CN115042169A - 装卸系统、输送系统、控制装置、存储介质及装卸方法 - Google Patents

装卸系统、输送系统、控制装置、存储介质及装卸方法 Download PDF

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十仓征司
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Abstract

目的是提供一种能够缩短装卸装置的动作时间的装卸系统、输送系统、控制装置、控制程序及装卸方法。技术方案的装卸系统具有可动臂、保持部、传感器和控制部。上述保持部安装在上述可动臂，能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体。上述传感器能够检测多个上述物体。上述控制部控制上述可动臂及上述保持部。上述控制部基于从上述传感器取得的信息，针对每个上述物体及针对每个保持方法，计算以选择的保持方法为基准的得分。上述控制部基于上述得分，选择下个保持的上述物体及保持方法。上述控制部计算保持选择的上述物体的位置及上述可动臂的姿态。

Description

装卸系统、输送系统、控制装置、存储介质及装卸方法
技术领域
本发明涉及装卸系统、输送系统、控制装置、存储介质及装卸方法。
背景技术
以往，已知存在末端执行器保持对象物的装卸装置。对于在物流现场的移载动作的自动化，要求能够保持具有多种多样的形状、大小、重量的对象物。在使用装卸装置保持这些对象物时，在保持位置、保持方法、机械手臂的姿态等的保持策略的决定中需要大量运算。如果对象物的积载状态变得复杂，则保持策略的决定所需要的运算的所需时间变长。
此外，在有选择地使用多个保持用工具进行作业的情况下，如果保持方法的切换次数过多，则有可能作业整体所需要的时间变长工具的更换动作的量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5130509号公报
专利文献2：日本公开2019－188516号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的是提供一种能够将装卸装置的动作时间缩短的装卸系统、输送系统、控制装置、控制程序及装卸方法。
用来解决课题的手段
技术方案的装卸系统具有可动臂、保持部、传感器和控制部。上述保持部安装在上述可动臂，能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体。上述传感器能够检测多个上述物体。上述控制部控制上述可动臂及上述保持部。上述控制部基于从上述传感器取得的信息，针对每个上述物体及针对每个保持方法，计算以选择的保持方法为基准的得分。上述控制部基于上述得分，选择下个保持的上述物体及保持方法。上述控制部计算保持选择的上述物体的位置及上述可动臂的姿态。
其他技术方案的装卸系统具有可动臂、保持部、传感器和控制部。上述保持部安装在上述可动臂，能够选择多个保持机构中的一个以上将保持对象物保持。上述传感器能够检测上述保持对象物。上述控制部控制上述可动臂及上述保持部。上述控制部基于从上述传感器取得的信息，根据保持对象物中的任一个和上述保持机构中的任一个计算以选择的保持机构为基准的得分。上述控制部基于上述得分，选择保持对象物及在上述选择的保持机构之后保持上述保持对象物的保持机构。上述控制部计算在上述选择的保持机构之后保持上述保持对象物的保持机构保持上述保持对象物的位置及上述可动臂的姿态。
附图说明
图1是示意地表示包括第1实施方式的装卸系统的输送系统的斜视图。
图2是表示包括第1实施方式的装卸系统的输送系统的系统结构的框图。
图3是第1实施方式的控制装置的控制流程图。
图4是表示通过“夹持”保持物体O的情况下的物体的图像数据中的假掩蔽区域的图。
图5是表示物体的图像数据中的掩蔽区域的图。
图6是表示物体的深度图像的图。
图7是说明物体的三维位置及姿态的图。
图8是表示附加有关于三维位置及姿态的信息的掩蔽区域的图。
图9是由有关第1实施方式的控制装置进行的保持策略计划工序的控制流程图。
图10是由有关第2实施方式的控制装置进行的保持策略计划工序的控制流程图。
标号说明
1…输送系统；10…装卸装置(装卸系统)；10A…第1装卸装置；10B…第2装卸装置；11…传感器；11A…第1传感器；11B…第2传感器；11C…第3传感器；11D…第4传感器；11E…第5传感器；12…控制装置(控制部)；100…臂；101…臂部件；102…转动部；200…保持部；200A…第1保持部；200B…第2保持部；202…夹持手；203…吸引装置；205…吸附部；300…输入部；301…识别处理部；302…存储部；303…动作控制部；304…得分生成部；305…阈值生成部；306…判定部；307…保持策略决定部。
具体实施方式
以下，参照附图说明实施方式的装卸系统、输送系统、控制装置、控制程序及装卸方法。
另外，在以下的说明中，对具有相同或类似的功能的结构赋予相同的标号。并且，存在省略这些结构的重复的说明的情况。此外，在本申请中记载的“基于XX”，是指“至少基于XX”，也包括除了XX以外还基于其他要素的情况。此外，“基于XX”，并不限定于直接使用XX的情况，也包括基于运算或加工后的XX的情况。“XX”是任意的要素(例如任意的信息)。
(第1实施方式)
参照图1～图9，对一个实施方式进行说明。图1是示意地表示包括本实施方式的装卸装置10(“装卸系统”的一例)的输送系统1的斜视图。
输送系统1例如是物流用的装卸系统(拣选系统)。输送系统1使位于移动起点V1的物体(保持对象物、输送对象物)O移动到移动目标V2。例如，输送系统1对收纳于移动起点V1等的多种物体O进行以指定的数量取出并向移动目标V2积载的作业。
移动起点V1例如是各种输送机、各种托盘、或提包、折叠箱那样的容器等。“容器”泛指能够收容物体O的部件(例如箱状的部件)。但是，移动起点V1并不限定于上述例子。在以下的说明中，有时将“移动起点V1”称作“取出源容器V1”。
在移动起点V1，随机地放置有大小、重量不同的多种物体O。例如，作为保持对象的物体O在物体O表面的至少一部分上具有凹凸形状。在本实施方式中，物体O的外形形状从边长5cm那样的小型到边长30cm那样的大型是各种各样的。此外，物体O从几十g那样的轻型到几kg那样的重型是各种各样的。但是，物体O的大小及重量并不限定于上述例子。
移动目标V2例如是提包、折叠箱那样的容器。但是，移动目标V2并不限定于上述例子。在以下的说明中，有时将“移动目标V2”称作“输送目标容器V2”、将“移动起点V1”及“移动目标V2”简单统称作“容器”。另外，输送系统1也可以使物体O向容器以外的移动目标V2移动。
输送系统1并不限定于物流用的装卸系统。输送系统1也能够广泛地应用于工业用机器人系统或其他系统等。在本申请中记载的“输送系统”、“装卸系统”及“装卸装置”，并不限定于以物体的输送为主目的的系统、装置，也包括作为产品组装或其他目的的一部分而伴随着物体的输送(移动)的系统。
输送系统1如图1所示，具有装卸装置10、传感器11和控制装置12(“控制部”的一例)。控制装置12可以组装于装卸装置10。
装卸装置10例如是机器人装置。装卸装置10保持位于取出源容器V1的物体O，使所保持的物体O移动到输送目标容器V2(保管区域)。装卸装置10能够通过有线或无线与控制装置12通信。在本实施方式中，装卸装置10具有第1装卸装置10A、第2装卸装置10B。
第1装卸装置10A例如具有可动臂100和设置在可动臂100的前端的第1保持部200A。
可动臂100是使第1保持部200A移动到希望的位置的移动机构。例如，可动臂100是6轴的垂直多关节机械手臂。可动臂100能够采取各种各样的位置姿态。与人的手臂或手同样地，可动臂100也能够采取用来保持物体的各种各样的姿态。可动臂100例如包括多个臂部件101和可转动地连结多个臂部件101的多个转动部102。
可动臂100也可以是3轴的正交机械手臂。可动臂100也可以是通过其他的结构使第1保持部200A移动到希望的位置的机构。例如，可动臂100也可以是通过旋转翼将第1保持部200A抬起并使其移动的飞行体(例如无人机)等。
第1保持部200A是保持位于取出源容器V1的物体O的保持机构(末端执行器)。第1保持部200A具有夹持手202。
夹持手202是通过两根手指夹住物体O而进行把持的夹具型手，设置在可动臂100的前端。夹持手202的结构并不限定于此，例如也可以是通过3根手指夹住物体O而进行把持的夹具型手。
另外，第1保持部200A也可以是还具有吸引装置以及与吸引装置连通的吸附部，通过夹持及/或吸附来保持物体O的混合型手。在此情况下，吸附部可以设置在夹持手202的手指前端。吸附部可以在夹持手202的手指前端设置多个。
第2装卸装置10B例如具有臂(第2臂)100和设置在可动臂100的前端的第2保持部200B。第2装卸装置10B的可动臂100具有与第1装卸装置10A的可动臂100相同的结构。
第2保持部200B是保持位于取出源容器V1的物体O的保持机构(末端执行器)。例如，第2保持部200B具有吸引装置203以及与吸引装置203连通的吸附部205。第2保持部200B是通过吸附来保持物体O的吸附型手。
第2保持部200B也可以是通过其他的保持方法保持物体O的机构。例如，第2保持部200B也可以是能够利用磁力保持物体O的保持部。例如，第2保持部200B也可以是由填满粉体的柔软膜和从柔软膜内将空气抽出的真空泵构成，能够利用阻塞(jamming)现象保持物体O的保持部(例如阻塞夹具)。
吸引装置203例如是真空泵。吸引装置203经由软管等与多个吸附部205的各个连通。通过驱动吸引装置203，各吸附部205内的压力变得比大气压低，通过吸附部205吸附保持物体O。
吸附部205设置在第2保持部200B的前端。例如，吸附部205在第2保持部200B的前端设置有多个。吸附部205具有比位于取出源容器V1中的最小的物体O小的外形。第2装卸装置10B仅使用从多个吸附部205中选择出的1个以上的吸附部205将物体O吸附保持。
在以后的说明中，将“第1保持部200A”及“第2保持部200B”统称作“保持部200”。即，假设“保持部200”包括“第1保持部200A”及“第2保持部200B”。另外，这里设第1保持部200A为夹持型手，设第2保持部200B为吸附型手进行了说明，但保持部200的结构并不限定于分别具有一个上述那样的夹持型手第1保持部200A和吸附型手第2保持部200B。在本实施方式中，也包括第1保持部200A和第2保持部200B两者都是夹持型手或吸附型手的情况。该情况下保持部200例如也可以是具有在结构、构造、形状、尺寸、配置等特性中的至少任一个上不同的多个夹持型手的结构。具体而言，例如第1保持部200A及第2保持部200B也可以是爪的长度或打开幅度不同的两个以上的夹持型手。此外，保持部200例如也可以是具有在结构、构造、形状、尺寸、配置等特性中的至少任一个上不同的多个吸附型手的结构。具体而言，例如第1保持部200A及第2保持部200B也可以是吸附垫的配置、吸附垫的直径或波纹管的构造等不同的两个以上的吸附型手。在这些情况下，在本实施方式中也能够同样地实施而得到同等的效果。
通过控制装置12控制传感器11，从而能够检测多个物体O及/或保持部200的状态。传感器11具有第1传感器11A、第2传感器11B、第3传感器11C、第4传感器11D和第5传感器11E。第1传感器11A、第2传感器11B、第3传感器11C、第4传感器11D及第5传感器11E通过有线或无线与控制装置12连接。
第1传感器11A是配置在移动起点V1的附近(例如，移动起点V1的正上方或斜上方)的镜头或各种传感器。第1传感器11A例如取得关于位于移动起点V1的物体O的信息和关于移动起点V1的信息。由第1传感器11A取得的信息例如是“图像数据”、“距离图像数据”、“形状数据”等。“距离图像数据”是具有1个以上的方向的距离信息(例如，距设定在移动起点V1的上方的任意的基准面的深度信息)的图像数据。“形状数据”是表示物体O的外形形状等的信息。由第1传感器11A检测到的信息向控制装置12输出。另外，第1传感器11A也可以作为装卸装置10的一部分设置。
第2传感器11B是配置在输送目标容器V2的附近(例如，输送目标容器V2的正上方或斜上方)的镜头或各种传感器。第2传感器11B例如检测关于输送目标容器V2的形状(包括内壁面及分隔部的形状)的信息和关于预先置于输送目标容器V2内的物体O的信息。由第2传感器11B取得的信息例如是“图像数据”、“距离图像数据”、“形状数据”等。由第2传感器11B检测到的信息输出给控制装置12。另外，第2传感器11B也可以作为装卸装置10的一部分设置。
第3传感器11C是设置在第1保持部200A或第1保持部200A的附近的各种传感器。第3传感器11C例如取得第1保持部200A的形变、作用于第1保持部200A的压力、第1保持部200A的表面状态等关于第1保持部200A的物理状态的信息。第3传感器11C例如包括形变传感器、压力传感器、近接触传感器等一个以上的物理传感器。第3传感器11C也可以还取得物体O的物理信息。由第3传感器11C检测到的信息输出给控制装置12。另外，第3传感器11C也可以作为装卸装置10的一部分设置。
第4传感器11D是设置在第2保持部200B或第2保持部200B的附近的各种传感器。第4传感器11D例如取得第2保持部200B的形变、作用于第2保持部200B的压力、第2保持部200B的表面状态等关于第2保持部200B的物理状态的信息。第4传感器11D例如包括形变传感器、压力传感器、近接触传感器等一个以上的物理传感器。第4传感器11D也可以还取得物体O的物理信息。由第4传感器11D检测到的信息输出给控制装置12。另外，第4传感器11D也可以作为装卸装置10的一部分设置。
第5传感器11E取得关于保持部200的使用状况的信息。例如，第5传感器11E例如检测第1保持部200A及第2保持部200B中的当前正在使用或为了使用而进行了选择的保持部200(以下，有时将当前正在使用或为了使用而进行了选择的保持部统称作“当前选择的保持部”或简单统称作“选择的保持部”)。由第5传感器11E检测到的信息输出给控制装置12。另外，第5传感器11E也可以作为装卸装置10的一部分设置。此外，当前选择的保持部200也可以不基于第5传感器11E而是基于装卸装置10的控制履历或者由第3传感器11C或第4传感器11D取得的信息等其他的信息来判定。在此情况下，第5传感器11E可以省略。此外，在保持部200是能够执行夹持、吸附以及夹持和吸附的两者的混合手的情况下，控制装置12基于来自第5传感器11E的信息或其他信息，判定保持部200是否是适合于夹持物体O的状态、是否是适合于吸附的状态、是否是适合于进行两者的状态。
控制装置12进行输送系统1的整体的管理及控制。例如，控制装置12取得由第1传感器11A～第5传感器11E检测到的信息，基于所取得的信息对装卸装置10进行控制。控制装置12例如是具有处理器、存储器等的可执行程序的装置(计算机)。
图2是表示输送系统1的系统结构的框图。
控制装置12包括输入部300、识别处理部301、存储部302、动作控制部303、得分生成部304、阈值生成部305、判定部306及保持策略决定部307。
输入部300受理来自操作者或系统的关于作为保持对象的物体O的命令列表、由第1传感器11A～第5传感器11E取得的信息等。
识别处理部301处理由第1传感器11A～第5传感器11E取得的信息。例如，识别处理部301基于由第1传感器11A取得的图像数据，判定移动起点V1的物体O的位置、姿态、形状、特性等。
存储部302记录关于作为拣选对象的物体O的形状数据、从操作者或系统接收到的命令列表、由得分生成部304生成的各种得分、由阈值生成部305生成的阈值、判定部306的判定结果、由保持策略决定部307决定的保持策略、装卸装置10的控制履历及动作履历等。另外，存储在存储部302的形状数据由物体O的本地坐标系定义。
动作控制部303对装卸装置10的可动臂100、第1保持部200A、第2保持部200B等的动作进行控制。例如，动作控制部303具体地计算为了通过特定的保持方法保持特定的物体O的合适的保持物体O的位置及保持时的可动臂100的姿态。此外，动作控制部303对装卸装置10进行指示，基于计算出的保持物体O的位置及保持时的可动臂100的姿态，使第1保持部200A或第2保持部200B进行特定的物体O的保持动作。
得分生成部304生成用来决定作为保持对象的物体O及保持方法的优先级的得分。例如，得分生成部304计算后述的第1得分及第2得分。
阈值生成部305生成用来判定是否需要保持方法的切换的阈值。例如，阈值生成部305生成用于后述的第2得分的阈值。
判定部306基于由得分生成部304生成的得分及由阈值生成部305生成的阈值等，判定是否需要保持方法的切换等。
保持策略决定部307基于由得分生成部304生成的得分及由阈值生成部305生成的阈值、判定部306的判定的结果等，决定包括优先级高的保持对象及保持方法、保持保持对象的顺序、保持动作及保持方法的切换动作的顺序等保持策略。
控制装置12的各功能的全部或一部分例如通过由CPU(Central ProcessingUnit；中央处理器)或GPU(Graphics Processing Unit；图形处理器)那样的1个以上的处理器执行存储在程序存储器中的程序来实现。但是，这些功能的全部或一部分也可以由LSI(Large ScaleIntegration；大规模集成电路)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLD(Programmable Logic Device，可编程逻辑控制器)等硬件(例如电路部；circuity)实现。此外，上述功能的全部或一部分也可以通过软件与硬件的组合实现。存储部302由闪存存储器、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read－Only Memory，带电可擦可编程只读存储器)、ROM(Read－Only Memory；只读存储器)或RAM(Random Access Memory；随机存取存储器)等实现。
接着，说明输送系统1的动作。沿着图3所示的控制装置12的控制流程图进行说明。
如果控制装置12起动，则控制装置12在实施装卸装置10及传感器11的初始化后开始装卸装置10的控制(步骤S0)。接着，控制装置12执行步骤S1。
在步骤S1中，控制装置12的输入部300从操作者或系统受理作为拣选对象的物体O的命令列表(命令列表接收工序)。
接着，控制装置12执行步骤S2。在步骤S2中，控制装置12的输入部300从第1传感器11A接收关于取出源容器V1的物体O的图像数据、距离图像数据、形状数据等。控制装置12的识别处理部301基于输入部300接收到的数据，判定在取出源容器V1是否存在处于命令列表中的物体O。此外，识别处理部301基于输入部300接收到的数据，取得关于作为拣选对象的物体O的形状、位置、姿态等的信息(信息取得工序)。
图4表示通过“夹持”保持物体O的情况下的物体O的图像数据中的假掩蔽区域R1的图。
控制装置12的识别处理部301使用公知的图像分割的方法，根据图像数据，将作为拣选对象的物体O外接的矩形区域(外接矩形区域)设定为“假掩蔽区域R1”。图像分割可以是使用机器学习的方法。
图5是表示物体O的图像数据中的掩蔽区域R2的图。
识别处理部301将在假掩蔽区域R1的纵横方向上进行了扩展的区域设定为“掩蔽区域R2”。掩蔽区域R2在外接矩形区域的纵横方向上扩展了边缘M。例如，边缘M是100mm。识别处理部301通过使用扩展后的掩蔽区域R2，能够在保持部200的保持方法是夹持的情况下，判定是否存在夹持手202能够侵入物体O的周围的空间。
图6是表示物体O的深度图像D的图。
识别处理部301使用距离图像数据，生成将掩蔽区域R2中的物体O的深度信息可视化的深度图像D。深度图像D作为值而具有将以世界坐标系(X轴、Y轴、Z轴)的原点为基准的高度。深度图像D的比例尺可以根据保持部200的保持方法来变更。深度图像D的比例尺例如可以设定为每1像素1mm。
图7是说明物体O的三维位置及姿态的图。在图7中，将形状不同的物体O记作“O1”及“O2”。
识别处理部301根据所取得的物体O1的图像数据，计算物体O1的三维位置及姿态。识别处理部301将记录在存储部302的物体O1的本地坐标系的形状数据使用变换矩阵变换为世界坐标系(X轴、Y轴、Z轴)。世界坐标系的Z轴方向如图7所示，是距设定在取出源容器V1的上方的任意的基准面的深度方向。识别处理部301通过对所取得的物体O1的图像数据与变换为世界坐标系的形状数据进行比较，从而计算物体O1的三维位置及姿态。
图8是表示附加了关于三维位置及姿态的信息的掩蔽区域R2的图。识别处理部301将作为物体O1的基准的三维位置pose设为掩蔽区域R2中的外接矩形区域(假掩蔽区域R1)的中心CO。此外，识别处理部301也可以考虑夹持手202的夹持容易度，与外接矩形区域的中心CO独立地计算并使用物体O1的重心FO。
另一方面，在通过“吸附”保持物体O的情况下，将假掩蔽区域R1按照物体O的表面上的能够成为吸附对象的掩蔽平面分割。识别处理部301按照掩蔽平面生成掩蔽区域R2及深度图像D，将与掩蔽平面垂直的方向规定为法线方向。识别处理部301例如能够从三维传感器的点群中提取平面用区域，例如通过主成分分析，通过将短轴方向设为x、将长轴方向设为y、将平面的法线方向设为z来决定位置及姿态。在“夹持”的情况下，有时对于一个物体O仅定义一个保持区域，但在“吸附”的情况下对于一个物体O能够存在多个保持区域。因而，“吸附”的保持对象可以是物体O的一个区域。另外，例如在存在多个“夹持”的保持区域那样的情况下，“夹持”的保持对象也可以是物体O的一个区域。
在通过“吸附”保持物体O的情况下，识别处理部301能够进行卷积处理，计算使用多个吸附部205中的几个及使吸附部205以哪个角度与物体O接触等。
识别处理部301可以利用记录有以前物体O的拾取成功的情况下的物体O的三维位置及姿态等的数据库。识别处理部301也能够利用数据库输出关于物体O的推荐的保持方法及保持的位置。
输入部300根据需要，从第3传感器11C接收关于第1保持部200A的物理状态的信息，并从第4传感器11D接收关于第2保持部200B的物理状态的信息。此外，输入部300根据需要，从第5传感器11E接收当前选择的保持部等关于保持部200的使用状况的信息。识别处理部301基于来自第5传感器11E的信息及/或其他信息，判定第1保持部200A及第2保持部200B的哪个是当前选择的保持部200。另外，关于第1保持部200A及第2保持部200B的物理状态的信息及关于当前选择的保持部200的信息也可以在步骤S2以外的其他的时机适当取得。
此外，输入部300从数据库接收作为保持对象的物体O的物理信息。例如，输入部300从数据库接收关于物体O的外形信息、重量、表面的材质、摩擦特性等的信息。数据库既可以针对每个单独的物体O定义，也可以规定基本信息图元(例如，长方体、圆柱、球、四棱锥等)等，匹配接近于其形状的信息而进行利用。
接着，控制装置12执行步骤S3。在步骤S3中，控制装置12针对每个物体O或物体O的区域及针对每个保持方法计算得分，决定下一个应保持的物体O及保持方法(保持策略计划工序)。图9是由控制装置12进行的保持策略计划工序的控制流程图，表示步骤S3的详细的内容。
在步骤S301中，控制装置12的得分生成部304基于在步骤S2中取得的信息，计算保持部200保持物体O的保持容易度作为“第1得分”。得分生成部304(1)针对每个物体O或物体O的区域(以下，也简单称作“针对每个物体O”)及(2)针对每个保持方法计算第1得分。例如，保持方法是第1装卸装置10A的“夹持”或由第2装卸装置10B进行的“吸附”。在保持方法为“夹持”的情况下，例如针对每个物体O计算第1得分，在保持方法为“吸附”的情况下，例如针对每个物体O的区域计算第1得分。
在步骤S301中计算出的第1得分SH(I)例如通过数式1所示的评价函数计算。
[数式1]
Figure BDA0003517050170000121
在数式1中，H是作为第1得分的评价对象的保持方法(由第1装卸装置10A进行的夹持、由第2装卸装置10B进行的吸附等)。I是表示作为第1得分的评价对象的物体O或物体O的区域的掩蔽区域R2。fi是评价函数的评价项目，wi是评价函数的权重。即，上述的评价函数由各评价项目的线性结合表示。但是，评价函数并不限定于上述例子，在评价项目中也可以使用平均值，也可以使用非线性函数，能够使用任意的评价函数。此外，评价项目并不限定于在数式1中记载的项目，例如也可以是取决于物体O或夹持手202的物理特性的量。
在保持方法为“夹持”的情况下(设H＝p)，第1得分Sp(I)例如通过数式2所示的评价函数计算。
[数式2]
Figure BDA0003517050170000122
在数式2中，wp1+wp2+wp3+wp4+wp5+wp6＝1，wpi≥0(i＝1、2、3、4、5、6)。fp1是物体O的位置(例如，物体O的中心位置及物体O的高度)。fp2是物体O的凹凸率。fp3是物体O的扁平度。fp4是物体O与物体O的周围的深度的差。fp5是是否为薄的物体O的判定结果。fp6是在利用机器学习的情况下使用的评价项目，将上述fp1～fp5等各评价项目全部加入。因此，例如在使用fp6的情况下，wp1～wp5可以全部设为零。对于表示各物体O的各种各样的掩蔽区域I计算“夹持”的第1得分Sp(I)。
在保持方法为“吸附”的情况下(设H＝s)，第1得分Ss(I)例如通过数式3所示的评价函数计算。
[数式3]
Figure BDA0003517050170000131
在数式3中，ws1+ws2+ws3+ws4+ws5+ws6＝1，wsi≥0(i＝1、2、3、4、5、6)。fs1是物体O的区域的位置(例如，物体O的区域的中心位置及物体O的高度)。fs2是物体O的区域的凹凸率。fs3是物体O的区域的面积。fs4是对于物体O的区域的接近角度(例如，物体O的区域的法线方向与铅直方向所成的角)。fs5是是否为薄的物体O的判定结果。fs6是在利用机器学习的情况下使用的评价项目，将上述fs1～fs5等各评价项目全部加入。因此，例如在使用fs6的情况下ws1～ws5可以全部设为零。对于表示物体O的区域的各种各样的掩蔽区域I计算“吸附”的第1得分Ss(I)。
这样，得分生成部304对于各保持方法(这里是由第1装卸装置10A进行的夹持及由第2装卸装置10B进行的吸附)，针对每个物体O或物体O的区域计算第1得分SH(I)。
接着，控制装置12执行步骤S302。在步骤S302中，控制装置12的得分生成部304基于在步骤S2中取得的信息及在步骤S301中计算出的第1得分，计算以当前选择的保持方法为基准的“第2得分”。得分生成部304(1)针对每个物体O或物体O的区域及(2)针对每个保持方法计算第2得分。
在步骤S302中计算的第2得分TH，H0(I)例如通过数式4所示的评价函数来计算。
[数式4]
Figure BDA0003517050170000132
在数式4中，H是作为第2得分的评价对象的保持方法。H0是当前选择的保持方法。I是表示作为第2得分的评价对象的物体O或物体O的区域的掩蔽区域R2。即，数式4的评价函数是当前选择的保持方法的第1得分SH0(I)与作为第2得分的评价对象的保持方法的第1得分SH(I)的比。但是，第2得分的评价函数并不限定于上述例子，可以使用任意的函数，例如也可以是取决于当前选择的保持方法H0的第1得分SH0(I)及作为第2得分的评价对象的保持方法H的第1得分SH(I)的任意的函数。
由于第1得分SH(I)是对象的保持方法H对于对象的掩蔽区域I的“保持容易度”的指标，所以在使用上述的数式4的评价函数的情况下，第2得分TH，H0(I)是基于当前选择的保持方法H0的保持容易度与基于对象的保持方法H的保持容易度的比。即，在数式4的第2得分比1大的情况下，与对象的保持方法H相比，当前选择的保持方法H0的保持更容易。在数式4的第2得分比1小的情况下，对象的保持方法H与当前选择的保持方法H0相比保持更容易。例如，在数式4的第2得分为0.5的情况下，可以认为基于当前选择的保持方法H0的保持容易度为基于对象的保持方法H的保持容易度的0.5倍。即，可以认为基于对象的保持方法H的保持容易度是基于当前选择的保持方法H0的保持容易度的2倍。
接着，控制装置12执行步骤S303。在步骤S303中，控制装置12的判定部306基于第2得分TH，H0(I)判定保持方法的切换的必要性。在使用上述的数式4的第2得分TH，H0(I)的情况下，例如判定部306在满足下述的数式5的条件式的情况下判定为需要将保持方法从当前选择的保持方法H0切换为对象的保持方法H，在不满足数式5的条件式的情况下判定为不需要将保持方法从当前选择的保持方法H0切换为对象的保持方法H。
[数式5]
Figure BDA0003517050170000141
在数式5中，Th是由阈值生成部305生成的规定的阈值。即，判定部306在第2得分TH，H0(I)低于阈值的情况下，判定为需要从当前选择的保持方法H0切换为对象的保持方法H，在第2得分TH，H0(I)为阈值以上的情况下，判定为不需要从当前选择的保持方法H0切换为对象的保持方法H。
在仅根据第1得分SH(I)来选择保持方法的情况下，由于当前选择的保持方法H0的信息没有被反映到第1得分SH(I)中，所以单纯选择保持的成功率高的保持方法。因此，根据情况有可能每当进行物体O的保持就判定为需要保持方法的切换，在这样的情况下，有可能保持方法的切换需要时间。另一方面，第2得分TH，H0(I)包含当前选择的保持方法H0的信息，是以当前选择的保持方法H0为基准计算的得分。例如，在使用上述的数式4的第2得分TH，H0(I)的情况下，即使在第2得分TH，H0(I)比1小的情况下(即，在基于对象的保持方法H的保持容易度比基于当前选择的保持方法H0的保持容易度大的情况下)，判定部306在第2得分TH，H0(I)不是太小的情况下(即，为规定的阈值Th以上的情况下)也判定为不需要切换保持方法。由此，控制装置12能够控制装卸装置10，以使得在即使当前选择的保持方法H0也在一定程度上容易保持的情况下尽可能通过当前选择的保持方法H0进行保持。
判定部306既可以基于针对表示保持对象的物体O或物体O的区域的各掩蔽区域I计算出的第2得分TH，H0(I)的平均值与阈值Th的大小关系来判定保持方法的切换的必要性，也可以基于针对各掩蔽区域I的第2得分TH，H0(I)各自与阈值Th的大小关系来判定保持方法的切换的必要性。例如，在上述例子中，判定部306能够在针对各掩蔽区域I的第2得分TH，H0(I)中的至少一个比阈值Th小的情况下，判定为需要保持方法的切换。
接着，在判定为不需要保持方法的切换的情况下(步骤S304：否)，控制装置12执行步骤S305。在步骤S305中，控制装置12的保持策略决定部307对于作为保持对象的多个物体O决定包括进行保持的顺序的保持策略。在当前选择的保持方法H0为“夹持”的情况下，保持策略决定部307例如可以将物体O的保持的顺序设为关于“夹持”的第1得分Sp(I)从大到小的顺序。此外，在当前选择的保持方法H0为“吸附”的情况下，保持策略决定部307例如可以将物体O的保持的顺序设为关于“吸附”的第1得分Ss(I)从大到小的顺序。即，保持策略决定部307能够决定不切换当前选择的保持方法H0，而例如以第1得分SH0(I)从大到小的顺序通过当前选择的保持方法H0进行物体O的拾取这样的保持策略。
接着，控制装置12执行步骤S307。在步骤S307中，控制装置12将在步骤S305中保持策略决定部307决定的包括保持的顺序的保持策略保存到存储部302。
接着，控制装置12执行步骤S308。在步骤S308中，控制装置12的保持策略决定部307决定下个保持动作。例如，保持策略决定部307将在步骤S305中决定的保持策略中的最初的保持动作(在上述例子中，是将第1得分SH0(I)最大的物体O通过当前选择的保持方法H0保持)设定为下个保持动作。然后，控制装置12前进到步骤S4。
另一方面，在判定为需要保持方法的切换的情况下(步骤S304：是)，控制装置12执行步骤S307。在步骤S307中，保持策略决定部307决定包括保持及保持方法的切换的顺序的保持策略。即，保持策略决定部307决定包括以怎样的顺序进行对于作为保持对象的多个物体O的保持动作及保持方法的切换动作的保持策略。作为一例，保持策略决定部307可以如以下这样决定保持及保持方法的切换的顺序。
(1)对于基于当前选择的保持方法H0的第1得分SH0(I)比基于切换后的保持方法H1的第1得分SH1(I)大的物体O或物体O的区域，以第1得分SH0(I)从大到小的顺序进行保持动作。
(2)将保持方法从当前选择的保持方法H0切换为作为切换目标的保持方法H1。
(3)对于基于当前选择的保持方法H0的第1得分SH0(I)比基于切换后的保持方法H1的第1得分SH1(I)小的物体O或物体O的区域，能够以第1得分SH1(I)从大到小的顺序进行保持动作。
由此，能够制作出通过1次保持方法的切换就能够将作为保持对象的物体O全部拾取的保持策略，能够将保持方法的切换次数抑制在最小限度。
另外，保持策略的决定方法并不限定于上述例子。例如，保持策略决定部307也可以如下决定保持策略，在对于第2得分TH1，H0(I)为阈值Th以上的保持对象进行基于当前选择的保持方法H0的保持之后，切换保持方法，对第2得分TH，H0(I)低于阈值Th的保持对象进行基于切换后的保持方法H1的保持。保持策略决定部307也可以通过其他任意的方法决定保持策略。
接着，控制装置12执行步骤S307。在步骤S307中，控制装置12将在步骤S306中保持策略决定部307决定的包括保持及保持方法的切换的顺序的保持策略保存到存储部302。
接着，控制装置12执行步骤S308。在步骤S308中，控制装置12的保持策略决定部307决定下个保持动作。例如，保持策略决定部307将在步骤S306中决定的保持策略中的最初的保持动作设定为下个保持动作。例如，在由上述(1)～(3)表示的例子中，保持策略决定部307能够将通过当前选择的保持方法H0保持基于当前选择的保持方法H0的第1得分SH0(I)比基于切换后的保持方法H1的第1得分SH1(I)大的物体O或物体O的区域中的第1得分SH0(I)最大者，设定为下个保持动作。另外，在不存在基于当前选择的保持方法H0的第1得分SH0(I)比基于切换后的保持方法H1的第1得分SH1(I)大的物体O或物体O的区域的情况下，保持策略决定部307能够将通过切换后的保持方法H1保持基于切换后的保持方法H1的第1得分SH1(I)为最大的物体O或物体O的区域设定为下个保持动作。然后，控制装置12前进到步骤S4。
在到此为止的步骤中，控制装置12优选的是不具体地计算对物体O进行保持的位置及可动臂100的姿态等而决定下个保持动作。
另外，在上述例子中，假设控制装置12在决定全体保持的顺序后选择其中的最初的保持动作作为下个动作而进行了说明，但也可以将保持的顺序的决定省略，仅决定下个动作。例如，保持策略决定部307在步骤S305中，也可以不决定保持的顺序，而选择第1得分SH(I)最大者作为下个动作。
控制装置12在步骤S305或步骤S306中决定保持策略时，也可以使用对第1得分SH(I)或第2得分TH，H0(I)通过物体O的重量等进行了修正的修正得分。
另外，如上所述，如在“夹持”和“吸附”中用来计算第1得分SH(I)的评价项目及设想的保持对象(物体O或物体O的区域等)不同那样，根据保持方法而第1得分SH(I)的计算基准可能不同。因此，控制装置12也可以适当进行得分的标准化，以使得即使是不同的保持方法的得分也能够进行比较。控制装置12可以在计算第1得分的步骤S301、计算第2得分的步骤S302、决定保持策略的步骤S305、S306等任意的步骤进行得分的标准化处理。
以上，对步骤S3的详细情况进行了说明，在这里作为一例，在下面通过表1～3表示在可选择的保持方法是“夹持”及“吸附”中的任一个、当前选择的保持方法H0是“夹持”、将阈值Th设定为0.5的情况下的通过上述的数式4的第2得分TH，H0(I)进行的计算例。表1～3是表示得分计算的一例的表。表1～3对于表示物体O或物体O的区域的保持对象1～5，示出了表示基于保持方法“夹持”的保持容易度的第1得分、表示基于保持方法“吸附”的保持容易度的第1得分、根据这些第1得分计算出的第2得分及基于阈值Th的判定结果。在判定结果中，“True”是指第2得分TH，H0(I)比阈值Th小(即，需要保持方法的切换)，“False”是指第2得分TH，H0(I)比阈值Th大(即，不需要保持方法的切换)。
[表1]
Figure BDA0003517050170000181
[表2]
Figure BDA0003517050170000182
[表3]
Figure BDA0003517050170000183
在表1所示的例子的情况下，由于第2得分TH，H0(I)的对象1～5的平均值是1.03高于1，所以作为平均可以认为基于当前选择的保持方法H0(夹持)的保持容易度高于基于作为评价对象的保持方法(吸附)的保持容易度。此外，由于对象1～5的第2得分TH，H0(I)及其平均值都高于阈值Th＝0.5，所以控制装置12的判定部306判定为不需要保持方法的切换。
接着，保持策略决定部307将保持的顺序设定为第1得分SH0(I)从大到小的顺序，决定保持策略为，通过作为当前选择的保持方法的“夹持”按照“对象3→对象2及对象4→对象1及对象5”的顺序进行保持。接着，控制装置12将所决定的保持策略保存到存储部302。接着，保持策略决定部307将在保持策略中作为最初的保持动作的“通过夹持将对象3保持”决定为下个保持动作。另外，在表1的例子中，在2个以上的对象中“夹持”的第1得分SH0(I)是相同的值时，在保持策略中以哪个为优先可以考虑物体O的位置、重量等任意的要素而适当决定。
在表2所示的例子的情况下，由于第2得分TH，H0(I)的对象1～5的平均值为0.79，低于1，所以作为平均可以认为基于当前选择的保持方法H0(夹持)的保持容易度低于基于作为评价对象的保持方法(吸附)的保持容易度。但是，由于对象1～5的第2得分TH，H0(I)及其平均值都高于阈值Th＝0.5，所以控制装置12的判定部306判定为不需要保持方法的切换。
接着，与表1的情况同样地，保持策略决定部307将保持的顺序设定为第1得分SH0(I)从大到小的顺序，决定保持策略为，通过作为当前选择的保持方法的“夹持”以“对象5→对象1→对象2→对象3及对象4”的顺序进行保持。接着，控制装置12将所决定的保持策略保存到存储部302。接着，保持策略决定部307将在保持策略中作为最初的保持动作的“通过夹持将对象5保持”决定为下个保持动作。
在表3所示的例子的情况下，由于第2得分TH，H0(I)的对象1～5的平均值是0.38，低于1，所以作为平均可以认为基于当前选择的保持方法H0(夹持)的保持容易度低于基于作为评价对象的保持方法(吸附)的保持容易度。此外，由于对象1～4的第2得分TH，H0(I)及其平均值都低于阈值Th＝0.5，所以控制装置12的判定部306判定为需要保持方法的切换。
接着，保持策略决定部307对于各对象1～5在“夹持”和“吸附”下比较第1得分SH(I)的大小。在该例中，由于在全部的对象1～5中，“吸附”的第1得分SH(I)高于作为当前选择的保持方法的“夹持”的第1得分SH0(I)，所以保持策略决定部307决定保持策略为首先进行保持方法的切换。进而，保持策略决定部307将保持方法的切换后的保持的顺序设定为作为切换后的保持方法的“吸附”的第1得分SH(I)从大到小的顺序，决定保持策略为，以“对象1及对象5→对象2→对象3→对象4”的顺序进行保持。接着，控制装置12将所决定的保持策略保存到存储部302。接着，保持策略决定部307将在保持策略中作为最初的保持动作的“通过吸附保持对象1”或“通过吸附保持对象5”决定为下个保持动作。这里，对象1及对象5由于吸附的第1得分SH(I)相等，所以以哪个为优先可以考虑对象1及对象5的位置及重量等任意的要素而适当决定。
再次参照图3，接着，控制装置12执行步骤S4。在步骤S4中，控制装置12具体地计算在步骤S3中决定的保持对象物体O的位置以及保持时的可动臂100的姿态(保持位置姿态计划工序)。
在步骤S3中选择的物体O的保持方法是“夹持”的情况下，在步骤S4中，控制装置12的动作控制部303通过从公知的方法中适当选择的方法，具体地计算夹持物体O的位置及夹持时的可动臂100的姿态。
在步骤S3中选择的物体O的保持方法是“吸附”的情况下，在步骤S4中，控制装置12的动作控制部303通过从公知的方法中适当选择的方法，具体地计算吸附物体O的位置及吸附时的可动臂100的姿态。
另外，在本实施方式中，可选择的保持方法是“夹持”及“吸附”中的任一个，但例如在能够利用“夹持及吸附(混合)”的情况下，在步骤S4中，控制装置12的动作控制部303可以通过从公知的方法中适当选择的方法，具体地计算夹持及吸附物体O的位置及夹持及吸附时的可动臂100的姿态。
动作控制部303在计算出保持物体O的位置及保持时的100的姿态后，计算所计算出的保持动作是否能够作为实际的机器人的动作，在判定为实际不可能进行动作的情况下，再次进行保持物体O的位置及保持时的100的姿态的计算。另外，在判定为实际不可能进行动作的情况下，也可以回到步骤S3而从保持策略的计划起再次重新进行。
保持物体O的位置及可动臂100的姿态的计算的运算量非常多。控制装置12只要仅对选择的物体O计算保持物体O的位置及可动臂100的姿态即可。因此，输送系统1与为了选择保持的物体O而计算保持物体O的位置及可动臂100的姿态的其他的输送系统相比，能够显著地削减需要的运算量。
接着，控制装置12执行步骤S5。在步骤S5中，控制装置12的判定部306判定是否需要保持方法的切换。在判定部306判定为需要保持方法的切换的情况下(步骤S5：是)，即在当前选择的保持方法与下个保持动作中的保持方法不同的情况下，控制装置12执行步骤S6。在步骤S6中，动作控制部303进行保持方法的切换(保持方法切换工序)。例如，在将“夹持”切换为“吸附”的情况下，动作控制部303对装卸装置10的可动臂100进行控制，代替朝向取出源容器V1的第1保持部200A而将第2保持部200B朝向取出源容器V1。另一方面，在判定部306判定为不需要保持方法的切换的情况下(步骤S5：否)，即在当前选择的保持方法与下个保持动作中的保持方法相同的情况下，控制装置12不执行步骤S6而向步骤S7前进。
接着，控制装置12执行步骤S7。在步骤S7中，控制装置12基于在步骤S4中计算出的保持物体O的位置及可动臂100的姿态，对保持部200及可动臂100进行控制(动作控制工序)。所选择的物体O被装卸装置10从取出源容器V1向输送目标容器V2输送。
接着，控制装置12执行步骤S8。在步骤S8中，控制装置12的判定部306判定记载在命令列表中的命令是否已完成。例如，判定部306判定在取出源容器V1是否剩余有物体O。在判定部306判定为在取出源容器V1剩余有物体O的情况下(步骤S8：否)，控制装置12再次执行步骤S2。即，控制装置12再次取得关于将物体O拾取后的取出源容器V1的状态、各保持部200A、200B的状态等的信息，基于该信息制作下个保持策略。另外，控制装置12也可以不进行保持策略计划工序，而基于已经制作出的包含保持的顺序的保持策略决定下个保持动作。此外，控制装置12也可以代替进行相同的保持策略计划工序而基于已取得的信息将已经制作的保持策略修正/更新。此外，控制装置12也可以在1次以上的保持动作的执行后，使得分生成部304将得分生成时的参数的值变更，或使阈值生成部305将阈值Th变更。
另一方面，在判定部306判定为记载在命令列表中的命令已完成的情况下(步骤S8：是)，控制装置12执行步骤S9，结束控制。例如，在判定部306判定为在取出源容器V1未剩余物体O的情况下，控制装置12执行步骤S9，结束控制。
根据以上这样的第1实施方式的结构，能够在抑制保持方法的切换次数的同时高效地决定保持物体O的保持策略。输送系统1的控制装置12不具体地计算保持物体O的位置及可动臂100的姿态等而选择保持策略。保持策略例如是选择使用的装卸装置10的种类、保持的物体O、保持方法。输送系统1的控制装置12只要仅对所选择的物体O计算保持物体O的位置及可动臂100的姿态即可，能够显著地削减需要的运算量。此外，通过制作保持策略为，在通过当前选择的保持方法也在一定程度上容易保持的情况下不切换保持方法而优先地使用当前选择的保持方法，能够节约保持方法的切换所需要的时间，所以能够缩短整体的作业时间。
此外，在本实施方式中，多个保持方法包括夹持及吸附。由此，装卸装置10能够保持难以通过夹持保持的薄的物体O或难以通过吸附保持的有凹凸形状的物体O等各种各样的物体O。
此外，在本实施方式中，控制装置12以使保持方法的切换次数变小的方式基于得分选择保持的物体O和保持方法。此外，控制装置12基于得分，判定保持方法的切换的需要与否(有无)。由此，装卸装置10能够以使保持方法的切换次数尽可能少的方式执行一系列的保持动作，能够减少整体的作业所需要的时间。
此外，在本实施方式中，控制装置12基于得分和规定的阈值Th的大小关系，判定保持方法的切换的需要与否(有无)。由此，控制装置12能够容易地判定保持方法的切换的必要性。此外，控制装置12能够通过调整阈值Th，制作与状况对应的保持策略。
此外，在本实施方式中，控制装置12基于得分决定保持物体O的顺序。由此，控制装置12能够考虑在命令列表中指定的拾取作业整体来选择下个保持动作。
此外，在本实施方式中，控制装置12决定上述物体的保持方法的切换的顺序。由此，控制装置12能够考虑在命令列表中指定的拾取作业整体来选择进行保持方法的切换的最优的时机。
此外，在本实施方式中，控制装置12在对于保持方法为吸附的情况计算得分时，针对物体O的每个区域计算得分。由此，控制装置12能够选择相同的物体O中的最容易保持的区域作为保持对象区域，所以保持效率能够提高。
此外，在本实施方式中，控制装置12针对每个物体O及针对每个保持方法，计算保持容易度作为第1得分，以所选择的保持方法为基准的得分，是针对每个物体O及针对每个保持方法基于第1得分计算的第2得分。由此，控制装置12能够基于由第1得分表示的物体O的保持容易度和以由第2得分表示的当前选择的保持方法为基准的优先级的两个观点来决定保持动作。
此外，在本实施方式中，针对物体O及保持方法的第2得分，是将针对该物体O或该物体O的区域及选择的保持方法的第1得分除以针对该物体O或该物体O的区域及该保持方法的第1得分所得到的值。由此，控制装置12能够容易地计算用来判定保持方法的切换的必要性的第2得分。
(第2实施方式)
接着，参照图10对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，在制作多个保持策略这一点上与第1实施方式不同。另外，除以下说明以外的结构与第1实施方式是相同的。
图10是由有关第2实施方式的控制装置12进行的保持策略计划工序的控制流程图。
在第2实施方式中，控制装置12代替第1实施方式的步骤S306而执行步骤S316～S318。控制装置12在保持策略计划工序(步骤S3)中，与第1实施方式同样地，计算第1得分SH(I)(步骤S311)，计算第2得分TH，H0(I)(步骤S312)，判定保持方法的切换的必要性(步骤S313)。在判定部306判定为不需要保持方法的切换的情况下(S314：否)，控制装置12的保持策略决定部307与第1实施方式同样地决定包括保持的顺序的保持策略(步骤S315)，将保持策略保存到存储部302(步骤S319)，基于保持策略决定下个保持动作(步骤S320)。即，判定部306判定为不需要保持方法的切换的情况下的控制装置12的控制内容与第1实施方式是相同的。
另一方面，在判定部306判定为需要保持方法的切换的情况下(S314：是)，控制装置12执行步骤S316。在步骤S316中，控制装置12的保持策略决定部307制作多个包括保持及切换的顺序的保持策略案。例如，保持策略决定部307基于第1得分SH(I)，制作整体上的成功率相对较低的进行1次切换的保持策略案和整体上的成功率相对较高的进行两次切换的保持策略案。
接着，控制装置12执行步骤S317。在步骤S317中，控制装置12的得分生成部304计算保持策略决定部307制作出的各保持策略案的得分。例如，得分生成部304将保持策略案中的保持方法的切换次数、关于各保持动作的第1得分SH(I)的平均值、最大值、最小值等值、预想的需要完成保持策略的时间等作为评价项目，计算各保持策略案的得分。得分生成部304也可以根据操作者的输入而适当变更评价项目的权重。
接着，控制装置12执行步骤S317。在步骤S317中，控制装置12的保持策略决定部307基于得分生成部304所生成的各保持策略案的得分，决定最优的保持策略。例如，保持策略决定部307选择得分最大的保持策略案作为保持策略。
然后，控制装置12将由保持策略决定部307决定的保持策略保存到存储部302(步骤S319)，基于保持策略决定下个保持动作(步骤S320)。
另外，控制装置12也可以将第2得分的计算及/或切换的必要性的判定(步骤S312～S314)省略，基于第1得分制作多个保持策略案。例如，保持策略决定部307可以制作整体上的成功率最低的不进行切换的保持策略案、整体上的成功率第二低的进行1次切换的保持策略案、以及整体上的成功率最高的进行两次切换的保持策略案。得分生成部304计算各保持策略案的得分，基于该得分，保持策略决定部307决定保持策略。由此，控制装置12即使不进行保持方法的切换的判定，也能够决定用来抑制保持方法的切换次数的保持策略。
根据本实施方式的结构，控制装置12制作多个包含保持物体O的顺序及保持方法的切换的顺序中的至少一个的保持策略，选择多个保持策略中的一个保持策略。由此，控制装置12能够比较研究广泛的保持策略，选择在成功率及保持方法的切换次数等方面最优的保持策略。
此外，在本实施方式中，控制装置12以使保持方法的切换次数变小的方式选择多个保持策略中的一个保持策略。由此，装卸装置10能够以使保持方法的切换次数尽可能小的方式执行一系列的保持动作，能够减少整体的作业所需要的时间。
(第3实施方式)
接着，对第3实施方式进行说明。在第3实施方式中，在基于各保持方法的使用频度选择保持方法这一点上与第1实施方式不同。另外，除以下说明的以外的结构与第1实施方式是相同的。
控制装置12将各保持方法的使用频度记录到存储部302。例如，控制装置12可以每当进行保持动作就将所使用的保持方法记录到存储部302，基于保持方法的使用履历计算各保持方法的使用频度。或者，控制装置12也可以将进行了保持方法的切换的情况记录到存储部302，基于保持方法的切换的履历计算各保持方法的使用频度。由此，控制装置12能够确认各个保持方法在过去以何种程度的频度使用。
控制装置12能够在计算出的各保持方法的使用频度中存在倾向性的情况下、或判定为接近保持方法的使用限度的情况下，降低频繁使用的保持方法的使用频度。例如，控制装置12在图9的步骤S302中计算第2得分TH，H0(I)时，可以调整第2得分TH，H0(I)中的参数，以降低选择频繁使用的保持方法的优先级。或者，控制装置12例如能够在图9的步骤S303中比较第2得分TH，H0(I)与阈值Th的情况下，使阈值生成部305调整阈值Th，以降低选择频繁使用的保持方法的优先级。或者，控制装置12例如能够在图9的步骤S306中决定包括保持及切换的顺序的保持策略的情况下，对于基于其他的保持方法的第1得分SH(I)一定程度上高的物体O通过该其他的保持方法保持，以尽可能不使用频繁使用的保持方法。或者，控制装置12例如能够在图10的步骤S317中计算各保持策略案的得分的情况下，调整该得分中的参数，以降低选择频繁使用的保持方法的优先级。
例如，控制装置12能够通过下述的数式6计算夹持及吸附的得分。
[数式6]
F(I)＝g(w1h1Sp(I)+w2h2Ss(I))+w3fitem
在数式6中，w1h1+w2h2+w3＝1，wi≥0(i＝1、2、3)，hj≥0(j＝1、2)。Sp(I)是将表示物体O或物体O的区域的掩蔽区域I通过“夹持”进行保持的情况下的第1得分。Sp(I)是将表示物体O或物体O的区域的掩蔽区域I通过“吸附”进行保持的情况下的第1得分。g(SH(I)、SH0(I))是用来计算第2得分的函数。fitem是对物体O的重量乘以系数而进行标准化的值。h1及h2是调整当前的保持方法的利用程度的权重。h1及h2例如可以将其权重作为以下这样的表信息保持在数据库等。此外，控制装置12也可以根据第1得分Sp(I)或Ss(I)的计算结果来调整权重。
[表4]
保持方法 h<sub>1</sub> h<sub>2</sub>
吸附 0.9 0.1
夹持 0.1 0.9
根据以上这样的第3实施方式的结构，控制装置12基于各保持方法的使用频度来选择保持的物体O和保持方法。由此，控制装置12通过降低频繁使用的保持方法的优先级这一调整，能够抑制倾向于特定的保持方法，所以能够延长保持部200的寿命。
此外，在本实施方式中，控制装置12基于各保持方法的使用频度计算得分。或者，控制装置12基于各保持方法的使用频度决定阈值Th，基于得分和阈值Th的大小关系来判定保持方法的切换的需要与否(有无)。由此，控制装置12能够通过基于各保持方法的使用频度将得分或阈值修正，容易地进行降低频繁使用的保持方法的优先级这一调整。
(第4实施方式)
接着，对第4实施方式进行说明。在第4实施方式中，在基于各保持部200A、200B的物理状态的检测结果选择保持方法这一点上与第1实施方式不同。另外，除以下说明的以外的结构与第1实施方式是相同的。
控制装置12从第3传感器11C及第4传感器11D接收关于第1保持部200A及第2保持部200B的物理状态的信息。如果反复使用特定的保持部200，则由于保持部200的形变、形状变化、表面状态的变化等，第3传感器11C及第4传感器11D的物理传感器的测量值可能变化。控制装置12基于关于这样的物理状态的信息，推断保持部200A、200B的磨损状态等使用状态。控制装置12对于使用推断为产生了劣化或损伤的保持部200A、200B的保持方法，与第3实施方式同样地，调整得分、阈值、保持策略中的保持及切换的顺序等，以降低选择该保持方法的优先级或频度。
根据以上这样的第4实施方式的结构，控制装置12基于保持部200的物理信息，选择保持的物体O和保持方法。由此，能够一边实际测量保持部200的物理劣化等一边调整保持方法的优先级，所以能够延长保持部200的寿命。
(第5实施方式)
接着，对第5实施方式进行说明。在第5实施方式中，在代替基于规则的算法而利用使用机器学习的算法这一点上与第1实施方式不同。另外，除以下说明的以外的结构与第1实施方式是相同的。
在本实施方式中，通过机器学习执行第1实施方式的第1得分及第2得分的计算。例如在设想了有监督学习的情况下，能够利用在上面规定的评价函数作为学习时的评价值。关于学习算法，并不限于有监督学习，可以根据无监督学习、强化学习等学习的种类而变更。
控制装置12通过基于从传感器11取得的信息、根据第1得分得到的信息、根据第2得分得到的信息、保持方法的切换次数所需要的信息等构成学习网络，能够进行用于兼顾保持动作的成功率、保持方法的切换次数及保持方法的使用频度的评价的学习，调整它们之间的平衡。例如，通过机器学习训练后的控制装置12能够将在由传感器11进行的信息取得工序(步骤S1)中取得的信息作为输入而接收，输出适合于增大保持动作的成功率、抑制保持方法的切换、抑制保持方法的使用频度的倾向的针对每个保持对象及针对每个保持方法的得分，以及包含保持及切换的顺序的一个以上的保持策略等。
在利用机器学习的情况下，在数式2及数式3的第1得分的评价函数中，设为wp1＝wp2＝wp3＝wp4＝wp5＝0，ws1＝ws2＝ws3＝ws4＝ws5＝0。
根据以上这样的第5实施方式的结构，控制装置12通过反复进行机器学习，能够高效地输出更适当的得分及保持策略。
在上述各实施方式中，控制装置12在通过比较第2得分TH，H0(I)与阈值Th而判定切换的必要性后决定保持动作及切换动作的顺序，但也可以不进行切换的必要性的判定，而以使切换次数变小的方式决定保持动作及切换动作的顺序。例如，控制装置12的得分生成部304对于不考虑当前选择的保持方法的单纯表示保持容易度的第1得分SH(I)，可以生成仅修正基于当前选择的保持方法H0的第1得分SH0(I)的值(例如，设为n倍(n>1))、将基于其以外的保持方法的第1得分SH(I)维持原来的值的第2得分TH，H0(I)，基于该第2得分TH，H0(I)，以使切换次数尽可能小的方式决定包括保持动作及切换动作的顺序的保持策略。在此情况下，控制装置12不需要判定保持方法的切换的必要性。另外，包括第1得分SH(I)的修正方法的第2得分TH，H0(I)的生成方法并不限定于上述例子，只要施加某种偏向性以优先地使用当前选择的保持方法，可以使用任意的方法。
在上述各实施方式中，装卸装置10具有执行“夹持”的第1装卸装置10A和执行“吸附”的第2装卸装置10B，但装卸装置10的结构并不限定于此，只要能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体，可以具有执行任意的保持方法的一个以上的保持部。例如，装卸装置10可以除了第1装卸装置10A及第2装卸装置10B以外还具有其他的装卸装置。装卸装置10也可以代替第1装卸装置10A及第2装卸装置10B而具有能够执行“夹持”及“吸附”的两者的一个混合手。此外，也可以第1装卸装置10A及第2装卸装置10B中的至少任一个是能够执行“夹持”及“吸附”的两者的混合手。这样的混合手例如也可以是将夹持部和吸附部用旋转180°的旋转部切换的结构，也可以是光学显微镜那样的转轮式的结构，也可以是其他的结构。装卸装置10也可以具有大小、形状、特性等不同的两种吸附用装卸装置。或者，装卸装置10也可以具有通过夹持及吸附以外的保持方法进行物体O的保持的装卸装置。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过基于以当前选择的保持方法为基准的得分，以优先地使用当前选择的保持方法的方式制作保持策略，能够缩短装卸装置的动作时间。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不是要限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。

Claims (21)

1.一种装卸系统，其具有：
可动臂；
保持部，安装在所述可动臂，能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体；
传感器，能够检测多个所述物体；以及
控制部，控制所述可动臂及所述保持部；
所述控制部基于从所述传感器取得的信息，针对每个所述物体及针对每个保持方法，计算以选择的保持方法为基准的得分；
所述控制部基于所述得分，选择下个保持的所述物体及保持方法；
所述控制部计算保持选择的所述物体的位置及所述可动臂的姿态。
2.如权利要求1所述的装卸系统，其中，
所述多个保持方法包括夹持及吸附。
3.如权利要求1或2所述的装卸系统，其中，
所述控制部以使保持方法的切换次数变少的方式选择下个保持的所述物体及保持方法。
4.如权利要求1～3中任一项所述的装卸系统，其中，
所述控制部基于所述得分，判定保持方法的切换的需要与否。
5.如权利要求4所述的装卸系统，其中，
所述控制部基于所述得分与规定的阈值的大小关系，判定保持方法的切换的需要与否。
6.如权利要求1～5中任一项所述的装卸系统，其中，
所述控制部基于所述得分，决定保持所述物体的顺序。
7.如权利要求6所述的装卸系统，其中，
所述控制部还决定所述物体的保持方法的切换的顺序。
8.如权利要求6或7所述的装卸系统，其中，
所述控制部制作多个包括保持所述物体的顺序及所述保持方法的切换的顺序中的至少任一个的保持策略，选择多个保持策略中的一个保持策略。
9.如权利要求8所述的装卸系统，其中，
所述控制部以使保持方法的切换次数变少的方式选择所述多个保持策略中的一个保持策略。
10.如权利要求1～9中任一项所述的装卸系统，其中，
所述控制部基于各保持方法的使用频度，选择下个保持的所述物体及保持方法。
11.如权利要求10所述的装卸系统，其中，
所述控制部基于各保持方法的使用频度，计算所述得分。
12.如权利要求10所述的装卸系统，其中，
所述控制部基于各保持方法的使用频度决定阈值，基于所述得分与所述阈值的大小关系判定保持方法的切换的需要与否。
13.如权利要求1～12中任一项所述的装卸系统，其中，
所述控制部基于所述保持部的物理信息，选择下个保持的所述物体及保持方法。
14.如权利要求1～13中任一项所述的装卸系统，其中，
所述控制部在对于保持方法是吸附的情况计算所述得分时，针对每个所述物体的区域计算所述得分。
15.如权利要求1～14中任一项所述的装卸系统，其中，
所述控制部针对每个所述物体及针对每个保持方法计算保持容易度作为第1得分；
以所述选择的保持方法为基准的所述得分，是针对每个所述物体及针对每个保持方法基于所述第1得分计算的第2得分。
16.如权利要求15所述的装卸系统，其中，
针对所述物体及保持方法的所述第2得分，是将针对该物体及所述选择的保持方法的所述第1得分除以针对该物体及该保持方法的所述第1得分所得到的值。
17.一种输送系统，其具有：
可动臂；
保持部，安装在所述可动臂，能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体；
传感器，能够检测多个所述物体；以及
控制部，控制所述可动臂及所述保持部；
所述控制部基于从所述传感器取得的信息，针对每个所述物体及针对每个保持方法，计算以选择的保持方法为基准的得分；
所述控制部基于所述得分，选择下个保持的所述物体及保持方法；
所述控制部计算保持选择的所述物体的位置及所述可动臂的姿态，使所述物体从第1位置移动到第2位置。
18.一种控制装置，对输送系统进行控制，所述输送系统具有：
可动臂；
保持部，安装在所述可动臂，能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体；以及
传感器，能够检测多个所述物体；
所述控制装置基于从所述传感器取得的信息，针对每个所述物体及针对每个保持方法，计算以选择的保持方法为基准的得分；
所述控制装置基于所述得分，选择下个保持的所述物体及保持方法；
所述控制装置计算保持选择的所述物体的位置及所述可动臂的姿态。
19.一种存储介质，存储有控制程序，该控制程序对输送系统进行控制，所述输送系统具有：
可动臂；
保持部，安装在所述可动臂，能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体；
传感器，能够检测多个所述物体；以及
控制部，控制所述可动臂及所述保持部；
所述控制程序使所述控制部执行如下步骤：
基于从所述传感器取得的信息，针对每个所述物体及针对每个保持方法，计算以选择的保持方法为基准的得分；
基于所述得分，选择下个保持的所述物体及保持方法；
计算保持选择的所述物体的位置及所述可动臂的姿态。
20.一种装卸方法，是通过输送系统装卸物品的装卸方法，所述输送系统具有：
可动臂；
保持部，安装在所述可动臂，能够选择多个保持方法中的一个以上来保持物体；
传感器，能够检测多个所述物体；以及
控制部，控制所述可动臂及所述保持部；
所述控制部基于从所述传感器取得的信息，针对每个所述物体及针对每个保持方法，计算以选择的保持方法为基准的得分；
所述控制部基于所述得分，选择下个保持的所述物体及保持方法；
所述控制部计算保持选择的所述物体的位置及所述可动臂的姿态。
21.一种装卸系统，其具有：
可动臂；
保持部，安装在所述可动臂，能够选择多个保持机构中的一个以上来保持保持对象物；
传感器，能够检测所述保持对象物；以及
控制部，控制所述可动臂及所述保持部；
所述控制部基于从所述传感器取得的信息，根据保持对象物中的任一个和所述保持机构中的任一个计算以选择的保持机构为基准的得分；
所述控制部基于所述得分，选择保持对象物及在所述选择的保持机构之后保持所述保持对象物的保持机构；
所述控制部计算在所述选择的保持机构之后保持所述保持对象物的保持机构保持所述保持对象物的位置及所述可动臂的姿态。
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