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JP7801896B2 - Robot hand and robot hand control method - Google Patents
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JP7801896B2 - Robot hand and robot hand control method - Google Patents

Robot hand and robot hand control method

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JP7801896B2 JP2022006508A JP2022006508A JP7801896B2 JP 7801896 B2 JP7801896 B2 JP 7801896B2 JP 2022006508 A JP2022006508 A JP 2022006508A JP 2022006508 A JP2022006508 A JP 2022006508A JP 7801896 B2 JP7801896 B2 JP 7801896B2
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Description

本発明は、ロボットハンド、およびロボットハンド制御方法に関する。 The present invention relates to a robot hand and a method for controlling a robot hand.

作業を行うロボットは、人間の手のような働きをするハンドと、人間の腕のような働きをするアームを備えている。このような作業は、例えば制御装置によって制御させる。制御装置は、例えば作業空間に設置された撮影装置が撮影した画像に基づいて作業を行う。この場合は、対象物体を掴むためにハンドを対象物体に近づけると、アームあるいはハンドが撮影装置の死角になり、視野を遮ってしまう。このため、ロボットアームの先端に撮影装置を取り付けることが提案されている(例えば特許文献1参照)。 A robot that performs a task is equipped with a hand that functions like a human hand and an arm that functions like a human arm. Such tasks are controlled, for example, by a control device. The control device performs the task based on images captured by a camera installed in the workspace, for example. In this case, when the hand approaches an object to grasp it, the arm or hand is in the blind spot of the camera, blocking its field of view. For this reason, it has been proposed to attach a camera to the tip of the robot arm (see, for example, Patent Document 1).

特開2020-196116号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-196116

しかしながら、従来技術では、例えば指が視野を遮った場合に、対象物体と指との接触面を撮影装置で撮影できない。また、従来技術では、対象物体が死角となり、各指の接触情報を取得できない場合があった。 However, with conventional technology, if a finger, for example, blocks the field of view, the camera device cannot capture an image of the contact surface between the target object and the finger. Furthermore, with conventional technology, the target object may be in a blind spot, making it impossible to obtain contact information for each finger.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ロボットハンド内の死角を低減することができるロボットハンド、およびロボットハンド制御方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a robotic hand and a robotic hand control method that can reduce blind spots within the robotic hand.

(1)上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るロボットハンドは、基体と、基体に接続される2本以上の指部と、を備え、前記2本の指の間であり、かつ基体側面に設置される第1カメラ、を備える。 (1) To achieve the above object, a robot hand according to one aspect of the present invention comprises a base body, two or more fingers connected to the base body, and a first camera located between the two fingers and on the side of the base body.

(2)また、本発明の一態様に係るロボットハンドにおいて、前記第1カメラは、前記指で把持するときの把持方向に傾斜して基体に取り付けられているようにしてもよい。 (2) In addition, in a robot hand according to one aspect of the present invention, the first camera may be attached to the base body at an angle toward the grasping direction when grasping with the fingers.

(3)また、本発明の一態様に係るロボットハンドにおいて、前記2本以上の指は、前記ロボットハンドに接続されるアーム側に近い第1の指部と、ハンド先端部に近い第2の指部と、第2カメラと、を備え、前記第1カメラは、前記第1の指部と前記第2の指部との間に設置され、前記第2カメラは、前記第2の指部と前記アームとの間の基体側面に設置されるようにしてもよい。 (3) Furthermore, in a robot hand according to one aspect of the present invention, the two or more fingers may include a first finger portion close to the arm connected to the robot hand, a second finger portion close to the tip of the hand, and a second camera, the first camera being installed between the first finger portion and the second finger portion, and the second camera being installed on the side of the base between the second finger portion and the arm.

(4)また、本発明の一態様に係るロボットハンドにおいて、前記第2カメラは、小指球部に設置されるようにしてもよい。 (4) In addition, in a robot hand according to one aspect of the present invention, the second camera may be installed in the ball of the little finger.

(5)また、本発明の一態様に係るロボットハンドにおいて、前記第1カメラが撮影した画像と前記第2カメラが撮影した画像を用いてステレオ視を行うようにしてもよい。 (5) Furthermore, in a robot hand according to one aspect of the present invention, stereo vision may be performed using images captured by the first camera and images captured by the second camera.

(6)また、本発明の一態様に係るロボットハンドにおいて、前記ロボットハンドの掌表面側に第3カメラを備えるようにしてもよい。 (6) Furthermore, in a robot hand according to one aspect of the present invention, a third camera may be provided on the palm surface side of the robot hand.

(7)上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るロボットハンド制御方法は、基体部と、基体に接続され、対象物を操作可能な指部を備え、指部の接触点(把持目的で指と物体があたる場所)近傍にカメラを有するロボットハンドを操作する操作方法であって、対象物体を決定し、対象物体を操作する対象である環境ターゲットを決定し、対象物体を把持する把持方法を決定し、前記カメラで把持する対象物体を指で把持した状態で対象物体と対象物体を操作する対象の環境とを併せて撮像し、撮影された画像に基づいて前記対象物体の位置情報を取得し、取得された前記位置情報に基づいて前記対象物体の操作量を決定する。 (7) In order to achieve the above-mentioned object, one aspect of the present invention provides a robot hand control method for operating a robot hand that includes a base unit, finger units connected to the base and capable of manipulating an object, and a camera located near the contact points of the finger units (places where the fingers come into contact with the object for grasping), and includes the steps of: determining the object; determining an environmental target for manipulating the object; determining a grasping method for grasping the object; capturing an image of the object and the environment for manipulating the object while the object is being grasped with the fingers using the camera; obtaining position information for the object based on the captured image; and determining the amount of manipulation of the object based on the obtained position information.

(8)また、本発明の一態様に係るロボットハンド制御方法において、前記ロボットハンドは複数であり、前記複数のロボットハンドのうち少なくとも2つのロボットハンドがカメラを備え、前記少なくとも2つのロボットハンドが備える前記カメラが、同一の対象物体を撮像し、撮像された画像を用いて少なくとも2つのロボットハンドの協調制御をするようにしてもよい。 (8) Furthermore, in a robot hand control method according to one aspect of the present invention, the robot hands may be multiple, at least two of the multiple robot hands may be equipped with cameras, the cameras equipped on the at least two robot hands may capture images of the same target object, and the captured images may be used to perform cooperative control of the at least two robot hands.

(1)~(8)は、ロボットハンドの側面にカメラを設置した。これにより、(1)~(8)によれば、本実施形態によれば、把持時のカメラの死角を小さくできる。
また、(5)、(6)によれば、ロボットハンドが備えるカメラを用いて立体視を実現できる。
In (1) to (8), a camera is installed on the side of the robot hand. As a result, according to (1) to (8), in this embodiment, the blind spot of the camera during grasping can be reduced.
Furthermore, according to (5) and (6), stereoscopic vision can be achieved using a camera equipped on the robot hand.

実施形態に係るロボットハンドの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a robot hand according to an embodiment. 実施形態に係るロボットハンドの他の構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another configuration example of a robot hand according to an embodiment. 実施形態に係るカメラの設置例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of installation of a camera according to an embodiment. 実施形態に係るカメラの撮影範囲例を下から見た図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a shooting range of a camera according to an embodiment, as viewed from below. 実施形態に係る2つのカメラの撮影範囲例を横から見た図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the imaging range of two cameras according to the embodiment as viewed from the side. 対処物体を把持する際にカメラによって撮影される画像例を示す図である。10A and 10B are diagrams showing example images taken by a camera when a target object is grasped; 撮影時に死界にならないことを説明するための図である。This is a diagram to explain that no dead zone occurs when taking a picture. 撮影時に死界にならないことを説明するための図である。This is a diagram to explain that no dead zone occurs when taking a picture. 実施形態に係るステレオカメラの配置例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the arrangement of a stereo camera according to an embodiment. ステレオカメラの画角例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the angle of view of a stereo camera. 実施形態に係るカメラを有するロボットハンドを備えるロボットの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a robot including a robot hand having a camera according to an embodiment. 実施形態に係るロボットの制御装置によるロボットハンドの制御手順例のフローチャートである。10 is a flowchart of an example of a control procedure for a robot hand by a robot control device according to an embodiment. カメラがアームに取り付けられているロボットハンドの比較例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a comparative example of a robot hand in which a camera is attached to an arm. カメラが基体に取り付けられているロボットハンドの比較例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a comparative example of a robot hand in which a camera is attached to a base body. 実施形態係るロボットハンドが指先にもカメラを備える例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example in which a robot hand according to an embodiment is provided with cameras on the fingertips. 指先のカメラの設置位置例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the installation position of a camera on a fingertip. 指先のカメラの掌側から見た設置位置例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the installation position of the fingertip camera as viewed from the palm side. 掌のカメラと指先のカメラとの撮影範囲例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the image capturing range of the palm camera and the fingertip camera.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the scale of each component in the drawings used in the following description has been appropriately adjusted to ensure that each component is large enough to be recognized.

(ロボットハンドの構成例)
図1は、本実施形態に係るロボットハンドの構成例を示す図である。図1のロボットハンド1は、指部が4つの例である。
図1の構成例のロボットハンド1(エンドエフェクタ)は、指部101、指部102、指部103、指部104、基体111、カメラ131、カメラ132、カメラ133、カメラ134を備える。ロボットハンド1は、アーム121に関節を介して接続されている。なお、ロボットハンド1は、少なくとも2つの指部を備える。また、ロボットハンド1は、少なくとも1つのカメラを備える。
(Example of robot hand configuration)
1 is a diagram showing an example of the configuration of a robot hand according to this embodiment. The robot hand 1 in FIG. 1 is an example having four fingers.
The robot hand 1 (end effector) in the configuration example of Fig. 1 includes finger portions 101, 102, 103, 104, a base 111, and cameras 131, 132, 133, and 134. The robot hand 1 is connected to an arm 121 via a joint. The robot hand 1 includes at least two fingers. The robot hand 1 also includes at least one camera.

指部101は、例えば人間の親指に相当する。指部102は、例えば人間の人差し指に相当する。指部103は、例えば人間の中指または薬指に相当する。指部104は、例えば人間の薬指または小指に相当する。各指部は、節、および関節を備える。基体111は、人間手の甲、手の平に相当する位置を含む。 Finger portion 101 corresponds, for example, to a human thumb. Finger portion 102 corresponds, for example, to a human index finger. Finger portion 103 corresponds, for example, to a human middle finger or ring finger. Finger portion 104 corresponds, for example, to a human ring finger or little finger. Each finger portion has a joint and a node. Base body 111 includes positions corresponding to the back and palm of a human hand.

カメラ131~134は、例えばRGB情報と震度情報を取得できる、例えばRGB-Dカメラである。なお、カメラ131~134は、CCD(Charge Coupled Devi)撮影装置、CMOS(Complementary MOS)撮影装置と、深度情報を取得できるセンサ等の組み合わせであってもよい。 Cameras 131-134 are, for example, RGB-D cameras capable of acquiring RGB information and seismic intensity information. Cameras 131-134 may also be a combination of a CCD (Charge Coupled Device) imaging device, a CMOS (Complementary MOS) imaging device, and a sensor capable of acquiring depth information.

なお、実施形態において、第1の指部は、指部101、指部102、指部103、および指部104のうちの1つである。第2の指部は、第1の指部以外の指部である。
また、実施形態において、第1カメラは、カメラ131、カメラ132、カメラ133、およびカメラ134のうちの1つである。第2カメラは、第1カメラ以外のカメラである。
In the embodiment, the first finger is one of the finger 101, the finger 102, the finger 103, and the finger 104. The second finger is a finger other than the first finger.
In the embodiment, the first camera is one of the cameras 131, 132, 133, and 134. The second camera is a camera other than the first camera.

カメラ131は、例えば人間の母指球に相当する位置に設置される。なお、カメラ131は、例えば人間の親指の基節部の人差し指側ではない外側に相当する位置に設置されるようにしてもよい。このように、カメラ131は、指部101と指部104との間に設置される。 Camera 131 is installed, for example, at a position corresponding to the ball of a human's thumb. Note that camera 131 may also be installed, for example, at a position corresponding to the outer side of the proximal joint of a human's thumb, not the index finger side. In this way, camera 131 is installed between finger portion 101 and finger portion 104.

カメラ132は、例えば人間の母指球に相当する位置に設置される。なお、カメラ132は、人間の親指の基節部の人差し指側に相当する位置に設置されるようにしてもよい。このように、カメラ132は、指部101と指部102との間に設置される。 Camera 132 is installed, for example, at a position corresponding to the ball of a human's thumb. Camera 132 may also be installed at a position corresponding to the index finger side of the proximal joint of a human's thumb. In this way, camera 132 is installed between finger portion 101 and finger portion 102.

カメラ133は、例えば人間の4指基底部の親指側の側面、拇指球部の親指と人差し指の側面に相当する位置に設置される。このように、カメラ133は、指部101と指部102との間に設置される。 Camera 133 is installed, for example, at a position corresponding to the side of the thumb at the base of the four human fingers, or the sides of the thumb and index finger at the thenar eminence. In this way, camera 133 is installed between finger portion 101 and finger portion 102.

カメラ134は、例えば人間の4指基底部の小指側または薬指側の側面、小指球部の側面の領域153に相当する位置に設置される。このように、カメラ134は、指部104と指部101との間に設置される。 Camera 134 is installed, for example, at a position corresponding to region 153 on the side of the little finger or ring finger at the base of a person's four fingers, or on the side of the little finger ball. In this way, camera 134 is installed between finger portion 104 and finger portion 101.

図2は、本実施形態に係るロボットハンドの他の構成例を示す図である。図2のロボットハンド1は、指部が5つの例である。
図2の構成例のロボットハンド1A(エンドエフェクタ)は、指部101、指部102、指部103、指部104、指部105、基体111、カメラ131、カメラ132、カメラ133、およびカメラ134を備える。ロボットハンド1は、アーム121に関節を介して接続されている。なお、ロボットハンド1は、少なくとも2つの指部を備える。また、ロボットハンド1は、少なくとも1つのカメラを備える。
2 is a diagram showing another example of the configuration of the robot hand according to this embodiment. The robot hand 1 in FIG. 2 is an example having five fingers.
2 includes finger portions 101, 102, 103, 104, 105, a base 111, and cameras 131, 132, 133, and 134. The robot hand 1A is connected to an arm 121 via a joint. The robot hand 1 includes at least two fingers. The robot hand 1 also includes at least one camera.

指部101は、例えば人間の親指に相当する。指部102は、例えば人間の人差し指に相当する。指部103は、例えば人間の中指に相当する。指部104は、例えば人間の薬指に相当する。指部105は、例えば人間の小指または薬指に相当する。各指部は、節、および関節を備える。基体111は、人間手の甲、手の平に相当する位置を含む。 Finger portion 101 corresponds, for example, to a human thumb. Finger portion 102 corresponds, for example, to a human index finger. Finger portion 103 corresponds, for example, to a human middle finger. Finger portion 104 corresponds, for example, to a human ring finger. Finger portion 105 corresponds, for example, to a human little finger or ring finger. Each finger portion has a joint and a node. Base body 111 includes positions corresponding to the back and palm of a human hand.

なお、実施形態において、第1の指部は、指部101、指部102、指部103、指部104、指部105のうちの1つである。第2の指部は、第1の指部以外の指部である。
また、実施形態において、第1カメラは、カメラ131、カメラ132、カメラ133およびカメラ134のうちの1つである。第2カメラは、第1カメラ以外のカメラである。
In the embodiment, the first finger portion is one of the finger portion 101, the finger portion 102, the finger portion 103, the finger portion 104, and the finger portion 105. The second finger portion is a finger portion other than the first finger portion.
In the embodiment, the first camera is one of the cameras 131, 132, 133, and 134. The second camera is a camera other than the first camera.

カメラ131は、例えば人間の母指球に相当する領域151に設置される。なお、領域151は、人間の親指の基節部の人差し指側ではない外側を含んでいてもよい。 Camera 131 is installed in area 151, which corresponds to the ball of a human's thumb, for example. Note that area 151 may also include the outer side of the proximal part of the human thumb, not the side facing the index finger.

カメラ132は、例えば人間の母指球に相当する領域152に設置される。なお、領域152は、人間の親指の基節部の人差し指側を含んでいてもよい。 Camera 132 is installed in area 152, which corresponds to the ball of a human's foot, for example. Note that area 152 may also include the index finger side of the proximal part of the human thumb.

カメラ133は、例えば人間の4指基底部の親指側の側面、拇指球部の親指と人差し指の側面に相当する領域153に設置される。 Camera 133 is installed in area 153, which corresponds to the side of the base of a person's four fingers on the thumb side, or the side of the thumb and index finger at the thenar eminence.

カメラ134は、例えば人間の4指基底部の小指側または薬指側の側面、小指球部の側面に相当する領域154に設置される。 Camera 134 is installed in area 154, which corresponds to, for example, the side of the little finger or ring finger at the base of a human's four fingers, or the side of the hypothenar area.

ロボットハンド1(または1A)において、カメラ131~134の取付方向は、把持方向がカメラから見えるように設置される。また、カメラ131~134の取付方向は、把持方向とカメラの画角中心をあわせるように設置される。また、カメラ131~134は、手首や母指球から把持を見えるように設置される。また、カメラ134は、把持が見えるように小指球に設置される。このようにカメラをロボットハンド1(または1A)設置したため、本実施形態によれば、ハンド内の指部と対象物体との接触の見通しがよくなる、すなわち死角が少なくなる。なお、以下の説明では、指部が4つのロボットハンド1を例にする。 In the robot hand 1 (or 1A), the cameras 131-134 are installed so that the grasping direction is visible from the cameras. The cameras 131-134 are also installed so that the grasping direction is aligned with the center of the camera's angle of view. The cameras 131-134 are installed so that the grasping can be seen from the wrist or the ball of the foot. The camera 134 is installed on the ball of the little finger so that the grasping can be seen. By installing the cameras in the robot hand 1 (or 1A) in this way, this embodiment improves visibility of contact between the fingers in the hand and the target object, meaning that blind spots are reduced. The following explanation uses a robot hand 1 with four fingers as an example.

(カメラの設置例)
図3は、本実施形態に係るカメラの設置例を示す図である。カメラ133は、指部101と指部102との間であり、かつ基体111の側面側に設置される。さらに、カメラ133は、指部で対象物把持するときの把持方向に傾斜して基体111に取り付けられている。すなわち、図3のように、x軸に対して角度が、例えば90度未満であり(g11)、z軸に対して角度が、例えば90度未満である(g12)。なお、領域g13は、カメラ133の撮影範囲例である。
(Example of camera installation)
3 is a diagram showing an example of camera installation according to this embodiment. The camera 133 is installed between the finger units 101 and 102 and on the side of the base 111. Furthermore, the camera 133 is attached to the base 111 at an angle to the gripping direction when the finger units grasp an object. That is, as shown in FIG. 3 , the angle with respect to the x-axis is, for example, less than 90 degrees (g11), and the angle with respect to the z-axis is, for example, less than 90 degrees (g12). Note that area g13 is an example of the imaging range of the camera 133.

(カメラの撮影範囲例)
図4は、本実施形態に係るカメラの撮影範囲例を下から見た図である。範囲g101は、カメラ133の撮影範囲例である。範囲g102は、カメラ134の撮影範囲例である。図4の例では、ロボットハンド1が対処物体を把持してないとき、基体111の4指基底部に略平行な線g50に対して、撮影領域の範囲の外側の線g51は、矢印g52のように例えば45度である。また、撮影範囲g11の1つの対角線g53は、ロボットハンド1が対処物体を把持してないとき、基体111の4指基底部に略平行な線g50と略平行である。
(Example of camera shooting range)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the imaging range of the camera according to this embodiment, viewed from below. Range g101 is an example of the imaging range of the camera 133. Range g102 is an example of the imaging range of the camera 134. In the example of FIG. 4 , when the robot hand 1 is not grasping an object, a line g51 outside the imaging area is at an angle of, for example, 45 degrees, as indicated by an arrow g52, with respect to a line g50 that is approximately parallel to the bases of the four fingers of the body 111. Furthermore, when the robot hand 1 is not grasping an object, one diagonal line g53 of the imaging range g11 is approximately parallel to the line g50 that is approximately parallel to the bases of the four fingers of the body 111.

なお、図4に示した撮影領域は一例であり、これに限らない。撮影領域の広さは、例えばカメラと対象物体との距離等によって異なる。また、ロボットハンド1が複数のカメラを備える場合、図4、図5のように各カメラの撮影領域が重なることが好ましい。図5は、本実施形態に係る2つのカメラの撮影範囲例を横から見た図である。また、各カメラの撮影領域の広さは同じであっても異なっていてもよい。 Note that the imaging area shown in Figure 4 is an example and is not limited to this. The size of the imaging area varies depending on, for example, the distance between the camera and the target object. Furthermore, if the robot hand 1 is equipped with multiple cameras, it is preferable that the imaging areas of each camera overlap, as shown in Figures 4 and 5. Figure 5 is a side view of an example of the imaging range of two cameras according to this embodiment. Furthermore, the size of the imaging area of each camera may be the same or different.

本実施形態では、このような撮影範囲になるようにカメラが設置される。これにより、本実施形態によれば、ハンド内の指部と対象物体との接触の見通しがよくなる、すなわち死角が少なくなる。 In this embodiment, the camera is installed to capture this range. This improves visibility of contact between the fingers in the hand and the target object, meaning there are fewer blind spots.

(撮影される画像例)
次に、対処物体を把持する際にカメラによって撮影される画像例を、図6を用いて説明する。図6は、対処物体を把持する際にカメラによって撮影される画像例を示す図である。なお、図6は、指部101と指部104で、対象物体を把持しようとしている例である。
(Example of captured image)
Next, an example of an image captured by the camera when grasping a target object will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a diagram showing an example of an image captured by the camera when grasping a target object. Fig. 6 shows an example of an attempt to grasp a target object with finger portions 101 and 104.

画像g201は、ロボットハンド1が、コイン状の対象物体Objを把持する前の状態を横から見た画像である。画像g211は、親指側のカメラ(例えばカメラ133)で撮影した画像である。画像g212は、小指側のカメラ(例えばカメラ134)で撮影した画像である。なお、画像g211~g212は、指先が対象物体に対して傾いている例である。 Image g201 is a side view of the robot hand 1 before it grasps the coin-shaped target object Obj. Image g211 is an image taken with a camera on the thumb side (e.g., camera 133). Image g212 is an image taken with a camera on the little finger side (e.g., camera 134). Images g211 and g212 are examples in which the fingertips are tilted relative to the target object.

画像g221は、親指側のカメラ(例えばカメラ133)で撮影した画像である。画像g222は、小指側のカメラ(例えばカメラ134)で撮影した画像である。なお、画像g221~g222は、指先が対象物体に対して傾いている例である。 Image g221 is an image taken with a camera on the thumb side (e.g., camera 133). Image g222 is an image taken with a camera on the little finger side (e.g., camera 134). Images g221 and g222 are examples in which the fingertip is tilted relative to the target object.

図6のように、本実施形態によれば、対象物体を把持する際、掌の側面等の設置されるカメラが撮影する画像を取得することができる。これにより、この取得された画像を用いて、ロボットハンド1の制御装置は、ロボットハンド1の把持作業を精度良く制御できる。 As shown in Figure 6, according to this embodiment, when grasping a target object, an image can be acquired using a camera installed on the side of the palm, etc. This allows the control device of the robot hand 1 to accurately control the grasping operation of the robot hand 1 using this acquired image.

図7、図8は、撮影時に死界にならないことを説明するための図である。図7のように指部104と指部101との間に設置されるカメラ134は、基体111や他の指部が視野角や撮影範囲g102に干渉しない位置と角度で設置される。図8のように指部101と指部102との間に設置されるカメラ133は、基体111や他の指部が視野角や撮影範囲g101に干渉しない位置と角度で設置される。 Figures 7 and 8 are diagrams to explain how no dead zones are present when taking pictures. As in Figure 7, camera 134 is installed between finger portion 104 and finger portion 101 at a position and angle that prevents base 111 and other finger portions from interfering with the viewing angle or shooting range g102. As in Figure 8, camera 133 is installed between finger portion 101 and finger portion 102 at a position and angle that prevents base 111 and other finger portions from interfering with the viewing angle or shooting range g101.

(ステレオカメラの例)
次に、ロボットハンド備える2つのカメラを用いてステレオカメラとして使用する例を説明する。図9は、本実施形態に係るステレオカメラの配置例を示す図である。なお、図9は、ロボットハンドを掌側から見た図である。
(Example of a stereo camera)
Next, an example of using two cameras provided on a robot hand as a stereo camera will be described. Fig. 9 is a diagram showing an example of the arrangement of the stereo camera according to this embodiment. Note that Fig. 9 is a view of the robot hand as seen from the palm side.

図9のように、ロボットハンド1Bは、2つのカメラを備える。2つのカメラは、掌(基体111)の側面、または掌に設置される。
掌(基体111)の側面に設置される場合は、第1のカメラ133aが例えば指部101と指部102との間に設置され、第2のカメラ134aが例えば指部104と指部101との間に設置される。カメラを掌の側面に設置する場合は、対象物体を把持しても、カメラが物体に触れないので、利用し続けられるメリットある。
9, the robot hand 1B includes two cameras, which are installed on the sides of the palm (base 111) or on the palm itself.
When the cameras are installed on the side of the palm (base 111), the first camera 133a is installed, for example, between finger portion 101 and finger portion 102, and the second camera 134a is installed, for example, between finger portion 104 and finger portion 101. When the cameras are installed on the side of the palm, there is an advantage that they can be used continuously even when the target object is grasped, because the camera does not come into contact with the object.

掌の表面側に設置される場合は、第1のカメラ133bが例えば指部102の下側の人間の掌の木星丘に相当する位置に設置され、第2のカメラ134bが例えば指部103の下側の人間の掌の水星丘に相当する位置に設置される。このように、カメラに掌に設置する場合は、カメラの基線長をそろえやすいメリットがある。 When installed on the surface of the palm, the first camera 133b is installed, for example, at a position corresponding to the mount of Jupiter on the palm of a human being below the finger portion 102, and the second camera 134b is installed, for example, at a position corresponding to the mount of Mercury on the palm of a human being below the finger portion 103. In this way, installing the cameras on the palm has the advantage of making it easier to align the baseline lengths of the cameras.

なお、カメラは、掌(基体111)の側面、および掌の表面側に設置するようにしてもよい。この場合は、掌表面と掌側面のカメラを組み合わせてステレオ視を実現させてもよい。この場合は、例えば、カメラ133aまたは134aが第1カメラに対応し、第1カメラ以外のカメラ133aまたは134aが第2カメラに対応し、カメラ133bまたは134bが第3カメラに対応する。 The cameras may be installed on the sides of the palm (base 111) and on the front side of the palm. In this case, stereo vision may be achieved by combining cameras on the front and back of the palm. In this case, for example, camera 133a or 134a corresponds to the first camera, camera 133a or 134a other than the first camera corresponds to the second camera, and camera 133b or 134b corresponds to the third camera.

このように、ロボットハンドは、少なくとも2つのカメラを備え、備えているカメラのうち2つを用いてステレオ視を実現させる。この場合は、手首角度がかわっても対象物体をステレオ視が可能であり、前腕や手首にステレオカメラをつけるときよりも把持前に物体を観察しやすいメリットがある。 In this way, the robot hand is equipped with at least two cameras, and stereo vision is achieved using two of the cameras. In this case, stereo vision of the target object is possible even if the wrist angle changes, and this has the advantage of making it easier to observe the object before grasping it than when stereo cameras are attached to the forearm or wrist.

なお、ステレオ視に用いるカメラは、上記に限らない。例えば図1のロボットハンド1が備えるカメラ131~134のうちの任意の2つを用いてもよく、図2のロボットハンド1Aが備えるカメラ131~134のうちの任意の2つを用いてもよい。 Note that the cameras used for stereo vision are not limited to those described above. For example, any two of the cameras 131-134 provided on the robot hand 1 in FIG. 1 may be used, or any two of the cameras 131-134 provided on the robot hand 1A in FIG. 2 may be used.

図10は、ステレオカメラの画角例を示す図である。図10のように、この場合は、手首角度がかわっても対象物体をステレオ視が可能である。また、図10のように、この場合は、前腕や手首にステレオカメラをつけるときよりも把持前に対象物体を観察しやすい。 Figure 10 shows an example of the angle of view of a stereo camera. As shown in Figure 10, in this case, the target object can be viewed in stereo even if the wrist angle changes. Also, as shown in Figure 10, in this case, it is easier to observe the target object before grasping it than when the stereo camera is attached to the forearm or wrist.

なお、各カメラで撮影された画像は、例えば、ロボットハンド1Bを備えるロボットを制御する制御装置が周知の手法で画像処理して用いる。撮影範囲は、例えば範囲g201である。
なお、複数のカメラで撮影された画像は、個別に使用してもよく、重ねて使用してもよく、ステレオ視として使用してもよい。
The images captured by each camera are used after being processed by a control device that controls a robot equipped with the robot hand 1B using a known method. The image capturing range is, for example, range g201.
The images taken by the multiple cameras may be used individually, overlapped, or used as a stereoscopic image.

(ロボットハンドシステム)
ここで、カメラを有するロボットハンドを備えるロボットの構成例を説明する。
図11は、本実施形態に係るカメラを有するロボットハンドを備えるロボットの構成例を示す図である。図11のように、ロボット10は、ロボットハンド1C-1、および制御装置5を備える。なお、ロボット10は、2つのロボットハンド(1C-1、1C-2)を備えていてもよい。
ロボットハンド1C-1は、例えば、アクチュエータ201-1、センサ202-1、およびカメラ203-2を備える。
ロボットハンド1C-2は、例えば、アクチュエータ201-2、センサ202-2、およびカメラ203-1を備える。
制御装置5は、例えば、動作制御部501、カメラ動作制御部502、画像処理部503、および記憶部504を備える。
(Robot Hand System)
Here, an example of the configuration of a robot equipped with a robot hand having a camera will be described.
11 is a diagram showing an example of the configuration of a robot equipped with a robot hand having a camera according to this embodiment. As shown in FIG. 11, the robot 10 includes a robot hand 1C-1 and a control device 5. Note that the robot 10 may also include two robot hands (1C-1, 1C-2).
The robot hand 1C-1 includes, for example, an actuator 201-1, a sensor 202-1, and a camera 203-2.
The robot hand 1C-2 includes, for example, an actuator 201-2, a sensor 202-2, and a camera 203-1.
The control device 5 includes, for example, an operation control unit 501 , a camera operation control unit 502 , an image processing unit 503 , and a storage unit 504 .

以下の説明では、ロボットハンド1C-1と1C-2のうちの1つを特定しない場合は、ロボットハンド1Cという。アクチュエータ201-1と201-2のうちの1つを特定しない場合は、アクチュエータ201という。センサ202-1と202-2のうちの1つを特定しない場合は、センサ202という。カメラ203-1と203-2のうちの1つを特定しない場合は、カメラ203という。 In the following description, if one of the robot hands 1C-1 and 1C-2 is not specified, it will be referred to as robot hand 1C. If one of the actuators 201-1 and 201-2 is not specified, it will be referred to as actuator 201. If one of the sensors 202-1 and 202-2 is not specified, it will be referred to as sensor 202. If one of the cameras 203-1 and 203-2 is not specified, it will be referred to as camera 203.

ロボットハンド1Cと制御装置5とは、有線または無線で接続される。なお、制御装置5は、ロボット10の内部に備えていてもよく、外部に備えていてもよい。また、制御装置5の全ての機能または一部の機能は、クラウド上で実現されてもよい。 The robot hand 1C and the control device 5 are connected via wire or wirelessly. The control device 5 may be provided inside or outside the robot 10. All or some of the functions of the control device 5 may be implemented on the cloud.

アクチュエータ201は、例えば、指部の関節、指部と基体との関節、基体とアームとの関節に設置される。アクチュエータ201は、動作制御部501の制御に応じて動作する。 The actuators 201 are installed, for example, at the joints of the fingers, the joints between the fingers and the base, and the joints between the base and the arm. The actuators 201 operate according to the control of the operation control unit 501.

センサ202は、例えば、各関節に設置されるエンコーダ、各部に設置される角速度センサ、六軸センサ、ジャイロセンサ等である。 Sensors 202 include, for example, encoders installed at each joint, angular velocity sensors installed in various parts, six-axis sensors, gyro sensors, etc.

カメラ203は、少なくとも1つであり、例えば図1または図2のカメラ(131~134)、または図9のカメラ(133a、133b、134a、134b)である。 There is at least one camera 203, for example, cameras (131-134) in Figure 1 or Figure 2, or cameras (133a, 133b, 134a, 134b) in Figure 9.

動作制御部501は、カメラ203が撮影した画像と、センサ202が検出した検出値を用いて、アクチュエータ201の動作を制御する。 The operation control unit 501 controls the operation of the actuator 201 using the images captured by the camera 203 and the detection values detected by the sensor 202.

カメラ動作制御部502は、カメラ203の動作を制御する。カメラ動作制御部502は、例えば、把持状態に応じてカメラの角度を変更するようにしてもよい。カメラ動作制御部502は、例えば、作業内容や把持状態に応じてカメラ203の画角を変更するようにしてもよい。カメラ動作制御部502は、例えば、作業内容や把持状態に応じてカメラ203の感度を切り替えるようにしてもよい。 The camera operation control unit 502 controls the operation of the camera 203. The camera operation control unit 502 may, for example, change the angle of the camera depending on the holding state. The camera operation control unit 502 may, for example, change the angle of view of the camera 203 depending on the work content and the holding state. The camera operation control unit 502 may, for example, switch the sensitivity of the camera 203 depending on the work content and the holding state.

画像処理部503は、カメラ203が撮影した画像に対して、周知の手法で画像処理を行う。カメラ203が複数の場合、画像処理部503は、個別に画像処理してもよく、重ねてもよく、ステレオ視として処理してもよい。 The image processing unit 503 performs image processing on the images captured by the camera 203 using well-known methods. If there are multiple cameras 203, the image processing unit 503 may process the images individually, overlay them, or process them as stereo images.

記憶部504は、制御装置5が処理に用いるプログラム、しきい値、数式、所定の値等を記憶する。なお、記憶部504は、対象物体を判別するための物体識別の学習済みモデル、把持計画を生成するための把持計画の学習モデル等を記憶していてもよい。なお、記憶部504が記憶する情報の全てまたは一部は、他のサーバやクラウド上で保管されていてもよい。 The memory unit 504 stores programs, thresholds, mathematical formulas, predetermined values, etc. used by the control device 5 for processing. The memory unit 504 may also store a trained object identification model for distinguishing target objects, a trained grasp plan model for generating a grasp plan, etc. All or part of the information stored in the memory unit 504 may be stored on another server or cloud.

(ロボットハンドの制御手順例)
ここで、ロボット10の制御装置5によるロボットハンド1Cの制御手順例を説明する。図12は、本実施形態に係るロボットの制御装置によるロボットハンドの制御手順例のフローチャートである。
(Example of robot hand control procedure)
Here, an example of a control procedure for the robot hand 1C by the control device 5 of the robot 10 will be described. Fig. 12 is a flowchart of an example of a control procedure for the robot hand by the robot control device according to this embodiment.

(ステップS1)制御装置5は、作業の対象物体を決定する。なお、対象物体の決定は、例えば作業者の指示に基づくものであってもよく、カメラで撮影された画像に基づくものでもよい。または、制御装置5は、例えば撮影された画像と、画像内の各物体の位置情報を、例えば学習済みのモデルに入力して、対象物体を決定するようにしてもよい。 (Step S1) The control device 5 determines the target object for the work. Note that the target object may be determined based on instructions from the worker, for example, or on images captured by a camera. Alternatively, the control device 5 may input the captured image and the positional information of each object in the image into, for example, a trained model, to determine the target object.

(ステップS2)制御装置5は、対象物体を作業する対象である環境ターゲットとして決定する。 (Step S2) The control device 5 determines the target object as an environmental target to be worked on.

(ステップS3)制御装置5は、対象物体に応じて例えばタクソノミー手法(例えば参考文献1参照)によって対象物体を把持する把持方法を決定する。 (Step S3) The control device 5 determines a gripping method for gripping the target object, for example, using a taxonomy method (see, for example, Reference 1), depending on the target object.

参考文献1;Thomas Feix, Javier Romero,他,“The GRASP Taxonomy of Human Grasp Types” IEEE Transactions on Human-Machine Systems ( Volume: 46, Issue: 1, Feb. 2016),IEEE,p66-77 Reference 1: Thomas Feix, Javier Romero, et al., “The GRASP Taxonomy of Human Grasp Types” IEEE Transactions on Human-Machine Systems (Volume: 46, Issue: 1, Feb. 2016), IEEE, p66-77

(ステップS4)制御装置5は、把持する対象物体を指部で把持した状態で、対象物体と対象物体を操作する対象の環境とを併せてカメラで撮像させる。制御装置5は、撮影した画像に含まれる情報から対象物体の位置情報を取得する。 (Step S4) With the target object being held by the fingers, the control device 5 causes the camera to capture an image of the target object and the environment in which the target object is to be operated. The control device 5 acquires position information of the target object from the information contained in the captured image.

(ステップS5)制御装置5は、取得した位置情報に基づいて、把持物体の操作量を決定する。 (Step S5) The control device 5 determines the amount of manipulation of the grasped object based on the acquired position information.

(ステップS6)制御装置5は、決定した操作量に基づいてロボットハンドの動作を制御して対象物体を例えば把持する。 (Step S6) The control device 5 controls the operation of the robot hand based on the determined operation amount, for example, to grasp the target object.

なお、作業内容は把持に限らず、例えば瓶等の蓋開け、操作ボタンを押す作業等であってもよい。
また、ロボットが少なくとも2つのロボットハンドを備える場合は、ロボットハンドそれぞれがカメラを備える。そして、ロボットハンドそれぞれのカメラは、同一の対象物体を撮像する。制御装置5は、撮像された画像を用いて少なくとも二つのロボットハンドの協調制御をする。
The work is not limited to gripping, but may also be, for example, opening a lid on a bottle or pressing an operation button.
Furthermore, when the robot has at least two robot hands, each robot hand has a camera. The cameras of the robot hands capture images of the same target object. The control device 5 uses the captured images to perform cooperative control of the at least two robot hands.

(従来技術との比較)
次に、本実施形態のロボットハンドと従来技術のロボットハンドとの比較を行う。
図13は、カメラがアームに取り付けられているロボットハンドの比較例を説明するための図である。カメラ921が、アーム931に取り付けられているロボットハンド901が対象物体Objを把持する場合は、例えば図13のように例えば指部911によってカメラ921の視野が遮られてしまうため、対象物体Objを撮影できない。
これに対して、本実施形態では、例えば、カメラを指部と指部との間かつ掌の外側に設置するようにしたので、把持の際に対象物体が遮られることを低減できる。
(Comparison with conventional technology)
Next, the robot hand of this embodiment will be compared with a robot hand of the prior art.
13 is a diagram illustrating a comparative example of a robot hand having a camera attached to an arm. When a robot hand 901 having a camera 921 attached to an arm 931 grasps a target object Obj, the camera 921 cannot capture an image of the target object Obj because the field of view of the camera 921 is blocked by, for example, the finger 911, as shown in FIG.
In contrast to this, in this embodiment, for example, the camera is installed between the finger portions and on the outside of the palm, which reduces the possibility of the target object being blocked when being grasped.

図14は、カメラが基体に取り付けられているロボットハンドの比較例を説明するための図である。カメラ921が、基体941の掌に取り付けられているロボットハンド901Aでは、例えば図14のように対象物体Objを指部911、912で把持する際に、対象物体Objによって視界が遮られてしまい手先(指部の先)が見えなくなる。
これに対して、本実施形態では、例えば、カメラを指部の指先に設置するようにしたので、把持の際に対象物体によって手先が遮られることを低減できる。
14 is a diagram illustrating a comparative example of a robot hand in which a camera is attached to a base body. In a robot hand 901A in which a camera 921 is attached to the palm of a base body 941, for example, when a target object Obj is grasped with fingers 911 and 912 as shown in FIG. 14, the target object Obj blocks the field of view, making it impossible to see the hand tips (finger tips).
In contrast to this, in this embodiment, for example, the camera is installed on the fingertip of the finger, which reduces the possibility of the hand being blocked by the target object when grasping it.

(指先にもカメラを備える例)
次に、ロボットハンドが指先にもカメラを備える例を説明する。
図15は、本実施形態係るロボットハンドが指先にもカメラを備える例を示す図である。図15のようにロボットハンド1Dは、カメラ131~134に加えて、指先にカメラ141~144を備える。
(An example of a camera on your fingertip)
Next, an example will be described in which a robot hand is equipped with cameras at the fingertips as well.
15 is a diagram showing an example of a robot hand according to this embodiment that also has cameras on the fingertips. As shown in FIG. 15, a robot hand 1D has cameras 141 to 144 on the fingertips in addition to cameras 131 to 134.

カメラ141は、例えば指部101の指先、人間の親指に相当する指先に設置される。なお、カメラ141は、指部101の末節部、末節、基節部等に設置されていてもよい。 The camera 141 is installed, for example, at the tip of the finger 101, which corresponds to the human thumb. The camera 141 may also be installed at the distal phalanx, distal phalanx, proximal phalanx, etc. of the finger 101.

カメラ142は、例えば指部102の指先、人間の人差し指に相当する指先に設置される。なお、カメラ142は、指部102の末節部、末節、中節部、中節等に設置されていてもよい。 The camera 142 is installed, for example, at the tip of the finger portion 102, which corresponds to the index finger of a human. The camera 142 may also be installed at the distal, middle, or other part of the finger portion 102.

カメラ143は、例えば指部103の指先、人間の中指または薬指に相当する指先に設置される。なお、カメラ143は、指部103の末節部、末節、中節部、中節等に設置されていてもよい。 The camera 143 is installed, for example, at the tip of the finger portion 103, which corresponds to the middle or ring finger of a human. The camera 143 may also be installed at the distal, distal, middle, or middle joint of the finger portion 103.

カメラ144は、例えば指部104の指先、人間の小指または薬指に相当する指先に設置される。なお、カメラ144は、指部104の末節部、末節、中節部、中節等に設置されていてもよい。 The camera 144 is installed, for example, at the tip of the finger portion 104, which corresponds to the little finger or ring finger of a human. The camera 144 may also be installed at the distal, middle, or other part of the finger portion 104.

なお、図15に示したカメラ141~144の設置位置は一例であり、これに限らない。また、図15に示した例では、ロボットハンドが4つの指部を備える例を示したが、指部の数は2つ以上であればよい。 Note that the installation positions of cameras 141-144 shown in Figure 15 are just an example and are not limited to this. Also, in the example shown in Figure 15, the robot hand has four fingers, but the number of fingers may be two or more.

図16は、指先のカメラの設置位置例を説明するための図である。図16のように、指先のカメラ142は、例えば、指部102の表皮部1021と爪部1022との間に設置される。または、カメラ142は、例えば爪部1022の爪先に設置されていてもよい。このように、指部それぞれは、表皮部と爪部を備える。なお、図16に示した設置位置は一例であり、これに限らない。 Figure 16 is a diagram illustrating an example of the installation position of the fingertip camera. As shown in Figure 16, the fingertip camera 142 is installed, for example, between the skin portion 1021 and the nail portion 1022 of the finger portion 102. Alternatively, the camera 142 may be installed, for example, at the tip of the nail portion 1022. In this way, each finger portion has a skin portion and a nail portion. Note that the installation position shown in Figure 16 is an example and is not limited to this.

図17は、指先のカメラの掌側から見た設置位置例を説明するための図である。なお、図17に示す例は一例であり、これに限らない。
図17のように、指部101のカメラは、指部の長手方向の中心線に対して例えば矢印g301方向に指部と基体を結ぶ中心軸から指の折り曲げ方向外部にオフセットして設置される。さらに、指部101のカメラは、カメラのz軸g302を指中央方向に傾けて設置される。
指部102のカメラは、指部の長手方向の中心線に対して例えば矢印g303方向(指部103の方向)に指部と基体を結ぶ中心軸から指の折り曲げ方向外部にオフセットして設置される。
指部103のカメラは、指部の長手方向の中心線に対して例えば矢印g304方向(指部104の方向)に指部と基体を結ぶ中心軸から指の折り曲げ方向外部にオフセットして設置される。
指部104のカメラは、指部の長手方向の中心線に対して例えば矢印g305方向(外側)に指部と基体を結ぶ中心軸から指の折り曲げ方向外部にオフセットして設置される。
この設置位置の理由は、指部で対象物体を把持した際に、対象物体とカメラが接触しにくいためである。
17 is a diagram illustrating an example of the installation position of the camera on the fingertip as viewed from the palm side. Note that the example shown in FIG. 17 is just an example and is not limiting.
17 , the camera of the finger portion 101 is installed offset from the central axis connecting the finger portion and the base toward the outside of the bending direction of the finger in the direction of arrow g301 with respect to the center line of the longitudinal direction of the finger portion. Furthermore, the camera of the finger portion 101 is installed with the z-axis g302 of the camera tilted toward the center of the finger.
The camera of the finger portion 102 is installed offset from the central axis connecting the finger portion and the base toward the outside in the bending direction of the finger, for example, in the direction of arrow g303 (direction of the finger portion 103) with respect to the center line of the longitudinal direction of the finger portion.
The camera of the finger portion 103 is installed offset from the central axis connecting the finger portion and the base in the direction of arrow g304 (direction of the finger portion 104) relative to the center line of the longitudinal direction of the finger portion, toward the outside in the bending direction of the finger.
The camera of the finger portion 104 is installed offset from the central axis connecting the finger portion and the base toward the outside in the bending direction of the finger, for example, in the direction of arrow g305 (outward) with respect to the center line of the longitudinal direction of the finger portion.
The reason for this installation position is that when the target object is grasped with the fingers, the camera is less likely to come into contact with the target object.

図18は、掌のカメラと指先のカメラとの撮影範囲例を示す図である。なお、図18の例は、掌のカメラが2つのカメラ、指部が4つのカメラを備える例である。
カメラ141は、指部101の指先に設置される。撮影範囲g401は、カメラ141の撮影範囲例である。
カメラ142は、指部102の指先に設置される。撮影範囲g402は、カメラ142の撮影範囲例である。
カメラ143は、指部103の指先に設置される。撮影範囲g403は、カメラ143の撮影範囲例である。
カメラ144は、指部104の指先に設置される。撮影範囲g404は、カメラ144の撮影範囲例である。
なお、図18に示した撮影範囲等は一例であり、これに限らない。
Fig. 18 is a diagram showing an example of the image capturing range of the palm camera and the fingertip camera. Note that the example in Fig. 18 is an example in which the palm camera has two cameras and the finger portion has four cameras.
The camera 141 is installed at the fingertip of the finger portion 101. An imaging range g401 is an example of the imaging range of the camera 141.
The camera 142 is installed at the fingertip of the finger portion 102. An imaging range g402 is an example of the imaging range of the camera 142.
The camera 143 is installed on the fingertip of the finger portion 103. An imaging range g403 is an example of the imaging range of the camera 143.
The camera 144 is installed at the fingertip of the finger portion 104. An imaging range g404 is an example of the imaging range of the camera 144.
The photographing range etc. shown in FIG. 18 is an example and is not limited to this.

以上のように、本実施形態では、ロボットハンドの側面と指先にカメラを設置した。これにより、本実施形態によれば、把持時のカメラの死角を小さくできる。
また、本実施形態のように、ロボットハンドの側面と指先にカメラを設置した場合、撮影された画像は、インハンド状態において小さい対象物体の把持事、インハンド状態においてペグインホール前の姿勢制御、ビジュアルサーボにおける的微位置修正、ビジュアルサーボにおけるハンド姿勢修正等に用いることができる。
As described above, in this embodiment, cameras are installed on the sides of the robot hand and on the fingertips, which makes it possible to reduce the blind spot of the camera when grasping an object.
Furthermore, when cameras are installed on the sides and fingertips of the robot hand as in this embodiment, the captured images can be used for grasping small target objects in the in-hand state, posture control before peg-in-hole in the in-hand state, fine position correction in visual servoing, hand posture correction in visual servoing, etc.

なお、本発明における制御装置5の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御装置5が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 In addition, a program for implementing all or part of the functions of the control device 5 of the present invention may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be loaded into a computer system and executed to perform all or part of the processing performed by the control device 5. Note that the term "computer system" as used here includes hardware such as an OS and peripheral devices. It also includes a WWW system equipped with a homepage provision environment (or display environment). Furthermore, "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, as well as storage devices such as hard disks built into computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" also includes devices that retain a program for a certain period of time, such as volatile memory (RAM) within a computer system that acts as a server or client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The above program may also be transmitted from a computer system that stores the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium, or by transmission waves within the transmission medium. Here, the "transmission medium" that transmits the program refers to a medium that has the function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The above program may also be one that realizes part of the above-mentioned functions. Furthermore, it may be a so-called differential file (differential program) that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded on the computer system.

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。 The above describes the form for carrying out the present invention using an embodiment, but the present invention is in no way limited to such an embodiment, and various modifications and substitutions can be made without departing from the spirit of the present invention.

1,1A,1B,1C,1D…ロボットハンド、10…ロボット、101~105…指部、111…基体、131~134,133a,133b,134a,134b,141~144…カメラ、121…アーム、201…アクチュエータ、202…センサ、203…カメラ、5…制御装置、501…動作制御部、502…カメラ動作制御部、503…画像処理部、504記憶部 1, 1A, 1B, 1C, 1D...Robot hand, 10...Robot, 101-105...Fingers, 111...Base, 131-134, 133a, 133b, 134a, 134b, 141-144...Cameras, 121...Arm, 201...Actuator, 202...Sensor, 203...Camera, 5...Control device, 501...Operation control unit, 502...Camera operation control unit, 503...Image processing unit, 504 Memory unit

Claims (6)

手の平に相当する位置を含み、アームが接続される基体と、
前記基体に接続され、前記アームに近い第1の指部及びハンド先端部に近い第2の指部を含み、関節を有し、前記関節を曲げて物体を把持する2本以上の指部と
前記第1の指部と前記第2の指部の間であり、手の平に相当する位置の前記第2の指部よりも一側に設置される第1カメラ
前記手の平に相当する位置の前記第2の指部よりも他側に設置される第2カメラと、を備え
前記第1カメラは、前記指部で前記物体を把持するときの把持方向に傾斜して取り付けられる、
ロボットハンド。
a base body including a position corresponding to a palm and to which the arm is connected ;
two or more fingers connected to the base , including a first finger close to the arm and a second finger close to a hand tip end, each having a joint, and configured to grip an object by bending the joint ;
a first camera disposed between the first finger portion and the second finger portion and on one side of the second finger portion at a position corresponding to a palm of a hand ;
a second camera installed on the other side of the second finger portion at a position corresponding to the palm of the hand ,
the first camera is attached inclined toward a gripping direction when the object is gripped by the finger portions;
Robot hand.
前記第2カメラは、小指球部に設置される、請求項に記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 1 , wherein the second camera is installed on the ball of the little finger. 前記第1カメラが撮影した画像と前記第2カメラが撮影した画像を用いてステレオ視を行う、請求項または請求項に記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 1 or 2 , wherein stereo vision is performed using the image captured by the first camera and the image captured by the second camera. 前記ロボットハンドの掌表面側に第3カメラを備える、請求項に記載のロボットハンド。 The robot hand according to claim 3 , further comprising a third camera on the palm surface side of the robot hand. 請求項1~4のうちのずれか1項に記載のロボットハンドを操作する操作方法であって、
対象物体を決定し、
対象物体を操作する対象である環境ターゲットを決定し、
対象物体を把持する把持方法を決定し、
前記第1カメラ及び前記第2カメラで把持する対象物体を指で把持した状態で対象物体と対象物体を操作する対象の環境とを併せて撮像し、
撮影された画像に基づいて前記対象物体の位置情報を取得し、
取得された前記位置情報に基づいて前記対象物体の操作量を決定する、
ロボットハンド制御方法。
An operating method for operating the robot hand according to any one of claims 1 to 4 ,
Determine the target object;
determining an environmental target to manipulate the target object;
determining a gripping method for gripping the target object;
an image of the target object to be grasped and an environment in which the target object is to be manipulated is captured by the first camera and the second camera in a state where the target object is grasped with fingers;
acquiring position information of the target object based on the captured image;
determining an amount of manipulation of the target object based on the acquired position information;
Robot hand control method.
前記ロボットハンドは複数であり、
前記複数のロボットハンドのうち少なくとも2つのロボットハンドがカメラを備え、
前記少なくとも2つのロボットハンドが備える前記第1カメラ及び前記第2カメラが、同一の対象物体を撮像し、
撮像された画像を用いて少なくとも2つのロボットハンドの協調制御をする、
請求項に記載のロボットハンド制御方法。
the robot hand is a plurality of hands,
At least two of the plurality of robotic hands are equipped with cameras;
the first camera and the second camera provided in the at least two robot hands capture images of the same target object;
coordinate control of at least two robot hands using the captured images;
The robot hand control method according to claim 5 .
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