JP7737101B1 - 状態判定システム、状態判定方法、及び状態判定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を、より簡便に判定する。
【解決手段】状態判定システムＳは、動作制御部９１１と、画像変換部９１２と、判定部５１２と、を備える。動作制御部９１１は、接触機構２４の動作を制御することにより、接触機構２４を包装容器１０に接触させる。画像変換部９１２は、動作制御部９１１による接触機構２４の動作に関する力触覚パラメータを画像に変換する。判定部５１２は、動作制御部９１１及び画像変換部９１２により包装容器１０に対応する第１の画像が生成された後に、動作制御部９１１及び画像変換部９１２により包装容器１０に対応する第２の画像が生成された場合に、第１の画像と第２の画像とを比較することで、包装容器１０の破損に関する判定をする。
【選択図】図３

Description

本発明は、状態判定システム、状態判定方法、及び状態判定プログラムに関する。

従来、様々な物品を対象として、破損に関する判定が行われている。例えば、食品等の包装容器を対象として検査を行い、検査結果に基づいて包装容器が破損している否かを判定する。これにより、包装容器の空気漏れ等を消費者のもとに届く前に発見でき、製品としての品質を維持することが可能となる。

このような包装容器を対象とした判定に関する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、重量や温度を測定するセンサや、電磁波等により異物の混入を測定するセンサといった様々なセンサを用いることで、包装容器の状態を判定している。

特開２０１１－２５３４６９号公報

ところで、包装容器は、消費者のもとに届くまでの流通過程において、車両や列車等で運送されることにより、様々な物流拠点を経由する。そうすると、当初は問題がなかった包装容器であっても、時間の経過に伴い破損が生じる場合がある。そのため、工場からの出荷時に一度だけ判定を行うだけでなく、後工程である物流拠点において荷役や流通加工等の作業を行う際にも判定を行う必要がある。
すなわち、包装容器の時間経過に伴う状態の変化についても判定する必要がある。

しかしながら、特許文献１に開示されているような従来技術は、あくまでも、その時点での包装容器の状態を判定することを目的とするものである。
このような従来技術によって、包装容器の時間経過に伴う状態の変化を判定するためには、例えば、包装容器それぞれを識別可能にした上で、それぞれの判定結果の履歴をデータベース化して管理したり、そのデータを他の物流拠点と共有するためのネットワークを構築したりする必要があった。

すなわち、従来の技術では、包装容器のような検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を判定するにあたって、未だ改善の余地があった。このような課題は、検査対象物が食品等の包装容器である場合に限られるものではなく、包装容器全般に共通するものである。

本発明の課題は、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を、より簡便に判定することである。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る状態判定システムは、
包装容器を検査対象物とする状態判定システムであって、
接触機構の動作を制御することにより、前記接触機構を前記検査対象物に接触させる動作制御手段と、
前記動作制御手段による前記接触機構の動作に関する力触覚パラメータ（慶應義塾が保有する特許権の特許公報（特許第６３８２２０３号公報）或いは本件明細書の段落［００５９］に示す参考文献に記載されている、力触覚に関する諸パラメータ及びそれらパラメータから算出可能な二次的なパラメータに相当）を画像に変換する変換手段と、
前記動作制御手段及び前記変換手段により前記検査対象物に対応する第１の画像が生成された後に、前記動作制御手段及び前記変換手段により前記検査対象物に対応する第２の画像が生成された場合に、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較することで、前記検査対象物の破損に関する判定をする判定手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を、より簡便に判定することができる。

本実施形態に係る状態判定システムＳの全体構成を示すブロック図である。 状態判定システムＳの各装置が協働することで実現される判定処理の手順の概略を示す模式図である。 状態判定システムＳの各装置が協働することで実現される判定処理の手順の概略を示す模式図である。 検査装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。 検査装置２０における制御ユニット２５のハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。 動作制御部９１１による力触覚伝達の制御アルゴリズムを示すブロック図である。 画像付与装置３０におけるハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。 読み取り装置４０におけるハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。 状態判定装置５０におけるハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。 状態判定システムＳが実行する動作制御処理の流れを説明するフローチャートである。 状態判定システムＳが実行する判定処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。

［システム構成］
図１は、本実施形態に係る状態判定システムＳの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、状態判定システムＳは、検査装置２０、画像付与装置３０、読み取り装置４０、及び状態判定装置５０を含む。また、図中には、検査対象物となる包装容器１０も図示する。

ここで、状態判定システムＳは、様々な拠点に分散して配置される。今回の例では、第１の拠点に、包装容器１０、検査装置２０ａ、及び画像付与装置３０が配置される。ここで、第１の拠点は、例えば、包装容器１０において内容物を包装する工場である。
一方で、第２の拠点に、読み取り装置４０、検査装置２０ｂ、及び状態判定装置５０が配置される。ここで、第２の拠点は、包装容器１０の流通経路において、第１の拠点よりも後段に位置する物流拠点である。

また、第１の拠点において、検査装置２０ａ、及び画像付与装置３０は、それぞれ相互に通信可能に接続される。同様に、第２の拠点において、読み取り装置４０、検査装置２０ｂ、及び状態判定装置５０は、それぞれ相互に通信可能に接続される。これら各装置の間での通信は、任意の通信方式に準拠して行われてよく、その通信方式は特に限定されない。また、これら各装置の間での通信は、装置間で直接行われてもよいし、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して行われてもよい。
ただし、本実施形態において、第１の拠点と、第２の拠点とで、通信を行う必要はない。そのため、第１の拠点と、第２の拠点との間で通信を行うためのネットワークを構築する必要はない。
なお、検査装置２０ａと、検査装置２０ｂは、同一の機能を有する装置である。そのため、以下の説明において、この２つを区別することなく説明する際には、単に「検査装置２０」と称する。

包装容器１０は、食品等の内容物を包装する包装容器である。包装容器１０は、本実施形態における、検査対象物となる。包装容器１０は、特に限定されないが、以下では説明のための一例として、包装容器１０は、食品（例えば、ポテトチップス等のお菓子）等を内容物として包装する包装容器であることを想定する。ここで、このような包装容器では、食品等の劣化（例えば、酸化）や、破損を防止するために、酸素に代えて二酸化炭素や窒素ガスが内容物として充填されている。
状態判定システムＳは、このような包装容器１０を検査対象物として、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化を判定する。

検査装置２０は、包装容器１０に接触することで、包装容器１０の状態を検査する装置である。検査装置２０は、ユーザの操作を受け付ける機構である操作機構２２と、包装容器１０に接触する機構である接触機構２４を有する。
そして、検査装置２０では、操作機構２２がマスタ装置として機能し、接触機構２４がスレーブ装置として機能する。すなわち、マスタ装置に対するユーザの操作に基づいた動作をスレーブ装置に伝達して、スレーブ装置を包装容器１０に接触させる。一方で、スレーブ装置に対する包装容器１０からの反力の入力を、マスタ装置を介してユーザにフィードバックする。つまり、検査装置２０では、バイラテラル制御が実現される。
そして、検査装置２０では、慶應義塾が保有する特許権の特許公報（特許第６３８２２０３号公報）に記載されているバイラテラル制御を実現する。これにより、検査装置２０は、同特許公報或いは本件明細書の段落［００５９］に示す参考文献に記載されている、力触覚に関する諸パラメータ及びそれらパラメータから算出可能な二次的なパラメータ（以下、「力触覚パラメータ」と称する。）を算出する。
また、検査装置２０は、この力触覚パラメータを画像データに変換する。

画像付与装置３０は、第１の画像データに対応する付与画像６１を包装容器１０に対して、物理的に付与する。この場合、物理的な付与は付与部３８により行われ、具体的には、画像を印刷したり、スタンプ等により刻印したりすることで実現される。

読み取り装置４０は、包装容器１０に対して、物理的に付与されている付与画像６１を読み取り部４８で読み取ることで、第１の画像データを取得する。そして、取得した第１の画像データを、状態判定装置５０に送信する。

状態判定装置５０は、第１の拠点で検査装置２０ａにより生成された画像データと、第２の拠点で検査装置２０ｂにより生成された画像データの２つの画像データを比較することで、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化を判定する。
そして、状態判定装置５０は、かかる判定により、内容物である食品等や、二酸化炭素や窒素ガスの漏れ（いわゆる空気漏れ）を検出したり、食品等が流体のような場合に、この流体である食品等の漏れを検出したりすることができる。これにより、空気漏れ等に伴う内容物の劣化や内容物の流出を、製品が消費者のもとに届く前に発見でき、製品としての品質を保証することが可能となる。
以上が、状態判定システムＳのシステム構成となる。次に、状態判定システムＳの処理手順の概略について説明する。

図２及び図３は、状態判定システムＳの各装置が協働することで実現される判定処理の手順の概略を示す模式図である。
図２（ａ）に示すように、まず第１の拠点において、検査装置２０ａに包装容器１０が設置される。そして、ユーザによる操作機構２２に対する操作に基づいて、接触機構２４の動作が開始される。これに伴い、接触機構２４は下降し、包装容器１０に接触する。

次に、図２（ｂ）に示すように、下降した接触機構２４は、ユーザの操作に応じた強さで包装容器１０を押圧する。これ応じて、接触機構２４には、包装容器１０からの反力が作用する。

ここで、操作機構２２と接触機構２４は、バイラテラル制御されていることから、ユーザはこの反力を感じながら操作を継続する。そして、ユーザの操作が終了すると、検査装置２０ａは、この力触覚パラメータを画像データに変換する。この画像データを便宜上、「第１の画像データ」と称する。第１の画像データは、画像付与装置３０に対して送信される。
なお、動作パターンによっては、複数回の接触及び押圧を繰り返すこともある。例えば、「３秒程度の押圧を３回行う。」という動作パターンであれば、ユーザはこれに応じた操作を行う。この場合、図２（ａ）に示す動作と、図２（ｂ）に示す動作は繰り返される。

次に、図２（ｃ）に示すように、画像付与装置３０に包装容器１０が設置される。そして、画像付与装置３０の付与部３８は、第１の画像データに対応する画像を包装容器１０に対して、物理的に付与する。これにより、画像化された力触覚パラメータが、包装容器１０にいわばタグ付けされた状態となる。
そして、この画像化された力触覚パラメータがタグ付けされた包装容器１０は、トラック等の車両や列車等により第２拠点に運送される。

続いて、図３（ｅ）に示すように、第２の拠点において、読み取り装置４０に包装容器１０が設置される。そして、読み取り装置４０の読み取り部４８は、包装容器１０に対して物理的に付与されている第１の画像を読み取ることで、第１の画像データを取得する。そして、取得した第１の画像データを、状態判定装置５０に送信する。

次に、図３（ｆ）及び（ｇ）に示すように、検査装置２０ｂに包装容器１０が設置される。そして、図２（ｂ）及び（ｃ）を参照して上述したのと同様にして、ユーザによる操作機構２２に対する操作に基づいて、図３（ｆ）及び（ｇ）の動作が実行される。
そして、ユーザの操作が終了すると、検査装置２０ｂは、力触覚パラメータを画像データに変換する。この画像データを便宜上、「第２の画像データ」と称する。第２の画像データは、状態判定装置５０に対して送信される。

最後に、図３（ｈ）に示すように、状態判定装置５０は、第１の画像データと、第２の画像データから第１の画像と、第２の画像を復元する。そして、復元した第１の画像と、第２の画像を比較することにより、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化を判定する。
例えば、第１の画像データでは包装容器１０が正常の状態を示すものであるにも関わらず、第２の画像データでは包装容器１０が破損していることを示すものであったならば、第１の拠点から第２の拠点への流通過程で破損したことが判定できる。

他にも、例えば、第１の画像データでは包装容器１０が正常の状態を示すものであるにも関わらず、第２の画像データでは包装容器１０が正常の範囲内であるがやや破損していることを示すものであったならば、第１の拠点から第２の拠点への流通過程で状態が悪化しており、今後の流通過程において、破損する可能性が高いことを判定できる。
他にも、例えば、第１の画像データでは包装容器１０が正常の範囲内であるがやや破損していることを示すものであり、第２の画像データでも同様に包装容器１０が正常の範囲内であるがやや破損していることを示すものであった場合は、状態が維持されており、今後の流通過程において、破損する可能性がそれほど高くないことを判定できる。
状態判定装置５０は、このような判定結果をディスプレイに表示したり、紙媒体に印刷したりすることでユーザに通知する。このようにして、状態判定システムＳの各装置が協働することで判定処理は実現される。

このように、状態判定システムＳによれば、異なる時点で生成された、第１の画像と第２の画像とを比較するのみで、包装容器１０の破損に関する判定をすることができる。すなわち、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を判定することである。例えば、第１の画像を生成した時点では問題ない状態であったが、第２の画像を生成した時点では破損が発生している状態となっていることが判定できる。つまり、時間の経過に伴う破損の発生や、破損の程度が進行していること等が判定できる。

これに対して、従来技術で、このような判定を実現するためには、包装容器それぞれを識別可能にした上で、それぞれの判定結果の履歴をデータベース化して管理したり、そのデータを他の物流拠点と共有するためのネットワークを構築したりする必要があった。
しかしながら、状態判定システムＳによれば、画像を比較すればよいだけであり、従来技術のように、データベースやネットワークを用意する必要がない。

また、状態判定システムＳによれば、力触覚パラメータを画像化することにより、判定そのものはシンプルな画像処理や画像分類の手法を用いることができる。この場合に、力触覚に関する力触覚パラメータを解析して、検査対象物それぞれの特性に合わせた処理や、機械学習を行う必要もない。加えて、判定自体は画像処理であるため、判定部５１２は、判定基準さえ設定すれば、既存の画像処理判定システム（例えば、カメラを搭載した外観検査用システム）を流用することもできる。これにより、ユーザの作業負荷を下げ、システムの汎用性を高められる

すなわち、状態判定システムＳによれば、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を、より簡便に判定するという、本発明の課題を解決することができる。

［装置構成］
次に、状態判定システムＳに含まれる各装置の構成について説明する。

［検査装置２０の構成］
図４は、検査装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。
図４に示すように、検査装置２０は、マスタ側ユニット２１と、操作機構２２と、スレーブ側ユニット２３と、接触機構２４と、制御ユニット２５を備えている。
また、マスタ側ユニット２１は、操作機構２２を駆動するためのマスタ側アクチュエータ２１２と、マスタ側アクチュエータ２１２を駆動するマスタ側ドライバ２１１と、マスタ側アクチュエータ２１２による駆動で移動される操作機構２２の可動部の位置を検出するマスタ側位置センサ２１３と、を備えている。

一方で、スレーブ側ユニット２３も同様に、接触機構２４を駆動するためのスレーブ側アクチュエータ２３２と、スレーブ側アクチュエータ２３２を駆動するスレーブ側ドライバ２３１と、スレーブ側アクチュエータ２３２による駆動で移動される接触機構２４の可動部の位置を検出するスレーブ側位置センサ２３３と、を備えている。

この場合に、マスタ側位置センサ２１３が検出する操作機構２２の可動部の位置とは、例えば、操作機構２２の可動部の所定の部位の位置である。ただし、操作機構２２の可動部の位置に代えて、操作機構２２を操作する操作者の所定の部位の位置を用いることとしてもよい。
また、スレーブ側位置センサ２３３が検出する接触機構２４の可動部の位置とは、例えば、接触機構２４の可動部の所定の部位の位置である。ただし、接触機構２４の可動部の位置に代えて、接触機構２４が接触する所定の部位の位置（例えば、接触機構２４の先端部の位置）を用いることとしてもよい。

また、本実施形態では、これら操作機構２２の可動部の位置や、接触機構２４の可動部の位置に代えて、各アクチュエータの出力軸の回転角度を各アクチュエータに内蔵されたロータリーエンコーダによって検出することとしてもよい。すなわち、本実施形態において、位置の概念には角度（例えば、アクチュエータの出力軸の回転角度等）が含まれるものとし、位置に関する情報には、位置、角度、速度、角速度、加速度及び角加速度が含まれるものとする。また、位置と速度（又は加速度）あるいは角度と角速度（又は角加速度）は、微積分演算により置換可能なパラメータであるため、位置あるいは角度に関する処理を行う場合、適宜、速度あるいは角速度等に置換してから処理を行うことが可能である。なお、図中では、マスタ側ユニット２１やスレーブ側ユニット２３において、各ドライバ、各アクチュエータ、及び各位置センサを一系統のみ図示しているが、操作機構２２や接触機構２４の数や、それぞれのアクチュエータの数に応じて、これらを複数系統設けることができる。

このような構成において、制御ユニット２５は、マスタ側位置センサ２１３やスレーブ側位置センサ２３３が検出した位置に基づいて、マスタ側ドライバ２１１やスレーブ側ドライバ２３１に対して制御指令を出力することにより、マスタ側ユニット２１に接続されるマスタ装置である操作機構２２と、スレーブ側ユニット２３に接続されるスレーブ装置である接触機構２４との間で力触覚を伝達するバイラテラル制御を実現する。
なお、この力触覚を伝達する制御（バイラテラル制御）を実現するための具体的なアルゴリズムについては、図６を参照して後述する。

図５は、検査装置２０における制御ユニット２５のハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。図５に示すように、制御ユニット２５は、プロセッサ９１と、ＲＯＭ９２と、ＲＡＭ９３と、通信部９４と、記憶部９５と、入力部９６と、出力部９７と、ドライブ９８と、を含む。また、図５では図示を省略しているが、図４において図示したように制御ユニット２５には、マスタ側ユニット２１及びスレーブ側ユニット２３の各ドライバと、各位置センサとが接続される。これら各部は、信号線により接続されており、相互に信号を送受する。

プロセッサ９１は、ＲＯＭ９２に記録されているプログラム、又は、記憶部９５からＲＡＭ９３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ９３には、プロセッサ９１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。

通信部９４は、プロセッサ９１が、他の装置（例えば、画像付与装置３０や状態判定装置５０等）との間で通信を行うための通信制御を行う。記憶部９５は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリで構成され、各種データを記憶する。

入力部９６は、各種ボタン及びタッチパネル、又はマウス及びキーボード等の外部入力装置で構成され、ユーザの指示操作に応じて各種情報を入力する。出力部９７は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や、音声や警告音等を出力する。
ドライブ９８には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア（図示を省略する。）が適宜装着される。ドライブ９８よってリムーバブルメディアから読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部９５にインストールされる。

このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図５に示すようにプロセッサ９１にて、動作制御部９１１と、画像変換部９１２と、画像通知部９１３と、が機能する。
また、このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図５に示すように記憶部９５の一領域には、力触覚パラメータ記憶部９５１が設定される。
以下で特に言及しない場合も含め、これら機能ブロック間では、処理を実現するために必要なデータを、適切なタイミングで適宜送受信する。

動作制御部９１１は、マスタ側ユニット２１が駆動する操作機構２２と、スレーブ側ユニット２３が駆動する接触機構２４との間で力触覚を伝達する制御を行うことで、各機構の動作を制御する。
この制御を実現するために、動作制御部９１１は、制御を実現するための力触覚情報を取得する。例えば、動作制御部９１１は、マスタ側位置センサ２１３からマスタ側アクチュエータ２１２による駆動で移動される操作機構２２の可動部の位置（具体的には、位置又は角度）を取得する。また、動作制御部９１１は、スレーブ側位置センサ２３３からスレーブ側アクチュエータ２３２による駆動で移動される接触機構２４の可動部の位置（具体的には、位置又は角度）を取得する。これら取得された位置等の物理量データは、力触覚伝達の制御アルゴリズムにおいて、マスタ側ユニット２１やスレーブ側ユニット２３が駆動する各機構の動作の基準値として用いられる。

図６は、動作制御部９１１による力触覚伝達の制御アルゴリズムを示すブロック図である。
図６に示すように、動作制御部９１１に実装されるアルゴリズムは、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴと、理想力源ブロックＦＣと、理想速度（位置）源ブロックＰＣと、逆変換ブロックＩＦＴとを含む制御則として表される。図６に示す制御アルゴリズムは、本願の出願人を構成する慶應義塾が保有する特許権の特許公報（特許第６３８２２０３号公報）に記載されているものであり、当該特許公報に記載された各種制御アルゴリズムは、本実施形態においても適宜利用することができる。なお、本実施形態において、制御対象システムＣＳにおける、マスタ装置はマスタ側ユニット２１及び操作機構２２によって構成され、スレーブ装置はスレーブ側ユニット２３及び接触機構２４によって構成される。

機能別力・速度割当変換ブロックＦＴは、制御対象システムＣＳの機能に応じて設定される速度（位置）及び力の領域への制御エネルギーの変換を定義するブロックである。具体的には、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴでは、制御対象システムＣＳの機能の基準となる値（基準値）と、マスタ側アクチュエータ２１２，スレーブ側アクチュエータ２３２による駆動で移動される各機構の可動部の現在位置（又は現在角度）とを入力とする座標変換が定義されている。この座標変換は、一般に、基準値及び現在位置（現在角度）を要素とする入力ベクトルを位置（角度）の制御目標値を算出するための位置（角度）からなる出力ベクトルに変換すると共に、基準値及び現在の力を要素とする入力ベクトルを力の制御目標値を算出するための力からなる出力ベクトルに変換するものである。

機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおける座標変換を、力触覚の伝達機能を表す内容に設定することにより、マスタ側ユニット２１とスレーブ側ユニット２３との間における力触覚の伝達機能を実現したり、力触覚を伝達する動作を、マスタ側ユニット２１を用いることなくスレーブ側ユニット２３で再現したりすることができる。また、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおける座標変換において、変換行列の要素に係数を設定することにより、位置（角度）あるいは力のスケーリングを行ったりすることができる。

すなわち、本実施形態においては、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴにおいて、マスタ側アクチュエータ２１２，スレーブ側アクチュエータ２３２による駆動で移動される各機構の可動部の単体の変数（実空間上の変数）を、力触覚伝達機能を表現するシステム全体の変数群（座標変換後の空間上の変数）に“変換”し、位置（角度）の制御エネルギーと力の制御エネルギーとに制御エネルギーを割り当てる。すなわち、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴに設定される座標変換は、位置（角度）と力とが互いに関連する実空間の座標（斜交座標）を位置（角度）と力とが互いに独立した仮想空間の座標（直交座標）に変換するものである。そのため、マスタ側アクチュエータ２１２，スレーブ側アクチュエータ２３２による駆動で移動される各機構の可動部の単体の変数（実空間上の変数）のまま制御を行う場合と比較して、位置（角度）の制御エネルギーと力の制御エネルギーとを独立に与えること、すなわち、位置（角度）と力とを独立に制御することが可能となっている。

本実施形態においては、例えば、マスタ側ユニット２１が出力する位置（角度）及び力を制御する場合、マスタ側アクチュエータ２１２による駆動で移動される各機構の可動部の位置（角度）及びこれらの位置（角度）から算出される力の入力と、位置（角度）及び力の制御の基準となる基準値とにおいて、位置（角度）の差がゼロ、力の和がゼロ（逆向きに等しい力が出力される）となることを条件として、座標変換後の空間における状態値の演算を行うことができる。ただし、位置（角度）及び力の制御の基準となる基準値は、スレーブ側ユニット２３におけるスレーブ側アクチュエータ２３２による駆動で移動される各機構の可動部の位置（角度）及びこれらの位置（角度）から算出される力である。

同様に、本実施形態において、例えば、スレーブ側ユニット２３が出力する位置（角度）及び力を制御する場合、スレーブ側アクチュエータ２３２による駆動で移動される各機構の可動部の位置（角度）及びこれらの位置（角度）から算出される力の入力と、位置（角度）及び力の制御の基準となる基準値とにおいて、位置（角度）の差がゼロ、力の和がゼロ（逆向きに等しい力が出力される）となることを条件として、座標変換後の空間における状態値の演算を行うことができる。ただし、位置（角度）及び力の制御の基準となる基準値は、マスタ側ユニット２１におけるマスタ側アクチュエータ２１２による駆動で移動される各機構の可動部の位置（角度）及びこれらの位置（角度）から算出される力である。

理想力源ブロックＦＣは、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に従って、力の領域における演算を行うブロックである。理想力源ブロックＦＣにおいては、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に基づく演算を行う際の力に関する目標値が設定されている。この目標値は、実現される機能に応じて固定値又は可変値として設定される。例えば、基準値が示す機能と同様の機能を実現する場合には、目標値としてゼロを設定したり、スケーリングを行う場合には、基準値が示す機能を表す情報を拡大・縮小した値を設定したりできる。また、理想力源ブロックＦＣは、力の領域における演算によって決定される力のエネルギーに対し、上限値を設定することができる。力のエネルギーの上限値を設定することで、例えば、スレーブ側ユニット２３が、包装容器１０に対して接触する際の接触力の制限を与えることとなり、接触機構２４が包装容器１０に過度に強く押し当てられることを抑制できる。

理想速度（位置）源ブロックＰＣは、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に従って、位置（角度）の領域における演算を行うブロックである。理想速度（位置）源ブロックＰＣにおいては、機能別力・速度割当変換ブロックＦＴによって定義された座標変換に基づく演算を行う際の位置（角度）に関する目標値が設定されている。この目標値は、実現される機能に応じて固定値又は可変値として設定される。例えば、基準値が示す機能と同様の機能を実現する場合には、目標値としてゼロを設定したり、スケーリングを行う場合には、再現する機能を示す情報を拡大・縮小した値を設定したりできる。また、理想速度（位置）源ブロックＰＣは、位置（角度）の領域における演算によって決定される力のエネルギーに対し、上限値を設定することができる。位置（角度）のエネルギーの上限値を設定することは、スレーブ側ユニット２３が進退する距離の制限を与えることとなり、接触機構２４が包装容器１０に過度に強く押し当てられることを抑制できる。

逆変換ブロックＩＦＴは、位置（角度）及び力の領域の値を制御対象システムＣＳへの入力の領域の値（例えば、電圧値又は電流値等）に逆変換する（すなわち、実空間の指令値を決定する）ブロックである。
このような制御アルゴリズムの下、検査装置２０には、マスタ側位置センサ２１３によって検出された時系列の位置（角度）の検出値が入力される。この時系列の位置（角度）の検出値は、マスタ側アクチュエータ２１２，スレーブ側アクチュエータ２３２の動作を表すものであり、検査装置２０は、入力された位置（角度）及びこれらの位置（角度）から導出された力に対して、慶應義塾が保有する特許権の特許公報（特許第６３８２２０３号公報）に記載されている座標変換を適用する。

動作制御部９１１は、このようなアルゴリズムに基づいて、マスタ側ユニット２１が駆動する操作機構２２と、スレーブ側ユニット２３が駆動する接触機構２４との間で力触覚を伝達する制御を行うことで、各機構の動作を制御する。
また、この力触覚を伝達する制御に伴い、マスタ側位置センサ２１３やスレーブ側位置センサ２３３で検出された可動部の位置（角度）といった時系列のパラメータや、これに基づいて算出された力触覚を伝達するための時系列のパラメータは、力触覚パラメータとして力触覚パラメータ記憶部９５１に記憶される。すなわち、力触覚パラメータ記憶部９５１は、力触覚パラメータを記憶する記憶部として機能する。

図８に戻り、画像変換部９１２は、動作制御部９１１が上述のアルゴリズムで用いた力触覚パラメータを力触覚パラメータ記憶部９５１から読み出す。そして、この力触覚パラメータを画像に変換する。

画像の変換手法としては、時系列データ（ここでは、時系列の力触覚パラメータ）を画像化できる手法であれば、任意の手法を採用することができる。例えば、リカレンスプロット等のグラフ化手法が採用できる。リカレンスプロットは時系列の周期性に着目した手法であり、時系列データｘ（ｔ）について、異なる時点ｉ，ｊにおいてｘ（ｉ）とｘ（ｊ）の値がほぼ等しい時にグラフ上の座標（ｉ，ｊ）に点を描画する（プロットする）という手法である。
このような画像変換を行うことにより、時系列の力触覚パラメータ自体を直接付与することなく、時系列の力触覚パラメータの特性を示す画像を付与することができる。

ここで、画像変換部９１２が、時系列の力触覚パラメータの他に、例えば、マスタ側位置センサ２１３やスレーブ側位置センサ２３３で検出された可動部の位置（角度）といった時系列のパラメータを変換の対象としてもよい。あるいは、これに基づいて算出された力触覚を伝達するための時系列のパラメータを変換の対象としてもよい。他にもこれらの時系列のパラメータを微積分演算して導出した加速度や速度といった時系列のパラメータを変換の対象としてもよい。

一例として、包装容器１０の状態を示す「力触覚刺激量」という値を指標として定義し、この時系列の力触覚刺激量を変換の対象としてもよい。力触覚刺激量は、下記の＜参考文献＞の第１２７ページにおいて、「Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｆ／ｔ ｓｅｎｓａｔｉｏｎ」として式（８）で定義されている。具体的には、力触覚刺激量は、力を速度で除算した値であり、その単位は［Ｎｍ／ｓｅｃ］である。なお、下記の＜参考文献＞は、本願の発明者を構成する大西 公平が投稿した文献である。

＜参考文献＞
大西 公平，外1名，“IEEJ Journal of Industry Applications Vol.12 No.2 pp.125-130”，［online］，令和4年10月21日，電気学会，［令和6年9月25日検索］，インターネット
＜URL：https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejjia/12/2/12_22004546/_article/-char/ja＞

画像変換部９１２は、変換により生成された画像の画像データを、画像通知部９１３に対して出力する。

画像通知部９１３は、入力された画像データを通知先に送信することで通知する。この通知先は、検査装置２０が検査装置２０ａとして動作する場合は、画像付与装置３０であり、通知される画像データは第１の画像データに相当する。一方で、この通知先は、検査装置２０が検査装置２０ｂとして動作する場合は、状態判定装置５０であり、通知される画像データは第２の画像データに相当する。

［画像付与装置３０の構成］

図７は、画像付与装置３０におけるハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。図７に示すように、画像付与装置３０は、プロセッサ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、通信部３４と、記憶部３５と、入力部３６と、出力部３７と、付与部３８と、を含む。これら各部は、信号線により接続されており、相互に信号を送受する。
この内、付与部３８以外のハードウェアについては、図５を示した制御ユニット２５の符号のみが違う同名のハードウェアと同様の機能であるため、重複する説明を省略する。

付与部３８は、検査装置２０から受信した、力触覚パラメータを変換した第１の画像の第１の画像データを、包装容器１０に対して物理的に付与する。付与部３８は、例えば、印刷装置や、刻印機構により実現される。

このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図７に示すようにプロセッサ３１にて、画像取得部３１１と、付与制御部３１２と、が機能する。
また、このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図７に示すように記憶部３５の一領域には、画像データ記憶部３５１が設定される。
以下で特に言及しない場合も含め、これら機能ブロック間では、処理を実現するために必要なデータを、適切なタイミングで適宜送受信する。

画像取得部３１１は、力触覚パラメータを変換した第１の画像の第１の画像データを検査装置２０ａから受信することで、取得する。また、画像取得部３１１は、取得した第１の画像データを画像データ記憶部３５１に記憶させる。すなわち、画像データ記憶部３５１は、第１の画像データを記憶する記憶部として機能する。

付与制御部３１２は、画像データ記憶部３５１が記憶する第１の画像データを読み出す。そして、付与制御部３１２は、付与部３８を制御して第１の画像データに対応する第１の画像を、付与画像６１として包装容器１０に対して物理的に付与する。

付与の方法としては、例えば、第１の画像を製品タグの用紙に印刷する。そして、この製品タグを包装容器１０にシールとして貼り付ける。他にも、例えば、包装容器１０の外装が印刷可能なものである場合、第１の画像を包装容器１０の外装の縁等に直接印刷してもよい。他にも、例えば、包装容器１０に刻印するための刻印機構の形状を画像に合わせて変形させて、スタンプするようにしてもよい。

なお、何れの場合も、第１の画像を印刷やスタンプするためのインクを、可視光の下においてユーザが視認できない特殊なインクとするとよい。例えば、可視光線を反射する一方、赤外線を吸収するインクを用いる。そうすることで、ユーザが視認できないが、赤外線カメラ等で読み取ることが可能となる。これにより、第１の画像が印刷等されたことで、包装容器１０パッケージのデザインが阻害されることや、パッケージに記載された注意書き等の情報が視認できなくなってしまうことが防止できる。

このように、第１の画像を物理的に付与することで、包装容器１０に第１の画像が物理的に紐づけられることになり、流通過程において、包装容器１０それぞれと、これに対応する第１の画像との対応関係を管理する必要がなくなる。また、第１の画像に関するデータを、ネットワークを介して共有する必要がなくなる。
そして、第１の画像が物理的に付与された包装容器１０は、トラック等の車両や列車等により第２拠点に運送される。

［読み取り装置４０の構成］
図８は、読み取り装置４０におけるハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。図８に示すように、読み取り装置４０は、プロセッサ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、通信部４４と、記憶部４５と、入力部４６と、出力部４７と、読み取り部４８と、を含む。これら各部は、信号線により接続されており、相互に信号を送受する。
この内、読み取り部４８以外のハードウェアについては、図５を示した制御ユニット２５の符号のみが違う同名のハードウェアと同様の機能であるため、重複する説明を省略する。

読み取り部４８は、包装容器１０に対して物理的に付与されている付与画像６１を読み取ることにより、第１の画像データを取得する。読み取り部４８は、例えば、赤外線カメラや、赤外線スキャナにより実現される。

このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図８に示すようにプロセッサ４１にて、読み取り制御部４１１と、画像通知部４１２と、が機能する。
また、このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図８に示すように記憶部４５の一領域には、画像データ記憶部４５１が設定される。
以下で特に言及しない場合も含め、これら機能ブロック間では、処理を実現するために必要なデータを、適切なタイミングで適宜送受信する。

読み取り制御部４１１は、読み取り部４８を制御して包装容器１０に対して物理的に付与されている付与画像６１を読み取ることにより、第１の画像データを取得する。また、読み取り制御部４１１は、取得した第１の画像データを画像データ記憶部４５１に記憶させる。すなわち、画像データ記憶部４５１は、第１の画像データを記憶する記憶部として機能する。

画像通知部４１２は、画像データ記憶部３５１が記憶する第１の画像データを読み出す。そして、画像通知部４１２は、読み出した第１の画像データを状態判定装置５０に送信することで通知する。

［状態判定装置５０の構成］
図９は、状態判定装置５０におけるハードウェア及び機能ブロックの一例を示すブロック図である。図９に示すように、状態判定装置５０は、プロセッサ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、通信部５４と、記憶部５５と、入力部５６と、出力部５７と、ドライブ５８と、を含む。これら各部は、信号線により接続されており、相互に信号を送受する。
これら各ハードウェアは、図５を示した制御ユニット２５の符号のみが違う同名のハードウェアと同様の機能であるため、重複する説明を省略する。

このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図９に示すようにプロセッサ５１にて、画像取得部５１１と、判定部５１２と、判定結果出力部５１３が機能する。
また、このようなハードウェア構成において、図２及び図３を参照して上述した判定処理を実現する場合、図９に示すように記憶部５５の一領域には、画像データ記憶部５５１と、判定結果記憶部５５２が設定される。
以下で特に言及しない場合も含め、これら機能ブロック間では、処理を実現するために必要なデータを、適切なタイミングで適宜送受信する。

画像取得部５１１は、第１の拠点で検査を行った際の力触覚パラメータを変換した第１の画像の第１の画像データを読み取り装置４０から受信することで、取得する。また、画像取得部５１１は、第２の拠点で検査を行った際の力触覚パラメータを変換した第２の画像の第２の画像データを検査装置２０ｂから受信することで、取得する。

また、画像取得部３１１は、取得した第１の画像データ及び第２の画像データを画像データ記憶部５５１に記憶させる。すなわち、画像データ記憶部５５１は、第１の画像データ及び第２の画像データを記憶する記憶部として機能する。

判定部５１２は、画像データ記憶部５５１が記憶する第１の画像データ及び第２の画像データを読み出す。そして、これら画像データから第１の画像及び第２の画像を復元する。そして、判定部５１２は、復元した第１の画像と、第２の画像を比較することにより、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化を判定する。

例えば、第１の画像データでは包装容器１０が正常の状態を示すものであるにも関わらず、第２の画像データでは包装容器１０が破損していることを示すものであったならば、第１の拠点から第２の拠点への流通過程で破損したことが判定できる。
他にも、例えば、図３を参照して上述したように、流通過程で状態が悪化していることや、状態が維持されていること等も判定できる。
他にも、例えば、第１の画像や第２の画像を点数化（スコア化）できる場合には、この点数を比較するようにしても判定をすることができる。

判定部５１２は、判定の結果を判定結果記憶部５５２に記憶させる。すなわち、判定結果記憶部５５２は、判定部５１２による、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化の判定結果を記憶する記憶部として機能する。

判定結果出力部５１３は、判定結果記憶部５５２から判定結果を読み出す。そして、読み出した判定結果をユーザが把握できるように出力する。出力は、例えば、出力部５７に含まれるディスプレイへの表示や、出力部５７に含まれるスピーカからの音声出力や、通信部５４を介して接続されるプリンターからの印刷等により実現される。

これらの出力を確認したユーザは、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化の判定結果を把握することができる。これにより、包装容器１０の破損により不良品となった製品を取り除いたりすることが可能となる。すなわち、内容物である食品等や、二酸化炭素や窒素ガスの漏れ（いわゆる空気漏れ）を検出したり、食品等が流体のような場合に、この流体である食品等の漏れを検出したりすることができる。これにより、空気漏れ等に伴う内容物の劣化や内容物の流出を、製品が消費者のもとに届く前に発見でき、製品としての品質を保証することが可能となる。

［判定処理］
状態判定システムＳに含まれる各装置について詳細に説明した。次に、これら各装置により実現される判定処理の処理内容について説明する。まず、判定処理の前提となる動作制御処理について説明する。動作制御処理は、判定処理におけるサブルーチンとして実行される。

（動作制御処理）
図１０は、状態判定システムＳが実行する動作制御処理の流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ１において、動作制御部９１１は、アクチュエータによる駆動で移動される対象となる機構の可動部の位置（角度）を取得する。本実施形態では、移動される対象となる機構は、操作機構２２及び接触機構２４である。この場合、動作制御部９１１は、これらの機構に対応する位置を、マスタ側位置センサ２１３と、スレーブ側位置センサ２３３から取得する。

ステップＳ２において、動作制御部９１１は、実空間の入力ベクトルを仮想空間のベクトルに変換する。
ステップＳ３において、動作制御部９１１は、速度（位置）の領域における演算及び力の領域における演算を実行する。

ステップＳ４において、動作制御部９１１は、速度（位置）及び力の領域の値を制御対象システムＣＳへの入力の領域の値（実空間のベクトル）に逆変換する。
ステップＳ５において、動作制御部９１１は、マスタ側アクチュエータ２１２及びスレーブ側アクチュエータ２３２の指令値を出力する。

ステップＳ６において動作制御処理を終了するか否かを判定する。動作制御処理は、例えば、所定の動作パターンで包装容器１０の検査を完了させたユーザが、操作機構２２に対する操作を取り止めた場合に終了する。動作制御処理を終了する場合は、ステップＳ６においてＹｅｓと判定され、本処理は終了となる。一方で、動作制御処理を終了させない場合は、ステップＳ６においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１に戻り繰り返される。

以上説明した動作制御処理によれば、検査装置２０の、操作機構２２と、接触機構２４との間で、力触覚を伝達する制御（バイラテラル制御）を行うことで、各機構の動作を制御することができる。

図１１は、状態判定システムＳが実行する判定処理の流れを説明するフローチャートである。判定処理は、状態判定システムＳの各装置が、ユーザによる判定処理の開始指示操作を受け付けたことに伴い実行される。

ステップＳ１１において、検査装置２０ａの動作制御部９１１は、ユーザによる操作機構２２に対する操作に基づいて、サブルーチンである、図１０に示した動作制御処理を行う。

ステップＳ１２において、検査装置２０ａの画像変換部９１２は、第１の画像データを生成する。生成した第１の画像データは、検査装置２０ａの画像通知部９１３により画像付与装置３０に通知される。

ステップＳ１３において、画像付与装置３０の付与制御部３１２は、付与部３８を制御して第１の画像データに対応する第１の画像を、付与画像６１として包装容器１０に対して物理的に付与する。

ステップＳ１４において、読み取り装置４０の読み取り制御部４１１は、読み取り部４８を制御して包装容器１０に対して物理的に付与されている第１の画像を読み取ることにより、第１の画像データを取得する。取得した第１の画像データは、読み取り装置４０の画像通知部４１２により状態判定装置５０に通知される。

ステップＳ１５において、検査装置２０ｂの動作制御部９１１は、ユーザによる操作機構２２に対する操作に基づいて、サブルーチンである、図１０に示した動作制御処理を行う。

ステップＳ１６において、検査装置２０ｂの画像変換部９１２は、第２の画像データを生成する。生成した第２の画像データは、検査装置２０ａの画像通知部９１３により画像付与装置３０に通知される。

ステップＳ１７において、状態判定装置５０の画像取得部５１１は、第１の画像データ及び第２の画像データから第１の画像及び第２の画像を復元する。そして、判定部５１２は、復元した第１の画像と、第２の画像を比較することにより、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化を判定する。

ステップＳ１８において、状態判定装置５０の判定結果出力部５１３は、ステップＳ１７における判定結果を出力する。この出力を確認したユーザは、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化の判定結果を把握することができる。
これにより本処理は終了する。

以上説明した判定処理によれば、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を、より簡便に判定するという、本発明の課題を解決することができる。また、図２及び図３を参照した説明において述べた、様々な効果を奏する。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態は例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他の様々な実施形態を取ることが可能である共に、省略及び置換等種々の変形を行うことができる。この場合に、これら実施形態及びその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
一例として、以上説明した本発明の実施形態を、以下のようにして変形してもよい。

（変形例１）
上述した実施形態では、ユーザが操作機構２２を操作することでバイラテラル制御を行い、力触覚パラメータを取得していた。これに限らず、ユーザの操作を操作機構２２の入力としなくてもよい。例えば、過去に検査を行った際のユーザの操作（すなわち、ユーザの操作における力触覚）に相当する力触覚パラメータを記憶しておく。そして、この力触覚パラメータを再生して操作機構２２の入力とすることで、接触機構２４の動作制御を行う。これにより、ユーザの操作を要することなく検査装置２０による検査を行い、今回検査対象となった包装容器１０の状態を示す力触覚パラメータを取得することができる。この場合に、過去の力触覚パラメータではなく、プログラムにより生成した力触覚パラメータを入力とするようにしてもよい。

（変形例２）
上述の実施形態では、第１の拠点で第１の画像データを生成し、第２の拠点で第２の画像データを生成していた。これに限らず、同一の拠点でこれら２つの画像データを生成するようにしてもよい。例えば、拠点が倉庫である場合に、或る日に第１の画像データを生成する。そして、或る程度の日数が経過した日に第２の画像データを生成する。そして、状態判定装置５０は、これら第１の画像データと第２の画像データを比較することで判定を行う。これにより、倉庫での保存おける、包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化の判定結果を出力することができる。

（変形例３）
上述の実施形態では、第１の画像データと、第２の画像データとを比較して判定をしていた。これに限らず第３以降の画像データとの比較を行うようにしてもよい。この場合、画像付与装置３０により、第２の画像データを、包装容器１０の第１の画像データが付与されていない箇所に物理的に付与する。そして、第３の拠点で、読み取り装置４０によって第２の画像データを読み取ると共に、検査装置２０ｃにより第３の画像データを生成する。
さらに、状態判定装置５０は、第２の画像データと第３画像データを比較することで判定を行う。これにより、第２の拠点から第３の拠点までの包装容器１０の時間経過に伴う状態の変化の判定結果を出力することができる。

この場合に、第１の画像データと第３の画像データとを比較することで判定を行うようにしてもよい。
また、これらの処理をさらに継続し、第Ｎ（Ｎは２以上の整数）の画像データと、それ以前の画像データとを比較することで判定を行うようにしてもよい。

（変形例４）
上述の実施形態では、ユーザが検査装置２０の接触機構２４を操作して検査を行う際の、接触方法の動作パターンが予め定められていた。これに限らず、包装容器１０や内容物の特性や大きさに応じて、接触方法の動作パターンを様々に設けるようにしてもよい。
そして、この場合に、この動作パターンについても画像に変換して、包装容器１０に物理的に付与するようにしてもよい。
例えば、画像付与装置３０は、第１の画像を生成する際に、検査装置２０ａでの検査で用いられた動作パターンが何れの動作パターンであるかを特定できる情報を画像に変換する。
また、読み取り装置４０は、この特定できる画像を読み取ることで、動作パターンを特定する。
そして、検査装置２０ｂで第２の画像を生成する際に、ユーザ及び検査装置２０ｂは、特定された動作パターンで、接触機構２４の動作を制御する。
これにより、第１の画像の生成時と第２の画像の生成時とで、接触機構２４の接触方法の動作パターンを同一のものとできる。つまり、包装容器１０や内容物の特性や大きさに応じて、接触方法の動作パターンを様々に設ける場合に、誤って異なる動作パターンの接触方法で接触して、画像を生成してしまうことを防止できる。

［構成例］
以上のように、本実施形態における状態判定システムＳは、動作制御部９１１と、画像変換部９１２と、判定部５１２と、を備える。
動作制御部９１１は、接触機構２４の動作を制御することにより、接触機構２４を包装容器１０に接触させる。
画像変換部９１２は、動作制御部９１１による接触機構２４の動作に関する力触覚パラメータを画像に変換する。
判定部５１２は、動作制御部９１１及び画像変換部９１２により包装容器１０に対応する第１の画像が生成された後に、動作制御部９１１及び画像変換部９１２により包装容器１０に対応する第２の画像が生成された場合に、第１の画像と第２の画像とを比較することで、包装容器１０の破損に関する判定をする。

このように、状態判定システムＳによれば、異なる時点で生成された、第１の画像と第２の画像とを比較するのみで、包装容器１０の破損に関する判定をすることができる。すなわち、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を判定することである。例えば、第１の画像を生成した時点では問題ない状態であったが、第２の画像を生成した時点では破損が発生している状態となっていることが判定できる。つまり、時間の経過に伴う破損の発生や、破損の程度が進行していること等が判定できる。

これに対して、従来技術で、このような判定を実現するためには、包装容器それぞれを識別可能にした上で、それぞれの判定結果の履歴をデータベース化して管理したり、そのデータを他の物流拠点と共有するためのネットワークを構築したりする必要があった。
しかしながら、状態判定システムＳによれば、画像を比較すればよいだけであり、従来技術のように、データベースやネットワークを用意する必要がない。

また、状態判定システムＳによれば、力触覚に関する力触覚パラメータを画像化することにより、判定そのものはシンプルな画像処理や画像分類の手法を用いることができる。この場合に、力触覚に関する力触覚パラメータを解析して、検査対象物それぞれの特性に合わせた処理や、機械学習を行う必要もない。加えて、判定自体は画像処理であるため、判定部５１２は、判定基準さえ設定すれば、既存の画像処理判定システム（例えば、カメラを搭載した外観検査用システム）を流用することもできる。これにより、ユーザの作業負荷を下げ、システムの汎用性を高められる

すなわち、状態判定システムＳによれば、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を、より簡便に判定するという、本発明の課題を解決することができる。

状態判定システムＳは、付与部３８と、読み取り部４８と、をさらに備える。
付与部３８は、第１の画像を、包装容器１０に物理的に付与する。
読み取り部４８は、付与部３８に付与された第１の画像を読み取る。
判定部５１２は、読み取り部４８が読み取った第１の画像と第２の画像とを比較することで、包装容器１０の破損に関する判定をする。
これにより、検査対象物に第１の画像が物理的に紐づけられることになり、流通過程において、検査対象物それぞれと、これに対応する第１の画像との対応関係を管理する必要がなくなる。また、第１の画像に関するデータを、ネットワークを介して共有する必要がなくなる。

動作制御部９１１による、接触機構２４の動作の制御方法は複数存在する。
画像変換部９１２は、第１の画像を生成する際に、動作制御部９１１が用いた制御方法が何れの制御方法であるかを特定できる情報を画像に変換する。
読み取り部４８は、特定できる画像を読み取ることで、制御方法を特定する。
第２の画像を生成する際に、動作制御部９１１は、特定された制御方法で、接触機構２４の動作を制御する。
これにより、第１の画像の生成時と第２の画像の生成時とで、接触機構２４の動作の制御方法（すなわち、検査対象物に対する接触方法の動作パターン）を同一のものとできる。つまり、検査対象物の特性や大きさに応じて、接触方法の動作パターンを様々に設ける場合に、誤って異なるパターンの接触方法で接触して、画像を生成してしまうことを防止できる。

付与部３８は、可視光の下においてユーザが視認できないインクによって、包装容器１０に第１の画像を付与する。
これにより、第１の画像が印刷等されたことで、検査対象物パッケージのデザインが阻害されることや、パッケージに記載された注意書き等の情報が視認できなくなってしまうことが防止できる。

動作制御部９１１及び画像変換部９１２の組は複数存在する。
第１の画像を生成する第１の組は、第１の拠点に設置されている。
第２の画像を生成する第２の組は、第２の拠点に設置されている。
これにより、異なる物流拠点を移動した際の、検査対象物の時間経過に伴う状態の変化を判定することができる。

判定部５１２は、包装容器１０の破損により、当該包装容器１０によって包装されている内容物が流出しているか否かを判定する。
これにより、包装容器１０からの空気漏れや、包装している物品の漏れがあるか否かを判定できる。

［ハードウェアやソフトウェアによる機能の実現］
上述した実施形態による一連の処理を実行させる機能は、ハードウェアにより実現することもできるし、ソフトウェアにより実現することもできるし、これらの組み合わせにより実現することもできる
換言すると、上述した一連の処理を実行する機能が、状態判定システムＳの何れかにおいて実現されていれば足り、この機能をどのような態様で実現するのかについては、特に限定されない。

例えば、上述した一連の処理を実行する機能を、演算処理を実行するプロセッサによって実現する場合、この演算処理を実行するプロセッサは、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ及びマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の処理回路とが組み合わせられたものを含む。

また、例えば、上述した一連の処理を実行する機能を、ソフトウェアにより実現する場合、そのソフトウェアを構成するプログラムは、ネットワーク又は記録媒体を介してコンピュータにインストールされる。この場合、コンピュータは、専用のハードウェアが組み込まれているコンピュータであってもよいし、プログラムをインストールすることで所定の機能を実行することが可能な汎用のコンピュータ（例えば、汎用のパーソナルコンピュータ等の電子機器一般）であってもよい。

このようなプログラムを記録した記録媒体は、コンピュータ本体とは別に配布されるリムーバブルメディア、あるいは、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクあるいはフラッシュメモリ等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ），Ｂｌｕ－ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ－Ｄｉｓｋ）等により構成される。フラッシュメモリは、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリあるいはＳＤカードにより構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体は、例えば、プログラムが記憶されているＲＯＭやハードディスク等で構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。

上記実施形態は、本発明を適用した一例を示しており、本発明の技術的範囲を限定するものではない。すなわち、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができ、上記実施形態以外の各種実施形態を取ることが可能である。本発明が取ることのできる各種実施形態及びその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 検査対象物、２０ 検査装置、２１ マスタ側ユニット、２２ 操作機構、２２１ マスタ側スレーブ側ドライバ２３１２ マスタ側アクチュエータ、２１３ マスタ側位置センサ、２３ スレーブ側ユニット、２３１ スレーブ側ドライバ、２３２ スレーブ側アクチュエータ、２３３ スレーブ側位置センサ、２４ 接触機構、２５ 制御ユニット、３０ 画像付与装置、３１，４１，９１ プロセッサ、３２，４２，９２ ＲＯＭ、３３，４３，９３ ＲＡＭ、３４，４４，９４ 通信部、３５，４５，９５ 記憶部、３６，４６，９６ 入力部、３７，４７，９７ 出力部、３８ 付与部、４０ 読み取り装置、４８ 読み取り部、５０ 状態判定装置、５８，９８ ドライブ、６１ 付与画像、３１１，４１２，５１１ 画像取得部、３１２ 付与制御部、３５１，４５１ 画像データ記憶部、４１１ 読み取り制御部、５１２ 判定部、５１３ 判定結果通知部、９１１ 動作制御部、９１２ 画像変換部、４１２，９１３ 画像通知部、９５１ 力触覚パラメータ記憶部、ＣＳ 制御対象システム、ＦＴ 力・速度割当変換ブロック、ＦＣ 理想力源ブロック、ＰＣ 理想速度（位置）源ブロック、ＩＦＴ 逆変換ブロック、Ｎ ネットワーク、Ｓ 状態判定システム

Claims (8)

1. 包装容器を検査対象物とする状態判定システムであって、
   接触機構の動作を制御することにより、前記接触機構を前記検査対象物に接触させる動作制御手段と、
   前記動作制御手段による前記接触機構の動作に関する力触覚パラメータを画像に変換する変換手段と、
   前記動作制御手段及び前記変換手段により前記検査対象物に対応する第１の画像が生成された後に、前記動作制御手段及び前記変換手段により前記検査対象物に対応する第２の画像が生成された場合に、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較することで、前記検査対象物の破損に関する判定をする判定手段と、
   を備えることを特徴とする状態判定システム。
2. 前記第１の画像を、前記検査対象物に物理的に付与する付与手段と、
   前記付与手段に付与された前記第１の画像を読み取る読み取り手段と、
   をさらに備え、
   前記判定手段は、前記読み取り手段が読み取った第１の画像と前記第２の画像とを比較することで、前記検査対象物の破損に関する判定をする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の状態判定システム。
3. 前記動作制御手段による、前記接触機構の動作の制御方法は複数存在し、
   前記変換手段は、第１の画像を生成する際に、前記動作制御手段が用いた前記制御方法が何れの制御方法であるかを特定できる情報を画像に変換し、
   前記読み取り手段は、前記特定できる画像を読み取ることで、制御方法を特定し、
   前記第２の画像を生成する際に、前記動作制御手段は、前記特定された制御方法で、前記接触機構の動作を制御する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の状態判定システム。
4. 前記付与手段は、可視光の下においてユーザが視認できないインクによって、前記検査対象物に前記第１の画像を付与する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の状態判定システム、
5. 前記動作制御手段及び前記変換手段の組は複数存在し、
   前記第１の画像を生成する第１の前記組は、第１の場所に設置されており、
   前記第２の画像を生成する第２の前記組は、第２の場所に設置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の状態判定システム。
6. 前記判定手段は、前記検査対象物である前記包装容器の破損により、当該包装容器によって包装されている内容物が流出しているか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の状態判定システム。
7. 包装容器を検査対象物とする状態判定システムが行う状態判定方法であって、
   接触機構の動作を制御することにより、前記接触機構を検査対象物に接触させる動作制御ステップと、
   前記動作制御ステップによる前記接触機構の動作に関する力触覚パラメータを画像に変換する変換ステップと、
   前記動作制御ステップ及び前記変換ステップにより前記検査対象物に対応する第１の画像が生成された後に、前記動作制御ステップ及び前記変換ステップにより前記検査対象物に対応する第２の画像が生成された場合に、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較することで、前記検査対象物の破損に関する判定をする判定ステップと、
   を含むことを特徴とする状態判定方法。
8. 包装容器を検査対象物とする状態判定プログラムであって、
   接触機構の動作を制御することにより、前記接触機構を検査対象物に接触させる動作制御機能と、
   前記動作制御機能による前記接触機構の動作に関する力触覚パラメータを画像に変換する変換機能と、
   前記動作制御機能及び前記変換機能により前記検査対象物に対応する第１の画像が生成された後に、前記動作制御機能及び前記変換機能により前記検査対象物に対応する第２の画像が生成された場合に、前記第１の画像と前記第２の画像とを比較することで、前記検査対象物の破損に関する判定をする判定機能と、
   をコンピュータに実現させることを特徴とする状態判定プログラム。