JP7154815B2 - 情報処理装置、制御方法、ロボットシステム、コンピュータプログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態の情報処理装置を有するロボットシステムの構成例示図である。図1は機器構成の一例であり、本発明の適用範囲を限定するものではない。ロボットシステム100は、ロボット10及び情報処理装置20を備える。
撮像装置2及び光源4は、図1に示すように、ロボット10に搭載される他に、撮像対象空間の上方への固定配置や、他の作業機械へ搭載されていてもよい。また、撮像装置2は複数配置されていてもよい。
第2実施形態のロボットシステムは、第1実施形態のロボットシステム100に、視覚センサ以外の検出装置による検出結果を併用して対象物体41の保持位置を決定する。具体的には、第2実施形態のロボットシステムは、第1実施形態と同様に、視覚センサにより撮像された対象物体41の視覚情報(画像情報)に基づいて対象物体41の保持成否確率分布を決定する。次に、ロボットシステムは、保持成否確率分布に基づいて保持位置を決定して、保持動作を実行する。その際、ロボットシステムは、保持実行結果の成否判定を行い、保持が失敗した場合、保持成否確率分布とロボット10が物体に接触したときの力覚情報とに基づいて前回の保持位置とは異なる保持位置を決定して、再度、保持動作を行う。これにより画像情報だけでは分かりにくいビニール内の物体の位置情報を考慮して次の保持位置が決定される。そのためにロボットシステムは、より短時間で対象物体41の保持に成功することができ、作業効率を向上することができる。
第3実施形態のロボットシステムは、第1実施形態のロボットシステム100において、システム制約条件も考慮して対象物体41の保持位置を決定する構成である。具体的には、第3実施形態のロボットシステムは、第1実施形態と同様に、視覚センサにより撮像して得られた対象物体41の視覚情報(画像情報)に基づいて対象物体41の保持成否確率分布を決定する。次に、ロボットシステムは、保持成否確率分布にシステム制約条件を考慮して保持位置を決定して、保持動作を実行する。「システム制約条件」は、ロボット10の運用時に優先する制約条件である。システム制約条件は、例えばシステムのチョコ停の防止優先や、システムのタクトを短くすることを優先する、といった条件である。
第4実施形態のロボットシステムは、保持に失敗したときに、再度、保持成否確率分布に基づいて保持位置を決定することなく、マニピュレータ・保持制御を行う。具体的には、第4実施形態のロボットシステムは、第1実施形態と同様に、視覚センサにより撮像して得られた対象物体41の視覚情報(画像情報)に基づいて対象物体41の保持成否確率分布を決定する。次に、ロボットシステムは、保持成否確率分布に基づいて、保持位置の候補となる複数の保持位置候補と各保持位置候補の優先順位を決定し、保持動作を実行する。
保持成否判定部2051は、保持装置3が対象物体41を保持したときに、保持の成否を判定する。判定方法は、第1実施形態で説明した通りである。保持成否判定部2051は、判定結果を制御部2042へ送信する。
Claims (19)
- 操作対象である対象物体を保持するための保持装置を有するロボットの動作を制御する情報処理装置であって、
前記対象物体の視覚情報を取得する取得手段と、
前記視覚情報に基づいて、前記対象物体を保持するための位置毎の前記保持装置による前記対象物体の保持の成否の確率分布を決定する確率分布決定手段と、
前記確率分布に基づいて前記対象物体の保持位置を決定する保持位置決定手段と、
前記保持位置に基づいて前記ロボットを移動させて、前記保持装置に前記対象物体の保持動作を行わせる制御手段と、を備え、
前記保持位置決定手段は、前記保持装置による前記対象物体の保持が失敗した場合に、前記保持位置において前記保持装置が前記対象物体に作用する保持範囲の中の前記保持位置の周辺に、前記確率分布で所定の閾値以上の保持の成功確率が存在する場合には、前記所定の閾値以上の保持の成功確率である当該位置から次の保持位置を決定することを特徴とする、
情報処理装置。 - 前記確率分布決定手段は、前記ロボットによる前記対象物体の保持の成否に基づいて作成された学習モデルを用いて、前記確率分布を決定することを特徴とする、
請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記保持位置決定手段は、前記保持装置による前記対象物体の保持が失敗した場合に、前記保持範囲に前記所定の閾値以上の保持の成功確率である位置が存在しなければ、前記保持範囲の外における前記所定の閾値以上の保持の成功確率である位置から次の保持位置に決定することを特徴とする、
請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記保持装置が物体に接触したときに作用する外力を表す力覚情報を取得する力覚情報取得手段をさらに備えており、
前記保持位置決定手段は、前記力覚情報及び前記確率分布に基づいて前回とは異なる保持位置を決定することを特徴とする、
請求項1~3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記保持装置と前記対象物体との近接距離を表す近接覚情報を取得する近接覚情報取得手段をさらに備えており、
前記保持位置決定手段は、前記近接覚情報及び前記確率分布に基づいて前回とは異なる保持位置を決定することを特徴とする、
請求項1~3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記ロボットの運用時に優先する制約条件を格納する格納手段をさらに備えており、
前記保持位置決定手段は、前記制約条件及び前記確率分布に基づいて前回とは異なる保持位置を決定することを特徴とする、
請求項1~3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記格納手段は、前記ロボットの移動に関するパラメータ或いは前記対象物体を含む物体の配置に関する条件を前記制約条件として格納することを特徴とする、
請求項6に記載の情報処理装置。 - 前記保持位置決定手段は、前記確率分布に基づいて前記保持位置の候補となる複数の保持位置候補と各保持位置候補の優先順位とを決定し、
前記制御手段は、前記保持位置決定手段に代わって、前記優先順位に基づいて前記複数の保持位置候補から前記保持位置を決定し、該保持位置に基づいて前記ロボットを移動させて、前記ロボットに前記対象物体の保持動作を行わせることを特徴とする、
請求項1~3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記制御手段は、前記判定手段が、前記保持装置による前記対象物体の保持が失敗したと判定した場合に、前記保持位置決定手段に代わって、前記優先順位に基づいて前回とは異なる保持位置を前記複数の保持位置候補から決定することを特徴とする、
請求項8に記載の情報処理装置。 - 前記判定手段が、前記保持装置による前記対象物体の保持が失敗したと判定した場合にそのときの保持位置を記憶する記憶手段をさらに備えており、
前記保持位置決定手段は、該対象物体の状態が変化するまで、該保持位置を保持位置に決定しないことを特徴とする、
請求項1~9のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記取得手段は、前記視覚情報として、前記対象物体の画像情報及び前記対象物体の距離情報のいずれかを取得することを特徴とする、
請求項1~10のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記保持装置は、吸着パッドを有しており、前記保持範囲は、前記吸着パッドの直径であることを特徴とする、
請求項1~11のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 操作対象である対象物体を保持するための保持装置を有するロボットの動作を制御する情報処理装置により実行される方法であって、
前記対象物体の視覚情報に基づいて、前記対象物体を保持するための位置毎の前記保持装置による前記対象物体の保持の成否の確率分布を決定し、
前記確率分布に基づいて前記対象物体の保持位置を決定し、
前記保持位置に基づいて前記ロボットを移動させて、前記保持装置に前記対象物体の保持動作を行わせ、
前記保持装置による前記対象物体の保持が失敗した場合に、前記保持位置において前記保持装置が前記対象物体に作用する保持範囲の中の前記保持位置の周辺に、前記確率分布で所定の閾値以上の保持の成功確率が存在する場合には、前記所定の閾値以上の保持の成功確率である当該位置から次の保持位置を決定することを特徴とする、
制御方法。 - 操作対象である対象物体を保持するための保持装置を有するロボットと、
前記ロボットの動作を制御する情報処理装置と、を備え、
前記情報処理装置は、
前記対象物体の視覚情報を取得する取得手段と、
前記視覚情報に基づいて、前記対象物体を保持するための位置毎の前記保持装置による前記対象物体の保持の成否の確率分布を決定する確率分布決定手段と、
前記確率分布に基づいて前記対象物体の保持位置を決定する保持位置決定手段と、
前記保持位置に基づいて前記ロボットを移動させて、前記保持装置に前記対象物体の保持動作を行わせる制御手段と、を備え、
前記保持位置決定手段は、前記保持装置による前記対象物体の保持が失敗した場合に、前記保持位置において前記保持装置が前記対象物体に作用する保持範囲の中の前記保持位置の周辺に、前記確率分布で所定の閾値以上の保持の成功確率が存在する場合には、前記所定の閾値以上の保持の成功確率である当該位置から次の保持位置を決定することを特徴とする、
ロボットシステム。 - 前記ロボットは、前記保持装置が着脱可能に取り付けられたマニピュレータと、
前記対象物体の前記視覚情報を生成する視覚センサと、をさらに備えることを特徴とする、
請求項14に記載のロボットシステム。 - 前記ロボットは、前記保持装置に作用する外力を検出して、検出した前記外力を表す力覚情報を生成する力覚センサをさらに備え、
前記保持位置決定手段は、前記力覚情報及び前記確率分布に基づいて前回とは異なる保持位置を決定することを特徴とする、
請求項15に記載のロボットシステム。 - 前記ロボットは、前記保持装置と前記対象物体との近接距離を検出して、検出した前記近接距離を表す近接覚情報を生成する近接覚センサをさらに備え、
前記保持位置決定手段は、前記近接覚情報及び前記確率分布に基づいて前回とは異なる保持位置を決定することを特徴とする、
請求項15に記載のロボットシステム。 - 操作対象である対象物体を保持するための保持装置を有するロボットの動作を制御するコンピュータを、
前記対象物体の視覚情報を取得する取得手段、
前記視覚情報に基づいて、前記対象物体を保持するための位置毎の前記保持装置による前記対象物体の保持の成否の確率分布を決定する確率分布決定手段、
前記確率分布に基づいて前記対象物体の保持位置を決定する保持位置決定手段、
前記保持位置に基づいて前記ロボットを移動させて、前記保持装置に前記対象物体の保持動作を行わせる制御手段、として機能させ、
前記保持位置決定手段に、前記保持装置による前記対象物体の保持が失敗した場合に、前記保持位置において前記保持装置が前記対象物体に作用する保持範囲の中の前記保持位置の周辺に、前記確率分布で所定の閾値以上の保持の成功確率が存在する場合には、前記所定の閾値以上の保持の成功確率である当該位置から次の保持位置を決定させる、
コンピュータプログラム。 - 請求項18に記載のコンピュータプログラムを記憶する、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
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