(57)【要約】【課題】ロボットに発生した事故状態を客観的にとらえることができるロボット用事故解析システムを提供する。【解決手段】ロボット２に発生した事故状態を再現するロボット用事故解析システムであって、ロボット２に設けられ、自ロボットの稼動状態情報を認識する稼動情報認識部と、ロボットとは別に設けられた撮像手段６によって撮像されたロボット２とその周辺環境との画像データを環境情報として認識する環境情報認識部とを有し、前記稼動状態情報と前記環境情報とを記録するロボット用レコーダ装置３と、ロボット用レコーダ装置３に記録された稼動状態情報及び環境情報に基づいて事故状態を再現するロボット用シミュレータ装置４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットに発生した事故状態を再現するロボット用事故解析システムであって、
前記ロボットに設けられ、自ロボットの稼動状態情報を認識する稼動情報認識部と、前記ロボットとは別に設けられた撮像手段によって撮像された前記ロボットとその周辺環境との画像データを環境情報として認識する環境情報認識部とを有し、前記稼動状態情報と前記環境情報とを記録するロボット用レコーダ装置と、
前記ロボット用レコーダ装置に記録された前記稼動状態情報及び前記環境情報に基づいて前記事故状態を再現するロボット用シミュレータ装置とを備えたロボット用事故解析システム。
【請求項２】
前記稼動状態情報は、速度データ、加速度データ、位置情報、振動情報、衝撃情報、接触情報、及び実行ステップからなる群から選択される少なくとも１種の情報を含む請求項１に記載のロボット用事故解析システム。
【請求項３】
前記環境情報は、録音手段によって録音された音データを含む請求項１または２に記載のロボット用事故解析システム。
【請求項４】
前記ロボット用レコーダ装置は、前記ロボットが事故状態にあることを判断したときに、前記稼動状態情報及び前記環境情報を記録する稼動状態記録処理部を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボット用事故解析システム。
【請求項５】
前記稼動状態記録処理部は、前記稼動状態情報及び前記環境情報に基づいて前記ロボットが事故状態にあるか否かを判断する請求項４に記載のロボット用事故解析システム。
【請求項６】
前記ロボット用シミュレータ装置は、前記撮像手段によって撮像された前記画像データと録音手段によって録音された音データとを動画像として再現する動画像表示部と、前記ロボットが事故状態であったときの前記稼動状態情報を表示する稼動状態表示部と、前記ロボットが事故状態であったときの実行ステップを３次元画像として再現する３次元画像表示部とを備え、前記動画像と前記稼動状態情報と前記３次元画像とを時系列で表示する請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボット用事故解析システム。
【請求項７】
前記ロボット用シミュレータ装置は、前記ロボット用レコーダ装置に記録された前記稼動状態情報及び前記環境情報を蓄積する事故状態データベースを、さらに有する請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボット用事故解析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに発生した事故状態を記録された情報に基づき再現し、事故原因の解析を行うロボット用事故解析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボット技術が発達し、美術館や博物館などの公共施設やショッピングモールなどに清掃や案内を目的としたロボットが導入されている。それに伴い、人とロボットが接触する事故も増加しつつある。
【０００３】
ロボットがさまざまな場所に導入されつつある一方で、ロボットに対する安全対策や安全基準は未だ確立されていない。このため、いざ事故が起こってしまったときには、第三者である目撃者がいない限り事故を客観的にとらえることは非常に困難であり、事故原因を含め当事者の主張や現場検証でのみ責任の割合が決まる傾向にある。
【０００４】
このような状況下、最近では、ロボットに事故が発生した場合に、その事故の原因を客観的に判断できるようにしたいという要望が高まっている。
【０００５】
従来、発生した事故の原因を判断するものとしては、車両用に開発された事故解析システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなシステムでは、車両に設けられた各センサによってブレーキ圧力、加速度、操舵角等を検出すると共に、車載用カメラによって車両の周辺環境の画像を撮像し、これらの情報を基に事故の状況、事故原因などを特定することが可能となる。
【０００６】
また、ロボットに対しては、産業用ロボットにおいて衝突等のアラームが発生した場合に、アラームが発生した位置姿勢、目標位置姿勢、画像処理結果等に基づき、アラームの発生前及び発生時のロボットの稼動状況を再現するロボットシステム（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−８３８１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の事故解析システムは、車両用に開発されたものであるため、ロボットに転用することはできない。また、仮にこのようなシステムをロボットにそのまま転用しても、ロボットにおける事故原因を究明することは困難であった。
【０００９】
また、特許文献２のシステムでは、ロボット用ではあるものの、ロボット自体が移動しない産業用ロボットを対象としているため、アラームの内容としては、作業対象のワークとは別のワークとの干渉、ロボットの異常動作、故障等を想定しており、例えばロボット自体が移動して人等と接触する場合の事故に対しては想定していなかった。このため、特許文献２のシステムでは、ロボットが検出したデータに基づきアラーム発生時のロボットの動きを再現することはできても、ロボットと人等とがどのように接触したか等の事故状況を客観的にとらえることまではできなかった。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑み案出されたものであり、ロボットに発生した事故状態を客観的にとらえることができるロボット用事故解析システムを提供することを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係るロボット用事故解析システムの特徴構成は、ロボットに発生した事故状態を再現するロボット用事故解析システムであって、前記ロボットに設けられ、自ロボットの稼動状態情報を認識する稼動情報認識部と、前記ロボットとは別に設けられた撮像手段によって撮像された前記ロボットとその周辺環境との画像データを環境情報として認識する環境情報認識部とを有し、前記稼動状態情報と前記環境情報とを記録するロボット用レコーダ装置と、前記ロボット用レコーダ装置に記録された前記稼動状態情報及び前記環境情報に基づいて前記事故状態を再現するロボット用シミュレータ装置とを備えた点にある。
【００１２】
本構成によれば、ロボットの稼動状態情報と環境情報とにより、ロボットに発生した事故状態を客観的にとらえ、的確に把握できる。
したがって、ロボットにおける事故の原因を確実に究明し、客観的に証明することができる。
【００１３】
本発明に係るロボット用事故解析システムにおいて、前記稼動状態情報は、速度データ、加速度データ、位置情報、振動情報、衝撃情報、接触情報、及び実行ステップからなる群から選択される少なくとも１種の情報を含むことが好ましい。
【００１４】
本構成によれば、ロボットの的確な稼動状態情報を得ることができる。
【００１５】
本発明に係るロボット用事故解析システムにおいて、前記環境情報は、録音手段によって録音された音データを含むことが好ましい。
【００１６】
本構成によれば、より詳細な環境情報を得ることができる。
【００１７】
本発明に係るロボット用事故解析システムにおいて、前記ロボット用レコーダ装置は、前記ロボットが事故状態にあることを判断したときに、前記稼動状態情報及び前記環境情報を記録する稼動状態記録処理部を有することが好ましい。
【００１８】
本構成によれば、ロボットが事故状態にあるときの情報を確実に得ることができる。
【００１９】
本発明に係るロボット用事故解析システムにおいて、前記稼動状態記録処理部は、前記稼動状態情報及び前記環境情報に基づいて前記ロボットが事故状態にあるか否かを判断することが好ましい。
【００２０】
本構成によれば、稼動状態情報及び環境情報に基づいてロボットが事故状態にあるか否かを判断するため、ロボットが事故状態にあるときの情報をより確実に得ることができる。
【００２１】
本発明に係るロボット用事故解析システムにおいて、前記ロボット用シミュレータ装置は、前記撮像手段によって撮像された前記画像データと録音手段によって録音された音データとを動画像として再現する動画像表示部と、前記ロボットが事故状態であったときの前記稼動状態情報を表示する稼動状態表示部と、前記ロボットが事故状態であったときの実行ステップを３次元画像として再現する３次元画像表示部とを備え、前記動画像と前記稼動状態情報と前記３次元画像とを時系列で表示することが好ましい。
【００２２】
本構成によれば、ロボットに発生した事故状態を忠実に再現することができる。
【００２３】
本発明に係るロボット用事故解析システムにおいて、前記ロボット用シミュレータ装置は、前記ロボット用レコーダ装置に記録された前記稼動状態情報及び前記環境情報を蓄積する事故状態データベースを、さらに有することが好ましい。
【００２４】
本構成によれば、様々な事故状態のロボットの稼動状態情報及び環境情報を蓄積することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ロボット用事故解析システムの概要を示す図である。
【図２】ロボット用レコーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ロボット用シミュレータ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ロボット用シミュレータ装置の表示画面である。
【図５】ロボット用レコーダ装置の処理を示すフローチャートである。
【図６】ロボット用シミュレータ装置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係るロボット用事故解析システムの一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係るロボット用事故解析システム１は、図１に示すように、ロボット２に搭載されたロボット用レコーダ装置３と、事故の解析に利用されるロボット用シミュレータ装置４とを備えて構成される。尚、ロボット２としては、所謂産業用ロボットや自動清掃ロボット等が例示され、設置式ロボットに適用するか、自走式ロボットに適用するかは特に限定されない。
【００２７】
ロボット用レコーダ装置３は、図２に示すように、自ロボットの稼動状態情報を認識する稼動情報認識部３ａと、ロボット２とは別に設けられたカメラ等の撮像手段６によって撮像されたロボット２とその周辺環境との画像データを環境情報として認識する環境情報認識部３ｂと、ロボット２が事故状態にあるか否かを判断し、ロボット２が事故状態にあると判断したときに稼動状態情報及び環境情報を記録処理する稼動状態記録処理部３ｃと、稼動状態記録処理部３ｃで処理された稼動状態情報及び環境情報を事故状態のデータとして格納する事故状態メモリ３ｄとを備える。
【００２８】
稼動情報認識部３ａは、ロボット２に設けられた多数のセンサ類からの情報を自ロボットの稼動状態情報として認識する。ロボット２に設けるセンサとしては、速度センサ３１、加速度センサ３２、ＧＰＳ（位置情報）３３等のロボット２の位置関連情報を認識するセンサ、事故による振動を認識する振動センサ３４、衝撃を認識する衝撃センサ３５、ロボット２の接触した箇所を特定する接触センサ３６等が例示される。また、稼動情報認識部３ａは事故時における自ロボットの実行ステップ３７を認識することもできる。
【００２９】
環境情報認識部３ｂは、ロボット２とは別に設けられたカメラ等の撮像手段６によって撮像された画像データを環境情報として認識するロボット周辺画像認識処理部３８と、ロボット２とは別に設けられたマイクロフォン等の録音手段からの音データを環境情報として認識するロボット周辺音認識処理部３９とを備える。尚、画像データや音データ等は、例えば、無線によって環境情報認識部３ｂに送ることができる。
また、環境情報認識部３ｂには、ロボット２に設けた別の撮像手段や録音手段からの情報を環境情報として認識する別の認識処理部をさらに設けることもできる。
【００３０】
稼動状態記録処理部３ｃは、稼動情報認識部３ａによって認識された稼動状態情報と環境情報認識部３ｂによって認識された環境情報を一時的に記憶し、処理してロボット２が事故状態にあるか否かを判断する。これらの情報からロボット２が事故状態にあると判断した場合には、事故状態と判断した稼動状態情報及び環境情報を事故状態のデータとして事故状態メモリ３ｄに記録する。
【００３１】
ロボット用シミュレータ装置４は、ディスプレイを搭載したパーソナルコンピュータ５等を備えて構成され、事故状態メモリ３ｄに記録された稼動状態情報及び環境情報に基づいて事故状態を再現する。
【００３２】
ロボット用シミュレータ装置４は、図３に示すように、事故状態メモリ３ｄに記録された稼動状態情報及び環境情報を蓄積する事故状態データベース４ａと、事故状態データベース４ａに蓄積された稼動状態情報及び環境情報に基づいて、画像を生成する動画像表示部４ｂと、ロボット２の稼動状態情報を表示する稼動状態表示部４ｃと、ロボット２の実行ステップを３次元画像として表示する３次元画像表示部４ｄと備える。
【００３３】
ロボット用シミュレータ装置４は、１つの装置で複数のロボットにおける事故状態を再現することもできる。
【００３４】
本実施形態に係るロボット用事故解析システムの処理の一例を以下に示す。
図５に示すように、ロボット２の稼動中では、ロボット用レコーダ装置３は、自ロボットの周辺環境を監視して周辺環境にある物体、人等を検出し、認識する（Ｓ５０１）。すなわち、ロボット用レコーダ装置３は、稼動情報認識部３ａからの稼動状態情報及び環境情報認識部３ｂからの環境情報を取得する。
【００３５】
次に、ロボット用レコーダ装置３は、取得した稼動状態情報及び環境情報に基づき、ロボット２が事故状態にあるか否かを判断する（Ｓ５０２）。ここで、ロボット２が事故状態にあるとは、例えば、ロボット２にある一定の定数を超えて接近あるいは接触する物体、人を検出した状態のことである。
【００３６】
そして、ロボット２が事故状態にあることが判定された場合には、ロボット用レコーダ装置３は、事故状態と判断したときの稼動状態情報及び環境情報を事故状態メモリ３ｄに記録する（Ｓ５０３）。ここで、事故状態メモリ３ｄに記録される稼動状態情報は、ロボット用シミュレータ装置４でロボット２の事故状況を再現するために必要な情報であって、例えば、自ロボットの位置情報や速度情報等の位置関連情報、衝撃や接触等の衝突情報、事故時の稼動状態を再現する実行ステップ等である。また、事故状態メモリ３ｄに記録される環境情報は、ロボット用シミュレータ装置４でロボット２の周辺環境を再現するために必要な情報である。
【００３７】
一方、Ｓ５０２において、ロボット２が事故状態にないと判断された場合には、ロボット用レコーダ装置３の処理はＳ５０１に戻る。
【００３８】
ロボット用シミュレータ装置４によって事故状態を再現する場合には、図６に示すように、ロボットシミュレータ装置４は、ロボット用レコーダ装置３の事故状態メモリ３ｄに記録された稼動状態情報及び環境情報を事故状態データベース４ａに取り込む（Ｓ６０１）。これにより、ロボット用シミュレータ装置４において、ロボット２の稼動状態情報および環境情報を利用可能となる。事故状態データベース４ａには、様々な事故状態のロボット２の稼動状態情報及び環境情報が蓄積することができる。尚、ロボット用レコーダ装置３から稼動状態情報及び環境情報をロボットシミュレータ装置４に取り込む場合には、例えば、ロボットシミュレータ装置４はロボット用レコーダ装置３に無線によって接続してもよく、また情報を取り込む際に有線によって接続してもよい。
【００３９】
次に、ロボット用シミュレータ装置４は、事故情報データベース４ａに格納されたロボット２の稼動状態情報および環境情報を用いて、ロボット２の事故状態を再現する動画像を生成すると共に、ロボット２の実行ステップを３次元画像として生成する（Ｓ６０２）。
【００４０】
そして、ロボット用シミュレータ装置４は、生成された動画像及び３次元画像を、ディスプレイを装備したパーソナルコンピュータ５に表示する（Ｓ６０３）。
【００４１】
尚、ロボット用シミュレータ装置４では、例えば、図４に示すように、ロボット２の周辺の事故状況を再現する動画像１００と、ロボット２の実行ステップを３次元として再現する３次元画像２００とを同期させて、時系列に表示できるようにすることができる。また、その他の速度データ・加速度データ・位置情報等の稼動状態情報、環境情報も同様に同期することができ、ロボット２に物や人がどの様に衝突したのか、どの程度の衝撃があったのか、また、その時のロボット２の速度はどのようなものだったのか等を忠実に再現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、物や人等と接触する可能性がある様々なロボットに適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１    ロボット用事故解析システム
２    ロボット
３    ロボット用レコーダ装置
４    ロボット用シミュレータ装置
５    パーソナルコンピュータ
６    撮像手段
３ａ  稼動情報認識部
３ｂ  環境情報認識部
３ｃ  稼動状態記録処理部
３ｄ  事故状態メモリ
３１  速度センサ
３２  加速度センサ
３３  ＧＰＳ（位置情報）
３４  振動センサ
３５  衝撃センサ
３６  接触センサ
３７  実行ステップ
３８  ロボット周辺画像認識処理部
３９  ロボット周辺音認識処理部
４ａ  事故状態データベース
４ｂ  動画像表示部
４ｃ  稼動状態表示部
４ｄ  ３次元画像表示部
１００  動画像
２００  ３次元画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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