(57)【要約】【課題】障害物との接触をより低減できる遠隔操作可能なロボットを提供すること。【解決手段】本発明にかかるロボット１は、ロボット１が軌道を生成するための映像を取得するための第１の撮像装置１３と、前記第１の撮像装置１３とは別の位置に配置された第２の撮像装置１２と、前記第１の撮像装置が撮影した画像１３に、前記第２の撮像装置１２が撮影した画像から形成された死角仮想物体１９を合成して、ロボット１を操作するための画像をユーザに提供するユーザインターフェース１７と、を備えるものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットが軌道を生成するための映像を取得するための第１の撮像装置と、
前記第１の撮像装置とは別の位置に配置された第２の撮像装置と、
前記第１の撮像装置が撮影した画像に、前記第２の撮像装置が撮影した画像から形成された死角仮想物体を合成し、ロボットを操作するための画像をユーザに提供するユーザーインターフェースと、を備えたロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を取得するカメラと、障害物を検知するセンサとを備え、ユーザが遠隔操作するための画像を画面に映すロボットが知られている。このようなロボットにおいては、カメラには映らないがセンサで検知された障害物はユーザが見る画像に映す構成とするものがある。
【０００３】
特許文献１には、遠隔操作により移動するロボットと、ロボットを遠隔操作により移動させる遠隔操作部と、カメラと、カメラの視野から外れる近距離領域を含む領域内に存在する障害物を検知するためのセンサと、を備えたロボット遠隔制御システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０３９０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ユーザがロボットを遠隔制御した場合、カメラの映像に基づいて、ロボットが自身の軌道（アーム又は自律移動の軌道）を作成する。そのため、ユーザが見ている画像では障害物が見えていても、ロボットが備えるカメラでは障害物が死角となっている場合がある。このような場合、ロボットのカメラからは障害物が見えていないことをユーザが把握しておらず、ユーザの遠隔操作が不適切になり、ロボットが障害物と接触してしまうことがあった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、障害物との接触をより低減できる遠隔操作可能なロボットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるロボットは、ロボットが軌道を生成するための映像を取得するための第１の撮像装置と、前記第１の撮像装置とは別の位置に配置された第２の撮像装置と、前記第１の撮像装置が撮影した画像に、前記第２の撮像装置が撮影した画像から形成された死角仮想物体を合成して、ロボットを操作するための画像をユーザに提供するユーザーインターフェースと、を備えたものである。これにより、第１の撮像装置の画像に第２の撮像装置の映像を重ねることができ、第１の撮像装置のみでは死角となる部分の表示ができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、遠隔操作可能なロボットにおいて、障害物との接触する頻度をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる遠隔操作可能なロボットの側面を示す図である。
【図２】実施の形態にかかる３Ｄセンサ１２とカメラ１３との撮影範囲を示す図である。
【図３】実施の形態にかかる操作パッド１７の画像合成のフローチャートを示す。
【図４】実施の形態にかかる３Ｄセンサ１２の測定可能領域を示す図である。
【図５】実施の形態にかかる死角仮想物質１９の面積に応じてロボット１の動作を変化させる処理のフローチャートを示す。
【図６】実施の形態にかかるユーザの指示に対して、操作パッド１７が事前に警告を発する場合のフローチャートを示す図である。
【図７】実施の形態にかかるユーザ指示が適切な例と不適切な例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、遠隔操作可能なロボットの側面を示す図である。ロボット１は、頭部１０と、胴体部１１と、車輪１４と、制御部１６と、ユーザーインターフェースとしての操作パッド１７と、を備える。また、ロボット１は、第１の撮像装置としての３Ｄセンサ１２と、第２の撮像装置としてのカメラ１３と、を備える。
【００１１】
３Ｄセンサ１２は、頭部１０に設けられ、ロボット１の進行方向に対して斜め下向きに撮影して、障害物を検出する。カメラ１３は、ロボット１の胴体部１１に備えられ、ロボット１の進行方向に対して略水平方向をユーザ提示用に撮影し、障害物を検出する。
【００１２】
車輪１４は図示しない駆動部から動力を伝達されて、ロボット１を移動させる。制御部１６は、3Ｄセンサ１２の撮像と、操作パッド１７からの操作指示に従い、ロボット１を制御する。
【００１３】
操作パッド１７は、ロボット１の制御部に対して指示を送信して、ロボット１を遠隔制御する。また、操作パッド１７１は、表示画面１７１を有する。表示画面１７１は、３Ｄセンサ１２とカメラ１３の撮影した映像を一部合成して表示する。また、表示画面１７１には透明なタッチパネルが重ねられており、ユーザはタッチ操作により操作パッドに入力することができる。
【００１４】
図２は、３Ｄセンサ１２とカメラ１３との撮影範囲を示す図である。図２（ａ）に示すように、３Ｄセンサ１２とカメラ１３とは撮影範囲が異なる。図２（ｂ）は、３Ｄセンサのみで撮影した場合の死角を示す。
【００１５】
図２（ｃ）は３Ｄセンサ１２で撮影した画像を示し、図２（ｃ）はカメラ１３で撮影した画像を示す。操作パッド１７は、カメラ１３で撮影された画像に、３Ｄセンサ１２で検出された死角に基づいて形成された死角仮想物体１９を重ねて表示する。
【００１６】
図３は、操作パッド１７の画像合成のフローチャートを示す。まず、３Ｄセンサで障害物を観測し（ステップＳ２１）、同時にカメラ１３により障害物の観測を行う（ステップＳ２２）。次に、３Ｄセンサ１２による観測により、死角仮想物体１９を形成する（ステップＳ２３）。なお、死角仮想物体１９を形成する際に、事前に入力された障害物の情報を使用するようにしてもよい（ステップＳ２４）。最後、カメラ１３の撮影画像に死角仮想物体１９を合成して、操作パッド１７の表示画面１７１に表示する（ステップＳ２５）。
【００１７】
次に、死角仮想物質１９の形成方法について説明する。死角空間を表す死角仮想物体１９の生成は、Ｖｏｘｅｌデータをカメラからの視線を投影して削ることで得ることができる。
【００１８】
図４（ａ）は、３Ｄセンサ１２の測定可能領域を示す図である。図４（ｂ）は、３Ｄセンサの測定可能領域の状態を判定した図である。領域２は３Ｄセンサ１２の観測により、障害物がないと判定された領域である。領域３はセンサ観測不可能領域であるため、そもそも表示しない。領域４は、３Ｄセンサ１２の測定可能領域と床とが重なっている領域を示す。ここでは、床面まで表示してしまうと、ユーザの操作性が損なわれるので、表示されない。領域５は、測定可能領域から、領域２と領域３とを除いたものである。
【００１９】
本実施の形態にかかるロボット１は、３Ｄセンサにより死角となっている部分をカメラ１３の画像に死角下層物体１９として表示することにより、ユーザに、ロボット１の死角を明確に提示することができる。これにより、ユーザが操作パッド１７を用いてロボット１を遠隔操作する場合であっても、死角に考慮して指示することができ、ユーザがより操作しやすく、またロボット１が障害物に衝突する可能性をより低くすることができる。
【００２０】
また、実施の形態の発展例として、死角仮想物体１９が投影された画像を利用して、死角仮想物体１９の面積に応じてロボット１の動作を遅くするなど、動作を変化させるようにしてもよい。
【００２１】
図５は、死角仮想物質１９の面積に応じてロボット１の動作を変化させる処理のフローチャートを示す。ステップ２５において、カメラ１３が撮影した障害物の画像に死角仮想物質を合成する。次に、死角仮想物質１９の比率に応じて、ロボット１の動作速度を変更する(ステップＳ２６)。
【００２２】
例えば、画像６の全体の面積Ｓ０とし、死角仮想物質１９の映った面積Ｓ１として、ロボット１の操作速度について説明する。入力された動作速度をＶｉｎとして、ロボット１の動作速度をＶｏｕｔとすると、入力速度Ｖｉｎと動作速度Ｖｏｕｔは以下の式で表される。
【００２３】
【数１】
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【００２４】
これにより、人からの指令に対して、ロボットの動作速度を制限することが可能であり、よりロボット１と障害物との衝突回数を減らすことができる。また、死角仮想物質１９の比率に応じて、動作速度の限界を定めておき、ユーザからの入力速度がそれ以上である場合、警告を発するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、死角仮想物質１９がカメラ１３の撮影画像に合成されている場合、操作パッド１７を介して入力されたユーザからの操作指示を、事前にチェックして警告を発するようにしてもよい。
【００２６】
図６は、ユーザの指示に対して、操作パッド１７が事前に警告を発する場合のフローチャートを示す図である。ステップ２５において、カメラ１３が撮影した障害物の画像に死角仮想物質を合成する。これに対し、ユーザは操作パッド１７を用いて、ロボット１の動作の入力を行う（ステップＳ２８）。ユーザが入力した指示に対して、操作パッド１７が適切であるか否か判断し、ユーザの指示が不適切である場合には、指示の拒絶・警告を行う（ステップＳ２７）
【００２７】
図７は、ユーザ指示が適切な例と不適切な例を示す図である。図７（ａ）は、ユーザの指示が死角仮想物質１９と重なっていないため、適切である。図７（ｂ）、（ｃ）においては、指示が死角仮想物質１９と重なっているため、不適切である。
【００２８】
ユーザの指示を適切か不適切か判断することにより、ロボット１が障害物に衝突する危険性をより低下することができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、カメラ１３の設置位置は、ロボットの胴体部１１には限定されず、ロボット１の図示されていないアームの先端や、頭部１０であってもよい。
【００３０】
また、３Ｄセンサ１２は、ロボット１設置しなくてもよく、外部に設置されたカメラや別ロボットに搭載されたカメラを利用してもよい。さらに、３Ｄセンサ１２は、レーザーレンジファインダを上下左右方向に振ることにより代用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  ロボット
１０  東部
１１  胴体部
１２  ３Ｄセンサ
１３  カメラ
１４  車輪
１６  制御部
１７  操作パッド
１７１  表示画面
１９  死角仮想物体
【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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