(57)【要約】【課題】  双腕アームで対象物を操作する際に、右アームおよび左アームのうち最適なアームをその都度選択して的確な作業ができる双腕ロボットを提供する。【解決手段】  対象物がロボット本体の右側に位置する場合には右アームを、対象物がロボット本体の左側に位置する場合には左アームを選択する使用腕選択部を有するようにし、あるいは可操作度や対象物の操作指定点の位置を基準にして使用腕を選択するようにした。【選択図】  図１
2006167902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部と、前記ロボット本体の略中央に搭載されて対象物を撮像可能な視覚センサと、前記視覚センサで取得した画像情報を処理する画像処理部と、前記画像処理部の処理結果を基に前記アーム制御部に指令を送信する統括計算部とを有する双腕ロボットの制御装置において、
前記統括計算部は、前記画像処理部で得られた前記ロボット本体に対する対象物の位置情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有することを特徴とする双腕ロボットの制御装置。
【請求項２】
前記使用腕選択部は、対象物が前記ロボット本体の右側に位置する場合には前記右アームを、対象物が前記ロボット本体の左側に位置する場合には前記左アームを選択することを特徴とする請求項１記載の双腕ロボットの制御装置。
【請求項３】
前記使用腕選択部は、前記右アームおよび前記左アームが対象物を操作する手先位置での可操作度を比較し、より可操作度の大きいアームを選択することを特徴とする請求項１記載の双腕ロボットの制御装置。
【請求項４】
前記使用腕選択部は、対象物の操作指定点が右側に位置する場合には前記右アームを、左側に位置する場合には前記左アームを選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の双腕ロボットの制御装置。
【請求項５】
前記使用腕選択部は、前記右アームと前記左アームのいずれかをあらかじめ利き腕として設定しており、対象物を前記右アームと前記左アームのいずれでも把持可能な場合には、前記利き腕を選択することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の双腕ロボットの制御装置。
【請求項６】
ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部と、前記ロボット本体の略中央に搭載されて対象物を撮像可能な視覚センサと、前記視覚センサで取得した画像情報を処理する画像処理部と、前記画像処理部の処理結果をもとに前記アーム制御部に指令を送信する統括計算部とを有する双腕ロボットの制御装置において、
前記統括計算部は、前記画像処理部で得られた対象物に対応する重量情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有することを特徴とする双腕ロボットの制御装置。
【請求項７】
ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部と、前記ロボット本体の略中央に搭載されて対象物を撮像可能な視覚センサと、前記視覚センサで取得した画像情報を処理する画像処理部と、前記画像処理部の処理結果をもとに前記アーム制御部に指令を送信する統括計算部とを有する双腕ロボットの制御装置において、
前記統括計算部は、前記画像処理部で得られた対象物に対応する指定アーム情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有することを特徴とする双腕ロボットの制御装置。
【請求項８】
ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部とを有する双腕ロボットの制御方法において、
前記ロボット本体に対する対象物の位置情報を取得し、この位置情報に応じて前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する際に、（１）対象物が前記ロボット本体の右側に位置する場合には前記右アームを、対象物が前記ロボット本体の左側に位置する場合には前記左アームを選択する、（２）前記右アームおよび前記左アームが対象物を操作する手先位置での可操作度を比較し、より可操作度の大きいアームを選択する、（３）対象物の操作指定点が右側に位置する場合には前記右アームを、左側に位置する場合には前記左アームを選択する、（４）前記右アームと前記左アームのいずれかをあらかじめ利き腕として設定しており、対象物を前記右アームと前記左アームのいずれでも把持可能な場合には、前記利き腕を選択する、の少なくともいずれか１つを実行できるようにしたことを特徴とする双腕ロボットの制御方法。
【請求項９】
ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部とを有する双腕ロボットの制御方法において、
対象物に対応する重量情報を取得し、この重量情報に応じて前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択することを特徴とする双腕ロボットの制御方法。
【請求項１０】
ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部とを有する双腕ロボットの制御方法において、
対象物に対応する指定アーム情報を取得し、この指定アーム情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択することを特徴とする双腕ロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や医療福祉施設、家庭等において、対象物の搬送や組立等の作業を行う双腕ロボットの制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場や医療福祉施設、家庭等において、人間の腕と同じ構造を持つロボットアームを２台搭載し、これらを協調して動作させることによって所定の作業を行う、双腕ロボットが供されてきている。双腕ロボットの制御システムの一例を特許文献１に示し、以下図に基づいて説明する。
【特許文献１】特開平５−９２３７９号公報（第６頁、図５）
【０００３】
図８は特許文献１における従来の双腕ロボットの構成を示す図で、（ａ）は外観図、（ｂ）は内部ブロック図を示している。
図において、１はロボット本体、２は対象物、３はロボット本体１の右側に取付けられて対象物２を操作可能な右アーム、４はロボット本体１の左側に取付けられて対象物１を操作可能な左アーム、５は右アーム３および左アーム４を制御可能なアーム制御部、６はロボット本体１の略中央に搭載されて対象物２を撮像可能な視覚センサ、７は視覚センサ６で取得した画像情報を処理する画像処理部、１０は双腕ロボットの状態を操作者に提示するモニタ、１１は操作者が双腕ロボットの動作を指示する操作台、８は全体を統括制御する統括計算部である。
続いて、この従来例の動作について説明する。
視覚センサ６から画像処理部７を経由した画像に、統括計算部８で作成した、ロボットやモデルの像を重ねた上で、３次元のグラフィックディスプレイであるモニタ１０に表示する。操作者がモニタ１０の表示を見ながら操作台１１から操作指令を与えると、操作指令に基づき統括計算部８内部で演算した結果がアーム制御部５に送られ、右アーム３および左アーム４を制御する。
特許文献１ではまた、右アーム３および左アーム４のエンドエフェクタ、すなわちハンドに制御点フレイムを定義し、対象物２に定義した目標点フレイムに一致させるように制御することで対象物２にハンドを接近させるという方法を提示している。
この従来例によれば、操作者が対象物を指定してやることで、対象物の把持目標点に到達するためのアームの細かな位置決め動作を統括計算部８が自動的に行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す従来例では、左右アームの協調作業による操り動作については規定されているが、例えば作業台に置かれた対象物を取得する場合に、はじめに左右アームのいずれを使用すべきかについては、操作者がモニタ１０の情報を見ながら判断し、操作台１１によって指定してやらなければならない。
今後の工場や医療福祉施設、家庭において作業する双腕ロボットにおいては、人間の助けを借りることなく自律的に判断して行動することが求められるが、従来方式では、ロボットと対象物との位置関係に応じて左右アームのいずれを使用して作業すべきか、という基本的な判断基準がなかったために、人間の助けを借りることなく双腕ロボット自身が自律的に判断して行動することができない、という問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、双腕アームで対象物を操作する際にどちらを選択するかの判断基準を与えることで、右アームおよび左アームのうち最適なアームをその都度自ら選択して的確な作業ができる双腕ロボット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】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したのである。
請求項１記載の発明は、双腕ロボットの制御装置に係り、ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部と、前記ロボット本体の略中央に搭載されて対象物を撮像可能な視覚センサと、前記視覚センサで取得した画像情報を処理する画像処理部と、前記画像処理部の処理結果を基に前記アーム制御部に指令を送信する統括計算部とを有する双腕ロボットの制御装置において、前記統括計算部が、前記画像処理部で得られた前記ロボット本体に対する対象物の位置情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有することを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の双腕ロボットの制御装置において、前記使用腕選択部が、対象物が前記ロボット本体の右側に位置する場合には前記右アームを、対象物が前記ロボット本体の左側に位置する場合には前記左アームを選択することを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の双腕ロボットの制御装置において、前記使用腕選択部が、前記右アームおよび前記左アームが対象物を操作する手先位置での可操作度を比較し、より可操作度の大きいアームを選択することを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の双腕ロボットの制御装置において、前記使用腕選択部が、対象物の操作指定点が右側に位置する場合には前記右アームを、左側に位置する場合には前記左アームを選択することを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の双腕ロボットの制御装置において、前記使用腕選択部が、前記右アームと前記左アームのいずれかをあらかじめ利き腕として設定しており、対象物を前記右アームと前記左アームのいずれでも把持可能な場合には、前記利き腕を選択することを特徴としている。
【０００６】
請求項６記載の発明は、双腕ロボットの制御装置に係り、ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部と、前記ロボット本体の略中央に搭載されて対象物を撮像可能な視覚センサと、前記視覚センサで取得した画像情報を処理する画像処理部と、前記画像処理部の処理結果をもとに前記アーム制御部に指令を送信する統括計算部とを有する双腕ロボットの制御装置において、前記統括計算部が、前記画像処理部で得られた対象物に対応する重量情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有することを特徴としている。
請求項７記載の発明は、双腕ロボットの制御装置に係り、ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部と、前記ロボット本体の略中央に搭載されて対象物を撮像可能な視覚センサと、前記視覚センサで取得した画像情報を処理する画像処理部と、前記画像処理部の処理結果をもとに前記アーム制御部に指令を送信する統括計算部とを有する双腕ロボットの制御装置において、前記統括計算部が、前記画像処理部で得られた対象物に対応する指定アーム情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有することを特徴としている。
請求項８記載の発明は、双腕ロボットの制御方法に係り、ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部とを有する双腕ロボットの制御方法において、前記ロボット本体に対する対象物の位置情報を取得し、この位置情報に応じて前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択する際に、（１）対象物が前記ロボット本体の右側に位置する場合には前記右アームを、対象物が前記ロボット本体の左側に位置する場合には前記左アームを選択する、（２）前記右アームおよび前記左アームが対象物を操作する手先位置での可操作度を比較し、より可操作度の大きいアームを選択する、（３）対象物の操作指定点が右側に位置する場合には前記右アームを、左側に位置する場合には前記左アームを選択する、（４）前記右アームと前記左アームのいずれかをあらかじめ利き腕として設定しており、対象物を前記右アームと前記左アームのいずれでも把持可能な場合には、前記利き腕を選択するの（１）〜（４）のうち少なくとも１つを実行することを特徴としている。
請求項９記載の発明は、双腕ロボットの制御方法に係り、ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部とを有する双腕ロボットの制御方法において、対象物に対応する重量情報を取得し、この重量情報に応じて前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択することを特徴としている。
請求項１０記載の発明は、双腕ロボットの制御方法に係り、ロボット本体と、前記ロボット本体の右側に取付けられて対象物を操作可能な右アームと、前記ロボット本体の左側に取付けられて対象物を操作可能な左アームと、前記右アームおよび前記左アームを制御可能なアーム制御部とを有する双腕ロボットの制御方法において、対象物に対応する指定アーム情報を取得し、この指定アーム情報に応じて、前記右アームおよび前記左アームのいずれを使用するかを選択することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の装置発明によると、統括計算部が、画像処理部で得られた前記ロボット本体に対する対象物の位置情報に応じて、右アームおよび左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有するので、操作者からの指令によることなく、自律的に対象物を扱う腕を選択することができる。
請求項２記載の装置発明によると、使用腕選択部が、対象物がロボット本体の右側に位置する場合には右アームを、対象物がロボット本体の左側に位置する場合には左アームを選択するので、対象物を把持するために左右どちらのアームを使用するべきかの判断基準を容易に提供することができる。
請求項３記載の装置発明によると、使用腕選択部が、右アームおよび左アームが対象物を操作する手先位置での可操作度を比較し、より可操作度の大きいアームを選択するので、対象物を把持するために左右どちらのアームを使用するべきかの判断基準をアームの動作しやすさを基に決定するため、アームに負担の少ない動作を実現することができる。
請求項４記載の装置発明によると、使用腕選択部が、対象物の操作指定点が右側に位置する場合には右アームを、左側に位置する場合には左アームを選択するので、対象物の位置だけでなく、対象物上の操作指定点の位置も考慮して使用アームを決定することにより、より操作し易いアームを選択することができる。
請求項５記載の装置発明によると、使用腕選択部が、右アームと左アームのいずれかをあらかじめ利き腕として設定しており、対象物を前記右アームと前記左アームのいずれでも把持可能な場合には利き腕を選択するようになるので、双腕ロボットが使用するアームは対象物位置が中央から大幅にずれている場合を除いて利き腕が主になり、周囲に共存する人間にとっても動作の予想がつきやすく親和性が高いという利点がある。また、「右利き」「左利き」といった新たな性格付けをロボットに追加することができる。
請求項６記載の装置発明によると、統括計算部が、画像処理部で得られた対象物に対応する重量情報に応じて、右アームおよび左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有するので、左右アームの可搬重量が異なる場合でも、対象物の重量に応じて適切な可搬重量のアームを選択することができる。
請求項７記載の装置発明によると、統括計算部が、画像処理部で得られた対象物に対応する指定アーム情報に応じて、右アームおよび左アームのいずれを使用するかを選択する使用腕選択部を有するので、左右アームの特性が異なる場合でも、対象物の種類に応じて適切な特性のアームを選択することができる。
請求項８記載の方法発明によると、画像処理部で得られた前記ロボット本体に対する対象物の位置情報を用いて、右アームおよび左アームのいずれを使用するかを選択する選択基準として、上記（１）〜（４）のうち少なくとも１つを実行するようにしたので、操作者からの指令によることなく、自律的に対象物を扱う腕を選択することができるようになる。
請求項９記載の方法発明によると、画像処理部で得られた対象物に対応する重量情報に応じて、右アームおよび左アームのいずれを使用するかを選択するようにしたので、左右アームの可搬重量が異なる場合でも、対象物の重量に応じて適切な可搬重量のアームを選択することができるようになる。
請求項１０記載の装置発明によると、画像処理部で得られた対象物に対応する指定アーム情報に応じて、右アームおよび左アームのいずれを使用するかを選択するようにしたので、左右アームの特性が異なる場合でも、対象物の種類に応じて適切な特性のアームを選択することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明における双腕ロボットの構成を示す図で、（ａ）は外観図、（ｂ）は内部ブロック図を示している。
従来技術で示した図８とは一部を除いて同様に構成されており、同符号は相当部分を示している。図において、１はロボット本体、２は対象物、３はロボット本体１の右側に取付けられて対象物２を操作可能な右アーム、４はロボット本体１の左側に取付けられて対象物１を操作可能な左アーム、５は右アーム３および左アーム４を制御可能なアーム制御部、６はロボット本体１の略中央に搭載されて対象物２を撮像可能な視覚センサ、７は視覚センサ６で取得した画像情報を処理する画像処理部、８は全体を統括制御する統括計算部である。なお、本文中の「左」「右」の記述は、双腕ロボットから見た場合の左右方向に対応している。
本発明では、ロボットは操作者の指示によらず自律的に判断して行動することを想定しているため、従来技術にあったモニタ１０および操作台１１を備えていない。その一方で、新たに統括計算部８の内部に使用腕選択部９を備えているのが特徴である。
以下では、ロボットが視覚センサ６の情報をもとに対象物２を把持する作業を例にとって、本発明の動作を説明する。
まず、視覚センサ６で撮像した対象物２の画像は画像処理部７に送信される。画像処理部７では、該画像をもとに対象物２の種別とロボット本体に対する位置を検出する。この方法は下記のように行う。あらかじめ対象物をロボット本体から既知の距離だけ離間した位置に置き、視覚センサ６により画像を取得する。このときの画像と対象物名および位置の組を画像処理部内部の記憶装置に記憶しておく。この作業を教示と呼ぶ。教示は、ロボットが把持する可能性のある全ての対象物に関して実施しておく。実際のロボットの作業時には、視覚センサ６で撮像した対象物２の画像の特徴点と、記憶していた教示時の画像の特徴点とを比較する。全ての教示画像に対して比較し、特徴点が最も一致している画像の名前を対象物名として同定する。さらに、対象物画像と教示画像との位置ずれから教示時の対象物位置に対する現在位置のずれ量を算出し、これを記憶していた教示時の対象物位置に加算することで、現在のロボット本体に対する対象物位置を算出する。以上のようにして、対象物の名前とロボット本体に対する位置を算出することができる。
統括計算部８は、画像処理部７によって算出された対象物２の名前が把持目標とする物体名に一致すると、対象物２の位置情報をもとに、対象物２を把持するようにアーム制御部５に指令を送信する。アーム制御部５は該指令に基づき右アーム３あるいは左アーム４を制御する。アーム先端にはエンドエフェクタすなわちハンドが装備されており、これによって対象物２の把持を行うことができる。
本発明では、統括計算部８に新たに使用腕選択部９が追加されている。使用腕選択部９は、画像処理部７から得られたロボット本体１に対する対象物２の位置情報に応じて、右アーム３および左アーム４のいずれを使用して対象物２を把持するかを選択する。これにより、操作者からの指令によることなく、自律的に対象物を扱う腕を選択することができる。
【００１０】
続いて、使用腕選択部９の動作について具体的にフローチャートに基づき説明する。
図２は、本発明の第１実施例における双腕ロボットの動作フローを示す図である。ステップＳ１〜Ｓ６は、動作フローの各ステップを示している。
まず、統括計算部８は、対象物２のロボット本体に対する位置を画像処理部７から取得する（ステップＳ１）。
次に、取得した位置がロボット本体の右側か否かを調べる（ステップＳ２）。
右側の場合にはステップＳ３に進み、使用するアームを右アームに決定する。
左側の場合にはステップＳ４に進み、使用するアームを左アームに決定する。
続いて、いずれもステップＳ５に進み、決定したアームを用いて把持動作を開始する。
ステップＳ６において把持動作を監視し、把持完了すれば終了する。把持完了がまだの場合は完了するまで監視を繰り返す。
上記の方法によれば、対象物２を把持するために左右どちらのアームを使用するべきかの判断基準を容易に提供することができる。
【実施例２】
【００１１】
図３は、本発明の第２実施例における双腕ロボットの動作フローを示す図である。図２と同符号は同一ステップを表しており、説明を割愛する。
本実施例では、ステップＳ２の代わりにステップＳ７、Ｓ８を置いているのが特徴である。ステップＳ７において、使用腕選択部９は、手先が対象物２を把持した姿勢での左右アームの可操作度を算出する。可操作度とは、ロボットアームが所定の姿勢から手先をどれだけ任意に動かしやすいかを定量的に表す指標である。
アームの関節角ベクトルをθ、手先位置姿勢のベクトルをｒとし、両者の幾何学的関係がｒ＝Ｊ（θ）なる式で表されるとすると、これを時間微分した式は式（１）となる。
【数１】
2006167902.tif 000003
このＪ（θ）をヤコビ行列と呼ぶ。このとき、マニピュレータの可操作度ｗは下記の式（２）のようにスカラー量として表される。
【数２】
2006167902.tif 000004
この式（２）を用いれば、アームが所定の姿勢にある時の動作のし易さを定量化することができる。例えば、手先が肩関節から遠く、アームが伸びきった状態では可操作性は減少し、また、手先が肩関節に近すぎ、アームが極端に折れ曲がった状態でも可操作性は減少する。一般的には、各関節とも可動領域内で動作角度に余裕がある状態が可操作性の大きい状態であるといえる。
ステップＳ７では、対象物を把持する位置姿勢に手先を配置した場合の可操作度を左右両方のアームにおいて求める。
続いて、ステップＳ８では、左右アームの可操作度を比較し、右アームの可操作度が大きい場合にはステップＳ３に進み、使用するアームを右アームに決定する。左アームの可操作度が大きい場合にはステップＳ４に進み、使用するアームを左アームに決定する。
上記の方法によれば、対象物２を把持するために左右どちらのアームを使用するべきかの判断基準をアームの動作し易さを基に決定するので、アームに負担の少ない動作を実現することができる。
なお、ロボットアームの可操作度についての参考委となる論文は、吉川恒夫、「ロボットアームの可操作度」、日本ロボット学会誌、第２巻第１号、ｐｐ.63-67、1984、に掲載されている。
【実施例３】
【００１２】
図４は、本発明の第３実施例における双腕ロボットの動作フローを示す図である。図２と同符号は同一ステップを表しており、説明を割愛する。
本実施例では、ステップＳ２の代わりにステップＳ９を置いているのが特徴である。ステップＳ９において、画像処理部７は対象物２を同定するとともに、その位置姿勢情報を検出する。使用腕選択部９は、姿勢情報をもとに対象物２の操作指定点が右にあるか左にあるかを判断する。操作指定点とは、対象物上に設けられた操作すべき部位のことである。例えば、コーヒーカップで言えば取っ手、ドアでいえばドアノブが操作指定点にあたる。対象物がロボットから見て左にあっても、操作指定点が右側にあれば、右アームを用いるほうが作業効率は良い。ステップＳ９で操作指定点が右側にあると判断した場合にはステップＳ３に進み、使用するアームを右アームに決定する。操作指定点が左側にあると判断した場合にはステップＳ４に進み、使用するアームを左アームに決定する。
上記の方法によれば、対象物の位置だけでなく、対象物上の操作指定点の位置も考慮して使用アームを決定するので、より操作し易いアームを選択することができる。
【実施例４】
【００１３】
図５は、本発明の第４実施例における双腕ロボットの動作フローを示す図である。図２と同符号は同一ステップを表しており、説明を割愛する。
本実施例では、双腕アームに「利き腕」を設定し、対象物を把持するのに左右どちらのアームも使用可能である場合には、設定した利き腕を必ず使用するようにする。
図５では、ステップＳ２の代わりにステップＳ１０〜Ｓ１２を置いているのが特徴である。
ステップＳ１０において、使用腕選択部９は対象物２がロボット本体１から見て中央に存在しているか否かを判断する。ここで言う中央とは、具体的には左右どちらのアームでも把持可能な領域を指している。対象物２が中央に存在していると判断した場合にはステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１において使用腕選択部９は、あらかじめ設定された利き腕を調べ、利き腕が右であればステップＳ１２に進み、使用するアームを右アームに決定する。利き腕が左側の場合にはステップＳ４に進み、使用するアームを左アームに決定する。利き腕は製作時にあらかじめ設定されるが、導入後にユーザが再設定しても構わない。
本方式によれば、双腕ロボットが使用するアームは対象物位置が中央から大幅にずれている場合を除いて利き腕が主になるので、周囲に共存する人間にとっても動作の予想がつきやすく親和性が高いという利点がある。また、「右利き」「左利き」といった新たな性格付けをロボットに追加することができる。
【実施例５】
【００１４】
図６は、本発明の第５実施例における双腕ロボットの動作フローを示す図である。図２と同符号は同一ステップを表しており、説明を割愛する。
本実施例では、対象物画像の教示の際に、対象物名および位置に加えて対象物の重量も記憶装置に記憶しておく。
ステップＳ１３で画像処理部７によって対象物２が同定されると、ステップＳ１４において、前記対象物２と組となった重量情報を前記記憶装置から取り出す。
使用腕選択部９はまた、左右アームの可搬重量も設定値として記憶しており、ステップＳ１５において右アームの可搬重量と前記対象物の重量を比較する。対象物重量が右アームの可搬以下であれば、搬送可能と判断してステップＳ１６に移行する。対象物重量が右アームの可搬以上であれば、搬送不能と判断してステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１６およびＳ１７では、さらに左アームの可搬重量と前記対象物の重量を比較する。ステップＳ１６で対象物重量が左アームの可搬以下であれば、左右どちらでも搬送可能と判断してステップＳ１８に移行する。
ステップＳ１８では第１実施例と同じく、対象物がロボット本体の右にあるか左にあるかに応じて使用するアームを選択する。
ステップＳ１６で対象物重量が左アームの可搬以上であれば、搬送可能なのは右アームのみと判断してステップＳ３に進み、使用するアームを右アームに決定する。
ステップＳ１７で対象物重量が左アームの可搬以下であれば、搬送可能なのは左アームのみと判断してステップＳ４に進み、使用するアームを左アームに決定する。
ステップＳ１７で対象物重量が左アームの可搬以上であれば、左右どちらでも搬送不能と判断して行動を中止する（ステップＳ１９）。本方式によれば、左右アームの可搬重量が異なる場合でも、対象物の重量に応じて適切な可搬重量のアームを選択することができる。
【実施例６】
【００１５】
図７は、本発明の第６実施例における双腕ロボットの動作フローを示す図である。図２と同符号は同一ステップを表しており、説明を割愛する。
双腕ロボットにおいて、例えば右アームは出力は大きいが精度が低い、左アームは出力は小さいが精度が高いなど、左右アームに異なる特性を持たせることが、作業のバリエーションを確保するために有効である。上記例で言えば、硬く頑丈な物体は右アームで、柔らかく壊れやすい物体は左アームで把持操作したほうが良い。本実施例では、対象物画像の教示の際に、対象物名および位置に加えて指定アーム情報も記憶装置に記憶しておく。  指定アーム情報とは、把持・搬送・操作するのに適したアームが左右のいずれかを示すフラグである。
ステップＳ１３で画像処理部７によって対象物２が同定されると、ステップＳ２０において、前記対象物２と組となった指定アーム情報を前記記憶装置から取り出す。
ステップＳ２１で前記指定アーム情報を調べ、右アームの場合にはステップＳ３に進み、使用するアームを右アームに決定する。左アームの場合にはステップＳ４に進み、使用するアームを左アームに決定する。
上記の方法によれば、左右アームの特性が異なる場合でも、対象物の種類に応じて適切な特性のアームを選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、双腕ロボットにおいて左右アームのどちらを使用するかの判断基準を提示するものであるが、アームの本数が３本以上のシステムにおいても全く同様に適用できる。  また、複数のロボットが協調して作業するマルチロボットシステムにおける作業アームの選択方法としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す図で、（ａ）は外観図、（ｂ）は内部ブロック図を示している。
【図２】本発明の第１実施例の動作フロー図である。
【図３】本発明の第２実施例の動作フロー図である。
【図４】本発明の第３実施例の動作フロー図である。
【図５】本発明の第４実施例の動作フロー図である。
【図６】本発明の第５実施例の動作フロー図である。
【図７】本発明の第６実施例の動作フロー図である。
【図８】従来例の構成を示す図で、（ａ）は外観図、（ｂ）は内部ブロック図を示している。
【符号の説明】
【００１８】
１  ロボット本体
２  対象物
３  右アーム
４  左アーム
５  アーム制御部
６  視覚センサ
７  画像処理部
８  統括計算部
９  使用腕選択部
【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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