JP2022121857A - 衣類処理装置及び衣類処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理対象物を収納するための技術を向上させる。【解決手段】衣類処理装置は、処理対象物を処理する衣類処理装置の内部に処理対象物を受け入れるための受入部の撮像画像を取得する撮像画像取得部９２１と、異なる複数の時点において撮像された受入部の撮像画像を比較することにより、受入部の内部に存在する物の位置又は動きを検知する検知部９２２と、を備える。【選択図】図１２

Description

本開示は、衣類などの処理対象物を処理するための衣類処理装置及び衣類処理方法に関する。

衣類などの被処理物を展開して折り畳む処理装置が提案されている。例えば、特許文献１には、被処理物の任意の点を保持可能な複数の保持装置と、被処理物を載置可能な載置装置を備える折り畳み装置が開示されている。特許文献１に記載された折り畳み装置は、被処理物を収容し、筐体内を上下に移動可能な収納部を備える。折り畳み等の間は、収納部を筐体の最上部又は最下部に移動させ、保持装置や載置板等の移動の邪魔にならないようにし、被処理物の取り出し時には、収納部を例えばユーザの上半身や腰の高さまで移動させ、被処理物を取り出しやすくすることができる。

国際公開第２０１６／１９４７０３号

特許文献１の折り畳み装置では、処理対象物を受け入れる受入部に収容されている処理対象物の中から次に処理する処理対象物を自動的に選択し、選択した処理対象物を把持して掴み上げる必要がある。本発明者らは、特許文献１に記載された技術を改良し、本開示の技術に想到した。

本開示は、衣類などの処理対象物を処理するための技術を向上させる。

本開示における衣類処理装置は、処理対象物を処理する衣類処理装置の内部に処理対象物を受け入れるための受入部の撮像画像を取得する撮像画像取得部と、異なる複数の時点において撮像された受入部の撮像画像を比較することにより、受入部の内部に存在する物の位置又は動きを検知する検知部と、を備える。

本開示における衣類処理方法は、処理対象物を処理する衣類処理装置の内部に処理対象物を受け入れるための受入部の撮像画像を取得するステップと、異なる複数の時点において撮像された受入部の撮像画像を比較することにより、受入部の内部に存在する物の位置又は動きを検知するステップと、を備える。

本開示の技術によれば、衣類などの処理対象物を処理するための技術を向上させることができる。

実施の形態１における衣類処理装置の斜視図 実施の形態１における衣類処理装置の正面概略構成図 実施の形態１における衣類処理装置の側面概略構成図 実施の形態１における衣類処理装置の保持部の斜視図 実施の形態１における衣類処理装置の保持部のＹａｗ部の縦断面模式図 実施の形態１における衣類処理装置の保持部のＨａｎｄ部の縦断面模式図 実施の形態１における衣類処理装置の作業板装置の正面模式図及び側面模式図 実施の形態１における衣類処理装置の撮像装置の側面模式図 実施の形態１における衣類処理装置の支持部の側面模式図 実施の形態１における衣類処理装置の収納装置の動作を示す模式図 実施の形態１における衣類処理装置の収納装置の動作を示す正面模式図 実施の形態１における衣類処理装置の制御装置のブロック図 実施の形態１に係る制御装置の機能構成図 受入部の撮像画像の例を示す図 受入部の撮像画像の例を示す図 受入部の撮像画像の例を示す図 処理対象物の撮像領域の例を示す図 処理対象物の把持位置の例を示す図 受入部に収容された処理対象物がドーナツ状の形状となっている場合の把持位置の例を示す図 受入部に収容された処理対象物がドーナツ状の形状となっている場合の把持位置の例を示す図 受入部に収容された処理対象物がドーナツ状の形状となっている場合の把持位置の例を示す図 受入部に収容された処理対象物がドーナツ状の形状となっている場合の把持位置の例を示す図 受入部に収容された処理対象物がドーナツ状の形状となっている場合の把持位置の例を示す図 実施の形態１に係る衣類処理方法の手順を示すフローチャートである。

（本開示の基礎となった知見等）
本開示に係る衣類処理装置は、衣類などの処理対象物を折り畳む作業を行うための処理空間の下方に、処理対象物を受け入れて収容するための受入部を備える。衣類処理装置は、受入部に収容されている処理対象物の中から次に処理する処理対象物を自動的に選択し、選択した処理対象物を把持して掴み上げる必要がある。また、受入部の中に生物などが侵入した場合は、迅速に検知する必要がある。

このような課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。本開示に係る衣類処理装置は、異なる複数の時点において撮像された受入部の撮像画像を比較することにより、受入部の内部に存在する物の位置又は動きを検知する。これにより、受入部に収容されている処理対象物の位置を特定し、適切に把持して掴み上げることができる。また、受入部の中に生物などが侵入したことを迅速に検知して、適切に対処することができる。

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、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、または、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。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図１～図１７を用いて、実施の形態１を説明する。なお、衣類処理装置１の３方向について、前側正面から見て、左右の幅方向を矢印で示すＸ方向（左方向Ｘ１、右方向Ｘ２）、前後の奥行き方向を矢印で示すＹ方向（前方向Ｙ１、後方向Ｙ２）、上下の高さ方向を矢印で示すＺ方向（上方向Ｚ１、下方向Ｚ２）として説明する。

［１－１．構成］
［１－１－１．衣類処理装置の全体構成］
衣類処理装置１は、変形性薄物としての処理対象物Ｔを保持、認識、折り畳み、及び、収納する装置である。図１に示されるように、衣類処理装置１は、筐体１００、及び、筐体１００内に構成される、受入部２００と、保持装置３００と、作業板装置４００と、撮像装置５００と、支持部６００と、収納装置７００と、制御装置９００と、を備える。なお、受入部２００及びその上方の処理空間が１つの筐体に構成され、収納装置７００などは別の筐体内に構成されて、それぞれの筐体が連結されて一体となるように構成されてもよい。

処理対象物Ｔは、例えば、衣類及びタオル類などの布地、フィルム、紙ならびにシートなどに代表される変形性薄物である。その形状は、タオル類のように矩形であってもよいし、Ｔシャツやランニングシャツ、長袖シャツ、ズボンのような略矩形であってもよい。

＜筐体１００＞
筐体１００は、直方体の枠を形成するフレーム１１０と、直方体の所定の面に外郭１２０が設けられて構成される。フレーム１１０と外郭１２０とは、一体に形成されてもよい。

＜受入部２００＞
受入部２００は、処理対象物Ｔを外部から受け入れる収容部である。図１から図３に示されるように、受入部２００は、上面が開口した箱型形状を有する。受入部２００は、ユーザがアクセスし易いように、衣類処理装置１における底部に配設され、奥行き方向（Ｙ方向）に出し入れ可能に配設される。例えば、受入部２００は、下部にガイドレール２１０が設けられ、前方向Ｙ１に引き出される。処理対象物Ｔは、引き出された受入部２００に上方から入れられる。受入部２００は、処理対象物Ｔが入れられると、ガイドレール２１０に沿って後方向Ｙ２に戻され、筐体１００内に収められる。

受入部２００は、処理対象物Ｔが受入部２００の底面中央付近に集まるように構成されてもよい。例えば、受入部２００の底面が、中央に向けて傾斜するように形成されてもよい。この傾斜によって、処理対象物Ｔは、受入部２００に入れられた後、底面中央付近に集められる。これにより、受入部２００に投入された処理対象物Ｔの位置が特定されやすくなり、処理の短時間化に寄与できる。

［１－１－２．保持装置の構成］
保持装置３００は、処理対象物Ｔを処理するために、処理対象物Ｔを保持する装置である。保持装置３００は、処理対象物Ｔを保持する保持部３１０と、保持部３１０を幅方向（Ｘ方向）、奥行き方向（Ｙ方向）、高さ方向（Ｚ方向）の３方向に移動させる移動機構３２０と、を含む。保持装置３００は、複数設けられ、受入部２００内に入れられた処理対象物Ｔを保持して持ち上げるとともに、処理対象物Ｔを一時的に載置できる作業板装置４００と協働して、処理対象物Ｔを持ち替えながら展開及び折り畳みを行う。

衣類処理装置１は、図１から図３に示されるように、保持装置３００として２基の保持装置３００Ａ，３００Ｂを備える。保持装置３００Ａは、保持部３１０として１つの保持部３１０Ａを有し、保持部３１０Ａを３方向に移動させる移動機構３２０Ａを有する。保持装置３００Ｂは、保持部３１０として２基の保持部３１０Ｂ，３１１Ｂを有し、保持部３１０Ｂ，３１１Ｂをそれぞれ３方向に移動させる移動機構３２０Ｂを有する。

保持部３１０Ａ，３１０Ｂ，３１１Ｂは、後述する作業板装置４００の作業板４１０に対して、幅方向、奥行き方向、高さ方向にそれぞれ相対移動可能である。例えば、移動機構３２０Ａ、３２０Ｂは、保持部３１０Ａ，３１０Ｂ，３１１Ｂが作業板４１０の縁部に沿って一列に並ぶように位置させることができる。

保持装置３００Ａ、３００Ｂは、後述する制御装置９００と有線又は無線により通信可能に接続される。そして、制御装置９００により、保持部３１０Ａ、３１０Ｂ，３１１Ｂ及び移動機構３２０Ａ、３２０Ｂの動作が制御される。

＜移動機構３２０＞
保持装置３００Ａ，３００Ｂに用いられる移動機構３２０Ａ，３２０Ｂについて、保持装置３００Ａの移動機構３２０Ａの構成を用いて説明する。保持装置３００Ｂの移動機構３２０Ｂの構成は、保持部の数を除いて保持装置３００Ａの構成と基本的に同じである。よって、保持装置３００Ｂは、保持装置３００Ａの符号中「Ａ」を「Ｂ」に置き換えた符号を用いればよく、その説明を省略する。

移動機構３２０Ａは、図２に示されるように、幅方向移動機構３３０Ａと、高さ方向移動機構３４０Ａと、奥行き方向移動機構３５０Ａと、を備える。

幅方向移動機構３３０Ａは、保持部３１０Ａを幅方向（Ｘ方向）に移動させる。幅方向移動機構３３０Ａは、保持部３１０Ａを移動させるための駆動力源となる幅方向駆動部３３２Ａ、及び、移動のガイドとなるＸガイド３３４Ａを有する。詳細は図示しないが、幅方向駆動部３３２Ａは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。Ｘガイド３３４Ａは、幅方向駆動部３３２Ａの動力がピニオンギアを介して伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が幅方向に沿うように配置される。幅方向駆動部３３２Ａは、通電により、Ｘガイド３３４Ａに沿ってスライド移動する。幅方向駆動部３３２ＡがＸガイド３３４Ａに沿って幅方向に移動すると、幅方向駆動部３３２Ａに固定された保持部３１０Ａも幅方向に移動する。

高さ方向移動機構３４０Ａは、幅方向移動機構３３０Ａとともに保持部３１０Ａを高さ方向（Ｚ方向）に移動させる。高さ方向移動機構３４０Ａは、幅方向移動機構３３０Ａの左右両端に設けられ、幅方向移動機構３３０Ａを移動させるための駆動力源となる高さ方向駆動部３４２Ａ、及び、移動のガイドとなるＺガイド３４４Ａを有する。高さ方向駆動部３４２Ａは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。詳細は図示しないが、高さ方向駆動部３４２Ａは、幅方向移動機構３３０Ａの枠体の左端に固定され、右端へ駆動力を伝達する伝動シャフトを有する。左右２本のＺガイド３４４Ａは、高さ方向駆動部３４２Ａの動力がピニオンギア及び伝動シャフトを介して伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が高さ方向に沿うようにして配置される。左右２本のＺガイド３４４Ａは、上端で連結され、アーチ型に構成される。高さ方向駆動部３４２Ａへの通電により、幅方向移動機構３３０Ａが高さ方向に沿って移動する。

奥行き方向移動機構３５０Ａは、保持装置３００Ａ全体（高さ方向移動機構３４０Ａ、幅方向移動機構３３０Ａ及び保持部３１０Ａ）を奥行き方向（Ｙ方向）に移動させる。奥行き方向移動機構３５０Ａは、高さ方向移動機構３４０Ａを移動させるための動力源となる奥行き方向駆動部３５２Ａ、及び、移動のガイドとなる複数のＹガイド３５４を有する。詳細は図示しないが、奥行き方向駆動部３５２Ａは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。奥行き方向駆動部３５２Ａは、高さ方向移動機構３４０Ａの枠体上部の連結部左端に固定され、右端へ駆動力を伝達する伝動シャフトを有する。Ｙガイド３５４は、奥行き方向駆動部３５２Ａの動力が伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が奥行き方向に沿うようにして、左右のＺガイド３４４Ａそれぞれの上下端に配置される。

Ｙガイド３５４への駆動力の伝達について、上部のＹガイド３５４には、上述したように、奥行き方向駆動部３５２Ａの動力が伝動シャフトで伝達される。そして、下部のＹガイド３５４には、高さ方向移動機構３４０Ａの枠体内に設けられるギアベルトを介して上部に設けられる伝動シャフトから駆動力が伝達される。奥行き方向駆動部３５２Ａへの通電により、アーチ型の高さ方向移動機構３４０Ａが奥行き方向に沿って平行に移動し、幅方向移動機構３３０Ａ及び保持部３１０Ａも同じく移動する。

なお、本実施の形態において、２基の保持装置３００Ａ，３００Ｂは、奥行き方向（Ｙ方向）に移動するために上下左右４本のＹガイド３５４を共用する。このため、常に保持装置３００Ａは保持装置３００Ｂより後側に位置する。また、保持装置３００Ｂにおいて、２つの保持部３１０Ｂ，３１１Ｂは幅方向（Ｘ方向）に移動するためにＸガイド３３４Ｂを共用する。このため、常に保持部３１０Ｂは保持部３１１Ｂより左側に位置する。

以上、移動機構３２０について説明した。本実施の形態では、移動機構としてラック＆ピニオン式で、駆動部のモータも移動する構成としたが、これに限られない。例えば、ボールねじを利用し、モータは移動しない構成などでもよい。

＜保持部３１０＞
図４～図６を用いて、保持部３１０の構成について説明する。本実施の形態では、保持部３１０Ａ、３１０Ｂ、３１１Ｂの３つの保持部３１０が配設される。３つの保持部３１０の構成は、左右対称の部分もあるが、基本的に同じである。

図４に示すように、保持部３１０は、Ｙａｗ部３１２、Ｐｉｔｃｈ部３１３、Ｒｏｌｌ部３１４、及びＨａｎｄ部３１５の４つのユニットが、それぞれ回動シャフト３１６（図５）を介して連結して構成される。

また、図５に示すように、Ｙａｗ部３１２は、Ｈａｎｄ部３１５を奥行き方向（Ｙ方向）のＹａｗ軸を中心に回動させる駆動部が内蔵される。駆動部は、モータ３１２ａとウォームギヤを含む複数の減速ギヤ３１２ｂからなり、最終的に回動シャフト３１６を回転駆動させる。回動シャフト３１６には、位置検出センサ３１６ａが設けられる。回動シャフト３１６は管状であり、中央の穴から各ユニットへ電源線や信号線を配線することができる。また、制御基板３１２ｃがＹａｗ部３１２内部に設けられる。

減速ギヤ３１２ｂの１つに、トルクリミッタ３１２ｄが内蔵されてもよい。なんらかのエラーで指令値と異なる動作をした保持部３１０Ａが周囲のユニットに衝突したり、処理対象物Ｔがどこかに引っかかった状態で駆動しようとしたりする場合などの異常事態において、２次側がこれ以上動かない状態（ロック状態）でモータ３１２ａが駆動されるとモータ３１２ａが破損する可能性がある。そこで、所定以上の負荷がかかるとトルクリミッタ３１２ｄが空回りすることで、このような異常状態においてもモータ３１２ａの破損を防止できる。

異常状態の回避としては、駆動部を構成するいずれかひとつの軸部にトルクセンサ３１２ｅが設けられてもよい。トルクセンサ３１２ｅは、軸部が回動するときのトルクを検出する。これにより、Ｈａｎｄ部３１５が保持する処理対象物Ｔにかかる力を推定し、処理対象物Ｔへ必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持できるとともに、異常時には停止するなどの制御が可能となる。

保持部３１０Ａは、力覚センサ３１７を有してもよい。力覚センサ３１７は、Ｈａｎｄ部３１５が保持する処理対象物Ｔにかかる力やモーメントを検出する。これにより、処理対象物Ｔへ必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持するように制御できる。

なお、本実施の形態では、Ｙａｗ部３１２の一次側に力覚センサ３１７を構成したが、構成位置はこれに限られない。例えば、Ｒｏｌｌ部３１４とＨａｎｄ部３１５との間に構成することもできる。前者の場合、力覚センサ３１７の制御基板や配線を保持部３１０Ａの外部に構成することができるため、保持部３１０Ａの小型化が図れる。後者の場合、Ｈａｎｄ部３１５により近い位置に力覚センサ３１７が設けられるため、処理対象物Ｔにかかる力やモーメントを高い精度で検出できる。

Ｐｉｔｃｈ部３１３及びＲｏｌｌ部３１４の基本構成は、Ｙａｗ部３１２と同様である。Ｐｉｔｃｈ部３１３は、Ｈａｎｄ部３１５を幅方向（Ｘ方向）のＰｉｔｃｈ軸を中心に回動させる。Ｒｏｌｌ部３１４は、Ｈａｎｄ部３１５をＲｏｌｌ軸（Ｚ方向）中心に回動させる。

このように、保持部３１０ＡはＹａｗ軸、Ｐｉｔｃｈ軸、及びＲｏｌｌ軸の回動軸を有するため、処理対象物Ｔを自在に保持したり、保持している処理対象物Ｔに対して他の保持部３１０Ｂ、３１１Ｂでさらに保持したりして、処理対象物Ｔを自在に扱うことができる。

なお、図５に示すように、保持部３１０Ａの各ユニットのモータ駆動やセンサ値の検出を行う制御基板３１２ｃを各ユニットの中に内蔵してもよい。これにより、内蔵された制御基板３１２ｃからの短い配線で処理できるとともに、各ユニットを連結している回動シャフト３１６の穴を通る配線の本数が減り、回動シャフト３１６の大きさが抑制されて保持部３１０Ａを小型化できる。

＜Ｈａｎｄ部３１５＞
図６に示すように、Ｈａｎｄ部３１５は、処理対象物Ｔを保持するために対向する２本のフィンガ３１５ａ、及び、フィンガ３１５ａを開閉する駆動部で構成される。駆動部は、モータ３１５ｂと、複数の減速ギヤ３１５ｃと、回動ギヤ３１５ｄと、からなり、最終的に対向する２本のフィンガ３１５ａを連動させて回転駆動し、開閉させる。

フィンガ３１５ａは、最後の回動ギヤ３１５ｄに固定される付け根部分が板バネ３１５ｅで構成される。これにより、保持する処理対象物Ｔに必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持できる。また、例えば、作業板４１０に掛けられた処理対象物Ｔをフィンガ３１５ａで作業板４１０ごと一旦保持し、次に作業板４１０から処理対象物Ｔだけを引き抜くときに、板バネ３１５ｅの付勢力によりフィンガ３１５ａを作業板４１０の厚み分だけ自動的に閉じることができ、モータ３１５ｂをさらに動作させなくても処理対象物Ｔを把持し続けることができる。

Ｈａｎｄ部３１５の駆動部には、上述した保持部３１０Ａの駆動部と同様に、トルクリミッタ３１５ｆが設けられてもよい。これにより、フィンガ３１５ａが保持する処理対象物Ｔへ必要以上の負荷をかけてしまうことを防止し、適切な負荷で処理対象物Ｔを保持できる。

［１－１－３．作業板装置の構成］
作業板装置４００は、認識処理や折り畳み処理の際に処理対象物Ｔを載置する作業板４１０を回転及び移動させる装置である。図７に示すように、作業板装置４００は、作業板４１０、回転駆動部４２０、走行駆動部４３０、及び伝動部４４０で構成される。作業板装置４００は、そのままでは作業板４１０を無限に回転させられる回転機構である。

作業板４１０は、回転駆動部４２０に設けられる回転軸４２１に固定される。回転駆動部４２０は、作業板４１０を幅方向（Ｘ方向）の回転軸４２１を中心にして回転させる。走行駆動部４３０は、作業板４１０を高さ方向に移動させる。伝動部４４０は、モータの駆動力を伝えるギヤ及びベルトなどが設けられる。

作業板装置４００は、上述した移動機構３２０と同様の移動するための機構を備える。本実施の形態において、作業板装置４００は、保持部３１０Ｂが設けられる移動機構３２０ＡのＺガイド３４４Ａを兼用して、走行駆動部４３０が組み合わされる。このため、作業板装置４００は、Ｚガイド３４４Ａにおいて、常に保持部３１０Ａの下方で上下に移動するように構成される。

＜作業板４１０＞
作業板４１０は、図２に示すように、作業平面の角部を面取りされた略矩形の板材である。作業板４１０は、角部の角がないように形成されることにより、布類などの処理対象物Ｔが引っ掛かる不具合が抑制される。

作業板４１０は、作業板４１０の長手方向、つまり、長辺の２つの縁部がそれぞれ回転軸４２１と平行になるように回転軸４２１に固定される。このため、両方の縁部を用いての処理が容易となる。なお、図７に示すように、作業板４１０が回転軸４２１に対して偏心して配置されてもよい。この場合、回転軸４２１から作業板４１０の縁部までの距離が、それぞれの縁部ごとに異なる。これにより、例えば、処理対象物Ｔを回転軸４２１からの距離が長い側の縁部に当接させることで、同じ幅、同じ傾斜角（例えば６０度）であれば、偏心していない場合に比べてより高く処理対象物Ｔを持ち上げることができ、衣類処理装置１内の限られたスペースをより有効に活用できる。

なお、図１及び図７に示すように、作業板４１０の角部を面取りする代わりに、作業板４１０の左右端面に側端板４１１が設けられてもよい。側端板４１１は、作業板４１０の長手方向両端に作業板４１０に対して直角に設けられ、角部を面取りされた平板である。これにより、側端板４１１は、作業板４１０の角部を覆うとともに、自身も丸みを帯びることにより、作業板４１０に角をなくし、処理対象物Ｔが引っ掛かる不具合をより抑制できる。さらに、作業板４１０の長辺縁部の直線部分を長くして作業性を向上できるとともに、処理対象物Ｔが作業板４１０の伝動部４４０にまで飛び出して不具合が発生することを抑制できる。

また、処理対象物Ｔの処理中、作業板４１０の作業平面及び縁部において、処理対象物Ｔを滑らせたいとき、又は、滑らせたくないとき、の両方がある。このような場合に備えて、裏表ある作業平面の一方を滑りやすい面に形成し、他方を滑りにくい面に形成してもよい。また、２つある長辺の縁部の一方を滑りやすい縁部に形成し、他方を滑りにくい縁部に形成してもよい。これらを使い分けることにより、処理対象物Ｔを自在に処理できる。

あるいは、作業平面及び縁部のいずれにおいても、滑り止めとなる突起部が出没自在の構成としてもよい。これにより、滑らせたいときには突起部が没入し、滑らせたくないときには突起部が突出して処理対象物Ｔを係止すれば、処理対象物Ｔを自在に処理できる。

さらに、作業板４１０の作業平面又は縁部において、上記した滑り止めとなるような突起部が、左右に移動するように構成されてもよい。これにより、作業板４１０上の処理対象物Ｔを移動させることができる。また、左右に分離して構成される突起部が、それぞれ外側に移動するように構成されてもよい。これにより、作業板４１０上で皺になった処理対象物Ｔを広げることができる。

＜作業板装置４００の駆動部＞
回転駆動部４２０及び走行駆動部４３０は、図示しないが、いずれも上述した保持部３１０の駆動部のように、モータ、減速ギヤ、トルクリミッタ、及びトルクセンサ等の駆動機構を組み合わせ、適切な回転速度又は移動速度になるように構成される。

回転駆動部４２０の回転用モータ４２２は、右側に設けられる。回転駆動部４２０の回転軸４２１は、中空構造であり、内部空間に走行駆動部４３０の伝動シャフト４３１が貫通して設けられる。作業板４１０を回転させる回転軸４２１は、回転位置検出センサ（図示せず）が設けられ、いずれの方向にも無限に回転できるように構成される。作業板４１０の向きを初期化する原点設定構成は、特に限られないが、例えば、図７に示すように、筐体１００内の下部に初期化機構４５０が設けられ、回転軸４２１などの回転部の円周の所定位置に突起部が設けられ、所定のタイミングでリンク等の構成により突起部により作業板４１０の回転を係止することにより行われてもよい。

走行駆動部４３０の駆動機構は、左右に設けられる。走行駆動部４３０は、詳細は図示しないが、左側に設けられた走行用モータ４３２から伝動部４４０に設けられるベルト及び伝動シャフト４３１を介して右側にも駆動力を伝達し、左右に設けられる走行ギヤを駆動する。そして、左右のアンバランスが発生しないようにして作業板４１０を上下に移動させる。また、走行位置検出センサが走行駆動部４３０に設けられる。

作業板装置４００は、保持装置３００の動きと連動して動作するように制御される。制御装置９００は、例えば、処理対象物Ｔの種類を認識する認識処理の際に、保持装置３００に保持され下方向Ｚ２に垂れ下がる処理対象物Ｔを、所定の向きに回転させた作業板４１０の表面又は縁部にまたがるように載置する。そして、処理対象物Ｔの一端を水平方向に引っ張って変位させて処理対象物Ｔを衣類処理装置１の底面から離間させつつその上下方向の長さを小さくする。これにより、大きな処理対象物Ｔであっても保持装置３００によって持ち上げて、作業板装置４００と協働して処理対象物Ｔの最下端を受入部２００の底面から離して、保持することができる。また、処理対象物Ｔを保持装置３００のみで上方向Ｚ１に持ち上げるだけの場合に比べ、衣類処理装置１の高さ寸法を小さくすることができる。また、作業板装置４００は、処理対象物Ｔを折り畳む折畳処理の際に、作業板４１０の縁部に処理対象物Ｔを引っ掛けることで、処理対象物Ｔに折り畳み線を設定できる。

［１－１－４．撮像装置の構成］
撮像装置５００は、処理対象物Ｔを受け入れた後の掴み処理、認識処理及び折り畳み処理する際に、当該処理対象物Ｔの端点等を検出する装置である。図２及び図３に示すように、撮像装置５００は、第１撮像部５１０と、第２撮像部５２０と、第３撮像部５３０と、を含む。第１撮像部５１０及び第２撮像部５２０は、例えばデジタルスチルカメラが使用され、端点検出や、処理対象物Ｔの種類の判別などに使用される。第３撮像部５３０は、例えばステレオカメラが使用され、端点検出のための奥行き方向の距離や処理対象物Ｔの幅を測定するために使用される。いずれの撮像部も正面内壁側のフレームに設けられ、レンズの向きは後方向Ｙ２である。

第１撮像部５１０及び第２撮像部５２０のデジタルスチルカメラのレンズとして、広角レンズを使用してもよい。この場合、第１撮像部５１０及び第２撮像部５２０の視野が広がるので、１つの撮像部でより大きな処理対象物Ｔを撮像できる。また、レンズとして可変焦点レンズを用いて処理対象物Ｔを任意の倍率で撮像するようにしてもよい。この場合、低倍率で広い視野を確保することができるとともに、必要に応じて高倍率の拡大撮影が可能となり、第１撮像部５１０又は第２撮像部５２０によって、処理対象物Ｔの織り目状態から処理対象物Ｔの材質を検知することができる。処理対象物Ｔの材質を把握できれば、その材質に適した把持や折り畳み等も可能になる。

図８は、各撮像部の撮像範囲の一例を示す図である。第１撮像部５１０は、受入部２００の少し上方に設けられ、レンズの向きは斜めの下方向Ｚ２である。具体的には、第１撮像部５１０は、Ａ１１～Ａ１２の範囲を撮像可能である。つまり、第１撮像部５１０は、受入部２００に入れられた処理対象物Ｔを撮像する。この処理対象物Ｔの画像データは、例えば、初めの衣類の掴み上げのための画像データを取得するために使われたり、また折り畳みの進捗をチェックするために用いられたりする。

第２撮像部５２０は、正面の中央部近傍に設けられ、Ａ２１～Ａ２２の撮像範囲を有する。図８に示すように、Ａ２１～Ａ２２の撮像範囲は広く、例えば衣類処理装置１内の天井から底までの範囲にある処理対象物Ｔを撮像する。第２撮像部５２０は、例えば、展開時及び折り畳み時の処理対象物Ｔを撮像する。撮像された画像データは、処理対象物Ｔの種類又は部位等の判別において、処理対象物Ｔを照合するための画像を撮像するために用いられる。

第３撮像部５３０は、第１撮像部５１０と第２撮像部５２０との間に設けられ、Ａ３１～Ａ３２の撮像範囲を有する。第３撮像部５３０は、例えば左右に並んだ２つのレンズを有するステレオカメラであり、処理対象物Ｔの奥行き方向の距離を測定するために用いられる。第３撮像部５３０により撮像された画像データは、折り畳み中の最下点や衣類幅等の測距データを取得するために用いられてもよい。第３撮像部５３０の撮像範囲Ａ３１～Ａ３２には、作業板４１０が含まれる。

なお、デジタルスチルカメラのイメージセンサとしては、例えば、モノクロ又はカラーのＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いることができる。カラーのＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いた場合は、処理対象物Ｔの認識工程において、処理対象物Ｔの「色」を認識の判断ための一要素として用いることができる。また、第３撮像部５３０は、ステレオカメラに代えて、赤外線カメラを用いて距離データを取得してもよい。

また、撮像装置５００は、座標系を安定させるため移動可能ではないが、これに限られるものではない。例えば、いくつかの撮像部は保持部３１０に設けられ、適宜、位置および角度を変えて、処理対象物Ｔを撮像できるように構成されてもよい。これにより、制御装置９００は、必要に応じて撮像部の位置を変えて必要とする画像データを取得し、処理対象物Ｔについて、より詳細に認識することができる。

＜ホコリの除去装置＞
図示しないが、衣類処理装置１の筐体内で舞うホコリ等がレンズに付着し、積層することを抑制するために、第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０のいずれか又は複数のカメラのレンズを斜めの下方向Ｚ２に向けたり、レンズ前方にレンズカバーを設けたりしてもよい。

さらに、これらのレンズ又はレンズカバーに付着したホコリを除去する除去装置が設けられてもよい。除去装置は、特に限られないが、例えば、レンズ又はレンズカバーを布類又は刷毛等で拭うワイパーでもよいし、ホコリを風で吹き飛ばすブロアでもよい。これにより、衣類処理装置１の筐体内で舞うホコリ等がレンズ又はレンズカバーに付着し、積層することをより抑制できる。特に、このような除去装置を頻繁に作動させることが望ましい。なお、ワイパーの一例として、処理対象物Ｔを処理するたびに、処理対象物Ｔが少なくとも１回はレンズ又はレンズカバーに触れるように構成されてもよい。これにより、常にレンズ又はレンズカバーへのホコリの付着が抑制され、きれいな画像を取得できる。

［１－１－５．その他の主要構成］
＜支持部６００＞
支持部６００は、処理対象物Ｔの折り畳みの際に、折り畳みラインを押さえておいたり、処理対象物Ｔの皺を伸ばしたりなど、処理対象物Ｔを支持する壁面である。例えば、支持部６００は、作業板４１０の前方に設けられる正面側支持部６１０及び後方に設けられる背面側支持部６２０のうち少なくともいずれか一方を含む。例えば、図９に示すように、折り畳みの際に、作業板４１０は、保持部３１０に保持されて垂れ下がった処理対象物Ｔを、その折り畳み線に沿うように、作業板４１０の前縁部と正面側支持部６１０とで挟んでホールドする。そして、保持部３１０が処理対象物Ｔを作業板４１０に掛けるように移動する。これにより、処理対象物Ｔは、作業板４１０の縁部を軸にして折り畳まれるため、折り畳み線で適切に折り畳むことができる。

なお、支持部６００は、衣類処理装置１で処理できる処理対象物Ｔの大きさを見極めておき、それに応じた大きさの正面側支持部６１０及び背面側支持部６２０が所定の高さ位置に設けられてもよい。あるいは、支持部６００は、高さ方向の移動機構を備え、上下に移動できるように構成されてもよい。これにより、処理対象物Ｔの長さ又は折り畳み線の位置に対して、より柔軟に対応できる。

＜収納装置７００＞
収納装置７００は、処理された処理対象物Ｔを保持装置３００から受け取って収納する。収納装置７００は、図１、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、複数の収納部７１０、及び、処理対象物Ｔを受け取り各収納部７１０に格納する運搬部７２０を含む。収納装置７００は、受入部２００及び保持装置３００などが収納される処理空間の横に隣接して配設されており、処理空間と収納装置７００とを合わせて、衣類処理装置１が構成される。

本実施の形態において、図２に示すように、収納装置７００は、５つの収納部７１０を高さ方向に配列して備える。収納の機構及び動作は、特に限られないが、一例を簡単に説明する。例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、各収納部７１０に処理対象物Ｔを運ぶ運搬部７２０を備えてもよい。運搬部７２０は、図示しない移動装置を含み、処理対象物Ｔの折り畳みなどの処理中は、処理空間内の壁際に格納される。

図１０Ａに示すように、運搬部７２０は、３枚の挟持板７２１ａ、７２１ｂ、７２１ｃ（これらを総称して「挟持板７２１」という）と、レール７２２ａ、７２２ｂと、連結部７２３ａ、７２３ｂと、回転軸７２４と、蝶番７２５とを備える。レール７２２ａは、挟持板７２１ａ及び７２１ｂを水平方向に一体的に摺動させる。レール７２２ｂは、挟持板７２１ｃを水平方向に摺動させる。連結部７２３ａは、挟持板７２１ａと挟持板７２１ｂとを連結する。連結部７２３ｂは、挟持板７２１ａ及び７２１ｂと挟持板７２１ｃとを連結する。連結部７２３ｂにより挟持板７２１ａ及び７２１ｂと挟持板７２１ｃとが連結されているときは、３枚の挟持板７２１が一体的に移動する。連結部７２３ｂによる連結が解除されているときは、挟持板７２１ａ及び７２１ｂと挟持板７２１ｃとは独立して移動する。回転軸７２４は、挟持板７２１の長手方向に平行に設けられる。蝶番７２５は、回転軸７２４の周りで３枚の挟持板７２１を回転させる。

図１０Ａは、折り畳まれた処理対象物Ｔを挟持板７２１で挟持する手順を示す。まず、挟持板７２１を回転させて垂直に立てる。処理対象物Ｔを保持部３１０で保持し、挟持板７２１の直上から挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃの間に挿入する。挟持板７２１ｂは、連結部７２３ａを軸として回転可能に設けられている。これにより、処理対象物Ｔの厚みに応じて挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃとの間の隙間を増減させることができるので、様々な厚みの処理対象物Ｔを適切に保持することができる。挟持板７２１ｂは、挟持板７２１ｃとの間の隙間を閉じる方向に付勢されている。これにより、挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃとの間に処理対象物Ｔを適度な力で挟持することができる。処理対象物Ｔが挟持板７２１ｂと挟持板７２１ｃとの間に挟持されると、挟持板７２１を回転させて水平に戻す。

図１０Ｂは、挟持板７２１に挟持された処理対象物Ｔを収納部７１０に収納する手順を示す。各収納部７１０は、その処理空間側の側面に上部で支持され重力で閉じるドア７１１を有する。運搬部７２０は、制御装置９００による仕分けの指示に従って、所定の収納部７１０のドア７１１を押し開けて収納部７１０の内部に進入する。そして、運搬部７２０は、下側の挟持板７２１の進入前側を開放して処理対象物Ｔを滑り落とし、処理対象物Ｔを収納部７１０の底に載置しつつ、挟持板７２１を閉じながら退出する。

なお、上記のように収納部７１０の側面にドア７１１が設けられるのではなく、複数の収納部７１０が個別に上下して、所定の収納部７１０の上部に運搬部７２０が進入できる空間が設けられるように構成されてもよい。また、挟持板７２１は、観音開き構成で下向きに開閉する構成でもよい。あるいは、図１０Ｂの最下段に示すように、挟持板７２１ｃが水平方向に勢いよく引き抜かれる構成でもよい。この場合、連結部７２３による連結が解除され、挟持板７２１ａ及び７２１ｂは収納部７１０の内部に残り、挟持板７２１ｃのみが収納部７１０の外部に引き抜かれてもよい。処理対象物Ｔが挟持板７２１ｃとともに移動することなく収納部７１０の内部に落ちやすくするために、挟持板７２１ｂの挟持面は処理対象物Ｔが滑りにくく、挟持板７２１ｃの挟持面は処理対象物Ｔが滑りやすいように構成されてもよい。これらの構成であれば、１つの収納部７１０に複数の処理対象物Ｔをきれいに積み重ねることができる。さらに、所定の収納部７１０が処理空間に引き込まれ、保持部３１０が処理対象物Ｔを直接収納するように構成されてもよい。

＜制御装置９００＞
制御装置９００は、衣類処理装置１における各部の制御を統括する。制御装置９００は、主として、ＲＯＭ、ＲＡＭ、演算装置、及び入出力インターフェイスから構成される。ＲＯＭには、オペレーティングシステム、衣類処理装置１の各部を制御するための制御プログラム、及び、制御プログラムの実行に必要なデータが格納されている。また、演算装置は、ＲＯＭに格納されている制御プログラムをＲＡＭにロードしたり、ＲＯＭから直接実行したりするために設けられる。つまり、制御装置９００は、演算装置が制御プログラムを実行することにより、衣類処理装置１を制御できる。そして、演算装置が処理したデータは、入出力インターフェイスを介して、衣類処理装置１の各部（保持装置３００、作業板装置４００等）へ送信される。演算装置の処理に必要なデータは、衣類処理装置１の各部（撮像装置５００等）から入出力インターフェイスを介して受信される。

図１１に示すように、制御装置９００は、保持装置制御部９０１、作業板装置制御部９０２、撮像装置制御部９０３、収納装置制御部９０４、種類認識部９１０、部位検出部９１１、長さ検出部９１２、ずれ補正部９１３、特異事象検出部９１４、第１点検出部９１５、第２点検出部９１６、端点検出部９１７、を備える。

保持装置制御部９０１は、保持装置３００における保持部３１０、及びそれぞれの移動機構３２０の動作を制御する。つまり、保持装置制御部９０１が、保持部３１０における各種モータを制御することにより、Ｈａｎｄ部３１５の向きを調節、及び、対向するフィンガ３１５ａを互いに近接又は離間させ、処理対象物Ｔの把持又はその開放を行う。また、保持装置制御部９０１が移動機構３２０における幅方向移動機構３３０の動作を制御することにより、保持部３１０が幅方向（Ｘ方向）に移動する。また、保持装置制御部９０１が移動機構３２０における高さ方向移動機構３４０の動作を制御することにより、保持部３１０が高さ方向（Ｚ方向）に移動する。また、保持装置制御部９０１が移動機構３２０における奥行き方向移動機構３５０の動作を制御することにより、保持部３１０が奥行き方向（Ｙ方向）に移動する。

作業板装置制御部９０２は、作業板装置４００における回転駆動部４２０及び走行駆動部４３０の動作を制御する。つまり、作業板装置制御部９０２が回転駆動部４２０の動作を制御することにより、作業板４１０が回転するとともに所定の角度を保持する。また、作業板装置制御部９０２が走行駆動部４３０の動作を制御することにより、作業板４１０が高さ方向（Ｚ方向）に移動する。

撮像装置制御部９０３は、撮像装置５００における第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０の動作を制御する。つまり、撮像装置制御部９０３が第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０を制御することにより、所望のタイミングでデジタル画像を取得できる。取得された画像データは、ＲＡＭ等に記憶される。

収納装置制御部９０４は、収納装置７００における運搬部７２０の動作を制御する。

種類認識部９１０は、撮像装置５００における第１撮像部５１０、第２撮像部５２０、及び第３撮像部５３０で得られた画像データに基づいて処理対象物Ｔの種類等を認識する。この種類識別について説明すると、種類認識部９１０は、予め、Ｔシャツ、ランニングシャツ、スカート、タオル、ハンカチ、フィルム、紙、あるいは、シートといった多種多様な処理対象物Ｔの画像データ（学習用画像データ）から抽出された特徴量に基づき、所定の機械学習アルゴリズムを用いて学習する。種類認識部９１０は、第２撮像部５２０及び第３撮像部５３０で得られた画像データに写された、現在処理中の処理対象物Ｔの特徴量を算出する。そして、種類認識部９１０は、算出した特徴量毎に機械学習アルゴリズムを用いて当該処理対象物Ｔがある種類（例えば、Ｔシャツ、ランニングシャツ、長袖シャツ、ズボン、タオル等）に該当する確率を種類毎にパーセンテージで計算する。然る後、最も確率の高い（すなわち、パーセンテージの高い）ものを当該処理対象物Ｔの種類として認識する。また、種類認識部９１０では、処理対象物Ｔの種類毎に折り畳み方が予め決められており、各種類の折り畳み方が「折り畳み情報」として蓄積されている。

部位検出部９１１は、撮像装置５００で得られた画像データに基づいて、処理対象物Ｔの袖などの特徴的な部位を検出する。

長さ検出部９１２は、撮像装置５００で得られた画像データに基づいて、処理対象物Ｔの縦方向の長さ（例えば、Ｔシャツの着丈寸法）及び横方向の長さ（例えば、Ｔシャツの幅寸法）を得る。

ずれ補正部９１３は、処理対象物Ｔが作業板４１０に掛けられている状態で、処理対象物Ｔのずれを補正する。例えば、処理対象物Ｔが作業板４１０に掛けられている状態で、作業板４１０の長手方向（Ｘ方向）の縁と、処理対象物ＴのＸ方向の縁とが略平行でない場合、ずれが生じている。このとき、ずれ補正部９１３は、作業板４１０の長手方向（Ｘ方向）の縁と、処理対象物ＴのＸ方向の縁とが略平行になるようにずれ補正を行う。

特異事象検出部９１４は、撮像装置５００で得られた画像データに基づいて、処理対象物Ｔの折り畳み方法に影響する異常な事象を検出する。つまり、処理対象物Ｔの特異事象とは、袖及び裾などが意図せずに折り重なったりねじれたりした状態、処理対象物Ｔが想定以上に厚い状態、折り畳み途中で一部がはみ出た状態、紐などの付属的なものが垂れた状態、などを含む。

第１点検出部９１５は、受入部２００における底面に載置された処理対象物Ｔの任意の点を検出する。例えば、第１点検出部９１５は、処理対象物Ｔの最も高い位置を第１点Ｐ１として検出する。

第２点検出部９１６は、保持部３１０が保持する処理対象物Ｔに対し、端点以外の任意の点を特定する。第２点検出部９１６は、例えば、処理対象物Ｔの２つの長袖部分を特定した場合、長袖部分の中間位置を任意の点としてもよい。

端点検出部９１７は、保持部３１０が保持する処理対象物Ｔに対し、高さ方向における最下点（端点）の位置を検出する。具体的には、第３撮像部５３０により撮像された画像を用いて、高さ方向に加えて、幅方向及び奥行き方向における処理対象物Ｔの最下点の座標を取得する。

なお、衣類処理装置１の処理としては、処理対象物Ｔを保持して展開したり、種類などを認識したり、折り畳んだり、収納したりすることができるが、ここでは具体的には説明しない。各構成において、必要に応じて説明される。

［１－１－６．処理対象物を保持する動作の詳細］
受入部２００内に入れられた処理対象物Ｔを保持装置３００により保持して持ち上げる動作の詳細について説明する。

図１２は、実施の形態１に係る制御装置９００の機能構成を示す。図１２では、制御装置９００の機能構成のうち、受入部２００内に収容されている処理対象物Ｔを保持装置３００により把持して掴み上げる動作を制御するための機能構成を主に示している。

制御装置９００は、撮像画像取得部９２１、検知部９２２、撮像領域抽出部９２５、把持対象判定部９２６、把持位置判定部９２７、及び収容数判定部９２８を備える。検知部９２２は、位置検知部９２３及び動体検知部９２４を含む。

撮像画像取得部９２１は、第１撮像部５１０により撮像された受入部２００の撮像画像を取得する。検知部９２２は、異なる複数の時点において撮像された受入部２００の撮像画像を比較することにより、受入部２００の内部に存在する処理対象物Ｔ物の位置、又は処理対象物Ｔ以外の動体の動きを検知する。

位置検知部９２３は、処理対象物Ｔが受け入れられる前の受入部２００の撮像画像である第１画像と、処理対象物Ｔが受け入れられた後の受入部２００の撮像画像である第２画像とを比較することにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔの位置を検知する。第１画像は、衣類処理装置１の出荷前や使用開始時などに予め撮像されて制御装置９００に保持されてもよい。

図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃは、受入部２００の撮像画像の例を示す。図１３Ａは、第１画像の例である。図１３Ｂは、第２画像の例である。図１３Ｃは、第１画像と第２画像の差分画像である。処理対象物Ｔと背景が写っている第２画像から、処理対象物Ｔが入っていない状態の背景を除くことにより、処理対象物Ｔの撮像画像のみを抽出することができる。位置検知部９２３は、第１画像と第２画像の差分画像を算出し、差分画像に基づいて処理対象物Ｔの位置を検知する。

撮像領域抽出部９２５は、差分画像において複数の処理対象物Ｔのそれぞれが写っている撮像領域を抽出する。撮像領域抽出部９２５は、第２画像又は差分画像のそれぞれの画素の色や輝度などの画素値や、画素値から算出可能な彩度などの値に基づいて、それぞれの処理対象物Ｔの撮像領域を抽出してもよい。撮像領域抽出部９２５は、処理対象物Ｔの柄や模様などに基づいて撮像領域を抽出してもよいし、処理対象物Ｔの生地、繊維、表面加工などに基づいて撮像領域を抽出してもよい。撮像領域抽出部９２５は、輪郭検出技術などを用いて、それぞれの処理対象物Ｔの撮像領域の輪郭を検出してもよい。撮像領域抽出部９２５は、第２画像において複数の処理対象物Ｔのそれぞれが写っている面積を抽出してもよい。

図１４は、処理対象物Ｔの撮像領域の例を示す。図１４の例では、差分画像が複数の処理対象物Ｔの撮像領域に分割されている。

収容数判定部９２８は、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔの数を判定する。収容数判定部９２８は、差分画像又は第２画像の色情報に基づいて、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔが１枚であるか複数枚であるかを判定してもよい。収容数判定部９２８は、撮像領域抽出部９２５により抽出された撮像領域に基づいて、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔが１枚であるか複数枚であるかを判定してもよい。

把持対象判定部９２６は、位置検知部９２３により検知された処理対象物Ｔの位置に基づいて、保持部３１０に把持させる処理対象物Ｔを判定する。把持対象判定部９２６は、複数の処理対象物Ｔが受入部２００に収容されている場合、最上にある処理対象物Ｔを把持対象と判定してもよい。例えば、把持対象判定部９２６は、撮像領域の面積が他の処理対象物Ｔの撮像領域の面積より大きい処理対象物Ｔを把持対象と判定してもよい。図１４に示した例では、最大の撮像領域Ｓに対応する処理対象物Ｔが把持対象と判定されてもよい。第１撮像部５１０が測距機能を有している場合は、把持対象判定部９２６は、第２画像又は差分画像の各画素の高さ情報に基づいて、最上にある処理対象物Ｔを判定してもよい。これにより、処理対象物Ｔを１つずつ適切に把持して掴み上げることができる。把持対象判定部９２６は、撮像領域の輪郭線の全体が滑らかに連続する曲線である処理対象物Ｔを把持対象と判定してもよい。把持対象判定部９２６は、撮像領域の輪郭線の全体が微分可能である処理対象物Ｔを把持対象と判定してもよい。これにより、他の処理対象物Ｔにより覆われていない処理対象物Ｔを優先的に把持対象とすることができるので、処理対象物Ｔを１つずつ適切に把持して掴み上げることができる。収容数判定部９２８により、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔの数が１枚であると判定されている場合は、把持対象判定部９２６は、把持対象の判定を省略してもよい。

把持位置判定部９２７は、位置検知部９２３により検知された処理対象物Ｔの位置に基づいて、保持部３１０に把持させる処理対象物Ｔの位置を判定する。把持位置判定部９２７は、第１点検出部９１５の一例である。

把持位置判定部９２７は、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域の中央付近を把持位置と判定してもよい。例えば、把持位置判定部９２７は、撮像領域の重心位置付近を把持位置と判定してもよい。これにより、把持対象の処理対象物Ｔを把持する際に、把持対象以外の処理対象物Ｔを一緒に把持してしまう可能性を低減させることができる。また、保持部３１０の位置が多少ずれても確実に把持対象の処理対象物Ｔを把持することができる。

図１５は、処理対象物Ｔの把持位置の例を示す。把持位置判定部９２７は、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域において所定方向で最大となる線分の中点付近を把持位置と判定してもよい。例えば、図１５において、Ｘ方向で最大となる線分Ｌｘの中点Ｍｘ付近が把持位置と判定されてもよいし、Ｙ方向で最大となる線分Ｌｙの中点Ｍｙ付近が把持位置と判定されてもよい。所定方向は、任意の方向であってもよい。所定方向は、固定された方向であってもよいし、撮像領域のサイズや形状などに応じて変更されてもよい。

把持位置判定部９２７は、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域において異なる２つの方向で最大となる線分の交点付近を把持位置と判定してもよい。例えば、図１５において、Ｘ方向で最大となる線分ＬｘとＹ方向で最大となる線分Ｌｙの交点Ｃ付近が把持位置と判定されてもよい。所定方向は、任意の方向であってもよい。所定方向は、固定された方向であってもよいし、撮像領域のサイズや形状などに応じて変更されてもよい。

図１５に示した例のように把持位置を判定することにより、処理対象物Ｔがイレギュラーな形状となっている場合でも、処理対象物Ｔを適切に把持することができる。図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１６Ｄ、及び図１６Ｅは、受入部２００に収容された処理対象物Ｔがドーナツ状の形状となっている場合の把持位置の例を示す。図１６Ａ及び図１６Ｃは、Ｘ方向で最大となる線分Ｌｘの中点Ｍｘ、又はＹ方向で最大となる線分Ｌｙの中点Ｍｙを把持位置とした例を示す。図１６Ｂ及び図１６Ｄは、Ｘ方向で最大となる線分ＬｘとＹ方向で最大となる線分Ｌｙの交点Ｃを把持位置とした例を示す。これらの例では、処理対象物Ｔを把持位置で把持することができる。図１６Ｅは、撮像領域の重心Ｏを把持位置とした例を示す。重心Ｏの位置には処理対象物Ｔが存在しないので、この例では、処理対象物Ｔを把持することができない。

把持位置判定部９２７は、判定された把持位置が、把持対象の処理対象物Ｔの撮像領域の輪郭部付近であった場合、別の方法で把持位置を判定してもよい。把持位置判定部９２７は、判定された把持位置を中心として所定の距離の範囲内に、別の処理対象物Ｔの撮像領域がある場合、判定された把持位置が輪郭部付近にあると判定してもよい。把持位置判定部９２７は、輪郭部以外の把持位置が判定されるまで、把持位置の判定を繰り返してもよい。これにより、把持対象の処理対象物Ｔを把持する際に、把持対象以外の処理対象物Ｔを一緒に把持してしまう可能性を低減させることができる。また、保持部３１０の位置が多少ずれても確実に把持対象の処理対象物Ｔを把持することができる。収容数判定部９２８により、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔの数が１枚であると判定されている場合は、把持対象以外の処理対象物Ｔを一緒に把持してしまう可能性を考慮する必要がないので、把持位置判定部９２７は、輪郭部付近を把持位置と判定してもよい。

把持位置判定部９２７は、処理対象物Ｔの撮像領域を含む画像と把持すべき位置を示す情報とを使用して機械学習された把持位置判定アルゴリズムを用いて、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域を含む画像から把持位置を判定してもよい。把持位置判定アルゴリズムは、差分画像又は第２画像を入力し、把持位置を出力するアルゴリズムであってもよい。図示しない学習装置は、処理対象物Ｔの撮像領域を含む画像と、その画像において処理対象物Ｔの把持位置を示す情報とを教師データとして使用し、教師あり学習により把持位置判定アルゴリズムを学習して、衣類処理装置１に提供してもよい。

受入部２００の内面に、処理対象物Ｔの高さを検知するための模様が描かれてもよい。模様は、例えば、柄、パターン、マーク、図形、記号などであってもよい。位置検知部９２３は、第２画像に含まれる模様に基づいて、処理対象物Ｔの高さを検知してもよい。例えば、位置検知部９２３は、受入部２００の内面の模様と、その高さとの対応関係を保持しておき、第２画像に写っている模様と写っていない模様との境界の高さを検知してもよい。これにより、保持部３１０により処理対象物Ｔを把持する精度を向上させることができる。第２画像に含まれる模様などの変化に基づいて、受入部２００の内面の凹み、歪み、きずなどを検知することもできる。

把持対象の処理対象物Ｔと把持位置が決定されると、保持装置制御部９０１は、保持部３１０を制御して、把持対象の処理対象物Ｔを把持位置で把持させる。把持に成功すると、処理対象物Ｔの展開、折り畳み等の処理が実行される。把持に失敗した場合は、同じ処理対象物Ｔの把持を再度実行してもよいし、別の処理対象物Ｔを把持対象としてもよい。

把持対象判定部９２６は、受入部２００の内部を複数の探索領域に分割し、保持部３１０に把持させる処理対象物Ｔを探索する探索領域を切り替えてもよい。ある探索領域において把持対象と判定された処理対象物Ｔの処理が終了すると、把持対象判定部９２６は、別の探索領域において把持対象を探索してもよい。これにより、受入部２００に収容された複数の処理対象物Ｔを万遍なく処理することができる。ある探索領域において把持対象と判定された処理対象物Ｔの把持に失敗した場合も、把持対象判定部９２６は、別の探索領域において把持対象を探索してもよい。これにより、把持しやすい処理対象物Ｔから処理していくことができるので、処理の効率を向上させることができる。

動体検知部９２４は、処理対象物以外の動体を検知する。動体検知部９２４は、異なる複数の時点において撮像された受入部２００の内部の撮像画像を比較することにより、動体の存否を検知してもよい。第１撮像部５１０は、動体の動きを検知する場合は、比較的短い間隔、例えば数秒～数十秒間隔で受入部２００の内部を撮像してもよい。これにより、受入部２００の内部に侵入した動体を迅速に検知し、保持部３１０の動きを停止させたり、衣類処理装置１の電源をオフにしたりするなどの措置を講じることができるので、衣類処理装置１の安全性を向上させることができる。

［１－２．動作］
以上のように構成された衣類処理装置１について、以下その動作、作用を説明する。

図１７は、実施の形態１に係る衣類処理方法の手順を示すフローチャートである。受入部２００に収容された処理対象物Ｔの処理を開始する前に、第１撮像部５１０は、受入部２００の内部を撮像する（Ｓ１０）。撮像画像取得部９２１は、第１撮像部５１０により撮像された受入部２００の内部の撮像画像を取得する（Ｓ１２）。位置検知部９２３は、処理対象物Ｔが受け入れられる前の受入部２００の撮像画像である第１画像と、処理対象物Ｔが受け入れられた後の受入部２００の撮像画像である第２画像の差分画像を算出する（Ｓ１４）。撮像領域抽出部９２５は、差分画像において複数の処理対象物Ｔのそれぞれが写っている撮像領域を抽出する（Ｓ１６）。収容数判定部９２８は、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔの数を判定する（Ｓ１８）。把持対象判定部９２６は、位置検知部９２３により検知された処理対象物Ｔの位置に基づいて、保持部３１０に把持させる処理対象物Ｔを判定する（Ｓ２０）。把持位置判定部９２７は、把持対象の処理対象物Ｔを保持部３１０に把持させる位置を判定する（Ｓ２２）。

保持装置制御部９０１は、保持部３１０を制御して、把持対象の処理対象物Ｔを把持位置で把持させる（Ｓ２４）。衣類処理装置１は、保持部３１０により把持された処理対象物Ｔの展開、折り畳み等の処理を実行する（Ｓ２６）。受入部２００に収容されていた全ての処理対象物Ｔを収納部７１０に収納すると（Ｓ２８のＮ）、処理を終了する。受入部２００に未処理の処理対象物Ｔが残っている場合は（Ｓ２８のＹ）、把持対象判定部９２６は、把持対象を判定する探索領域を切り替え（Ｓ３０）、Ｓ１０に戻って、次の処理対象物Ｔの処理を開始する。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、衣類処理装置１は、処理対象物Ｔを処理する衣類処理装置１の内部に処理対象物Ｔを受け入れるための受入部２００の撮像画像を取得する撮像画像取得部９２１と、異なる複数の時点において撮像された受入部２００の撮像画像を比較することにより、受入部２００の内部に存在する物の位置又は動きを検知する検知部９２２と、を備える。これにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。また、受入部２００の中に生物などが侵入したことを迅速に検知することができる。

また、本実施の形態において、検知部９２２は、処理対象物Ｔが受け入れられる前の受入部２００の撮像画像である第１画像と、処理対象物Ｔが受け入れられた後の受入部２００の撮像画像である第２画像とを比較することにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔの位置を検知する位置検知部９２３を含む。これにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、衣類処理装置１は、第２画像、又は第１画像と第２画像との差分画像において複数の処理対象物のそれぞれが写っている撮像領域を抽出する撮像領域抽出部９２５を更に備える。これにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、衣類処理装置１は、位置検知部９２３により検知された処理対象物Ｔの位置に基づいて、処理対象物Ｔを把持する保持部３１０に把持させる処理対象物Ｔを判定する把持対象判定部９２６を更に備える。これにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、把持対象判定部９２６は、撮像領域がより大きい処理対象物Ｔを把持対象と判定する。これにより、最上の処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、把持対象判定部９２６は、受入部２００の内部を複数の探索領域に分割し、保持部３１０に把持させる処理対象物Ｔを探索する探索領域を切り替える。これにより、受入部２００に収容された複数の処理対象物Ｔを万遍なく処理することができる。

また、本実施の形態において、衣類処理装置１は、位置検知部９２３により検知された処理対象物Ｔの位置に基づいて、処理対象物Ｔを把持する保持部３１０に把持させる位置を判定する把持位置判定部９２７を更に備える。これにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、把持位置判定部９２７は、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域の中央付近を把持位置と判定する。これにより、処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、把持位置判定部９２７は、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域において所定方向で最大となる線分の中点付近を把持位置と判定する。これにより、処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、把持位置判定部９２７は、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域において異なる２つの方向で最大となる線分の交点付近を把持位置と判定する。これにより、処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、把持位置判定部９２７は、処理対象物Ｔの撮像領域を含む画像と把持すべき位置を示す情報とを使用して機械学習された把持位置判定アルゴリズムを用いて、把持対象とされた処理対象物Ｔの撮像領域を含む画像から把持位置を判定する。これにより、処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。

また、本実施の形態において、把持位置判定部９２７は、判定された把持位置が撮像領域の輪郭部付近であった場合、再度把持位置を判定する。これにより、把持対象の処理対象物Ｔを把持する際に、把持対象以外の処理対象物Ｔを一緒に把持してしまう可能性を低減させることができる。

また、本実施の形態において、衣類処理装置１は、第２画像、又は第１画像と第２画像との差分画像に基づいて、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔの数を判定する収容数判定部９２８を更に備える。これにより、処理対象物Ｔを把持する効率を向上させることができる。

また、本実施の形態において、受入部２００の内面に模様が描かれ、位置検知部９２３は、第２画像に含まれる模様に基づいて、処理対象物Ｔの高さを検知する。これにより、簡易な構成で処理対象物Ｔの高さを検知することができるので、衣類処理装置１の製造コストを低減させることができる。

また、本実施の形態において、検知部９２２は、処理対象物Ｔ以外の動体を検知する動体検知部９２４を含む。これにより、受入部２００に侵入した生物などを迅速に検知し、適切に対処することができる。

また、本実施の形態において、衣類処理方法は、処理対象物Ｔを処理する衣類処理装置１の内部に処理対象物Ｔを受け入れるための受入部２００の撮像画像を取得するステップと、異なる複数の時点において撮像された受入部２００の撮像画像を比較することにより、受入部２００の内部に存在する物の位置又は動きを検知するステップと、を備える。これにより、受入部２００に収容されている処理対象物Ｔを適切に把持して掴み上げることができる。また、受入部２００の中に生物などが侵入したことを迅速に検知することができる。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、衣類処理装置に利用可能である。

１ 衣類処理装置
Ｃ 交点
Ｌｘ、Ｌｙ 線分
Ｍｘ、Ｍｙ 中点
Ｏ 重心
Ｓ 撮像領域
Ｔ 処理対象物
Ｘ１ 左方向
Ｘ２ 右方向
Ｙ１ 前方向
Ｙ２ 後方向
Ｚ１ 上方向
Ｚ２ 下方向
１００ 筐体
１１０ フレーム
１２０ 外郭
２００ 受入部
２１０ ガイドレール
３００ 保持装置
３００Ａ、３００Ｂ 保持装置
３１０、３１０Ａ、３１０Ｂ、３１１Ｂ 保持部
３１２ Ｙａｗ部
３１２ａ モータ
３１２ｂ 減速ギヤ
３１２ｃ 制御基板
３１２ｄ トルクリミッタ
３１２ｅ トルクセンサ
３１３ Ｐｉｔｃｈ部
３１４ Ｒｏｌｌ部
３１５ Ｈａｎｄ部
３１５ａ フィンガ
３１５ｂ モータ
３１５ｃ 減速ギヤ
３１５ｄ 回動ギヤ
３１５ｅ 板バネ
３１５ｆ トルクリミッタ
３１６ 回動シャフト
３１６ａ 位置検出センサ
３１７ 力覚センサ
３２０、３２０Ａ、３２０Ｂ 移動機構
３３０、３３０Ａ、３３０Ｂ 幅方向移動機構
３３２Ａ、３３２Ｂ 幅方向駆動部
３３４Ａ、３３４Ｂ Ｘガイド
３４０Ａ、３４０Ｂ 高さ方向移動機構
３４２Ａ、３４２Ｂ 高さ方向駆動部
３４４Ａ、３４４Ｂ Ｚガイド
３５０Ａ、３５０Ｂ 奥行き方向移動機構
３５２Ａ、３５２Ｂ 奥行き方向駆動部
３５４Ａ、３５４Ｂ Ｙガイド
４００ 作業板装置
４１０ 作業板
４１１ 側端板
４２０ 回転駆動部
４２１ 回転軸
４２２ 回転用モータ
４３０ 走行駆動部
４３１ 伝動シャフト
４３２ 走行用モータ
４４０ 伝動部
４５０ 初期化機構
５００ 撮像装置
５１０ 第１撮像部
５２０ 第２撮像部
５３０ 第３撮像部
６００ 支持部
６１０ 正面側支持部
６２０ 背面側支持部
７００ 収納装置
７１０、７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ、７１０ｄ、７１０ｅ 収納部
７１１ ドア
７２０ 運搬部
７２１、７２１ａ、７２１ｂ、７２１ｃ 挟持板
７２２ａ、７２２ｂ レール
７２３ 連結部
７２４ 回転軸
７２５ 蝶番
９００ 制御装置
９０１ 保持装置制御部
９０２ 作業板装置制御部
９０３ 撮像装置制御部
９０４ 収納装置制御部
９１０ 種類認識部
９１１ 部位検出部
９１２ 長さ検出部
９１３ ずれ補正部
９１４ 特異事象検出部
９１５ 第１点検出部
９１６ 第２点検出部
９１７ 端点検出部
９２１ 撮像画像取得部
９２２ 検知部
９２３ 位置検知部
９２４ 動体検知部
９２５ 撮像領域抽出部
９２６ 把持対象判定部
９２７ 把持位置判定部
９２８ 収容数判定部

Claims (16)

1. 処理対象物を処理する衣類処理装置の内部に処理対象物を受け入れるための受入部の撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
   異なる複数の時点において撮像された前記受入部の撮像画像を比較することにより、前記受入部の内部に存在する物の位置又は動きを検知する検知部と、
   を備える
   衣類処理装置。
2. 前記検知部は、処理対象物が受け入れられる前の前記受入部の撮像画像である第１画像と、処理対象物が受け入れられた後の前記受入部の撮像画像である第２画像とを比較することにより、前記受入部に収容されている処理対象物の位置を検知する位置検知部を含む
   請求項１に記載の衣類処理装置。
3. 前記第２画像、又は前記第１画像と前記第２画像との差分画像において複数の処理対象物のそれぞれが写っている撮像領域を抽出する撮像領域抽出部を更に備える
   請求項２に記載の衣類処理装置。
4. 前記位置検知部により検知された前記処理対象物の位置に基づいて、前記処理対象物を把持する把持部に把持させる処理対象物を判定する把持対象判定部
   を更に備える
   請求項２又は３に記載の衣類処理装置。
5. 前記把持対象判定部は、撮像領域がより大きい処理対象物を把持対象と判定する
   請求項４に記載の衣類処理装置。
6. 前記把持対象判定部は、前記受入部の内部を複数の探索領域に分割し、前記把持部に把持させる処理対象物を探索する探索領域を切り替える
   請求項４又は５に記載の衣類処理装置。
7. 前記位置検知部により検知された前記処理対象物の位置に基づいて、前記処理対象物を把持する把持部に把持させる位置を判定する把持位置判定部
   を更に備える
   請求項２から６のいずれかに記載の衣類処理装置。
8. 前記把持位置判定部は、把持対象とされた処理対象物の撮像領域の中央付近を把持位置と判定する
   請求項７に記載の衣類処理装置。
9. 前記把持位置判定部は、把持対象とされた処理対象物の撮像領域において所定方向で最大となる線分の中点付近を把持位置と判定する
   請求項７に記載の衣類処理装置。
10. 前記把持位置判定部は、把持対象とされた処理対象物の撮像領域において異なる２つの方向で最大となる線分の交点付近を把持位置と判定する
    請求項７に記載の衣類処理装置。
11. 前記把持位置判定部は、処理対象物の撮像領域を含む画像と把持すべき位置を示す情報とを使用して機械学習された把持位置判定アルゴリズムを用いて、把持対象とされた処理対象物の撮像領域を含む画像から把持位置を判定する
    請求項７に記載の衣類処理装置。
12. 前記把持位置判定部は、判定された把持位置が撮像領域の輪郭部付近であった場合、再度把持位置を判定する
    請求項７から１１のいずれかに記載の衣類処理装置。
13. 前記第２画像、又は前記第１画像と前記第２画像との差分画像に基づいて、前記受入部に収容されている処理対象物の数を判定する収容数判定部を更に備える
    請求項２から１２のいずれかに記載の衣類処理装置。
14. 前記受入部の内面に模様が描かれ、
    前記位置検知部は、前記第２画像に含まれる前記模様に基づいて、前記処理対象物の高さを検知する
    請求項２から１３のいずれかに記載の衣類処理装置。
15. 前記検知部は、処理対象物以外の動体を検知する動体検知部を含む
    請求項１から１４のいずれかに記載の衣類処理装置。
16. 処理対象物を処理する衣類処理装置の内部に処理対象物を受け入れるための受入部の撮像画像を取得するステップと、
    異なる複数の時点において撮像された前記受入部の撮像画像を比較することにより、前記受入部の内部に存在する物の位置又は動きを検知するステップと、
    を備える
    衣類処理方法。

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