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JP2021139723A - Identification device, identification method, and program - Google Patents

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JP2021139723A
JP2021139723A JP2020037119A JP2020037119A JP2021139723A JP 2021139723 A JP2021139723 A JP 2021139723A JP 2020037119 A JP2020037119 A JP 2020037119A JP 2020037119 A JP2020037119 A JP 2020037119A JP 2021139723 A JP2021139723 A JP 2021139723A
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vibration
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Shinichiro Nishida
信一郎 西田
真太朗 中谷
Shintaro Nakatani
真太朗 中谷
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Abstract

To highly accurately identify the kind of a target in an identification apparatus, an identification method, and a program.SOLUTION: An identification apparatus 10 is configured to identify the kind of a target T. The identification apparatus 10 comprises a measurement device 100, a transfer characteristic calculation unit 212a, an identifier 213a and a determination unit 213. The measurement device 100 includes a vibration application section 121 which applies vibration to the target T, and an acceleration measurement section 131 which measures an acceleration of the target T. The transfer characteristic calculation section 212a calculates transfer characteristics for the acceleration measured by the acceleration measurement section 131 from the vibration applied to the target T by the vibration application section 121. The identifier 213a defines the transfer characteristics which are calculated by the transfer characteristic calculation section 212a for the target T, the kind of which is known, as supervisor input data, defines the kind of the target T as a supervisor output data and has learnt a correlation between the supervisor input data and the supervisor output data. The determination section 213 determines the kind of the target T, the kind of which is unknown, utilizing the identifier 213a while defining transfer characteristic which are calculated by the transfer characteristic calculation section 212a for the target T, the kind of which is unknown, as determination input data.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、識別装置、識別方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an identification device, an identification method, and a program.

特許文献1には、一般廃棄物または産業廃棄物の選別システムおよびその選別方法が開示されている。当該選別システムおよび選別方法では、撮像装置によって撮像された対象物の画像データを入力データとして、予め蓄積された教師データに基づいて対象物の選別が行われる。また、日々の選別操作を実行しながら教師データをさらに蓄積することにより、選別精度を向上させる。 Patent Document 1 discloses a general waste or industrial waste sorting system and a sorting method thereof. In the sorting system and the sorting method, the target object is sorted based on the teacher data accumulated in advance by using the image data of the target object captured by the imaging device as input data. In addition, the sorting accuracy is improved by further accumulating teacher data while performing daily sorting operations.

特開2017−109161号公報JP-A-2017-109161

しかしながら、上記特許文献1のような選別システムおよび選別方法では、主に画像データに基づく選別が行われるため、外観が類似した対象物の選別を行うことが困難となるおそれがある。例えば、対象物が外殻と中身を有する場合にその中身を識別したり、対象物の内部の損傷の有無を識別したりすることが困難であることが考えられる。 However, in the sorting system and sorting method as in Patent Document 1, since sorting is mainly performed based on image data, it may be difficult to sort objects having similar appearances. For example, when an object has an outer shell and contents, it may be difficult to identify the contents and whether or not there is damage inside the object.

本発明は、識別装置、識別方法、およびプログラムにおいて、対象物の種類を高精度に識別することを課題とする。 An object of the present invention is to identify the type of an object with high accuracy in an identification device, an identification method, and a program.

本発明の第1の態様は、
対象物の種類を識別する識別装置であって、
前記対象物に振動を印加する振動印加部および前記対象物の加速度を計測する加速度計測部を有する計測装置と、
前記対象物に対して前記振動印加部で印加した振動から前記加速度計測部で計測した加速度への伝達特性を算出する伝達特性算出部と、
種類が既知の前記対象物に対して前記伝達特性算出部で算出した伝達特性を教師用入力データとし、前記対象物の種類を教師用出力データとし、前記教師用入力データと前記教師用出力データとの相関関係を学習済みの識別器と、
種類が未知の前記対象物に対して前記伝達特性算出部で算出した伝達特性を判定用入力データとして前記識別器を利用して種類が未知の前記対象物の種類を判定する判定部と
を備える、識別装置を提供する。
The first aspect of the present invention is
An identification device that identifies the type of object
A measuring device having a vibration application unit that applies vibration to the object and an acceleration measurement unit that measures the acceleration of the object.
A transmission characteristic calculation unit that calculates the transmission characteristics from the vibration applied by the vibration application unit to the acceleration measured by the acceleration measurement unit with respect to the object.
The transmission characteristics calculated by the transmission characteristic calculation unit for the object whose type is known are used as teacher input data, the type of the object is used as teacher output data, and the teacher input data and the teacher output data. With a classifier that has learned the correlation with
It is provided with a determination unit for determining the type of the object of unknown type by using the classifier as input data for determination using the transmission characteristic calculated by the transmission characteristic calculation unit for the object of unknown type. , Provide an identification device.

この構成によれば、振動印加部から対象物に振動を印加し、加速度計測部で対象物の加速度を計測し、伝達特性算出部によって振動から加速度への伝達特性を算出する。識別器は、様々な対象物の種類と伝達特性との相関関係を学習済みであるため、種類が未知の対象物に対する伝達特性が与えられた場合に、当該学習済みの相関関係に基づいて対象物の種類を判定できる。従って、外観上では判別し難い対象物であっても、対象物の種類を高精度に識別できる。ここで、対象物の種類とは、一般的な物品の種類だけでなく、材質、内部状態、および損傷の程度などを含む広い概念であり、上記伝達特性によって影響を受け得る任意の特徴をいう。 According to this configuration, vibration is applied to the object from the vibration application unit, the acceleration of the object is measured by the acceleration measurement unit, and the transmission characteristic from vibration to acceleration is calculated by the transmission characteristic calculation unit. Since the discriminator has learned the correlation between the types of various objects and the transmission characteristics, when the transmission characteristics for an object of unknown type are given, the target is based on the learned correlation. You can determine the type of object. Therefore, even if the object is difficult to discriminate in appearance, the type of the object can be identified with high accuracy. Here, the type of an object is a broad concept including not only a general type of an article but also a material, an internal state, a degree of damage, etc., and refers to any feature that can be affected by the above-mentioned transmission characteristics. ..

前記計測装置は、第1の指部材および第2の指部材を有するロボットハンドを備え、
前記第1の指部材には、前記振動印加部が取り付けられており、
前記第2の指部材には、前記加速度計測部が取り付けられていてもよい。
The measuring device includes a robot hand having a first finger member and a second finger member.
The vibration applying portion is attached to the first finger member.
The acceleration measuring unit may be attached to the second finger member.

この構成によれば、ロボットハンドで様々な対象物に触れることにより対象物の種類を識別できる。特に、人間が触れると危険な対象物の識別や人間が行動し難い環境における識別なども可能となる。 According to this configuration, the type of object can be identified by touching various objects with a robot hand. In particular, it is possible to identify dangerous objects when touched by humans and in environments where it is difficult for humans to act.

前記計測装置は、人間の手に装着する第1の装着具および第2の装着具を備え、
前記第1の装着具には、前記振動印加部が取り付けられており、
前記第2の装着具には、前記加速度計測部が取り付けられていてもよい。
The measuring device includes a first fitting and a second fitting to be worn on a human hand.
The vibration application portion is attached to the first fitting.
The acceleration measuring unit may be attached to the second attachment.

この構成によれば、人間が対象物に触れてその種類を識別したい場合に直感的に操作できる。即ち、第1の装着具および第2の装着具を手に装着して識別したい対象物に触れることで対象物の種類を容易に識別できる。例えば、第1の装着具および第2の装着具の態様は、指先に装着するリング型や手の平に対して装着するグローブ型などであり得る。 According to this configuration, when a human touches an object and wants to identify its type, it can be operated intuitively. That is, the type of the object can be easily identified by wearing the first attachment and the second attachment on the hand and touching the object to be identified. For example, the mode of the first wearing tool and the second wearing tool may be a ring type worn on a fingertip, a glove type worn on the palm, or the like.

前記計測装置は、前記対象物を押圧する押圧部および前記押圧部の押圧力と前記対象物の変位量を計測する力変位計測部を備え、
前記力変位計測部によって計測された前記押圧力と前記変位量との関係として前記対象物の弾性率を算出する弾性率算出部とをさらに備える識別装置であって、
前記識別器は、種類が既知の前記対象物に対して前記弾性率算出部で算出した弾性率を前記教師用入力データとしてさらに学習済みであり、
前記判定部は、種類が未知の前記対象物に対して前記弾性率算出部で算出した弾性率を前記判定用入力データとしてさらに含んでいてもよい。
The measuring device includes a pressing unit that presses the object and a force displacement measuring unit that measures the pressing force of the pressing unit and the displacement amount of the object.
An identification device further comprising an elastic modulus calculation unit that calculates the elastic modulus of the object as a relationship between the pressing force measured by the force displacement measuring unit and the displacement amount.
The classifier has already learned the elastic modulus calculated by the elastic modulus calculation unit for the object of known type as the input data for the teacher.
The determination unit may further include the elastic modulus calculated by the elastic modulus calculation unit for the object of unknown type as the input data for determination.

この構成によれば、押圧部から対象物に押圧力を付加し、力変位計測部で押圧部の押圧力と対象物の変位量を計測し、弾性率算出部によって押圧力と変位量との関係として弾性率を算出する。識別器は、教師データとして弾性率と対象物の種類との相関関係を学習済みであるため、種類が未知の対象物に対する弾性率が与えられた場合に、当該学習済みの相関関係に基づいて対象物の種類を高精度に判定できる。 According to this configuration, a pressing force is applied to the object from the pressing portion, the pressing force of the pressing portion and the displacement amount of the object are measured by the force displacement measuring unit, and the pressing force and the displacement amount are determined by the elastic modulus calculation unit. The elastic modulus is calculated as a relationship. Since the discriminator has learned the correlation between the elastic modulus and the type of the object as teacher data, when the elastic modulus for the object of unknown type is given, it is based on the learned correlation. The type of object can be determined with high accuracy.

前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した前記対象物の画像データから前記対象物の画像特徴を抽出する画像特徴抽出部と
をさらに備える識別装置であって、
前記識別器は、種類が既知の前記対象物に対して前記画像特徴抽出部で抽出した前記画像特徴を前記教師用入力データとしてさらに学習済みであり、
前記判定部は、種類が未知の前記対象物に対して前記画像特徴抽出部で抽出した前記画像特徴を前記判定用入力データとしてさらに含んでいてもよい。
An imaging unit that images the object,
An identification device further comprising an image feature extraction unit that extracts image features of the object from the image data of the object captured by the imaging unit.
The classifier has further learned the image features extracted by the image feature extraction unit from the object of known type as the input data for the teacher.
The determination unit may further include the image feature extracted by the image feature extraction unit for the object of unknown type as the determination input data.

この構成によれば、撮像部によって対象物を撮像して画像データを生成し、画像特徴抽出部によって画像データから対象物の画像特徴を抽出する。識別器は、教師データとして画像特徴と対象物の種類との相関関係を学習済みであるため、種類が未知の対象物に対して画像特徴が与えられた場合に、当該学習済みの相関関係に基づいて対象物の種類を高精度に判定できる。 According to this configuration, the image pickup unit images the object to generate image data, and the image feature extraction unit extracts the image features of the object from the image data. Since the discriminator has learned the correlation between the image feature and the type of the object as teacher data, when the image feature is given to the object of unknown type, the learned correlation is obtained. Based on this, the type of object can be determined with high accuracy.

前記振動印加部は、電気信号により伸縮する振動子と、前記振動子の周囲において前記振動子とともに前記対象物と接触する第1支持部とを備えてもよい。 The vibration applying portion may include a vibrator that expands and contracts due to an electric signal, and a first support portion that comes into contact with the object together with the vibrator around the vibrator.

この構成によれば、振動子が伸縮して対象物に振動を印加する際に、対象物から振動子に付加されるおそれのある剪断力を第1支持部によって受けることができる。換言すれば、第1支持部によって対象物を支持しながら振動子による振動の印加を実現できる。従って、振動子の伸縮方向における振動の印加に対して剪断方向の影響を抑制し、安定して振動を印加できるため、安定した伝達特性を取得できる。また、これにより振動子に対して剪断力が付加されることを抑制できるため、振動子の損傷も抑制できる。 According to this configuration, when the vibrator expands and contracts and applies vibration to the object, the first support portion can receive a shearing force that may be applied to the vibrator from the object. In other words, it is possible to realize the application of vibration by the vibrator while supporting the object by the first support portion. Therefore, the influence of the shearing direction on the application of vibration in the expansion / contraction direction of the vibrator can be suppressed, and the vibration can be stably applied, so that stable transmission characteristics can be obtained. Further, since it is possible to suppress the application of shearing force to the vibrator, damage to the vibrator can also be suppressed.

前記振動印加部は、前記振動子および前記第1支持部を保持する質量体と、前記質量体を介して前記振動子および前記第1支持部を前記対象物へ向かって付勢する第1付勢部とを備えてもよい。 The vibration application portion includes a mass body that holds the vibrator and the first support portion, and a first attachment that urges the vibrator and the first support portion toward the object via the mass body. It may be provided with a force unit.

この構成によれば、振動子および第1支持部が質量体に保持されているため、振動子および第1支持部が質量体から慣性による反力を得ることができる。即ち、対象物に対して安定して振動を印加できる。また、振動子および第1支持部が第1付勢部によって質量体を介して対象物方向へ付勢されるため、振動子および第1支持部を対象物に確実に接触させることができる。 According to this configuration, since the vibrator and the first support portion are held by the mass body, the vibrator and the first support portion can obtain a reaction force due to inertia from the mass body. That is, vibration can be stably applied to the object. Further, since the vibrator and the first support portion are urged toward the object by the first urging portion via the mass body, the vibrator and the first support portion can be surely brought into contact with the object.

前記加速度計測部は、加速度を計測する加速度センサと、前記加速度センサの周囲において前記加速度センサとともに前記対象物と接触する第2支持部とを備えてもよい。 The acceleration measuring unit may include an acceleration sensor that measures the acceleration and a second support unit that comes into contact with the object together with the acceleration sensor around the acceleration sensor.

この構成によれば、振動印加部によって対象物に振動が印加された際に、対象物から加速度センサに付加される剪断力を第2支持部によって受けることができる。換言すれば、第2支持部によって対象物を支持しながら加速度センサによる加速度の計測を実現できる。従って、対象物の加速度を安定して計測でき、安定した伝達特性が得られる。また、これにより加速度センサに対して剪断力が付加されることを抑制できるため、加速度センサの損傷も抑制できる。 According to this configuration, when vibration is applied to the object by the vibration applying portion, the second support portion can receive the shearing force applied to the acceleration sensor from the object. In other words, it is possible to measure the acceleration by the acceleration sensor while supporting the object by the second support portion. Therefore, the acceleration of the object can be measured stably, and stable transmission characteristics can be obtained. Further, since it is possible to suppress the application of shearing force to the acceleration sensor, damage to the acceleration sensor can also be suppressed.

前記加速度計測部は、前記加速度センサを前記対象物へ向かって付勢する第2付勢部を備えてもよい。 The acceleration measuring unit may include a second urging unit that urges the acceleration sensor toward the object.

この構成によれば、加速度センサが第2付勢部によって対象物へ向かって付勢されるため、加速度センサを対象物に確実に接触させることができる。 According to this configuration, since the acceleration sensor is urged toward the object by the second urging portion, the acceleration sensor can be surely brought into contact with the object.

本発明の第2の態様は、
対象物の種類を識別する識別方法であって、
前記対象物に振動を印加して前記対象物の加速度を計測し、
前記対象物に対して印加した前記振動からで計測した前記加速度への伝達特性を算出し、
種類が既知の前記対象物に対して前記伝達特性を教師用入力データとし、前記対象物の種類を教師用出力データとし、前記教師用入力データと前記教師用出力データとの相関関係を学習済みの識別器を利用することにより、種類が未知の前記対象物に対して前記伝達特性を判定用入力データとして種類が未知の前記対象物の種類を判定する
ことを含む、識別方法を提供する。
A second aspect of the present invention is
An identification method that identifies the type of object
Vibration is applied to the object to measure the acceleration of the object, and the object is measured.
The transmission characteristic to the acceleration measured from the vibration applied to the object was calculated.
For the object of known type, the transmission characteristic is used as teacher input data, the type of the object is used as teacher output data, and the correlation between the teacher input data and the teacher output data has been learned. By using the discriminator of the above, there is provided an identification method including determining the type of the object of unknown type by using the transmission characteristic as input data for determination with respect to the object of unknown type.

本発明の第3の態様は、
対象物の種類を識別するためのプログラムであって、
前記対象物に振動を印加するとともに前記対象物の加速度を計測し、
前記対象物に対して印加した前記振動から計測した前記加速度への伝達特性を算出し、
種類が既知の前記対象物に対して前記伝達特性を教師用入力データとし、前記対象物の種類を教師用出力データとし、前記教師用入力データと前記教師用出力データとの相関関係を学習済みの識別器を利用することにより、種類が未知の前記対象物に対して前記伝達特性を判定用入力データとして種類が未知の前記対象物の種類を判定する
ようにコンピュータを機能させる、プログラムを提供する。
A third aspect of the present invention is
A program for identifying the type of object
Vibration is applied to the object and the acceleration of the object is measured.
The transmission characteristic to the acceleration measured from the vibration applied to the object is calculated.
For the object whose type is known, the transmission characteristic is used as the input data for the teacher, the type of the object is used as the output data for the teacher, and the correlation between the input data for the teacher and the output data for the teacher has been learned. Provided is a program that makes a computer function so as to determine the type of the object of unknown type by using the transmission characteristic as input data for determination for the object of unknown type by using the classifier of the above. do.

本発明によれば、識別装置、識別方法、およびプログラムにおいて、対象物の種類を高精度に識別できる。 According to the present invention, the type of an object can be identified with high accuracy in an identification device, an identification method, and a program.

本発明の第1実施形態に係る識別装置の概略構成図。The schematic block diagram of the identification apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 振動印加部の詳細を示す部分断面図。The partial cross-sectional view which shows the detail of the vibration application part. 図2のIII−III線に沿った断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 加速度計測部の詳細を示す部分断面図。A partial cross-sectional view showing the details of the acceleration measuring unit. 図4のV−V線に沿った断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 図1の識別装置のブロック図。The block diagram of the identification device of FIG. 識別方法を示すフローチャート。A flowchart showing an identification method. 図7の伝達特性の算出の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the calculation of the transmission characteristic of FIG. 図7の弾性率の算出の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the calculation of the elastic modulus of FIG. 図7の画像特徴の抽出の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the extraction of the image feature of FIG. 5つの対象物の斜視図。Perspective view of five objects. 図11の第1対象物の伝達特性を示すグラフ図。The graph which shows the transmission characteristic of the 1st object of FIG. 図11の第2対象物の伝達特性を示すグラフ図。The graph which shows the transmission characteristic of the 2nd object of FIG. 図11の第3対象物の伝達特性を示すグラフ図。The graph which shows the transmission characteristic of the 3rd object of FIG. 図11の第4対象物の伝達特性を示すグラフ図。The graph which shows the transmission characteristic of the 4th object of FIG. 図11の第5対象物の伝達特性を示すグラフ図。The graph which shows the transmission characteristic of the 5th object of FIG. 図2の振動印加部の変形例を示す部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a modified example of the vibration application portion of FIG. 第2実施形態に係る識別装置の概略構成図。The schematic block diagram of the identification apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る識別装置10の概略構成図を示している。
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of the identification device 10 according to the first embodiment of the present invention.

識別装置10は、対象物Tに接触することによって対象物Tの種類を識別するものである。ここで、対象物Tの種類とは、物品の一般的な種類だけでなく、材質、内部状態、および損傷の程度などを含む広い概念であり、上記伝達特性によって影響を受け得る任意の特徴をいう。 The identification device 10 identifies the type of the object T by coming into contact with the object T. Here, the type of the object T is a broad concept including not only the general type of the article but also the material, the internal state, the degree of damage, and the like, and any feature that can be influenced by the above-mentioned transmission characteristics. say.

本実施形態の識別装置10は、計測装置100と、コントローラユニット200とを有している。 The identification device 10 of the present embodiment includes a measuring device 100 and a controller unit 200.

計測装置100は、ロボットハンド110を有している。ロボットハンド110は、対象物Tに接触するための第1の指部材120および第2の指部材130と、第1の指部材120および第2の指部材130を連結する基部140とを有している。 The measuring device 100 has a robot hand 110. The robot hand 110 has a first finger member 120 and a second finger member 130 for contacting the object T, and a base 140 connecting the first finger member 120 and the second finger member 130. ing.

第1の指部材120の先端(基部140と反対端)には、振動印加部121が取り付けられている。また、第1の指部材120には3つのリンク122a〜122cを軸支および接続するように3つのヒンジ部123a〜123cが設けられている。3つのリンク122a〜122cおよび3つのヒンジ部123a〜123cは、図示しない電動モータまたは空気圧などによるアクチュエータによって駆動される。これにより、振動印加部121を所望の位置に移動できる。 A vibration application portion 121 is attached to the tip end (opposite end to the base portion 140) of the first finger member 120. Further, the first finger member 120 is provided with three hinge portions 123a to 123c so as to support and connect the three links 122a to 122c. The three links 122a to 122c and the three hinge portions 123a to 123c are driven by an electric motor (not shown) or an actuator by pneumatic pressure or the like. As a result, the vibration application unit 121 can be moved to a desired position.

図2は、振動印加部121の詳細を示す部分断面図である。図2では、後述する第1支持部121bが断面としてハッチングを付されて示されている。また、図3は、図2のIII−III線に沿った断面図である。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the details of the vibration application unit 121. In FIG. 2, the first support portion 121b, which will be described later, is shown with hatching as a cross section. Further, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.

振動印加部121は、電気信号により伸縮する振動子121aと、振動子121aの周囲において振動子121aとともに対象物Tと接触する第1支持部121bとを有している。 The vibration application unit 121 has a vibrator 121a that expands and contracts by an electric signal, and a first support portion 121b that comes into contact with the object T together with the vibrator 121a around the vibrator 121a.

振動子121aは、例えば円柱状であり、円柱状の軸心方向(図2の矢印A1方向)に伸縮する圧電セラミクス型である。本実施形態の圧電セラミクス型の振動子121aの振幅は、数十kHzの高い帯域まで安定した振動特性を有する。従って、様々な対象物Tの種類に対応して広帯域の周波数の振動を印加できる。 The vibrator 121a is, for example, a columnar type, and is a piezoelectric ceramic type that expands and contracts in the axial direction of the columnar shape (direction of arrow A1 in FIG. 2). The amplitude of the piezoelectric ceramic type vibrator 121a of the present embodiment has stable vibration characteristics up to a high band of several tens of kHz. Therefore, it is possible to apply vibration having a wide band frequency corresponding to various types of objects T.

第1支持部121bは、例えば円環状であり、振動子121aの周囲に配置されている。第1支持部121bの先端には、薄膜状の滑り止め部材121cが取り付けられている。滑り止め部材121cは、対象物Tと接触した際に剪断方向の力を受けることができるように、例えばゴムや樹脂などの摩擦係数の高い材質からなる。 The first support portion 121b is, for example, an annular shape and is arranged around the vibrator 121a. A thin film non-slip member 121c is attached to the tip of the first support portion 121b. The non-slip member 121c is made of a material having a high coefficient of friction, such as rubber or resin, so that it can receive a force in the shearing direction when it comes into contact with the object T.

また、振動印加部121は、振動子121aと第1支持部121bとを保持する質量体121dと、質量体121dを介して振動子121aおよび第1支持部121bを対象物Tへ向かって付勢する第1付勢部121eとを有している。 Further, the vibration applying portion 121 urges the vibrator 121a and the first support portion 121b toward the object T via the mass body 121d holding the vibrator 121a and the first support portion 121b, and the mass body 121d. It has a first urging unit 121e and a first urging unit 121e.

質量体121dは、振動子121aおよび第1支持部121bに対して基端側(対象物Tと反対側)に配置されている。質量体121dは、振動子121aの振動に対して慣性による反力を与えられるように振動子121aよりも一定程度重い部材である。 The mass body 121d is arranged on the proximal end side (opposite side of the object T) with respect to the vibrator 121a and the first support portion 121b. The mass body 121d is a member that is considerably heavier than the vibrator 121a so that a reaction force due to inertia can be applied to the vibration of the vibrator 121a.

第1付勢部121eは、例えばコイルばねである。第1付勢部121eは、質量体121dに対して基端側に配置されている。第1付勢部121eは、ヒンジ部123cに取り付けられた連結具121fと質量体121dとの間に配置されている。詳細には、第1付勢部121eの一端が質量体121dに取り付けられ、他端が連結具121fに取り付けられている。 The first urging portion 121e is, for example, a coil spring. The first urging portion 121e is arranged on the proximal end side with respect to the mass body 121d. The first urging portion 121e is arranged between the connecting tool 121f attached to the hinge portion 123c and the mass body 121d. Specifically, one end of the first urging portion 121e is attached to the mass body 121d, and the other end is attached to the connector 121f.

また、第1付勢部121eの中心には、質量体121dと連結具121fとを機械的に接続するスライド機構121gが設けられている。スライド機構121gは、質量体121dと連結具121fとの距離を可変にするとともに、第1付勢部121eの変位方向を実質的に中心軸方向(図2の矢印A1方向)に制限する。これにより、対象物Tをロボットハンド110(図1参照)によって正確に把持できる。代替的には、スライド機構121gは、第1付勢部121eの周囲に等間隔に複数設けられてもよい。 Further, at the center of the first urging portion 121e, a slide mechanism 121g for mechanically connecting the mass body 121d and the connecting tool 121f is provided. The slide mechanism 121g makes the distance between the mass body 121d and the connector 121f variable, and substantially limits the displacement direction of the first urging portion 121e to the central axis direction (arrow A1 direction in FIG. 2). As a result, the object T can be accurately grasped by the robot hand 110 (see FIG. 1). Alternatively, a plurality of slide mechanisms 121g may be provided around the first urging portion 121e at equal intervals.

再び図1を参照して、第2の指部材130の先端(基部140と反対端)には、加速度計測部131が取り付けられている。第2の指部材130には、第1の指部材120と同様に、3つのリンク132a〜132cを軸支および接続するように3つのヒンジ部133a〜133cが設けられている。3つのリンク132a〜132cおよび3つのヒンジ部133a〜133cは、図示しない電動モータまたは空気圧などによるアクチュエータによって駆動される。これにより、加速度計測部131を所望の位置に移動できる。 With reference to FIG. 1 again, an acceleration measuring unit 131 is attached to the tip of the second finger member 130 (the end opposite to the base 140). Similar to the first finger member 120, the second finger member 130 is provided with three hinge portions 133a to 133c so as to support and connect the three links 132a to 132c. The three links 132a to 132c and the three hinge portions 133a to 133c are driven by an electric motor (not shown) or an actuator by pneumatic pressure or the like. As a result, the acceleration measuring unit 131 can be moved to a desired position.

図4は、加速度計測部131の詳細を示す部分断面図である。図4では、後述する第2支持部131bが断面としてハッチングを付されて示されている。また、図5は、図4のV−V線に沿った断面図である。 FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the details of the acceleration measuring unit 131. In FIG. 4, the second support portion 131b, which will be described later, is shown with hatching as a cross section. Further, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.

加速度計測部131は、加速度を計測する加速度センサ131aと、加速度センサ131aの周囲において加速度センサ131aとともに対象物Tと接触する第2支持部131bとを有している。 The acceleration measuring unit 131 has an acceleration sensor 131a that measures the acceleration, and a second support unit 131b that comes into contact with the object T together with the acceleration sensor 131a around the acceleration sensor 131a.

加速度センサ131aは、例えば円柱状であり、円柱状の軸心方向(図4の矢印A2方向)における加速度を計測するものである。本実施形態では、図2の振動印加部121と図3の加速度計測部131とによって対象物Tを挟みこむようにして把持するため、図2のA1方向および図4のA2方向は一致する。 The acceleration sensor 131a has, for example, a columnar shape, and measures the acceleration in the columnar axial center direction (direction of arrow A2 in FIG. 4). In the present embodiment, since the object T is sandwiched and gripped by the vibration applying unit 121 of FIG. 2 and the acceleration measuring unit 131 of FIG. 3, the A1 direction of FIG. 2 and the A2 direction of FIG. 4 coincide with each other.

第2支持部131bは、例えば円環状であり、加速度センサ131aの周囲に配置されている。第2支持部131bの先端には、薄膜状の滑り止め部材131cが取り付けられている。滑り止め部材131cは、対象物Tと接触した際に剪断方向の力を受けることができるように、例えばゴムや樹脂などの摩擦係数の高い材質からなる。なお、滑り止め部材131cは、振動印加部121の滑り止め部材121cと同一部材であってもよい。第2支持部131bの基端(対象物Tと反対端)は、ヒンジ部133cに取り付けられた連結具131dに取り付けられている。 The second support portion 131b is, for example, an annular shape and is arranged around the acceleration sensor 131a. A thin film non-slip member 131c is attached to the tip of the second support portion 131b. The non-slip member 131c is made of a material having a high coefficient of friction, such as rubber or resin, so that it can receive a force in the shearing direction when it comes into contact with the object T. The non-slip member 131c may be the same member as the non-slip member 121c of the vibration application unit 121. The base end (opposite end to the object T) of the second support portion 131b is attached to the connector 131d attached to the hinge portion 133c.

また、加速度計測部131は、加速度センサ131aを対象物Tへ向かって付勢する第2付勢部131eを有している。 Further, the acceleration measuring unit 131 has a second urging unit 131e that urges the acceleration sensor 131a toward the object T.

第2付勢部131eは、例えばスポンジ状の緩衝材である。第2付勢部131eは、加速度センサ131aに対して基端側に取り付けられている。第2付勢部131eは、第2支持部131bとともに連結具131dに取り付けられている。 The second urging portion 131e is, for example, a sponge-like cushioning material. The second urging portion 131e is attached to the proximal end side with respect to the acceleration sensor 131a. The second urging portion 131e is attached to the connector 131d together with the second support portion 131b.

また、本実施形態における計測装置100は、対象物Tを押圧する押圧部121(図2参照)と、押圧部121の押圧力と対象物Tの変位量を計測する力変位計測部170とを有している。 Further, the measuring device 100 in the present embodiment includes a pressing unit 121 (see FIG. 2) that presses the object T, and a force displacement measuring unit 170 that measures the pressing pressure of the pressing unit 121 and the displacement amount of the object T. Have.

押圧部121としては、振動印加部121を利用するため、両部分には同じ符号を付している。なお、振動印加部121を押圧部121として利用する際には、後述するように変位を計測するため、対象物Tに対して振動を印加しなくてもよい。 Since the vibration applying portion 121 is used as the pressing portion 121, the same reference numerals are given to both portions. When the vibration application unit 121 is used as the pressing unit 121, it is not necessary to apply vibration to the object T because the displacement is measured as described later.

力変位計測部170は、押圧部121の移動量(即ち対象物Tの変位量)を計測できる変位計測部(図示せず)と、押圧部121からの押圧力を計測できる押圧力計測部171とを有している。変位計測部は、詳細を図示しないが、押圧部121の変位を計測できる態様であれば特に限定されず、公知の変位計を使用し得る。押圧力計測部171は、例えば荷重を計測するロードセルであり得る。押圧力計測部171は、例えば連結具131d内に配置されているが、その位置や態様も特に限定されない。 The force displacement measuring unit 170 includes a displacement measuring unit (not shown) capable of measuring the amount of movement of the pressing unit 121 (that is, the displacement amount of the object T) and a pressing force measuring unit 171 capable of measuring the pressing force from the pressing unit 121. And have. Although the details are not shown, the displacement measuring unit is not particularly limited as long as it can measure the displacement of the pressing unit 121, and a known displacement meter can be used. The pressing force measuring unit 171 can be, for example, a load cell for measuring a load. The pressing force measuring unit 171 is arranged in, for example, the connector 131d, but its position and mode are not particularly limited.

再び図1を参照して、本実施形態における計測装置100は、対象物Tを撮像する撮像部180を有している。 With reference to FIG. 1 again, the measuring device 100 in the present embodiment has an imaging unit 180 for imaging the object T.

撮像部180は、例えばデジタルカメラである。撮像部180は、対象物Tの静止画像を撮像するものである。 The image pickup unit 180 is, for example, a digital camera. The image pickup unit 180 captures a still image of the object T.

図6は、本実施形態の識別装置10のコントローラユニット200を含むブロック図を示している。 FIG. 6 shows a block diagram including the controller unit 200 of the identification device 10 of the present embodiment.

コントローラユニット200は、制御部210と、記憶部220と、表示部230とを有している。 The controller unit 200 has a control unit 210, a storage unit 220, and a display unit 230.

制御部210は、識別処理を実行するとともに識別装置10全体の制御を行う。制御部210は、例えば、ソフトウェアと協働して上記機能を実現するCPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro Processing Unit)を含む。制御部210は、記憶部220に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行うことで、所定の機能を実現する。また、制御部210によって実行されるプログラムは、所定の通信規格に従って通信を行う通信部等から提供されてもよいし、可搬性を有する記録媒体に格納されていてもよい。 The control unit 210 executes the identification process and controls the entire identification device 10. The control unit 210 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit) that realizes the above functions in cooperation with software. The control unit 210 realizes a predetermined function by reading data and programs stored in the storage unit 220 and performing various arithmetic processes. Further, the program executed by the control unit 210 may be provided by a communication unit or the like that communicates according to a predetermined communication standard, or may be stored in a portable recording medium.

代替的には、制御部210は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路、若しくは再構成可能な電子回路等のハードウェア回路で構成されてもよい。また、制御部210は、種々の半導体集積回路で構成されてもよい。種々の半導体集積回路としては、例えば、CPU、MPUの他に、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などが挙げられる。 Alternatively, the control unit 210 may be composed of a dedicated electronic circuit designed to realize a predetermined function, or a hardware circuit such as a reconfigurable electronic circuit. Further, the control unit 210 may be composed of various semiconductor integrated circuits. Examples of various semiconductor integrated circuits include, in addition to CPUs and MPUs, microcomputers, DSPs (Digital Signal Processors), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), ASICs (Application Specific Integrated Circuits), and the like.

制御部210は、機能的構成として、動作管理部211、演算部212、および判定部213を有している。これらは、上記のハードウェア資源であるプロセッサ等と、記憶部220等で記憶されたソフトウェアであるプログラムとの協働により実現される。 The control unit 210 has an operation management unit 211, a calculation unit 212, and a determination unit 213 as functional configurations. These are realized by the collaboration between the processor or the like, which is the above-mentioned hardware resource, and the program, which is the software stored in the storage unit 220 or the like.

動作管理部211は、識別装置10の様々な動作を管理する部分である。動作管理部211は、振動制御部211aと、駆動制御部211bと、撮像制御部211cとを有している。 The operation management unit 211 is a part that manages various operations of the identification device 10. The operation management unit 211 includes a vibration control unit 211a, a drive control unit 211b, and an imaging control unit 211c.

振動制御部211aは、振動子121aに与える電気信号を制御する部分である。また、振動制御部211aは、信号発生部211a1と、信号増幅部211a2とを有している。信号発生部211a1は、振動子121aに与える電気信号を発生させる部分である。本実施形態では、信号発生部211a1は、振動子121aに対して与える電気信号として白色雑音を発生させている。信号増幅部211a2は、信号発生部211a1によって生成された電気信号を増幅して振動子121aに伝送する。振動子121aは、信号増幅部211a2で増幅された電気信号を受け、対象物Tに振動を印加するように伸縮を繰り返す。 The vibration control unit 211a is a part that controls an electric signal given to the vibrator 121a. Further, the vibration control unit 211a includes a signal generation unit 211a1 and a signal amplification unit 211a2. The signal generation unit 211a1 is a portion that generates an electric signal given to the vibrator 121a. In the present embodiment, the signal generation unit 211a1 generates white noise as an electric signal given to the vibrator 121a. The signal amplification unit 211a2 amplifies the electric signal generated by the signal generation unit 211a1 and transmits it to the vibrator 121a. The vibrator 121a receives the electric signal amplified by the signal amplification unit 211a2, and repeats expansion and contraction so as to apply vibration to the object T.

駆動制御部211bは、第1の指部材120および第2の指部材130をそれぞれ駆動制御する。これにより、ロボットハンド110によって、対象物Tを把持したり、対象物Tを押圧したりすることができる。 The drive control unit 211b drives and controls the first finger member 120 and the second finger member 130, respectively. As a result, the robot hand 110 can grip the object T and press the object T.

撮像制御部211cは、撮像部180を制御する部分である。撮像制御部211cによって撮像部180を制御して対象物Tを撮像し、対象物Tの画像データを取得する。 The image pickup control unit 211c is a part that controls the image pickup unit 180. The image pickup control unit 211c controls the image pickup unit 180 to image the object T, and acquires the image data of the object T.

演算部212は、様々な演算を実行する部分である。演算部212は、伝達特性算出部212aと、弾性率算出部212bと、画像特徴抽出部212cとを有している。 The calculation unit 212 is a part that executes various calculations. The calculation unit 212 includes a transmission characteristic calculation unit 212a, an elastic modulus calculation unit 212b, and an image feature extraction unit 212c.

伝達特性算出部212aは、対象物Tに対して振動印加部121で印加した振動から加速度計測部131で計測した加速度への伝達特性を算出する部分である。 The transmission characteristic calculation unit 212a is a portion that calculates the transmission characteristic from the vibration applied by the vibration application unit 121 to the object T to the acceleration measured by the acceleration measurement unit 131.

弾性率算出部212bは、力変位計測部170によって計測された押圧力と変位量との関係として対象物Tの弾性率を算出する部分である。 The elastic modulus calculation unit 212b is a portion that calculates the elastic modulus of the object T as the relationship between the pressing force measured by the force displacement measuring unit 170 and the displacement amount.

画像特徴抽出部212cは、撮像部180で撮像した対象物Tの画像データから対象物Tの画像特徴を抽出する部分である。画像特徴とは、画像データから読み取り可能な対象物Tの大きさ、形状、および色などの外観特徴を示す。 The image feature extraction unit 212c is a portion that extracts the image feature of the object T from the image data of the object T imaged by the image pickup unit 180. The image feature indicates an appearance feature such as the size, shape, and color of the object T that can be read from the image data.

判定部213は、対象物Tの種類の判定を実行する部分である。判定部213は、対象物Tの種類を識別する識別器213aを有している。識別器213aとしては、例えば、ニューラルネットワークまたはSVM(Support Vector Machine)等、任意の学習器を用いることができる。なお、識別器213aとして、いわゆるディープラーニングが適用されるものであってもよいのは勿論である。例えば、ニューラルネットワークについては、その構成は公知の技術と同様である。即ち、ニューラルネットワークは、入力層に所定の入力データを与えると、それが中間層および出力層へと順に伝搬(演算)されることにより、出力層から出力データとして「対象物Tの種類」を出力する。 The determination unit 213 is a portion that executes determination of the type of the object T. The determination unit 213 has a classifier 213a for identifying the type of the object T. As the classifier 213a, for example, an arbitrary learning device such as a neural network or an SVM (Support Vector Machine) can be used. Of course, the classifier 213a may be one to which so-called deep learning is applied. For example, the configuration of a neural network is the same as that of a known technique. That is, when a predetermined input data is given to the input layer, the neural network propagates (calculates) it to the intermediate layer and the output layer in order, so that the "type of object T" is selected as the output data from the output layer. Output.

本実施形態では、識別器213aは、種類が既知の対象物Tに対する以下の特徴を教師用入力データとし、対象物Tの種類を教師用出力データとし、教師用入力データと教師用出力データとの相関関係を学習済みである。教師用入力データは、種類が既知の対象物Tに対する、伝達特性算出部212aで算出した伝達特性と、弾性率算出部212bで算出した弾性率と、画像特徴抽出部212cで抽出した画像特徴とを含む。 In the present embodiment, the classifier 213a has the following features for the object T whose type is known as the input data for the teacher, the type of the object T as the output data for the teacher, and the input data for the teacher and the output data for the teacher. The correlation of is learned. The input data for the teacher includes the transmission characteristics calculated by the transmission characteristic calculation unit 212a, the elastic modulus calculated by the elastic modulus calculation unit 212b, and the image features extracted by the image feature extraction unit 212c for the object T of a known type. including.

上記学習済みの識別器213aは、種類が未知の対象物Tに対して、以下の判定用入力データが入力されることにより、対象物Tの種類を識別する。判定用入力データは、種類が未知の対象物Tに対する、伝達特性算出部212aで算出した伝達特性と、弾性率算出部212bで算出した弾性率と、画像特徴抽出部212cで抽出した画像特徴とを含む。 The learned classifier 213a identifies the type of the object T by inputting the following input data for determination to the object T whose type is unknown. The input data for determination includes the transmission characteristics calculated by the transmission characteristic calculation unit 212a, the elastic modulus calculated by the elastic modulus calculation unit 212b, and the image features extracted by the image feature extraction unit 212c for the object T of unknown type. including.

記憶部220には、制御部210で稼働するプログラムや上記の各種の教師データのような識別処理に必要なデータが記録されている。 The storage unit 220 records data necessary for identification processing such as the program operated by the control unit 210 and the various teacher data described above.

表示部230は、判定部213の判定結果を表示する部位である。表示部230は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、またはプラズマディスプレイ等により構成される。 The display unit 230 is a portion that displays the determination result of the determination unit 213. The display unit 230 is composed of, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, a plasma display, or the like.

図7は、本実施形態の識別方法を示すフローチャートである。図8は、図7における伝達特性の算出(ステップS7−1)の詳細を示すフローチャートである。図9は、図7における弾性率の算出(ステップS7−2)の詳細を示すフローチャートである。図10は、画像特徴の抽出(ステップS7−3)の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing the identification method of the present embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing the details of the calculation of the transmission characteristic (step S7-1) in FIG. 7. FIG. 9 is a flowchart showing the details of the calculation of the elastic modulus in FIG. 7 (step S7-2). FIG. 10 is a flowchart showing details of image feature extraction (step S7-3).

識別処理を開始すると、伝達特性の算出(ステップS7−1)、弾性率の算出(ステップS7−2)、および画像特徴の抽出(ステップS7−3)を順に実行する。 When the identification process is started, the transfer characteristics are calculated (step S7-1), the elastic modulus is calculated (step S7-2), and the image features are extracted (step S7-3) in this order.

伝達特性の算出(ステップS7−1)では、振動制御部211aによって振動印加部121を制御し、対象物Tに振動を印加する(ステップS8−1)。その際に、加速度計測部131によって対象物Tの加速度を計測する(ステップS8−2)。当該振動と当該加速度から伝達特性算出部212aによって伝達特性を算出する(ステップS8−3)。詳細については、例を挙げて後述するが、本実施形態では所定の押圧力で所定時間対象物Tを押圧し、計測された加速度について高速フーリエ変換を実行し、得られた結果を加算平均することで伝達特性が得られる。即ち、伝達特性として各周波数に対するゲイン値のグラフが得られる。伝達特性は、対象物Tの種類に応じてゲイン値のピークの大きさ、ゲイン値のピークをとる周波数、および周波数変化に対するゲイン値の増減傾向などが異なる。 In the calculation of the transmission characteristic (step S7-1), the vibration control unit 211a controls the vibration application unit 121 to apply vibration to the object T (step S8-1). At that time, the acceleration measurement unit 131 measures the acceleration of the object T (step S8-2). The transmission characteristic is calculated by the transmission characteristic calculation unit 212a from the vibration and the acceleration (step S8-3). Details will be described later with an example, but in the present embodiment, the object T is pressed for a predetermined time with a predetermined pressing force, a fast Fourier transform is performed on the measured acceleration, and the obtained results are added and averaged. As a result, transmission characteristics can be obtained. That is, a graph of the gain value for each frequency is obtained as the transmission characteristic. The transmission characteristics differ depending on the type of the object T, such as the magnitude of the peak of the gain value, the frequency at which the peak of the gain value is taken, and the tendency of the gain value to increase or decrease with respect to the frequency change.

弾性率の算出(ステップS7−2)では、駆動制御部211bによって押圧部121を制御し、押圧部121から対象物Tに押圧力を付加する(ステップS9−1)。このとき、押圧力計測部171にて計測する押圧力が所定の荷重となるまで押圧し、その際の押圧部121の移動量(即ち、対象物Tの変位量)を変位計測部によって計測する(ステップS9−2)。そして、弾性率算出部212bによって、当該押圧力と当該変位量との関係として対象物Tの弾性率を算出する(ステップS9−3)。 In the calculation of the elastic modulus (step S7-2), the pressing unit 121 is controlled by the drive control unit 211b, and the pressing force is applied from the pressing unit 121 to the object T (step S9-1). At this time, the pressing force measured by the pressing force measuring unit 171 is pressed until it reaches a predetermined load, and the moving amount of the pressing unit 121 (that is, the displacement amount of the object T) at that time is measured by the displacement measuring unit. (Step S9-2). Then, the elastic modulus calculation unit 212b calculates the elastic modulus of the object T as the relationship between the pressing force and the displacement amount (step S9-3).

画像特徴の抽出(ステップS7−3)では、撮像制御部211cによって撮像部180を制御し、撮像部180によって対象物Tを撮像する(ステップS10−1)。そして、画像特徴抽出部212cによって、撮像部180で撮像した対象物Tの画像データから対象物Tの画像特徴を抽出する(ステップS10−2)。 In the extraction of image features (step S7-3), the image pickup unit 180 is controlled by the image pickup control unit 211c, and the object T is imaged by the image pickup unit 180 (step S10-1). Then, the image feature extraction unit 212c extracts the image feature of the object T from the image data of the object T imaged by the image pickup unit 180 (step S10-2).

上記のようにして、伝達特性と、弾性率と、画像特徴とを取得すると(ステップS7−1〜S7−3)、それらを判定用入力データとして識別器213aを利用して種類が未知の対象物Tの種類を判定する(ステップS7−4)。識別器213aは、様々な対象物Tの種類と伝達特性と、弾性率と、画像特徴との相関関係を学習済みであるため、識別器213aに伝達特性と、弾性率と、画像特徴とを判定用入力データとして入力することにより、対象物Tの種類を高精度に識別できる。ここで得られた対象物Tの種類は、表示部230に表示される(ステップS7−5)。 When the transfer characteristics, elastic modulus, and image features are acquired as described above (steps S7-1 to S7-3), the type of the object is unknown using the classifier 213a as input data for determination. The type of the object T is determined (step S7-4). Since the classifier 213a has already learned the correlation between the types and transmission characteristics of various objects T, the elastic modulus, and the image feature, the classifier 213a is provided with the transfer characteristic, the elastic modulus, and the image feature. By inputting as the input data for determination, the type of the object T can be identified with high accuracy. The type of the object T obtained here is displayed on the display unit 230 (step S7-5).

本実施形態は、上記方法を構成する各ステップをコンピュータに実行させるプログラムによって実現してもよい。当該プログラムを実行することによっても、上記方法と同様の作用効果を得ることができる。換言すると、これは上記方法を使用しているとも言える。 The present embodiment may be realized by a program that causes a computer to execute each step constituting the above method. By executing the program, the same effect as the above method can be obtained. In other words, it can be said that it uses the above method.

また、上記構成および方法では、3つの入力データ(伝達特性、弾性率、および画像特徴)を利用する例を説明したが、必要に応じて弾性率および画像特徴については省略されてもよい。この場合、ステップS7−2およびステップS7−3の処理並びにそれらに関する構成および方法については省略され得る。 Further, in the above configuration and method, an example of using three input data (transmission characteristic, elastic modulus, and image feature) has been described, but the elastic modulus and image feature may be omitted if necessary. In this case, the processing of steps S7-2 and S7-3 and the configurations and methods related thereto may be omitted.

以下では、本実施形態の適用例として、5つの対象物T1〜T5(図11参照)を識別する場合を説明する。 Hereinafter, as an application example of the present embodiment, a case where five objects T1 to T5 (see FIG. 11) are identified will be described.

図11は、5つの卵形状の対象物T1〜T5の斜視図を示している。対象物T1〜T5は、外観上類似しているが、それぞれ、プラスチック製卵、木製卵、ゴム製卵、殻付きのゆで卵、および殻なしのゆで卵である。 FIG. 11 shows a perspective view of five egg-shaped objects T1 to T5. Objects T1 to T5 are similar in appearance, but are plastic eggs, wooden eggs, rubber eggs, shelled boiled eggs, and shellless boiled eggs, respectively.

まず、対象物T1〜T5の伝達特性による差異を確認する。具体的には、押圧部121による対象物T1〜T5に対する押圧力が0.5Nになるまで押圧した状態で、振動印加部121によって広帯域周波数の振動を24秒間印加し、加速度計測部131によって対象物T1〜T5の加速度を計測した。それらの計測結果を高速フーリエ変換したものを加算平均し、得られた伝達特性を図12〜16に示す。 First, the difference due to the transmission characteristics of the objects T1 to T5 is confirmed. Specifically, while the pressing unit 121 presses the objects T1 to T5 until the pressing pressure reaches 0.5 N, the vibration applying unit 121 applies a wideband frequency vibration for 24 seconds, and the acceleration measuring unit 131 applies the target. The acceleration of objects T1 to T5 was measured. High-speed Fourier transforms of these measurement results are added and averaged, and the obtained transfer characteristics are shown in FIGS. 12 to 16.

図12〜16では、横軸が周波数(Hz)を示し、縦軸がゲイン値(dB)を示している。図12はプラスチック製卵(対象物T1)の伝達特性を示し、図13は木製卵(対象物T2)の伝達特性を示し、図14はゴム製卵(対象物T3)の伝達特性を示し、図15は殻付きのゆで卵の伝達特性(対象物T4)を示し、図16は殻なしのゆで卵(対象物T5)の伝達特性を示している。 In FIGS. 12 to 16, the horizontal axis represents the frequency (Hz) and the vertical axis represents the gain value (dB). FIG. 12 shows the transmission characteristics of the plastic egg (object T1), FIG. 13 shows the transmission characteristics of the wooden egg (object T2), and FIG. 14 shows the transmission characteristics of the rubber egg (object T3). FIG. 15 shows the transmission characteristics of a boiled egg with a shell (object T4), and FIG. 16 shows the transmission characteristics of a boiled egg without a shell (object T5).

図12〜16を参照して、対象物T1〜T5の種類に応じてピーク値の大きさ、ピーク値をとる周波数、周波数変化に対するゲイン値の増減傾向などが異なっていることが確認できる。従って、このような伝達特性と対象物T1〜T5との関係を教師データとして学習済みの識別器213aを利用することによって、伝達特性に基づいた対象物T1〜T5の識別が可能となる。特に、このような機械学習を利用した識別器213aを利用することによって、人間には判別が困難となり得る伝達特性を判定用入力データとして入力した場合であっても高精度の識別が可能となり得る。 With reference to FIGS. 12 to 16, it can be confirmed that the magnitude of the peak value, the frequency at which the peak value is taken, the increasing / decreasing tendency of the gain value with respect to the frequency change, and the like are different depending on the types of the objects T1 to T5. Therefore, by using the classifier 213a that has already learned the relationship between the transmission characteristics and the objects T1 to T5 as teacher data, the objects T1 to T5 can be identified based on the transmission characteristics. In particular, by using the classifier 213a using such machine learning, highly accurate discrimination may be possible even when transmission characteristics that may be difficult for humans to discriminate are input as input data for judgment. ..

本発明の具体的な適用例としては、散らかった様々な物品を識別して所定の場所へと収納する片付けロボット、ビルの外壁またはトンネルの内壁などの構造物の損傷を確認する点検ロボット、および積層構造、割れ、空隙などの岩石の内部状態を探査可能な惑星表面探査ロボットなどが挙げられる。特に、このように識別対象が限定される条件下においては、使用する教師データも限られるため、一層正確な識別が可能となり得る。 Specific application examples of the present invention include a cleanup robot that identifies various cluttered articles and stores them in a predetermined place, an inspection robot that checks for damage to structures such as an outer wall of a building or an inner wall of a tunnel, and an inspection robot. Examples include planetary surface exploration robots that can explore the internal state of rocks such as laminated structures, cracks, and voids. In particular, under such conditions where the identification target is limited, the teacher data used is also limited, so that more accurate identification may be possible.

また、本実施形態では、ロボットハンド110が2つの指部材120,130を有している例を記載しているが、このような指部材は3つ以上であってもよい。例えば、ロボットハンド110は、振動印加部121が取り付けられた1つの指部材と、加速度計測部131が取り付けられた2つ以上の指部材とを有してもよい。また、振動印加部121と押圧部121を一体の構成としているが、それぞれ別の指部材を用意してもよい。 Further, in the present embodiment, an example in which the robot hand 110 has two finger members 120 and 130 is described, but the number of such finger members may be three or more. For example, the robot hand 110 may have one finger member to which the vibration application unit 121 is attached and two or more finger members to which the acceleration measurement unit 131 is attached. Further, although the vibration applying portion 121 and the pressing portion 121 are integrally formed, different finger members may be prepared for each.

上記実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the above embodiment, the following effects are exhibited.

振動印加部121から対象物Tに振動を印加し、加速度計測部131で対象物Tの加速度を計測し、伝達特性算出部212aによって振動から加速度への伝達特性を算出する。識別器213aは、様々な対象物Tの種類と伝達特性との相関関係を学習済みであるため、種類が未知の対象物Tに対する伝達特性が与えられた場合に、当該学習済みの相関関係に基づいて対象物Tの種類を判定できる。このように本実施形態では、外観上では判別し難い対象物Tであっても、対象物Tの種類を高精度に識別できる。 Vibration is applied to the object T from the vibration application unit 121, the acceleration of the object T is measured by the acceleration measurement unit 131, and the transmission characteristic from vibration to acceleration is calculated by the transmission characteristic calculation unit 212a. Since the classifier 213a has learned the correlation between various types of the object T and the transmission characteristics, when the transmission characteristics for the object T of unknown type are given, the learned correlation is obtained. The type of the object T can be determined based on the above. As described above, in the present embodiment, the type of the object T can be identified with high accuracy even if the object T is difficult to discriminate in appearance.

また、本実施形態では、ロボットハンド110によって様々な対象物の種類を識別できる。特に、人間が触れると危険な対象物Tの識別や人間が行動し難い環境における識別なども可能となる。 Further, in the present embodiment, the robot hand 110 can identify various types of objects. In particular, it is possible to identify an object T that is dangerous when touched by a human, or in an environment where it is difficult for a human to act.

また、押圧部121から対象物Tに押圧力を付加し、力変位計測部170で押圧部121の押圧力と対象物Tの変位量を計測し、弾性率算出部212bによって押圧力と変位量との関係として弾性率を算出する。識別器213aは、教師データとして弾性率と対象物Tの種類との相関関係を学習済みであるため、種類が未知の対象物Tに対する弾性率が与えられた場合に、当該学習済みの相関関係に基づいて対象物の種類を高精度に判定できる。 Further, a pressing force is applied from the pressing unit 121 to the object T, the pressing force of the pressing unit 121 and the displacement amount of the object T are measured by the force displacement measuring unit 170, and the pressing force and the displacement amount are measured by the elastic modulus calculation unit 212b. The elastic modulus is calculated as the relationship with. Since the classifier 213a has learned the correlation between the elastic modulus and the type of the object T as teacher data, the learned correlation is given when the elastic modulus with respect to the object T of unknown type is given. The type of object can be determined with high accuracy based on.

また、撮像部180によって対象物Tを撮像して画像データを生成し、画像特徴抽出部212cによって画像データから対象物Tの画像特徴を抽出する。識別器213aは、教師データとして画像特徴と対象物の種類との相関関係を学習済みであるため、種類が未知の対象物Tに対して画像特徴が与えられた場合に、当該学習済みの相関関係に基づいて対象物Tの種類を高精度に判定できる。 Further, the image pickup unit 180 images the object T to generate image data, and the image feature extraction unit 212c extracts the image feature of the object T from the image data. Since the classifier 213a has learned the correlation between the image feature and the type of the object as teacher data, when the image feature is given to the object T whose type is unknown, the learned correlation is given. The type of the object T can be determined with high accuracy based on the relationship.

また、振動子121aが伸縮して対象物Tに振動を印加する際に、対象物Tから振動子121aに付加されるおそれのある剪断力を第1支持部121bによって受けることができる。換言すれば、第1支持部121bによって対象物Tを支持しながら振動子121aによる振動の印加を実現できる。従って、振動子121aの伸縮方向における振動の印加に対して剪断方向の影響を抑制し、安定して振動を印加できるため、安定した伝達特性を取得できる。また、これにより振動子121aに対して剪断力が付加されることを抑制できるため、振動子121aの損傷も抑制できる。 Further, when the vibrator 121a expands and contracts to apply vibration to the object T, the first support portion 121b can receive a shearing force that may be applied to the vibrator 121a from the object T. In other words, it is possible to realize the application of vibration by the vibrator 121a while supporting the object T by the first support portion 121b. Therefore, the influence of the shearing direction on the application of vibration in the expansion / contraction direction of the vibrator 121a can be suppressed, and the vibration can be stably applied, so that stable transmission characteristics can be obtained. Further, since it is possible to suppress the application of a shearing force to the vibrator 121a, damage to the vibrator 121a can also be suppressed.

また、振動子121aおよび第1支持部121bが質量体121dに保持されているため、振動子121aおよび第1支持部121bが質量体121dから慣性による反力を得ることができる。即ち、対象物Tに対して安定して振動を印加できる。また、振動子121aおよび第1支持部121bが第1付勢部121eによって質量体121dを介して対象物T方向へ付勢されるため、振動子121aおよび第1支持部121bを対象物Tに確実に接触させることができる。 Further, since the vibrator 121a and the first support portion 121b are held by the mass body 121d, the vibrator 121a and the first support portion 121b can obtain a reaction force due to inertia from the mass body 121d. That is, vibration can be stably applied to the object T. Further, since the vibrator 121a and the first support portion 121b are urged by the first biasing portion 121e in the direction of the object T via the mass body 121d, the vibrator 121a and the first support portion 121b are used as the object T. It can be reliably contacted.

図17は、図2の振動印加部121の変形例を示す部分断面図である。振動印加部121の第1付勢部121eは、図2に示すようなコイルばねの態様に代えて、図17に示すようにヒンジ部123bに取り付けられ、ヒンジ部123bの駆動を弾性化するバンパーの態様としてもよい。さらに言えば、第1付勢部121eは、各ヒンジ部のアクチュエータ(図示せず)を柔軟にトルク制御することによって代替されてもよい。 FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing a modified example of the vibration applying portion 121 of FIG. The first urging portion 121e of the vibration applying portion 121 is attached to the hinge portion 123b as shown in FIG. 17 instead of the mode of the coil spring as shown in FIG. 2, and is a bumper that makes the drive of the hinge portion 123b elastic. May be the embodiment of. Furthermore, the first urging portion 121e may be replaced by flexibly torque-controlling an actuator (not shown) of each hinge portion.

また、振動印加部121によって対象物Tに振動が印加された際に、対象物Tから加速度センサ131aに付加される剪断力を第2支持部131bによって受けることができる。換言すれば、第2支持部131bによって対象物Tを支持しながら加速度センサ131aによる加速度の計測を実現できる。従って、対象物Tの加速度を安定して計測でき、安定した伝達特性が得られる。また、これにより加速度センサ131aに対して剪断力が付加されることを抑制できるため、加速度センサ131aの損傷も抑制できる。 Further, when vibration is applied to the object T by the vibration application unit 121, the second support unit 131b can receive the shearing force applied from the object T to the acceleration sensor 131a. In other words, it is possible to measure the acceleration by the acceleration sensor 131a while supporting the object T by the second support portion 131b. Therefore, the acceleration of the object T can be measured stably, and stable transmission characteristics can be obtained. Further, since it is possible to suppress the application of shearing force to the acceleration sensor 131a, damage to the acceleration sensor 131a can also be suppressed.

また、加速度センサ131aが第2付勢部131eによって対象物T方向へ付勢されるため、加速度センサ131aを対象物に確実に接触させることができる。 Further, since the acceleration sensor 131a is urged in the T direction of the object by the second urging portion 131e, the acceleration sensor 131a can be surely brought into contact with the object.

(第2実施形態)
図18に示す第2実施形態の識別装置10は、人間の手に装着する計測装置100を使用する。計測装置100に関する構成以外は、第1実施形態の識別装置10の構成と実質的に同じである。従って、第1実施形態にて示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
(Second Embodiment)
The identification device 10 of the second embodiment shown in FIG. 18 uses a measuring device 100 worn on a human hand. Except for the configuration related to the measuring device 100, the configuration is substantially the same as the configuration of the identification device 10 of the first embodiment. Therefore, the same parts as those shown in the first embodiment may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

本実施形態では、計測装置100は、対象物Tに接触可能なように、人間の手に装着される。計測装置100は、人差し指に装着される第1の装着具125と、親指に装着される第2の装着具135と、手首に装着される手首ホルダ141とを有している。 In the present embodiment, the measuring device 100 is attached to a human hand so that it can come into contact with the object T. The measuring device 100 has a first attachment 125 attached to the index finger, a second attachment 135 attached to the thumb, and a wrist holder 141 attached to the wrist.

第1の装着具125には、振動印加部121が取り付けられており、第2の装着具135には、加速度計測部131が取り付けられている。振動印加部121と加速度計測部131は、それぞれ指の腹側に取り付けられ、互いに対向し、対象物Tを挟み込むことができるように装着される。ただし、本実施形態においても、対象物Tを把持する必要はなく、把持以外の態様で対象物Tと接触するようにしてもよい。 A vibration application unit 121 is attached to the first attachment 125, and an acceleration measurement unit 131 is attached to the second attachment 135. The vibration application unit 121 and the acceleration measurement unit 131 are attached to the ventral side of the finger, facing each other, and are attached so that the object T can be sandwiched. However, also in this embodiment, it is not necessary to grip the object T, and the object T may be brought into contact with the object T in a mode other than gripping.

第1の装着具125と、第2の装着具135と、手首ホルダ141とは、リンク142a〜142cおよびヒンジ部143a〜143cを介して機械的に接続されている。ヒンジ部143a〜143cには図示しない角度検出器が設けられており、振動印加部121および加速度計測部131の移動量を計測できるようになっている。 The first fitting 125, the second fitting 135, and the wrist holder 141 are mechanically connected via links 142a to 142c and hinge portions 143a to 143c. Angle detectors (not shown) are provided on the hinge portions 143a to 143c so that the movement amounts of the vibration application unit 121 and the acceleration measurement unit 131 can be measured.

本実施形態の識別装置10の作用効果については第1実施形態と実質的に同様である。ただし、本実施形態では、人間が対象物Tの種類を識別したい場合に直感的に操作できる。即ち、第1の装着具125および第2の装着具135を手に装着して識別したい対象物Tに触れることで対象物Tの種類を容易に識別できる。 The operation and effect of the identification device 10 of the present embodiment are substantially the same as those of the first embodiment. However, in the present embodiment, when a human wants to identify the type of the object T, it can be operated intuitively. That is, the type of the object T can be easily identified by wearing the first attachment 125 and the second attachment 135 in the hand and touching the object T to be identified.

本実施形態の変形例として、詳細を図示しないが、手の平に対して装着するグローブ状の計測装置100を使用してもよい。即ち、第1の装着具125および第2の装着具135のように振動印加部121および加速度計測部131をそれぞれ指先に配置するのではなく、これらが手の平上に位置するように構成されてもよい。 As a modification of the present embodiment, although details are not shown, a glove-shaped measuring device 100 worn on the palm may be used. That is, even if the vibration application unit 121 and the acceleration measurement unit 131 are not arranged at the fingertips as in the first attachment 125 and the second attachment 135, but are configured to be located on the palm of the hand. good.

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。 Although specific embodiments of the present invention and variations thereof have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

10 識別装置
100 計測装置
110 ロボットハンド
120 第1の指部材
121 振動印加部(押圧部)
121a 振動子
121b 第1支持部
121c 滑り止め部材
121d 質量体
121e 第1付勢部
121f 連結具
121g スライド機構
122a〜122c リンク
123a〜123c ヒンジ部
125 第1の装着具
130 第2の指部材
131 加速度計測部
131a 加速度センサ
131b 第2支持部
131c 滑り止め部材
131d 連結具
131e 第2付勢部
132a〜132c リンク
133a〜133c ヒンジ部
135 第2の装着具
140 基部
141 手首ホルダ
142a〜142c リンク
143a〜143c ヒンジ部
170 力変位計測部
171 押圧力計測部
180 撮像部
200 コントローラユニット
210 制御部
211 動作管理部
211a 振動制御部
211a1 信号発生部
211a2 信号増幅部
211b 駆動制御部
211c 撮像制御部
212 演算部
212a 伝達特性算出部
212b 弾性率算出部
212c 画像特徴抽出部
213 判定部
213a 識別器
220 記憶部
230 表示部
10 Identification device 100 Measuring device 110 Robot hand 120 First finger member 121 Vibration application part (pressing part)
121a Oscillator 121b First support 121c Non-slip member 121d Mass body 121e First urging part 121f Connector 121g Slide mechanism 122a to 122c Link 123a to 123c Hing part 125 First attachment 130 Second finger member 131 Acceleration Measuring unit 131a Accelerometer 131b Second support 131c Non-slip member 131d Connector 131e Second bias 132a to 132c Link 133a to 133c Hinge 135 Second attachment 140 Base 141 Wrist holder 142a to 142c Link 143a to 143c Hing part 170 Force displacement measurement unit 171 Push pressure measurement unit 180 Imaging unit 200 Controller unit 210 Control unit 211 Operation control unit 211a Vibration control unit 211a1 Signal generation unit 211a2 Signal amplification unit 211b Drive control unit 211c Imaging control unit 212 Calculation unit 212a Transmission Characteristic calculation unit 212b Elasticity calculation unit 212c Image feature extraction unit 213 Judgment unit 213a Discriminator 220 Storage unit 230 Display unit

Claims (11)

対象物の種類を識別する識別装置であって、
前記対象物に振動を印加する振動印加部および前記対象物の加速度を計測する加速度計測部を有する計測装置と、
前記対象物に対して前記振動印加部で印加した振動から前記加速度計測部で計測した加速度への伝達特性を算出する伝達特性算出部と、
種類が既知の前記対象物に対して前記伝達特性算出部で算出した伝達特性を教師用入力データとし、前記対象物の種類を教師用出力データとし、前記教師用入力データと前記教師用出力データとの相関関係を学習済みの識別器と、
種類が未知の前記対象物に対して前記伝達特性算出部で算出した伝達特性を判定用入力データとして前記識別器を利用して種類が未知の前記対象物の種類を判定する判定部と
を備える、識別装置。
An identification device that identifies the type of object
A measuring device having a vibration application unit that applies vibration to the object and an acceleration measurement unit that measures the acceleration of the object.
A transmission characteristic calculation unit that calculates the transmission characteristics from the vibration applied by the vibration application unit to the acceleration measured by the acceleration measurement unit with respect to the object.
The transmission characteristics calculated by the transmission characteristic calculation unit for the object whose type is known are used as teacher input data, the type of the object is used as teacher output data, and the teacher input data and the teacher output data. With a classifier that has learned the correlation with
It is provided with a determination unit for determining the type of the object of unknown type by using the classifier as input data for determination using the transmission characteristic calculated by the transmission characteristic calculation unit for the object of unknown type. , Identification device.
前記計測装置は、第1の指部材および第2の指部材を有するロボットハンドを備え、
前記第1の指部材には、前記振動印加部が取り付けられており、
前記第2の指部材には、前記加速度計測部が取り付けられている、請求項1に記載の識別装置。
The measuring device includes a robot hand having a first finger member and a second finger member.
The vibration applying portion is attached to the first finger member.
The identification device according to claim 1, wherein the acceleration measuring unit is attached to the second finger member.
前記計測装置は、人間の手に装着する第1の装着具および第2の装着具を備え、
前記第1の装着具には、前記振動印加部が取り付けられており、
前記第2の装着具には、前記加速度計測部が取り付けられている、請求項1に記載の識別装置。
The measuring device includes a first fitting and a second fitting to be worn on a human hand.
The vibration application portion is attached to the first fitting.
The identification device according to claim 1, wherein the acceleration measuring unit is attached to the second attachment.
前記計測装置は、前記対象物を押圧する押圧部および前記押圧部の押圧力と前記対象物の変位量を計測する力変位計測部を備え、
前記力変位計測部によって計測された前記押圧力と前記変位量との関係として前記対象物の弾性率を算出する弾性率算出部とをさらに備える識別装置であって、
前記識別器は、種類が既知の前記対象物に対して前記弾性率算出部で算出した弾性率を前記教師用入力データとしてさらに学習済みであり、
前記判定部は、種類が未知の前記対象物に対して前記弾性率算出部で算出した弾性率を前記判定用入力データとしてさらに含む、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の識別装置。
The measuring device includes a pressing unit that presses the object and a force displacement measuring unit that measures the pressing force of the pressing unit and the displacement amount of the object.
An identification device further comprising an elastic modulus calculation unit that calculates the elastic modulus of the object as a relationship between the pressing force measured by the force displacement measuring unit and the displacement amount.
The classifier has already learned the elastic modulus calculated by the elastic modulus calculation unit for the object of known type as the input data for the teacher.
The item according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit further includes the elastic modulus calculated by the elastic modulus calculation unit for the object of unknown type as input data for determination. Identification device.
前記対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した前記対象物の画像データから前記対象物の画像特徴を抽出する画像特徴抽出部と
をさらに備える識別装置であって、
前記識別器は、種類が既知の前記対象物に対して前記画像特徴抽出部で抽出した前記画像特徴を前記教師用入力データとしてさらに学習済みであり、
前記判定部は、種類が未知の前記対象物に対して前記画像特徴抽出部で抽出した前記画像特徴を前記判定用入力データとしてさらに含む、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の識別装置。
An imaging unit that images the object,
An identification device further comprising an image feature extraction unit that extracts image features of the object from the image data of the object captured by the imaging unit.
The classifier has further learned the image features extracted by the image feature extraction unit from the object of known type as the input data for the teacher.
The item according to any one of claims 1 to 4, wherein the determination unit further includes the image feature extracted by the image feature extraction unit for the object of unknown type as input data for determination. Identification device.
前記振動印加部は、電気信号により伸縮する振動子と、前記振動子の周囲において前記振動子とともに前記対象物と接触する第1支持部とを備える、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の識別装置。 Any one of claims 1 to 5, wherein the vibration applying portion includes a vibrator that expands and contracts by an electric signal, and a first support portion that comes into contact with the object together with the vibrator around the vibrator. The identification device described in the section. 前記振動印加部は、前記振動子および前記第1支持部を保持する質量体と、前記質量体を介して前記振動子および前記第1支持部を前記対象物へ向かって付勢する第1付勢部とを備える、請求項6に記載の識別装置。 The vibration application portion includes a mass body that holds the vibrator and the first support portion, and a first attachment that urges the vibrator and the first support portion toward the object via the mass body. The identification device according to claim 6, further comprising a force unit. 前記加速度計測部は、加速度を計測する加速度センサと、前記加速度センサの周囲において前記加速度センサとともに前記対象物と接触する第2支持部とを備える、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の識別装置。 Any one of claims 1 to 7, wherein the acceleration measuring unit includes an acceleration sensor that measures acceleration and a second support unit that comes into contact with the object together with the acceleration sensor around the acceleration sensor. The identification device described in. 前記加速度計測部は、前記加速度センサを前記対象物へ向かって付勢する第2付勢部を備える、請求項8に記載の識別装置。 The identification device according to claim 8, wherein the acceleration measuring unit includes a second urging unit that urges the acceleration sensor toward the object. 対象物の種類を識別する識別方法であって、
前記対象物に振動を印加して前記対象物の加速度を計測し、
前記対象物に対して印加した前記振動からで計測した前記加速度への伝達特性を算出し、
種類が既知の前記対象物に対して前記伝達特性を教師用入力データとし、前記対象物の種類を教師用出力データとし、前記教師用入力データと前記教師用出力データとの相関関係を学習済みの識別器を利用することにより、種類が未知の前記対象物に対して前記伝達特性を判定用入力データとして種類が未知の前記対象物の種類を判定する
ことを含む、識別方法。
An identification method that identifies the type of object
Vibration is applied to the object to measure the acceleration of the object, and the object is measured.
The transmission characteristic to the acceleration measured from the vibration applied to the object was calculated.
For the object of known type, the transmission characteristic is used as teacher input data, the type of the object is used as teacher output data, and the correlation between the teacher input data and the teacher output data has been learned. A discrimination method including determining the type of the object of unknown type by using the discriminator of the above as input data for determination of the transmission characteristic for the object of unknown type.
対象物の種類を識別するためのプログラムであって、
前記対象物に振動を印加するとともに前記対象物の加速度を計測し、
前記対象物に対して印加した前記振動から計測した前記加速度への伝達特性を算出し、
種類が既知の前記対象物に対して前記伝達特性を教師用入力データとし、前記対象物の種類を教師用出力データとし、前記教師用入力データと前記教師用出力データとの相関関係を学習済みの識別器を利用することにより、種類が未知の前記対象物に対して前記伝達特性を判定用入力データとして種類が未知の前記対象物の種類を判定する
ようにコンピュータを機能させる、プログラム。
A program for identifying the type of object
Vibration is applied to the object and the acceleration of the object is measured.
The transmission characteristic to the acceleration measured from the vibration applied to the object is calculated.
For the object whose type is known, the transmission characteristic is used as the input data for the teacher, the type of the object is used as the output data for the teacher, and the correlation between the input data for the teacher and the output data for the teacher has been learned. A program that makes a computer function so as to determine the type of the object of unknown type by using the transmission characteristic as input data for determination for the object of unknown type by using the classifier of the above.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639836A (en) * 1986-07-01 1988-01-16 Oki Electric Ind Co Ltd Hardness discriminating method by robot hand
JPH04260160A (en) * 1991-02-15 1992-09-16 Fuji Electric Co Ltd Neurocomputer
JP2001310280A (en) * 2000-04-26 2001-11-06 Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti Grasping data input device
JP2008151538A (en) * 2006-12-14 2008-07-03 Matsushita Electric Works Ltd Device for inspecting inside
JP2009136939A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Toyota Industries Corp Robot hand
US20160025615A1 (en) * 2014-07-22 2016-01-28 SynTouch, LLC Method and applications for measurement of object tactile properties based on how they likely feel to humans
US20160107316A1 (en) * 2014-10-16 2016-04-21 Technische Universität München Tactile sensor
JP2019051569A (en) * 2017-09-14 2019-04-04 株式会社東芝 Holding device, handling device, and detection device
JP2020023050A (en) * 2019-11-08 2020-02-13 株式会社Preferred Networks Tactile information estimation device, tactile information estimation method and program

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639836A (en) * 1986-07-01 1988-01-16 Oki Electric Ind Co Ltd Hardness discriminating method by robot hand
JPH04260160A (en) * 1991-02-15 1992-09-16 Fuji Electric Co Ltd Neurocomputer
JP2001310280A (en) * 2000-04-26 2001-11-06 Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti Grasping data input device
JP2008151538A (en) * 2006-12-14 2008-07-03 Matsushita Electric Works Ltd Device for inspecting inside
JP2009136939A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Toyota Industries Corp Robot hand
US20160025615A1 (en) * 2014-07-22 2016-01-28 SynTouch, LLC Method and applications for measurement of object tactile properties based on how they likely feel to humans
US20160107316A1 (en) * 2014-10-16 2016-04-21 Technische Universität München Tactile sensor
JP2019051569A (en) * 2017-09-14 2019-04-04 株式会社東芝 Holding device, handling device, and detection device
JP2020023050A (en) * 2019-11-08 2020-02-13 株式会社Preferred Networks Tactile information estimation device, tactile information estimation method and program

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