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Modeling object arrangement patterns and grasp-motion planning from the viewpoint of object picking

Research Project

Project/Area Number 17H01805
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Intelligent robotics
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Nagata Kazuyuki  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10357634)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 多田 充徳  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (70392628)
山野辺 夏樹  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90455436)
万 偉偉  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 客員研究員 (20760002)
原田 研介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 特定フェロー (50294533)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords物品配列 / 物品配列モデル / 物品配列パターン認識 / 把持戦略 / オブジェクトピッキング / グラスピング / ロボットハンド / 物品配列パターン / 機械学習 / AKAZE特徴量 / 把持動作解析 / 主成分分析 / 把持計測 / 物品把持 / 把持計画
Outline of Final Research Achievements

In many situations, such as stores and distribution warehouses, objects are placed in regular arrangement pattern. The grasping strategy for object picking is selected according to the object arrangement pattern. But there has been no research on object picking focusing on the object arrangement pattern. This research is related to object picking focusing on the object arrangement pattern. In this study, we first modeled the object arrangement and derived the conditions for grasping the arranged objects, and investigated the grasping strategy of the arranged objects by ergonomic experiments. Furthermore, we developed a method for recognizing the object arrangement pattern, conducted experiments on picking up arranged objects with physical robot and confirm effectiveness.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

物体把持の研究において,これまで物体形状のモデル化に関する研究が多数行われているが,物品配列に注目した研究はなく,物品配列をモデル化した研究は本研究が初めてである.また物体認識においても,個々の物品の認識については一般物体検出の研究が多数行われているが,物品配列を認識した研究は私が知る限り無い.物品配列を認識することで,物と物の関係が分かり,本研究成果の一つである陳列商品の欠品,異商品混入,商品転倒・反転といった陳列の異常が検出できる.配列物品のピッキングや認識は小規模店舗や物流倉庫の自動化に必須であり,本研究成果は学術的にも社会的にも非常に意義が高い.

Report

(6 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Products Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Task description based on coordination of primitive actions2019

    • Author(s)
      NAGATA Kazuyuki、HANAI Ryo、YAMANOBE Natsuki、NAKAMURA Akira、HARADA Kensuke
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 85 Issue: 870 Pages: 18-00232-18-00232

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00232

    • NAID

      130007604212

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Detection of object arrangement patterns using images for robot picking2018

    • Author(s)
      Asaoka Tadashi、Nagata Kazuyuki、Nishi Takao、Mizuuchi Ikuo
    • Journal Title

      ROBOMECH Journal

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 1-18

    • DOI

      10.1186/s40648-018-0118-6

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 指の機能的分割に注目した多指ハンドによる物体操作2021

    • Author(s)
      永田和之
    • Organizer
      第26回ロボティクスシンポジア
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 機械学習によるコンビニ商品の検出2020

    • Author(s)
      津田浩平,永田和之,西卓郎, 大西謙吾
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 小規模店舗の商品陳列における異商品混入の検出2020

    • Author(s)
      津田浩平,永田和之,大西謙吾
    • Organizer
      第38回日本ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 小規模店舗における商品陳列の乱れ検出2020

    • Author(s)
      津田浩平,永田和之,大西謙吾
    • Organizer
      SI2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械学習によるコンビニ商品陳列パターン認識2020

    • Author(s)
      津田浩平,永田和之,西卓郎, 大西謙吾
    • Organizer
      第32回自律分散システム・シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 物品群の配列パターンと隙間が把持戦略に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      朝岡忠,永田和之,西卓郎
    • Organizer
      第37回日本ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 収納空間における物品の配列パターンと隙間に着目した人間の把持行動の観察2018

    • Author(s)
      朝岡忠, 永田和之, 西卓郎
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ロボットピッキングのための把持物体群の配列パターン検出2018

    • Author(s)
      朝岡忠,永田和之,西卓郎, 水内郁夫
    • Organizer
      第23回ロボティクスシンポジア
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ロボットの把持戦略生成のための一般物体検出YOLOを用いた物体の種類および配置パターンの識別2017

    • Author(s)
      朝岡忠, 永田和之, 水内郁夫
    • Organizer
      第20回画像の認識・理解シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 規則的に配列された把持物体群の集合体としての抽出2017

    • Author(s)
      朝岡忠, 永田和之, 水内郁夫
    • Organizer
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 特定の物品配列パターンに基づく把持戦略の分類2017

    • Author(s)
      千葉貴文, 永田和之, 多田充徳, 佐藤大祐, 金宮好和
    • Organizer
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 配列された物品把持における手指の運動解析2017

    • Author(s)
      千葉貴文, 永田和之, 多田充徳, 朝岡忠,西卓郎,佐藤大祐, 金宮好和
    • Organizer
      SI2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 物品群の配置状態を認識するための情報処理方法、装置及びプログラム2023

    • Inventor(s)
      永田 和之、西 卓郎
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Acquisition Date
      2023
    • Related Report
      Products Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 物品群の配置状態を認識するための情報処理方法、装置及びプログラム2020

    • Inventor(s)
      永田和之,西卓郎
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-008386
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 物品群の配置状態を認識するための情報処理方法、装置及びプログラム2020

    • Inventor(s)
      永田 和之、西 卓郎
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-008386
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      Products Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2024-03-28  

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