(57)【要約】【課題】高性能の演算装置を用いることなく、遠隔操作機器の移動により構造物の配置が変化したとしても操作者の誤操作を防ぐ。【解決手段】遠隔操作システム１は、遠隔動作装置２４と、遠隔監視カメラ２２と、遠隔操作装置１４と、表示装置１６と、制御装置１１と、を備える。遠隔動作装置２４は、作業環境内で動作する。遠隔監視カメラ２２は、作業空間内の画像を取得する。遠隔操作装置１４は、遠隔動作装置２４を操作するための操作者の指示を受け付ける。表示装置１６は、遠隔監視カメラ２２が取得した画像を表示する。制御装置１１は、表示装置１６に表示された画像に対して監視者の視線が所定時間連続して向けられた継続時間が所定の時間閾値より大きい場合には、遠隔動作装置２４を操作可能なイネーブル状態に設定し、継続時間が時間閾値以下の場合には、遠隔動作装置２４を操作不可能なディスエーブル状態に設定する。【選択図】図１
2013038462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業環境内で動作する遠隔動作装置と、
前記作業空間内の画像を取得する遠隔監視カメラと、
前記遠隔動作装置を操作するための操作者の指示を受け付ける遠隔操作装置と、
前記遠隔監視カメラが取得した画像を表示する表示装置と、
前記表示装置に表示された画像に対して監視者の視線が所定時間連続して向けられた継続時間が所定の時間閾値より大きい場合には、前記遠隔動作装置を操作可能なイネーブル状態に設定し、前記継続時間が前記時間閾値以下の場合には、前記遠隔動作装置を操作不可能なディスエーブル状態に設定する、制御装置と、を備えることを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ディスエーブル状態に設定した後に、前記継続時間が前記時間閾値を超えた場合に、前記イネーブル状態に設定する、請求項１に記載の遠隔操作システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記継続時間が前記時間閾値より大きい場合には、前記遠隔動作装置を操作不可能なニュートラル状態に設定し、前記ニュートラル状態において前記イネーブル状態への移行が許可された場合に、前記イネーブル状態に設定する、請求項１又は２に記載の遠隔操作システム。
【請求項４】
光、音、及び振動の少なくとも１つを用いて、状態を通知する、請求項１乃至３の何れかに記載の遠隔操作システム。
【請求項５】
データを記憶可能な記憶装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記イネーブル状態に設定した日時を示すログ情報を生成し、生成したログ情報を前記記憶装置へ格納する、請求項１乃至４の何れかに記載の遠隔操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、遠隔操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
核燃料再処理施設等における汚染環境下では、作業者の被爆量を低減するために、機械式マスタ・スレーブ・マニピュレータ（以下「ＭＳＭ」という）及び電動パワー・マニピュレータ（以下「ＰＭ」という）等の、移動可能な遠隔操作機器を用いた遠隔保守作業が実施される。
【０００３】
このような遠隔保守作業では、作業者が作業環境を見ながら作業できない場合がある。この場合には、遠隔操作機器を操作する操作者と、モニタに表示される作業環境の画像を見ながら操作者に指示する監視者と、が共同で遠隔保守作業を実施する。
【０００４】
しかしながら、従来の遠隔保守作業には、監視者が画像を見落とした場合に、操作者が遠隔操作機器を誤って操作する（即ち、操作者の誤操作が発生する）、という問題がある。例えば、監視者がモニタから目を離したにもかかわらず何らかの指示を行うと、操作者の操作により遠隔操作機器が作業環境内の構造物と接触する可能性がある。
【０００５】
これに対して、特許文献１には、作業環境の画像から、作業環境内の構造物の３次元配置を示す３次元モデルの配置データを生成し、この３次元モデルの配置データに基づいて遠隔操作機器の移動を制御する、技術が開示される。
【０００６】
しかしながら、３次元モデルの配置データを生成するには、高性能の演算装置が必要である。また、作業環境内の構造物の配置は、遠隔操作機器の移動によって随時変化する可能性がある。例えば、遠隔操作機器の振動により、作業環境内の構造物は揺れる可能性がある。従って、正確な配置データの生成は、極めて困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、高性能の演算装置を用いることなく、遠隔操作機器の移動により構造物の配置が変化したとしても操作者の誤操作を防ぐ、遠隔操作システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の遠隔操作システムは、遠隔動作装置と、遠隔監視カメラと、遠隔操作装置と、表示装置と、制御装置と、を備える。遠隔動作装置は、作業環境内で動作する。遠隔監視カメラは、作業空間内の画像を取得する。遠隔操作装置は、遠隔動作装置を操作するための操作者の指示を受け付ける。表示装置は、遠隔監視カメラが取得した画像を表示する。制御装置は、表示装置に表示された画像に対して監視者の視線が所定時間連続して向けられた継続時間が所定の時間閾値より大きい場合には、遠隔動作装置を操作可能なイネーブル状態に設定し、継続時間が時間閾値以下の場合には、遠隔動作装置を操作不可能なディスエーブル状態に設定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の遠隔操作システム１の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態の遠隔操作システム制御のフローチャートである。
【図３】第１実施形態の遠隔操作システム１の状態を説明する図。
【図４】第１実施形態の表示装置１６に表示される画像の一例を示す図。
【図５】第１実施形態の変形例の表示装置１６に表示される画像の一例を示す図。
【図６】第２実施形態の遠隔操作システム制御のフローチャート。
【図７】第２実施形態の遠隔操作システム１の状態を説明する図。
【図８】第２実施形態の表示装置１６に表示される画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態の遠隔操作システム１について説明する。図１は、本実施形態の遠隔操作システム１の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、遠隔操作システム１は、制御部１０と、遠隔部２０と、を備える。制御部１０は、制御室内に設けられており、制御装置１１と、記憶装置１２と、遠隔操作装置１４と、表示装置１６と、視線判定装置１８と、を備える。遠隔部２０は、作業環境内に設けられており、遠隔監視カメラ２２と、遠隔動作装置２４と、を備える。
【００１４】
制御装置１１は、遠隔動作装置２４を制御するための制御信号を生成する。制御装置１１は、例えば、コンピュータプロセッサである。記憶装置１２には、制御部１０の動作に必要なコンピュータプログラム及びデータが予め格納される。遠隔操作装置１４は、遠隔動作装置２４を操作するための操作者の指示を受け付ける。遠隔操作装置１４は、例えば、遠隔動作装置２４を操作するための操作レバーと、遠隔操作システム１の状態を通知するためのランプと、を備える。表示装置１６は、遠隔監視カメラ２２が取得した画像を表示する。表示装置１６は、例えば、液晶ディスプレイである。視線判定装置１８は、監視者の視線が、表示装置１６に表示された画像に向けられているか否かを判定する。
【００１５】
遠隔監視カメラ２２は、作業環境内の画像を取得する。遠隔動作装置２４は、制御装置１１が生成した制御信号に基づいて、作業環境内で動作する。遠隔動作装置２４は、例えば、ＭＳＭ及びＰＭである。
【００１６】
以下、遠隔操作システム１の動作（遠隔操作システム制御）について説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。第１実施形態は、遠隔監視カメラ２２が取得した画像に対して監視者の視線が連続して向けられている時間が所定の時間を超えた場合に、遠隔動作装置２４を動作可能な状態に設定する、遠隔操作システム１の例である。
【００１８】
図２は、第１実施形態の遠隔操作システム制御のフローチャートである。図３は、第１実施形態の遠隔操作システム１の状態を説明する図である。図４は、第１実施形態の表示装置１６に表示される画像の一例を示す図である。
【００１９】
＜Ｓ２００＞  ユーザが、遠隔操作システム１のスタートアップコマンドを制御装置１１に与えると、遠隔操作システム１が起動する。
【００２０】
＜Ｓ２０２＞  制御装置１１は、遠隔操作システム１を初期状態に設定する。図３に示すように、初期状態では、制御装置１１は、遠隔操作装置１４をロックする。これにより、遠隔操作装置１４は、操作者の指示を受け付けたとしても、その指示を制御装置１１へ出力しない。即ち、初期状態では、遠隔動作装置２４は、停止しており、且つ、操作不可能な状態である、また、ランプの色は、遠隔動作装置２４が初期状態であることを意味する黄である。
【００２１】
＜Ｓ２０４＞  視線判定装置１８は、監視者の視線が表示装置１６に表示された画像１６１（図４を参照）に連続して向けられた時間（以下「継続時間」という）（Ｔ）を計測する。制御装置１１は、継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）を超えたか否かを判定する。図４の画像１６１は、遠隔監視カメラ２２が取得した作業環境内の画像である。継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）より大きい場合には（Ｓ２０４−Ｙ）、Ｓ２０６が実行される。継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）以下の場合には（Ｓ２０４−Ｎ）、継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）を超えるまで初期状態が維持される。
【００２２】
＜Ｓ２０６＞  制御装置１１は、遠隔操作システム１をイネーブル状態に設定する。図３に示すように、イネーブル状態では、制御装置１１は、遠隔操作装置１４をアンロックする。これにより、遠隔操作装置１４は、操作者の指示を受け付けると、その指示を制御装置１１へ出力する。制御装置１１は、遠隔操作装置１４が出力した操作者の指示に基づいて、制御信号を生成し、その制御信号を遠隔動作装置２４へ出力する。遠隔動作装置２４は、制御装置１１が出力した制御信号に基づいて動作する。即ち、イネーブル状態では、遠隔動作装置２４は、操作可能な状態である。また、ランプの色は、遠隔動作装置２４が操作可能な状態であることを意味する青である。換言すると、遠隔保守作業は、イネーブル状態の下で実施される。
【００２３】
＜Ｓ２０８＞  視線判定装置１８は、継続時間（Ｔ）を計測する。制御装置１１は、継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）を超えたか否かを判定する。継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）より大きい場合には（Ｓ２０８−Ｙ）、イネーブル状態が維持される。継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）以下の場合には（Ｓ２０８−Ｎ）、Ｓ２１０が実行される。
【００２４】
＜Ｓ２１０＞  制御装置１１は、遠隔操作システム１をディスエーブル状態に設定する。図３に示すように、ディスエーブル状態では、制御装置１１は、遠隔操作装置１４をロックする。これにより、遠隔操作装置１４は、操作者の指示を受け付けたとしても、その指示を制御装置１１へ出力しない。即ち、ディスエーブル状態では、遠隔動作装置２４は、停止しており、且つ、操作不可能な状態である、また、ランプの色は、遠隔動作装置２４が操作不可能な状態であることを意味する赤である。
【００２５】
第１実施形態の遠隔操作システム制御は、ユーザが、遠隔操作システム１のシャットダウンコマンドを制御装置１１に与えることにより、終了する。換言すると、スタートアップコマンドが与えられてからシャットダウンコマンドが与えられるまでの間には、遠隔操作システム１は、初期状態、イネーブル状態、又はディスエーブル状態にある。
【００２６】
第１実施形態によれば、継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）より大きい場合に、遠隔制御システム１は、遠隔保守作業が実施可能なイネーブル状態にある。一方、監視者の視線が表示装置１６に表示された画像から外れると（即ち、継続時間（Ｔ）がゼロになると）、遠隔制御システム１は、遠隔保守作業が実施不可能なディスエーブル状態にある。従って、遠隔動作装置２４は、監視者の視線が表示装置１６に表示された画像に連続して時間閾値（Ｔｈ）より長く向けられている場合に限り、動作する。その結果、高性能の演算装置を用いることなく、遠隔操作機器の移動により構造物の配置が変化したとしても操作者の誤操作を防ぐことができる。
【００２７】
なお、第１実施形態では、遠隔動作装置２４が、ランプの色を変えることによって、遠隔操作システム１の状態を通知する例について説明したが、本発明の範囲はこれに限られるものではない。例えば、遠隔動作装置２４は、ランプの色、警告音の種類、及び振動の有無の少なくとも１つを用いて、遠隔操作システム１の状態を通知しても良い。
【００２８】
また、第１実施形態では、１台の遠隔監視カメラ２２が取得した画像１６１が表示装置１６に表示される例について説明したが、本発明の範囲はこれに限られるものではない。制御装置１１は、複数の遠隔監視カメラ２２にそれぞれ対応する複数の画像毎に、継続時間（Ｔ）と時間閾値（Ｔｈ）との差に応じて遠隔操作システム１の状態を制御しても良い。図５は、第１実施形態の変形例の表示装置１６に表示される画像の一例を示す図である。図５に示すように、制御装置１１は、４台の遠隔監視カメラ２２にそれぞれ対応する画像１６１ａ〜１６１ｄを表示し、画像１６１ａに対する監視者の視線の継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）を超えた場合には、画像１６１ａに関連する遠隔動作装置２４の動作のみをイネーブル状態に設定し、画像１６１ｂ〜１６１ｄに関連する遠隔動作装置２４の動作のみをディスエーブル状態に設定する。即ち、制御装置１１は、遠隔監視カメラ２２の位置に応じて、遠隔動作装置２４の状態を制御する。これにより、１台の遠隔監視カメラ２２が取得した画像１６１が表示装置１６に表示される場合に比べて、操作者の誤操作をさらに防ぐことができる。
【００２９】
また、第１実施形態では、制御装置１１は、遠隔操作システム１の状態と日時の関係を示したログ情報を記憶装置１２に格納しても良い。ログ情報は、例えば、遠隔操作システム１の状態（初期状態、イネーブル状態、又はディスエーブル状態）と、当該状態が設定された日時と、当該日時に表示装置１６の画像を監視していた監視者の識別情報と、当該日時に遠隔操作装置１４を操作していた操作者の識別情報と、を含んでも良い。これにより、遠隔操作システム１の状態の推移が容易に記録できる。
【００３０】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、遠隔監視カメラ２２が取得した画像に対して監視者の視線が連続して向けられている時間が所定の時間を超えた場合であって、且つ、操作者がイネーブル状態への移行を許可した場合に、遠隔動作装置２４を動作可能な状態に設定する、遠隔操作システム１の例である。なお、上述の実施形態と同様の説明は省略する。
【００３１】
図６は、第２実施形態の遠隔操作システム制御のフローチャートである。図７は、第２実施形態の遠隔操作システム１の状態を説明する図である。図８は、第２実施形態の表示装置１６に表示される画像の一例を示す図である。
【００３２】
＜Ｓ６００〜Ｓ６０４＞ Ｓ６００〜Ｓ６０４は、第１実施形態（図２のＳ２００〜Ｓ２０４）と同様である。
【００３３】
＜Ｓ６０５＞  制御装置１１は、遠隔操作システム１をニュートラル状態に設定する。図７に示すように、ニュートラル状態では、制御装置１１は、遠隔操作装置１４をロックする。これにより、遠隔操作装置１４は、操作者の指示を受け付けたとしても、その指示を制御装置１１へ出力しない。即ち、ニュートラル状態では、遠隔動作装置２４は、停止しており、且つ、操作不可能な状態である、また、ランプの色は、遠隔動作装置２４が監視者の指示に応じてイネーブル状態への移行が可能な状態であることを意味する黄（点滅）である。また、制御装置１１は、図８に示すように、表示装置１６に、遠隔監視カメラ２２が取得した画像１６１と、イネーブル状態への移行の許可を確認するためのメッセージ（例えば、「イネーブル状態への移行を許可しますか？）１６２と、ＹＥＳボタン１６３と、ＮＯボタン１６４と、を表示する。
【００３４】
＜Ｓ６０６＞  制御装置１１は、監視者がイエスボタン１６３を選択したか否かを判定する。監視者がイエスボタン１６３を選択した（即ち、監視者がイネーブル状態への移行を許可した）場合には（Ｓ６０６−Ｙ）、Ｓ６０７が実行される。監視者がＹＥＳボタン１６３を選択しなかった場合又は監視者がＮＯボタン１６４を選択した場合（即ち、監視者がイネーブル状態への移行を許可しなかった場合）には（Ｓ６０６−Ｎ）、ニュートラル状態が維持される。
【００３５】
＜Ｓ６０７〜Ｓ６１０＞  Ｓ６０７〜Ｓ６１０は、第１実施形態（図２のＳ２０６〜Ｓ２１０）と同様である。
【００３６】
第２実施形態の遠隔操作システム制御は、ユーザが、遠隔操作システム１のシャットダウンコマンドを制御装置１１に与えることにより、終了する。換言すると、スタートアップコマンドが与えられてからシャットダウンコマンドが与えられるまでの間には、遠隔操作システム１は、初期状態、ニュートラル状態、イネーブル状態、又はディスエーブル状態にある。
【００３７】
第２実施形態によれば、継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）より大きく、且つ、監視者がイネーブル状態への移行を許可した場合には、遠隔制御システム１は、遠隔保守作業が実施可能なイネーブル状態にある。一方、継続時間（Ｔ）が時間閾値（Ｔｈ）より大きくても、監視者がイネーブル状態への移行を許可しなかった場合には、遠隔制御システム１は、遠隔保守作業が実施不可能なニュートラル状態にある。従って、遠隔動作装置２４は、監視者の視線が表示装置１６に表示された画像に連続して時間閾値（Ｔｈ）より長く向けられており、且つ、監視者がイネーブル状態への移行を許可した場合に限り、動作する。その結果、第１実施形態に比べて、操作者の誤操作をさらに防ぐことができる。
【００３８】
なお、第２実施形態では、ユーザにイネーブル状態への移行の可否を決定させるために、表示装置１６に表示されたＹＥＳボタン１６３及びＮＯボタン１６４の代わりに、予め表示装置１６に設けられたボタンを用いても良い。
【００３９】
本実施形態に係る制御部１０の少なくとも一部は、ハードウェアで構成しても良いし、ソフトウェアで構成しても良い。ソフトウェアで構成する場合には、制御部１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させても良い。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でも良い。
【００４０】
また、本実施形態に係る制御部１０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布しても良い。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布しても良い。
【００４１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化される。また、上述した実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明が形成可能である。例えば、上述した実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  遠隔操作システム
１０  制御部
１１  制御装置
１２  記憶装置
１４  遠隔操作装置
１６  表示装置
１８  視線判定装置
２０  遠隔部
２２  遠隔監視カメラ
２４  遠隔動作装置
【図１】
2013038462.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013038462.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013038462.tif 000008
【図７】
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【図８】
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