JP2007290056A - ロボットおよびその物体把持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 把持対象となる目標物が他の物体に隠されている場合でも、画像認識によって把持できる可能性を高める。
【解決手段】 把持対象物となる目標物を画像認識するためのカメラ１と、先端に物体把持機能を有するロボットアーム２と、物体のカメラ画像を記憶する記憶部３と、カメラによって取得した画像から目標物を認識してその位置を算出し、把持する位置へロボットアームに指令を与える処理部４とを備えたロボットにおいて、計測画像から目標物が認識されなかった場合は、計測画像内に他の記憶された物体の有無を判断し、目標物以外の物体がある場合はその物体をロボットアーム２にて移動させ、目標物の再認識処理を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、先端に物体把持機能を有するロボットアームを備えたロボットおよびその物体把持方法に関する。

従来の物体把持方法は、ロボット本体に取り付けられたカメラにより対象物を撮影して目標位置で参照画像として登録し、参照画像に対してロボット本体がアプローチする際に、対象物を認識することができなくなる位置をあらかじめ検出し、禁止領域として設定している（例えば、特許文献１参照）。
また、ロボット本体に取り付けたカメラにより対象物を撮影して目標位置まで位置姿勢を制御する際に、対象物の撮影と認識は可能だが、ロボット本体が衝突したり制御不能になるなどの制御に支障を来たす場合、これに備えて、その状態に相当する制限データを作成して制限データ記憶部に記憶設定しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
他には、画像認識ユニットと、ロボットハンド制御ユニットと、複数のモータドライバとを有しているロボットハンドの把持制御装置において、画像認識ユニットが、物体上の目標接触点の座標を決定し、目標接触点における法線ベクトルを求める。ロボットハンド制御ユニットは、指先部上の任意点と物体上の各目標接触点との距離がゼロになると共に指先部上の任意点における法線ベクトルと物体上の各目標接触点における法線ベクトルとがほぼ一致するような目標関節角度を求め、その目標関節角度に応じた関節角度指令値を作成する。各モータドライバは、関節角度指令値に応じて各モータを駆動制御するという手段をとるものもある（例えば、特許文献３参照）。

図７は、特許文献１の方法の処理手順を示すフローチャートである。図において、ステップＳ１０１ではロボット本体の位置をワークをモデル登録させる位置まで移動させる。ステップＳ１０２でこの状態でロボットのアーム部に取り付けられているカメラによりワークを撮影して画像を取得し、モデル登録を行う。次にロボット本体を移動させて、ワークに対してアプローチする可能性のある方向のすべてをチェックする。ロボット本体を移動させてその状態において画像を取得させ（ステップＳ１０３〜１０５）、ステップＳ１０６にて取得した画像がワークを認識可能であるか否かを判定する。ここで「ＹＥＳ」の場合にはステップＳ１０３に戻って他のアプローチ方法についても確認をすべく繰り返し実行し、「ＮＯ」の場合には撮影された画像をチェックして認識可能か否かを確認する（ステップＳ１０７、Ｓ１０８）。そして、確認結果が認識不能である場合には「ＮＯ」と判断してその領域を禁止領域として画像とともに登録し（ステップＳ１０９）、認識可能である場合にはモデルデータを再登録する（ステップＳ１１０）。

図８は、特許文献２の方法の処理手順を示すフローチャートである。図において、ステップＳ２０１にてロボット本体を検出動作を開始する検出位置に移動させ、ステップＳ２０２にてワークの画像をロボットのアーム部に取り付けられているカメラにより撮影して取得する。撮影した画像中にワークが存在しているか否かをステップＳ２０３にて判断し、「ＮＯ」の場合にはステップ２０２、Ｓ２０３を繰り返し実行する。そして、ステップＳ２０３で「ＹＥＳ」の場合にはロボットの制御装置はビジュアルサーボによる位置姿勢の制御を開始して、検出位置を移動して目標位置まで移動するようにロボット本体を駆動制御する（ステップＳ２０４）。この後、制御装置はロボット本体が目標位置に達したか否かをロボットアームに取り付けられたカメラによる撮影画像に基づいて適宜のタイミングで判断し（ステップ２０５）、ステップＳ２０６にて目標位置に達していない場合には現在位置と距離を計算すると共に、センサの検出信号を入力する。次に、制御装置２はロボット本体の現在位置から目的位置に向かう軌道をビジュアルサーボによる制御方法に基づいて生成したときに、その生成された軌道が制限データに該当するか否かをステップＳ２０７にて判断する。ここで「ＹＥＳ」の場合つまり制限がある場合に該当するときには、ワークの参照画像であるモデルの切り替えが必要か否かをステップＳ２０８にて判断し、「ＹＥＳ」の場合にはモデル切り替えを行って（ステップＳ２０９）、この後制限機能をオンさせる（ステップ２１０）。これにより、制御装置は制限機能つまり制限データ国分に記憶されている制限データに基づいてビジュアルサーボの位置姿勢制御に基づいた軌道を修正して移動制御をおこなう。

図９は、特許文献３の方法の処理手順を示すフローチャートである。図において、ロボットハンドの把持制御装置３０７は、画像認識ユニット３１０と、ロボットハンド制御ユニット３１１と、複数のモータドライバ３１２とを有している。画像認識ユニット３１０は、物体上の目標接触点の座標を決定し、目標接触点における法線ベクトルを求める。ロボットハンド制御ユニット３１１は、指先部上の任意点と物体上の各目標接触点との距離がゼロになると共に指先部上の任意点における法線ベクトルと物体上の各目標接触点における法線ベクトルとがほぼ一致するような目標関節角度を求め、その目標関節角度に応じた関節角度指令値を作成する。各モータドライバ３１２は、関節角度指令値に応じて各モータ３０５を駆動制御する。
このように、従来のロボットの物体把持方法では、把持対象物となる目標物が隠されてしまっている場合は、ロボットアームの目標関節角度を求める事ができず、物体を把持する事ができない。
特開２００３−３０５６７５号公報（第３−６頁、図３） 特開２００３−３１１６７４号公報（第４−７頁、図３） 特開２００５−７４８６号公報 （第５−７頁、図１）

従来の物体把持方法では、対象物を認識できなくなる位置を禁止領域として設定しているので、複数の対象物が置かれた場合、およびロボット本体の制御に支障を来たす姿勢になる場合に制限データを記憶設定させる方法の場合は、設定が複雑になり、また対象物の置き方によっては把持が不可能と設定された領域でも実際は対象物が把持できる可能性があり、作業効率が著しく低下するという問題があった。また、物体上の目標接触点の座標を決定し、目標接触点における法線ベクトルを求める場合は把持対象物となる目標物が隠れてしまっている場合は、目標関節角度を求める事ができないという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の物体が設置され、目標物が隠れている場合でも把持できる可能性を高くすることができる方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の発明は、先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、を備えたロボットにおいて、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記記憶部に記憶された障害物の有無を判断し、前記障害物が認識された場合は、前記障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１のステップを含むことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、前記第１のステップを実行した後、前記目標物が認識されない場合は、前記退避した物体を元の位置に戻すステップを含むことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２のステップを含む
ことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記記憶部に記憶された障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１のステップと、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２のステップと、を含む
ことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、を備えたロボットにおいて、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記記憶部に記憶された障害物の有無を判断し、前記障害物が認識された場合は、前記障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１の手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、前記第１の手段が処理を行った後、前記目標物が認識されない場合は、前記退避した物体を元の位置に戻す手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって前記ロボットの位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２の手段を備えたことを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、
前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記記憶部に記憶された障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１の手段と、前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって前記ロボットの位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２の手段と、を備えたことを特徴とするものである。

請求項１、５に記載の発明によると、目標物が他の物体に埋まっている場合でも、目標物を隠している物体を移動させる事により、目標物の画像認識が可能になり、１回の画像認識で目標物が認識されない場合でも、目標物の把持が可能になる。
また、請求項３、７に記載の発明によると、目標物への視点を変える事により別の角度から目標物を画像認識し、アプローチすることができる。
また、請求項４、８に記載の発明によると、様々な方法で目標物を探すことで把持できる可能性を高めることができる。
また、請求項２、６に記載の発明によると、目標物が把持できなかった場合でも、物体の離散を防止することができる。

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明の方法を実施する先端に物体把持機能を有するロボットアームを備えたロボットの構成を示す全体構成図である。図１において１はカメラ、２は先端に物体把持機能を有するロボットアーム、３は記憶部、４は処理部、５はロボットとなっている。そして前記カメラ１により目標物を撮影し、認識された目標物と前記記憶部３に記憶された後述する目標物２１の基準位置との誤差を前記処理部４にて算出し、その算出結果から前記ロボットアーム２の先端に備わった物体把持機構が目標物を把持できる姿勢に前記ロボットアーム２がなるよう、前記処理部４が前記ロボットアーム２へ指令を与える。この処理において前記カメラ１によって撮影された画像から目標物が認識されなかった場合、撮影された画像の中に既に撮影された物体が前記記憶部３にあるか前記処理部４が判断し、既に撮影された目標物以外の物体があった場合は、その目標物以外の物体を前記ロボットアーム２によって退避させるように前記処理部４より前記ロボットアーム２に指令を与え、目標物以外の物体が退避された後に、再び前記カメラ１によって目標物の画像認識を試みる。このように目標物が画像認識できない場合でも、目標物を隠している物体が既に記憶されていて退避が可能な場合は、諦める事なく、大掛かりな作業をせずに目標物を把持する可能性を高めることができる。

図２は先端に物体把持機能を有するロボットアームを備えたロボットの目標物の設置例を示す概略図である。また、図３は先端に物体把持機能を有するロボットアームを備えたロボットにおいて物体を把持する処理手順を示すフローチャートである。これらの図を用いて本発明の方法を順を追って説明する。
図２において２１は把持対象となる目標物、２２は目標物を隠している目標物以外の物体Ａ（障害物Ａ）、２３は目標物を隠している目標物以外の物体Ｂ（障害物Ｂ）である。
はじめにｓｔｅｐ１で前記カメラ１により目標物を撮影すると、前記処理部４にて画像処理を行う。次にｓｔｅｐ２で前記記憶部３に予め保存されている物体の画像データを読み込み、ｓｔｅｐ３にて前記処理部４がｓｔｅｐ１で取得した画像データとｓｔｅｐ２で読み込んだ物体の画像データを比較し、前記目標物２１が前記ロボットアーム２の把持可能範囲内に存在するか判断する。そして、前記目標物２１が前記ロボットアーム２の把持可能範囲内に存在すると認識された場合はｓｔｅｐ４へ進み前記ロボットアーム２によって前記目標物２１を把持する。前記目標物２１が前記ロボットアーム２の把持可能範囲内に存在しないと認識された場合はｓｔｅｐ５へ進み、前記記憶部３に保存されている物体の画像データを読み込む。そして、ｓｔｅｐ６に進み、ｓｔｅｐ１で取得された画像内に前記記憶部３に予め保存されている物体の存在の有無を判断し、図２に示した前記物体Ａ２２のデータが前記記憶部３に存在し、前記ロボットアーム２にて把持可能範囲内にあると前記処理部２が判断した場合はｓｔｅｐ７に進み、前記物体Ａ２２のデータが前記記憶部３に存在しない場合は前記目標物２１の把持を諦め、処理終了となる。Ｓｔｅｐ７に進んだ場合は、認識された目標物以外の物体（前記物体Ａ２２）を前記ロボットアーム２などによって退避させ、再びｓｔｅｐ１からの処理を行う。

図２に示すように前記物体Ａ２２を退避させた後でも、前記目標物２１の手前に前記物体Ｂ２３が存在し、前記目標物２１が画像認識できない場合は、ｓｔｅｐ７からｓｔｅｐ１へ進んだ後にｓｔｅｐ２→ｓｔｅｐ３→ｓｔｅｐ５→ｓｔｅｐ６と進み、前記物体Ｂ２３のデータが前記記憶部３に存在する場合には前記物体Ｂ２３を退避させ、前記物体Ｂ２３のデータが前記記憶部３に存在しない場合には前記目標物２１の把持を諦めて処理終了となる。
なお、図２では前記目標物２１を隠す物体が２個の場合を示しているが、３個以上の場合も同様の手順をとる。
このように、目標物を隠している物体の画像認識をしてからその物体が把持可能な場合は退避させる作業をするので、煩雑に物が配置されている場合でも目標物を探し出す可能性を高めることができるのである。

図４は実施例２の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順において、ｓｔｅｐ２０１、２０２、２０３、２０４、２０９、２１０、２１１はそれぞれ図３におけるｓｔｅｐ１、２、３、４、５、６、７と同じである。
前記ロボット５に図１に示したような任意の場所に移動するための移動機構６が備わっている場合にＳｔｅｐ２０３（ｓｔｅｐ３）において前記カメラ１にて取得された画像内で前記目標物２１が認識できないと前記処理部４が判断した場合、ｓｔｅｐ２０５へ進み前記移動機構６にて前記ロボット５の視線を変化させる。そして、再び前記目標物２１の方向に向き前記カメラ１にて画像を取得し（ｓｔｅｐ２０６）、前記処理部４にて再取得された画像から前記記憶部３に予め保存されている前記目標物２１のデータと比較して（ｓｔｅｐ２０７）、視線が変わった事によって前記目標物２１が認識できるようになったかを判断する（ｓｔｅｐ２０８）。そして、前記目標物２１が前記ロボットアーム２の把持可能範囲内に存在すると認識された場合はｓｔｅｐ２０４（ｓｔｅｐ４）へ進み前記ロボットアーム２によって前記目標物２１を把持する。前記目標物２１が前記ロボットアーム２の把持可能範囲内に存在しないと認識された場合はｓｔｅｐ２０９（ｓｔｅｐ５）へ進み、前記記憶部３に予め保存されている物体の画像データを読み込む。そして、ｓｔｅｐ２１０（ｓｔｅｐ６）に進み、ｓｔｅｐ２０６で取得された画像内に前記記憶部３に予め保存されている物体の存在の有無を判断し、図２に示した前記物体Ａ２２のデータが前記記憶部３に存在し、前記ロボットアーム２にて把持可能範囲内にあると前記処理部２が判断した場合はｓｔｅｐ２１１（ｓｔｅｐ７）に進み、前記物体Ａ２２のデータが前記記憶部３に存在しない場合は前記目標物２１の把持を諦め、処理終了となる。Ｓｔｅｐ２１１（Ｓｔｅｐ７）に進んだ場合は、認識された目標物以外の物体（前記物体Ａ２２）を前記ロボットアーム２などによって退避させ、再びｓｔｅｐ２０６からの処理を行う。

図２に示すように前記物体Ａ２２を退避させた後でも、前記目標物２１の手前に前記物体Ｂ２３が存在し、前記目標物２１が画像認識できない場合は、ｓｔｅｐ２１１からｓｔｅｐ２０６へ進んだ後にｓｔｅｐ２０７→ｓｔｅｐ２０７→ｓｔｅｐ２０８→ｓｔｅｐ２０９と進み、前記物体Ｂ２３のデータが前記記憶部３に存在する場合には前記物体Ｂ２３を退避させ、前記物体Ｂ２３のデータが前記記憶部３に存在しない場合には前記目標物２１の把持を諦めて処理終了となる。
なお、図２では前記目標物２１を隠す物体が２個の場合を示しているが、３個以上の場合も同様の手順をとる。また、ｓｔｅｐ２１１の後のｓｔｅｐは、前記処理部４で目標物の認識後に前記移動機構６で前記ロボット５の視線を変えて画像認識のリトライを繰り返す回数に応じてｓｔｅｐ２０１またはｓｔｅｐ２０６に決定される。

このように、目標物の画像認識に失敗しても移動機構を利用して視線を変化させ、別の視線から目標物の画像認識を再試行するので、煩雑に物が配置されている場合でも目標物を探し出す可能性を高めることができるのである。

図５は実施例３の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順において、
ｓｔｅｐ３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７はそれぞれ図３におけるｓｔｅｐ１、２、３、４、５、６、７、と同じである。また、ｓｔｅｐ３０８は図４におけるｓｔｅｐ２０５と同じである。また、ｓｔｅｐ３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４はそれぞれ、図３におけるｓｔｅｐ１、２、３、５、６、７または図４におけるｓｔｅｐ２０６、２０７、２０８、２０９、２１０、２１１と同じである。
前記ロボット５に図１に示したような移動機構６が備わっている場合にＳｔｅｐ３０６（ｓｔｅｐ６）において前記カメラ１にて取得された画像内に前記目標物２１を隠している前記対象物以外の物体Ａ２２が認識できないと前記処理部４が判断した場合、ｓｔｅｐ３０８（ｓｔｅｐ２０５）へ進み前記移動機構６にて前記ロボット５の視線を変化させる。そして、再び前記目標物２１の方向に向き前記カメラ１にて画像を取得し（ｓｔｅｐ３０９）、前記処理部４にて再取得された画像から前記記憶部３に予め保存している前記目標物２１のデータと比較して（ｓｔｅｐ３１０）、視線が変わった事によって前記目標物２１が認識できるようになったかを判断する（ｓｔｅｐ３１１）。そして、前記目標物２１が前記ロボットアーム２の把持可能範囲内に存在すると認識された場合はｓｔｅｐ３０４（ｓｔｅｐ４）へ進み前記ロボットアーム２によって前記目標物２１を把持する。前記目標物２１が前記ロボットアーム２の把持可能範囲内に存在しないと認識された場合はｓｔｅｐ３１２へ進み、前記記憶部３に保存されている物体の画像データを読み込む。そして、ｓｔｅｐ３１３（ｓｔｅｐ６）に進み、ｓｔｅｐ３０９で取得された画像内に前記記憶部３に予め保存されている物体の存在の有無を判断し、図２に示した前記物体Ａ２２のデータが前記記憶部３に存在し、前記ロボットアーム２にて把持可能範囲内にあると前記処理部２が判断した場合はｓｔｅｐ３１４（ｓｔｅｐ７）に進み、前記物体Ａ２２のデータが前記記憶部３に存在しない場合は前記目標物２１の把持を諦め、処理終了となる。Ｓｔｅｐ３１４（Ｓｔｅｐ７）に進んだ場合は、認識された目標物以外の物体（前記物体Ａ２２）を前記ロボットアーム２などによって退避させ、再びｓｔｅｐ３０９からの処理を行う。

図２に示すように前記物体Ａ２２を退避させた後でも、前記目標物２１の手前に前記物体Ｂ２３が存在し、前記目標物２１が画像認識できない場合は、ｓｔｅｐ３１４からｓｔｅｐ３０９へ進んだ後にｓｔｅｐ３１０→ｓｔｅｐ３１１→ｓｔｅｐ３１２→ｓｔｅｐ３１３と進み、前記物体Ｂ２３のデータが前記記憶部３に存在する場合には前記物体Ｂ２３を退避させ、前記物体Ｂ２３のデータが前記記憶部３に存在しない場合には前記目標物２１の把持を諦めて処理終了となる。
なお、図２では前記目標物２１を隠す物体が２個の場合を示しているが、３個以上の場合も同様の手順をとる。また、ｓｔｅｐ３１４の後のｓｔｅｐは前記処理部４で目標物の認識後に前記移動機構６で前記ロボット５の視線を変えて画像認識のリトライを繰り返す回数に応じてｓｔｅｐ３０１またはｓｔｅｐ３０９に決定される。

このように、目標物を隠している物体の画像認識に失敗して移動機構を利用して視線を変化させ、別の視線から目標物および目標物を隠している物体の画像認識を再試行するので、煩雑に物が配置されている場合でも目標物を探し出す可能性を高めることができるのである。

図６は実施例４の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順において、ｓｔｅｐ４０１および４０８、ｓｔｅｐ４０２および４０９、ｓｔｅｐ４０３および４１０、ｓｔｅｐ４０４および４１１、ｓｔｅｐ４０５および４１２、ｓｔｅｐ４０６および４１３、ｓｔｅｐ４０７および４１４はそれぞれ図３におけるｓｔｅｐ１、２、３、４、５、６、７と同じである。
ｓｔｅｐ４０３（初回の画像認識）において前記目標物２１が認識されなかった場合は、前記目標物を隠している前記物体Ａ２２および前記物体Ｂ２３を退避させ、前記目標物２１を画像認識できるよう試みる。そして、その際に退避させた前記物体Ａ２２および前記物体Ｂ２３をｓｔｅｐ４１５にて元の場所に戻す。

このように、目標物の画像認識に失敗して目標物を隠している物体を退避させた後でも退避させた物体を元の位置に戻すことにより、目標物の画像認識および把持を行った後でも物体の離散を防ぐことができるのである。

目標物が他の物体に埋まっている場合でも、目標物を隠している物体を移動させる事により目標物の画像認識が可能になるため１回の画像認識で目標物が認識されない場合でも目標物の把持が可能になる確率が高くなり、物体が複雑な配置や煩雑な配置された場所での目標物の画像認識を行うという用途にも適用できる。

本発明の方法を実施する先端に物体把持機能を有するロボットアームを備えたロボットの構成を示す全体構成図 先端に物体把持機能を有するロボットアームを備えたロボットの目標物の設置例を示す概略図 先端に物体把持機能を有するロボットアームを備えたロボットにおいて物体を把持する処理手順を示すフローチャート 本発明の実施例２の処理手順を示すフローチャート 本発明の実施例３に記載の処理手順を示すフローチャート 本発明の実施例４に記載の処理手順を示すフローチャート 特許文献１の方法の処理手順を示すフローチャート 特許文献２の方法の処理手順を示すフローチャート 特許文献３の方法の処理手順を示すフローチャート

符号の説明

１ カメラ
２ ロボットアーム
３ 記憶部
４ 処理部
５ ロボット
６ 移動機構
２１ 目標物
２２ 目標物以外の物体Ａ
２３ 目標物以外の物体Ｂ
３０５ モータ
３０７ 把持制御装置
３０８ ６軸力センサ
３０９ エンコーダ、ポテンショメータ
３１０ 画像認識ユニット
３１１ ロボットハンド制御ユニット
３１２ モータドライバ
３１４ 把持姿勢演算部
３１５ 制御演算部

Claims (8)

1. 先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、
   前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、を備えたロボットにおいて、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、
   前記記憶部に記憶された障害物の有無を判断し、
   前記障害物が認識された場合は、前記障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１のステップを含むことを特徴とするロボットの物体把持方法。
2. 前記第１のステップを実行した後、前記目標物が認識されない場合は、前記退避した物体を元の位置に戻すステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のロボットの物体把持方法。
3. 先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、
   前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２のステップを含むことを特徴とするロボットの物体把持方法。
4. 先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記記憶部に記憶された障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１のステップと、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２のステップと、を含むことを特徴とするロボットの物体把持方法。
5. 先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、
   前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、を備えたロボットにおいて、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記記憶部に記憶された障害物の有無を判断し、
   前記障害物が認識された場合は、前記障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１の手段を備えたことを特徴とするロボット。
6. 前記第１の手段が処理を行った後、前記目標物が認識されない場合は、前記退避した物体を元の位置に戻す手段を備えたことを特徴とする請求項５記載のロボット。
7. 先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって前記ロボットの位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２の手段を備えたことを特徴とするロボット。
8. 先端に物体把持手段を有するロボットアームと、把持対象となる目標物と前記目標物以外の物体である障害物の画像とを記憶する記憶部と、前記目標物を撮影するためのカメラと、
   前記カメラにより撮影された前記目標物の画像と前記記憶部に予め記憶された前記目標物のカメラ画像とから前記目標物の位置を算出し、前記ロボットアーム先端を把持位置へ移動させる指令を与える処理部と、任意の場所に移動するための移動機構と、を備えたロボットにおいて、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記記憶部に記憶された障害物を前記ロボットアームにて退避させ、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第１の手段と、
   前記カメラの撮影画像から前記目標物が認識されなかった場合は、前記移動機構によって前記ロボットの位置を変え、再度、前記目標物の画像認識処理を行う第２の手段と、を備えたことを特徴とするのロボット。

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