JP6699097B2 - ロボット及び制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、ロボット、制御装置、及び制御方法に関する。
撮像部により物体を撮像し、撮像された画像に基づいて当該物体に対して所定の作業を
行うロボットの研究や開発が行われている。
これに関し、安全キャビネット内の作業空間に配置された物体に対して所定の作業を行
うロボットが知られている（特許文献１参照）。
国際公開第２０１４／０５４１８３号
しかしながら、従来のロボットは、予め前述の作業空間内における物体の位置及び姿勢
を示す情報が記憶されており、物体の位置及び姿勢が変更される度に物体の位置及び姿勢
を記憶させ直す（教示し直す）必要があった。また、当該ロボットは、何らかの理由によ
り前述の作業空間内における物体の位置及び姿勢がずれてしまう場合、精度よく所定の作
業を行うことが困難であった。その結果、当該ロボットでは、安全キャビネット内の作業
空間における作業の効率や精度を向上させることが困難な場合があった。
本発明の一態様は、ロボットであって、前記ロボットと前記ロボットの作業空間との間
に透明部材が配置されており、前記作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された
撮像画像に基づいて動作する、ロボットである。
この構成により、ロボットは、ロボットとロボットの作業空間との間に透明部材が配置
されており、ロボットの作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された撮像画像に
基づいて動作する。これにより、ロボットは、作業の効率を向上させることができる。例
えば、ロボットは、クリーンベンチのように透明部材により囲まれた作業空間内における
作業の効率や精度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記撮像部を備える、構成が用いられ
てもよい。
この構成により、ロボットは、自装置に備えられた撮像部により撮像された撮像画像に
基づいて動作する。これにより、ロボットは、自装置に備えられた撮像部を用いて作業の
効率や精度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記撮像部を前記作業空間内に移動さ
せ、前記作業空間の少なくとも一部を撮像する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、作業空間内に移動させた撮像部により作業空間の少なく
とも一部を撮像する。これにより、ロボットは、撮像部を作業空間内に移動させて作業の
効率や精度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記撮像部により前記透明部材を介し
て前記作業空間の少なくとも一部を撮像した前記撮像画像と、基準画像とに基づいて動作
する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、撮像部により透明部材を介して作業空間の少なくとも一
部を撮像した撮像画像と、基準画像とに基づいて動作する。これにより、ロボットは、透
明部材を介して作業空間を撮像する撮像部を用いて作業の効率や精度を向上させることが
できる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記撮像画像は、所定画像を含む画像
であり、前記基準画像は、前記撮像部により前記透明部材を介さずに撮像した前記所定画
像を含む画像である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、透明部材を介して撮像された所定画像を含む撮像画像と
、撮像部により透明部材を介さずに撮像した所定画像を含む基準画像とに基づいて動作す
る。これにより、ロボットは、所定画像を含む撮像画像と、所定画像を含む基準画像とに
基づいて作業の効率や精度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記所定画像は、マーカーの画像であ
る、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、透明部材を介して撮像された撮像画像であってマーカー
の画像を含む撮像画像と、撮像部により透明部材を介さずに撮像した基準画像であってマ
ーカーの画像を含む基準画像とに基づいて動作する。これにより、ロボットは、マーカー
の画像を含む撮像画像と、マーカーの画像を含む基準画像とに基づいて作業の効率や精度
を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記所定画像は、前記ロボットの一部
の画像である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、透明部材を介して撮像した撮像画像であってロボットの
一部の画像を含む撮像画像と、撮像部により透明部材を介さずに撮像した基準画像であっ
てロボットの一部の画像を含む基準画像とに基づいて動作する。これにより、ロボットは
、ロボットの一部の画像を含む撮像画像と、ロボットの一部の画像を含む基準画像とに基
づいて作業の効率や精度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記撮像部は、前記作業空間外に設け
られている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、作業空間外に設けられた撮像部により撮像された撮像画
像に基づいて動作する。これにより、ロボットは、作業空間外に設けられた撮像部を用い
て作業の効率や精度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記撮像部は、前記作業空間内に設け
られている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、作業空間内に設けられた撮像部により撮像された撮像画
像に基づいて動作する。これにより、ロボットは、作業空間内に設けられた撮像部を用い
て作業の効率や精度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットと前記ロボットの作業空間との間に透明部材が配
置されており、前記作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された撮像画像に基づ
いて前記ロボットを動作させる、制御装置である。
この構成により、制御装置は、ロボットとロボットの作業空間との間に透明部材が配置
されており、ロボットの作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された撮像画像に
基づいてロボットを動作させる。これにより、制御装置は、作業の効率や精度を向上させ
ることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットと前記ロボットの作業空間との間に透明部材が配
置されており、前記作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された撮像画像に基づ
いて前記ロボットを動作させる、制御方法である。
この構成により、制御方法は、ロボットとロボットの作業空間との間に透明部材が配置
されており、ロボットの作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された撮像画像に
基づいてロボットを動作させる。これにより、制御方法は、作業の効率や精度を向上させ
ることができる。
以上により、ロボットは、ロボットとロボットの作業空間との間に透明部材が配置され
ており、ロボットの作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された撮像画像に基づ
いて動作する。これにより、ロボットは、作業の効率や精度を向上させることができる。
また、制御装置、及び制御方法は、ロボットとロボットの作業空間との間に透明部材が
配置されており、ロボットの作業空間の少なくとも一部が撮像部により撮像された撮像画
像に基づいてロボットを動作させる。これにより、制御装置、及び制御方法は、作業の効
率や精度を向上させることができる。
本実施形態に係るロボット２０の一例を示す構成図である。 制御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。 制御装置３０の機能構成の一例を示す図である。 制御部３６が第１補正情報を生成するための基準画像を取得する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 回転制御部４８が回転部２５を回転させる様子の一例を示す図である。 制御部３６が対象画像を取得して第１補正情報を生成する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ステップＳ２３０において画像検出部４２が所定画像を検出した対象画像の一例と、ステップＳ２４０において画像取得部４１が取得した基準画像の一例を示す図である。 制御部３６が第１補正情報に基づいて第１補正を行い、ロボット２０に所定の作業を行わせる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 撮像画像に対して第１補正を行わない場合の具体例１において制御部３６がロボット２０に所定の作業を行わせる処理の流れの一例を示す図である。
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係
るロボット２０の一例を示す構成図である。
まず、ロボット２０の構成について説明する。
ロボット２０は、第１アームと第２アームを備える双腕ロボットである。双腕ロボット
は、この一例における第１アームと第２アームのような２本のアーム（腕）を備えるロボ
ットである。なお、ロボット２０は、双腕ロボットに代えて、単腕ロボットであってもよ
い。単腕ロボットは、１本のアームを備えるロボットである。例えば、単腕ロボットは、
第１アームと第２アームのいずれか一方を備える。
また、ロボット２０は、第１力センサー１１と、第２力センサー１２と、第１撮像部２
１と、第２撮像部２２と、第３撮像部２３と、第４撮像部２４と、回転部２５と、制御装
置３０を備える。なお、ロボット２０は、第１力センサー１１と第２力センサー１２のい
ずれか一方又は両方を備えない構成であってもよい。また、ロボット２０は、第１撮像部
２１と、第２撮像部２２と、第３撮像部２３と、第４撮像部２４のうちの一部を備えない
構成であってもよい。
第１アームは、物体を把持可能な爪部を備える第１エンドエフェクターＥ１と、第１マ
ニピュレーターＭ１と、第１力センサー１１と、第１撮像部２１と、図示しない複数のア
クチュエーターによって構成される。以下では、第１アームが備える複数のアクチュエー
ターを、まとめて第１アクチュエーターと称して説明する。第１アームは、７軸垂直多関
節型のアームである。具体的には、第１アームは、支持台と、第１エンドエフェクターＥ
１と、第１マニピュレーターＭ１が第１アクチュエーターによる連携した動作によって７
軸の自由度の動作を行う。なお、第１アームは、６軸以下の自由度で動作する構成であっ
てもよく、８軸以上の自由度で動作する構成であってもよい。
第１アームが７軸の自由度で動作する場合、第１アームは、６軸以下の自由度で動作す
る場合と比較して取り得る姿勢が増える。これにより第１アームは、例えば、動作が滑ら
かになり、更に第１アームの周辺に存在する物体との干渉を容易に回避することができる
ようになる。また、第１アームが７軸の自由度で動作する場合、第１アームの制御は、第
１アームが８軸以上の自由度で動作する場合と比較して計算量が少なく容易である。この
ような理由から、第１アームは、７軸の自由度で動作することが望ましい。
各第１アクチュエーターは、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されてい
る。これにより、第１アクチュエーターは、制御装置３０から取得される制御信号に基づ
いて、第１エンドエフェクターＥ１と第１マニピュレーターＭ１を動作させることができ
る。なお、ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（
Universal Serial Bus）等の規格によって行われる。また、第１アクチュエーターのう
ちの一部又は全部は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によ
って制御装置３０と接続される構成であってもよい。
第１力センサー１１は、第１エンドエフェクターＥ１と第１マニピュレーターＭ１の間に備えられる。第１力センサー１１は、第１エンドエフェクターＥ１に作用した力やモーメントを検出する。第１力センサー１１は、検出した力やモーメントの大きさを示す値を出力値として含む第１力センサー情報を通信により制御装置３０へ出力する。第１力センサー情報は、制御装置３０による第１アームの第１力センサー情報に基づく制御に用いられる。第１力センサー情報に基づく制御は、例えば、インピーダンス制御等のコンプライアンス制御のことである。なお、第１力センサー１１は、トルクセンサー等の第１エンドエフェクターＥ１に加わる力やモーメントを検出する他のセンサーであってもよい。
第１力センサー１１は、ケーブルによって通信可能に制御装置３０と接続されている。
ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によ
って行われる。なお、第１力センサー１１は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格によ
り行われる無線通信によって制御装置３０と接続されてもよい。
第１撮像部２１は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ
（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconducto
r）等を備えたカメラである。この一例において、第１撮像部２１は、第１マニピュレー
ターＭ１の一部に備えられる。そのため、第１撮像部２１は、第１アームの動きに応じて
移動する。また、第１撮像部２１が撮像可能な範囲は、第１アームの動きに応じて変化す
る。第１撮像部２１は、当該範囲の静止画像を撮像してもよく、当該範囲の動画像を撮像
してもよい。この一例では、第１撮像部２１は、撮像可能な範囲の静止画像を撮像する場
合について説明する。
また、第１撮像部２１は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている
。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格に
よって行われる。なお、第１撮像部２１は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により
行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
第２アームは、第２エンドエフェクターＥ２と、第２マニピュレーターＭ２と、第２力
センサー１２と、第２撮像部２２と、図示しない複数のアクチュエーターによって構成さ
れる。以下では、第２アームが備える複数のアクチュエーターを、まとめて第２アクチュ
エーターと称して説明する。第２アームは、７軸垂直多関節型のアームである。具体的に
は、第２アームは、支持台と、第２エンドエフェクターＥ２と、第２マニピュレーターＭ
２が第２アクチュエーターによる連携した動作によって７軸の自由度の動作を行う。第２
アームは、第１アームが７軸の自由度で動作することが望ましい理由と同様の理由により
、７軸の自由度で動作することが望ましい。なお、第２アームは、６軸以下の自由度で動
作する構成であってもよく、８軸以上の自由度で動作する構成であってもよい。
各第２アクチュエーターは、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されてい
る。これにより、第２アクチュエーターは、制御装置３０から取得される制御信号に基づ
いて、第２エンドエフェクターＥ２と第２マニピュレーターＭ２を動作させることができ
る。なお、ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（
Universal Serial Bus）等の規格によって行われる。なお、第２アクチュエーターのう
ちの一部又は全部は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によ
って制御装置３０と接続される構成であってもよい。
第２力センサー１２は、第２エンドエフェクターＥ２と第２マニピュレーターＭ２の間に備えられる。第２力センサー１２は、第２エンドエフェクターＥ２に作用した力やモーメントを検出する。第２力センサー１２は、検出した力やモーメントを、第２力センサー１２の出力値として含む第２力センサー情報を通信により制御装置３０へ出力する。第２力センサー情報は、制御装置３０による第２アームの第２力センサー情報に基づく制御に用いられる。第２力センサー情報に基づく制御は、例えば、インピーダンス制御等のコンプライアンス制御のことである。なお、第２力センサー１２は、トルクセンサー等の第２エンドエフェクターＥ２に加わる力やモーメントを検出する他のセンサーであってもよい。

第２力センサー１２は、ケーブルによって通信可能に制御装置３０と接続されている。
ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によ
って行われる。なお、第２力センサー１２は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格によ
り行われる無線通信によって制御装置３０と接続されてもよい。
第２撮像部２２は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ
やＣＭＯＳ等を備えたカメラである。この一例において、第２撮像部２２は、第２マニピ
ュレーターＭ２の一部に備えられる。そのため、第２撮像部２２は、第２アームの動きに
応じて移動する。また、第２撮像部２２が撮像可能な範囲は、第２アームの動きに応じて
変化する。第２撮像部２２は、当該範囲の静止画像を撮像してもよく、当該範囲の動画像
を撮像してもよい。この一例では、第２撮像部２２は、撮像可能な範囲の静止画像を撮像
する場合について説明する。
また、第２撮像部２２は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている
。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格に
よって行われる。なお、第２撮像部２２は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により
行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
第１アームと第２アームのうちいずれか一方又は両方には、図１に示したマーカーＰ１
が設けられている。マーカーＰ１は、この一例において、図１に示したように２つの三角
形のうち一方を逆さまにして他方と重ねた形状の模様である。なお、マーカーＰ１は、図
１に示した模様に代えて、制御装置３０により識別可能な他の模様であってもよく、文字
や数字、記号等であってもよい。
第１アームにマーカーＰ１が設けられている場合、マーカーＰ１は、第１アームの一部
によってマーカーＰ１の第１アームに接している面とは反対の面の一部又は全部が覆い隠
されてしまわない位置に設けられる。また、第２アームにマーカーＰ１が設けられている
場合、マーカーＰ１は、第２アームの一部によってマーカーＰ１の第２アームに接してい
る面とは反対の面の一部又は全部が覆い隠されてしまわない位置に設けられる。
この一例では、マーカーＰ１が第１アームの第１エンドエフェクターＥ１の表面に設け
られている場合について説明する。なお、第１アームにマーカーＰ１が設けられている場
合、第１撮像部２１ではマーカーＰ１を撮像出来ないため、マーカーＰ１をロボット２０
が備える撮像部によって撮像する場合、ロボット２０には、第２撮像部２２と、第３撮像
部２３と、第４撮像部２４のうちの少なくともいずれか１台が備えられていなければなら
ない。
第３撮像部２３は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ
やＣＭＯＳ等を備えたカメラである。第３撮像部２３は、回転部２５に備えられる。その
ため、第３撮像部２３は、回転部２５の回転とともに回転する。また、第３撮像部２３が
撮像可能な範囲は、回転部２５の回転に応じて変化する。なお、第３撮像部２３は、撮像
空間の静止画像を撮像してもよく、撮像空間の動画像を撮像してもよい。この一例では、
第３撮像部２３は、撮像可能な範囲の静止画像を撮像する場合について説明する。
また、第３撮像部２３は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている
。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格に
よって行われる。なお、第３撮像部２３は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により
行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
第４撮像部２４は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ
やＣＭＯＳ等を備えたカメラである。第４撮像部２４は、第３撮像部２３とともに回転部
２５に備えられる。そのため、第４撮像部２４は、回転部２５の回転とともに回転する。
また、第４撮像部２４は、撮像可能な範囲を第３撮像部２３とともにステレオ撮像可能な
部位であって回転部２５の部位に備えられる。すなわち、第４撮像部２４の撮像可能な範
囲は、第３撮像部２３の撮像可能な範囲とともに回転部２５の回転に応じて変化する。な
お、第４撮像部２４は、撮像空間の静止画像を撮像してもよく、撮像空間の動画像を撮像
してもよい。この一例では、第４撮像部２４は、撮像可能な範囲の静止画像を撮像する場
合について説明する。
また、第４撮像部２４は、ケーブルによって通信可能に制御装置３０と接続されている
。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格に
よって行われる。なお、第４撮像部２４は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により
行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
上記で説明したロボット２０が備えるこれらの各機能部は、この一例において、ロボッ
ト２０に内蔵された制御装置３０から制御信号を取得する。そして、当該各機能部は、取
得した制御信号に基づいた動作を行う。なお、ロボット２０は、制御装置３０を内蔵する
構成に代えて、外部に設置された制御装置３０により制御される構成であってもよい。
制御装置３０は、ロボット２０に制御信号を送信することにより、ロボット２０を動作
させる。これにより、制御装置３０は、ロボット２０に所定の作業を行わせる。
以下、ロボット２０を動作させるために制御装置３０が行う処理について説明する。な
お、以下では、説明の便宜上、第１撮像部２１と、第２撮像部２２と、第３撮像部２３と
、第４撮像部２４とを、ロボット２０が備える４台の撮像部と称して説明する場合がある
。
制御装置３０は、ロボット２０との間に透明部材が配置された作業空間が、ロボット２
０が備える４台の撮像部や、ロボット２０とは別体の他の撮像部により撮像された撮像画
像に基づいて、ロボット２０に所定の作業を行わせる。制御装置３０が、ロボット２０と
は別体の他の撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、ロボット２０に所定の作業を
行わせる場合、ロボット２０には、４台の撮像部のうちの一部又は全部が備えられていな
くてもよい。
ロボット２０との間に透明部材が配置されているとは、この一例において、以下に示し
た３つの条件のうちの少なくともいずれかを満たす場合を示す。
条件１）第１アームの動きとともに撮像可能な範囲が変化する第１撮像部２１が作業領域
を含む範囲を撮像した場合、撮像した撮像画像中に作業領域とともに、作業領域の手前側
に透明部材が撮像される第１アームの位置及び姿勢が存在する場合があること。
条件２）第２アームの動きとともに撮像可能な範囲が変化する第２撮像部２２が作業領域
を含む範囲を撮像した場合、撮像した撮像画像中に作業領域とともに、作業領域の手前側
に透明部材が撮像される第２アームの位置及び姿勢が存在する場合があること。
条件３）回転部２５の回転とともに撮像可能な範囲が変化する第３撮像部２３と第４撮像
部２４のうちいずれか一方又は両方が作業領域を含む範囲を撮像した場合、撮像した撮像
画像中に作業領域とともに、作業領域の手前側に透明部材が撮像される回転部２５の回転
角が存在する場合があること。
透明部材は、可視光を透過させる透過率が所定の閾値以上である部材のことである。所
定の閾値は、撮像部により透明部材を介して作業空間を撮像した際に、撮像された画像か
ら作業空間内の物体を検出可能な程度の透過率であれば、如何なる数値であってもよい。
可視光は、おおよそ３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯の電磁波のことである。透明部材の
材質は、例えば、ガラスやアクリル、ビニール、生体膜等である。また、透明部材は、ロ
ボット２０の動きや重力、風の影響等で形状が変化しないガラス板やアクリル板のような
物体であってもよく、ロボット２０の動きや重力、風の影響等で形状が変化するビニール
シートのような物体であってもよい。
以下では、ロボット２０との間に透明部材が配置された作業空間が、図１に示したクリ
ーンベンチＣ内の空間である場合について説明する。クリーンベンチＣは、例えば、ＨＥ
ＰＡ（High Efficiency Particulate Air Filter）等のエアーフィルターを介して排
気を行うことにより、カバーＣ１によって囲まれた作業空間内を陰圧に保ち、作業中に発
生する有害物質等が外部へ拡散しないように構成される容器である。カバーＣ１は、透明
部材Ｇにより形成され、脱着可能であり、クリーンベンチＣから取り外すことができる。
なお、この一例における透明部材Ｇは、ガラスである。
また、カバーＣ１には、開口部が設けられている。カバーＣ１がクリーンベンチＣに取
り付けられた状態において、ロボット２０は、第１アームと第２アームを、カバーＣ１の
外側から当該開口部を通してカバーＣ１の内部に進入させることが可能である。これによ
り、ロボット２０は、カバーＣ１がクリーンベンチＣに取り付けられた状態におけるカバ
ーＣ１の内側において所定の作業を行う。図１に示した作業空間Ｓは、当該内側の空間の
ことである。なお、この一例におけるロボット２０の第１アーム及び第２アームは、７軸
の自由度で動作するため、カバーＣ１の内側において所定の作業を行う際に、カバーＣ１
と干渉してしまうことを抑制することができる。
作業空間Ｓ内には、作業台ＴＢの上面の少なくとも一部が含まれている。ロボット２０
が第１アームと第２アームにより作業空間Ｓ内において行う所定の作業は、例えば、作業
台ＴＢに配置された注射針やシリンジ等によって注射器を組み立て、組み立てた注射器に
薬剤を注入し、薬剤入りの注射器を完成させる作業や、培養容器の中で培養中の細胞に薬
剤を注入する作業等の無菌状態において行われる必要がある作業である。このような作業
は、生物学的な作業や、医学的な作業、薬学的な作業における作業に多い。
ここでは、説明を簡易にするために一例として、所定の作業を、図１に示したように作
業台ＴＢの上面に配置された対象物Ｏを把持し、把持した対象物Ｏを作業台ＴＢの上面に
設定された給材領域Ａに給材する作業である場合について説明する。ここで、当該所定の
作業は一例であり、以下で説明するロボットの動作は、他の作業に適用することも可能で
ある。なお、作業台ＴＢの上面において対象物Ｏが配置される位置及び姿勢は、予め決め
られているわけではなく、配置する度に給材領域Ａ内を除いた任意の位置において任意の
姿勢にすることが可能である。また、この一例では、給材領域Ａの位置を示す情報は、予
め制御装置３０に記憶されている場合について説明する。
また、図１に示した対象物Ｏは、直方体形状であるが、他の形状であってもよい。また
、所定の作業は、無菌状態において行われる必要がある作業に限定されるわけでなく、カ
ラースプレーによる物体の塗装等のクリーンルーム内で行われる必要のある作業や、産業
用の部品の組み立て作業等の作業空間Ｓ内においてロボット２０により実行可能な作業で
あれば他の作業であってもよい。
制御装置３０は、このような所定の作業をロボット２０に行わせる際、作業空間Ｓ内の
少なくとも一部の空間であって対象物Ｏを含む空間が撮像された撮像画像に基づいて、対
象物Ｏの位置及び姿勢を算出する。そして、制御装置３０は、算出した位置及び姿勢に基
づいてロボット２０を動作させ、ロボット２０に所定の作業を行わせる。以下では、説明
の便宜上、作業空間Ｓ内の少なくとも一部の空間であって対象物Ｏを含む空間を、撮像空
間と称して説明する。
ここで、この一例では、撮像画像上の位置を示す座標と、ロボット座標系における位置
を示す座標とは、キャリブレーションにより予め対応付けられている場合について説明す
る。しかし、撮像画像がカバーＣ１を介して撮像空間が撮像された画像である場合、当該
撮像画像には、カバーＣ１の存在に起因する歪みが発生する。この歪みは、カバーＣ１と
大気の間の屈折率の違いによって生じる。この歪みによって、当該撮像画像上の対象物Ｏ
の位置と、カバーＣ１を介さずに撮像空間が撮像された撮像画像上の対象物Ｏの位置とは
、ずれる。
前述のキャリブレーションによってロボット座標系における位置を示す座標に対応付け
られている座標は、カバーＣ１の存在に起因する歪みが発生していない撮像画像上の位置
を示す座標である。そこで、制御装置３０は、撮像画像がカバーＣ１を介して撮像空間が
撮像された画像である場合、当該撮像画像に対してこの歪みの補正を行い、当該撮像画像
上の対象物Ｏの位置を、カバーＣ１を介さずに撮像空間が撮像された撮像画像上の対象物
Ｏの位置と対応付ける。これにより、制御装置３０は、撮像空間が撮像された撮像画像で
あって当該補正が行われた撮像画像に基づいて対象物Ｏの位置及び姿勢を精度よく算出す
ることができる。以下では、説明の便宜上、この補正を第１補正と称して説明する。
制御装置３０は、対象画像と基準画像に基づいて第１補正を行うために用いる第１補正
情報を生成する。対象画像は、この一例において、カバーＣ１が取り付けられたクリーン
ベンチＣの作業空間Ｓのうちの第１エンドエフェクターＥ１に設けられたマーカーＰ１を
含む空間が撮像された画像である。基準画像は、この一例において、カバーＣ１が取り外
されたクリーンベンチＣの作業空間Ｓのうちの第１エンドエフェクターＥ１に設けられた
マーカーＰ１を含む空間が撮像された画像である。
なお、対象画像が撮像された範囲は、基準画像が撮像された範囲と一致する。また、対象画像及び基準画像には、マーカーＰ１の画像が含まれている必要がある。また、対象画像及び基準画像において撮像されたマーカーＰ１の位置及び姿勢（すなわち、第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢）は、同じである必要がある。
また、第１補正情報は、対象画像上の位置を示す座標と、基準画像上の位置を示す座標
とが対応付けられた情報である。例えば、第１補正情報は、対象画像上の位置を示す座標
と、基準画像上の位置を示す座標とを対応付けて格納する対応テーブルである。この場合
、制御装置３０は、対象画像に含まれるマーカーＰ１の画像の位置及び姿勢と、基準画像
に含まれるマーカーＰ１の画像の位置及び姿勢とに基づいて、当該対応テーブルを第１補
正情報として生成する。そして、制御装置３０は、生成した第１補正情報を記憶する。
なお、撮像画像がカバーＣ１を介さずに撮像空間が撮像された画像である場合、当該撮
像画像上の対象物Ｏの位置は、カバーＣ１を介さずに撮像空間が撮像された撮像画像上の
対象物Ｏの位置と一致する。そのため、制御装置３０は、撮像空間が撮像された撮像画像
に対して第１補正を行わない。
ここで、撮像画像が、ロボット２０が備える４台の撮像部のうちの一部又は全部により
カバーＣ１を介して撮像空間が撮像された画像である場合、前述したように撮像画像には
、カバーＣ１の存在に起因する歪みが生じる。そのため、この場合、制御装置３０は、撮
像画像に対して第１補正を行う。
また、撮像画像は、ロボット２０が備える第１撮像部２１と第２撮像部２２のうちいず
れか一方又は両方によりカバーＣ１を介さずに撮像空間が撮像された画像であってもよい
。この場合、制御装置３０は、カバーＣ１の存在に起因する歪みが撮像画像に発生しない
ため、当該撮像画像に基づいて対象物Ｏの位置及び姿勢を算出する。例えば、制御装置３
０は、カバーＣ１に設けられた開口部から第１アームと第２アームのうちいずれか一方又
は両方を作業空間Ｓ内に進入させることにより、第１撮像部２１と第２撮像部２２のうち
いずれか一方又は両方にカバーＣ１を介さずに撮像空間を撮像させる。この場合、制御装
置３０は、撮像させた撮像画像にカバーＣ１の存在に起因する歪みが発生しないため、当
該撮像画像に対して第１補正を行わない。
また、撮像画像は、ロボット２０とは別体の撮像部によって撮像空間が撮像された画像
であってもよい。以下では、当該別体の撮像部のうち、撮像空間を撮像可能な位置であっ
て作業空間Ｓ外の位置に設置された撮像部を、領域外撮像部と称して説明する。また、当
該別体の撮像部のうち、撮像空間を撮像可能な位置であって作業空間Ｓ内の位置に設置さ
れた撮像部を、領域内撮像部と称して説明する。領域外撮像部が設置される場合、領域外
撮像部は、制御装置３０と有線又は無線により通信可能に接続される。また、領域内撮像
部が設置される場合、領域内撮像部は、制御装置３０と有線又は無線により通信可能に接
続される。なお、前述した通り、領域外撮像部や領域内撮像部が設置される場合、ロボッ
ト２０には、４台の撮像部のうちの一部又は全部が備えられていなくてもよい。
領域外撮像部が撮像空間を撮像する際、領域外撮像部は、カバーＣ１を介して撮像空間
を撮像する。この場合、制御装置３０は、カバーＣ１の存在に起因する歪みが撮像画像に
発生するため、当該撮像画像に対して第１補正を行う。そして、制御装置３０は、第１補
正が行われた撮像画像に基づいて対象物Ｏの位置及び姿勢を算出する。
領域内撮像部が撮像空間を撮像する際、領域内撮像部は、カバーＣ１を介さずに撮像空
間を撮像する。この場合、制御装置３０は、カバーＣ１の存在に起因する歪みが撮像画像
に発生しないため、当該撮像画像に対して第１補正を行わない。そして、制御装置３０は
、当該撮像画像に基づいて対象物Ｏの位置及び姿勢を算出する。
以下では、このように第１補正を行った撮像画像、又は第１補正を行っていない撮像画
像のいずれかに基づいて制御装置３０が作業空間Ｓ内に配置された対象物Ｏの位置及び姿
勢を算出し、ロボット２０に所定の作業を行わせる処理の方法について詳しく説明する。
なお、第１補正は、撮像部が備えるレンズの収差によって生じる撮像画像の歪みの補正
とは異なる補正である。以下では、撮像部が備えるレンズの収差によって生じる撮像画像
の歪みの補正を、第２補正と称して説明する。撮像部が備えるレンズの収差によって生じ
る撮像画像の歪みは、第１補正を行う撮像画像、又は第１補正を行わない撮像画像のいず
れの場合の撮像画像であっても発生している。そのため、制御装置３０は、第１補正を行
う撮像画像、又は第１補正を行わない撮像画像のいずれの場合の撮像画像に対しても第２
補正を行う。制御装置３０は、第２補正を行う際、第２補正を行うための第２補正情報を
予め生成する。制御装置３０は、生成した第２補正情報を記憶する。そして、制御装置３
０は、第２補正情報を用いて撮像画像に対して第２補正を行う。
第２補正情報は、撮像部が備えるレンズの収差によって歪みが発生した撮像画像上の位
置を示す座標と、当該歪みが発生していない撮像画像上の位置を示す座標とが対応付けら
れた情報である。例えば、第２補正情報は、撮像部が備えるレンズの収差によって歪みが
発生した撮像画像上の位置を示す座標と、当該歪みが発生していない撮像画像上の位置を
示す座標とを対応付けて格納する対応テーブルである。
次に、図２を参照し、制御装置３０のハードウェア構成について説明する。図２は、制
御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置３０は、例えば、ＣＰＵ
（Central Processing Unit）３１と、記憶部３２と、入力受付部３３と、通信部３４
と、表示部３５を備える。また、制御装置３０は、通信部３４を介してロボット２０と通
信を行う。これらの構成要素は、バスＢｕｓを介して相互に通信可能に接続されている。
ＣＰＵ３１は、記憶部３２に格納された各種プログラムを実行する。
記憶部３２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive
）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory）、Ｒ
ＯＭ（Read−Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを含む。記憶部３
２は、制御装置３０が処理する各種情報や画像、プログラム、給材領域Ａの位置を示す情
報等を格納する。なお、記憶部３２は、制御装置３０に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ
等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置でもよい。
入力受付部３３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド等を備えたティーチン
グペンダントや、その他の入力装置である。なお、入力受付部３３は、タッチパネルとし
て表示部３５と一体に構成されてもよい。
通信部３４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポートやイーサネット（登録商標）
ポート等を含んで構成される。
表示部３５は、例えば、液晶ディスプレイパネル、あるいは、有機ＥＬ（ElectroLumin
escence）ディスプレイパネルである。
次に、図３を参照して、制御装置３０の機能構成について説明する。図３は、制御装置
３０の機能構成の一例を示す図である。制御装置３０は、記憶部３２と、入力受付部３３
と、表示部３５と、制御部３６を備える。
制御部３６は、制御装置３０の全体を制御する。制御部３６は、撮像制御部４０と、画
像取得部４１と、画像検出部４２と、画像検出判定部４３と、補正情報生成部４４と、補
正部４５と、対象物検出部４６と、位置姿勢算出部４７と、回転制御部４８と、ロボット
制御部４９を備える。
制御部３６が備えるこれらの機能部のうち一部又は全部は、例えば、ＣＰＵ３１が、記
憶部３２に記憶された各種プログラムを実行することで実現される。また、これらの機能
部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Applica
tion Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
撮像制御部４０は、第１撮像部２１と、第２撮像部２２と、第３撮像部２３と、第４撮
像部２４とのうちの一部又は全部に、それぞれの撮像部が撮像可能な範囲を撮像させる。
また、撮像制御部４０は、領域外撮像部が設置されている場合、領域外撮像部に撮像可能
な範囲を撮像させる。また、撮像制御部４０は、領域内撮像部が設置されている場合、領
域内撮像部に撮像可能な範囲を撮像させる。
画像取得部４１は、第１撮像部２１が撮像した撮像画像を第１撮像部２１から取得する。また、画像取得部４１は、第２撮像部２２が撮像した撮像画像を第２撮像部２２から取得する。また、画像取得部４１は、第３撮像部２３が撮像した撮像画像を第３撮像部２３から取得する。また、画像取得部４１は、第４撮像部２４が撮像した撮像画像を第４撮像部２４から取得する。また、画像取得部４１は、領域外撮像部が設置されている場合、領域外撮像部が撮像した撮像画像を領域外撮像部から取得する。また、画像取得部４１は、領域内撮像部が設置されている場合、領域内撮像部が撮像した撮像画像を領域内撮像部から取得する。また、画像取得部４１は、記憶部３２に記憶された基準画像を取得する。
画像検出部４２は、画像取得部４１が対象画像として取得した撮像画像に含まれる所定
画像を検出する。所定画像は、この一例において、対象画像に含まれるマーカーＰ１の画
像である。なお、所定画像は、対象物Ｏや、作業台ＴＢ等に設けられたマーカーの画像や
、ロボット２０の一部の画像であってもよい。ロボット２０の当該一部は、マーカーＰ１
の代わりとなる部位であってロボット２０の特徴的な部位のことを示す。また、所定画像
は、画像取得部４１が取得した第２撮像画像から検出可能な他の画像であってもよい。画
像検出部４２は、パターンマッチング等によって対象画像から所定画像を検出する。また
、画像検出部４２は、画像取得部４１が取得した基準画像に含まれる所定画像を検出する
。
画像検出判定部４３は、画像取得部４１が取得した基準画像から画像検出部４２が所定
画像を検出したか否かを判定する。なお、画像検出判定部４３は、更に、画像取得部４１
が対象画像として取得した撮像画像から画像検出部４２が所定画像を検出したか否かを判
定してもよい。
補正情報生成部４４は、画像取得部４１が対象画像として取得した撮像画像と、画像取
得部４１が取得した基準画像とに基づいて第１補正情報を生成する。補正情報生成部４４
は、生成した第１補正情報を記憶部３２に記憶する。なお、この一例において、第２補正
情報は、予め記憶部３２に記憶されている場合について説明するが、これに代えて、補正
情報生成部４４が生成する構成であってもよい。
補正部４５は、記憶部３２から第１補正情報を取得する。補正部４５は、取得した第１
補正情報に基づいて、画像取得部４１が取得した撮像画像であって撮像空間が撮像された
撮像画像に対して第１補正を行う。例えば、補正部４５は、上記で説明したように、カバ
ーＣ１を介して撮像された当該撮像画像に対して第１補正を行う。また、補正部４５は、
記憶部３２から第２補正情報を取得する。補正部４５は、取得した第２補正情報に基づい
て、画像取得部４１が取得した撮像画像であって撮像空間が撮像された撮像画像に対して
第２補正を行う。例えば、補正部４５は、上記で説明したように、カバーＣ１を介さずに
撮像された当該撮像画像に対して第２補正を行う。
対象物検出部４６は、補正部４５が第１補正及び第２補正、又は第２補正を行った撮像
画像から対象物Ｏを検出する。例えば、対象物検出部４６は、撮像空間が撮像された撮像
画像から、対象物Ｏの輪郭を対象物Ｏとして検出する。
位置姿勢算出部４７は、対象物検出部４６が検出した対象物Ｏの位置及び姿勢を算出す
る。なお、位置姿勢算出部４７は、例えば、対象物検出部４６が検出した対象物Ｏの重心
の位置及び姿勢を算出する。
回転制御部４８は、画像取得部４１が第３撮像部２３と第４撮像部２４のうちいずれか
一方又は両方から対象画像として取得した撮像画像から画像検出部４２が所定画像を検出
していないと画像検出判定部４３が判定した場合、回転部２５を動作させることにより、
第３撮像部２３及び第４撮像部２４の撮像可能な範囲を変化させる。
ロボット制御部４９は、ロボット２０の第１アームと第２アームのそれぞれを動作させ
る。
以下、制御部３６がロボット２０に所定の作業を行わせる処理について説明する。なお
、以下では、撮像画像に対して第１補正を行う場合と、撮像画像に対して第１補正を行わ
ない場合とに分け、それぞれの具体例について説明する。
＜撮像画像に対して第１補正を行う場合の具体例１＞
撮像画像に対して第１補正を行う場合の具体例１では、制御装置３０が第３撮像部２３
に撮像空間を撮像させる場合について説明する。なお、制御装置３０は、第４撮像部２４
に撮像空間を撮像させる構成であってもよく、第３撮像部２３と第４撮像部２４の両方に
撮像空間をステレオ撮像させる構成であってもよい。この場合、前述したように第３撮像
部２３は、カバーＣ１を介して撮像空間を撮像する。そのため、制御装置３０の制御部３
６は、撮像空間が撮像された撮像画像に対して第１補正を行うため、第１補正情報を生成
する。
以下、図４〜図７を参照して、制御部３６が第１補正情報を生成する処理について説明
する。図４は、制御部３６が第１補正情報を生成するための基準画像を取得する処理の流
れの一例を示すフローチャートである。なお、図４に示したフローチャートにおいて、ク
リーンベンチＣには、カバーＣ１が取り外された状態である場合について説明する。また
、以下では、予め記憶部３２にカバーＣ１の開口部の位置を示す情報が記憶されている場
合について説明する。
ロボット制御部４９は、マーカーＰ１が設けられた第１エンドエフェクターＥ１をカバーＣ１が取り外されたクリーンベンチＣの作業空間Ｓ内に移動させる。ロボット制御部４９は、移動させた第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢を、例えば、作業空間Ｓ内においてマーカーＰ１の表面の向きが鉛直上方を向く位置及び姿勢にする。そして、ロボット制御部４９は、第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢を動かないように固定する（ステップＳ９０）。ここで言うマーカーＰ１の表面の向きは、マーカーＰ１の表面上の位置を示すＸ軸及びＹ軸を定義した際のＺ軸の向きのうち、マーカーＰ１の第１エンドエフェクターＥ１に接していない面の向きのことである。なお、以下では、ステップＳ９０において固定される第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢を、固定位置姿勢と称して説明する。
また、ステップＳ９０において、ロボット制御部４９は、カバーＣ１が取り付けられて
いた場合に開口部が存在している位置を特定する。そして、ロボット制御部４９は、特定
した当該位置を通して、第１エンドエフェクターＥ１を作業空間Ｓ内に進入させる。これ
は、図６に示したフローチャートにおける処理によって、ロボット制御部４９が、カバー
Ｃ１が取り付けられたクリーンベンチＣの作業空間Ｓ内に開口部を通して第１エンドエフ
ェクターＥ１を進入させた際に、第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢を、前述の
固定位置姿勢と一致させるためである。なお、ロボット制御部４９は、ステップＳ９０に
おいて、記憶部３２からカバーＣ１の開口部の位置を示す情報を取得することにより、当
該開口部の位置を特定する。
次に、撮像制御部４０は、第３撮像部２３が撮像可能な範囲を第３撮像部２３に撮像さ
せる（ステップＳ１００）。次に、画像取得部４１は、第３撮像部２３から撮像画像を取
得する（ステップＳ１１０）。次に、画像検出部４２は、ステップＳ１１０において画像
取得部４１が取得した撮像画像から所定画像を検出する（ステップＳ１２０）。前述した
ように、この一例において、所定画像は、マーカーＰ１の画像である。より具体的には、
マーカーＰ１の画像は、当該撮像画像のうちの第１エンドエフェクターＥ１に設けられた
マーカーＰ１が撮像されている部分の画像である。
次に、画像検出判定部４３は、ステップＳ１２０において画像検出部４２が撮像画像から所定画像を検出できたか否かを判定する（ステップＳ１３０）。画像検出部４２が撮像画像から所定画像を検出できていないと画像検出判定部４３が判定した場合（ステップＳ１３０−Ｎｏ）、回転制御部４８は、ステップＳ１４０の処理を実行する。一方、画像検出部４２が撮像画像から所定画像を検出できたと画像検出判定部４３が判定した場合（ステップＳ１３０−Ｙｅｓ）、画像検出部４２は、ステップＳ１５０の処理を実行する。以下では、先にステップＳ１４０以降の処理について説明する。
画像検出部４２が撮像画像から所定画像を検出できていないと画像検出判定部４３が判
定した場合、回転制御部４８は、回転部２５を所定回転方向に所定角度だけ回転させる（
ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の処理が実行された後、撮像制御部４０は、ステ
ップＳ１００に戻り、再び第３撮像部２３が撮像可能な範囲を第３撮像部２３に撮像させ
る。所定回転方向は、例えば、回転部２５とともに回転する第３撮像部２３及び第４撮像
部２４の光軸が鉛直下向きに近づく回転方向である。
なお、所定回転方向は、これに代えて、第３撮像部２３及び第４撮像部２４の光軸が鉛
直下向きに近づく回転方向とは逆の回転方向であってもよい。また、回転制御部４８は、
所定回転方向に回転させることが可能な限界の回転角度まで回転部２５が回転していた場
合、第３撮像部２３及び第４撮像部２４の光軸が鉛直下向きに近づく回転方向とは逆の回
転方向に回転させる。また、所定角度は、例えば、１０°である。なお、所定角度は、５
°や１５°等の他の角度であってもよい。
ここで、図５を参照し、ステップＳ１４０の処理について説明する。図５は、回転制御
部４８が回転部２５を回転させる様子の一例を示す図である。なお、図５におけるロボッ
ト２０の外観は、図を簡略化するため図１に示したロボット２０の外観と異なる外観とし
て示している。回転制御部４８は、回転部２５を回転させることにより、第３撮像部２３
及び第４撮像部２４の光軸を矢印Ｒに沿った方向に回転させることができる。図５に示し
た点線Ｖによって挟まれた範囲は、第３撮像部２３及び第４撮像部２４によって撮像可能
な範囲（画角の範囲）を示している。
図５に示したように、当該画角の範囲に第１エンドエフェクターＥ１に設けられたマー
カーＰ１が含まれていない場合、回転制御部４８は、ステップＳ１４０において回転部２
５を回転させることにより、第３撮像部２３の光軸の向きを回転させる。これにより、第
３撮像部２３の画角に含まれる範囲、すなわち撮像可能な範囲が変化する。図４に示した
フローチャートにおいて、制御部３６は、第３撮像部２３が撮像した撮像画像に所定画像
が含まれていなかった場合であっても、ステップＳ１００からステップＳ１４０を繰り返
すことにより、第３撮像部２３に第１エンドエフェクターＥ１に設けられたマーカーＰ１
を含む範囲を撮像させることができる。以下では、ステップＳ１３０において所定画像が
検出された撮像画像を第３撮像部２３が撮像した範囲を、基準撮像範囲と称して説明する
。
なお、ロボット２０は、回転機構を備えない構成であってもよい。この場合、第３撮像
部２３及び第４撮像部２４は、基準撮像範囲が撮像可能な位置に設置される。また、この
場合、図４に示したフローチャートでは、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０の処理
は省略される。
以下、ステップＳ１５０以降の処理について説明する。画像検出部４２が撮像画像から
所定画像を検出できたと判定した場合、画像検出判定部４３は、当該撮像画像を基準画像
として特定する。そして、画像検出判定部４３は、特定した基準画像を記憶部３２に記憶
する（ステップＳ１５０）。また、画像検出判定部４３は、ステップＳ１５０において基
準画像として特定した撮像画像が撮像された際の回転部２５の回転角を示す情報を記憶部
３２に記憶する。
以上のようにして、制御部３６は、基準画像を取得する。なお、基準画像は、カバーＣ
１を介さずにマーカーＰ１を含む基準撮像範囲を撮像した画像を模したＣＧ（Computer
Graphics）であってもよい。この場合、制御部３６は、図４に示したフローチャートの処
理を省略する。
図６は、制御部３６が対象画像を取得して第１補正情報を生成する処理の流れの一例を
示すフローチャートである。なお、図６に示したフローチャートの処理は、図４に示した
フローチャートの処理が制御部３６により実行された後に、クリーンベンチＣにカバーＣ
１が取り付けられた状態において制御部３６により実行される処理である。また、以下で
は、予め記憶部３２にカバーＣ１の開口部の位置を示す情報が記憶されている場合につい
て説明する。
ロボット制御部４９は、記憶部３２からカバーＣ１の開口部の位置を示す情報を取得す
る。なお、ロボット制御部４９は、図４に示したステップＳ９０において当該開口部の位
置を示す情報を記憶部３２から取得済みであるため、当該開口部の位置を示す情報を記憶
部３２から取得する処理を省略してもよい。ロボット制御部４９は、第１エンドエフェク
ターＥ１をカバーＣ１の開口部を通して作業空間Ｓ内に進入させる。そして、ロボット制
御部４９は、進入させた第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢を、前述の固定位置
姿勢に一致させる（ステップＳ２００）。
次に、回転制御部４８は、ステップＳ１５０において基準画像として特定した撮像画像が撮像された際の回転部２５の回転角を示す情報を記憶部３２から取得する。回転制御部４８は、取得した回転角を示す情報に基づいて、回転部２５の回転角を、ステップＳ１５０において基準画像として特定した撮像画像が撮像された際の回転部２５の回転角に一致させる。これにより、第３撮像部２３が撮像可能な範囲は、基準撮像範囲と一致する。そして、撮像制御部４０は、第３撮像部２３に基準撮像範囲を撮像させる（ステップＳ２１０）。
次に、画像取得部４１は、ステップＳ２１０において第３撮像部２３が撮像した撮像画
像を対象画像として取得する（ステップＳ２２０）。次に、画像検出部４２は、ステップ
Ｓ２２０において画像取得部４１が取得した対象画像から所定画像を検出する（ステップ
Ｓ２３０）。次に、画像取得部４１は、記憶部３２から基準画像を取得する（ステップＳ
２４０）。
次に、補正情報生成部４４は、ステップＳ２３０において画像検出部４２が所定画像を
検出した対象画像と、ステップＳ２４０において画像取得部４１が取得した基準画像とに
基づいて、第１補正情報を生成する（ステップＳ２５０）。ここで、図７を参照し、ステ
ップＳ２５０において補正情報生成部４４が行う第１補正情報の生成処理について説明す
る。図７は、ステップＳ２３０において画像検出部４２が所定画像を検出した対象画像の
一例と、ステップＳ２４０において画像取得部４１が取得した基準画像の一例を示す図で
ある。
図７（Ａ）には、ステップＳ２３０において画像検出部４２が所定画像を検出した対象
画像の一例である対象画像Ｇ１を示した。図７（Ｂ）には、ステップＳ２４０において画
像取得部４１が取得した基準画像の一例である基準画像Ｇ２を示した。図７（Ｃ）には、
対象画像Ｇ１のフレームと基準画像Ｇ２のフレームとが一致するように対象画像Ｇ１と基
準画像Ｇ２とを重ねた場合の画像Ｇ３を示した。
図７（Ａ）に示したように、対象画像Ｇ１には、所定画像としてマーカーＰ１の画像Ｃ
Ｐ１が含まれている。また、図７（Ｂ）に示したように、基準画像Ｇ２には、所定画像と
してマーカーＰ１の画像ＣＰ２が含まれている。そして、図７（Ｃ）に示したように、対
象画像Ｇ１のフレームと基準画像Ｇ２のフレームが一致するように対象画像Ｇ１と基準画
像Ｇ２を重ねた場合、重ねた画像Ｇ３における画像ＣＰ１の位置と画像ＣＰ２の位置とは
、一致しない。
これは、第３撮像部２３がマーカーＰ１を含む基準撮像範囲を撮像する際にカバーＣ１
を介して撮像したことに起因する歪みによって、対象画像Ｇ１に含まれる画像ＣＰ１の位
置がずれた結果である。この歪みを補正するため、補正情報生成部４４は、対象画像Ｇ１
に含まれる画像ＣＰ１の位置及び姿勢と、基準画像Ｇ２に含まれる画像ＣＰ２の位置及び
姿勢との間の差分（オフセット）を算出する。補正情報生成部４４は、対象画像Ｇ１の各
画素が表す位置を示す座標と、対象画像Ｇ１の各画素が表す位置を示す座標を算出した差
分の分だけずらした座標とを対応付けた対応テーブルを第１補正情報として生成する。
なお、第１補正情報は、当該対応テーブルに代えて、対象画像Ｇ１の各画素が表す位置
を示す座標と、対象画像Ｇ１の各画素が表す位置を示す座標を算出した差分の分だけずら
した座標とを対応付けた情報であれば他の情報であってもよい。また、補正情報生成部４
４は、前述のオフセットを算出し、算出したオフセットを第１補正情報として記憶する構
成であってもよい。この場合、補正部４５は、第１補正情報に基づいて撮像画像に第１補
正を行う際、第１補正情報であるオフセットの分だけ当該撮像画像の各画素が表す位置を
示す座標を平行移動させることにより第１補正を行う。
ステップＳ２５０において第１補正情報を生成した後、補正情報生成部４４は、生成し
た第１補正情報を記憶部３２に記憶する（ステップＳ２６０）。
以上のように、制御部３６は、対象画像と基準画像に基づいて、第１補正情報を生成す
る。なお、図４及び図６に示したフローチャートの処理は、クリーンベンチＣに取り付け
られたカバーＣ１の材質や厚さ等が変更されない限り、所定の作業を行うたびに繰り返し
行う必要は無い。これにより、制御部３６は、作業の効率を向上させることができる。な
お、当該生成処理は、これに代えて、所定の作業を行うたびに繰り返し行う構成であって
もよい。
以下、図８を参照し、制御部３６が第１補正情報に基づいて第１補正を行い、ロボット
２０に所定の作業を行わせる処理について説明する。図８は、制御部３６が第１補正情報
に基づいて第１補正を行い、ロボット２０に所定の作業を行わせる処理の流れの一例を示
すフローチャートである。なお、図８に示したフローチャートにおいて、クリーンベンチ
Ｃには、カバーＣ１が取り付けられた状態である場合について説明する。また、図８に示
したフローチャートでは、第３撮像部２３の画角の範囲内に対象物Ｏを含む範囲、すなわ
ち前述の撮像空間がすでに含まれている場合について説明する。また、以下では、補正部
４５が撮像画像に対して行う第２補正については、説明を省略する。例えば、補正部４５
は、ステップＳ３２０において、第１補正の前後に第２補正を行う構成であってもよく、
第１補正と並列に第２補正を行う構成であってもよい。
撮像制御部４０は、第３撮像部２３に撮像空間を撮像させる（ステップＳ３００）。次
に、画像取得部４１は、ステップＳ３００において第３撮像部２３が撮像した撮像画像を
第３撮像部２３から取得する（ステップＳ３１０）。次に、補正部４５は、記憶部３２か
ら第１補正情報を取得する。そして、補正部４５は、取得した第１補正情報に基づいて、
ステップＳ３１０において画像取得部４１が取得した撮像画像に第１補正を行う（ステッ
プＳ３２０）。すなわち、補正部４５は、第１補正情報に基づいて、当該撮像画像の各画
素が表す位置を示す座標を、第１補正情報において当該座標に対応付けられた座標に変換
する。
次に、画像検出部４２は、ステップＳ３２０において第１補正が行われた撮像画像から
対象物Ｏを検出する（ステップＳ３３０）。次に、位置姿勢算出部４７は、ステップＳ３
３０において画像検出部４２が検出した対象物Ｏの位置及び姿勢を算出する（ステップＳ
３４０）。次に、ロボット制御部４９は、給材領域Ａの位置を示す情報を記憶部３２から
取得する。また、ロボット制御部４９は、ステップＳ３４０において位置姿勢算出部４７
が算出した対象物Ｏの位置及び姿勢に基づいて、第１エンドエフェクターＥ１に対象物Ｏ
を把持させる。そして、ロボット制御部４９は、取得した給材領域Ａの位置を示す情報に
基づいて、第１エンドエフェクターＥ１に把持させた対象物Ｏを、第１エンドエフェクタ
ーＥ１を移動させることにより、給材領域Ａに給材する（ステップＳ３５０）。
以上のように、制御部３６は、第３撮像部２３が撮像空間を撮像した撮像画像に対して
第１補正を行い、第１補正を行った当該撮像画像に基づいてロボット２０を動作させるこ
とにより、ロボット２０に所定の動作を行わせる。これにより、制御部３６は、作業の効
率や精度を向上させることができる。特に、制御部３６は、第３撮像部２３により撮像さ
れた撮像画像に基づいて対象物Ｏの位置及び姿勢を算出しているため、対象物Ｏの位置及
び姿勢が作業台ＴＢ上において予め決められた位置及び姿勢で配置されている必要がない
。その結果、特別な装置を用意しなくても、クリーンベンチＣを用いた作業を行う作業員
を、ロボット２０に置き換えることが可能となる。
＜撮像画像に対して第１補正を行う場合の具体例２＞
撮像画像に対して第１補正を行う場合の具体例２では、制御装置３０が第１撮像部２１
と第２撮像部２２のうちいずれか一方又は両方に撮像空間を撮像させる。より具体的には
、ロボット制御部４９が第１アームと第２アームのうちいずれか一方又は両方を移動させ
ることにより、図４に示したフローチャートのステップＳ１００の処理と、図６に示した
フローチャートのステップＳ２１０の処理とを第１撮像部２１と第２撮像部２２のうちい
ずれか一方又は両方に行わせる。これにより、制御部３６は、撮像画像に対して第１補正
を行う場合の具体例１と同様の効果を得ることができる。
＜撮像画像に対して第１補正を行う場合の具体例３＞
撮像画像に対して第１補正を行う場合の具体例３では、制御装置３０が領域外撮像部に
撮像空間を撮像させる。より具体的には、撮像制御部４０が領域外撮像部に撮像可能な範
囲を撮像させることにより、図４に示したフローチャートのステップＳ１００の処理と、
図６に示したフローチャートのステップＳ２１０の処理とを領域外撮像部に行わせる。こ
れにより、制御部３６は、撮像画像に対して第１補正を行う場合の具体例１と同様の効果
を得ることができる。
＜撮像画像に対して第１補正を行わない場合の具体例１＞
撮像画像に対して第１補正を行わない場合の具体例１では、クリーンベンチＣにカバー
Ｃ１が取り付けられた状態において、制御装置３０がカバーＣ１の内側に第１撮像部２１
を進入させ、進入させた第１撮像部２１に撮像空間を撮像させる場合について説明する。
なお、制御装置３０は、第２撮像部２２に撮像空間を撮像させる構成であってもよい。
当該具体例１では、図４及び図６に示したフローチャートの処理を行わない。ここで、
図９を参照して、撮像画像に対して第１補正を行わない場合の具体例１において制御部３
６がロボット２０に所定の作業を行わせる処理について説明する。図９は、撮像画像に対
して第１補正を行わない場合の具体例１において制御部３６がロボット２０に所定の作業
を行わせる処理の流れの一例を示す図である。なお、以下では、補正部４５が撮像画像に
対して行う第２補正については、説明を省略する。例えば、補正部４５は、ステップＳ４
２０において撮像画像から対象物Ｏを検出する前に第２補正を行う。
ロボット制御部４９は、記憶部３２からカバーＣ１の開口部の位置を示す情報を取得す
る。そして、ロボット制御部４９は、取得した当該開口部の位置を示す情報に基づいて、
第１エンドエフェクターＥ１をカバーＣ１の開口部を通して作業空間Ｓ内に進入させる。
ロボット制御部４９は、進入させた第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢を、第１
撮像部２１の撮像可能な範囲が撮像空間に一致する位置及び姿勢にする。そして、ロボッ
ト制御部４９は、第１エンドエフェクターＥ１の位置及び姿勢を動かないように固定する
（ステップＳ４００）。
次に、画像取得部４１は、ステップＳ４００において第１撮像部２１が撮像した撮像画
像を第１撮像部２１から取得する（ステップＳ４１０）。次に、画像検出部４２は、ステ
ップＳ４１０において画像取得部４１が取得した撮像画像から対象物Ｏを検出する（ステ
ップＳ４２０）。次に、位置姿勢算出部４７は、ステップＳ４２０において画像検出部４
２が検出した対象物Ｏの位置及び姿勢を算出する（ステップＳ４３０）。
次に、ロボット制御部４９は、給材領域Ａの位置を示す情報を記憶部３２から取得する
。また、ロボット制御部４９は、ステップＳ４３０において位置姿勢算出部４７が算出し
た対象物Ｏの位置及び姿勢に基づいて、第１エンドエフェクターＥ１に対象物Ｏを把持さ
せる。そして、ロボット制御部４９は、取得した給材領域Ａの位置を示す情報に基づいて
、第１エンドエフェクターＥ１に把持させた対象物Ｏを、第１エンドエフェクターＥ１を
移動させることにより、給材領域Ａに給材する（ステップＳ４４０）。
以上のように、制御部３６は、ロボット２０との間に透明部材ＧであるカバーＣ１が配
置された作業空間Ｓが第１撮像部２１により撮像された撮像画像に基づいて動作する。そ
して、制御部３６は、ロボット２０に所定の作業を行わせる。これにより、制御部３６は
、作業の効率を向上させることができる。
＜撮像画像に対して第１補正を行わない場合の具体例２＞
撮像画像に対して第１補正を行わない場合の具体例２では、制御装置３０が領域内撮像
部に撮像空間を撮像させる。より具体的には、撮像制御部４０が領域内撮像部に撮像可能
な範囲を撮像させることにより、図９に示したフローチャートのステップＳ４００の処理
を領域内撮像部に行わせる。これにより、制御部３６は、撮像画像に対して第１補正を行
わない場合の具体例１と同様の効果を得ることができる。
以上説明したように、本実施形態におけるロボット２０は、ロボット２０とロボット２
０の作業空間Ｓとの間に透明部材Ｇが配置されており、ロボット２０の作業空間Ｓの少な
くとも一部が、ロボット２０が備える４台の撮像部のうちの一部又は全部や領域外撮像部
、領域内撮像部により撮像された撮像画像に基づいて動作する。これにより、ロボット２
０は、作業の効率を向上させることができる。例えば、ロボット２０は、クリーンベンチ
Ｃのように透明部材Ｇにより囲まれた作業空間Ｓ内における作業の効率や精度を向上させ
ることができる。以下、単に撮像部と称した場合、ロボット２０が備える４台の撮像部の
うちの一部又は全部や領域外撮像部、領域内撮像部のうちのいずれかを示す。
また、ロボット２０は、ロボット２０に備えられた４台の撮像部のうちの一部又は全部
により撮像された撮像画像に基づいて動作する。これにより、ロボット２０は、ロボット
２０に備えられた４台の撮像部のうちの一部又は全部を用いて作業の効率や精度を向上さ
せることができる。
また、ロボット２０は、作業空間Ｓ内に移動させた第１撮像部２１と第２撮像部２２の
うちいずれか一方又は両方により作業空間Ｓの少なくとも一部を撮像する。これにより、
ロボット２０は、作業空間Ｓ内に移動させた第１撮像部２１と第２撮像部２２のうちいず
れか一方又は両方を用いて作業の効率や精度を向上させることができる。
また、ロボット２０は、撮像部により透明部材Ｇを介して作業空間Ｓの少なくとも一部
を撮像した撮像画像と、基準画像とに基づいて動作する。これにより、ロボット２０は、
透明部材Ｇを介して作業空間Ｓを撮像する撮像部を用いて作業の効率や精度を向上させる
ことができる。
また、ロボット２０は、透明部材Ｇを介して撮像された所定画像を含む撮像画像である
対象画像と、撮像部により透明部材Ｇを介さずに撮像した所定画像を含む基準画像とに基
づいて動作する。これにより、ロボット２０は、所定画像を含む撮像画像と、所定画像を
含む基準画像とに基づいて作業の効率や精度を向上させることができる。
また、ロボット２０は、透明部材Ｇを介して撮像された撮像画像であってマーカーの画
像を含む撮像画像である対象画像と、撮像部により透明部材Ｇを介さずに撮像した基準画
像であってマーカーの画像を含む基準画像とに基づいて動作する。これにより、ロボット
２０は、マーカーの画像を含む対象画像と、マーカーの画像を含む基準画像とに基づいて
作業の効率や精度を向上させることができる。
また、ロボット２０は、透明部材Ｇを介して撮像した対象画像であってロボット２０の
一部の画像を含む対象画像と、撮像部により透明部材Ｇを介さずに撮像した基準画像であ
ってロボット２０の一部の画像を含む基準画像とに基づいて動作する。これにより、ロボ
ット２０は、ロボット２０の一部の画像を含む対象画像と、ロボット２０の一部の画像を
含む基準画像とに基づいて作業の効率や精度を向上させることができる。
また、ロボット２０は、作業空間Ｓ外に設けられた領域外撮像部により撮像された撮像
画像に基づいて動作する。これにより、ロボット２０は、作業空間Ｓ外に設けられた領域
外撮像部を用いて作業の効率や精度を向上させることができる。
また、ロボット２０は、作業空間Ｓ内に設けられた領域内撮像部により撮像された撮像
画像に基づいて動作する。これにより、ロボット２０は、作業空間Ｓ内に設けられた領域
内撮像部を用いて作業の効率や精度を向上させることができる。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実
施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等
されてもよい。
また、以上に説明した装置（例えば、ロボット２０の制御装置３０）における任意の構
成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記
録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよ
い。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や
周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記
録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact Disk
）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶
装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネ
ット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサ
ーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）の
ように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシ
ステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータ
ーシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インタ
ーネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を
伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい
。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録さ
れているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プロ
グラム）であってもよい。
１１ 第１力センサー、１２ 第２力センサー、２０ ロボット、２１ 第１撮像部、２
２ 第２撮像部、２３ 第３撮像部、２４ 第４撮像部、２５ 回転部、３０ 制御装置
、３１ ＣＰＵ、３２ 記憶部、３３ 入力受付部、３４ 通信部、３５ 表示部、３６
制御部、４０ 撮像制御部、４１ 画像取得部、４２ 画像検出部、４３ 画像検出判
定部、４４ 補正情報生成部、４５ 補正部、４６ 対象物検出部、４７ 位置姿勢算出
部、４８ 回転制御部、４９ ロボット制御部

Claims (4)

  1. アームと、
    撮像部と、
    を備え、
    前記アームは透明部材と作業台の間に位置して作業を行い、
    前記撮像部を前記アームの作業空間内に移動させ、前記作業空間の少なくとも一部を撮像し、
    前記作業空間の少なくとも一部が前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて前記アームを動作し、
    前記撮像部により前記透明部材を介して前記作業空間の少なくとも一部を撮像した前記撮像画像と、基準画像とに基づいて動作し、
    前記撮像画像は、所定画像を含む画像であり、前記基準画像は、前記撮像部により前記透明部材を介さずに撮像した前記所定画像を含む画像である、
    ロボット。
  2. 前記所定画像は、マーカーの画像である、
    請求項１に記載のロボット。
  3. 前記所定画像は、前記ロボットの一部の画像である、
    請求項１に記載のロボット。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットを制御する、
    制御装置。
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