WO2022080054A1 - 情報処理装置と情報処理方法およびプログラム - Google Patents

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WO2022080054A1
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light receiving
unit
light emitting
light
liquid level
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塁 鎌田
弘樹 西條
慶直 袖山
キリル ファンヘールデン
康範 川浪
直樹 西村
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ソニーグループ株式会社
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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • G01F23/292Light, e.g. infrared or ultraviolet
    • G01F23/2921Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/905Control arrangements

Definitions

  • This technology makes it possible to easily grasp the state of the liquid level with respect to the information processing device, information processing method and program.
  • the liquid level of the liquid contained in the container is estimated, and the liquid amount is estimated and the liquid transfer control is performed based on the estimation result.
  • the liquid level is continuously imaged by an image pickup device from the outside of the container to grasp the state of the liquid level.
  • an arm having two temperature sensors in the vertical direction is brought into close contact with the container and moved in the vertical direction, and when the temperature difference between the two temperature sensors exceeds the threshold value, the liquid level is reached. Is determined to be between the temperature sensors.
  • the purpose of this technique is to provide an information processing device, an information processing method, and a program that can easily grasp the state of the liquid level.
  • the first aspect of this technique is Between the light emitting unit and the light receiving unit, a light receiving signal corresponding to the light receiving intensity of the emitted light from the light emitting unit generated for each of a plurality of light receiving units arranged in the vertical direction facing the light emitting unit is used. It is in the information processing apparatus provided in the information processing apparatus provided with the liquid level state discriminating unit for discriminating the liquid level state of the liquid.
  • a plurality of light receiving units arranged in the vertical direction facing the light emitting unit receive light emitted from the light emitting unit.
  • a light receiving signal is generated according to the intensity.
  • a plurality of light emitting units may be provided in the circumferential direction on the reference plane including the optical axis of the light emitting unit.
  • the liquid level state determination unit discriminates the liquid level state of the liquid provided between the light emitting unit and the light receiving unit by using the light receiving signal generated for each light receiving unit.
  • the liquid level state determination unit is based on the signal level difference between the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction and the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the lower side. Determine the liquid level condition. Further, the liquid level state determination unit is generated by a light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction with respect to the first light emitting unit when the first light emitting unit and the second light emitting unit are provided facing each other. The first signal level difference between the received light receiving signal and the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged vertically below the second light emitting unit, and the first light emitting unit.
  • the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the lower side in the vertical direction and the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction with respect to the second light emitting unit are the first.
  • the liquid level state is determined based on the signal level difference of 2.
  • a light receiving adjustment unit for adjusting the light receiving direction of the light receiving unit is further provided, and the light receiving adjusting unit adjusts the light receiving direction according to at least one of the remaining amount of liquid, the viscosity of the liquid, and the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. ..
  • temperature detection units are further provided above and below the light emitting unit, and the liquid level state determination unit further obtains the temperature detection result detected by the upper temperature detection unit and the temperature detection result detected by the lower temperature detection unit. It is used to determine the liquid level state.
  • a control unit for controlling the gripper unit for gripping the liquid storage container is provided, the light emitting unit and the light receiving unit are provided on the gripping surface of the gripper unit, and the control unit is provided from the upper position of the storage container to the inside of the storage container. Distance measurement and distance measurement from the upper position to the mounting surface of the storage container are performed, and the gripping position by the gripper portion is set based on the distance measurement result.
  • the liquid level state determination unit includes, for example, a light receiving signal generated by a light receiving unit arranged above the first light emitting unit in the vertical direction and a second light emitting unit facing the first light emitting unit.
  • the control unit controls the gripper unit so that the storage container is in a predetermined posture with respect to the liquid level based on the determination result of the inclination of the liquid level.
  • control unit injects liquid into the storage container based on the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction and the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the lower side.
  • control unit grips the storage container with the gripper unit at the liquid level position of the target water injection amount in the storage container.
  • control unit measures the distance from the upper position of the storage container to the inside of the storage container and the distance from the upper position to the upper end of the storage container, and sets the transport speed of the storage container according to the difference in the distance measurement results. do.
  • the second aspect of this technique is Between the light emitting unit and the light receiving unit, a light receiving signal corresponding to the light receiving intensity of the emitted light from the light emitting unit generated for each of a plurality of light receiving units arranged in the vertical direction facing the light emitting unit is used. It is an information processing method including discriminating the liquid level state of the liquid provided in the above by a liquid level state determination unit.
  • the third aspect of this technique is Between the light emitting unit and the light receiving unit, a light receiving signal corresponding to the light receiving intensity of the emitted light from the light emitting unit generated for each of a plurality of light receiving units arranged in the vertical direction facing the light emitting unit is used.
  • the program of the present technology is, for example, a storage medium, a communication medium, for example, a storage medium such as an optical disk, a magnetic disk, or a semiconductor memory, which is provided in a computer-readable format to a general-purpose computer capable of executing various program codes. It is a program that can be provided by a medium or a communication medium such as a network. By providing such a program in a computer-readable format, processing according to the program can be realized on the computer.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of an information processing apparatus. It is a figure which illustrated the arrangement of the detection unit. It is a figure which showed schematically the relationship between the liquid level LS and the received light signal with respect to detection units 21-1 and 21-2. It is a figure which illustrated the structure of the robot arm provided with the information processing apparatus. It is a figure which illustrated the functional block composition of the robot arm provided with the information processing apparatus. It is a flowchart which illustrates the operation until the liquid storage container is grasped. It is a figure which showed the operation example until grasping a liquid storage container. It is a flowchart which illustrates the holding operation of the liquid storage container. It is a figure which showed the holding operation example of the liquid storage container. It is a figure which showed the holding operation example of the liquid storage container. It is a flowchart which exemplifies the water injection operation. It is a figure which illustrated the water injection operation.
  • FIG. 1 shows the configuration of the information processing apparatus of the present technology.
  • the information processing apparatus 10 has a detection unit 21 using a light emitting unit 211 and a plurality of light receiving units 212, and a liquid level state determination unit 30. Further, one or a plurality of detection units 21 are provided.
  • the light emitting unit 211 is configured by using a light emitting element, for example, an LED (Light Emitting Diode), and emits light.
  • a light emitting element for example, an LED (Light Emitting Diode), and emits light.
  • the plurality of light receiving units 212 are arranged in the vertical direction facing the light emitting unit 211.
  • the light receiving unit 212u is provided on the upper side with respect to the optical axis of the light emitting unit 211
  • the light receiving unit 212d is provided on the lower side with respect to the optical axis of the light emitting unit 211.
  • the light receiving units 212u and 212d have sensitivity in the wavelength range of the light emitted from the light emitting unit 211, and generate a light receiving signal according to the light receiving intensity of the light emitted from the light emitting unit 211 to generate a liquid level state. Output to the determination unit 30.
  • a plurality of detection units 21 may be provided so that the light emitting unit is located in the circumferential direction on the reference surface including the optical axis, and the light receiving signal generated for each detection unit may be output to the liquid level state determination unit 30. ..
  • the liquid level state determination unit 30 determines the liquid level state based on the light receiving signal generated by the detection unit 21.
  • FIG. 2 illustrates the arrangement of the detection unit.
  • FIG. 2A shows a case where one detection unit 21 is provided.
  • the detection unit 21 has a light emitting unit 211 and light receiving units 212u and 212d arranged in the vertical direction facing the light emitting unit 211.
  • the light receiving unit 212u is provided on the upper side and the light receiving unit 212d is provided on the lower side with respect to the reference surface RP including the optical axis of the light emitted from the light emitting unit 211.
  • the light receiving units 212u and 212d are configured to face the light emitting unit 211, and generate a light receiving signal according to the light receiving intensity of the light emitted from the light emitting unit 211.
  • the detection unit 21-1 has a light emitting unit 211-1 and light receiving units 212u-1 and 212d-1 arranged in the vertical direction facing the light emitting unit 211-1.
  • the detection unit 21-2 has a light emitting unit 211-2 and light receiving units 212u-2 and 212d-2 arranged in the vertical direction facing the light emitting unit 211-2.
  • the light receiving unit 212u-1 is provided on the upper side and the light receiving unit 212d-1 is provided on the lower side with respect to the reference surface RP including the optical axis of the light emitted from the light emitting unit 211-1.
  • the light emitting unit 211-1 and the light emitting unit 211-2 are provided so that the optical axes of the emitted light are substantially the same and the light emitting unit 211-2 and the light emitting unit 211-2 face each other.
  • the light receiving unit 212u-2 is provided on the upper side and the light receiving unit 212d-2 is provided on the lower side with respect to the reference surface RP including the optical axis of the light emitted from the light emitting unit 211-2.
  • the light receiving units 212u-1 and 212d-1 are configured to face the light emitting unit 211-1, and generate a light receiving signal according to the light receiving intensity of the light emitted from the light emitting unit 211-1.
  • the light receiving units 212u-2 and 212d-2 are configured to face the light emitting unit 211-2, and generate a light receiving signal according to the light receiving intensity of the light emitted from the light emitting unit 211-2.
  • FIG. 2C shows the case where four detection units 21-1, 21-2, 21-3, and 21-4 are provided.
  • the detection units 21-1 and 21-2 are provided as shown in FIG. 2 (b).
  • the detection units 21-3 and 21-4 are configured in the same manner as the detection units 21-1 and 21-2, and are located at an intermediate position between the light emitting unit 211-1 and the light emitting unit 211-2 with respect to the reference plane RP. It is provided at a position having a phase difference of 90 degrees from the detection units 21-1 and 21-2 in the circumferential direction (also referred to as "circumferential direction in the reference plane") with the vertical direction as the rotation axis.
  • the detection unit is not limited to the arrangement shown in FIG.
  • a plurality of light receiving portions may be provided in the vertical direction on each of the upper side and the lower side of the reference surface RP.
  • the signal indicating the light receiving result in the light receiving unit 212u-1 is the light receiving signal Su-1
  • the signal indicating the light receiving result in the light receiving unit 212d-1 is the light receiving signal Sd-1
  • the light receiving result in the light receiving unit 212u-2 is.
  • the signal shown is referred to as a light receiving signal Su-2
  • the signal indicating the light receiving result in the light receiving unit 212d-1 is referred to as a light receiving signal Sd-2.
  • the liquid is a liquid that causes light attenuation.
  • FIG. 3 schematically shows the relationship between the liquid level LS and the received light signal with respect to the detection units 21-1 and 21-2.
  • FIG. 3A exemplifies the light-receiving signals Su-1, Su-2, Sd-1, and Sd-2 when the reference surface RP and the liquid level LS are substantially equal to each other, and the light-receiving signals Su-1, Su are illustrated.
  • the signal level of ⁇ 2 is “V4”
  • the signal levels of the received light signals Sd-1 and Sd-2 are “V1”.
  • the emitted light is attenuated by passing through the liquid, and the signal level is "V4> V1".
  • FIG. 3B illustrates a case where the liquid level LS changes so as to rotate clockwise with respect to the reference surface RP, for example.
  • the liquid level LS rotates clockwise, a part of the optical path from the light emitting unit 211-1 to the light receiving unit 212d-1 does not contain the liquid.
  • the signal level of the received light signal Sd-1 rises from "V1" to become, for example, "V2".
  • the optical path from the light emitting unit 211-1 to the light receiving unit 212u-1 does not contain a liquid.
  • the signal level of the received light signal Su-1 is maintained at "V4".
  • the optical path from the light emitting unit 211-2 to the light receiving unit 212d-2 is maintained in a liquid state.
  • the signal level of the received light signal Sd-2 is maintained at "V1". Further, the optical path from the light emitting unit 211-2 to the light receiving unit 212u-2 contains a liquid. In this case, the signal level of the received light signal Su-2 drops from "V4" to, for example, "V3".
  • the liquid level state determination unit 30 detects that the signal level difference between the light receiving signal Sd-1 and the light receiving signal Su-2 has become small, the liquid level LS rotates clockwise with respect to the reference surface RP. It can be determined that the change has occurred.
  • FIG. 3 illustrates a case where the liquid level LS changes so as to rotate counterclockwise on the drawing, for example, with respect to the reference surface RP.
  • the liquid level LS rotates counterclockwise, the optical path from the light emitting unit 211-1 to the light receiving unit 212d-1 is maintained in a liquid state.
  • the signal level of the received light signal Sd-1 is maintained at "V1".
  • a part of the optical path from the light emitting unit 211-1 to the light receiving unit 212u-1 contains a liquid.
  • the signal level of the received light signal Su-1 drops from "V4" to, for example, "V3".
  • a part of the optical path from the light emitting unit 211-2 to the light receiving unit 212d-2 does not contain liquid.
  • the signal level of the received light signal Sd-2 rises from "V1" to become, for example, "V2".
  • the optical path from the light emitting unit 211-2 to the light receiving unit 212u-2 is maintained in a state in which no liquid is contained. In this case, the signal level of the received light signal Su-2 is maintained at "V4".
  • the liquid level state determination unit 30 detects that the signal level difference between the light receiving signal Sd-2 and the light receiving signal Su-1 has become small, the liquid level LS rotates counterclockwise with respect to the reference plane RP. It can be determined that the change has been made.
  • the liquid level state determination unit 30 can change the signal level of the light receiving unit and the changing direction ( Based on the increase or decrease), the inclination of the liquid surface with respect to the arrangement direction of the light emitting portion and the light receiving portion can be accurately discriminated. Further, if the light emitting unit 211-1 and the light emitting unit 211-2 are alternately lit so that the light receiving unit that opposes the lit light emitting unit generates the light receiving signal, the light receiving signal corresponding to the transmitted amount can be generated. Can be generated accurately.
  • the two detection units arranged so that the light emitting portions face each other are further arranged so as to generate a phase difference of 90 degrees, the light emitting portions face each other.
  • the inclination of the liquid level can be detected by the two detection units arranged.
  • the two detection units arranged so as to generate a phase difference of 90 degrees can detect the inclination of the phase difference of 90 degrees with respect to the vertical direction of the reference plane RP.
  • FIG. 4 illustrates the configuration of a robot arm in a robot provided with an information processing device.
  • FIG. 4A is a simplified diagram showing a part of the structure of the robot arm.
  • the robot arm 100 has an arm portion 110 and a gripper portion (hand portion) 121.
  • the arm portion 110 and the gripper portion 121 are connected via the joint portion 115, the posture of the gripper portion 121 with respect to the arm portion 110 can be adjusted, and the arm portion 110 has a position with respect to the robot body (not shown).
  • the posture is adjustable.
  • the gripper portion 121 has a first finger portion 122a and a second finger portion 122b.
  • the first finger portion 122a has a root portion 123a, a joint portion 124a, and a fingertip portion 125a.
  • One end of the root portion 123a is connected to the joint portion 115, and the other end is connected to the fingertip portion 125a via the joint portion 124a.
  • the second finger portion 122b has a root portion 123b, a joint portion 124b, and a fingertip portion 125b.
  • One end of the root portion 123b is connected to the joint portion 115, and the other end is connected to the fingertip portion 125b via the joint portion 124b.
  • the positions and orientations of the fingertips 125a and the fingertips 125b of the first fingertips 122a and the second fingertips 122b connected to the joints 115 can be adjusted with respect to the joints 115.
  • the facing surface (grip surface) between the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b is in a substantially parallel state.
  • the orientation of the first finger portion 122a and the second finger portion 122b is adjusted so that the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b are aligned in the horizontal direction, or the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b are aligned in the vertical direction. Can be done.
  • FIG. 4B exemplifies the configuration of the fingertip portion 125a facing the fingertip portion 125b.
  • a light emitting unit 211-1 is provided substantially in the center of the facing surface of the fingertip portion 125a
  • a light receiving unit 212u-2 and a temperature detecting unit 214ua are provided at the upper portion of the light emitting unit 211-1
  • a light receiving unit 212d-2 is provided at the lower portion.
  • the temperature detection unit 214da is provided.
  • a pressure detecting unit 215a and a ranging unit 216a are provided on the facing surface.
  • FIG. 4C is a schematic cross-sectional view of positions AA'in FIG. 4B.
  • the light receiving unit 212u-2 can be adjusted in the direction of the light receiving surface by the light receiving adjusting unit 213u-2, and the light receiving unit 212d-2 can be adjusted in the direction of the light receiving surface by the light receiving adjusting unit 213d-2. Has been done.
  • the surface of the fingertip portion 125b facing the fingertip portion 125a is also configured in the same manner as the fingertip portion 125a.
  • the pressure detection unit and the distance measuring unit may be provided on only one of the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b.
  • FIG. 5 illustrates a functional block configuration of a robot arm provided with an information processing device.
  • the fingertip portion 125a of the robot arm 100 includes a light emitting unit 211-1, a light receiving unit 212u-2, 212d-2, a light receiving adjusting unit 213u-2, 213d-2, a temperature detecting unit 214ua, 214da, a pressure detecting unit 215a, and a distance measuring unit. It has a portion 216a.
  • the fingertip portion 125b has a light emitting unit 211-2, a light receiving unit 212u-1, 212d-1, a light receiving adjusting unit 213u-1, 213d-1, and a temperature detecting unit 214ub, 214db.
  • the fingertip portion 125b may have a pressure detecting portion 215b and a ranging unit 216b.
  • the light emitting unit 211-1 of the fingertip unit 125a and the light emitting unit 211-2 of the fingertip unit 125b output emitted light under the control of the control unit 151 described later.
  • the light receiving units 212u-2 and 212d-2 of the fingertip portion 125a generate a light receiving signal according to the light receiving intensity of the emitted light from the light emitting unit 211-2 of the fingertip portion 125b and output it to the control unit 151. Further, the light receiving units 212u-1 and 212d-1 of the fingertip portion 125b generate a light receiving signal according to the light receiving intensity of the light emitted from the light emitting unit 211-1 of the fingertip portion 125a and output it to the control unit 151.
  • the light receiving adjustment unit 213u-2 determines the light receiving direction according to at least one of the remaining amount of the liquid, the viscosity of the liquid, and the distance between the light emitting unit 211-2 and the light receiving unit 213u-2. adjust.
  • the light receiving adjustment unit 213d-2 adjusts the direction of the light receiving surface of the light receiving unit 212d-2 under the control of the control unit 151.
  • the light receiving adjustment units 213u-1 and 213d-1 adjust the orientation of the light receiving surface of the light receiving units 212u-1 and 212d-1 under the control of the control unit 151.
  • the temperature detection units 214ua, 214da, 214ub, 214db detect the temperature of the object held by the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b, and output a temperature detection signal indicating the detection result to the control unit 151.
  • the pressure detection units 215a and 215b are configured by using a piezo resistance type pressure sensor, a capacitance type pressure sensor, or the like.
  • the pressure detection units 215a and 215b detect the gripping force when gripping an object with the fingertips 125a and the fingertips 125b, and output a pressure detection signal indicating the detection result to the control unit 151.
  • the distance measuring units 216a and 216b are configured by using a distance measuring sensor such as an optical type or an ultrasonic type.
  • the distance measuring units 216a and 216b output a distance measuring signal indicating the distance measuring result to the control unit 151.
  • the robot arm 100 further includes a control unit 151, an arm drive unit 152, and a gripper drive unit 153. Further, the control unit 151 includes an arm control unit 151a, a gripper control unit 151b, and a liquid level state determination unit 151c.
  • the arm unit 110 and the gripper unit 121 are positioned at a desired position based on the arm control signal from the system control unit 200 that controls the operation of the entire robot and the distance measurement signals generated by the distance measurement units 216a and 216b.
  • a drive signal is generated and output to the arm drive unit 152 so as to be in a posture.
  • the arm control unit 151a has a liquid level between the light receiving unit 212u-1 (212u-2) and the light receiving unit 212d-1 (212d-2) of the fingertip portions 125a and 125b based on the control signal and the distance measuring signal.
  • a drive signal is generated so as to be located at, and is output to the arm drive unit 152.
  • the gripper control unit 151b Based on the pressure detection signals generated by the pressure detection units 215a and 215b, the gripper control unit 151b generates a drive signal so that the fingertips 125a and 125b grip the liquid storage container with an appropriate force. Output to 153.
  • the liquid level state determination unit 151c is a light receiving signal generated by the light receiving units 212u-1, 212d-1, 212u-2, 212d-2, or a light receiving signal and a temperature detecting unit 214ua, 214da, 214ub, 214db. The state of the liquid level is determined based on the temperature detection signal.
  • the liquid level state determination unit 151c outputs the determination result of the liquid level state (also referred to as “state determination result”) to the system control unit 200.
  • control unit 151 outputs the signal detected by the fingertips 125a and 125b and the state determination result generated by the liquid level state determination unit 151c to the system control unit 200, and the system control unit 200 is output from the control unit 151.
  • An arm control signal is generated based on the supplied signal.
  • the system control unit 200 generates an arm control signal so as to perform position control with the gripper unit 121 as the position of the storage container and position / attitude control of the gripper unit 121 so that the liquid contained in the storage container does not spill. do.
  • the liquid level determination unit 151c outputs the state determination result to the arm control unit 151a or the gripper control unit 151b to generate a drive signal according to the state determination result, so that the liquid contained in the storage container can be discharged.
  • the position and posture of the gripper portion 121 may be adjusted so as not to spill.
  • the control unit 151 may be integrally configured with the system control unit 200.
  • the arm drive unit 152 drives the arm unit 110 and the gripper unit 121 based on the drive signal generated by the control unit 151 to obtain a desired position and posture.
  • the gripper drive unit 153 drives the gripper unit 121 based on the drive signal generated by the control unit 151 to grip the storage container with an appropriate force.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation until the liquid storage container is gripped. Further, FIG. 7 shows an operation example until the liquid storage container is gripped.
  • step ST1 of FIG. 6 the control unit performs distance measurement processing.
  • the control unit 151 rotates the gripper unit 121 in the direction of the arrow Mr1, and measures the distance measuring unit 216a provided on the fingertip portion 125a of the first finger portion 122a, for example. Turn down in the distance direction. Further, the control unit 151 sets the fingertip portion 125a above the storage container 50. The distance measuring unit 216a measures the distance inside the storage container 50, and measures, for example, the distance Ds to the liquid level LS. Further, as shown in FIG. 7B, the control unit 151 moves the first finger unit 122a parallel to the mounting surface 60 of the storage container 50 in the direction of the arrow Mp1 and causes the distance measuring unit 216a. Distance measurement is performed, the distance Dp to the mounting surface 60 is measured, and the process proceeds to step ST2.
  • step ST2 the control unit determines whether there is liquid in the storage container.
  • the control unit 151 contains the liquid LS in the storage container 50 when the distance difference between the distance Dp to the mounting surface measured in step ST1 and the distance Ds in the storage container is larger than a preset threshold value. When the distance difference is equal to or less than the threshold value, it is determined that the liquid LS is not contained in the storage container 50, and the process proceeds to step ST8.
  • step ST3 the control unit sets the gripper unit to the approach position.
  • the control unit 151 moves the gripper unit 121 in the directions of the arrows Mr2 and Mp2, and the first finger unit 122a and the second finger unit 122b are positioned above the storage container 50.
  • the process proceeds to step ST4 as an approach position where the storage container 50 is located between the first finger portion 122a and the second finger portion 122b.
  • step ST4 the control unit adjusts the angle of the light receiving unit.
  • the control unit 151 adjusts the direction of the light receiving surface of the light receiving units 212u-2, 212d-2 provided on the fingertip portion 125a of the first finger portion 122a by the light receiving adjusting unit 213u-2, 213d-2. Further, the control unit 151 adjusts the direction of the light receiving surface of the light receiving units 212u-1 and 212d-1 provided on the fingertip portion 125b of the second fingering unit 122b by the light receiving adjusting unit 213u-1 and 213d-1.
  • the light receiving adjustment unit adjusts the light receiving direction according to at least one of the viscosity of the liquid, the remaining amount of the liquid, and the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. For example, when the viscosity of the liquid is low, the light receiving adjusting unit 213u-1, 213d-1, 213u-2, 213d-2 increases the incident angle of the emitted light from the light emitting unit to rapidly change the liquid level. Make it discoverable.
  • the viscosity of the liquid is set in advance. Further, when the amount of liquid is small and the liquid level is lower than the position of the light emitting portion, the light receiving surface of the light receiving portion may be directed downward to generate a light receiving signal according to the inclination of the liquid surface. It will be possible.
  • the angle formed by the straight line connecting the upper light receiving portion and the light emitting portion and the straight line connecting the lower light receiving portion and the light emitting portion becomes large. Therefore, if the light receiving adjustment unit is adjusted so that the direction of the light receiving surface of the light receiving unit is the direction of the light emitting unit, the direction of the light receiving surface of the light receiving unit changes due to the change in the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. It is possible to prevent the direction from being different from the direction of the part.
  • the light receiving adjustment unit 213u-1, 213d-1, 213u-2, 213d-2 adjusts the direction of the light receiving surface of the light receiving unit 212u-1, 212d-1, 212u-2, 212d-2. Proceed to step ST5.
  • step ST5 the control unit moves the gripper unit downward.
  • the control unit 151 moves the gripper unit 121 downward along the storage container 50 (direction approaching the mounting surface) and proceeds to step ST6.
  • step ST6 the control unit determines whether the light receiving level change is equal to or greater than the threshold value.
  • the control unit 151 is, for example, the difference between the light receiving signal Su-1 generated by the light receiving unit 212u-1 and the light receiving signal Sd-2 generated by the light receiving unit 212d-2, and the light receiving light generated by the light receiving unit 212d-1.
  • the process proceeds to step ST7. Further, the gripper portion 121 does not move until the liquid level is between the light receiving unit 212u-1 and the light receiving unit 212d-1 and between the light receiving unit 212u-2 and the light receiving unit 212d-2, and the difference is a threshold value. If it is smaller than, the process returns to step ST5, and the gripper portion 121 is continuously moved to the arrow Mv1.
  • step ST7 the control unit performs a gripping operation.
  • the control unit 151 has a liquid level LS between the light receiving unit 212u-1 and the light receiving unit 212d-1, and between the light receiving unit 212u-2 and the light receiving unit 212d-2.
  • the control unit 151 shows the detection results of the pressure detection unit 215a provided on the fingertip portion 125a of the first finger portion 122a and the pressure detection unit 215b provided on the fingertip portion 125b of the second finger portion 122b. Based on the pressure detection signal, grip the storage container containing the liquid with an appropriate gripping force.
  • step ST8 the control unit performs a gripping operation at a predetermined position. Since the storage container does not contain liquid, the control unit 151 grips the storage container at a predetermined position, for example, a position that is a predetermined ratio to the distance from the upper end of the storage container to the mounting surface. Further, the control unit 151 has a pressure detection signal indicating the detection result of the pressure detection unit 215a provided on the fingertip portion 125a of the first finger portion 122a, or a pressure detection signal indicating the detection result of the pressure detection unit 215a. 2 Based on the pressure detection signal indicating the detection result of the pressure detection unit 215b provided on the fingertip portion 125b of the fingertip portion 122b, the storage container containing no liquid is gripped with an appropriate gripping force.
  • FIG. 7 shows the operation when the distance measuring portions 216a and 216b are provided on the facing surfaces of the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b. It may be provided on the lower surface. In this case, even if the gripper portion 121 is not rotated in the direction of the arrow Mr1 shown in FIG. 7A, the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b are simply moved in parallel with the mounting surface, for example, to the mounting surface. And the distance to the liquid level in the storage container (bottom surface if no liquid is contained) can be measured.
  • the fingertip portion 125a and the fingertip portion 125b are stored in the storage container based on the distance to the edge of the storage container, or the distance to the mounting surface and the liquid level in the storage container (the bottom surface if no liquid is contained). It is possible to easily set the position along the outer surface of the.
  • control unit 151 grips the storage container 50 with the gripper unit 121 at the position of the liquid level LS based on the light receiving signals generated by the light receiving units 212u-1, 212d-1, 212u-1, 212u-2. become able to.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating the holding operation of the liquid storage container. Further, FIGS. 9 and 10 show an example of a holding operation of the liquid storage container.
  • step ST11 of FIG. 8 the control unit performs a transmission amount measurement process.
  • the control unit 151 measures the amount of transmitted light output from the light emitting unit at the light receiving unit.
  • FIG. 9A shows the light emitting unit 211-1 and the light receiving units 212u-1, 212d-1
  • FIG. 9B shows the light emitting unit 211-2 and the light receiving units 212u-2, 212d-. 2 is shown.
  • the light-receiving signal generated by the light-receiving units 212u-1, 212d-1 (212u-2, 212d-2) has a signal level corresponding to the amount of transmitted light emitted from the light-emitting unit 211-1 (211-2). ..
  • the control unit 151 acquires the light-receiving signal Su-2 generated by the light-receiving unit 212u-2 of the fingertip portion 125a and the light-receiving signal Sd-2 generated by the light-receiving unit 212d-2 as the measurement result of the transmittance. ..
  • control unit 151 acquires the light receiving signal Su-1 generated by the light receiving unit 212u-1 of the fingertip portion 125b and the light receiving signal Sd-1 generated by the light receiving unit 212d-1 as the measurement result of the transmittance. And proceed to step ST12.
  • step ST12 the control unit determines whether the transmission amount difference has changed by the threshold value or more.
  • the change in the transmission amount difference for example, the difference between the light receiving signal Su-1 and the light receiving signal Sd-2 and the difference between the light receiving signal Sd-1 and the light receiving signal Su-2 changes by the threshold value or more
  • the control unit 151 is shown in FIG.
  • the signal level difference between the light receiving signal Sd-1 and the light receiving signal Su-2 becomes smaller than the threshold value as shown in (b) of 3 or as shown in (c) of FIG.
  • the process proceeds to step ST13. Further, when it is detected that the signal level difference is larger than the threshold value, it is determined that the transmission amount difference has not changed more than the threshold value, and the process returns to step ST11.
  • step ST13 the control unit performs drive control according to the difference.
  • the liquid level LS is relative to the reference plane RP. It is rotated clockwise. Therefore, the control unit 151 generates a drive signal for driving the gripper unit 121 so that the liquid level LS is parallel to the reference surface RP and outputs the drive signal to the gripper drive unit 153.
  • the liquid level LS becomes the reference plane RP.
  • control unit 151 On the other hand, it is rotated counterclockwise. Therefore, the control unit 151 generates a drive signal for driving the gripper unit 121 so that the liquid level LS is parallel to the reference surface RP and outputs the drive signal to the gripper drive unit 153. In this way, the control unit 151 generates a drive signal so that the liquid level LS is parallel to the reference surface RP, and proceeds to step ST14.
  • the discrimination of the difference in the transmittance and the drive control according to the difference are not limited to the case shown in FIG.
  • the difference in the transmittance may be discriminated and the drive control may be performed according to the difference based on the light receiving signals generated by the plurality of light receiving units that receive the light emitted from the same light emitting unit. ..
  • FIG. 10A shows a case where the storage container 50 is tilted to the right side. In this case, the optical path from the light emitting unit 211-2 to the light receiving unit 212u-2 contains a liquid.
  • FIG. 10B shows a case where the storage container 50 is tilted to the left side.
  • the optical path from the light emitting unit 211-1 to the light receiving unit 212u-1 contains a liquid. Therefore, the level difference between the light receiving signal generated by the light receiving unit 212u-2 and the light receiving signal generated by the light receiving unit 212d-2 is smaller than that in the case where the tilt is not generated.
  • the control unit 151 may generate a drive signal for driving the gripper unit 121 so that the signal level difference becomes larger than the threshold value.
  • the gripper drive unit performs a gripper drive operation.
  • the gripper drive unit 153 drives the gripper unit 121 based on the drive signal generated by the control unit 151 to operate so as to cancel the inclination of the liquid level. For example, when the storage container 50 is tilted as shown in FIG. 10A, the gripper drive unit 153 drives the gripper unit 121 based on the drive signal generated by the control unit 151 to move the storage container 50 to the arrow Mc2. By rotating in the direction of, the inclination of the liquid level with respect to the storage container 50 is corrected. Further, when the storage container 50 is tilted as shown in FIG.
  • the gripper drive unit 153 drives the gripper unit 121 based on the drive signal generated by the control unit 151 to point the storage container 50 with an arrow. By rotating in the direction of Mc1, the inclination of the liquid level with respect to the storage container 50 is corrected. In this way, the gripper drive unit 153 drives the gripper unit 121 so as to cancel the inclination of the liquid level, and returns to step ST11.
  • control unit 151 determines the state of the liquid level based on the light receiving result of the light receiving unit, and operates the gripper unit 121 so as to cancel the inclination of the determined liquid level, whereby the liquid spills on the storage container. You can continue to hold it so that it does not.
  • the robot can transport the storage container containing the liquid so that the liquid does not spill.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating the operation of injecting water into the storage container.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of water injection operation into the storage container.
  • step ST21 the control unit grips the storage container.
  • the control unit 151 performs the processes of step ST1, step ST2, and step ST8 of FIG. 6, grips the storage container 50 into which the liquid is injected, and proceeds to step ST22.
  • the gripping position is the liquid level TG of the target amount of the liquid to be injected into the storage container 50 from the water injector 70.
  • step ST22 the control unit starts water injection.
  • the control unit 151 rotates the water injector 70 for injecting the liquid into the storage container in the direction of the arrow Mq1 as shown in (a) of FIG. 12, for example, to start the injection of the liquid into the storage container 50 in step ST22. Proceed to.
  • step ST23 the control unit determines whether the transmission amount difference has changed by the threshold value or more.
  • the change in the transmission amount difference which is the difference between the light receiving signal Su-1 and the light receiving signal Sd-2 and the difference between the light receiving signal Sd-1 and the light receiving signal Su-2
  • the control unit finishes water injection.
  • the control unit 151 detects that the signal level difference between the light receiving signal Sd-2 and the light receiving signal Su-1 is smaller than the threshold value, the position of the liquid level LS is the target amount. Since the liquid level is TG, for example, the water injection device 70 is rotated in the direction of the arrow Mq2 to end the water injection.
  • the liquid level is the position between the upper light emitting portion and the lower light emitting portion in the gripper portion 121. That is, when the target amount of liquid is poured into the storage container 50, the water injection can be automatically terminated.
  • the state of the liquid level may be determined by further using the temperature detection result generated by the temperature detection unit. For example, when the temperature difference between the temperature detection result generated by the upper temperature detection unit 214ua (214ub) and the temperature detection result generated by the lower temperature detection unit 214da (214db) exceeds a preset threshold value. , It is determined that the liquid level LS is located between the temperature detection unit 214ua (214ub) and the temperature detection unit 214da (214db).
  • the state of the liquid level can be determined based on the temperature difference between the liquid temperature and the space temperature above the liquid even when the change in the transmission amount difference is small because the transparency of the liquid is high. Further, even when the temperature difference between the liquid temperature and the space temperature above the liquid is small, if the change in the transmittance difference is not small, the state of the liquid level can be determined based on the change in the signal level of the received light signal.
  • control unit measures the distance from the upper position of the storage container to the inside of the storage container and the distance from the upper position to the upper end of the storage container, and sets the transport speed of the storage container according to the difference in the distance measurement results. You may. For example, when the difference between the distance measurement results is small, the liquid level is close to the upper end of the storage container and the liquid tends to spill, so that the control unit reduces the moving speed. Further, when the difference in the distance measurement results is large, the liquid is unlikely to spill, so that the control unit increases the moving speed as compared with the case where the difference in the distance measurement results is small.
  • the series of processes described in the specification can be executed by hardware, software, or a composite configuration of both.
  • the program that records the processing sequence is installed in the memory in the computer built in the dedicated hardware and executed.
  • the program can be recorded in advance on a hard disk as a recording medium, SSD (Solid State Drive), or ROM (Read Only Memory).
  • a hard disk as a recording medium
  • SSD Solid State Drive
  • ROM Read Only Memory
  • the program is a flexible disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), MO (Magneto optical) disk, DVD (Digital Versatile Disc), BD (Blu-Ray Disc (registered trademark)), magnetic disk, semiconductor memory card. It can be temporarily or permanently stored (recorded) on a removable recording medium such as an optical disc.
  • a removable recording medium such as an optical disc.
  • Such removable recording media can be provided as so-called package software.
  • the program may be transferred from the download site to the computer wirelessly or by wire via a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet.
  • the computer can receive the program transferred in this way and install it on a recording medium such as a built-in hard disk.
  • the information processing device of the present technology can have the following configurations.
  • the light emitting unit and the light receiving unit are used by using a light receiving signal corresponding to the light receiving intensity of the emitted light from the light emitting unit generated for each of a plurality of light receiving units arranged vertically facing the light emitting unit.
  • An information processing device provided with a liquid level state determination unit for discriminating the liquid level state of the liquid provided between the and.
  • the liquid level state determination unit is a signal level between a light receiving signal generated by a light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction and a light receiving signal generated by a light receiving unit arranged on the lower side.
  • the information processing apparatus according to any one of (1) to (3), which determines the liquid level state based on the difference.
  • the liquid level state determination unit has a light receiving signal generated by a light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction with respect to the first light emitting unit and a second light emitting unit facing the first light emitting unit. The first signal level difference from the light receiving signal generated by the light receiving portion arranged below the light emitting portion of 2 in the vertical direction, and the vertical direction with respect to the first light emitting portion.
  • the light receiving adjustment unit adjusts the light receiving direction according to at least one of the viscosity of the liquid, the remaining amount of the liquid, and the distance between the light emitting unit and the light receiving unit. ..
  • Temperature detection units are further provided above and below the light emitting unit, and the liquid level state determination unit uses the temperature detection result detected by the upper temperature detection unit and the temperature detected by the lower temperature detection unit.
  • the information processing apparatus according to any one of (1) to (7), which further uses the detection result to determine the liquid level state.
  • (9) Further provided with a control unit for controlling the gripper unit for gripping the liquid storage container.
  • the light emitting portion and the light receiving portion are provided on the gripping surface of the gripper portion.
  • the control unit measures the distance from the upper position of the storage container to the inside of the storage container and the distance from the upper position to the mounting surface of the storage container, and determines the gripping position by the gripper unit based on the distance measurement result.
  • the liquid level state determination unit has a light receiving signal generated by a light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction with respect to the first light emitting unit and a second light emitting unit facing the first light emitting unit.
  • the control unit controls the gripper unit so that the liquid level with respect to the storage container is in a predetermined posture based on the determination result of the inclination of the liquid level determined by the liquid level state determination unit (9).
  • the information processing device described. The control unit enters the storage container based on the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the upper side in the vertical direction and the light receiving signal generated by the light receiving unit arranged on the lower side.
  • the information processing apparatus according to (9) or (10) which controls water injection of the liquid.
  • the information processing apparatus according to (11) wherein the control unit grips the storage container with the gripper unit at a liquid level position of a target water injection amount in the storage container.
  • the control unit measures the distance from the upper position of the storage container to the inside of the storage container and the distance from the upper position to the upper end of the storage container, and the distance is measured according to the difference in the distance measurement result.
  • the information processing apparatus according to (9) or (10), which sets the transport speed of the storage container.

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Abstract

発光部211の光軸に対して上側に設けた受光部212uと下側に設けた受光部212dで、発光部211からの出射光の受光強度に応じた受光信号を生成する。液面状態判別部30は、受光部212uで生成された受光信号と受光部212dで生成された受光信号の信号レベル差に基づき液面状態を判別する。撮像画データの処理を行う必要がなく、液体温度が外気温と略等しくなるような場合でも、液面の状態を容易に把握できるようになる。

Description

情報処理装置と情報処理方法およびプログラム
 この技術は、情報処理装置と情報処理方法およびプログラムに関し、液面の状態を容易に把握できるようにする。
 従来、液体を扱う際に、例えば容器に入っている液体の液面を推定して、推定結果に基づき、液量の推定や液体の搬送制御が行われている。例えば、特許文献1では、容器の外側から液面を撮像装置で連続的に撮像して、液面の状態を把握している。また、特許文献2では、上下方向に2箇所の温度センサを持ったアームを容器に密着させて上下方向に移動させて、2つの温度センサ間の温度差が閾値を超えた場合に、液面が温度センサ間にあると判別されている。
特開2018-9847号公報 特開平5-60591号公報
 ところで、特許文献1のように撮像装置を用いて液面の状態を把握する場合、撮像画データの処理が可能な性能が必要となる。また、特許文献2のように、2つの温度センサ間の温度差に基づいて液面を判別する場合、液体温度が外気温と略等しくなり、容器内の液体部分と非液体部分の温度差が小さくなると液面を判別できない。
 そこで、この技術では、液面の状態を容易に把握できる情報処理装置と情報処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。
 この技術の第1の側面は、
 発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部毎に生成された前記発光部からの出射光の受光強度に応じた受光信号を用いて、前記発光部と前記受光部との間に設けられた液体の液面状態を判別する液面状態判別部
を備える情報処理装置にある。
 この技術においては、発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部、例えば発光部の光軸に対して上側と下側に設けた受光部で、発光部からの出射光の受光強度に応じて受光信号が生成される。また、発光部は、発光部の光軸を含む基準面における周方向に複数設けられてもよい。液面状態判別部は、受光部毎に生成された受光信号を用いて、発光部と受光部との間に設けられた液体の液面状態を判別する。例えば、液面状態判別部は、鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、下側に配置されている受光部で生成された受光信号との信号レベル差に基づき液面状態を判別する。また、液面状態判別部は、第1の発光部と第2の発光部が対向して設けられた場合、第1の発光部に対して鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、第2の前記発光部に対して鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号との第1の信号レベル差、および、第1の発光部に対して鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号と、第2の発光部に対して鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号との第2の信号レベル差に基づき、液面状態を判別する。
 また、受光部の受光方向を調整する受光調整部をさらに備え、受光調整部は、液体の残量、液体の粘性、発光部と受光部の間隔の少なくとも何れかに応じて受光方向を調整する。また、発光部の上方と下方に温度検出部をさらに設け、液面状態判別部は、上方の温度検出部で検出された温度検出結果と下方の温度検出部で検出された温度検出結果をさらに用いて、液面状態を判別する。
 さらに、液体の収納容器を把持するグリッパ部を制御する制御部を備え、発光部と受光部は、グリッパ部の把持面に設けて、制御部は、収納容器の上方位置から収納容器の内部に対する測距と上方位置から収納容器の載置面に対する測距を行い、測距結果に基づき前記グリッパ部による把持位置を設定する。
 また、液面状態判別部は、例えば第1の発光部に対して鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、第1の発光部と対向する第2の発光部に対して鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号との第1の信号レベル差、および、第1の発光部に対して鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号と、第2の発光部に対して鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号との第2の信号レベル差に基づき、収納容器内の液面の傾きを判別して、制御部は、液面の傾きの判別結果に基づき、液面に対して収納容器が所定の姿勢となるようにグリッパ部を制御する。
 また、制御部は、鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、下側に配置されている受光部で生成された受光信号に基づき、収納容器への液体の注水を制御する。また、制御部は、収納容器における目標とする注水量の液面位置で収納容器をグリッパ部で把持させる。さらに、制御部は、収納容器の上方位置から収納容器の内部に対する測距と上方位置から収納容器の上側端部に対する測距を行い、測距結果の差分に応じて収納容器の運搬速度を設定する。
 この技術の第2の側面は、
 発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部毎に生成された前記発光部からの出射光の受光強度に応じた受光信号を用いて、前記発光部と前記受光部との間に設けられた液体の液面状態を液面状態判別部で判別すること
を含む情報処理方法にある。
 この技術の第3の側面は、
 発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部毎に生成された前記発光部からの出射光の受光強度に応じた受光信号を用いて、前記発光部と前記受光部との間に設けられた液体の液面状態を判別する手順
を前記コンピュータで実行させるプログラムにある。
 なお、本技術のプログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用コンピュータに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なプログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ上でプログラムに応じた処理が実現される。
情報処理装置の構成を示す図である。 検出ユニットの配置を例示した図である。 検出ユニット21-1,21-2に対する液面LSと受光信号の関係を模式的に示した図である。 情報処理装置を設けたロボットアームの構成を例示した図である。 情報処理装置を設けたロボットアームの機能ブロック構成を例示した図である。 液体の収納容器を把持するまでの動作を例示したフローチャートである。 液体の収納容器を把持するまでの動作例を示した図である。 液体の収納容器の保持動作を例示したフローチャートである。 液体の収納容器の保持動作例を示した図である。 液体の収納容器の保持動作例を示した図である。 注水動作を例示したフローチャートである。 注水動作を例示した図である。
 以下、本技術を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
 1.情報処理装置の構成
 2.情報処理装置の動作
 3.情報処理装置をロボットに適用した場合の構成
 4.情報処理装置をロボットに適用した場合の動作
  4-1.液体の収納容器を把持するまでの動作
  4-2.液体の収納容器の保持動作
  4-3.収納容器への注水動作
 5.変形例
 <1.情報処理装置の構成>
 図1は、本技術の情報処理装置の構成を示している。情報処理装置10は、発光部211と複数の受光部212を用いた検出ユニット21と液面状態判別部30を有している。また、検出ユニット21は、1または複数設けられている。
 発光部211は、発光素子例えはLED(Light Emitting Diode)を用いて構成されており光を出射する。
 複数の受光部212は、発光部211に対向して鉛直方向に配置されている。例えば受光部212uは、発光部211の光軸に対して上側に設けられており、受光部212dは、発光部211の光軸に対して下側に設けられている。また、受光部212u,212dは、発光部211からの出射光の波長域に感度を有しており、発光部211からの出射光の受光強度に応じた受光信号を生成して、液面状態判別部30へ出力する。
 また、検出ユニット21は、例えば発光部が光軸を含む基準面における周方向に位置するように複数設けて、検出ユニット毎に生成した受光信号を液面状態判別部30へ出力してもよい。
 液面状態判別部30は、検出ユニット21で生成された受光信号に基づき液面の状態を判別する。
 図2は、検出ユニットの配置を例示している。図2の(a)は1つの検出ユニット21を設けた場合を示している。検出ユニット21は、発光部211と、発光部211に対向して鉛直方向に配置された受光部212u,212dを有している。例えば、発光部211からの出射光の光軸を含む基準面RPに対して、受光部212uは上側に設けられており、受光部212dは下側に設けられている。さらに、受光部212u,212dは、発光部211と対向するように構成されており、発光部211からの出射光の受光強度に応じて受光信号を生成する。
 図2の(b)は2つの検出ユニット21-1,21-2を設けた場合を示している。検出ユニット21-1は、発光部211-1と、発光部211-1に対向して鉛直方向に配置された受光部212u-1,212d-1を有している。また、検出ユニット21-2は、発光部211-2と、発光部211-2に対向して鉛直方向に配置された受光部212u-2,212d-2を有している。例えば、発光部211-1からの出射光の光軸を含む基準面RPに対して、受光部212u-1は上側に設けられており、受光部212d-1は下側に設けられている。また、発光部211-1と発光部211-2は、出射光の光軸が略等しく、発光部211-2と発光部211-2が対向するように設けられている。さらに、発光部211-2からの出射光の光軸を含む基準面RPに対して、受光部212u-2は上側に設けられており、受光部212d-2は下側に設けられている。受光部212u-1,212d-1は、発光部211-1と対向するように構成されており、発光部211-1からの出射光の受光強度に応じて受光信号を生成する。受光部212u-2,212d-2は、発光部211-2と対向するように構成されており、発光部211-2からの出射光の受光強度に応じて受光信号を生成する。
 図2の(c)は4つの検出ユニット21-1,21-2,21-3,21-4を設けた場合を示している。検出ユニット21-1,21-2は、図2の(b)に示すように設けられている。検出ユニット21-3,21-4は、検出ユニット21-1,21-2と同様に構成されており、発光部211-1と発光部211-2との中間位置において、基準面RPに対して鉛直方向を回転軸とした周方向(「基準面における周方向」ともいう)に、検出ユニット21-1,21-2と90度の位相差を有する位置に設けられている。
 なお、検出ユニットは、図2の配置に限られない。例えば、基準面RPに対して上側及び下側のそれぞれに、複数の受光部を鉛直方向に複数設けた構成としてもよい。
 <2.情報処理装置の動作>
 次に、情報処理装置の動作について、検出ユニットが例えば図2の(b)に示すように設けられている場合について説明する。また、受光部212u-1での受光結果を示す信号を受光信号Su-1、受光部212d-1での受光結果を示す信号を受光信号Sd-1、受光部212u-2での受光結果を示す信号を受光信号Su-2、受光部212d-1での受光結果を示す信号を受光信号Sd-2とする。また、液体は、光の減衰を生じさせる液体である。
 図3は、検出ユニット21-1,21-2に対する液面LSと受光信号の関係を模式的に示している。
 図3の(a)は、基準面RPと液面LSが略等しい場合の受光信号Su-1,Su-2,Sd-1,Sd-2を例示しており、受光信号Su-1,Su-2の信号レベルは「V4」、受光信号Sd-1,Sd-2の信号レベルは「V1」である。なお、出射光は液体を通過することにより減衰されて、信号レベルは「V4>V1」となっている。
 図3の(b)は、基準面RPに対して液面LSが、例えば図面上における時計方向に回転するように変化した場合を例示している。液面LSが時計方向に回転すると、発光部211-1から受光部212d-1に向かう光路の一部は液体が含まれなくなる。この場合、受光信号Sd-1の信号レベルは、「V1」から上昇して例えば「V2」となる。また、発光部211-1から受光部212u-1に向かう光路には液体が含まれない。この場合、受光信号Su-1の信号レベルは、「V4」に維持される。さらに、発光部211-2から受光部212d-2に向かう光路は液体内の状態が保持される。この場合、受光信号Sd-2の信号レベルは、「V1」に維持される。また、発光部211-2から受光部212u-2に向かう光路には液体が含まれるようになる。この場合、受光信号Su-2の信号レベルは、「V4」から低下して例えば「V3」となる。
 したがって、液面状態判別部30は、受光信号Sd-1と受光信号Su-2の信号レベル差が小さくなったことを検出したとき、基準面RPに対して液面LSが時計方向に回転するように変化したことを判別できる。
 図3の(c)は、基準面RPに対して液面LSが、例えば図面上における反時計方向に回転するように変化した場合を例示している。液面LSが反時計方向に回転すると、発光部211-1から受光部212d-1に向かう光路は液体の状態が保持される。この場合、受光信号Sd-1の信号レベルは、「V1」に維持される。また、発光部211-1から受光部212u-1に向かう光路の一部は液体が含まれるようになる。この場合、受光信号Su-1の信号レベルは、「V4」から低下して例えば「V3」となる。さらに、発光部211-2から受光部212d-2に向かう光路の一部は液体が含まれなくなる。この場合、受光信号Sd-2の信号レベルは、「V1」から上昇して例えば「V2」となる。また、発光部211-2から受光部212u-2に向かう光路には液体が含まれない状態が保持される。この場合、受光信号Su-2の信号レベルは「V4」で維持される。
 したがって、液面状態判別部30は、受光信号Sd-2と受光信号Su-1の信号レベル差が小さくなったことを検出したとき、基準面RPに対して液面LSが反時計方向に回転するように変化したことを判別できる。
 このように、発光部と2つの受光部で構成される検出ユニットを、発光部が対向するように配置すれば、液面状態判別部30は、受光部の信号レベルの変化量や変化方向(増加または低下)に基づき、発光部と受光部との配置方向に対する液面の傾きを精度よく判別できるようになる。また、発光部211-1と発光部211-2を交互に点灯させて、点灯された発光部に対抗する受光部で受光信号の生成を行うようにすれば、透過量に応じた受光信号を精度よく生成できる。
 また、図2の(c)に示すように、発光部が対向するように配置された2つの検出ユニットを、さらに90度の位相差を生じるように配置すれば、発光部が対向するように配置された2つの検出ユニットによって図3に示すように液面の傾きを検出できる。さらに、90度の位相差を生じるように配置された2つの検出ユニットによって、基準面RPの鉛直方向に対して90度の位相差の傾きを検出できる。
 <3.情報処理装置をロボットに適用した場合の構成>
 図4は、情報処理装置を設けたロボットにおけるロボットアームの構成を例示している。
 図4の(a)はロボットアームの構成の一部を簡略化して示した図である。ロボットアーム100は、アーム部110とグリッパ部(ハンド部)121を有している。アーム部110とグリッパ部121は関節部115を介して接続されており、グリッパ部121はアーム部110に対する姿勢が調整可能となっており、アーム部110はロボット本体(図示せず)に対する位置や姿勢が調整可能となっている。
 グリッパ部121は、第1フィンガ部122aと第2フィンガ部122bを有している。第1フィンガ部122aは、根元部123aと関節部124aと指先部125aを有している。根元部123aの一端は関節部115に接続されており、他端は関節部124aを介して指先部125aに接続されている。また、第2フィンガ部122bは、根元部123bと関節部124bと指先部125bを有している。根元部123bの一端は関節部115に接続されており、他端は関節部124bを介して指先部125bに接続されている。
 関節部115に接続されている第1フィンガ部122aと第2フィンガ部122bは、関節部115に対して指先部125aと指先部125bの位置や向きが調整可能となっている。例えば、第1フィンガ部122aと第2フィンガ部122bは、指先部125aと指先部125bとの間隔を調整しても、指先部125aと指先部125bとの対向面(把持面)が略平行状態となるように動作する。また、第1フィンガ部122aと第2フィンガ部122bは、指先部125aと指先部125bが水平方向に並ぶように、あるいは指先部125aと指先部125bが垂直方向に並ぶように向きを調整することができる。
 図4の(b)は、指先部125aにおける指先部125bとの対向面の構成を例示している。指先部125aの対向面における略中央には発光部211-1が設けられており、発光部211-1の上部には受光部212u-2と温度検出部214ua、下部には受光部212d-2と温度検出部214daが設けられている。また、対向面には圧力検出部215a、測距部216aが設けられている。
 図4の(c)は、図4の(b)における位置A-A’の断面概略図である。受光部212u-2は、受光調整部213u-2によって受光面の向く方向が調整可能とされており、受光部212d-2は、受光調整部213d-2によって受光面の向く方向が調整可能とされている。
 また、指先部125bにおける指先部125aとの対向面も、指先部125aと同様に構成されている。なお、圧力検出部と測距部は、指先部125aと指先部125bの何れか一方のみに設けてもよい。
 図5は、情報処理装置を設けたロボットアームの機能ブロック構成を例示している。ロボットアーム100の指先部125aは、発光部211-1、受光部212u-2,212d-2、受光調整部213u-2,213d-2、温度検出部214ua,214da、圧力検出部215a、測距部216aを有している。同様に、指先部125bは、発光部211-2、受光部212u-1,212d-1、受光調整部213u-1,213d-1、温度検出部214ub,214dbを有している。また、指先部125bは、圧力検出部215b、測距部216bを有してもよい。
 指先部125aの発光部211-1と指先部125bの発光部211-2は、後述する制御部151の制御のもと出射光を出力する。
 指先部125aの受光部212u-2,212d-2は、指先部125bの発光部211-2からの出射光の受光強度に応じて受光信号を生成して制御部151へ出力する。また、指先部125bの受光部212u-1,212d-1は、指先部125aの発光部211-1からの出射光の受光強度に応じて受光信号を生成して制御部151へ出力する。
 受光調整部213u-2は、制御部151の制御のもと、液体の残量、液体の粘性、発光部211-2と受光部213u-2との間隔の少なくとも何れかに応じて受光方向を調整する。同様に、受光調整部213d-2は、制御部151の制御のもと、受光部212d-2の受光面の向きを調整する。さらに、受光調整部213u-1,213d-1は、制御部151の制御のもと、受光部212u-1,212d-1の受光面の向きを調整する。
 温度検出部214ua,214da,214ub,214dbは、指先部125aと指先部125bで把持している物体の温度を検出して、検出結果を示す温度検出信号を制御部151へ出力する。
 圧力検出部215a,215bは、ピエゾ抵抗型圧力センサあるいは静電容量型圧力センサ等を用いて構成されている。圧力検出部215a,215bは、指先部125aと指先部125bで物体を把持する際の把持力を検出して、検出結果を示す圧力検出信号を制御部151へ出力する。
 測距部216a,216bは、光学式あるいは超音波式等の測距センサを用いて構成されている。測距部216a,216bは、測距結果を示す測距信号を制御部151へ出力する。
 ロボットアーム100は、制御部151とアーム駆動部152とグリッパ駆動部153をさらに有している。また、制御部151は、アーム制御部151a、グリッパ制御部151b、液面状態判別部151cを有している。
 アーム制御部151aは、ロボット全体の動作を制御するシステム制御部200からのアーム制御信号や測距部216a,216bで生成された測距信号に基づき、アーム部110やグリッパ部121が所望の位置や姿勢となるように駆動信号を生成してアーム駆動部152へ出力する。例えば、アーム制御部151aは、制御信号や測距信号に基づき、液面が指先部125a,125bの受光部212u-1(212u-2)と受光部212d-1(212d-2)との間に位置するように駆動信号を生成してアーム駆動部152へ出力する。
 グリッパ制御部151bは、圧力検出部215a,215bで生成された圧力検出信号に基づき、指先部125a,125bによって液体の収納容器を適正な力で把持するように駆動信号を生成してグリッパ駆動部153へ出力する。
 液面状態判別部151cは、受光部212u-1,212d-1,212u-2,212d-2で生成された受光信号、あるいは受光信号と温度検出部214ua,214da,214ub,214dbで生成された温度検出信号に基づき液面の状態を判別する。液面状態判別部151cは、液面の状態の判別結果(「状態判別結果」ともいう)をシステム制御部200へ出力する。
 さらに、制御部151は、指先部125a,125bで検出した信号や液面状態判別部151cで生成された状態判別結果をシステム制御部200へ出力して、システム制御部200は、制御部151から供給された信号に基づきアーム制御信号を生成する。例えば、システム制御部200は、グリッパ部121を収納容器の位置とする位置制御や、収納容器に入っている液体がこぼれないようにグリッパ部121の位置姿勢制御を行うようにアーム制御信号を生成する。なお、液面状態判別部151cは、状態判別結果をアーム制御部151aあるいはグリッパ制御部151bに出力して、状態判別結果に応じた駆動信号を生成させることで、収納容器に入っている液体がこぼれないようにグリッパ部121の位置や姿勢を調整してもよい。また、制御部151は、システム制御部200と一体に構成されてもよい。
 アーム駆動部152は、制御部151で生成された駆動信号に基づきアーム部110やグリッパ部121を駆動して所望の位置や姿勢とする。
 グリッパ駆動部153は、制御部151で生成された駆動信号に基づきグリッパ部121を駆動して収納容器を適正な力で把持する。
 <4.情報処理装置をロボットに適用した場合の動作>
 <4-1.液体の収納容器を把持するまでの動作>
 図6は、液体の収納容器を把持するまでの動作を例示したフローチャートである。また、図7は、液体の収納容器を把持するまでの動作例を示している。
 図6のステップST1で制御部は測距処理を行う。制御部151は、図7の(a)に示すように、グリッパ部121を矢印Mr1の方向に回転させて、例えば第1フィンガ部122aの指先部125aに設けられている測距部216aの測距方向を下向きする。また、制御部151は指先部125aを収納容器50の上方に設定する。測距部216aは、収納容器50の内部に対して測距を行い、例えば液面LSまでの距離Dsを計測する。さらに、制御部151は、図7の(b)に示すように、収納容器50の載置面60に対して第1フィンガ部122aを矢印Mp1の方向に平行に移動させて測距部216aで測距を行い、載置面60までの距離Dpを計測してステップST2に進む。
 ステップST2で制御部は収納容器に液体があるか判別する。制御部151は、ステップST1で計測された載置面までの距離Dpと収納容器内の距離Dsとの距離差が予め設定された閾値よりも大きい場合に液体LSが収納容器50に入っていると判別してステップST3に進み、距離差が閾値以下である場合に液体LSが収納容器50に入っていないと判別してステップST8に進む。
 ステップST3で制御部はグリッパ部をアプローチ位置に設定する。制御部151は、図7の(c)に示すように、グリッパ部121を矢印Mr2,Mp2の方向に移動して、第1フィンガ部122aと第2フィンガ部122bが収納容器50の上方の位置で、第1フィンガ部122aと第2フィンガ部122bとの間に収納容器50が位置するアプローチ位置としてステップST4に進む。
 ステップST4で制御部は受光部の角度調整を行う。制御部151は、第1フィンガ部122aの指先部125aに設けられている受光部212u-2,212d-2の受光面の方向を受光調整部213u-2,213d-2によって調整する。また、制御部151は、第2フィンガ部122bの指先部125bに設けられている受光部212u-1,212d-1の受光面の方向を受光調整部213u-1,213d-1によって調整する。
 受光調整部は、液体の粘性、液体の残量、発光部と受光部との間隔の少なくとも何れかに応じて受光方向を調整する。例えば、受光調整部213u-1,213d-1,213u-2,213d-2は、液体の粘性が低い場合、発光部からの出射光の入射角を大きくして、液面の変化を速やかに検出できるようにする。なお、液体の粘性は、予め設定しておく。また、液体が少なく、液面が発光部の位置よりも低下している場合、受光部の受光面の方向を下方向に向けることで、液面の傾きに応じた受光信号を生成することが可能となる。また、発光部と受光部との間隔が短くなると、上側の受光部と発光部を結ぶ直線および下側の受光部と発光部を結ぶ直線とが成す角度が大きくなる。したがって、受光調整部は、受光部の受光面の方向が発光部の方向となるように調整すれば、発光部と受光部との間隔が変化したことにより、受光部の受光面の方向が発光部の方向と異なる方向になってしまうことを防止できる。
 このように、受光調整部213u-1,213d-1,213u-2,213d-2は、受光部212u-1,212d-1,212u-2,212d-2の受光面の方向を調整してステップST5に進む。
 ステップST5で制御部は下方向にグリッパ部を移動する。制御部151は、グリッパ部121を収納容器50に沿って下方向(載置面に接近する方向)に移動させてステップST6に進む。
 ステップST6で制御部は受光レベル変化が閾値以上であるか判別する。制御部151は、例えば受光部212u-1で生成された受光信号Su-1と受光部212d-2で生成された受光信号Sd-2との差分、および受光部212d-1で生成された受光信号Sd-1と受光部212u-2で生成された受光信号Su-2との差分が閾値以上である場合、すなわち、液面LSが受光部212u-1と受光部212d-1との間および受光部212u-2と受光部212d-2との間となり、差分が閾値以上となった場合にはステップST7に進む。また、液面が受光部212u-1と受光部212d-1との間および受光部212u-2と受光部212d-2との間となるまでグリッパ部121が移動しておらず、差分が閾値よりも小さい場合はステップST5に戻り、グリッパ部121を引き続き矢印Mv1に移動させる。
 ステップST7で制御部は把持動作を行う。制御部151は、図7の(d)に示すように、液面LSが受光部212u-1と受光部212d-1との間および受光部212u-2と受光部212d-2との間の位置である状態となったときに、矢印Mv1の方向の移動を停止させて、収納容器50をグリッパ部121によって把持させる。また、制御部151は、第1フィンガ部122aの指先部125aに設けられている圧力検出部215aと、第2フィンガ部122bの指先部125bに設けられている圧力検出部215bの検出結果を示す圧力検出信号に基づき、適正な把持力で液体の入っている収納容器を把持する。
 ステップST2で液体が収納容器にないと判別してステップST8に進むと、制御部は所定位置で把持動作を行う。制御部151は、収納容器に液体が入っていないことから、所定位置、例えば収納容器の上端から載置面までの距離に対して所定割合である位置で収納容器を把持させる。また、制御部151は、第1フィンガ部122aの指先部125aに設けられている圧力検出部215aの検出結果を示す圧力検出信号、あるいは、圧力検出部215aの検出結果を示す圧力検出信号と第2フィンガ部122bの指先部125bに設けられている圧力検出部215bの検出結果を示す圧力検出信号に基づき、適正な把持力で液体の入っていない収納容器を把持する。
 なお、図7では、指先部125aと指先部125bの対向面に測距部216a,216bを設けた場合の動作を示しているが、測距部216a,216bは指先部125aと指先部125bの下面に設けてもよい。この場合、グリッパ部121を図7の(a)に示す矢印Mr1の方向に回転させなくとも、指先部125aと指先部125bを、例えば載置面と平行に移動させるだけで、載置面までの距離と収納容器内の液面(液体が入っていない場合は底面)までの距離を計測できる。または、収納容器の縁までの距離、あるいは載置面までの距離と収納容器内の液面(液体が入っていない場合は底面)までの距離に基づき、指先部125aと指先部125bを収納容器の外側面に沿った位置に容易に設定することが可能となる。
 このように、制御部151は、受光部212u-1,212d-1、212u-1,212u-2で生成された受光信号に基づき、液面LSの位置で収納容器50をグリッパ部121で把持できるようになる。
 <4-2.液体の収納容器の保持動作>
 図8は、液体の収納容器の保持動作を例示したフローチャートである。また、図9,図10は、液体の収納容器の保持動作例を示している。
 図8のステップST11で制御部は透過量の測定処理を行う。制御部151は、発光部から出力された光の透過量を受光部で測定する。図9の(a)は、発光部211-1と受光部212u-1,212d-1を示しており、図9の(b)は、発光部211-2と受光部212u-2,212d-2を示している。受光部212u-1,212d-1(212u-2,212d-2)で生成された受光信号は、発光部211-1(211-2)からの出射光の透過量に応じた信号レベルとなる。例えば発光部211-1(211-2)からの出射光は、液体によって減衰されて受光部212d-1(212d-2)に入射する。また、発光部211-1(211-2)からの出射光は、液体によって減衰されることなく受光部212u-1(212u-2)に入射する。したがって、制御部151は、透過量の測定結果として、指先部125aの受光部212u-2で生成された受光信号Su-2と受光部212d-2で生成された受光信号Sd-2を取得する。また、制御部151は、透過量の測定結果として、指先部125bの受光部212u-1で生成された受光信号Su-1と受光部212d-1で生成された受光信号Sd-1を取得してステップST12に進む。
 ステップST12で制御部は透過量差分が閾値以上変化したか判別する。制御部151は、透過量差分例えば受光信号Su-1と受光信号Sd-2との差分、および受光信号Sd-1と受光信号Su-2との差分の変化が閾値以上変化した場合、例えば図3の(b)に示すように、受光信号Sd-1と受光信号Su-2の信号レベル差が閾値以上小さくなったことを検出したとき、あるいは図3の(c)に示すように、受光信号Sd-2と受光信号Su-1の信号レベル差が閾値以上小さくなったことを検出したとき、透過量差分が閾値以上変化したと判別してステップST13に進む。また、信号レベル差が閾値よりも大きいことを検出したとき、透過量差分が閾値以上の変化を生じていないと判別してステップST11に戻る。
 ステップST13で制御部は差分に応じた駆動制御を行う。例えば図3の(b)に示すように、受光信号Sd-1と受光信号Su-2の信号レベル差が閾値以上小さくなったことが検出された場合、液面LSは基準面RPに対して時計方向に回転されている。したがって、制御部151は、液面LSが基準面RPと平行となるように、グリッパ部121を駆動する駆動信号を生成してグリッパ駆動部153へ出力する。また、例えば図3の(c)に示すように、受光信号Sd-2と受光信号Su-1の信号レベル差が閾値以上小さくなったことが検出された場合、液面LSは基準面RPに対して反時計方向に回転されている。したがって、制御部151は、液面LSが基準面RPと平行となるように、グリッパ部121を駆動する駆動信号を生成してグリッパ駆動部153へ出力する。このように、制御部151は、液面LSが基準面RPと平行となるように駆動信号を生成してステップST14に進む。
 なお、透過量の差分の判別と差分に応じた駆動制御は、図3に示す場合に限られない。例えば図10に示すように、同一の発光部からの出射光を受光する複数の受光部で生成された受光信号に基づいて透過量の差分の判別と差分に応じた駆動制御を行ってもよい。図10の(a)は、収納容器50が右側に傾きを生じた場合を示している。この場合、発光部211-2から受光部212u-2に向かう光路は、液体を含むようになる。したがって、受光部212u-2で生成された受光信号と受光部212d-2で生成された受光信号のレベル差は、傾きを生じていない場合に比べて小さくなる。図10の(b)は、収納容器50が左側に傾きを生じた場合を示している。この場合、発光部211-1から受光部212u-1に向かう光路は、液体を含むようになる。したがって、受光部212u-2で生成された受光信号と受光部212d-2で生成された受光信号のレベル差は、傾きを生じていない場合に比べて小さくなる。制御部151は、信号レベル差が閾値以上小さくなったことを検出された場合、信号レベル差が閾値よりも大きくなるように、グリッパ部121を駆動する駆動信号を生成してもよい。
 ステップST14でグリッパ駆動部はグリッパ駆動動作を行う。グリッパ駆動部153は、制御部151で生成された駆動信号に基づきグリッパ部121を駆動して、液面の傾きを打ち消すように動作させる。例えば図10の(a)に示すように収納容器50が傾いている場合、グリッパ駆動部153は、制御部151で生成された駆動信号に基づきグリッパ部121を駆動して収納容器50を矢印Mc2の方向に回転させることで、収納容器50に対する液面の傾きを補正する。また、図10の(b)に示すように収納容器50が傾いている場合、グリッパ駆動部153は、制御部151で生成された駆動信号に基づきグリッパ部121を駆動して収納容器50を矢印Mc1の方向に回転させることで、収納容器50に対する液面の傾きを補正する。このように、グリッパ駆動部153は、液面の傾きを打ち消すようにグリッパ部121を駆動してステップST11に戻る。
 このように、制御部151は、受光部の受光結果に基づき液面の状態を判別して、判別した液面の傾きを打ち消すようにグリッパ部121を動作させることにより、収納容器を液体がこぼれないように把持し続けることができる。例えば、液体が入った収納容器を運搬する際に、本開示の技術を適用すれば、ロボットは、液体が入っている収納容器を液体がこぼれないように運搬できる。
 <4-3.収納容器への注水動作>
 図11は、収納容器への注水動作を例示したフローチャートである。また、図12は、収納容器への注水動作例を示した図である。
 ステップST21で制御部は収納容器の把持動作を行う。制御部151は、図6のステップST1,ステップST2,ステップST8の処理を行い、液体を注入する収納容器50を把持してステップST22に進む。なお、把持する位置は、図12の(a)に示すように、収納容器50に注水器70から注入する液体の目標量の液面TGとする。
 ステップST22で制御部は注水を開始する。制御部151は収納容器に液体を注入する注水器70を例えば図12の(a)に示すように矢印Mq1の方向に回転することで、収納容器50への液体の注入を開始させてステップST22に進む。
 ステップST23で制御部は透過量差分が閾値以上変化したか判別する。制御部151は、例えば受光信号Su-1と受光信号Sd-2との差分、および受光信号Sd-1と受光信号Su-2との差分である透過量差分の変化が閾値以上変化した場合、ステップST24に進む。また、透過量差分の変化が閾値以上の変化を生じていない場合にステップST23に戻る。
 ステップST24で制御部は注水を終了する。制御部151は、上述の説明で明らかなように、受光信号Sd-2と受光信号Su-1の信号レベル差が閾値以上小さくなったことを検出したとき、液面LSの位置は目標量の液面TGであることから、例えば注水器70を矢印Mq2の方向に回転させて注水を終了する。
 このように、注水時において、目標量とする液面の位置をグリッパ部121で把持するようにすれば、液面がグリッパ部121における上側の発光部と下側の発光部との間の位置となったとき、すなわち、目標量の液体が収納容器50に注水されたとき、注水を自動的に終了させることができる。
 <5.変形例>
 なお、上述の実施の形態では、情報処理装置をロボットに適用した場合を例示したが、液体を保存する保存機器や液体の輸送を行う車両等に適用すれば、液面の状態を容易に把握できるので、液面の変動が少なくなるように液体の保持や輸送を行うことが可能となる。
 また、上述の実施の形態では、温度検出部をもうけていることから、温度検出部で生成された温度検出結果をさらに用いて液面の状態を判別してもよい。例えば上側の温度検出部214ua(214ub)で生成された温度検出結果と下側の温度検出部214da(214db)で生成された温度検出結果との温度差が予め設定された閾値を超えている場合、温度検出部214ua(214ub)と温度検出部214da(214db)との間に液面LS位置していると判別する。このように、温度検出部を設ければ、液体の透明度が高いため透過量差分の変化が少ない場合でも、液体温度と液体上部の空間温度の温度差に基づき液面の状態を判別できる。また、液体温度と液体上部の空間温度の温度差が少ない場合でも、透過量差分の変化が少なくない場合には、受光信号の信号レベルの変化に基づき液面の状態を判別できる。
 また、制御部は、収納容器の上方位置から収納容器の内部に対する測距と上方位置から収納容器の上側端部に対する測距を行い、測距結果の差分に応じて収納容器の運搬速度を設定してもよい。例えば測距結果の差分が小さい場合は、液面が収納容器の上側端部に近く液体がこぼれやすいことから、制御部は移動速度を低下させる。また、測距結果の差分が大きい場合は、液体がこぼれにくいことから、制御部は測距結果の差分が小さい場合に比べて移動速度を速くする。
 明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させる。または、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
 例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやSSD(Solid State Drive)、ROM(Read Only Memory)に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory),MO(Magneto optical)ディスク,DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-Ray Disc(登録商標))、磁気ディスク、半導体メモリカード等のリムーバブル記録媒体に、一時的または永続的に格納(記録)しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。
 また、プログラムは、リムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトからLAN(Local Area Network)やインターネット等のネットワークを介して、コンピュータに無線または有線で転送してもよい。コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。
 なお、本明細書に記載した効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、記載されていない付加的な効果があってもよい。また、本技術は、上述した技術の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この技術の実施の形態は、例示という形態で本技術を開示しており、本技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本技術の要旨を判断するためには、請求の範囲を参酌すべきである。
 また、本技術の情報処理装置は以下のような構成も取ることができる。
 (1) 発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部毎に生成された前記発光部からの出射光の受光強度に応じた受光信号を用いて、前記発光部と前記受光部との間に設けられた液体の液面状態を判別する液面状態判別部
を備える情報処理装置。
 (2) 前記受光部は、前記発光部の光軸に対して上側と下側に設けた(1)に記載の情報処理装置。
 (3) 前記発光部は、前記発光部の光軸を含む基準面における周方向に複数設けた(2)に記載の情報処理装置。
 (4) 前記液面状態判別部は、前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、下側に配置されている受光部で生成された受光信号との信号レベル差に基づき、前記液面状態を判別する(1)乃至(3)の何れかに記載の情報処理装置。
 (5) 前記液面状態判別部は、第1の前記発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第1の発光部と対向する第2の前記発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号との第1の信号レベル差、および、前記第1の発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第2の発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号との第2の信号レベル差に基づき、前記液面状態を判別する(1)乃至(4)の何れかに記載の情報処理装置。
 (6) 前記受光部の受光方向を調整する受光調整部をさらに備える(1)乃至(5)の何れかに記載の情報処理装置。
 (7) 前記受光調整部は、前記液体の粘性、前記液体の残量、前記発光部と前記受光部の間隔の少なくとも何れかに応じて受光方向を調整する(6)に記載の情報処理装置。
 (8) 前記発光部の上方と下方に温度検出部をさらに設け
 前記液面状態判別部は、前記上方の温度検出部で検出された温度検出結果と前記下方の温度検出部で検出された温度検出結果をさらに用いて、液面状態を判別する(1)乃至(7)の何れかに記載の情報処理装置。
 (9) 前記液体の収納容器を把持するグリッパ部を制御する制御部をさらに備え、
 前記発光部と前記受光部は、前記グリッパ部の把持面に設けて、
 前記制御部は、前記収納容器の上方位置から前記収納容器の内部に対する測距と前記上方位置から前記収納容器の載置面に対する測距を行い、測距結果に基づき前記グリッパ部による把持位置を設定する(1)乃至(8)の何れかに記載の情報処理装置。
 (10) 前記液面状態判別部は、第1の前記発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第1の発光部と対向する第2の前記発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号との第1の信号レベル差、および、前記第1の発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第2の発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号との第2の信号レベル差に基づき、前記収納容器内の液面の傾きを判別して、
 前記制御部は、前記液面状態判別部で判別された前記液面の傾きの判別結果に基づき、前記収納容器に対する前記液面が所定の姿勢となるようにグリッパ部を制御する(9)に記載の情報処理装置。
 (11) 前記制御部は、前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、下側に配置されている受光部で生成された受光信号に基づき、前記収納容器への前記液体の注水を制御する(9)または(10)に記載の情報処理装置。
 (12) 前記制御部は、前記収納容器における目標とする注水量の液面位置で前記収納容器を前記グリッパ部で把持させる(11)に記載の情報処理装置。
 (13) 前記制御部は、前記収納容器の上方位置から前記収納容器の内部に対する測距と前記上方位置から前記収納容器の上側端部に対する測距を行い、測距結果の差分に応じて前記収納容器の運搬速度を設定する(9)または(10)に記載の情報処理装置。
 10・・・情報処理装置
 21,21-1,21-2,21-3,21-4 ・・・検出ユニット
 30・・・液面状態判別部
 100・・・ロボットアーム
 110・・・アーム部
 115・・・関節部
 121・・・グリッパ部
 122a・・・第1フィンガ部
 122b・・・第2フィンガ部
 123a,123b・・・根元部
 124a,124b・・・関節部
 125a,125b・・・指先部
 151・・・制御部
 151a・・・液面状態判別部
 151b・・・グリッパ制御部
 151c・・・アーム制御部
 152・・・グリッパ駆動部
 153・・・アーム駆動部
 200・・・システム制御部
 211,211-1,211-2・・・発光部
 212,212d,212d-1,212d-2,212u,212u-1,212u-2・・・受光部
 213d-1,213d-2,213u-1,213u-2・・・受光調整部
 214da,214ua,214db,214ub・・・温度検出部
 215a,215b・・・圧力検出部
 216a,216b・・・測距部

Claims (15)

  1.  発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部毎に生成された前記発光部からの出射光の受光強度に応じた受光信号を用いて、前記発光部と前記受光部との間に設けられた液体の液面状態を判別する液面状態判別部
    を備える情報処理装置。
  2.  前記受光部は、前記発光部の光軸に対して上側と下側に設けた
    請求項1に記載の情報処理装置。
  3.  前記発光部は、前記発光部の光軸を含む基準面における周方向に複数設けた
    請求項2に記載の情報処理装置。
  4.  前記液面状態判別部は、前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、下側に配置されている受光部で生成された受光信号との信号レベル差に基づき、前記液面状態を判別する
    請求項1に記載の情報処理装置。
  5.  前記液面状態判別部は、第1の前記発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第1の発光部と対向する第2の前記発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号との第1の信号レベル差、および、前記第1の発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第2の発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号との第2の信号レベル差に基づき、前記液面状態を判別する
    請求項1に記載の情報処理装置。
  6.  前記受光部の受光方向を調整する受光調整部をさらに備える
    請求項1に記載の情報処理装置。
  7.  前記受光調整部は、前記液体の粘性、前記液体の残量、前記発光部と前記受光部の間隔の少なくとも何れかに応じて受光方向を調整する
    請求項6に記載の情報処理装置。
  8.  前記発光部の上方と下方に温度検出部をさらに設け、
     前記液面状態判別部は、前記上方の温度検出部で検出された温度検出結果と前記下方の温度検出部で検出された温度検出結果をさらに用いて、液面状態を判別する
    請求項1に記載の情報処理装置。
  9.  前記液体の収納容器を把持するグリッパ部を制御する制御部をさらに備え、
     前記発光部と前記受光部は、前記グリッパ部の把持面に設けて、
     前記制御部は、前記収納容器の上方位置から前記収納容器の内部に対する測距と前記上方位置から前記収納容器の載置面に対する測距を行い、測距結果に基づき前記グリッパ部による把持位置を設定する
    請求項1に記載の情報処理装置。
  10.  前記液面状態判別部は、第1の前記発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第1の発光部と対向する第2の前記発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号との第1の信号レベル差、および、前記第1の発光部に対して前記鉛直方向の下側に配置されている受光部で生成された受光信号と、前記第2の発光部に対して前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号との第2の信号レベル差に基づき、前記収納容器内の液面の傾きを判別して、
     前記制御部は、前記液面状態判別部で判別された前記液面の傾きの判別結果に基づき、前記収納容器に対する前記液面が所定の姿勢となるようにグリッパ部を制御する
    請求項9に記載の情報処理装置。
  11.  前記制御部は、前記鉛直方向の上側に配置されている受光部で生成された受光信号と、下側に配置されている受光部で生成された受光信号に基づき、前記収納容器への前記液体の注水を制御する
    請求項9に記載の情報処理装置。
  12.  前記制御部は、前記収納容器における目標とする注水量の液面位置で前記収納容器を前記グリッパ部で把持させる
    請求項11に記載の情報処理装置。
  13.  前記制御部は、前記収納容器の上方位置から前記収納容器の内部に対する測距と前記上方位置から前記収納容器の上側端部に対する測距を行い、測距結果の差分に応じて前記収納容器の運搬速度を設定する
    請求項9に記載の情報処理装置。
  14.  発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部毎に生成された前記発光部からの出射光の受光強度に応じた受光信号を用いて、前記発光部と前記受光部との間に設けられた液体の液面状態を液面状態判別部で判別すること
    を含む情報処理方法。
  15.  液体の液面状態の検出をコンピュータで実行させるプログラムであって、
     発光部に対向して鉛直方向に配置された複数の受光部毎に生成された前記発光部からの出射光の受光強度に応じた受光信号を用いて、前記発光部と前記受光部との間に設けられた液体の液面状態を判別する手順
    を前記コンピュータで実行させるプログラム。
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