(57)【要約】【課題】無作為に置かれた対象物の認識精度を高めるロボット、ロボットシステム及びロボット制御装置を提供する。【解決手段】ロボットは、カメラと、対象物の認識前に前記対象物を把持して前記カメラに対する所定の位置と姿勢に動かすハンドユニットと、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラと、
対象物の認識前に前記対象物を把持して前記カメラに対する所定の位置と姿勢に動かすハンドユニットと、
を備えるロボット。
【請求項２】
前記ハンドユニットは、掌と複数の指とを備え、前記複数の指で前記対象物を把持した後に、前記複数の指の把持力を弱めて前記掌に前記対象物を接触させた後に前記複数の指で再び把持して前記対象物を前記所定の姿勢に動かす、
請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記所定の位置は、前記対象物が前記ハンドユニットによって把持される前よりも前記カメラに近い位置である、
請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記所定の位置は、前記対象物が前記ハンドユニットによって把持される前よりも前記カメラの光軸に近い位置である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のロボット。
【請求項５】
カメラと、
対象物を把持して前記カメラに対する所定の位置と姿勢に動かすハンドユニットと、
前記ハンドユニットによって前記所定の位置と姿勢に把持された状態で前記カメラによって撮像された前記対象物の認識処理を実行する制御装置と、
を備えるロボットシステム。
【請求項６】
前記ハンドユニットは、第一の前記認識処理と第二の前記認識処理の間に、前記対象物を第一の前記所定の姿勢から第二の前記所定の姿勢に動かす、
請求項５に記載のロボットシステム。
【請求項７】
第一の前記ハンドユニットと第二の前記ハンドユニットを備え、
前記第一のハンドユニットと前記第二のハンドユニットは、前記第一のハンドユニットから前記第二のハンドユニットに前記対象物を持ち替えて前記第一の所定の姿勢から前記第二の所定の姿勢に前記対象物を動かす、
請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記制御部は、前記カメラによって撮像された前記対象物の姿勢を認識しながら、前記ハンドユニットによって前記対象物を前記所定の姿勢に動かす、
請求項５から７に記載のロボットシステム。
【請求項９】
前記制御部は、前記ハンドユニットによって前記対象物を把持する前に、前記カメラによって撮像された前記対象物の略輪郭を認識する、
請求項５から８に記載のロボットシステム。
【請求項１０】
ロボットのハンドユニットによって対象物を把持して前記カメラに対する所定の位置と姿勢に動かすハンドユニット制御部と、
前記ハンドユニットによって前記所定の位置と姿勢に把持された状態でカメラによって撮像された前記対象物の認識処理を実行する認識部と、
を備えるロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット、ロボットシステム及びロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットの分野において、２つの対象物を嵌合させるロボットが知られている。作業台に置かれた複数種類の物から、予め決められた２つの対象物を選択して嵌合させようとする場合、嵌合操作前に、２つの対象物を認識する処理が必要になる。対象物を認識する方法として、対象物が撮像された二次元画像とテンプレートを照合するテンプレートマッチングや、ステレオカメラと３次元ＣＡＤデータを用いた三次元物体認識が知られている。従来は、作業台に対象物が置かれている状態で対象物の認識が実行されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３９８０８
【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、作業台にばらまくように無作為に置かれた物を認識しようとすると、対象物を誤認識する確率が高くなるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであって、無作為に置かれた対象物の認識精度を高めるロボット、ロボットシステム及びロボット制御装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記目的を達成するためのロボットは、カメラと、対象物の認識前に前記対象物を把持して前記カメラに対する所定の位置と姿勢に動かすハンドユニットと、を備える。
この構成により、認識精度が高い位置と姿勢で対象物を撮像して認識できるため、無作為に置かれた対象物の認識精度を高めることができる。なお、本明細書において、ハンドユニットとは、物を把持するハンドと、ハンドを動かす機構とを含むロボットの構成要素である。
【０００６】
（２）上記目的を達成するためのロボットにおいて、前記ハンドユニットは、掌と複数の指とを備え、前記複数の指で前記対象物を把持した後に、前記複数の指の把持力を弱めて前記掌に前記対象物を接触させた後に前記複数の指で再び把持して前記対象物を前記所定の姿勢に動かしてもよい。
この構成により、掌の姿勢に対象物の姿勢が倣い、掌の姿勢が対象物の姿勢に対応することとなるため、認識精度が高い姿勢に対象物を動かす過程における対象物認識の処理量を低減することができる。
【０００７】
（３）上記目的を達成するためのロボットにおいて、前記所定の位置は、前記対象物が前記ハンドユニットによって把持される前よりも前記カメラに近い位置でもよい。
この構成により、対象物を大きく撮像することができるため、対象物の認識精度を高めることができる。
【０００８】
（４）上記目的を達成するためのロボットにおいて、前記所定の位置は、前記対象物が前記ハンドユニットによって把持される前よりも前記カメラの光軸に近い位置でもよい。
この構成により、対象物を歪み無く撮像することができるため、対象物の認識精度を高めることができる。
【０００９】
（５）上記目的を達成するためのロボットシステムは、カメラと、対象物を把持して前記カメラに対する所定の位置と姿勢に動かすハンドユニットと、前記ハンドユニットによって前記所定の位置と姿勢に把持された状態で前記カメラによって撮像された前記対象物の認識処理を実行する制御装置と、を備える。
この構成により、認識精度が高い位置と姿勢で対象物を撮像して認識できるため、無作為に置かれた対象物の認識精度を高めることができる。
【００１０】
（６）上記目的を達成するためのロボットシステムにおいて、前記ハンドユニットは、第一の前記認識処理と第二の前記認識処理の間に、前記対象物を第一の前記所定の姿勢から第二の前記所定の姿勢に動かしてもよい。
この構成により、２つの姿勢で対象物を撮像して認識できるため、対象物の認識精度を高めることができる。
【００１１】
（７）上記目的を達成するためのロボットシステムにおいて、第一の前記ハンドユニットと第二の前記ハンドユニットを備え、前記第一のハンドユニットと前記第二のハンドユニットは、前記第一のハンドユニットから前記第二のハンドユニットに前記対象物を持ち替えて前記第一の所定の姿勢から前記第二の所定の姿勢に前記対象物を動かしてもよい。
この構成により、例えばテンプレートに対応する輪郭が指や掌に隠れる状態で第一のハンドユニットが対象物を把持した場合でも、第二のハンドユニットに対象物を持ち替えることによって、テンプレートに対応する輪郭を撮像して対象物を認識することができる。また、いったん作業台等に対象物を戻して同じハンドユニットで持ち直す場合に比べると、対象物を認識するのに必要な時間と処理量を減らすことができる。
【００１２】
（８）上記目的を達成するためのロボットシステムにおいて、前記制御部は、前記カメラによって撮像された前記対象物の姿勢を認識しながら、前記ハンドユニットによって前記対象物を前記所定の姿勢に動かしてもよい。
【００１３】
（９）上記目的を達成するためのロボットシステムにおいて、前記制御部は、前記ハンドユニットによって前記対象物を把持する前に、前記カメラによって撮像された前記対象物の略輪郭を認識してもよい。
この構成により、対象物毎に記憶しているテンプレートから、実際に把持する対象物に対応する可能性が高い１つ以上のテンプレートを選択したり、対象物の姿勢毎に記憶しているテンプレートから、実際に撮像される際の対象物の姿勢に対応する可能性が高い１つ以上のテンプレートを選択したり、把持する前に対象物を転がして姿勢を変えたりして、対象物を認識するのに必要な時間と処理量を減らすことができる。なお本明細書において略輪郭とは、物のおよその形を特定する線を意味し、少なくともカメラを光源と仮定した場合に物のシルエットを形づくる閉曲線を含むものとする。
【００１４】
（１０）上記目的を達成するためのロボット制御装置は、ロボットのハンドユニットによって対象物を把持して前記カメラに対する所定の位置と姿勢に動かすハンドユニット制御部と、前記ハンドユニットによって前記所定の位置と姿勢に把持された状態でカメラによって撮像された前記対象物の認識処理を実行する認識部と、を備える。
この構成により、認識精度が高い位置と姿勢で対象物を撮像して認識できるため、無作為に置かれた対象物の認識精度を高めることができる。
【００１５】
なお請求項に記載された各構成要素の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら各構成要素の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。さらに、本発明は制御装置を備えるロボットシステムとしても、ロボット制御装置としても、ロボット制御プログラムとしても、ロボット制御プログラムの記録媒体としても成立する。むろん、そのコンピュータプログラムの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態にかかる正面図。
【図２】（２Ａ）（２Ｂ）は本発明の実施形態にかかる側面図、（２Ｃ）〜（２Ｅ）は本発明の実施形態にかかる平面図。
【図３】本発明の実施形態にかかるブロック図。
【図４】本発明の実施形態にかかるフローチャート。
【図５】本発明の実施形態にかかるフローチャート。
【図６】（６Ａ）〜（６Ｃ）は本発明の実施形態にかかる平面図、（６Ｄ）〜（６Ｆ）は本発明の他の実施形態にかかる平面図。
【図７】本発明の実施形態にかかる正面図。
【図８】（８Ａ）〜（８Ｃ）は本発明の実施形態にかかる側面図、（８Ｄ）は本発明の他の実施形態にかかる平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００１８】
１．概要
図１は、本発明の実施形態に係るロボットシステム１の利用状況の一例を示す図である。ロボットシステム１は、ロボット９と、制御装置４０とを備える。制御装置４０は、ロボット９と通信可能に接続されている。この接続は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）等の有線通信規格、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格に準じる。ロボット９は、撮像部１０とハンドユニット２０ａ、２０ｂと胴体ユニット３０とを備えている。すなわち、ロボット９は、２つのハンドユニット２０ａ、２０ｂを備える双腕ロボットである。
【００１９】
ロボット９は、対象物Ｏの三次元位置及び姿勢に基づいた制御信号を制御装置４０から取得し、取得した制御信号に基づいて、対象物Ｏに対して所定の作業を行う。所定の作業とは、例えば、ハンドユニット２０により対象物Ｏを把持し、把持された対象物Ｏを現在設置されている位置から、他の位置へと移動させることや、移動させた後に別の装置に組み付けを行うこと等の作業である。本実施例では、作業台Ｓ上に無作為に置かれた４種類の対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を２つで１組にして嵌合する作業について説明する。なお、対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４は、同一形状の直方体ブロックの１つの面の異なる位置に形状の異なる溝やピンが設けられた物体とし、予め決められた２つを正しく嵌合させると、ほぼ立方体形状のブロックが組み上がるものとする。
【００２０】
２．構成
撮像部１０は、胴体ユニット３０の上部に設けられる。撮像部１０は、例えば、レンズとＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Ｏxide  Semiconductor）等の撮像素子とをそれぞれ備えたカメラ１１ａ、１１ｂによって構成されている。なお本実施例では、撮像部１０は、２台のカメラ１１ａ、１１ｂによって構成されるステレオカメラを用いたロボットシステムについて説明するが、撮像部を３台以上のカメラによって構成されているものとしてもよいし、１台のカメラにより二次元画像を撮像するものとしてもよい。ロボットシステム１の操作対象となる対象物Ｏは、撮像部１０によって撮像可能な作業台Ｓ上の画角範囲内に無作為に置かれる。撮像部１０は、作業台Ｓ上に置かれた状態の対象物Ｏやハンドユニット２０に把持された状態の対象物Ｏを撮像し、撮像した対象物Ｏの画像を、通信により制御装置４０へ出力する。
【００２１】
ハンドユニット２０は、胴体ユニット３０の上部の２カ所に連結される。ハンドユニット２０は、少なくとも３軸のリンクを備えるアーム２１と、アーム２１の先端部に１軸の自由度で連結されたハンド２２とを備える。ハンドユニット２０の各軸は図示しないアクチュエーターによって駆動される。ハンドユニット２０ａ、２０ｂは、それぞれのハンド２２とアーム２１との間に図示しない力センサーを備えている。これにより、インピーダンス制御を使った両腕の協調制御を行うことが可能になる。力センサーは圧電体を含む。例えば圧電体として水晶を使うことにより、温度による影響を受けにくくなり、外力を正確に検出することができる。
【００２２】
図２Ａ、２Ｂはハンド２２の側面図であり、図２Ｃ〜２Ｅはハンド２２の正面図である。ハンド２２は、掌部２２１と４本の指２２２ａ〜２２２ｄとを備え、掌部２２１に指２２２ａ〜２２２ｄが接続されている。掌部２２１は、掌２２１１を基準方向に移動させるとともに、指２２２ａ〜２２２ｄを第１移動方向と第２移動方向に移動させるために構成される。基準方向とは板状の掌２２１１に直交する方向であり、伸びた状態のアーム２１の長さ方向とほぼ一致する。第１移動方向と第２移動方向とは、互いに直交し、かつ、基準方向に対しても直交する。なお、図２Ａ、２Ｂは第１移動方向からハンド２２を見た図であり、図２Ｃ〜２Ｅは基準方向からハンド２２を見た図である。
【００２３】
掌部２２１は、掌２２１１と固定駆動部２２１２と２個の可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂと基部２２１４とを備える。基部２２１４は、アーム２１との連結軸に固定されており、基部２２１４に対して固定駆動部２２１２が固定されている。固定駆動部２２１２は、制御装置４０から出力された制御信号に基づいて掌２２１１と可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂとを駆動するアクチュエーターである。図２Ａ、２Ｂに示すように、固定駆動部２２１２は、掌２２１１と連結軸Ｔ１を介して連結しており、基準方向に突出する連結軸Ｔ１の長さを変化させることにより掌２２１１を基準方向に移動させる。
【００２４】
図２Ｃ、２Ｅに示すように、固定駆動部２２１２は、可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂのそれぞれと連結軸Ｔ２を介して連結しており、第１移動方向に突出する連結軸Ｔ２の長さを変化させることにより可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂを第１移動方向に移動させる。可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂのそれぞれの連結軸Ｔ２が伸びる方向は第１移動方向における反対方向であり、可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂのそれぞれの連結軸Ｔ２が第１移動方向に伸びる長さは同一である。
【００２５】
可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂは、制御装置４０から出力された制御信号に基づいて指２２２ａ〜２２２ｄを駆動するアクチュエーターである。可動駆動部２２１３ａは、指２２２ａ、２２２ｂのそれぞれと連結軸Ｔ３を介して連結しており、第２移動方向に突出する連結軸Ｔ３の長さを変化させることにより指２２２ａ、２２２ｂを第２移動方向に移動させる。第２移動方向は第１移動方向の直交方向である。指２２２ａ、２２２ｂのそれぞれの連結軸Ｔ３が伸びる方向は第２移動方向における反対方向であり、指２２２ａ、２２２ｂのそれぞれの連結軸Ｔ３が第２移動方向に伸びる長さは同一である。可動駆動部２２１３ｂは、指２２２ｃ、２２２ｄのそれぞれと連結軸Ｔ３を介して連結しており、連結軸Ｔ３が第２移動方向に伸びる長さを変化させることにより指２２２ｃ、２２２ｄを第２移動方向に移動させる。指２２２ｃ、２２２ｄのそれぞれの連結軸Ｔ３が伸びる方向は第２移動方向における反対方向であり、指２２２ｃ、２２２ｄのそれぞれの連結軸Ｔ３が第２移動方向に伸びる長さは同一である。
【００２６】
図２Ｃ、２Ｄに示すように、固定駆動部２２１２が可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂ（非駆動）を移動させることにより、指２２２ａ〜２２２ｄを第１移動方向に移動させる。図２Ｃ、２Ｅに示すように、固定駆動部２２１２が非駆動の状態において、可動駆動部２２１３ａ、２２１３ｂが駆動することにより、指２２２ａ〜２２２ｄを第２移動方向に移動させる。指２２２ａ〜２２２ｄのうち２本の指２２２ａ、２２２ｂの位置は第１移動方向において常に一致し、かつ、指２２２ａ〜２２２ｄのうち他の２本の指２２２ｃ、２２２ｄの位置は第１移動方向において常に一致する。指２２２ａ〜２２２ｄのうち２本の指２２２ａ、２２２ｄの位置は第２移動方向において常に一致し、かつ、指２２２ａ〜２２２ｄのうち他の２本の指２２２ｂ、２２２ｃの位置は第２移動方向において常に一致する。
【００２７】
次に、図３Ａを参照することで、制御装置４０のハードウェア構成について説明する。制御装置４０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４１と、記憶部４２と、入力受付部４３と、通信部４４とを備え、通信部４４を介してロボット９と通信を行う。これらの構成要素は、バスＢｕｓと図示しない入出力機構を介して相互に通信可能に接続されている。ＣＰＵ４１は、記憶部４２に格納された各種プログラムを実行する。記憶部４２は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やＳＳＤ（Solid  State  Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read− Only  Memory）、ＲＯＭ（Read−Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを含み、制御装置４０が処理する各種情報や画像、プログラムを格納する。なお、記憶部４２は、制御装置４０に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置でもよい。
【００２８】
入力受付部４３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド、その他の入力装置である。なお、入力受付部４３は、表示部として機能してもよく、さらに、タッチパネルとして構成されてもよい。通信部４４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポートやイーサネットポート等を含んで構成される。
【００２９】
次に、図３Ｂを参照することで、制御装置４０の機能構成について説明する。制御装置４０は、ロボット９が所定の作業を行うように制御する。より具体的には、制御装置４０は、撮像部１０により撮像された画像に基づいて、対象物Ｏの三次元位置及び姿勢を導出する。そして、制御装置４０は、導出された対象物Ｏの三次元位置及び姿勢に基づいて、ハンドユニット２０で対象物Ｏを把持する。その後、制御装置４０は、撮像部１０で撮像する画像を用いて認識しやすい位置と姿勢にハンドユニット２０で対象物Ｏを動かす。続いて制御装置４０は、撮像部１０で対象物Ｏを撮像し、撮像した画像に対するテンプレートマッチングにより対象物Ｏが対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４のいずれであるかを認識する。その後、制御装置４０は、予め決められた２つの対象物Ｏｘ、Ｏｙをハンドユニット２０ａで嵌合させる。このため、制御装置４０は、画像取得部Ｍ１と、画像認識部Ｍ２と、ハンドユニット制御部Ｍ３とを備える。これらの機能部のうち一部又は全部は、例えば、ＣＰＵ４１が、記憶部４２に記憶された各種プログラムを実行することで実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）やＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００３０】
画像取得部Ｍ１は、撮像部１０により撮像された画像を取得し、取得した画像を画像認識部Ｍ２に出力する。なお、画像取得部Ｍ１は、取得した画像を記憶部４２に記憶し、画像認識部Ｍ２が記憶部４２から画像を読み込むものとしてもよい。画像認識部Ｍ２は、画像取得部Ｍ１から取得した画像に基づいて、対象物Ｏの三次元位置及び姿勢を導出し、また、対象物Ｏが対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４のいずれであるかを認識する。そして、画像認識部Ｍ２は、導出した対象物Ｏの三次元位置及び姿勢をハンドユニット制御部Ｍ３へ出力する。ハンドユニット制御部Ｍ３は、画像認識部Ｍ２の出力に基づいてハンドユニット２０を制御するための制御信号を出力する。
【００３１】
３．ロボット制御方法
次に、図４Ａを参照することで、ロボットシステム１におけるロボット制御方法の概略を説明する。ここでは、作業台Ｓ上に４つの対象物Ｏが無作為に置かれている状態で、予め決められた２つの対象物Ｏ１、Ｏ２を把持して嵌合し、予め決められた別の２つの対象物Ｏ３、Ｏ４を嵌合する作業をロボット９に実行させるシーケンスについて説明する。
【００３２】
まず、制御装置４０は、撮像部１０から作業台Ｓ上の画像を取得して作業台Ｓ上に置かれた４つの対象物Ｏの位置と姿勢を特定する（Ｓ１）。具体的には、画像認識部Ｍ２は、撮像部１０から取得した画像に基づいて対象物Ｏの略輪郭を認識し、認識した略輪郭に基づいて対象物Ｏが大凡どのような姿勢で作業台Ｓ上に置かれているかを特定する。画像認識部Ｍ２が認識する略輪郭は、カメラ１１ａを光源と仮定した場合に対象物のシルエットを形づくる閉曲線である。このように対象物Ｏの大凡の姿勢を特定することにより、対象物Ｏをハンド２２で確実に把持することが可能になる。また、対象物Ｏ毎に記憶しているテンプレートから、実際に把持する対象物Ｏに対応する可能性が高い１つ以上のテンプレートを選択したり、対象物Ｏの姿勢毎に記憶しているテンプレートから、実際に撮像される際の対象物Ｏの姿勢に対応する可能性が高い１つ以上のテンプレートを選択したり、把持する前に対象物Ｏを転がして姿勢を変えたりして、対象物を認識するのに必要な時間と処理量を減らすことも可能である。なお、この段階では、４つの対象物Ｏのそれぞれが対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４のいずれであるかを認識する必要も、対象物Ｏの正確な姿勢を特定する必要もないため、二次元画像を用いて４つの対象物Ｏの位置と姿勢を特定するが、３次元物体認識技術を用いて４つの対象物Ｏの位置と姿勢を特定してもよい。
【００３３】
次に、制御装置４０は、認識対象となる対象物ＯＵを４つの対象物Ｏのうちから１つ設定する（Ｓ２）。ここで設定される対象物ＯＵは、対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４のいずれであるかがこの段階では不明であるが、以下、対象物ＯＵとして、他の３つの対象物Ｏとは区別して表記する。
【００３４】
次に、制御装置４０は、対象物ＯＵを一方のハンドユニット２０ｂで把持する処理（把持処理）を実行する（Ｓ３）。
【００３５】
次に、制御装置４０は、把持した対象物ＯＵを掌２２１１の同一直線上にない３点以上に確実に接触させるための再把持処理を実行する（Ｓ４）。ここで、掌２２１１の同一直線上にない３点以上と接触すると、対象物Ｏは、掌２２１１のみによって姿勢が決まる。そして、対象物Ｏが掌２２１１の同一直線上にない３点以上と接触した状態で対象物Ｏを把持すれば、対象物Ｏの姿勢は掌２２１１の姿勢とより確実に対応することになる。なお、掌２２１１の３点以上と接触することには、掌２２１１と対象物Ｏとが面で接触することも含まれる。
【００３６】
次に、制御装置４０は、再把持した対象物ＯＵが対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４のいずれであるかを認識する認識処理Ｓ５を実行する（Ｓ５）。
【００３７】
次に、制御装置４０は、対象物ＯＵを作業台Ｓ上に戻す（Ｓ６）。具体的には、ハンド２０ｂで対象物ＯＵを把持する前に対象物ＯＵが作業台Ｓ上に置かれていた位置と姿勢に、対象物ＯＵをハンド２０ｂで戻す。このため、作業台Ｓ上に予め置かれていた位置と姿勢をステップＳ１で特定しておけば、ハンドユニット２０で把持しようとする度に作業台Ｓ上の対象物Ｏの位置と姿勢を特定する必要が無い。
次に、制御装置４０は、４つの対象物Ｏを全て認識したか否かを判定する（Ｓ７）。全ての対象物Ｏを認識していない場合、認識対象となる対象物Ｏの設定を変えてステップＳ２から上述の処理を繰り返す。
【００３８】
全ての対象物Ｏを認識している場合、次に、制御装置４０は、４つの対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４のうち予め決められた２つを嵌合対象の一対の対象物Ｏｘ、Ｏｙとして設定する（Ｓ８）。
【００３９】
次に、制御装置４０は、一方（左側）のハンドユニット２０ａを用いて対象物Ｏｘを把持する処理（把持処理（左））を実行する（Ｓ９）。
【００４０】
次に、制御装置４０は、把持した対象物Ｏｘをハンドユニット２０ａの掌２２１１の同一直線上にない３点以上に確実に接触させるための再把持処理（左）を実行する（Ｓ１０）。
【００４１】
次に、制御装置４０は、他方（右側）のハンドユニット２０ｂを用いて対象物Ｏｙを把持する処理（把持処理（右））を実行する（Ｓ１１）。
【００４２】
次に、制御装置４０は、把持した対象物Ｏｙをハンドユニット２０ｂの掌２２１１の同一直線上にない３点以上に確実に接触させるための再把持処理（右）を実行する（Ｓ１２）。
【００４３】
次に、制御装置４０は、ハンドユニット２０ａで把持した対象物Ｏｘと、ハンドユニット２０ｂで把持した対象物Ｏｙとを嵌合させる嵌合処理を実行する（Ｓ１３）
【００４４】
次に、制御装置４０は、すべての対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を嵌合させたか否かを判定する（Ｓ１４）。すべての対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を嵌合させていない場合、制御装置４０は、嵌合対象の対象物Ｏｘ、Ｏｙの設定を変えて、上述のステップＳ８からの処理を繰り返す。すべての対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４を嵌合させると、嵌合作業は終了する。
【００４５】
（把持処理）
次に、図４Ｂを参照することで、把持処理を説明する。なお、上述したステップＳ２の把持処理、ステップＳ９の把持処理（左）、ステップＳ１１（右）の把持処理における制御方法は、駆動するハンドユニット２０が異なる点を除いて実質的に同一である。
【００４６】
まず、制御装置４０は、アーム２１を駆動することにより、認識対象または嵌合対象として設定した対象物Ｏの鉛直上方にハンド２２を移動させる（Ｓ１０１）。例えば、制御装置４０は、掌２２１１を固定駆動部２２１２に連結する連結軸Ｔ１が鉛直方向となり、この連結軸Ｔ１の延長線上の下方に対象物Ｏが位置し、かつ、対象物Ｏと掌２２１１との距離が所定距離となるようにアーム２１を駆動する。次に、制御装置４０は、掌２２１１が対象物Ｏと接触するまでハンド２２を移動させる（Ｓ１０２）。具体的に、制御装置４０は、ハンド２２に備えられた力センサー（不図示）が掌２２１１と対象物Ｏとの接触を検知するまでハンド２２を下方に移動させる。次に、制御装置４０は、ハンド２２を対象物Ｏから所定距離だけ鉛直上方に離間させる（Ｓ１０３）。具体的には、ステップＳ１０２にて対象物Ｏに掌２２１１が接触した位置が判明しているため、当該接触した位置よりも低い位置に指２２２ａ〜２２２ｄの先端が位置する範囲でハンド２２を鉛直上方に移動させる。
【００４７】
次に、制御装置４０は、指２２２ａ〜２２２ｄを第１軸方向に接近させて対象物Ｏを挟む（Ｓ１０４）。図６Ａは、ステップＳ１０４にて指２２２ａ〜２２２ｄが対象物Ｏを挟む様子を示す模式図である。第１軸方向とは、ステップＳ１にて特定した対象物Ｏの姿勢に基づいて定められる方向であり、図６Ａの例では、平面視矩形状の対象物Ｏの一対の平行面に直交する方向が第１軸方向として設定されている。図６Ａの例では、ステップＳ１０１〜１０３のいずれかにおいて第１軸方向とハンド２２の指２２２ａ〜２２２ｄの第２移動方向とが一致するようにハンド２２の姿勢が制御されている。そのため、指２２２ａ〜２２２ｄを第２移動方向に接近させることは、指２２２ａ〜２２２ｄを第１軸方向に接近させることを意味する。なお、ハンド２２の姿勢が制御されることには、アーム２１の姿勢が制御されることと、アーム２１に対してハンド２２を回転させることとが含まれる。また、ステップＳ１０４において、指２２２ａ〜２２２ｄのうち２本の指２２２ａ、２２２ｄの位置は第１軸方向において常に一致し、かつ、指２２２ａ〜２２２ｄのうち他の２本の指２２２ｂ、２２２ｃの位置は第１軸方向において常に一致する。例えば、制御装置４０は、所定期間継続して所定速度で指２２２ａ〜２２２ｄを第１軸方向に接近させる制御信号をハンド２２に出力し、所定期間が終了した場合に、指２２２ａ〜２２２ｄが第１軸方向に対象物Ｏを挟んでいると見なしてもよい。所定期間とは、例えば所定速度で指２２２ａ〜２２２ｄを第１軸方向に移動させた場合に、可動領域の全域を移動できる期間であってもよい。図６Ａに示すように、指２２２ａ〜２２２ｄが第１軸方向に対象物Ｏを挟んだ状態で指２２２ａ〜２２２ｄの移動は停止するが、２本の指２２２ａ、２２２ｄの位置ｘ１と、他の２本の指２２２ｂ、２２２ｃの位置ｘ２の中央の位置ｘ０に対象物Ｏをセンタリングできる。また、図６Ａのように、２本の指２２２ａ、２２２ｄおよび他の２本の指２２２ｂ、２２２ｃが対象物Ｏの平面を押すため、対象物Ｏの姿勢のばらつきを抑制できる。
【００４８】
次に、制御装置４０は、指２２２ａ〜２２２ｄを第１軸方向に離間させて対象物Ｏを挟んだ状態を解除する（Ｓ１０５）。図６Ｂは、ステップＳ１０５にて指２２２ａ〜２２２ｄが対象物Ｏを挟んだ状態を解除した様子を示す模式図である。例えば、ステップＳ１４０の状態から２本の指２２２ｄ、２２２ｃと他の２本の指２２２ａ、２２２ｂとの間の間隔が所定距離だけ大きくなるように指２２２ａ〜２２２ｄが第１軸方向に移動させればよい。
【００４９】
次に、制御装置４０は、指２２２ａ〜２２２ｄを第２軸方向に接近させて対象物Ｏを把持する（Ｓ１０６）。図６Ｃは、ステップＳ１０６にて指２２２ａ〜２２２ｄが対象物Ｏを把持する様子を示す模式図である。本実施形態において、第２軸方向とは、第１軸方向（第２移動方向）と直交する方向である。ステップＳ１０４〜Ｓ１０６においてハンド２２の位置と方向を一定に維持するため、第２軸方向と第１移動方向とが一致する。従って、制御装置４０は、指２２２ａ〜２２２ｄを第１移動方向に接近させることにより、指２２２ａ〜２２２ｄを第２軸方向に接近させて対象物Ｏを把持する。
【００５０】
上述したように、ステップＳ１０４において、２本の指２２２ａ、２２２ｄの位置ｘ１と、他の２本の指２２２ｂ、２２２ｃの位置ｘ２との中央の位置ｘ０に対象物Ｏをセンタリングできている。センタリングした位置ｘ０を基準に、指２２２ａ〜２２２ｄが対象物Ｏを把持する第１軸方向における位置ｘ３、ｘ４を最適化できる。さらに、指２２２ａ〜２２２ｄが第２軸方向に接近して対象物Ｏを把持することにより、第２軸方向においても対象物Ｏをセンタリングできる。これにより、ハンド２２に対して正確な位置で対象物Ｏを把持できる。
【００５１】
（再把持処理）
次に、図５Ａを参照することで、再把持処理を説明する。なお、上述したステップＳ４の再把持処理、ステップＳ１０の再把持処理（左）、ステップＳ１２の再把持処理（右）における制御方法は、駆動するハンドユニット２０が異なる点を除いて実質的に同一である。
【００５２】
まず、制御装置４０は、掌２２１１よりも対象物Ｏが鉛直上方に位置するまでハンド２２を動かす（Ｓ２０１）。具体的には例えば、制御装置４０は、掌２２１１の連結軸Ｔ１が掌２２１１の下方にある状態から、図７Ｂに示すように、連結軸Ｔ１が掌２２１１よりも上方に位置し、かつ、連結軸Ｔ１が鉛直方向と平行になるようにアーム２１を駆動してハンド２２を動かす。
【００５３】
次に、制御装置４０は、指２２２ａ〜２２２ｄによる対象物Ｏの把持力を小さくすることにより、指２２２ａ〜２２２ｄで把持された状態から対象物Ｏを解放する（Ｓ２０２）。具体的には例えば、指２２２ａ〜２２２ｄが対象物Ｏから離間するまで指２２２ａ〜２２２ｄを第１軸方向および第２軸方向に離間させて対象物Ｏを解放すればよい。また例えば、対象物Ｏと指２２２ａ〜２２２ｄが接触した状態で指２２２ａ〜２２２ｄに対して対象物Ｏが自重によって滑る程度にまで指２２２ａ〜２２２ｄの把持力を小さくして対象物Ｏを解放してもよい。対象物Ｏを解放すると、対象物Ｏは、重力によって動き、掌２２１１に接触した状態で静止する。すなわち対象物Ｏを挟んだ状態を解除すると、掌２２１１の姿勢に対象物Ｏの姿勢が倣い、掌２２１１の姿勢が対象物Ｏの姿勢に対応することとなる。
【００５４】
指２２２ａ〜２２２ｄから対象物Ｏを解放する際、各指２２２ａ〜２２２ｄの間隔を広げるほど、対象物Ｏが回転して掌２２１１の姿勢に対象物Ｏの姿勢が倣いやすくなるが、対象物Ｏの形状によっては対象物Ｏが指２２２ａ〜２２２ｄの間から落下する可能性が高まる。したがって、ステップＳ２０２における指２２２ａ〜２２２ｄの移動距離は対象物Ｏの形状に応じて設定することが望ましい。
【００５５】
次に、制御装置４０は、指２２２ａ〜２２２ｄによる対象物Ｏの把持力を大きくすることにより、再び指２２２ａ〜２２２ｄで対象物Ｏを把持させる（Ｓ２０３）。その結果、掌２２１１の姿勢に対象物Ｏの姿勢が倣った状態で対象物Ｏをハンド２２によって把持することができる。
【００５６】
なお、再把持処理では掌２２１１の同一直線上にない３点以上に対象物Ｏを接触させることにより、対象物Ｏの姿勢を確実に掌２２１１の姿勢に倣わせた状態で対象物Ｏを再把持する必要がある。そこで、対象物Ｏを重力によって掌２２１１に接触させた後に、指２２２ａ〜２２２ｄの把持力を大きくして把持し、さらにその後に、指２２２ａ〜２２２ｄの把持力を再び小さくして解放することにより、対象物Ｏを掌２２１１の同一直線上にない３点以上に確実に接触させてから、その後に指２２２ａ〜２２２ｄの把持力を再び大きくして把持してもよい。これにより、例えば掌２２１１に接触した対象物Ｏを指２２２ａ〜２２２ｄで把持する際に対象物Ｏが掌２２１１に対して動いたとしても、再び対象物Ｏを掌２２１１の同一直線上にない３点以上に確実に接触させることができる。指２２２ａ〜２２２ｄの把持力を再び小さくする際には、最初に指２２２ａ〜２２２ｄの把持力を小さくして対象物Ｏを解放するときよりも、指２２２ａ〜２２２ｄと対象物との距離が近い範囲で対象物を解放することが好ましい。
【００５７】
（認識処理）
次に、図５Ｂを参照することで、認識処理を説明する。なお、ここではハンドユニット２０ｂで対象物ＯＵを把持して認識し、認識した対象物ＯＵを作業台Ｓ上に戻す処理を繰り返すが、ハンドユニット２０ａ、２０ｂを交互に用いて全ての対象物Ｏを把持して認識しても良いし、ハンドユニット２０ａ、２０ｂのいずれか一方を繰り返し用いて全ての対象物Ｏを把持して認識しても良い。
【００５８】
はじめに制御装置４０は、ハンドユニット２０ｂを駆動してカメラ１１ｂの光軸上の所定位置の所定姿勢に対象物ＯＵを動かす（Ｓ３０１）。すなわち、制御装置４０は、カメラ１１ｂを基準にして予め定められた位置と姿勢に対象物ＯＵを動かす。具体的には、図７Ａに示すように、制御装置４０は、ハンドユニット２０ｂを駆動することにより、作業台Ｓ上に置かれた状態よりもカメラ１１ａに近い位置に対象物ＯＵが移動し、カメラ１１ａの光軸に掌２２１１の連結軸Ｔ１が重なる姿勢に対象物ＯＵを動かす。このとき、対象物ＯＵの姿勢は掌２２１１の姿勢に倣っているとみなしてよいため、対象物Ｏの姿勢を認識するために画像認識をする必要はない。すなわち対象物ＯＵの所定位置には掌２２１１の特定姿勢が対応し、対象物ＯＵの所定姿勢には掌２２１１の特定姿勢が対応するため、制御装置４０は、掌２２１１の特定位置と特定姿勢を目標に設定してハンドユニット２０ｂをフィードバック制御するだけで、対象物Ｏを所定位置において所定姿勢となるように動かすことができる。そして、対象物ＯＵをカメラ１１ａに近づけることにより、対象物ＯＵを拡大して撮像することができる。また、対象物ＯＵをカメラ１１ａの光軸に近づけることにより、対象物ＯＵをテンプレートに対応する歪みのない状態で撮像することができる。なお、カメラ１１ｂを用いて対象物ＯＵを撮像しても良いし、カメラ１１ａ、１１ｂの両方を用いて対象物ＯＵを撮像しても良い。
【００５９】
次に、制御装置４０は、対象物ＯＵの画像と予め記憶している４つのテンプレートとを照合するテンプレートマッチングを実行する（Ｓ３０２）。具体的には、まず制御装置４０は、撮像部１０を制御することにより、カメラ１１ａが撮像した所定位置における所定姿勢の対象物ＯＵの画像を取得する。次に制御装置４０は、対象物の画像を解析することにより対象物ＯＵの輪郭を抽出し、抽出した輪郭と予め記憶している４つのテンプレートとを照合する。輪郭に対して照合される４つのテンプレートのそれぞれは、嵌合相手となる他の対象物Ｏと嵌合する際に他の対象物Ｏと対向する対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４の面（嵌合面）をそれぞれ正面からカメラ１１ａで撮像した画像に基づいて、予め作成しておけばよい。
【００６０】
次に、制御装置４０は、対象物ＯＵの画像をいずれかのテンプレートとマッチングが成功したか否かを判定する（Ｓ３０３）。
対象物ＯＵの画像をいずれかのテンプレートとマッチングが成功した場合、すなわち、対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４の嵌合面のいずれかが認識処理の際にはカメラ１１ａと正対するように対象物ＯＵが把持されていた場合、制御装置４０は、照合できたテンプレートに応じて、対象物ＯＵが対象物Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４のいずれであるかを認識して特定し、把持される前に作業台Ｓ上に置かれていた状態での対象物ＯＵの姿勢を特定して記憶する。
【００６１】
対象物ＯＵの画像をいずれのテンプレートとも照合できなかった場合、制御装置４０は、ステップＳ３０２のテンプレートマッチングを対象物ＯＵに対して２回実行したか否かを判定する（Ｓ３０５）。
【００６２】
ステップＳ３０２のテンプレートマッチングを対象物ＯＵに対して２回実行していない場合、すなわち、２つあるハンドユニット２０の一方であるハンドユニット２０ｂで把持した状態でのみテンプレートマッチングが実行されている場合、制御装置４０は、ハンドユニット２０ｂからハンドユニット２０ａに対象物ＯＵを持ち替える（Ｓ３０６）。具体的には、制御装置４０は、ハンドユニット２０ｂの掌２２１１の連結軸Ｔ１と、ハンドユニット２０ａの掌２２１１の連結軸Ｔ１とが一直線上に並ぶようにハンドユニット２０ａおよびハンドユニット２０ｂを駆動する。続いて制御装置４０は、ハンドユニット２０ｂによって把持されている対象物ＯＵをハンドユニット２０ａで把持する。続いて制御装置４０は、ハンドユニット２０ａで把持されている対象物ＯＵを、ハンドユニット２０ｂに解放させる。
【００６３】
このように、２回目のテンプレートマッチングが実行される場合、１回目のテンプレートマッチングと２回目のテンプレートマッチングとの間に、一方のハンドユニット２０ｂから他方のハンドユニット２０ａに対象物ＯＵを持ち替えるため、カメラ１１に対する対象物ＯＵの位置と姿勢が１回目のテンプレートマッチングと２回目のテンプレートマッチングとでは異なることになる。具体的には、１回目のテンプレートマッチングにおいてカメラ１１と正対して撮像される対象物ＯＵの第一面の裏側に当たる第二面が２回目のテンプレートマッチングにおいてはカメラ１１と正対して撮像される。なお、２回目のテンプレートマッチングでは対象物ＯＵを他方のカメラ１１ｂによって撮像することが好ましい。これにより、対象物ＯＵを１回目のテンプレートマッチングのための第一の所定の位置と姿勢から２回目のテンプレートマッチングのための第二の所定の位置と姿勢に動かすために必要なハンドユニット２０ａ、２０ｂの駆動量を抑制することができる。
【００６４】
次に、制御装置４０は、ハンドユニット２０ａについて対象物ＯＵの再把持処理を実行する（Ｓ３０７）。
【００６５】
ステップＳ３０２のテンプレートマッチングを対象物ＯＵに対して２回実行している場合、すなわち、ハンドユニット２０ａで把持した状態でも、ハンドユニット２０ｂで把持した状態でも、対象物ＯＵを撮像した画像を４つあるテンプレートのいずれともマッチングが成功しなかった場合、制御装置４０は、ハンドユニット２０ａを駆動して対象物ＯＵを作業台Ｓ上に転がす（Ｓ３０８）。その結果、対象物ＯＵが作業台Ｓ上に置かれる姿勢は、対象物ＯＵが把持される前の状態から変わる可能性が高くなる。このようにして対象物ＯＵを作業台Ｓ上に転がすと、作業台Ｓ上に置かれている４つの対象物Ｏのすべてについて、位置と姿勢が変化する可能性があるため、上述したステップＳ１の処理から作業はやり直しとなる。
【００６６】
（嵌合処理）
次に、図５Ｃを参照することで、嵌合処理を説明する。
はじめに、制御装置４０は、ハンドユニット２０ａ、２０ｂを駆動することにより、ハンド２２ａで把持した対象物Ｏｘと、ハンド２２ｂで把持した対象物Ｏｙとをそれぞれ所定の嵌合位置の所定の嵌合姿勢に動かす（Ｓ４０１）。嵌合位置と嵌合姿勢は、対象物ＯｘとＯｙの形状によって予め定めればよい。本実施例では、対象物Ｏｘを把持するハンド２２ａの掌２２１１の連結軸Ｔ１と、対象物Ｏｘを把持するハンド２２ｂの掌２２１１の連結軸Ｔ１とが、一直線上に並ぶように嵌合姿勢を定めるものとする。
【００６７】
次に、制御装置４０は、対象物Ｏｘ、Ｏｙが指２２２ａ〜２２２ｄに対して滑る程度に、２つのハンド２２ａ、２２ｂが対象物Ｏｘ、Ｏｙを把持する力を小さくする（Ｓ４０２）。
次に、制御装置４０は、２つの対象物Ｏｘ、Ｏｙを互いに押し付けるように２つのハンドユニット２０ａ、２０ｂを駆動する（Ｓ４０３）。具体的には、制御装置４０は、２つのハンド２２ａ、２２ｂの掌２２１１の連結軸Ｔ１が一直線上において接近するようにハンドユニット２０ａ、２０ｂを駆動する。その結果、仮に対象物Ｏｘ、Ｏｙのいずれか一方でも掌２２１１の３点と接触していない状態で把持されていたとしても、その状態が解消されるため、対象物Ｏｘ、Ｏｙの両方がそれぞれ確実に掌２２１１の３点と接触した状態になる。
【００６８】
次に、制御装置４０は、予め決められた嵌合シーケンスでハンドユニット２０を動かすことにより、対象物Ｏｘと対象物Ｏｙとを嵌合させる（Ｓ４０４）。嵌合シーケンスは、対象物Ｏｘと対象物Ｏｙの形状に応じて、平行移動や回転を組み合わせて予め決めておけばよい。
【００６９】
次に、制御装置４０は、一方のハンドユニット２０ａを駆動してハンド２２ａから対象物Ｏｘを解放する（Ｓ４０５）。
次に、制御装置４０は、他方のハンドユニット２０ｂを駆動して、嵌合している対象物Ｏｘ、Ｏｙを作業台Ｓ上に置く。
【００７０】
４．効果
以上説明した実施形態によると、認識精度が高い位置と姿勢で対象物Ｏを撮像して認識できるため、作業台Ｓ上に無作為に置かれた対象物ＯＵの認識精度を高めることができる。さらに、対象物ＯＵを大きく撮像し、また、テンプレートに対して歪み無く対象物ＯＵを撮像することができるため、対象物ＯＵの認識精度を高めることができる。
また、テンプレートに対応する対象物ＯＵの輪郭が指２２２や掌部２２１に隠れる状態で第一のハンドユニット２０ａが対象物ＯＵを把持した場合でも、第二のハンドユニット２０ｂに対象物ＯＵを持ち替えることによって、テンプレートに対応する輪郭を撮像して対象物ＯＵを認識することができる。また、いったん作業台Ｓに対象物ＯＵを戻して同じハンドユニット２０ａで持ち直す場合に比べると、対象物ＯＵを認識するのに必要な時間と処理量を減らすことができる。
【００７１】
そして、ハンドユニット２０ａで対象物ＯＵを把持する前にカメラ１１によって撮像された対象物ＯＵの略輪郭を認識するため、対象物Ｏ毎に記憶しているテンプレートから、実際に把持する対象物ＯＵに対応する可能性が高い１つ以上のテンプレートを選択したり、対象物ＯＵの姿勢毎に記憶しているテンプレートから、実際に撮像される際の対象物ＯＵの姿勢に対応する可能性が高い１つ以上のテンプレートを選択したり、把持する前に対象物ＯＵを転がして姿勢を変えたりして、対象物ＯＵを認識するのに必要な時間と処理量を減らすことも可能である。
【００７２】
また、掌２２１１の姿勢に対象物Ｏの姿勢が倣い、掌２２１１の姿勢が対象物Ｏの姿勢に対応することとなるため、簡素な処理で確実に対象物Ｏの姿勢を制御できる。例えば、認識精度が高い姿勢に対象物Ｏを動かす過程における３次元物体認識を実行しなくても、確実に対象物Ｏの姿勢を制御することができる。また、掌２２１１の姿勢に対象物Ｏの姿勢を倣わす際に、重力によって対象物Ｏを動かすため、掌２２１１を動かすためのアクチュエーターを省略して、ハンドユニット２０の構成を簡素化することも可能である。
また、ハンドユニット２０は対象物Ｏを掌２２１１に倣わせた姿勢で精度良く把持できるので、２つの対象物Ｏｘ、Ｏｙを協調制御により精度よく嵌合させることが可能になる。
【００７３】
また、ステップＳ１０４において、２本の指２２２ａ、２２２ｄの位置ｘ１と、他の２本の指２２２ｂ、２２２ｃの位置ｘ２との中央の位置ｘ０に対象物Ｏをセンタリングできている。センタリングした位置ｘ０を基準に、指２２２ａ〜２２２ｄが対象物Ｏを把持する第１軸方向における位置ｘ３、ｘ４を最適化できる。さらに、指２２２ａ〜２２２ｄが第２軸方向に接近して対象物Ｏを把持することにより、第２軸方向においても対象物Ｏをセンタリングできる。これにより、ハンド２２に対して正確な位置で対象物Ｏを把持できる。
【００７４】
５．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、対象物ＯＵを認識するためにカメラ１１に対する所定の位置と姿勢に対象物ＯＵを動かすとき、３次元物体認識技術を用いて対象物ＯＵの姿勢を認識しながら対象物ＯＵの姿勢を動かしても良い。
【００７５】
また例えば、対象物ＯＵを認識するために２回目のテンプレートマッチングを実行するときに、２つのハンドユニット２０で対象物ＯＵを持ち替えて第二の所定姿勢に動かす代わりに、１つのハンドユニット２０で対象物ＯＵの姿勢を第二の所定姿勢に動かしてもよい。
【００７６】
また例えば、対象物Ｏの姿勢を掌２２１１の姿勢に倣わせる前に、図８Ａに示す状態から掌２２１１を固定駆動部２２１２で動かして、図８Ｂに示すように対象物Ｏに掌２２１１を接近させてもよい。これにより、指２２２の把持力を弱めて図８Ｃに示すように対象物Ｏを解放したときに、対象物Ｏが複数の指２２２の間をすり抜けてハンド２２から落下することを防止できる。また、対象物Ｏが掌２２１１に衝突するときの衝撃によって対象物Ｏが破損することを防止できる。
【００７７】
また例えば、掌２２１１に対象物Ｏを吸い付けるための吸引口２２１１ｂを図８Ｄに示すように備えても良い。この場合、図示しない吸引器で吸引口２２１１ｂから空気を吸引することにより、掌２２１１に対象物Ｏを吸い付けて掌２２１１の姿勢に対象物Ｏを倣わせることができる。したがってこの場合、掌２２１１の姿勢に対象物Ｏをより確実に倣わせることができ、また、重力で対象物Ｏが掌２２１１に落下させるためだけにハンドユニット２０の姿勢を動かす必要がなくなる。
【００７８】
また例えば、一方のハンドユニット２０ａで把持された対象物Ｏｘを他方のハンドユニット２０ｂで把持された対象物Ｏｙに押し当てて対象物Ｏｘ、Ｏｙの姿勢を掌２２１１の姿勢に倣わせる代わりに、対象物Ｏｘ、Ｏｙを作業台Ｓや壁や他方のハンドユニット２０や胴体ユニット３０等の他の物に押し当てて対象物Ｏｘ、Ｏｙの姿勢を掌２２１１の姿勢に倣わせてもよい。
【００７９】
また例えば、対象物Ｏを重力によって掌２２１１に接触させる際に、指２２２ａ〜２２２ｄの間から対象物Ｏが落下しない程度に指２２２ａ〜２２２ｄを開いた状態で、ハンド２２を振動させることによって対象物Ｏを掌２２１１の同一直線上にない３点以上に確実に接触させても良い。なお、対象物Ｏが掌２２１１の１点または２点若しくは直線で接触している場合であっても、掌２２１１に接触している限り、掌２２１１に接触していない場合に比べれば、ハンド２２で把持されている対象物Ｏのハンド２２に対する姿勢は変わりにくくなる。
【００８０】
前記実施形態では、第１軸方向と第２軸方向とが直交する関係にあったが、必ずしも第１軸方向と第２軸方向とが直交しなくてもよい。例えば、図６Ｄに示すように平面視正方形の対象物Ｏの対角線方向（第１軸方向）に挟んでから、図６Ｃに示すように対象物Ｏの対角線から４５度傾いた第２軸方向に把持するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の間にハンド２２を４５度回転させておけばよい。また、図６Ｄに示すように、対象物Ｏの対角線方向に挟むことにより、対象物Ｏを対角線方向にセンタリングできる。２本の指２２２ａ，２２２ｄ（指２２２ｂ，２２２ｃ）の間に対象物Ｏの頂角が位置する状態で対象物Ｏを対角線方向に挟むことにより、対象物Ｏの姿勢を安定させることができる。
【００８１】
また、図６Ｅに示すように、ステップＳ１０４において、２本の指２２２ａ，２２２ｄが対象物Ｏの曲面を押す状態で対象物Ｏを指２２２ａ〜２２２ｄで挟んでもよい。この場合、曲面の輪郭線が２本の指２２２ａ，２２２ｄの先端を通過するように対象物Ｏを位置決めできる。図６Ｅの場合、他の２本の指２２２ｂ，２２２ｃが単一平面Ｏ１を押すことにより、当該単一平面に直交する方向において対象物Ｏを位置決めできる。これにより、例えばステップＳ１０６において一対の平行面Ｏ２ａ，Ｏ２ｂを指２２２ａ〜２２２ｄで挟み込んで対象物Ｏを把持するにあたり、ステップＳ１０４におけるハンド２２の位置を基準に、正確な位置へと指２２２ａ〜２２２ｄを移動させることができる。
【００８２】
以上においては、２軸方向に移動可能な指２２２ａ〜２２２ｄを例示したが、図６Ｆに示すように指２２２，２２２は少なくとも２本備えられ、単一軸方向に移動可能であればよい。この場合、ステップＳ１０４，Ｓ１０５にて第１軸方向に指２２２，２２２の移動を行った後、かつ、ステップＳ１０６を行う前に、指２２２，２２２が第２軸方向に移動可能となるようにハンド２２を回転させておけばよい。
【００８３】
また、上述した実施例で説明した制御シーケンスはあくまで一例であって、対象物Ｏの構成やハンドユニット２０の構成に応じた様々な制御シーケンスに本発明を適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００８４】
１…ロボットシステム、９…ロボット、１０…撮像部、１１…カメラ、２０…ハンドユニット、２１…アーム、２２…ハンド、３０…胴体ユニット、４０…制御装置、４１…ＣＰＵ、４２…記憶部、４３…入力受付部、４４…通信部、２２１…掌部、２２２…指、２２１１…掌、２２１１ｂ…吸引口、２２１４…基部、Ｍ１…画像取得部、Ｍ２…画像認識部、Ｍ３…ハンドユニット制御部、Ｏ…対象物
【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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