(57)【要約】      （修正有）【課題】人間の立ち入りが困難な過酷環境下であっても電源供給ケーブルを必要とすることなく簡易な構成で、かつ精度良くロボット位置の姿勢を推定できることは勿論、周辺環境及び装置寿命も推定できる監視装置を提供する。【解決手段】遠隔作業装置の監視装置は、遠隔制御ロボット１上に貼付されたマーカ２と該マーカ２からの発光波長が透過し波長自発光を認識するイメージセンサ４と処理画像から前記遠隔制御ロボット１の位置姿勢を推定する位置姿勢推定部５とを備え、遠隔地から前記遠隔制御ロボット１による作業を監視する遠隔作業装置の監視装置であって前記マーカ２を放射線自発光マーカ２とし前記放射線自発光マーカ２からのマーカ発光量の大小から前記遠隔制御ロボット１周辺の線量を推定する周辺線量推定部６と該周辺線量推定部６で推定した線量の多少から前記遠隔制御ロボット１の寿命を推定する装置寿命推定部７とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔制御ロボット上に貼付されたマーカと、該マーカからの発光波長が透過し波長自発光を認識するイメージセンサと、処理画像から前記遠隔制御ロボットの位置姿勢を推定する位置姿勢推定部とを備え、遠隔地から前記遠隔制御ロボットによる作業を監視する遠隔作業装置の監視装置であって、
前記マーカを放射線自発光マーカとし、前記放射線自発光マーカからのマーカ発光量の大小から前記遠隔制御ロボット周辺の線量を推定する周辺線量推定部と、該周辺線量推定部で推定した線量の多少から前記遠隔制御ロボットの寿命を推定する装置寿命推定部とを備えていることを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記遠隔制御ロボットは、複数のリンクと、該リンク間を回動可能に接続する関節と、前記リンクの一方端に設けられた作業ツールとから成り、
前記各リンクのそれぞれに前記放射線自発光マーカを貼付け、前記位置姿勢推定部で前記放射線自発光マーカの位置を認識し、その認識位置が、予め設定されたロボットモデル上のマーカ位置に合うときの前記関節の状態量を導出することで前記遠隔制御ロボットの位置姿勢を推定すると共に、前記放射線自発光マーカの発光量を基に、前記周辺線量推定部で、予め設定された放射線量に対する発光量により前記遠隔制御ロボットの周辺線量を推定し、かつ、前記装置寿命推定部により推定された前記遠隔制御ロボットの周辺線量情報を用いて、前記遠隔制御ロボットが被爆した集積線量及び／又は瞬間線量を求め、予め設定された前記遠隔制御ロボットの故障閾値と比較することで装置寿命を推定することを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記リンクは３本から成り、それぞれの前記リンクに貼付けられた前記放射線自発光マーカは同色に色付けされ、その色付けされた前記放射線自発光マーカからの発光波長が１つの波長フィルタを透過し前記イメージセンサを通ることで、前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項４】
請求項２に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記リンクは３本から成り、それぞれの前記リンクに貼付けられた前記放射線自発光マーカは３色に色付けされ、その３色に色付けされた前記放射線自発光マーカからのそれぞれの発光波長がそれぞれの波長フィルタを透過しそれぞれの前記イメージセンサを通ることで、それぞれの前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項５】
請求項２に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記遠隔制御ロボットは、少なくとも２つの遠隔制御ロボットA及びBから成り、前記２つの遠隔制御ロボットA及びBの各リンクに貼付けられた前記放射線自発光マーカA及びBは異なる色に色付けされ、その異なる色に色付けされた前記放射線自発光マーカA及びBからのそれぞれの発光波長がそれぞれの波長フィルタを透過しそれぞれの前記イメージセンサを通ることで、それぞれの前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項６】
請求項２に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記遠隔制御ロボットの各リンクに貼付けられた放射線自発光マーカと、前記遠隔制御ロボットで作業される作業対象物に貼付けられた放射線自発光マーカとが異なる色に色付けされ、その異なる色に色付けされた前記放射線自発光マーカと前記作業対象物に貼付けられた前記放射線自発光マーカからのそれぞれの発光波長がそれぞれの波長フィルタを透過しそれぞれの前記イメージセンサを通ることで、それぞれの前記放射線自発光マーカと前記作業対象物に貼付けられた前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記マーカの自発光波長を透過する波長フィルタを用いて、前記マーカの位置、発光のみを前記イメージセンサを通して環境外乱光を除いて前記遠隔制御ロボットの周辺線量情報を取得するか、若しくは前記イメージセンサで前記遠隔制御ロボットの周辺線量情報を取得した後に、画像処理することで特定波長を取得することを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記放射線自発光マーカは、シンチレータ、夜光塗料、放射線により発光する素子を含むことを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項９】
請求項７に記載の遠隔作業装置の監視装置において、
前記波長フィルタは、前記放射線自発光マーカの発光波長透過する光学フィルタ、コンピュータ上での画像処理を含むことを特徴とする遠隔作業装置の監視装置。
【請求項１０】
遠隔制御ロボット上に貼付されたマーカと、該マーカからの発光波長が透過し波長自発光を認識するイメージセンサと、処理画像から前記遠隔制御ロボットの位置姿勢を推定する位置姿勢推定部とを備え、遠隔地から前記遠隔制御ロボットによる作業を監視する遠隔作業装置の監視方法であって、
前記マーカを放射線自発光マーカとし、周辺線量推定部により前記放射線自発光マーカからのマーカ発光量の大小から前記遠隔制御ロボット周辺の線量を推定し、前記周辺線量推定部で推定した線量の多少から装置寿命推定部で、前記遠隔制御ロボットの寿命を推定することを特徴とする遠隔作業装置の監視方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の遠隔作業装置の監視方法において、
前記遠隔制御ロボットは、複数のリンクと、該リンク間を回動可能に接続する関節と、前記リンクの一方端に設けられた作業ツールとから成り、
前記各リンクのそれぞれに前記放射線自発光マーカを貼付け、前記位置姿勢推定部で前記放射線自発光マーカの位置を認識し、その認識位置が、予め設定されたロボットモデル上のマーカ位置に合うときの前記関節の状態量を導出することで前記遠隔制御ロボットの位置姿勢を推定すると共に、前記放射線自発光マーカの発光量を基に、前記周辺線量推定部で、予め設定された放射線量に対する発光量により前記遠隔制御ロボットの周辺線量を推定し、かつ、前記装置寿命推定部により推定された前記遠隔制御ロボットの周辺線量情報を用いて、前記遠隔制御ロボットが被爆した集積線量及び／又は瞬間線量を求め、予め設定された前記遠隔制御ロボットの故障閾値と比較することで装置寿命を推定することを特徴とする遠隔作業装置の監視方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の遠隔作業装置の監視方法において、
前記リンクは３本から成り、それぞれの前記リンクに貼付けられた前記放射線自発光マーカは同色に色付けされ、その色付けされた前記放射線自発光マーカからの発光波長が１つの波長フィルタを透過し前記イメージセンサを通ることで、前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の遠隔作業装置の監視方法において、
前記リンクは３本から成り、それぞれの前記リンクに貼付けられた前記放射線自発光マーカは３色に色付けされ、その３色に色付けされた前記放射線自発光マーカからのそれぞれの発光波長がそれぞれの波長フィルタを透過しそれぞれの前記イメージセンサを通ることで、それぞれの前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の遠隔作業装置の監視方法において、
前記遠隔制御ロボットは、少なくとも２つの遠隔制御ロボットA及びBから成り、前記２つの遠隔制御ロボットA及びBの各リンクに貼付けられた前記放射線自発光マーカA及びBは異なる色に色付けされ、その異なる色に色付けされた前記放射線自発光マーカA及びBからのそれぞれの発光波長がそれぞれの波長フィルタを透過しそれぞれの前記イメージセンサを通ることで、それぞれの前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の遠隔作業装置の監視方法において、
前記遠隔制御ロボットの各リンクに貼付けられた放射線自発光マーカと、前記遠隔制御ロボットで作業される作業対象物に貼付けられた放射線自発光マーカとが異なる色に色付けされ、その異なる色に色付けされた前記放射線自発光マーカと前記作業対象物に貼付けられた前記放射線自発光マーカからのそれぞれの発光波長がそれぞれの波長フィルタを透過しそれぞれの前記イメージセンサを通ることで、それぞれの前記放射線自発光マーカと前記作業対象物に貼付けられた前記放射線自発光マーカの波長自発光を認識することを特徴とする遠隔作業装置の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠隔作業装置の監視装置及びその監視方法に係り、特に、人間の立ち入りが困難な災害現場等の未知な作業対象物の把持、切断、穿孔等の作業を、遠隔地から行うものに好適な遠隔作業装置の監視装置及びその監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人間の立ち入りが困難な災害現場等の過酷環境において、状況を改善していくためには、遠隔地にいるオペレータが、遠隔操作装置を用いながら未知な作業対象物の把持、切断、穿孔等の作業を行う必要がある。
【０００３】
その際、例えば、高放射線環境等の過酷環境では、遠隔作業装置に搭載されたセンサでは耐性がないため、遠隔作業装置に貼付けされたマーカ等を外部から検出するようにし、その外部センサからの情報により、遠隔作業装置の位置姿勢認識を行っている。
【０００４】
ところが、従来では、遠隔作業装置の位置姿勢を認識するためには、反射マーカや発光マーカを必要とし、環境外乱光（マーカとは異なる光、例えば反射光）や電源ケーブルの敷設が必要になっていた。
【０００５】
また、過酷環境において安全に作業するためには、遠隔作業装置の周辺の環境線量や装置自身の寿命を把握する必要があるが、新たに周辺環境線量や装置寿命推定のための装置を加えると、装置自体が大型化し作業が難しいものとなっていた。
【０００６】
このようなことから、無電源で、かつ、簡易な構成で環境外乱光に耐性のある遠隔作業装置の位置姿勢及び周辺環境、装置寿命の推定手法が求められている。
【０００７】
遠隔作業装置の監視方法に関する技術としては、例えば、特許文献１を挙げることができる。この特許文献１には、移動体に取り付けたマーカと、制御信号によりパン・チルト制御が可能な複数台の回転カメラ装置とを備え、回転カメラ装置からの画像信号を処理し、処理結果に応じて回転カメラ装置をマーカの方向へ回転移動させる監視技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８-２５２６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来技術においては、電源供給ケーブルを必要とするマーカであり、寿命推定機能は搭載していないので、装置寿命を推定することはできないという課題がある。
【００１０】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、人間の立ち入りが困難な過酷環境下であっても、電源供給ケーブルを必要とすることなく、簡易な構成で、かつ、精度良くロボットの位置姿勢を推定できることは勿論、周辺環境及び装置寿命を推定することができる遠隔作業装置の監視装置及びその監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の遠隔作業装置の監視装置は、上記目的を達成するために、遠隔制御ロボット上に貼付されたマーカと、該マーカからの発光波長が透過し波長自発光を認識するイメージセンサと、処理画像から前記遠隔制御ロボットの位置姿勢を推定する位置姿勢推定部とを備え、遠隔地から前記遠隔制御ロボットによる作業を監視する遠隔作業装置の監視装置であって、前記マーカを放射線自発光マーカとし、前記放射線自発光マーカからのマーカ発光量の大小から前記遠隔制御ロボット周辺の線量を推定する周辺線量推定部と、該周辺線量推定部で推定した線量の多少から前記遠隔制御ロボットの寿命を推定する装置寿命推定部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の遠隔作業装置の監視方法は、上記目的を達成するために、遠隔制御ロボット上に貼付されたマーカと、該マーカからの発光波長が透過し波長自発光を認識するイメージセンサと、処理画像から前記遠隔制御ロボットの位置姿勢を推定する位置姿勢推定部とを備え、遠隔地から前記遠隔制御ロボットによる作業を監視する遠隔作業装置の監視方法であって、前記マーカを放射線自発光マーカとし、周辺線量推定部により前記放射線自発光マーカからのマーカ発光量の大小から前記遠隔制御ロボット周辺の線量を推定し、前記周辺線量推定部で推定した線量の多少から装置寿命推定部で、前記遠隔制御ロボットの寿命を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、人間の立ち入りが困難な過酷環境下であっても、電源供給ケーブルを必要とすることなく、簡易な構成で、かつ、精度良くロボットの位置姿勢を推定できることは勿論、周辺環境及び装置寿命を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例１を示す概略構成図である。
【図２】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例１における取り込み画像と従来構成の取り込み画像を示す図である。
【図３】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例２を示す概略構成図である。
【図４】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例２における取り込み画像と従来構成の取り込み画像を示す図である。
【図５】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例３を示す概略構成図である。
【図６】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例３における取り込み画像と従来構成の取り込み画像を示す図である。
【図７】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例４を示す概略構成図である。
【図８】本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例４における取り込み画像と従来構成の取り込み画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図示した実施例に基づいて本発明の遠隔作業装置の監視装置及びその監視方法を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
【００１６】
また、以下で説明する各実施例では、遠隔作業装置の状態認識において、高放射線環境にある遠隔作業装置の位置姿勢及び寿命、周辺環境の推定を実施する場合を例示しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に、本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例１を示す。
【００１８】
図１に示すように、作業環境１０には、遠隔制御ロボットである作業ロボット１が存在しており、この作業ロボット１で、例えば、作業対象物（例えば、プラント内の配管や構造物）の把持、切断、穿孔等の作業を実施する。
【００１９】
本実施例では、作業ロボット１は、作業機構としてマニピュレータ型を有する構成としているが、それらに限定はしない。
【００２０】
上述した作業ロボット１は、複数のリンク（本実施例では、３本のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３）と、これら３本のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３のリンク１ｂ１と１ｂ２間及びリンク１ｂ２と１ｂ３間を回動可能に接続する関節１ａと、リンク１ｂ１の端部に設けられた作業ツール１ｃとから構成され、各リンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３のそれぞれには、放射線自発光マーカである青色自発光マーカ２が貼付けられている。
【００２１】
そして、本実施例の遠隔作業装置の監視装置は、青色自発光マーカ２と、青色自発光マーカ２からの発光波長が青色波長フィルタ３を透過し波長自発光を認識するイメージセンサ４と、処理画像から作業ロボット１の位置姿勢を推定する位置姿勢推定部５と、青色自発光マーカ２からのマーカ発光量の大小から作業ロボット１周辺の線量を推定する周辺線量推定部６と、この周辺線量推定部６で推定した線量の多少から作業ロボット１の寿命を推定する装置寿命推定部７とから概略構成されている。
【００２２】
即ち、位置姿勢推定部５で青色自発光マーカ２の位置を認識し、その認識位置が、予め設定されたロボットモデル上のマーカ位置に合うときの関節１ａの状態量を導出することで作業ロボット１の位置姿勢を推定すると共に、青色自発光マーカ２の発光量を基に、周辺線量推定部６で、予め設定された放射線量に対する発光量により作業ロボット１の周辺線量を推定し、かつ、装置寿命推定部７により推定された作業ロボット１の周辺線量情報を用いて、作業ロボット１が被爆した集積線量や瞬間線量を求め、予め設定された作業ロボット１の故障閾値と比較することで装置寿命を推定するものである。
【００２３】
本実施例では、３本のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３のそれぞれに貼付けられた青色自発光マーカ２は同色（青色）に色付けされ、その青色に色付けされた青色自発光マーカ２からの発光波長が１つの青色波長フィルタ３を透過しイメージセンサ４を通ることで、青色自発光マーカ２の波長自発光が認識される。
【００２４】
つまり、本実施例では、作業ロボット１の位置姿勢を推定するとき、位置姿勢推定部５において、作業ロボット１のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に貼付された青色自発光マーカ２の認識位置が、既知のロボットモデル上のマーカ位置に合うときの関節１ａの状態量を導出することで、位置姿勢を推定する。合わせて、青色自発光マーカ２の発光量を基に、周辺線量推定部６において、既知の放射線量に対する発光量を用いることで、作業ロボット１の周辺線量を推定するものである。
【００２５】
また、装置寿命推定部７において、推定された周辺線量情報を用いて、作業ロボット１が被爆した集積線量や瞬間線量を求め、既知のロボットの故障閾値と比較することで、装置寿命を推定する。
【００２６】
作業中は、作業ロボット１に貼付した青色自発光マーカ２の自発光波長を透過する青色波長フィルタ３を用いて、放射線自発光マーカ２の位置、発光のみをイメージセンサ４を通して、環境外乱光（マーカとは異なる光、例えば反射光）８を除いて情報を取得している。
【００２７】
なお、本実施例では、青色波長フィルタ３を用いているが、イメージセンサ４で取得した後に、画像処理することで特定波長を取得しても良い。
【００２８】
また、本実施例における青色自発光マーカ２は、シンチレータ、夜光塗料、放射線により発光する素子を含み、青色波長フィルタ３は、青色自発光マーカ２の発光波長が透過する光学フィルタ、コンピュータ上での画像処理を含むものである。
【００２９】
このような本実施例の構成とすることによる効果は、以下の通りである。
【００３０】
即ち、従来技術においては、作業ロボット１の位置姿勢を認識するため、図２の（ａ）に示すように、反射マーカや発光マーカを必要とし、環境外乱光や電源ケーブルの敷設が必要になっていた。また、過酷環境において安全に作業するために、作業ロボット１の周辺の環境線量や装置自身の寿命を把握する必要がある。更に、新たに周辺環境線量や装置寿命推定のための装置を加えると、装置自体が大型化し作業が難しいものとなっていた。
【００３１】
これに対して、本実施例の遠隔作業装置の監視装置とすることにより、図２の（ｂ）に示すように、青色自発光マーカ２のみの画像を取り込みことが可能となり、この青色自発光マーカ２からの発光量と検出位置に基づいて、作業ロボット１の位置姿勢及び周辺環境、装置寿命を推定することが可能となる。
【００３２】
従って、本実施例によれば、人間の立ち入りが困難な過酷環境下であっても、電源供給ケーブルを必要とすることなく、簡易な構成で、かつ、精度良くロボット位置の姿勢を推定できることは勿論、周辺環境及び装置寿命を推定することができる。
【実施例２】
【００３３】
図３に、本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例２を示す。
【００３４】
該図に示す本実施例の遠隔作業装置の監視装置は、３本のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３のそれぞれに貼付けられた放射線自発光マーカが、青色、緑色、黄色の３色に色付けされた青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃから成り、この３色に色付けされた青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃからのそれぞれの発光波長が、それぞれの波長フィルタである青色波長フィルタ３ａ、緑色波長フィルタ３ｂ、黄色波長フィルタ３ｃを透過し、それぞれのイメージセンサ４ａ、４ｂ、４ｃを通ることで、それぞれの青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃの波長自発光が認識される。
【００３５】
青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃの波長自発光が、イメージセンサ４ａ、４ｂ、４ｃで認識された以降の位置姿勢推定部５、周辺線量推定部６及び装置寿命推定部７の動作は、実施例と同様である。
【００３６】
即ち、作業ロボット１の位置姿勢を推定するとき、位置姿勢推定部５において、作業ロボット１のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に貼付された青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃの位置を認識する。そのとき、作業ロボット１のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３毎に青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃを用いることで、リンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３毎に精度良く位置姿勢を認識する。
【００３７】
作業中は、作業ロボット１に貼付した３色の青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃの自発光波長を透過するそれぞれの青色波長フィルタ３ａ、緑色波長フィルタ３ｂ、黄色波長フィルタ３ｃを用い、イメージセンサ４ａ、４ｂ、４ｃを通して、環境外乱光８を除いて情報を取得する。
【００３８】
なお、本実施例では、青色波長フィルタ３ａ、緑色波長フィルタ３ｂ、黄色波長フィルタ３ｃを用いているが、イメージセンサ４ａ、４ｂ、４ｃで取得した後に、画像処理することで特定波長を取得しても良い。
【００３９】
また、本実施例における青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃは、シンチレータ、夜光塗料、放射線により発光する素子を含み、青色波長フィルタ３ａ、緑色波長フィルタ３ｂ、黄色波長フィルタ３ｃは、青色自発光マーカ２ａ、緑色自発光マーカ２ｂ、黄色自発光マーカ２ｃの発光波長が透過する光学フィルタ、コンピュータ上での画像処理を含むものである。
【００４０】
このような本実施例の構成とすることによる効果は、以下の通りである。
【００４１】
即ち、従来技術においては、作業ロボット１の位置姿勢を認識するため、図４の（ａ）に示すように、反射マーカや発光マーカを必要とし、環境外乱光や電源ケーブルの敷設が必要になっていた。また、過酷環境において安全に作業するために、作業ロボット１の周辺の環境線量や装置自身の寿命を把握する必要がある。更に、新たに周辺環境線量や装置寿命推定のための装置を加えると、装置自体が大型化し作業が難しいものとなっていた。
【００４２】
これに対して、本実施例の遠隔作業装置の監視装置とすることにより、図４の（ｂ）に示すように、青色波長フィルタ３ａ、緑色波長フィルタ３ｂ、黄色波長フィルタ３ｃのみの画像を取り込みことが可能となり、この青色波長フィルタ３ａ、緑色波長フィルタ３ｂ、黄色波長フィルタ３ｃからの発光量と検出位置に基づいて、作業ロボット１の位置姿勢及び周辺環境、装置寿命を推定することが可能となる。
【００４３】
従って、本実施例によれば、人間の立ち入りが困難な過酷環境下であっても、電源供給ケーブルを必要とすることなく、簡易な構成で、かつ、精度良くロボット位置の姿勢を推定できることは勿論、周辺環境及び装置寿命を推定することができる。
【実施例３】
【００４４】
図５に、本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例３を示す。
【００４５】
該図に示す本実施例では、作業ロボットは、２つの作業ロボット１A及び１Bから成り、これら２つの作業ロボット１A及び１Bの各リンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３及び１ｂ１´、１ｂ２´、１ｂ３´には、異なる色の青色と緑色に色付けされた青色自発光マーカ２と緑色自発光マーカ２´が貼付けられている。
【００４６】
そして、その異なる色に色付けされた青色自発光マーカ２と緑色自発光マーカ２´からのそれぞれの発光波長が、それぞれの青色波長フィルタ３ａと緑色波長フィルタ３ｂを透過しそれぞれのイメージセンサ４ａと４ｂを通ることで、それぞれの青色自発光マーカ２と緑色自発光マーカ２´の波長自発光が認識される。
【００４７】
青色自発光マーカ２と緑色自発光マーカ２´の波長自発光が、イメージセンサ４ａと４ｂで認識された以降の位置姿勢推定部５、周辺線量推定部６及び装置寿命推定部７の動作は、実施例と同様である。
【００４８】
即ち、作業ロボット１A及び１Bの位置姿勢を推定するとき、位置姿勢推定部５において、作業ロボット１A及び１Bのリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３及び１ｂ１´、１ｂ２´、１ｂ３´に貼付けられた青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２´の位置を認識する。そのとき、作業ロボット１A及び１B毎に青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２´を用いることで、作業ロボット１A及び１B毎に精度良く位置姿勢を認識する。
【００４９】
作業中は、作業ロボット１A及び１Bに貼付けれた青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２´の自発光波長を透過するそれぞれの青色波長フィルタ３ａ及び緑色波長フィルタ３ｂを用い、イメージセンサ４ａ及び４ｂを通して、環境外乱光８を除いて情報を取得する。
【００５０】
なお、本実施例では、青色波長フィルタ３ａ及び緑色波長フィルタ３ｂを用いているが、イメージセンサ４ａ、４ｂで取得した後に、画像処理することで特定波長を取得しても良い。
【００５１】
また、本実施例における青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２´は、シンチレータ、夜光塗料、放射線により発光する素子を含み、青色波長フィルタ３ａ及び緑色波長フィルタ３ｂは、青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２´の発光波長が透過する光学フィルタ、コンピュータ上での画像処理を含むものである。
【００５２】
このような本実施例の構成とすることによる効果は、以下の通りである。
【００５３】
即ち、従来技術においては、作業ロボット１A及び１Bの位置姿勢を認識するため、図６の（ａ）に示すように、反射マーカや発光マーカを必要とし、環境外乱光や電源ケーブルの敷設が必要になっていた。また、過酷環境において安全に作業するために、作業ロボット１A及び１Bの周辺の環境線量や装置自身の寿命を把握する必要がある。更に、新たに周辺環境線量や装置寿命推定のための装置を加えると、装置自体が大型化し作業が難しいものとなっていた。
【００５４】
これに対して、本実施例の遠隔作業装置の監視装置とすることにより、図６の（ｂ）に示すように、青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２´のみの画像を取り込みことが可能となり、この青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２´からの発光量と検出位置に基づいて、作業ロボット１A及び１Bの位置姿勢及び周辺環境、装置寿命を推定することが可能となる。
【００５５】
従って、本実施例によれば、人間の立ち入りが困難な過酷環境下であっても、電源供給ケーブルを必要とすることなく、簡易な構成で、かつ、精度良くロボット位置の姿勢を推定できることは勿論、周辺環境及び装置寿命を推定することができる。
【実施例４】
【００５６】
図７に、本発明の遠隔作業装置の監視装置の実施例４を示す。
【００５７】
該図に示す本実施例の遠隔作業装置の監視装置は、作業ロボット１の各リンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に貼付けられた青色自発光マーカ２と、作業ロボット１で作業される作業対象物（例えば、プラント内のパイプや構造物）９に貼付けられた緑色自発光マーカ２ｂとが異なる色に色付けされ、その異なる色に色付けされた青色自発光マーカ２と緑色自発光マーカ２ｂからのそれぞれの発光波長がそれぞれの青色波長フィルタ３ａ及び緑色波長フィルタ３ｂを透過しそれぞれのイメージセンサ４ａ及び４ｂを通ることで、それぞれの青色自発光マーカ２と緑色自発光マーカ２ｂの波長自発光を認識する。
【００５８】
青色自発光マーカ２と緑色自発光マーカ２ｂの波長自発光が、イメージセンサ４ａと４ｂで認識された以降の位置姿勢推定部５、周辺線量推定部６及び装置寿命推定部７の動作は、実施例と同様である。
【００５９】
即ち、作業ロボット１の位置姿勢を推定するとき、位置姿勢推定部５において、作業ロボット１のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に貼付けられた青色自発光マーカ２と作業対象物９に貼付けられた緑色自発光マーカ２ｂの位置を認識する。そのとき、作業ロボット１のリンク１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３に青色自発光マーカ２を、作業対象物９に緑色自発光マーカ２ｂを用いることで、作業ロボット１と作業対象物９に精度良く位置姿勢を認識する。
【００６０】
作業中は、作業ロボット１に貼付けれた青色自発光マーカ２と作業対象物９に貼付けられた緑色自発光マーカ２ｂの自発光波長を透過するそれぞれの青色波長フィルタ３ａと緑色波長フィルタ３ｂを用い、イメージセンサ４ａ及び４ｂを通して、環境外乱光８を除いて情報を取得する。
【００６１】
なお、本実施例では、青色波長フィルタ３ａ及び緑色波長フィルタ３ｂを用いているが、イメージセンサ４ａ及び４ｂで取得した後に、画像処理することで特定波長を取得しても良い。
【００６２】
また、本実施例における青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２ｂは、シンチレータ、夜光塗料、放射線により発光する素子を含み、青色波長フィルタ３ａ及び緑色波長フィルタ３ｂは、青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２ｂの発光波長が透過する光学フィルタ、コンピュータ上での画像処理を含むものである。
【００６３】
このような本実施例の構成とすることによる効果は、以下の通りである。
【００６４】
即ち、従来技術においては、作業ロボット１の位置姿勢を認識するため、図８の（ａ）に示すように、反射マーカや発光マーカを必要とし、環境外乱光や電源ケーブルの敷設が必要になっていた。また、過酷環境において安全に作業するために、作業ロボット１の周辺の環境線量や装置自身の寿命を把握する必要がある。更に、新たに周辺環境線量や装置寿命推定のための装置を加えると、装置自体が大型化し作業が難しいものとなっていた。
【００６５】
これに対して、本実施例の遠隔作業装置の監視装置とすることにより、図８の（ｂ）に示すように、青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２ｂのみの画像を取り込むことが可能となり、この青色自発光マーカ２及び緑色自発光マーカ２ｂからの発光量と検出位置に基づいて、作業ロボット１の位置姿勢及び周辺環境、装置寿命を推定することが可能となる。
【００６６】
従って、本実施例によれば、人間の立ち入りが困難な過酷環境下であっても、電源供給ケーブルを必要とすることなく、簡易な構成で、かつ、精度良くロボット位置の姿勢を推定できることは勿論、周辺環境及び装置寿命を推定することができる。
【００６７】
なお、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成を置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１、１A、１B…作業ロボット、１ａ…関節、１ｂ１、１ｂ２、１ｂ３、１ｂ１´、１ｂ２´、１ｂ３´…リンク、１ｃ…作業ツール、２、２ａ、２´…青色自発光マーカ、２ｂ…緑色自発光マーカ、２ｃ…黄色自発光マーカ、３、３ａ…青色波長フィルタ、３ｂ…緑色波長フィルタ、３ｃ…黄色波長フィルタ、４、４ａ、４ｂ、４ｃ…イメージセンサ、５…位置姿勢推定部、６…周辺線量推定部、７…装置寿命推定部、８…環境外乱光、９…作業対象物、１０…作業環境。
【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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【図７】
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【図８】
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