(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御装置であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を覆う搬送方法に決定することを特徴とする搬送制御装置。
【請求項２】
前記状態計測手段により計測される状態として、前記対象物に内容物があるか否かを判定する中身判定手段を有し、
前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に穴が開いていると判定され、かつ前記中身判定手段により内容物があると判定された場合には、前記穴を覆う搬送方法に決定することを特徴とする請求項１に記載の搬送制御装置。
【請求項３】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御装置であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を上方向に向けた姿勢による搬送方法に決定することを特徴とする搬送制御装置。
【請求項４】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御装置であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定手段と、
前記状態計測手段により計測される状態として、内容物の量を判定する量判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に欠損または欠品があると判定された場合には、前記量判定手段により判定された内容物の量に応じて前記対象物を搬送する搬送速度を決定することを特徴とする搬送制御装置。
【請求項５】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御装置であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記状態計測手段により計測される状態として、前記対象物の外面に内容物が付着しているか否かを判定する付着判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記付着判定手段により内容物が付着されていると判定された場合には、付着された内容物の拡散を防ぐ搬送方法に決定することを特徴とする搬送制御装置。
【請求項６】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御装置であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記状態計測手段により計測される状態として、前記対象物の周辺の画像情報に基づいて前記対象物の内容物が拡散しているか否かを判定する拡散判定手段と、を有し、
前記制御手段は、前記拡散判定手段により前記対象物の内容物が拡散していると判定された場合には、前記対象物の搬送を停止することを特徴とする搬送制御装置。
【請求項７】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御方法であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定ステップと、を有し、
前記決定ステップでは、前記判定ステップにより前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を覆う搬送方法に決定することを特徴とする搬送制御方法。
【請求項８】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御方法であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定ステップと、を有し、
前記決定ステップでは、前記判定ステップにより前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を上方向に向けた姿勢による搬送方法に決定することを特徴とする搬送制御方法。
【請求項９】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御方法であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定ステップと、
前記状態計測ステップにより計測される状態として、内容物の量を判定する量判定ステップと、を有し、
前記決定ステップでは、前記判定ステップにより前記対象物に欠損または欠品があると判定された場合には、前記量判定ステップにより判定された内容物の量に応じて前記対象物を搬送する搬送速度を決定することを特徴とする搬送制御方法。
【請求項１０】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御方法であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記状態計測ステップにより計測される状態として、前記対象物の外面に内容物が付着しているか否かを判定する付着判定ステップと、を有し、
前記決定ステップでは、前記付着判定ステップにより内容物が付着されていると判定された場合には、付着された内容物の拡散を防ぐ搬送方法に決定することを特徴とする搬送制御方法。
【請求項１１】
対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御方法であって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記状態計測ステップにより計測される状態として、前記対象物の周辺の画像情報に基づいて前記対象物の内容物が拡散しているか否かを判定する拡散判定ステップと、を有し、
前記制御ステップでは、前記拡散判定ステップにより前記対象物の内容物が拡散していると判定された場合には、前記対象物の搬送を停止することを特徴とする搬送制御方法。
【請求項１２】
対象物を搬送する搬送装置を制御するためのプログラムであって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記決定ステップでは、前記判定ステップにより前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を覆う搬送方法に決定することを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
対象物を搬送する搬送装置を制御するためのプログラムであって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記決定ステップでは、前記判定ステップにより前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を上方向に向けた姿勢による搬送方法に決定することを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
対象物を搬送する搬送装置を制御するためのプログラムであって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定ステップと、
前記状態計測ステップにより計測される状態として、内容物の量を判定する量判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記決定ステップでは、前記判定ステップにより前記対象物に欠損または欠品があると判定された場合には、前記量判定ステップにより判定された内容物の量に応じて前記対象物を搬送する搬送速度を決定することを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
対象物を搬送する搬送装置を制御するためのプログラムであって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記状態計測ステップにより計測される状態として、前記対象物の外面に内容物が付着しているか否かを判定する付着判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記決定ステップでは、前記付着判定ステップにより内容物が付着されていると判定された場合には、付着された内容物の拡散を防ぐ搬送方法に決定することを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
対象物を搬送する搬送装置を制御するためのプログラムであって、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測ステップと、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測ステップと、
前記形状計測ステップにより計測された三次元形状および前記状態計測ステップにより計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御ステップと、
前記状態計測ステップにより計測される状態として、前記対象物の周辺の画像情報に基づいて前記対象物の内容物が拡散しているか否かを判定する拡散判定ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記制御ステップでは、前記拡散判定ステップにより前記対象物の内容物が拡散していると判定された場合には、前記対象物の搬送を停止することを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
対象物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、
前記搬送制御装置は、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を覆う搬送方法に決定し、
前記搬送装置は、
前記制御手段により制御されることで前記決定手段により決定された搬送方法で前記対象物を搬送することを特徴とする搬送システム。
【請求項１８】
対象物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、
前記搬送制御装置は、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を上方向に向けた姿勢による搬送方法に決定し、
前記搬送装置は、
前記制御手段により制御されることで前記決定手段により決定された搬送方法で前記対象物を搬送することを特徴とする搬送システム。
【請求項１９】
対象物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、
前記搬送制御装置は、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定手段と、
前記状態計測手段により計測される状態として、内容物の量を判定する量判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に欠損または欠品があると判定された場合には、前記量判定手段により判定された内容物の量に応じて前記対象物を搬送する搬送速度を決定し、
前記搬送装置は、
前記制御手段により制御されることで前記決定手段により決定された搬送速度で前記対象物を搬送することを特徴とする搬送システム。
【請求項２０】
対象物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、
前記搬送制御装置は、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記状態計測手段により計測される状態として、前記対象物の外面に内容物が付着しているか否かを判定する付着判定手段と、を有し、
前記決定手段は、前記付着判定手段により内容物が付着されていると判定された場合には、付着された内容物の拡散を防ぐ搬送方法に決定し、
前記搬送装置は、
前記制御手段により制御されることで前記決定手段により決定された搬送方法で前記対象物を搬送することを特徴とする搬送システム。
【請求項２１】
対象物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置を制御する搬送制御装置とを有する搬送システムであって、
前記搬送制御装置は、
前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、
前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、
前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、
前記状態計測手段により計測される状態として、前記対象物の周辺の画像情報に基づいて前記対象物の内容物が拡散しているか否かを判定する拡散判定手段と、を有し、
前記制御手段は、前記拡散判定手段により前記対象物の内容物が拡散していると判定された場合には、前記対象物の搬送を停止し、
前記搬送装置は、
前記制御手段により制御されることで前記対象物の搬送を停止することを特徴とする搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御装置、搬送制御方法、プログラムおよび搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物を搬送する搬送装置をリサイクル処理で用いる場合、対象物の形状を認識して、データベースと照合することで、どのように搬送するかを決定するのが一般的である。
特許文献１には、三次元形状計測結果をデータベースと照合し、処理対象物のリサイクル手順を選定する３次元形状識別手段およびリサイクル処理装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、搬送物体の位置あわせ機構を持つ装置が搬送ロボットの最適な動作速度・加速度を自動的に決定するような搬送ロボットの動作速度・加速度最適化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４１１４１号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばリサイクル処理では、対象物が内容物を含む容器の場合、同一形状の対象物でも、対象物搬送工程において、その内容物が容器外に付着していたり、内容物の量が少なかったりといった対象物の状態に応じて搬送方法を変える必要がある。例えばトナーカートリッジのリサイクル処理では、内容物としてトナーが入っているトナーカートリッジを搬送する場合、トナーが拡散しないように搬送する必要がある。
【０００６】
しかしながら、対象物の状態に応じて搬送方法を自動で変えることは困難であり、オペレータが対象物を目視で確認しながら搬送しなければならなかった。
特許文献１のリサイクル処理装置では、対象物の状態が考慮されておらず、解体を行うのは作業員である。また、特許文献２の方法を用いて対象物を搬送した場合、内容物を拡散させてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、内容物の拡散を防ぐように対象物を搬送することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、対象物を搬送する搬送装置を制御する搬送制御装置であって、前記対象物の三次元形状を計測する形状計測手段と、前記対象物の内容物の状態を計測する状態計測手段と、前記形状計測手段により計測された三次元形状および前記状態計測手段により計測された状態に基づいて、前記搬送装置による前記対象物の搬送方法を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された搬送方法に基づいて前記搬送装置の行動を制御する制御手段と、前記形状計測手段により計測された三次元形状に基づいて前記対象物の欠損または欠品を判定する判定手段と、を有し、前記決定手段は、前記判定手段により前記対象物に穴が開いていると判定された場合には、前記穴を覆う搬送方法に決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内容物の拡散を防ぐように対象物を搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の搬送システムの構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態の情報処理装置の機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
【図８】第４の実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
【図９】第５の実施形態の搬送システムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態は、本発明の適用範囲を限定するものではない。
（第１の実施形態）
本実施形態では、対象物の三次元形状と対象物の内容物の状態とを計測することで、対象物の部品および位置・姿勢を判定すると共に、対象物の内容物を判定し、判定結果に基づいて対象物の搬送方法を決定する。
【００１２】
ここで、対象物とは、内部に内容物を入れる中空構造の物体であり、例えばトナーカートリッジのような容器である。また、内容物とは、対象物内に入るべきものであり、例えばトナーカートリッジ内に入っているトナーのようなものである。ただし、本実施形態で用いられる内容物には、対象物の容器内に入っている場合と、容器外に出ている場合との両方がある。
【００１３】
図１は、搬送システムの構成の一例を示す図である。
搬送システムは、搬送装置としてのロボット１０１、画像取得装置１０２、光源１０３、情報処理装置１０４、移送装置１０５を備える。
ロボット１０１は、例えば、マニピュレータやロボットハンドなどである。ロボット１０１は、情報処理装置１０４で決定された行動を実施し、移送装置１０５上の対象物１０６を操作する。ここで、行動とは対象物１０６を操作するロボット１０１の動作をいい、例えばロボット１０１が対象物１０６を把持して異なる位置に搬送することをいう。
【００１４】
画像取得装置１０２は、例えば、カメラや光を検出するセンサ、フォトダイオードなどである。画像取得装置１０２は、対象物１０６の三次元形状と状態とを計測させるために対象物１０６の画像情報を取得する。画像取得装置１０２は、取得した画像情報を情報処理装置１０４に出力する。
光源１０３は、例えばプロジェクタである。光源１０３は、可視光を投影したり、レーザで赤外光を投影したりすることで、対象物１０６を均一照明やパターン光で照明する。
なお、画像取得装置１０２と光源１０３とで構成されるレーザーレンジファインダ装置を用いてもよい。また、光源１０３を使わず画像取得装置１０２を２つ用いパッシブに計測を行ってもよい。また、対象物１０６の三次元形状と状態を計測できれば、光源１０３を使わず画像取得装置１０２を１つだけ用いてもよい。
【００１５】
情報処理装置１０４は、搬送制御装置として機能し、例えばコンピュータなどの計算機と、ハードディスクなどの補助記憶装置とによって構成される。情報処理装置１０４は、インタフェース機器を介してロボット１０１、画像取得装置１０２、光源１０３、移送装置１０５と接続され、各機器と通信して動作を制御する。また、情報処理装置１０４は、対象物１０６の三次元形状や状態、ロボット１０１の作業手順などの情報を記憶している。
本実施形態では、情報処理装置１０４は、画像取得装置１０２から入力された画像情報に基づいて、情報処理装置１０４に記憶されている情報を参照することで対象物１０６の三次元形状と状態を判定して搬送方法を決定する。また、情報処理装置１０４は、情報処理装置１０４に記憶されている情報を参照してロボット１０１の行動を計画し、ロボット１０１に出力する。
【００１６】
移送装置１０５は、例えば、ベルトコンベアである。移送装置１０５は、情報処理装置１０４によって動作が制御され、対象物１０６を画像取得装置１０２の画像取得可能範囲内へ移送する。
対象物１０６は、ロボット１０１により操作されるものであって、ここではリサイクル処理がなされる対象物である。対象物１０６は、例えば、トナーが入ったトナーカートリッジであり、中空構造で中に粉体や液体を充填できるものを想定している。
【００１７】
図２は、情報処理装置の機能構成を示す図である。図２に示す機能構成は、情報処理装置１０４のＣＰＵが例えばＲＯＭに格納されたプログラムを読み出しメモリに展開することで実現される。
情報処理装置１０４は、画像取得部２０１、三次元形状計測部２０２、部品データベース２０３、状態計測部２０４、状態データベース２０５、搬送方法決定部２０６、行動計画部２０７、操作データベース２０８を有している。
【００１８】
画像取得部２０１は、例えば、キャプチャボードやＲＡＭ（メモリ）で構成される。画像取得部２０１は、画像取得装置１０２から画像情報を取得し、三次元形状計測部２０２および状態計測部２０４に出力する。
三次元形状計測部２０２は、形状計測手段の一例であって、取得した画像情報に基づいて対象物１０６の三次元形状を認識する。具体的には、三次元形状計測部２０２は、部品データベース２０３に記憶された部品種と形状の情報を参照することで対象物１０６の三次元形状を決定し、搬送方法決定部２０６へ出力する。
部品データベース２０３は、リサイクルの対象となる対象物１０６の部品種と形状の情報を記憶している。三次元形状計測部２０２は適宜、部品データベース２０３の情報を参照する。ここで、データとは、例えばＣＡＤデータやＣＧポリゴンなどのモデルデータである。
【００１９】
状態計測部２０４は、状態計測手段の一例であって、取得した画像情報に基づいて対象物１０６の状態を認識する。具体的には、状態計測部２０４は、状態データベース２０５に記憶されたパラメータ情報を参照することで、対象物１０６の状態を決定し、搬送方法決定部２０６へ出力する。
状態データベース２０５は、リサイクルの対象となる対象物１０６のパラメータ情報および対象物１０６周辺のパラメータ情報を記憶している。パラメータ情報とは、例えば対象物１０６の内容物の量と状態とを対応付けたテーブル、対象物１０６の容器外への内容物の付着程度と付着しているか否かの状態とを対応付けたテーブルや、対象物１０６周辺の内容物の拡散量と状態とを対応付けたテーブルである。状態計測部２０４は適宜、状態データベース２０５の情報を参照する。
【００２０】
搬送方法決定部２０６は、搬送方法決定手段の一例であって、三次元形状計測部２０２から入力された三次元形状情報と状態計測部２０４から入力された状態情報に基づいて、対象物１０６の搬送方法を決定する。搬送方法決定部２０６は、決定した搬送方法としての処理種別を行動計画部２０７へ出力する。
行動計画部２０７は、制御手段の一例であって、搬送方法決定部２０６から入力された処理種別に基づいてロボット１０１の行動を計画する。具体的には、行動計画部２０７は、操作データベース２０８の部品種と作業手順の情報を参照することで、対象物１０６の行動を計画する。行動計画部２０７は、計画した行動計画を動作命令としてロボット１０１へ出力する。ロボット１０１は、行動計画部２０７から入力された動作命令に従って動作する。なお、行動計画部２０７は、情報処理装置１０４に接続された画像取得装置１０２、光源１０３、移送装置１０５の各動作も制御する。
操作データベース２０８は、行動計画部２０７が行動を計画する際に参照される部品種と作業手順の情報を記憶している。行動計画部２０７は適宜、操作データベース２０８の情報を参照する。
【００２１】
図３は、本実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１では、オペレータによる搬送システムの起動に応じて搬送システムの各機器が初期化を行う。情報処理装置１０４では、ＣＰＵがプログラムを読み出しメモリに展開することで処理が実行可能な状態となる。また、ロボット１０１および画像取得装置１０２も機器パラメータの読み込みや初期位置への復帰などを行い、使用可能な状態となる。
【００２２】
ステップＳ３０２では、行動計画部２０７は移送装置１０５を駆動して対象物１０６を画像取得装置１０２の画像取得可能範囲内に配置する。画像取得部２０１は画像取得装置１０２から対象物１０６に関する情報、すなわち画像情報を取得する。
ステップＳ３０３では、三次元形状計測部２０２は三次元形状計測を行う。ここで、ステップＳ３０３の処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
図４は、ステップＳ３０３の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１では、三次元形状計測部２０２は対象物１０６のパターンマッチングを行う。具体的には、三次元形状計測部２０２は対象物１０６の画像情報に基づいて部品データベース２０３の情報を参照することで対象物１０６の部品種を判定する。パターンマッチングの方法としては、例えば相関ベースマッチングによる対象物１０６のパターンと入力画像の比較により最も類似する位置・姿勢を推定することで対象物１０６の部品種を決定する。なお、パターンマッチングは対象物１０６の部品種を判定できれば、他の処理であってもよい。
【００２４】
ステップＳ４０２では、三次元形状計測部２０２は判定した結果に基づいて、対象物１０６のモデルフィッティングを行う。例えば、均一照明を用いて対象物１０６のエッジと部品データベース２０３の記憶されているＣＡＤデータとに基づいて、２次元画像に投影して対象物１０６の位置・姿勢を計測する。あるいは、パターン光を用いてＲＣ法やＤＬ法を用いることで計測線の位置情報に基づいて、表面の距離画像をＩＰＣアルゴリズムにより求めて対象物１０６の位置・姿勢を計測する。
ステップＳ４０３では、三次元形状計測部２０２は計測した結果に基づいて、対象物１０６の欠損・欠品判定処理を行う。例えば、三次元形状計測部２０２はステップＳ４０２のモデルフィッティングにおいて部分的にマッチング度評価を行い、明らかにマッチしない場合にはその部分に欠損または欠品があると判定する。この処理は、判定手段による処理の一例に対応する。ここで、欠品とは対象物１０６の部品が欠けている場合をいう。
ステップＳ４０３の処理が終了した後、図３のステップＳ３０４に進む。
【００２５】
ステップＳ３０４では、状態計測部２０４は状態計測を行う。ここで、ステップＳ３０４の処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。
図５は、ステップＳ３０４の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ５０１では、状態計測部２０４は対象物１０６の内容物の容器外拡散の有無を判定する。具体的には、状態計測部２０４は対象物１０６周辺の画像情報に基づいて、状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６周辺の内容物の拡散量と状態とを対応付けたテーブルを参照して、容器外拡散の有無を判定する。容器外に内容物が拡散していると判定された場合にはステップＳ５０２に進み、行動計画部２０７は搬送システムの動作を一時的に停止する。したがって、内容物が容器外へ過剰に拡散することを防ぐことができる。一方、拡散していないと判定された場合にはステップＳ５０３に進む。
【００２６】
ステップＳ５０３では、状態計測部２０４は対象物１０６の外見判定を行う。状態計測部２０４は対象物１０６の画像情報に基づいて、状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６の容器外への内容物の付着程度と付着しているか否かの状態とを対応付けたテーブルを参照して、容器外への内容物付着および付着箇所を判定する。
ステップＳ５０４では、状態計測部２０４は対象物１０６の中身の状態の判定を行う。状態計測部２０４は対象物１０６の画像情報に基づいて、状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６の内容物の量と状態とを対応付けたテーブルを参照して、内容物の量を判定する。この処理は、中身判定手段による処理の一例に対応する。
ステップＳ５０４の処理が終了した後、図３のステップＳ３０５に進む。
【００２７】
ステップＳ３０５では、搬送方法決定部２０６はステップＳ３０３およびステップＳ３０４で計測した結果に基づいて、対象物１０６の搬送方法を決定する。例えば、ステップＳ４０３の欠損・欠品判定処理において対象物１０６に穴が開いていると判定され、かつステップＳ５０４の対象物中身判定において内容物があると判定された場合を想定する。この場合、搬送方法決定部２０６は対象物１０６の内容物を拡散させないように対象物１０６の穴を覆うように把持する搬送方法を決定し、行動計画部２０７に出力する。
ステップＳ３０６では、行動計画部２０７は決定された搬送方法を実現するためのロボット１０１の行動計画を決定する。
【００２８】
ステップＳ３０７では、行動計画部２０７は決定した行動計画をロボット１０１に出力する。したがって、ロボット１０１は行動計画に基づいて行動する。
ステップＳ３０８では、画像取得部２０１は次の対象物１０６が移送装置１０５に存在するか否かを画像取得装置１０２からの入力画像に基づいて判定する。次の対象物１０６がある場合にはステップＳ３０２に戻り、情報処理装置１０４は上述した処理を繰り返す。一方、次の対象物１０６が存在しない場合には処理を終了する。
【００２９】
本実施形態によれば、対象物１０６の三次元形状および対象物１０６の内容物の状態を計測して、計測した結果に基づいてロボット１０１による搬送方法を決定する。例えば、対象物１０６に穴があると判定され、かつ対象物１０６に内容物があると判定された場合には、対象物１０６の穴の部分を塞ぐように把持する搬送方法を実現するための行動計画をロボット１０１に出力する。したがって、ロボット１０１は行動計画に従って対象物１０６を把持することから、内容物の拡散を防ぐように対象物を搬送することができる。なお、穴を塞ぐにはロボット１０１のハンドが直接塞ぐ場合でも、ロボット１０１のハンドと異なる部分で塞ぐ場合でもよい。
【００３０】
また、対象物１０６の三次元形状と状態を計測することにより、例えばリサイクル処理では想定していないものが移送された場合でも対応することができる。例えば、想定していないものが移送された場合には、搬送システムを停止することができる。
なお、対象物１０６に穴があると判定された場合には、内容物の有無に関わらず対象物１０６の穴の部分を塞ぐ搬送方法に決定してもよい。
【００３１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では対象物１０６に穴がある場合に穴を塞ぐ搬送方法を実現するための行動計画を決定する場合について説明した。本実施形態では、内容物の量に基づきロボット１０１の搬送速度を変更することにより、内容物の拡散を防ぎながら、対象物１０６をできるだけ速く搬送することができる。すなわち、対象物１０６の内容物の量を判定し、内容物の量に基づき、内容物の量が少なければ速く、多ければ遅くロボット１０１を動作させる。
【００３２】
図６は、本実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
図６のフローチャートは、図３のフローチャートのステップＳ３０４の状態計測の処理、ステップＳ３０５の搬送方法決定の処理に相当する。ここでは、図６のフローチャートのうち、第１の実施形態と異なるステップＳ６０１〜ステップＳ６０４について説明し、第１の実施形態と同一の処理は同一ステップ番号を付してその説明を省略する。
ステップＳ６０１では、状態計測部２０４は対象物１０６の内容物の有無を判定する。状態計測部２０４は対象物１０６の画像情報に基づいて、状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６の内容物の量と状態とを対応付けたテーブルを参照して、対象物１０６の中に内容物があるか否かを判定する。内容物がないと判定された場合には対象物中身判定の処理を終了し、ステップＳ６０３に進む。一方、内容物があると判定された場合にはステップＳ６０２に進む。
【００３３】
ステップＳ６０２では、状態計測部２０４は対象物１０６の内容物の量を判定する。ここでは、内容物の量が空の状態と比較してどの程度存在するかが判定される。この処理は量判定手段による処理の一例に対応する。具体的には、状態計測部２０４は対象物１０６の画像情報に基づいて、状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６の内容物の量と状態とを対応付けたテーブルを参照して、対象物１０６の中に内容物がどの程度含まれているかを確認する。判定後、対象物中身判定の処理を終了し、ステップＳ６０４に進む。
【００３４】
ステップＳ６０３では、搬送方法決定部２０６はロボット１０１の搬送速度を決定する。ここでは、搬送方法決定部２０６はロボット１０１が最高速度で搬送する搬送速度に決定する。その後、ステップＳ３０６に進む。
一方、ステップＳ６０４では、搬送方法決定部２０６は判定された対象物１０６の内容物の量に合わせてロボット１０１の搬送速度を決定する。すなわち、内容物の量が少なければ速い搬送速度、多ければ遅い搬送速度でロボット１０１を動作させるように搬送速度を決定する。その後、ステップＳ３０６に進む。
【００３５】
本実施形態によれば、対象物１０６の内容物の量を判定し、内容物が少ないほど速い搬送速度に決定し、内容物の量が多いほど遅い搬送速度に決定するので、対象物１０６の内容物の拡散を防ぎながら、できるだけ速く対象物１０６を搬送することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
上述した第１および第２の実施形態では、内容物が容器内にある場合を対象としたが、本実施形態では内容物が容器外にある場合を対象とする。すなわち、本実施形態では、対象物１０６の容器外（容器の外面）に内容物が付着している場合、付着された内容物の拡散を防ぐように対象物１０６を搬送する。
【００３７】
図７は、本実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
図７のフローチャートは、図３のフローチャートのステップＳ３０４の状態計測の処理に相当する。ここでは、図７のフローチャートのうち、第１の実施形態と異なるステップＳ７０１〜ステップＳ７０３の内容物外見判定処理について説明し、第１の実施形態と同一の処理は同一ステップ番号を付してその説明を省略する。
ステップＳ７０１では、状態計測部２０４は対象物１０６の容器外（容器の外面）に内容物が付着しているか否かを判定する。この処理は、付着判定手段による処理の一例に対応する。状態計測部２０４は対象物１０６の画像情報に基づいて、状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６の容器外への内容物の付着程度と付着しているか否かの状態とを対応付けたテーブルを参照し、対象物１０６の容器外に内容物が付着しているかを確認する。内容物の付着がないと判定された場合には対象物外見判定処理を終了し、ステップＳ５０４に進む。一方、内容物の付着があると判定された場合にはステップＳ７０２に進む。
【００３８】
ステップＳ７０２では、状態計測部２０４は対象物１０６の容器外に付着した内容物が容器外のどの箇所に付着しているかを判定する。状態計測部２０４は対象物１０６の容器外に付着がない状態と比較することで付着箇所を判定する。
ステップＳ７０３では、搬送方法決定部２０６は対象物１０６をロボット１０１によってどのように把持させるかの把持方法を決定する。例えば、ロボット１０１に内容物の付着箇所を覆うように対象物１０６を把持させることによって、対象物１０６の容器外に付着した内容物を拡散させないようにすることができる。把持方法が決定された後、対象物外見判定処理を終了し、ステップＳ５０４に進む。
【００３９】
本実施形態によれば、対象物１０６の内容物が対象物１０６の容器外に付着している場合に付着箇所を覆うように把持することによって、容器外に付着した内容物の拡散をできるだけ防ぎながら対象物１０６を搬送することができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
上述した第１〜第３の実施形態では、対象物１０６の形状、内容物の量、付着箇所に着目する場合について説明した。本実施形態では、対象物１０６の姿勢に着目して、対象物１０６の姿勢変更をロボット１０１に行わせることで、内容物の拡散を防ぐことができる。すなわち、対象物１０６の姿勢が、内容物をこぼす可能性のある姿勢の場合にはこぼさない姿勢に変更してから搬送することで、内容物の拡散を防ぐことができる。
【００４１】
図８は、本実施形態の搬送システムの処理を示すフローチャートである。
図８のフローチャートは、図３のフローチャートのステップＳ３０４の状態計測の処理、ステップＳ３０５の搬送方法決定の処理に相当する。ここでは、図８のフローチャートのうち、第１の実施形態と異なるステップＳ８０１〜ステップＳ８０５について説明し、第１の実施形態と同一の処理は同一ステップ番号を付してその説明を省略する。
ステップＳ８０１では、状態計測部２０４は対象物１０６の内容物の有無を判定する。状態計測部２０４は対象物１０６の画像情報に基づいて、状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６の内容物の量と状態とを対応付けたテーブルを参照して、対象物１０６の中に内容物があるか否かを判定する。内容物がないと判定された場合には対象物中身判定の処理を終了し、ステップＳ８０４に進む。一方、内容物があると判定された場合にはステップＳ８０２に進む。
【００４２】
ステップＳ８０２では、状態計測部２０４は対象物１０６が内容物をこぼす姿勢であるか否かを判定する。ここでは、ステップＳ４０３の欠損・欠品判定処理の結果から、対象物１０６に穴が開いているかの情報を参照し、対象物１０６が内容物をこぼす姿勢ではない場合にはステップＳ８０５に進む。一方、対象物１０６が内容物をこぼす姿勢である場合にはステップＳ８０３に進む。
ステップＳ８０３では、行動計画部２０７は対象物１０６の姿勢変更を行う。行動計画部２０７はステップＳ８０２の結果より、対象物１０６が内容物をこぼさない姿勢に変更する。例えば、対象物１０６をトナーの入ったトナーカートリッジとし、トナーカートリッジに開いている穴が横にある場合、トナーをこぼさないようにその穴を上方向に向けるといった操作をすることで、姿勢を変更する。
【００４３】
ステップＳ８０４では、搬送方法決定部２０６は対象物１０６の搬送姿勢を決定する。すなわち、搬送方法決定部２０６は任意の搬送姿勢で対象物１０６を搬送するよう搬送方法を決定する。対象物１０６をトナーカートリッジとした場合、ここではトナーカートリッジ内にはトナーが入っていないと判定されている。したがって、トナーカートリッジに穴が開いていたとしても、その穴が下方向または上方向を向いているかに構わずに搬送するようにトナーカートリッジの搬送姿勢を決定することができる。その後、搬送方法決定の処理を終了し、ステップＳ３０６に進む。
【００４４】
一方、ステップＳ８０５では、搬送方法決定部２０６は対象物１０６の姿勢が内容物をこぼさない姿勢に保つように、対象物１０６の搬送姿勢を決定する。例えば、対象物１０６をトナーの入ったトナーカートリッジとした場合、ここではトナーカートリッジに開いている穴を上方向に向けた搬送姿勢に保つような搬送方法を決定する。その後、搬送方法決定の処理を終了し、ステップＳ３０６に進む。
【００４５】
本実施形態によれば、対象物１０６が内容物を容器外にこぼす姿勢であるか否かを判定し、こぼす姿勢である場合は、対象物１０６の姿勢をこぼさない姿勢に変更し、こぼさない搬送姿勢で搬送させることで、内容物の拡散を防ぐように搬送することができる。
【００４６】
（第５の実施形態）
第１〜第４の実施形態では、内容物の拡散を防ぐように対象物１０６を搬送する場合について説明した。本実施形態では、搬送システム自体を停止する方法について説明する。すなわち、対象物１０６の内容物が容器外に過剰に拡散している場合、搬送システムを一時停止することで、ロボット１０１の搬送では対応できない状況をオペレータに報知する。
図９は、本実施形態の搬送システムの構成の一例を示す図である。本実施形態の搬送システムには、図１の構成に広範囲画像取得装置１０７が追加される。
【００４７】
図５に示したように、ステップＳ５０１では、状態計測部２０４は対象物１０６の内容物の容器外拡散の有無を判定する。ここでは、状態計測部２０４はステップＳ３０１で取得された画像情報に基づいて、予め設定した状態以上に容器外に対象物１０６の内容物が拡散しているか否かにより判定する。ここでの画像情報は、画像取得装置１０２に加え、対象範囲が大きい場合には広範囲画像取得装置１０７で取得した画像情報も用いる。具体的には、状態計測部２０４は状態データベース２０５に記憶されている対象物１０６周辺の内容物の拡散量と状態とを対応付けたテーブルを参照し、容器外拡散の有無を判定する。この処理は、拡散判定手段による処理の一例に対応する。
容器外への拡散があると判定された場合にはステップＳ５０２に進み、行動計画部２０７は搬送システムの動作を一時的に停止する。
【００４８】
本実施形態によれば、対象物１０６の内容物が容器外へ設定した状態以上に拡散している場合、搬送システムを一時停止させる。したがって、対象物１０６の内容物がトナーのような粉体である場合、過剰に拡散することを防止することができる。
なお、本実施形態では、広範囲画像取得装置１０７で取得した画像情報も用いる場合について説明したが、画像取得装置１０２により対象物１０６周辺の内容物が拡散している画像を取得できる場合には、広範囲画像取得装置１０７を省略することができる。
【００４９】
なお、本発明における内容物は、対象物１０６の中に入るべきものであればどのようなものであってもよく、一例として第１の実施形態で説明したトナーが挙げられる。なお、内容物はトナーのような粉体に限られず、液体であってもよい。
本発明における状態は、対象物１０６の内容物の量が計測できるものであればどのようなものであってもよく、一例としてトナーカートリッジ内にあるトナーの量が挙げられる。なお、状態はトナーのような粉体の量に限られず、液体の量であってもよい。
【００５０】
本発明における容器外に付着している内容物は、対象物１０６の内容物であればどのようなものであってもよく、一例としてトナーカートリッジ内にあるトナーが挙げられる。なお、容器外に付着している内容物は、トナーのような粉体に限られず、液体であってもよい。
本発明における穴は、対象物１０６に開いている穴であればどのようなものであってもよく、一例として上述した第４の実施形態のように欠損または欠品により生じる穴が挙げられる。すなわち、穴は対象物１０６の欠損による穴であってもよいし、欠品による穴であってもよい。
本発明における状態は、対象物１０６の内容物の拡散状態に関するものであればどのようなものであってもよい。一例として上述した第５の実施形態のようなトナーの拡散が挙げられる。なお、拡散した内容物はトナーのような粉体に限られず、液体であってもよい。
【００５１】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能であり、上述した実施形態を適時組み合わせてもよい。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは各種記憶媒体を介して搬送システムまたは情報処理装置１０４に供給し、情報処理装置１０４のコンピュータ（またはＣＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１：ロボット（搬送装置）  １０２：画像取得装置  １０３：光源  １０４：情報処理装置（搬送制御装置）  １０５：移送装置  １０６：対象物  １０７：広範囲画像取得装置  ２０１：画像取得部  ２０２：三次元形状計測部  ２０３：部品データベース  ２０４：状態計測部  ２０５：状態データベース  ２０６：搬送方法決定部  ２０７：行動計画部  ２０８：操作データベース
【図１】
0006415167.tif 000002
【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】
0006415167.tif 000008
【図８】
0006415167.tif 000009
【図９】
0006415167.tif 000010