CN114174022A - 机器人的控制装置、机器人的控制方法以及程序 - Google Patents

Abstract

本发明是与作业者协作的机器人的控制装置。该控制装置具备：雷达收发部，其向作业者与机器人协作的区域即协作区域发送雷达波，并且接收通过该雷达波被协作区域内的物体反射而生成的反射波；雷达数据处理部，其基于由雷达收发部接收的反射波，运算存在于协作区域内的物体的反射功率；以及控制部，其在由雷达数据处理部运算的反射功率为规定的阈值以上的物体存在于协作区域的情况下，执行用于抑制机器人与作业者的干涉的处理即干涉抑制处理。由此，能够提供一种在机器人装置机器人与作业者协作的情况下，能够抑制机器人与作业者的意外的干涉的技术。

Description

机器人的控制装置、机器人的控制方法以及程序

技术领域

本发明涉及控制机器人的技术。

背景技术

近年来，在工厂等制造现场，正在推进产业用机器人的导入。伴随着机器人的导入，也可能产生通过机器人与作业者的协作来进行部件的组装等作业的工序。在这样的工序中，需要通过监视机器人与作业者的协作区域来抑制机器人与作业者的干涉。针对这样的要求，以往提出了如下技术：对协作区域中的机器人和作业者各自的位置等进行监视，在机器人与作业者等的距离成为规定的距离以下时，使机器人的动作速度变慢，或者使机器人的动作停止(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-208002号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在此，作为检测协作区域中的机器人、作业者等的位置的方法，考虑利用雷达传感器对协作区域内进行三维感测的方法。雷达传感器例如照射毫米波段的电波(雷达波)，接收由存在于照射范围的物体反射的电波(反射波)，由此检测物体的有无、物体的位置等。

然而，物体反射雷达波时的反射功率根据物体的材质、形状等而不同。例如，在机器人与作业者的协作区域配置有由反射功率强的材质(例如金属等)形成的作业台等作业用设备的情况下，作业用设备的反射功率有可能比作业者(人体)的反射功率大。因此，即使作业者的手臂等位于作业用设备的附近，来自作业者的手臂等的微弱的反射波也有可能埋没于来自作业用设备的较强的反射波。特别是，若雷达传感器的设置位置不恰当，则容易产生上述那样的现象。在这样的情况下，存在无法恰当地检测存在于作业用设备的附近的作业者的手臂等的位置的可能性，由此存在无法恰当地抑制机器人与作业者的干涉的可能性。

本发明是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种在机器人与作业者协作地进行作业的情况下，能够抑制机器人与作业者的意外的干涉的技术。

用于解决课题的手段

本发明为了解决上述的课题，在利用雷达波监视机器人与作业者的协作区域，并且基于该监视结果控制机器人的机器人的控制装置中，在协作区域内检测到具有难以恰当地检测存在于协作区域内的作业者(或者作业者的人体的一部分)的位置的程度的强的反射功率的物体的情况下，执行用于抑制机器人与作业者的意外的干涉的处理(干涉抑制处理)。

详细而言，本发明是与作业者协作地进行作业的机器人的控制装置。该控制装置具备：雷达收发部，其向作业者与机器人协作地进行作业的区域即协作区域发送雷达波，并且接收通过该雷达波被所述协作区域内的物体反射而生成的反射波；雷达数据处理部，其基于由所述雷达收发部接收的所述反射波，运算存在于所述协作区域内的物体的反射功率；以及控制部，在由所述雷达数据处理部运算的所述反射功率为规定的阈值以上的物体存在于所述协作区域的情况下，执行用于抑制所述机器人与所述作业者的干涉的处理即干涉抑制处理。这里所说的“规定的阈值”例如是设想为若在具有该规定的阈值以上的反射功率的物体的附近存在作业者的人体的一部分(例如手臂等)，则难以基于由雷达收发部接收的反射波来检测作业者的手臂等的位置的值，是通过基于实验、模拟的结果等的适应作业而预先决定的值。

在协作区域内存在具有规定的阈值以上的反射功率的物体(以下，有时也记为“强反射体”)的情况下，当从雷达收发部朝向协作区域照射雷达波时，即使在所述强反射体的附近存在作业者的手臂等，来自该手臂等的反射波也可能埋没于来自所述强反射体的反射波，从而难以将来自作业者的手臂等的反射波与来自所述强反射体的反射波分离。在这样的情况下，有可能难以检测存在于协作区域内的作业者的手臂等的位置。与此相对，本发明所涉及的控制装置在检测到强反射体存在于所述协作区域内时，执行干涉抑制处理。由此，即使在难以恰当地检测存在于强反射体的附近的作业者的手臂等的位置的情况下，也能够抑制机器人与作业者的意外的干涉。

在本发明所涉及的机器人的控制装置中，也可以是，所述干涉抑制处理包括使所述机器人的动作停止的处理。由此，在难以恰当地检测存在于强反射体的附近的作业者的手臂等的位置的情况下，能够抑制机器人与作业者的干涉。

另外，也可以是，所述干涉抑制处理包括促使所述作业者引起注意的处理。促使所述作业者引起注意的处理例如是使警告音鸣响的处理、使警告灯点亮的处理、显示或声音输出警告消息的处理等。由此，在难以恰当地检测存在于强反射体的附近的作业者的手臂等的位置的情况下，作业者能够采取从协作区域离开的动作、避免与机器人的干涉的动作等。其结果是，能够抑制机器人与作业者的意外的干涉。

另外，还设想在上述协作区域中配置有机器人、作业者进行作业时使用的作业用设备。而且，上述那样的作业用设备有时也具有反射功率容易变强的材质(例如，金属等)、形状(例如，外壁面中的平坦的面所占的比例大的形状等)。因此，若以相对于上述的作业用设备垂直的状态(例如，从雷达收发部照射的雷达波的一部分相对于作业用设备垂直地照射的状态(入射角成为直角的状态))设置雷达收发部，则存在作业用设备的反射功率成为规定的阈值以上的可能性。与此相对，若以相对于作业用设备倾斜的状态(例如，从雷达收发部照射的雷达波相对于作业用设备不垂直地照射的状态(入射角不垂直的状态))设置雷达收发部，则作业用设备的雷达反射截面积(RCS：Radar cross-section)变小，因此能够将作业用设备的反射功率降低至小于规定的阈值。由此，即使在上述那样的作业用设备配置于协作区域的环境中，也能够检测存在于作业用设备的附近的作业者的手臂等的位置。但是，在工厂等设置雷达收发部时，雷达收发部的状态(例如，相对于作业用设备的倾斜角、与作业用设备的距离等)不一定以恰当的状态设置。

因此，在本发明的机器人的控制装置中，也可以是，在所述机器人与所述作业者协作地进行作业时使用的作业用设备设置于所述协作区域的情况下，所述规定的阈值被设定为比所述雷达收发部以恰当的状态设置的情况下的所述作业用设备的反射功率大的值。由此，即使在因所述雷达收发部未以恰当的状态设置而导致作业用设备的反射功率成为规定的阈值以上的情况下，也能够抑制机器人与作业者的意外的干涉。另外，在检测到强反射体存在于所述协作区域内的情况下，如果该强反射体是所述作业用设备，则控制部除了执行所述干涉抑制处理以外，还可以执行促使所述作业者进行所述雷达收发部的设置状态的调整的处理(以下，有时也记为“调整请求处理”)。调整请求处理例如是使显示器等显示促使所述作业者调整所述雷达收发部的设置状态的文字信息等的处理、或者从扬声器等输出促使所述作业者调整所述雷达收发部的设置状态的声音消息等的处理等。由此，作业者能够调整雷达收发部的设置状态，因此能够抑制之后的作业效率的降低。

此外，上述的作业用设备例如是作业台、用于收纳工具的箱或架、用于收纳部件的箱或架、用于操作各种设备的操作面板、用于分隔协作区域的壁或栅栏等。

本发明也能够理解为与作业者协作地进行作业的机器人的控制方法。例如，本发明也能够作为机器人的控制方法来理解，该机器人的控制方法具有：雷达收发步骤，向所述作业者与所述机器人协作地进行作业的区域即协作区域发送雷达波，并且接收通过该雷达波被所述协作区域内的物体反射而生成的反射波；雷达数据处理步骤，基于在所述雷达收发步骤中接收到的所述反射波，运算存在于所述协作区域内的物体的反射功率；以及控制步骤，在所述雷达数据处理步骤中运算出的所述反射功率为规定的阈值以上的物体存在于所述协作区域的情况下，执行用于抑制所述机器人与所述作业者的干涉的处理即干涉抑制处理。另外，本发明还能够理解为用于实现该方法的程序、非暂时性地记录有该程序的记录介质。此外，上述结构以及处理的各个能够尽可能地相互组合而构成本发明。

发明效果

根据本发明，能够提供一种在机器人与作业者协作地进行作业的情况下，能够抑制机器人与作业者的意外的干涉的技术。

附图说明

[图1]是表示本发明的控制装置的应用例的图。

[图2]是表示实施方式中的控制装置的结构例的框图。

[图3]是表示雷达收发部的结构例的图。

[图4]是表示在作业者的手臂存在于作业台的上表面附近的状态下从雷达收发部发送雷达波时的、来自作业台的反射波的强度和来自作业者的手臂的反射波的强度的图。

[图5]是表示控制部的功能结构的一例的框图。

[图6]是表示实施方式的控制装置的处理流程的流程图。

具体实施方式

<应用例>

参照图1，对本发明所涉及的机器人的控制装置的应用例进行说明。控制装置1是根据由设置于机器人2与作业者3协作地进行作业的区域(协作区域Ac)的上方(例如，天花板5)的雷达传感器10得到的数据(存在于协作区域Ac内的物体的位置、物体的反射功率等)来控制机器人2的装置。这样的控制装置1在通过机器人2与作业者3的协作来进行部件的组装作业等的工厂等中，控制机器人2的动作速度等。例如，在协作区域Ac中的机器人2与作业者3的距离比较近的情况下等，控制装置1使机器人2的动作速度降低，或者使机器人2的动作停止。

此外，如图1所示，在由具有比作业者3的人体大的相对介电常数的材质(例如，金属等)构成且具有雷达波的雷达反射截面积容易变大的形状(例如，上表面由沿水平方向延伸的平坦的面形成的形状)的作业台4设置于协作区域Ac内的环境下，如果雷达传感器10不以恰当的状态设置，则有可能难以通过雷达传感器10将来自作业台4的反射波与来自作业者3的人体的反射波分离。例如，若在从雷达传感器10照射的雷达波的一部分相对于作业台4的上表面垂直地照射的状态(入射角成为垂直的状态)下设置雷达传感器10，则作业台4的雷达反射截面积变得比较大，由此存在作业台4的反射功率与作业者3的人体的反射功率相比变得过大的可能性。由此，即使在作业者3的手臂等存在于作业台4的附近的情况下，来自作业者3的手臂等的反射波也埋没于来自作业台4的较强的反射波，有可能难以恰当地检测作业者3的手臂等的位置。因此，优选以从雷达传感器10照射的雷达波相对于工作台4的上表面不垂直地照射(入射角不垂直)的方式，将雷达传感器10设置为相对于工作台4的上表面倾斜的状态。然而，在工厂等中，雷达传感器10不一定以恰当的状态设置，由此也存在难以恰当地检测存在于作业台4的附近的作业者3的手臂等的位置的可能性。

与此相对，本例中的控制装置1的特征在于，若根据由雷达传感器10得到的数据检测到具有规定的阈值以上的反射功率的物体存在于协作区域Ac内，则进行用于抑制机器人2与作业者3的干涉的处理(干涉抑制处理)。由此，即使因雷达传感器10的设置状态不恰当等而产生难以恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的人体的一部分(例如，手臂等)的位置的状况，也能够抑制机器人2与作业者3的意外的干涉。另外，即使雷达传感器10的设置状态恰当，即便由于将在作业工序中未使用的设想外的物品等放置于协作区域Ac内、或者变更了作业用设备的设置位置、设置方向等而产生检测到具有规定的阈值以上的反射功率的物品的存在的状态，也能够抑制机器人2与作业者3的意外的干涉。

<实施方式>

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，如前述的图1所示，对将本发明所涉及的控制装置应用于在工厂等与作业者协作地进行作业的机器人的例子进行叙述。

(控制装置的概略结构)

图2是表示本实施方式中的控制装置1的结构例的框图。控制装置1构成为包括雷达传感器10和控制部11。雷达传感器10例如是使用毫米波段的电波(雷达波)来检测存在于对象区域内的物体的位置、物体的反射功率的传感器。在本例中，如图1所示，雷达传感器10将机器人2与作业者3的协作区域Ac作为对象区域，检测物体的位置、物体的反射功率等。控制部11基于由雷达传感器10检测到的物体的反射功率，判定是否能够恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置。并且，在判定为无法恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的情况下，控制部11执行用于抑制机器人2与作业者3的意外的干涉的处理(干涉抑制处理)。

(雷达传感器的结构)

雷达传感器10例如是FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式的雷达传感器。此外，雷达传感器10也可以是FMCW方式以外的雷达传感器(例如，脉冲多普勒方式的雷达传感器)。如图2所示，本例中的雷达传感器10具备雷达收发部10a和雷达数据处理部10b。

雷达收发部10a例如如图3所示，构成为包含合成器101、发送天线102、接收天线103、混频器104。合成器101生成线性调频信号。线性调频信号是频率随时间增加或减少的信号。发送天线102发送与线性调频信号对应的频率的雷达波。此时，发送天线102向协作区域Ac发送雷达波。接收天线103接收从发送天线102发送的雷达波被协作区域Ac内的物体反射而生成的反射波。另外，接收天线103也可以构成为包含多个天线。例如，接收天线103也可以构成为包括在水平方向上错开配置的多个天线、以及在垂直方向上错开配置的天线。在该情况下，接收天线103能够三维地检测存在于协作区域Ac内的物体的位置。混频器104组合由合成器101生成的线性调频信号和由接收天线103接收到的反射波的信号，生成中频信号。中频信号与由接收天线103接收到的反射波的信号等一起输出到后述的雷达数据处理部10b。另外，雷达收发部10a也可以具有从中频信号中除去不需要的信号成分的滤波器、A/D转换器。

另外，如前述的图1所示，在作业台4配置于协作区域Ac内的环境中，雷达收发部10a优选以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置。在此，基于图4说明优选雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置的理由。图4是表示在作业者3的手臂存在于作业台4的上表面的附近的状态下从雷达收发部10a发送雷达波时的、来自作业台4的反射波的强度和来自作业者3的手臂的反射波的强度的图。图4中的横轴表示距协作区域Ac的一端的距离，图4中的纵轴表示反射波的强度。另外，图4中的(a)表示雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面垂直的状态设置的情况，图4中的(b)表示雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置的情况。此外，图4中的d1～d2表示协作区域Ac中的设置有作业台4的范围。

如图4所示，在雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置的情况(图4中的(b))下，与雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面垂直的状态设置的情况(图4中的(a))相比，来自作业台4的反射波的强度(图4中的实线)变小。这是因为，在雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置的情况下，与雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面垂直的状态设置的情况相比，作业台4的上表面的雷达波的雷达反射截面积变小，与此相伴，作业台4的上表面的雷达波的反射率变小。因此，在雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置的情况下，与雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面垂直的状态设置的情况相比，来自作业台4的反射波的强度与来自作业者3的手臂的反射波的强度(图4中的单点划线)之差变小。由此，可以说，在雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置的情况下，与雷达收发部10a以相对于作业台4的上表面垂直的状态设置的情况相比，容易分离来自作业台4的反射波和来自作业者3的手臂等的反射波。根据这样的理由，在作业台4设置于协作区域Ac内的环境下，通过以相对于作业台4的上表面倾斜的状态设置雷达收发部10a，能够恰当地检测存在于作业台4的上表面附近的作业者3的手臂等的位置。此外，雷达收发部10a相对于工作台4的上表面的恰当的倾斜角度根据工作台4的材质以及形状、雷达传感器10的分离分辨率、雷达收发部10a与工作台4的距离等而不同，因此优选考虑这些要素来决定。另外，在协作区域Ac内配置多个作业用设备的环境中，以能够分离来自这些所有作业用设备的反射波和来自作业者3的人体的反射波的状态设置雷达收发部10a即可。

另外，雷达收发部10a的设置场所并不限定于作业台4的上方，也可以是作业台4的侧方。总之，只要以能够将来自作业用设备的反射波与来自存在于该作业用设备的附近的作业者3的人体的反射波分离的状态设置雷达收发部10a，就能够恰当变更雷达收发部10a的设置场所。

在此，返回到图3的说明，雷达数据处理部10b基于从雷达收发部10a输出的中频信号、反射波的信号等，进行存在于协作区域Ac内的物体的检测处理。例如，雷达数据处理部10b通过解析来自雷达收发部10a的中频信号以及反射波的信号，运算存在于协作区域Ac内的物体的位置、物体的反射功率等。这些运算能够使用公知的技术。另外，本例中的反射功率是从物体向接收天线103反射的反射波的强度(由接收天线103接收的反射波的电波强度)，是与雷达反射截面积相关的参数。此外，作为与反射功率相关的参数，也可以使用接收天线103接收到反射波时的接收功率、反射率(接收天线103接收到反射波时的接收功率相对于从发送天线102发送雷达波时的发送功率的比率)等。

(控制部的结构)

接着，对控制部11进行说明。控制部11例如是构成为包括处理器以及存储器的计算机。处理器例如是CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等。存储器是计算机可读取的记录介质，例如是RAM(Random Access Memory)、ROM(ReadOnly Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、硬盘驱动器(HDD，Hard DiskDrive)、可移动介质等。在存储器中存储各种程序等。处理器执行存储于存储器的程序，通过该程序的执行来实现各种功能结构。由此，控制部11实现符合规定目的的功能。此外，控制部11也可以由多个计算机构成。

在此，图5示出控制部11的功能结构的一例。本例中的控制部11包含判定部11a、数据输出部11b、机器人控制部11c及警告部11d作为其功能构成要素。这些功能构成要素例如通过处理器执行存储于存储器的各种程序来实现。

判定部11a基于由雷达数据处理部10b运算的反射功率，判定是否能够恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置。例如，判定部11a首先判别具有规定的阈值以上的反射功率的物体(强反射体)是否存在于协作区域Ac内。这里所说的“规定的阈值”例如是设想为若作业台4等作业用设备的反射功率成为该规定的阈值以上，则难以通过雷达传感器10检测存在于该作业用设备的附近的作业者3的手臂等的位置的值。换言之，规定的阈值是设想为若作业台4等作业用设备的反射功率成为该规定的阈值以上，则难以通过雷达传感器10将来自作业用设备的反射波与来自存在于该作业用设备的附近的作业者3的手臂等的反射波分离的值。这样的规定的阈值的最佳值根据作业台4等作业用设备的材质以及形状、雷达传感器10的分离分辨率、雷达收发部10a与作业用设备的距离等而不同。但是，由于雷达传感器10的分离分辨率能够预先掌握，因此在工厂等设置雷达传感器10时，也可以实测作业台4等作业用设备的反射功率、作业者3的手臂等的反射功率等，并基于这些实测值来决定规定的阈值。并且，在具有这样决定的规定的阈值以上的反射功率的物体存在于协作区域Ac内的情况下，判定部11a判定为无法恰当地检测存在于该协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置。

此外，如上述的图1所示，在作业台4配置于协作区域Ac内的环境中，该规定的阈值也可以设定为比雷达传感器10以恰当的状态(例如，相对于作业台4的上表面倾斜的状态)设置的情况下的作业台4的反射功率大的值。在这样设定了规定的阈值的情况下，若工作台4的反射功率为该规定的阈值以上，则判定部11a也能够判定为雷达传感器10的设置状态不恰当。

数据输出部11b根据判定部11a的判定结果，输出针对机器人控制部11c、警告部11d的指令。例如，在由判定部11a判定为能够恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的情况下(或者，在判定为雷达传感器10的设置状态恰当的情况下)，数据输出部11b将用于使机器人2如通常那样动作的指令向后述的机器人控制部11c输出。

此外，也可以是，即使在通过判定部11a判定为能够恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的情况下，如果由雷达传感器10检测到的机器人2的位置与作业者3的手臂等的位置比较近(例如，如果双方的距离为规定的距离以下)，则数据输出部11b也将用于使机器人2的动作速度比通常慢的指令向机器人控制部11c输出。这里所说的“规定的距离”例如是设想当机器人2进行之后的动作、或者作业者3从当前的位置移动时，机器人2与作业者3有可能发生干涉的距离、或者对该距离加上规定的余量而得到的距离，是通过基于实验、模拟的结果的适应作业而预先决定的距离。

另外，在由判定部11a判定为无法恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的情况下(或者，在判定为雷达传感器10的设置状态不恰当的情况下)，数据输出部11b将用于进行干涉抑制处理的指令输出至机器人控制部11c、警告部11d。干涉抑制处理例如是使机器人2的动作停止的处理、对作业者3进行提醒注意的警告的处理等。另外，在本例中，既可以将这些处理全部作为干涉抑制处理来执行，也可以仅将这些处理中的1个作为干涉抑制处理来执行。因此，在判定为无法恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的情况下，数据输出部11b执行向机器人控制部11c输出用于使机器人2的动作停止的指令的处理、和向警告部11d输出用于进行促使作业者3注意的警告的指令的处理中的至少一方即可。另外，在由判定部11a判定为雷达传感器10的设置状态不恰当的情况下，数据输出部11b也可以除了上述的处理之外，还进行将用于进行促使作业者3进行雷达传感器10的设置状态的调整的警告的指令向警告部11d输出的处理。

机器人控制部11c按照从数据输出部11b输出的指令来控制机器人2。例如，在从数据输出部11b输出了用于使机器人2的动作速度比通常慢的指令的情况下，机器人控制部11c控制机器人2使机器人2的动作速度比通常慢。另外，在从数据输出部11b输出了用于使机器人2的动作停止的指令的情况下，机器人控制部11c控制机器人2使机器人2停止。

警告部11d按照从数据输出部11b输出的指令输出警告。例如，警告部11d具备警告灯和/或扬声器，按照来自数据输出部11b的指令，使警告灯点亮，或者从扬声器鸣响警告音，或者从扬声器输出警告消息的声音。由此，在由上述判定部11a判定为无法恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的情况下，能够促使作业者3注意与机器人2的干涉。另外，在进行促使作业者3调整雷达传感器10的设置状态的警告的情况下，警告部11d可以使扬声器输出促使调整雷达传感器10的设置状态的声音消息，也可以使显示器等显示促使调整雷达传感器10的设置状态的文字信息。由此，作业者3能够调整雷达传感器10的设置状态。

(控制装置的动作)

接下来，基于图6对本实施例中的控制装置1的动作进行说明。图6是表示在机器人2与作业者3协作地进行作业时，由控制装置1反复执行的处理的流程的流程图。

在图6的处理流程中，首先，控制装置1执行收发处理(步骤S101)。例如，通过雷达收发部10a的合成器101生成线性调频信号，从发送天线102向协作区域Ac发送与所生成的线性调频信号对应的频率的雷达波。若通过从发送天线102发送的雷达波被存在于协作区域Ac内的物体反射而生成反射波，则该反射波被接收天线103接收。然后，混频器104通过组合从发送天线102发送的雷达波和由接收天线103接收到的反射波，生成中频信号。由混频器104生成的中频信号与由接收天线103接收到的反射波的信号等一起被传递给雷达数据处理部10b。

雷达数据处理部10b基于从雷达收发部10a接收到的信号，执行存在于协作区域Ac内的物体的检测处理(步骤S102)。例如，雷达数据处理部10b通过对中频信号或反射波的信号等进行利用了快速傅里叶变换(FFT：Fast Fourier Transform)等的频率解析，检测与存在于协作区域Ac内的物体有关的信息。即，雷达数据处理部10b基于反射波的信号以及中频信号的频率分布，检测存在于协作区域Ac内的物体的存在，并且运算检测到的物体的位置(距离以及方位)。此外，雷达数据处理部10b基于从雷达收发部10a接收到的信号，运算反射波的反射功率。另外，作为与反射功率相关的参数，例如也可以运算接收功率或反射率。这些参数的运算能够使用公知的技术。与在上述的检测处理中检测到的物体的位置、反射功率有关的信息被传递给控制部11的判定部11a。

判定部11a基于从雷达数据处理部10b接收到的信息，判定是否检测到具有规定的阈值以上的反射功率的物体(强反射体)存在于协作区域Ac内的情况(步骤S103)。在此所说的“规定的阈值”如前述那样，是设想为若具有规定的阈值以上的反射功率的物体存在于协作区域Ac内，则难以恰当地检测存在于该物体的附近的作业者3的手臂等的值。

如果未检测到强反射体存在于协作区域Ac内(步骤S103中为否定判定)，则控制装置1执行用于如通常那样控制机器人2的处理(通常处理)(步骤S107)。例如，数据输出部11b基于在上述的检测处理中检测到的物体的位置信息，运算机器人2与作业者3的距离，判别运算出的距离是否为规定的距离以下。然后，如果机器人2与作业者3的距离大于规定的距离，则数据输出部11b向机器人控制部11c输出用于使机器人2以通常的动作速度动作的指令。伴随于此，机器人控制部11c控制机器人2使机器人2以通常的动作速度动作。另一方面，若机器人2与作业者3的距离为规定的距离以下，则数据输出部11b向机器人控制部11c输出用于使机器人2以比通常的动作速度慢的速度动作的指令。伴随于此，机器人控制部11c控制机器人2使机器人2以比通常的动作速度慢的速度动作。此外，在此所说的“规定的距离”如上述那样，是设想为若机器人2进行之后的动作、或者作业者3从当前的位置移动则机器人2与作业者3有可能发生干涉的距离、或者对该距离加上规定的余量而得到的距离。若按照上述的步骤进行通常处理，则能够抑制机器人2与作业者3的干涉，并且继续基于机器人2与作业者3的协作的作业。

另一方面，在检测到强反射体存在于协作区域Ac内的情况下(在步骤S103中判定为肯定的情况下)，难以通过雷达传感器10恰当地检测存在于强反射体的附近的作业者3的手臂等，因此控制装置1执行干涉抑制处理(步骤S107)。例如，数据输出部11b执行向机器人控制部11c输出用于使机器人2的动作停止的指令的处理和向警告部11d输出用于进行提醒作业者3注意的警告的指令的处理中的至少一方。在从数据输出部11b向机器人控制部11c输出了用于使机器人2的动作停止的指令的情况下，机器人控制部11c控制机器人2使机器人2的动作停止。另外，在从数据输出部11b向警告部11d输出了用于提醒作业者3注意的警告的指令的情况下，警告部11d使警告灯点亮、或者从扬声器鸣响警告音、或者从扬声器输出警告消息的声音。若这样进行干涉抑制处理，则即使在陷入难以通过雷达传感器10恰当地检测存在于强反射体的附近的作业者3的手臂等的状况的情况下，也能够抑制机器人2与作业者3的意外的干涉。

另外，控制装置1在执行了干涉抑制处理之后，判别在协作区域Ac内检测到的强反射体是否是作业台4等作业用设备(步骤S105)。例如，判定部11a通过对在上述检测处理中检测到的强反射体的位置与作业用设备的位置进行比较，来判别强反射体是否为作业用设备。然后，在判定为强反射体不是作业用设备的情况下(在步骤S105中判定为否定的情况下)，控制装置1暂时从该处理流程退出。另一方面，在判定为强反射体是作业用设备的情况下(在步骤S105中判定为肯定的情况下)，控制装置1执行调整请求处理(步骤S106)。例如，数据输出部11b将用于对作业者3进行催促雷达收发部10a的设置状态的调整的警告的指令输出到警告部11d。在该情况下，警告部11d执行使显示器等显示催促雷达收发部10a的设置状态的调整的文字信息等的处理、或者从扬声器等输出催促雷达收发部10a的设置状态的调整的声音消息等的处理等。由此，作业者能够将雷达收发部10a的设置状态调整为恰当的状态。其结果是，能够抑制之后的作业效率的降低。

根据本实施方式的控制装置1，在由于将在作业工序中未使用的高反射体放置于协作区域Ac内或者将在作业工序中使用的物体(例如，部件、工具、部件收纳箱、工具收纳箱等)以雷达反射截面积大的状态放置于协作区域Ac，而陷入难以恰当地检测存在于该物体的附近的作业者的手臂等的位置的状况的情况下，或者在由于雷达传感器10(雷达收发部10a)的设置状态不恰当而陷入难以恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的状况的情况下，通过进行干涉抑制处理，能够抑制机器人2与作业者3的干涉。

另外，在由于雷达传感器10(雷达收发部10a)的设置状态不恰当而陷入了难以恰当地检测存在于协作区域Ac内的作业者3的手臂等的位置的状况的情况下，能够促使作业者3调整雷达收发部10a的设置状态，因此能够抑制之后的作业效率的降低。

<其他>

上述实施方式只不过是例示性地说明本发明的结构例。本发明并不限定于上述的具体的方式，能够在其技术思想的范围内进行各种变形。

例如，在上述实施方式中，举出了将本发明应用于在工厂等制造现场与作业者协作地进行作业的机器人的例子，但也能够将本发明应用于在制造现场以外与作业者协作的机器人。例如，也能够将本发明应用于在医疗现场、研究、开发现场等与作业者协作地进行作业的机器人。

另外，在本实施方式中说明的处理、结构只要不产生技术上的矛盾，就能够自由地组合来实施。进而，作为1个装置进行的处理而说明的处理也可以由多个装置分担执行。或者，作为不同的装置进行的处理而说明的处理也可以由1个装置执行。总之，能够灵活地变更以何种硬件结构实现控制装置的各功能。

<附记1>

(1)一种机器人(2)的控制装置(1)，该机器人(2)与作业者(3)协作地进行作业，该控制装置(1)具备：

雷达收发部(10a)，其向所述作业者(3)和所述机器人(2)协作地进行作业的区域即协作区域(Ac)发送雷达波，并且接收该雷达波被所述协作区域(Ac)内的物体反射而生成的反射波；

雷达数据处理部(10b)，其基于由所述雷达收发部(10a)接收到的所述反射波，运算存在于所述协作区域(Ac)内的物体的反射功率；

控制部(11)，其在由所述雷达数据处理部(10b)运算的反射功率为规定的阈值以上的物体存在于所述协作区域(Ac)的情况下，执行用于抑制所述机器人(2)与所述作业者(3)的干涉的干涉抑制处理。

(2)一种机器人(2)的控制方法，该机器人(2)与作业者(3)协作地进行作业，该控制方法具有如下步骤：

雷达收发步骤(S101)，向所述作业者(3)和所述机器人(2)协作地进行作业的区域即协作区域(Ac)发送雷达波，并且接收该雷达波被所述协作区域(Ac)内的物体反射而生成的反射波；

雷达数据处理步骤(S102)，基于在所述雷达收发步骤中接收到的所述反射波，运算存在于所述协作区域(Ac)内的物体的反射功率；

控制步骤(S103、S104)，在由所述雷达数据处理步骤运算的所述反射功率为规定的阈值以上的物体存在于所述协作区域(Ac)的情况下，执行用于抑制所述机器人(2)与所述作业者(3)的干涉的处理即干涉抑制处理。

标号说明

1：控制装置；2：机器人；3：作业者；4：作业台(作业用设备)；10：雷达传感器；10a：雷达收发部；10b：雷达数据处理部；11：控制部；11a：判定部；11b：数据输出部；11c：机器人控制部；11d：警告部。

Claims (7)

1.一种机器人的控制装置，该机器人与作业者协作地进行作业，所述机器人的控制装置具备：

雷达收发部，其向所述作业者与所述机器人协作地进行作业的区域即协作区域发送雷达波，并且接收该雷达波被所述协作区域内的物体反射而生成的反射波；

雷达数据处理部，其基于由所述雷达收发部接收到的所述反射波，运算存在于所述协作区域内的物体的反射功率；以及

控制部，其在由所述雷达数据处理部运算出的所述反射功率为规定的阈值以上的物体存在于所述协作区域的情况下，执行用于抑制所述机器人与所述作业者的干涉的处理即干涉抑制处理。

2.根据权利要求1所述的机器人的控制装置，其中，

所述干涉抑制处理包括使所述机器人的动作停止的处理。

3.根据权利要求1或2所述的机器人的控制装置，其中，

所述干涉抑制处理包括促使所述作业者引起注意的处理。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的机器人的控制装置，其中，

在所述协作区域设置有作业用设备，该作业用设备是在所述机器人与所述作业者协作地进行作业时使用的设备，

所述规定的阈值被设定为比所述雷达收发部以恰当的状态设置的情况下的所述作业用设备的反射功率大的值。

5.根据权利要求4所述的机器人的控制装置，其中，

在由所述雷达数据处理部运算出的反射功率为规定的阈值以上的物体存在于所述协作区域的情况下，如果该物体是所述作业用设备，则所述控制部除了执行所述干涉抑制处理之外，还执行促使所述作业者调整所述雷达收发部的设置状态的处理。

6.一种机器人的控制方法，该机器人与作业者协作地进行作业，所述机器人的控制方法具有以下步骤：

雷达收发步骤，向所述作业者与所述机器人协作地进行作业的区域即协作区域发送雷达波，并且接收该雷达波被所述协作区域内的物体反射而生成的反射波；

雷达数据处理步骤，基于在所述雷达收发步骤中接收到的所述反射波，运算存在于所述协作区域内的物体的反射功率；以及

控制步骤，在所述雷达数据处理步骤中运算出的所述反射功率为规定的阈值以上的物体存在于所述协作区域的情况下，执行用于抑制所述机器人与所述作业者的干涉的处理即干涉抑制处理。

7.一种程序，该程序用于使计算机执行权利要求6所述的机器人的控制方法中的各步骤。

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