(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-10
(45)【発行日】2023-10-18
(54)【発明の名称】ハンドリング装置、制御装置、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
B25J 13/00 20060101AFI20231011BHJP
B25J 13/08 20060101ALI20231011BHJP
【ＦＩ】
B25J13/00 Z
B25J13/08 Z
B25J13/08 A
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2020047741
(22)【出願日】2020-03-18
(65)【公開番号】P2021146434
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2022-03-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】衛藤 春菜
(72)【発明者】
【氏名】十倉 征司
(72)【発明者】
【氏名】古茂田 和馬
(72)【発明者】
【氏名】姜 平
(72)【発明者】
【氏名】小川 昭人
【審査官】松浦 陽
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－０３６１５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２５４８８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０３９６３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０３７６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／２１２２０３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０７－１８６０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１５８３９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／０２８２４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－０１０７１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５２０７３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
２つ以上の支持部を含み、前記２つ以上の支持部で物体を挟むことにより前記物体を保持可能な保持部と、前記保持部が前記物体を保持する状態の安全性を示す安全率を算出する算出部と、
前記安全率に基づいて前記保持部に前記物体を保持させる制御部と、
を備え、
前記算出部は、前記支持部と前記物体とが接触する領域における基準位置と前記物体の重心を通る鉛直方向の直線との間の距離および前記物体の質量に応じて前記領域に発生する曲げ応力に基づいて前記安全率を算出する
ハンドリング装置。
【請求項2】
前記基準位置は、前記領域において前記重心から最も遠い点であり、前記算出部は、前記領域の形状を近似する円の断面２次極モーメントと、前記距離と、前記質量と、前記基準位置と前記領域の中心位置との間の距離とに基づいて前記曲げ応力を算出する
請求項１に記載のハンドリング装置。
【請求項3】
前記算出部は、前記支持部と前記物体とが接触する領域に発生する摩擦圧力に基づいて前記安全率を算出する請求項１または請求項２に記載のハンドリング装置。
【請求項4】
前記保持部の移動速度を含む運動方法を計画する動作計画部と、前記保持部を移動させる移動機構とをさらに備え、前記動作計画部は、前記支持部と前記物体とが接触する領域の面積に基づいて前記移動速度を決定し、
前記制御部は、前記動作計画部が計画した前記運動方法に基づいて前記保持部を前記移動機構により前記移動速度で移動させる
請求項１から３のいずれか一項に記載のハンドリング装置。
【請求項5】
前記保持部の移動速度を含む運動方法を計画する動作計画部と、前記保持部を移動させる移動機構とをさらに備え、前記動作計画部は、前記安全率に基づいて前記移動速度を決定し、
前記制御部は、前記動作計画部が計画した前記運動方法に基づいて前記保持部を前記移動機構により前記移動速度で移動させる
請求項１から３のいずれか一項に記載のハンドリング装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記２つ以上の支持部間の距離を前記物体の外径よりも大きく保ち、かつ前記２つ以上の支持部を前記物体の周囲に移動させ、前記制御部は、前記保持部に前記２つ以上の支持部を互いに近づけさせ、かつ前記保持部に前記安全率と関連付けられた前記状態で前記物体を保持させる
請求項１から５のいずれか一項に記載のハンドリング装置。
【請求項7】
内壁面および底面を有する容器の前記底面に前記物体は配置され、前記制御部は、前記２つ以上の支持部を水平方向と交差する方向に互いに離間させ、かつ前記２つ以上の支持部を前記物体の周囲に移動させ、
前記制御部は、前記保持部に前記２つ以上の支持部を互いに近づけさせ、かつ前記保持部に前記安全率と関連付けられた前記状態で前記物体を保持させる
請求項１から６のいずれか一項に記載のハンドリング装置。
【請求項8】
前記物体の形状は扁平であり、かつ内壁面および底面を有する容器の前記底面に前記物体の扁平面が接触するように前記物体は配置され、前記制御部は、前記２つ以上の支持部を水平方向と交差する方向に互いに離間させ、かつ前記２つ以上の支持部を前記底面に沿って前記内壁面に向かって移動させ、
前記制御部は、前記保持部に前記２つ以上の支持部を互いに近づけさせ、かつ前記保持部に前記安全率と関連付けられた前記状態で前記物体を保持させる
請求項１から７のいずれか一項に記載のハンドリング装置。
【請求項9】
前記物体の形状は扁平であり、かつ内壁面および底面を有する容器の前記底面に前記物体の扁平面が接触するように前記物体は配置され、前記制御部は、前記２つ以上の支持部間の距離を前記物体の外径よりも大きく保ち、
前記制御部は、前記２つ以上の支持部を前記物体の周囲に移動させ、かつ前記２つ以上の支持部を前記底面に接触させ、
前記制御部は、前記保持部に前記２つ以上の支持部を互いに近づけさせ、かつ前記保持部に前記安全率と関連付けられた前記状態で前記物体を保持させる
請求項１から８のいずれか一項に記載のハンドリング装置。
【請求項10】
前記物体の形状は扁平であり、かつ内壁面および底面を有する容器の前記底面に前記物体の扁平面が立つように前記物体は配置され、前記制御部は、前記２つ以上の支持部間の距離を前記物体の厚さよりも大きく保ち、かつ前記２つ以上の支持部を前記物体の周囲に移動させ、
前記制御部は、前記保持部に前記２つ以上の支持部を互いに近づけさせ、かつ前記保持部に前記安全率と関連付けられた前記状態で前記物体を保持させる
請求項１から９のいずれか一項に記載のハンドリング装置。
【請求項11】
２つ以上の支持部を含み、前記２つ以上の支持部で物体を挟むことにより前記物体を保持可能な保持部と、前記保持部を移動させる移動機構とに接続された制御装置であって、前記保持部が前記物体を保持する状態の安全性を示す安全率を算出する算出部と、
前記安全率に基づいて前記保持部に前記物体を保持させる制御部と、
を備え、
前記算出部は、前記支持部と前記物体とが接触する領域における基準位置と前記物体の重心を通る鉛直方向の直線との間の距離および前記物体の質量に応じて前記領域に発生する曲げ応力に基づいて前記安全率を算出する
制御装置。
【請求項12】
前記基準位置は、前記領域において前記重心から最も遠い点であり、前記算出部は、前記領域の形状を近似する円の断面２次極モーメントと、前記距離と、前記質量と、前記基準位置と前記領域の中心位置との間の距離とに基づいて前記曲げ応力を算出する
請求項１１に記載の制御装置。
【請求項13】
前記算出部は、前記支持部と前記物体とが接触する領域に発生する摩擦圧力に基づいて前記安全率を算出する請求項１１または請求項１２に記載の制御装置。
【請求項14】
前記保持部の移動速度を含む運動方法を計画する動作計画部をさらに備え、前記動作計画部は、前記支持部と前記物体とが接触する領域の面積に基づいて前記移動速度を決定し、
前記制御部は、前記動作計画部が計画した前記運動方法に基づいて前記保持部を前記移動機構により前記移動速度で移動させる
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項15】
前記保持部の移動速度を含む運動方法を計画する動作計画部をさらに備え、前記動作計画部は、前記安全率に基づいて前記移動速度を決定し、
前記制御部は、前記動作計画部が計画した前記運動方法に基づいて前記保持部を前記移動機構により前記移動速度で移動させる
請求項１１から１３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項16】
請求項１１から１５のいずれか一項に記載の制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、ハンドリング装置、制御装置、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
物流向けピッキングシステムを活用した自動化システムでは、多様なサイズかつ重さの物体を保持および搬送することが多い。物体の種類に応じてロボットシステム自体を切り替えることによりコストがかかるため、１つのロボットシステムがどれだけ多様な物体を扱えるかが課題である。例えば、ロボットシステムとしては、ピッキングハンドを用いて物体を移動させるピッキング装置を備えるピッキングシステムがある。ピッキングシステムは、物体を第１位置から第２位置に配置するための軌道上で干渉が生じない軌道を規定する軌道情報に基づいてピッキング装置を動作させる。
【0003】
ところで、物体を挟むことにより物体を保持する指または爪を有するエンドエフェクタ（ハンド）を備えるハンドリング装置がある。ハンドリング装置では、物体および指の各々の位置、および指が物体を挟む力に応じて、多様な保持方法が存在する。上記のハンドを用いた保持方法には包含保持と摩擦保持とがある。包含保持では、各指がある程度閉じることにより形成されるハンド内の空間に、ある重量の物体が位置すれば、保持は成功したと定義される。形成される空間が容器サイズまたはシステムサイズに比べてかなり小さいため、ハンドは大きな物体を保持できない。また、指の本数が少ない場合には小さい物体または細い物体が指の隙間から落下するため、ハンドはそのような物体を保持できない。
【0004】
上記の理由のため、包含保持は汎用性に欠ける。そのため、多様な物品を自在に保持する方法として、摩擦保持が主流である。従来の摩擦保持を用いるハンドリング装置では、物体が複雑な形状を有する場合、重心に近い位置を保持可能な保持方法が優先されてきた。しかし、物体の重量が大きい条件または物体が偏心している条件下では、ハンドが容器内の物体を保持できたとしても物体を安定して保持することができない場合があった。例えば、保持位置が物体の重心から遠い場合などでは、ハンドが物体を持ち上げたとき、またはハンドが物体を搬送しているときに物体が落下する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第５５５８５８５号公報
【文献】特許第６３２５１７４号公報
【文献】特開２０１９－０８９１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、物体を安定して保持することができるハンドリング装置、制御装置、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態のハンドリング装置は、保持部と、算出部と、制御部とを持つ。前記保持部は、２つ以上の支持部を含み、前記２つ以上の支持部で物体を挟むことにより前記物体を保持可能である。前記算出部は、前記保持部が前記物体を保持する状態の安全性を示す安全率を算出する。前記制御部は、前記安全率に基づいて前記保持部に前記物体を保持させる。前記算出部は、前記支持部と前記物体とが接触する領域における基準位置と前記物体の重心を通る鉛直方向の直線との間の距離および前記物体の質量に応じて前記領域に発生する曲げ応力に基づいて前記安全率を算出する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態の搬送システムを模式的に示す斜視図。
【図2】実施形態の保持部の正面図および下面図。
【図3】実施形態の保持部の斜視図。
【図4】実施形態の搬送システムの構成を示すブロック図。
【図5】実施形態の物体外形情報の例を示す斜視図。
【図6】実施形態の物体外形情報の例を示す平面図。
【図7】実施形態の安全率の算出に使用されるパラメータを示す図。
【図8】実施形態の保持部が物体を保持する状態を示す図。
【図9】実施形態の保持部が物体を保持する状態を示す図。
【図10】実施形態の安全率の算出に使用されるパラメータの例を示す図。
【図11】実施形態における保持部の位置と安全率との関係を示すグラフ。
【図12】実施形態の安全率の算出に使用されるパラメータの例を示す図。
【図13】実施形態における摩擦圧力と安全率との関係を示すグラフ。
【図14】実施形態の演算装置の処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図15】実施形態の演算装置の計画処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図16】実施形態の演算装置の計画処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図17】実施形態の演算装置の実行処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図18】実施形態の演算装置の実行処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図19】実施形態の変形例の保持部の第１の移動方法を示す図。
【図20】実施形態の変形例の保持部の第２の移動方法を示す図。
【図21】実施形態の変形例の保持部の第３の移動方法を示す図。
【図22】実施形態の変形例の保持部の第４の移動方法を示す図。
【図23】実施形態の変形例の保持部の第５の移動方法を示す図。
【図24】実施形態の変形例の保持部の第６の移動方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態のハンドリング装置を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明を省略する場合がある。また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算または加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【0010】
図１は、実施形態のハンドリング装置１０を含む搬送システム１を模式的に示す斜視図である。搬送システム１は、例えば、物流用のハンドリングシステム（ピッキングシステム）である。搬送システム１は、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏ（保持対象物、搬送対象物）を第２の容器Ｖ２に移動させる。
【0011】
第１の容器Ｖ１は、例えば、各種のコンベア、各種のパレット、または輸送用コンテナ等である。輸送用コンテナは、例えばトートまたはオリコンであり、物体Ｏを収容可能な部材（例えば箱状の部材）を広く意味する。第１の容器Ｖ１は、上記の例に限定されない。
【0012】
第１の容器Ｖ１には、大きさまたは重さが異なる多種類の物体Ｏがランダムに置かれる。例えば、保持対象の物体Ｏは、物体Ｏ表面の少なくとも一部に凹凸形状を有する。実施形態では、物体Ｏの外形は、５ｃｍ角のような小さな形状から、３０ｃｍ角のような大きな形状まで様々である。また、物体Ｏは、数十ｇのような軽い物体から数ｋｇのような重い物体まで様々である。物体Ｏの大きさおよび重さは、上記の例に限定されない。
【0013】
第２の容器Ｖ２は、例えば、トートまたはオリコンのような輸送用コンテナである。第２の容器Ｖ２は、上記の例に限定されない。ハンドリング装置１０および搬送システム１は、輸送用コンテナ以外の第２の容器Ｖ２に物体Ｏを移動させてもよい。
【0014】
ハンドリング装置１０および搬送システム１は、物流用のハンドリングシステムに限定されず、産業用ロボットシステムまたはその他のシステム等にも広く適用可能である。実施形態のハンドリング装置および搬送システムは、物体の搬送を主目的とする装置またはシステムに限定されず、製品組立またはその他の目的の一部として物体の搬送（移動）を伴う装置またはシステムも含む。
【0015】
搬送システム１の全体構成について説明する。図１に示すように、搬送システム１は、例えば、ハンドリング装置１０、検出装置１１、演算装置１２、および管理装置１３を有する。
【0016】
ハンドリング装置１０は、例えばロボット装置である。ハンドリング装置１０は、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏを保持し、保持した物体Ｏを第２の容器Ｖ２（保管領域）に移動させる。ハンドリング装置１０は、有線または無線で管理装置１３と通信可能である。
【0017】
検出装置１１は、第１の容器Ｖ１の近くに配置されている。検出装置１１は、例えば、第１の容器Ｖ１の直上または斜め上方に配置されている。検出装置１１は、例えば、カメラまたは各種センサである。検出装置１１は、例えば、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏに関する情報と、第１の容器Ｖ１に関する情報とを取得する。
【0018】
検出装置１１により取得される情報は、例えば、画像データ、距離画像データ、および形状データの少なくとも１つである。距離画像データは、１つ以上の方向の距離情報を持つ画像データである。距離情報は、例えば、第１の容器Ｖ１の上方に設定された任意の基準面からの深さを示す。形状データは、物体Ｏの外形形状等を示す情報である。検出装置１１により検出された情報は、演算装置１２に出力される。検出装置１１により検出された情報は、管理装置１３に出力されてもよい。
【0019】
検出装置１１は、ハンドリング装置１０の一部として設けられてもよい。この場合、検出装置１１により検出された情報は、ハンドリング装置１０の演算装置１２に直接出力されてもよい。
【0020】
ハンドリング装置１０は、第１の容器Ｖ１から物体Ｏを取り出す前に、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏに関する情報と、第１の容器Ｖ１に関する情報とを取得できるように構成されてもよい。この場合、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏに関する情報と、第１の容器Ｖ１に関する情報とは、検出装置１１を用いて取得されなくてもよい。
【0021】
例えば、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏに関する情報と、第１の容器Ｖ１に関する情報とが、予めサーバ（図示せず）上のデータベースに登録されていてもよい。例えば、演算装置１２または管理装置１３は、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏに関する情報と、第１の容器Ｖ１に関する情報とをデータベースから取得してもよい。
【0022】
例えば、システムの動作中に揺れ等が発生することによって物体Ｏの位置または姿勢等が変化する可能性がある。そのため、搬送システム１が、物体Ｏおよび第１の容器Ｖ１に関する最新の情報を取得することができる構成を備えてもよい。
【0023】
搬送システム１は、第２の容器Ｖ２の近くに配置された第２の検出装置を備えてもよい。第２の検出装置は、例えば、第２の容器Ｖ２の直上または斜め上方に配置されている。第２の検出装置は、例えば、カメラまたは各種センサである。第２の検出装置は、例えば、第２の容器Ｖ２の形状（内壁面または仕切りの形状を含む）に関する情報と、第２の容器Ｖ２内に先に置かれた物体Ｏに関する情報とを検出する。
【0024】
第２の検出装置により取得される情報は、例えば、画像データ、距離画像データ、および形状データの少なくとも１つである。第２の検出装置は、ハンドリング装置１０の一部として設けられてもよい。この場合、第２の検出装置により検出された情報は、ハンドリング装置１０の演算装置１２に直接出力されてもよい。
【0025】
演算装置１２（制御装置）は、搬送システム１の全体を制御する。例えば、演算装置１２は、管理装置１３が有する情報と、検出装置１１により検出された情報とを取得し、取得した情報をハンドリング装置１０に出力する。
【0026】
管理装置１３は、搬送システム１の全体を管理する。図４に示すように、管理装置１３は、例えば、物体Ｏの情報を管理する物体情報管理部１４を有する。例えば、物体情報管理部１４は、検出装置１１により検出された物体の情報を取得し、取得した情報を管理する。搬送システム１が管理装置１３を備えなくてもよい。例えば、管理装置１３は、通信ネットワーク上の装置であってもよい。演算装置１２は、サーバ等のネットワーク機器を介して管理装置１３と通信を行ってもよい。
【0027】
次に、ハンドリング装置１０について説明する。図１に示すように、ハンドリング装置１０は、例えば、移動機構１００および保持部２００を有する。
【0028】
移動機構１００は、保持部２００を所望の位置に移動させる。例えば、移動機構１００は、６軸の垂直多関節ロボットアームである。移動機構１００は、例えば、複数のアーム部材１０１および複数の回転部１０２を有する。複数の回転部１０２は、複数のアーム部材１０１を互いに連結する。複数の回転部１０２は、回転軸を中心に第１の方向および第１の方向と反対の第２の方向に回転可能である。
【0029】
移動機構１００は、３軸の直交ロボットアームであってもよい。あるいは、移動機構１００は、その他の構成を使用することにより保持部２００を所望の位置に移動させる機構であってもよい。例えば、移動機構１００は、スカラロボットでもよいし、直動式のＸＹＺステージを設けた装置であってもよい。移動機構１００は、回転翼により保持部２００を持ち上げて移動させる飛行体（例えばドローン）等であってもよい。
【0030】
保持部２００は、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏを保持する保持機構である。保持部２００は、移動機構１００に連結されている。例えば、保持部２００は、２本以上の支持部２０１と、連結部２０２とを有する。保持部２００は、例えば物体Ｏを２本以上の支持部２０１で挟み、摩擦保持により物体Ｏを保持する。以下では、保持部２００が２本の支持部２０１を有する例を説明する。保持部２００が３本以上の支持部２０１を有してもよい。連結部２０２は、２本の支持部２０１と移動機構１００とを互いに連結する。
【0031】
【0032】
２本の支持部２０１の各々は、棒状の指または爪である。２本の支持部２０１の基端は連結部２０２に接続されている。２本の支持部２０１は、方向ＤＲ１に互いに離間している。方向ＤＲ１における２本の支持部２０１間の距離は可変である。保持部２００は、２本の支持部２０１を互いに近づけることにより、２本の支持部２０１で物体Ｏを挟み、かつ保持する。２本の支持部２０１が互いに近づく方向は、方向ＤＲ１に平行でなくてもよい。例えば、２本の支持部２０１は、各支持部２０１の内側の面２０１ａを物体Ｏに接触させ、物体Ｏを保持する。２つの面２０１ａは、互いに向かい合う。支持部２０１の形状は、図２に示す例に限定されない。支持部２０１は、先端部を内側に曲げるための関節を有してもよい。
【0033】
支持部２０１は、ひずみゲージ、フォトセンサ、タッチセンサ、または触覚センサのようなセンサ２０３を有する。センサ２０３は、物体Ｏと接触する面２０１ａ上または支持部２０１の内部に配置されている。
【0034】
図３は、保持部２００の斜視図である。２本の支持部２０１の間隔が物体Ｏの幅Ｗ１よりも大きく保たれた状態で２本の支持部２０１が進行方向ＤＲ２に進み、かつ物体Ｏの周囲に配置される。その後、２本の支持部２０１の間隔を小さくすることにより２本の支持部２０１が物体Ｏに接触し、かつ物体Ｏを挟む。以下では、２本の支持部２０１の間隔を小さくする動作は、２本の支持部２０１を閉じる動作と同じ意味を持つ。図３は、２本の支持部２０１が物体Ｏを挟んだ時の保持部２００の状態を示す。２本の支持部２０１は物体Ｏの側面と接触している。このとき、各支持部２０１と物体Ｏとが接触する部分は、接触面Ｓ１を形成する。
【0035】
接触面Ｓ１の法線方向ＤＲ３は鉛直方向ＤＲ４（重力方向）と交差する。法線方向ＤＲ３と水平方向とがなす角度は法線方向ＤＲ３と鉛直方向ＤＲ４とがなす角度θよりも小さい。例えば、法線方向ＤＲ３は水平方向とほぼ同じである。
【0036】
上述したように、第１の容器Ｖ１の上部には第１の容器Ｖ１内部の物体Ｏを認識するための検出装置１１が設けられている。物体Ｏの移動作業において生じる様々な誤差により、物体Ｏを保持する動作の前後において多少の位置ずれが生じる可能性がある。例えば、ハンドリング装置１０は、保持した物体Ｏを移動させて、図示されていないＬＲＦ（Laser Range Finder；レーザー照準機）の前を通過させる。これにより、ハンドリング装置１０は、物体Ｏの保持状態を確認することができ、保持部２００と物体Ｏとの位置関係をより正確に認識することができる。
【0037】
上記のＬＲＦは、例えば、保持部２００が第２の容器Ｖ２へ向かって移動する際の移動経路の近傍に設けられることが好ましい。この場合、ハンドリング装置１０は、より小さな動作で物体Ｏの保持状態を確認することができる。これにより、システム全体の動作時間が短縮される。
【0038】
次に、演算装置１２（制御装置）について説明する。演算装置１２は、ハンドリング装置１０の全体を制御する。図４は、搬送システム１の構成を示すブロック図である。例えば、演算装置１２は、管理装置１３が有する情報と、検出装置１１により検出された情報とを取得し、取得した情報をハンドリング装置１０（図１参照）に出力する。演算装置１２は、例えば、認識部２０、計画部３０、および実行部４０を有する。
【0039】
演算装置１２の各機能部（例えば、認識部２０、計画部３０、および実行部４０）の全部または一部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit；グラフィックスプロセッサ）のような１つ以上のプロセッサがプログラムメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。ただし、これら機能部の全部または一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration；大規模集積回路）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のハードウェア（例えば回路部；circuity）により実現されてもよい。また、上記機能部の全部または一部は、上記ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。記憶部は、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory；読み出し専用メモリ）、またはＲＡＭ（Random Access Memory；読み書き可能なメモリ）等により実現される。
【0040】
次に、演算装置１２の各機能部について説明する。認識部２０は、管理装置１３が有する情報と、検出装置１１により検出された情報とを取得し、ハンドリング装置１０の制御に用いられる各種要素の状態を認識する。例えば、認識部２０は、各種要素の状態を認識する状態認識部２１を有する。例えば、状態認識部２１は、画像データまたは距離画像データに対して所定の画像処理を行うことで、各種要素の状態に関する情報の少なくとも一部を生成する。例えば、各種要素の状態に関する情報は、物体外形情報、物体位置姿勢情報、物体重心情報、およびコンテナ情報を含む。認識部２０は、これらの情報を計画部３０に出力する。
【0041】
物体外形情報は、例えば、物体Ｏの画像データ、物体Ｏの距離画像データ、物体Ｏの形状データ、または、それらの少なくとも１つから生成された情報である。物体外形情報は、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏ（保持対象の物体Ｏ）の外形を示す情報である。物体外形情報は、例えば特定方向Ｄ１（図１参照）に物体Ｏを見た場合における物体Ｏの外形を示す情報を含む。特定方向Ｄ１は、例えば、第２の容器Ｖ２内に物体Ｏを置くタイミング（例えば物体Ｏを解放する直前のタイミング）で、物体Ｏと保持部２００とが重なる方向である。例えば、物体外形情報は、物体表面の平面／非平面に関する情報を含む。物体外形情報は、特定方向Ｄ１と交差する方向に物体Ｏを見た場合における物体Ｏの外形を示す情報を含んでもよい。
【0042】
例えば、物体外形情報は、物体Ｏに外接する直方体形状のうちの第１面Ｆ１、および第１面Ｆ１に隣接する第２面Ｆ２に関する情報を含む（図５参照）。例えば、物体表面が非平面である場合（物体表面に凹凸がある場合）、状態認識部２１は、物体表面の最外凸部に外接する直方体の形状を物体外形情報として認識する（図６参照）。例えば、状態認識部２１は、特定方向Ｄ１に交差する方向に物体Ｏを見たときの外形を物体Ｏの保持可能領域Ｆｃとして認識する。保持可能領域Ｆｃは、物体Ｏの表面において支持部２０１が保持可能な平面部である。
【0043】
物体位置姿勢情報は、例えば、物体Ｏの画像データ、物体Ｏの距離画像データ、物体Ｏの形状データ、または、それらの少なくとも１つから生成された情報である。物体位置姿勢情報は、第１の容器Ｖ１に位置する物体Ｏの位置姿勢を示す情報である。物体位置姿勢情報は、例えば、第１の容器Ｖ１における物体Ｏの配置位置と、物体Ｏの姿勢（例えば、水平面に対する物体表面の傾き度合）とを示す情報を含む。
【0044】
物体重心情報は、例えば、物体Ｏの画像データ、物体Ｏの距離画像データ、物体Ｏの形状データ、物体Ｏの重量データ、または、それらの少なくとも１つから生成された情報である。物体重心情報は、物体Ｏの重心位置Ｇ（図６参照）を示す情報である。例えば、物体重心情報は、物体Ｏが同一の材料で形成されていると仮定したときに得られる撮像画像の図心の位置情報である。例えば、状態認識部２１は、物体Ｏが一様の密度を有すると仮定した３次元情報に基づいて物体Ｏの重心位置Ｇを認識する。
【0045】
コンテナ情報は、例えば、移動元形状情報、移動先形状情報、および移動先積載情報を含む。移動元形状情報は、第１の容器Ｖ１内の物体Ｏを保持部２００が保持する場合に障害物となる第１の容器Ｖ１の形状を示す情報である。状態認識部２１は、例えば検出装置１１により検出された情報に基づいて移動元形状情報を認識する。
【0046】
移動先形状情報は、第２の容器Ｖ２に物体Ｏを移動させる場合に障害物となる第２の容器Ｖ２の形状を示す情報である。例えば、移動先形状情報は、第２の容器Ｖ２の内壁面を規定する壁と、第２の容器Ｖ２の内部に設けられた仕切りとを示す情報である。
【0047】
移動先積載情報は、第２の容器Ｖ２に先に置かれた物体Ｏを示す情報である。状態認識部２１は、例えば第２の容器Ｖ２の近くに配置された第２の検出装置により検出された情報に基づいて移動先形状情報および移動先積載情報を認識する。
【0048】
次に、計画部３０について説明する。例えば、計画部３０は、保持計画部３１（算出部）、リリース計画部３２、および動作計画部３３を有する。保持計画部３１は、第１の容器Ｖ１内の物体Ｏを保持部２００が保持するための保持計画を生成する。リリース計画部３２は、保持部２００により保持された物体Ｏを第２の容器Ｖ２で解放するための解放計画を生成する。動作計画部３３は、保持部２００により保持された物体Ｏを第２の容器Ｖ２に移動させるための移動計画を生成する。動作計画部３３は、生成した移動計画を制御部４３に出力する。
【0049】
次に、実行部４０について説明する。例えば、実行部４０は、第１の力検出部４１、第２の力検出部４２、および制御部４３を有する。第１の力検出部４１は、移動機構１００に設けられた力センサから出力された検出値に基づいて、移動機構１００に発生する力を示す第１の力情報を生成する。第１の力検出部４１は、生成した第１の力情報を制御部４３に出力する。第２の力検出部４２は、保持部２００の支持部２０１に設けられたセンサ２０３（図２参照）から出力された検出値に基づいて、支持部２０１に発生する力を示す第２の力情報を生成する。第２の力検出部４２は、生成した第２の力情報を制御部４３に出力する。
【0050】
制御部４３は、動作計画部３３により出力された移動計画、第１の力検出部４１により出力された第１の力情報、および第２の力検出部４２により出力された第２の力情報に基づいて、保持部２００による物体Ｏの保持動作、搬送動作、および解放動作を実行する。制御部４３は、保持部２００の保持状態、および物体Ｏと周囲の他の物体との接触状態を検出し、適宜リトライ動作を実行する。
【0051】
ハンドリング装置１０は、演算装置１２に含まれる認識部２０、計画部３０、および実行部４０の少なくとも一部を有してもよい。ハンドリング装置１０は、少なくとも保持計画部３１および制御部４３を有してもよい。
【0052】
次に、保持計画部３１が実行する処理について説明する。例えば、保持計画部３１は、状態認識部２１により出力された情報に基づいて保持部２００における複数の保持方法を算出し、算出した保持方法のうち最も良い方法に対応する保持計画を動作計画部３３に出力する。
【0053】
保持計画部３１は、保持部２００が物体Ｏを保持する状態の安全性（安全強度）を示す安全率を算出する。安全率は、物体Ｏを落下させずに物体Ｏを搬送できる可能性の程度を示す。保持計画部３１は、保持部２００が実現可能な複数の状態の各々における安全率を算出する。保持計画部３１は、安全率に基づいて複数の状態のうちのいずれか１つを選択する。例えば、保持計画部３１は、少なくとも所定値以上の安全率と関連付けられた保持方法を選択する。保持計画部３１は、例えば、最も高い安全率と関連付けられた保持方法を選択する。これにより、保持部２００は、物体を安定して保持することができ、かつ物体の落下を抑制することができる。
【0054】
次に、保持計画部３１が安全率を算出する方法について説明する。図７は、安全率の算出に使用されるパラメータを示す図である。図７は、保持部２００が物体Ｏを保持しているときに支持部２０１と物体Ｏとが重なる方向に支持部２０１および物体Ｏを見た状態を示す。例えば、その方向は水平方向である。以下では、２つの支持部２０１が物体Ｏを保持するときの安全率の算出方法を説明する。保持部２００が３つ以上の支持部２０１を有する場合、保持計画部３１は、物体Ｏの保持状態を２つの支持部２０１が物体Ｏを保持する状態として近似し、安全率を算出する。
【0055】
保持計画部３１は、複数のパラメータを使用することにより安全率を算出する。複数のパラメータは、少なくとも直径Ｄ、距離ｄ、長さＬ、および重力ｍｇを含む。
【0056】
直径Ｄは、支持部２０１と物体Ｏとが接触する領域の大きさに関するパラメータである。以下では、この領域を接触領域ＣＲ１と呼ぶ。直径Ｄは、接触領域ＣＲ１の輪郭に内接する円Ｃ１の直径である。この例では、接触領域ＣＲ１の形状は円Ｃ１として近似される。この場合、接触領域ＣＲ１の面積が小さく見積もられるため、保持計画部３１は、物体Ｏが落下する可能性をより大きく考慮して安全率を算出することができる。
【0057】
距離ｄは、接触領域ＣＲ１において最大の曲げ応力（ねじり応力）が発生する位置Ｐ１に関するパラメータである。位置Ｐ１は、接触領域ＣＲ１の輪郭において物体Ｏの重心位置Ｇから最も遠い点である。距離ｄは、位置Ｐ１と接触領域ＣＲ１の中心位置Ｐ２との間の距離である。
【0058】
長さＬは、接触領域ＣＲ１に曲げ応力を生じさせる曲げモーメント（ねじりモーメント）に関するパラメータである。長さＬは、曲げモーメントが発生する腕の長さを示す。長さＬは、物体Ｏの重心位置Ｇを通る鉛直方向の直線ＳＬ１と位置Ｐ１との間の距離である。
【0059】
重力ｍｇは、物体Ｏの重量に関するパラメータである。重力ｍｇは、物体Ｏの質量ｍと重力加速度の大きさｇとの積である。
【0060】
位置Ｐ１に発生する曲げモーメントであるトルクＴは、以下の式（１）で表される。
【0061】
【数1】
【0062】
接触領域ＣＲ１の近似形状である円Ｃ１の断面２次極モーメントＩｐは、以下の式（２）で表される。
【0063】
【数2】
【0064】
トルクＴにより発生する曲げ応力τは、以下の式（３）で表される。
【0065】
【数3】
【0066】
接触領域ＣＲ１に発生する摩擦圧力Ｆｐは、以下の式（４）で表される。
【0067】
【数4】
【0068】
式（４）において、パラメータｆは支持部２０１の保持力であり、パラメータμは物体Ｏに応じた摩擦係数であり、パラメータＡは接触領域ＣＲ１の面積である。接触領域ＣＲ１内では、あらゆる方向に摩擦圧力Ｆｐが発生する。
【0069】
安全率Ｓｒは、以下の式（５）で表される。
【0070】
【数5】
【0071】
鉛直下向きの応力が考慮される場合、安全率Ｓｒは、以下の式（６）で表される。
【0072】
【数6】
【0073】
保持計画部３１は、物体外形情報および物体重心情報に基づいて、直径Ｄ、距離ｄ、および長さＬを算出する。認識部２０は、物体Ｏの質量ｍを示す質量情報を管理装置１３の物体情報管理部１４から取得する。保持計画部３１は、質量情報を認識部２０から取得する。保持計画部３１は、上記の式（１）から式（６）に従って安全率Ｓｒを算出する。
【0074】
保持計画部３１は、支持部２０１のセンサ２０３から出力された検出値に基づいてトルクＴを推定してもよい。
【0075】
認識部２０は、物体Ｏの種類を示す物体情報を管理装置１３の物体情報管理部１４から取得してもよい。保持計画部３１は、物体情報を認識部２０から取得してもよい。保持計画部３１は、物体情報に基づいて直径Ｄおよび面積Ａを算出してもよい。
【0076】
【0077】
図８（ａ）は、物体Ｏが直方体である例を示す。支持部２０１の幅Ｗ２（図７参照）および支持部２０１の深さＤＰ１（図７参照）を使用することにより、直径Ｄおよび面積Ａはそれぞれ式（７）および式（８）で表される。
【0078】
【数7】
【0079】
図８（ｂ）は、物体Ｏが円筒であり、かつ保持部２００が円筒の曲面状の側面を保持する例を示す。支持部２０１の幅Ｗ２および支持部２０１の深さＤＰ１（ｃｏｎｓｔ）を使用することにより、面積Ａは式（９）で表される。
【0080】
【数8】
【0081】
保持部２００が円筒の曲面を保持する場合、鉛直方向における接触領域ＣＲ１の幅は非常に小さい。そのため、支持部２０１の深さＤＰ１（ｃｏｎｓｔ）として近似値（例えば５ｍｍ）が使用される。この場合、直径Ｄの近似値として、例えば５ｍｍが使用される。
【0082】
図８（ｃ）は、物体Ｏが円筒であり、かつ保持部２００が円筒の平面状の側面を保持する例を示す。支持部２０１の幅Ｗ２および支持部２０１の深さＤＰ１を使用することにより、直径Ｄおよび面積Ａはそれぞれ式（１０）および式（１１）で表される。
【0083】
【数9】
【0084】
保持部２００が、定まった形状を持たない物体Ｏを保持する場合がある。物体Ｏが定まった形状を持たず、かつ変形する場合、支持部２０１の幅Ｗ２および支持部２０１の深さＤＰ１を使用することにより、直径Ｄおよび面積Ａはそれぞれ式（１２）および式（１３）で表されてもよい。
【0085】
【数10】
【0086】
物体Ｏが定まった形状を持たず、かつ変形しない場合、支持部２０１の幅Ｗ２および支持部２０１の深さＤＰ１を使用することにより、直径Ｄおよび面積Ａはそれぞれ式（１４）および式（１５）で表されてもよい。
【0087】
【数11】
【0088】
保持計画部３１は、複数のパラメータの少なくとも１つの値を変更することにより安全率を繰り返し算出する。これにより、保持計画部３１は、複数の状態に対応する複数の安全率を算出する。保持計画部３１は、物体の種類に対応する定型式を使用することにより直径Ｄおよび面積Ａを算出することができる。そのため、保持計画部３１は、直径Ｄおよび面積Ａを高速に算出することができる。
【0089】
上記のように、保持計画部３１は、算出された安全率と関連付けられた保持方法を選択する。保持方法は、少なくとも保持位置によって定義される。保持位置は、保持部２００が物体Ｏを保持するときに支持部２０１が物体Ｏと接触する位置を示す。例えば、保持位置は、図７に示す長さＬおよび深さＤＰ１によって定義される。
【0090】
図９（ａ）、図９（ｂ）、および図９（ｃ）は、保持部２００が物体Ｏを保持する状態を示す。各図は、２本の支持部２０１の進行方向ＤＲ２（図３参照）に物体Ｏおよび２本の支持部２０１を見たときの物体Ｏおよび２本の支持部２０１の状態を示す。各図において、曲げモーメントが発生する腕の長さＬが示されている。
【0091】
【0092】
物体Ｏの重心位置Ｇに近い位置が最適な保持位置であるとは限らない。例えば、重心位置Ｇの周辺では物体Ｏの幅が２本の支持部２０１間の最大間隔よりも大きい場合がある。重心位置Ｇから離れた位置では物体Ｏの幅が小さいため、保持部２００はその位置で物体Ｏを保持することができる。あるいは、重心位置Ｇの周辺では物体Ｏが変形しやすい場合がある。重心位置Ｇから離れた位置では物体Ｏが変形しにくい場合、保持部２００はその位置で物体Ｏを安全に保持することができる。あるいは、重心位置Ｇの周辺では物体Ｏの摩擦係数が小さい場合がある。重心位置Ｇから離れた位置では物体Ｏの摩擦係数が大きい場合、保持部２００はその位置で物体Ｏを安全に保持することができる。
【0093】
次に、算出された安全率の例を説明する。以下では、物体Ｏが直方体である例を説明する。図１０は、安全率の算出に使用されるパラメータの例を示す。
【0094】
接触領域ＣＲ１の鉛直方向の幅および水平方向の幅は０．０４ｍである。したがって、接触領域ＣＲ１の輪郭に内接する円の直径Ｄは０．０４ｍである。物体Ｏの鉛直方向の幅（厚さ）は０．０５ｍである。保持部２００の位置に応じた長さＬ（図７参照）は、物体Ｏの重心位置Ｇと支持部２０１の所定位置との間の距離である。所定位置は、物体Ｏの重心位置Ｇから最も遠い点である。物体Ｏの質量は５００ｇである。
【0095】
【0096】
保持部２００の位置が物体Ｏの重心位置Ｇに近い場合、安全率Ｓｒは相対的に大きい。そのため、保持部２００は物体Ｏを安全に保持することができる。保持部２００の位置が物体Ｏの重心位置Ｇから遠い場合、安全率Ｓｒは相対的に小さい。そのため、物体Ｏが落下する可能性が相対的に高い。例えば、保持計画部３１は、３以上の安全率Ｓｒに関連付けられた状態が安全であると判断する。保持計画部３１は、安全な状態のうち最も大きな安全率Ｓｒを持つ状態を選択し、その状態に対応する保持方法を動作計画部３３に出力する。
【0097】
以下では、物体Ｏが円筒であり、かつ保持部２００が円筒の曲面状の側面を保持する例を説明する。図１２は、安全率の算出に使用されるパラメータの例を示す。
【0098】
接触領域ＣＲ１の水平方向の幅は０．０４ｍである。接触領域ＣＲ１の鉛直方向の幅の近似値は０．０１５ｍである。したがって、接触領域ＣＲ１の輪郭に内接する円の直径Ｄは０．０１５ｍである。保持部２００の位置は、物体Ｏの重心位置Ｇから０．００５ｍだけ離れた点である。物体Ｏの質量は５００ｇである。
【0099】
【0100】
摩擦圧力Ｆｐが大きい場合、安全率Ｓｒは相対的に大きい。摩擦圧力Ｆｐが小さい場合、安全率Ｓｒは相対的に小さい。
【0101】
保持計画部３１は、認識部２０から取得された画像データ等に一般的な画像処理的な手法を適用する。これにより、保持計画部３１は、物体の輪郭またはくぼみの位置を検出する。また、保持計画部３１は、支持部２０１の開き幅等の設計情報に基づいて安全率を算出し、かつ保持方法を計画する。制御部４３は、優良な保持方法に基づいて２つの支持部２０１を物体Ｏの上方から物体Ｏに向かって進ませる。２つの支持部２０１が所定の位置に来たとき、制御部４３は２本の支持部２０１を閉じる。これにより、保持部２００は物体Ｏを挟み、かつ保持する。
【0102】
例えば、保持計画部３１は、安全率を最も重要な指標として扱い、保持方法を選択してもよい。あるいは、保持計画部３１は、安全率と他の指標とを線型的に結合することにより得られた指標に基づいて保持方法を選択してもよい。例えば、他の指標は、物体Ｏの位置、またはロボットの取りうる姿勢等である。
【0103】
例えば、接触領域ＣＲ１の面積が大きい場合、保持計画部３１は、物体Ｏの重心位置Ｇからより離れた位置で物体Ｏを保持する保持計画を生成してもよい。この場合、実際の保持位置と重心位置Ｇとの間の距離は、最良の安全率に基づく保持位置と重心位置Ｇとの間の距離よりも大きい。接触領域ＣＲ１の面積が小さい場合、保持計画部３１は、物体Ｏの重心位置Ｇにより近い位置で物体Ｏを保持する保持計画を生成してもよい。この場合、実際の保持位置と重心位置Ｇとの間の距離は、最良の安全率に基づく保持位置と重心位置Ｇとの間の距離よりも小さい。
【0104】
支持部２０１の形状は、かぎづめ形状であってもよい。この場合、包含保持と摩擦保持とが同時に実現される。支持部２０１のかぎづめが物体Ｏに接触する場合、保持計画部３１は、上記のように算出された安全率に所定の係数を乗算してもよい。例えば、所定の係数は１よりも大きい。
【0105】
上記のように、保持計画部３１は、保持部２００が実現可能な複数の状態の各々における安全率を算出する。保持計画部３１が少なくとも１つの安全率を算出したとき、動作計画部３３は移動計画の生成を開始してもよい。例えば、保持計画部３１が、物体Ｏを高速で移動できるような高い安全率を算出したとき、動作計画部３３は高速移動に関する移動計画の生成を開始してもよい。このとき、保持計画部３１は、まだ安全率が算出されていない状態の安全率の算出を継続してもよい。
【0106】
物体Ｏの形状と最適な保持方法との間の関連性が高い場合がある。保持計画部３１は、状態認識部２１により出力された情報（画像データ等）を入力とし、かつ最適な保持方法を出力とする機械学習（ディープラーニング等）を実行してもよい。保持計画部３１は、機械学習を通して得られた学習モデルを演算装置１２内のメモリに記憶してもよい。学習モデルにおいて、画像データ等の情報と最適な保持方法とが関連付けられている。保持計画部３１は、状態認識部２１により出力された情報と、メモリに記憶された学習モデルとに基づいて保持方法を推定してもよい。これにより、保持計画部３１は、保持計画を高速に生成することができる。
【0107】
安全率の算出に使用される変数が保持方法の代わりに機械学習を通して出力されてもよい。例えば、その変数は、図７に示す直径Ｄ、距離ｄ、または長さＬである。保持計画部３１は、状態認識部２１により出力された情報と、メモリに記憶された学習モデルとに基づいてその変数を算出してもよい。
【0108】
次に、演算装置１２の処理の流れの一例について説明する。図１４は、演算装置１２の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【0109】
認識部２０は、管理装置１３が有する情報と、検出装置１１により検出された情報とを取得し、ハンドリング装置１０の制御に用いられる各種要素の状態を認識する（認識処理、図１４のステップＳ０１）。例えば、認識部２０は、画像データまたは距離画像データに対して所定の画像処理を行うことにより、各種要素の状態に関する情報として、物体外形情報、物体位置姿勢情報、物体重心情報、およびコンテナ情報を生成する。認識部２０は、これらの情報を計画部３０に出力する。
【0110】
計画部３０は、保持計画、解放計画、および移動計画を生成する（計画処理、図１４のステップＳ０２）。計画部３０は、生成した保持計画、解放計画、および移動計画を実行部４０に出力する。
【0111】
実行部４０は、計画部３０により出力された移動計画と、第１の力検出部４１により出力された力情報と、第２の力検出部４２により出力された第２の力情報とに基づいて、保持部２００による物体Ｏの保持動作、搬送動作、および解放動作を実行する（実行処理、図１４のステップＳ０３）。実行部４０は、保持部２００の保持状態、および物体Ｏと周囲の他の物体との接触状態を検出し、適宜リトライ動作を実行する。
【0112】
【0113】
計画部３０（保持計画部３１およびリリース計画部３２）は、保持計画および解放計画を生成する（図１５のステップＳ１１１）。
【0114】
ステップＳ１１１の後、計画部３０（保持計画部３１）は、保持部２００と物体Ｏとが接触する領域の面積を示す接触面積を計算する（図１５のステップＳ１１２）。例えば、計画部３０は、ステップＳ１１２において、物体外形情報等に基づいて接触面積を計算する。
【0115】
ステップＳ１１２の後、計画部３０（動作計画部３３）は、接触面積と所定の閾値とを比較し、接触面積が閾値よりも小さいか否かを判断する（図１５のステップＳ１１３）。
【0116】
ステップＳ１１３において接触面積が閾値よりも小さいと計画部３０が判断した場合、計画部３０（動作計画部３３）は、保持部２００を低速で移動させる運動方法を計画する（図１５のステップＳ１１４）。接触面積が小さい場合、接触面積が大きい場合よりも搬送過程で物体Ｏが落下する可能性が高い。そのため、計画部３０は、ステップＳ１１４において、保持部２００を低速で移動させる運動方法を計画し、その運動方法を示す移動計画を生成する。その後、図１４のステップＳ０３に示す実行処理において、保持部２００は低速で移動する。
【0117】
ステップＳ１１３において接触面積が閾値以上であると計画部３０が判断した場合、計画部３０（動作計画部３３）は、保持部２００を高速で移動させる運動方法を計画する（図１５のステップＳ１１５）。接触面積が大きい場合、搬送過程で物体Ｏが落下する可能性は低い。そのため、計画部３０は、ステップＳ１１５において、保持部２００を高速で移動させる運動方法を計画し、その運動方法を示す移動計画を生成する。その後、図１４のステップＳ０３に示す実行処理において、保持部２００は高速で移動する。このとき、保持部２００の移動速度は、ステップＳ１１４において生成された移動計画における移動速度よりも高い。
【0118】
【0119】
計画部３０（保持計画部３１およびリリース計画部３２）は、保持計画および解放計画を生成する（図１６のステップＳ１２１）。
【0120】
ステップＳ１２１の後、計画部３０（動作計画部３３）は、安全率と所定の閾値とを比較し、安全率が閾値よりも小さいか否かを判断する（図１６のステップＳ１２２）。ステップＳ１２２において使用される閾値は、保持部２００の保持方法を選択するための所定値と異なる。例えば、閾値は、所定値よりも大きい。
【0121】
ステップＳ１２２において安全率が閾値よりも小さいと計画部３０が判断した場合、計画部３０（動作計画部３３）は、保持部２００を低速で移動させる運動方法を計画する（図１６のステップＳ１２３）。安全率が小さい場合、安全率が大きい場合よりも搬送過程で物体Ｏが落下する可能性が高い。そのため、計画部３０は、ステップＳ１２３において、保持部２００を低速で移動させる運動方法を計画し、その運動方法を示す移動計画を生成する。その後、図１４のステップＳ０３に示す実行処理において、保持部２００は低速で移動する。
【0122】
ステップＳ１２２において安全率が閾値以上であると計画部３０が判断した場合、計画部３０（動作計画部３３）は、保持部２００を高速で移動させる運動方法を計画する（図１６のステップＳ１２４）。安全率が大きい場合、搬送過程で物体Ｏが落下する可能性は低い。そのため、計画部３０は、ステップＳ１２４において、保持部２００を高速で移動させる運動方法を計画し、その運動方法を示す移動計画を生成する。その後、図１４のステップＳ０３に示す実行処理において、保持部２００は高速で移動する。このとき、保持部２００の移動速度は、ステップＳ１２３において生成された移動計画における移動速度よりも高い。
【0123】
【0124】
実行部４０（制御部４３）は、保持計画に基づいて保持部２００に保持動作を実行させる。保持部２００は、物体Ｏを保持する（図１７のステップＳ２１１）。
【0125】
ステップＳ２１１の後、実行部４０（制御部４３）は、保持部２００と物体Ｏとが接触する領域の面積を示す接触面積を検出する（図１７のステップＳ２１２）。例えば、実行部４０は、ステップＳ２１２において、第２の力検出部４２によって生成された力情報に基づいて接触面積を検出する。
【0126】
ステップＳ２１２の後、実行部４０（制御部４３）は、接触面積と所定の閾値とを比較し、接触面積が閾値よりも小さいか否かを判断する（図１７のステップＳ２１３）。
【0127】
ステップＳ２１３において接触面積が閾値よりも小さいと実行部４０が判断した場合、実行部４０（制御部４３）は、保持部２００を低速で移動させる（図１７のステップＳ２１４）。これにより、保持部２００は低速で移動する。
【0128】
ステップＳ２１３において接触面積が閾値以上であると実行部４０が判断した場合、実行部４０（制御部４３）は、保持部２００を高速で移動させる（図１７のステップＳ２１５）。これにより、保持部２００は高速で移動する。このとき、保持部２００の移動速度は、ステップＳ２１４における移動速度よりも高い。
【0129】
【0130】
実行部４０（制御部４３）は、保持計画に基づいて保持部２００に保持動作を実行させる。保持部２００は、物体Ｏを保持する（図１８のステップＳ２２１）。
【0131】
ステップＳ２２１の後、実行部４０（制御部４３）は、安全率と所定の閾値とを比較し、安全率が閾値よりも小さいか否かを判断する（図１８のステップＳ２２２）。
【0132】
ステップＳ２２２において安全率が閾値よりも小さいと実行部４０が判断した場合、実行部４０（制御部４３）は、保持部２００を低速で移動させる（図１８のステップＳ２２３）。これにより、保持部２００は低速で移動する。
【0133】
ステップＳ２２２において安全率が閾値以上であると実行部４０が判断した場合、実行部４０（制御部４３）は、保持部２００を高速で移動させる（図１８のステップＳ２２４）。これにより、保持部２００は高速で移動する。このとき、保持部２００の移動速度は、ステップＳ２２３における移動速度よりも高い。
【0134】
保持部２００が加速するとき、重力方向ベクトルと加速度ベクトルとを合成することにより合成ベクトルが定義される。保持部２００が加速するとき、重力方向をその合成ベクトルの方向とみなすことができる。計画部３０は、その合成ベクトルの方向に基づいて安全率を算出してもよい。実行部４０は、その合成ベクトルの方向に基づいて保持部２００を移動させてもよい。
【0135】
保持部２００が物体Ｏを保持した後、実行部４０（制御部４３）は、ねじり負荷が小さい方向へ保持部２００を移動させてもよい。例えば、図７に示す例では、支持部２０１が物体Ｏの重心位置Ｇよりも左側の位置で物体Ｏを保持するため、重心位置Ｇを中心に右回りの曲げモーメントが発生する。そのため、実行部４０は、右方向へ保持部２００を移動させてもよい。
【0136】
実行部４０（制御部４３）は、物体Ｏの重量に基づいて保持部２００の保持力を制御してもよい。例えば、物体Ｏの重量が大きい場合、実行部４０は保持部２００の保持力を大きくしてもよい。物体Ｏの重量が小さい場合、実行部４０は保持部２００の保持力を小さくしてもよい。
【0137】
実行部４０（制御部４３）は、保持部２００の移動速度に基づいて保持部２００の保持力を制御してもよい。例えば、保持部２００の移動速度が高い場合、実行部４０は保持部２００の保持力を大きくしてもよい。保持部２００の移動速度が低い場合、実行部４０は保持部２００の保持力を小さくしてもよい。
【0138】
実施形態によれば、ハンドリング装置１０は、保持部２００と、保持計画部３１と、制御部４３とを持つ。保持部２００は、２つ以上の支持部２０１を含み、２つ以上の支持部２０１で物体Ｏを挟むことにより物体Ｏを保持可能である。保持計画部３１は、保持部２００が物体Ｏを保持する状態の安全性を示す安全率を算出する。制御部４３は、安全率に基づいて保持部２００に物体Ｏを保持させる。保持計画部３１が算出した安全率に基づいて物体Ｏが保持されるため、物体Ｏの重心位置に近い位置で物体Ｏを保持する方法よりも安全な保持方法が選択される場合がある。したがって、ハンドリング装置１０は、物体Ｏを安定して保持することができる。
【0139】
保持計画部３１は、支持部２０１と物体Ｏとが接触する領域（図７の接触領域ＣＲ１）の面積に関する値（図７の直径Ｄ）と、その領域における基準位置（図７の位置Ｐ１）と物体Ｏの重心（図７の重心位置Ｇ）との間の距離（図７の長さＬ）とに基づいて安全率を算出する。支持部２０１と物体Ｏとが接触する領域の面積と、物体Ｏの重心からのその領域の距離とが考慮されるため、ハンドリング装置１０は、物体Ｏをより一層安定して保持することができる。
【0140】
保持計画部３１は、支持部２０１と物体Ｏとが接触する領域（図７の接触領域ＣＲ１）に発生する摩擦圧力に基づいて安全率を算出する。摩擦圧力に基づいて安全率が算出されるため、ハンドリング装置１０は、物体Ｏを安定して保持するための摩擦保持を実現することができる。
【0141】
ハンドリング装置１０は、保持部２００の移動速度を含む運動方法を計画する動作計画部３３を有する。動作計画部３３は、支持部２０１と物体Ｏとが接触する領域（図７の接触領域ＣＲ１）の面積に基づいて移動速度を決定する。制御部４３は、動作計画部３３が計画した運動方法に基づいて保持部２００を動作させる。支持部２０１と物体Ｏとが接触する領域の面積が大きい場合、保持部２００は物体Ｏを相対的に安定した状態で保持する。支持部２０１と物体Ｏとが接触する領域の面積が小さい場合、保持部２００は物体Ｏを相対的に不安定な状態で保持する。ハンドリング装置１０は、接触面積に応じて移動速度を制御することにより、物体Ｏの保持の安定性と移動の高速性との一方を優先して物体Ｏを搬送することができる。
【0142】
ハンドリング装置１０は、保持部２００の移動速度を含む運動方法を計画する動作計画部３３を有する。動作計画部３３は、安全率に基づいて移動速度を決定する。制御部４３は、動作計画部３３が計画した運動方法に基づいて保持部２００を動作させる。安全率が大きい場合、保持部２００は物体Ｏを相対的に安定した状態で保持する。安全率が小さい場合、保持部２００は物体Ｏを相対的に不安定な状態で保持する。ハンドリング装置１０は、安全率に応じて移動速度を制御することにより、物体Ｏの保持の安定性と移動の高速性との一方を優先して物体Ｏを搬送することができる。
【0143】
次に、実施形態の変形例を説明する。多くの物体が乱雑に詰まれており、多くの保持方法の候補がある場合には、計算に非常に時間を要する可能性がある。以下では、第１の容器Ｖ１内の物体群の状態はいくつかに分類され、２つの支持部２０１は、各状態に応じた方法で物体Ｏの周囲に配置される。
【0144】
例えば、認識部２０は、検出装置１１により検出された情報に基づいて、第１の容器Ｖ１における物体Ｏの配置状況を認識する。認識部２０は、物体Ｏの配置状況を示す情報を計画部３０に出力する。保持計画部３１は、認識部２０により出力された情報が示す物体Ｏの配置状況に基づいて、保持部２００を物体Ｏの周囲に移動させるための保持部２００の移動方法を計画する。保持計画部３１は、移動方法および保持方法を含む保持計画を生成する。
【0145】
図１９（ａ）、図１９（ｂ）、および図１９（ｃ）は、保持部２００の第１の移動方法を示す。以下の各図において、第１の容器Ｖ１、物体Ｏ、および保持部２００を水平方向に見たときの第１の容器Ｖ１、物体Ｏ、および保持部２００の状態が示されている。以下の各図において、図の複雑さを避けるために、支持部２０１は、支持部２０１の位置を示す線として描かれ、かつ連結部２０２は描かれていない。第１の容器Ｖ１は、内壁面Ｖ１１および底面Ｖ１２を有する。図１９（ａ）に示すように、物体Ｏは第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に配置されている。
【0146】
図１９（ａ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を物体Ｏの直上に配置する。制御部４３は、２つの支持部２０１の間の距離ｄ１が物体Ｏの外径ｄ２よりも大きくなるように２つの支持部２０１を開く。外径ｄ２は、水平方向ＤＲＨにおける物体Ｏの幅である。
【0147】
図１９（ｂ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を鉛直下向きに移動させ、２つの支持部２０１を物体Ｏの周囲に配置する。
【0148】
２つの支持部２０１と底面Ｖ１２との間の距離が所定の距離になったとき、図１９（ｃ）に示すように制御部４３は２本の支持部２０１を閉じる。所定の距離は、２本の支持部２０１が閉じたときに安全率と関連付けられた状態で２つの支持部２０１が物体Ｏを保持できる距離である。２本の支持部２０１が閉じるため、２つの支持部２０１は互いに近づく。保持部２００は物体Ｏを挟み、かつ保持する。
【0149】
図２０（ａ）、図２０（ｂ）、および図２０（ｃ）は、保持部２００の第２の移動方法を示す。図２０（ａ）に示すように、複数の物体Ｏが第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に配置されている。複数の物体Ｏが等間隔に配置されている必要はない。
【0150】
図２０（ａ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を１つの物体Ｏの直上に配置する。制御部４３は、２つの支持部２０１の間の距離ｄ１が物体Ｏの外径ｄ２よりも大きくなるように２つの支持部２０１を開く。外径ｄ２は、水平方向ＤＲＨにおける物体Ｏの幅である。物体Ｏの周囲に他の物体が配置されているため、距離ｄ１は外径ｄ２よりもわずかに大きいことが好ましい。
【0151】
図２０（ｂ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を鉛直下向きに移動させ、２つの支持部２０１を物体Ｏの周囲に配置する。物体Ｏと、その物体Ｏと隣接する他の物体との隙間に支持部２０１が挿入される。
【0152】
２つの支持部２０１と底面Ｖ１２との間の距離が所定の距離になったとき、図２０（ｃ）に示すように制御部４３は２本の支持部２０１を閉じる。所定の距離は、２本の支持部２０１が閉じたときに安全率と関連付けられた状態で２つの支持部２０１が物体Ｏを保持できる距離である。２本の支持部２０１が閉じるため、２つの支持部２０１は互いに近づく。保持部２００は物体Ｏを挟み、かつ保持する。
【0153】
第１の移動方法および第２の移動方法では、制御部４３は、２つ以上の支持部２０１間の距離ｄ１を物体Ｏの外径ｄ２よりも大きく保ち、かつ２つ以上の支持部２０１を物体Ｏの周囲に移動させる（図１９（ａ）、図１９（ｂ）、図２０（ａ）、および図２０（ｂ））。制御部４３は、保持部２００に２つ以上の支持部２０１を互いに近づけさせ、かつ保持部２００に安全率と関連付けられた状態で物体Ｏを保持させる（図１９（ｃ）および図２０（ｃ））。物体Ｏの周囲に２本の支持部２０１を配置することが容易である場合、ハンドリング装置１０は、第１の移動方法または第２の移動方法を使用することにより物体Ｏを安定して保持することができる。
【0154】
図２１（ａ）、図２１（ｂ）、図２１（ｃ）、および図２１（ｄ）は、保持部２００の第３の移動方法を示す。図２１（ａ）に示すように、複数の物体Ｏが第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に配置されている。複数の物体Ｏが等間隔に配置されている必要はない。少なくとも１つの物体Ｏは、第１の容器Ｖ１の内壁面Ｖ１１と接触している。あるいは、少なくとも１つの物体Ｏと内壁面Ｖ１１との間の隙間の幅は、その隙間に１つの支持部２０１を容易に挿入できる所定の幅よりも小さい。
【0155】
図２１（ａ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１の各々の先端が内壁面Ｖ１１を向くように２つの支持部２０１の姿勢（角度）を調節する。さらに、制御部４３は、２つの支持部２０１の間の距離ｄ１が、内壁面Ｖ１１と接触している物体Ｏの外径ｄ２よりも大きくなるように２つの支持部２０１を開く。２つの支持部２０１が開いた後、２つの支持部２０１が互いに離間している方向ＤＲ１１は水平方向ＤＲＨと交差する。支持部２０１の長手方向ＤＲ１２は鉛直方向ＤＲＶと交差する。例えば、方向ＤＲ１１は水平方向ＤＲＨに対して４５度傾いている。外径ｄ２は、方向ＤＲ１１における物体Ｏの幅である。
【0156】
図２１（ｂ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を支持部２０１の長手方向ＤＲ１２に移動させ、２つの支持部２０１を、物体Ｏの周囲に配置する。図２１（ｂ）に示す例では、２つの支持部２０１の一方が物体Ｏと接触するように２つの支持部２０１が配置される。２つの支持部２０１が物体Ｏと接触している必要はない。２本の支持部２０１が閉じたときに安全率と関連付けられた状態で２つの支持部２０１が物体Ｏを保持できるように２つの支持部２０１が配置される。
【0157】
その後、図２１（ｃ）に示すように制御部４３は２本の支持部２０１を閉じる。２本の支持部２０１が閉じるため、２つの支持部２０１は互いに近づく。保持部２００は物体Ｏを挟む。
【0158】
保持部２００が物体Ｏを挟んだ後、図２１（ｄ）に示すように制御部４３は、方向ＤＲ１１が水平方向ＤＲＨと平行になるように２つの支持部２０１の姿勢（角度）を調節する。これにより、保持部２００は、安全率と関連付けられた状態で物体Ｏを保持する。
【0159】
第３の移動方法では、内壁面Ｖ１１および底面Ｖ１２を有する第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に物体Ｏは配置されている。制御部４３は、２つ以上の支持部２０１を水平方向ＤＲＨと交差する方向ＤＲ１１に互いに離間させ、かつ２つ以上の支持部２０１を物体Ｏの周囲に移動させる（図２１（ａ）および図２１（ｂ））。制御部４３は、保持部２００に２つ以上の支持部２０１を互いに近づけさせ、かつ保持部２００に安全率と関連付けられた状態で物体Ｏを保持させる（図２１（ｃ）および図２１（ｄ））。物体Ｏが第１の容器Ｖ１の内壁面Ｖ１１と接触している場合、あるいは物体Ｏと内壁面Ｖ１１との間の距離が小さい場合、ハンドリング装置１０は、第３の移動方法を使用することにより物体Ｏを安定して保持することができる。
【0160】
図２２（ａ）、図２２（ｂ）、図２２（ｃ）、および図２２（ｄ）は、保持部２００の第４の移動方法を示す。図２２（ａ）に示すように、扁平な複数の物体Ｏが第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に配置されている。複数の物体Ｏが等間隔に配置されている必要はない。物体Ｏは、相対的に広い面（扁平面）が底面Ｖ１２と接触するように配置されている。物体Ｏの外径ｄ２は、物体Ｏの厚さｄ３よりも大きい。外径ｄ２は、水平方向ＤＲＨにおける物体Ｏの幅である。厚さｄ３は、物体Ｏの扁平な２つの面の間の距離であり、鉛直方向ＤＲＶにおける物体Ｏの幅である。
【0161】
図２２（ａ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１の各々の先端が内壁面Ｖ１１を向くように２つの支持部２０１の姿勢（角度）を調節する。さらに、制御部４３は、２つの支持部２０１の間の距離ｄ１が物体Ｏの厚さｄ３よりも大きくなるように２つの支持部２０１を開く。２つの支持部２０１が開いた後、２つの支持部２０１が互いに離間している方向ＤＲ１１は水平方向ＤＲＨと交差する。支持部２０１の長手方向ＤＲ１２は鉛直方向ＤＲＶと交差する。
【0162】
制御部４３は、２つの支持部２０１の一方が第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２と接触するまで２つの支持部２０１を鉛直下向きに移動させる。その後、図２２（ｂ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に沿って水平方向ＤＲＨに移動させる。２つの支持部２０１は、第１の容器Ｖ１の内壁面Ｖ１１に向かって移動する。２つの支持部２０１の一方は、内壁面Ｖ１１の近傍に配置された物体Ｏの端部を押し上げる。２つの支持部２０１の一方は、物体Ｏと底面Ｖ１２との間の隙間に挿入される。物体Ｏが内壁面Ｖ１１と接触している場合、制御部４３は、支持部２０１を物体Ｏと底面Ｖ１２との間の隙間に容易に挿入することができる。２本の支持部２０１が閉じたときに安全率と関連付けられた状態で２つの支持部２０１が物体Ｏを保持できるように２つの支持部２０１が配置される。
【0163】
その後、図２２（ｃ）に示すように制御部４３は２本の支持部２０１を閉じる。２本の支持部２０１が閉じるため、２つの支持部２０１は互いに近づく。保持部２００は物体Ｏを挟む。
【0164】
保持部２００が物体Ｏを挟んだ後、図２２（ｄ）に示すように制御部４３は、方向ＤＲ１１が水平方向ＤＲＨと平行になるように２つの支持部２０１の姿勢（角度）を調節する。これにより、保持部２００は、安全率と関連付けられた状態で物体Ｏを保持する。
【0165】
第４の移動方法では、物体Ｏの形状は扁平であり、かつ内壁面Ｖ１１および底面Ｖ１２を有する第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に物体Ｏの扁平面が接触するように物体Ｏは配置されている。制御部４３は、２つ以上の支持部２０１を水平方向ＤＲＨと交差する方向ＤＲ１１に互いに離間させ、かつ２つ以上の支持部２０１を底面Ｖ１２に沿って内壁面Ｖ１１に向かって移動させる（図２２（ａ）および図２２（ｂ））。制御部４３は、保持部２００に２つ以上の支持部２０１を互いに近づけさせ、かつ保持部２００に安全率と関連付けられた状態で物体Ｏを保持させる（図２２（ｃ）および図２２（ｄ））。扁平な複数の物体Ｏが配置されている場合、ハンドリング装置１０は、第４の移動方法を使用することにより物体Ｏを安定して保持することができる。
【0166】
図２３（ａ）、図２３（ｂ）、図２３（ｃ）、および図２３（ｄ）は、保持部２００の第５の移動方法を示す。図２３（ａ）に示すように、扁平な物体Ｏが第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に配置されている。物体Ｏは、相対的に広い面（扁平面）が底面Ｖ１２と接触するように配置されている。物体Ｏの外径ｄ２は、物体Ｏの厚さｄ３よりも大きい。外径ｄ２は、水平方向ＤＲＨにおける物体Ｏの幅である。厚さｄ３は、物体Ｏの扁平な２つの面の間の距離であり、鉛直方向ＤＲＶにおける物体Ｏの幅である。
【0167】
図２３（ａ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を物体Ｏの直上に配置する。制御部４３は、２つの支持部２０１の間の距離ｄ１が物体Ｏの外径ｄ２よりも大きくなるように２つの支持部２０１を開く。
【0168】
図２３（ｂ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を鉛直下向きに移動させ、２つの支持部２０１を物体Ｏの周囲に配置する。２つの支持部２０１は底面Ｖ１２と接触する。
【0169】
その後、図２３（ｃ）に示すように制御部４３は２本の支持部２０１を閉じる。２本の支持部２０１を底面Ｖ１２に押し付けながら物体Ｏを挟むために、制御部４３は、例えば第１の力検出部４１から出力された第１の力情報が一定値を示すように保持部２００を制御する。第１の力情報は、移動機構１００に発生する鉛直方向ＤＲＶの力の大きさを示す。２本の支持部２０１が閉じるため、２つの支持部２０１は互いに近づく。保持部２００は物体Ｏを挟み、かつ保持する。
【0170】
第５の移動方法では、物体Ｏの形状は扁平であり、かつ内壁面Ｖ１１および底面Ｖ１２を有する第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に物体Ｏの扁平面が接触するように物体Ｏは配置されている。制御部４３は、２つ以上の支持部２０１間の距離を物体Ｏの外径ｄ２よりも大きく保つ（図２３（ａ））。制御部４３は、２つ以上の支持部２０１を物体Ｏの周囲に移動させ、かつ２つ以上の支持部２０１を底面Ｖ１２に接触させる（図２３（ｂ））。制御部４３は、保持部２００に２つ以上の支持部２０１を互いに近づけさせ、かつ保持部２００に安全率と関連付けられた状態で物体Ｏを保持させる（図２３（ｃ））。物体Ｏの扁平面が底面Ｖ１２に接触するように物体Ｏが配置されている場合、ハンドリング装置１０は、第５の移動方法を使用することにより物体Ｏを安定して保持することができる。
【0171】
図２４（ａ）、図２４（ｂ）、図２４（ｃ）、および図２４（ｄ）は、保持部２００の第６の移動方法を示す。図２４（ａ）に示すように、扁平な複数の物体Ｏが第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に配置されている。複数の物体Ｏが等間隔に配置されている必要はない。複数の物体Ｏは互いに接触していてもよい。物体Ｏは、相対的に広い面（扁平面）が第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に立つように配置されている。物体Ｏの扁平面は第１の容器Ｖ１の内壁面Ｖ１１を向く。物体Ｏの相対的に狭い面（側面）は底面Ｖ１２と接触している。物体Ｏの外径ｄ２は、物体Ｏの厚さｄ３よりも大きい。外径ｄ２は、鉛直方向ＤＲＶにおける物体Ｏの幅である。厚さｄ３は、物体Ｏの扁平な２つの面の間の距離であり、水平方向ＤＲＨにおける物体Ｏの幅である。
【0172】
図２４（ａ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を複数の物体Ｏの配列における最も外側の物体Ｏの直上に配置する。制御部４３は、２つの支持部２０１の間の距離ｄ１が物体Ｏの厚さｄ３よりも大きくなるように２つの支持部２０１を開く。
【0173】
図２４（ｂ）に示すように、制御部４３は、２つの支持部２０１を鉛直下向きに移動させ、２つの支持部２０１を物体Ｏの周囲に配置する。物体Ｏと、その物体Ｏと隣接する他の物体との隙間に２つの支持部２０１の一方が挿入される。
【0174】
２つの支持部２０１と底面Ｖ１２との間の距離が所定の距離になったとき、図２４（ｃ）に示すように制御部４３は２本の支持部２０１を閉じる。所定の距離は、２本の支持部２０１が閉じたときに安全率と関連付けられた状態で２つの支持部２０１が物体Ｏを保持できる距離である。２本の支持部２０１が閉じるため、２つの支持部２０１は互いに近づく。保持部２００は物体Ｏを挟み、かつ保持する。
【0175】
第６の移動方法では、物体Ｏの形状は扁平であり、かつ内壁面Ｖ１１および底面Ｖ１２を有する第１の容器Ｖ１の底面Ｖ１２に物体Ｏの扁平面が立つように物体Ｏは配置されている。制御部４３は、２つ以上の支持部２０１間の距離を物体Ｏの厚さよりも大きく保ち、かつ２つ以上の支持部２０１を物体Ｏの周囲に移動させる（図２４（ａ）および図２４（ｂ））。制御部４３は、保持部２００に２つ以上の支持部２０１を互いに近づけさせ、かつ保持部２００に安全率と関連付けられた状態で物体Ｏを保持させる（図２４（ｃ））。物体Ｏの扁平面が底面Ｖ１２に立つように物体Ｏが配置されている場合、ハンドリング装置１０は、第６の移動方法を使用することにより物体Ｏを安定して保持することができる。
【0176】
上記の変形例では、２つの支持部２０１は、第１の容器Ｖ１内の物体群の状態に応じた方法で物体Ｏの周囲に配置される。ハンドリング装置１０は、保持計画部３１が保持方法を緻密に計算する前段の処理において、複雑で多量な情報に対する処理時間の無駄を防ぐことができる。
【0177】
以上、いくつかの実施形態および変形例について説明したが、実施形態は上記例に限定されない。例えば、演算装置１２のいくつかの機能部は、ハンドリング装置１０に代えて、管理装置１３に設けられてもよい。例えば、認識部２０、計画部３０、および実行部４０は、管理装置１３に設けられてもよい。
【0178】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ハンドリング装置１０は、保持部２００と、保持計画部３１と、制御部４３とを持つ。保持部２００は、２つ以上の支持部２０１を含み、２つ以上の支持部２０１で物体Ｏを挟むことにより物体Ｏを保持可能である。保持計画部３１は、保持部２００が物体Ｏを保持する状態の安全性を示す安全率を算出する。制御部４３は、安全率に基づいて保持部２００に物体Ｏを保持させる。このような構成によれば、ハンドリング装置１０は、物体Ｏを安定して保持することができる。
【0179】
なお、上述した実施形態における搬送システム１の一部または全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能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、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、搬送システム１に内蔵されたコンピュータシステムであって、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。
【0180】
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を送信する場合の通信回線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。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良く、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であってもよい。
【0181】
例えば、プログラムは、制御装置のコンピュータに、算出ステップと、制御ステップとを実行させてもよい。コンピュータは、算出ステップにおいて、２つ以上の支持部２０１で物体Ｏを挟むことにより物体Ｏを保持可能な保持部２００が物体Ｏを保持する状態の安全性を示す安全率を算出する。コンピュータは、制御ステップにおいて、安全率に基づいて保持部２００に物体Ｏを保持させる。
【0182】
また、上述した実施形態における搬送システム１の一部または全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。搬送システム１の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【0183】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0184】
１０…ハンドリング装置、１２…演算装置（制御装置）、３１…保持計画部（算出部）、３３…動作計画部、４３…制御部、２００…保持部、２０１…支持部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】