(57)【要約】【課題】ロボットアームにより予備洗浄を行うことで、予備洗浄による人手を削減することが可能な食器洗浄支援装置及び制御プログラムを提供する。【解決手段】食器洗浄支援装置１は、食器に対する予備洗浄を行い、食器洗浄機用のラックに載置するロボットアーム１００と、食器及びラックを撮像するカメラ２００と、制御端末３００とを備える。制御端末３００の機能として、カメラ２００が撮像する画像データから、食器の位置及び形状を判定し、ラックの位置を判定する判定部３３１と、判定部３３１の判定結果に基づき、ロボットアーム１００及びカメラ２００の動作制御を行う動作制御部３３２と、カメラ２００が撮像する画像データから、食器の形状に基づいて機械学習を行う機械学習部３３３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食器洗浄機による食器の洗浄を支援する食器洗浄支援装置であって、
前記食器を持ち上げて保持すると共に移動し、前記食器に対して予備洗浄を行い、前記食器を前記食器洗浄機で洗浄させるためのラックに載置するロボットアームと、
前記食器及び前記ラックを検知する検知部と、
検知された検知結果から、前記食器の位置及び形状を判定し、前記ラックの位置を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づき、前記ロボットアームの動作を制御する動作制御部と、を備える食器洗浄支援装置。
【請求項２】
前記検知部は、１または複数のカメラにより構成されている、請求項１に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記ロボットアームの先端部の近傍に配置されている、請求項１または請求項２に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項４】
前記ロボットアームの先端部には、前記食器を吸着することにより保持する吸着部が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項５】
前記ロボットアームにおける前記吸着部の腕側には、空気を吸引する吸引装置が設けられ、
前記吸着部は、前記吸引装置による吸引力により前記食器を吸着する、請求項４に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項６】
前記動作制御部は、前記食器を吸着させるときに前記吸引装置を動作させ、前記食器を前記ラックに載置するときに前記吸引装置の動作を停止させる、請求項５に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記検知結果から、前記食器吸着可能な吸着可能位置を判定し、
前記動作制御部は、前記ロボットアームの前記吸着部を前記吸着可能位置へ移動させて前記食器を吸着させる、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項８】
前記判定部は、前記検知結果から前記食器の形状に基づいて行われた機械学習により生成された、前記食器の形状に基づいて前記吸着可能位置を判定するモデル情報により前記吸着可能位置を判定する、請求項７に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項９】
前記動作制御部は、前記食器を洗浄液が貯留されているシンクに降下させ、前記洗浄液に浸漬して前記予備洗浄を行わせる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項１０】
前記判定部は、前記検知結果から、前記ラックにおける前記食器の載置位置を判定し、
前記動作制御部は、前記食器を吸着している状態の前記ロボットアームの前記吸着部を前記載置位置へ移動させて前記食器を前記ラックに載置させる、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項１１】
前記判定部は、前記検知結果から、前記ラックの水平方向における略中央である中央位置を判定し、
前記動作制御部は、前記ロボットアームの先端部を前記中央位置へ移動させて前記ラックを持ち上げて保持すると共に移動する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項１２】
前記ロボットアームは、前記ラックを前記食器洗浄機の入り口方向へ移動し、
前記動作制御部は、判定結果が前記ラックに所定の量の前記食器が載置されていると判定した場合、前記ロボットアームの先端部を前記ラックの側面に接触する位置に移動させて前記ラックを前記食器洗浄機の入り口方向へ移動させる、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項１３】
前記判定部は、前記検知結果から、前記ラックに載置されている前記食器の量を判定する、請求項１２に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項１４】
前記ラックに所定量の前記食器が載置されると、前記ラックを前記食器洗浄機の入り口方向へ移動させるラック移送部を備える、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の食器洗浄支援装置。
【請求項１５】
ロボットアームを備える食器洗浄支援装置に対して、食器洗浄機による食器の洗浄を支援する制御プログラムであって、
前記食器を検知する食器検知ステップと、
検知された検知結果から、前記食器の位置及び形状を判定する食器位置形状判定ステップと、
前記食器の位置及び形状の判定結果に基づき、前記食器を持ち上げて保持する食器保持ステップと、
前記食器を保持した状態で移動し、前記食器に対して予備洗浄を行う予備洗浄ステップと、
前記食器を前記食器洗浄機で洗浄させるためのラックを検知するラック検知ステップと、
検知された検知結果から、前記ラックの位置を判定するラック位置判定ステップと、
前記ラックの位置の判定結果に基づき、前記食器を前記ラックに載置する食器載置ステップと、を電子計算機に実行させる、制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、食器洗浄機による食器の洗浄を支援する食器洗浄支援装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、商業施設や病院、学校や事業所のように大量の食事を提供する施設では、使用された大量の皿や茶わん、コップ等の食器類を洗浄するため、業務用の食器洗浄機が設置されていることが多い。この食器洗浄機は、使用後の食器類を樹脂等により形成された専用のラックに載置し、ラックごと食器洗浄機の庫内に入れると、自動で洗浄が行われるものである。近年では家庭用の食器洗浄機も普及しているが、商業施設等の施設では、業務用である大型の食器洗浄機が使用されている。
【０００３】
商業施設等では、使用後の食器を食器洗浄機で洗浄する前に、水や洗浄液等で浸漬する予備洗浄を行う。この予備洗浄を行うのは、食器の汚れの状態によっては食器洗浄機で落とすことが出来ない場合があり、特に食器にこびりついたような汚れを食器洗浄機で洗浄するのは困難であるからである。しかしながら、商業施設等で予備洗浄を行うのは、そのための人手が必要であり、大変な手間である。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１には、高速で洗浄可能な食器洗浄機が開示されている。特許文献１には、この食器洗浄機において予備洗浄デバイスが設けられても良いことが開示されている。この予備洗浄デバイスは、例えば、スプレーガンやブラシ等により構成されているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０６７６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された食器洗浄機の予備洗浄デバイスであっても、人の手により食器を予備洗浄しなければならないことに変わりはなく、人手を削減することにはつながらないものであった。そのため、予備洗浄の手間を削減することが可能な装置やシステムが望まれていた。
【０００７】
そこで、本開示では、ロボットアームにより予備洗浄を行うことで、予備洗浄による人手を削減することが可能な食器洗浄支援装置及び制御プログラムについて説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様における食器洗浄支援装置は、食器洗浄機による食器の洗浄を支援する食器洗浄支援装置であって、食器を持ち上げて保持すると共に移動し、食器に対して予備洗浄を行い、食器を食器洗浄機で洗浄させるためのラックに載置するロボットアームと、食器及びラックを検知する検知部と、検知された検知結果から、食器の位置及び形状を判定し、ラックの位置を判定する判定部と、判定部の判定結果に基づき、ロボットアームの動作を制御する動作制御部と、を備える。
【０００９】
また、本開示の一態様における制御プログラムは、ロボットアームを備える食器洗浄支援装置に対して、食器洗浄機による食器の洗浄を支援する制御プログラムであって、食器を検知する食器検知ステップと、検知結果から、食器の位置及び形状を判定する食器位置形状判定ステップと、食器の位置及び形状の判定結果に基づき、食器を持ち上げて保持する食器保持ステップと、食器を保持した状態で移動し、食器に対して予備洗浄を行う予備洗浄ステップと、食器を食器洗浄機で洗浄させるためのラックを検知するラック検知ステップと、検知結果から、ラックの位置を判定するラック位置判定ステップと、ラックの位置の判定結果に基づき、食器をラックに載置する食器載置ステップと、を電子計算機に実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、ロボットアームにより、食器を持ち上げて保持すると共に移動し、食器に対して予備洗浄を行う。また、予備洗浄後の食器を、食器洗浄機で洗浄させるためのラックに載置する。これにより、ロボットアームが予備洗浄を行うことが可能であるため、予備洗浄による人手を削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施形態に係る食器洗浄支援装置を示す機能ブロック構成図である。
【図２】図１のロボットアーム１００が使用される例である洗い場１０を示す外観図である。
【図３】図１のロボットアーム１００の外観の例を示す右側面図である。
【図４】図１の食器洗浄支援装置１の動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の判定部３２１において判定される食器Ｄの重心位置Ｇを示す模式図である。
【図６】本開示の一実施形態に係る、図３のロボットアーム１００の吸着部１９０がラックＲを持ち上げる一例を示す斜視図である。
【図７】本開示の一実施形態に係るコンピュータ５００を示す機能ブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではない。また、実施形態に示される構成要素のすべてが、本開示の必須の構成要素であるとは限らない。
【００１３】
（実施形態１）
＜構成＞
図１は、本開示の実施形態１に係る食器洗浄支援装置１を示す機能ブロック構成図である。この食器洗浄支援装置１は、主に商業施設や病院、学校や事業所のように大量の食事を提供する施設において、業務用の食器洗浄機を使用して使用済食器を洗浄する作業を支援する装置である。具体的には、前述のように使用済食器を食器洗浄機で洗浄する前に行う、水や洗浄液等で浸漬する予備洗浄を自動で行い、食器洗浄機で洗浄するためのラックに予備洗浄を行った食器を載置する装置である。
【００１４】
食器洗浄支援装置１は、ロボットアーム１００と、カメラ（検知部）２００と、制御端末３００と、ネットワークＮＷとを有している。ロボットアーム１００と、カメラ２００と、制御端末３００とは、ネットワークＮＷを介して相互に接続される。ネットワークＮＷは、通信を行うための通信網であり、限定ではなく例として、インターネット、イントラネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ワイヤレスＬＡＮ（Wireless LAN：ＷＬＡＮ）、ワイヤレスＷＡＮ（Wireless WAN：ＷＷＡＮ）、仮想プライベートネットワーク（Virtual Private Network：ＶＰＮ）等を含む通信網により構成されている。また、ロボットアーム１００と、カメラ２００と、制御端末３００とは、限定ではなく例として、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等により相互に直接接続しても良い。
【００１５】
ロボットアーム１００は、人間の手のようにつかむ、離す、運ぶ等の動作を行う装置であり、使用済食器に対する予備洗浄を行い、その食器を食器洗浄機用のラックに載置するための一連の動作を行うために設けられている。
【００１６】
図２は、図１のロボットアーム１００が使用される例である洗い場１０を示す外観図である。洗い場１０は、商業施設等における食器を洗浄するための水回りの施設であり、洗い場１０の右端の台に食器Ｄが表面を下方に向けて大量に積み重なるように載置されている。この台の左側に隣接してシンクＳが設けられ、シンクＳの奥側には、ロボットアーム１００が設置されている。このシンクＳには、予備洗浄を行うための水または洗浄液（例えば、食器用の洗剤を水で薄めたもの）が貯留されている。さらに、シンクＳの左側に隣接する台には、食器Ｄが載置されているラックＲが載置され、その台の左側に隣接して食器洗浄機４００が設置されている。
【００１７】
図２の使用例において、ロボットアーム１００は、右端の台に載置されている食器Ｄの表面が下方を向けた状態で１枚ずつ持ち上げて保持し、そのまま移動してシンクＳに降下させて水または洗浄液に浸漬することにより、予備洗浄を行う。次に、ロボットアーム１００は、食器Ｄをそのまま保持しながら移動し、表面を側方に向けた状態にし、ラックＲに設けられている溝に食器Ｄを挟持させるように立てて載置する。一定量の食器ＤがラックＲに載置されると、ロボットアーム１００は、ラックＲを食器洗浄機４００の入り口方向に押し出す。押し出されたラックＲに載置されている食器Ｄは、食器洗浄機４００により洗浄が行われる。ラックＲは、例えばプラスチック等の樹脂により、底面がメッシュ状に形成されたものや、小さい食器や箸等も載置可能なかご状のものが含まれる。
【００１８】
カメラ２００は、食器Ｄ及びラックＲを撮影し、画像データを生成する（撮像する）装置であり、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮影装置と、撮影した画像を画像データに変換する変換装置とを備えるデジタルカメラ等により構成されている。このカメラ２００は、所定の時間間隔で画像の撮影及び画像データへの変換を行っている。
【００１９】
このカメラ２００は、例えば、ロボットアーム１００の先端側に配置されており、さらに、洗い場１０の全体を撮影可能な図示しない位置に、１台または複数のカメラ２００が固定されて配置されている。このような配置にしているのは、ロボットアーム１００の先端側に配置されたカメラ２００でロボットアーム１００の先端の位置や目的とする物、例えば食器Ｄの位置及び形状、及びラックＲの位置を把握し、他のカメラ２００で洗い場１０の全体の状況を把握するためである。なお、カメラ２００は食器Ｄ及びラックＲを検知できる装置であれば良く、例えば赤外線センサのようなセンサにより構成しても良い。
【００２０】
制御端末３００は、ロボットアーム１００及びカメラ２００の動作を制御する装置であり、限定ではなく例として、各種Ｗｅｂサービスを提供するコンピュータ（デスクトップ、ラップトップ、タブレットなど）や、サーバ装置を含む装置等により構成されている。具体的には、カメラ２００が撮像する画像データに基づき、ロボットアーム１００に食器Ｄを持ち上げさせて予備洗浄を行わせ、ラックＲに載置させるように制御する。なお、制御端末３００をサーバ装置で構成する場合、単体で動作するサーバ装置に限られず、ネットワークＮＷを介して通信を行うことで協調動作する分散型サーバシステムや、クラウドサーバにより構成しても良い。
【００２１】
また、制御端末３００は、通信部３１０と、記憶部３２０と、制御部３３０とを備える。
【００２２】
通信部３１０は、ネットワークＮＷを介してロボットアーム１００及びカメラ２００と有線または無線で通信を行うための通信インタフェースであり、互いの通信が実行できるのであればどのような通信プロトコルを用いても良い。この通信部３１０は、限定ではなく例として、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等の通信プロトコルにより通信が行われる。
【００２３】
記憶部３２０は、各種制御処理や制御部３３０内の各機能を実行するためのプログラム、入力データ等を記憶するものであり、限定ではなく例として、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含むメモリや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等を含むストレージから構成される。また、記憶部３２０は、ロボットアーム１００及びカメラ２００と通信を行ったデータや、後述する各処理にて生成されたデータを一時的に記憶する。
【００２４】
制御部３３０は、記憶部３２０に記憶されているプログラムを実行することにより、制御端末３００の全体の動作を制御するものであり、限定ではなく例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（Microprocessor）、プロセッサコア（Processor core）、マルチプロセッサ（Multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を含む装置等から構成される。制御部３３０の機能として、判定部３３１と、動作制御部３３２と、機械学習部３３３とを備えている。この判定部３３１、動作制御部３３２、及び機械学習部３３３は、記憶部３２０に記憶されているプログラムにより起動されて制御端末３００にて実行される。
【００２５】
判定部３３１は、カメラ２００が撮像する画像データから、食器Ｄの位置及び形状を判定し、ラックＲの位置を判定する。ロボットアーム１００は、食器Ｄの予備洗浄をするために食器Ｄを１枚ずつ持ち上げるため、撮像時点のロボットアーム１００の先端部の位置から見た（カメラ２００により撮像された）食器Ｄの相対位置を、画像データから判定する。また、後述するように、ロボットアーム１００はコンプレッサー１８０の吸引力により食器Ｄを持ち上げる構成であり、食器Ｄを偏りなく持ち上げられるようにするため、判定部３３１は、食器Ｄの水平方向における略重心の位置を画像データから判定する。
【００２６】
さらに、判定部３３１は、ロボットアーム１００が予備洗浄を行った食器ＤをラックＲに載置するため、撮像時点のロボットアーム１００の位置から見たラックＲの相対位置を画像データから判定する。また、ラックＲに食器Ｄを載置できる量は、食器洗浄機４００の仕様等により限りがあるので、食器ＤがラックＲに載置される量が定められた所定の量に達すると食器洗浄機４００による食器Ｄの洗浄を行う必要があるため、判定部３３１は、画像データからラックＲに載置されている食器Ｄの量を判定し、所定の量に達しているか否かの判定を行う。
【００２７】
動作制御部３３２は、判定部３３１の判定結果に基づき、ロボットアーム１００及びカメラ２００の動作制御を行う。具体的には、ロボットアーム１００による食器Ｄの予備洗浄やラックＲへの載置を行わせるため、後述するようにロボットアーム１００に内蔵されているサーボモータを動作させる制御信号を、通信部３１０を介してロボットアーム１００へ送信する。また、カメラ２００による食器ＤやラックＲの撮像の際、ピントを合わせて精度の高い画像データを取得するため、カメラ２００を構成するＣＣＤのレンズ位置等の動作制御を行う制御信号を、通信部３１０を介してカメラ２００へ送信する。
【００２８】
機械学習部３３３は、カメラ２００が撮像する画像データから、食器Ｄの形状に基づいて機械学習を行い、食器Ｄの形状に基づいて重心位置を判定するためのモデル情報を生成する。このときの機械学習は、限定ではなく例として、ロボットアーム１００により食器Ｄを持ち上げたときの食器Ｄの傾き等が教師データとなり、教師あり学習が行われる。機械学習部３３３により生成されたモデル情報は、判定部３３１で使用される。
【００２９】
また、機械学習部３３３は、カメラ２００が撮像する画像データから、ラックＲに載置される食器Ｄの量に基づいて機械学習を行い、食器洗浄機４００による食器Ｄの洗浄における食器Ｄの最適な量について、モデル情報を生成しても良い。なお、この機械学習は他の装置で行われても良く、他の装置で行われた機械学習により生成されたモデル情報が食器洗浄支援装置１に組み込まれても良い。この場合、機械学習部３３３は備えなくても良い。
【００３０】
図３は、図１のロボットアーム１００の外観の例を示す右側面図である。ロボットアーム１００は、図３に示すように、固定部１１０と、載置可動部１２０と、上腕部１３０と、継手部１４０と、前腕部１５０と、手首部１６０と、支持部１７０と、コンプレッサー（吸引装置）１８０と、吸着部１９０とから構成されている。
【００３１】
固定部１１０は、ロボットアーム１００が載置台ＴＡに固定されている箇所である。載置可動部１２０は、上腕部１３０の一端が接続され、載置台ＴＡの上面との角度が変更自在な可動箇所である。載置可動部１２０には、サーボモータが内蔵されており、動作制御部３３２の制御によりサーボモータが駆動して、上腕部１３０を回動させるように構成されている。上腕部１３０は、ロボットアーム１００における載置台ＴＡ側の棒状部材である。
【００３２】
継手部１４０は、上腕部１３０の他端と前腕部１５０の一端とを回動自在に接続する箇所である。継手部１４０には、サーボモータが内蔵されており、動作制御部３３２の制御によりサーボモータが駆動して、前腕部１５０を回動させるように構成されている。前腕部１５０は、ロボットアーム１００における先端側の棒状部材である。
【００３３】
手首部１６０は、前腕部１５０の他端と支持部１７０の一端とを回動自在に接続する箇所である。手首部１６０には、サーボモータが内蔵されており、動作制御部３３２の制御によりサーボモータが駆動して、支持部１７０を回動させるように構成されている。支持部１７０は、ロボットアーム１００の先端部においてコンプレッサー１８０及び吸着部１９０を支持する箇所である。初期状態では、支持部１７０は下方を向いた状態になる。
【００３４】
コンプレッサー１８０は、後述する吸着部１９０が食器Ｄを吸着するための吸引力を提供する装置であり、空気を圧縮することで空気を吸引する装置である。このコンプレッサー１８０は、支持部１７０の他端側（ロボットアーム１００の腕側）に接続されている。吸着部１９０は、食器Ｄを吸着する部材であり、限定ではなく例として、ゴムや合成樹脂等の可撓性を有する素材により吸盤状に形成されている。この吸着部１９０は、コンプレッサー１８０に接続され、コンプレッサー１８０の吸引力が吸着部１９０を介して外部に伝わるように構成されている。
【００３５】
また、支持部１７０には、１または複数のカメラ２００が接続されて配置され、ロボットアーム１００の吸着部１９０が吸着する食器Ｄの位置や形状を撮像可能になっている。
【００３６】
＜処理の流れ＞
図４を参照しながら、食器洗浄支援装置１が実行する処理の流れの一例について説明する。図４は、図１の食器洗浄支援装置１の動作を示すフローチャートである。
【００３７】
ステップＳ１０１の処理として、制御端末３００の動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００の動作が開始すると、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、図２に示す洗い場１０の右端の台に載置されている食器Ｄの近傍へ支持部１７０が移動する。
【００３８】
ステップＳ１０２の処理として、支持部１７０に接続されているカメラ２００では、洗い場１０の右端の台に載置されている食器Ｄの撮像が行われ、食器Ｄの画像データが生成される。
【００３９】
ステップＳ１０３の処理として、判定部３３１では、ステップＳ１０２でカメラ２００により撮像された画像データから、ロボットアーム１００の先端部の位置から見た食器Ｄの相対位置が判定される。また、食器Ｄの水平方向における略重心の位置が画像データから判定される。
【００４０】
図５は、図１の判定部３２１において判定される食器Ｄの重心位置Ｇを示す模式図であり、食器Ｄの形状が円形である食器Ｄ１の重心位置Ｇを示す模式図（ａ）、及び食器Ｄの形状が方形である食器Ｄ２の重心位置Ｇを示す模式図（ｂ）である。判定部３３１では、カメラ２００により撮像された画像データから、食器Ｄ１，Ｄ２のような食器全体を上方から見た場合の平面形状を把握し、吸着可能位置として、例えば食器Ｄ１，Ｄ２の略重心となる重心位置Ｇの位置を判定する。なお、吸着可能位置は重心位置とは限られず、食器が乱雑に配置されている場合、上方に露出されている平坦な面を判定しても良い。
【００４１】
そして、食器Ｄ１，Ｄ２が平板状であった場合に略重心となる重心位置Ｇの位置を、図５（ａ），（ｂ）に示すように判定する。このとき、機械学習部３３３により生成された、食器Ｄの形状に基づいて重心位置Ｇを判定するためのモデル情報が使用される。図５に示す食器Ｄ１，Ｄ２の形状は例であり、実際には食器の形状は様々であるため、機械学習により生成されるモデル情報が有効になる。このように判定した重心位置Ｇを吸着させることにより、食器Ｄ１，Ｄ２を偏りなく持ち上げることが可能である。
【００４２】
ステップＳ１０４の処理として、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、ステップＳ１０３で判定された食器Ｄの重心位置Ｇへ支持部１７０が移動し、食器Ｄの裏面に吸着部１９０が接触するまで支持部１７０が降下される。
【００４３】
ステップＳ１０５の処理として、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働してコンプレッサー１８０が空気の吸引を行う。すると、この吸引力により食器Ｄの裏面が吸着部１９０に吸い寄せられ、食器Ｄの表面が下方を向いた状態で吸着される。この状態でロボットアーム１００が上昇すると、食器Ｄが吸着部１９０に吸着された状態で保持される。
【００４４】
ステップＳ１０６の処理として、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、図２に示す洗い場１０のシンクＳの上方へ支持部１７０が移動する。
【００４５】
ステップＳ１０７の処理として、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、支持部１７０が水または洗浄液が貯留されているシンクＳへ降下し、食器Ｄが水または洗浄液に浸漬される。この状態でロボットアーム１００が数回上下動を行うことで、食器Ｄの予備洗浄が行われる。
【００４６】
ステップＳ１０８の処理として、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、図２に示す洗い場１０のラックＲの上方へ支持部１７０が移動する。
【００４７】
ステップＳ１０９の処理として、支持部１７０に接続されているカメラ２００では、洗い場１０のラックＲの撮像が行われ、ラックＲの画像データが生成される。
【００４８】
ステップＳ１１０の処理として、判定部３３１では、ステップＳ１０９でカメラ２００により撮像された画像データから、ロボットアーム１００の先端部の位置から見たラックＲの相対位置が判定される。このとき、吸着部１９０に吸着されている食器Ｄが、ラックＲ上にすでに載置されている食器Ｄと衝突しない位置になるように画像データから判定される。すなわち、後のステップにおいて食器ＤがラックＲ上に載置される位置決めが行われる。
【００４９】
ステップＳ１１１の処理として、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、手首部１６０の回動により下方に向いている支持部１７０が約９０°上方に向けて回動し、食器Ｄの表面が側方を向くように移動する。この状態で、ステップＳ１１０で判定されたラックＲ上の載置位置へ支持部１７０が移動する。そして、コンプレッサー１８０が空気の吸引を停止すると、吸着部１９０に吸着されていた食器Ｄが吸着部１９０から離脱し、ラックＲ上に載置される。
【００５０】
ステップＳ１１２の処理として、判定部３３１では、ステップＳ１０９でカメラ２００により撮像された画像データから、ラックＲに載置されている食器Ｄの量が、食器洗浄機４００による食器Ｄの洗浄を行える所定量に達しているか否かが判定される。この食器Ｄの量は、機械学習部３３３により機械学習が行われて生成された、食器洗浄機４００による食器Ｄの洗浄における食器Ｄの最適な量のモデル情報に基づいて判定されても良い。この処理において、食器Ｄの載置量が所定量に達していると判定された場合、ステップＳ１１３の処理を行い、達していないと判定された場合、ステップＳ１０１の処理に戻り、他の食器Ｄの予備洗浄が行われる。
【００５１】
なお、ステップＳ１０２でカメラ２００により撮像された画像データから、他の食器Ｄがもう残っていないと判定される場合、これ以上予備洗浄を行う食器Ｄがないので、ステップＳ１１２の処理を行わずにステップＳ１１３の処理を行っても良い。また、このとき洗い場１０の右端の台に載置されている食器Ｄの撮像がカメラ２００により再度行われ、判定部３３１により食器Ｄが追加されているか否かの判定が行われても良い。
【００５２】
ステップＳ１１３の処理として、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、ステップＳ１１１の処理による支持部１７０が側方を向いた状態のまま、ラックＲの側面方向へ移動し、ラックＲの側面を押して食器洗浄機４００の入り口方向に押し出すように移動する。このとき、ラックの位置が食器洗浄機４００の入り口方向に押し出せるように、事前に位置合わせが行われる。これにより、食器Ｄが載置されたラックＲが食器洗浄機４００内にセットされ、食器洗浄機４００により洗浄が行われる。
【００５３】
さらに、例えば、ラックＲの重量から、ラックＲに載置されている食器Ｄの量が、食器洗浄機４００による食器Ｄの洗浄を行える所定の量に達しているか判定し、達していると判定された場合にラックＲを食器洗浄機４００側に移動させるラック移送装置（ラック移送部）を備えても良い。この場合、食器洗浄支援装置１の動作として、ステップＳ１１２及びステップＳ１１３の処理は行わなくても良い。
【００５４】
＜効果＞
以上のように、本実施形態に係る食器洗浄支援装置は、ロボットアームの動作により食器が持ち上げられ、この状態でシンクへ移動されて水または洗浄液が貯留されているシンクに浸漬され、予備洗浄が行われる。その後、食器が食器洗浄機用のラックへ移動されて縦方向に向けられ、ラックに載置される。ラックに所定以上の量の食器が載置されると、ロボットアームの動作により、ラックが食器洗浄機側へ移動されて、食器洗浄機による洗浄が行われる。これにより、ロボットアームにより予備洗浄を行い、食器洗浄機による洗浄を行うことが可能であるため、人手を削減することが可能である。
【００５５】
また、ロボットアームの先端にコンプレッサーが配置され、その吸引力により吸着部が食器を吸着するので、食器がロボットアームから外れてしまうことを防止し、確実に食器を保持することが可能になる。
【００５６】
さらに、判定部により食器の形状が判定され、食器の水平方向における略重心の位置が判定され、その位置を吸着部が吸着するので、食器を偏りなく安定した状態で保持し、移動することが可能になる。このとき、機械学習部により、食器の形状に基づいて重心位置を判定するためのモデル情報が生成され、このモデル情報が判定部により使用されるため、食器の重心位置を正確に判定することが可能になる。
【００５７】
（実施形態２）
図６は、本開示の実施形態２に係る食器洗浄支援装置１における、図３のロボットアーム１００の吸着部１９０がラックＲを持ち上げる一例を示す外観図である。本実施形態では、例えば、ラックＲが図２に図示されていない他の場所、例えばラックＲが載置されている台の裏側に載置されている場合、ステップＳ１１３の処理後、新たなラックＲをロボットアーム１００の動作により補充する場合について説明する。食器洗浄支援装置１の構成、及び実施形態１に示した処理の流れについては、実施形態１に係る食器洗浄支援装置１と同様である。
【００５８】
本実施形態において、判定部３３１は、カメラ２００が撮像する画像データから、ラックＲの形状を判定し、ラックＲの水平方向における略中央である中央位置を判定する。
【００５９】
図６に示すように、判定部３３１の判定結果に基づき、動作制御部３３２の制御信号によりロボットアーム１００が稼働し、ラックＲの中央位置へ支持部１７０が移動し、ラックＲに吸着部１９０が接触するとコンプレッサー１８０の吸引力により、ラックＲを持ち上げる。これにより、ラックＲを偏りなく安定した状態で保持し、移動することが可能になる。
【００６０】
本実施形態によれば、上記実施形態１の効果に加え、ラックを補充することが可能になるので、より人手を削減することが可能である。
【００６１】
（実施形態３（プログラム））
図７は、コンピュータ（電子計算機）５００の構成の例を示す機能ブロック構成図である。コンピュータ５００は、ＣＰＵ５０１、主記憶装置５０２、補助記憶装置５０３、インタフェース５０４を備える。
【００６２】
ここで、実施形態１及び２に係る判定部３３１、動作制御部３３２、及び機械学習部３３３を構成する各機能を実現するための制御プログラムの詳細について説明する。これらの機能ブロックは、コンピュータ５００に実装される。そして、これらの各構成要素の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置５０３に記憶されている。ＣＰＵ５０１は、プログラムを補助記憶装置５０３から読み出して主記憶装置５０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ５０１は、プログラムに従って、上述した記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置５０２に確保する。
【００６３】
当該プログラムは、具体的には、コンピュータ５００において、食器を撮像する食器撮像ステップと、撮像された食器の画像データから、食器の位置及び形状を判定する食器位置形状判定ステップと、食器の位置及び形状の判定結果に基づき、食器を持ち上げて保持する食器保持ステップと、食器を保持した状態で移動し、食器に対して予備洗浄を行う予備洗浄ステップと、食器を食器洗浄機で洗浄させるためのラックを撮像するラック撮像ステップと、撮像されたラックの画像データから、ラックの位置を判定するラック位置判定ステップと、ラックの位置の判定結果に基づき、食器をラックに載置する食器載置ステップと、をコンピュータによって実現する制御プログラムである。
【００６４】
なお、補助記憶装置５０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース５０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムがネットワークを介してコンピュータ５００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５００が当該プログラムを主記憶装置５０２に展開し、上記処理を実行してもよい。
【００６５】
また、当該プログラムは、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、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置５０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００６６】
以上、開示に係る実施形態について説明したが、これらはその他の様々な形態で実施することが可能であり、種々の省略、置換および変更を行なって実施することが出来る。これらの実施形態および変形例ならびに省略、置換および変更を行なったものは、特許請求の範囲の技術的範囲とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１  食器洗浄支援装置、１００  ロボットアーム、１１０  固定部、１２０  載置可動部、１３０  上腕部、１４０  継手部、１５０  前腕部、１６０  手首部、１７０  支持部、１８０  コンプレッサー（吸引装置）、１９０  吸着部、２００  カメラ（検知部）、３００  制御端末、３１０  通信部、３２０  記憶部、３３０  制御部、３３１  判定部、３３２  動作制御部、３３３  機械学習部、ＮＷ  ネットワーク
【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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