接成能夠進行通信。經(jīng)由線纜的有線通信例 如根據(jù)以太網(wǎng)（注冊商標(biāo)）、USB(Universal Serial Bus:通用串行總線）等標(biāo)準(zhǔn)來進行。 此外，拍攝部10和控制裝置30也可以是通過利用Wi - Fi (注冊商標(biāo)）等通信標(biāo)準(zhǔn)進行的 無線通信而連接的構(gòu)成。
[0043] 拍攝部10將包括機械手20、機械手20的把持部HND所把持的操作對象M、通過機 械手20組裝操作對象M的組裝對象0的范圍設(shè)置為能夠拍攝的位置。操作對象M例如是通 過以規(guī)定的狀態(tài)向組裝對象〇組裝，來形成一個工業(yè)產(chǎn)品的部件。其中，在以下的說明中， 以操作對象M預(yù)先被機械手20的把持部HND把持為前提。
[0044] 如圖1所示，組裝對象0在能夠通過機械手20組裝操作對象M的范圍內(nèi)，通過夾 具等被預(yù)先設(shè)置于遠(yuǎn)離機械手20的位置。
[0045] 機械手20例如是具備把持部HND (末端執(zhí)行器）、力傳感器22、臂部ARM(機械手）、 以及未圖示的多個致動器的單臂機械手。此外，機械手系統(tǒng)1也可以不是具備單臂機械手 的構(gòu)成，而是具備雙臂機械手的構(gòu)成。關(guān)于機械手系統(tǒng)1具備雙臂機械手的構(gòu)成的實施例， 將在第2實施方式中進行說明。
[0046] 機械手20的臂為6軸垂直多關(guān)節(jié)型，能夠通過支承臺、臂部ARM、以及把持部HND 利用致動器實現(xiàn)的聯(lián)合的動作來進行6軸自由度的動作。此外，機械手20的臂也可以是以 5自由度（5軸）以下來動作的部件，還可以是以7自由度（7軸）以上來動作的部件。以 下，對通過具備把持部HND以及臂部ARM的臂而進行的機械手20的動作進行說明。其中， 把持部HND是手部（hand)的一個例子。
[0047] 機械手20例如通過線纜與控制裝置30連接成能夠進行通信。經(jīng)由線纜的有線通 信例如根據(jù)以太網(wǎng)（注冊商標(biāo)）、USB等標(biāo)準(zhǔn)來進行。此外，機械手20和控制裝置30也可 以通過根據(jù)Wi - Fi (注冊商標(biāo)）等通信標(biāo)準(zhǔn)進行的無線通信來連接。另外，在機械手系統(tǒng) 1中，如圖1所示，機械手20成為與設(shè)置于機械手20的外部的控制裝置30連接的構(gòu)成，但 也可以代替該構(gòu)成而構(gòu)成為控制裝置30被內(nèi)置于機械手20。
[0048] 機械手20的把持部HND具備能夠把持物體的爪部。
[0049] 力傳感器22設(shè)置于機械手20的把持部HND與臂部ARM之間，檢測作用于把持部 HND (或者把持部HND所把持的操作對象M)的力、力矩。力傳感器22將表示檢測到的力、力 矩的信息通過通信向控制裝置30輸出。表示由力傳感器22檢測到的力、力矩的信息例如 被用于由控制裝置30執(zhí)行的機械手20的順應(yīng)運動控制等。
[0050] 機械手20從控制裝置30取得基于操作對象M、組裝對象0、力傳感器22各個的相 對位置關(guān)系的控制信號，基于取得的控制信號來對操作對象M進行規(guī)定的作業(yè)。規(guī)定的作 業(yè)例如是使機械手20的把持部HND所把持的操作對象M從當(dāng)前位置移動而組裝于組裝對 象0的作業(yè)等。
[0051] 控制裝置30進行控制以使機械手20進行規(guī)定的作業(yè)。更具體而言，控制裝置30 基于由拍攝部10拍攝到的拍攝圖像、即拍攝到包括機械手20、機械手20的把持部HND所把 持的操作對象M、以及被機械手20組裝操作對象M的組裝對象0的范圍的拍攝圖像，來導(dǎo)出 操作對象M、組裝對象0以及力傳感器22的相對位置關(guān)系。
[0052] 然后，控制裝置30基于導(dǎo)出的相對位置關(guān)系來控制機械手20以使機械手20進行 規(guī)定的作業(yè)。即，控制裝置30通過把持部HND以及臂部ARM使操作對象M相對于組裝對象 〇相對移動，來控制機械手20以使操作對象M組裝到組裝對象0。
[0053] 另外，控制裝置30在使操作對象M相對于組裝對象0相對移動時，存在控制機械 手20以便機械手20使由把持部HND把持的操作對象M旋轉(zhuǎn)的情況。該情況下，控制裝置 30控制機械手20以使操作對象M以設(shè)定于操作對象M的規(guī)定位置（以下稱為旋轉(zhuǎn)中心位 置）為中心旋轉(zhuǎn)。其中，以下將旋轉(zhuǎn)中心位置處的操作對象M的姿勢稱為旋轉(zhuǎn)中心姿勢。
[0054] 在該控制中，即使在操作對象M與力傳感器22的相對位置以及姿勢（相對位置關(guān) 系）變化了的情況下，控制裝置30也從由拍攝部10拍攝到的拍攝圖像中檢測相對的位置 關(guān)系變化之后的旋轉(zhuǎn)中心位置以及旋轉(zhuǎn)中心姿勢?；跈z測出的旋轉(zhuǎn)中心位置以及旋轉(zhuǎn)中 心姿勢，控制裝置30總是以設(shè)定于操作對象M的旋轉(zhuǎn)中心位置為中心，并以旋轉(zhuǎn)中心姿勢 為基準(zhǔn)來使操作對象M旋轉(zhuǎn)。其中，旋轉(zhuǎn)中心位置由用戶設(shè)定為操作對象M上的任意的位 置。另外，雖然旋轉(zhuǎn)中心姿勢設(shè)為旋轉(zhuǎn)中心位置處的操作對象M的姿勢，但如果是與操作對 象M的姿勢相對應(yīng)的姿勢，則也可以不與操作對象M的姿勢一致。
[0055] 這里，參照圖2對在機械手系統(tǒng)1中使用的坐標(biāo)系進行說明。圖2是例示在機械 手系統(tǒng)1中使用的坐標(biāo)系的圖。其中，在以下的說明中，以" _ "之后記載的文字表示" _ "近 前的文字的下標(biāo)的方式來進行說明。如圖2所示，機械手系統(tǒng)1的控制裝置30使用7個三 維正交坐標(biāo)系，即拍攝部坐標(biāo)系2_c、作業(yè)坐標(biāo)系Σ_?、工具坐標(biāo)系Σ_?、重心坐標(biāo)系Σ_ g、操作對象坐標(biāo)系Σ_πι、外力坐標(biāo)系Σ_θ、以及組裝對象坐標(biāo)系Σ_〇,來進行用于以機械 手20進行規(guī)定的作業(yè)的方式加以控制的處理。這7個坐標(biāo)系的原點以及坐標(biāo)軸的方向由 用戶設(shè)定（存儲或者登記）于控制裝置30。
[0056] 這7個坐標(biāo)系的原點均被設(shè)定成跟隨對象X而移動，以便表示對象X (在當(dāng)前情況 為拍攝部10、機械手20的支承臺、力傳感器22、操作對象M的重心、操作對象M的旋轉(zhuǎn)中 心、操作對象Μ、組裝對象0)的位置。另外，這7個坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸的方向均被設(shè)定成跟隨 對象X的姿勢變化而移動，以便表示對象X的姿勢。此外，用戶也可以在能夠?qū)ο骕的位 置與坐標(biāo)系的原點的位置建立關(guān)聯(lián)，并且能夠?qū)ο骕的傾斜度與坐標(biāo)系的方向建立關(guān)聯(lián) 的前提下，將對于對象X設(shè)定的坐標(biāo)系的原點的位置和坐標(biāo)軸的方向設(shè)定為任意的位置和 方向。
[0057] 拍攝部坐標(biāo)系2_c是表示拍攝部10的位置（例如，將拍攝元件上預(yù)先決定的位 置作為原點）以及姿勢的坐標(biāo)系。
[0058] 作業(yè)坐標(biāo)系Σ_?是表示機械手20的支承臺的位置以及姿勢的坐標(biāo)系。
[0059] 工具坐標(biāo)系Σ_?是被設(shè)定為力傳感器22的位置（例如，將力傳感器22的重心、 表示力傳感器22的位置的標(biāo)記的位置作為原點）以及姿勢的坐標(biāo)系。其中，在本實施方式 中，為了簡化說明，工具坐標(biāo)系2_t表示力傳感器22的位置以及姿勢，并且表示把持部HND 的位置以及姿勢。一般，表示力傳感器21的位置以及姿勢的傳感器坐標(biāo)系不與表示把持部 HND的位置以及姿勢的手指尖（把持部）坐標(biāo)系一致，控制裝置30使用作業(yè)坐標(biāo)系與傳感 器坐標(biāo)系的相對位置關(guān)系、以及傳感器坐標(biāo)系與手指尖坐標(biāo)系的相對位置關(guān)系，來計算作 業(yè)坐標(biāo)系與手指尖坐標(biāo)系的相對位置關(guān)系，基于計算出的作業(yè)坐標(biāo)系與手指尖坐標(biāo)系的相 對位置關(guān)系來進行機械手20的控制。
[0060] 重心坐標(biāo)系2_g是表示操作對象M的重心的位置以及姿勢的坐標(biāo)系。
[0061] 操作對象坐標(biāo)系Σ_πι是表示操作對象M(例如，在初始狀態(tài)下最遠(yuǎn)離把持部HND 的操作對象M上的位置等）的位置以及姿勢的坐標(biāo)系。
[0062] 外力坐標(biāo)系Σ_θ是定義作用于對象物的外力以及外力矩的坐標(biāo)系。另外，在本說 明書中，使定義基于順應(yīng)運動控制的運動的坐標(biāo)系與外力坐標(biāo)系Σ_θ -致。即，基于順應(yīng) 運動控制的旋轉(zhuǎn)運動以外力坐標(biāo)系2_e的姿勢作為基準(zhǔn)，由外力坐標(biāo)系Σ_θ的圍繞原點 的旋轉(zhuǎn)表示。不過，這些也可以不一致，用戶能夠任意地配置。此外，以下只要不需要進行 區(qū)別，便將作用于對象物的外力（即，由力傳感器檢測到的外力）簡稱為力，將外力矩（即， 由力傳感器檢測到的力矩）稱為力矩。如上所述，旋轉(zhuǎn)中心位置能夠由用戶設(shè)定為任意的 位置，但在本實施方式中，對被設(shè)定為操作對象M上的規(guī)定位置的情況進行說明。
[0063] 組裝對象坐標(biāo)系Σ_〇是表示組裝對象O (例如，最接近操作對象M的組裝對象O 上的位置）的位置以及姿勢的坐標(biāo)系。
[0064] 在以下的說明中，由于坐標(biāo)系跟隨對象X而移動，所以將坐標(biāo)系a中的坐標(biāo)系b的 原點的位置作為設(shè)定有坐標(biāo)系b的對象X的位置來進行說明。例如，將作業(yè)坐標(biāo)系Σ_?中 的操作對象坐標(biāo)系Σ_πι的原點的位置稱為作業(yè)坐標(biāo)系2_w中的操作對象M的位置。與此 相同，將坐標(biāo)系a中的坐標(biāo)系b的姿勢作為設(shè)定有坐標(biāo)系b的對象X的姿勢進行說明。例 如，將作業(yè)坐標(biāo)系2_w中的操作對象坐標(biāo)系Σ_πι的姿勢稱為作業(yè)坐標(biāo)系2_w中的操作對 象M的姿勢。
[0065] 這里，在記載更具體的說明之前，表示對控制裝置30進行的處理進行說明所使用 的公式的表示方法。首先，在以下的說明中，以" Λ "之后記載的文字表示" Λ "近前的文字 的上標(biāo)來進行說明。另外，將附注有"（一）"的最近前的文字作為向量來進行說明。另外， 將附注有"（Λ )"的最近前的文字作為矩陣來進行說明。
[0066] 在這些表示方法下，在坐標(biāo)系a中，將表示設(shè)定有坐標(biāo)系b的對象X的位置的向量 表示為位置向量p_b Λ a(-)。如以下的公式（1)所示，位置向量p_b Λ a(-)由坐標(biāo)系 b中的對象X的X坐標(biāo)X " b、y坐標(biāo)y " b、z坐標(biāo)z " b定義。
[0067]
[0068] 與位置向量的表示方法相同，將表示在坐標(biāo)系a中設(shè)定有坐標(biāo)系b的對象X的姿 勢的向量表示為姿勢向量〇_b Λ a(-)。如以下的公式（2)所示，姿勢向量o_b Λ a(-) 使用歐拉角（a_b Λ a，f3_b Λ a，Y_b Λ a)將其分量如以下的公式（2)那樣表示。
[0069]
[0070] 這里，歐拉角為了使坐標(biāo)系a的X軸、y軸以及z軸分別與坐標(biāo)系b的X軸、y軸以 及z軸一致而被定義為繞坐標(biāo)系a的z軸、y軸以及X軸旋轉(zhuǎn)的角度，分別表示為y_b Λa、β _b " a 以及 a _b " a。
[0071] 將使由坐標(biāo)系b的姿勢表示的對象X的位置、姿勢旋轉(zhuǎn)為由坐標(biāo)系a的姿勢表示 的對象X的位置、姿勢時的旋轉(zhuǎn)矩陣表示為旋轉(zhuǎn)矩陣R_b Λ a( Λ )。其中，上述的歐拉角與 旋轉(zhuǎn)矩陣之間存在以下所示的公式（3)的關(guān)系。
[0072]
[0073] 這里，由上述的公式⑴~（3)表示的向量能夠通過以下的變換式⑷~（6)來 切換尾標(biāo)的上下。
[0074]
[0075]
[0076]<