(57)【要約】【課題】任意形状の物体を把持するに際し、適正な把持位置を容易に決定すること。【解決手段】実施形態に係る制御装置は、所定の公転中心まわりに公転可能に設けられた複数の指部によって物体を把持するロボットハンドの制御装置であって、移動制御部と、把持制御部と、を備える。移動制御部は、公転中心および物体の重心位置が重なるようにロボットハンドを移動させる。把持制御部は、公転中心および物体の重心位置が重なった状態において、公転中心を中心とする円である公転円と物体の輪郭線を所定量外側へオフセットさせたオフセット線との交点へ指部を位置付け、指部により物体を把持させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の公転中心まわりに公転可能に設けられた複数の指部によって物体を把持するロボットハンドの制御装置であって、
前記公転中心および前記物体の重心位置が重なるように前記ロボットハンドを移動させる移動制御部と、
前記公転中心および前記重心位置が重なった状態において、前記公転中心を中心とする円である公転円と前記物体の輪郭線を所定量外側へオフセットさせたオフセット線との交点へ前記指部を位置付け、該指部により前記物体を把持させる把持制御部と、
を備える、制御装置。
【請求項２】
前記物体の撮像画像に基づいて、前記オフセット線および前記重心位置を検出する検出部、
をさらに備える、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記把持制御部は、
前記公転円の円周上において前記重心位置に対し対称位置となる複数の前記交点を抽出し、該交点へそれぞれ前記指部を位置付ける、
請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記把持制御部は、
前記公転円の円周上において等間隔となる複数の前記交点を抽出し、該交点へそれぞれ前記指部を位置付ける、
請求項１、２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記把持制御部は、
前記指部それぞれの前記交点への移動量の総和が最小となる複数の前記交点を抽出し、該交点へそれぞれ前記指部を位置付ける、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記検出部は、
前記所定量を０として前記オフセット線を検出する、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項７】
所定の公転中心まわりに公転可能に設けられた複数の指部によって物体を把持するロボットハンドの制御装置を用いた把持方法であって、
前記公転中心および前記物体の重心位置が重なるように前記ロボットハンドを移動させ、
前記公転中心および前記重心位置が重なった状態において、前記公転中心を中心とする円である公転円と前記物体の輪郭線を所定量外側へオフセットさせたオフセット線との交点へ前記指部を位置付け、該指部により前記物体を把持させる、
ことを含む、把持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および把持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可動多指を有するロボットハンド（以下、単に「ハンド」と言う）を備え、かかるハンドによって任意形状の物体を把持するロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３０５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術には、任意形状の物体を把持するに際し、適正な把持位置を容易に決定するうえで、更なる改善の余地がある。
【０００５】
具体的には、上述した従来の技術では、把持対象となる物体を画像認識によりいくつかの所定の単純形状のうちの一つに当てはめ、当てはめた単純形状の種別に応じた所定の決定処理に基づいてハンド姿勢を決定する。
【０００６】
ただし、かかる従来の技術によれば、単純形状の種別ごとに異なる決定処理を行わねばならず、制御が複雑化するという問題があった。また、任意形状の物体を少なくとも所定の単純形状のいずれかに当てはめるため、たとえば物体の形状によっては、必ずしも適正な把持位置で把持されない、すなわち安定した把持を行えないおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、任意形状の物体を把持するに際し、適正な把持位置を容易に決定することができる制御装置および把持方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る制御装置は、所定の公転中心まわりに公転可能に設けられた複数の指部によって物体を把持するロボットハンドの制御装置であって、移動制御部と、把持制御部と、を備える。前記移動制御部は、前記公転中心および前記物体の重心位置が重なるように前記ロボットハンドを移動させる。前記把持制御部は、前記公転中心および前記重心位置が重なった状態において、前記公転中心を中心とする円である公転円と前記物体の輪郭線を所定量外側へオフセットさせたオフセット線との交点へ前記指部を位置付け、該指部により前記物体を把持させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、任意形状の物体を把持するに際し、適正な把持位置を容易に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係るロボットシステムの構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態に係るハンドの構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その１）である。
【図５】図５は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その２）である。
【図６】図６は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その３）である。
【図７】図７は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その４）である。
【図８】図８は、変形例に係る把持位置決定の動作説明図（その１）である。
【図９】図９は、変形例に係る把持位置決定の動作説明図（その２）である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る制御装置および把持方法について図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１２】
また、以下では、実施形態に係るロボット１０が、いわゆる垂直多関節ロボットである場合を例に挙げるが、ロボット１０の形態を限定するものではなく、ロボット１０は、たとえば水平多関節ロボットや、パラレルリンクロボット等に置き換えることができる。
【００１３】
また、以下では、ロボット１０の基台部１１が据え付けられる設置面側を「基端側」とし、ロボット１０を構成する各部材の基端側周辺を「基端部」と呼ぶ場合がある。また、ロボット１０が把持することとなる物体Ｏ側を「先端側」とし、各部材の先端側周辺を「先端部」と呼ぶ場合がある。
【００１４】
図１は、実施形態に係るロボットシステム１の構成例を示す模式図である。また、図２は、実施形態に係るハンド１４の構成例を示す模式図である。
【００１５】
図１に示すように、実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット１０と、制御装置２０と、カメラ３０とを備える。
【００１６】
ロボット１０は、基台部１１と、旋回ベース１２と、アーム部１３と、ハンド１４とを備える。アーム部１３は、第１アーム１３ａと、第２アーム１３ｂと、第３アーム１３ｃとをさらに備える。
【００１７】
基台部１１は、床面などの設置面に固定される支持ベースである。旋回ベース１２は、かかる基台部１１上に旋回可能に設けられる。第１アーム１３ａは、旋回ベース１２に対して回転可能に設けられる。
【００１８】
第２アーム１３ｂは、第１アーム１３ａに対して回転可能に設けられる。第３アーム１３ｃは、第２アーム１３ｂに対して回転可能に設けられる。なお、第３アーム１３ｃには、ハンド１４が取り付けられる。すなわち、アーム部１３は、ハンド１４を支持する。
【００１９】
かかるロボット１０の構成についてさらに詳しく説明する。図１に示すように、ロボット１０は、いわゆる垂直多関節ロボットである。旋回ベース１２は、基台部１１に対し、軸ａ１まわりに旋回可能に連結される。
【００２０】
第１アーム１３ａは、旋回ベース１２に対し、基端部が軸ａ１に略垂直な（ねじれの位置を含む）軸ａ２まわりに回転可能に連結される。第２アーム１３ｂは、第１アーム１３ａの先端部に対し、基端部が軸ａ２に略平行な軸ａ３まわりに回転可能に連結される。
【００２１】
第３アーム１３ｃは、第２アーム１３ｂの先端部に対し、基端部が軸ａ３に略平行な軸ａ４まわりに回転可能に連結される。また、第３アーム１３ｃは、先端部において、ハンド１４を軸ａ４に略垂直な（ねじれの位置を含む）軸ａ５まわりに回転可能に支持する。なお、軸ａ５は、「公転軸」の一例に相当する。
【００２２】
ハンド１４は、いわゆる可動多指ハンドであって、図２に示すように、支持部１４ａと、複数の指部１４ｂとを備える。なお、図２に示すように、実施形態に係るハンド１４は、３本の指部１４ｂを備えるものとするが、指部１４ｂは複数であればよく、２本であってもよいし、４本以上であってもよい。
【００２３】
支持部１４ａは、上述のように第３アーム１３ｃに軸ａ５まわりに回転可能に支持されるとともに（図中の矢印２０１参照）、指部１４ｂそれぞれの基端部を支持する。したがって、言い換えれば、指部１４ｂは、軸ａ５まわりに公転可能に設けられている。
【００２４】
なお、図２では、指部１４ｂが１つの支持部１４ａにより一括に軸ａ５まわりに公転する例を示しているが、指部１４ｂのそれぞれが個別に軸ａ５まわりに公転可能であってもよい。かかる場合の例については、図８および図９を用いた説明で後述する。
【００２５】
また、指部１４ｂはたとえば、それぞれ関節部１４ｂａを有し、かかる関節部１４ｂａによって折り曲げ可能に設けられている（図中の矢印２０２参照）。かかる折り曲げにより、指部１４ｂが互いに近づくように閉じられることによって、ハンド１４は、把持対象となる物体Ｏを把持することができる。また、指部１４ｂが互いに遠ざかるように開かれることによって、ハンド１４は、物体Ｏの把持を解くことができる。
【００２６】
なお、図２の例では、指部１４ｂそれぞれが１つの関節部１４ｂａを有しているが、関節部１４ｂａの数を限定するものではなく、２つ以上であってもよいし、０であってもよい。０である場合は、たとえば指部１４ｂを互いに近づけたり遠ざけたりすることで指部１４ｂの開閉動作を実現する開閉機構を備えればよい。
【００２７】
図１に戻る。制御装置２０は、ロボット１０およびカメラ３０と情報伝達可能に接続される。なお、その接続形態は、有線および無線を問わない。制御装置２０は、種々の制御機器や演算処理装置、記憶装置等を含んで構成され、ロボット１０の動作を制御する。
【００２８】
たとえば、制御装置２０は、図示略の入力装置（プログラミングペンダント等）や図示略の上位装置等を介して取得したジョブプログラムに基づいてロボット１０を動作させる動作信号を生成し、ロボット１０へ向けて出力することによってロボット１０の動作を制御する。
【００２９】
この動作信号は、たとえばロボット１０に搭載され、上述した各軸ａ１〜ａ５まわりの回転動作や関節部１４ｂａによる折り曲げ動作を実現するサーボモータ（図示略）へのパルス信号として生成される。
【００３０】
カメラ３０は、任意形状の物体Ｏの２次元画像を撮像可能な位置、たとえばロボット１０の上方に設けられ、物体Ｏを撮像して、その撮像画像を制御装置２０へ出力する。
【００３１】
そして、実施形態に係る把持方法は、上述のように構成されたロボットシステム１において、任意形状の物体Ｏを把持するに際し、容易にかつ適正な把持位置で物体Ｏを把持させようとするものである。
【００３２】
このために、実施形態に係る把持方法は、指部１４ｂの公転中心および物体Ｏの重心位置が重なるようにハンド１４を移動させることとした。そして、実施形態に係る把持方法は、上記公転中心および上記重心位置が重なった状態において、上記公転中心を中心とする円である公転円と物体Ｏの輪郭線を所定量外側へオフセットさせたオフセット線との交点へ指部１４ｂを位置付け、指部１４ｂにより物体Ｏを把持させることとした。
【００３３】
これにより、実施形態に係る把持方法によれば、任意形状の物体Ｏにつき、重心位置を中心とした安定した適正な把持を行うことが可能となる。
【００３４】
また、実施形態に係る把持方法は、上記重心位置および上記オフセット線に基づいて、指部１４ｂを位置付ける把持位置を決定するので、かかる決定処理を物体Ｏの形状によって分ける必要がない。したがって、実施形態に係る把持方法によれば、物体Ｏの形状の多様性に関わりなく、容易にかつ適正な把持位置で、物体Ｏを把持することができる。
【００３５】
なお、上述したオフセットの所定量は、たとえば０とすることもできる。すなわち、実施形態に係る把持方法は、上記公転中心および上記重心位置が重なった状態において、上記公転中心を中心とする円である公転円と上記輪郭線との交点を把持位置として決定してもよい。
【００３６】
以下、上述した実施形態に係る把持方法を適用したロボットシステム１の構成例について、さらに具体的に説明する。
【００３７】
図３は、実施形態に係るロボットシステム１のブロック図である。なお、図３では、実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００３８】
換言すれば、図３に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。
【００３９】
また、図３を用いた説明では、既に説明済みの構成要素については、説明を簡略化するか、省略する場合がある。したがって、図３を用いた説明では、主に制御装置２０の構成例について説明する。
【００４０】
図３に示すように、実施形態に係るロボットシステム１は、ロボット１０と、制御装置２０と、カメラ３０とを含む。
【００４１】
制御装置２０は、記憶部２１と、制御部２２とを備える。記憶部２１は、たとえば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（Flash  Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現され、図３の例では、物体画像２１ａと、検出情報２１ｂとを記憶する。
【００４２】
物体画像２１ａは、カメラ３０によって撮像される物体Ｏの撮像画像が格納される。検出情報２１ｂは、後述する検出部２２ｂによって検出される各種データに関する情報であり、物体Ｏの輪郭線、かかる輪郭線に基づくオフセット線、および、物体Ｏの重心位置を含む。
【００４３】
制御部２２は、コントローラ（controller）であり、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等によって、制御装置２０内部の記憶デバイスに記憶されている各種プログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部２２は、たとえば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路により実現することができる。
【００４４】
制御部２２は、取得部２２ａと、検出部２２ｂと、移動制御部２２ｃと、把持制御部２２ｄとを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。
【００４５】
取得部２２ａは、カメラ３０から出力された物体Ｏの撮像画像を取得し、物体画像２１ａへ格納する。
【００４６】
検出部２２ｂは、物体画像２１ａに基づいて画像解析処理を実行し、物体Ｏの輪郭線、および、物体Ｏの重心位置を検出して、検出情報２１ｂへ格納する。なお、画像解析処理による輪郭線および重心位置の検出方法については公知であるため、ここでの説明は省略する。
【００４７】
また、検出部２２ｂは、物体Ｏの輪郭線を所定量外側へオフセットさせたオフセット線を検出し、検出情報２１ｂへ格納する。
【００４８】
移動制御部２２ｃは、検出情報２１ｂに基づいて、指部１４ｂの公転中心および物体Ｏの重心位置が重なるようにハンド１４を移動させる。指部１４ｂの公転中心は、言い換えれば上述の軸ａ５の軸心位置である。
【００４９】
具体的には、移動制御部２２ｃは、物体Ｏの重心位置を、指部１４ｂの公転中心を移動させるべき目標位置とした逆キネマティクス演算を実行し、その演算結果に基づいてロボット１０を上述の各軸ａ１〜ａ４まわりに回転させる各回転量を導出する。また、移動制御部２２ｃは、導出した各回転量に基づいてロボット１０を動作させる動作信号を生成し、ロボット１０へ向けて出力する。
【００５０】
把持制御部２２ｄは、指部１４ｂの公転中心および物体Ｏの重心位置が重なった状態において、上記公転中心を中心とする円である公転円と上記オフセット線との交点へ指部１４ｂを位置付け、指部１４ｂにより物体Ｏを把持させる。
【００５１】
具体的には、把持制御部２２ｄは、上記公転円と上記オフセット線との交点を、指部１４ｂを移動させるべき目標位置とした逆キネマティクス演算を実行し、その演算結果に基づいてハンド１４を上述の軸ａ５まわりに回転させる回転量を導出する。また、移動制御部２２ｃは、導出した回転量に基づいてロボット１０を動作させる動作信号を生成し、ロボット１０へ向けて出力する。これにより、指部１４ｂは、目標位置である把持位置へ位置付くこととなる。
【００５２】
そのうえで、把持制御部２２ｄは、指部１４ｂが互いに近づくように、関節部１４ｂａにより指部１４ｂを折り曲げる動作信号を生成し、ロボット１０へ向けて出力する。これにより、指部１４ｂが互いに近づくように閉じられ、物体Ｏが把持されることとなる。
【００５３】
ここで、これまでの説明を分かりやすくするために、指部１４ｂの把持位置が決定されるまでの具体的な動作例について、図４〜図７を用いて説明する。図４は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その１）である。また、図５は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その２）である。
【００５４】
また、図６は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その３）である。また、図７は、実施形態に係る把持位置決定までの動作説明図（その４）である。なお、図４〜図７では、物体Ｏを平面視した場合をごく模式的に表している。
【００５５】
図４に示す任意形状の物体Ｏ１があったものとする。かかる場合において、まず取得部２２ａによって取得された物体Ｏ１の物体画像２１ａに基づき、検出部２２ｂが、画像解析処理によって、物体Ｏ１の輪郭線ＣＬ、オフセット線ＯＬ、および、物体Ｏ１の重心位置ＣＧを検出する。
【００５６】
なお、輪郭線ＣＬをオフセットさせる所定量は任意でよいが、たとえば指部１４ｂの太さに対応する。一例としては、指部１４ｂの断面径の１／２程度である。
【００５７】
そして、移動制御部２２ｃが、図５に示すように、指部１４ｂの公転中心である軸ａ５の軸心位置および重心位置ＣＧが重なるようにハンド１４を移動させる（図中の矢印５０１参照）。これにより、物体Ｏ１の重心位置ＣＧを中心とした把持を行うことが可能となる。すなわち、安定した物体Ｏ１の把持を行うことが可能となる。
【００５８】
そして、把持制御部２２ｄが、軸ａ５を中心とする公転円ＲＣとオフセット線ＯＬとの交点を探索する。なお、ここでは、指部１４ｂを一括に軸ａ５まわりに公転させて、すべての指部１４ｂが一斉に位置付け可能な交点の組み合わせを探索するものとする。その結果、交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が抽出されたものとする。
【００５９】
すると、把持制御部２２ｄは、図６に示すように、指部１４ｂを軸ａ５まわりに公転させて、指部１４ｂを交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３へ位置付ける（図中の矢印６０１参照）。かかる位置において、把持制御部２２ｄが、指部１４ｂを重心位置ＣＧ側へ向けて折り曲げることによって、指部１４ｂにより物体Ｏ１が安定的に把持されることとなる。
【００６０】
なお、より安定的な把持を行うために、図７に示すように、交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、重心位置ＣＧを中心とした回転対称（同図では１２０°の回転対称）となる位置のものが抽出され、把持位置とされることが好ましい。したがって、実施形態に係るハンド１４の場合、指部１４ｂは、基端部が同一円周上に１２０°の等間隔で設けられていることが好ましい。
【００６１】
また、図７では、把持位置を等間隔としたが、必ずしも等間隔でなくともよい。図８は、変形例に係る把持位置決定の動作説明図（その１）である。なお、図８を用いた説明では、上述したように、指部１４ｂのそれぞれが個別に軸ａ５まわりに公転可能に設けられているものとする。
【００６２】
また、図８の説明の前提として、図５に示したように、移動制御部２２ｃが、ハンド１４を移動させ、指部１４ｂの公転中心および重心位置ＣＧが重なった状態であるものとする。
【００６３】
かかる場合に、把持制御部２２ｄは、たとえば公転円ＲＣ上のオフセット線ＯＬとの交点を、個別に公転可能である指部１４ｂの本数分、探索する。このとき、把持制御部２２ｄは、たとえば指部１４ｂそれぞれの交点への移動量の総和が最小となるように探索する。その結果、図８に示すように、交点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５が抽出されたものとする。
【００６４】
すると、把持制御部２２ｄは、図８に示すように、指部１４ｂのそれぞれを軸ａ５まわりに個別に公転させて、指部１４ｂを交点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５へ位置付ける（図中の矢印８０１，８０２，８０３参照）。かかる等間隔でない把持位置において、把持制御部２２ｄが、指部１４ｂを折り曲げることによっても、重心位置ＣＧを中心とした安定的な把持を行うことができる。
【００６５】
また、これまでは、同一形状の物体Ｏ１を例に挙げてきたが、物体Ｏ１と異なる形状の物体Ｏについても、同様に把持位置を決定することができる。図９は、変形例に係る把持位置決定の動作説明図（その２）である。
【００６６】
図９では、平面視でオーバル状であり、物体Ｏ１とは明らかに形状の異なる物体Ｏ２を例に挙げる。図９に示すように、物体Ｏ２がたとえばオーバル状であっても、これまでと同様に、物体Ｏ２の物体画像２１ａに基づき、検出部２２ｂが、画像解析処理によって、物体Ｏ２の輪郭線ＣＬ、オフセット線ＯＬ、および、物体Ｏ２の重心位置ＣＧを検出する。
【００６７】
そして、移動制御部２２ｃが、指部１４ｂの公転中心および重心位置ＣＧが重なるようにハンド１４を移動させる。そのうえで、把持制御部２２ｄが、たとえば公転円ＲＣ上のオフセット線ＯＬとの交点を、個別に公転可能である指部１４ｂの本数分、探索する。
【００６８】
その結果、たとえば図８に示す交点Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８が抽出されたならば、把持制御部２２ｄは、指部１４ｂのそれぞれを軸ａ５まわりに個別に公転させて、指部１４ｂを交点Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８へ位置付ける。そして、把持制御部２２ｄが、かかる把持位置において指部１４ｂを折り曲げることによって、物体Ｏ２を、重心位置ＣＧを中心に安定的に把持させることとなる。
【００６９】
このように、実施形態に係る把持方法によれば、物体Ｏの形状の多様性に関わりなく、容易にかつ適正な把持位置で、物体Ｏを把持することができる。なお、指部１４ｂが１つの支持部１４ａにより一括に軸ａ５まわりに公転する場合であっても、指部１４ｂがそれぞれの延在方向を自在に変更可能に設けられていれば、図８や図９に示した例のように指部１４ｂを等間隔でない位置に位置付けることは可能である。
【００７０】
これまでは、指部１４ｂは、関節部が１つであり、閉じる際には、それぞれの指先が一斉に重心位置ＣＧの方へ向けて折れ曲がり、指部１４ｂが、同じ位置に向かう方向へ向けて同様の姿勢で延在することとなる例を挙げた。しかし、これに限らず、たとえば、指部１４ｂそれぞれが多関節を有し、それぞれが異なる姿勢をとって異なる方向へ延在しつつも、指先は把持制御部２２ｄの抽出した交点へ位置付け可能な構成にすることで、対応可能となる。
【００７１】
また、制御装置２０は、記憶部２１を有さなくともよい。すなわち、制御装置２０は、取得部２２ａが取得した撮像画像を記憶部２１を介することなく検出部２２ｂへ直接渡し、これに基づいて、検出部２２ｂがオフセット線ＯＬおよび重心位置ＣＧを検出してもよい。同様に、検出部２２ｂは、検出したオフセット線ＯＬおよび重心位置ＣＧを記憶部２１を介することなく移動制御部２２ｃおよび把持制御部２２ｄへ直接渡し、これに基づいて、移動制御部２２ｃおよび把持制御部２２ｄが処理を進めてもよい。
【００７２】
次に、実施形態に係る制御装置２０が実行する処理手順について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施形態に係る制御装置２０が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、物体Ｏを把持するまでの処理手順を示している。
【００７３】
図１０に示すように、まず取得部２２ａが、物体Ｏの撮像画像を取得する（ステップＳ１０１）。そして、検出部２２ｂが、物体Ｏの撮像画像に基づいて、オフセット線ＯＬおよび重心位置ＣＧを検出する（ステップＳ１０２）。
【００７４】
そして、移動制御部２２ｃが、指部１４ｂの公転中心が重心位置ＣＧと重なるようにハンド１４を移動させる（ステップＳ１０３）。そして、指部１４ｂの公転中心が重心位置ＣＧと重なった状態において、把持制御部２２ｄが、公転円ＲＣとオフセット線ＯＬとの交点へ指部１４ｂを位置付ける（ステップＳ１０４）。そして、把持制御部２２ｄが、指部１４ｂにより、物体Ｏを把持させ（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
【００７５】
上述してきたように、実施形態に係る制御装置２０は、所定の公転中心まわりに公転可能に設けられた複数の指部１４ｂによって物体Ｏを把持するハンド１４（「ロボットハンド」の一例に相当）の制御装置であって、移動制御部２２ｃと、把持制御部２２ｄと、を備える。
【００７６】
移動制御部２２ｃは、上記公転中心および物体Ｏの重心位置ＣＧが重なるようにハンド１４を移動させる。把持制御部２２ｄは、上記公転中心および重心位置ＣＧが重なった状態において、上記公転中心を中心とする円である公転円ＲＣと物体Ｏの輪郭線ＣＬを所定量外側へオフセットさせたオフセット線ＯＬとの交点へ指部１４ｂを位置付け、かかる指部１４ｂにより物体Ｏを把持させる。
【００７７】
したがって、実施形態に係る制御装置２０によれば、任意形状の物体Ｏを把持するに際し、適正な把持位置を容易に決定することができる。
【００７８】
また、実施形態に係る制御装置２０は、検出部２２ｂ、をさらに備える。検出部２２ｂは、物体Ｏの撮像画像に基づいて、オフセット線ＯＬおよび重心位置ＣＧを検出する。
【００７９】
したがって、実施形態に係る制御装置２０によれば、画像解析処理によって検出したオフセット線ＯＬおよび重心位置ＣＧに基づいて、指部１４ｂを位置付ける把持位置を決定することが可能となるので、かかる決定処理を物体Ｏの形状によって分ける必要がない。これにより、物体Ｏの形状の多様性に関わりなく、容易にかつ適正な把持位置で、物体Ｏを把持することが可能となる。
【００８０】
また、把持制御部２２ｄは、公転円ＲＣの円周上において重心位置ＣＧに対し対称位置となる複数の交点を抽出し、かかる交点へそれぞれ指部１４ｂを位置付ける。したがって、実施形態に係る制御装置２０によれば、任意形状の物体Ｏにつき、重心位置を中心とした安定した適正な把持を行うことが可能となる。
【００８１】
また、把持制御部２２ｄは、公転円ＲＣの円周上において等間隔となる複数の交点を抽出し、かかる交点へそれぞれ指部１４ｂを位置付ける。したがって、実施形態に係る制御装置２０によれば、任意形状の物体Ｏにつき、重心位置を中心として均等に力が加えられる、より安定した適正な把持を行うことが可能となる。
【００８２】
また、把持制御部２２ｄは、指部１４ｂそれぞれの交点への移動量の総和が最小となる複数の交点を抽出し、かかる交点へそれぞれ指部を位置付ける。したがって、実施形態に係る制御装置２０によれば、指部１４ｂの移動量の少ない効率的な把持を行うことが可能となる。
【００８３】
また、検出部２２ｂは、上記所定量を０としてオフセット線を検出する。したがって、実施形態に係る制御装置２０によれば、物体Ｏの輪郭線ＣＬをそのままオフセット線ＯＬとして利用することができるので、画像解析処理の効率化を図ることができる。また、かかる場合、把持制御部２２ｄは、公転円ＲＣとオフセット線ＯＬとの交点へ、指部１４ｂが接するように、指部１４ｂを位置付ければよい。
【００８４】
なお、上述した実施形態では、重心位置ＣＧを中心とした回転対称となる位置、たとえば３本の指部１４ｂが１２０°間隔で配置されることとなる例を挙げたが、これに限らず、重心位置ＣＧに対する対称位置に、複数の指部１４ｂが対称性をもって配置されればよい。一例として、ハンド１４が指部１４ｂを４本有している場合に、重心位置ＣＧを挟んで対向する２点のそれぞれに、指部１４ｂが２つずつ隣接するように配置されてもよい。
【００８５】
また、上述した実施形態では、カメラ３０が、物体Ｏの２次元画像を撮像する場合について説明したが、カメラ３０が、いわゆるＲＧＢ−Ｄカメラであって、ＲＧＢ情報に加えて深さ方向（Depth）の情報を含む３次元画像を撮像するようにしてもよい。
【００８６】
かかる場合、把持位置の決定に深さ方向を加味することができることで、物体Ｏを、ハンド１４により掴むように把持させるか、または、つまむように把持させるかの選択を含めた制御を行うことが可能となる。したがって、物体Ｏの高さを含めた、適正な把持位置の決定を行うことができる。
【００８７】
また、上述した実施形態では言わば、物体Ｏの形状が変わるごとに、物体Ｏのオフセット線ＯＬおよび重心位置ＣＧを検出し、これに基づいて指部１４ｂを配置する把持位置をリアルタイムに演算して決定する場合について説明したが、予め物体Ｏの形状に応じたプリセット情報として設定されていてもよい。
【００８８】
また、機械学習を用いることとしてもよい。かかる場合、たとえばディープラーニング等を用いることによって、正例となる物体画像２１ａを用いて予め物体Ｏの形状およびその形状に応じた把持位置の判別モデルを生成しておく。そして、実運用において、判定対象となる物体画像２１ａが取得されたならば、かかる物体画像２１ａを判別モデルへ入力して、判別モデルが出力する出力値に基づいて把持位置を決定するようにしてもよい。
【００８９】
また、このとき、たとえば判別モデルが、入力された物体画像２１ａの既存の分類クラスに対する類似度をあわせて出力するようにしておき、かかる類似度が所定の閾値以上に高ければ、判別モデルの出力する把持位置を採用するようにしてもよい。一方、類似度が所定の閾値に満たなければ、上述した実施形態に基づいて把持位置を決定し、さらに該当の物体画像２１ａに基づいて判別モデルを追加学習するようにしてもよい。
【００９０】
また、上述した実施形態では、ロボット１０の軸数が、軸ａ１〜ａ５の５つである場合を例に挙げたが、ロボット１０の軸数を限定するものではない。
【００９１】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１４  ハンド（ロボットハンド）、１４ｂ  指部、２０  制御装置、２２ｂ  検出部、２２ｃ  移動制御部、２２ｄ  把持制御部、ａ５  軸（公転中心）、ＣＧ  重心位置、ＣＬ  輪郭線、Ｏ  物体、ＯＬ  オフセット線、ＲＣ  公転円
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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