(57)【要約】【課題】データベースの量が膨大になるのを防止しながら、物体の取扱い方法を推定することができるようにした対象物の取扱い推定方法を提供する。【解決手段】対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて、対象物の把持位置、把持方法といった把持態様の優先順位を定めておく。また、対象物の把持態様と軸方向とに基づいて、対象物の操作方向の優先順位を定めておく。これらの優先順位をアフォーダンス知識モデル記憶手段１２に記憶しておく。そして、対象物を撮影して得られた画像を操作生成手段１３で予め定めた優先順位に参照し、その結果から、対象物の把持態様および操作方向といった対象物の取扱いを推定する。【選択図】  図１
2004188533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を撮影して得られた画像に基づいて、前記対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定方法において、
対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および前記形状に応じた部位の大きさに基づいて、前記対象物の把持態様の優先順位を定め、
前記対象物を撮影して得られた画像を前記優先順位に参照して、前記対象物の取扱いを推定することを特徴とする対象物の取扱い推定方法。
【請求項２】
対象物を撮影して得られた画像に基づいて、前記対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定方法において、
前記対象物が、複数の単位物体を備える複合物体からなり、
前記対象物における特定単位物体と他の単位物体との組み合わせ、並びに前記特定単位物体の形状に対応する軸方向および前記形状に応じた部位の大きさに基づいて、前記対象物の把持態様の優先順位を定め、
前記対象物を撮影して得られた画像を前記優先順位に参照して、前記対象物の取扱いを推定することを特徴とする対象物の取扱い推定方法。
【請求項３】
前記対象物が、主物体およびこの主物体に付随する付帯物体を備える複合物体からなり、
前記付帯物体が前記特定単位物体であり、前記主物体が前記他の単位物体である請求項２に記載の対象物の取扱い推定方法。
【請求項４】
前記対象物の把持態様と前記軸方向とに基づいて、前記対象物の操作方向の優先順位を定める請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の対象物の取扱い推定方法。
【請求項５】
前記対象物の取扱いの出現頻度に応じて、予め定められた前記対象物の取扱いの優先順位を更新する請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の対象物の取扱い推定方法。
【請求項６】
対象物を撮影して得られた画像に基づいて、前記対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定装置において、
対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および前記形状に応じた部位の大きさに基づいて定められた前記対象物の把持態様の優先順位を記憶する優先順位記憶手段と、
前記対象物を撮像して得られた画像を前記優先順位に参照して、前記対象物の取扱いを推定する取扱い推定手段と、
を備えることを特徴とする対象物の取扱い推定装置。
【請求項７】
対象物を撮影して得られた画像に基づいて、前記対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定装置において、
複数の単位物体を備える複合物体からなる対象物における特定単位物体と他の単位物体との組み合わせ、並びに前記特定単位物体の形状およびこの形状に対応する軸方向に基づいて定められた前記対象物の把持態様の優先順位を記憶する優先順位記憶手段と、
前記対象物を撮影して得られた画像を前記優先順位に参照して、前記対象物の取扱いを推定する取扱い推定手段と、
を備えることを特徴とする対象物の取扱い推定装置。
【請求項８】
前記対象物が、主物体およびこの主物体に付随する付帯物体を備える複合物体からなり、
前記付帯物体が前記特定単位物体であり、前記主物体が前記他の単位物体である請求項７に記載の対象物の取扱い推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は対象物の取扱い推定方法および取扱い推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業製品は、使用者が使いやすい機能を有するように、その工業製品の把持部の位置、把持の仕方、操作方向など、その取扱い方を使用者に連想させる形状をしていることが多い。たとえば、ドアのノブなどはその形状から、握ったり、つかんだりし、さらに回転させる、引っ張るなどの行為を連想させる。このように、物をどのように取り扱うかを使用者に連想させるその物の特徴をアフォーダンスといい、取扱いに適したアフォーダンスを定義することで、物の取扱いを容易に行うことができるようになる。
【０００３】
このようなアフォーダンスを用いて物の操作を生成し、検証する装置として、たとえば特開平８−５５１４８号公報に開示された操作生成および操作検証装置がある。この操作生成および操作検証装置は、入力手段、アフォーダンス記憶手段、操作生成手段、操作検証手段および出力手段を備えている。アフォーダンス記憶手段は、入力手段から入力されたアフォーダンスデータを記憶している。また、操作生成手段では、アフォーダンス記憶手段に基づいて、操作方向と操作点を生成する。そして、生成された操作は、操作検証手段で検証され、その後出力手段から物体が操作できたかどうかの形で出力される。
【０００４】
この操作生成および操作検証手段をたとえばロボットに組み込み、それぞれの立体にアフォーダンスを定義して工業製品の取扱いの知識モデルを構築することにより、未知の工業製品の取扱いをロボットが自ら判断することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−５５１４８号公報（３頁右欄、図７）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に開示された操作生成および操作検証手段では、物体の形状から操作できたかを検証して物体の形状と操作の関連を検証しているものの、物体の形状から物体の取扱い方法を推測することはできないものであった。物体の取扱いにあたり、物体の形状ごとにアフォーダンスを定義してデータベース化しておくことも考えられるが、これではデータベースの量が膨大になってしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、データベースの量が膨大になるのを防止しながら、物体の取扱い方法を推定することができるようにした対象物の取扱い推定方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る対象物の取扱い推定方法は、対象物を撮影して得られた画像に基づいて、対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定方法において、対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて、対象物の把持態様の優先順位を定め、対象物を撮影して得られた画像を優先順位に参照して、対象物の取扱いを推定することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る対象物の取扱い推定方法においては、対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて、対象物の把持態様の優先順位を定めている。このため、対象物の形状等から対象物の把持態様を定めることにより、対象物の取扱いを推定することができるので、すべての形状に対したアフォーダンスを定義してデータベース化しておく必要がなくなる。その結果、大量のデータベースを用意することなく、対象物の取扱いを推定することができる。なお、本発明にいう把持態様とは、対象物を把持する方法および把持する位置の少なくとも一方をいう。
【００１０】
また、上記課題を解決した本発明に係る対象物の取扱い方法は、対象物を撮影して得られた画像に基づいて、対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定方法において、対象物が、複数の単位物体を備える複合物体からなり、対象物における特定単位物体と他の単位物体との組み合わせ、並びに特定単位物体の形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて、対象物の把持態様の優先順位を定め、対象物を撮影して得られた画像を優先順位に参照して、対象物の取扱いを推定することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る対象物の取扱い方法では、複数の単位物体からなる対象物について、単位物体の組み合わせおよび特定単位物体の軸方向および所定の部位の大きさに基づいて対象物の把持態様の優先順位を定めている。このため、対象物の形状等から対象物の把持態様を定めることにより、対象物の取扱いを推定することができる。したがって、複雑な形状の対象物に対して、それぞれの対象物の取扱い方法を記憶していなくても、把持態様を定めることから、取扱い方法を推定することができる。その結果、すべての形状に対したアフォーダンスを定義してデータベース化しておく必要もないので、大量のデータベースを用意することなく、対象物の取扱いを推定することができる。
【００１２】
ここで、対象物が、主物体およびこの主物体に付随する付帯物体を備える複合物体からなり、付帯物体が特定単位物体であり、主物体が他の単位物体であるのが好適である。
【００１３】
たとえばドアに対する取っ手など、工業製品の多くの取扱い部（把持部）は、主物体に付随する付帯物体である。このため、付帯物体が他の単位物体として把持の対象となることが多い。そこで、本発明では、取扱われることが多い付帯物体を他の単位物体とし、その形状等に基づいて、対象物の優先順位を定める。そのため、実際に把持される付帯物体に応じた優先順位に基づいて取扱いが推定されるので、より確実に取扱い方法を推定することができる。
【００１４】
さらに、対象物の把持態様と軸方向とに基づいて、予め定められた対象物の操作方向の優先順位を定めるのが好適である。
【００１５】
対象物の把持態様と軸方向とが定まれば、対象物の操作方向はある程度定めることができる。このため、それぞれの対象物の操作方向を具体的に決めていなくても、把持態様と軸方向から操作方向を定めておくことにより、好適に対象物の取扱い方法を好適に推定することができる。
【００１６】
また、対象物の取扱いの出現頻度に応じて、予め定められた対象物の取扱いの優先順位を更新するのが好適である。
【００１７】
このように、対象物の把持態様、操作方向といった取扱いをその出現頻度に応じて更新することにより、過去の履歴に基づいて、対象物の取扱い方法をより確実に推定することができるようになる。
【００１８】
また、上記課題を解決した本発明に係る対象物の取扱い推定装置は、対象物を撮影して得られた画像に基づいて、対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定装置において、対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて定められた対象物の把持態様の優先順位を記憶する優先順位記憶手段と、対象物を撮像して得られた画像を優先順位に参照して、対象物の取扱いを推定する取扱い推定手段と、を備えるものである。
【００１９】
さらに、上記課題を解決した本発明に係る対象物の取扱い推定装置は、対象物を撮影して得られた画像に基づいて、対象物の取扱いを推定する対象物の取扱い推定装置において、複数の単位物体を備える複合物体からなる対象物における特定単位物体と他の単位物体との組み合わせ、並びに特定単位物体の形状およびこの形状に対応する軸方向に基づいて定められた対象物の把持態様の優先順位を記憶する優先順位記憶手段と、対象物を撮影して得られた画像を優先順位に参照して、対象物の取扱いを推定する取扱い推定手段と、を備えるものである。
【００２０】
このとき、対象物が、主物体およびこの主物体に付随する付帯物体を備える複合物体からなり、付帯物体が特定単位物体であり、主物体が他の単位物体である態様とするのが好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２２】
図１は、第１の実施形態に係る対象物の取扱い推定装置のブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る取扱い推定装置１は、入力手段１１を備えている。入力手段１１は、図示しないＣＣＤカメラに接続されており、入力手段１１には、ＣＣＤカメラで撮影された画像が出力される。入力手段１１においては、出力された画像を解析し、対象物となる物の形状を検出する。入力手段１１は、優先順位記憶手段であるアフォーダンス知識モデル記憶手段１２および取扱い推定手段である操作生成手段１３に接続されており、検出した対象物の形状をアフォーダンス知識モデル記憶手段１２および操作生成手段１３に出力している。アフォーダンス知識モデル記憶手段１２は、形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて定められた対象物の把持方法、把持位置といった把持態様の優先順位を記憶している。さらには、把持態様および軸方向によって定められた操作方向の優先順位を記憶している。これらの優先順位を定める手順は、後に説明する。
【００２３】
アフォーダンス知識モデル記憶手段１２では、入力手段１１から出力された形状信号に基づいて、定められたアフォーダンス知識モデルの優先順位信号を操作生成手段１３に出力している。操作生成手段１３では、入力手段１１から出力された形状信号およびアフォーダンス知識モデル記憶手段１２から出力された優先順位信号に基づいて、対象物の把持、操作といった取扱いを推定し信号化している。推定された対象物の取扱いが信号化されてなる取扱い信号は、操作生成手段１３から出力手段１４に出力される。出力手段１４では、操作生成手段１３から出力された取扱い信号に基づいて、対象物を把持・操作するように、たとえばロボットハンドを駆動させる。
【００２４】
かかる本実施形態に係る取扱い推定装置１において、対象物の取扱いを決める手順の例について図１および図２を参照して説明する。この例では、図２（ａ）に示すように、長尺であって全体的に断面が円形状であり、先端が細く後端が太くその中間にテーパが付された形状の取扱いについて説明する。まず、図２（ａ）に示された対象物Ｍを図示しないＣＣＤカメラで撮影し、得られた画像を信号化して入力手段１１に出力する。入力手段１１では、出力された画像に所定の処理を施すことにより、対象物Ｍの形状を検出する。次に、図２（ｂ）に示すように、対象物Ｍの形状からその軸方向を求め、対象物Ｍを囲む円柱状のプリミティブ形状Ｐを生成する。続いて、図２（ｃ）に示すように、このプリミティブ形状Ｐの底面の直径ａおよび高さｂを測定する。
【００２５】
測定された直径ａおよび高さｂの比率からアフォーダンス知識モデル記憶手段１２に記憶された優先順位に参照して、図２（ｄ）に示すように、操作生成手段１３において、対象物Ｍの取扱いとして、ハンドＨによる把持位置および把持方法並びに操作方向を決定する。ここで、本実施形態にいう把持とは、「指でつかむ」という態様に限られるものではなく、「指でつまむ」「指で触る（押す）」といった手（指）による操作の一般行為を総称するものである。
【００２６】
把持方法は、たとえば「軸に平行につまむ」「軸に平行に握る」「軸に垂直につまむ」「軸に垂直に握る」「軸に垂直な面に指を置くかあるいは側面をつまむ」「軸に垂直な面に指をおくかつまむあるいは側面に指を置く」などの方法のうちから選択される。また、操作方向は、たとえば図２（ｄ）の丸付き数字の順に、「軸に垂直に鉛直方向に移動させる」「軸に垂直に水平方向に移動させる」「軸回りに回転させる」「軸に平行に移動させる」などの方法のうちから選択される。そして、出力手段１４において、図２（ｅ）に示すように、ハンドＨで対象物Ｍを決定された把持方法で把持させるとともに、決定された操作方向に操作させる。
【００２７】
続いて、アフォーダンス知識モデル記憶手段１２が記憶する単位物体の取扱いの優先順位について説明する。この優先順位は、対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて定められている。アフォーダンスを定義するため、ある単位物体を定義するとともに、対象物が単位物体からなるか、複数の単位物体からなる複合物体からなるかでその取扱いを分類する。本実施形態では、図３に示すように、単位物体を「球」「円柱」「四角柱」「曲柱」「溝」「管」「孔」「環」と定義している。
【００２８】
これらの単位物体を有する工業製品の例と挙げると、「球」をなす工業製品としては「ドアノブ」「レバーの先」などが挙げられ、「円柱」をなす工業製品としては「取っ手」「つまみ」「ダイヤル」「ボタン（スイッチ）」などが挙げられる。「四角柱」をなす工業製品としては「ボタン（スイッチ）」などが挙げられ、「曲柱」をなす工業製品としては、「ドア、引き出しの取っ手」「レバーの溝」などが挙げられる。「溝」をなす工業製品としては、「ドア、引き出しの取っ手」「レバーの溝」などが挙げられ、「管」をなす工業製品としては、「注ぎ口」「コップ」などが挙げられる。「孔」が形成された工業製品としては、「シャワーの出水口」「マイクの頭部」などが挙げられ、「環」をなす工業製品としては、「ハンドル」「つり革」などが挙げられる。
【００２９】
そして、対象物体がこれらの単位物体であるときに、その軸方向と各単位物体の形状に応じた部位の大きさに基づいて、把持態様、操作方向といった取扱いの優先順位を決定する。優先順位を決定する際には、物体の形状に応じた部位の大きさ（以下「代表長さ」という）と軸とを定義する。そして、代表長さに応じて、物体の把持方法を定義し、続いて把持方法と空間上での物体に軸の向きに応じた操作方向を定義する。対象物体が単位物体であるときには、把持位置は特に定める必要はない。代表長さを表すために、ａ，ｂ，ｃ，ｒなどのチューニング定数を用いる。このチューニング定数は、たとえば物体を取扱いハンドなどの大きさなどによって適宜決定される。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、対象物体Ｍ１が円柱である場合には、円柱の高さ方向に沿って軸Ｘ１が決められる。そして、対象物体Ｍ１の底面の直径Ａ、高さＢをそれぞれ代表長さとして、図４（ｂ）に示すチューニング定数ａ，ｂ，ｃ，ｒを定めたとする。このときの対象物体Ｍ１の把持方法は、図４（ｂ）に示す領域Ｉ〜ＶＩごとに、次のよう定義できる。ここでは、対象物体を取扱うハンドは、人間の手と同様に指を有するものと想定する。なお、他の対象物体についても、同様に人間の手と同様の指を有するハンドを想定した説明とする。
【００３１】
０＜Ｂ＜ｂの領域Ｉでは、「軸に垂直な面に指を置くかつまむあるいは側面に指を置く」と定義する。ｂ≦Ｂ、０＜Ａ＜ｃの領域ＩＩでは、「軸に垂直な面に指を置くかあるいは側面をつまむ」と定義する。ｂ≦Ｂ、ｃ≦Ａ＜ａ、Ａｔａｎｒ≦Ｂの領域ＩＩＩでは、「軸に平行につまむ」と定義する。ｂ≦Ｂ、ｃ≦Ａ＜ａ、Ａｔａｎｒ＞Ｂの領域ＩＶでは、「軸に垂直につまむ」と定義する。ｂ≦Ｂ、ａ≦Ａ、Ａｔａｎｒ≦Ｂの領域Ｖでは、「軸に平行に握る」と定義する。ｂ≦Ｂ、ａ≦Ａ、Ａｔａｎｒ＞Ｂの領域ＩＶでは、「軸に垂直に握る」と定義する。このように、対象物体Ｍ１の把持方法を定義することができる。
【００３２】
対象物体Ｍ１の把持方法を定義したら、次に対象物体Ｍ１の操作方向について定義する。対象物体Ｍ１の操作方向は、軸方向に対する把持の向きおよび空間上での物体の軸の向きによって優先順位を決定することができる。その優先順位をまとめたものを表１に示す。表１に示す数字は、表を横方向に見たときの優先順位を表すものである。
【００３３】
【表１】
2004188533.tif 000003
【００３４】
表１に示すように、軸に対する把持の向きが平行であるときには、空間上での物体の軸の向きが垂直、左右、前後のいずれであっても、操作方向の優先順位は、「軸に垂直方向に平行移動」「軸回りに回転」「軸方向に平行移動」の順となる。また、軸に対する把持の向きが垂直の場合には、空間上での物体の軸の向きが垂直、水平のいずれであっても、操作方向の優先順位は、「軸回りに回転」「軸方向に平行移動」「軸の垂直方向に平行移動」の順となる。把持が１本指によるものの場合、すなわち指をおいている場合の操作方向の優先順位は、空間上での物体の軸の向きにかかわらず、「軸方向に平行移動」「軸に垂直方向に平行移動」「軸回りに回転」の順となる。
【００３５】
このように、対象物体Ｍ１の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ１の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。
【００３６】
また、図５（ａ）に示すように、対象物体Ｍ２が断面コ字形状の曲柱である場合には、中央の円柱部の長さ方向に沿って軸Ｘ２を設定する。また、中央の辺の長さＡ、および側方の辺の長さＢをそれぞれの代表長さとして、図５（ｂ）に示すチューニング定数ａを定める。このときの対象物体Ｍ２の把持方法は、図５（ｂ）に示す領域Ｉ、ＩＩごとに、次のように定義できる。
【００３７】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「軸に平行につまむ」、ａ≦Ａの領域ＩＩでは、「軸に平行につかむ」と定義する。このように、対象物体Ｍ２の把持方法を定義することができる。
【００３８】
対象物体Ｍ２の把持方法を定義したら、次に対象物体Ｍ２の操作方向について定義する。対象物体Ｍ２の操作方向は、空間上での物体の軸の向きによってその優先順位を決定することができる。その優先順位をまとめたものを表２に示す。
【００３９】
【表２】
2004188533.tif 000004
【００４０】
表２に示すように、空間上での物体の軸の向きが垂直である場合、水平である場合のいずれも操作の優先順位は「軸に垂直で、物体で張られる面内の方向に平行移動」「物体で張られる面に垂直な方向に平行移動」「軸方向に平行移動」の順となる。このように、対象物体Ｍ２の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ２の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。
【００４１】
さらに、図６（ａ）に示すように、対象物体Ｍ３が断面Ｌ字形状の曲柱である場合には、その一辺に沿って軸Ｘ３を設定する。また、軸Ｘ３に沿った辺の長さＡ、軸Ｘ３に垂直な辺の長さＢをそれぞれ代表長さとして、図６（ｂ）に示すチューニング定数ａを定める。このときの対象物体Ｍ３の把持方法は、図６（ｂ）に示す領域Ｉ、ＩＩごとに、次のように定義される。
【００４２】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「軸に平行につまむ」、ａ≦Ａの領域ＩＩでは、「軸に平行につかむ」と定義する。このように、対象物体Ｍ２の把持方法を定義することができる。
【００４３】
対象物体Ｍ２の把持方法を定義したら、次に対象物体Ｍ２の操作方向について定義する。対象物体Ｍ２の操作方向は、空間上での物体の軸の向きによって優先順位を決定することができる。その優先順位をまとめたものを表３に示す。
【００４４】
【表３】
2004188533.tif 000005
【００４５】
表３に示すように、空間上での物体の軸の向きが垂直である場合、水平である場合のいずれも、操作の優先順位は、「支点まわりの回転」「軸に垂直で、物体で張られる面内の方向に平行移動」「物体で張られる面に垂直な方向に平行移動」「軸方向に平行移動」の順となる。ここでいう支点とは、軸Ｘ３と垂直な辺における端点であって、軸Ｘ３に沿った辺の反対側に位置する点である。このように、対象物体Ｍ３の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ３の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。
【００４６】
次に、図７（ａ）に示すように、対象物体Ｍ４が、支持台に矩形の溝が形成された物体である場合には、溝の長さ方向に沿って軸Ｘ４を設定する。また、軸Ｘ４に沿った辺の長さＡ、軸Ｘ４に直交する辺の長さＢをそれぞれの代表長さとする。このときの対象物体Ｍ４の把持方法は、図７（ｂ）に示すように、領域Ｉで「軸に平行に指をかける」と定義する。
【００４７】
対象物体Ｍ４の把持方法を定義したら、対象物体Ｍ４の操作方向について定義する。対象物体Ｍ４の操作方向は、空間上での物体の軸の向きによって優先順位を決定することができる。その優先順位をまとめたものを表４に示す。
【００４８】
【表４】
2004188533.tif 000006
【００４９】
表４に示すように、空間上での物体の軸の向きが垂直である場合、水平である場合のいずれも、操作の優先順位は、「土台の面に水平に移動」、「土台の面の法線方向に移動」「軸方向に移動」の順となる。このように、対象物体Ｍ４の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ４の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。
【００５０】
続いて、図８（ａ）に示すように、対象物体Ｍ５が管である場合には、管の長さ方向に沿って軸Ｘ５を設定する。また、管の外径Ａ、高さＢを代表長さとして、図８（ｂ）に示すチューニング定数ａ、ｒを定める。このときの対象物体Ｍ５の把持方法は、図８（ｂ）に示す領域Ｉ〜ＩＶごとに、次のように定義される。
【００５１】
０＜Ａ＜ａ、Ｂ＜Ａｔａｎｒの領域Ｉでは、「軸に垂直につまむ」と定義する。０＜Ａ＜ａ、Ｂ≧Ａｔａｎｒの領域ＩＩでは、「軸に平行につまむ」と定義する。ａ≦Ａ、Ｂ＜Ａｔａｎｒの領域ＩＩＩでは、「軸に垂直に握る」と定義する。ａ≦Ａ、Ｂ≧Ａｔａｎｒの領域ＩＶでは、「軸に平行に握る」と定義する。このように、対象物体Ｍ５の把持方法を定義することができる。
【００５２】
対象物体Ｍ５の把持方法を定義したら、次に対象物体Ｍ５の操作方向について定義する。対象物体Ｍ５の操作方向は、表１に示す円柱の操作方向と同様である。このように、対象物体Ｍ２の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ２の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。なお、０＜Ａ＜ａの場合には、管の孔部は把持部ではなく、流体の出入り口と判断するようにすることができる。
【００５３】
次に、図９（ａ）に示すように、対象物体Ｍ６が球である場合には、その中心を通る線を軸Ｘ６として設定する。また、対象物体Ｍ６の直径Ａを代表長さとして、図９（ｂ）に示すチューニング定数ａ、ｂを定める。このときの対象物体Ｍ６の把持方法は、図６（ｂ）に示す領域Ｉ〜ＩＩＩごとに、次のように定義される。
【００５４】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「指をおく」と定義する。ａ≦Ａ＜ｂの領域ＩＩでは、「つまむ」と定義する。ｂ≦Ａの領域ＩＩＩでは、「握る」と定義する。このように、対象物体Ｍ６の把持方法を定義することができる。
【００５５】
対象物体Ｍ６の把持方法を定義したら、次に対象物体Ｍ６の操作方向について定義する。対象物体Ｍ６の操作方向は、表１に示す円柱の操作方向と同様である。このように、対象物体Ｍ２の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ２の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。
【００５６】
続いて、図１０（ａ）に示すように、対象物体Ｍ７が、孔が形成された物体である場合には、孔のうちの１つに直交する方向に図示しない軸を設定し、孔の径Ａを代表長さとして、チューニング定数ａを定める。このときの対象物体Ｍ７の把持方法は、図１０（ｂ）に示す領域Ｉ、ＩＩごとに、次のように定義される。
【００５７】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「把持物体でない」と判断して、把持を行わない。ａ≦Ａの領域ＩＩでは、「孔に指を入れる」と定義する。このように、対象物体Ｍ７の把持方法を定義することができる。
【００５８】
対象物体Ｍ７の把持方法を定義したら。次に対象物体Ｍ７の操作方向について定義する。対象物体Ｍ２の操作方向の優先順位は、表５のように定義される。
【００５９】
【表５】
2004188533.tif 000007
【００６０】
表５に示すように、操作の優先順位は、「軸に垂直な方向に平行移動」「軸方向に平行移動」「軸回りに回転」の順となる。このように、対象物体Ｍ７の把持方法および操作方向の優先順位を定義して。対象物体Ｍ７の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。
【００６１】
また、図１１（ａ）に示すように、対象物体Ｍ８が四角柱の場合には、その高さ方向に沿って、底面の中心を通る軸Ｘ８を設定する。また軸Ｘ８に沿った辺の長さＡ、底面の一辺の長さＢを代表長さとして、図１１（ｂ）に示すチューニング定数ａ，ｂを定める。このときの対象物体Ｍ８の把持方法は、図１１（ｂ）に示す領域Ｉ〜ＩＩＩごとに、次のように定義される。
【００６２】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「面上に指をおく」、ａ≦Ａ＜ｂの領域ＩＩでは、「平行な面をつまむ」、ｂ≦Ａの領域ＩＩＩでは、「平行な面を握る」と定義する、このように、対象物体Ｍ８の把持方法を定義することができる。
【００６３】
対象物体Ｍ８の把持方法を定義したら、次に対象物体Ｍ８の操作方向について定義する、対象物体Ｍ８の操作方向は、表１に示す円柱の操作方向と同様である。このように、対象物体Ｍ８の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ８の取扱い方法の優先順位を定めておくことができる。
【００６４】
さらに、図１２（ａ）に示すように、対象物体Ｍ９が環である場合には、対象物体Ｍ９の肉厚部分の中央に沿って曲線状の軸Ｘ９を設定する。また、対象物体Ｍ９の外径Ａ、内径Ｂに対して、図１２（ｂ）に示すチューニング定数ｂ、ｒを定める。このときの対象物体Ｍ９の把持方法は、図１２（ｂ）に示す領域Ｉ〜ＩＩＩごとに、次のように定義される。
【００６５】
Ａｔａｎｒ＜Ｂの領域Ｉでは、「把持物体ではない」と定義して、把持を行わない。Ａｔａｎｒ≧Ｂ、０＜Ｂ＜ｂの領域ＩＩでは、「孔に指をかける」と定義する。Ａｔａｎｒ≧Ｂ、ｂ≦Ｂの領域ＩＩＩでは、「軸に平行に握る」と定義する。このように、対象物体Ｍ９の把持方法を定義することができる。
【００６６】
対象物体Ｍ９の把持方法を定義したら、次に対象物体Ｍ９の操作方向について定義する。対象物体Ｍ９の操作方向の優先順位は、表６に示すようにすることができる。
【００６７】
【表６】
2004188533.tif 000008
【００６８】
表６に示すように、「把持方法が握る」である場合の操作の優先順位は、「軸方向に回す」「軸を含む面内のいずれかに平行移動」の順となる。また、把持方法が「指にかける」である場合には、「軸を含む面内いずれかに平行移動」のみが操作方向となる。このように、対象物体Ｍ９の把持方法および操作方向を定義して、対象物体Ｍ９の取扱い方法に優先順位を定めておくことができる。
【００６９】
このように、対象物体が単位物体である場合には、把持方法および操作方向といった取扱いの優先順位を対象物の所定部分における形状に対応する軸方向および形状に応じた大きさに基づいて定めることができる。そして、定められた優先順位に基づいて対象物の取扱い方法を好適に推定することができる。しかも、対象物を形状に対応する軸方向および形状に応じた大きさに基づいて定めていることから、すべての形状に対したアフォーダンスを定義してデータベース化しておく必要もないので、データベースが膨大になることを防止することができる。
【００７０】
次に、対象物体が、単位物体が複数組み合わされて形成された複合物体である場合について説明する。
【００７１】
対象物体が複数、たとえば２つの単位物体からなる複合物体である場合でも、図１に示す取扱い推定装置１を用いることができる。対象物体が複合物体である場合における把持態様および操作方向といった対象物の取扱いを決める手順について説明すると、対象物を検出したら、図１３（ａ）に示すように、対象物Ｍにおける単位形状をなす各部分ＭＡ，ＭＢに対して、それぞれプリミティブ形状ＰＡ，ＰＢをあてはめる。図１３（ａ）に示す例では、プリミティブ形状ＰＡ，ＰＢがいずれも円柱である例である。これらの単位形状をなす各部分ＭＡ，ＭＢから得られたプリミティブ形状ＰＡ，ＰＢのうち、両者の関係から、部分ＭＡが特定単位物体となり、部分ＭＢが他の単位物体となる。そして、特定単位物体となる部分ＭＡを取扱うことを想定して、取扱い方法の優先順位を決定する。取扱い方法として、部分ＭＡの形状に応じた把持位置を所定の把持方法で把持し、図１３（ｂ）に示す丸付き数字のいずれかの方向へ平行移動または回転移動させる。このような把持態様および操作方向については、単位形状をなす部分の組み合わせ、単位形状に対応する軸方向および形状に応じた部位の大きさに基づいて定められ、たとえば図１３の丸付き数字の順に優先順位が設定される。アフォーダンス知識モデル記憶手段１２は、対象特定物体と他の単位物体との組み合わせ、並びに特定対象物体の形状に対応する軸方向およびその形状に応じた部位の大きさ、に基づいて定められた対象物の取扱いの優先順位を記憶している。
【００７２】
次に、アフォーダンス知識モデル記憶手段１２が記憶する複合物体の取扱いの優先順位について説明する。この複合物体の取扱いの優先順位は、対象特定物体と他の単位物体との組み合わせ、並びに特定対象物体の形状に対応する軸方向およびその形状に応じた部位の大きさに基づいて定められる。
【００７３】
複合物体の例を図１４に示すと、考えられる複合物体は、１の単位物体が「球」の場合、他の単位物体が「円柱」「四角柱」「曲柱」「管」「孔」であるものがある。また、一の単位物体が「円柱」の場合には、他の単位物体が「円柱」「四角柱」「曲柱」「溝」「管」「孔」「環」であるものが考えられる。さらに、単位物体が「四角柱」の場合には、他の単位物体が「四角柱」「溝」「環」であるものが挙げられる。
【００７４】
これらの複合物体における２つの単位物体から、主物体と付帯物体とを区別する。通常、工業製品では、たとえばドアに対する取っ手など、工業製品の多くの取扱い部（把持部）は、主物体に付随する付帯物体である。このため、付帯物体が他の単位物体として把持の対象となることが多い。そこで、把持位置を定めるため、直接の取扱いの対象となる付帯物体とその他の主物体とを区別する。付帯物体を把持位置として定めたら、付帯物体の形状に応じた部位の大きさ（代表長さ）と軸とを定義して物体の把持方法を定義して、続いて把持方法と空間での物体の向きなどに基づいて、物体の操作方向を定義する。代表長さを表すためには、上記の単位物体の場合と同様にａ，ｂ，ｃ，ｒなどのチューニング定数を用いる。
【００７５】
図１５（ａ）に示すように、対象物体Ｍ１１が第１円柱部Ｍ１１Ａと第２円柱部Ｍ１１Ｂとを組み合わせたものである場合、高さ方向に長い第１円柱部Ｍ１１Ａの方が把持候補となる付帯物体として高い優先順位を設定する。そのため、第１円柱部Ｍ１１Ａを付帯物体とし、第２円柱部Ｍ１１Ｂを主物体として考えることができ、第１円柱部Ｍ１１Ａの高さ方向に沿った第１軸Ｘ１１Ａと、第２円柱部Ｍ１１Ｂの高さ方向に沿った第２軸Ｘ１１Ｂが決められる。それから、第１円柱部Ｍ１１Ａの高さＡと、第２円柱部Ｍ１１Ｂの直径Ｂとをそれぞれ代表長さとして、図１５（ｂ）に示すチューニング定数ａを定めたとする。このときに対象物体Ｍ１１の把持方法は、図１５（ｂ）に示す領域Ｉ、ＩＩごとに次のように定義できる。
【００７６】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「第１円柱部Ｍ１１Ａを第１軸Ｘ１１Ａに平行につまむ」と定義する。ａ≦Ａの領域ＩＩでは、「第１円柱部Ｍ１１Ａを第１軸Ｘ１１Ａに平行に握る」と定義する。このように、対象物体Ｍ１１の把持方法を定義することができる
また、円柱と円柱とが組み合わされた場合には、操作方向はほぼ一義的に決定され、図１５（ａ）に示す矢印Ｆの方向が第１操作方向となる。このように、単位物体として円柱と円柱とが組み合わされた複合物体における取扱い方法を定めることができる。そして、この取扱い方法に基づいて、対象物体Ｍ１１の取扱い方法を推定することができる。
【００７７】
また、図１６（ａ）に示すように、対象物体Ｍ１２が円柱部Ｍ１２Ａと四角柱部Ｍ１２Ｂとを組み合わせたものである場合、四角柱部Ｍ１２Ｂの方が把持候補となる付帯物体として高い優先順位を設定する。そのため、円柱部Ｍ１２Ａを主物体とし、四角柱部Ｍ１２Ｂを付帯物体として考えることができ、円柱部の高さ方向に沿った第１軸Ｘ１２Ａと、四角柱の高さ方向に沿った第２軸Ｘ１２Ｂとが決められる。それから、四角柱部Ｍ１２Ｂの底面における一辺の長さＡと、四角柱部Ｍ１２Ｂの高さＢとをそれぞれ代表長さとして、図１６（ｂ）に示すチューニング定数ａを定めたとする。このときの対象物体Ｍ１２の把持方法は、図１６（ｂ）に示す領域Ｉ、ＩＩごとに次のように定義できる。
【００７８】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「四角柱部Ｍ１２Ｂを第１軸Ｘ１２Ａに平行につまむ」と定義する。ａ≦Ａの領域ＩＩでは、「四角柱部Ｍ１２Ｂを第１軸Ｘ１２Ａに平行に握る」と定義する。このように、対象物体Ｍ１２の把持方法定義することができる。また、円柱と四角柱とが組み合わされた場合には、操作方向はほぼ一義的に決定され、図１６（ａ）に示す矢印Ｆの方向が第１操作方向となる。このように、円柱と四角柱が組み合わされた物体における取扱い方法の優先順位を定めることができる。そして、この優先順位に基づいて、対象物体Ｍ１２の取扱い方法を推定することができる。
【００７９】
さらに、図１７に示すように、対象物体Ｍ１３が溝部Ｍ１３Ａと円柱部Ｍ１３Ｂとを組み合わせたものである場合、円柱部Ｍ１３Ｂが把持候補となる付帯物体として優先順位を設定する。それから、円柱部Ｍ１３Ｂの高さ方向に沿って第１軸Ｘ１３Ａを設定する。それから、円柱部Ｍ１３Ｂの高さを代表長さとして、チューニング定数ａを定めると、対象物体Ｍ１３の把持方法は、図１５（ｂ）に示す領域Ｉ、ＩＩごとに、次のように定義することができる。
【００８０】
０＜Ａ＜ａの領域Ｉでは、「円柱部Ｍ１３Ｂを第１軸Ｘ１３Ａに平行につまむ」と定義する。ａ≦Ａの領域ＩＩでは、「円柱部Ｍ１３Ｂを第１軸Ｘ１３Ａに平行に握る」と定義する。このように、対象物体Ｍ１３の把持方法を定義することができる。また、溝と円柱とが組み合わされた場合には、操作方向はほぼ一義的に決定され、図１７（ａ）に示す矢印Ｆの方向が第１操作方向となる。このように、溝と円柱とが組み合わされた複合物体における取扱い方法を定めることができる。
【００８１】
以上の例のように、アフォーダンスの定義にあたっては、単一物体では、把持部、把持方法、操作方向の候補が複数ある場合でも、複合物体を考えることで、より確からしいアフォーダンスを定義することができる。
【００８２】
他方、対象物体における把持候補となる単位物体が複数ある場合には、どの単位物体を把持するかという優先順位を予め定めておくと、その対象物体の取扱いを容易に推定することができる。以下、対象物体とその把持候補との関係について説明する。
【００８３】
いま、対象物体が単位物体と複合物体が組み合わされた複雑な形状を有するものであり、把持対象となる単位物体または複合物体が複数ある場合、原則的には、特徴的な形状を有する複合物体に優先順位を高く設定しておく。具体的には、図１８に示すように、多数の単位物体と複合物体との関係が考えられ、それぞれに優先順位を付けたものを図１８中に丸付き数字で示す。
【００８４】
図１８に示すように、優先順位がもっとも高い複合物体は、「円柱と溝」の組み合わせで、２番目が「円柱と曲柱」の組み合わせである。また、優先順位が３番目であるのは「円柱と四角柱」の組み合わせで４番目であるのが「円柱と円柱」の組み合わせである。５番目の組み合わせは「球と曲柱」の組み合わせであり、６番目は「曲柱」の単位物体である。
【００８５】
以下、順に、７番目が「溝」の単位物体、８番目が「球と円柱」の組み合わせ、９番目が「球と四角柱」の組み合わせ、１０番目が「円柱」の単位物体である。また、１１番目は「四角柱と四角柱」の組み合わせであり、１２番目が「四角柱」の単位物体、１３番目が「球」の単位物体である。その他の組み合わせについては、とりあえず定義をしないようにしておくことができる。そして、複数の単位物体および複合物体を有する物体がある場合には、上記の優先順位によって物体の把持候補を定義しておくことができる。
【００８６】
さらに、単位物体および複合物体の形状およびその組み合わせで優先順位を決めるのみならず、同種の単位物体が組み合わされてなる複合物体においても、その複合物体を構成する単位物体の大きさ等に基づいて、優先順位を決めておくことができる。たとえば、複合物体が「円柱と四角柱」の組み合わせである場合、図１９に示す複合物体Ｍ２１〜Ｍ２６が考えられ、これらに優先順位を決めておくことができる。もっとも優先順位が高い組み合わせの複合物体Ｍ２１は、細長形の円柱の側面に棒状の四角柱が取り付けられ、円柱の高さ方向と四角柱の長手方向とが直交する関係にあるものである。優先順位が２番目の複合物体Ｍ２２は、厚肉形の円柱の側面に板状の四角柱が取り付けられ、円柱の高さ方向と四角柱の長手方向が平行な関係にあるものである。優先順位が３番目の複合物体Ｍ２３は、厚肉形の円柱の上面（底面）に棒状の四角柱が取り付けられ、円柱の高さ方向が四角柱の長手方向に直交する関係にあるものである。
【００８７】
優先順位が４番目の複合物体Ｍ２４は、厚肉形の円柱の上面（底面）に棒状の四角柱が取り付けられ、円柱の高さ方向が四角柱の長手方向に直交する関係にあるものである。優先順位が５番目の複合物体Ｍ２５は、薄肉形の円柱の上面（底面）に棒状の四角柱が取り付けられ、円柱の高さ方向が四角柱の長手方向に直交する関係にあるものである。優先順位が６番目の複合物体Ｍ２６は、細長形の円柱の側面に棒状の四角柱が取り付けられ、円柱の高さ方向と四角柱の長手方向とが直交するものである。
【００８８】
このように、同種の形状の組み合わせであっても、その形状等に基づいて、把持対象としての優先順位を定めておくことができる。
【００８９】
また、複合物体が「円柱と円柱」の組み合わせである場合、図２０に示す複合物体Ｍ３１〜Ｍ３５が考えられ、これらに優先順位を決めておくことができる。これらのうち、もっとも優先順位が高い組み合わせの複合物体Ｍ３１は、厚肉形の第１円柱の側面に細長形の第２円柱が取り付けられ、第１円柱の高さ方向と第２円柱の高さ方向とが直交するものである。優先順位が２番目の複合物体Ｍ３２は、長形の第１円柱の底面に細長形の第２円柱が取り付けられ、第１円柱の高さ方向と第２円柱の高さ方向とが同方向を向いているものである。優先順位が３番目の複合物体Ｍ３３は、厚肉形の第１円柱の底面に第１円柱よりも径が小さい厚肉形の第２円柱が取り付けられ、第１円柱の高さ方向と第２円柱の高さ方向とが同方向を向いているものである。優先順位が４番目の複合物体Ｍ３４は、薄肉形の第１円柱の底面に細長形の円柱が取り付けられ、第１円柱の高さ方向と第２円柱の高さ方向とが同方向を向いているものである。優先順位が５番目の複合物体Ｍ３５は、細長形の第１円柱の側面に細長形の第２円柱が取り付けられているものであり、第１円柱の高さ方向と第２円柱の高さ方向とが直交するものである。このように円柱と円柱とからなる同種の形状の組み合わせであっても、その形状等に基づいて、把持対象としての優先順位を定めておくことができる。
【００９０】
さらに、対象物体が「曲柱」の単位物体である場合には、図２１に示すように、断面コ字形状の単位物体Ｍ４１と、断面Ｌ字形状の単位物体Ｍ４２とが考えられる。この場合の把持対象としての優先順位は、断面コ字形状の単位物体Ｍ４１の法が高く、続いて断面Ｌ字形状の単位物体Ｍ４２とすることができる。
【００９１】
また、対象物体が「円柱」の単位物体である場合には、図２２に示すように、細長形の単位物体Ｍ５１と、厚肉形の単位物体Ｍ５２と、薄肉形の単位物体Ｍ５３とが考えられる。この場合の把持対象としての優先順位は、細長形の単位物体Ｍ５１を１番目、厚肉形の単位物体Ｍ５２を２番目、薄肉形の単位物体Ｍ５３を３番目とすることができる。
【００９２】
このように、同種の単位物体の組み合わせまたは単位物体単体であっても、その大きさなどに基づいて、把持対象としての優先順位を適宜設定することができる。
【００９３】
この考えに基づいて把持対象として認識する例について、図２３を参照して説明する。図２３（ａ）には、対象物体として急須Ｍ６０を分解した状態が示されており、これらを組み合わせて図２３（ｂ）に示す急須Ｍ６０が形成される。急須Ｍ６０は、単位物体Ｍ６１〜Ｍ６４によって構成されている。単位物体Ｍ６１は、厚肉形の円柱であり、単位物体Ｍ６２は、細長形の円柱である。単位物体Ｍ６３は、小型の円柱であり、単位物体Ｍ６４は、細長形の円柱である。このような形状の場合、管と円柱とを比べて優先順位が高い円柱のうちのいずれかが把持物体として選ばれる。続いて、円柱のうち、優先順位が高い「細長形」の円柱が把持対象として選ばれる。その結果、単位物体Ｍ６２が把持対象として選ばれる。この単位物体Ｍ６２は、急須Ｍ６０における取っ手であるので、適切に把持対象を選ぶことができることになる。このように、把持対象が複数ある場合に、その優先順位を定めておくことにより、把持部の認識を容易に行うことができるようになる。
【００９４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２４は、本実施形態に係る対象物の取扱い推定装置のブロック構成図である。図２４に示すように、本実施形態に係る取扱い推定装置２０は、上記第１の実施形態に比較して、頻度データベース更新手段２１およびアフォーダンス知識モデル修正手段２２が設けられている点で異なっている。また、アフォーダンス知識モデル記憶手段２３には、頻度データベース２４が設けられている。そのほかは、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。
【００９５】
頻度データベース更新手段２１は、入力手段１１に接続されており、入力手段１１から出力される形状信号に基づいて、対象物の使用頻度を検出し、頻度データベース２４に出力する。ここで使用頻度とは、対象物の形状および形状に応じた操作方向をいう。頻度データベース２４には、アフォーダンス知識モデル記憶手段２３に記憶され各対象物体の使用頻度が記憶されている。そして、頻度データベース更新手段２１から出力される使用頻度信号に基づいて、各対象物体の使用頻度を更新する。更新された使用頻度は、アフォーダンス知識モデル修正手段２２に出力される。アフォーダンス知識モデル修正手段２２では、頻度データベース２４から出力される使用頻度に基づいて、アフォーダンス知識モデル記憶手段２３に記憶されるアフォーダンス知識モデルの登録・削除を行う。
【００９６】
このような構成を有する本実施形態に係る対象物の推定装置２０においては、上記第１の実施形態で説明した対象物の取扱いの推定を行うとともに、アフォーダンス知識モデル記憶手段２３に記憶されるアフォーダンス知識モデルの登録・修正を行っている。以下に、アフォーダンス知識モデルの登録・削除の手順について図２５を参照して説明する。
【００９７】
まず、対象物の形状を推定し、対象物の可動方向（操作方向）を検出したら（Ｓ２）、頻度データベース更新手段２１により、検出された対象物の形状および操作方向の使用頻度を加えるように、頻度データベースを更新する（Ｓ２）。
【００９８】
次に、使用頻度を加えることにより、アフォーダンス知識モデル記憶手段２３に記憶される優先順位と頻度データベース２４に記憶される使用頻度の順番が異なることが考えられる。そこで、たとえば同一の形状のアフォーダンス知識モデルが１００回使用されたときに、その１００回の使用時における使用頻度の順番が現在の優先順位と一致しているか否かを判断する（Ｓ３）。その結果、使用頻度と優先順位が一致していない場合には、優先順位を使用頻度にあわせるように優先順位を変更する（Ｓ４）。
【００９９】
この点について、対象物体が円柱の場合を例として具体的に説明すると、アフォーダンス知識モデル記憶手段２３に予め記憶されている優先順位は、表１に示すようになっている。これに対して、たとえば１００回の使用を行った際に、円柱を操作した回数のモデル例を表７に示す。
【０１００】
【表７】
2004188533.tif 000009
【０１０１】
表１に示す優先順位と表７に示す使用回数のモデル例とを比較すると、軸に対する把持の向きが平行、空間上での物体の軸の向きが垂直の場合の操作は、「軸に垂直に平行移動」「軸回りに回転」「軸方向に平行移動」の順に優先順位が設定されている。ところが、表７に示すモデル例では、「軸回りに回転」が１７回、「軸に垂直に平行移動」が１０回、「軸方向に平行移動」６回となっている。このようなときには、使用頻度に合わせて優先順位を変更する。
【０１０２】
一方、優先順位と使用頻度が一致しており、または一致させたら、対象物体は、付帯物体が存在する複合物体であるか否かを判断する（Ｓ５）。付帯物体が存在しない場合には、終了か否かを判断する（Ｓ１０）。一方、付帯物体が存在する複合物体であると判断したときには、その複合物体がアフォーダンス知識モデル記憶手段２３に記憶されているか否かを判断する（Ｓ６）。その結果、アフォーダンス知識モデル記憶手段２３に記憶されていない場合には、新たな複合物体としてアフォーダンス知識モデル記憶手段２３に登録する（Ｓ７）。
【０１０３】
また、新たに複合物体を登録した後、またはステップＳ６で複合物体がアフォーダンス知識モデル記憶手段２３に記憶されていたときには、頻度データベース２４における各アフォーダンス知識モデルの使用頻度を確認し、使用頻度が所定のしきい値以下のアフォーダンス知識モデルがあるか否かを判断する（Ｓ８）。
【０１０４】
その結果、使用頻度が所定のしきい値以下の場合には、該当アフォーダンスモデルを削除する（Ｓ９）。表７の例でいうと、使用頻度の削除のしきい値を１００回の使用で１回も使用がなかった場合とすると、軸に対する把持の向きが「垂直」のときの「軸方向への平行移動」、１本指での「軸に垂直方向に平行移動」の使用がいずれも０である。このときに、この操作方向をアフォーダンス知識モデルから削除するようにする。
【０１０５】
そして、アフォーダンス知識モデルの削除が済んだら、または削除するアフォーダンス知識モデルがなかった場合には、終了するか否かを判断し（Ｓ１０）、終了すると判断したら、そのまま終了する。一方、終了しないと判断したら、ステップＳ１に戻って同様の工程を繰り返すことになる。
【０１０６】
このように、アフォーダンス知識モデルの使用頻度に応じて、アフォーダンス知識モデルの登録・削除を行うことにより、使用しない取扱いについては、アフォーダンス知識モデルから削除されているので、対象物の取扱い方法をより迅速にしかも確実に推定することができる。
【０１０７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、対象物体の大きさに基づいて把持態様の優先順位を規定しているが、たとえば、円柱の周囲に等間隔で溝が形成されている場合など、その溝はつまんだときの滑り止めとして付されていると考えられる。この溝のような特徴的な部分がある場合には、対象物の大きさに優先させて、この特徴的部分を把持位置と判断する態様とすることもできる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、データベースの量が膨大になるのを防止しながら、物体の取扱い方法を推定することができるようにした対象物の取扱い推定方法および装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る対象物の取扱い推定装置のブロック構成図である。
【図２】対象物である単位物体の取扱い推定工程を模式的に説明する説明図である。
【図３】単位物体の呼称の形状との関係をまとめて示す表である。
【図４】（ａ）は対象物体である円柱を示す斜視図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図５】（ａ）は対象物体である断面コ字形状の曲柱を示す正面図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図６】（ａ）は対象物体である断面コ字形状の曲柱を示す正面図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図７】（ａ）は対象物体である支持台に矩形の溝が形成された物体を示す斜視図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図８】（ａ）は対象物体である管を示す斜視図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図９】（ａ）は対象物体である球を示す正面図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図１０】（ａ）は対象物体である孔が形成された物体を示す正面図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図１１】（ａ）は対象物体である四角柱を示す斜視図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は対象物体である環を示す正面図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図１３】対象物である複合物体の取扱い推定工程を模式的に説明する説明図である。
【図１４】複合物体の呼称の形状との関係をまとめて示す表である。
【図１５】（ａ）は対象物体である円柱と円柱とを組み合わせた物体を示す斜視図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図１６】（ａ）は対象物体である円柱と四角柱とを組み合わせた物体を示す斜視図、（ｂ）はその取扱い態様を分類する領域を示すグラフである。
【図１７】対象物体である溝部と円柱とを組み合わせた物体を示す斜視図である。
【図１８】単位物体および複合物体の形状および取扱いの優先順位をまとめて示す表である。
【図１９】円柱と四角柱とを組み合わせた複合物体を複数まとめて示す斜視図である。
【図２０】円柱と円柱とを組み合わせた複合物体を複数まとめて示す斜視図である。
【図２１】曲柱を複数まとめて示す斜視図である。
【図２２】円柱を複数まとめて示す斜視図である。
【図２３】（ａ）は、対象物としての急須を分解した状態示す斜視図、（ｂ）はそれを組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図２４】第２の実施形態に係る対象物の取扱い推定装置のブロック構成図である。
【図２５】アフォーダンス知識モデルの登録・削除の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，２０…取扱い推定装置、１１…入力手段、１２…アフォーダンス知識モデル記憶手段、１３…操作生成手段、１４…出力手段、２１…頻度データベース更新手段、２２…アフォーダンス知識モデル修正手段、２３…アフォーダンス知識モデル記憶手段、２４…頻度データベース、Ｈ…ハンド、Ｍ，Ｍ１〜Ｍ９，Ｍ１１〜Ｍ１３…対象物体、Ｍ１１Ａ，Ｍ１１Ｂ，Ｍ１２Ａ，Ｍ１３Ｂ…円柱部、Ｍ１２Ｂ…四角柱部、Ｍ１３Ａ…溝部、Ｍ２１〜Ｍ２６，Ｍ３１〜Ｍ３５…複合物体、Ｍ４…対象物体、Ｍ４１，Ｍ４２，Ｍ５１〜Ｍ５３，Ｍ６１〜Ｍ６４…単位物体、Ｍ６０…急須、ＭＡ，ＭＢ…部分、Ｐ，ＰＡ，ＰＢ…プリミティブ形状、Ｘ１〜Ｘ６，Ｘ８，Ｘ９，Ｘ１１Ａ，Ｘ１１Ｂ，Ｘ１２Ａ，Ｘ１２Ｂ，Ｘ１３Ａ…軸。
【図１】
2004188533.tif 000010
【図２】
2004188533.tif 000011
【図３】
2004188533.tif 000012
【図４】
2004188533.tif 000013
【図５】
2004188533.tif 000014
【図６】
2004188533.tif 000015
【図７】
2004188533.tif 000016
【図８】
2004188533.tif 000017
【図９】
2004188533.tif 000018
【図１０】
2004188533.tif 000019
【図１１】
2004188533.tif 000020
【図１２】
2004188533.tif 000021
【図１３】
2004188533.tif 000022
【図１４】
2004188533.tif 000023
【図１５】
2004188533.tif 000024
【図１６】
2004188533.tif 000025
【図１７】
2004188533.tif 000026
【図１８】
2004188533.tif 000027
【図１９】
2004188533.tif 000028
【図２０】
2004188533.tif 000029
【図２１】
2004188533.tif 000030
【図２２】
2004188533.tif 000031
【図２３】
2004188533.tif 000032
【図２４】
2004188533.tif 000033
【図２５】
2004188533.tif 000034