衝突回避計算例

以下ではロボットモデル・環境モデルを用いた衝突回避例を示す. 本研究では, ロボットのリンク同士,またはリンクと物体の衝突判定には,衝突判定ライブラリ PQP(A Proximity Query Package) ¹³を用いた.

Fig. では $d_a = 200[mm]$, $d_b = 0.1 * d_a = 20[mm]$, $k_{joint} = k_{null} = 1.0$と設定した.

この衝突判定計算では,衝突判定をリンクの設定を

1. リンクのリスト$n_{ca}$を登録
2. 登録されたリンクのリストから全リンクのペア $_{n_{ca}}C_2$を計算
3. 隣接するリンクのペア,常に交わりを持つリンクのペアなどを除外

のように行うという工夫を行っている.

Fig. 例では衝突判定をするリンクを 「前腕リンク」「上腕リンク」「体幹リンク」「ベースリンク」 の4つとして登録した. この場合, $_4C_2$通りのリンクのペア数から 隣接するリンクが除外され,全リンクペアは 「前腕リンク-体幹リンク」 「前腕リンク-ベースリンク」 「上腕リンク-ベースリンク」 の3通りとなる.

Fig. の3本の線(赤1本,緑2本)が 衝突形状モデル間での最近傍点同士をつないだ 最短距離ベクトルである. 全リンクペアのうち赤い線が最も距離が近いペアであり, このリンクペアより衝突回避のための 逆運動学計算を行っている.

Figure: Example of Collision Avoidance