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オブジェクトピッキングの観点に基づく物品配列パターンと把持動作計画

研究課題

研究課題/領域番号 17H01805
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能ロボティクス
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

永田 和之  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)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード物品配列 / 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
研究成果の概要

小規模店舗や物流倉庫など,多くの場面で物品は規則的な配列パターンで置かれている.オブジェクトピッキングにおける把持戦略は物品配列パターンに応じて選択されるが,これまで物品配列パターンに注目した研究はなかった.本研究は,物品配列パターンに注目したオブジェクトピッキングに関するものである.本研究では,まず物品配列をモデル化し,配列物品の把持が行えるための条件を導出した.また,人間工学実験により配列物品の把持戦略について調べた.更に,物品配列パターンの認識手法を開発し,実機を用いた実験により有効性を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

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.

報告書

(6件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] 多指ハンドによるプリミティブ動作の協調に基づく作業記述2019

    • 著者名/発表者名
      NAGATA Kazuyuki、HANAI Ryo、YAMANOBE Natsuki、NAKAMURA Akira、HARADA Kensuke
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 85 号: 870 ページ: 18-00232-18-00232

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00232

    • NAID

      130007604212

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of object arrangement patterns using images for robot picking2018

    • 著者名/発表者名
      Asaoka Tadashi、Nagata Kazuyuki、Nishi Takao、Mizuuchi Ikuo
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1186/s40648-018-0118-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      永田和之
    • 学会等名
      第26回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機械学習によるコンビニ商品の検出2020

    • 著者名/発表者名
      津田浩平,永田和之,西卓郎, 大西謙吾
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 小規模店舗の商品陳列における異商品混入の検出2020

    • 著者名/発表者名
      津田浩平,永田和之,大西謙吾
    • 学会等名
      第38回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 小規模店舗における商品陳列の乱れ検出2020

    • 著者名/発表者名
      津田浩平,永田和之,大西謙吾
    • 学会等名
      SI2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習によるコンビニ商品陳列パターン認識2020

    • 著者名/発表者名
      津田浩平,永田和之,西卓郎, 大西謙吾
    • 学会等名
      第32回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      朝岡忠,永田和之,西卓郎
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      朝岡忠, 永田和之, 西卓郎
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      朝岡忠,永田和之,西卓郎, 水内郁夫
    • 学会等名
      第23回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      朝岡忠, 永田和之, 水内郁夫
    • 学会等名
      第20回画像の認識・理解シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      朝岡忠, 永田和之, 水内郁夫
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 特定の物品配列パターンに基づく把持戦略の分類2017

    • 著者名/発表者名
      千葉貴文, 永田和之, 多田充徳, 佐藤大祐, 金宮好和
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 配列された物品把持における手指の運動解析2017

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      SI2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 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

    • 発明者名
      永田 和之、西 卓郎
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 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

    • 発明者名
      永田和之,西卓郎
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-008386
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 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

    • 発明者名
      永田 和之、西 卓郎
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-008386
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-03-28  

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