專利名稱：夾取判斷裝置和夾取判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及夾取判斷裝置和夾取判斷方法。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)實現(xiàn)了自主移動和執(zhí)行各種任務(wù)的機器人。期望自主移動機器人在人類無法容易進入的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，比如核電站中的維護任務(wù)、災(zāi)難現(xiàn)場中的營救任務(wù)、 或者宇宙空間中的任務(wù)。同時，越來越希望將自主移動機器人引入家庭中從而幫助家庭中的使用者。例如， 作為用于老年使用者或輪椅使用者的生活支持，自主移動機器人可代表使用者執(zhí)行對使用者而言從身體上很難的任務(wù)，從而能夠減輕使用者的負擔(dān)。例如，在讓機器人整理房間的情況下，機器人執(zhí)行以下操作夾著位于房間中的物體并將該物體移動到預(yù)定位置。此時，由于不應(yīng)該整理不允許移動的物體、難以移動的物體和難以夾住的物體，所以機器人需要判斷要移動的物體是否是可夾取的或者是否是可移動的。即使在除了整理任務(wù)之外的其它場景中，當(dāng)執(zhí)行夾取物體的操作或移動被夾著的物體的操作時，判斷也十分重要。這里，關(guān)于通過機器人的手等夾取物體的夾取控制方法，也已經(jīng)提出了多種方法。 例如，日本專利申請?zhí)亻_(JP-A)第2009-56513號公開了一種夾取位置和姿勢判斷方法， 該方法在計算出的夾取位置和姿勢在臂和手的移動范圍之外時將計算出的夾取位置和姿勢校正為移動范圍內(nèi)的夾取位置和姿勢。另外，日本專利申請?zhí)亻_(JP-A)第2007-276112 號公開了一種機器人手裝置，其判斷在放置物體的操作期間計算出的反作用力是否超過閾值，并且與物體的形狀或者夾取物體的方向無關(guān)地判斷適于釋放物體的時機。根據(jù)該技術(shù)， 能夠使用該機器人手來高確定度地移動物體和不產(chǎn)生沖擊地放置所移動的物體。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在JP-A第2009-56513號中，物體是否是可夾取的是從幾何形狀上來判斷的，以便控制夾取位置和臂與手的姿勢。由于這個原因，例如，即使物體的局部觀察到的部分(比如椅子的腿)從幾何形狀上是可夾取的，也可能產(chǎn)生難以移動整個物體(例如，椅子本身)的情形。因此，存在可能錯誤地判斷物體是否可夾取的問題。另外，在JP-A第2007-276112號中，其目的在于不對物體產(chǎn)生沖擊地放置物體，而并未考慮到對物體是否可夾取的判斷。如上所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可以執(zhí)行夾取和移動物體的操作，但是并未考慮到作為夾取目標(biāo)的物體是否是可夾取的或者物體是否是可移動的。因此，存在機器人手將會夾取和移動不允許夾取的物體或者難以移動的物體的可能性。另外，如果機器人強制地夾取和移動物體，則可能損壞物體或機器人手。鑒于以上問題，希望提供一種新穎且改進的夾取判斷裝置和夾取判斷方法，其中能夠準確地判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是可夾取的。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種夾取判斷裝置，所述夾取判斷裝置包括規(guī)劃單元，其生成用于在作為夾取目標(biāo)的物體被夾取單元夾著的情形下移動所述夾取單元的目標(biāo)軌道；觀測單元，其測量被基于所述目標(biāo)軌道驅(qū)動的所述夾取單元的移動；夾取狀態(tài)判斷單元，其基于從所述目標(biāo)軌道得到的所述夾取單元的目標(biāo)值和由所述觀測單元測量到的實際測量值，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的；以及夾取狀態(tài)改變單元，其基于由所述夾取狀態(tài)判斷單元獲得的判斷結(jié)果來改變被所述夾取單元夾著的物體的夾取狀態(tài)。這里，當(dāng)所述目標(biāo)值與所述實際測量值之間的偏差等于或大于預(yù)定值時，所述夾取狀態(tài)判斷單元可判斷所述物體是不能夠夾取的。此外，所述觀測單元可以測量所述夾取單元的位置，并且，所述夾取狀態(tài)判斷單元可以基于由所述觀測單元測量到的所述夾取單元的實際測量位置與從所述目標(biāo)軌道得到的所述夾取單元的目標(biāo)位置之間的偏差，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的?；蛘?，當(dāng)在所述物體被夾著的情形下移動所述夾取單元時，所述觀測單元可測量作用在所述夾取單元上的作用力，并且，所述夾取狀態(tài)判斷單元可基于由所述觀測單元測量到的作用在所述夾取單元上的實際測量作用力與從所述目標(biāo)軌道得到的作用在所述夾取單元上的目標(biāo)作用力之間的偏差，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的。此外，當(dāng)所述物體被夾著時，所述觀測單元可測量發(fā)生在所述夾取單元與所述物體之間的滑動量，并且，當(dāng)所述夾取單元對所述物體的夾取力等于或大于允許值且所述觀測單元可測量到在所述夾取單元與所述物體之間發(fā)生滑動時，所述夾取狀態(tài)判斷單元可判斷作為夾取目標(biāo)的物體是不能夠夾取的。當(dāng)所述夾取狀態(tài)判斷單元可判斷所述物體是不能夠夾取的時，所述夾取狀態(tài)改變單元可停止由所述夾取單元夾取所述物體。此外，所述夾取判斷裝置還可以包括夾取狀態(tài)存儲單元，所述夾取狀態(tài)存儲單元將由所述夾取狀態(tài)判斷單元判斷了夾取可能性的物體的判斷結(jié)果與該物體的空間位置相關(guān)聯(lián)地存儲為環(huán)境地圖。此時，所述規(guī)劃單元可借助所述夾取狀態(tài)存儲單元來確認作為夾取目標(biāo)的物體是否已被判斷為是不能夠夾取的，并且，當(dāng)所述物體已被判斷為是不能夠夾取的時，所述規(guī)劃單元決定不夾取所述物體。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種夾取判斷方法，所述方法包括以下步驟生成用于在作為夾取目標(biāo)的物體被夾取單元夾著的情形下移動所述夾取單元的目標(biāo)軌道；測量被基于所述目標(biāo)軌道驅(qū)動的所述夾取單元的移動；基于從所述目標(biāo)軌道得到的所述夾取單元的目標(biāo)值和表示所測量到的所述夾取單元的移動的實際測量值，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的；以及基于判斷結(jié)果，改變被所述夾取單元夾著的物體的夾取狀態(tài)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種夾取狀態(tài)判斷裝置和夾取判斷方法，其中，能夠準確地判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的。


圖1是示出了機械手的手單元夾取物體的狀態(tài)的示例的說明圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明一種實施例的夾取判斷裝置的功能配置的框圖。圖3是示出了根據(jù)同一實施例的存儲在夾取狀態(tài)存儲單元中的信息的示例的說明圖。圖4是示出了基于手位置的夾取判斷方法的流程圖。圖5是示出了基于作用在手單元上的作用力的夾取判斷方法的流程圖。圖6A是示出了基于手單元的滑動量的夾取判斷方法的流程圖。圖6B是示出了基于手單元的滑動量的夾取判斷方法的流程圖。圖7是示出了根據(jù)同一實施例的夾取判斷裝置的硬件配置的示例的框圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意，在本說明書和附圖中，用相同的附圖標(biāo)識表示具有基本相同的功能和結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，并且省略了這些構(gòu)件的重復(fù)說明。另外，將按照以下順序進行描述1.夾取判斷裝置的配置；2.夾取判斷方法；2-1.基于手位置的夾取判斷；2-2.基于作用在手單元上的作用力的夾取判斷；2-3.基于手單元的滑動量的夾取判斷；以及3.硬件配置示例。<1.夾取判斷裝置的配置>首先，將參照圖1至圖3描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的夾取判斷裝置100的配置。圖 1是示出了機械手10的手單元14夾取物體的狀態(tài)的示例的說明圖。圖2是示出了根據(jù)本實施例的夾取判斷裝置100的功能配置的框圖。圖3是示出了根據(jù)本實施例的存儲在夾取狀態(tài)存儲單元170中的信息的示例的說明圖。[夾取判斷裝置的概述]根據(jù)本實施例的夾取判斷裝置100是這樣的裝置，其用于在物體被能夠夾取和移動物體的機械手10夾著時判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是可夾取的，例如，如圖1中所示。 夾取判斷裝置100可被布置在控制機械手10的控制裝置(未示出)中。例如，如果自主移動機器人包括機械手10，則夾取判斷裝置100可被布置在整體上控制機器人的控制裝置 (未示出)中。這里，如圖1所示，根據(jù)本實施例的機械手10包括臂單元12和夾取物體5的手單元14。臂單元12包括一個或多個聯(lián)接，并且其一端被布置為可以例如在機器人的機身部分的基座(未示出)等上移動。手單元14被可移動地連接到臂單元12的這一端(前端)。 手單元14包括與臂單元12連接的連接部件1 和從連接部件Ha伸出的兩個指狀部件 14b。另外，可布置三個或更多個指狀部件14b。指狀部件14b可通過將作為夾取目標(biāo)的物體5夾在其間或包圍住物體5來夾住物體5。如上所述，當(dāng)借助機械手10主動夾著物體時，夾取判斷裝置100判斷物體5是否是可夾取的。在本實施例中，“可夾取”(“能夠夾取”)是指能夠夾住物體并移動被夾住的物體。另一方面，“不可夾取”(“不能夠夾取”)是指難以夾住物體或難以移動被夾著的物體或被夾著的物體被禁止移動。不可夾取的物體(在下文中，被稱作“不可移動的物體”)包括例如具有重、滑、大、長和不穩(wěn)定的特性從而難以移動的物體、或者具有容易損壞的特性從而不允許被夾取的物體。另外，像桌子那樣的應(yīng)該總是處于預(yù)定位置的物體和像連接一個物體與另一物體的電纜那樣的被禁止移動的物體也是不可移動的物體。錯誤地判斷沒有東西的情況也是不可夾取狀態(tài)。在機械手10的手單元14夾著物體5之后，夾取判斷裝置100移動機械手10，并且然后在假定物體5是可夾取的物體的情況下判斷機械手10是否執(zhí)行了與目標(biāo)操作相同的操作。如果判斷出機械手10執(zhí)行了與目標(biāo)操作相同的操作，則夾取判斷裝置100判斷出物體5是可夾取的物體。然而，當(dāng)判斷出機械手10執(zhí)行了與目標(biāo)操作不同的操作時，夾取判斷裝置100判斷出物體5是不可夾取的物體。如上所述，通過借助夾取判斷裝置100判斷被手單元14夾著的物體是否是可夾取的，在機械手10夾著物體并開始其操作之前，可判斷是否允許執(zhí)行該操作，從而能夠執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?。[夾取判斷裝置的功能配置]如圖2所示，夾取判斷裝置100包括夾取規(guī)劃單元110、夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120、夾取狀態(tài)觀測單元130、夾取狀態(tài)判斷單元140、夾取狀態(tài)改變單元150、阻抗控制單元160以及夾取狀態(tài)存儲單元170。夾取規(guī)劃單元110決定用于將夾著物體的手單元14向上移動到物體的夾取點的軌道。夾取規(guī)劃單元110首先利用已知的現(xiàn)有技術(shù)決定夾取點，該夾取點是夾取被指定為夾取目標(biāo)的物體的位置。夾取規(guī)劃單元110生成用于將手單元14從當(dāng)前位置移動到夾取點的目標(biāo)軌道。通過借助稍后將描述的阻抗控制單元160來控制機械手10，以便手單元14 能夠沿著目標(biāo)軌道移動，從而能夠通過手單元14夾取物體。另外，夾取規(guī)劃單元110可對用于將夾著物體的手單元14移動到目標(biāo)位置的軌道進行規(guī)劃。由夾取規(guī)劃單元110生成的目標(biāo)軌道被輸出到夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120、夾取狀態(tài)判斷單元140、夾取狀態(tài)改變單元150以及阻抗控制單元160。另外，夾取規(guī)劃單元110通過查詢稍后將描述的夾取狀態(tài)存儲單元170來確認作為夾取目標(biāo)的物體先前是否已被判斷為是不可夾取的。作為確認的結(jié)果，當(dāng)物體被判斷為是不可夾取的時，夾取規(guī)劃單元110決定不對物體執(zhí)行夾取。夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成用于判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否可夾取的操作(夾取狀態(tài)判斷操作)的目標(biāo)軌道。夾取狀態(tài)判斷操作是指用于在物體被夾著的情況下移動手單元14的操作。在夾取狀態(tài)判斷操作中，不必大幅度移動手單元14，而是在目標(biāo)軌道與可檢測到的實際軌道之間的偏差的程度內(nèi)移動它。在機械手10的手單元14夾著物體5的情形下，例如，如圖1所示，夾取狀態(tài)判斷操作可被定義為用于分別在左右方向(χ 軸方向)、前后方向(y軸方向)和上下方向(ζ軸方向)上移動預(yù)定距離的操作。通過借助如上所述的夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120來執(zhí)行夾取狀態(tài)判斷操作，在借助手單元14夾取和移動物體之前，能夠判斷出物體是否是可夾取的。夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120把根據(jù)夾取狀態(tài)判斷操作來移動的機械手10的目標(biāo)軌道輸出到夾取狀態(tài)判斷單元140和阻抗控制單元160。夾取狀態(tài)觀測單元130觀測要基于目標(biāo)軌道而被控制的機械手10的移動。夾取狀態(tài)觀測單元130測量如下物理量作為實際測量值可從由夾取規(guī)劃單元110或夾取狀態(tài)
6判斷操作規(guī)劃單元120生成的目標(biāo)軌道得到的、表示機械手10的空間狀態(tài)的物理量，比如手位置(手單元14的特定點)、作用在手單元14上的作用力、以及手單元14的滑動量。夾取狀態(tài)觀測單元130將獲得的測量值作為觀測結(jié)果輸出到夾取狀態(tài)判斷單元140。夾取狀態(tài)判斷單元140根據(jù)基于機械手10的目標(biāo)軌道的目標(biāo)值與夾取狀態(tài)觀測單元130獲得的實際測量值之間的偏差來判斷手單元14的物體夾取狀態(tài)。夾取狀態(tài)判斷單元140可以判斷夾取狀態(tài)和不可夾取狀態(tài)，其中，在夾取狀態(tài)下，手單元14在夾住物體的同時沿著目標(biāo)軌道運動，而在不可夾取狀態(tài)下，被手單元14夾著的物體在該移動時不移動、 在該停止時反而移動、需要比所期望的更大的力來移動它、以及在不該在手單元14上移動時滑動。稍后將詳細描述由夾取狀態(tài)判斷單元140執(zhí)行的夾取狀態(tài)判斷處理。將夾取狀態(tài)判斷單元140獲得的判斷結(jié)果輸出到夾取狀態(tài)改變單元150和夾取狀態(tài)存儲單元170。夾取狀態(tài)改變單元150基于由夾取規(guī)劃單元110生成的機械手10的目標(biāo)軌道和由夾取狀態(tài)判斷單元140獲得的判斷結(jié)果來改變手單元14的物體夾取狀態(tài)。例如，夾取狀態(tài)改變單元150停止被手單元14夾著的物體的移動，放下物體，或者松開夾著物體的手單元14的指狀部件14b。夾取狀態(tài)改變單元150將用于改變手單元14的物體夾取狀態(tài)的改變信息輸出到阻抗控制單元160。阻抗控制單元160對機械手10執(zhí)行阻抗控制從而控制機械手10的位置和姿勢。 阻抗控制單元160基于由夾取規(guī)劃單元110或夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成的目標(biāo)軌道或者從夾取狀態(tài)改變單元150接收的改變信息來控制機械手10的位置和姿勢。夾取狀態(tài)觀測單元130對根據(jù)阻抗控制單元160的控制而運動的機械手10的移動進行觀測。夾取狀態(tài)存儲單元170將機械手10所在的空間的信息存儲為環(huán)境地圖。例如，如圖3所示，環(huán)境地圖表示存在于機械手10所在的空間中的物體的空間布置。通過圖3所示的空間地圖，能夠識別出架子在空間的墻壁附近，而桌子和椅子在中心附近。還能夠識別出物體A和D被布置在該空間中，并且物體A在桌子上。夾取狀態(tài)存儲單元170還存儲與在環(huán)境地圖上識別出的物體相關(guān)的信息。例如， 關(guān)于每個物體存儲如下信息比如物體的形狀、物體的位置和姿勢、表示夾取可能性的不可移動物體標(biāo)記、重量、用于標(biāo)識物體的標(biāo)簽(例如，“桌子”、“椅子”、“架子”等)、表示物體是否可由于用戶的指令而移動的信息以及物體的移動速度。另外，夾取狀態(tài)存儲單元170可以存儲與夾取物體相關(guān)的信息。例如，比如“物體A是靜態(tài)環(huán)境物體(例如，桌子腿)”或 “物體B太重”的信息可被存儲為相關(guān)信息。需要時可基于夾取狀態(tài)判斷單元140所獲得的判斷結(jié)果來對存儲在夾取狀態(tài)存儲單元170中的信息進行更新。<2.夾取判斷方法>夾取判斷裝置100基于手單元14的移動的目標(biāo)值與夾著物體的手單元14移動時的實際測量值之間的偏差來判斷被夾著的物體是否是可夾取物體。此時，例如夾取判斷裝置100可通過利用物理量來判斷物體的夾取可能性，所述物理量比如是手位置、作用在手單元14上的力和物體的滑動量。下面將結(jié)合手位置、作用在手單元14上的力和物體的滑動量被用作表示手單元14的移動的、用于判斷物體夾取狀態(tài)的物理量的情況，參照圖4至圖6B描述由夾取判斷裝置100執(zhí)行的夾取判斷方法。[2-1.基于手位置的夾取判斷]首先，將參照附圖4描述基于手位置執(zhí)行物體的夾取判斷的夾取判斷方法。在該夾取判斷方法中，手單元14的任意位置被設(shè)置為特定點，并且特定點的位置被設(shè)置為手位置。夾取判斷裝置100對在移動被機械手10的手單元14夾著的物體的操作中從目標(biāo)軌道得到的目標(biāo)手位置與由夾取狀態(tài)觀測單元130測量到的實際測量手位置進行比較。當(dāng)檢測出目標(biāo)手位置與實際測量手位置之間的偏差偏離出允許值范圍時，夾取判斷裝置100判斷出被夾著的物體并未按照所設(shè)想的那樣移動，從而停止夾取物體。如上所述，在本示例中， 夾取判斷裝置100基于手單元14夾著物體時的手位置來判斷物體夾取狀態(tài)。在該夾取判斷方法中，夾取規(guī)劃單元110通過查詢存儲在夾取狀態(tài)存儲單元170 中的環(huán)境地圖來確認作為夾取目標(biāo)的物體先前是否已被判斷為是不可移動的物體(步驟 S100)。環(huán)境地圖存儲與被識別為存在于機械手10所在的空間中的物體相關(guān)的信息。與物體相關(guān)的信息包括表示物體是否可夾取的不可移動物體標(biāo)記。不可移動物體標(biāo)記為“假” 表示可夾取的物體，而不可移動物體標(biāo)記為“真”則表示不可夾取的物體。一旦判斷出物體是否可夾取，就將信息包括到不可移動物體標(biāo)記中。另外，在其中從未判斷過物體是否可夾取的物體的不可移動物體標(biāo)記中，可包括“假”或者可包括表示從未執(zhí)行過判斷的信息(例如，空白)。夾取規(guī)劃單元110確認環(huán)境地圖的不可移動物體標(biāo)記，并判斷物體是否是不可移動的物體，即不可移動物體標(biāo)記是否包括“假”。當(dāng)不可移動物體標(biāo)記為“假”時，判斷出物體是可夾取的，從而夾取判斷裝置100執(zhí)行步驟S102之后的處理。即使在從未執(zhí)行過物體是否可夾取的判斷時，也執(zhí)行步驟S102之后的處理。然而，當(dāng)不可移動物體標(biāo)記為“真”時， 判斷出物體是不可夾取的，從而夾取規(guī)劃單元110決定不夾取物體(步驟S101)，并結(jié)束處理。隨后，夾取規(guī)劃單元110生成用于夾著物體的手單元14的目標(biāo)軌道(第一目標(biāo)軌道)(步驟。夾取規(guī)劃單元110生成用于將手單元14從當(dāng)前位置移動到作為夾取目標(biāo)的物體的夾取點的第一目標(biāo)軌道，并且將第一目標(biāo)軌道輸出到阻抗控制單元160。阻抗控制單元160沿著第一目標(biāo)軌道將手單元14移動到物體的夾取點并使手單元14夾著物體 (步驟 S104)。如果手單元14夾著物體，則夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成手單元14的目標(biāo)軌道(第二目標(biāo)軌道)，以執(zhí)行用于判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否可夾取的夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S106)。夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成用于從當(dāng)前位置在預(yù)定方向上移動夾著物體的手單元14的第二目標(biāo)軌道。將夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成的第二目標(biāo)軌道輸出到阻抗控制單元160。阻抗控制單元160使手單元14根據(jù)第二目標(biāo)軌道來執(zhí)行夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S108)。步驟S108中根據(jù)阻抗控制單元160的控制的機械手10的移動是由夾取狀態(tài)觀測單元130觀測的。在本示例中，夾取狀態(tài)觀測單元130例如測量構(gòu)造機械手10的每個部件的空間狀態(tài)并且基于測量到的物理量來從運動學(xué)上計算手位置(即手單元14的指定點的位置)。將計算出的實際測量手位置輸出到夾取狀態(tài)判斷單元140。這里，根據(jù)本實施例的機械手10可被構(gòu)造為能夠執(zhí)行控制，使得能夠通過重力補償控制來在重力上加上拖曳力，此后進一步加上用于將部件比如手單元14維持在預(yù)定狀態(tài)的控制量。即使重力補償控制所需的力較大，這也減小了手位置控制所需的力。此時，如果機械手10包括具有內(nèi)置扭矩傳感器的理想聯(lián)接，則可用非常小的力使
8手位置移動并停止在預(yù)定位置。如果不包括理想聯(lián)接，則需要非常高的反饋增益才能使手位置停止在預(yù)定位置，并且別說試圖移動手位置，即使方便地移動手也很困難。在這種情況下，難以測量手位置的變化，從而難以如本示例中一樣地基于手單元14的位置來判斷夾取狀態(tài)。因此，在可用扭矩傳感器控制的機械手10中，通過應(yīng)用重力補償控制，可以實現(xiàn)本示例性實施例的夾取狀態(tài)的判斷。此后，夾取狀態(tài)判斷單元140計算基于第二目標(biāo)軌道的目標(biāo)手位置與實際測量手位置之間的偏差(S112)。夾取狀態(tài)判斷單元140基于由夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成的第二軌道信息得到手單元14的目標(biāo)位置(目標(biāo)手位置)，并且計算該目標(biāo)手位置與由夾取狀態(tài)觀測單元130觀測到的手單元14的實際測量手位置之間的偏差。計算出的偏差表示夾著物體的手單元14沿著第二目標(biāo)軌道移動的理想移動與由夾取狀態(tài)觀測單元130 測量到的實際移動之間的失準量。當(dāng)計算出目標(biāo)手位置與實際測量手位置之間的偏差時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷該偏差是否在允許值范圍之內(nèi)(步驟Sl 14)。將可認為機械手10沿著第二目標(biāo)軌道運行的目標(biāo)手位置與實際手位置之間的失準極限值設(shè)置為允許值。當(dāng)判斷出計算出的偏差在允許值范圍內(nèi)時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出手單元14沿著第二目標(biāo)軌道移動，從而判斷出被手單元14夾著的物體是可夾取物體。此后，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷是否完成了夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S116)。當(dāng)尚未成該操作時，重復(fù)進行從步驟SllO起的處理。然而，當(dāng)判斷出已完成夾取狀態(tài)判斷操作時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出已完成對物體的夾取，并結(jié)束處理(步驟S118)。當(dāng)已完成對物體的夾取時，夾取規(guī)劃單元110生成物體夾取之后的目標(biāo)軌道。阻抗控制單元160 基于所生成的物體夾取之后的目標(biāo)軌道來驅(qū)動和控制機械手10。另外，當(dāng)在步驟S114中判斷出目標(biāo)手位置與實際測量手位置之間的偏差超過允許值時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出手單元14并未沿著第二目標(biāo)軌道移動。因此，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出被手單元14夾著的物體是不可夾取的物體，并停止手單元14進行的夾取。當(dāng)夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出物體是不可夾取的時，夾取狀態(tài)改變單元150 指示阻抗控制單元160松開夾著物體的手單元14的指狀部件14b并回復(fù)到先前設(shè)定的標(biāo)準姿勢(步驟S120)。阻抗控制單元160根據(jù)來自夾取狀態(tài)改變單元150的指令驅(qū)動和控制機械手10。夾取狀態(tài)判斷單元140將夾取狀態(tài)存儲單元170中的環(huán)境地圖中的作為夾取目標(biāo)的物體的不可移動物體標(biāo)記設(shè)置為“真”(步驟S122)。如上所述，夾取狀態(tài)判斷單元140在環(huán)境地圖中記錄下作為夾取目標(biāo)的物體是不可夾取的，然后結(jié)束處理。以上描述了基于手位置來執(zhí)行物體夾取判斷的夾取判斷方法。如上所述，夾取判斷裝置100觀測空間中的手位置，并基于從夾取狀態(tài)判斷操作的目標(biāo)軌道得到的目標(biāo)手位置與觀測到的實際測量手位置之間的偏差來判斷物體是否是可夾取的。也就是，當(dāng)目標(biāo)手位置與實際測量手位置之間的偏差超過允許值時，夾取判斷裝置100判斷出機械手10的手單元14并未沿著目標(biāo)軌道移動，從而判斷出被夾著的物體是不可夾取的。如上所述，在操縱機械手10之前手單元14實際上已夾著物體的情形下，判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是可夾取的。因此，能夠防止不該被夾取的物體被夾取或者難以移動的物體被移動。[2-2.基于作用在手單元上的作用力的夾取判斷]
接下來，將參照圖5描述基于作用在手單元14上的作用力來執(zhí)行物體夾取判斷的夾取判斷方法。在該夾取判斷方法中，在夾著物體的手單元14移動時作用在手單元14上的作用力被用于夾取狀態(tài)的判斷。夾取判斷裝置100對在移動被機械手10的手單元14夾著的物體的操作中從目標(biāo)軌道得到的手單元14上的目標(biāo)作用力與實際測量作用力進行比較。當(dāng)檢測到在目標(biāo)作用力與實際測量作用力之間的偏差偏離出允許值范圍時，夾取判斷裝置100判斷出被夾著的物體并未按照所以為的那樣移動，從而停止夾取物體。如上所述， 在本示例中，夾取判斷裝置100基于手單元14夾住物體時手單元14上的作用力來判斷物體夾取狀態(tài)。在該夾取判斷方法中，夾取規(guī)劃單元110通過查詢存儲在夾取狀態(tài)存儲單元170 中的環(huán)境地圖來確認作為夾取目標(biāo)的物體先前是否已被判斷為是不可移動的物體(步驟 S200)。夾取規(guī)劃單元110確認表示夾取目標(biāo)是否可夾取的不可移動物體標(biāo)記，從而判斷物體是否是不可移動的物體，即不可移動物體標(biāo)記是否為“假”。當(dāng)不可移動物體標(biāo)記為“假” 時，判斷出物體是可夾取的，從而夾取判斷裝置100執(zhí)行步驟S202之后的處理。然而，當(dāng)不可移動物體標(biāo)記為“真”時，判斷出物體是不可夾取的，從而夾取規(guī)劃單元110決定不夾取物體(步驟S201)，并結(jié)束處理。隨后，夾取規(guī)劃單元110生成用于夾著物體的手單元14的目標(biāo)軌道(第一目標(biāo)軌道)(步驟S202)。如果夾取規(guī)劃單元110生成用于將手單元14從當(dāng)前位置移動到作為夾取目標(biāo)的物體的夾取點的第一目標(biāo)軌道，則阻抗控制單元160沿著第一目標(biāo)軌道移動手單元14并且使手單元14夾著物體(步驟S204)。從步驟S200到步驟S204的處理與圖4中示出的從步驟SlOO到步驟S104的處理相同。如果手單元14夾著物體，則夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成手單元14的目標(biāo)軌道(第二目標(biāo)軌道)，以執(zhí)行用于判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否可夾取的夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S206)。夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成用于從當(dāng)前位置在預(yù)定方向上移動夾著物體的手單元14的第二目標(biāo)軌道。夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120從第二目標(biāo)軌道得到作用在夾著物體的手單元14上的目標(biāo)作用力。從物體施加給手單元14上的作用力取決于物體的形狀或重量或者手單元14的移動方向而變化。為了使夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120通過使用作用在手單元14上的作用力而判斷手單元14是否沿著第二目標(biāo)軌道移動，夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120得到在夾取狀態(tài)判斷操作時作用在手單元14上的目標(biāo)作用力。將夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成的第二目標(biāo)軌道輸出到阻抗控制單元 160。阻抗控制單元160使手單元14沿著第二目標(biāo)軌道來執(zhí)行夾取狀態(tài)判斷操作(步驟 S208)。機械手10基于步驟S208中阻抗控制單元160的控制而進行的移動(步驟S210) 是由夾取狀態(tài)觀測單元130觀測的。在本示例中，夾取狀態(tài)觀測單元130測量在夾取狀態(tài)判斷操作時作用在手單元14上的作用力。將夾取狀態(tài)觀測單元130測量到的實際測量作用力輸出到夾取狀態(tài)判斷單元140?；蛘撸衫缡褂昧S力傳感器測量手單元14上的作用力。在包括具有內(nèi)置扭矩傳感器的理想聯(lián)接的機械手10中，可通過進行外力估算來測量手單元14上的作用力。可以例如通過應(yīng)用在日本專利申請?zhí)亻_(JP-A)第2009-269102號中公開的技術(shù)來配置具有內(nèi)置扭矩傳感器的理想聯(lián)接。另外，可以使用例如在日本專利申
10請?zhí)亻_(JP-A)第2007-300M號中公開的技術(shù)作為估算外力的方法。此后，夾取狀態(tài)判斷單元140計算基于第二目標(biāo)軌道的目標(biāo)作用力與實際測量作用力之間的偏差(S212)。夾取狀態(tài)判斷單元140基于由夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成的第二軌道信息得到手單元14上的目標(biāo)作用力，并計算目標(biāo)作用力與由夾取狀態(tài)觀測單元130觀測到的手單元14上的實際測量作用力之間的偏差。當(dāng)計算出目標(biāo)作用力與實際測量作用力之間的偏差時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷該偏差是否在允許值范圍之內(nèi)(步驟S214)。將可認為機械手10沿著第二目標(biāo)軌道運行的目標(biāo)作用力與實際測量作用力之間的失準極限值設(shè)置為允許值。當(dāng)判斷出計算出的偏差在允許值范圍內(nèi)時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出手單元14沿著第二目標(biāo)軌道移動，從而判斷出被手單元14夾著的物體是可夾取物體。此后，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷是否完成夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S216)。當(dāng)尚未完成該操作時，重復(fù)進行從步驟S210起的處理。然而，當(dāng)判斷出已完成夾取狀態(tài)判斷操作時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出已完成對物體的夾取(步驟S218)，并結(jié)束處理。當(dāng)已完成對物體的夾取時，夾取規(guī)劃單元110生成物體夾取之后的目標(biāo)軌道。阻抗控制單元 160基于所生成的物體夾取之后的目標(biāo)軌道來驅(qū)動和控制機械手10。另外，當(dāng)在步驟S214中判斷出目標(biāo)作用力與實際測量作用力之間的偏差超過允許值時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出手單元14并未沿著第二目標(biāo)軌道移動。因此，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出被手單元14夾著的物體是不可夾取的物體，從而停止手單元14 進行的夾取。當(dāng)夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出物體是不可夾取的時，夾取狀態(tài)改變單元150 指示阻抗控制單元160松開夾著物體的手單元14的指狀部件14b并回復(fù)到先前設(shè)定的標(biāo)準姿勢(步驟S220)。阻抗控制單元160根據(jù)來自夾取狀態(tài)改變單元150的指令驅(qū)動和控制機械手10。夾取狀態(tài)判斷單元140將夾取狀態(tài)存儲單元170中的環(huán)境地圖中的作為夾取目標(biāo)的物體的不可移動物體標(biāo)記設(shè)置為“真”(步驟S22》。如上所述，夾取狀態(tài)判斷單元140在環(huán)境地圖中記錄下作為夾取目標(biāo)的該物體是不可夾取的，然后結(jié)束處理。以上描述了基于手單元14上的作用力來執(zhí)行物體夾取判斷的夾取判斷方法。如上所述，夾取判斷裝置100觀測作用在手單元14上的作用力，并基于從夾取狀態(tài)判斷操作的目標(biāo)軌道得到的目標(biāo)作用力與觀測到的實際測量作用力之間的偏差來判斷物體是否是可夾取的。也就是，當(dāng)目標(biāo)作用力與實際測量作用力之間的偏差超過允許值時，夾取判斷裝置100判斷出機械手10的手單元14并未沿著目標(biāo)軌道移動，從而判斷出被夾著的物體是不可夾取的。如上所述，在操縱機械手10之前手單元14實際上已夾著物體的情形下，判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是可夾取的。因此，能夠防止不應(yīng)該被夾取的物體被夾取或者難以移動的物體被移動。[2-3.基于手單元的滑動量的夾取判斷]接下來，將參照圖6A和圖6B來描述基于手單元14的滑動量來執(zhí)行物體夾取判斷的夾取判斷方法。在該夾取判斷方法中，在機械手10的手單元14夾著物體之后，測量發(fā)生在手單元14與物體之間的滑動。夾取判斷裝置100根據(jù)在移動被機械手10的手單元14 夾著的物體的操作中能否在允許的夾取力范圍內(nèi)夾住物體來判斷物體是否是可夾取的。當(dāng)檢測到夾著物體的手單元14的夾取力偏離出允許值時，夾取判斷裝置100判斷出被夾著的物體并未按照所設(shè)想的那樣移動，從而停止夾取物體。如上所述，在本示例中，夾取判斷裝置100基于夾著物體的手單元14的滑動量來判斷物體夾取狀態(tài)。在該夾取判斷方法中，夾取規(guī)劃單元110通過查詢存儲在夾取狀態(tài)存儲單元170 中的環(huán)境地圖來確認作為夾取目標(biāo)的物體先前是否已被判斷為是不可移動的物體(步驟 S300)。夾取規(guī)劃單元110確認表示夾取目標(biāo)是否可夾取的不可移動物體標(biāo)記，從而判斷物體是否是不可移動的物體，即不可移動物體標(biāo)記是否為“假”。當(dāng)不可移動物體標(biāo)記為“假” 時，判斷出物體是可夾取的，從而夾取判斷裝置100執(zhí)行步驟S302之后的處理。然而，當(dāng)不可移動物體標(biāo)記為“真”時，判斷出物體是不可夾取的，從而夾取規(guī)劃單元110決定不夾取物體(步驟S301)，并結(jié)束處理。隨后，夾取規(guī)劃單元110生成用于夾著物體的手單元14的目標(biāo)軌道(第一目標(biāo)軌道)(步驟S302)。如果夾取規(guī)劃單元110生成用于將手單元14從當(dāng)前位置移動到作為夾取目標(biāo)的物體的夾取點的第一目標(biāo)軌道，則阻抗控制單元160沿著第一目標(biāo)軌道移動手單元14并且使手單元14夾著物體(步驟S304)。如果手單元14夾著物體，則夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成手單元14的目標(biāo)軌道(第二目標(biāo)軌道)，以執(zhí)行用于判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否可夾取的夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S306)。夾取狀態(tài)判斷操作規(guī)劃單元120生成用于從當(dāng)前位置在預(yù)定方向上移動夾著物體的手單元14的第二目標(biāo)軌道，并將第二目標(biāo)軌道輸出到阻抗控制單元160。 阻抗控制單元160使手單元14沿著第二目標(biāo)軌道來執(zhí)行夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S308)。 從步驟S300到步驟S308的處理與圖4中示出的從步驟SlOO到步驟S108的處理相同。此后，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷是否完成夾取狀態(tài)判斷操作(步驟S310)。當(dāng)尚未完成該操作時，執(zhí)行S314之后的處理。然而，當(dāng)判斷出已完成夾取狀態(tài)判斷操作時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出已完成對物體的夾取(步驟S312)，并結(jié)束處理。當(dāng)已完成對物體的夾取時，夾取規(guī)劃單元110生成物體夾取之后的目標(biāo)軌道。阻抗控制單元160基于所生成的物體夾取之后的目標(biāo)軌道來驅(qū)動和控制機械手10。當(dāng)在步驟S310中判斷出尚未完成夾取狀態(tài)判斷操作時，夾取狀態(tài)觀測單元130測量發(fā)生在手單元14與物體之間的滑動(滑動量)(步驟S314)。當(dāng)手單元14的夾取力很小時或者當(dāng)物體的表面光滑和平滑時，難以將其夾住。在這種情況下，手單元14和物體產(chǎn)生相對位移，即發(fā)生滑動。當(dāng)手單元14與物體之間發(fā)生滑動時，手單元14很難適當(dāng)?shù)貖A取物體并因此可能使物體滑落。夾取狀態(tài)判斷單元140判斷在手單元14與物體之間是否不存在滑動，即滑動量是否為0 (零)(步驟S316)，并且確認手單元14是否能夠適當(dāng)?shù)貖A取物體。為了檢測滑動量，可將能夠檢測滑動的傳感器布置在夾著物體時與物體接觸的指狀部件14b的接觸表面上(參見日本專利申請?zhí)亻_(JP-A)第2009-36557號)。例如，該傳感器可用只檢測垂直于傳感器表面的方向的壓力的電容式壓力傳感器來配置。可將在外部作用力下形變的粘彈性體布置在傳感器的表面上。當(dāng)粘彈性體形變時，壓力傳播(spread) 到傳感器?；谕ㄟ^借助傳感器檢測傳播的壓力而獲取的壓力分布上的變化，夾取判斷裝置100可獲得用于判斷手單元14的物體夾取狀態(tài)的滑動量。當(dāng)在步驟S316中判斷出滑動量不為0 (零)時，即當(dāng)檢測到物體在手單元14上的滑動時，增大手單元14的夾取力以阻止滑動(步驟S318)。此后，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷手單元14的夾取力是否在允許值之內(nèi)(步驟S320)。通過過度增大手單元14的夾取力， 阻止了物體滑動，并且能夠以高確定度執(zhí)行夾取。然而，如果施加過大的夾取力于物體，物體可能變得畸形或損壞。為此原因，手單元14的夾取力應(yīng)該處于不引起物體變得畸形的允許值之內(nèi)。另外，允許值被設(shè)置為能夠從手單元14輸出的力，例如基于機械手10的機械強度或者驅(qū)動機械手10的馬達或傳動裝置的規(guī)格參數(shù)。當(dāng)手單元14的夾取力在允許值之內(nèi)時，夾取狀態(tài)判斷單元140返回步驟S310并判斷是否完成夾取狀態(tài)判斷。當(dāng)已完成夾取狀態(tài)判斷操作時，夾取狀態(tài)判斷單元140判斷出已完成對物體的夾取(步驟S312)，并結(jié)束處理。然而，當(dāng)尚未完成該操作時，重復(fù)執(zhí)行步驟S314之后的處理。另外，當(dāng)在步驟S316中判斷出滑動量為0 (零)時，則判斷為在手單元14與物體之間沒有發(fā)生滑動的狀態(tài)。在這種情況下，在步驟S320判斷手單元14的夾取力是否在允許值之內(nèi)。當(dāng)它在允許值之內(nèi)時，類似地，夾取狀態(tài)判斷單元140返回步驟S310并執(zhí)行處理。 然而，當(dāng)在步驟S320中判斷出手單元14的夾取力超過允許值時，由于可能使物體變形，所以停止手單元14夾取物體。即夾取狀態(tài)改變單元150指示阻抗控制單元160松開夾著物體的手單元14的指狀部件14b并回復(fù)到先前設(shè)定的標(biāo)準姿勢(步驟S32》。阻抗控制單元 160根據(jù)來自夾取狀態(tài)改變單元150的指令驅(qū)動和控制機械手10。夾取狀態(tài)判斷單元140將夾取狀態(tài)存儲單元170的環(huán)境地圖中的作為夾取目標(biāo)的物體的不可移動物體標(biāo)記設(shè)置為“真”(步驟S3M)。另外，夾取狀態(tài)判斷單元140在環(huán)境地圖中記錄下作為夾取目標(biāo)的物體是不可夾取的，然后結(jié)束處理。以上描述了基于手單元14上的滑動量來執(zhí)行物體夾取判斷的夾取判斷方法。如上所述，在物體被手單元14夾取之后，夾取判斷裝置100觀測發(fā)生在手單元14與物體之間的滑動量，并判斷手單元14是否能夠適當(dāng)?shù)貖A取物體。此時，確認手單元14的夾取力是否在允許值之內(nèi)，并確認是否能夠用不會導(dǎo)致物體變得畸形的力來執(zhí)行夾取。當(dāng)在手單元14 與物體之間發(fā)生滑動時，或者當(dāng)用超過允許值的夾取力夾著物體時，則判斷為手單元14難以夾取物體。如上所述，在操縱機械手10之前手單元14實際上已夾著物體的情形下，判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是可夾取的。因此，能夠防止不應(yīng)該被夾取的物體被夾取或者難以移動的物體被移動。如上所述，根據(jù)本實施例的夾取判斷裝置100能夠通過利用作為表示手單元14的移動的物理量的手位置、作用在手單元14上的力或者物體的滑動量來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是可夾取的。將判斷出的物體的夾取可能性作為不可移動物體標(biāo)記存儲在環(huán)境地圖中。因此，在下一次夾取和使用該物體時，夾取規(guī)劃單元110能夠通過查詢不可移動物體標(biāo)記而識別出物體是否是可夾取的。<3.硬件配置示例>根據(jù)本實施例的夾取判斷裝置100所執(zhí)行的部分處理可通過硬件或軟件來實現(xiàn)。 在這種情況下，夾取判斷裝置100可被構(gòu)造為如圖7中所示的計算機。下面將參照圖7描述根據(jù)本實施例的夾取判斷裝置100的一個硬件配置示例。根據(jù)本實施例、構(gòu)造輸入單元的夾取判斷裝置100可用信息處理裝置比如上述計算機來實現(xiàn)，并且可將其安裝在具有機械手10的分布式自主移動機器人中。如圖7中所示，夾取判斷裝置100包括中央處理單元(CPU) 101、只讀存儲器(ROM) 102、隨機存取存儲器(RAM) 103和主機總線104ao夾取判斷裝置100還包括橋104、外部總線104b、接口 105、輸入裝置106、輸出裝置107、存儲裝置(HDD (硬盤驅(qū)動器))108、驅(qū)動器109、連接端口 111以及通信裝置113。CPU 101用作計算處理裝置和控制裝置，并根據(jù)多種程序控制夾取判斷裝置100 的總體操作。另外，可用微處理器來配置CPU 101。ROM 102存儲CPU 101所使用的程序和計算參數(shù)。MM 103臨時存儲在CPU 101執(zhí)行中使用的程序和在執(zhí)行中相應(yīng)變化的參數(shù)。 這些部件通過例如包括CPU總線的主機總線10 而彼此連接。主機總線10 經(jīng)由橋104與外部總線104b連接，外部總線104b比如是外設(shè)部件互連/接口(PCI (外設(shè)部件互連標(biāo)準))總線。不必分別構(gòu)造主機總線10 、橋104和外部總線104b，而是可通過單個總線來實現(xiàn)這些功能。輸入裝置106包括輸入單元和輸入控制電路，用戶通過輸入單元輸入信息，輸入單元比如是鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸板、按鈕、麥克風(fēng)、開關(guān)以及操縱桿，輸入控制電路基于來自用戶的輸入生成輸入信號并將輸入信號輸出到CPU 101。通過所輸入裝置106進行操作，用戶可輸入各種數(shù)據(jù)或者指示機器人的夾取判斷裝置100執(zhí)行處理操作。輸出裝置107包括顯示裝置或者語音輸出裝置，顯示裝置比如是液晶顯示(IXD) 裝置、有機發(fā)光二極管(OLED)裝置和燈，語音輸出裝置比如是揚聲器。存儲裝置108是夾取判斷裝置100的存儲單元的示例，并且是用于數(shù)據(jù)存儲的裝置。存儲裝置108可包括存儲介質(zhì)、將數(shù)據(jù)記錄在存儲介質(zhì)中的記錄裝置、從存儲介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)的裝置以及刪除記錄在存儲介質(zhì)中的數(shù)據(jù)的刪除裝置。存儲裝置108例如包括硬盤驅(qū)動器(HDD)。存儲裝置108驅(qū)動硬盤以存儲各種數(shù)據(jù)或者由CPU 101執(zhí)行的程序。驅(qū)動器109是用于存儲介質(zhì)的讀寫器并被安裝在夾取判斷裝置100內(nèi)或安裝到夾取判斷裝置100。驅(qū)動器109讀取記錄在可拆卸存儲介質(zhì)上的信息并將信息輸出到RAM 103，可拆卸存儲介質(zhì)比如是安裝的磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲器。連接端口 111是與外部裝置連接的接口，并且是用于與外部裝置的連接的、能夠經(jīng)由例如通用串行總線(USB)傳輸數(shù)據(jù)的端口。通信裝置113是包括用于與通信網(wǎng)絡(luò)10 連接的通信裝置的通信接口。另外，通信裝置113可包括支持局域網(wǎng)(LAN)的通信裝置、支持無線USB的通信裝置、或執(zhí)行有線通信的有線通信裝置。另外，根據(jù)本實施例的夾取判斷裝置100不一定包括圖7中示出的硬件。例如，輸入裝置106、顯示裝置107、存儲裝置108、驅(qū)動器109、連接端口 111和通信裝置113可與夾取判斷裝置100連接并且用作獨立于夾取判斷裝置100的裝置。以上參照附圖描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是本發(fā)明并不局限于此。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，在所附權(quán)利要求中限定的技術(shù)精神的范圍內(nèi)可進行各種修改或變型，并且這些修改或變型包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明包含的主題涉及在2010年3月M日遞交日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2010-068274中公開的內(nèi)容，因此通過引用將該申請的整體內(nèi)容合并于此。
權(quán)利要求
1.一種夾取判斷裝置，包括規(guī)劃單元，其生成用于在作為夾取目標(biāo)的物體被夾取單元夾著的情形下移動所述夾取單元的目標(biāo)軌道；觀測單元，其測量被基于所述目標(biāo)軌道驅(qū)動的所述夾取單元的移動；夾取狀態(tài)判斷單元，其基于從所述目標(biāo)軌道得到的所述夾取單元的目標(biāo)值和由所述觀測單元測量到的實際測量值，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的；以及夾取狀態(tài)改變單元，其基于由所述夾取狀態(tài)判斷單元獲得的判斷結(jié)果來改變被所述夾取單元夾著的物體的夾取狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾取判斷裝置，其中，當(dāng)所述目標(biāo)值與所述實際測量值之間的偏差等于或大于預(yù)定值時，所述夾取狀態(tài)判斷單元判斷所述物體是不能夠夾取的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾取判斷裝置，其中，所述觀測單元測量所述夾取單元的位置，并且，所述夾取狀態(tài)判斷單元基于由所述觀測單元測量到的所述夾取單元的實際測量位置與從所述目標(biāo)軌道得到的所述夾取單元的目標(biāo)位置之間的偏差，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾取判斷裝置，其中，當(dāng)在所述物體被夾著的情形下移動所述夾取單元時，所述觀測單元測量作用在所述夾取單元上的作用力，并且，所述夾取狀態(tài)判斷單元基于由所述觀測單元測量到的作用在所述夾取單元上的實際測量作用力與從所述目標(biāo)軌道得到的作用在所述夾取單元上的目標(biāo)作用力之間的偏差，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾取判斷裝置，其中，當(dāng)所述物體被夾著時，所述觀測單元測量發(fā)生在所述夾取單元與所述物體之間的滑動量，并且，當(dāng)所述夾取單元對所述物體的夾取力等于或大于允許值且所述觀測單元測量到在所述夾取單元與所述物體之間發(fā)生滑動時，所述夾取狀態(tài)判斷單元判斷作為夾取目標(biāo)的物體是不能夠夾取的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾取判斷裝置，其中，當(dāng)所述夾取狀態(tài)判斷單元判斷所述物體是不能夠夾取的時，所述夾取狀態(tài)改變單元停止由所述夾取單元夾取所述物體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾取判斷裝置，還包括夾取狀態(tài)存儲單元，所述夾取狀態(tài)存儲單元將由所述夾取狀態(tài)判斷單元判斷了夾取可能性的物體的判斷結(jié)果與該物體的空間位置相關(guān)聯(lián)地存儲為環(huán)境地圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的夾取判斷裝置，其中，所述規(guī)劃單元借助所述夾取狀態(tài)存儲單元來確認作為夾取目標(biāo)的物體是否已被判斷為是不能夠夾取的，并且，當(dāng)所述物體已被判斷為是不能夠夾取的時，所述規(guī)劃單元決定不夾取所述物體。
9.一種夾取判斷方法，包括以下步驟生成用于在作為夾取目標(biāo)的物體被夾取單元夾著的情形下移動所述夾取單元的目標(biāo)軌道；測量被基于所述目標(biāo)軌道驅(qū)動的所述夾取單元的移動；基于從所述目標(biāo)軌道得到的所述夾取單元的目標(biāo)值和表示所測量到的所述夾取單元的移動的實際測量值，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的；以及基于判斷結(jié)果，改變被所述夾取單元夾著的物體的夾取狀態(tài)。
全文摘要
公開了夾取判斷裝置和夾取判斷方法。提供一種夾取判斷裝置，包括規(guī)劃單元，其生成用于在作為夾取目標(biāo)的物體被夾取單元夾著的情形下移動夾取單元的目標(biāo)軌道；觀測單元，其測量被基于目標(biāo)軌道驅(qū)動的夾取單元的移動；夾取狀態(tài)判斷單元，其基于從目標(biāo)軌道得到的夾取單元的目標(biāo)值和由觀測單元測量到的實際測量值，來判斷作為夾取目標(biāo)的物體是否是能夠夾取的；以及夾取狀態(tài)改變單元，其基于由夾取狀態(tài)判斷單元獲得的判斷結(jié)果來改變被夾取單元夾著的物體的夾取狀態(tài)。
文檔編號B25J13/08GK102198659SQ20111006968
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者坪井利充, 宮本敦史, 川浪康范, 河本獻太, 福島哲治, 長阪憲一郎 申請人:索尼公司