JP7229115B2 - ロボット制御装置及びロボット - Google Patents

Description

本発明は、ロボット制御装置及びロボットに関する。

従来、人が行っていた工場内の作業を自動化する手段として、自律駆動するアームロボットの活用が期待されている。一般にアームロボットシステムは、アームロボットとコントローラを備える。複数のアームと関節を備えるアームロボットの動作は、管理者が操作するコントローラから送信される指令情報に基づいて制御される。

アームロボットの代表的なタスクとして、例えば、ピックアンドプレイスが挙げられる。ピックアンドプレイスとは、アームの先端に設けられた保持部がタスク対象の物品を掴み上げ、意図した目標位置に物品を移動させるタスクである。生産性の向上のためには、一つのタスク時間（タスクの実行開始から終了までにかかる時間）をなるべく短縮することが望ましい。

特許文献１では、ワークの数や種類が変化する場合にロボットに過大な負荷が作用するのを避けるために、「ロボット制御装置は、把持されたワークの種類及び数に応じてロボットの速度上限値及び加速度上限値のうちの少なくとも一方を変更する上限値変更部と、ロボットの速度及び加速度のうちの少なくとも一方が変更後の速度上限値及び加速度上限値を越えないように、ロボットの動作を制御する動作制御部とを含む」と記載されている。

特開２０１７－２４０９５号公報

ユーザは、アームロボットにピックアンドプレイスのタスクを実行させる際、タスク速度及び成功率を両立させたままタスクを終了させたいという要望がある。タスク速度とは、例えば、単位時間あたりに実行可能なタスクの数である。成功率とは、例えば、タスクを実行した結果、アームロボットが把持した物品を決められた場所まで移動させたことを１回の成功として、単位時間当たりの成功回数を、タスクの実行回数で割って求められる値である。

しかし、タスク速度を向上するためにアームの速度と加速度を上昇させると、アーム自体や、アームが把持する物品にかかる空気抵抗や慣性力の影響が大きくなる。このため、アームロボットが把持した物品が落下しやすくなり、成功率が下がってしまう。また、移動途中でアームから物品が落下すると、ユーザが、落下した物品を探したり、探し出した物品を手でつかんで決められた場所に置くといった人手が介入する。

このため、ピックアンドプレイスのタスクを自動化することができず、アームロボットの近くで待機する保守人員の配置が必要となる。また、成功率の向上を図って把持力を上げると、物品に対する過度な負荷がかかって物品が破損しかねない。このように、タスク速度及び成功率を高く維持したままタスクを終了させることは困難であった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、目標位置まで物品を移動させるロボットが、物品の移動速度及び成功率を高く維持できるようにすることを目的とする。

本発明に係るロボット制御装置は、ロボットが保持して目標位置まで移動させる物品を検出する物品検出部と、検出された物品をロボットの保持部が保持していることを検出する保持検出部と、ロボットの動作を制御する制御要素ごとの制限値、及び物品の移動の成功率を、物品ごとに記憶する制限値記憶部と、制限値記憶部を参照し、保持されていることが検出された物品に応じて、制御要素ごとに制限値を決定する制限値決定部と、制御要素ごとに決定された制限値を超えない範囲でロボットを動作させる動作部と、制限値を定義して、制限値記憶部に制限値を保存する制限値定義部と、ロボットが物品を保持して、物品の移動を開始した後、移動を終了して物品を離すまでの処理を一つのタスクとし、タスクの実行に要求されるタスクの成功率を入力する成功率入力部と、を備え、制限値決定部は、制限値記憶部を参照し、成功率以上となる制限値を制御要素ごとに決定し、制限値定義部は、制御要素の制限値を変えるタスクの試験を物品ごとに複数回行い、制限値ごとに求めたタスクの成功率が、成功率入力部から入力されたタスクの成功率以上となる制限値を制御要素ごとに定義する制限値試験部を有する。
また、本発明に係るロボット制御装置は、ロボットが保持して目標位置まで移動させる物品を検出する物品検出部と、検出された物品をロボットの保持部が保持していることを検出する保持検出部と、ロボットが設置される場所、ロボットにより物品が移動される前に物品が置かれる場所、及びロボットにより物品が移動された後に物品が置かれる場所のうち、少なくとも一つの場所を含む周辺環境の情報を検出する環境検出部と、ロボットの動作を制御する制御要素ごとの制限値と、物品の移動の成功率と、周辺環境の情報とを、物品ごとに記憶する制限値記憶部と、制限値記憶部を参照し、保持されていることが検出された物品に応じて、制御要素ごとに制限値を決定する制限値決定部と、制御要素ごとに決定された制限値を超えない範囲でロボットを動作させる動作部と、制限値を定義して、制限値記憶部に制限値を保存する制限値定義部と、ロボットが物品を保持して、物品の移動を開始した後、移動を終了して物品を離すまでの処理を一つのタスクとし、タスクの実行に要求されるタスクの成功率を入力する成功率入力部と、を備え、制限値決定部は、制限値記憶部を参照し、成功率以上となる制限値を制御要素ごとに決定し、制限値ごとに求めたタスクの成功率が、成功率入力部から入力されたタスクの成功率以上となる制限値を、物品検出部が検出した物品と、環境検出部が検出した周辺環境とに基づいて決定する。

本発明によれば、ロボットが物品を移動させる際に、制限値を超えない範囲でロボットが動作するため、物品の移動速度及び成功率を高く維持してタスクを終了できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態に係るロボットピッキングシステム及びデータ共有システムの全体構成例を示す概要図である。 本発明の第１の実施の形態に係るロボット制御装置の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るデータベースの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るロボットピッキングシステムの動作例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る制限値試験部の処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る制限値算出部の処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る制限値共有部の処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るロボット制御装置の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態の変形例に係るアームロボットの構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］
始めに、本発明の第１の実施の形態に係るロボットピッキングシステム及びデータ共有システムの構成例及び動作例について説明する。
図１は、ロボットピッキングシステム１及びデータ共有システム１０の全体構成例を示す概要図である。

データ共有システム１０は、複数のロボットピッキングシステム１と、クラウドサーバ６とを備える。複数のロボットピッキングシステム１とクラウドサーバ６は、インターネット等のネットワークを介して接続され、互いに各種のデータを送受信することが可能である。

このロボットピッキングシステム１は、アームロボット２と、ロボット制御装置３と、ＰＣ（Personal Computer）４と、を備える。ロボットピッキングシステム１では、アームロボット２の先端（保持部２２）が、不図示のトレイ等に格納された物品を保持し、物品の移動を開始した後、移動を終了して物品を離すまでの一連の処理が一つのタスクとして定義される。アームロボット２により物品が移動される前に物品が置かれる場所を「初期位置」と呼び、アームロボット２により物品が移動された後に物品が置かれる場所を「目標位置」と呼ぶ場合がある。目標位置として、例えば、他のトレイ、棚等がある。同一種類の物品であっても、移動される物品の数だけ、複数のタスクが発生する。また、タスクの実行が終了すると、タスクが消滅する。そして、実行されたタスクの種類、アームロボット２の動作状況、タスクの成功又は失敗を含む実行結果等が時間毎にログに記録される。

アームロボット２とロボット制御装置３は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して接続され、互いに各種のデータを送受信することが可能である。また、ロボット制御装置３とＰＣ４についても、無線ＬＡＮ等のネットワークを介して接続され、互いに各種のデータを送受信することが可能である。ただし、これらの装置が接続されるネットワークは、有線であってもよい。ＰＣ４は、ロボット制御装置３の動作を管理する管理者５によって操作される。

また、複数のロボット制御装置３と、クラウドサーバ６との接続は、大容量のデータを安定して送受信するため、有線であることが望ましいが、無線であってもよい。図１では、１台のロボット制御装置３に対して、１台のＰＣ４が接続される例を示すが、複数台のＰＣ４が接続されてもよい。また、他のロボットピッキングシステム１については、アームロボット２、ＰＣ４及び管理者５の記載を省略する。

各ロボットピッキングシステム１は、アームロボット２を動作させて得たデータをロボット制御装置３を通じてクラウドサーバ６に送信する。クラウドサーバ６は、各ロボットピッキングシステム１のロボット制御装置３から受信したデータをデータ共有部６１に登録する。データ共有部６１は、複数のロボットピッキングシステム１で実行されたタスクに基づくデータを保管する。そして、クラウドサーバ６にアクセスした各ロボットピッキングシステム１のロボット制御装置３は、他のロボットピッキングシステム１が更新したデータを共有することができる。つまり、あるロボットピッキングシステム１は、データ共有部６１を通じて、他のロボットピッキングシステム１とデータを共有できる。ただし、クラウドサーバ６を除いた構成として、ロボットピッキングシステム１が単独で存在してもよい。

アームロボット２は、例えば、倉庫のトレイにバラ積みされた物品を、トレイから別のトレイまでピックアンドプレイスする役割を担っており、ロボット制御装置３によって動作が制御されている。アームロボット２の先端には、保持部２２が構成される。保持部２２は、吸着盤、ハンド又は他のピックアンドプレイスに適した先端部位（不図示）が用いられる。

例えば、保持部２２にハンドを使ったピックアンドプレイスは、ハンドの圧力によって保持力を生み、物品を把持することによって完遂できる。また、保持部２２に吸着盤を使ったピックアンドプレイスは、真空ポンプを用いた空気圧の制御にって保持力を生み、物品を保持することで完遂できる。なお、図１ではロボット制御装置３をアームロボット２の外に配置する構成を示したが、後述する図１０に示すように、ロボット制御装置３がアームロボット２の内部に含まれた構成としてもよい。

ロボット制御装置３は、アームロボット２がピックアンドプレイスする物品に応じて、制御要素の制限値を調整し、アームロボット２をアクチュエートする。制御要素とは、例えば、アーム２１の可動部位ごとの加速度、角速度、角度の他、保持部２２の保持力などが含まれるが、タスクに影響する要素であれば他の要素が含まれてもよい。例えば、保持部２２の温度が冷たいと、弁当などの物品から熱量を奪って冷ましてしまう可能性がある場合であって、温度によって影響を受ける物品がタスク対象の場合は保持部２２の温度に制限値を設け、保持部２２を加熱するヒータをオンする制御も有効である。

後述するように各制限値は試験によって求められるか、物理法則から算出されるか、他のロボットピッキングシステム１とデータを共有するかで定義される。そして、各制限値は、ロボット制御装置３が備える制限値記憶部３５（後述する図２を参照）に記憶され、アームロボット２の駆動時に制限値記憶部３５から読み出される。制限値記憶部３５の具体的な構成例は後述する。

アームロボット２は、アーム２１、保持部２２及びセンサ２３に加えて、アーム２１の各関節にモータ（不図示）を備える。

アーム２１は、一例としてサーボモータで駆動する６軸アームが考えられる。６軸アームは、基台、下腕、上腕、手首によって構成される。そして、６軸アームは、アーム２１全体を左右に旋回させる基台の軸、下腕を前後に動かす軸、上腕を上下に動かす軸、上腕を回転させる軸、手首を上下に振って曲げる軸、手首を回転させる軸との６つの軸を備える。各部位は、基準となる位置に対してどれだけ回転したかを角度で表せる。また、各部位の動作時には、各部位の加速又は減速に伴う加速度、各部位の角速度等も求められる。各部位の加速度、角速度、角度等は、各部位が動作する度にロボット制御装置３にフィードバック送信され、ロボット制御装置３は、設定した値で各部位が動作するように、アームロボット２に動作指示を与える。

なお、アームロボット２が暗所で作業する際、カメラが物品を画像認識できるためには、撮影画角の範囲内を照明できるライトがあるとよい。そこで、アームロボット２自体、又はアームロボット２の設置環境にライトを備えてもよい。その他、アームロボット２の設置環境に応じて必要とされる機能をアームロボット２が備えるための付属品をアームロボット２又は設置環境に加えてもよい。

保持部２２は、例えば、上述した吸着盤やハンド等で構成される。アームロボット２がタスクを実行するために有効であれば、保持部２２として他の形状又は機能を有する先端部位を用いて構成してもよい。

センサ２３は、アーム２１の先端に物品が触れているかどうかを判定する触覚センサや、物品の周辺を撮像した画像を認識するカメラなどが用いられる。ただし、センサ２３として、他の種類のセンサが用いられてもよいし、複数のセンサが組み合わせて用いられてもよい。モータは、例えばサーボモータであり、アーム２１の可動部位を駆動するために用いられる。

ＰＣ４は、管理者５によって操作される情報処理装置の一例である。図１では、ＰＣ４として、ノート型の端末を図示するが、タブレット端末、デスクトップ型の端末等であってもよい。管理者５は、ロボットピッキングシステム１が稼働する工場やアームロボット２の動作状況を管理したり、アームロボット２に必要なパラメータを設定したりする。例えば、管理者５は、ＰＣ４を操作して、アームロボット２がピックアンドプレイスする物品を登録する。また、管理者５は、ＰＣ４を操作して、タスクの実行に要求されるタスクの成功率を入力する。このため、ＰＣ４は、成功率入力部の一例としても用いられる。また、管理者５がＰＣ４を通じてロボット制御装置３に登録し、又は入力したデータについても、ロボット制御装置３を通じてクラウドサーバ６に送信され、データ共有部６１に登録されることがある。

＜ロボット制御装置の構成例＞
次に、ロボット制御装置３が備える各機能ブロックの構成例について説明する。
図２は、ロボット制御装置３の内部構成例を示すブロック図である。

ロボット制御装置３は、物品検出部３１、保持検出部３２、制限値決定部３３、アクチュエート部３４、制限値記憶部３５及び制限値定義部３６を備える。

物品検出部３１は、アームロボット２が保持して目標位置まで移動（ピックアンドプレイス）させる物品を検出する。例えば、物品検出部３１は、アームロボット２と物品が接触しているかを決定し、物品の種類を判別する。物品検出部３１として、例えば、物品に貼り付けられたバーコードを読取って、物品の種類を判別する画像読取り部、ＡＩ（Artificial Intelligence）を用いて、センサ２３が撮像した物品の外観形状の画像を認識することで物品の種類を判別する画像認識部等が挙げられる。物品検出部３１は、物品の検出結果を制限値決定部３３に出力する。

保持検出部３２は、物品検出部３１により検出された物品をアームロボット２の保持部２２が保持していることを検出する。保持検出部３２は、保持の検出結果を制限値決定部３３に出力する。

制限値決定部３３は、制限値記憶部３５を参照し、保持検出部３２により保持されていることが検出された物品に応じて、制御要素ごとに、入力された成功率以上となる制限値を決定する。そして、制限値決定部３３は、制限値記憶部３５を参照し、成功率以上となる制限値を制御要素ごとに決定する。

アクチュエート部３４（動作部の一例）は、制御要素ごとに決定された制限値を超えない範囲でアームロボット２を動作させる（以下、「アクチュエートする」とも呼ぶ）。例えば、アクチュエート部３４は、アームロボット２が備えるサーボモータを動作させて、アーム２１の制御要素を任意の位置、角度に駆動することができる。また、図１に例示したように、アーム２１、保持部２２、モータ（図示無し）のいずれか、又は複数の組み合わせにより、アクチュエート部３４を実現してもよい。

制限値記憶部３５は、アームロボット２の動作を制御する制御要素ごとの制限値、及び物品の移動の成功率を、物品ごとに記憶する。後述する図４に示すように、物品ごとに、制御要素と制限値とを関連付けたテーブルがデータベース３５ａとして構成される。

制限値定義部３６は、制限値を定義して、制限値記憶部３５に制限値を保存する。本実施の形態に係る制限値定義部３６は、制限値試験部４１、制限値算出部４２及び制限値共有部４３を備える。

制限値試験部４１は、制御要素の制限値を変えるタスクの試験を物品ごとに複数回行い、制限値ごとに求めたタスクの成功率が、ＰＣ４から入力されたタスクの成功率以上となる制限値を制御要素ごとに定義する。
制限値算出部４２は、制限値ごとに求めたタスクの成功率が、ＰＣ４から入力されたタスクの成功率以上となる制限値を物理法則に基づいて制御要素ごとに定義する。
制限値共有部４３は、他のロボット制御装置３で定義され、他のロボット制御装置３と共有される共有制限値を、このロボット制御装置３で用いられる制限値として定義する。

制限値試験部４１、制限値算出部４２及び制限値共有部４３の各機能ブロックにおける詳細な処理の例は、後述する図６～図８にて説明する。
なお、制限値定義部３６は、制限値試験部４１、制限値算出部４２及び制限値共有部４３の三つの機能ブロックが実現する機能を単独又は組み合わせて、物品の種類に応じた制限値を定義することができる。例えば、制限値定義部３６は、制限値共有部４３だけを単独で備えてもよい。

また、制限値記憶部３５又は制限値定義部３６は、ロボット制御装置３の外部にある他の計算機（サーバ等）が備えてもよい。この計算機は、アームロボット２の近辺に設置したものでもよいし、ロボット制御装置３がネットワークを介してアクセス可能なクラウドサーバ６の内部に設けられてもよい。

このロボット制御装置３では、物品に応じた柔軟な制限値変更によるピックアンドプレイスが可能になる。このため、ロボット制御装置３は、トレードオフであるタスク速度の向上と、高い成功率の維持とを両立することができる。

＜ハードウェアの構成例＞
次に、ロボットピッキングシステム１の各装置を構成する計算機５０のハードウェア構成を説明する。
図３は、計算機５０のハードウェア構成例を示すブロック図である。計算機５０は、ロボット制御装置３、ＰＣ４、又はクラウドサーバ６として動作可能なコンピュータとして用いられるハードウェアである。

計算機５０は、バス５４にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３及びバス５４を備える。さらに、計算機５０は、表示装置５５、入力装置５６、不揮発性ストレージ５７及びネットワークインターフェイス５８を備える。

ＣＰＵ５１は、本実施の形態に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ５２から読み出してＲＡＭ５３にロードし、実行する。ＲＡＭ５３には、ＣＰＵ５１の演算処理の途中で発生した変数やパラメーター等が一時的に書き込まれ、これらの変数やパラメーター等がＣＰＵ５１によって適宜読み出される。ただし、ＣＰＵ５１に代えてＭＰＵ（Micro Processing Unit）を用いてもよい。

表示装置５５は、例えば、液晶ディスプレイモニタであり、計算機５０で行われる処理の結果等をユーザに表示する。入力装置５６には、例えば、キーボード、マウス等が用いられ、ユーザが所定の操作入力、指示を行うことが可能である。なお、ＰＣ４は、表示装置５５及び入力装置５６を備えるが、ロボット制御装置３、クラウドサーバ６は、表示装置５５及び入力装置５６を備えなくてもよい。

不揮発性ストレージ５７としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ又は不揮発性のメモリ等が用いられる。この不揮発性ストレージ５７には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメーターの他に、計算機５０を機能させるためのプログラムが記録されている。ＲＯＭ５２及び不揮発性ストレージ５７は、ＣＰＵ５１が動作するために必要なプログラムやデータ等を永続的に記録しており、計算機５０によって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。ロボット制御装置３の制限値記憶部３５及びデータベース３５ａは、不揮発性ストレージ５７に構築される。

ネットワークインターフェイス５８には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、ＮＩＣの端子に接続された無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、インターネット等を介して各種のデータを装置間で送受信することが可能である。

＜データベースの構成例＞
次に、制限値記憶部３５が備えるデータベース３５ａの構成例について説明する。
図４は、データベース３５ａの構成例を示す図である。

データベース３５ａは、制限値記憶部３５に構成されるテーブルであり、物品ごとの制御要素の制限値を規定する。例えば、アームロボット２に対する制御要素が、加速度、角速度及び角度の場合、それぞれの制御要素に対する上限値と下限値とが、制限値としてデータベース３５ａに規定される。

例えば、物品が、コンビニエンスストアの商品であれば、缶ジュース、弁当、雑誌などの商品名又は商品種類がデータベース３５ａに列挙される。そして、それぞれの商品の物品に対する制限値がデータベース３５ａに記憶される。

データベース３５ａに記憶される制御要素の制限値は、管理者５がＰＣ４を操作して入力した成功率以上となる値である。このため、入力された成功率が８０％である場合と、９０％である場合とでは、データベース３５ａに記憶される制限値が異なることがある。また、物品の種類ごとにも入力される成功率が異なることがある。

＜ロボットピッキングシステムの処理例＞
次に、アームロボット２によるピックアンドプレイスにおける、ロボットピッキングシステム１の起動から停止までの処理について説明する。
図５は、ロボットピッキングシステム１の動作例を示すフローチャートである。

始めに、ロボットピッキングシステム１が起動する（Ｓ１）。次に、ロボットピッキングシステム１の物品検出部３１が、タスク対象の物品を検出する（Ｓ２）。上述したように物品検出部３１は、例えばセンサ２３をカメラとして用いて物品を撮像した画像の認識や、物品に貼り付けられたバーコードを認識する等の手段を用いて、タスク対象の物品を検出するが、他の手段を用いてもよい。

物品が存在しないなどの理由から、物品検出部３１が物品を検出できない場合は（Ｓ２のＮＯ）、物品検出部３１は、物品を検出できるようになるまで待機する。物品検出部３１が物品を検出できる場合（Ｓ２のＹＥＳ）、認識した物品を表す物品データを制限値記憶部３５のデータベース３５ａと照合する（Ｓ３）。物品データには、例えば、物品の種類等が含まれる。また、データベース３５ａは、タスク対象の物品データと、物品に対してタスクを実行するアームロボット２の制御要素の制限値が記憶されている。

また、制限値記憶部３５に保存されている全制限値の平均値が、物品データに依存しないデフォルト制限値として制限値記憶部３５に記憶されている。ただし、デフォルト制限値は、全制限値の平均値ではなく、別の方法で算出されてもよい。

次に、制限値決定部３３は、照合した結果、データベース３５ａ内にタスク対象の物品に相当する物品データが存在するか否かを判断する（Ｓ４）。タスク対象の物品に相当する物品データが存在しなければ（Ｓ４のＮＯ）、制限値記憶部３５からデフォルト制限値を読み込む（Ｓ５）。

次に、制限値決定部３３は、制限値記憶部３５からのデフォルト制限値の読み込みが成功したか否かを判定する（Ｓ６）。デフォルト制限値の読み込みが成功した場合（Ｓ６のＹＥＳ）、アクチュエート部３４がデフォルト制限値を用いてタスクを実行するため、ステップＳ９に進む。デフォルト制限値の読み込みが失敗した場合（Ｓ６のＮＯ）、エラー対応動作を行い（Ｓ７）、再びステップＳ２に戻って処理を続ける。エラー対応動作としては、例えば、今回、ステップＳ２で物品検出部３１が検出した物品とは違う物品を物品検出部３１が検出し直したり、制限値決定部３３が読み込めなかったデフォルト制限値とは異なる制限値を制限値記憶部３５から読み直したりする処理である。

ステップＳ４にて、制限値決定部３３は、データベース３５ａ内にタスク対象の物品に相当する物品データが存在すると判断すると（Ｓ４のＹＥＳ）、物品データに対応した制限値をデータベース３５ａから読み込む（Ｓ８）。

次に、アクチュエート部３４は、制限値決定部３３によって決定された制限値又はデフォルト制限値を反映してタスクを実行する（Ｓ９）。ステップＳ９の詳細な処理については後述する。そして、アクチュエート部３４は、タスクの実行が正常終了したか否かを判断する（Ｓ１０）。

例えば、アーム２１の動作不調（物品のつかみ損ね、物品の落下等）によりタスクの実行が正常終了しなければ、アクチュエート部３４に設定された制限値に問題があった可能性が高い。そこで、アクチュエート部３４は、タスクの実行が正常終了しなかったと判断した場合（Ｓ１０のＮＯ）、制限値定義部３６に対して試験の実施を依頼する。この依頼を受けた制限値定義部３６は、再び試験を実施し（Ｓ１１）、試験の実施結果として求めた制限値を制限値記憶部３５に書き込む。また、アクチュエート部３４は、制限値決定部３３に対して、再試験で制限値記憶部３５に書き込まれた制限値の再読み込みを指示する。

制限値決定部３３は、制限値定義部３６が再試験を実施して得た制限値を制限値記憶部３５から再び読み込んで（Ｓ８）、アクチュエート部３４に制限値を設定する。アクチュエート部３４は、設定された制限値に基づいて、再びタスクを実行する（Ｓ９）。その後、アクチュエート部３４が、タスクの実行が正常終了したか否かを再び判断する（Ｓ１０）。

このようにタスクの実行が正常終了しなかった場合には、適切な制限値を得られるまで試験の実施（Ｓ１１）とタスクの実行（Ｓ９）が繰り返される。このため、どのような物品であっても、タスクの実行を正常終了できる制限値を得られる。

タスクの実行が正常終了すると（Ｓ１０のＹＥＳ）、アクチュエート部３４は、全タスクを終了したか否かを判断する（Ｓ１２）。未実施のタスクが残っている場合（Ｓ１２のＮＯ）、ロボットピッキングシステム１は、ステップＳ２に戻って残りのタスクを実行する。一方、全タスクが終了した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、ロボットピッキングシステム１が停止する（Ｓ１３）。以上で本処理が終了する。

ここで、ステップＳ９に示したタスク実行処理の詳細について説明する。タスク実行とは、例えば、アーム２１を物品の初期位置まで移動し、保持部２２が物品を保持し、目標位置までアーム２１を駆動し、保持部２２が保持を解除する一連の動作を実行することである。ロボット制御装置３の制限値決定部３３は、ステップＳ９の時点で物品に対する制御要素（加速度、角速度、角度、保持力など）の制限値を決定する。

ただし、アーム２１の保持部２２が物品を保持しない状態がある。例えば、ロボット制御装置３が、アーム２１を初期姿勢から物品を保持可能な初期位置まで駆動させる間は、アーム２１及び保持部２２の駆動において、ステップＳ５又はＳ８で決定した制限値による制限をしない。このようなアーム２１の移動の最中は物品の落下等の懸念がないため、アーム２１をできるだけ早く移動させても構わない。そこで、ロボット制御装置３は、例えば、アームロボット２がハードウェア的に実現可能な加速度や速度の限界値（データベース３５ａに保存される制限値より高い値）でアーム２１を駆動してよい。

そして、ロボット制御装置３は、初期姿勢のアームロボット２を駆動して、物品の初期位置までアームロボット２を移動させると、保持部２２が物品を保持するように保持部２２の動作を制御する。ここで、制限値決定部３３は、保持部２２が物品を保持し始める際、制御要素に保持力が含まれる場合は、保持力の制限値をアクチュエート部３４に反映させる。例えば、保持部２２が吸着盤による吸着によって保持する場合は、制限値決定部３３は、ステップＳ５又はＳ８において吸着力（単位はＮ）の制限値を保持力の制限値として読み込む。制限値決定部３３が読み込んだ吸着力の制限値がアクチュエート部３４に反映されるため、保持部２２は、読み込まれた制限値内の吸着力で物品を吸着して保持する。

保持部２２として、ハンドが物品に圧力を加えて保持し、又は吸着盤以外の手段が物品を保持する場合も同様である。例えば、保持検出部３２は、アーム２１の先端に設けた触覚センサの検出結果を用いて、保持部２２が物品を保持しているか否かを判別すると想定する。この場合、アクチュエート部３４は、保持部２２が物品を保持している間は、全てステップＳ５又はＳ８で読み込まれた制御要素の制限値内でアーム２１を駆動させる。アーム２１の先端に設けられたセンサ２３は、アーム２１が物品を保持しているかが判別できるのであれば、設置場所を問わず、どのようなセンサが用いられてもよい。

アクチュエート部３４がアーム２１を目標位置まで駆動させた後、保持部２２が保持を解除することで物品を目標位置に置く。物品が目標位置に置かれると、制限値決定部３３は、物品検出部３１が出力するセンサ情報、又は保持検出部３２が出力する保持の検出結果に基づいて、保持部２２が物品を保持していないことを認識できる。このため、アクチュエート部３４は、制御要素の制限値によらない駆動によってアーム２１を初期姿勢まで駆動させることができる。

＜制限値試験部の処理の例＞
次に、図６を参照して、制限値試験部４１の処理の例について説明する。
図６は、制限値試験部４１の処理の例を示すフローチャートである。

始めに、制限値試験部４１は、タスク対象として想定されている物品を列挙する（Ｓ２１）。例えば、トレイにバラ積みされた物品をアームロボット２がピックアンドプレイスする場合は、事前に管理者５が、バラ積みされる物品の種類を全て列挙して、ＰＣ４を通じてロボット制御装置３に登録しておく。

例えば、コンビニエンスストアに向けた物流倉庫で、アームロボット２が物品のピックアンドプレイスをする場合は、物品の種類としては缶ビール、弁当、お菓子などが想定される。制限値と対応付ける物品の種別は、物品の種類ごとでもよいし、カテゴリ化してもよい。同じカテゴリに分ける基準としては、物品の形状、色彩、大きさ等が例示される。カテゴリ数に関しては、制限値記憶部３５の記憶容量などから決定してもよい。

次に、管理者５は、その中から制限値を定義する物品の種類を選択する（Ｓ２２）。管理者５が選択する物品の種類は一種類でもよいし、複数種類でもよい。アームロボット２が複数種類の物品をピッキングする際には、複数種類の組み合わせに対する制限値が制限値記憶部３５のデータベース３５ａに記憶される。

次に、制限値試験部４１は、制御要素の制限値を少しずつ変更しながらタスク試験を繰り返す。そして、タスク試験の成功と失敗の結果を制限値記憶部３５に記憶する（Ｓ２３）。ステップＳ２３の詳細な内容は後述する。

ステップＳ２３のタスク試験が終了した後、制限値試験部４１は、全ての物品のタスク試験が終了したか否かを判断する（Ｓ２４）。ステップＳ２１で列挙された物品のうち、タスク試験が未実施の物品が残っている場合（Ｓ２４のＮＯ）、制限値試験部４１は、ステップＳ２２に戻って、未実施の物品に対するタスク試験を続ける。全ての物品のタスク試験が全て終了した場合は（Ｓ２４のＹＥＳ）、本処理を終了する。

ここで、ステップＳ２３の処理の詳細について説明する。ロボットピッキングシステム１では、アクチュエート部３４が、制限値決定部３３によって決定された制御要素の制限値を変えながら実際にタスク試験を繰り返す。タスク試験の実行時におけるアクチュエート部３４の動作内容は、制限値試験部４１に適宜送られる。そして、制限値試験部４１は、各制限値の成功と失敗のデータから物品ごとに制限値を導出する。

タスク試験は以下のように行われる。例えば、制限値試験部４１が、ある物品における加速度の制限値を導出するときは、ある加速度でアーム２１を動作させて、アームロボット２にタスクを一度実行させる。そして、保持部２２が物品を保持できない等の失敗が生じた場合、制限値試験部４１は、アーム２１の加速度を低くし、もう一度アームロボット２にタスクを実行させる。逆に、低加速度のままでは、タスク実行が終了するまでにかかる時間が長くなる。そこで、成功とタスクの実行を成功と判断したときの加速度よりも高くした加速度でアームロボット２にタスクを実行させることもある。

このように、制限値試験部４１は、少しずつ加速度を変えながら複数回のタスク実行を繰り返す。そして、制限値試験部４１は、タスクが成功するときの最大加速度を発見すると、その最大加速度を制限値記憶部３５のデータベース３５ａに記憶させる。

また、制限値試験部４１は、例えば、保持部２２の保持力を試験する場合がある。この場合、制限値試験部４１は、加速度の試験と同様に保持力を変えながら、複数回のタスクを繰り返し実行する。そして、制限値試験部４１は、保持部２２が物品を破損することない程度の強い保持力、及び物品を落とすことのない程度の弱い保持力を実現可能な値を発見すると、これらの値を制限値記憶部３５に記憶する。他の制御要素についても同様に制限値試験部４１が試験を行う。なお、試験によって制限値を発見する方法は、この限りでない。

＜制限値算出部の処理の例＞
次に、図７を参照して、制限値算出部４２の処理の例について説明する。
図７は、制限値算出部４２の処理の例を示すフローチャートである。

図７のステップＳ３１、Ｓ３２において、図６のステップＳ２１、Ｓ２２と同様に、制限値算出部４２が、列挙されたタスク対象の物品から特定の物品を一つ又は複数選択する。

次に、制限値算出部４２は、選択した物品に対する制御要素の制限値を、物理法則、数式などを用いて演算し求める（Ｓ３３）。ステップＳ３３の詳細な内容は後述する。

ステップＳ３３の後、制限値算出部４２は、全ての物品のタスク試験が終了したか否かを判断する（Ｓ３４）。ステップＳ３１で列挙された物品が残っている場合（Ｓ３４のＮＯ）、制限値試験部４１は、ステップＳ３２に戻ってタスク試験を続ける。物品の試験が全て終了した場合は（Ｓ３４のＹＥＳ）、本処理を終了する。

ここで、ステップＳ３３の処理の詳細について説明する。例えば、制限値算出部４２が、保持部２２のハンドによる把持で物品をピックアンドプレイスをするときの加速度の制限値を求める手順について説明する。この際、制限値算出部４２は、ハンドの把持力と、把持部及び把持される物品の摩擦係数とから静止摩擦力を求める。そして、制限値算出部４２は、加速度から慣性力を求めることで、静止摩擦力と慣性力のつりあいを計算し、つりあう加速度の値を制限値として制限値記憶部３５のデータベース３５ａに記憶する。このとき、加速度によって生じる速度による空気抵抗など、考慮する要素を増やしてもよい。同様に、他の制御要素についても、制限値算出部４２が物理法則、数式を用いて制限値を算出する方法はこの限りでない。

＜制限値共有部の処理の例＞
次に、図８を参照して、制限値共有部４３の処理の例について説明する。
図８は、制限値共有部４３の処理の例を示すフローチャートである。

クラウドサーバ６に構築されたデータ共有部６１に接続されている各ロボットピッキングシステム１は、それぞれのタスクを実行する（Ｓ４１）。各ロボットピッキングシステム１が実行するタスクは、例えば、ピックアンドプレイスであるとする。

各ロボットピッキングシステム１の制限値共有部４３は、タスクの実行が終了する度に、タスク実行の対象である物品の物品データ、タスク実行時に用いられた制御要素ごとの制限値、ピックアンドプレイスが成功か失敗を示す実行結果とをデータ共有部６１にアップロードする（Ｓ４２）。

次に、データ共有部６１は、各ロボットピッキングシステム１からアップロードされた物品データ、制御要素ごとの制限値、及びピックアンドプレイスの実行結果に基づいて、制限値ごとにタスクの成功率を計算する。例えば、四つのロボットピッキングシステム１を想定し、各ロボットピッキングシステム１でアーム２１の速度が３ｍ／ｓのときに、いずれもタスクが失敗した場合、成功率が０％と計算される。しかし、アーム２１の速度が２ｍ／ｓのときに、三つのロボットピッキングシステム１でタスクが成功し、一つのロボットピッキングシステム１でタスクが失敗した場合、成功率が７５％と計算される。また、アーム２１の速度が１．５ｍ／ｓのときに、四つのロボットピッキングシステム１でタスクが成功した場合、成功率が１００％と計算される。

なお、各ロボットピッキングシステム１では、同時にタスクが実行されなくてもよい。タスクの実行時間が異なっても、各ロボットピッキングシステム１からアップロードされた物品データ、制御要素ごとの制限値、及びピックアンドプレイスの実行結果がある程度以上蓄積されると、データ共有部６１で制限値ごとにタスクの成功率が計算される。そして、データ共有部６１は、クラウドサーバ６が備える不揮発性ストレージ５７に対して、物品ごと、かつ制限値ごとにタスクの成功率を書き込んで、記憶させる（Ｓ４３）。

次に、各ロボットピッキングシステム１は、タスクの実行に際して選定されたある物品に対して、管理者５が達成したい成功率があれば、その成功率に最も近い、又は管理者５が入力した成功率以上の成功率をもつ制限値をクラウドサーバ６からダウンロードする指示を送信する。そして、各ロボットピッキングシステム１が備えるロボット制御装置３は、クラウドサーバ６から特定の成功率以上となる制御要素の制限値をダウンロードし（Ｓ４４）、制限値記憶部３５に保存し（Ｓ４５）、本処理を終了する。特定の成功率としては、例えば、管理者５が、物品ごとに入力した成功率としてよい。そして、制限値記憶部３５のデータベース３５ａには、クラウドサーバ６から物品ごとにダウンロードされた制限値が書き込まれる。

制限値共有部４３を利用することによって、複数のロボットピッキングシステム１のロボット制御装置３が物品ごとの制限値等のデータを共有する。そして、各ロボット制御装置３は、より正確な成功率をもつ制限値をクラウドサーバ６からダウンロードし、ダウンロードした制限値を用いてピックアンドプレイスのタスクを実行することが可能となる。

以上説明した第１の実施の形態に係るロボットピッキングシステム１では、物品ごと、かつアームロボット２の制御要素ごとに制限値記憶部３５に記憶された制限値を超えないように、ロボット制御装置３がアームロボット２の動作を制御する。制限値は、制限値試験部４１によるタスク試験、制限値算出部４２による物理法則を用いた算出処理、及び制限値共有部４３によるデータ共有部６１からの共有処理のうち、少なくとも一つ以上の処理によって制限値記憶部３５に記憶される。このため、制限値決定部３３は、制限値記憶部３５から読み出した制限値をアクチュエート部３４に反映することで、アームロボット２のタスク成功率を高めてタスクを実行することができる。

なお、本実施の形態に係るロボットピッキングシステム１は、ドローン又は無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）が物品を運搬する際に、運搬される物品に応じて加速度、角速度といった制限要素を制限するように応用可能である。

＜ドローンへの応用例＞
ロボット制御装置３が制御するロボットとして、空中を飛行可能なドローンをロボット制御装置３の制御対象とする例について説明する。ロボット制御装置３がドローンを効率的に稼働するためには、上述した第１の実施の形態に係る構成及び処理を応用することが必要となる。

管理者５は、コントローラとして用いるＰＣ４を操作することでドローンの飛行を制御することが可能である。ロボット制御装置３は、地上にいる管理者５がドローンを操作する際にドローンとコントローラとの間に配置されてもよいし、ドローンに内蔵されてもよい。

ドローンは、アームロボット２と同様に、物品を保持するための保持部２２と、画像認識などによって物品を認識するためのセンサ２３と、保持部２２による物品の保持を認識するセンサ２３とを備える。物品を認識するためのセンサ２３として、例えば、カメラが用いられる。また、物品の保持を認識するセンサ２３として、例えば、触覚センサや重量センサが用いられる。また、センサ２３として、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いてドローンの高度や現在位置を測位する位置測位部が用いられる。

ドローンが保持部２２を使って、ある物品を初期位置から目標位置まで運搬するタスクを想定する。ドローンは、制御要素の制限値を考慮せず初期位置に移動する。その後、ドローンの保持部２２が物品を保持し、物品に応じた制御要素の制限値を考慮して目標位置まで移動する。制御要素として、例えば、ドローンの加速度、角速度、保持力又は高度などが挙げられる。アームロボット２との違いの一つとして、制御要素の代表例としての高度が挙げられる。

目標位置まで移動したドローンは、物品の保持を解除して物品を目標位置に置く。その後、ドローンは、制御要素の制限値を考慮せず、次のタスクを実行するために、初期位置に戻ったり、他に物品が用意された位置に向けて移動を開始するなどの次の処理に移る。また、ロボット制御装置３の制御対象がドローンであれば、制限値定義部３６がドローンの飛行高度の制限値を変更し、制限値記憶部３５に制限値を定義できる。

＜無人搬送車への応用例＞
ロボット制御装置３が制御するロボットとして、床等を移動可能な無人搬送車をロボット制御装置３の制御対象とする例について説明する。ロボット制御装置３が無人搬送車を効率的に稼働する際にも、上述したドローンと同様に仕組みを応用することができる。

無人搬送車が、ある物品を初期位置から目標位置まで搬送するタスクを想定する。初期位置で物品を乗せた無人搬送車は、物品を運搬している間だけ、物品に応じた制御要素の制限値を考慮して目標位置まで移動する。無人搬送車の制御要素として、例えば、無人搬送車の加速度又は速度や、基準方向に対する移動角度などがある。目標位置まで移動した無人搬送車は、物品の保持を解除して物品を目標位置に置く。その後、無人搬送車は、制御要素の制限値を考慮せず、次のタスクを実行するために、初期位置に戻ったり、他に物品が用意された位置に向けて移動を開始するなどの次の処理に移る。この際、無人搬送車は、物品に応じて、加速度又は速度や、保持部２２の角度等の制御要素の制限値を変更して、物品を搬送することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るロボット制御装置の構成例及び動作例について説明する。
図９は、第２の実施の形態に係るロボット制御装置３Ａの内部構成例を示すブロック図である。

第１の実施の形態に係るロボット制御装置３は、物品の種類と、アームロボット２が物品を保持する状態に応じて制御要素の制限値を変更する機能を有していた。第２の実施の形態に係るロボット制御装置３Ａは、第１の実施の形態に係るロボット制御装置３が備える各部に加えて、環境検出部３７を備える。

環境検出部３７は、アームロボット２が設置される場所、初期位置及び目標位置のうち、少なくとも一つの場所を含む周辺環境の情報を検出する。初期位置及び目標位置の定義は、第１の実施の形態に係る定義と同様である。

周辺環境とは、一例としてアームロボット２がピックアンドプレイスする目標位置の素材が挙げられる。目標位置の素材が柔らかければ高い位置から物品を落下させても物品が損傷したり、周辺環境を破損させたりする可能性が低くなるため、加速度、角速度などの制御要素の制限値が変わる。そこで、アームロボット２が物品を目標位置に置くための動作を省略でき、タスクの実行時間を短縮することができる。

制限値記憶部３５には、物品ごとに周辺環境の情報と、制限値とが記憶される。このため、同じ物品に対する制限値であっても、周辺環境が異なれば値が異なることもある。また、制限値が異なることから、制限値定義部３６の制限値試験部４１、制限値算出部４２及び制限値共有部４３についても、第１の実施の形態に係るフロー（図６～図８）と同様のフローにより処理を行うことは可能であるが、さらに周辺環境も考慮して定義する点に違いがある。例えば、図６のステップＳ２３、図７のステップＳ３３では、周辺環境の条件を変更してタスク試験が行われる。

そして、制限値決定部３３は、制限値ごとに求めたタスクの成功率が、ＰＣ４から入力されたタスクの成功率以上となる制限値を、物品検出部３１が検出した物品と、環境検出部３７が検出した周辺環境とに基づいて決定する。このため、例えば、移動開始時に物品が置かれる場所と、目標位置とで周辺環境が異なっても、ロボット制御装置３Ａは、適切なアームロボット２の動作によりタスクを実行することが可能となる。

＜ピックアンドプレイスへの応用例＞
ここで、アームロボット２のピックアンドプレイスへの応用例について説明する。ここでは、ピックアンドプレイスの目標位置が複数種類ある状況を想定する。例えば、初期位置にあるピックアンドプレイスの対象となる物品がイチゴであり、目標位置がスポンジケーキやプラスチックケースなど、複数種類あるとする。このとき、第２の実施の形態に係る周辺環境に相当するものが目標位置のスポンジケーキやプラスチックケースの素材となる。環境検出部３７は、例えばセンサ２３を用いた画像認識などで目標位置の種類を検出し、目標位置の種類を制限値決定部３３に出力する。制限値決定部３３は、例えば、目標位置がスポンジケーキの場合にイチゴを目標位置に置く際の速度上限値をプラスチックケースの場合よりも下げるなど、周辺環境に応じた制御要素の制限値を調整する。

＜協働ロボットへの応用例＞
次に、アームロボット２を応用したアーム型の協働ロボットの例について説明する。ここでは、協働ロボットが、ある場所に置かれている物品を保持し、協働作業をする作業者に物品を渡すというタスクを想定する。

そして、周辺環境を作業者、すなわち人間の焦燥度とする。人間の焦燥度は、人間の心拍数の変化と関連があることが知られている。例えば、平常時の心拍数よりも高い心拍数であれば、焦燥度も高いことが多い。そこで、人間にはセンサ２３として心拍数センサを付ける。協働ロボットの動作を制御するロボット制御装置３は、センサ２３から人間の心拍数、すなわち焦燥度を検出し、焦燥度に応じた動作を協働ロボットに行わせる。また、協働ロボットは、焦燥度に応じて人間に指示を与えるため、音声によるアナウンスができるものとする。例えば、焦燥度が高ければ、簡潔な指示がアナウンスされ、焦燥度が低ければ、複数の指示を組み合わせた複雑な指示がアナウンスされる。

このとき、協働ロボットの制御要素として加速度、角速度、角度に加えて音声アナウンスのスピードや音量も考えられる。周辺環境である人間の焦燥度に応じて、例えば人間が焦っていればゆっくりとしたアナウンスによって人間を落ち着かせることができる。例えば、協働作業者が睡眠不足であったり、アルコールの摂取による酩酊によってオペレーション精度が低下していたりする場合には、協働ロボットの音声の再生スピードを通常より遅くしたり、通常よりも音声を大きくしたり、明瞭にしたりする。このように協働ロボットの動作を変更することで、協働ロボットが協働作業者に明確に指示することができ、協働作業者のミス等が減るので、早いタスク速度と高い成功率を両立することができる。

［変形例］
ここで、第１及び第２の実施の形態に係るロボットピッキングシステム１の構成要素を一体化した変形例について、図１０を参照して説明する。
図１０は、アームロボット２Ａの構成例を示すブロック図である。

アームロボット２Ａは、アーム２１、保持部２２及びセンサ２３に加えて、ロボット制御部２０を備える。ロボット制御部２０は、第１及び第２の実施の形態に係るロボット制御装置３又は３Ａと同じ機能ブロックを有する。このため、アームロボット２Ａは、アームロボット２に、ロボット制御装置３又は３Ａを一体化した構成である。例えば、ある環境で利用されるアームロボット２Ａには、ロボット制御装置３の機能を有するロボット制御部２０を取り付け、別の環境で利用されるアームロボット２Ａには、ロボット制御装置３Ａの機能を有するロボット制御部２０を取り付けるといった運用が可能となる。さらに、アームロボット２Ａに、ＰＣ４が有する表示装置５５、入力装置５６を取り付け、管理者５が入力装置５６を通じて物品を指示したり、成功率を入力したりしてもよい。

また、上述した各実施の形態では、一つのロボットピッキングシステム１が、１台のアームロボット２を備えた例について説明したが、複数台のアームロボット２を備えてもよい。また、アームロボット２以外の種類の異なるロボットを組み合わせてロボットピッキングシステムを構成してもよい。例えば、無人搬送車を備えるロボットピッキングシステムでは、タスクの開始位置で無人搬送車に物品を置くアームロボット２と、目標位置で無人搬送車から物品を下ろすアームロボット２が含まれてもよい。このことは、上述したアームロボット２Ａについても同様である。

また、１台のアームロボット２又は２Ａに複数の保持部２２が設けられてもよい。複数の保持部２２は、それぞれ吸着盤とハンドを組み合わせたものでもよい。

なお、本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…ロボットピッキングシステム、２…アームロボット、３…ロボット制御装置、４…ＰＣ、６…クラウドサーバ、１０…データ共有システム、２１…アーム、２２…保持部、２３…センサ、３１…物品検出部、３２…保持検出部、３３…制限値決定部、３４…アクチュエート部、３５…制限値記憶部、３６…制限値定義部

Claims (6)

1. ロボットが保持して目標位置まで移動させる物品を検出する物品検出部と、
   検出された前記物品を前記ロボットの保持部が保持していることを検出する保持検出部と、
   前記ロボットの動作を制御する制御要素ごとの制限値、及び前記物品の移動の成功率を、前記物品ごとに記憶する制限値記憶部と、
   前記制限値記憶部を参照し、保持されていることが検出された前記物品に応じて、前記制御要素ごとに前記制限値を決定する制限値決定部と、
   前記制御要素ごとに決定された前記制限値を超えない範囲で前記ロボットを動作させる動作部と、
   前記制限値を定義して、前記制限値記憶部に前記制限値を保存する制限値定義部と、
   前記ロボットが前記物品を保持して、前記物品の移動を開始した後、移動を終了して前記物品を離すまでの処理を一つのタスクとし、前記タスクの実行に要求される前記タスクの成功率を入力する成功率入力部と、を備え、
   前記制限値決定部は、前記制限値記憶部を参照し、前記成功率以上となる前記制限値を前記制御要素ごとに決定し、
   前記制限値定義部は、前記制御要素の前記制限値を変える前記タスクの試験を前記物品ごとに複数回行い、前記制限値ごとに求めた前記タスクの成功率が、前記成功率入力部から入力された前記タスクの成功率以上となる前記制限値を前記制御要素ごとに定義する制限値試験部を有する
   ロボット制御装置。
2. 前記制限値定義部は、他のロボット制御装置で定義され、前記他のロボット制御装置と共有される共有制限値を前記制限値として定義する制限値共有部を有する
   請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記制限値定義部は、前記制限値ごとに求めた前記タスクの成功率が、前記成功率入力部から入力された前記タスクの成功率以上となる前記制限値を物理法則に基づいて前記制御要素ごとに定義する制限値算出部を有する
   請求項１又は２に記載のロボット制御装置。
4. ロボットが保持して目標位置まで移動させる物品を検出する物品検出部と、
   検出された前記物品を前記ロボットの保持部が保持していることを検出する保持検出部と、
   前記ロボットが設置される場所、前記ロボットにより前記物品が移動される前に前記物品が置かれる場所、及び前記ロボットにより前記物品が移動された後に前記物品が置かれる場所のうち、少なくとも一つの場所を含む周辺環境の情報を検出する環境検出部と、
   前記ロボットの動作を制御する制御要素ごとの制限値と、前記物品の移動の成功率と、前記周辺環境の情報とを、前記物品ごとに記憶する制限値記憶部と、
   前記制限値記憶部を参照し、保持されていることが検出された前記物品に応じて、前記制御要素ごとに前記制限値を決定する制限値決定部と、
   前記制御要素ごとに決定された前記制限値を超えない範囲で前記ロボットを動作させる動作部と、
   前記制限値を定義して、前記制限値記憶部に前記制限値を保存する制限値定義部と、
   前記ロボットが前記物品を保持して、前記物品の移動を開始した後、移動を終了して前記物品を離すまでの処理を一つのタスクとし、前記タスクの実行に要求される前記タスクの成功率を入力する成功率入力部と、を備え、
   前記制限値決定部は、前記制限値記憶部を参照し、前記成功率以上となる前記制限値を前記制御要素ごとに決定し、前記制限値ごとに求めた前記タスクの成功率が、前記成功率入力部から入力された前記タスクの成功率以上となる前記制限値を、前記物品検出部が検出した前記物品と、前記環境検出部が検出した前記周辺環境とに基づいて決定する
   ロボット制御装置。
5. 物品を移動させるロボットと一体化されたロボット制御部を備え、
   前記ロボット制御部は、
   前記ロボットが保持して目標位置まで移動させる物品を検出する物品検出部と、
   検出された前記物品を前記ロボットの保持部が保持していることを検出する保持検出部と、
   前記ロボットの動作を制御する制御要素ごとの制限値、及び前記物品の移動の成功率を、前記物品ごとに記憶する制限値記憶部と、
   前記制限値記憶部を参照し、保持されていることが検出された前記物品に応じて、前記制御要素ごとに前記制限値を決定する制限値決定部と、
   前記制御要素ごとに決定された前記制限値を超えない範囲で前記ロボットを動作させる動作部と、
   前記制限値を定義して、前記制限値記憶部に前記制限値を保存する制限値定義部と、
   前記ロボットが前記物品を保持して、前記物品の移動を開始した後、移動を終了して前記物品を離すまでの処理を一つのタスクとし、前記タスクの実行に要求される前記タスクの成功率を入力する成功率入力部と、を有し、
   前記制限値決定部は、前記制限値記憶部を参照し、前記成功率以上となる前記制限値を前記制御要素ごとに決定し、
   前記制限値定義部は、前記制御要素の前記制限値を変える前記タスクの試験を前記物品ごとに複数回行い、前記制限値ごとに求めた前記タスクの成功率が、前記成功率入力部から入力された前記タスクの成功率以上となる前記制限値を前記制御要素ごとに定義する制限値試験部を有する
   ロボット。
6. 物品を移動させるロボットと一体化されたロボット制御部を備え、
   前記ロボット制御部は、
   前記ロボットが保持して目標位置まで移動させる物品を検出する物品検出部と、
   検出された前記物品を前記ロボットの保持部が保持していることを検出する保持検出部と、
   前記ロボットが設置される場所、前記ロボットにより前記物品が移動される前に前記物品が置かれる場所、及び前記ロボットにより前記物品が移動された後に前記物品が置かれる場所のうち、少なくとも一つの場所を含む周辺環境の情報を検出する環境検出部と、
   前記ロボットの動作を制御する制御要素ごとの制限値と、前記物品の移動の成功率と、前記周辺環境の情報とを、前記物品ごとに記憶する制限値記憶部と、
   前記制限値記憶部を参照し、保持されていることが検出された前記物品に応じて、前記制御要素ごとに前記制限値を決定する制限値決定部と、
   前記制御要素ごとに決定された前記制限値を超えない範囲で前記ロボットを動作させる動作部と、
   前記制限値を定義して、前記制限値記憶部に前記制限値を保存する制限値定義部と、
   前記ロボットが前記物品を保持して、前記物品の移動を開始した後、移動を終了して前記物品を離すまでの処理を一つのタスクとし、前記タスクの実行に要求される前記タスクの成功率を入力する成功率入力部と、を備え、
   前記制限値決定部は、前記制限値記憶部を参照し、前記成功率以上となる前記制限値を前記制御要素ごとに決定し、前記制限値ごとに求めた前記タスクの成功率が、前記成功率入力部から入力された前記タスクの成功率以上となる前記制限値を、前記物品検出部が検出した前記物品と、前記環境検出部が検出した前記周辺環境とに基づいて決定する
   ロボット。

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