JP2015139872A - 情報処理装置、ロボット及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ドアの取っ手の形状に応じたロボット制御を行う。【解決手段】本発明の一態様にかかる情報処理装置（１０）は、ドアの取っ手を把持可能なロボットを制御する情報処理装置（１０）であって、撮像手段で撮像したドアの取っ手の画像から取っ手の形状を認識する認識手段（１０３）と、認識手段（１０３）で認識した取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持するようにロボットを制御する制御手段（１０６）と、を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ドアを自動的に開閉する技術に関する。

近年、屋内や屋外を移動して、予め定められた作業や自律動作を行う移動型のロボットが開発されている。通常、屋内と屋外との出入り口にはドアが設置されているため、ロボットが出入り口を通過するためにはドアを開閉する必要がある。

このため、例えば、特許文献１（特開２０１０−２２１３２０号公報）には、ドアを自動的に開閉できるようにするための技術について開示されている。

特許文献１では、ロボットは、ロボットアーム１と、取っ手を把持するハンド形状あるいは引っ掛けられる形状の手先効果器２を備えており、ロボットがドア取っ手を把持している手先を様々な方向に動かし、力検出部３により力情報を検出するとともに手先位置計算部４により算出された手先の位置変位を検出する。力検出部３で検出された力が閾値以上ならば真のドア開閉方向ではなく、力検出部３で検出された力が閾値以下かつ手先位置計算部４により算出された動作の試行前後の手先の位置変位があれば、真のドア開閉方向であるものとする。これにより、開閉方向が未知であるドアを自動的に開閉できるようにしている。

しかし、特許文献１の技術は、ロボットがドアの取っ手を把持した状態を前提としており、ロボットがドアの取っ手を持つためにどのようにロボットを制御するかについては考慮されていない。ロボットがドアの取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持しなかった場合は、ドアが開かなかったり、無理な方向に力を加えることでドアに損傷を与えてしまったりする場合がある。

また、特許文献１の技術は、ロボットがドアの取っ手を把持している手先を様々な方向に動かしてドアを開閉しており、ドアの取っ手の形状に応じてドアの開閉方向を推定して動かすことについては考慮されていない。特許文献１では、手先を様々な方向に動かしてドアの開閉を試行するため、ドアを開けるまでに時間がかかってしまう場合がある。災害現場では迅速に救助活動や作業を行う必要があり、現場に到着するまでの時間短縮は大きな命題である。

本発明の目的は、ドアの取っ手の形状に応じたロボット制御を行うことにある。

本発明の一態様にかかる情報処理装置は、
ドアの取っ手を把持可能なロボットを制御する情報処理装置であって、
撮像手段で撮像した前記ドアの取っ手の画像から前記取っ手の形状を認識する認識手段と、
前記認識手段で認識した取っ手の形状に応じた操作で前記ドアの取っ手を把持するように前記ロボットを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ドアの取っ手の形状に応じたロボット制御を行うことができる。

ロボットの全体構成例を示す図である。 ロボットの内部構成例を示す図である。 ドアの取っ手の形状の型を示す図である。 記憶部に記憶される情報を示す図である。 取っ手形状認識部の処理動作例を示す図である。 持ち場所判定部の処理動作例を示す図である。 ドア開閉方向推定部の処理動作例を示す図である。 開閉探索方向候補を示す図である。 ドア開閉作業部の処理動作例を示す図である。

（本発明の一態様にかかる情報処理装置の実施形態の概要）
まず、図１、図２を参照しながら、本発明の一態様にかかる情報処理装置の実施形態の概要について説明する。図１は、本発明の一態様にかかる情報処理装置が制御するロボット１の全体構成例を示す図である。図２は、本発明の一態様にかかる情報処理装置の構成例を示す図である。情報処理装置は、制御部１０が機能する。

本発明の一態様にかかる情報処理装置は、ドアの取っ手を把持可能なロボット１を制御する情報処理装置である。

本発明の一態様にかかる情報処理装置は、認識手段、制御手段を有して構成する。

認識手段は、撮像手段で撮像したドアの取っ手の画像から取っ手の形状を認識する。撮像手段は、図１に示す画像入力部２が機能する。認識手段は、取っ手形状認識部１０３が機能する。

制御手段は、認識手段で認識した取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持するようにロボット１を制御する。制御手段は、ドア開閉作業部１０６が機能する。

本発明の一態様にかかる情報処理装置は、撮像手段で撮像したドアの取っ手の画像から取っ手の形状を認識する。そして、その認識した取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持するようにロボット１を制御する。このため、本発明の一態様にかかる情報処理装置は、ドアの取っ手の形状に応じたロボット制御を行うことができる。以下、添付図面を参照しながら、本発明の一態様にかかる情報処理装置について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、情報処理装置を搭載したロボット１を例に説明する。

＜ロボット１の全体構成例＞
まず、図１を参照しながら、本実施形態のロボット１の全体構成例について説明する。図１は、本実施形態のロボット１の全体構成例を示す図である。図１には、ドアの開閉探索方向の軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）が示されている。ドアの開閉探索方向は、手先効果部４を原点に設定し、ｚ軸方向は、手先効果部４の前後方向に対応している。ｘ軸方向は、手先効果部４の左右方向に対応している。ｙ軸方向は、手先効果部４の上下方向に対応している。

本実施形態のロボット１は、画像入力部２、ロボットアーム３、手先効果部４、力検出部５を備えている。

画像入力部２は、ステレオカメラ等の撮像手段で構成し、撮像手段の前方に位置する被写体の三次元画像情報や、被写体の奥行き情報を取得する。ステレオカメラは、複数台のカメラで構成されており、複数台のカメラで被写体を同時に撮影し、各カメラで得られた被写体の画像上での映る位置の違いから、その被写体の位置や立体的な形状を把握するための三次元画像情報や奥行き情報を取得する。なお、各カメラで得られた被写体の画像上での映る位置のズレ量が視差情報である。この視差情報を基に、被写体の距離画像を得ることができる。距離画像は、カメラから被写体までの距離の値を持った画像である。距離画像を取得する方法としては、複数のカメラを用いるステレオ法や、スリット光を対象物に投影するスリット光投影法などの方法がある。本実施形態の画像入力部２は、ステレオカメラ等の撮像手段でドアの取っ手の画像を取得する。

ロボットアーム３は、アクチュエータを有し、ドアの取っ手を把持可能な把持手段として機能する。ロボットアーム３は、人間の腕のように駆動させ、ロボットアーム３を開閉探索方向に移動することになる。

手先効果部４は、人間の手を模した形状あるいは様々なものをつかむことができる形状を有している。手先効果部４は、アクチュエータを有し、ドアの取っ手を把持可能な把持手段として機能する。手先効果部４は、人間の手のように駆動させ、手先効果部４を開閉探索方向に移動することになる。

力検出部５は、手先効果部４にかかる力を検出する。力検出部５は、手先効果部４の手先、指、手首に設置され、それらの部分に加わる力を検出するセンサにより構成される。

＜ロボット１の内部構成例＞
次に、図２を参照しながら、本実施形態のロボット１の内部構成例について説明する。図２は、本実施形態のロボット１の内部構成例を示す図である。

本実施形態のロボット１は、制御部１０、記憶部２０を有している。制御部１０は、画像入力部２で得られた情報や、力検出部５で得られた情報を基に、把持手段として機能するロボットアーム３及び手先効果部４を制御する。制御部１０は、距離画像作成部１０２、取っ手形状認識部１０３、持ち場所判定部１０４、ドア開閉方向推定部１０５、ドア開閉作業部１０６を有して構成する。

距離画像作成部１０２は、画像入力部２で取得した画像の視差情報を基に距離画像を作成する。距離画像の作成方法は、特に限定せず、カメラなどの撮像手段で撮像した画像を基に、任意の方法で作成することが可能である。例えば、複数のカメラを用いるステレオ法や、スリット光を対象物に投影するスリット光投影法などの方法を用いて距離画像を作成することが可能である。

取っ手形状認識部１０３は、距離画像作成部１０２で作成した距離画像を基にドアの取っ手の形状を認識する。ドアの取っ手の形状としては、図３に示す（ａ）くぼみ型、（ｂ）突出型、（ｃ）レバー型、（ｄ）持ち手型の４つがあげられる。くぼみ型は、図３（ａ）に示すように、取っ手がくぼんでいる形状を意味する。突出型は、図３（ｂ）に示すように、取っ手のドア接地点とその接地点から最も距離が離れている点とを結ぶベクトルのｘ、ｙ、ｚ軸の各軸成分の中でｚ軸成分が一番大きくなる形状を意味する。レバー型は、図３（ｃ）に示すように、取っ手とドアとの接地点が１箇所である形状を意味する。持ち手型は、図３（ｄ）に示すように、取っ手とドアとの接地点が複数箇所である形状を意味する。図３（ｄ）では、取っ手とドアとの接地点が２箇所である形状になっている。

持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識したドアの取っ手の形状を基にドアの取っ手の持ち場所を判定する。記憶部２０には、取っ手の形状に応じた制御内容が記憶されており、持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識したドアの取っ手の形状に対応する制御内容を基にドアの取っ手の持ち場所を判定する。例えば、ドアの取っ手の形状がくぼみ型の場合は、くぼみの部分を持ち場所と判定する。また、ドアの取っ手の形状が持ち手型の場合は、持ち手の部分を持ち場所と判定する。また、ドアの取っ手の形状が突出型の場合は、突出部の部分を持ち場所と判定する。また、ドアの取っ手の形状がレバー型の場合は、レバー端部の部分を持ち場所と判定する。

ドア開閉方向推定部１０５は、取っ手形状認識部１０３で認識したドアの取っ手の形状を基にラッチ解錠優先探索方向候補やドア開閉優先探索方向候補を推定する。記憶部２０には、取っ手の形状に応じた優先探索方向候補が記憶されている。ドア開閉方向推定部１０５は、記憶部２０に記憶された優先探索方向候補を基に、取っ手形状認識部１０３で認識したドアの取っ手の形状に対応するラッチ解錠優先探索方向候補やドア開閉優先探索方向候補を推定する。

ドア開閉作業部１０６は、ドア開閉方向推定部１０５で推定したラッチ解錠優先探索方向候補やドア開閉優先探索方向候補を基にドアを開閉する。

記憶部２０は、図４に示すように、取っ手の形状に応じた制御内容、優先探索方向候補を記憶している。図４では、くぼみ型、突出型、レバー型、持ち手型の４つの取っ手の形状に応じた制御内容、優先探索方向候補を記憶している。制御内容は、ロボットアーム３及び手先効果部４を制御し、ドアの取っ手を把持する際に操作する制御内容である。優先探索方向候補は、ドアを開閉する際に開閉探索方向の中で優先的に探索する方向を決定する際に使用する。これにより、持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識したドアの取っ手の形状に対応する制御内容を基にドアの取っ手の持ち場所を判定することができる。また、ドア開閉方向推定部１０５は、取っ手形状認識部１０３で認識したドアの取っ手の形状に対応する優先探索方向候補を基にラッチ解錠優先探索方向候補やドア開閉優先探索方向候補を決定することができる。

＜取っ手形状認識部１０３の処理動作例＞
次に、図５を参照しながら、取っ手形状認識部１０３の処理動作例について説明する。図５は、取っ手形状認識部１０３の処理動作例を示すフローチャートである。

取っ手形状認識部１０３は、距離画像作成部１０２で作成した距離画像が入力されると（ステップS1）、その入力された距離画像を基に、ドアの取っ手の位置を認識する（ステップS2）。取っ手とは、ロボット１がドアを開くときに把持する部分を意味する。

取っ手形状認識部１０３は、取っ手の位置にくぼみがあるか否かを判定し（ステップS3）、くぼみがある場合は（ステップS3/Yes）、ドアの取っ手がくぼみ型の取っ手と判断する（ステップS4）。これにより、取っ手形状認識部１０３は、ドアの取っ手の形状が図３（ａ）に示すくぼみ型の取っ手と認識することになる。

また、くぼみがない場合は（ステップS3/No）、取っ手のドア接地点とその接地点から最も距離が離れている点とを結ぶベクトルのｘ、ｙ、ｚ軸の各軸成分の中でｚ軸成分の大きさが一番大きいか否かを判定する（ステップS5）。

ｚ軸成分の大きさが一番大きい場合は（ステップS5/Yes）、ドアの取っ手が突出型の取っ手と判断する（ステップS6）。これにより、取っ手形状認識部１０３は、ドアの取っ手の形状が図３（ｂ）に示す突出型の取っ手と認識することになる。

また、ｚ軸成分の大きさが一番大きくない場合は（ステップS5/No）、取っ手とドアとの接地点は１箇所か否かを判定する（ステップS7）。

取っ手とドアとの接地点が１箇所である場合は（ステップS7/Yes）、ドアの取っ手がレバー型の取っ手と判断する（ステップS8）。これにより、取っ手形状認識部１０３は、ドアの取っ手の形状が図３（ｃ）に示すレバー型の取っ手と認識することになる。

また、取っ手とドアとの接地点が１箇所でない場合は（ステップS7/No）、ドアの取っ手が持ち手型の取っ手と判断する（ステップS9）。これにより、取っ手形状認識部１０３は、ドアの取っ手の形状が図３（ｄ）に示す持ち手型の取っ手と認識することになる。

取っ手形状認識部１０３は、上述した図５に示す処理を行うことで、距離画像作成部１０２で作成した距離画像を基に、ドアの取っ手の形状がくぼみ型、突出型、レバー型、持ち手型の何れの形状かを認識することができる。

＜持ち場所判定部１０４の処理動作例＞
次に、図６を参照しながら、持ち場所判定部１０４の処理動作例について説明する。図６は、持ち場所判定部１０４の処理動作例を示すフローチャートである。

持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状がくぼみ型である場合は（ステップS11/Yes）、記憶部２０を参照する。そして、記憶部２０のくぼみ型に対応する制御内容を基に、ロボットアーム３をくぼみに接近させ、手先効果部４を開き、くぼみの底に手先効果部４の先端が接地するように制御すると特定する（ステップS12）。

また、持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状が持ち手型である場合は（ステップS13/Yes）、記憶部２０を参照する。そして、記憶部２０の持ち手型に対応する制御内容を基に、ロボットアーム３を持ち手に接近させ手先効果部４を開き、持ち手の中心部分を手先効果部４が覆うよう接地するように制御すると特定する（ステップS14）。

また、持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状が突出型である場合は（ステップS15/Yes）、記憶部２０を参照する。そして、記憶部２０の突出型に対応する制御内容を基に、ロボットアーム３を突出部に近接させ、手先効果部４を開き、突出部全体を手先効果部４が覆うよう接地するように制御すると特定する（ステップS16）。

また、持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状がレバー型である場合は（ステップS17/Yes）、記憶部２０を参照する。そして、記憶部２０のレバー型に対応する制御内容を基に、ロボットアーム３をレバー端部に近接させ、手先効果部４を開き、レバー端部を手先効果部４が覆うよう接地するように制御すると特定する（ステップS18）。

持ち場所判定部１０４は、上述した図６に示す処理を行うことで、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状に応じたロボットアーム３及び手先効果部４の制御内容を特定し、ドアの取っ手の形状に応じた取っ手の持ち場所を判定することができる。なお、ドア開閉作業部１０６は、画像入力部２で取得した三次元画像情報や奥行き情報を基に、ロボットアーム３及び手先効果部４と、ドアの取っ手と、の間の距離間を把握する。そして、持ち場所判定部１０４で特定した制御内容で、ロボットアーム３及び手先効果部４の動作を制御することになる。これにより、ドア開閉作業部１０６は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持するようにロボットアーム３及び手先効果部４を制御することができる。

＜ドア開閉方向推定部１０５の処理動作例＞
次に、図７、図８を参照しながら、ドア開閉方向推定部１０５の処理動作例について説明する。図７は、ドア開閉方向推定部１０５の処理動作例を示すフローチャートである。図８は、開閉探索方向候補を示す図である。図８（ａ）は、ドアの開閉探索方向の軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）を示し、図１と対応している。図８（ｂ）は、ｘ、ｙ軸方向の開閉探索方向候補を示す。番号は、開閉探索方向候補の番号を意味する。図８（ｃ）は、ｚ、ｙ軸方向の開閉探索方向候補を示す。図８（ｄ）は、ｚ、ｘ軸方向の開閉探索方向候補を示す。なお、図８に示す開閉探索方向候補も記憶部２０に予め記憶されている。

ドア開閉方向推定部１０５は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状がくぼみ型である場合は（ステップS21/Yes）、ラッチ無しと判断する。そして、記憶部２０を参照し、図８に示す開閉探索方向候補の中から、くぼみが伸びている軸方向と垂直なｚ軸以外の軸方向に平行な２方向をドア開閉優先探索方向候補に決定する（ステップS22）。図３（ａ）に示すくぼみ型の取っ手の形状は、くぼみが伸びている軸方向はｙ軸方向になる。このため、くぼみが伸びている軸方向と垂直なｚ軸以外の軸方向に平行な２方向は、図８（ｂ）に示す開閉探索方向候補１２,１６をドア開閉優先探索方向候補に決定することになる。

また、ドア開閉方向推定部１０５は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状が持ち手型である場合は（ステップS23/Yes）、記憶部２０を参照し、図８に示す開閉探索方向候補の中から、取っ手が伸びている軸方向以外の各軸方向に平行な４方向をラッチ解錠優先探索方向候補及びドア開閉優先探索方向候補に決定する（ステップS24）。図３（ｄ）に示す持ち手型の取っ手の形状は、取っ手が伸びている軸方向はｙ軸方向になるため、取っ手が伸びている軸方向以外の各軸方向に平行な４方向は、ｚ軸に平行な２１,２４、ｘ軸に平行な１２,１６の方向になる。このため、開閉探索方向候補２１，２４,１２,１６をラッチ解錠優先探索方向候補及びドア開閉優先探索方向候補に決定することになる。

また、ドア開閉方向推定部１０５は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状が突出型である場合は（ステップS25/Yes）、記憶部２０を参照し、図８に示す開閉探索方向候補の中から、図８（ｂ）に示す開閉探索方向候補００,０１をラッチ解錠優先探索方向候補に決定する。開閉探索方向候補００,０１は、ドアノブを回すような作業を意味する。また、ドア開閉方向推定部１０５は、記憶部２０を参照し、図８に示す開閉探索方向候補の中から、開閉探索方向候補２１,２４をドア開閉優先探索方向候補に決定する（ステップS26）。

また、ドア開閉方向推定部１０５は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状がレバー型である場合は（ステップS27/Yes）、記憶部２０を参照し、図８に示す開閉探索方向候補の中から、取っ手が伸びている軸方向以外の各軸方向に平行な４方向をラッチ解錠優先探索方向候補に決定する。取っ手が伸びている軸方向は、ｚ軸方向であるため、そのｚ軸方向以外のｘ、ｙ軸方向に平行な４方向は、ｙ軸に平行な１０,１４、ｘ軸に平行な１２,１６の方向になる。このため、開閉探索方向候補１０，１４,１２,１６をラッチ解錠優先探索方向候補に決定することになる。また、ドア開閉方向推定部１０５は、記憶部２０を参照し、図８に示す開閉探索方向候補の中から、開閉探索方向候補２１,２４をドア開閉優先探索方向候補に決定する（ステップS28）。

ドア開閉方向推定部１０５は、上述した図７に示す処理を行うことで、図８に示す開閉探索方向候補の中から取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状に応じたラッチ解錠優先探索方向候補やドア開閉優先探索方向候補を決定する。これにより、取っ手の形状に応じたドア開閉方向を推定することができる。

＜ドア開閉作業部１０６の処理動作例＞
次に、図９を参照しながら、ドア開閉作業部１０６の処理動作例について説明する。図９は、ドア開閉作業部１０６の処理動作例を示すフローチャートである。なお、図９の処理動作は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持するようにロボットアーム３及び手先効果部４を制御した後に行うことになる。

まず、ドアの取っ手の形状に応じたドア開閉操作回数ｎを設定する（ステップS31）。くぼみ型の取っ手は、ラッチがなく、ドア開閉方向の操作のみなので、ｎ＝１を設定する。また、突出型、レバー型、持ち手型は、ラッチ解錠操作、ドア開閉操作を行うため、ｎ＝２を設定する。

また、Ｎ＝０にして初期設定する（ステップS32）。Ｎは、力検出部５で検出される力が閾値Ｔを下回ったままロボットアーム３及び手先効果部４が距離Ｌを動いた方向の回数を意味する。このため、ドア開閉作業を開始する前に初期値０に設定する。

次に、開閉探索方向候補の中でドア開閉方向推定部１０５で決定したドア開閉優先探索方向候補を先頭にするように開閉探索方向候補を並び替える（ステップS33）。

次に、開閉探索方向候補の中でドア開閉方向推定部１０５で決定したラッチ解錠優先探索方向候補を先頭にするように開閉探索方向候補を並び替える（ステップS34）。

本実施形態では、まず、開閉探索方向候補の中でドア開閉優先探索方向候補を先頭にするように並び替え、その後に、更に、ラッチ解錠優先探索方向候補を先頭にするように並び替えている。このため、最終的な開閉探索方向候補の順番は、１ラッチ解錠優先探索方向候補、２ドア開閉優先探索方向候補、３それ以外の開閉探索方向候補の順番に並べ替えられる。これにより、開閉探索方向候補の中から、ドア開閉方向推定部１０５で決定したラッチ解錠優先探索方向候補及びドア開閉優先探索方向候補を優先的に選択してドアの開閉操作を行うことができる。その結果、ドアを開けるまでの時間を短縮することができる。

次に、開閉探索方向候補の先頭の開閉探索方向候補を選択し、ロボットアーム３及び手先効果部４をその選択した開閉探索方向候補に力がかかるように制御する（ステップS35）。

次に、力検出部５で検出される力が閾値Ｔを下回ったままロボットアーム３及び手先効果部４が距離Ｌを動いたか否かを判定する（ステップS36）。所定の条件である閾値Ｔや距離Ｌは、予め設定されている。

力検出部５で検出される力が閾値Ｔを下回ったまま距離Ｌを動いていない場合は（ステップS36/No）、所定の条件を満足していないため、その進んだ方向を開閉探索方向候補から削除する（ステップS37）。そして、開閉探索方向候補が存在するか否かを判定する（ステップS38）。そして、開閉探索方向候補が存在する場合は（ステップS38/Yes）、再び、ステップS35に戻り、開閉探索方向候補の先頭の開閉探索方向候補を選択し、ロボットアーム３及び手先効果部４をその選択した開閉探索方向候補に力がかかるように制御する。また、開閉探索方向候補が存在しない場合は（ステップS38/No）、ドア開けを終了する（End）。

また、力検出部５で検出される力が閾値Ｔを下回ったまま距離Ｌを動いた場合は（ステップS36/Yes）、所定の条件を満足したと判定し、１を加算し、Ｎ＝Ｎ＋１とする（ステップS39）。そして、Ｎ＝ｎになったか否かを判定し（ステップS40）、Ｎ＝ｎになっていない場合は（ステップS40/No）、その進んだ方向と反対の象限にある開閉探索方向候補を削除して、その進んだ方向の開閉探索方向候補はそのままにする（ステップS41）。そして、再び、ステップS35に戻り、開閉探索方向候補の先頭の開閉探索方向候補を選択し、ロボットアーム３及び手先効果部４をその選択した開閉探索方向候補に力がかかるように制御する。また、Ｎ＝ｎになった場合は（ステップS40/Yes）、ドア開けを終了する（End）。

なお、上記処理動作において、ドアの取っ手の形状が突出型、レバー型、持ち手型の場合は、以下の処理動作を行うようにすることも可能である。まず、開閉探索方向候補の中でラッチ解錠優先探索方向候補を優先的に選択する。そして、力検出部５で検出される力が閾値Ｔを下回ったままロボットアーム３及び手先効果部４が距離Ｌを動いたと判定した場合は（ステップS36/Yes）、開閉探索方向候補の中でドア開閉優先探索方向候補を優先的に選択するようにする。

＜本実施形態のロボット１の作用・効果＞
このように、本実施形態のロボット１は、距離画像作成部１０２は、画像入力部２で取得した画像の視差情報を基に距離画像を作成する。そして、取っ手形状認識部１０３は、距離画像作成部１０２が作成した距離画像を基に取っ手の形状を認識する。そして、持ち場所判定部１０４は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状に応じた制御内容を基に、ドアの取っ手の持ち場所を判定する。また、ドア開閉方向推定部１０５は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状に応じた優先探索方向候補を基に、ラッチ解錠優先探索方向候補やドア開閉優先探索方向候補を決定する。そして、ドア開閉作業部１０６は、取っ手形状認識部１０３で認識した取っ手の形状に応じた制御内容を基に、取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持するようにロボットアーム３及び手先効果部４を制御する。また、ドア開閉作業部１０６は、開閉探索方向候補の中から、ドア開閉方向推定部１０５で決定したラッチ解錠優先探索方向候補及びドア開閉優先探索方向候補を優先的に選択してドアの開閉操作を行う。

これにより、本実施形態のロボット１は、ドアの取っ手の形状に応じた操作でドアの取っ手を把持することができる。また、ドアを開けるまでの時間を短縮することができる。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

例えば、上述した本実施形態のロボット１を構成する各部の制御動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成を用いて実行することも可能である。

なお、ソフトウェアを用いて処理を実行する場合には、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ている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ことが可能である。あるいは、各種処理が実行可能な汎用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ROM（Read Only Memory）に予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、リムーバブル記録媒体に一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。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エアとして提供することが可能である。リムーバブル記録媒体は、磁気ディスク、半導体メモリなどの各種記録媒体があげられる。

なお、プログラムは、上述したような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ことになる。また、ダウンロードサイトからコンピュータに無線転送することになる。また、ネットワークを介してコンピュータに有線で転送することになる。

また、上記実施形態のロボット１を構成する各部は、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に処理を実行するだけに限定するものでない。例えば、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に処理を実行するように構築することも可能である。

また、上記実施形態のロボット１は、ロボット１に制御部１０、記憶部２０を有し、ロボットアーム３及び手先効果部４を制御することにしている。しかし、ネットワークを介してロボット１を遠隔制御することが可能なサーバ等の情報処理装置に上述した制御部１０、記憶部２０の機能を実装し、上述した処理を遠隔操作で行うようにすることも可能である。

１ ロボット
２ 画像入力部
３ ロボットアーム
４ 手先効果部
５ 力検出部
１０ 制御部
２０ 記憶部
１０２ 距離画像作成部
１０３ 取っ手形状認識部
１０４ 持ち場所判定部
１０５ ドア開閉方向推定部
１０６ ドア開閉作業部

特開２０１０−２２１３２０号公報

Claims (7)

1. ドアの取っ手を把持可能なロボットを制御する情報処理装置であって、
   撮像手段で撮像した前記ドアの取っ手の画像から前記取っ手の形状を認識する認識手段と、
   前記認識手段で認識した取っ手の形状に応じた操作で前記ドアの取っ手を把持するように前記ロボットを制御する制御手段と、を有することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記認識手段で認識した取っ手の形状に応じたドア開閉方向を推定する推定手段を有し、
   前記制御手段は、前記推定手段で推定したドア開閉方向を基に前記ドアの取っ手を移動するように前記ロボットを制御する、ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記推定手段は、前記認識手段で認識した取っ手の形状に応じたラッチ解錠優先探索方向候補、ドア開閉優先探索方向候補を決定し、
   前記制御手段は、前記推定手段で決定した前記ラッチ解錠優先探索方向候補を基に、前記ドアの取っ手を移動するように前記ロボットを制御し、前記ドアの取っ手の移動が所定の条件を満足した場合に、前記推定手段で決定した前記ドア開閉優先探索方向候補を基に、前記ドアの取っ手を移動するように前記ロボットを制御し、前記ドアの取っ手の移動が所定の条件を満足した場合に、ドアの開閉を終了する、ことを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
4. ドアの取っ手を把持可能な把持手段を有するロボットであって、
   前記ドアの取っ手を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像した前記ドアの取っ手の画像から前記取っ手の形状を認識する認識手段と、
   前記認識手段で認識した取っ手の形状に応じた操作で前記ドアの取っ手を把持するように前記把持手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするロボット。
5. 前記認識手段で認識した取っ手の形状に応じたドア開閉方向を推定する推定手段を有し、
   前記制御手段は、前記推定手段で推定したドア開閉方向を基に前記ドアの取っ手を移動するように前記把持手段を制御する、ことを特徴とする請求項４記載のロボット。
6. 前記推定手段は、前記認識手段で認識した取っ手の形状に応じたラッチ解錠優先探索方向候補、ドア開閉優先探索方向候補を決定し、
   前記制御手段は、前記推定手段で決定した前記ラッチ解錠優先探索方向候補を基に、前記ドアの取っ手を移動するように前記把持手段を制御し、前記ドアの取っ手の移動が所定の条件を満足した場合に、前記推定手段で決定した前記ドア開閉優先探索方向候補を基に、前記ドアの取っ手を移動するように前記把持手段を制御し、前記ドアの取っ手の移動が所定の条件を満足した場合に、ドアの開閉を終了する、ことを特徴とする請求項５記載のロボット。
7. ドアの取っ手を把持可能なロボットを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
   撮像手段で撮像した前記ドアの取っ手の画像から前記取っ手の形状を認識する認識処理と、
   前記認識処理で認識した取っ手の形状に応じた操作で前記ドアの取っ手を把持するように前記ロボットを制御する制御処理と、を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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