(57)【要約】【課題】作業者の負担軽減、非熟練作業者のスキルアップ、作業の効率化などを図る。【解決手段】モニタ画面上にワーク（作業対象物）１の実画像を表示する。このワーク１の実画像に対して、姿勢の修正方向を示す矢印Ｙ１、目標位置への移動方向を示す矢印Ｙ２を表示する。また、矢印Ｙ１の長さで修正量を示し、矢印Ｙ２の長さで移動量を示す。ロボットを遠隔操作して、矢印Ｙ１が示す方向へワーク１を回転させると、矢印Ｙ１が徐々に短くなり、やがて消失する。ロボットを遠隔操作して、矢印Ｙ２が示す方向へワーク１を移動させると、矢印Ｙ２が徐々に短くなり、やがて消失する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操作型の機構を利用した作業対象物の目標位置への位置決め作業を支援する作業支援装置において、
前記作業対象物の実画像をモニタ画面上に表示する実画像表示手段と、
前記モニタ画面上に表示された前記作業対象物の実画像に対してその作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標を前記モニタ画面上に表示する変更方向表示手段と
を備えることを特徴とする作業支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載された作業支援装置において、
前記変更方向表示手段は、前記作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標として、前記作業対象物の姿勢の修正方向を示す矢印および前記作業対象物の前記目標位置への移動方向を示す矢印を表示する
ことを特徴とする作業支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載された作業支援装置において、
前記変更方向表示手段は、
前記作業対象物の姿勢の修正方向を示す矢印として、修正方向と合わせその姿勢の修正量に応じた長さの矢印を表示し、
前記作業対象物の前記目標位置への移動方向を示す矢印として、移動方向と合わせその目標位置への移動量に応じた長さの矢印を表示する
ことを特徴とする作業支援装置。
【請求項４】
遠隔操作型の機構を利用した作業対象物の目標位置への位置決め作業を支援する作業支援方法において、
前記作業対象物の実画像をモニタ画面上に表示する第１ステップと、
前記モニタ画面上に表示された前記作業対象物の実画像に対してその作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標を前記モニタ画面上に表示する第２ステップと
を備えることを特徴とする作業支援方法。
【請求項５】
請求項４に記載された作業支援方法において、
前記第２ステップは、前記作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標として、前記作業対象物の姿勢の修正方向を示す矢印および前記作業対象物の前記目標位置への移動方向を示す矢印を表示する
ことを特徴とする作業支援方法。
【請求項６】
請求項５に記載された作業支援方法において、
前記第２ステップは、
前記作業対象物の姿勢の修正方向を示す矢印として、修正方向と合わせその姿勢の修正量に応じた長さの矢印を表示し、
前記作業対象物の前記目標位置への移動方向を示す矢印として、移動方向と合わせその目標位置への移動量に応じた長さの矢印を表示する
ことを特徴とする作業支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠隔操作型の機構を利用した作業対象物の目標位置への位置決め作業を支援する作業支援装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、遠隔操作により作業を行う際の支援方法として、作業環境もしくはロボットのモデル、あるいはその両方をシステム内に有し、様々な視点から見た作業状況を仮想映像として操作者に提示して操作を支援する手法や、カメラなどによる実際の映像に仮想映像を重畳して作業支援を行う手法が提案されている。
【０００３】
このシステムの一例として、特許文献１では、作業者の負担を軽減するために、作業対象物の最終組み付け位置および姿勢の外形をコンピュータグラフィックスで生成し、このコンピュータグラフィックスで生成した仮想画像を実画像に重畳表示することにより、ロボットによる作業対象物の目標位置への位置決め作業を支援するようにしている。
【０００４】
特許文献１に示されたロボット作業の支援方法の一例を図１４を用いて説明する。図１４は作業対象物１およびこの作業対象物１の目標位置に設けられたガイド２を含む作業環境をＺ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の画像を示す図である。この画像において、作業対象物１およびガイド２は実画像であり、この実画像に対して作業対象物１の最終組み付け位置および姿勢の外形をコンピュータグラフィックスで生成した仮想画像３が重ねて表示されている。
【０００５】
作業者は、このモニタ画面を見ながら、作業対象物１の実画像と仮想画像３とが重なるようにロボットを遠隔操作して、作業対象物１の位置決め作業を行う。なお、この例では、説明を簡単とするために、作業対象物１はそのＺ軸回りの姿勢にのみ傾きが生じており、他の方向には傾きは生じていないものとする。
【０００６】
この場合、作業者は、Ｚ軸方向から見た画面をみながら、作業対象物１の実画像と仮想画像３とが重なるように、作業対象物１のＸ軸方向およびＹ軸方向への位置決め作業を行う。そして、作業環境をＸ軸方向から見た画面に切り替えて（図１５）、作業対象物１の実画像と仮想画像３とが重なるように、作業対象物１をＺ軸方向へ移動する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１１６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１のように作業対象物の最終組み付け位置および姿勢の外形を仮想画像としてモニタ画面に表示するだけでは、実画像と仮想画像とを重ね合わせるまでの作業対象物の位置決め作業の過程全てを人間の判断に頼らなければならず、作業者の負担軽減や非熟練作業者のスキルアップ，作業の効率化などの実現は難しい。特に、位置決め作業中の作業対象物の姿勢の修正および移動は難しく、目標位置での微調整には時間がかかる。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、モニタ画面を見ながらの作業対象物の位置決め作業にかかる作業者の負担を軽減することが可能な作業支援装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために本発明は、遠隔操作型の機構を利用した作業対象物の目標位置への位置決め作業を支援する作業支援装置において、作業対象物の実画像をモニタ画面上に表示する実画像表示手段と、モニタ画面上に表示された作業対象物の実画像に対してその作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標をモニタ画面上に表示する変更方向表示手段とを設けたものである。
【００１１】
この発明によれば、モニタ画面上の作業対象物の実画像に対して、その作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標が表示される。この場合、作業者は、配置状態の変更方向を示す指標を見ながら機構を遠隔操作して作業対象物の配置状態を変更し、配置状態の変更方向を示す指標が消えた時点でその配置状態の変更作業の完了を知る。これにより、配置状態の変更方向を示す指標を頼りに、作業対象物の配置状態の変更が短時間で行われる。
【００１２】
本発明において、作業対象物の配置状態の変更とは、作業対象物の姿勢の修正や目標位置への移動を指す上位の概念である。本発明では、配置状態の変更として、姿勢の修正と目標位置への移動の何れか一方を行うようにしてもよく、両方を行うようにしてもよい。本発明では、何れの場合においても有効であり、適用可能である。
【００１３】
例えば、本発明では、作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標として、作業対象物の姿勢の修正方向を示す矢印および作業対象物の目標位置への移動方向を示す矢印を表示する。この場合、修正方向を示す指標として表示する矢印の長さを作業対象物の姿勢の修正量に応じて変えれば、作業対象物の残りの修正量を一目で知ることが可能である。また、移動方向を示す指標として表示する矢印の長さを作業対象物の目標位置への移動量に応じて変えれば、作業対象物の残りの移動量を一目で知ることが可能である。
【００１４】
なお、修正方向を示す指標を矢印とする場合、その時の作業対象物の回転中心を示す支点を表示するようにするとよい。また、本発明は、作業支援装置としてではなく、作業支援方法としても実現することが可能である。本願の請求項３，４に係る発明は、請求項１，２の作業支援装置に係る発明を方法としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モニタ画面上の作業対象物の実画像に対して、その作業対象物の配置状態の変更方向を示す指標を表示するようにしたので、例えば修正方向を示す指標や移動方向を示す指標を頼りに作業対象物の姿勢の修正や目標位置への移動を短時間で行うことができるようになり、作業者の負担軽減、非熟練作業者のスキルアップ、作業の効率化などを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先ず、本発明の実施の形態の概要について説明する。
【００１７】
〔概要〕
図１（ａ）は作業対象物（以下、ワークと呼ぶ）１およびこのワーク１の目標位置に設けられたガイド２を含む作業環境をＺ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の画像を示す図である。
【００１８】
この画像において、ワーク１およびガイド２は実画像であり、この実画像に対して仮想画像３が重ねて表示されている点は、従来例と同じである。従来例と異なる点は、ワーク１の実画像に対して、ワーク１の姿勢の修正方向を示す指標として矢印Ｙ１を表示するようにしたこと、ワーク１の目標位置への移動方向を示す指標として矢印Ｙ２を表示するようにしたことにある。なお、矢印Ｙ１に対しては、矢印Ｙ１によって示される方向へのワーク１の回転中心を示す支点ＰＭを表示する。
【００１９】
作業者は、このモニタ画面を見ながら、ロボットを遠隔操作し、ワーク１の姿勢の修正と移動を行い、ワーク１の実画像を仮想画像３と重ね合わせる。なお、この例においても、従来例と同様、ワーク１はＺ軸回りの姿勢にのみ傾きが生じており、他の方向には傾きは生じていないものとする。
【００２０】
〔姿勢の修正〕
作業者は、先ず、ワーク１の姿勢を修正する。この場合、ロボットを遠隔操作し、ワーク１を矢印Ｙ１によって示される方向へ支点ＰＭを中心として回転させる。ワーク１を矢印Ｙ１の方向へ回転させると、徐々に矢印Ｙ１の長さが短くなり（図１（ｂ））、やがて矢印Ｙ１と支点ＰＭが消える（図１（ｃ））。この矢印Ｙ１と支点ＰＭの消失により、作業者は、ワーク１のＺ軸回りの姿勢の修正が完了したことを知る。また、この姿勢の修正作業中、矢印Ｙ１の長さによって、ワーク１の残りの修正量が作業者に知らされる。
【００２１】
〔移動（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）〕
次に、作業者は、ワーク１を目標位置（Ｘ−Ｙ平面内の目標位置）へ移動させる。この場合、ロボットを遠隔操作し、ワーク１を矢印Ｙ２によって示される方向へ移動させる。ワーク１を矢印Ｙ２の方向へ移動させると、徐々に矢印Ｙ２の長さが短くなり（図１（ｄ））、やがて矢印Ｙ２が消える（図１（ｅ））。この矢印Ｙ２の消失により、作業者は、ワーク１のＸ軸方向およびＹ軸方向への位置決め作業が完了し、ワーク１がＸ−Ｙ平面内の目標位置に達したことを知る。また、この目標位置への位置決め作業中、矢印Ｙ２の長さによって、ワーク１の残りの移動量が作業者に知らされる。
【００２２】
〔移動（Ｚ軸方向）〕
作業者は、ワーク１をＸ−Ｙ平面内の目標位置に位置させた後、ワーク１をＺ軸方向へ移動させる。この場合、モニタ画面に、作業環境をＸ軸方向からカメラで捉えた画像を表示させる。この画像には、図２（ａ）に示すように、ワーク１の目標位置（Ｙ−Ｚ平面内の目標位置）への移動方向を示す指標として矢印Ｙ３が表示される。
【００２３】
作業者は、ロボットを遠隔操作し、ワーク１を矢印Ｙ３によって示される方向へ移動させる。ワーク１を矢印Ｙ３の方向へ移動させると、徐々に矢印Ｙ３の長さが短くなり（図２（ｂ））、やがて矢印Ｙ３が消える（図２（ｃ））。この矢印Ｙ３の消失により、作業者は、ワーク１のＺ軸方向への位置決め作業が完了し、ワーク１がＹ−Ｚ平面内の目標位置に達したことを知る。また、この目標位置への位置決め作業中、矢印Ｙ３の長さによって、ワーク１の残りの移動量が作業者に知らされる。
【００２４】
この場合、ワーク１は、そのＸ−Ｙ平面内の位置が既に目標位置に合わせられていることから、Ｘ−Ｚ平面内の目標位置にも位置することになる。これにより、矢印Ｙ３が消えた時点で、ワーク１がＸＹＺ空間内の目標位置に位置し、ワーク１の位置決め作業が完了する。
【００２５】
なお、以上の説明においては、ワーク１の最終組み付け位置および姿勢の外形をコンピュータグラフィックスで生成した仮想画像３をモニタ画面上に表示するようにしたが、仮想画像３は必ずしも表示しなくてもよい。
また、上述においては、矢印Ｙ１と矢印Ｙ２を最初から表示するようにしたが、図３に図１と対応する図を示すように、最初は矢印Ｙ１だけを表示するようにし（図３（ａ））、ワーク１の姿勢の修正が完了した段階で矢印Ｙ２を出現させるようにしてもよい（図３（ｃ））。
また、上述においては、矢印Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３をワーク１の修正量や移動量に応じて変えるようにしたが、方向のみを示す矢印としてもよい。また、支点ＰＭは必ずしも表示しなくてもよく、矢印Ｙ１だけを表示しても姿勢の修正を行うことが出来る。
【００２６】
また、上述においては、ワーク１の姿勢の修正方向を示す矢印Ｙ１と、ワーク１の目標位置への移動量を示す矢印Ｙ２，Ｙ３を表示するようにしたが、ワーク１の姿勢の修正方向を示す矢印のみを表示するようにしてもよく、ワーク１の目標位置への移動量を示す矢印のみを表示するようにしてもよい。
【００２７】
〔実施の形態〕
図４は本発明に係る作業支援装置の一実施の形態を用いた遠隔操作型システムのシステム構成図である。同図において、４はロボット、５はロボット４に指令を与えるための操縦デバイス、６は作業モニタ、７はロボット４と操縦デバイス５および作業モニタ６との間に設けられた処理装置、８はワーク１が載置されたトレイ、９はワーク１の組み付け位置に設けられた組立治具（ステージ）である。ステージ９にはガイド２が設けられている。
【００２８】
ロボット４は、ロボット本体４１と、このロボット本体４１から延びるアーム４２とを備え、アーム４２の先端部（ロボット先端部）４３には力センサ４４を介してハンド４５が設けられている。また、ロボット先端部４３には、ハンド４５の下方の領域（Ｚ軸方向から見た領域）を画像として捉えるカメラ４６が設けられている。力センサ４４は、ハンド４５に加わる力のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分、Ｚ軸方向成分を検出し、処理装置７へ送る。
【００２９】
トレイ８には、そのトレイ面の縦横方向に並んで、ワーク１が多数載置されている。ステージ９には、ガイド２を含む領域を正面（Ｘ軸方向）から画像として捉えるカメラ１０と、ガイド２を含む領域を側面（Ｙ軸方向）から画像として捉えるカメラ１１とが設けられている。
【００３０】
本実施の形態では、カメラ４６のカメラ番号をＮＯ．１、カメラ１０のカメラ番号をＮＯ．２、カメラ１１のカメラ番号をＮＯ．３とする。このカメラ４６、カメラ１０、カメラ１１が捉える画像は処理装置７へ送られる。
【００３１】
処理装置７は、カメラ４６、カメラ１０、カメラ１１から入力する画像を切替えるカメラ切替え機７２と、それらの画像に変更方向を示す指標などの仮想画像を重畳してモニタに表示させるＣＧ合成機７３とからなるハードウェアと、操縦デバイス５を介する作業者からの指令に応じてロボット４の動作を制御するロボットコントローラ７３とを備えている。また、これらのハードウェアと協働して処理装置としての各種機能を実現させるプログラムを備え、本実施の形態特有の機能としてモニタ画面上でロボットの作業を支援する作業支援機能を有している。以下、図５〜図７に示すフローチャートに従って、処理装置７が有する作業支援機能について説明する。
【００３２】
〔実画像とモデルとの位置合わせ〕
先ず、作業支援機能の初期設定として、実画像とモデルとの位置合わせを行う。処理装置７のメモリには、トレイ８の配置状態を示すトレイモデルとステージ９の配置状態を示すステージモデルが事前に作成され、作業環境のモデルとして記憶されている。
【００３３】
トレイモデルおよびステージモデルは、トレイ８およびステージ９の設計上の配置状態を示し、トレイ８およびステージ９の実際の配置状態との間にずれが生じている虞れがある。そこで、本実施の形態では、作業支援機能の初期設定として、実画像とモデルとの位置合わせを行い、トレイ８およびステージ９の実際の配置状態とトレイモデルおよびステージモデルとのずれを補正する。なお、トレイモデルおよびステージモデルは、トレイ８の輪郭表示やステージ９におけるガイド２のエッジ表示などに用いる。
【００３４】
この実画像とモデルとの位置合わせは、適宜人間が介入し、補正ポイントをモニタ画面上で直接指定することにより行う。この場合、作業者は、操縦デバイス５を操作し、ロボット先端部４３をトレイ８の上方に位置させ、作業モニタ６の画面上にカメラ４６が捉えるトレイ８の画像（実画像）を表示させる（ステップ１０１（図５））。
【００３５】
そして、このトレイ８の実画像において（図８参照）、トレイ８の対向する角部Ｐ１，Ｐ２を補正ポイントとして指定する（ステップ１０２）。すると、処理装置７は、補正ポイントＰ１，Ｐ２を結ぶ線の中央をトレイ８の中心点Ｐ０として算出し、トレイモデルの中心点Ｐ０’と点Ｐ０との位置関係から実画像とモデルとの間のＸ軸方向へのずれ量Δｘ、Ｙ軸方向へのずれ量Δｙを、Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線の傾きとＰ１‘、Ｐ２‘を結ぶ線の傾きからＺ軸回りのずれ量Δθを計算する（ステップ１０３）。そして、この計算したずれ量Δｘ，Δｙ，Δθに基づいて、トレイモデルを修正する（ステップ１０４）。
【００３６】
次に、作業者は、操縦デバイス５を操作し、ロボット先端部４３をステージ９の上方に位置させ、作業モニタ６の画面上にカメラ４６が捉えるガイド２を含むステージ９の画像（実画像）を表示させる（ステップ１０５）。
【００３７】
そして、このガイド２を含むステージ９の実画像において（図９参照）、ガイド２の角部Ｐ３，Ｐ４を補正ポイントとして指定する（ステップ１０６）。すると、処理装置７は、補正ポイントＰ３，Ｐ４を結ぶ線とステージモデルにおける対応するポイントＰ３’，Ｐ４’を結ぶ線との位置関係から、実画像とモデルとの間のＸ軸方向へのずれ量Δｘ、Ｙ軸方向へのずれ量Δｙ、Ｚ軸回りのずれ量Δθを計算する（ステップ１０７）。そして、この計算したずれ量Δｘ，Δｙ，Δθに基づいて、ステージモデルを修正する（ステップ１０８）。
【００３８】
〔位置決め作業の開始〕
作業者は、このようにして実画像とモデルとの位置合わせを終えた後、トレイ８に載置されたワーク１のステージ９への位置決め作業を開始する。なお、この実施の形態では、説明を簡単とするために、ワーク１はＺ軸回りの姿勢にのみ傾きが生じており、他の方向には傾きは生じていないものとする。
【００３９】
作業者は、先ず、操縦デバイス５を操作し、ロボット先端部４３をトレイ８の上方に位置させ、作業モニタ６の画面上にカメラ４６が捉えるワーク１の画像（実画像）を表示させる（ステップ２０１（図６））。そして、このワーク１の実画像において（図１０参照）、ワーク８の対向する角部Ｐ１，Ｐ２を補正ポイントとして指定する（ステップ２０２）。
【００４０】
すると、処理装置７は、補正ポイントＰ１，Ｐ２を結ぶ線の中央をワーク１の中心点Ｐ０として算出し、モデルにおけるワーク１の中心点Ｐ０’とＰ０点との位置関係から実画像とモデルとの間のＸ軸方向へのずれ量Δｘ、Ｙ軸方向へのずれ量Δｙを、Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線と、モデルにおけるワーク１の補正ポイントに対応した点Ｐ１‘、Ｐ２’を結ぶ線の傾きからＺ軸回りのずれ量Δθを計算する（ステップ２０３）。そして、この計算したずれ量Δｘ，Δｙ，Δθに合わせて、Ｐ０点を中心としてワーク１をハンド４５でつかむ（ステップ２０４）。
【００４１】
また、処理装置７は、ワーク１の目標姿勢と現在の姿勢とからワーク１の姿勢の修正方向および修正量を算出し、この算出した姿勢の修正方向と修正量を示す矢印Ｙ１をワーク１の実画像に対して表示する（図１１（ａ）：ステップ２０５）。また、ワーク１の実画像に対して、ワーク１の回転中心を示す支点ＰＭを表示する。また、ハンド４５によるワーク１のＺ軸回りの動きだけを許可し、他の方向への動きを全て拘束する（ステップ２０６）。
【００４２】
〔姿勢の修正〕
作業者は、このモニタ画面を見ながら、ロボット４を遠隔操作し、ハンド４５でワーク１を持ち上げ、支点ＰＭを中心として矢印Ｙ１の方向へワーク１を回転させる（ステップ２０７）。ワーク１を矢印Ｙ１の方向へ回転させると、徐々に矢印Ｙ１の長さが短くなり（図１１（ｂ））、やがて矢印Ｙ１が消える（図１１（ｃ））。これにより、作業者に、ワーク１のＺ軸回りの姿勢の修正が完了したことが知らされる。
【００４３】
〔移動（Ｘ軸方向およびＹ軸方向）〕
矢印Ｙ１が消えると（ステップ２０８のＹＥＳ）、処理装置７は、ワーク１の目標位置（Ｘ−Ｙ平面内の目標位置）と現在の位置とからワーク１の移動方向および移動量を算出し、この算出した移動方向および移動量を示す矢印Ｙ２をワーク１の実画像に対して表示する（図１１（ｄ）：ステップ２０９）また、ハンド４５による矢印Ｙ２の方向への動きだけを許可し、他の方向への動きを全て拘束する（ステップ２１０）。
【００４４】
作業者は、このモニタ画面を見ながら、ロボット４を遠隔操作し、ワーク１を矢印Ｙ２の方向へ移動させる（ステップ２１１（図７））。ワーク１を矢印Ｙ２の方向へ移動させると、徐々に矢印Ｙ２の長さが短くなり、また画面内にガイド２の実画像が入るようになり（図１１（ｅ））、やがて矢印Ｙ２が消える（図１１（ｆ））。これにより、作業者に、ワーク１のＸ軸方向およびＹ軸方向への位置決め作業が完了し、ワーク１がＸ−Ｙ平面内の目標位置に達したことが知らされる。なお、図１１（ｅ）および（ｆ）において、２ａはガイド２のエッジを強調する強調ライン（仮想画像）である。
【００４５】
〔移動（Ｚ軸方向）〕
矢印Ｙ２が消えると（ステップ２１２のＹＥＳ）、処理装置７は、モニタ画面に表示する画像をカメラ４６からカメラ１０へ切り替える（ステップ２１３）。そして、ワーク１の目標位置（Ｙ−Ｚ平面内の目標位置）と現在の位置とからワーク１の移動方向および移動量を算出し、この算出した移動方向および移動量を示す矢印Ｙ３をワーク１の実画像に対して表示する（図１２（ａ）：ステップ２１４）。また、ハンド４５による矢印Ｙ３の方向への動きだけを許可し、他の方向への動きを全て拘束する（ステップ２１５）。
【００４６】
作業者は、このモニタ画面を見ながら、ロボット４を遠隔操作し、ワーク１を矢印Ｙ３の方向へ移動させる（ステップ２１６）。ワーク１を矢印Ｙ３の方向へ移動させると、徐々に矢印Ｙ３の長さが短くなり（図１２（ｂ））、やがて矢印Ｙ３が消える（図１２（ｄ））。これにより、作業者に、ワーク１のＺ軸方向への位置決め作業が完了し、ワーク１がＸＹＺ空間内の目標位置に達したことが知らされる。
【００４７】
〔力ベクトルの表示〕
ワーク１の矢印Ｙ３の方向への移動中、ワーク１がガイド２に当たり、ワーク１を目標位置まで移動させることができないことがある。この場合、処理装置７は、力センサ４４からの検出信号によりハンド４５に加わる力を察知し、この力の方向および大きさを示す矢印ＹＦ（力ベクトル）をワーク１の実画像に対して表示する（図１２（ｃ））。
【００４８】
作業者は、力ベクトルＹＦが表示されると（ステップ２１７のＹＥＳ）、ワーク１のＸ軸方向およびＹ軸方向への位置の調整を行う（ステップ２１８）。この場合、処理装置７は、先ず、ワーク１のＹ軸方向への動きだけを許可し、作業者によるワーク１のＹ軸方向への位置の調整を可能とする。次に、モニタ画面に表示する画像をカメラ１０からカメラ１１へ切り替えて、ワーク１のＸ軸方向への動きだけを許可し、作業者によるワーク１のＸ軸方向への位置の調整を可能とする。
【００４９】
処理装置７は、矢印Ｙ３が消えると（ステップ２１９のＹＥＳ）、ワーク１からハンド４５を離す（ステップ２２０）。そして、ロボット先端部４３を位置決め作業の開始位置まで戻し（ステップ２２１）、次のワーク１の位置決め作業に備える。
【００５０】
このように、本実施の形態では、モニタ画面上のワーク１の実画像に対して、ワーク１の姿勢の修正方向を示す指標として矢印Ｙ１が表示され、またワーク１の目標位置への移動方向を示す指標として矢印Ｙ２，Ｙ３（移動方向を示す指標）が表示されるので、この矢印Ｙ１およびＹ２，Ｙ３を頼りにワーク１の姿勢の修正および目標位置への移動を短時間で行うことが可能となり、作業者の負担軽減、非熟練作業者のスキルアップ、作業の効率化などを実現することができるようになる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態では、説明を簡単とするために、位置決め作業の開始時、ワーク１はＺ軸回りの姿勢にのみ傾きが生じており、他の方向には傾きは生じていないものとしたが、Ｘ軸回りの姿勢やＹ軸回りの姿勢にも傾きが生じている場合にも、Ｚ軸回りの姿勢に傾きが生じていた場合と同様にして、ワーク１の姿勢を修正することができる。例えば、Ｘ軸回りの姿勢に傾きが生じていた場合、カメラ１０でワーク１を捉えた画像には、図１３に示すように、ワーク１の姿勢の修正方向と修正量を示す矢印Ｙ１やワーク１の移動方向を示す矢印Ｙ２が表示されるので、この矢印Ｙ１，Ｙ２を頼りにワーク１の姿勢の修正と目標位置への移動を行う。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の概要を説明するための作業対象物（ワーク）およびガイドを含む作業環境をＺ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の実画像に重畳表示される矢印Ｙ１，Ｙ２を示す図である。
【図２】本発明の概要を説明するための作業対象物（ワーク）およびガイドを含む作業環境をＸ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の実画像に重畳表示される矢印Ｙ３を示す図である。
【図３】最初は矢印Ｙ１だけを表示するようにした場合の図１に対応する図である。
【図４】本発明に係る作業支援装置の一実施の形態を用いた遠隔操作型システムのシステム構成図である。
【図５】このシステムにおける処理装置が有する作業支援機能の初期設定（実画像とモデルとの位置合わせ）を説明するためのフローチャートである。
【図６】このシステムにおける処理装置が有する作業支援機能を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６に続くフローチャートである。
【図８】トレイモデルと実画像との位置合わせを説明する図である。
【図９】ステージモデルと実画像との位置合わせを説明する図である。
【図１０】ハンドによってワークをつかむ際の位置合わせを説明する図である。
【図１１】作業対象物をＺ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の実画像に重畳表示される矢印Ｙ１，Ｙ２を示す図である。
【図１２】作業対象物をＸ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の実画像に重畳表示される矢印Ｙ３を示す図である。
【図１３】作業対象物をＸ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の実画像に重畳表示される修正方向を示す指標（矢印Ｙ１）および移動方向を示す指標（矢印Ｙ２）を例示する図である。
【図１４】作業対象物およびガイドを含む作業環境をＺ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の実画像に重畳される従来の仮想画像の表示例を示す図である。
【図１５】作業対象物およびガイドを含む作業環境をＸ軸方向からカメラで捉えたモニタ画面上の実画像に重畳される従来の仮想画像の表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…作業対象物（ワーク）、２…ガイド、２ａ…強調ライン、３…仮想画像、Ｙ１…矢印（修正方向を示す指標）、Ｙ２，Ｙ３…矢印（移動方向を示す指標）、ＹＦ…矢印（力ベクトル）、ＰＭ…支点、４…ロボット、５…操縦デバイス、６…作業モニタ、７…処理装置、８…トレイ、９…組立治具（ステージ）、１０，１１，４６…カメラ、４１…ロボット本体、４２…アーム、４３…ロボット先端部、４４…力センサ、４５…ハンド、７１…ロボットコントローラ、７２…カメラ切替え機、７３…ＣＧ合成機。
【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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