８はこの動作時系列信号に基づいてス
レーブマニピュレータ９に行わせるべき動作を解析し、
マスタマニピュレータ１で行われたのと同じ動作をスレ
ーブマニピュレータ９に１動作区間にわたり連続的に実
行させる。

以上によりマスタ側とスレーブ側との間の通信が断続的
なものになった場合でも、スレーブ側のロボットの動作
を連続的なものにすることが可能となる。

本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可能である
０例えば上述の実施例ではマスタ側からスレーブ側に送
る区間情報として、１区間の動作の開始マーク信号と終
了マーク信号とを用いたが。

これに限らず１例えば第４図に示されるように。

１区間の動作時系列信号をパンツプリングした後に通信
装置５に渡す際に、開始マーク信号と、それに続けて１
区間の動作時系列信号のデータ長とを送るようにしても
よい。

このようにすると、スレーブ側では送られてくる動作時
系列信号の大きさを終了マーク受信をまつことなくデー
タ長から予め知ることができ、したがって９通信装置の
伝送レートなどに基づき。

開始マークを受信してから続く動作時系列信号を全て受
信し終わるまでの時間を予め推定することができる。こ
の結果、第５図に示されるように。

スレーブマニピュレータ９の１区間の連続的な動作を保
証するための動作開始タイミングは、前述の実施例の如
くに終了マークを受信するまで待つ必要がなくなり、全
ての動作時系列信号を受信し終わる前に開始することが
可能となる。

これにより、前述の実施例と比較して、スレーブマニピ
ュレータ９の動作実行の遅延時間を小さくできると共に
、スレーブ側のバッファ制御装置８のバッファメモリ７
１の容量を削減することが可能になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マスタロボットの動き情報が断続的な
通信によってスレーブ側に伝送された場合でも、スレー
ブ側ロボットの動きが不連続なぎごらないものとなるこ
とを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原理説明図。 第２図は本発明の一実施例としてのロボットの遠隔制御
装置を示すブロック図、 第３図はマタス側からの送信信号のフォーマットの一例
を示す図。 第４図はマスタ側からの送信信号のフォーマットの変形
例を示す図。 第５図は第４図の信号フォーマントによる場合のスレー
ブ側動作タイミングを説明する図、および。 第６図は従来のロボットの遠隔制御装置の構成例を示す
ブロック図である。 図において。 １−マスタマニピュレータ ２．２２−−マスタ制御装置 ３−スイッチ ４−マスタ倒バフファ制御装置 ２３−マスタ側通信装置 ２４−スレーブ側通信装置 スレーブ側バッファ制御装置 ２５・−スレーブ制御装置 スレーブマニピュレータ マスタロボット スレーブロボット ７１−バッファメモリ ７２−ＣＰ　Ｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マスタロボット（１１）側で生成された動き情報をスレ
   ーブロボット（１７）側に伝送し、該マスタロボット（
   １１）の動きに追従した動きをスレーブロボット（１７
   ）に行わせることによってスレーブロボット（１７）の
   遠隔制御を行うロボットの遠隔制御装置において、 マスタロボット（１１）に一区間の連続した動きを行わ
   せて動き情報を生成するマスタ制御手段（１２）と、 マスタ制御手段（１２）からの動き情報を一時的に蓄積
   するマスタ蓄積手段（１３）と、 該マスタ蓄積手段（１３）に蓄積された動き情報をその
   動き区間情報と共に伝送する伝送手段（１４）と、 該伝送手段（１４）で伝送された動き情報を少なくとも
   該区間情報で定まる必要量一時的に蓄積するスレーブ蓄
   積手段（１５）と、 該スレーブ蓄積手段（１５）に蓄積された動き情報を読
   み出してスレーブロボットに該一区間の動きを連続的に
   実行させるスレーブ制御手段（１６）と を具備してなるロボットの遠隔制御装置。