(57)【要約】【課題】オフラインプログラミングで３次元モデル空間におけるロボットの動作のシミュレーションの結果を表示しながらロボットの動作の教示を行う際に、注目領域を確実に表示できるようにするようにする。【解決手段】ロボット教示システム１０は、ロボット、該ロボットの周囲環境を構成する複数の物体、及び該ロボットによって取り扱われるワークの３次元モデルを含む３次元モデル空間におけるロボットの動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置１６と、設定された視点から注目領域を見るときに視覚的障害となる物体の部分を非表示にして３次元モデル空間におけるロボットの動作のシミュレーションの結果を表示する画像データを演算する表示画像演算装置１８とを備え、表示画像演算装置１８によって演算された画像データに基づく画像を表示装置２０に表示する。【選択図】図１
2010042466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット、該ロボットの周囲環境を構成する複数の物体、及び該ロボットによって取り扱われるワークの３次元モデルを含む３次元モデル空間において前記ロボットの動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置と、前記３次元モデル空間における視点及び注目領域を入力するための入力装置と、前記入力装置によって入力された前記視点から見たときの画像として前記３次元モデル空間を表示する表示装置とを備え、前記３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を前記表示装置に表示しながら前記ロボットの動作の教示を行うためのロボット教示システムであって、
前記３次元モデル空間において前記視点から前記注目領域を見るときに視覚的障害となる物体の部分を非表示にして、前記３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を表示する画像データを演算する表示画像演算装置をさらに備え、前記表示画像演算装置によって演算された画像データに基づく画像を前記表示装置に表示するようにしたことを特徴とするロボット教示システム。
【請求項２】
前記表示画像演算装置は、前記３次元モデル空間において、前記視点から前記注目領域を見るときの視線方向において前記３次元モデルの物体の全てよりも前記視点に近い側に投影面を規定し、前記投影面に対して前記注目領域を前記視線方向に平行投影したことにより得られた図形を前記視線方向に前記注目領域に向かって掃引することによって前記３次元モデル空間内に規定された掃引図形に干渉する前記３次元モデルの物体の部分を前記視覚的障害となる物体の部分として非表示にする、請求項１に記載のロボット教示システム。
【請求項３】
前記表示画像演算装置は、前記視覚的障害となる部分を含む個々の物体の全体を非表示にして前記３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を表示する画像データを演算する、請求項１又は請求項２に記載のロボット教示システム。
【請求項４】
前記入力装置によって強制表示領域を指定することができ、前記表示画像演算装置は、前記強制表示領域内に位置する物体の部分が視覚的障害となっても、前記物体の部分又は当該部分を含む個々の物体の全体を強制的に表示する、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のロボット教示システム。
【請求項５】
前記３次元モデル空間において前記視点から前記注目領域を見たときに視覚的障害となっても強制的に表示する物体の部分又は当該部分を含む個々の物体の全体を前記入力装置によって指定できるようにした、請求項４に記載のロボット教示システム。
【請求項６】
前記注目領域は、前記ロボットの可動部分に対して所定の相対関係を有した領域として設定される、請求項１から請求項５の何れか一項に記載のロボット教示システム。
【請求項７】
ロボット、該ロボットの周囲環境を構成する複数の物体、及び該ロボットによって取り扱われるワークを含む３次元モデルを含む３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーション結果を表示装置に表示する方法において、
３次元モデル空間において視点及び注目領域を設定し、前記３次元モデル空間において前記視点から前記注目領域を見るときに視覚的障害となる物体の部分を非表示にして、前記注目領域が常に表示されるように前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を表示する画像データを演算し、演算された画像データに基づく画像を前記表示装置に表示するようにしたことを特徴とするロボットの動作のシミュレーション結果の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフラインプログラミングで３次元モデル空間におけるロボットの動作のシミュレーションの結果を表示装置に表示する方法及びロボットの動作のシミュレーション結果を表示しながらロボットの動作の教示を行うためのロボット教示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットに動作を教示する教示作業では、教示用操作盤を用いて実際にロボットを動かしながら教示を行うオンラインプログラミングが一般的に用いられる。しかしながら、オンラインプログラミングでは、教示作業中はロボットを使用できなくなるので、教示作業のために製造ラインを停止させる必要があるという短所がある。また、正確な教示作業のためには、実際にロボット使用するための製造ラインを構築して作業環境を確定しなければならないという短所があった。
【０００３】
この短所を解消するために、実機に代えて３次元モデルを使用したシミュレーションに基づいてロボットの教示を行うオフラインプログラミングが用いられるようになってきている。オフラインプログラミングでは、相対位置関係を把握しやすいように、サーフェイスモデルやソリッドモデルを用いて、周囲環境を構成する物体、ロボット及びワークなどをグラフィカルに表示装置上に表示し、作業者は、表示装置上に表示された情報を見ながら、入力装置を用いて教示点を入力する。この際、作業者がロボットと周囲の物体との位置関係を直感的に把握しやすいように、例えば特許文献１に記載されているように、各物体、ロボット及びワークなどを３次元モデル空間において指定された視点から見たときの画像を表示装置上に表示するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１２２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、工作機械が加工セル内に配置されており工作機械の周囲がセル壁などによって覆われている環境下で、ロボットが、セル壁の一部に設けられた扉を通して加工セルの内部にアクセスすることにより、各種作業を行うことがある。オフラインプログラミング装置を用いて、このような環境下で例えばロボットのアームの先端部分に把持されたワークを加工セル内に搬入する動作を教示するとき、セル壁に遮られて、ロボットのアームの先端の手首部分やそこに把持されるワークなど、動作の検討や確認に必要な部分（以下注目領域と記載する。）が見えなくなることがある。このような場合、表示装置上で視点を変更して注目領域が見えるようになるまで試行錯誤を繰り返す必要があった。また、どうしてもセル壁など工作機械の構成要素の陰になって見えない領域も存在するという問題もあった。
【０００６】
よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解決して、オフラインプログラミングで３次元モデル空間におけるロボットの動作のシミュレーションの結果を表示しながらロボットの動作の教示を行う際に、注目領域を確実に表示できるようにするようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ロボット、該ロボットの周囲環境を構成する複数の物体、及び該ロボットによって取り扱われるワークの３次元モデルを含む３次元モデル空間において前記ロボットの動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置と、前記３次元モデル空間における視点及び注目領域を入力するための入力装置と、前記入力装置によって入力された前記視点から見たときの画像として前記３次元モデル空間を表示する表示装置とを備え、前記３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を前記表示装置に表示しながら前記ロボットの動作の教示を行うためのロボット教示システムであって、前記３次元モデル空間において前記視点から前記注目領域を見るときに視覚的障害となる物体の部分を非表示にして、前記３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を表示する画像データを演算する表示画像演算装置をさらに備え、前記表示画像演算装置によって演算された画像データに基づく画像を前記表示装置に表示するようにしたロボット教示システムが提供される。
【０００８】
本発明のロボット教示システムによれば、３次元モデル空間において指定された注目領域を見るときに視覚的障害となる物体の部分が非表示にされるので、注目領域が物体によって覆われている場合でも注目領域が常に表示装置上に表示されるようになる。
【０００９】
上記ロボット教示システムでは、前記表示画像演算装置は、前記３次元モデル空間において、前記視点から前記注目領域を見るときの視線方向において前記３次元モデルの物体の全てよりも前記視点に近い側に投影面を規定し、前記投影面に対して前記注目領域を前記視線方向に平行投影したことにより得られた図形を前記視線方向に前記注目領域に向かって掃引することによって前記３次元モデル空間内に規定された掃引図形に干渉する前記３次元モデルの物体の部分を前記視覚的障害となる物体の部分として非表示にすることができる。
【００１０】
前記表示画像演算装置は、前記視覚的障害となる部分を含む個々の物体の全体を非表示にして前記３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を表示する画像データを演算することもできる。
【００１１】
上記ロボット教示システムにおいて、前記入力装置によって強制表示領域を指定することができ、前記表示画像演算装置は、前記強制表示領域内に位置する物体の部分が視覚的障害となっても、前記物体の部分又は当該部分を含む個々の物体の全体を強制的に表示するようになっていることが好ましい。
【００１２】
また、前記３次元モデル空間において前記視点から前記注目領域を見たときに視覚的障害となっても強制的に表示する物体の部分又は当該部分を含む個々の物体の全体を前記入力装置によって指定できるようになっていることが好ましい。
【００１３】
前記注目領域は、前記ロボットの可動部分に対して所定の相対関係を有した領域として設定されるようになっていてもよい。
【００１４】
また、本発明によれば、ロボット、該ロボットの周囲環境を構成する複数の物体、及び該ロボットによって取り扱われるワークを含む３次元モデルを含む３次元モデル空間における前記ロボットの動作のシミュレーション結果を表示装置に表示する方法において、
３次元モデル空間において視点及び注目領域を設定し、前記３次元モデル空間において前記視点から前記注目領域を見るときに視覚的障害となる物体の部分を非表示にして、前記注目領域が常に表示されるように前記ロボットの動作のシミュレーションの結果を表示する画像データを演算し、演算された画像データに基づく画像を前記表示装置に表示するようにしたロボットの動作のシミュレーション結果の表示方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のロボット教示システム及びロボットの動作のシミュレーション結果の表示方法によれば、注目領域が物体によって覆われている場合でも注目領域が常に表示装置上に表示されるようになるので、教示作業の際に注目領域が見えるように視点の変更を試行錯誤する必要がなくなり、教示作業の効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明によるロボット教示システムの好ましい実施形態を説明する。図１は本発明によるロボット教示システムの全体構成を示す機能ブロック図、図２はロボット動作のシミュレーション結果を単純に表示した状態を示す斜視図、図３は視点から注目領域を見たときに視覚的障害になる物体を非表示にしてロボット動作のシミュレーション結果を表示した状態を示す斜視図、図４は本発明によるロボット教示システムにおける処理の流れを示すフローチャート、図５は注目領域を所定の投影面に投影した状態を示す斜視図、図６は投影面に投影された図形を視線方向に掃引することにより規定される掃引領域を示す斜視図である。
【００１７】
最初に、図１を参照して本発明によるロボット教示システム１０の全体構成を説明する。
ロボット教示システム１０は、記憶装置１２と、入力装置１４と、シミュレーション装置１６と、表示画像演算装置１８と、表示装置２０とを備え、シミュレーション装置１６によって得られたシミュレーションの結果を、設定された視点から注目領域を見たときの画像として、表示装置２０上に表示するようになっている。
【００１８】
記憶装置１２は、ＲＡＭなどのメモリやハードディスク装置などにより構成されており、他の装置と独立して設けられてもよく、シミュレーション装置１６や表示画像演算装置１８など他の装置に内蔵されていてもよい。記憶装置１２には、入力装置１４などにより、ロボット２２（図２及び図３）や、工作機械２４（図２及び図３）、テーブル２６（図３）及び工作機械２４を取り囲むセル壁２８（図２及び図３）のようなロボット２２の周囲環境などの３次元モデルのデータが入力され、記憶される。３次元モデルは、操作者がロボット２２とその周囲環境との位置関係を把握しやすいようにサーフェイスモデルやソリッドモデルなどとすることが好ましい。また、入力装置１４は、キーボード、３次元マウス、６自由度入力装置などとすることができ、操作者が、３次元モデルのデータを入力したり、３次元モデル空間における視点や注目領域を指定したりするときに使用される。
【００１９】
シミュレーション装置１６は、操作者により入力装置１４を通して入力されたロボット２２に対する動作指示に従って、記憶装置１２に記憶された３次元モデルデータに基づいて規定される３次元モデル空間におけるロボット２２の動作をシミュレーションする。また、表示画像演算装置１８は、得られたシミュレーション結果に基づいて、指定された視点４２（図５）から見たときのロボット２２の動作及び周囲環境を示す画像データを演算により求め、求められた画像データに基づいてシミュレーションの結果を画像として表示装置２０上に表示する。
【００２０】
表示画像演算装置１８は、視点設定部３２と、注目領域設定部３４と、非表示決定部３６と、画像演算部３８とを含む。視点設定部３２は、操作者が入力装置１４によって入力した指示に従って３次元モデル空間における視点４２の位置および視線方向５０を設定し、注目領域設定部３４は、操作者が入力装置１４によって入力した指示に従って３次元モデル空間における注目領域（すなわち、操作者が関心のある３次元領域）４４（図５）の３次元的範囲を設定する。注目領域４４は、入力時に、例えば表示装置２０上で半透明の物体として一時的に表示することによって、その位置を容易に確認できるようになっていることが好ましい。
【００２１】
非表示決定部３６は、視点設定部３２に設定された視点４２から注目領域４４を見たときに視覚的障害となって注目領域４４の視認を妨げる３次元モデルの物体の部分を特定する。視覚的障害となる部分を特定する方法については後述する。画像演算部３８は、視覚的障害となる部分をあたかも３次元モデル空間に存在しないかのごとく非表示となるように、３次元モデルデータ及びシミュレーションの結果に基づいて３次元モデル空間におけるロボット２２の動作を表す画像データを演算により求め、設定された視点４２から見たときに視覚的障害となる部分の影になって見えない部分を表示装置２０上に表示できるようにする。視覚的障害となる物体の部分を非表示にするときには、その部分のみを非表示にしてもよく、その部分を含む個々の物体の全体を非表示にしてもよい。なお、視覚的障害となる部分を含む物体の単位は、個々の装置の構成要素など可能な限り小さく予め設定されていることが好ましい。
【００２２】
例えば、工作機械２４が加工セル内に配置されており工作機械２４の周囲がセル壁２８で取り囲まれている場合に、セル壁２８に設けられた扉３０（図２及び図３）を通して、ロボット２２のエンドエフェクタ２２ａによって把持されたワークＷを加工セルの内部に設けられたテーブル２６上の所定の位置に載置する動作をロボット２２に教示するために、テーブル２６の周囲を注目領域４４として設定すると仮定する。この場合、３次元モデル空間において設定された視点４２から注目領域４４を見ると、注目領域４４はセル壁２８の影に隠れてしまう。したがって、セル壁２８に設けられた扉３０を通してロボット２２のアームの先端のエンドエフェクタ２２ａをセル壁２８の内部に進入させて注目領域４４にアクセスさせる動作のシミュレーション結果を表示装置２０に単純に表示させると、図２に示されているように、エンドエフェクタ２２ａがセル壁２８の影に隠れてしまい、エンドエフェクタ２２ａやこれに把持されたワークＷの正確な位置を確認できなくなる。したがって、テーブル２６上の所定の位置にワークＷを正確に載置させるためには、視点４２を変えて表示装置２０上にロボット２２のエンドエフェクタ２２ａや注目領域４４を表示させる必要があり、試行錯誤を繰り返さなくてはならない。
【００２３】
本発明では、表示画像演算装置１８の非表示決定部３６が、設定された視点４２から注目領域４４を見たときに視覚的障害となるセル壁２８の部分を非表示にすることを自動的に決定し、図３に示されているように、視覚的障害となる部分を含むセル壁２８を非表示の状態にして表示装置２０上に３次元モデル空間が表示される。したがって、設定された視点４２から注目領域４４が常に見えるように表示される。このようにして、セル壁２８に設けられた扉３０を通してロボット２２のアームの先端のエンドエフェクタ２２ａを加工セルの内部に進入させて注目領域４４にアクセスさせるときでも、エンドエフェクタ２２ａに把持されたワークＷの位置を正確に確認することを可能にさせ、ロボット２２の動作の教示を容易且つ効率的に行うことを可能にさせている。
【００２４】
なお、特定部分を非表示にしたときにその影になって見えないはずの部分を３次元モデルデータやシミュレーションの結果に基づいて表示する技術は３次元モデルの利用分野において公知のものであるので、ここでは詳しく説明しない。
【００２５】
また、表示画像演算装置１８は、強制表示設定部４０をさらに含んでいてもよい。強制表示設定部４０は、操作者が入力装置１４によって指定した３次元領域又は物体を強制的に表示する部分として設定するものである。非表示決定部３６は、強制表示設定部４０に設定された領域内に位置する部分や強制表示設定部４０に設定された物体を非表示にする対象から除外し、設定された視点４２から注目領域４４を見たときに視覚的障害となる部分であっても強制表示設定部４０に設定された物体や部分が表示装置２０上に必ず表示されるようにする。このように強制的に表示される部分や物体を設定できるようにすることにより、注目領域４４の視覚的障害となったとしても表示装置２０上に常に表示しておきたい物体又は領域がある場合に、当該物体又は領域を非表示処理の対象外とすることが可能になる。
【００２６】
次に、図４を参照して、図１に示されるロボット教示システム１０における処理の流れを説明する。
最初に、操作者は、ロボット２２や、工作機械２４、テーブル２６及びそれらを取り囲むセル壁２８のようなロボットの周囲環境の３次元モデルデータを入力装置１４によって入力して３次元モデルを作成し、これを記憶装置１２に記憶させる（ステップＳ１００）。３次元モデルデータはキーボードなどによって直接入力してもよく、携帯可能な記憶媒体から予め作成された３次元モデルデータを読み取り装置などを通して記憶装置１２に読み込ませてもよい。
【００２７】
次に、操作者は、入力装置１４を用いて、３次元モデルデータに基づいて表示装置２０上に表示された３次元モデル空間における視点４２の位置及び注目領域４４の３次元的範囲を入力し、視点設定部３２及び注目領域設定部３４にそれぞれ設定する（ステップＳ１０２）。注目領域４４は、例えばロボット２２のエンドエフェクタ（例えばワークＷを把持するハンド部分など）２２ａ、ワークＷ及びワークＷを載置するテーブル２６などの周囲の領域とすることができ、３次元モデル空間内において固定的に設定されてもよく、また、ロボット２２やエンドエフェクタ２２ａの移動に応じて注目領域４４も移動するようにロボット２２のエンドエフェクタ２２ａなどの可動部分に対して相対的な位置関係で設定されてもよい。また、ロボット２２以外の周辺装置の可動部分に対して相対的な位置関係で設定して、周辺装置の移動に応じて注目領域４４も移動するようにしてもよい。注目領域４４が入力時に表示装置２０上で半透明の物体として表示されるようになっていれば、操作者は表示装置２０上で注目領域４４の位置を視覚的に確認しながら容易に設定することができる。
【００２８】
次に、操作者が入力装置１４によってロボット２２に動作指示を与えると、シミュレーション装置１６が、与えられた動作指示に基づいてロボット２２の動作のシミュレーションを行い、表示画像演算装置１８が、シミュレーションの結果に基づいて、３次元モデル空間において設定された視点４２から注目領域４４を見たときのロボット２２の動作を表す画像データを演算し、シミュレーションの結果に基づく３次元モデル空間におけるロボット２２の動作を示す画像を表示装置２０上に表示させる（ステップＳ１０４）。操作者によって与えられる動作指示は、絶対座標値により与えられてもよく、その時点の位置及び姿勢に対する座標値の相対変化量として与えられてもよい。また、動作指示は、入力装置１４を用いて、数値で与えられてもよく、表示装置２０上に表示される３次元モデル空間においてポインタを移動させることによって与えられてもよい。
【００２９】
ここで、表示装置２０上に表示される３次元モデル空間の画像において、固定的に設定された注目領域４４がそもそも視覚的障害物の影になって設定された視点４２から見えないたときに、又はエンドエフェクタ２２ａなどロボット２２の可動部の位置に対する相対的な位置関係で設定された注目領域４４がシミュレーションの結果として視覚的障害物の影に移動して設定された視点４２から見えなくなるときに、本発明のロボット教示システム１０において行われる処理について説明する。
【００３０】
３次元モデル空間において固定的に設定された注目領域４４の位置が確定されると、又はロボット２２の可動部に対して相対的な位置関係で設定されている注目領域４４の位置がロボット２２の動作のシミュレーションの結果に基づいて確定されると、表示画像演算装置１８の画像演算部３８は、設定された視点４２から注目領域４４を見たときの画像データを演算して画像を求める。次に、表示画像演算装置１８の非表示決定部３６は、求められた画像において注目領域４４の表示の妨げとなる視覚的障害物が視点４２と注目領域４４との間に存在するときに、視覚的障害となる３次元モデルの物体の部分又はその部分を含む個々の物体の全体を特定し、その部分又は物体を非表示にするように自動的に決定する（ステップＳ１０６）。画像演算部３８は、非表示決定部３６の決定に従って、非表示にするように決定された３次元モデルの物体の部分又はその部分を含む個々の物体の全体があたかも３次元モデル空間に存在しないかのごとく非表示にした画像データを再度演算し、得られた画像データに基づいた画像を表示装置２０に表示させる（ステップＳ１０８）。
【００３１】
これにより、たとえ視点４２と注目領域４４との間に視覚的障害物があっても注目領域４４が常に表示装置２０上に表示されるようになる。したがって、操作者は表示装置２０上で注目領域４４の状態を常に確認することができるようになるので、注目領域４４が表示されるように視点設定部３２に設定される視点４２の変更を試行錯誤する必要がなくなり、ロボット２２の動作の教示を容易且つ効率的に行うことが可能となる。
【００３２】
また、操作者が入力装置１４によって強制的に表示する物体又は３次元的領域を強制表示設定部４０に設定している場合、表示画像演算装置１８の非表示決定部３６は、強制表示設定部４０に設定された領域内に位置する物体やその部分を非表示にする対象から自動的に除外し、設定された視点４２から注目領域４４を見たときの画像において視覚的障害となる物体又はその部分であっても強制表示設定部４０に設定された物体やその部分が表示装置２０上に強制的に表示されるようにする。これにより、表示装置２０上に常に表示しておきたい物体がある場合に対処することが可能となる。なお、この場合に、視覚的障害物が注目領域４４の一部又は全部の表示を妨げることによりロボットの動作の必要な確認が行えなくなったときには、操作者は、強制表示設定部４０に設定される物体や領域を適宜に変更したり、表示装置２０上に注目領域４４が表示されるように視点を変更したりすることにより対処することになる。
【００３３】
このようにして表示装置２０上に表示される３次元モデル空間におけるロボット２２の動作を表す画像を参照して、操作者はロボット２２に対する動作指示を変えながら適切なロボット２２の動作を確認し、ロボット２２の動作の教示を行う（ステップＳ１１０）。以上のステップを繰り返し、必要なロボット２２の動作の教示が全て終了すると、教示作業を終了する（ステップＳ１１２）。また、教示作業の終了と共にシミュレーションも終了する。
【００３４】
最後に、図５及び図６を参照して、表示画像演算装置１８の非表示決定部３６が視覚的障害となる部分を特定する手法の例について説明する。
平行投影法によって３次元モデル空間を表示装置２０に表示する場合、表示画像演算装置１８の非表示決定部３６は、一つの例として、図５に示されるように、３次元モデル空間において、ロボット２２や周囲環境などの物体の全てよりも視点４２に近い側に所定の投影面４６を規定する。この投影面４６の法線方向と視点４２の視線方向５０は一致するように規定される。視線方向５０に注目領域４４を平行投影することによって投影面４６上に投影される図形４８を求めた後、例えば投影面４６上の図形４８の頂点の少なくとも一つとこれに対応する３次元モデル空間内の注目領域４４の境界上の点とが重なるまで、この図形４８を視線方向５０に注目領域４４に向かって掃引することによって図６に示されるような掃引図形５２を求め、３次元モデル空間内の物体の一部分又は全体が求められた掃引図形５２と干渉するとき、すなわち掃引図形の内部領域に位置するときに、その物体の部分又は全体を、設定された視点４２から注目領域４４を見るときに注目領域４４の表示の妨げとなる視覚的障害と判定する。注目領域４４を球形状や直方体形状の組み合わせで定義する場合、注目領域４４を投影面４６に平行投影することによって得られる図形４８は球の中心や直方体の各頂点を投影するだけで容易に算出することが可能である。
透視投影法によって３次元モデル空間を表示装置２０に表示する場合、表示画像演算装置１８の非表示決定部３６は、一つの例として、図７に示されるように、視点４２の始点位置と注目領域４４を結ぶ干渉確認図形５４を求める。注目領域４４を構成する要素が直方体形状の場合は、直方体の各稜線と、その稜線の両端の頂点と視点位置を結んだ線分で構成される各３角形で囲まれた領域として定義される。注目領域４４を構成する要素が球形状の場合は、球の中心位置と半径から得られる円を底面とした円錐状の形状として定義される。干渉確認図形５４から視覚的障害と判定される物体を求める方法は、平行投影法の場合と同様である。
【００３５】
なお、このような視覚的障害の判定の際には、干渉チェックが必要となるので、描画処理の負荷を軽減するために、３次元モデルの各物体の形状に対応して干渉チェック用の簡易形状を予め定義しておき、干渉チェックの際にこの簡易形状を用いて干渉チェックを行うことが好ましい。
【００３６】
以上、図示される実施形態を参照して、本発明のロボット教示システム１０を説明したが、本発明は図示される実施形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施形態では、視覚的障害となる物体の部分を判定するために、３次元モデル空間に規定された投影面４６に注目領域４４を視線方向５０に平行投影することによって得られた図形４８を視線方向５０に掃引することによって得られた掃引図形５２を用いているが、これに代えて、３次元モデル空間において視点４２を頂点として注目領域４４に向かって延び且つ注目領域４４を内部に収容するように規定された錘状視野空間を用い、視野空間内において注目領域４４よりも視点４２に近い側に位置する３次元モデルの物体の部分を視覚的障害物と判定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるロボット教示システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
【図２】ロボット動作のシミュレーション結果を単純に表示した状態を示す斜視図である。
【図３】視点から注目領域を見たときに視覚的障害になる物体を非表示にしてロボット動作のシミュレーション結果を表示した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明によるロボット教示システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】注目領域を所定の投影面に投影した状態を示す斜視図である。
【図６】投影面に投影された図形を視線方向に掃引することにより規定される掃引領域を示す斜視図である。
【図７】視点の始点位置と注目領域を結ぶことにより規定される干渉確認図形を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    ロボット教示システム
１６    シミュレーション装置
１８    表示画像演算装置
２０    表示装置
２２    ロボット
３２    視点設定部
３４    注目領域設定部
３６    非表示決定部
３８    画像演算部
４０    強制表示設定部
４２    視点
４４    注目領域
４６    投影面
４８    図形
５０    視線方向
５２    掃引図形
５４    干渉確認図形
【図１】
2010042466.tif 000003
【図２】
2010042466.tif 000004
【図３】
2010042466.tif 000005
【図４】
2010042466.tif 000006
【図５】
2010042466.tif 000007
【図６】
2010042466.tif 000008
【図７】
2010042466.tif 000009