(57)【要約】【課題】マスタスレーブを操作している作業者が見ている画像に応じた力提示を受けることができるマスタスレーブロボットの制御装置及び制御方法、ロボット、マスタスレーブロボットの制御プログラム、並びに、マスタスレーブロボットの制御用集積電子回路を提供する。【解決手段】マスタスレーブロボット１００の制御装置は、表示情報取得部１１１で取得した拡大率情報を基に、力情報補正部１１３において拡大率情報が大きければ大きいほど力情報を大きく補正することによって、ディスプレイ７に映し出された画像を見ながら作業者１が適切な力を加えて作業を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御装置であって、
前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成する力情報補正部と、
前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示する力情報提示部と、
を備えるマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項２】
前記力情報補正部は、前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報に基づいて、拡大率と前記力情報取得部から取得した前記力情報とを乗算することにより前記補正力情報を生成する、
請求項１に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項３】
前記表示情報取得部から取得した撮像画像情報を基に、前記表示部の画面上での前記剛体対象物の長さ情報又は面積情報を算出し、測定された前記剛体対象物の前記長さ情報又は前記面積情報を、前記表示部上における前記剛体対象物の大きさ情報として出力する大きさ情報算出部と、
前記大きさ情報算出部より入力された大きさ情報と、前記剛体対象物の実際の大きさ情報とを基に拡大率情報を算出して、算出した拡大率情報を前記力情報補正部に出力する拡大率情報算出部とをさらに備える、
請求項１又は２に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項４】
前記大きさ情報算出部において、前記表示部上における前記剛体対象物の大きさ情報として、前記剛体対象物の長さを算出して使用する、
請求項３に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項５】
前記大きさ情報算出部において、前記表示部上における前記剛体対象物の大きさ情報として、前記剛体対象物の面積を算出して使用する、
請求項３に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項６】
前記剛体対象物の前記実際の大きさ情報を記憶し、記憶した前記剛体対象物の実際の大きさ情報を前記拡大率情報算出部に出力する対象物情報記憶部をさらに備え、
前記大きさ情報算出部から取得した前記大きさ情報Ｓｄに対して、前記対象物情報記憶部から取得しかつ前記大きさ情報に対応する前記剛体対象物の実際の大きさ情報Ｓｒを除算して、除算した結果（Ｓｄ／Ｓｒ）を前記拡大率情報として前記力情報補正部に出力し、
前記力情報補正部は、前記大きさ情報算出部から取得した前記拡大率情報に補正係数を乗算することにより、前記補正力情報を生成する、
請求項３〜５のいずれか１つに記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項７】
前記表示情報取得部は、前記表示部の画面上において、前記スレーブアームの組立作業の状態を拡大して表示するときの拡大率を前記拡大率情報として算出する、
請求項１又は２に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項８】
前記力情報補正部において、前記力情報を補正する際に予め決められた周期で前記力情報を更新するとき、前記力情報の更新の周期を前記予め決められた周期よりも大きくするように補正する、
請求項１に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項９】
前記組立作業を表示する前記表示部を見る前記人の前記表示部に対する視野角情報を取得する視野角情報取得部と、
前記表示情報取得部で取得した前記画像の拡大率情報と前記視野角情報取得部で取得した前記視野角情報とのいずれか一方を選択する選択部とをさらに備え、
前記力情報補正部は、前記選択部で選択された情報を基に、前記選択された情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成する、
請求項１〜８のいずれか１つに記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項１０】
前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得する表示部位置情報取得部と、
前記人の位置情報、及び、視線情報を取得する人位置情報取得部と、
前記表示部位置情報取得部から取得した前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報と前記人位置情報取得部から取得した前記人の位置情報、及び、視線情報とから前記視野角情報を算出する視野角情報算出部とを備えて、
前記視野角情報取得部は、前記視野角情報算出部で算出した前記視野角情報を取得する、
請求項９に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項１１】
前記表示部に映る前記剛体対象物の大きさ情報を算出する対象物大きさ情報算出部と、
前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得する表示部位置情報取得部と、
前記人の位置情報、及び、視線情報を取得する人位置情報取得部と、
前記表示部位置情報取得部から取得した前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報と、前記人位置情報取得部から取得した前記人の位置情報、及び、視線情報と、前記対象物大きさ情報算出部から取得した前記剛体対象物の大きさ情報とから前記表示部に映る前記剛体対象物に対する前記視野角情報を算出する対象物視野角情報算出部を備えて、
前記視野角情報取得部は、前記対象物視野角情報算出部で算出した前記視野角情報を取得する、
請求項９に記載のマスタスレーブロボットの制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載のマスタスレーブロボットの制御装置と、
前記マスタスレーブロボットの制御装置で動作制御される前記スレーブアームと前記マスタアームと、
を備えるロボット。
【請求項１３】
剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御方法であって、
力情報取得部で、前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得し、
表示情報取得部で、前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得し、
力情報補正部で、前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成し、
力情報提示部で、前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示する、
マスタスレーブロボットの制御方法。
【請求項１４】
剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御プログラムであって、
力情報取得部で、前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得するステップと、
表示情報取得部で、前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得するステップと、
力情報補正部で、前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成するステップと、
力情報提示部で、前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示するステップと、
をコンピュータに実行させるための、マスタスレーブロボットの制御プログラム。
【請求項１５】
剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御用集積電子回路であって、
前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成する力情報補正部と、
前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示する力情報提示部と、
を備えるマスタスレーブロボットの制御用集積電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタスレーブロボットの動作の生成を行うためのマスタスレーブロボットの制御装置及び制御方法、ロボット、マスタスレーブロボットの制御プログラム、並びに、マスタスレーブロボットの制御用集積電子回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
人がマスタロボットを遠隔で操作をして、スレーブロボットにより作業を行うマスタスレーブロボットが様々な分野で注目を集めている。
【０００３】
医療の現場では、術者が遠隔でモニタ画面上に映し出された内視鏡の映像を見ながらマスタロボットを操作して、スレーブロボットが把持した鉗子を動かして手術を行う内視鏡手術がある。患部又は鉗子などを拡大してモニタ画面に映し出し、手術ができるメリットに加えて、現場に専門の医師がいなくても遠隔で手術ができる。
【０００４】
また、製造現場では、微細作業又は熟練を要する作業を行うスレーブロボットを遠隔で操作又は教示するマスタスレーブロボットが提案されており、特に顕微鏡下で行う微細作業について、手元の拡大表示、又は、手元操作の移動量の拡大又は縮小移動などにより、細かな作業を簡易に操作することができる。
【０００５】
いずれのマスタスレーブ方式においてもマスタロボットを操作してスムーズにスレーブロボットを操作する機能に加えて、スレーブロボットにかかる力をマスタロボットにフィードバックする機能が求められる。
【０００６】
また、人はモニタ画面を見ながらマスタロボットを操作するため、モニタに映し出された映像とマスタロボットの操作又はスレーブロボットの動作とを対応させる技術として、下記の技術が提案されている。
【０００７】
体腔内手術用マスタスレーブマニピュレータにおいて、モニタに映し出された映像の拡大率に応じてマスタロボットとスレーブロボットとの動作比率を自動調整する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１８７２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、拡大率などが変化した場合においても効率良く作業ができるように、さらなる作業効率の向上が求められていた。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、前記問題を解決することにあり、人が映像を見ながら操作するマスタスレーブロボットであって、映像の拡大率などが変化した場合においても効率良く作業ができる、マスタスレーブロボットの制御装置及び制御方法、ロボット、マスタスレーブロボットの制御プログラム、並びに、マスタスレーブロボットの制御用集積電子回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマスタスレーブロボットの制御装置は、剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御装置であって、
前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成する力情報補正部と、
前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示する力情報提示部と、
を備える。
【００１２】
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、コンピュータプログラム並びにシステム、方法及びコンピュータプログラムの任意の組み合わせにより実現してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の前記一態様によれば、映像の拡大率などが変化した場合においても、人が見ている映像に対応した力提示を行うことができ、効率良くかつ正確に作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるマスタスレーブロボットの構成の概要を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットのブロック図。
【図３】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける動作情報、時間情報の例のデータ図。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける撮像装置の設置方法の説明図。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける撮像装置の設置方法の説明図。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける撮像装置の設置方法の説明図。
【図４Ｄ】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける撮像装置の設置方法の説明図。
【図５】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける撮像装置座標系の説明図。
【図６】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける撮像装置の設置位置の説明図。
【図７】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける拡大率情報、撮像装置位置情報、時間情報の例のデータ図。
【図８】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける拡大率情報と撮像装置位置情報と時間情報との例のデータ図（拡大率情報が変化する場合）。
【図９】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける座標系の説明図。
【図１０】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける補正マスタ動作情報と時間情報との例のデータ図。
【図１１】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける拡大して作業を行う場合の力補正方法の説明図。
【図１２】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける縮小して作業を行う場合の力補正方法の説明図。
【図１３】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける力情報の更新周期変更の説明図。
【図１４】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける力情報、時間情報の例のデータ図。
【図１５】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおけるマスタ入出力ＩＦのブロック図。
【図１６】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットの操作手順のフローチャート。
【図１７】本発明の第１実施形態のマスタスレーブロボットにおける力補正手順のフローチャート。
【図１８】本発明の第１実施形態の変形例のマスタスレーブロボットのブロック図。
【図１９Ａ】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットのブロック図。
【図１９Ｂ】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットのブロック図。
【図２０】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットにおける大きさ情報の説明図。
【図２１】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットにおける大きさ情報、時間情報の例のデータ図。
【図２２Ａ】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットにおける対象物情報の例のデータ図。
【図２２Ｂ】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットにおける対象物情報の例のデータ図。
【図２３Ａ】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットにおける拡大率情報の例のデータ図。
【図２３Ｂ】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットにおける拡大率情報の例のデータ図。
【図２４】本発明の第２実施形態のマスタスレーブロボットにおける力補正手順のフローチャート。
【図２５】本発明の第３実施形態のマスタスレーブロボットのブロック図。
【図２６】本発明の第３実施形態のマスタスレーブロボットにおけるマスタ動作情報補正手順のフローチャート。
【図２７Ａ】本発明の第３実施形態の変形例のマスタスレーブロボットにおける柔軟物に対するマスタ動作情報の補正方法の説明図。
【図２７Ｂ】本発明の第３実施形態の変形例のマスタスレーブロボットにおける柔軟物に対するマスタ動作情報の補正方法の説明図。
【図２８】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットのブロック図。
【図２９Ａ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける微細部品の変形量の説明図。
【図２９Ｂ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける微細部品の変形量の説明図。
【図２９Ｃ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける微細部品の変形量の説明図。
【図３０Ａ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける柔軟被対象物の変形量の説明図。
【図３０Ｂ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける柔軟被対象物の変形量の説明図。
【図３０Ｃ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける柔軟被対象物の変形量の説明図。
【図３１Ａ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける変形量の算出方法の例の説明図。
【図３１Ｂ】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける変形量の算出方法の例の説明図。
【図３２】本発明の第４実施形態のマスタスレーブロボットにおける力補正手順のフローチャート。
【図３３Ａ】従来のマスタスレーブロボットにおける映像と力の感じ方の説明図。
【図３３Ｂ】従来のマスタスレーブロボットにおける映像と力の感じ方の説明図。
【図３４Ａ】従来のマスタスレーブロボットにおける映像と力の感じ方の説明図（把持作業の説明図）。
【図３４Ｂ】従来のマスタスレーブロボットにおける映像と力の感じ方の説明図（把持作業の説明図）。
【図３５】本発明の第５実施形態のマスタスレーブロボットにおけるブロック図。
【図３６】本発明の第５実施形態のマスタスレーブロボットにおける視野角情報の説明図。
【図３７】本発明の第５実施形態のマスタスレーブロボットにおける視野角情報の例のデータ図。
【図３８】本発明の第５実施形態のマスタスレーブロボットにおける視野角情報と補正力情報との関係の例の説明図。
【図３９】本発明の第５実施形態のマスタスレーブロボットにおける力補正手順のフローチャート。
【図４０】本発明の第６実施形態のマスタスレーブロボットにおけるブロック図。
【図４１】本発明の第６実施形態のマスタスレーブロボットにおける位置情報、姿勢情報の例の説明図。
【図４２】本発明の第６実施形態のマスタスレーブロボットにおける時間情報、位置情報、姿勢情報、大きさ情報の例のデータ図。
【図４３】本発明の第６実施形態のマスタスレーブロボットにおける時間情報、位置情報、視線情報の例のデータ図。
【図４４】本発明の第６実施形態のマスタスレーブロボットにおける力補正手順のフローチャート。
【図４５】本発明の第７実施形態のマスタスレーブロボットにおけるブロック図。
【図４６】本発明の第７実施形態のマスタスレーブロボットにおける時間情報、対象物大きさ情報の例のデータ図。
【図４７】本発明の第７実施形態のマスタスレーブロボットにおける力補正手順のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、まず、本発明の基礎となった知見を説明したのち、本発明の種々の態様について説明する。
【００１７】
また、本発明の実施形態において、柔軟物とは、対象物に対して外力を加えると変形する対象物のことを表す。ただし、ここでの変形は、塑性変形は含まない。一方で、剛体対象物は、対象物に対して外力を加えると変形しない対象物のことを表す。
【００１８】
なお、本明細書において「柔軟物」には、フレキシブル基板のような端部が外力により変形せず、かつ、中央部が外力により変形するようなものを含む。
【００１９】
また、本発明の実施形態における作業は、組立作業を対象とする。
【００２０】
ここで、本明細書において「組立作業」とは、スレーブアームが把持する挿入物を被挿入物へ挿入する作業、又は、スレーブアームが把持する対象物を他の対象物の表面へ設置する作業などをいう。
【００２１】
（本発明の基礎となった知見）
図１に示すように、スレーブアーム３は、作業台１１上の機器１０の挿入口９に、ハンド４で把持された微細部品８を挿入する作業を行うロボットである。この作業をカメラなどの撮像装置６で撮像してディスプレイ７に映し出している。このような状況において、作業者（人）１がディスプレイ７に映し出された映像を見ながらマスタアーム２を操作するマスタスレーブロボット１００を示している。このマスタスレーブロボット１００において、映像の拡大率に対するスレーブアーム３の動作比率を変更すると、それまで見ていた映像とマスタアーム２の操作又は力の感じ方が変わり、作業効率が低下する。
【００２２】
具体的には、図３３Ａ及び図３３Ｂを用いて説明する。図３３Ａ及び図３３Ｂは、図１に示すマスタスレーブロボット１００において、作業者１が見ているディスプレイ７の画面の映像を示す。図３３Ｂと比べて図３３Ａの方が、映像の拡大率が大きく、画面上の微細部品８などが実物よりも大きく映っている。一般に、人が対象物を見る場合に、体積が大きい対象物の方が、重さが重いと先入観により判断する傾向がある（シャルパンティエ効果（大きさ重さ錯覚））ため、映像の拡大率が大きい場合の方が、対象物が大きく見え、対象物が重いとイメージしてしまう。その結果、同じ対象物に対して作業を行っている場合においても、映像の拡大率が大きい場合の方が、重い対象物と判断し、大きな力を対象物に加えてしまう。その結果、作業者１が対象物に過負荷を加えてしまい、作業を正確に行うことが難しくなる。そこで、作業者１の見ている映像と作業者１が行っている操作とを対応付ける技術が提案されている。
【００２３】
具体的には、特許文献１の方法では、ディスプレイ７に映し出された映像の拡大率に応じて、マスタアーム２に対するスレーブアーム３の動作比率を自動調整する。例えば、拡大率をｋ倍すると、動作比率を１／ｋとする。
【００２４】
しかし、特許文献１の方法では、映像の拡大率に応じて動作比率は変えているが、作業者１への力フィードバックする力の大きさは変えていない。つまり、特許文献１においては、映像の見え方に応じて、作業者１に力フィードバックされる力の感じ方が変わることまでは考慮できていない。例えば、図３３Ａ及び図３３Ｂの例では、映像を拡大した場合に、作業者は大きな力で作業を行ってしまうことに対する解決方法は、特許文献１には無い。
【００２５】
よって、マスタスレーブロボット１００において、ディスプレイ７に映し出される映像に対応して作業者１がマスタアーム２を操作できるように、映像に応じて力フィードバックする力を自動調整するようにマスタスレーブロボット１００を制御することが求められている。
【００２６】
他の作業での例を、図３４Ａ及び図３４Ｂを用いて説明する。図３４Ａ、図３４Ｂは、微細部品８を把持して搬送する作業の例である。図３４Ｂと比べて図３４Ａの方が、拡大率が大きく、微細部品８が大きく映る。すなわち、図３４Ａではハンド４で微細部品８が把持されているぐらいしか見えない。これに対して、図３４Ｂではスレーブアーム３の先端のハンド４と微細部品８とが拡大されて表示され、ハンド４により微細部品８がたわんで変形しているのがよく見える。このように、拡大率が大きい方が、微細部品８の大きさが大きく見え、作業者１は対象物の映像が大きいことにつられて、力を大きく加えてしまう。その結果、微細部品８を把持するのに必要な力以上の力を作業者１からマスタアーム２に加えてしまい、微細部品８を持ち上げて運ぼうとするときに、微細部品８に過負荷を加えてしまう。このように、拡大率を大きくすると、作業者１は視覚の影響を大きく受け、作業を達成する適切な力を加えることができないという問題が生じる。
【００２７】
そこで、本発明の種々の態様は、以下の通りである。
【００２８】
本発明の第１態様によれば、剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御装置であって、
前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成する力情報補正部と、
前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示する力情報提示部と、
を備えるマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００２９】
前記態様によれば、表示部に表示された映像（画像）の拡大率などが変化した場合においても、人が見ている映像に対応した力提示を行うことができ、効率良くかつ正確に作業を行うことができる。すなわち、前記表示情報取得部から取得した映像の拡大率情報に基づいて力フィードバックする力情報を前記力情報補正部で補正することができる。つまり、映像の拡大率が変わっても、人が作業に必要な力を加えることができるように誘導することができる。
【００３０】
また、本発明の第２態様によれば、前記力情報補正部は、前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報に基づいて、拡大率と前記力情報取得部から取得した前記力情報とを乗算することにより前記補正力情報を生成する、
第１の態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３１】
前記態様によれば、力情報を作業に適した補正を行うことができ、作業を行う上で適切な力を人が加えることができるように誘導することができる。
【００３２】
また、本発明の第３態様によれば、前記表示情報取得部から取得した撮像画像情報を基に、前記表示部の画面上での前記剛体対象物の長さ情報又は面積情報を算出し、測定された前記剛体対象物の前記長さ情報又は前記面積情報を、前記表示部上における前記剛体対象物の大きさ情報として出力する大きさ情報算出部と、
前記大きさ情報算出部より入力された大きさ情報と、前記剛体対象物の実際の大きさ情報とを基に拡大率情報を算出して、算出した拡大率情報を前記力情報補正部に出力する拡大率情報算出部とをさらに備える、
第１又は２の態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３３】
前記態様によれば、対象物の大きさ情報により力情報を前記力情報補正部で補正するので、撮像装置の映し方によらず適切に補正することができ、作業を行う上で適切な力を人が加えることができるように誘導することができる。
【００３４】
また、本発明の第４態様によれば、前記大きさ情報算出部において、前記表示部上における前記剛体対象物の大きさ情報として、前記剛体対象物の長さを算出して使用する、
第３の態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３５】
前記態様によれば、剛体対象物の長さの情報により力情報を前記力情報補正部で補正するので、表示部の画面上で長さの情報が良く映し出されている場合は、適切に補正することができ、作業を行う上で適切な力を人が加えることができるように誘導することができる。
【００３６】
また、本発明の第５態様によれば、前記大きさ情報算出部において、前記表示部上における前記剛体対象物の大きさ情報として、前記剛体対象物の面積を算出して使用する、
第３の態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３７】
前記態様によれば、剛体対象物の面積の情報により力情報を前記力情報補正部で補正するので、表示部の画面上で面積の情報が良く映し出されている場合は、適切に補正することができ、作業を行う上で適切な力を人が加えることができるように誘導することができる。
【００３８】
また、本発明の第６態様によれば、前記剛体対象物の前記実際の大きさ情報を記憶し、記憶した前記剛体対象物の実際の大きさ情報を前記拡大率情報算出部に出力する対象物情報記憶部をさらに備え、
前記大きさ情報算出部から取得した前記大きさ情報Ｓｄに対して、前記対象物情報記憶部から取得しかつ前記大きさ情報に対応する前記剛体対象物の実際の大きさ情報Ｓｒを除算して、除算した結果（Ｓｄ／Ｓｒ）を前記拡大率情報として前記力情報補正部に出力し、
前記力情報補正部は、前記大きさ情報算出部から取得した前記拡大率情報に補正係数を乗算することにより、前記補正力情報を生成する、
第３〜５のいずれか１つの態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３９】
前記態様によれば、剛体対象物の実際の大きさと表示部上での剛体対象物の大きさとに基づいて力情報を前記力情報補正部で補正するので、撮像装置の映し方によらず適切な値に補正することができ、作業を行う上で適切な力を人が加えることができるように誘導することができる。
【００４０】
また、本発明の第７態様によれば、前記表示情報取得部は、前記表示部の画面上において、前記スレーブアームの組立作業の状態を拡大して表示するときの拡大率を前記拡大率情報として算出する、
第１又は２の態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４１】
前記態様によれば、前記表示部の画面上においてスレーブアームの組立作業の状態を拡大して表示するときの拡大率情報を前記表示情報取得部で算出するので、実際の作業に適した拡大率情報を算出することができ、適切な値に力情報を補正し、作業を行う上で適切な力を人が加えることができるように誘導することができる。
【００４２】
また、本発明の第８態様によれば、前記力情報補正部において、前記力情報を補正する際に予め決められた周期で前記力情報を更新するとき、前記力情報の更新の周期を前記予め決められた周期よりも大きくするように補正する、
第１の態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４３】
前記態様によれば、補正する際に力情報の大きさは変化させないので、力情報を大きく変化させすぎてしまうことがない。また、力情報の大きさを補正することができないシステムの場合においても、力情報の大きさを補正することと同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また、本発明の第９態様によれば、前記組立作業を表示する前記表示部を見る前記人の前記表示部に対する視野角情報を取得する視野角情報取得部と、
前記表示情報取得部で取得した前記画像の拡大率情報と前記視野角情報取得部で取得した前記視野角情報とのいずれか一方を選択する選択部とをさらに備え、
前記力情報補正部は、前記選択部で選択された情報を基に、前記選択された情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成する、
第１〜８の態様のいずれか１つに記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４５】
前記態様によれば、選択部で視野角情報が選択された場合には、視野角情報取得部と力情報補正部とにより視野角情報を基に力情報を補正するので、人又は表示部の位置が変わった場合においても、力情報を適切に補正することができ、正確な力を印加するように作業を行うことができる。
【００４６】
また、本発明の第１０態様によれば、前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得する表示部位置情報取得部と、
前記人の位置情報、及び、視線情報を取得する人位置情報取得部と、
前記表示部位置情報取得部から取得した前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報と前記人位置情報取得部から取得した前記人の位置情報、及び、視線情報とから前記視野角情報を算出する視野角情報算出部とを備えて、
前記視野角情報取得部は、前記視野角情報算出部で算出した前記視野角情報を取得する、
第９態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４７】
前記態様によれば、選択部で視野角情報が選択された場合には、表示部の推奨位置でなく、実際の表示部及び人の位置から視野角情報を視野角情報算出部で算出するので、表示部又は人の位置が変わった場合においても、力情報を適切に補正することができ、正確な力を印加するように作業を行うことができる。
【００４８】
また、本発明の第１１態様によれば、前記表示部に映る前記剛体対象物の大きさ情報を算出する対象物大きさ情報算出部と、
前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得する表示部位置情報取得部と、
前記人の位置情報、及び、視線情報を取得する人位置情報取得部と、
前記表示部位置情報取得部から取得した前記表示部の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報と、前記人位置情報取得部から取得した前記人の位置情報、及び、視線情報と、前記対象物大きさ情報算出部から取得した前記剛体対象物の大きさ情報とから前記表示部に映る前記剛体対象物に対する前記視野角情報を算出する対象物視野角情報算出部を備えて、
前記視野角情報取得部は、前記対象物視野角情報算出部で算出した前記視野角情報を取得する、
第９態様に記載のマスタスレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４９】
前記態様によれば、選択部で視野角情報が選択された場合には、表示部の大きさでなく、表示部に映し出された対象物の大きさから視野角情報を対象物視野角情報算出部で算出するので、実際に作業を行う対象物に対して力情報を適切に補正することができ、正確な力を印加するように作業を行うことができる。
【００５０】
また、本発明の第１２態様によれば、第１〜１１のいずれか１つの態様第記載のマスタスレーブロボットの制御装置と、
前記マスタスレーブロボットの制御装置で動作制御される前記スレーブアームと前記マスタアームと、
を備えるロボットを提供する。
【００５１】
前記態様によれば、表示部に表示された映像（画像）の拡大率などが変化した場合においても、人が見ている映像に対応した力提示を行うことができ、効率良くかつ正確に作業を行うことができる。すなわち、前記表示情報取得部から取得した映像の拡大率情報に基づいて力フィードバックする力情報を前記力情報補正部で補正することができる。つまり、映像の拡大率が変わっても、人が作業に必要な力を加えることができるように誘導することができる。
【００５２】
また、本発明の第１３態様によれば、剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御方法であって、
力情報取得部で、前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得し、
表示情報取得部で、前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得し、
力情報補正部で、前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成し、
力情報提示部で、前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示する、
マスタスレーブロボットの制御方法を提供する。
【００５３】
前記態様によれば、表示部に表示された映像（画像）の拡大率などが変化した場合においても、人が見ている映像に対応した力提示を行うことができ、効率良くかつ正確に作業を行うことができる。すなわち、前記表示情報取得部から取得した映像の拡大率情報に基づいて力フィードバックする力情報を前記力情報補正部で補正することができる。つまり、映像の拡大率が変わっても、人が作業に必要な力を加えることができるように誘導することができる。
【００５４】
また、本発明の第１４態様によれば、剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御プログラムであって、
力情報取得部で、前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得するステップと、
表示情報取得部で、前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得するステップと、
力情報補正部で、前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成するステップと、
力情報提示部で、前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示するステップと、
をコンピュータに実行させるための、マスタスレーブロボットの制御プログラムを提供する。
【００５５】
前記態様によれば、表示部に表示された映像（画像）の拡大率などが変化した場合においても、人が見ている映像に対応した力提示を行うことができ、効率良くかつ正確に作業を行うことができる。すなわち、前記表示情報取得部から取得した映像の拡大率情報に基づいて力フィードバックする力情報を前記力情報補正部で補正することができる。つまり、映像の拡大率が変わっても、人が作業に必要な力を加えることができるように誘導することができる。
【００５６】
また、本発明の第１５態様によれば、剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御用集積電子回路であって、
前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得する表示情報取得部と、
前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成する力情報補正部と、  前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示する力情報提示部と、
を備えるマスタスレーブロボットの制御用集積電子回路を提供する。
【００５７】
前記態様によれば、表示部に表示された映像（画像）の拡大率などが変化した場合においても、人が見ている映像に対応した力提示を行うことができ、効率良くかつ正確に作業を行うことができる。すなわち、前記表示情報取得部から取得した映像の拡大率情報に基づいて力フィードバックする力情報を前記力情報補正部で補正することができる。つまり、映像の拡大率が変わっても、人が作業に必要な力を加えることができるように誘導することができる。
【００５８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における、マスタスレーブロボット１００の制御装置１０１を含むマスタスレーブロボット１００の概要について説明する。
【００５９】
図１は、マスタスレーブロボット１００を使った微細部品８の挿入作業の様子を示す。
【００６０】
図１に示すように、例えば、工場内のセル生産で、テレビ、ＤＶＤレコーダ、又は携帯電話などの機器１０用のコネクタの挿入口９に、剛体対象物の一例としての微細部品８を取り付ける作業を例にとって説明する。
【００６１】
マスタスレーブロボット１００のスレーブアーム３は、機器１０が設置された作業台１１の上部もしくは壁面に設置され、機器１０の挿入口９に微細部品８を挿入する作業を行うロボットである。
【００６２】
スレーブアーム３の先端には、微細部品８を把持するハンド４が取り付けられている。
【００６３】
作業台１１には、カメラなどの撮像装置６が配置され、微細部品８及び挿入口９を拡大して撮像し、ディスプレイ７に、前記撮像した映像を映す。
【００６４】
力センサ５は、ハンド４の手首部に設置され、微細部品８が挿入口９又は機器１０に接触した際に生じる反力を測定する。
【００６５】
作業を行う人の一例としての作業者１は、撮像装置６で撮像された映像をディスプレイ７で確認しながらマスタアーム２を操作するとスレーブアーム３が動作する。さらに、力センサ５で計測した力を、スレーブアーム３からマスタアーム２へフィードバックすることで、作業者１は、微細部品８を直接操作している感覚でスレーブアーム３を操作することができる。
【００６６】
図２は、本発明の第１実施形態における、マスタスレーブロボット１００のブロック図を示す。図２において、マスタスレーブロボット１００は、マスタロボット１０２と、スレーブロボット１０３で構成されている。マスタロボット１０２は、マスタアーム２と、マスタアーム２の制御装置１０４とで構成されている。スレーブロボット１０３は、スレーブアーム３と、スレーブアーム３の制御装置１０５とで構成されている。
【００６７】
マスタアーム２の制御装置１０４は、スレーブアーム３の動作を生成し、スレーブロボット１０３で取得した力情報を補正して提示するマスタアーム２の制御装置である。スレーブアーム３の制御装置１０５は、スレーブアーム３の位置及び姿勢を制御するスレーブアーム３の制御装置である。
【００６８】
以下、この第１実施形態について詳細に説明する。
【００６９】
＜マスタアームの制御装置の説明＞
マスタアーム２の制御装置１０４は、マスタ制御装置本体部１０６と、マスタ周辺装置１０８とで構成されている。
【００７０】
＜スレーブアームの制御装置の説明＞
スレーブアーム３の制御装置１０５は、スレーブ制御装置本体部１０７と、スレーブ周辺装置１０９とで構成されている。
【００７１】
＜マスタ制御装置本体部の説明＞
マスタ制御装置本体部１０６は、マスタ動作情報取得部１１０と、表示情報取得部１１１と、マスタ動作情報補正部１１２と、力情報補正部１１３と、力情報提示部１１４とで構成されている。なお、スレーブ制御装置本体部１０７と、マスタ制御装置本体部１０６とでマスタスレーブロボット１００の制御装置１０１を構成して、スレーブアーム３とマスタアーム２とを動作制御している。
【００７２】
（マスタ動作情報取得部１１０）
マスタ動作情報取得部１１０は、マスタ入出力ＩＦ１１７からマスタアーム２の位置情報及び姿勢情報と、マスタ入出力ＩＦ１１７に内蔵されたタイマからの時間情報とが入力される。また、マスタ動作情報取得部１１０は、マスタ入出力ＩＦ１１７から取得した位置情報を時間情報で微分することによって、速度情報を取得する。また、マスタ動作情報取得部１１０は、姿勢情報を時間情報で微分することによって、角速度情報を取得する。図３に、マスタ動作情報取得部１１０で取得する時間情報と、位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報とを示す。これらの位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報とでマスタアーム２の動作情報（マスタ動作情報）を構成する。
【００７３】
マスタ動作情報取得部１１０は、取得したマスタアーム２の位置情報と、姿勢情報と、速度情報と、角速度情報と、時間情報とをマスタ動作情報補正部１１２に出力する。
【００７４】
（撮像装置６）
撮像装置６は、スレーブアーム３が行う作業を撮像し、主に、ハンド４と、微細部品８と、挿入口９との付近を撮像する。撮像装置６は、撮像時の拡大率を変更することができる。また、撮像装置６を設置する位置又は姿勢を変更することができる。撮像装置６を設置する場合は、いかなる位置又は姿勢で設置することも可能であるが、被写体（特にハンド４と、微細部品８と、挿入口９と）が重ならずに写る位置、姿勢、被写体の移動、及び、大きさが捉えられる位置及び姿勢が必要である。図４Ａ及び図４Ｂに示す例では、図４Ａの位置及び姿勢の方が、図４Ｂの位置及び姿勢よりも被写体が重ならずに写り、移動する変化も捉えることができる。ディスプレイ７に映し出された映像をそれぞれ図４Ｃ及び図４Ｄに示す。図４Ａの位置及び姿勢の方が、画面上のスレーブアーム３の移動及び微細部品８の大きさがよく見えることわかる。
【００７５】
撮像装置６は、撮像装置６で撮像した撮像画像情報（撮像した動画情報又は撮像した静止画情報）と、撮像時の拡大率情報と、撮像時の撮像装置６を設置する位置及び姿勢の情報である撮像装置位置情報とを、表示情報として表示情報取得部１１１に出力する。撮像装置位置情報は、図５に示すスレーブアーム２の座標系Σｂｓを用いて表現する。
【００７６】
また、撮像装置６は、図６に示すように作業者１がマスタアーム２を操作する方向（図６中の矢印Ａ）とディスプレイ７の画面上でスレーブアーム３が動く方向（図６中の矢印Ｂ）とが同じ方向になるように設置する。
【００７７】
なお、ここでは、撮像装置６として２次元撮像を行う撮像装置を主に対象としたが、様々な方向を撮像できるように、３次元撮像装置又は２台の撮像装置を用いる方法なども可能である。
【００７８】
（表示情報取得部１１１）
表示情報取得部１１１には、撮像装置６から、撮像画像情報と、拡大率情報と、撮像装置位置情報と、マスタ入出力ＩＦ１１７に内蔵されたタイマより時間情報とが入力される。表示情報取得部１１１から出力された撮像画像情報がディスプレイ７に画像として表示される。
【００７９】
図７に、撮像画像情報以外の表示情報取得部１１１が取得する、拡大率情報と、撮像装置位置情報（撮像装置の姿勢情報を含む）と、時間情報との一例を示す。また、撮像画像情報は、ディスプレイ７に映し出された画像そのもののことを表す。ここで、表示情報とは、撮像画像情報と、拡大率情報と、撮像装置位置情報とを表す。拡大率情報は、例えば、組立作業をディスプレイ７に表示するときの、実物に対する、ディスプレイ７での画像の拡大率情報である。
【００８０】
なお、表示情報取得部１１１は、マスタ入出力ＩＦ１１７を介して撮像装置６から撮像画像情報と、拡大率情報と、撮像装置位置情報とを取得することも可能である。
【００８１】
表示情報取得部１１１は、取得した拡大率情報と時間情報とを力情報補正部１１３に出力する。
【００８２】
また、拡大率情報に関して、対象物を撮像した際に、実際の対象物の大きさと画面上での対象物の大きさとが同じ大きさであるように拡大率を調整し、その拡大率を１とする。
【００８３】
なお、ここでは、実際の対象物の大きさと画面上の対象物の大きさとが同じ大きさになるときを拡大率１と基準としたが、他の拡大のときを拡大率１として基準とすることも可能である。例えば、最も縮小しているときを拡大率１とすることによって、対象物が壊れやすく、負荷をかけられない場合に力を大きく補正して、力を加えすぎないように防止することができ、大変有効である。また、最も拡大しているときを拡大率１とすることによって、作業に力が必要な場合に力を小さく補正して、大きく力を加えるように誘導することができ、有効である。このように、作業又は対象物に応じて、例えば作業者１によるマスタ入出力ＩＦ１１７からの入力に基づき、基準を変更することができる。
【００８４】
図７では、拡大率が時系列的に変わらない例を示したが、時系列的に拡大率が変わる例も可能である。例えば、微細部品８を把持した状態で広域に移動させる作業の後、コネクタへの組み付け作業を行う場合では、移動させる作業工程においては、広域を移すために、拡大率を低くする。組み付け作業を行う作業工程では、組み付け部分がよく見えるように、拡大率を高くする。このように、拡大率が時系列的に変化することも可能である。その場合の拡大率情報の一例を図８に示す。
【００８５】
（マスタ動作情報補正部１１２）
マスタ動作情報補正部１１２は、マスタ動作情報取得部１１０よりマスタアーム２の動作情報（マスタ動作情報）と時間情報とが入力される。取得したマスタアーム２の動作情報を基にサンプリング周期毎のマスタアーム２のハンド４の移動量を算出し、算出した移動量にゲインを掛け、補正マスタ動作情報（移動量指令値）としてスレーブ制御部１１６に出力する。
【００８６】
マスタ動作情報補正部１１２によるマスタアーム２のハンド４の移動量の算出方法について説明する。図３で表されるマスタアーム２の動作情報は、図９の原点Ｏｂを基準としたベース座標系Σｂにおける位置及び姿勢を表している。この動作情報を、ハンド４の原点Ｏｈを基準としたハンド座標系Σｈにおける移動量にマスタ動作情報補正部１１２で変換する。つまり、ベース座標系Σｂにおけるサンプリング周期毎の位置及び姿勢の移動量ｄｂに変換行列ｂＴｈをマスタ動作情報補正部１１２で掛けることによって、ハンド座標系Σｈにおけるサンプリング周期毎の位置及び姿勢の移動量ｄｈをマスタ動作情報補正部１１２で算出する。ここで、移動量ｄとは、時点ｔ０の位置及び姿勢ｐ０から１サンプリング時間経過した時点ｔ１での位置及び姿勢ｐ１との差を表し、ｄ＝Δｐ＝ｐ１−ｐ０である。
【００８７】
次に、マスタ動作情報補正部１１２による移動量指令値の算出方法を説明する。上述したハンド座標系Σｈにおけるサンプリング周期毎の位置及び姿勢の移動量ｄｈの各要素（位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び姿勢（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ））に対して、ゲインｋｄ（例えば、０．１）をマスタ動作情報補正部１１２で掛けることによって、補正マスタ動作情報（移動量指令値ｄｍ）をマスタ動作情報補正部１１２で算出する。ゲインｋｄは、スレーブアーム２の移動をマスタアーム２の移動に対して拡大する場合には、１より大きい値にマスタ動作情報補正部１１２で設定し、縮小する場合には、１より小さい値にマスタ動作情報補正部１１２で設定する。ゲインｋｄは、要素毎に定数をマスタ動作情報補正部１１２で設定することができ、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて、作業者１がマスタ動作情報補正部１１２に入力することができる。
【００８８】
図１０に補正マスタ動作情報と、時間情報との一例を示す。
【００８９】
マスタ動作情報補正部１１２は、算出した補正マスタ動作情報と、時間情報とをスレーブ制御部１１６に出力する。
【００９０】
（力情報補正部１１３）
力情報補正部１１３は、表示情報取得部１１１から拡大率情報と時間情報とが入力され、力情報取得部１１５より力情報と時間情報とが入力される。取得した拡大率情報を基に力情報を補正する。力情報の補正方法については、取得した拡大率情報にゲインを力情報補正部１１３で掛け、このようにして得られた値を、前記取得した力情報に力情報補正部１１３で掛けることによって、力情報を力情報補正部１１３で補正する。
【００９１】
ここでは、力情報補正部１１３において、拡大率情報が大きければ大きいほど、力情報を大きく補正するように補正力情報を生成する。このことは、作業者１が対象物を見る場合に、体積が大きい対象物の方が、重さが重いと先入観により判断する（シャルパンティエ効果（大きさ重さ錯覚））ため、拡大率が大きい場合の方が、対象物が大きく見え、対象物が重いとイメージしてしまう。その結果、同じ対象物に対して作業を行っている場合においても、拡大率が大きい場合の方が、重い対象物と判断し、大きな力を対象物に加えてしまう。このように、拡大率が変わった場合においても同じ大きさの力を対象物に加えられるように、拡大率情報を力情報に乗算した値に力情報を補正する。拡大率が大きい場合に、力情報を大きく補正することによって、対象物に加える力が拡大率にかかわらず同じになるように作業者１を誘導する。
【００９２】
一例として、図１のように微細部品８の挿入作業を行う場合において、撮像装置６の拡大率を変えながら作業を行う。例えば、挿入位置まで微細部品８を移動させる工程では、周りの治具などとの干渉をチェックしながら、おおまかに作業を行うので、画像を縮小して作業を行う。また、挿入作業を行う工程では、微細部品８及びコネクタ９の状態を詳細に確認しながら作業を行うので、画像を拡大して作業を行う。ここでは、拡大する場合と縮小する場合とを、それぞれ図を用いて説明する。
【００９３】
（Ｉ）画像を拡大して作業を行う場合
画像を拡大して作業を行う場合について、図１１を用いて説明する。図１１は、撮像装置６である拡大率で拡大して撮像した画像をディスプレイ７に映しており、作業者１はその画像を見ながらマスタアーム２を操作して作業を行う。このように作業をしているときに問題となるのが、作業者１は拡大されたハンド７及び微細部品８の映像を見ながら作業を行っているので、作業者１には微細部品８及びコネクタ９が実物よりも大きく見え、重い対象物とイメージしてしまう傾向がある。そのため、微細部品８とコネクタ９とが接触する際に、作業者１がマスタアーム２に対して大きな力を加えて大きな負荷を加えてしまうことがある。このような問題に対して、拡大率情報を力情報に掛けて力情報補正部１１３で補正し、補正された情報に基づき、後述する力情報提示部１１４でマスタアーム２及びディスプレイ７を介して作業者１に力を提示するようにする。このように構成することによって、作業者１が作業を行う（図１１中の矢印Ａの方向に押し下げる）際に、力センサ５で取得した力情報（図１１中のＦ０）より大きい力（図１１中のＦ１）をマスタアーム２及びディスプレイ７を介して作業者１に提示することとなる。そのため、作業者１は、接触度合が大きいと判断し、より小さな力で接触させようとするため、過負荷の生じない力をマスタアーム２に加えることができる。この例のように、作業を行うときに、負荷を加えてはいけない作業の場合において、力情報補正部１１３で拡大率情報を力情報に乗算することによって、作業者１は、拡大率情報に応じた適切な力を印加することができるように誘導される。
【００９４】
（ＩＩ）画像を縮小して作業を行う場合
画像を縮小して作業を行う場合について、図１２を用いて説明する。図１２は、撮像装置６で縮小して撮像した画像をディスプレイ７に映しており、作業者１はその画像を見ながらマスタアーム２を操作して作業を行う。このように作業をしているときに問題となるのが、作業者１は縮小されたハンド７及び微細部品８を見ながら作業を行っているので、作業者１には微細部品８及びコネクタ９が実物よりも小さく見え、軽い対象物とイメージしてしまう傾向がある。そのため、微細部品８とコネクタ９とが接触する際に、作業者１がマスタアーム２に対して、微細部品８をコネクタ９に挿入するのに必要な力を加えることができず、微細部品８をコネクタ９にしっかり挿入できないことがある。このような問題に対して、拡大率情報を力情報に掛けて力情報補正部１１３で補正し、補正された情報に基づき、後述する力情報提示部１１４でマスタアーム２及びディスプレイ７を介して作業者１に力を提示するようにする。このように構成することによって、作業者１が作業を行う（図１１中の矢印Ａの方向に押し下げる）際に、力センサ５で取得した力情報（図１２中のＦ０）より小さい力（図１２中のＦ１）をマスタアーム２及びディスプレイ７を介して作業者１に提示することとなる。そのため、作業者１は、接触度合が小さいと判断し、より大きな力で接触させようとするため、挿入に必要な力をマスタアーム２に加えることができる。この例のように、作業を行うときに、適切な力を印加することが必要な作業の場合において、力情報補正部１１３で拡大率情報を力情報に乗算することによって、作業者１は、拡大率情報に応じた適切な力を印加することができるように誘導される。
【００９５】
上述したように拡大率情報に対して補正係数としてゲインαを力情報補正部１１３で掛けた値を、前記取得した力情報に力情報補正部１１３で掛けることによって、補正力情報を力情報補正部１１３で生成する。ここで、ゲインαは、作業者１がマスタ入出力ＩＦ１１７を用いて力情報補正部１１３に入力することができる。
【００９６】
力情報補正部１１３は、生成した補正力情報と時間情報とを力情報提示部１１４に出力する。
【００９７】
なお、力補正を行う範囲を閾値で設定することも可能である。例えば、上限値の閾値を設定する場合は、設定した上限値の絶対値（例えば、１０Ｎ）を補正後の力の絶対値が超えると、補正後の力の絶対値を上限値の絶対値に力情報補正部１１３で修正する。また、下限値の閾値を設定する場合は、設定した下限値の絶対値（例えば、１Ｎ）を補正後の力の絶対値が下回ると、補正後の力の絶対値を補正前の力の絶対値に力情報補正部１１３で修正する。
【００９８】
なお、力補正のタイミングについて、作業開始時から作業終了時まで力情報補正部１１３で力補正を行う。また、拡大率情報を用いて、力補正をするかしないかを力情報補正部１１３で判断することも可能である。一例として、拡大率情報が、ある範囲（０．８〜１．２）を超えたと力情報補正部１１３で判断したときに力情報補正部１１３で補正を行い、ある範囲内であると力情報補正部１１３で判断したときは力情報補正部１１３で補正を行わない。このように範囲を設けて、力補正するかしないかを力情報補正部１１３で判断することによって、拡大率の誤差などの影響を省くことができ、力の補正が必要な作業時に補正を力情報補正部１１３でかけることができる。
【００９９】
なお、前記説明では、力情報補正部１１３により力情報の大きさを補正したが、力情報の更新の周期を力情報補正部１１３で補正する方法も可能である。上述した説明では、予め決められた一定の周期（例えば、１ｍｓｅｃ）で力情報を、表示情報取得部１１１で取得して力情報補正部１１３に入力し、力情報補正部１１３で更新している。それに対して、力情報補正部１１３で、更新の周期を、前記予め決められた周期よりも、速くしたり又は遅くしたり変更することもできる。具体的には、力情報の大きさを大きくしたい場合には、力情報の大きさを変えずに、力情報補正部１１３で力情報の更新周期を、前記予め決められた周期よりも遅くする。より具体的には、力情報の大きさを２倍にしたい場合には、力情報補正部１１３で例えば更新周期を２倍にする。一方、力情報の大きさを小さくしたい場合には、力情報の大きさを変えずに、力情報補正部１１３で力情報の更新周期を、前記予め決められた周期よりも速くする。より具体的には、力情報の大きさを１／２倍にしたい場合には、力情報補正部１１３で例えば更新周期を１／２倍にする。
【０１００】
力情報の更新周期を力情報補正部１１３で変更することが、力情報の大きさを力情報補正部１１３で変更することと同じ効果が得られる理由について、図１３のグラフを用いて説明する。図１３は、横軸が時間情報を表し、縦軸が力情報を表し、力情報の時系列データを表す。横軸の数字は時間情報を表す。力情報における黒丸は更新周期が１ｍｓｅｃのデータを表し、白丸は更新周期が２ｍｓｅｃのデータを表す。力情報をＦｋと表すと、更新周期が１ｍｓｅｃの場合はｋ＝１，２，３，…であり、更新周期が２ｍｓｅｃの場合はｋ＝２，４，６，…である。力情報の更新周期毎の変位をΔＦｋと表す。例えば、時間情報が２のときの力情報の更新周期毎の変位ΔＦ２について、更新周期が１ｍｓｅｃのときはΔＦ２＝Ｆ２−Ｆ１として算出し、更新周期が２ｍｓｅｃのときはΔＦ２＝Ｆ２−Ｆ０として算出する。よって、更新周期が１ｍｓｅｃのΔＦ２と比較して、更新周期が２ｍｓｅｃのΔＦ２は力情報の変位が大きくなる。この例のように、更新周期を遅くすると力情報の変位が大きくなるので、作業者１は力情報が大きくなったように感じる。これは、作業者が力覚を感じるときに力の変位を感じることに起因する。また、更新周期は、一例として、１〜５００ｍｓｅｃ程度とする。
【０１０１】
このように力情報を補正する際に、力情報の大きさを補正するのではなく、力情報の更新周期を補正することも可能である。補正する際に力情報の大きさは変化させないので、力情報を大きく変化させすぎてしまうことがない。また、力情報の大きさを補正することができないシステムの場合においても、力情報の大きさを補正することと同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
（力情報提示部１１４）
力情報提示部１１４は、力情報補正部１１３より補正力情報と時間情報とが入力される。力情報提示部１１４は、取得した補正力情報を、マスタ入出力ＩＦ１１７及びマスタモータドライバ１１８を介し、さらにマスタアーム２を介して作業者１に提示するために、補正力情報をマスタアーム２が出力できるように指令値を生成する。このとき、マスタアーム２を介して作業者１に提示すると同時に、提示する情報などをディスプレイ７に表示するようにしてもよい。
【０１０３】
指令値の生成方法について説明する。マスタアーム２として力制御可能なアームを使用する場合は、補正力情報をそのまま指令値として力情報提示部１１４で用いる。マスタアーム２として力制御ができず、位置制御が可能なアームを使用する場合は、フックの法則を用いて補正力情報を位置情報に力情報提示部１１４で変換し、変換した位置情報を力情報提示部１１４で指令値とする。
【０１０４】
力情報提示部１１４は、生成したマスタアーム２への指令値を、サンプリング周期毎に、マスタ入出力ＩＦ１１７及びマスタモータドライバ１１８を介してマスタアーム２に出力する。
【０１０５】
＜スレーブ制御装置本体部の説明＞
スレーブ制御装置本体部１０７は、力情報取得部１１５と、スレーブ制御部１１６とで構成されている。
【０１０６】
（力センサ５）
力センサ５は、図１に示すように、スレーブアーム３のハンド４の手首部に設置され、対象物が被対象物に接触した際に生じる反力を測定する。ここでは、力３軸トルク３軸の計６軸計測することができる力センサを使用する。なお、１軸以上計測可能な力センサなら任意の力センサを使用することができる。また、力センサ５は、例えば、ひずみゲージ式の力覚センサを用いることによって実現する。
【０１０７】
力センサ５で計測した力情報は、スレーブアーム３に外部から加えられた力情報として、力情報取得部１１５に出力する。
【０１０８】
（力情報取得部１１５）
力情報取得部１１５は、力センサ５から力情報と、スレーブ入出力ＩＦ１１９に内蔵されたタイマからの時間情報とが入力される。図１４に、力情報と、時間情報とを示す。
【０１０９】
なお、力情報取得部１１５は、スレーブ入出力ＩＦ１１９を介して力センサ５から力情報を取得することも可能である。
【０１１０】
力情報取得部１１５は、取得した力情報と、時間情報とを力情報補正部１１３に出力する。
【０１１１】
（スレーブ制御部１１６）
スレーブ制御部１１６は、マスタ動作情報補正部１１２から、補正マスタ動作情報と、時間情報とが入力される。スレーブ制御部１１６は、取得した補正マスタ動作情報に従い、スレーブアーム３が移動できるように、指令値を生成する。
【０１１２】
ここで、スレーブ制御部１１６による指令値の生成方法について説明する。スレーブ制御部１１６で取得した補正マスタ動作情報がハンド４の移動量に関する情報であるので、まず、スレーブアーム３のハンド４の座標系において、取得した移動量分移動する位置及び姿勢をスレーブ制御部１１６で算出する。スレーブ制御部１１６で算出したハンド４の座標系における位置及び姿勢について、スレーブアーム３のベース座標系における位置及び姿勢にスレーブ制御部１１６で変換する。次いで、変換したスレーブアーム３のベース座標系における位置及び姿勢に移動するような指令値をスレーブ制御部１１６で生成する。
【０１１３】
スレーブ制御部１１６は、生成したスレーブアーム３への指令値を、サンプリング周期毎に、スレーブ入出力ＩＦ１１９及びスレーブモータドライバ１２０を介して、スレーブアーム３に出力する。
【０１１４】
＜マスタ周辺装置の説明＞
マスタ周辺装置１０８は、マスタ入出力ＩＦ１１７と、マスタモータドライバ１１８とで構成されている。
【０１１５】
（マスタ入出力ＩＦ１１７）
マスタ入出力ＩＦ１１７は、力情報提示部１１４から入力された指令値をマスタモータドライバ１１８に出力する。また、マスタ入出力ＩＦ１１７は、マスタアーム２の各関節軸のエンコーダから入力された値から、マスタアーム２の位置情報及び姿勢情報をエンコーダ内部の演算部（図示せず）で求め、位置情報及び姿勢情報とマスタ入出力ＩＦ１１７に内蔵されたタイマからの時間情報とを、マスタ入出力ＩＦ１１７からマスタ動作情報取得部１１０に出力する。マスタ入出力ＩＦ１１７に内蔵されたタイマからの時間情報を表示情報取得部１１１に出力する。また、マスタ入出力ＩＦ１１７は、図１５に示すように、入力部１１７Ａと出力部１１７Ｂとによって構成される。入力部１１７Ａは、入力ＩＦとなっており、キーボード又はマウス又はタッチパネル又は音声入力などにより作業者１が項目を選択する場合、又は、キーボード又はマウス又はタッチパネル又は音声入力などにより作業者１が数字を入力する場合などに用いられる。出力部１１７Ｂは、出力ＩＦとなっており、取得した情報などを外部に出力する場合又はディスプレイ７などに表示する場合などに用いられる。
【０１１６】
（マスタモータドライバ１１８）
マスタモータドライバ１１８は、マスタ入出力ＩＦ１１７から取得した指令値を基に、マスタアーム２を制御するために、マスタアーム２の各関節軸のモータへの指令値をマスタアーム２に出力する。
【０１１７】
＜スレーブ周辺装置の説明＞
スレーブ周辺装置１０９は、スレーブ入出力ＩＦ１１９と、スレーブモータドライバ１２０とで構成されている。
【０１１８】
（スレーブ入出力ＩＦ１１９）
スレーブ入出力ＩＦ１１９は、スレーブ制御部１１６から入力された指令値をスレーブモータドライバ１２０に出力する。スレーブ入出力ＩＦ１１９に内蔵されたタイマからの時間情報を、力情報取得部１１５に出力する。また、スレーブ入出力ＩＦ１１９は、マスタ入出力ＩＦ１１７と同様に、図１５に示す構成の入力部１１９Ａと出力部１１９Ｂとによって構成される。入力部１１９Ａは、入力ＩＦとなっており、キーボード又はマウス又はタッチパネル又は音声入力などにより作業者１が項目を選択する場合、又は、キーボード又はマウス又はタッチパネル又は音声入力などにより作業者１が数字を入力する場合などに用いられる。出力部１１９Ｂは、出力ＩＦとなっており、取得した情報などを外部に出力する場合又はディスプレイ７などに表示する場合などに用いられる。
【０１１９】
（スレーブモータドライバ１２０）
スレーブモータドライバ１２０は、スレーブ入出力ＩＦ１１９から取得した指令値を基に、スレーブアーム３を制御するために、スレーブアーム３の各関節軸のモータへの指令値をスレーブアーム３に出力する。
【０１２０】
＜マスタアーム２の説明＞
マスタアーム２において、マスタ入出力ＩＦ１１７に内蔵されたタイマを利用して、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓｅｃ毎）に、マスタアーム２の動作情報をマスタアーム２の各エンコーダを用いてエンコーダ内部の演算部で求めて、マスタ入出力ＩＦ１１７に出力する。また、マスタアーム２は、マスタモータドライバ１１８からの指令値に従って制御される。
【０１２１】
マスタアーム２は、各関節にモータとエンコーダとが配置されてあり、所望の位置及び姿勢に制御することができる。ここでは、６関節を有する６自由度の多リンクマニピュレータとする。なお、マスタアーム２の関節数及び自由度は、第１実施形態の数に限られるわけではなく、１以上のいかなる数でも可能である。
【０１２２】
＜スレーブアームの説明＞
スレーブアーム３において、スレーブ入出力ＩＦ１１９に内蔵されたタイマを利用して、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓｅｃ毎）に、スレーブアーム３の動作情報をスレーブアーム３の各エンコーダを用いてエンコーダ内部の演算部で求めてスレーブ入出力ＩＦ１１９に出力する。また、スレーブアーム３は、スレーブモータドライバ１２０からの指令値に従って制御される。
【０１２３】
スレーブアーム３は、各関節にモータとエンコーダとがあり、所望の位置及び姿勢に制御することができる。ここでは、スレーブアーム３は、６関節を有する６自由度の多リンクマニピュレータとする。なお、スレーブアーム３の関節数及び自由度は、第１実施形態の数に限られるわけではなく、１以上のいかなる数でも可能である。
【０１２４】
＜フローチャート＞
第１実施形態のマスタスレーブロボット１００の操作手順を、図１６及び図１７のフローチャートを用いて説明する。
【０１２５】
図１６は、第１実施形態のマスタスレーブロボット１００の操作の一例を示す。
【０１２６】
まず、ステップＳ２０１では、作業者１がディスプレイ７に映し出された画像を見ながら、マスタアーム２を把持し、操作し、ステップＳ２０２に進む。
【０１２７】
次に、ステップＳ２０２では、マスタ動作情報補正部１１２において、取得したマスタ動作情報を補正し、スレーブアーム３が移動するための補正マスタ動作情報を生成し、ステップＳ２０３に進む。
【０１２８】
次に、ステップＳ２０３では、スレーブ制御部１１６は、マスタ動作情報補正部１１２から取得した補正マスタ動作情報に従い、スレーブアーム３が移動できるように、指令値を生成する。スレーブ制御部１１６は、生成したスレーブアーム３への指令値を、サンプリング周期毎に、スレーブ入出力ＩＦ１１９及びスレーブモータドライバ１２０を介して、スレーブアーム３に出力して、スレーブアーム３が移動して作業を行い、ステップＳ２０４に進む。
【０１２９】
次に、ステップＳ２０４では、スレーブアーム３の手先に取り付けられた力センサ５で作業時に生じる力情報を検出し、検出した力情報を力情報取得部１１５で取得し、ステップＳ２０５に進む。
【０１３０】
次に、ステップＳ２０５では、力情報取得部１１５で取得した力情報と表示情報取得部１１１で取得した拡大率情報とに基づいて、拡大率情報で力情報を力情報補正部１１３で補正して補正力情報を力情報補正部１１３で生成し、ステップＳ２０６に進む。
【０１３１】
次に、ステップＳ２０６では、力情報補正部１１３で生成した補正力情報に従い、力情報提示部１１４では、マスタ入出力ＩＦ１１７を介して、マスタアーム２が力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０１３２】
これで、一連の操作を終了する。
【０１３３】
図１７では、図１６で表されるフローチャートのステップＳ２０４の力情報取得と、ステップＳ２０５の補正力情報生成と、ステップＳ２０６の力提示とについて、詳しく説明する。
【０１３４】
まず、ステップＳ３０１では、表示情報取得部１１１において表示情報を取得し、ステップＳ３０２に進む。
【０１３５】
次に、ステップＳ３０２では、力情報取得部１１５において力情報を取得し、ステップＳ３０３に進む。
【０１３６】
次に、ステップＳ３０３では、力情報補正部１１３において、力情報取得部１１５から取得した力情報に対して、拡大率情報を掛け、画面上の情報に補正した補正力情報を生成し、ステップＳ３０４に進む。
【０１３７】
次に、ステップＳ３０４では、力情報提示部１１４において、力情報補正部１１３から取得した補正力情報に従い、マスタアーム２への指令値を生成し、マスタ入出力ＩＦ１１７及びマスタモータドライバ１１８を介してマスタアーム２で力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０１３８】
（変形例）
図１８は本発明の第１実施形態の変形例のブロック図である。第１実施形態の変形例として、マスタスレーブロボット１００のマスタ制御装置１０６において、表示制御部１２１と表示部１２２とを追加して備えるように構成することもできる。
【０１３９】
（表示制御部１２１）
表示制御部１２１は、表示情報取得部１１１から撮像画像情報と、拡大率情報と、撮像装置位置情報と、マスタ入出力ＩＦ１１７に内蔵されたタイマより時間情報とが入力される。
【０１４０】
表示制御部１２１は、表示情報取得部１１１から取得した撮像画像を拡大又は縮小又はトリミングを行い、表示部１２２に出力する。表示部１２２に出力する撮像画像は、表示制御部１２１の内部記憶部（図示せず）に記憶されている。よって、表示制御部１２１で拡大又は縮小又はトリミングを行ったのちに表示制御部１２１から表示部１２２に出力する撮像画像を、撮像画像情報として内部記憶部に記憶させて、撮像画像を更新する。また、拡大又は縮小を行った際の拡大率も表示制御部１２１の内部記憶部に記憶されている。よって、拡大又は縮小を行った際の拡大率を、表示情報取得部１１１から取得した拡大率情報に表示制御部１２１で掛けることによって取得する値を、拡大率情報として内部記憶部に記憶させて、拡大率情報を更新する。このようにして得られた拡大率情報と、マスタ入出力ＩＦ１１７に内蔵されたタイマからの時間情報とを、表示制御部１２１は力情報補正部１１３に出力する。また、表示制御部１２１は、撮像画像情報を表示部１２２に出力する。
【０１４１】
（表示部１２２）
表示部１２２は、表示制御部１２１から撮像画像情報が入力される。入力された撮像画像情報をディスプレイ（表示部１２２の画面）７に表示する。
【０１４２】
このように表示制御部１２１及び表示部１２２が追加されることによって、撮像装置６で取得した画像を加工してディスプレイ７に出力する場合においても、拡大率情報に応じて力情報を補正することができる。
【０１４３】
《第１実施形態の効果》
画面上の対象物の大きさに起因する作業者１の現実とは異なる先入観が生じた場合においても、撮像装置６の拡大率情報に対応して力情報を力情報補正部１１３で補正し、力情報提示部１１４で力提示を行うことによって、作業者１が作業を正確に行うことができる。すなわち、作業者１が映像を見ながら操作するマスタスレーブロボット１００において、拡大率などが変化した場合においても、見ている映像に対応した力提示を行うことができ、作業者１は正確にかつ効率良く作業ができる。
【０１４４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態における、マスタスレーブロボット１００Ｂの制御装置１０１Ｂを含むマスタスレーブロボット１００Ｂの概要について説明する。図１９Ａは、本発明の第２実施形態における、マスタスレーブロボット１００Ｂのブロック図を示す。本発明の第２実施形態のマスタロボット１０２Ｂにおけるマスタアーム２と、マスタ周辺装置１０８と、マスタ制御装置１０６Ｂのうちのマスタ動作情報取得部１１０と表示情報取得部１１１とマスタ動作情報補正部１１２と力情報補正部１１３と力情報提示部１１４と、スレーブロボット１０３とは第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分（大きさ情報算出部１２３と、対象物情報記憶部１２４と、拡大率情報算出部１２５と）についてのみ、以下、詳細に説明する。なお、スレーブ制御装置本体部１０７と、マスタ制御装置本体部１０６Ｂとでマスタスレーブロボット１００Ｂの制御装置１０１Ｂを構成して、スレーブアーム３とマスタアーム２とを動作制御している。マスタロボット１０２Ｂは、マスタアーム２と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｂとで構成されている。
【０１４５】
（大きさ情報算出部１２３）
大きさ情報算出部１２３は、表示情報取得部１１１より撮像画像情報と、時間情報とが入力される。大きさ情報算出部１２３は、取得した表示情報を基に、ディスプレイ７の画面上での微細部品８及び挿入口９の大きさ情報を算出する。
【０１４６】
大きさ情報算出部１２３による大きさ情報の算出方法について説明する。ここでは、大きさ情報算出部１２３において、画像処理を用いて、画面上での対象物の大きさ情報を測定（算出）する。大きさ情報を測定（算出）する際に、画面上での対象物の長さ情報又は面積情報を大きさ情報算出部１２３で測定（算出）する。長さ情報か又は面積情報かの選択は、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて作業者１が大きさ情報算出部１２３に入力する。長さ情報は、図２０に示すような画面上では、微細部品８の一辺の長さＡ及びＢを表すとともに、挿入口９の一辺の長さＣ及びＤを表す。また、面積情報は、画面上での微細部品８及び挿入口９の面積を表す。
【０１４７】
図２１に大きさ情報と、時間情報との一例を示す。
【０１４８】
大きさ情報算出部１２３は、算出した大きさ情報と、時間情報とを拡大率情報算出部１２５に出力する。
【０１４９】
（対象物情報記憶部１２４）
対象物情報記憶部１２４は、微細部品８及び挿入口９の実際の大きさ情報を、対象物情報として記憶する。実際の大きさ情報は、作業者１がマスタ入出力ＩＦ１１７を用いて対象物情報記憶部１２４に入力する。図２２Ａに対象物情報の一例を示す。対象物情報記憶部１２４は、対象物情報を拡大率情報算出部１２５に出力する。
【０１５０】
また、対象物情報記憶部１２４で記憶された対象物情報が複数個ある場合がある。例えば、図２２Ｂで示されるように部品又は挿入口が複数ある場合である。このような場合は、図１９Ｂのブロック図に示すように、対象物情報記憶部１２４と拡大率情報算出部１２５との間に対象物情報識別部１２８を設ける。
【０１５１】
対象物情報識別部１２８は、対象物情報記憶部１２４で記憶された複数の対象物情報から、使用されている１つの部品を識別し、その識別した部品の対象物情報を、拡大率情報算出部１２５に出力する。識別方法は、使用部品の型番号を用いて識別する方法、又は、部品にバーコードを取り付け、バーコードリーダを用いてバーコードを読み取って部品を識別する方法などを用いることによって、対象物情報識別部１２８で識別する。機器１０の挿入口９も、部品と同様な識別方法で対象物情報識別部１２８により識別できる。
【０１５２】
（拡大率情報算出部１２５）
拡大率情報算出部１２５は、大きさ情報算出部１２３より大きさ情報と時間情報とが入力され、対象物情報記憶部１２４より対象物情報の長さ情報又は面積情報が入力される。拡大率情報算出部１２５は、取得した大きさ情報と対象物情報の長さ情報又は面積情報とを基に、拡大率情報を算出する。拡大率情報の算出方法は、大きさ情報算出部１２３から取得した大きさ情報に対して、大きさ情報に対応する対象物情報の長さ情報又は面積情報を除算することによって、拡大率情報を拡大率情報算出部１２５で算出する。図２１の大きさ情報と図２２Ａの対象物情報の長さ情報又は面積情報の例を用いると、図２１の大きさ情報である微細部品面積１２５ｍｍ２に対して、図２２Ａの対象物情報の面積情報の一例としての微細部品面積２０ｍｍ２を除算し、拡大率情報６．２５を拡大率情報算出部１２５で算出する。
【０１５３】
図２３Ａ及び図２３Ｂに拡大率情報と、時間情報との一例を示す。
【０１５４】
拡大率情報算出部１２５は、算出した拡大率情報と、時間情報とを力情報補正部１１３に出力する。
【０１５５】
なお、対象物情報識別部１２８から識別情報が拡大率情報算出部１２５に入力されている場合には、識別情報に基づいて、対象物情報記憶部１２４から所望の部品又は挿入口９の情報を取得する。その場合、対象物情報記憶部１２４からの対象物情報を、対象物情報識別部１２８を介して、拡大率情報算出部１２５に出力される。
【０１５６】
＜フローチャート＞
第２実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｂの操作手順を、図２４のフローチャートを用いて説明する。
【０１５７】
第２実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｂの操作の一例は、その一部が図１６と同様である。ここでは、図１６で表されるフローチャートのステップＳ２０４の力情報取得と、ステップＳ２０５の補正力情報生成と、ステップＳ２０６の力提示とについて、図２４を用いて説明する。
【０１５８】
まず、ステップＳ３０１では、表示情報取得部１１１において表示情報を取得し、ステップＳ３０５に進む。
【０１５９】
次に、ステップＳ３０５では、大きさ情報算出部１２３において大きさ情報を算出し、対象物情報記憶部１２４から対象物情報を取得し、ステップＳ３０６に進む。
【０１６０】
次に、ステップＳ３０６では、拡大率情報算出部１２５において、大きさ情報算出部１２３から取得した大きさ情報と対象物情報記憶部１２４から取得した対象物情報とを用いて拡大率情報を算出する際に、長さ情報を使用するかどうか選択する。長さ情報を使用する場合はステップＳ３０７に進み、長さ情報を使用せず面積情報を使用する場合はステップＳ３０８に進む。
【０１６１】
次に、ステップＳ３０７では、拡大率情報算出部１２５において、取得した大きさ情報と対応する対象物情報の長さ情報を大きさ情報算出部１２３から取得して、ステップＳ３０９に進む。
【０１６２】
次に、ステップＳ３０８では、拡大率情報算出部１２５において、取得した大きさ情報と対応する対象物情報の面積情報を大きさ情報算出部１２３から取得して、ステップＳ３０９に進む。
【０１６３】
ステップＳ３０９では、拡大率情報算出部１２５において、大きさ情報を対象物情報の長さ情報又は面積情報で除算することによって拡大率情報を算出して、ステップＳ３０２に進む。
【０１６４】
次に、ステップＳ３０２では、力情報取得部１１５において力センサ５から力情報を取得し、ステップＳ３０３に進む。
【０１６５】
次に、ステップＳ３０３では、力情報補正部１１３において、力情報取得部１１５から取得した力情報に対して、拡大率情報算出部１２５から取得した拡大率情報を掛け、画面上の情報に補正した補正力情報を生成し、ステップＳ３０４に進む。
【０１６６】
次に、ステップＳ３０４では、力情報提示部１１４において、力情報補正部１１３から取得した補正力情報に従い、マスタアーム２への指令値を生成し、マスタ入出力ＩＦ１１７及びマスタモータドライバ１１８を介してマスタアーム２で力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０１６７】
《第２実施形態の効果》
撮像装置６の拡大率情報を直接用いず、画面上の対象物の大きさ情報と実際の対象物の大きさ情報とを用いて拡大率情報を拡大率情報算出部１２５で算出することによって、撮像装置６の位置及び姿勢によって対象物の映り方が異なる場合にも対応でき、作業者１が作業を正確に行うことができる。
【０１６８】
（第３実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態では、力情報を補正することによって、拡大率に応じた操作を可能としている。第３実施形態では、力フィードバックにおける力情報の補正に加えて、動作情報を補正することによって、拡大率に応じた操作を可能とする。
【０１６９】
本発明の第３実施形態における、マスタスレーブロボット１００Ｃの制御装置１０１Ｃを含むマスタスレーブロボット１００Ｃの概要について説明する。図２５は、本発明の第３実施形態における、マスタスレーブロボット１００Ｃのブロック図を示す。本発明の第３実施形態のマスタロボット１０２Ｃにおけるマスタアーム２と、マスタ周辺装置１０８と、マスタ制御装置１０６Ｃのうちのマスタ動作情報取得部１１０と力情報補正部１１３と力情報提示部１１４と、スレーブロボット１０３とは第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分（表示情報取得部１２６とマスタ動作情報補正部１２７）についてのみ、以下、詳細に説明する。なお、スレーブ制御装置本体部１０７と、マスタ制御装置本体部１０６Ｃとでマスタスレーブロボット１００Ｃの制御装置１０１Ｃを構成して、スレーブアーム３とマスタアーム２とを動作制御している。マスタロボット１０２Ｃは、マスタアーム２と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｃとで構成されている。
【０１７０】
力情報補正部１１３における力フィードバックの力情報の補正方法も第１実施形態と同様である。ここでは、追加の補正方法である、動作情報の補正方法について詳細を説明する。
【０１７１】
（表示情報取得部１２６）
表示情報取得部１２６は、第１実施形態の表示情報取得部１１１に代えて、制御装置１０４Ｃに備えられ、第１実施形態における表示情報取得部１１１では、取得した拡大率情報と時間情報とを力情報補正部１１３に出力していたが、表示情報取得部１２６では、取得した拡大率情報と時間情報とをマスタ動作情報補正部１２７に出力する。
【０１７２】
（マスタ動作情報補正部１２７）
マスタ動作情報補正部１２７は、第１実施形態のマスタ動作情報補正部１１２に代えて制御装置１０４Ｃに備えられ、第１実施形態におけるマスタ動作情報補正部１１２の機能に加えて、拡大率情報を基にマスタ動作情報を補正する機能を有する。
【０１７３】
マスタ動作情報補正部１２７は、表示情報取得部１２６から拡大率情報と時間情報とが入力され、マスタ動作情報取得部１１０よりマスタ動作情報と時間情報とが入力される。マスタ動作情報補正部１２７は、表示情報取得部１２６から取得した拡大率情報を基にマスタ動作情報を補正する。マスタ動作情報の補正方法については、マスタ動作情報取得部１１０から取得したマスタ動作情報を、マスタ動作情報取得部１１０から取得した拡大率情報でマスタ動作情報補正部１２７で割り、その結果得られた値に対してもゲインをマスタ動作情報補正部１２７で掛けることによって、マスタ動作情報をマスタ動作情報補正部１２７で補正する。
【０１７４】
つまり、拡大率情報が大きければ大きいほど、マスタ動作情報が小さくなるように、マスタ動作情報補正部１２７で補正する。これは、第１実施形態の力情報補正部１１３において、拡大率情報が大きければ大きいほど、力情報が大きくなるように、マスタ動作情報補正部１２７で補正することに対応する。第１実施形態の力情報補正部１１３では、拡大率が大きい場合に、力情報を大きく補正することによって、対象物に加える力が拡大率にかかわらず同じになるように作業者１を誘導する。マスタ動作情報補正部１２７では、拡大率が大きい場合に、マスタ動作情報を小さくなるように、マスタ動作情報補正部１２７で補正することによって、対象物に加える力が拡大率にかかわらず同じになるように制御する。同様に、拡大率が小さい場合には、マスタ動作情報を大きくなるように、マスタ動作情報補正部１２７で補正することによって、対象物に加える力が拡大率にかかわらず同じになるように制御する。
【０１７５】
マスタ動作情報の補正方法は、マスタ動作情報に対して拡大率情報で除算することによってマスタ動作情報補正部１２７で算出する。マスタ動作情報を拡大率情報で除算した情報に対してゲインβを掛けることによって、補正マスタ動作情報をマスタ動作情報補正部１２７で生成する。ここで、ゲインβは、作業者１がマスタ入出力ＩＦ１１７を用いて入力することができる。
【０１７６】
＜フローチャート＞
第３実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｃの操作手順を、図２６のフローチャートを用いて説明する。
【０１７７】
第３実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｃの操作の一例は、その一部が図１６と同様である。ここでは、図１６で表されるフローチャートのステップＳ２０１の作業者１がマスタアームを操作と、ステップＳ２０２の補正マスタ動作情報生成と、ステップＳ２０３のスレーブアーム移動とについて、図２６を用いて説明する。
【０１７８】
まず、ステップＳ３０１では、表示情報取得部１２６において表示情報を取得し、ステップＳ３１０に進む。
【０１７９】
次に、ステップＳ３１０では、マスタ動作情報取得部１１０においてマスタ動作情報を取得し、ステップＳ３１１に進む。
【０１８０】
次に、ステップＳ３１１では、マスタ動作情報補正部１２７において、マスタ動作情報取得部１１０から取得したマスタ動作情報に対して、拡大率情報を除算し、画面上の情報に補正した補正マスタ動作情報を生成し、ステップＳ３１２に進む。
【０１８１】
次に、ステップＳ３１２では、スレーブ制御部１１６において、マスタ動作情報補正部１２７から取得した補正マスタ動作情報に従いスレーブアーム３への指令値を生成する。スレーブ制御部１１６は、生成したスレーブアーム３への指令値を、サンプリング周期毎に、スレーブ入出力ＩＦ１１９及びスレーブモータドライバ１２０を介して、スレーブアーム３に出力して、スレーブアーム３が移動して作業を行う。
【０１８２】
（変形例）
第３実施形態の変形例として、対象物が柔軟物の場合について説明する。この変形例の場合、マスタ動作情報補正部１２７の補正方法が先の実施形態とは異なっている。上述した第３実施形態においては、拡大率情報が大きければ大きいほど、マスタ動作情報を小さく補正している。具体的には、マスタ動作情報に対して拡大率情報を除算することによって、マスタ動作情報を補正している。
【０１８３】
ここでは、拡大率情報が大きければ大きいほど、マスタ動作情報を大きくなるように、マスタ動作情報補正部１２７で補正する。具体的には、マスタ動作情報に対して拡大率情報をマスタ動作情報補正部１２７で乗算することによって、マスタ動作情報をマスタ動作情報補正部１２７で補正する。これは、作業者１は柔軟な対象物が拡大されて見えると、変形している際に大きく変形しているように見え、作業者１が大きく力を加えていると判断し、作業に必要な力より小さな力しか加えないという問題を解消するためである。つまり、拡大率が大きくなると、作業者１は、必要な力より小さな力しか加えないことが生じるので、拡大率が大きい場合は、スレーブアーム３が大きく移動するように、この変形例にかかるマスタスレーブロボットの制御装置で制御し、必要な力を加えるようにする。一方で、拡大率が小さい場合は、スレーブアーム３が小さく移動するように、この変形例にかかるマスタスレーブロボットの制御装置で制御する。
【０１８４】
以下、図２７Ａ及び図２７Ｂを用いて説明する。図２７Ａは拡大率情報が大きい場合を示し、図２７Ｂは拡大率情報が小さい場合を示す。図２７Ａと図２７Ｂとの微細部品８の挿入口９への実際の力は同じ大きさの力が加わっているが、作業者１は、図２７Ａの方が大きく変形しているため、図２７Ａの場合の方が小さな力しか加えない。一方で、図２７Ｂは、図２７Ａと比較すると、作業者１は大きな力を加える。よって、これらを同じ大きさの力で作業を行うようにするために、図２７Ａの拡大率情報が大きい場合は、スレーブアーム３が大きく移動するように、マスタ動作情報をマスタ動作情報補正部１２７で補正する。図２７Ｂの拡大率情報が小さい場合は、スレーブアーム３が小さく移動するように、マスタ動作情報をマスタ動作情報補正部１２７で補正する。
【０１８５】
また、対象物が柔軟物の場合においても、ディスプレイ７の画面上で柔軟物の変形がない場合は、拡大率情報が大きければ大きいほど、マスタ動作情報を小さくなるようにマスタ動作情報補正部１２７で補正する。これは、対象物が柔軟物の場合であっても、画面上で変形が見えない場合は、上述した変形による作業者１の力の感じ方の変化が生じず、大きさの先入観による力の感じ方の変化のみ生じるためである。
【０１８６】
《第３実施形態の効果》
力フィードバックにおける力情報の補正に加えて、マスタ動作情報をマスタ動作情報補正部１２７で補正するので、力情報を補正できないシステムでも使用することができる。また、スレーブの動作を制御するので、所望の操作を行いやすい。
【０１８７】
（第４実施形態）
第１実施形態では、剛体の対象物に対して力情報を補正することによって、拡大率に応じた操作を可能としている。第４実施形態では、剛体の対象物ではなく、柔軟物の対象物に対して力情報を補正することによって、拡大率に応じた操作を可能とする。
【０１８８】
本発明の第４実施形態における、マスタスレーブロボット１００Ｄの制御装置１０１Ｄを含むマスタスレーブロボット１００Ｄの概要について説明する。図２８は、本発明の第４実施形態における、マスタスレーブロボット１００Ｄのブロック図を示す。本発明の第４実施形態のマスタロボット１０２Ｄにおけるマスタアーム２と、マスタ周辺装置１０８と、マスタ制御装置１０６Ｄのうちのマスタ動作情報取得部１１０と表示情報取得部１１１とマスタ動作情報補正部１１２と力情報補正部１１３と力情報提示部１１４と、スレーブロボット１０３とは第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分（変形情報算出部１２９）についてのみ、以下、詳細に説明する。なお、スレーブ制御装置本体部１０７と、マスタ制御装置本体部１０６Ｄとでマスタスレーブロボット１００Ｄの制御装置１０１Ｄを構成して、スレーブアーム３とマスタアーム２とを動作制御している。マスタロボット１０２Ｄは、マスタアーム２と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｄとで構成されている。
【０１８９】
（変形情報算出部１２９）
変形情報算出部１２９には、表示情報取得部１１１より撮像画像情報と、拡大率情報と、撮像装置位置情報と、時間情報とが入力される。変形情報算出部１２９は、入力された撮像画像情報を基に対象物が変形しているか、変形していないかを検出し、変形している場合は力情報を補正しないよう力情報補正部１１３に指令し、変形していない場合は拡大率情報に基づいて力情報を補正するよう力情報補正部１１３に指令する。
【０１９０】
まず、変形情報算出部１２９による対象物の変形の検出方法について説明する。ここでは、画像処理技術を用いて変形量を変形情報算出部１２９で算出する。
【０１９１】
柔軟物の微細部品８の挿入作業について、図２９Ａ、図２９Ｂ、及び、図２９Ｃを用いて説明する。図２９Ａ〜図２９Ｃは、ディスプレイ７の画面上で挿入方向にハンド４で把持した微細部品８が進み、コネクタ９に挿入している状態を示す。ただし、微細部品８の変形がわかりやすいように、ディスプレイ７に映し出される表示画像について、図１と比較して挿入方向を約９０度回転させて表示している。図２９Ａは、微細部品８とコネクタ９とが接触していない状態を示す。図２９Ｂは、微細部品８とコネクタ９とが接触した時点である。図２９Ｃは、コネクタ９に微細部品８を挿入し、微細部品８が曲がっている時点である。表示情報取得部１１１から入力された撮像画像情報を基に、画像処理を用いて、変形情報算出部１２９で、微細部品８の端点Ａ及び端点Ｂを検出する。検出した端点Ａ及び端点Ｂとの挿入方向での距離を変形情報算出部１２９で検出する。図２９Ｃでは、端点Ａと端点Ｂとの破線で示される直線の距離Ｌ１を変形情報算出部１２９で検出する。検出した距離を用いて、微細部品８が曲がっていない時点の距離Ｌ１０からの変化分を画面上柔軟物変形情報として変形情報算出部１２９で検出する。微細部品８が曲がっていない時点における端点Ａ、端点Ｂとの挿入方向での距離Ｌ１を図２９Ａや図２９Ｂの時点でキャリブレーションする必要がある。具体的には、図２９Ａや図２９Ｂの時点における距離Ｌ１を初期距離Ｌ１０として変形情報算出部１２９で内部記憶部（図示せず）に記憶する。
【０１９２】
また、微細部品８の挿入作業以外でも、例えば、剛体の医療器具を柔軟物の臓器に挿入する作業のような、対象物が剛体であり、被対象物が柔軟物である場合においても、変形情報算出部１２９で算出することが可能である。図３０Ａ、図３０Ｂ、及び、図３０Ｃを用いて説明する。図３０Ａ〜図３０Ｃは、ディスプレイ７の画面上で挿入方向にハンド４で把持した剛体対象物１２が柔軟被対象物１３に向かって進み、剛体対象物１２を柔軟被対象物１３に挿入している状態である。ただし、柔軟被対象物１３の変形がわかりやすいように、ディスプレイ７に映し出される表示画像について、図１と比較して、挿入方向を約９０度回転させて表示している。図３０Ａは、剛体対象物１２と柔軟被対象物１３とが接触していない。図３０Ｂは、剛体対象物１２と柔軟被対象物１３とが接触した時点である。図３０Ｃは、柔軟被対象物１３に剛体対象物１２を挿入し、柔軟被対象物１３が曲がっている時点である。画面上において画像処理を用いて、剛体対象物１２が柔軟被対象物１３に接している面の縁Ａを変形情報算出部１２９で検出する。検出した縁Ａの挿入方向に対する変形した距離Ｌ２を変形情報算出部１２９で計測する。このとき、計測する距離としては、縁Ａにおいて剛体対象物１２が接している部分の変形している距離を変形情報算出部１２９で計測する。検出した距離を用いて、柔軟被対象物１３が曲がっていない時点の距離Ｌ２０からの変化分を画面上柔軟物変形情報として変形情報算出部１２９で検出する。柔軟被対象物１３が曲がっていない時点における縁Ａの挿入方向での位置を図３０Ａ又は図３０Ｂの時点でキャリブレーションする必要がある。具体的には、図３０Ａ又は図３０Ｂの時点における距離Ｌ２を初期距離Ｌ２０として変形情報算出部１２９で内部記憶部に記憶する。なお、計測する距離Ｌ２の算出方法として、縁Ａの最も変形している部分の距離又は変形している部分の距離の平均値などを変形情報算出部１２９で計測することも可能である。具体的に、図３１Ａ及び図３１Ｂを用いて説明する。最も変形している部分とは、図３１Ａに示す破線から縁までの距離が最も長い部分のことを示し、ここでは、図示している距離Ｌ２を変形量とする。変形している部分の距離の平均値とは、図３１Ｂの縁Ａにおいて、一定間隔ごとに破線からの距離を変形情報算出部１２９で求め、変形情報算出部１２９において、それらの平均値を変形量とする。
【０１９３】
また、図２９Ｃの距離Ｌ１と図３０Ｃの距離Ｌ２との両方が存在した場合には、変形情報算出部１２９で、様々な方法を用いることができる。第一に、変形情報算出部１２９において、Ｌ１とＬ２との和を変形量とする。この方法を用いることによって、変形情報算出部１２９で変形量が大きく算出されるので、作業者１が距離Ｌ１と距離Ｌ２との変形を見ながら作業を行っている場合に有効である。第二に、変形情報算出部１２９において、距離Ｌ１と距離Ｌ２とを比較し、大きいほうの値を変形量として用いる。この方法を用いることによって、作業者１が変形量の大きいほうを見ながら作業を行っている場合に有効である。また、これらの方法に加えて、変形量を算出する際に、閾値（例えば、１ｍｍ）を変形情報算出部１２９で設定し、その閾値を超えていない場合は、変形情報算出部１２９で変形量を０とするなどして、変形量を算出する際の計測誤差及び推定誤差を省くことも可能である。
【０１９４】
次に、上述した方法で算出した変形量を用いて、変形しているか、変形していないかを変形情報算出部１２９で判定する。ここでは、閾値を用いて、変形量が閾値（例えば、１０ｍｍ）を上回る場合は変形していると変形情報算出部１２９で判断し、変形量が閾値を下回る場合は変形していないと変形情報算出部１２９で判断する。閾値は、作業者１がマスタ入出力ＩＦ１１７を用いて変形情報算出部１２９に入力する。変形していると変形情報算出部１２９で判断した場合は、力情報を補正しない指令値（例えば、拡大率情報１）を変形情報算出部１２９から力情報補正部１１３に出力する。変形していないと変形情報算出部１２９で判断した場合は、変形情報算出部１２９で、表示情報取得部１１１から取得した拡大率情報を、変形情報算出部１２９から力情報補正部１１３に出力する。
【０１９５】
これは、対象物が柔軟物である場合においても、ディスプレイ７の画面上で変形が見えない場合は、第１実施形態で説明した拡大率情報に起因する先入観によって、作業者１が適切な力で作業を行うことができなくなるためである。そのため、このような場合は、第１実施形態と同様に、拡大率情報が大きければ大きいほど、力情報を大きくなるように力情報補正部１１３で補正する。一方で、対象物が柔軟物である場合において、ディスプレイ７の画面上で変形が見える場合は、上述した先入観による作業効率の低下は生じない。そのため、このような場合は、拡大率情報が大きければ大きいほど力情報を大きく補正する、という補正は力情報補正部１１３で施さない。
【０１９６】
＜フローチャート＞
第４実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｄの操作手順を、図３２のフローチャートを用いて説明する。
【０１９７】
第４実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｄの操作の一例は、その一部が図１６と同様である。ここでは、図１６で表されるフローチャートのステップＳ２０４の力情報取得と、ステップＳ２０５の補正力情報生成と、ステップＳ２０６の力提示とについて、図３２を用いて説明する。
【０１９８】
まず、ステップＳ３０１では、表示情報取得部１１１において表示情報を取得し、ステップＳ３１３に進む。
【０１９９】
次に、ステップＳ３１３では、変形情報算出部１２９において変形情報を算出し、ステップＳ３１４に進む。
【０２００】
次に、ステップＳ３１４では、変形情報算出部１２９において、算出した変形情報と閾値を比較し、変形情報が閾値を上回る場合はステップＳ３１５に進み、変形情報が閾値を下回る場合はステップＳ３０２に進む。
【０２０１】
次に、ステップＳ３１５では、力情報取得部１１５において力情報を取得し、ステップＳ３１６に進む。
【０２０２】
次に、ステップＳ３１６では、力情報提示部１１４において、取得した力情報に従いマスタアーム２への指令値を生成し、マスタ入出力ＩＦ１１７を介してマスタアーム２で力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０２０３】
一方、ステップＳ３０２では、力情報取得部１１５において力情報を取得し、ステップＳ３０３に進む。
【０２０４】
次に、ステップＳ３０３では、力情報補正部１１３において、力情報取得部１１５から取得した力情報に対して、拡大率情報を掛け、画面上の情報に補正した補正力情報を生成し、ステップＳ３０４に進む。
【０２０５】
次に、ステップＳ３０４では、力情報提示部１１４において、力情報補正部１１３から取得した補正力情報に従い、マスタ入出力ＩＦ１１７を介してマスタアーム２への指令値を生成し、マスタアーム２で力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０２０６】
《第４実施形態の効果》
対象物が柔軟物の場合においても、画面上で柔軟物の変形が見えない場合は、拡大率情報が大きければ大きいほど力情報を大きくなるように力情報補正部１１３で補正することによって、作業者１は作業を正確に行うことができる。
【０２０７】
なお、本発明における制御装置における各構成要素は、マスタロボット１０２と、スレーブロボット１０３とのどちらが構成することも可能である。
【０２０８】
（第５実施形態）
第１実施形態においては、表示情報取得部１１１から取得した撮像装置６の拡大率情報に基づいて、力情報補正部１１３で力情報を補正している。第５実施形態では、拡大率情報ではなく、ディスプレイ７に対する作業者１の視野角情報に基づいて、力情報を補正する。なお、作業者１は、拡大率情報と視野角情報とのいずれか一方を選択して、選択された情報を基に力情報を補正することができるようにしている。このため、拡大率情報と視野角情報とのいずれか一方を選択するための選択部１１７ａをマスタ入出力ＩＦ１１７の一例として設けている。よって、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて選択情報を力情報補正部１３２に入力できるようにしている。なお、以下の視野角情報を使用する実施形態では、作業者１は、ディスプレイ７で推奨されている位置（推奨位置）に固定された椅子に座って作業を行うことを前提としている。
【０２０９】
図３５は、本発明の第５実施形態における、制御装置１０１Ｅを含むマスタスレーブロボット１００Ｅのブロック図を示す。本発明の第５実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｅにおけるロボットアーム１０２Ｅと、周辺装置１０５と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｅのうちのマスタ動作情報取得部１１０と、マスタ動作情報補正部１１２と、力情報提示部１１４とは、第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分（視野角情報取得部１３１と力情報補正部１３２）についてのみ、以下、詳細に説明する。なお、スレーブ制御装置本体部１０７と、マスタ制御装置本体部１０６Ｅとでマスタスレーブロボット１００Ｅの制御装置１０１Ｅを構成して、スレーブアーム３とマスタアーム２とを動作制御している。マスタロボット１０２Ｅは、マスタアーム２と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｅとで構成されている。
【０２１０】
（視野角情報取得部１３１）
視野角情報取得部１３１は、ディスプレイ７から、作業者１の視野角情報を取得する。視野角情報取得部１３１は、取得した視野角情報を力情報補正部１３２に出力する。視野角情報について、図３６を用いて説明する。視野角情報は、作業時に作業者１がディスプレイ７を見ている場合におけるディスプレイ７に対する作業者１の視野角のことを表す。左右の視野角は、図３６の角度ａで示す実線部分であり、上下の視野角は、図３６の角度ｂで示す点線部分である。視野角情報取得部１３１は、ディスプレイ７から、ディスプレイ７で推奨されている位置（推奨位置）からの視野角を、視野角情報として取得する。また、作業者１が、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて、ディスプレイ７の推奨位置からの視野角を視野角情報取得部１３１に入力することも可能である。視野角情報のデータ図の一例を図３７に示す。視野角情報取得部１３１は、取得した視野角情報を力情報補正部１３２に出力する。
【０２１１】
（力情報補正部１３２）
力情報補正部１３２は、力情報補正部１１３の機能を有するとともに、さらに、視野角情報取得部１３１から取得した視野角情報を基に、力情報取得部１１５で取得した力情報を補正し、補正した力情報（補正力情報）を力情報提示部１１４に出力する機能も有している。視野角情報を基にした力情報の補正方法は、取得した視野角情報が大きければ大きいほど、力情報を大きく補正する。これは、以下の理由による。すなわち、対象物が大きく見えると、作業者１は対象物が重く硬いものであると判断してしまう。この現象は、シャルパンティエ効果という現象に起因し、作業者１は大きなものを重いものと認識する。その結果、対象物に大きな力を加え、必要以上の力を対象物に加えてしまう。よって、作業者１にマスタアーム２を小さく移動させ作業に必要な力のみを加えることを誘導するために、力情報を大きく補正する。
【０２１２】
視野角情報を基にした力情報の補正方法は、基準となる視野角情報と、力ゲインの値とが力情報補正部１３２の内部の記憶部に記憶されており、その値からの視野角情報の差で力情報補正部１３２で算出される。例えば、基準値が左右の視野角を６０度、上下の視野角を３０度、力ゲイン値を１．０と設定されており、左右の視野角に対する力ゲイン値の変化率が０．０２／度に設定されているとする。そのときに、ある視野角情報が左右の視野角が７０度、上下の視野角が３５度であるとすると、力ゲイン値が１．２（＝１．０＋０．０２×（７０−６０））と算出される。また、視野角情報が左右の視野角が５０度、上下の視野角が２５度であるとすると、力ゲイン値が０．８（＝１．０＋０．０２×（５０−６０））と算出される。この例では、線形の関係で力ゲイン値を算出したが、多項式又はテーブルを力情報補正部１３２で持つなど、様々な算出方法を力情報補正部１３２で用いることができる。
【０２１３】
視野角情報と上述したように算出する力ゲイン値との関係を表したデータ図の例を図３８に示す。図３８は、例えば、作業者１が座高の異なる作業者と交代した場合、又は、椅子の位置を推奨位置から変更した場合の例である。このように、視野角情報に応じて力補正量が力情報補正部１３２で算出される。
【０２１４】
力情報補正部１３２において、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて選択された選択情報が視野角情報である場合についての動作は、以上の通りである。これに対して、力情報補正部１３２において、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて選択された選択情報が視野角情報でない場合、すなわち、拡大率情報である場合についての動作は、先の実施形態と同様に力情報補正部１１３として力補正量が算出される。  力情報補正部１３２は、算出した補正力情報と、時間情報とを力情報提示部１１４に出力する。
【０２１５】
＜フローチャート＞
第５実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｅの操作手順を、図３９のフローチャートを用いて説明する。以下は、力情報補正部１３２において、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて選択された選択情報が視野角情報である場合についてのみ説明する。力情報補正部１３２において、マスタ入出力ＩＦ１１７を用いて選択された選択情報が拡大率情報である場合については、既に第１実施形態で説明したとおりである。
【０２１６】
第５実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｅの操作の一例は、その一部が図１６と同様である。ここでは、図１６で表されるフローチャートのステップＳ２０４の力情報取得と、ステップＳ２０５の補正力情報生成と、ステップＳ２０６の力提示とについて、図３９を用いて説明する。
【０２１７】
まず、ステップＳ４０１では、視野角情報取得部１３１において、視野角情報を取得し、ステップＳ４０２に進む。
【０２１８】
次に、ステップＳ４０２では、図１６のステップＳ２０４と同様に、力情報取得部１１５において、力情報を取得し、ステップＳ４０３に進む。
【０２１９】
次に、ステップＳ４０３では、図１６のステップＳ２０５と類似して、力情報補正部１３２において、視野角情報取得部１３１からの視野角情報を基に、力情報取得部１１５から取得した力情報の補正力情報を生成し、ステップＳ４０４に進む。
【０２２０】
次に、ステップＳ４０４では、図１６のステップＳ２０６と同様に、力情報提示部１１４において、力情報補正部１３２から取得した補正力情報に従い、マスタアーム２への指令値を生成し、マスタ入出力ＩＦ１１７及びマスタモータドライバ１１８を介してマスタアーム２で力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０２２１】
これで、一連の操作を終了する。
【０２２２】
《第５実施形態の効果》
視野角情報取得部１３１と力情報補正部１３２とにより視野角情報を基に力情報を補正するので、作業者１又はディスプレイ７の位置が変わった場合においても、力情報を適切に補正することができ、正確な力を印加するように作業を行うことができる。
【０２２３】
（第６実施形態）
第５実施形態においては、ディスプレイ７の推奨位置からの視野角を視野角情報取得部１３１で取得し、視野角情報取得部１３１で取得した視野角を基に、力情報補正部１３２で力情報を補正している。第６実施形態では、ディスプレイ７の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報と、作業者１の位置情報と視線情報とを基に視野角情報を算出し、力情報を補正する。
【０２２４】
図４０は、本発明の第６実施形態における、制御装置１０１Ｆを含むマスタスレーブロボット１００Ｆのブロック図を示す。本発明の第６実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｆにおけるロボットアーム１０２Ｆと、周辺装置１０５と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｆのうちのマスタ動作情報取得部１１０と、マスタ動作情報補正部１１２と、力情報提示部１１４と、視野角情報取得部１３１と、力情報補正部１３２とは第５実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分（表示部位置情報取得部１３３と人位置情報取得部１３４と視野角情報算出部１３５）についてのみ、以下、詳細に説明する。なお、スレーブ制御装置本体部１０７と、マスタ制御装置本体部１０６Ｆとでマスタスレーブロボット１００Ｆの制御装置１０１Ｆを構成して、スレーブアーム３とマスタアーム２とを動作制御している。マスタロボット１０２Ｆは、マスタアーム２と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｆとで構成されている。
【０２２５】
（表示部位置情報取得部１３３）
表示部位置情報取得部１３３は、ディスプレイ７（表示部の一例）の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得する。ディスプレイ７の位置情報及び姿勢情報は、ディスプレイ７に取り付けた位置センサ７ａ及び姿勢センサ７ｂから取得する。また、ディスプレイ７を撮像カメラなどで撮像した画像の画像処理などを表示部位置情報取得部１３３で行い、ディスプレイ７の位置情報及び姿勢情報を検出する方法も可能である。位置情報は、図４１にｘ軸（左右）、ｙ軸（上下）、ｚ軸（前後）で表される座標での位置を表す。位置情報は、例えば、ｍｍの単位で表される。また、姿勢情報は、図４１にｘ軸回転角度ｒｘ、ｙ軸回転角度ｒｙ、ｚ軸回転角度ｒｚで表される回転での姿勢を表す。各姿勢情報は、例えば、度の単位で表される。また、ディスプレイ７の大きさは、ディスプレイ７のサイズをディスプレイ７から表示部位置情報取得部１３３で取得する。大きさ情報は、横の長さと縦の長さとで表される。これらの大きさ情報は、例えば、ｍｍの単位で表される。また、作業者１がマスタ入出力ＩＦ１１７を用いて表示部位置情報取得部１３３に入力することができる。また、時間情報をマスタ入出力ＩＦ１１７より表示部位置情報取得部１３３で取得する。表示部位置情報取得部１３３で取得する時間情報、位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報の例を図４２に示す。表示部位置情報取得部１３３は、取得した時間情報、位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を視野角情報算出部１３５に出力する。
【０２２６】
（人位置情報取得部１３４）
人位置情報取得部１３４は、作業者１の位置情報及び視線情報を取得する。作業者１の位置情報は、作業者１に取り付けられた位置センサ１ａからマスタ入出力ＩＦ１１７を介して取得する。また、作業者１を撮像カメラなどで撮像した画像の画像処理などを人位置情報取得部１３４で行い、作業者１の位置を検出する方法も可能である。位置情報は、図４１に示したｘ軸（左右）、ｙ軸（上下）、ｚ軸（前後）で表される座標での位置を表す。位置情報は、例えば、ｍｍの単位で表される。また、視線情報は、視線トラッカなどを用いて算出する。作業者１の頭に姿勢センサ１ｂなどを取り付け、姿勢センサ１ｂからの情報をマスタ入出力ＩＦ１１７を介して人位置情報取得部１３４で取得し、その情報を基に視線を推定して視線情報を人位置情報取得部１３４で取得することも可能である。視線情報は、図４１にｘ軸回転ｒｘ、ｙ軸回転ｒｙ、ｚ軸回転ｒｚで表される回転での視線を表す。視線情報は、例えば、度の単位で表される。また、時間情報をマスタ入出力ＩＦ１１７より人位置情報取得部１３４で取得する。人位置情報取得部１３４で取得する時間情報、位置情報、及び、視線情報を図４３に示す。人位置情報取得部１３４は、取得した時間情報、位置情報、及び、視線情報を視野角情報算出部１３５に出力する。
【０２２７】
（視野角情報算出部１３５）
視野角情報算出部１３５は、表示部位置情報取得部１３３から時間情報、ディスプレイ７の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得し、人位置情報取得部１３４から時間情報、作業者１の位置情報、及び、視線情報を取得する。取得した情報から視野角情報を視野角情報算出部１３５で算出し、算出した視野角情報を視野角情報算出部１３５から視野角情報取得部１３１に出力する。
【０２２８】
視野角情報の算出方法は、まず、表示部位置情報取得部１３３からのディスプレイ７の位置情報と、人位置情報取得部１３４からの作業者１の位置情報とから距離を視野角情報算出部１３５で算出する。次に、人位置情報取得部１３４からの作業者１の視線情報と、表示部位置情報取得部１３３からのディスプレイ７の姿勢情報と大きさ情報とから、ディスプレイ７の作業者１の視線と垂直な方向の大きさとを視野角情報算出部１３５で算出する。視野角情報算出部１３５で算出したディスプレイ７の見かけの大きさと、視野角情報算出部１３５で算出した距離からａｒｃｔａｎより、図３６に示す視野角情報を視野角情報算出部１３５で算出する。視野角情報算出部１３５で算出した視野角情報は、図３７で表される形式の視野角情報である。視野角情報算出部１３５は、算出した視野角情報を視野角情報取得部１３１に出力する。
【０２２９】
＜フローチャート＞
第６実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｆの操作手順を、図４４のフローチャートを用いて説明する。
【０２３０】
第６実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｆの操作の一例は、その一部が図１６と同様である。ここでは、図１６で表されるフローチャートのステップＳ２０４の力情報取得と、ステップＳ２０５の補正力情報生成と、ステップＳ２０６の力提示とについて、図４４を用いて説明する。
【０２３１】
まず、ステップＳ４０５では、表示部位置情報取得部１３３において、ディスプレイ７の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得し、ステップＳ４０６に進む。
【０２３２】
次に、ステップＳ４０６では、人位置情報取得部１３４において、作業者１の位置情報及び視線情報を取得し、ステップＳ４０７に進む。
【０２３３】
次に、ステップＳ４０７では、視野角情報算出部１３５において、表示部位置情報取得部１３３からの時間情報、ディスプレイ７の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報と、人位置情報取得部１３４からの時間情報、作業者１の位置情報及び視線情報とを用いて、視野角情報を算出し、ステップＳ４０１に進む。
【０２３４】
次に、ステップＳ４０１では、視野角情報取得部１３１において、視野角情報算出部１３５から視野角情報を取得し、ステップＳ４０２に進む。
【０２３５】
次に、ステップＳ４０２では、図１６のステップＳ２０４と同様に、力情報取得部１１５において、力情報を取得し、ステップＳ４０３に進む。
【０２３６】
次に、ステップＳ４０３では、図１６のステップＳ２０５と類似して、力情報補正部１３２において、視野角情報取得部１３１からの視野角情報を基に、力情報取得部１１５から取得した力情報の補正力情報を生成し、ステップＳ４０４に進む。
【０２３７】
次に、ステップＳ４０４では、図１６のステップＳ２０６と同様に、力情報提示部１１４において、力情報補正部１３２から取得した補正力情報に従い、マスタアーム２への指令値を生成し、マスタ入出力ＩＦ１１７及びマスタモータドライバ１１８を介してマスタアーム２で力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０２３８】
これで、一連の操作を終了する。
【０２３９】
《第６実施形態の効果》
ディスプレイ７の推奨位置でなく実際のディスプレイ７及び作業者１の位置から視野角情報を視野角情報算出部１３５で算出するので、ディスプレイ７又は作業者１の位置が変わった場合においても、力情報を適切に補正することができ、正確な力を印加するように作業を行うことができる。
【０２４０】
（第７実施形態）
第６実施形態においては、ディスプレイ７の大きさと位置関係とから視野角情報算出部１３５において、視野角情報を算出している。第７実施形態では、ディスプレイ７に映し出される対象物大きさから視野角情報を算出し、力情報を補正する。
【０２４１】
図４５は、本発明の第７実施形態における、制御装置１０１Ｇを含むマスタスレーブロボット１００Ｇのブロック図を示す。本発明の第７実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｇにおけるロボットアーム１０２Ｇと、周辺装置１０５と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｇのうちのマスタ動作情報取得部１１０と、マスタ動作情報補正部１１２と、力情報提示部１１４と、視野角情報取得部１３１と、力情報補正部１３２と、表示部位置情報取得部１３３と、人位置情報取得部１３４とは第５実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分（対象物大きさ情報算出部１３６と対象物視野角情報算出部１３７）についてのみ、以下、詳細に説明する。なお、スレーブ制御装置本体部１０７と、マスタ制御装置本体部１０６Ｇとでマスタスレーブロボット１００Ｇの制御装置１０１Ｇを構成して、スレーブアーム３とマスタアーム２とを動作制御している。マスタロボット１０２Ｇは、マスタアーム２と、マスタアーム２の制御装置１０４Ｇとで構成されている。
【０２４２】
（対象物大きさ情報算出部１３６）
対象物大きさ情報算出部１３６は、ディスプレイ７に映し出された映像から対象物を検出し、検出した対象物の大きさ情報を対象物視野角情報算出部１３７に出力する。検出方法は、画像処理などを用いてディスプレイ７に映し出された対象物を検出し、大きさ情報（横、縦）を対象物大きさ情報算出部１３６で算出する。このとき、一例として、マスタ入出力ＩＦ１１７から対象物大きさ情報算出部１３７に、対象物情報（対象物の特徴、例えば、色、形状、実際の大きさなど）を入力して、対象物を検出しやすくする。算出する大きさ情報の単位は、例えばｍｍとする。時間情報と対象物大きさ情報とのデータ図の例を図４６に示す。対象物大きさ情報算出部１３６は、算出した対象物大きさ情報を対象物視野角情報算出部１３７に出力する。
【０２４３】
（対象物視野角情報算出部１３７）
対象物視野角情報算出部１３７は、表示部位置情報取得部１３３から時間情報、ディスプレイ７の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得し、人位置情報取得部１３４から時間情報、作業者１の位置情報、及び、視線情報を取得し、対象物大きさ情報算出部１３６から時間情報及び対象物大きさ情報を取得する。対象物視野角情報算出部１３７は、取得した情報から視野角情報を算出し、視野角情報取得部１３１に出力する。
【０２４４】
先の実施形態で視野角情報算出部１３５においてディスプレイ７の大きさ情報を使用する代わりに、対象物視野角情報算出部１３７では対象物大きさ情報を使用する。その他の算出方法は、視野角情報算出部１３５と同様である。対象物視野角情報算出部１３７は、算出した視野角情報を視野角情報取得部１３１に出力する。
【０２４５】
＜フローチャート＞
第７実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｇの操作手順を、図４７のフローチャートを用いて説明する。
【０２４６】
第７実施形態のマスタスレーブロボット１００Ｇの操作の一例は、その一部が図１６と同様である。ここでは、図１６で表されるフローチャートのステップＳ２０４の力情報取得と、ステップＳ２０５の補正力情報生成と、ステップＳ２０６の力提示とについて、図４７を用いて説明する。
【０２４７】
まず、ステップＳ４０８では、対象物大きさ情報算出部１３６において、ディスプレイ７に映し出された対象物の大きさ情報を算出し、ステップＳ４０５に進む。
【０２４８】
次に、ステップＳ４０５では、表示部位置情報取得部１３３において、ディスプレイ７の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報を取得し、ステップＳ４０６に進む。
【０２４９】
次に、ステップＳ４０６では、人位置情報取得部１３４において、作業者１の位置情報及び視線情報を取得し、ステップＳ４０７に進む。
【０２５０】
次に、ステップＳ４０７では、対象物視野角情報算出部１３７において、表示部位置情報取得部１３３からの時間情報、ディスプレイ７の位置情報、姿勢情報、及び、大きさ情報と、人位置情報取得部１３４からの時間情報、作業者１の位置情報、視線情報と、対象物大きさ情報算出部１３６からの時間情報及び対象物大きさ情報とを用いて、視野角情報を算出し、ステップＳ４０１に進む。
【０２５１】
次に、ステップＳ４０１では、視野角情報取得部１３１において、対象物視野角情報算出部１３７から視野角情報を取得し、ステップＳ４０２に進む。
【０２５２】
次に、ステップＳ４０２では、図１６のステップＳ２０４と同様に、力情報取得部１１５において、力情報を取得し、ステップＳ４０３に進む。
【０２５３】
次に、ステップＳ４０３では、図１６のステップＳ２０５と類似して、力情報補正部１３２において、視野角情報取得部１３１からの視野角情報を基に、力情報取得部１１５から取得した力情報の補正力情報を生成し、ステップＳ４０４に進む。
【０２５４】
次に、ステップＳ４０４では、図１６のステップＳ２０６と同様に、力情報提示部１１４において、力情報補正部１３２から取得した補正力情報に従い、マスタアーム２への指令値を生成し、マスタ入出力ＩＦ１１７及びマスタモータドライバ１１８を介してマスタアーム２で力提示を行い、作業者１に力が提示される。
【０２５５】
これで、一連の操作を終了する。
【０２５６】
《第７実施形態の効果》
ディスプレイ７の大きさでなく、ディスプレイ７に映し出された対象物の大きさから視野角情報を対象物視野角情報算出部１３７で算出するので、実際に作業を行う対象物に対して力情報を適切に補正することができ、正確な力を印加するように作業を行うことができる。
【０２５７】
なお、ディスプレイ７について説明したがヘッドマウントディスプレイなどのように作業者１に取り付けるタイプのディスプレイにおいても同様に実施することが可能である。
【０２５８】
なお、本発明を第１〜第７実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、前記の第１〜第７実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０２５９】
前記各制御装置の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０２６０】
例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、前記実施形態又は変形例における制御装置を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、剛体対象物に対して組立作業を行うスレーブアームと、前記スレーブアームを人が遠隔により操作するマスタアームとを備えるマスタスレーブロボットを使用して、撮像装置で撮像されて表示部に表示された前記組立作業の状態を前記人が見ながら、前記組立作業を行う、マスタスレーブロボットの制御プログラムであって、
力情報取得部で、前記スレーブアームに外部から加えられた力情報を取得するステップと、
表示情報取得部で、前記組立作業を表示する前記表示部での画像の拡大率情報を取得するステップと、
力情報補正部で、前記表示情報取得部から取得した前記拡大率情報が大きければ大きいほど、前記力情報取得部から取得した前記力情報を大きく補正する補正力情報を生成するステップと、
力情報提示部で、前記力情報補正部で生成した前記補正力情報を前記マスタアームに提示するステップと、
をコンピュータに実行させるための、マスタスレーブロボットの制御プログラムである。
【０２６１】
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。
【０２６２】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０２６３】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２６４】
本発明にかかるマスタスレーブロボットの制御装置及び制御方法、ロボット、マスタスレーブロボットの制御プログラム、並びに、マスタスレーブロボットの制御用集積電子回路は、人が見ている画像に応じた力提示を受けることができ、産業用、家庭用、医療用のマスタスレーブロボットの制御装置及び制御方法、ロボット、マスタスレーブロボットの制御プログラム、並びに、マスタスレーブロボットの制御用集積電子回路として有用である。
【符号の説明】
【０２６５】
１  作業者
１ａ  位置センサ
１ｂ  姿勢センサ
２  マスタアーム
３  スレーブアーム
４  ハンド
５  力センサ
６  撮像装置
７  ディスプレイ
７ａ  位置センサ
７ｂ  姿勢センサ
８  微細部品
９  挿入口（コネクタ）
１０  機器
１１  作業台
１２  剛体対象物
１３  柔軟被対象物
１００、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ  マスタスレーブロボット
１０１、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ、１０１Ｅ、１０１Ｆ、１０１Ｇ  マスタスレーブロボットの制御装置
１０２、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｅ、１０２Ｆ、１０２Ｇ  マスタロボット
１０３  スレーブロボット
１０４、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅ、１０４Ｆ、１０４Ｇ  マスタアームの制御装置
１０５  スレーブアームの制御装置
１０６、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄ、１０６Ｅ、１０６Ｆ、１０６Ｇ  マスタ制御装置
１０７  スレーブ制御装置
１０８  マスタ周辺装置
１０９  スレーブ周辺装置
１１０  マスタ動作情報取得部
１１１、１２６  表示情報取得部
１１２、１２７  マスタ動作情報補正部
１１３  力情報補正部
１１４  力情報提示部
１１５  力情報取得部
１１６  スレーブ制御部
１１７  マスタ入出力ＩＦ
１１７ａ  選択部
１１８  マスタモータドライバ
１１９  スレーブ入出力ＩＦ
１２０  スレーブモータドライバ
１２１  表示制御部
１２２  表示部
１２３  大きさ情報算出部
１２４  対象物情報記憶部
１２５  拡大率情報算出部
１２８  対象物情報識別部
１２９  変形情報算出部
１３１  視野角情報取得部
１３２  力情報補正部
１３３  表示部位置情報取得部
１３４  人位置情報取得部
１３５  視野角情報算出部
１３６  対象物大きさ情報算出部
１３７  対象物視野角情報算出部
【図１】
2015071219.tif 000003
【図２】
2015071219.tif 000004
【図３】
2015071219.tif 000005
【図４Ａ】
2015071219.tif 000006
【図４Ｂ】
2015071219.tif 000007
【図４Ｃ】
2015071219.tif 000008
【図４Ｄ】
2015071219.tif 000009
【図５】
2015071219.tif 000010
【図６】
2015071219.tif 000011
【図７】
2015071219.tif 000012
【図８】
2015071219.tif 000013
【図９】
2015071219.tif 000014
【図１０】
2015071219.tif 000015
【図１１】
2015071219.tif 000016
【図１２】
2015071219.tif 000017
【図１３】
2015071219.tif 000018
【図１４】
2015071219.tif 000019
【図１５】
2015071219.tif 000020
【図１６】
2015071219.tif 000021
【図１７】
2015071219.tif 000022
【図１８】
2015071219.tif 000023
【図１９Ａ】
2015071219.tif 000024
【図１９Ｂ】
2015071219.tif 000025
【図２０】
2015071219.tif 000026
【図２１】
2015071219.tif 000027
【図２２Ａ】
2015071219.tif 000028
【図２２Ｂ】
2015071219.tif 000029
【図２３Ａ】
2015071219.tif 000030
【図２３Ｂ】
2015071219.tif 000031
【図２４】
2015071219.tif 000032
【図２５】
2015071219.tif 000033
【図２６】
2015071219.tif 000034
【図２７Ａ】
2015071219.tif 000035
【図２７Ｂ】
2015071219.tif 000036
【図２８】
2015071219.tif 000037
【図２９Ａ】
2015071219.tif 000038
【図２９Ｂ】
2015071219.tif 000039
【図２９Ｃ】
2015071219.tif 000040
【図３０Ａ】
2015071219.tif 000041
【図３０Ｂ】
2015071219.tif 000042
【図３０Ｃ】
2015071219.tif 000043
【図３１Ａ】
2015071219.tif 000044
【図３１Ｂ】
2015071219.tif 000045
【図３２】
2015071219.tif 000046
【図３３Ａ】
2015071219.tif 000047
【図３３Ｂ】
2015071219.tif 000048
【図３４Ａ】
2015071219.tif 000049
【図３４Ｂ】
2015071219.tif 000050
【図３５】
2015071219.tif 000051
【図３６】
2015071219.tif 000052
【図３７】
2015071219.tif 000053
【図３８】
2015071219.tif 000054
【図３９】
2015071219.tif 000055
【図４０】
2015071219.tif 000056
【図４１】
2015071219.tif 000057
【図４２】
2015071219.tif 000058
【図４３】
2015071219.tif 000059
【図４４】
2015071219.tif 000060
【図４５】
2015071219.tif 000061
【図４６】
2015071219.tif 000062
【図４７】
2015071219.tif 000063