(57)【要約】【課題】ミューティングした領域への侵入検出を行うことが可能なロボットシステム及びロボット等を提供すること。【解決手段】ロボットシステムは、ロボット３０と、撮像部２６０と、検出部２７０と、を含む。検出部２７０は、撮像部２６０により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、ロボット３０の作業領域に第１物体が侵入した場合に、撮像部２６０により第１物体とは異なる第２物体と第２情報とが撮像されることで、作業領域への第２物体の侵入を検出する。【選択図】      図２
2015100873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットと、
撮像部と、
検出部と、
を含み、
前記検出部は、
前記撮像部により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、前記ロボットの作業領域に前記第１物体が侵入した場合に、前記撮像部により前記第１物体とは異なる第２物体と前記第２情報とが撮像されることで、前記作業領域への前記第２物体の侵入を検出する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１物体は、前記第２情報に基づいて前記作業領域に侵入することが許可された物体である、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかにおいて、
前記第１情報は、前記作業領域への前記第１物体及び前記第２物体を含む物体の侵入を検出する侵入検出領域に対応して設けられる光マークであり、
前記検出部は、
前記撮像部により前記第１情報と前記第２情報とを撮像した撮像画像に基づいて、前記侵入検出領域への前記第１物体の侵入を検出し、
前記侵入検出領域のうち前記第１物体が侵入する領域において、前記第２物体の侵入を検出する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項４】
請求項２又は３のいずれかにおいて、
前記第２情報は、所定のマーカーであり、
前記検出部は、
所定のマーカーを、前記撮像部により撮像した撮像画像から検出した場合に、前記所定のマーカーに基づいて、前記作業領域への前記第１物体の侵入の許可及び前記作業領域への前記第２物体の侵入の検出を行う、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項５】
請求項４において、
前記所定のマーカーは、前記作業領域への前記第１物体の侵入を許可するための第１のマーカーを含み、
前記検出部は、
前記撮像画像から第１のマーカーを検出した場合に、検出した前記第１のマーカーに基づいて、前記作業領域への前記第１物体の侵入を許可する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項６】
請求項４又は５のいずれかにおいて、
前記所定のマーカーは、前記作業領域への前記第２物体の侵入を検出するための第２のマーカーを含み、
前記検出部は、
前記第２のマーカーを前記撮像画像から検出し、検出した前記第２のマーカーに基づいて、前記作業領域への前記第２物体の侵入を検出する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項７】
請求項４において、
前記所定のマーカーは、前記ロボットに供給される作業対象物に設けられるマーカー又は前記作業対象物を載せるトレーに設けられるマーカーである、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれかにおいて、
前記光マークの発光制御を行う発光制御部を含み、
前記検出部は、
前記発光制御された前記光マークの発光状態を検出し、検出した前記発光状態に基づいて、前記作業領域への前記物体の侵入を検出する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれかにおいて、
前記光マークは導光体であり、
前記検出部は、
前記撮像画像から検出した前記導光体の画像に基づいて、前記作業領域への前記物体の侵入を検出する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項１０】
請求項８において、
前記撮像部は、前記作業領域への前記物体の侵入を検出する侵入検出処理の誤検出を判断するための機器認証用のマークを更に撮像し、
前記検出部は、
前記撮像画像から検出した前記機器認証用のマークに基づいて、前記誤検出を判断する機器認証を行い、
前記機器認証の結果、前記誤検出をしていると判断された場合には、前記侵入検出処理を行わない、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項１１】
請求項３乃至１０のいずれかにおいて、
前記光マークは、第１の光マーク群と第２の光マーク群とを含み、
前記撮像部は、第１の撮像部と第２の撮像部とを含み、
前記第１の光マーク群と前記第１の撮像部とは、前記侵入検出領域の一方の端部に設けられ、
前記第２の光マーク群と前記第２の撮像部とは、前記侵入検出領域の他方の端部に設けられ、
前記第１の撮像部は、前記第２の光マーク群を撮像し、
前記第２の撮像部は、前記第１の光マーク群を撮像する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項１２】
ロボットと、
撮像部と、
を含み、
前記ロボットは、
前記撮像部により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、前記ロボットの作業領域に前記第１物体が侵入した場合に、前記撮像部により前記第１物体とは異なる第２物体が撮像されることで、前記第２物体の侵入を検出することを特徴とするロボットシステム。
【請求項１３】
撮像部により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、作業領域に前記第１物体が侵入した場合に、前記撮像部により前記第１物体とは異なる第２物体が撮像されることで、前記第２物体の侵入を検出することを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステム及びロボット等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットと人間が共存して協調作業を行う場合、人間を危険に曝さないように安全を確保する必要がある。このような危険を回避する手法として、監視領域への物体の侵入を検出する手法があるが、例えばワークの搬入等のように監視領域へ物体を入れたい場合がある。この場合、所定の条件を満たしたときに監視機能をミューティングし、物体の侵入を許容する手法がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、ライトカーテンにより監視領域内の物体を認識し、物体の侵入領域・物体のサイズ・物体間の距離について基準を設定し、その基準を満たす場合には監視機能をミューティングし、基準が１つでも満たされない場合には設備を停止する手法が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、ライトカーテンにより監視領域への物体の侵入を監視し、ＲＦＩＤが付されたワークは監視機能をミューティングする手法が開示されている。この手法では、ワークがライトカーテンにより検出される前にＲＦＩＤを読み取り、ライトカーテンの検出機能をミューティングする。
【０００５】
また特許文献３には、ライトカーテンにより監視領域への物体の侵入を監視し、ワークの移動に伴い、そのワークの形状に合わせてライトカーテンを部分的にミューティングする手法が開示されている。この手法では、ライトカーテンの前後にセンサーを設け、そのセンサーによりワークの位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５５４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３３５０３号公報
【特許文献３】特開２００７−２３５４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
監視機能をミューティングした場合、そのミューティングした領域では、侵入を許容した物体以外の物体も侵入可能となるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、ロボットと、撮像部と、検出部と、を含み、前記検出部は、前記撮像部により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、前記ロボットの作業領域に前記第１物体が侵入した場合に、前記撮像部により前記第１物体とは異なる第２物体と前記第２情報とが撮像されることで、前記作業領域への前記第２物体の侵入を検出する、ロボットシステムに関係する。
【０００９】
本発明の一態様によれば、撮像部により第１物体とは異なる第２物体と第２情報とが撮像されることで、ロボットの作業領域に第１物体が侵入した場合にロボットの作業領域への第２物体の侵入が検出される。これにより、ミューティングした領域への侵入検出を行うことが可能になる。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記第１物体は、前記第２情報に基づいて前記作業領域に侵入することが許可された物体であってもよい。
【００１１】
第１物体の侵入が許可されたことによって、第１物体とは異なる第２物体が作業領域へ侵入する可能性がある。この点、本発明の一態様では、第２情報が撮像されることで第２物体の侵入を検出できるので、安全性を向上できる。
【００１２】
また本発明の一態様では、記第１情報は、前記作業領域への前記第１物体及び前記第２物体を含む物体の侵入を検出する侵入検出領域に対応して設けられる光マークであり、前記検出部は、前記撮像部により前記第１情報と前記第２情報とを撮像した撮像画像に基づいて、前記侵入検出領域への前記第１物体の侵入を検出し、前記侵入検出領域のうち前記第１物体が侵入する領域において、前記第２物体の侵入を検出してもよい。
【００１３】
このようにすれば、光マークを撮像することで侵入検出領域への第１物体の侵入を検出できる。これにより、作業領域への第１物体の侵入を検出できる。また、光マークと第２情報を撮像することで、第１物体が侵入する領域において第２物体の侵入を検出できる。これにより、ミューティングした領域への第２物体の侵入を検出できる。
【００１４】
また本発明の一態様では、前記第２情報は、所定のマーカーであり、前記検出部は、所定のマーカーを前記撮像画像から検出した場合に、前記所定のマーカーに基づいて、前記作業領域への前記第１物体の侵入の許可及び前記作業領域への前記第２物体の侵入の検出を行ってもよい。
【００１５】
このようにすれば、所定のマーカーを付しておくだけで、その所定のマーカーを画像認識により検出することで、第１物体の侵入の許可及び作業領域への第２物体の侵入の検出を行うことができる。また、所定のマーカーが付してあればよいので、例えば形状の異なるトレーやワーク毎に教示を行う必要がなくなり、教示作業を簡素化できる。
【００１６】
また本発明の一態様では、前記所定のマーカーは、前記作業領域への前記第１物体の侵入を許可するための第１のマーカーを含み、前記検出部は、前記撮像画像から第１のマーカーを検出した場合に、検出した前記第１のマーカーに基づいて、前記作業領域への前記第１物体の侵入を許可してもよい。
【００１７】
このようにすれば、所定のマーカーのうち第１のマーカーを画像認識により検出することで、ロボットの作業領域への第１物体の侵入を許可できる。第１物体の侵入を許可するためのマーカーを分けることで、マーカーを確実に検出することが可能となる。
【００１８】
また本発明の一態様では、前記所定のマーカーは、前記作業領域への前記第２物体の侵入を検出するための第２のマーカーを含み、前記検出部は、前記第２のマーカーを前記撮像画像から検出し、検出した前記第２のマーカーに基づいて、前記作業領域への前記第２物体の侵入を検出してもよい。
【００１９】
このようにすれば、所定のマーカーのうち第２のマーカーを画像認識により検出することで、ロボットの作業領域への第２物体の侵入を検出できる。第２物体の侵入を検出するためのマーカーを分けることで、マーカーを確実に検出することが可能となる。
【００２０】
また本発明の一態様では、前記所定のマーカーは、前記ロボットに供給される作業対象物に設けられるマーカー又は前記作業対象物を載せるトレーに設けられるマーカーであってもよい。
【００２１】
このようにすれば、例えば小さなワークはトレーでまとめてロボットへ供給し、大きなワークはそのままマーカーを付してロボットへ供給するなど、臨機応変にロボットに対して作業対象物を供給できる。
【００２２】
また本発明の一態様では、前記光マークの発光制御を行う発光制御部を含み、前記検出部は、前記発光制御された前記光マークの発光状態を検出し、検出した前記発光状態に基づいて、前記作業領域への前記物体の侵入を検出してもよい。
【００２３】
このようにすれば、光マークの発光状態を検出することにより侵入検出領域への第１物体の侵入を検出することができる。また、例えば特定の発光パターンで光マークを制御した場合、その発光パターンを検出することで、侵入を検出するための装置が適切であるか否かを判断することが可能となる。
【００２４】
また本発明の一態様では、前記光マークは導光体であり、前記検出部は、前記撮像画像から検出した前記導光体の画像に基づいて、前記作業領域への前記物体の侵入を検出してもよい。
【００２５】
このようにすれば、導光体と撮像部の位置や角度を厳密に設置しなくても、侵入検出を行うことが可能となる。これにより、使用時においては衝撃等による位置ずれにも強くなる。また、導光体を用いることにより、部品点数が減り、低コスト化できる。また、導光体は切れ目なく発光できるので、小さいサイズの物体を検出できる。
【００２６】
また本発明の一態様では、前記撮像部は、前記作業領域への前記物体の侵入を検出する侵入検出処理の誤検出を判断するための機器認証用のマークを更に撮像し、前記検出部は、前記撮像画像から検出した前記機器認証用のマークに基づいて、前記誤検出を判断する機器認証を行い、前記機器認証の結果、前記誤検出をしていると判断された場合には、前記侵入検出処理を行わなくてもよい。
【００２７】
このように機器認証用のマークにより機器認証を行うことで、適切な機器による確実な侵入検出を行うことが可能となる。例えば、第１情報が光マークである場合、光マーク以外の発光や光の反射が撮像された場合であっても、それらの光による誤動作を抑制できる。
【００２８】
また本発明の一態様では、前記光マークは、第１の光マーク群と第２の光マーク群とを含み、前記撮像部は、第１の撮像部と第２の撮像部とを含み、前記第１の光マーク群と前記第１の撮像部とは、前記侵入検出領域の一方の端部に設けられ、前記第２の光マーク群と前記第２の撮像部とは、前記侵入検出領域の他方の端部に設けられ、前記第１の撮像部は、前記第２の光マーク群を撮像し、前記第２の撮像部は、前記第１の光マーク群を撮像してもよい。
【００２９】
このようにすれば、侵入検出領域を両側から第１の撮像部及び第２の撮像部で監視することができる。これら２つの撮像部の撮影範囲により、侵入検出領域を広くカバーし、死角を減らすことが可能となる。
【００３０】
また本発明の他の態様は、ロボットと、撮像部と、を含み、前記ロボットは、前記撮像部により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、前記ロボットの作業領域に前記第１物体が侵入した場合に、前記撮像部により前記第１物体とは異なる第２物体が撮像されることで、前記第２物体の侵入を検出するロボットシステムに関係する。
【００３１】
また本発明の更に他の態様は、撮像部により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、作業領域に前記第１物体が侵入した場合に、前記撮像部により前記第１物体とは異なる第２物体が撮像されることで、前記第２物体の侵入を検出するロボットに関係する。
【００３２】
以上のように、本発明の幾つかの態様によれば、ミューティングした領域への侵入検出を行うことが可能なロボットシステム及びロボット等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ロボットシステムの配置構成例。
【図２】ロボットシステムの構成例のブロック図。
【図３】ロボットシステムの配置構成の変形例。
【図４】光マークとトレーを撮像した画像の例。
【図５】第１のマーカーと第２のマーカーの配置構成例。
【図６】光マークの詳細な構成例。
【図７】発光素子を光マークとして用いた場合の侵入検出処理のフローチャート。
【図８】発光素子を光マークとして用いた場合の侵入検出処理のフローチャート。
【図９】発光素子を光マークとして用いた場合の侵入検出処理のフローチャート。
【図１０】導光体及び機器認証用のマークの配置構成例。
【図１１】ロボットシステムの構成例の第２のブロック図。
【図１２】導光体と機器認証用のマークを光マークとして用いた場合の侵入検出処理のフローチャート。
【図１３】光マークと撮像部の配置構成例。
【図１４】ロボットシステムの第１構成例。
【図１５】ロボットシステムの第２構成例。
【図１６】ロボット制御システム、ロボットシステムの詳細な構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３５】
１．本実施形態の概要
まず、本実施形態の概要について説明する。上述したように、ロボットが動作中に人間に危害を及ぼさないように、ロボットの作業領域へ物体が侵入した場合や、逆に作業領域から外部領域へ物体が侵入した場合に、ロボットを停止させる。
【００３６】
しかしながら、ロボットが作業を行うにあたり、例えばロボットが必要とするワークや工具等をロボットの作業領域に供給したり、或はロボットが作業を終了したワーク等を外部領域へ出したりしたい場合がある。このような場合、侵入検出を毎回停止させると非効率であり、また安全も確保できなくなってしまう。
【００３７】
そこで、特定の条件を満たす領域で侵入検出を解除（ミューティング）し、その領域では物体の侵入を許可する手法が考えられる。しかしながら、ミューティングした領域では、侵入を許可した物体以外の物体が通過する可能性があり、危険性が残ることになる。
【００３８】
そこで、本実施形態のロボットシステムは、ロボットと撮像部と検出部とを含む。そして、検出部は、撮像部により第１情報と第１物体が有する第２情報とが撮像されている間に、ロボットの作業領域に第１物体が侵入した場合に、撮像部により第１物体とは異なる第２物体と第２情報とが撮像されることで、作業領域への第２物体の侵入を検出する。
【００３９】
図１、図２で後述する実施形態を例にとると、第１情報は光マーク６０であり、第１物体はワークや工具等を格納したトレー７０であり、第１情報は、その第１物体に付された第１のマーカー８１〜８４と第２のマーカー８５〜８８である。第２物体は、第１物体とは別の移動体である。
【００４０】
撮像部２６０は光マーク６０と第１のマーカー８１〜８４と第２のマーカー８５〜８８を撮像する。検出部２７０は、光マーク６０により物体の侵入を検出するが、第１のマーカー８１〜８４により侵入検出をミューティングし、トレー７０の侵入を許可する。このとき、撮像部２６０とトレー７０の間を別の移動体が通過したとしても、その領域では侵入検出がミューティングされているので、その移動体は検出されないことになる。この点、本実施形態では、第２のマーカー８５〜８８を撮像することで、移動体の侵入を検出できる。即ち、例えば移動体によって遮蔽されているか否か等の第２のマーカー８５〜８８の状態を認識することで、移動体を検出し、ロボット３０を停止できる。
【００４１】
２．ロボットシステムの構成
次に、本実施形態の詳細について説明する。なお以下では、第１情報は光マークであり、第２情報はマーカーである場合を例に説明するが、第１情報と第２情報はこれに限定されない。即ち、第１情報と第２情報は、それらを撮像することにより物体の通過を認識できる情報であればよく、光マークのような光源や、予め決められた所定のマーカーである必要はない。例えば、何らかの物体や、線や点やその他の図形であってもよい。例えば、その物体や図形を、作業領域に侵入する物体が遮蔽した場合に侵入を検出することができる。
【００４２】
図１に、ロボットシステムの配置構成例を示し、図２に、ロボットシステムの構成例のブロック図を示す。ロボットシステムは、ロボット３０、侵入検出装置２００を含む。侵入検出装置２００は、光マーク６０と、光マーク６０を撮像する撮像部２６０と、撮像部２６０により撮像した撮像画像に基づいて、侵入検出領域２８０への移動体の侵入を検出する検出部２７０と、光マーク６０の発光を制御する発光制御部２５０と、を含む。
【００４３】
なお、本実施形態は図１、図２の構成に限定されず、その構成要素の一部の省略や、他の構成要素の追加が可能である。例えば、発光制御部２５０と光マーク６０をポール（スタンド）等に組み込んで別体として構成し、撮像部２６０と検出部２７０とロボット３０により構成したロボットシステムに接続してもよい。
【００４４】
侵入検出領域２８０は、ロボット３０の作業領域への物体（第１物体であるトレー７０と、第１物体とは別の物体である第２物体と、を含む）の侵入を検出する領域である。侵入検出領域２８０は、ロボットの作業領域とその外部領域との間の境界に対応する。外部領域は、人間５０が作業を行う領域であり、侵入検出により人間５０が安全に作業を行うことが可能となる領域である。侵入検出領域２８０は、例えば作業領域の床面や作業台の平面に交差（例えば直交）する面である。侵入検出領域２８０は、例えば床面に接して設定してもよいし、或は作業台の上等の所定の高さに設定してもよい。
【００４５】
光マーク６０と撮像部２６０は、この侵入検出領域２８０に対応して設けられている。即ち、光マーク６０と撮像部２６０は、侵入検出領域２８０を監視するためのものであり、例えば侵入検出領域２８０の両側に配置される。本実施形態では、撮像部２６０で光マーク６０を撮像することにより侵入検出領域２８０を監視し、侵入検出領域２８０を移動体が通過したと判断した場合にはロボット３０に対して安全確保の動作（例えば停止）を指示する。移動体としては、例えば人間５０（又はその腕、指等）やロボット３０（又はそのアーム等）、未知物体等が想定される。
【００４６】
具体的には、光マーク６０は、光を出射する発光部で構成される。図１の例では、発光部は、侵入検出領域２８０の端部に沿った配置領域２１０に複数の発光素子（例えばＬＥＤ）を配列したものであり、侵入検出領域２８０の両側に１対の発光素子を配置し、その対を侵入検出領域２８０の端部に沿って配列している。例えば、光マーク６０と撮像部２６０は、それぞれ可動のポールに内蔵され、そのポールを所望の位置へ設置することにより光マーク６０と撮像部２６０を設置する。或は、光マーク６０と撮像部２６０は、ロボット３０が作業する部屋の壁等に埋め込まれてもよい。いずれの場合も、設置した光マーク６０と撮像部２６０の間が侵入検出領域２８０に設定されることになる。
【００４７】
発光制御部２５０は、光マーク６０の対を排他的に発光させる。検出部２７０は、撮像部２６０が撮像した画像を受けて、その画像から光マーク６０の発光状態を検出する。光マーク６０が遮られることなく写っていると判断した場合には、移動体の侵入がないと判断し、ロボット３０に対して停止指示は行わない。一方、光マーク６０のいずれかが遮られ、その発光を確認できないと判断した場合には、移動体が侵入したと判断し、ロボット３０対して停止指示を行う。本実施形態では、以上のような光マーク６０により侵入を検出する処理を第１の侵入検出処理と呼ぶ。
【００４８】
本実施形態では、上記の第１の侵入検出処理を以下のようにしてミューティングする。即ち、検出部２７０は、第２情報である第１のマーカー８１〜８４に基づいて、第１物体であるトレー７０がロボット３０の作業領域へ侵入することを許可する。
【００４９】
具体的には、検出部２７０は、第１の侵入検出処理が無効化される無効化領域を設定する。無効化領域では、ロボット３０の作業領域への移動体の侵入が可能である。図１に示すように、例えばトレー７０にワークや工具等を格納し、そのトレー７０に第１のマーカー８１〜８４を付しておく。第１のマーカー８１〜８４は、撮像部２６０へ向いた面へ付されている。図４に、光マーク６０とトレー７０を撮像した画像の例を示す。検出部２７０は、撮像画像において第１のマーカー８１〜８４で囲まれる矩形の内部を無効化領域９０に設定し、その無効化領域９０では光マーク６０の検出を行わない。即ち、侵入検出領域２８０のうち無効化領域９０が設定されていない部分Ｌ１、Ｌ２のみ侵入検出を行うことになる。
【００５０】
このとき、無効化領域９０によって光マーク６０が隠された部分では侵入検出機能が働かないので、無効化領域９０の上を通って移動体（例えば人間５０の腕やロボット３０のアーム）がロボットの作業領域（又は外部領域）へ侵入する危険性がある。即ち、侵入検出機能のミューティングを行ったことによって、人間５０を危険に曝す可能性があるという課題がある。
【００５１】
そこで本実施形態では、検出部２７０は、撮像部２６０により光マーク６０（第１情報）と第２のマーカー８５〜８８（第２情報）とを撮像した撮像画像に基づいて、侵入検出領域２８０のうちトレー７０（第１物体）が侵入する領域（無効化領域９０）において、移動体（第２物体）の侵入を検出する。この検出処理を、第２の侵入検出処理と呼ぶ。
【００５２】
第２の侵入検出処理について、後述する実施形態を例に説明する。図５に示すように、トレー７０に第１のマーカー８１〜８４に加えて第２のマーカー８５〜８８を付しておく。第２のマーカー８５〜８８は、無効化領域９０を囲むように設けられている。検出部２７０は、この第２のマーカー８５〜８８を画像認識し、第２のマーカー８５〜８８が移動体により遮られていると判断した場合には、無効化領域９０へ移動体が侵入したと検出し、ロボット３０へ停止指示を行う。
【００５３】
以上のように、本実施形態では、光マーク６０による第１の侵入検出処理を行うと共に、第２の侵入検出処理により、第１の侵入検出処理の無効化領域９０への移動体の侵入を検出する。これにより、侵入検出領域２８０のうち光マーク６０により侵入検出する部分Ｌ１、Ｌ２に加えて、以前は無防備だった無効化領域９０への侵入を検出できる。これにより、ロボット３０の作業に必要なワークや工具の出し入れを可能にすると共に、その出し入れの際にも高い安全性を確保することが可能となる。
【００５４】
なお、以上の実施形態では、光マーク６０として２列のＬＥＤを配列する場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されない。光マーク６０は発光する部材で構成されていればよく、例えばＬＥＤを２列ではなく１列並べたものであってもよいし、或は、ＬＥＤではなく、後述のような導光体を配置したものであってもよい。また、以上の実施形態では侵入検出領域２８０の左右に撮像部２６０と光マーク６０を配置する場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、図３に示すように侵入検出領域２８０の上下に撮像部２６０と光マーク６０を配置してもよい。この場合、光マーク６０は例えば床や作業台等に設置される。
【００５５】
３．マーカーの配置構成
図５に、ロボット３０の作業領域へのトレー７０（第１物体）の侵入を許可するための第１のマーカー８１〜８４と、ロボット３０の作業領域への移動体（第２物体）の侵入を検出するための第２のマーカー８５〜８８の配置構成例を示す。図５は、トレー７０が侵入検出領域２８０を横切る際の撮像画像の例である。
【００５６】
トレー７０の撮像された面は、例えば矩形であり、その矩形の４つの角にそれぞれ第１のマーカー８１〜８４が設けられる。第１のマーカー８１〜８４は、画像認識できるマーカーであればよく、例えば特定の形状や色を有する。或は、所定の特徴点抽出処理において特徴点として認識できるマーカーであってもよい。
【００５７】
検出部２７０は、上記の第１のマーカー８１〜８４を撮像画像から検出した場合に、その検出した第１のマーカー８１〜８４の画像に基づいて無効化領域９０を設定する。具体的には、検出部２７０は、検出したマーカーに基準点を設定する。図５のような十字のマーカーであれば、例えば十字の中心を基準点とする。そして、４つの基準点を結んだ矩形を無効化領域９０に設定する。
【００５８】
第２のマーカー８５〜８８は、第１のマーカー８１〜８４の間に設けられる。具体的には、第２のマーカー８５〜８８は、第１のマーカー８１〜８４の間を結ぶように設けられ、第１のマーカー８１〜８４が形成する矩形（基準点を結んだ矩形）の各辺に対応して設けられる。第２のマーカー８５〜８８は、例えば直線で構成されるが、例えば破線や点列、所定形状のマークを並べたものなど、第１のマーカー８１〜８４の間を埋めるものであればよい。第１のマーカー８１〜８４及び第２のマーカー８５〜８８は、トレー７０に予め印刷されてもよいし、或はステッカー等で貼り付け可能に構成してもよい。
【００５９】
検出部２７０は、上記の第２のマーカー８５〜８８を撮像画像から検出し、その検出した第２のマーカー８５〜８８の画像に基づいて第２の侵入検出処理を行う。具体的には、第２のマーカー８５〜８８の全体を画像認識でき、遮蔽されていないと判断できる場合には、無効化領域９０への侵入がないと判断する。一方、第２のマーカー８５〜８８のいずれかが、その一部でも画像認識できず、移動体により遮蔽されていると判断できる場合には、無効化領域９０へ移動体が侵入したと判断し、ロボット３０へ停止指示を行う。
【００６０】
以上の実施形態によれば、第１のマーカー８１〜８４により無効化領域９０を設定し、その無効化領域９０への侵入検出を第２のマーカー８５〜８８により行う。このようにすれば、トレー７０等にマーカーを付しておくだけで、そのマーカーを画像認識により検出することで無効化領域９０の設定及び第２の侵入検出処理を行うことができる。これにより、マーカーを認識するだけで新たな侵入検出が可能となり、光マーク６０を用いた第１の侵入検出処理と合わせて、確実な侵入検出が可能となる。
【００６１】
また、比較例として、トレー７０やワークの外形線を認識し、その外形線が遮蔽された場合に侵入を検出する手法が考えられる。この場合、トレー７０やワークの形状を予め装置に教示しておく必要があり、トレー７０やワーク毎に教示が必要となる。この点、本実施形態では、決まったマーカーを教示しておくだけで良いので、トレー７０やワーク毎に教示をする必要がない。
【００６２】
なお、上記では第１のマーカー８１〜８４を頂点とする矩形の無効化領域９０を設定する場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、複数の第１のマーカーを頂点とする多角形の無効化領域を設定してもよい。この場合、第２のマーカーは、多角形の辺に対応して設けられる。このようにすれば、矩形に限らず自由な形状の無効化領域９０を設定可能となる。例えば後述のようにワーク自体にマーカーを付する場合、ワークの形状に合わせた無効化領域９０を設定できる。
【００６３】
また、上記では作業対象物（例えばワークや工具等）を載せるトレー７０にマーカーを設ける場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、ロボット３０に供給される作業対象物そのものにマーカーを設けてもよい。例えば、第１のマーカー及び第２のマーカーをステッカー等で作成しておき、作業対象物の撮像される側の面にステッカーを貼ればよい。このようにすれば、小さなワークはトレー７０でまとめてロボット３０へ供給し、大きなワークはそのままマーカーを付してロボット３０へ供給するなど、臨機応変にロボット３０に対して作業対象物を供給できる。
【００６４】
また、上記では所定のマーカーとして、第１のマーカー８１〜８４と第２のマーカー８５〜８８とを別個に設ける場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、所定のマーカーとして、第１のマーカーと第２のマーカーとを一体に形成してもよい。例えば、矩形の枠線等のマーカーを設けてもよい。この場合、例えば矩形の頂点を検出して無効化領域９０を設定し、矩形の辺が遮蔽された場合に侵入を検出する。このようにすれば、マーカーの設置作業を簡素化することができ、そのマーカーにより無効化領域９０の設定と第２の侵入検出処理が実現できる。
【００６５】
４．光マークの詳細構成
図６に、光マークの詳細な構成例を示す。図６の光マークは、侵入検出領域２８０を挟んで両側に配置された発光素子６１ａ〜６９ａと発光素子６１ｂ〜６９ｂとを含む。
【００６６】
発光素子６１ａ〜６９ａと発光素子６１ｂ〜６９ｂは、対となって侵入検出領域２８０の両側に配置されている。例えば、発光素子６１ａ、６１ｂが対である。これらの発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂは、発光制御部２５０により発光制御（点灯・消灯の制御）される。各発光素子は点灯・消灯を繰り返すが、対の発光素子に着目すると、ある瞬間にはその一方のみが発光するように制御される。例えば、発光素子６１ａが点灯している場合には発光素子６１ｂが消灯しており、逆に発光素子６１ｂが点灯している場合には発光素子６１ａは消灯している。
【００６７】
発光パターンは、時系列パターンと空間的パターンを含んでいる。時系列パターンは、各対の発光素子に着目した場合に、その発光素子がどのような時系列で点灯・消灯するかを示すパターンである。空間的パターンは、ある瞬間に着目した場合に、発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂのうち点灯している発光素子が、どのような配置となっているかを示すパターンである。発光制御部２５０は、各対の発光素子の時系列パターン、或は、発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂの空間的パターンを発生することにより、発光パターンを制御する。
【００６８】
以上のように発光素子列を用いることで、その発光パターンを検出できるか否かにより侵入物の有無を判断することができる。また、発光パターンを検出することで、侵入検出装置が適切（本物）であるか否かを判断することも可能となる。
【００６９】
また、発光素子を２列に配置し、対の発光素子を排他的に点灯・消灯することにより、安全性を向上できる。例えば、比較例として発光素子を１列に並べて点灯・消灯した場合、ある瞬間において消灯している発光素子の部分では侵入検出できないので、例えば人間の指等の侵入を許す恐れがある。この点、本実施形態では、対のうちいずれかが発光しているので、素子列の中で侵入検出できない部分を無くすことができる。
【００７０】
図７〜図９に、上記の発光素子を光マークとして用いた場合の侵入検出処理のフローチャートを示す。
【００７１】
処理を開始すると、初期処理を行う（ステップＳ２１）。例えば、所定の初期処理を終了できず、侵入物が有る可能性や、侵入検出を正しく行えない可能性がある場合等には、ロボット３０へ停止指示を行う。
【００７２】
次に、発光制御部２５０が光マークを点灯し（ステップＳ２２）、撮像部２６０が画像を取得する（ステップＳ２３）。撮像部２６０は、例えば動画で光マークを撮影し、その動画の１フレームを１つの画像として取得する。この場合、ステップＳ２２〜Ｓ２９のループは１又は複数のフレーム毎に実行する。
【００７３】
次に、注目領域（ROI: Region Of Interest）が既に設定されているか否かを判断する（ステップＳ２４）。注目領域が設定されている場合には、その注目領域の画像を検出部２７０へ転送する（ステップＳ２６）。一方、注目領域が設定されていない場合には、注目領域を設定し、その注目領域の画像を撮像画像から切り出し（ステップＳ２５）、その画像を検出部２７０へ転送する（ステップＳ２６）。例えば、図６の発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂを画像認識し、発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂが配置された領域を注目領域に設定する。この注目領域の設定は、例えば電源投入後などの動作開始時に１回行い、以後は、最初に設定した注目領域を用いる。
【００７４】
このように、注目領域以外の画像を侵入検出処理に用いないことで、外乱光の影響を受けにくくなり、検出精度を向上できる。また、不要な画像領域に写ったものやノイズ等に影響されずに侵入検出を行うことができる。
【００７５】
次に、注目領域の画像に対して画像処理を行う（ステップＳ２７）。この画像処理では、マーカーによる無効化領域の設定と無効化領域への侵入検出を行う。詳細については後述する。次に、光マークによる侵入物の有無を判断する（ステップＳ２８）。次に、侵入物が無いと判断した場合には、ステップＳ２２に戻る。一方、侵入物があると判断した場合には、外部出力を行い（ステップＳ３０）、処理を終了する。外部出力は、例えばロボット３０への停止指示である。更に、光マークにより侵入検出したか、マーカーにより侵入検出したか等の付加情報をロボット３０へ出力してもよい。
【００７６】
図８に、図７のステップＳ２２の詳細なフローチャートを示す。この処理を開始すると、発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂ（光源列）の符号を生成する。即ち、発光パターンにおいて、今回の点灯制御で点灯させる発光素子を決定する。次に、その符号に従って発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂの点灯・消灯を制御する（ステップＳ４２）。
【００７７】
図９に、図７のステップＳ２７の詳細なフローチャートを示す。この処理を開始すると、注目領域の画像から発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂ（光源列）の各位置における点灯・消灯（発光状態）を検出する（ステップＳ６１）。次に、点灯・消灯を符号化する（ステップＳ６２）。即ち、各発光素子について、例えば点灯には“１”を割り当て、消灯には“０”を割り当てる。或は、点灯には“０”を割り当て、消灯には“１”を割り当ててもよい。
【００７８】
次に、注目領域の画像に第１のマーカー８１〜８４（ミューティングマーカー）が写っているか否かを判断する（ステップＳ６４）。第１のマーカー８１〜８４が写っていない場合には、発光制御部２５０で生成した符号と、ステップＳ６２で得た符号とを比較する（ステップＳ７０）。図７のステップＳ２８に示すように、符号が一致する場合には侵入物が無いと判断し、符号が一致しない場合には侵入物が有ると判断する。
【００７９】
一方、第１のマーカー８１〜８４が写っている場合には、注目領域の画像から第２のマーカー８５〜８８（マーカー間の線）の状態を確認する（ステップＳ６６、Ｓ６７）。第２のマーカー８５〜８８が遮蔽されている非正常な場合には、侵入物が有ると判断し（ステップＳ７１）、外部出力を行う（ステップＳ７２）。一方、第２のマーカー８５〜８８が遮蔽されていない正常な場合には、第１のマーカー８１〜８４に基づいて無効化領域９０を計算し、設定する（ステップＳ６８）。次に、無効化領域９０内については、光マークの符号を比較対象外とし（ステップＳ６９）、発光制御部２５０で生成した符号と、ステップＳ６２で得た符号とを比較する（ステップＳ７０）。
【００８０】
５．光マークの第２の詳細構成
図１０〜図１２を用いて、光マークの第２の詳細な構成例について説明する。この構成例では、光マークを導光体及び機器認証用のマークにより構成する。なお、機器認証用のマークは省略してもよい。
【００８１】
図１０に、導光体及び機器認証用のマークの配置構成例を示し、図１１に、ロボットシステムの構成例の第２のブロック図を示す。
【００８２】
まず、導光体について説明する。図１０に示すように、複数の導光体である第１〜第３の導光体２１１〜２１３は、移動体の侵入を検出する侵入検出領域２８０の端部（例えば図１の右端、或は図３の下端等）に沿って配置される。具体的には、侵入検出領域２８０の端部に配置領域２１０が設けられ、配置領域２１０の長辺は侵入検出領域２８０の端部に沿っている。導光体２１１〜２１３は、その長手方向ＤＢが配置領域２１０の長辺に沿うように設けられる。
【００８３】
そして、第１〜第３の導光体２１１〜２１３のうち第ｉ−１の導光体と第ｉの導光体（ｉは２以上３以下の自然数）は、侵入検出領域２８０に対する平面視においてオーバーラップして配置される。図１０では、侵入検出領域２８０は紙面に垂直な面なので、侵入検出領域２８０に垂直な平面視の方向は紙面内の方向ＤＡとなる。長手方向ＤＢにおいて隣り合う導光体は、方向ＤＡに見たときに切れ目が生じないように、オーバーラップ部分が設けられている。
【００８４】
導光体２１１〜２１３の長手方向ＤＢの端面には光源２２１〜２２６が設けられる。例えば導光体２１１の一方の端面には光源２２１が設けられ、他方の端面には光源２２２が設けられ、これらの光源２２１、２２２から導光体２１１の端面に光を入射することで導光体２１１を発光させる。光源２２１〜２２６は、例えばＬＥＤ等で構成され、発光制御部２５０により点灯・消灯が制御される。例えば、侵入検出を行う際には光源２２１〜２２６は常時点灯される。
【００８５】
検出部２７０は、撮像画像から検出した導光体２１１〜２１３の画像に基づいて、第１の侵入検出処理を行う。即ち、各導光体の発光状態を検出し、各導光体の全体を検出できる場合には侵入が無いと判断し、いずれかの導光体が遮蔽されている場合には、侵入が有ると判断し、ロボット３０へ停止指示を行う。
【００８６】
以上のように、複数の導光体２１１〜２１３を撮像部２６０で撮像することで侵入検出を行うことにより、侵入検出装置２００の位置や角度を厳密に設置しなくても、侵入検出を行うことが可能となる。これにより、使用時においては衝撃等による位置ずれにも強くなる。また、導光体２１１〜２１３を用いることにより、部品点数が減り、低コスト化できる。また、導光体２１１〜２１３は切れ目なく発光できるので、小さいサイズの移動体を検出でき、侵入検出能力を向上できる。
【００８７】
また、本実施形態では、導光体２１１〜２１３をオーバーラップして配置することで、確実な侵入検出を行うことが可能である。即ち、移動体は侵入検出領域２８０を横切ってロボット３０の作業領域へ侵入するので、その侵入方向において導光体２１１〜２１３をオーバーラップさせることで、侵入検出が不可能となる領域を無くすことができ、例えば人間の指や小さな部品・工具等が侵入することを抑制できる。
【００８８】
なお、図１０では複数の導光体として第１〜第３の導光体２１１〜２１３を配置する場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、第１〜第ｎの導光体（ｎは２以上の自然数）を配置できる。この場合、ｉは２以上ｎ以下の自然数である。また、導光体２１１〜２１３の長手方向ＤＢが配置領域２１０の長辺方向に沿う場合を例に説明したが、本実施形態はこれに限定されず、侵入検出領域２８０に対する平面視において導光体２１１〜２１３がオーバーラップするように配置されていればよい。
【００８９】
次に、検出部２７０による第１の侵入検出処理の誤検出を判断するための機器認証用のマーク２３１〜２３６について説明する。機器認証用のマーク２３１、２３２は、複数の導光体２１１〜２１３の各導光体の少なくとも一方の端部側に設けられる。図１０には、各導光体の両端部に１つずつマークを設ける場合を示している。導光体２１１〜２１３は、例えば棒状の直方体であり、導光体２１１を例にとると、その長手方向ＤＢの一方の端部側にマーク２３１が設けられ、他方の端部側にマーク２３２が設けられる。なお、マークを導光体の両端部に設ける場合に限定されず、導光体の一方の端部側にのみマークを設けてもよい。
【００９０】
検出部２７０は、撮像画像から検出した機器認証用のマーク２３１〜２３６に基づいて、誤検出を判断する機器認証を行う。機器認証の結果、誤検出をしていると判断した場合には、第１の検出処理は行わない。具体的には、マーク２３１〜２３６は、例えばＬＥＤ等の光源により構成され、その光源は発光制御部２５０により点灯・消灯が制御される。発光制御部２５０は、所定の点滅パターンでマーク２３１〜２３６を点滅させ、検出部２７０は、マーク２３１〜２３６の点滅パターンを画像から検出する。検出部２７０は、発光制御部２５０からの点滅パターンの制御情報を受けて、その制御情報と画像から検出した発光パターンとを比較する。そして、比較結果が一致した場合には適切な（本物の）機器が使用されていると認識し、侵入検出を行う。一方、比較結果が一致しなかった場合や点滅を検出できなかった場合には、侵入検出を行わない。
【００９１】
このように機器認証用のマーク２３１〜２３６により機器認証を行うことで、適切な機器による確実な侵入検出を行うことが可能となる。例えば、侵入検出装置以外にも発光や光の反射が撮像された場合、侵入検出が誤動作する可能性を否定できない。この点、本実施形態では、機器を識別できるので、上記のような誤検出や誤動作を抑制できる。
【００９２】
なお、機器認証用のマーク２３１〜２３６はＬＥＤに限定されず、例えばＬＥＤ以外の光源や、光を反射する部材等の光マークであってもよい。或は、発光しない所定の形状や色のマークであってもよく、そのマークを画像認識することにより機器認証を行ってもよい。この場合、発光制御部２５０は省略可能である。
【００９３】
また、検出部２７０は、複数の導光体２１１〜２１３のうち、機器認証用のマーク２３１〜２３６に基づいて認証した導光体の発光状態に基づいて、侵入検出領域２８０への移動体の侵入を検出する。例えば、導光体２１１とマーク２３１、２３２を第１のセット、導光体２１２とマーク２３３、２３４を第２のセット、導光体２１３とマーク２３５、２３６を第３のセットとし、撮像画像に第１、第２のセットは全体が写り、第３のセットは一部のみが写っているとする。この場合、撮像画像からマーク２３１〜２３４のみを検出できる。検出部２７０は、この検出結果に基づいて第１、第２のセットを認証し、その導光体２１１、２１２を含む注目領域を設定し、その注目領域の画像に基づいて侵入検出を行う。このとき、認証したマークの間の画像を探索することで導光体を検出し、注目領域を設定する。
【００９４】
このようにセットの全体を認識できた導光体を用いて侵入検出を行うことで、侵入検出の確実性をより向上できる。即ち、マークによる認証ができない発光は、侵入検出装置以外の発光である可能性を否定できないが、本実施形態によれば、そのような発光を排除し、確実に侵入検出装置のものであると判断した導光体により侵入検出を行うことができる。また、セットを認識することで、セットの数が変更された場合にも対応することが可能となる。
【００９５】
なお、機器認証用のマーク２３１〜２３６、導光体２１１〜２１３、光源２２１〜２２６、発光制御部２５０、検出部２７０は、例えばポールの回路基板上に設けられる。複数のポールを設ける場合、発光制御部２５０や検出部２７０は共通化されてもよい。或は、発光制御部２５０や検出部２７０は、ポールとは別体の機器（例えばＰＣ等の情報処理装置）として構成してもよいし、或は、図１６等に示すロボット制御システム１０に内蔵してもよい。図１５のようにロボット３０がロボット制御システム１０を含む場合、発光制御部２５０や検出部２７０は、ロボット３０に含まれてもよい。
【００９６】
図１２に、上記の導光体と機器認証用のマークを光マークとして用いた場合の侵入検出処理のフローチャートを示す。
【００９７】
処理を開始すると、まず侵入検出装置の初期化処理を行う（ステップＳ１０１）。次に、各カメラ（各撮像部）で撮像された画像から注目領域（ＲＯＩ）の画像を切り出す（ステップＳ１０２）。次に、注目領域の画像をユーザーに提示し、ユーザーに確認させる（ステップＳ１０３）。ユーザーの確認が得られなかった場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）には、再び注目領域を切り出し、ユーザーに提示する（ステップＳ１０２）。
【００９８】
一方、ユーザーの確認が得られた場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）には、各スタンド（各ポール）に設けられたＬＥＤ（機器認証用のマーク）の発光パターンを生成する（ステップＳ１０４）。次に、その発光パターンによりＬＥＤを発光させる（ステップＳ１０５）。次に、各カメラでスタンドを撮像し、注目領域の画像を取得する（ステップＳ１０６）。例えば、動画による撮影を行い、その動画のフレームを画像として取得する。
【００９９】
次に、ステップＳ１０６で取得した画像に第１のマーカー８１〜８４（ミューティングマーカー）が写っているか否かを判断する（ステップＳ１０７）。第１のマーカー８１〜８４が写っていない場合（ステップＳ１０７；ＮＯ）には、取得した画像からＬＥＤの発光状態を検出する（ステップＳ１０９）。即ち、各ＬＥＤについて点灯状態であるか消灯状態であるかを検出する。次に、検出した発光状態と、ステップＳ１０４で生成した発光パターンとを比較する（ステップＳ１１１）。一致しない場合（ステップＳ１１１；ＮＯ）には、ロボットへの停止指示を出力する（ステップＳ１１３）。
【０１００】
一方、一致する場合（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）には、取得した画像から導光体の発光状態を確認する（ステップＳ１１７）。次に、導光体の発光状態に基づいて遮蔽物が有るか否かを判断する（ステップＳ１１８）。導光体の発光に欠落がない場合には遮蔽物が無いと判断（ステップＳ１１８；ＮＯ）し、ステップＳ１０４に戻る。一方、導光体の発光に欠落がある場合には遮蔽物が有ると判断（ステップＳ１１８；ＹＥＳ）し、ロボットへの停止指示を出力する（ステップＳ１１９）。
【０１０１】
ステップ１０７において、第１のマーカー８１〜８４が写っている場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）には、当該第１のマーカー８１〜８４に基づいて無効化領域９０を計算し、設定する（ステップＳ１０８）。次に、設定した無効化領域９０内については、ＬＥＤと導光体を比較対象外とし（ステップＳ１１０）、取得した画像からＬＥＤの発光状態を検出する（ステップＳ１１２）。次に、検出した発光状態と、ステップＳ１０４で生成した発光パターンとを、無効化領域９０を除いて比較する（ステップＳ１１４）。一致しない場合（ステップＳ１１４；ＮＯ）には、ロボットへの停止指示を出力する（ステップＳ１１９）。
【０１０２】
一方、一致する場合（ステップＳ１１４；ＹＥＳ）には、取得した画像から第２のマーカー８５〜８８（マーカー間の線）の状態を確認する（ステップＳ１１５）。第２のマーカー８５〜８８が遮蔽されている非正常な場合（ステップ１１６；ＮＯ）には、侵入物があると判断し、ロボットへの停止指示を出力する（ステップＳ１１９）。一方、第２のマーカー８５〜８８が遮蔽されていない正常な場合（ステップ１１６；ＹＥＳ）には、取得した画像から導光体の発光状態を確認する（ステップＳ１１７）。次に、導光体の発光状態に基づいて遮蔽物が有るか否かを判断する（ステップＳ１１８）。導光体の発光に欠落がない場合には遮蔽物が無いと判断（ステップＳ１１８；ＮＯ）し、ステップＳ１０４に戻る。一方、導光体の発光に欠落がある場合には遮蔽物が有ると判断（ステップＳ１１８；ＹＥＳ）し、ロボットへの停止指示を出力する（ステップＳ１１９）。
【０１０３】
６．光マークと撮像部の配置構成例
図１３に、光マークと撮像部の配置構成例を示す。図１３に示す侵入検出装置は、第１の光マーク群２４１、第２の光マーク群２４２、第１〜第４の撮像部２６１〜２６４を含む。また、第１の光マーク群２４１と第１、第３の撮像部２６１、２６３が設けられる第１のポール２９１（第１のスタンド）と、第２の光マーク群２４２と第２、第４の撮像部２６２、２６４が設けられる第２のポール２９２（第２のスタンド）と、を含む。なお、光マーク群２４１、２４２は、図６の発光素子６１ａ〜６９ａ、６１ｂ〜６９ｂ又は図１０の導光体２１１〜２１３に対応する。
【０１０４】
この配置構成例では、移動体の侵入を検出する侵入検出領域２８０の一方の端部に、第１の光マーク群２４１と第１の撮像部２６１が設けられ、侵入検出領域２８０の他方の端部に、第２の光マーク群２４２と第２の撮像部２６２とが設けられる。そして、第１の撮像部２６１は、第２の光マーク群２４２を撮像し、第２の撮像部２６２は、第１の光マーク群２４１を撮像する。即ち、侵入検出領域２８０を両側から２つの撮像部２６１、２６２で監視することになる。これにより、２つの撮像部２６１、２６２の撮影範囲（画角、視野）により、侵入検出領域２８０を広くカバーし、死角を減らすことが可能となる。
【０１０５】
具体的には、侵入検出領域２８０を領域ＲＣ〜ＲＦに分割したとする。この場合、第１の撮像部２６１は、領域（ＲＣ＋ＲＤ）を撮像する位置に配置され、第２の撮像部２６２は、領域（ＲＥ＋ＲＦ）を撮像する位置に配置される。このとき、領域（ＲＣ＋ＲＤ）と領域（ＲＥ＋ＲＦ）は、侵入検出領域２８０の全体をカバーしている。例えば、ポール２９１、２９２を縦置きにした場合には、第１の撮像部２６１は第１のポール２９１の上端側に配置され、第２の撮像部２６２は第２のポール２９２の下端側に配置される。
【０１０６】
以上のように配置することで、第１の撮像部２６１の撮影範囲（ＲＣ＋ＲＤ）と第２の撮像部２６２の撮影範囲（ＲＥ＋ＲＦ）により侵入検出領域２８０の全体をカバーすることができ、侵入検出の死角を無くすことが可能となる。なお、領域（ＲＣ＋ＲＤ）と領域（ＲＥ＋ＲＦ）は、重複部分を有してもよい。
【０１０７】
また、図１３の配置構成例では、侵入検出領域２８０の一方の端部に第３の撮像部２６３が設けられ、侵入検出領域２８０の他方の端部に第４の撮像部２６４が設けられる。そして、第３の撮像部２６３は、第２の光マーク群２４２を撮像し、第４の撮像部２６４は、第１の光マーク群２４１を撮像する。
【０１０８】
具体的には、第３の撮像部２６３は、領域（ＲＦ＋ＲＤ）を撮像する位置に配置され、第４の撮像部２６４は、領域（ＲＣ＋ＲＥ）を撮像する位置に配置される。即ち、第１〜第４の撮像部２６１〜２６４が撮像する領域は、それぞれオーバーラップ部分を有している。例えば、第１、第４の撮像部２６１、２６４の撮影範囲は、領域ＲＣでオーバーラップしている。或は、第１、第３の撮像部２６１、２６３の撮影範囲は、領域ＲＤでオーバーラップしている。
【０１０９】
このように撮像部２６１〜２６４の撮影範囲がオーバーラップすることで、撮像部２６１〜２６４の故障を検出することが可能となる。例えば、領域ＲＣを移動体が通った際、撮像部２６１、２６４が故障していなければ、両方の撮像部で撮像した画像から侵入を検出できるはずである。一方、どちらかの撮像部が故障していれば、その故障した撮像部で撮像した画像からは侵入が検出されないので、２つの撮像画像による侵入検出の結果が異なる。この検出結果の違いにより、どちらかの撮像部が故障していると判断できる。また、領域ＲＤでオーバーラップする撮像部２６１、２６３は同一の光マーク群２４２を撮影している。そのため、いずれかの撮像部で撮像した画像から発光素子や機器認証用のマークの点滅を検出できない場合には、その撮像部が故障していると判断できる。
【０１１０】
なお、光マークの第２の詳細構成では、光マークとして導光体を用いる場合を例に説明したが、光マークは、線状又は面状に発光する発光体であればよい。即ち、発光する線又は面の一部が遮蔽されることで移動体の侵入を検出できる部材であればよい。ここで、発光体とは、例えば光源や蛍光部材等のようにそのものが発光する部材や、例えば導光体や反射部材等のように光源により発光する部材である。例えば、図１０等で説明したように、発光体は、導光体とその導光体へ光を入射する光源とにより構成される。図１０では１つの導光体に２つの光源が対応するが、１つの導光体に少なくとも１つの光源があればよい。
【０１１１】
７．ロボットシステム
図１４に、本実施形態の侵入検出装置が適用されるロボットシステムの構成例を示す。ロボットシステムは、ロボット制御システム１０（情報処理装置）と、ロボット３０とを含む。
【０１１２】
ロボット制御システム１０は、制御信号を生成し、その制御信号に基づいてロボット３０を制御する。ロボット制御システム１０の詳細は後述する。ロボット制御システム１０の一部又は全部の機能は、例えばＰＣ等の情報処理装置などにより実現される。なお、ロボット制御システム１０の一部又は全部の機能を、ロボット３０により実現したり、情報処理装置とは異なる電子機器により実現してもよい。また、本実施形態のロボット制御システム１０の一部又は全部の機能は、情報処理装置もしくはロボット３０と通信により接続されたサーバにより実現されてもよい。
【０１１３】
ロボット３０は、アーム３２０及びエンドエフェクター３４０（例えばハンド）を有し、ロボット制御システム１０からの制御信号に従い処理を行う。ロボット３０は、ロボット３０における加工対象物であるワーク４０に対して、例えば把持や加工などの処理を行う。
【０１１４】
ここで、アーム３２０とは、ロボット３０の一部の領域であって、一つ以上の関節を含む可動領域のことをいう。また、アーム３２０のエンドポイントとは、アーム３２０の先端部分の領域であって、ロボット３０のエンドエフェクター３４０以外の他の領域と接続されていない領域のことをいう。さらに、エンドエフェクター３４０とは、ワーク４０を把持したり、ワーク４０に加工を施すためにアーム３２０のエンドポイントに取り付ける
部品のことをいう。なお、アームのエンドポイントの位置は、エンドエフェクター３４０の位置としてもよい。
【０１１５】
以上の図１４はロボット３０とロボット制御システム１０とが別体として存在するロボットシステムの例であるが、本実施形態では、ロボット制御システム１０がロボット３０に内蔵されてもよい。
【０１１６】
図１５に、そのようなロボットの構成例を示す。このロボットは、アーム３２０、３３０及びエンドエフェクター３４０、３５０を有するロボット本体３０と、ロボット本体３０を支えるベースユニット部と、を含む。ベースユニット部には、ロボット制御システム１０が格納される。図１５のロボットシステムでは、ベースユニット部に車輪等が設けられ、ロボット全体が移動可能な構成となっている。なお、図１４は単腕型の例であるが、ロボットは図１５に示すように双腕型等の多腕型のロボットであってもよい。
【０１１７】
８．ロボット制御システム
図１６に、ロボット制御システム１０及びこれを含むロボットシステムの詳細な構成例を示す。ロボット制御システム１０は、処理部１１０と、ロボット制御部１２０と、記憶部１３０と、Ｉ／Ｆ部１４０（入力部）と、を含む。
【０１１８】
処理部１１０は、記憶部１３０からのデータや、Ｉ／Ｆ部１４０において受信したロボット３０からの情報等に基づいて種々の処理を行う。この処理部１１０の機能は、各種プロセッサー（例えばＣＰＵ、ＧＰＵ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
【０１１９】
ロボット制御部１２０は、処理部１１０から出力された制御信号に基づいて、ロボット３０を制御する。また、ロボット制御部１２０には、侵入検出装置２００からの信号が入力される。侵入検出装置２００が移動体の侵入を検出し、停止指示を出力した場合、ロボット制御部１２０は、その停止指示に基づいてロボット３０の動作を停止させる。
【０１２０】
記憶部１３０は、データベースを記憶したり、処理部１１０等のワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭ等のメモリーやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などにより実現できる。
【０１２１】
Ｉ／Ｆ部１４０は、ロボット制御システム１０に対するユーザーからの入力等を行ったり、ロボット３０からの情報を受け付けるためのインターフェースである。ユーザーからの入力等に関しては、スイッチやボタン、キーボード或いはマウス等から構成されてもよい。
【０１２２】
ロボット３０は、アーム３２０及びエンドエフェクター３４０の他に制御部３１０を含む。制御部３１０は、ロボット制御システム１０からの情報を受け付け、ロボット３０の各部（アーム３２０及びエンドエフェクター３４０等）の制御を行う。
【０１２３】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また侵入検出装置、ロボットシステム、ロボットの構成・動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  ロボット制御システム、３０  ロボット（ロボット本体）、４０  ワーク、
５０  人間、６０  光マーク、６１ａ〜６９ａ，６１ｂ〜６９ｂ  発光素子、
７０  トレー、８１〜８４  第１のマーカー、８５〜８８  第２のマーカー、
９０  無効化領域、１１０  処理部、１２０  ロボット制御部、１３０  記憶部、
１４０  Ｉ／Ｆ部、２００  侵入検出装置、２１０  配置領域、
２１１〜２１３  導光体、２２１〜２２６  光源、
２３１〜２３６  機器認証用のマーク、２４１  第１の光マーク群、
２４２  第２の光マーク群、２５０  発光制御部、２６０  撮像部、
２６１〜２６４  第１〜第４の撮像部、２７０  検出部、２８０  侵入検出領域、
２９１，２９２  ポール、３１０  制御部、３２０，３３０  アーム、
３４０，３５０  エンドエフェクター、
ＤＡ  方向、ＲＣ〜ＲＦ  領域
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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