JP2020069637A - 制御装置、移送装置、プログラム、及び、制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[先行技術文献]
[非特許文献]
[非特許文献1] 株式会社イシダ、「ダイナミック計量システム IMAS-G」、[Online]、[令和元年7月15日検索]、インターネット<https://www.ishida.co.jp/ww/jp/products/weighing/dynamicweighingsystem/imas-g.cfm>
図1は、移載システム100のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、移載システム100は、例えば、1以上のデパレタイズ用プラットフォーム110と、1以上の荷受用プラットフォーム120と、1以上のロボット130と、移載制御装置150と、1以上の撮像装置160とを備える。本願明細書において、「1以上」という用語は、「1又は複数」を意味する。
本実施形態において、デパレタイズ用プラットフォーム110は、1以上のパッケージ102を搭載する。デパレタイズ用プラットフォーム110は、パレットであってよい。
移載システム100の各部は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウエア及びソフトウエアにより実現されてもよい。移載システム100の各部は、その少なくとも一部が、単一のサーバによって実現されてもよく、複数のサーバによって実現されてもよい。移載システム100の各部は、その少なくとも一部が、仮想マシン上又はクラウドシステム上で実現されてもよい。移載システム100の各部は、その少なくとも一部が、パーソナルコンピュータ又は携帯端末によって実現されてもよい。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、PDA、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどが例示される。移載システム100の各部は、ブロックチェーンなどの分散型台帳技術又は分散型ネットワークを利用して、情報を格納してもよい。
登録データ比較部720は、商品情報格納部452に登録されたパッケージの特性に関する情報と、ワークに関する実際の計測データに基づいて決定されるワークの特性に関する情報とを比較する。ワークに関する実際の計測データとしては、力覚センサ242が出力したデータなどが例示される。上記の計測データは、エンドエフェクタ140がワークを把持及び拳上している期間に、力覚センサ242が出力したデータであってよい。登録データ比較部720は、比較結果を示す情報を、例えば、質量異常検知部762及び重心異常検知部764の少なくとも一方に出力する。
一実施形態において、上記の特性は、質量であってよい。例えば、登録データ比較部720は、ワーク情報格納部454にアクセスして、ワークに対応する商品又はサービスの識別情報を取得する。登録データ比較部720は、商品情報格納部452にアクセスして、上記の商品又はサービスの識別情報に合致するパッケージ(ワークに対応するパッケージと称される場合がある。)の質量を示す情報を取得する。次に、エンドエフェクタ140がワークを把持し、当該ワークを拳上すると、登録データ比較部720は、エンドエフェクタ140がワークを把持及び拳上している間に、ハンド情報取得部426から力覚情報を取得する。
他の実施形態において、上記の特性は、重心の位置であってよい。例えば、登録データ比較部720は、上記の実施形態と同様にして、ワークに対応するパッケージの重心の位置を示す情報を取得する。また、登録データ比較部720は、上記の実施形態と同様にして、力覚情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさに基づいて、ワークの重心の位置を決定する。
本実施形態において、出力シミュレータ730は、ロボット130に配された1以上のセンサの少なくとも1つの出力をシミュレートする。一実施形態において、出力シミュレータ730は、力覚センサ242の出力をシミュレートする。他の実施形態において、出力シミュレータ730は、エンコーダ234の出力をシミュレートする。さらに他の実施形態において、出力シミュレータ730は、モータ232の電流値をシミュレートする。
本実施形態において、出力シミュレータ730は、計画情報に基づいて、力覚センサ242の出力をシミュレートする。出力シミュレータ730は、例えば、商品情報格納部452にアクセスして、ワークに対応するパッケージの質量を示す情報を取得する。また、出力シミュレータ730は、例えば、ワーク情報格納部454にアクセスして、ワークに関する計画情報を取得する。次に、出力シミュレータ730は、上記の質量を示す情報と、計画情報とに基づいて、ロボット130がワークを移送した場合に、力覚センサ242が検出する力及びトルクの少なくとも一方の大きさを推定する。これにより、ロボット130がワークを移送した場合に、力覚センサ242が検出するであろう力及びトルクの少なくとも一方の大きさが推定される。出力シミュレータ730は、力覚センサ242が検出する力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向を推定してもよい。これにより、力覚センサ242が検出するであろう力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向が推定される。
本実施形態において、出力シミュレータ730は、拳上工程における力覚センサ242の出力をシミュレートする。出力シミュレータ730は、例えば、商品情報格納部452にアクセスして、ワークに対応するパッケージの質量を示す情報と、当該パッケージの重心の位置を示す情報とを取得する。また、出力シミュレータ730は、例えば、ワーク情報格納部454にアクセスして、ワークの把持位置に関する情報を取得する。次に、出力シミュレータ730は、上記の質量と、上記の重心の位置と、上記の把持位置とに基づいて、エンドエフェクタ140がワークの把持位置を把持して当該ワークを拳上した場合に、力覚センサ242が検出する力及びトルクの少なくとも一方の大きさを推定する。これにより、上記の場合に力覚センサ242が検出するであろう力及びトルクの少なくとも一方の大きさが推定される。出力シミュレータ730は、力覚センサ242が検出する力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向を推定してもよい。これにより、力覚センサ242が検出するであろう力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向が推定される。出力シミュレータ730は、上述された実施形態と同様にして、推定情報を出力してもよい。
例えば、推定データ比較部740は、ハンド情報取得部426から、力覚情報を取得する。推定データ比較部740は、出力シミュレータ730から、推定情報を取得する。推定データ比較部740は、力覚情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさと、推定情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさとを比較する。推定データ比較部740は、力覚情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさと、推定情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさとの差の絶対値を算出してよい。推定データ比較部740は、上記の差の絶対値を示す情報を、比較結果を示す情報として出力してよい。
推定データ比較部740は、力覚情報に基づいて、ワークの重心の位置を特定してよい。また、推定データ比較部740は、推定情報に基づいて、ワークの重心の位置を推定してよい。推定データ比較部740は、力覚情報に基づいて特定されたワークの重心の位置と、推定情報に基づいて推定されたワークの重心の位置とを比較する。推定データ比較部740は、力覚情報に基づいて特定されたワークの重心の位置と、推定情報に基づいて推定されたワークの重心の位置との距離を算出してよい。推定データ比較部740は、上記の距離を示す情報を、比較結果を示す情報として出力してよい。
一実施形態において、推定データ比較部740は、力覚情報に含まれる複数の時刻を示す情報と、推定情報に含まれる複数の経過時間のそれぞれを示す情報とに基づいて、力覚情報に含まれる力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報と、推定情報に含まれる力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報とを対応付けてよい。これにより、両者を同期することができる。
本実施形態において、基準データ比較部750は、特定の時刻、又は、特定の工程の特定のタイミングを基準時として、当該基準時における力覚センサ242の出力と、現在の力覚センサ242の出力とを比較する。上記の基準時としては、拳上工程の始期、載置工程の始期などが例示される。基準データ比較部750は、基準時の力覚情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさと、現在の力覚情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさとを比較する。基準データ比較部750は、基準時の力覚情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさと、現在の力覚情報により示される力及びトルクの少なくとも一方の大きさとの差の絶対値を算出してよい。基準データ比較部750は、上記の差の絶対値を示す情報を、比較結果を示す情報として出力してよい。
本実施形態において、質量異常検知部762は、ワークの質量に関する異常を検知する。質量異常検知部762は、複数のアルゴリズムに基づいて、上記の異常を検知してよい。質量異常検知部762は、アルゴリズム決定部542が決定したアルゴリズムに基づいて、上記の異常を検知してよい。
本実施形態において、重心異常検知部764は、ワークの重心の位置に関する異常を検知する。重心異常検知部764は、複数のアルゴリズムに基づいて、上記の異常を検知してよい。質重心異常検知部764は、アルゴリズム決定部542が決定したアルゴリズムに基づいて、上記の異常を検知してよい。
本実施形態において、異常特定部770は、検知された異常の内容を特定する。異常特定部770は、質量異常検知部762から、質量に関する異常が検知されたことを示す情報を取得する。これにより、異常特定部770は、質量に関する異常の有無を判定することができる。同様に、異常特定部770は、重心異常検知部764から、重心の位置に関する異常が検知されたことを示す情報を取得する。異常特定部770は、重心の位置に関する異常の有無を判定することができる。
Claims (17)
- マニピュレータによる移送の対象となる対象物品が移送されている期間中に、前記マニピュレータの遠位端における力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す力覚情報を取得する力覚情報取得部と、
前記対象物品の質量として予め定められた値を示す質量情報を取得する質量情報取得部と、
前記マニピュレータの前記遠位端、及び、前記遠位端に配されて前記対象物品を把持するための把持部の少なくとも一方の軌道に関する計画の内容を示す計画情報を取得する計画情報取得部と、
前記質量情報及び前記計画情報に基づいて、前記マニピュレータが前記対象物品を移送した場合に、前記マニピュレータの前記遠位端において検出される力及びトルクの少なくとも一方の大きさを推定する力覚推定部と、
前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさ、並びに、前記力覚推定部が推定した前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさに基づいて、前記対象物品の移送に関する異常を検知する第1検知部と、
を備える、制御装置。 - 前記力覚情報は、前記マニピュレータの前記遠位端における力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向を示し、
前記力覚推定部は、前記マニピュレータの前記遠位端における力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向を推定し、
前記第1検知部は、前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向、並びに、前記力覚推定部が推定した前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさ及び方向に基づいて、前記対象物品の移送に関する異常を検出する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1検知部は、前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさと、前記力覚推定部が推定した前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさとの差の絶対値が、第1閾値よりも大きい場合に、前記異常を検知する、
請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - 前記第1検知部は、前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさと、前記力覚推定部が推定した前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさとの差の絶対値が第1閾値よりも大きな状態の継続期間の長さが、第2閾値よりも大きい場合に、前記異常を検知する、
請求項1又は請求項2に記載の制御装置。 - 前記第1閾値は、前記力覚情報取得部による前記力覚情報の取得に関する遅延時間の長さが大きいほど前記第1閾値が大きくなるように、決定される、
請求項3又は請求項4に記載の制御装置。 - 前記力覚情報は、複数の時刻を示す情報と、各時刻における前記遠位端における力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報とを含み、
前記計画情報は、前記対象物品が前記軌道上の基準位置を通過してからの複数の経過時間を示す情報と、各経過時間における前記マニピュレータに含まれる複数の関節のそれぞれの角度を示す情報とを含み、
前記力覚推定部は、
前記計画情報に基づいて、前記複数の経過時間のそれぞれにおける、前記遠位端において検出される力及びトルクの少なくとも一方の大きさを推定し、
前記複数の経過時間のそれぞれと、前記推定された力及びトルクの少なくとも一方の大きさとが対応付けられた推定情報を出力し、
前記第1検知部は、
前記力覚情報に含まれる前記複数の時刻を示す情報と、前記推定情報に含まれる前記複数の経過時間のそれぞれを示す情報とに基づいて、前記力覚情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報と、前記推定情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報とを対応付け、
対応付けられた前記力覚情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報、及び、前記推定情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報に基づいて、前記対象物品の移送に関する異常を検知する、
請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記マニピュレータに含まれる複数の関節のそれぞれの角度を示す角度情報を取得する角度情報取得部をさらに備え、
前記角度情報は、複数の時刻を示す情報と、各時刻における前記複数の関節のそれぞれの角度を示す情報とを含み、
前記力覚情報は、複数の時刻を示す情報と、各時刻における前記遠位端における力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報とを含み、
前記力覚推定部は、
前記計画情報に基づいて、前記軌道上の複数の位置のそれぞれにおける前記複数の関節のそれぞれの角度を決定し、
前記軌道上の複数の位置のそれぞれにおける、前記遠位端において検出される力及びトルクの少なくとも一方の大きさを推定し、
前記複数の関節のそれぞれの角度と、前記推定された力及びトルクの少なくとも一方の大きさとが対応付けられた推定情報を出力し、
前記第1検知部は、
前記角度情報及び前記力覚情報のそれぞれに含まれる前記複数の時刻を示す情報に基づいて、前記複数の関節のそれぞれの角度を示す情報と、前記遠位端における力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報とを対応付け、
前記複数の関節のそれぞれの角度を示す情報に基づいて、前記力覚情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報と、前記推定情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報とを対応付け、
対応付けられた前記力覚情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報、及び、前記推定情報に含まれる前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す情報に基づいて、前記対象物品の移送に関する異常を検知する、
請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記対象物品の移送に関する異常は、前記対象物品の識別不良、前記対象物品の把持不良、前記対象物品の落下、前記対象物品の破損、及び、前記対象物品の衝突の少なくとも1つである、
請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記把持部に配された減圧室の内部の圧力の大きさを示す減圧情報を取得する減圧情報取得部をさらに備え、
前記第1検知部は、(i)前記減圧情報により示される圧力に関する異常、及び、前記力覚情報により示される前記対象物品の質量に関する異常が検知されず、且つ、(ii)前記力覚情報により示される前記対象物品の重心に関する異常が検知された場合に、前記対象物品の破損を検知する、
請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記対象物品が前記マニピュレータに把持される前の時点における前記対象物品の画像データを取得する画像情報取得部と、
前記画像データに基づいて、前記対象物品の重心の位置を推定する重心推定部と、
前記把持部による前記対象物品の把持位置を決定する把持位置決定部と、
をさらに備え、
前記力覚推定部は、前記質量情報により示される前記対象物品の質量と、前記重心推定部が推定した前記対象物品の重心の位置と、前記把持位置決定部が決定した前記把持位置とに基づいて、前記把持部が、前記対象物品の前記把持位置を把持して、前記対象物品を拳上した場合に、前記遠位端において検出される力及びトルクの少なくとも一方の大きさを推定し、
前記第1検知部は、前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさ、並びに、前記力覚推定部が推定した前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさに基づいて、前記対象物品の識別不良、前記対象物品の把持不良、及び、前記対象物品の破損の少なくとも1つを検知する、
請求項1から請求項9までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記対象物品が前記マニピュレータに把持される前の時点における前記対象物品の画像データを取得する画像情報取得部と、
前記画像データに基づいて、前記対象物品の上面の幾何中心の位置を特定する幾何中心特定部と、
前記把持部による前記対象物品の把持位置を決定する把持位置決定部と、
(i)前記把持部が、前記対象物品の前記把持位置を把持して、前記対象物品を拳上した場合に、前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさ、並びに、(ii)前記対象物品の前記把持位置に基づいて、前記対象物品の重心の位置を特定する重心特定部と、
前記対象物品の前記上面の前記幾何中心の位置と、前記対象物品の重心が前記対象物品の前記上面に投影された位置との距離が、第3閾値よりも大きい場合に、前記対象物品の識別不良、前記対象物品の把持不良、及び、前記対象物品の破損の少なくとも1つを検知する第2検知部と、
をさらに備える、
請求項1から請求項9までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記対象物品が前記マニピュレータに把持される前の時点における前記対象物品の画像データを取得する画像情報取得部と、
前記画像データに基づいて、前記対象物品の上面の幾何中心の位置を特定する幾何中心特定部と、
前記把持部による前記対象物品の把持位置を決定する把持位置決定部と、
(i)前記把持部が、前記対象物品の前記把持位置を把持して、前記対象物品を拳上した場合に、前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさ、並びに、(ii)前記対象物品の前記把持位置に基づいて、前記対象物品の重心の位置を特定する重心特定部と、
をさらに備え、
前記把持位置決定部は、前記対象物品の前記上面の前記幾何中心の位置と、前記対象物品の重心が前記対象物品の前記上面に投影された位置との距離が、第3閾値よりも大きい場合に、前記対象物品の前記把持位置としてより適切な位置を決定する、
請求項1から請求項9までの何れか一項に記載の制御装置。 - (i)前記把持部が前記対象物品を拳上した場合に、前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさに基づいて決定される前記対象物品の質量と、(ii)前記質量情報により示される前記対象物品の質量との差の絶対値が、第4閾値よりも大きい場合に、前記対象物品の識別不良、前記対象物品の把持不良、及び、前記対象物品の破損の少なくとも1つを検知する第3検知部をさらに備える、
請求項1から請求項12までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記第1検知部が前記異常を検知した場合に、前記対象物品の移送速度を調整することを決定する調整部をさらに備える、
請求項1から請求項13までの何れか一項に記載の制御装置。 - 請求項1から請求項14までの何れか一項に記載の制御装置と、
前記マニピュレータと、
を備える、移送装置。 - コンピュータを、請求項1から請求項14までの何れか一項に記載の制御装置として機能させるためのプログラム。
- マニピュレータによる移送の対象となる対象物品が移送されている期間中に、前記マニピュレータの遠位端における力及びトルクの少なくとも一方の大きさを示す力覚情報を取得する力覚情報取得段階と、
前記対象物品の質量として予め定められた値を示す質量情報を取得する質量情報取得段階と、
前記マニピュレータの前記遠位端、及び、前記遠位端に配されて前記対象物品を把持するための把持部の少なくとも一方の軌道に関する計画の内容を示す計画情報を取得する計画情報取得段階と、
前記質量情報及び前記計画情報に基づいて、前記対象物品が移送される場合に、前記マニピュレータの前記遠位端において検出される力及びトルクの少なくとも一方の大きさを推定する力覚推定段階と、
前記力覚情報により示される前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさ、並びに、前記力覚推定段階において推定された前記力及びトルクの少なくとも一方の大きさに基づいて、前記対象物品の移送に関する異常を検知する第1検知段階と、
を有する、制御方法。
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