(57)【要約】【課題】ロボットを効率良く高精度で制御する技術を提供する。【解決手段】ロボットシステム１は、エンドエフェクタの一例である手先部１２を有するロボット１０と、手先部１２の基準位置３０と、手先部１２の移動先の目標位置３１とを撮像するための第１撮像部１３と、手先部１２の基準位置３０と、手先部１２の移動先の目標位置３１とを撮像するための撮像部であって、第１撮像部１３よりも狭い視野角を有する第２撮像部１４と、第１撮像部１３により撮像された画像と、第２撮像部１４により撮像された画像とに少なくとも基づいて、ロボット１０を制御する制御装置２０とを備える。【選択図】図１
2019150931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタを有するロボットと、
前記エンドエフェクタの基準位置と、前記エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための２以上の撮像部と、
前記２以上の撮像部により撮像された画像に基づいて、前記ロボットを制御する制御装置と、
を備え、
前記２以上の撮像部は、第１撮像部と、前記第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部と、を少なくとも含み、
前記制御装置は、
前記第１撮像部により撮像された画像に基づいて前記基準位置と前記目標位置との間の位置偏差を算出する第１位置偏差取得部と、
前記第２撮像部により撮像された画像に基づいて前記基準位置と前記目標位置との間の位置偏差を算出する第２位置偏差取得部と、
前記第１位置偏差取得部又は前記第２位置偏差取得部により取得された位置偏差に少なくとも基づいて前記ロボットを制御し、前記エンドエフェクタを前記移動先に移動させる制御部と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記２以上の撮像部の全てが前記ロボットに搭載される、若しくは、前記２以上の撮像部の全てが前記ロボットの外部に設置される、又は、前記２以上の撮像部のうち一部が前記ロボットに搭載され、かつ、残りの一部が前記ロボットの外部に設置されることを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記２以上の撮像部のうち少なくとも前記第２撮像部は、前記基準位置又は前記目標位置の近傍に配置されることを特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値が所定値未満になるまでは、前記第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値を優先的に使用して前記ロボットを制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値が所定値未満になると、前記第２位置偏差取得部により取得された位置偏差の値を更に使用して前記ロボットを制御することを特徴とする請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記第２位置偏差取得部により位置偏差の値を取得できなくなった場合、前記第２位置偏差取得部により位置偏差の値を取得できるようになるまで、前記第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値を使用して前記ロボットを制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項７】
エンドエフェクタを有するロボットを制御するための制御装置であって、
前記エンドエフェクタの基準位置と、前記エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための第１撮像部により撮像された画像に基づいて前記基準位置と前記目標位置との間の位置偏差を算出する第１位置偏差取得部と、
前記エンドエフェクタの基準位置と、前記エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための撮像部であって、前記第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部により撮像された画像に基づいて前記基準位置と前記目標位置との間の位置偏差を算出する第２位置偏差取得部と、
前記第１位置偏差取得部又は前記第２位置偏差取得部により取得された位置偏差に少なくとも基づいて前記ロボットを制御し、前記エンドエフェクタを前記移動先に移動させる制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
エンドエフェクタを移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段により移動可能に設けられたエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタの基準位置と、前記エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための２以上の撮像部と、
を備え、
前記２以上の撮像部は、第１撮像部と、前記第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部と、を少なくとも含む
ことを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの制御技術に関し、とくに、ロボット、ロボットを制御するための制御装置、及びそれらを備えるロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、ロボットの制御技術を研究開発しており、例えば、特許文献１に記載された制御技術を提案している。特許文献１に記載された発明では、カメラにより検出されたロボットの手先部の位置とカメラにより検出されたロボットの手先部の移動先である目標位置との誤差を算出し、この誤差を、カメラ座標系からロボット座標系へ変換後、エンコーダにより検出されたロボットの手先部の位置に加えることで、手先部の仮想目標位置を設定し、設定された仮想目標位置へロボットの手先部が移動するようにロボットのアームを制御する。特許文献１に記載された発明によれば、ロボット及びカメラのキャリブレーションにかかる時間やコストを低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５２６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、特許文献１に記載された技術の利点を生かしつつ、更に効率良く高精度でロボットを制御する技術を開発することを課題として認識し、本発明に想到した。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ロボットを効率良く高精度で制御する技術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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のロボットシステムは、エンドエフェクタを有するロボットと、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための２以上の撮像部と、２以上の撮像部により撮像された画像に基づいて、ロボットを制御する制御装置と、を備える。２以上の撮像部は、第１撮像部と、第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部と、を少なくとも含む。制御装置は、第１撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第１位置偏差取得部と、第２撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第２位置偏差取得部と、第１位置偏差取得部又は第２位置偏差取得部により取得された位置偏差に少なくとも基づいてロボットを制御し、エンドエフェクタを移動先に移動させる制御部と、を備える。
【０００７】
この態様によると、第１撮像部により撮像された画像を使用して基準位置及び目標位置を見失わないようにエンドエフェクタを移動させつつ、第２撮像部により撮像された画像を使用してエンドエフェクタを精確に目標位置に移動させることができる。また、比較的狭い空間においても、効率良く高精度でエンドエフェクタを移動させることができる。
【０００８】
本発明の別の態様は、制御装置である。この装置は、エンドエフェクタを有するロボットを制御するための制御装置であって、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための第１撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第１位置偏差取得部と、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための撮像部であって、第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第２位置偏差取得部と、第１位置偏差取得部又は第２位置偏差取得部により取得された位置偏差に少なくとも基づいてロボットを制御し、エンドエフェクタを移動先に移動させる制御部と、を備える。
【０００９】
この態様によると、第１撮像部により撮像された画像を使用して基準位置及び目標位置を見失わないようにエンドエフェクタを移動させつつ、第２撮像部により撮像された画像を使用してエンドエフェクタを精確に目標位置に移動させることができる。また、比較的狭い空間においても、効率良く高精度でエンドエフェクタを移動させることができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様は、ロボットである。このロボットは、エンドエフェクタを移動させるための駆動手段と、駆動手段により移動可能に設けられたエンドエフェクタと、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための２以上の撮像部と、を備え、２以上の撮像部は、第１撮像部と、第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部と、を少なくとも含む。
【００１１】
この態様によると、第１撮像部により撮像された画像を使用して基準位置及び目標位置を見失わないようにエンドエフェクタを移動させつつ、第２撮像部により撮像された画像を使用してエンドエフェクタを精確に目標位置に移動させることが可能なロボットを提供することができる。また、比較的狭い空間においても、効率良く高精度でエンドエフェクタを移動させることが可能なロボットを提供することができる。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロボットを効率良く高精度で制御する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係るロボットシステムの構成を概略的に示す図である。
【図２】第１撮像部及び第２撮像部の視野角を概略的に示す図である。
【図３】第１撮像部及び第２撮像部により撮像された画像の例を示す図である。
【図４】実施の形態に係る制御装置の構成を示す図である。
【図５】実施の形態に係るロボットの制御方法の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】
【００１５】
第１の発明のロボットシステムは、エンドエフェクタを有するロボットと、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための２以上の撮像部と、２以上の撮像部により撮像された画像に基づいて、ロボットを制御する制御装置と、を備える。２以上の撮像部は、第１撮像部と、第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部と、を少なくとも含む。制御装置は、第１撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第１位置偏差取得部と、第２撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第２位置偏差取得部と、第１位置偏差取得部又は第２位置偏差取得部により取得された位置偏差に少なくとも基づいてロボットを制御し、エンドエフェクタを移動先に移動させる制御部と、を備える。この態様によると、第１撮像部により撮像された画像を使用して基準位置及び目標位置を見失わないようにエンドエフェクタを移動させつつ、第２撮像部により撮像された画像を使用してエンドエフェクタを精確に目標位置に移動させることができる。また、比較的狭い空間においても、効率良く高精度でエンドエフェクタを移動させることができる。エンドエフェクタは、ロボットが作業対象に直接働きかける機能をもつ部分であり、例えば、把持部、ナット締め具、溶接ガン、スプレーガンなどであってもよい。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、２以上の撮像部の全てがロボットに搭載される、若しくは、２以上の撮像部の全てがロボットの外部に設置される、又は、２以上の撮像部のうち一部がロボットに搭載され、かつ、残りの一部がロボットの外部に設置されるように構成されたものである。この態様によっても、効率良く高精度でエンドエフェクタを移動させることができる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、２以上の撮像部のうち少なくとも第２撮像部は、基準位置又は目標位置の近傍に配置されるように構成されたものである。この態様によると、より確実に第２撮像部によって基準位置及び目標位置の双方を撮像して第２位置偏差を算出し、エンドエフェクタを移動させることができる。
【００１８】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、制御部は、第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値が所定値未満になるまでは、第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値を優先的に使用してロボットを制御するように構成されたものである。この態様によると、エンドエフェクタが目標位置から遠い位置にある間、基準位置及び目標位置を見失わないようにしつつ、高速にエンドエフェクタを移動させることができる。
【００１９】
第５の発明は、第４の発明において、制御部は、第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値が所定値未満になると、第２位置偏差取得部により取得された位置偏差の値を更に使用してロボットを制御するように構成されたものである。この態様によると、エンドエフェクタを目標位置に高速に近づけた後、より精確に目標位置に移動させることができる。
【００２０】
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、第２位置偏差取得部により位置偏差の値を取得できなくなった場合、第２位置偏差取得部により位置偏差の値を取得できるようになるまで、第１位置偏差取得部により取得された位置偏差の値を使用してロボットを制御するように構成されたものである。この態様によると、第２撮像部による高分解能の画像において目標位置を見失ったとしても、第１撮像部による画像により確実にエンドエフェクタを目標位置に向けて移動させることができる。
【００２１】
第７の発明の制御装置は、エンドエフェクタを有するロボットを制御するための制御装置であって、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための第１撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第１位置偏差取得部と、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための撮像部であって、第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部により撮像された画像に基づいて基準位置と目標位置との間の位置偏差を算出する第２位置偏差取得部と、第１位置偏差取得部又は第２位置偏差取得部により取得された位置偏差に少なくとも基づいてロボットを制御し、エンドエフェクタを移動先に移動させる制御部と、を備える。
【００２２】
第８の発明のロボットは、エンドエフェクタを移動させるための駆動手段と、駆動手段により移動可能に設けられたエンドエフェクタと、エンドエフェクタの基準位置と、エンドエフェクタの移動先の目標位置とを撮像するための２以上の撮像部と、を備え、２以上の撮像部は、第１撮像部と、第１撮像部よりも狭い視野角を有する第２撮像部と、を少なくとも含む。この態様によると、第１撮像部により撮像された画像を使用して基準位置及び目標位置を見失わないようにエンドエフェクタを移動させつつ、第２撮像部により撮像された画像を使用してエンドエフェクタを精確に目標位置に移動させることが可能なロボットを提供することができる。また、比較的狭い空間においても、効率良く高精度でエンドエフェクタを移動させることが可能なロボットを提供することができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、複数の実施の形態に記載された内容において、可能な範囲で組み合わされることは問題ない。
【００２４】
図１は、実施の形態に係るロボットシステムの構成を概略的に示す。ロボットシステム１は、アーム１１及び手先部１２を備えるロボット１０と、ロボット１０を制御するための制御装置２０とを備える。アーム１１は、図示しない土台に回転自在に取り付けられ、エンドエフェクタの一例である手先部１２を所望の目標位置３１に移動させる。アーム１１は、複数のリンク棒と、隣接するリンク棒同士を互いに回転自在に接続する関節Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、及びＣ４とを有する。図１に示したロボット１０において、アーム１１は、３本のリンク棒を有し、隣接するリンク棒同士が関節Ｃ１〜Ｃ４を介して互いに回転自在に接続される。アーム１１は、基端部が土台に回転自在に接続されて外方へ延出され、先端に手先部１２が固定される。各関節Ｃ１〜Ｃ４には、駆動手段の一例であるモータが設けられており、このモータを駆動させることで、関節Ｃ１〜Ｃ４を回転させることができ、ひいてはリンク棒を回転させることができる。なお、図１に示される座標系ＸＹＺは、３次元のロボット座標系とされる。
【００２５】
本実施の形態では、収納箱４０に収納された衣類を開口部４１から外部へ取り出すためにロボット１０を使用する例について説明する。したがって、収納箱４０の内部に収納された図示しない衣類の端部などの位置に、衣類を把持可能な手先部１２の先端の基準位置３０の移動先である目標位置３１が設定される。
【００２６】
上述した特許文献１においては、ロボットの外部に配置された２台のカメラにより、ロボットの手先部の現在位置と、手先部の移動先である目標位置とを撮影したが、本実施の形態においては、ロボット１０自体に搭載されたカメラにより、手先部１２の基準位置３０と目標位置３１とを撮影する。これにより、収納箱４０が設置されたタンスなどの狭い空間内においても、特許文献１に記載されたロボット制御技術を適用して、ロボットやカメラなどのキャリブレーションを必要とすることなく、手先部１２を精確に移動させることができる。また、目標位置３１が収納箱４０の内部にあったり、目標位置３１の周囲に壁などの視野を遮る物があったりする場合であっても、目標位置３１をカメラで捉えて手先部１２を精確に目標位置３１に移動させることができる。
【００２７】
ロボット１０に搭載されたカメラにより、手先部１２の先端の基準位置３０が常に撮像されるようにするためには、手先部１２の基準位置３０の近傍にカメラを配置するのが好適である。このような態様によれば、手先部１２を目標位置３１へ移動させる間に、関節Ｃ１〜Ｃ４の回転によりカメラの視線方向が変化しても、基準位置３０を見失わないようにすることができる。しかし、その反面、目標位置３１とは異なる方向にカメラが向くこともありうるので、目標位置３１をロストしてしまう可能性が生じる。
【００２８】
広い視野角を有するカメラを使用すれば、目標位置をロストする可能性を低くすることはできるが、撮像画像から位置偏差を算出する際の誤差が大きくなるので、手先部１２を移動させる際の精度が低くなる可能性がある。狭い視野角を有するカメラを使用すれば、同程度の画素数で高い分解能を得ることができるので、手先部１２を移動させる際の精度を高めることができるが、撮像範囲が狭くなるので、目標位置をロストする可能性も高まる。このように、ロボット自体にカメラを搭載する場合に、解決すべき新たな課題が生じることを本発明者らは認識した。
【００２９】
本実施の形態のロボットシステム１においては、このような課題を解決するために、手先部１２の基準位置３０と、手先部１２の移動先の目標位置３１とを撮像するための撮像部として、第１撮像部１３と第２撮像部１４の少なくとも２つの撮像部を設ける。第２撮像部１４は、第１撮像部１３よりも狭い視野角を有する。これにより、広い視野角を有する第１撮像部１３により撮像された画像を使用して、基準位置３０及び目標位置３１を見失わないように手先部１２を移動させつつ、狭い視野角を有し、分解能の高い第２撮像部１４により撮像された画像を使用して、手先部１２を精確に目標位置３１に移動させることができる。図１に示した例では、第１撮像部１３と第２撮像部１４の双方がロボット１０の手先部１２の近傍に搭載されるが、別の例では、第１撮像部１３は、図示しないロボット１０の土台や、ロボット１０の外部などに設けられてもよい。要は、第１撮像部１３は、ロボット１０の手先部１２が移動可能な全ての範囲において、基準位置３０と目標位置３１の双方が撮像できるような位置及び向きに配置されればよい。
【００３０】
手先部１２が目標位置３１から離れた位置にある場合には、手先部１２を目標位置３１に向けて移動する間に第１撮像部１３及び第２撮像部１４の向きが大きく変化する可能性があり、目標位置をロストしやすいので、視野角の広い第１撮像部１３により撮像された画像を優先的に使用してロボット１０を制御する。手先部１２が目標位置３１に近づくと、目標位置３１をロストする可能性は低くなり、目標位置３１に向けて高精度で手先部１２を移動させる必要があるので、視野角の狭い第２撮像部１４により撮像された画像も使用してロボット１０を制御する。これにより、高速かつ精確に手先部１２を目標位置３１に移動させることができる。
【００３１】
図２は、第１撮像部及び第２撮像部の視野角を概略的に示す。第１撮像部１３は、手先部１２の基準位置３０及び目標位置３１が常時撮像可能な位置及び向きに配置される。第２撮像部１４は、少なくとも手先部１２の基準位置３０が常時撮像可能な位置及び向きに配置される。第２撮像部１４の視野角は、第１撮像部１３の視野角よりも狭いが、第１撮像部１３の撮像範囲と第２撮像部１４の撮像範囲とが少なくとも部分的に重なるように、第１撮像部１３と第２撮像部１４が配置される。第１撮像部１３及び第２撮像部１４は、それぞれが測距可能なカメラであってもよいし、第１撮像部１３と第２撮像部１４とでステレオカメラを構成し、それぞれの画像の両眼視差から奥行き情報を取得してもよい。第１撮像部１３及び第２撮像部１４の配置位置、向き、視野角、画素数、分解能などは、ロボット１０を使用する目的、環境、空間の広さ、エンドエフェクタの移動範囲などに応じて選択されてもよい。
【００３２】
図３は、第１撮像部及び第２撮像部により撮像された画像の例を示す。図３（ａ）は、図２に示した状況において第１撮像部１３により撮像された画像を示し、図３（ｂ）は、図２に示した状況において第２撮像部１４により撮像された画像を示す。第２撮像部１４の視野角は第１撮像部１３の視野角よりも狭いので、同程度の画素数を有するカメラを使用しても、第２撮像部１４により撮像された画像の方が、より大きく対象物を撮像することができ、より高い分解能が得られる。制御装置２０は、第１撮像部１３により撮像された画像における基準位置３０と目標位置３１との間の位置偏差と、第２撮像部１４により撮像された画像における基準位置３０と目標位置３１との間の位置偏差とに基づいて、基準位置３０が目標位置３１に近づくように、ロボット１０を制御する。
【００３３】
図４は、実施の形態に係る制御装置の構成を示す。制御装置２０は、通信部２１、制御部２２、第１位置偏差取得部２３、及び第２位置偏差取得部２４を備える。これらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩなどにより実現され、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、またはハードウエアとソフトウエアの組合せなど、いろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３４】
通信部２１は、ロボット１０との間での通信を制御する。通信部２１は、有線又は無線の任意の通信方式を用いて通信を行ってもよい。
【００３５】
第１位置偏差取得部２３は、第１撮像部１３により撮像された画像を取得し、その画像に基づいて基準位置３０と目標位置３１との間の位置偏差を算出する。第２位置偏差取得部２４は、第２撮像部１４により撮像された画像を取得し、その画像に基づいて基準位置３０と目標位置３１との間の位置偏差を算出する。
【００３６】
制御部２２は、第１位置偏差取得部２３又は第２位置偏差取得部２４により取得された位置偏差に基づいてロボット１０を制御し、手先部１２を移動先に移動させる。制御部２２は、上述した特許文献１に記載された技術などの既知の任意の技術を適用して、関節Ｃ１〜Ｃ４のモータの駆動量を決定し、通信部２１を介してロボット１０に指令信号を伝達する。
【００３７】
制御部２２は、第１位置偏差取得部２３により取得された位置偏差の値が所定値未満になるまでは、第１位置偏差取得部２３により取得された位置偏差の値を優先的に使用してロボット１０を制御する。これにより、手先部１２が目標位置３１から遠い位置にある間は、視野角の広い第１撮像部１３により撮像された画像を優先的に使用して、基準位置３０及び目標位置３１を見失わないようにしつつ、高速に手先部１２を移動させることができる。
【００３８】
制御部２２は、第１位置偏差取得部２３により取得された位置偏差の値が所定値未満になると、第２位置偏差取得部２４により取得された位置偏差の値を更に使用してロボット１０を制御する。これにより、手先部１２を目標位置３１に高速に近づけた後は、視野角の狭い第２撮像部１４により撮像された画像を更に使用して、手先部１２を精確に目標位置３１に移動させることができる。
【００３９】
制御部２２は、第２撮像部１４により撮像された画像に目標位置３１が撮像されなかったなどの理由により、第２位置偏差取得部２４により位置偏差の値を取得できなくなった場合、第２位置偏差取得部２４により位置偏差の値を取得できるようになるまで、第１位置偏差取得部２３により取得された位置偏差の値を使用してロボット１０を制御する。これにより、第２撮像部１４による高分解能の画像において目標位置３１を見失ったとしても、第１撮像部１３による画像により確実に手先部１２を目標位置３１に向けて移動させることができる。
【００４０】
図５は、実施の形態に係るロボットの制御方法の手順を示すフローチャートである。制御装置２０の第１位置偏差取得部２３は、視野角の広い第１撮像部１３により撮像された第１画像に基づいて、第１画像における基準位置３０と目標位置３１との間の位置偏差（第１位置偏差）を取得する（Ｓ１０）。第１位置偏差が所定値以上であれば（Ｓ１２のＮ）、制御部２２は、第１位置偏差取得部２３により取得された第１位置偏差の値を使用してエンドエフェクタである手先部１２を移動させ（Ｓ２０）、Ｓ１０に戻る。第１位置偏差が所定値未満になると（Ｓ１２のＹ）、第２位置偏差取得部２４は、第２撮像部１４により撮像された第２画像において目標位置３１を検出する（Ｓ１４）。目標位置３１が検出できなかった場合（Ｓ１４のＹ）、制御部２２は、第１位置偏差取得部２３により取得された第１位置偏差の値を使用して手先部１２を移動させ（Ｓ２０）、Ｓ１０に戻る。目標位置３１が検出された場合（Ｓ１４のＮ）、第２位置偏差取得部２４は、第２画像における基準位置３０と目標位置３１との間の位置偏差（第２位置偏差）を取得する（Ｓ１６）。制御部２２は、第１位置偏差と第２位置偏差を使用して手先部１２を移動させる（Ｓ１８）。第１位置偏差と第２位置偏差の双方が所定値未満になるまでは（Ｓ２２のＮ）、Ｓ１０に戻って手先部１２の移動を続ける。第１位置偏差と第２位置偏差の双方が所定値未満になると（Ｓ２２のＹ）、手先部１２が移動先に移動したと判断し、制御を終了する。
【００４１】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４２】
上記の例では、第１撮像部１３及び第２撮像部１４がロボット１０に固定されたが、別の例では、第１撮像部１３又は第２撮像部１４は、位置又は向きが可変に設けられてもよい。この場合、エンドエフェクタの移動に伴って第１撮像部１３又は第２撮像部１４の位置及び向きが変化する際に、基準位置３０及び目標位置３１が撮像範囲に入るように、第１撮像部１３又は第２撮像部１４の位置又は向きが変更されてもよい。
【００４３】
上記の例では、第１撮像部１３と第２撮像部１４の双方がロボット１０の手先部１２に搭載されたが、別の例では、第１撮像部１３と第２撮像部１４のいずれか一方、又は双方が、ロボット１０の外部に設置されてもよい。すなわち、２以上の撮像部の全てがロボット１０に搭載されてもよいし、２以上の撮像部の全てがロボット１０の外部に設置されてもよいし、２以上の撮像部のうち一部がロボット１０に搭載され、かつ、残りの一部がロボット１０の外部に設置されてもよい。目標位置３１の設定範囲が比較的広範囲に及ぶような用途で本実施形態のロボット１０を使用する場合には、少なくとも第２撮像部１４を基準位置３０の近傍に配置するのが好適である。これにより、エンドエフェクタを目標位置３１に接近させたときに、確実に第２撮像部１４により基準位置３０と目標位置３１の双方を撮像することができる。目標位置３１の設定範囲が予め決まっている場合、例えば、上記の例のように、収納箱４０の内部に目標位置３１が設定される場合には、第２撮像部１４は、基準位置３０の近傍、すなわち、ロボット１０のエンドエフェクタの近傍に搭載されてもよいし、収納箱４０の内部などの目標位置３１の近傍、すなわち、ロボット１０の外部に設置されてもよい。後者の場合であっても、ロボット１０のエンドエフェクタの移動範囲全体を撮像可能な第１撮像部１３を使用して、エンドエフェクタを目標位置３１の近傍まで近づけると、目標位置３１の近傍に設置された第２撮像部１４が基準位置３０と目標位置３１の双方を撮像することができるので、高精度でエンドエフェクタを目標位置３１に移動させることができる。
【００４４】
上記の例では、第１撮像部１３と第２撮像部１４の２つの撮像部が設けられたが、別の例では、３以上の撮像部が設けられてもよい。例えば、第１撮像部１３よりも狭い視野角を有し、第２撮像部１４よりも広い視野角を有する第３撮像部を設け、第１位置偏差が第１の値以上である間は、第１撮像部１３により撮像された画像を優先的に使用してエンドエフェクタを移動させ、第１位置偏差が第１の値未満になると、第３撮像部により撮像された画像を更に使用してエンドエフェクタを移動させ、第３撮像部により撮像された画像における基準位置３０と目標位置３１との間の位置偏差（第３位置偏差）及び第１位置偏差が第２の値未満になると、第２撮像部１４により撮像された画像を更に使用してエンドエフェクタを移動させてもよい。４以上の撮像部が設けられる場合も、同様にして、エンドエフェクタの移動制御に使用する撮像部を多段階に切り替えてもよい。これにより、更に高速かつ確実にエンドエフェクタを目標位置３１に向けて移動させることができる。
【００４５】
また、特許文献１の発明の実施の形態として記載された例と同様に、像面同士が互いに直交するように配置された２台の第１撮像部１３ａ、１３ｂと、これらの第１撮像部１３ａ、１３ｂよりも狭い視野角を有する第２撮像部１４の、少なくとも３つの撮像部が設けられてもよい。この場合、第２撮像部１４は、基準位置３０の近傍、すなわちロボット１０のエンドエフェクタの近傍に配置されてもよいし、目標位置３１の近傍、すなわちロボット１０の外部に配置されてもよい。これにより、特許文献１に記載された技術よりも更に高い精度で、エンドエフェクタを目標位置３１に移動させることができる。
【００４６】
また、ロボット１０のエンドエフェクタの移動範囲に壁や家具などがあって、１台の撮像部では移動範囲の全体を撮像するのが困難である場合には、移動範囲の全体を撮像することが可能となる複数の位置に複数の撮像部を設置してもよい。例えば、上記の例では、ロボット１０の土台の位置と、収納箱４０の内部の位置に、２台の第１撮像部１３ａ、１３ｂを設置し、さらに、ロボット１０の手先部１２又は収納箱４０の内部に、第２撮像部１４を設置してもよい。これにより、ロボット１０のエンドエフェクタの移動範囲の全てを第１撮像部によりカバーしつつ、第２撮像部により高精度でエンドエフェクタを目標位置３１に移動させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の技術は、ロボット、ロボットを制御するための制御装置、及びそれらを備えるロボットシステムに利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ロボットシステム、１０  ロボット、１１  アーム、１２  手先部、１３  第１撮像部、１４  第２撮像部、２０  制御装置、２１  通信部、２２  制御部、２３  第１位置偏差取得部、２４  第２位置偏差取得部、３０  基準位置、３１  目標位置。
【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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