JP2021062464A - ピッキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピッキング作業を円滑化する。【解決手段】ピッキング装置は、対象物を認識してピッキングし、予め指定された位置まで移動させる。前記ピッキング装置は、先端にエンドエフェクタを有するアームと、前記アームに取り付けられたカメラと、制御装置とを備える。前記制御装置は、前記カメラによって生成された画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の位置および姿勢の少なくとも一方を認識し、認識結果に基づいて、前記アームの動作を調整する。【選択図】図６

Description

本開示は、ピッキング装置に関する。

従来、対象物を認識して把持し、これを特定の位置に移動させるピッキング装置が開発されている。例えば、ロボットハンドに取り付けられたカメラによって対象物を撮像し、撮像結果に基づいてアームの動作を制御するロボットアーム装置が開発されている。そのようなロボットアーム装置の一例が、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０１１−２３５３８６号公報

従来のロボットアーム装置は、複数の物品の中から特定の対象物をピッキングし、箱などの予め定められた収納エリア内の特定の位置に当該対象物を収納する作業を円滑に行うことができなかった。例えば、対象物と箱とが干渉したり、収納位置が本来の位置からずれたりするなどの課題が生じていた。

本開示は、例えば複数の物品の中から特定の対象物をピッキングし、予め定められた収納エリア内の特定の位置に収納する作業をより円滑に行うことが可能なピッキング装置を提供する。

本開示の一態様によるピッキング装置は、対象物を認識してピッキングし、予め指定された位置まで移動させる。前記ピッキング装置は、先端にエンドエフェクタを有するアームと、前記アームに取り付けられたカメラと、制御装置とを備える。前記制御装置は、前記カメラによって生成された画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の位置および姿勢の少なくとも一方を認識し、認識結果に基づいて、前記アームの動作を調整する。

本開示の実施形態によれば、例えば複数の物品の中から特定の対象物をピッキングし、予め定められた収納エリア内の特定の位置に収納する作業をより円滑に行うことが可能になる。

ピッキング装置の一例であるピッキングロボット１００の構成例を示す図である。 ロボット１００の基本的な動作の例を説明するための図である。 ロボット１００の基本的な動作の例を説明するための図である。 ワーク５０が規則的に配列されている状況の例を示す図である。 従来技術の課題を示す図である。 ワーク５０が第２収納箱３２に衝突している状況の例を示す図である。 ワーク５０同士が衝突している状況の例を示す図である。 エンドエフェクタ１２０のより詳細な構成例を示す図である。 本開示の実施形態のピッキングロボット１００の動作を示すフローチャートである。 エンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持している状態を簡略化して示す図である。 実際にエンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持している状況の一例を示す写真である。 ２つのカメラ１６０によってそれぞれ生成される画像の例を示す図である。 ワーク５０の重心位置Ｃ０と、ピッキングポイントＣ１の例を示す図である。 ワーク５０の姿勢が、基準の姿勢に対して、角度θ１だけずれている状態の例を示す図である。 ワーク５０を第２収納箱３２に投入する動作を模式的に示す図である。 ４つのワーク５０が所定の収納位置に配置された状態を示す図である。 座標値の補正が行われない場合の例を示す図である。 本開示の実施形態におけるエンドエフェクタ１２０によってワーク５０が第２収納箱３２の指定された位置に指定された姿勢で正確に配置されている状況の例を示す図である。 エンドエフェクタ１２０が第１収納箱３１に衝突する場合の回避動作を説明するための図である。 エンドエフェクタ１２０が第１収納箱３１に衝突する場合の回避動作を説明するための図である。

図１は、ピッキング装置の一例であるピッキングロボット１００の構成例を示す図である。このピッキングロボット１００は、ロボットハンド１２０（エンドエフェクタ）を先端に有するアーム１１０と、アーム１１０を制御する制御装置１３０とを備える。アーム１１０は、複数の関節部を有する。各関節部は１つ以上のモータを備え、所定の可動域内で回転することができる。各モータは、制御装置１３０によって制御される。

図１に示すロボットハンド１２０の先端には、複数の吸着パッド３００が取り付けられている。吸着パッド３００は、吸引パイプに接続されている。吸引パイプは、図示されていない真空発生器に接続される。真空発生器は、制御装置１３０によって制御される。図１に示すピッキングロボット１００は、制御装置１３０からの指令に従い、吸着パッド３００による吸着力を利用して、箱３０の中の物品（以下、「ワーク」とも称する。）を保持して所定の位置に移動させるピッキング動作を行う。なお、この例では吸着を利用して物品を保持するが、他の方法で物品を保持してもよい。

このようなピッキングロボット１００は、例えば物流拠点において搬送される箱の内部に配置された複数の商品から、注文内容に応じた特定の商品を順次ピッキングして、出荷用の箱に収納する作業に用いられ得る。

ワークの種類は特に限定されないが、本明細書では、主にアパレル商品（例えば、シャツ、パンツ、靴下、ベルトなど）をワークとする。ロボット１００は、例えば複数の箱の中に収納された多様な商品の中から、特定の商品を認識して保持し、他の箱に移動させる動作を行うように構成され得る。

図２Ａおよび図２Ｂは、ロボット１００の基本的な動作の例を説明するための図である。このロボット１００は、第１収納箱３１内の特定のワーク５０を、出荷用の第２収納箱３２内の指定された位置に移動させる作業を行う。図２Ａは、ロボット１００が第１収納箱３１内にある保持対象のワーク５０を認識した後、そのワーク５０をピッキングしようとしている状態を示している。ロボット１００は、第１収納箱３１の上で、保持対象のワーク５０をカメラによって認識すると、図２Ａに示すように、そのワーク５０をピッキングするためにロボットハンド１２０を下降させる。この例では、吸着パッド３００の先端がワーク５０に接触した状態で、吸着パッド３００の内部空間を真空に近付けることにより、ワーク５０が吸着パッド３００に吸着され、保持される。図２Ｂは、ロボットハンド１２０が対象のワーク５０を保持しながら第２収納箱３２に向かって移動している状態を示している。図２Ｂに示すように、ロボットハンド１２０は、ワーク５０を保持しながら移動し、第２収納箱３２内の指定された位置にワーク５０を配置する。

このような動作を行うピッキングロボット１００において、ワーク５０を第２収納箱３２内の所定の位置に正確に移動させることは難しい。特に、図２Ａに示すように、第１収納箱３１内に複数のワーク５０が不規則に配置されていたり、ワーク５０の形状または大きさが不定である場合には、ワーク５０を予め指定された位置に配置することが困難である。これは、カメラを用いた画像認識に誤差が生じ易く、ロボットハンド１２０によってピッキングされるワーク５０の位置（以下、「ピッキングポイント」と称する。）が、本来保持されるべき位置（例えば中心または重心）からずれやすいことに起因する。

このような問題は、一種類の物品が第１収納箱３１内の予め決まった位置に配置されている一般的な状況では発生しない。図３Ａは、そのような一般的な状況の例を示している。図３Ａの例では、第１収納箱３１内に、同一の形状および大きさのワーク５０が予め決まった位置に規則正しく並べられている。このような場合には、ロボットハンドによって保持されるワーク５０のピッキングポイントは常に一定で、角度のずれも殆ど生じない。このため、図３Ａの右側に示すように、第２収納箱３２内の予め定められた位置にワーク５０を正確に配置することができる。

しかしながら、図２Ａに示す例のように、第１収納箱３１内のワーク５０の位置や姿勢が不定で、複数のワーク５０に重なりが生じるような場合には、第２収納箱３２内の予め定められた位置にワーク５０を正確に配置することは困難である。これは、ワーク５０の認識に誤差が生じ易く、ピッキングポイントが所定の位置（例えば、中心または重心）からずれやすいためである。

図３Ｂは、上記の課題を説明するための図である。図３Ｂの例では、第１収納箱３１の内部のワーク５０の位置および姿勢が予め決められておらず、ランダムに配置されている。このような場合には、ピッキングロボットは、カメラ６０を用いた画像認識によってワーク５０のどの部分をピッキングするかを決定する。ロボットは、ワーク５０をカメラ６０によって認識し、認識結果に基づいてピッキングポイントを決定する。しかし、図３Ｂの例では、ワーク５０の位置および姿勢が不定であるため、ワーク５０の認識に誤差が生じ得る。例えば、図３Ｂにおいて実線で示す位置に存在するワーク５０が、破線で示す位置に存在するものと誤って認識される可能性がある。そのような誤認識が生じると、ワーク５０のピッキングポイントが本来の位置（例えば、中心または重心）からずれることになる。その場合、ロボットが第２収納箱３２内の指定された座標の位置にワーク５０を移動させたとしても、ピッキングポイントのずれに起因して、ワーク５０の位置が本来の位置からずれることになる。その結果、図３Ｂの右側に示すように、第２収納箱３２内の予め指定された位置にワーク５０を正確に配置することができなくなる。場合によっては、ワーク５０が収納箱３２に衝突したり、ワーク５０同士が衝突したりして、ワーク５０が破損することもあり得る。

図４Ａおよび図４Ｂは、ワーク５０を指定された位置に正確に配置することができない状況の例を示している。図４Ａは、ワーク５０が第２収納箱３２に衝突している状況の例を示している。図４Ｂは、ワーク５０同士が衝突している状況の例を示している。これらの例のように、ワーク５０のピッキングポイントが本来の位置からずれると、ワーク５０を第２収納箱３２内の指定された位置に正確に移動させることができなくなる。

物流処理においては、高速性、確実性、および経済性の確保が重要である。様々な製品の処理を自動化するために、上記のようなロボットを利用したランダムピッキングが利用される。しかし、製品が多種多様な場合、箱内の製品の配置などの条件が一定でないことが多い。例えば、上記のように箱内で複数の製品が不規則に重なって配置されたり、大きさおよび形状の異なる多品種の製品がランダムに配置されることがある。その場合、画像処理による物体認識において、個々の製品の所定のポイント（例えば中心または重心）を正確に認識することは困難である。その結果、製品のピッキングポイントが、本来の位置からずれやすくなる。その場合、製品が箱と干渉したり、正しい位置に配置できないなどの不具合が生じ得る。このように、不正確な認識に基づいてロボットハンドがワークの不適切な部位をピッキングした場合、ワークを置く場所の周囲に障害物があれば、製品を障害物に衝突させてしまうなどの不具合が生じる。

その対策として、ピッキングした製品を一旦仮置き台に置き、カメラで再度撮像し、製品の中心、あるいは目的とするピッキングポイントを認識して改めてピッキングする方法が考えられる。この場合、製品が他の製品から分離されるので、正確な認識が可能になり、上記の不具合は回避できる。しかし、処理時間が長くなるという問題が発生する。また、ワークを仮置きする場所を確保する必要性も生じる。

本開示の実施形態では、以上の課題を解決するために、対象物をピッキングした後、その対象物をカメラで撮像し、対象物のピッキング状態を認識する。そしてその認識結果に基づいて、対象物を把持するエンドエフェクタの動作が適切に調整される。これにより、対象物を所望の収納位置に配置することができる。

以下、本開示の実施形態の概要を説明する。

本開示の例示的な実施形態によるピッキング装置は、先端にエンドエフェクタを有するアームと、前記アームに取り付けられたカメラと、制御装置とを備える。前記制御装置は、前記カメラによって生成された画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の位置および姿勢の少なくとも一方を認識し、認識結果に基づいて、前記アームの動作を調整する。

上記の構成によれば、エンドエフェクタに保持された対象物の位置および姿勢の少なくとも一方が、カメラからの画像データに基づいて認識される。そして、その認識結果に基づいて、アームの動作が適切に調整される。このため、エンドエフェクタに保持された対象物の位置または姿勢が、想定された位置または姿勢からずれていたとしても、対象物を指定された位置に正確に配置することができる。

ある実施形態において、前記制御装置は、前記アームを制御することにより、第１収納エリア内にある前記対象物を前記エンドエフェクタによってピッキングし、第２収納エリア内の予め指定された位置まで移動させるように構成され得る。

「第１収納エリア」は、例えば前述の例における第１収納箱３１内の領域に相当する。「第２収納エリア」は、例えば前述の例における第２収納箱３２内の領域に相当する。ピッキング装置は、第１収納エリア内にある対象物を、第２収納エリア内の指定された位置に配置する作業に好適に使用される。対象物を指定された位置に正確に配置することが可能であるため、例えば第２収納箱３２に対象物を衝突させる等の不具合を回避できる。

ある実施形態において、前記制御装置は、前記画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の位置の、基準の位置からのずれ量を計算し、前記ずれ量に応じて前記アームの動作を調整することにより、前記対象物を前記指定された位置まで移動させる。例えば、前記指定された位置を示す座標値を、前記ずれ量に応じて補正することにより、対象物を前記指定された位置に正確に配置することができる。

ある実施形態において、前記制御装置は、前記画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の姿勢の、基準の姿勢からのずれ量を計算し、前記ずれ量に応じて前記アームの動作を調整することにより、前記対象物を指定された姿勢で前記指定された位置に配置する。例えば、基準の姿勢に対して、保持された対象物の姿勢が、角度θだけずれている場合、その角度θのずれを補償するように、エンドエフェクタの角度を補正した上で、対象物を指定の位置に配置することができる。これにより、対象物を正確な位置および姿勢で配置することが可能になる。

以下、本開示の実施形態をより具体的に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。本明細書においては、同一または類似の構成要素には、同一の参照符号を付している。

本開示の実施形態によるピッキングロボット１００は、図１に示す構成と同様の構成を有する。すなわち、ピッキングロボット１００は、先端にロボットハンド１２０（以下、「エンドエフェクタ１２０」とも称する。）を有するアーム１１０と、アーム１００を制御する制御装置１３０とを備える。制御装置１３０は、プロセッサと記録媒体とを備えるコンピュータであり、ロボット１００の全体の動作を制御する。

図５は、エンドエフェクタ１２０のより詳細な構成例を示す図である。この例におけるピッキングロボット１００は、エンドエフェクタ１２０に取り付けられた２つのカメラ１６０を備えている。これらのカメラ１６０は、エンドエフェクタ１２０の両側に対称的に配置されている。２つのカメラ１６０は、３Ｄカメラとして機能する。これらのカメラ１６０の各々は、イメージセンサと、１つ以上のレンズを含む光学系とを備える。各カメラ１６０は、制御装置１３０からの指示に応じて、エンドエフェクタ１２０によって把持される対象物（ワーク）を撮像し、画像データを生成する。制御装置１３０は、各カメラ１６０から出力された画像データに基づき、対象物の認識、およびピッキングされた対象物の位置および姿勢のずれの検出を行う。

図５に示す例では、エンドエフェクタ１２０は、先端部に３つの吸着パッド３００を備える。各吸着パッド３００は、吸引パイプに接続されている。吸引パイプは、図示されていない真空発生器に接続されている。吸着パッド３００がワーク５０を吸着することにより、エンドエフェクタ１２０はワークを保持することができる。吸着パッド３００の個数および配置は、取り扱われるワークの種類に応じて決定される。吸着パッド３００が多いほど、より大型で重いワークを保持することができる。小さく軽量のワークのみを取り扱う場合、吸着パッド３００の個数は１個であってもよい。なお、ワークの保持は、吸着によらず、他の方法によって実現されてもよい。例えば、エンドエフェクタ１２０が複数の可動部を有し、複数の可動部によってワークを挟んだり掴んだりすることによって把持できる構造を有していてもよい。

図６は、本実施形態のピッキングロボット１００の動作を示すフローチャートである。ピッキングロボット１００は、動作開始指令を受けると、図６に示すステップＳ１０１からＳ１１１の動作を実行する。以下、各ステップの動作を説明する。

制御装置１３０は、まず、アーム１１０を移動させ、カメラ１６０が所定の撮像位置に到達したかを判断する（ステップＳ１０１）。撮像位置は、例えば図２Ａに示す第１収納箱３１の上で、第１収納箱３１内のワーク５０の全体が撮影可能な位置である。カメラ１６０が所定の撮像位置に到達すると、制御装置１３０は、各カメラ１６０に撮像指示を出す（ステップＳ１０２）。これにより、各カメラ１６０は、ワーク５０の画像データを生成する。次に、制御装置１３０は、カメラ１６０から出力された画像データに基づいて、ピッキング対象の特定のワーク５０を認識し、当該ワーク５０の保持位置（ピッキングポイント）を決定する（ステップＳ１０３）。ピッキングポイントとして、例えば当該ワーク５０の中心または重心が選択される。ピッキングポイントを決定すると、制御装置１３０は、エンドエフェクタ１２０に当該ワーク５０を保持させ、移動を開始させるようにアーム１１０に指示する（ステップＳ１０４）。このとき、図２Ａに示すように、エンドエフェクタ１２０は、特定のワーク５０に向かって下降し、当該ワーク５０を保持する。エンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持すると、制御装置１３０は、アーム１１０を制御して当該ワーク５０の移動を開始する。例えば、図２Ｂに示すように、ワーク５０を保持しながら、第２収納箱３２に向かって移動させる。

本実施形態では、エンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持した状態で、再度２つのカメラ１６０によって撮像が行われる。制御装置１３０は、移動中、カメラ１６０が所定の撮像位置に到達したかを判断する（ステップＳ１０５）。この撮像位置は、エンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持してから第２の収納箱３２の上に到達するまでの任意の位置に設定され得る。カメラ１６０が所定の撮像位置に到達すると、制御装置１３０は、各カメラ１６０に撮像を指示する（ステップＳ１０６）。この指示を受けて、各カメラ１６０は、ワーク５０の画像データを生成する。次に、制御装置１３０は、各カメラ１６０から出力された画像データに基づき、ワーク５０の位置ずれを計算する（ステップＳ１０７）。位置ずれは、ワーク５０の実際のピッキングポイントと、本来保持されるべきポイントとのずれの量を表す。制御装置１３０は、出力された画像データに基づく画像認識により、位置ずれを計算する。続いて、制御装置１３０は、位置ずれが生じているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。この判断は、例えば、計算した位置ずれの量が、所定の閾値よりも大きいか否かによって判断される。位置ずれの量が閾値を上回っていない場合、制御装置１３０は、アーム１１０を制御して、予め指定された座標に対応する位置にワーク５０を配置する（ステップＳ１０９）。位置ずれの量が閾値を上回っている場合、制御装置１３０は、予め指定された座標を、位置ずれを補償するように補正する（ステップＳ１１０）。その上で、制御装置１３０は、アーム１１０を制御して、補正後の座標が示す位置にワーク５０を配置する（ステップＳ１１１）。

ここで、図７Ａから図７Ｄを参照して、ステップＳ１０７におけるワークの位置ずれを計算する方法の例をより詳細に説明する。

図７Ａは、エンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持している状態を簡略化して示す図である。図７Ｂは、実際にエンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持している状況の一例を示す写真である。図７Ａおよび図７Ｂに示すように、エンドエフェクタ１２０がワーク５０を保持している状態で、２つのカメラ１６０がワーク５０の画像データを生成する。制御装置１３０は、それらの画像データに基づいて、ピッキングポイントからワーク５０の縁までの長さｘ１、ｘ２などを検出し、その値に基づいてワーク５０のずれ量を計算する。

図７Ｃは、２つのカメラ１６０によってそれぞれ生成される画像の例を示す図である。２つのカメラ１６０の一方は、図７Ｃに示す画像Ｉｍ１のデータを生成し、２つのカメラ１６０の他方は、図７Ｃに示す画像Ｉｍ２のデータを生成する。２つのカメラ１６０の位置の差に起因して、これらの画像Ｉｍ１、Ｉｍ２の間には視差が生じる。本実施形態では、ワーク５０をピッキングした後、制御装置１３０は、画像Ｉｍ１、Ｉｍ２から、ピッキングポイントが本来ピッキングされるべき位置（例えば重心）からどの程度ずれているのかを判断する。

図７Ｄは、ワーク５０の重心位置Ｃ０と、ピッキングポイントＣ１の例を示す図である。ここで、画像Ｉｍ１、Ｉｍ２の左右方向をｘ方向、上下方向をｙ方向としている。制御装置１３０は、画像Ｉｍ１、Ｉｍ２から、ワーク５０の左右および上下のそれぞれの方向について、ピッキングポイントＣ１からワーク５０の縁までの長さを検出する。すなわち、ピッキングポイントＣ１からワーク５０の右側の縁までの長さｘ１と、ピッキングポイントＣ１からワーク５０の左側の縁までの長さｘ２と、ピッキングポイントＣ１からワーク５０の上側の縁までの長さｙ１と、ピッキングポイントＣ１からワーク５０の下側の縁までの長さｙ２とを検出する。なお、本実施形態では３Ｄカメラが用いられているため、背景とワーク５０とを容易に分離できる。制御装置１３０は、ｘ方向の位置ずれ量Δｘ＝（ｘ２−ｘ１）と、ｙ方向の位置ずれ量Δｙ＝（ｙ２−ｙ１）とを計算する。制御装置１３０は、ステップＳ１０８において、これらの位置ずれ量を、それぞれの閾値と比較することにより、位置ずれの有無を判断する。そして、ｘ方向およびｙ方向の少なくとも一方において、位置ずれが生じていると判断した場合、そのずれを補償するように、アーム１１０の動作を調整する。

なお、図７Ｃおよび図７Ｄの例では、わかり易くするために、角度についてずれが生じていないものとしているが、実際には、角度についてもずれが生じ得る。その場合には、角度についてもずれを検出し、そのずれを補償する動作が行われ得る。

図７Ｅは、ワーク５０の姿勢が、基準の姿勢に対して、角度θだけずれている状態の例を示している。このような場合、制御装置１３０は、画像Ｉｍ１、Ｉｍ２から、角度ずれ量θを検出し、この角度ずれ量θが所定の閾値よりも大きい場合には、角度のずれを補償するように、ワーク５０を第２収納箱３２内に配置するときのエンドエフェクタ１２０の角度を調整してもよい。

続いて、図８Ａおよび図８Ｂを参照して、ステップＳ１１０における指定座標の補正処理の例をより詳細に説明する。

図８Ａは、ワーク５０を第２収納箱３２に投入する動作を模式的に示している。図８Ａに示す例では、ロボット１００は、ワーク５０の重心Ｃ０が第２収納箱３２内の予め指定された点Ｐ０に一致するように、ワーク５０を移動させる。制御装置１３０は、点Ｐ０を示す座標値に基づいてアーム１１０を制御する。図８Ａに示すように、ピッキングポイントＣ１が重心Ｃ０からずれている場合、制御装置１３０は、点Ｐ０の座標値を、上記の位置ずれ量ΔｘおよびΔｙに応じた値だけ補正する。例えば、点Ｐ０の座標値を（Ｘ，Ｙ）とすると、（Ｘ−Δｘ，Ｙ−Δｙ）を補正後の座標値とする。そして、補正後の座標値が示す位置にワーク５０のピッキングポイントが位置するように、アーム１１０を移動させる。

図８Ｂは、一例として、４つのワーク５０がそれぞれの所定の収納位置に配置された状態を示している。図８Ｂに示すように、本実施形態の制御方法を適用することにより、各ワーク５０の配置が適切に補正され、所定の位置にワーク５０を正確に配置することができる。図８Ｃは、参考のため、座標値の補正が行われない場合の例を示している。この例では、補正が行われないために、図中の破線の楕円枠で示すように、ワーク５０と箱３２との間で干渉が生じる。その結果、ワーク５０が適切に配置されないだけでなく、場合によってはワーク５０の破損などの問題が生じ得る。

なお、位置ずれだけでなく、角度ずれを補償する動作を行う場合、制御装置１３０は、２つのカメラ１６０が生成した画像データに基づいて、エンドエフェクタ１２０に保持された対象物の姿勢の、基準の姿勢からのずれ量を計算し、当該ずれ量に応じてアーム１１０の動作を調整する。これにより、対象物を指定された姿勢で指定された位置に配置することができる。より具体的には、制御装置１３０は、指定された姿勢を示す角度指令値を、姿勢のずれ量に応じた値だけ補正し、補正後の角度指令値が示す姿勢で前記対象物が配置されるように、アーム１１０を制御する。そのような動作により、ピッキング時の対象物の姿勢によらず、対象物を指定された位置に適切な姿勢で配置することができる。なお、位置ずれの問題がなく、角度のみがずれる状況では、制御装置１３０は、位置ずれの検出および位置の補正を行わず、角度ずれの検出および角度の補正のみを行ってもよい。

図９は、本実施形態におけるエンドエフェクタ１２０によってワーク５０が第２収納箱３２の指定された位置に指定された姿勢で正確に配置されている状況の例を示している。図４Ａおよび図４Ｂの例とは異なり、ワーク５０と第２収納箱３２との間、またはワーク５０間で不要な衝突を生じさせることなく、ワーク５０を第２収納箱３２内に適切に収納することができる。したがって、例えば第１収納箱３１内に多様なワークが不規則に配置されている場合であったとしても、安定的なエンケーシング作業を実現することができる。また、本実施形態によれば、ロボット１００が対象物をピッキングした後、その対象物を仮置きして改めてピッキングし直す必要がない。このため、処理時間を短縮することができ、仮置き台を設置するためのスペースを確保する必要もない。

本実施形態において、エンドエフェクタ１２０がワーク５０をピッキングするとき、認識されたワーク５０の中心または重心の位置を単純にピッキングしようとすると、エンドエフェクタ１２０が第１収納箱３１の壁に衝突する可能性がある。そのような場合には、制御装置１３０は、ピッキングポイントを第１収納箱３１の壁から遠ざける方向にずらしてもよい。例えば、図１０Ａに示すように、そのままではエンドエフェクタ１２０が箱３１の壁に衝突する場合は、図１０Ｂに示すように、ピッキングポイントを壁から遠ざかる方向にシフトさせることによって衝突を回避してもよい。その場合、シフトさせた量が前述の位置ずれ量に反映される。このため、シフトさせた量に応じて、第２収納箱３２内の投入位置が適切に補正される。エンドエフェクタ１２０が第１収納箱３１の壁に衝突するか否かの判断は、任意の方法で実現され得る。例えばカメラ１６０から出力される画像データに基づいて衝突の有無を判断することができる。あるいは、衝突を検知する他のセンサが別途エンドエフェクタ１２０に設けられていてもよい。

以上の実施形態は例示にすぎず、本開示の技術は、上記の実施形態の構成および動作に限定されるものではない。例えば、ピッキング装置が２つのカメラを備えることは必須ではなく、カメラの数は単数であってもよい。また、上記の実施形態では、第１収納箱３１内に収納された対象物を第２収納箱３２内の指定された位置に移動させる作業が主に想定されているが、ピッキング装置が行う作業は、そのような作業に限定されない。例えば、箱以外の第１エリア内に位置する対象物を、箱以外の第２エリア内の指定された位置に移動させる作業にピッキング装置を適用してもよい。

本開示の技術は、ワークをピッキングして移動させる用途に利用することができる。例えば、物流拠点などの倉庫または工場におけるピッキングロボットに利用することができる。

３０、３１、３２ 箱
５０ ワーク
６０ カメラ
１００ ピッキングロボット
１１０ アーム
１２０ ロボットハンド（エンドエフェクタ）
１３０ 制御装置
１６０ カメラ
３００ 吸着パッド

Claims (9)

1. 対象物を認識してピッキングし、予め指定された位置まで移動させるピッキング装置であって、
   先端にエンドエフェクタを有するアームと、
   前記アームに取り付けられたカメラと、
   前記カメラによって生成された画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の位置および姿勢の少なくとも一方を認識し、認識結果に基づいて、前記アームの動作を調整する制御装置と、
   を備えるピッキング装置。
2. 前記制御装置は、前記アームを制御することにより、第１収納エリア内にある前記対象物を前記エンドエフェクタによってピッキングし、第２収納エリア内の予め指定された位置まで移動させるように構成されている、請求項１に記載のピッキング装置。
3. 前記第１収納エリアは、第１収納箱内にあり、
   前記第２収納エリアは、第２収納箱内にある、
   請求項２に記載のピッキング装置。
4. 前記制御装置は、前記画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の位置の、基準の位置からのずれ量を計算し、前記ずれ量に応じて前記アームの動作を調整することにより、前記対象物を前記指定された位置まで移動させる、請求項１から３のいずれかに記載のピッキング装置。
5. 前記制御装置は、前記指定された位置を示す座標値を、前記位置のずれ量に応じた値だけ補正し、補正後の座標値が示す位置に前記対象物のピッキングポイントが位置するように、前記アームを制御する、請求項４に記載のピッキング装置。
6. 前記制御装置は、前記画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の姿勢の、基準の姿勢からのずれ量を計算し、前記ずれ量に応じて前記アームの動作を調整することにより、前記対象物を指定された姿勢で前記指定された位置に配置する、請求項１から５のいずれかに記載のピッキング装置。
7. 前記制御装置は、前記指定された姿勢を示す角度指令値を、前記姿勢のずれ量に応じた値だけ補正し、補正後の角度指令値が示す姿勢で前記対象物が配置されるように、前記アームを制御する、請求項６に記載のピッキング装置。
8. 前記カメラは、３Ｄカメラである、請求項１から７のいずれかに記載のピッキング装置。
9. 対象物を認識してピッキングし、予め指定された位置まで移動させるピッキング装置の制御方法であって、
   前記ピッキング装置は、
   先端にエンドエフェクタを有するアームと、
   前記アームに取り付けられたカメラと、
   を備え、
   前記方法は、
   前記カメラによって生成された画像データに基づいて、前記エンドエフェクタに保持された前記対象物の位置および姿勢の少なくとも一方を認識するステップと、
   認識結果に基づいて、前記アームの動作を調整するステップと、
   を含む方法。

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