特許 7441716 作業システム及び作業制御装置

(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】2024-02-21

(45)【発行日】2024-03-01

(54)【発明の名称】作業システム及び作業制御装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020078258

(22)【出願日】2020-04-27

(65)【公開番号】P2021171882

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】長井 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】小林 亮介

(72)【発明者】

【氏名】平野 克彦

【審査官】尾形 元

(56)【参考文献】

【文献】特許第７１５２６１４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１７－０３０１０６（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】

複数個のリンクが複数個の関節で連続的に連結されているアーム装置と、
前記アーム装置の最先端の前記リンクに設けられた画像センサと、
前記アーム装置の駆動を制御する駆動制御部と、
前記駆動制御部によって前記アーム装置の最も先端側からｉ番目の前記関節の動きを固定して前記アーム装置の最も先端側からｉ＋１番目の前記関節を駆動しながら前記画像センサで所定の対象位置を複数回撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した各画像を用い前記対象位置を基準とした座標系での前記各画像における前記画像センサの位置を求める座標取得部と、
前記座標取得部で求めた前記画像センサの位置に基づいて前記アーム装置の最も先端側からｉ番目の前記関節の関節状態量を求める関節状態量判定部とを備えていることを特徴とする作業システム。

【請求項2】

複数の前記関節は、それぞれ回転関節、直動関節、又はパラレルリンク関節であり、且つ一つ以上の前記回転関節を含むことを特徴とする請求項１に記載の作業システム。

【請求項3】

前記駆動制御部、前記撮像部、前記座標取得部、及び前記関節状態量判定部を用いて、前記アーム装置の最先端側から順次基端側の前記各関節の関節状態量を求める順次判定部を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作業システム。

【請求項4】

前記画像センサは、単眼カメラ、ステレオカメラ、及び深度カメラのうち少なくとも一種類を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかの一項に記載の作業システム。

【請求項5】

前記画像センサで撮像した画像、前記座標取得部で求めた位置を示す画像、及び前記関節状態量判定部で求めた関節状態量のうちの少なくとも一部を表示装置に表示する表示部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかの一項に記載の作業システム。

【請求項6】

前記画像センサで撮像した画像、前記座標取得部で求めた位置を示す画像、及び前記関節状態量判定部で求めた関節状態量のデータうちの少なくとも一部を記憶装置に記憶する記憶部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかの一項に記載の作業システム。

【請求項7】

複数個のリンクが複数個の関節で連続的に連結されているアーム装置の駆動を制御する駆動制御部と、
前記駆動制御部によって前記アーム装置の最も先端側からｉ番目の前記関節の動きを固定して前記アーム装置の最も先端側からｉ＋１番目の前記関節を駆動しながら、前記アーム装置の最先端の前記リンクに設けられた画像センサで所定の対象位置を複数回撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した各画像を用い前記対象位置を基準とした座標系での前記各画像における前記画像センサの位置を求める座標取得部と、
前記座標取得部で求めた前記画像センサの位置に基づいて前記アーム装置の最も先端側からｉ番目の前記関節の関節状態量を求める関節状態量判定部とを備えていることを特徴とする作業制御装置。

【請求項8】

前記駆動制御部、前記撮像部、前記座標取得部、及び前記関節状態量判定部を用いて、前記アーム装置の最先端側から順次基端側の前記各関節の関節状態量を求める順次判定部を備えていることを特徴とする請求項７に記載の作業制御装置。

【請求項9】

前記画像センサで撮像した画像、前記座標取得部で求めた位置を示す画像、及び前記関節状態量判定部で求めた関節状態量のうちの少なくとも一部を表示装置に表示する表示部を備えていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の作業制御装置。

【請求項10】

前記画像センサで撮像した画像、前記座標取得部で求めた位置を示す画像、及び前記関節状態量判定部で求めた関節状態量のデータうちの少なくとも一部を記憶装置に記憶する記憶部を備えていることを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れかの一項に記載の作業制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業システム及び作業制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開平２０１７－３０１０６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「実施形態によるロボット制御装置は、目標値を座標変換する第１座標変換部と、減算部と、減算部の出力に基づいてロボットへの関節角度の制御指令を計算する逆運動学計算部と、ロボットからの関節角度信号に基づき手先の位置・姿勢を計算する順運動学計算部と、座標変換式導出部と、逆運動学・順運動学計算式導出部と、カメラ画像を処理するカメラ画像処理部と、カメラ画像から手先の位置・姿勢を推定する位置・姿勢推定部と、位置・姿勢を座標変換する第２座標変換部と、順運動学計算部の出力と第２座標変換部の出力に基づいてフィードバック情報を作成するフィードバック情報生成部とを有する。」と記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－３０１０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献１には、カメラ画像に基づいてロボットの手先の位置を検出する技術について記載されている。しかし、特許文献１の技術では、ロボットの各関節の関節状態量を検出することができない。
そこで、本発明は、高放射線等の過酷環境下でもアーム装置の関節状態量を検出することができる作業システム及び作業制御装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明は、複数個のリンクが複数個の関節で連続的に連結されているアーム装置と、前記アーム装置の最先端の前記リンクに設けられた画像センサと、前記アーム装置の駆動を制御する駆動制御部と、前記駆動制御部によって前記アーム装置の最も先端側からｉ番目の前記関節の動きを固定して前記アーム装置の最も先端側からｉ＋１番目の前記関節を駆動しながら前記画像センサで所定の対象位置を複数回撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した各画像を用い前記対象位置を基準とした座標系での前記各画像における前記画像センサの位置を求める座標取得部と、前記座標取得部で求めた前記画像センサの位置に基づいて前記アーム装置の最も先端側からｉ番目の前記関節の関節状態量を求める関節状態量判定部とを備えている。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、高放射線等の過酷環境下でもアーム装置の関節状態量を検出することができる作業システム及び作業制御装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施例１に係る作業システムの全体の概略構成図である。

【図2】本発明の実施例１に係る作業制御装置が、主に作業制御プログラムに基づいて実行する機能の機能ブロック図である。

【図3】本発明の実施例１に係る作業システムの撮像部で撮像した画像の一例を示す説明図である。

【図4】本発明の実施例１に係る作業システムの座標取得部で座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサの位置を示すグラフである。である。

【図5】本発明の実施例１に係る作業システムの関節状態量判定部による関節状態量の求め方を示す説明図である。

【図6】本発明の実施例２に係る作業システムの全体の概略構成図である。

【図7】本発明の実施例２に係る作業システムの座標取得部で座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサの位置を示すグラフである。

【図8】本発明の実施例２に係る作業システムの関節状態量判定部による関節状態量の求め方を示す説明図である。

【図9】本発明の実施例３に係る作業システムの全体の概略構成図である。

【図10】本発明の実施例３に係る作業システムの座標取得部で座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサの位置を示すグラフである。

【図11】本発明の実施例３に係る作業システムの関節状態量判定部による関節状態量の求め方を示す説明図である。

【図12】本発明の実施例４に係る作業システムの全体の概略構成図である。

【図13】本発明の実施例４に係る作業システムの座標取得部で座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサの位置を示すグラフである。

【図14】本発明の実施例４に係る作業システムの関節状態量判定部による関節状態量の求め方を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
まず、人間の立ち入りが困難な災害現場等の過酷環境において状況を改善していくためには、遠隔地にいるオペレータが遠隔操作装置を用いながら、未知な作業対象物の把持、切断、穿孔等の作業を安全に行う必要がある。その際、高放射線環境等の過酷環境では、電子機器を搭載したロボット状態センサでは高放射線に耐性がなく、ロボット等の状態を把握する手段が求められる。

【0009】

そこで、耐放射線性を有する画像センサを用いて、ロボット等の状態を把握することが考えられる。
この点で、前記特許文献１では、カメラ画像に基づいてロボットの手先の位置及び方向を検出する技術について開示されている。
しかしながら、特許文献１の技術では、ロボットの各関節の関節状態量を検出することができない。

【0010】

そこで、以下では、高放射線等の過酷環境下でもアーム装置の関節状態量を検出することができる作業システム（及び作業制御装置）の実施例について複数例説明する。

【実施例1】

【0011】

図１は、本実施例１に係る作業システム１の全体の概略構成図である。作業システム１は、アーム装置２と、アーム装置２と通信可能な作業制御装置３とを備えている。
アーム装置２は、複数個、図１の例では３個のリンク１１～１３が、複数個、図１の例では２個の関節１４，１５で連続的に連結されている。本例では、関節１４，１５は回転関節である。アーム装置２は、図１の例（以下の各実施例でも同様）では、ロボットアームであるが、パワーショベルやクレーン等として構成してもよい。アーム装置２の最先端のリンク１１の先端にはエンドエフェクタ７が設けられている。アーム装置２は、各種アクチュエータによって駆動するが、アクチュエータの詳細については便宜上説明を省略する。例えば、アーム装置２の基端部は便宜上図示を省略するが自律走行する台車に取り付けられていて、アーム装置２は当該台車の走行によって移動することができる。

【0012】

アーム装置２の最先端のリンク１１の先端側には画像センサ２１が設けられている。画像センサ２１はアーム装置２の先端の先の情景を撮像することができる。画像センサ２１は、単眼カメラ、ステレオカメラ、及び深度カメラのうち少なくとも一種類を備えて構成することができる。画像センサ２１は、高い線量の放射線に対しても耐性を有している機種である。
作業制御装置３は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータで構成され、アプリケーションソフト等として作業制御プログラム４がセットアップされている。作業制御装置３は、作業制御プログラム４に基づく処理により以下に説明する機能を実行する。

【0013】

図２は、作業制御装置３が、主に作業制御プログラム４に基づいて実行する機能の機能ブロック図である。
通信部３１は、無線又は有線によりアーム装置２と作業制御装置３との通信を行う。以下の処理で言及する、アーム装置２側への作業制御装置３からの指令の送信、及びアーム装置２側からの作業制御装置３への各種データの送信は、通信部３１を介して行う。
駆動制御部３２は、アーム装置２の駆動を制御する。これによって、関節１４，１５を駆動し、エンドエフェクタ７を駆動する等することができる。

【0014】

撮像部３３は、駆動制御部３２によってアーム装置２の最も先端側からｉ番目の関節の動きを固定して、アーム装置２の最も先端側からｉ＋１番目の関節を駆動しながら画像センサ２１で所定の対象位置１０２（図１）を複数回撮像する。ｉ番目の関節の動きの固定、ｉ＋１番目の関節の駆動、画像センサ２１の撮像は、撮像部３３を用いて手動で行うこともできるが、撮像部３３が一連の動作を自動で行う方が、作業性が高い。
座標取得部３４は、撮像部３３で撮像した各画像を用い、対象位置１０２（図１）を基準とした座標系での当該各画像における画像センサ２１の位置を求める。

【0015】

関節状態量判定部３５は、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置に基づいて、アーム装置２の最も先端側からｉ番目の関節の関節状態量を求める。
順次判定部３６は、駆動制御部３２、撮像部３３、座標取得部３４、及び関節状態量判定部３５を用いて、アーム装置２の最先端側から順次基端側の各関節の関節状態量を求める。
表示部３７は、画像センサ２１で撮像した画像、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置を示す画像、及び関節状態量判定部３５で求めた関節状態量のうちの少なくとも一部を表示装置５（図１）に表示する。

【0016】

記憶部３８は、画像センサ２１で撮像した画像、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置を示す画像、及び関節状態量判定部３５で求めた関節状態量のうちの少なくとも一部を記憶装置６（図１）に記憶する。

【0017】

次に、作業システム１の作用効果について説明する。
以下では、回転関節である関節１４の関節状態量（リンク１１の長手方向とリンク１２の長手方向とがなす角度）を求める例について説明する。この場合は、関節１４がアーム装置２の最も先端側からｉ番目の関節となり、関節１５がアーム装置２の最も先端側からｉ＋１番目の関節になる。そこで、撮像部３３は、図１を参照して、駆動制御部３２によって関節１４の動きを固定し、関節１５を駆動しながら画像センサ２１で所定の対象位置１０２を複数回撮像する。アーム装置２の関節１５よりも更に基端側に関節が存在する場合は、当該関節も固定する。本例では、図１に示すように、所定の対象位置１０２は、アーム装置２の作業対象となる作業対象物１０１の上部の特定ポイントであるが、所定の対象位置１０２は、画像センサ２１で撮像可能な様々なポイントに設定してよい。

【0018】

図３は、撮像部３３で撮像した画像の一例を示している。この画像２０１には、関節１５を駆動しながら画像センサ２１の位置を変えつつ画像センサ２１で例えば４回撮像した画像を重ね合わせて表示している。画像センサ２１の位置を変えつつ各画像は撮影されているので、画像２０１中の所定の対象位置１０２は各撮像画像で位置が異なる。これによって、各撮像画像における画像２０１中の所定の対象位置１０２の座標がわかる。
次に、座標取得部３４は、撮像部３３で撮像したこのような画像を用い、対象位置１０２を基準とした座標系に変換する。そして、変換後の座標系で図３の各対象位置１０２に対応する画像センサ２１の位置を求める。このような座標変換は、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）の技術を用いることで行うことができる。

【0019】

図４は、この座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサ２１の位置を示すグラフである。図４のグラフにプロットされている各ポイント４１が撮像部３３で撮像した各画像に対応する画像センサ２１の位置座標を示している。関節１５の駆動によって画像センサ２１は円弧４２上を移動するので、各ポイント４１も円弧４２上に並ぶ。そのため、円弧４２から当該円弧４２の中心位置４３もわかる。この中心位置４３は関節１５の位置である。駆動角度θ２は、撮像部３３で撮像したある画像から次に撮像した画像までの間における関節１５の回転角度である。図４中には、対応するアーム装置２の部材も破線で示している。

【0020】

次に、関節状態量判定部３５は、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置に基づいて関節１４の関節状態量を求める。図５は、関節状態量の求め方を示す説明図である。座標取得部３４によって各撮像画像に対応した画像センサ２１の位置であるポイント４１の位置が判明している。また、関節１５の位置も中心位置４３の位置として判明している。画像センサ２１の位置がリンク１１の先端部であるとみなせば、リンク１１，１２それぞれの長さも予め既知であるため、関節１４、関節１５、画像センサ２１を３つの角とする三角形の形状、大きさが明らかとなる。そのため、リンク１１の長手方向とリンク１２の長手方向とがなす角度である関節１４の回転角度θ１（関節状態量）の値を求めることができる。

【0021】

なお、画像センサ２１の位置がリンク１１の先端部にあるとは限らず、図１に例示するように当該先端部からずれていることを考慮し、関節１４の回転角度θ１を更に正確に推定しようとする場合は、次のようにする。リンク１１，１２それぞれと長手方向が平行な疑似的なリンク１１Ａ，１２Ａを想定し、リンク１１Ａを画像センサ２１位置から関節１４側に向かって伸ばし、リンク１２Ａを中心位置４３（関節１５）位置から伸ばす。すると、この両者は先端部が関節１４の近傍で接続し、その接続点を各疑似的なリンク１１Ａ，１２Ａの終点とすれば、リンク１１Ａ，１２Ａのそれぞれの長さ、位置も判明する。したがって、リンク１１Ａ，１２Ａを二辺とし、画像センサ２１、関節１５を二つの角とする三角形の形状、大きさが明らかとなる。そのため、リンク１１Ａの長手方向とリンク１２Ａの長手方向とがなす角度である関節１４の回転角度θ１（関節状態量）の値を更に正確に求めることができる。

【0022】

以上の処理によってアーム装置２の最先端の関節１４の関節状態量が求められる。順次判定部３６は、駆動制御部３２、撮像部３３、座標取得部３４、及び関節状態量判定部３５を用いて、前記と同様の処理を実行することで、アーム装置２の最先端側から順次基端側の各関節の関節状態量を求める。
表示部３７は、画像センサ２１で撮像した画像（図３に例示）、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置を示す画像（図４に例示）、及び関節状態量判定部３５で求めた関節状態量（図５のような図も含める）を表示装置５（図１）に表示する。

【0023】

また、記憶部３８は、画像センサ２１で撮像した画像（図３に例示）、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置を示す画像（図４に例示）、及び関節状態量判定部３５で求めた関節状態量（図５のような図も含める）を記憶装置６（図１）に記憶する。
以上説明した作業システム１、作業制御装置３によれば、高放射線等の過酷環境下でもアーム装置２の各関節の関節状態量を検出することができる。特に、アーム装置２の先端側からｉ番目の関節が回転関節、アーム装置２の先端側からｉ＋１番目の関節も回転関節である場合に、当該ｉ番目の関節の関節状態量を検出することができる。

【実施例2】

【0024】

図６は、本実施例２に係る作業システム１の全体の概略構成図である。本実施例２のシステム構成が実施例１と異なる点は、回転関節である関節１５に代えて直動関節である関節１５ａを用いている点である。以下では、本実施例２が実施例１と異なる点を中心に説明する（以下の各実施例においても同様）。

【0025】

関節１５ａは直動関節であるからリンク１１の長手方向に伸縮するのが当該関節の動きとなる。そこで、まず、撮像部３３は、図６を参照して、駆動制御部３２によって関節１４の動きを固定し、関節１５ａを駆動（伸長又は縮小）しながら画像センサ２１で所定の対象位置１０２（図３）を複数回撮像する。アーム装置２の関節１５ａよりも更に基端側に関節が存在する場合は、当該関節も固定する。この撮像部３３による処理によって、実施例１と同様、図３に示すような画像を取得することができる。
なお、実施例１では、画像センサ２１は関節１５を中心とした旋回運動をするが、この実施例２では、画像センサ２１は、関節１５ａの伸長などに基づく直線運動をする。

【0026】

次に、座標取得部３４は、実施例１と同様に、撮像部３３で撮像したこのような画像を用い、対象位置１０２を基準とした座標系に変換する。図７は、この座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサ２１の位置を示すグラフである。図７から明らかなように、関節１５ａは直線的に動くので、各ポイント４１も直線５１の上に並ぶ。そして、撮像部３３で撮像したある画像から次に撮像した画像までの間に画像センサ２１が移動した距離が隣接するポイント４１間の距離であり、直線５１の長手方向が移動の方向である。また、この距離と方向は、関節１５ａが伸縮した長さと方向も示している。

【0027】

次に、関節状態量判定部３５は、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置に基づいて関節１４の関節状態量を求める。図８は、関節状態量の求め方を示す説明図である。リンク１１，１２の元々の長さは既知である。画像センサ２１の位置や、関節１５ａの伸縮の長さや方向も判明している。よって、関節１５ａの基端部、関節１４、画像センサ２１の位置を３つの角とする三角形の形状や大きさを特定することができる。よって、関節１４の回転角度θ１（関節状態量）の値を求めることができる。

【0028】

この場合、実施例１と同様に、画像センサ２１の位置とリンク１１の先端部との位置ずれは既知である。そこで、実施例１と同様に、疑似的なリンク１１Ａ，１２Ａを想定し、この２つの疑似的なリンクを含む三角形から、更に正確な関節１４の回転角度θ１（関節状態量）の値を求めることができる。
以上説明した作業システム１、作業制御装置３によれば、高放射線等の過酷環境下でもアーム装置２の各関節の関節状態量を検出することができる。特に、アーム装置２の先端側からｉ番目の関節が回転関節、アーム装置２の先端側からｉ＋１番目の関節が直動関節である場合に、当該ｉ番目の関節の関節状態量を検出することができる。

【実施例3】

【0029】

図９は、本実施例３に係る作業システム１の全体の概略構成図である。本実施例３のシステム構成が実施例１と異なる点は、回転関節である関節１４に代えて直動関節である関節１４ａを用いている点である。

【0030】

まず、撮像部３３は、図９を参照して、駆動制御部３２によって関節１４ａの動き（伸縮動作）を固定し、関節１５を駆動しながら画像センサ２１で所定の対象位置１０２を複数回撮像する。
次に、座標取得部３４は、実施例１と同様に、撮像部３３で撮像したこのような画像を用い、対象位置１０２を基準とした座標系に変換する。図１０は、この座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサ２１の位置を示すグラフである。図１０から明らかなように、実施例１と同様、画像センサ２１の軌跡は円弧状となり、撮像部３３で撮像した際の画像センサ２１の位置、関節１５（円弧４２の中心位置４３）の位置がわかる。

【0031】

次に、関節状態量判定部３５は、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置に基づいて関節１４の関節状態量を求める。図１１は、関節状態量の求め方を示す説明図である。前記のように、画像センサ２１の位置、関節１５の位置は判明している。リンク１１，１２の長さは既知である。リンク１１の長手方向とリンク１２の長手方向とがなす回転角度θ１は固定であり、既知である。よって、関節１５、画像センサ２１を２つの角とし、リンク１１，１２（関節１４ａの伸長分も含む）を２つの辺とする三角形の形状、大きさを想定でき、関節１４ａの伸長した長さ（関節状態量）がわかる。

【0032】

また、実施例１と同様に、疑似的なリンク１１Ａ，１２Ａを想定し、当該リンク１１Ａ，１２Ａを二辺とする前記のような三角形の形状、大きさを想定することで、より正確に関節１４ａの伸長した長さ（関節状態量）がわかる。
以上説明した作業システム１、作業制御装置３によれば、高放射線等の過酷環境下でもアーム装置２の各関節の関節状態量を検出することができる。特に、アーム装置２の先端側からｉ番目の関節が直動関節、アーム装置２の先端側からｉ＋１番目の関節が回転関節である場合に、当該ｉ番目の関節の関節状態量を検出することができる。

【実施例4】

【0033】

図１２は、本実施例４に係る作業システム１の全体の概略構成図である。本実施例４のシステム構成が実施例１と異なる点は、回転関節である関節１４に代えてパラレルリンク関節である関節１４ｂを用いている点である。パラレルリンク関節は、複数のリンクと関節とを組み合わせて構成されている。この場合、リンク１２の先端（関節１４ｂの基端部）から、エンドエフェクタ７が設けられている関節１４ｂの先端部までの長さを有する１本の直線軸状のリンクを想定することができ、この想定上のリンクがアーム装置２の最先端のリンク１１に相当する。

【0034】

まず、撮像部３３は、図９を参照して、駆動制御部３２によって関節１４ｂの動きを固定し、関節１５を駆動しながら画像センサ２１で所定の対象位置１０２を複数回撮像する。

【0035】

次に、座標取得部３４は、実施例１と同様に、撮像部３３で撮像したこのような画像を用い、対象位置１０２を基準とした座標系に変換する。図１３は、この座標変換後のｘｙ座標に示された各画像センサ２１の位置を示すグラフである。図１３から明らかなように、実施例１と同様、画像センサ２１の軌跡は円弧状となり、撮像部３３で撮像した際の画像センサ２１の位置、関節１５（円弧４２の中心位置４３）の位置がわかる。

【0036】

次に、関節状態量判定部３５は、座標取得部３４で求めた画像センサ２１の位置に基づいて関節１４の関節状態量を求める。図１４は、関節状態量の求め方を示す説明図である。前記のように、画像センサ２１の位置、関節１５の位置は判明している。前記のような仮想的なリンク１１、及びリンク１２の長さは既知である。よって、画像センサ２１の位置、関節１５の位置を二つの角とし、リンク１１、及びリンク１２を二つの辺とする三角形の形状、大きさを想定することができる。そのため、リンク１１の長手方向とリンク１２の長手方向とがなす角度である関節１４ｂの回転角度θ１（関節状態量）の値を求めることができる。

【0037】

また、実施例１と同様に、疑似的なリンク１１Ａ，１２Ａを想定し、前記の三角形の二辺を当該リンク１１Ａ，１２Ａとすることで、更に正確に関節１４ｂの回転角度θ１（関節状態量）を求めることができる。
以上説明した作業システム１、作業制御装置３によれば、高放射線等の過酷環境下でもアーム装置２の各関節の関節状態量を検出することができる。特に、アーム装置２の先端側からｉ番目の関節がパラレルリンク関節、アーム装置２の先端側からｉ＋１番目の関節が回転関節である場合に、当該ｉ番目の関節の関節状態量を検出することができる。

【0038】

以上、複数の事例について説明してきた。本発明によれば、アーム装置２が備えている関節が、回転関節、直動関節、又はパラレルリンク関節であり、且つアーム装置２に一つ以上の回転関節を含んでいれば、各関節の関節状態量を検出することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【0039】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれ機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0040】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 作業システム
２ アーム装置
３ 作業制御装置
５ 表示装置
６ 記憶装置
１１～１３ リンク
１４，１４ａ，１４ｂ 関節
１５，１５ａ 関節
２１ 画像センサ
３２ 駆動制御部
３３ 撮像部
３４ 座標取得部
３５ 関節状態量判定部
３６ 順次判定部
３７ 表示部
３８ 記憶部
１０２ 対象位置

【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】