Search

DE-112022006819-B4 - FIXIERZUSTAND-BESTIMMUNGSSYSTEM, HANDSCHUH, INFORMATIONSVERARBEITUNGSEINRICHTUNG, FIXIERZUSTAND-BESTIMMUNGSVERFAHREN UND FIXIERZUSTAND-BESTIMMUNGSPROGRAMM

DE112022006819B4DE 112022006819 B4DE112022006819 B4DE 112022006819B4DE-112022006819-B4

Abstract

Fixierzustand-Bestimmungssystem (500), das einen Handschuh (200) umfasst, den eine Bedienperson (10) trägt, um ein Zielobjekt (300) zu ergreifen, und das einen Fixierzustand des Zielobjekts (300) bestimmt, wobei das Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) umfasst: eine Fotografiereinrichtung (201), die an einer Position des Handschuhs (200) platziert ist, die einem Abschnitt zwischen einem Paar von Fingern entspricht, die das Zielobjekt (300) ergreifen, um das von dem Paar von Fingern ergriffene Zielobjekt (300) als ein Zielbild (25) zu fotografieren; eine Position-und-Lage-Ermittlungseinheit (110), um eine Position und Lage des Zielobjekts (300) unter Verwendung des Zielbildes (25) zu ermitteln; eine Bereichsberechnungseinheit (120), um eine Bewegung einer Fingerspitze der Bedienperson (10) unter Verwendung des Zielbildes (25) zu analysieren, und um einen Fingerspitzenbewegungsbereich, der ein Bewegungsbereich einer Position einer Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10) ist, zu berechnen; eine Kontaktposition-Berechnungseinheit (130), um eine Kontaktposition der Fingerspitze auf dem Zielobjekt (300) auf der Grundlage der Position und Lage des Zielobjekts (300) und des Fingerspitzenbewegungsbereichs zu berechnen; und eine Bestimmungseinheit (140), um den Fixierzustand des Zielobjekts (300) auf der Grundlage von einer Verschiebung des Zielobjekts (300) und Anregungskraftinformationen (26), die Informationen über eine Anregungskraft an der Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt (300) sind, zu bestimmen.

Inventors

  • Kotaro Fukui
  • Keishi Nishikawa

Assignees

  • MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION

Dates

Publication Date
20260507
Application Date
20220517

Claims (16)

  1. Fixierzustand-Bestimmungssystem (500), das einen Handschuh (200) umfasst, den eine Bedienperson (10) trägt, um ein Zielobjekt (300) zu ergreifen, und das einen Fixierzustand des Zielobjekts (300) bestimmt, wobei das Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) umfasst: eine Fotografiereinrichtung (201), die an einer Position des Handschuhs (200) platziert ist, die einem Abschnitt zwischen einem Paar von Fingern entspricht, die das Zielobjekt (300) ergreifen, um das von dem Paar von Fingern ergriffene Zielobjekt (300) als ein Zielbild (25) zu fotografieren; eine Position-und-Lage-Ermittlungseinheit (110), um eine Position und Lage des Zielobjekts (300) unter Verwendung des Zielbildes (25) zu ermitteln; eine Bereichsberechnungseinheit (120), um eine Bewegung einer Fingerspitze der Bedienperson (10) unter Verwendung des Zielbildes (25) zu analysieren, und um einen Fingerspitzenbewegungsbereich, der ein Bewegungsbereich einer Position einer Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10) ist, zu berechnen; eine Kontaktposition-Berechnungseinheit (130), um eine Kontaktposition der Fingerspitze auf dem Zielobjekt (300) auf der Grundlage der Position und Lage des Zielobjekts (300) und des Fingerspitzenbewegungsbereichs zu berechnen; und eine Bestimmungseinheit (140), um den Fixierzustand des Zielobjekts (300) auf der Grundlage von einer Verschiebung des Zielobjekts (300) und Anregungskraftinformationen (26), die Informationen über eine Anregungskraft an der Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt (300) sind, zu bestimmen.
  2. Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) nach Anspruch 1 , wobei der Handschuh (200) einen Marker (204) an einer Position aufweist, die einer Innenseite eines proximalen Fingerglieds jedes Fingers der Bedienperson (10) entspricht, wobei die Fotografiereinrichtung (201) das Zielbild (25) fotografiert, das die Position des Markers (204) zu dem Zeitpunkt enthält, wenn der Handschuh (200) das Zielobjekt (300) ergreift, und wobei die Bereichsberechnungseinheit (120) einen Winkel des proximalen Fingergliedes jedes Fingers der Bedienperson (10) unter Verwendung der Position des Markers (204) im Zielbild (25) berechnet, und den Fingerspitzenbewegungsbereich auf der Grundlage des Winkels des proximalen Fingergliedes jedes Fingers der Bedienperson (10) berechnet.
  3. Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) nach Anspruch 2 , wobei der Handschuh (200) einen Bewegungssensor (205) an einer Außenseite der Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10) umfasst, um die Bewegung der Fingerspitze zu erfassen, und wobei die Bereichsberechnungseinheit (120) den Fingerspitzenbewegungsbereich auf der Grundlage des Winkels des proximalen Fingergliedes jedes Fingers der Bedienperson (10) und der durch den Bewegungssensor (205) erfassten Bewegung der Fingerspitze berechnet.
  4. Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , umfassend: eine Zielobjekt-Datenbank (161), in der Einzelbilder einer Vielzahl von Kombinationen aus der Position und der Lage des Zielobjekts (300) als Bildkandidaten (61) akkumuliert werden, wobei die Position-und-Lage-Ermittlungseinheit (110) das Zielbild (25) mit den in der Zielobjekt-Datenbank (161) akkumulierten Bildkandidaten (61) vergleicht und dadurch die Position und die Lage des Zielobjekts (300) ermittelt.
  5. Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei der Handschuh (200) einen Kontaktkraftsensor (202) an einer Position umfasst, die einer Innenseite der Fingerspitze der Bedienperson (10) entspricht, und wobei die Bestimmungseinheit (140) die Anregungskraft an der Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt (300) von dem Kontaktkraftsensor (202) erwirbt, und eine Verschiebung des Zielobjekts (300) aus dem Zielbild (25) erwirbt.
  6. Handschuh (200), der für ein Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) vorgesehen ist, das den Handschuh (200), den eine Bedienperson (10) trägt, um ein Zielobjekt (300) zu ergreifen, und eine Informationsverarbeitungseinrichtung (100) zur Kommunikation mit dem Handschuh (200) umfasst, wobei das Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) einen Fixierzustand des Zielobjekts (300) bestimmt, wobei der Handschuh (200) umfasst: eine Fotografiereinrichtung (201), die an einer Position platziert ist, die einem Abschnitt zwischen einem Paar von Fingern entspricht, die das Zielobjekt (300) ergreifen, um das von dem Paar von Fingern ergriffene Zielobjekt (300) als ein Zielbild (25) zu fotografieren; und eine Kommunikationseinrichtung (950), um das Zielbild (25) an die Informationsverarbeitungseinrichtung (100) zu übertragen, wobei die Informationsverarbeitungseinrichtung (100) eine Position und Lage des Zielobjekts (300) unter Verwendung des Zielbildes (25) ermittelt; einen Fingerspitzenbewegungsbereich, welcher ein Bewegungsbereich einer Position einer Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10) ist, unter Verwendung des Zielbilds (25) berechnet; und eine Kontaktposition der Fingerspitze auf dem Zielobjekt (300) auf der Grundlage der Position und Lage des Zielobjekts (300) und des Fingerspitzenbewegungsbereichs berechnet.
  7. Handschuh (200) nach Anspruch 6 , umfassend: einen Marker (204) an einer Position, die einer Innenseite eines proximalen Fingergliedes jedes Fingers der Bedienperson (10) entspricht, wobei die Fotografiereinrichtung (201) das Zielbild (25) fotografiert, das die Position des Markers (204) zu dem Zeitpunkt enthält, wenn der Handschuh (200) das Zielobjekt (300) ergreift, und wobei die Informationsverarbeitungseinrichtung (100) einen Winkel des proximalen Fingergliedes jedes Fingers der Bedienperson (10) unter Verwendung der Position des Markers (204) im Zielbild (25) berechnet, und den Fingerspitzenbewegungsbereich auf der Grundlage des Winkels des proximalen Fingergliedes jedes Fingers der Bedienperson (10) berechnet.
  8. Handschuh (200) nach Anspruch 7 , umfassend: einen Bewegungssensor (205) an einer Außenseite der Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10), um eine Bewegung der Fingerspitze zu erfassen, wobei die Informationsverarbeitungseinrichtung (100) den Fingerspitzenbewegungsbereich auf der Grundlage des Winkels des proximalen Fingergliedes jedes Fingers der Bedienperson (10) und der durch den Bewegungssensor (205) erfassten Bewegung der Fingerspitze berechnet.
  9. Handschuh(200) nach Anspruch 7 oder 8 , umfassend: ein Fixierwerkzeug (206), das an jedem Finger des Paares von Fingern des Handschuhs (200) angebracht ist, um die Fotografiereinrichtung (201) zu fixieren.
  10. Handschuh (200) nach Anspruch 9 , wobei das Fixierwerkzeug (206) einen Ring (261), der an jedem Finger des Paars von Fingern des Handschuhs (200) angebracht ist, und einen starren Körper (262) umfasst, der den Ring (261) mit der Fotografiereinrichtung (201) verbindet.
  11. Handschuh (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 10 , wobei der Marker (204) eine vorstehende Form aufweist.
  12. Handschuh (200) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , wobei die Fotografiereinrichtung (201) eine Vielzahl von Fotografiereinrichtungen umfasst.
  13. Handschuh (200) nach einem der Ansprüche 6 bis 12 , umfassend: einen Kontaktkraftsensor (202) an einer Position, welche einer Innenseite der Fingerspitze der Bedienperson (10) entspricht, wobei die Informationsverarbeitungseinrichtung (100) Informationen über eine Anregungskraft an einer Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt (300) von dem Kontaktkraftsensor (202) als eine Anregungskraftinformation (26) erwirbt und eine Verschiebung des Zielobjekts (300) aus dem Zielbild (25) erwirbt.
  14. Informationsverarbeitungseinrichtung (100), die für ein Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) vorgesehen ist, das einen Handschuh (200), den eine Bedienperson (10) trägt, um ein Zielobjekt (300) zu ergreifen, und eine Informationsverarbeitungseinrichtung (100) zur Kommunikation mit dem Handschuh (200) umfasst, wobei das Fixierzustand-Bestimmungssystem (500) einen Fixierzustand des Zielobjekts (300) bestimmt, wobei die Informationsverarbeitungseinrichtung (100) umfasst: eine Position-und-Lage-Ermittlungseinheit (110), um eine Position und Lage des Zielobjekts (300) unter Verwendung eines Zielbildes (25), das von einer Fotografiereinrichtung (201) fotografiert wird, die an einer Position des Handschuhs (200) platziert ist, die einem Abschnitt zwischen einem Paar von Fingern entspricht, die das Zielobjekt (300) ergreifen, um das von dem Paar von Fingern ergriffene Zielobjekt (300) als das Zielbild (25) zu fotografieren, zu ermitteln; eine Bereichsberechnungseinheit (120), um eine Bewegung einer Fingerspitze der Bedienperson (10) unter Verwendung des Zielbildes (25) zu analysieren, und um einen Fingerspitzenbewegungsbereich, der ein Bewegungsbereich einer Position einer Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10) ist, zu berechnen; eine Kontaktposition-Berechnungseinheit (130), um eine Kontaktposition der Fingerspitze auf dem Zielobjekt (300) auf der Grundlage der Position und Lage des Zielobjekts (300) und des Fingerspitzenbewegungsbereichs zu berechnen; und eine Bestimmungseinheit (140), um den Fixierzustand des Zielobjekts (300) auf der Grundlage einer Verschiebung des Zielobjekts (300) und einer Anregungskraft von Anregung an der Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt (300) zu bestimmen.
  15. Fixierzustand-Bestimmungsverfahren, angewandt durch ein Fixierzustand-Bestimmungssystem (500), das einen Handschuh (200) umfasst, den eine Bedienperson (10) trägt, um ein Zielobjekt (300) zu ergreifen, und das einen Fixierzustand des Zielobjekts (300) bestimmt, wobei das Fixierzustand-Bestimmungsverfahren umfasst: eine Fotografiereinrichtung (201), die an einer Position des Handschuhs (200) platziert ist, die einem Abschnitt zwischen einem Paar von Fingern entspricht, die das Zielobjekt (300) ergreifen, die das von dem Paar von Fingern ergriffene Zielobjekt (300) als ein Zielbild (25) zu fotografiert; durch einen Computer, Ermitteln einer Position und Lage des Zielobjekts (300) unter Verwendung des Zielbildes (25); durch den Computer, Analysieren einer Bewegung einer Fingerspitze der Bedienperson (10) unter Verwendung des Zielbildes (25), und Berechnen eines Fingerspitzenbewegungsbereichs, der ein Bewegungsbereich einer Position einer Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10) ist; durch den Computer, Berechnen einer Kontaktposition der Fingerspitze auf dem Zielobjekt (300) auf der Grundlage der Position und Lage des Zielobjekts (300) und des Fingerspitzenbewegungsbereichs; und durch den Computer, Bestimmen des Fixierzustands des Zielobjekts (300) auf der Grundlage einer Verschiebung des Zielobjekts (300) und einer Anregungskraft von Anregung an der Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt (300).
  16. Fixierzustand-Bestimmungsprogramm, angewandt von einem Fixierzustand-Bestimmungssystem (500), das einen Handschuh (200) umfasst, den eine Bedienperson (10) trägt, um ein Zielobjekt (300) zu ergreifen, und das einen Fixierzustand des Zielobjekts (300) bestimmt, wobei das Fixierzustand-Bestimmungsprogramm einen Computer veranlasst, auszuführen: einen Position-und-Lage-Ermittlungsprozess des Ermittelns einer Position und Lage des Zielobjekts (300) unter Verwendung eines Zielbildes (25), das durch eine Fotografiereinrichtung (201) fotografiert wird, die an einer Position des Handschuhs (200) platziert ist, die einem Abschnitt zwischen einem Paar von Fingern entspricht, die das Zielobjekt (300) ergreifen, um das Zielobjekt (300), das von dem Paar von Fingern ergriffen wird, als das Zielbild (25) zu fotografieren; einen Bereichsberechnungsprozess des Analysierens einer Bewegung einer Fingerspitze der Bedienperson (10) unter Verwendung des Zielbildes (25), und Berechnens eines Fingerspitzenbewegungsbereichs, der ein Bewegungsbereich einer Position einer Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson (10) ist; einen Kontaktposition-Berechnungsprozess des Berechnens einer Kontaktposition der Fingerspitze auf dem Zielobjekt (300) auf der Grundlage der Position und Lage des Zielobjekts (300) und des Fingerspitzenbewegungsbereichs; und einen Bestimmungsprozess des Bestimmens des Fixierzustands des Zielobjekts (300) auf der Grundlage einer Verschiebung des Zielobjekts (300) und einer Anregungskraft von Anregung an der Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt (300).

Description

Technisches Gebiet Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fixierzustand-Bestimmungssystem, einen Handschuh, eine Informationsverarbeitungseinrichtung, ein Fixierzustand-Bestimmungsverfahren und ein Fixierzustand-Bestimmungsprogramm. Stand der Technik Es gibt einen Handschuh, den eine Bedienperson vor Ort trägt, um einen Fixierzustand einer Vorrichtung beziehungsweise eines Geräts per Fernzugriff zu überprüfen. Mit einem vorhandenen Handschuh kann die Änderung einer auf eine Kontaktfläche ausgeübten Kraft und die Vibration einer Fingerspitze gemessen werden. Informationen wie die Position und Lage eines Zielobjekts relativ zum Handschuh und die Position der Fingerspitze auf dem Zielobjekt können jedoch nicht erhalten werden. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, Informationen wie die Richtung beziehungsweise Orientierung der auf das Zielobjekt wirkenden Kraft und eine exakte Verschiebung beziehungsweise Verlagerung des Zielobjekts zu erhalten. In der Patentliteratur 1 wird ein Roboterhandfinger offenbart, bei dem zur Erfassung des Kontakts mit einem Zielobjekt eine CCD-Kamera auf der Innenseite eines mit einem elastischen Körper bedeckten Teils der Fingerspitze angebracht ist, wodurch die Verformung des elastischen Körpers gemessen wird. Patentliteratur 2 offenbart ein Fertigungsüberwachungssystem. Das Fertigungsüberwachungssystem umfasst einen Fertigungsarbeitsbereich. Techniker, die mit Handschuhen ausgestattet sind, welche Kraftsensoren und/oder Marker für die Bewegungsverfolgung enthalten, können innerhalb des Fertigungsarbeitsbereichs arbeiten. Kameras zur Bewegungsverfolgung können den Fertigungsarbeitsbereich umringen. Bewegungsdaten der Kameras bzw. Kraftdaten der Handschuhe können an eine entfernte Arbeitsstation gesendet werden, wo sie verarbeitet und analysiert werden. Die Arbeitsstation kann auf Grundlage der Bewegungs- bzw. Kraftdaten Qualitätsbewertungen oder Schulungsergebnisse erzeugen. Referenzliste Patentliteratur Patentliteratur 1: JP 2010-221359 APatentliteratur 2: US 2020 / 0 117 271 A1 Kurzfassung der Erfindung Technisches Problem Um einen Fixierzustand einer Vorrichtung, wie beispielsweise Klappern der Vorrichtung, zu überprüfen, trägt eine Bedienperson vor Ort einen Handschuh und führt einen Vorgang durch, wie etwa das Ergreifen eines Zielobjekts mit dem Handschuh und das Anlegen von Vibrationen an dasselbe. Durch das genaue Erfassen der Position einer Fingerspitze auf dem Zielobjekt kann der Fixierzustand zu diesem Zeitpunkt mit höherer Präzision bestimmt werden. Selbst wenn die Technik der Patentliteratur 1 auf den Handschuh angewandt wird, kann eine Kontaktposition einer Fingerspitze auf dem Zielobjekt nicht korrekt erhalten werden, so dass es nicht möglich ist, Informationen wie etwa eine Richtung einer auf das Zielobjekt wirkenden Kraft und eine exakte Verschiebung des Zielobjekts zu erhalten. Dies wirft das Problem auf, dass der Fixierzustand des Zielobjekts nicht mit hoher Präzision bestimmt werden kann. Die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen Fixierzustand eines Zielobjekts mit höherer Präzision zu bestimmen, indem die Kontaktposition einer Fingerspitze auf dem Zielobjekt genau erhalten wird. Lösung des Problems Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fixierzustand-Bestimmungssystem, welches einen Handschuh umfasst, den eine Bedienperson trägt, um ein Zielobjekt zu ergreifen, und das einen Fixierzustand des Zielobjekts bestimmt, wobei das Fixierzustand-Bestimmungssystem umfasst:eine Fotografiereinrichtung, die an einer Position des Handschuhs platziert ist, die einem Abschnitt zwischen einem Paar von Fingern entspricht, die das Zielobjekt ergreifen, um das von dem Paar von Fingern ergriffene Zielobjekt als ein Zielbild zu fotografieren;eine Position-und-Lage-Ermittlungseinheit, um eine Position und Lage des Zielobjekts unter Verwendung des Zielbildes zu ermitteln;eine Bereichsberechnungseinheit, um eine Bewegung einer Fingerspitze der Bedienperson unter Verwendung des Zielbildes zu analysieren, und um einen Fingerspitzenbewegungsbereich, der ein Bewegungsbereich einer Position einer Fingerspitze jedes Fingers der Bedienperson ist, zu berechnen;eine Kontaktposition-Berechnungseinheit, um eine Kontaktposition der Fingerspitze auf dem Zielobjekt auf der Grundlage der Position und Lage des Zielobjekts und des Fingerspitzenbewegungsbereichs zu berechnen; undeine Bestimmungseinheit, um den Fixierzustand des Zielobjekts auf der Grundlage einer Verschiebung des Zielobjekts und Anregungskraftinformationen, die Informationen über eine Anregungskraft an der Kontaktposition der Fingerspitze für das Zielobjekt sind, zu bestimmen. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen Fixierzustand eines Zielobjekts mit höherer Präzision zu bestimmen, indem die Kontaktposition einer Fingerspitze auf dem Zielobjekt genau erhalten wird. Kurzbeschreibung der Zeichnungen 1 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Ge