JP2001071292A - 情報共有装置、その情報提示方法および記録媒体 - Google Patents
情報共有装置、その情報提示方法および記録媒体Info
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- JP2001071292A JP2001071292A JP24847499A JP24847499A JP2001071292A JP 2001071292 A JP2001071292 A JP 2001071292A JP 24847499 A JP24847499 A JP 24847499A JP 24847499 A JP24847499 A JP 24847499A JP 2001071292 A JP2001071292 A JP 2001071292A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ロボットと人間が協同作業を行うときに、ロ
ボットが協同作業者をどのように認識しているかを協同
作業者に提示することによって協同作業者に作業の安心
感を与える。情報共有装置及びその情報提示方法及び記
録媒体を提供する。 【解決手段】 モニタ用カメラ９により共同作業者５の
身体の作業部分を撮影して、作業部分の位置をパーソナ
ルコンピュータ１により検出し、検出された位置を特定
のイメージパターンでもって作業部分上にビデオプロジ
ェクタ８から投影する。
ボットが協同作業者をどのように認識しているかを協同
作業者に提示することによって協同作業者に作業の安心
感を与える。情報共有装置及びその情報提示方法及び記
録媒体を提供する。 【解決手段】 モニタ用カメラ９により共同作業者５の
身体の作業部分を撮影して、作業部分の位置をパーソナ
ルコンピュータ１により検出し、検出された位置を特定
のイメージパターンでもって作業部分上にビデオプロジ
ェクタ８から投影する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マニピュレータの
ようなロボットと人間が協同作業を行う際に、ロボット
が協同作業者を監視し、監視状況を協同作業者に知らせ
る情報共有装置に関する。
ようなロボットと人間が協同作業を行う際に、ロボット
が協同作業者を監視し、監視状況を協同作業者に知らせ
る情報共有装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、視覚などを用いたロボットの制御
においてはその視覚処理がどのように進行しているかを
確認するためには、作業環境と離れたコンピュータのコ
ンソールにロボットの視覚状態を表示させていた。
においてはその視覚処理がどのように進行しているかを
確認するためには、作業環境と離れたコンピュータのコ
ンソールにロボットの視覚状態を表示させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロボッ
トと人間が協同作業を行う場合には、その人間（以下、
協同作業者と称す）は、協同作業中はコンピュータのコ
ンソールを見ることができないので、ロボットの挙動が
わかりにくく、ロボットに対して不安感を持つという問
題があった。
トと人間が協同作業を行う場合には、その人間（以下、
協同作業者と称す）は、協同作業中はコンピュータのコ
ンソールを見ることができないので、ロボットの挙動が
わかりにくく、ロボットに対して不安感を持つという問
題があった。
【０００４】そこで、本発明の目的は、協同作業者に安
心感を与えることができる情報共有装置を提供すること
にある。
心感を与えることができる情報共有装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明は、ロボットを制御し、該ロ
ボットと協同作業者との間で作業を行わせる情報共有装
置において、作業環境における前記協同作業者の身体の
作業部分の位置を検出する位置検出手段と、当該検出さ
れた位置に，予め定めたイメージパターンを投影する投
影手段とを具えたことを特徴とする。
るために、請求項１の発明は、ロボットを制御し、該ロ
ボットと協同作業者との間で作業を行わせる情報共有装
置において、作業環境における前記協同作業者の身体の
作業部分の位置を検出する位置検出手段と、当該検出さ
れた位置に，予め定めたイメージパターンを投影する投
影手段とを具えたことを特徴とする。
【０００６】請求項２の発明は、ロボットを制御し、該
ロボットと協同作業者との間で作業を行わせる情報共有
装置の情報提示方法において、作業環境における前記協
同作業者の身体の作業部分の位置を検出し、当該検出さ
れた位置に，予め定めたイメージパターンを投影するこ
とを特徴とする。
ロボットと協同作業者との間で作業を行わせる情報共有
装置の情報提示方法において、作業環境における前記協
同作業者の身体の作業部分の位置を検出し、当該検出さ
れた位置に，予め定めたイメージパターンを投影するこ
とを特徴とする。
【０００７】請求項３の発明は、ロボットを制御し、該
ロボットと協同作業者との間で作業を行わせる情報共有
装置にインストールするプログラムを記録した記録媒体
において、該プログラムは、作業環境における前記協同
作業者の身体の作業部分の位置を検出する位置検出ステ
ップと、当該検出された位置に，予め定めたイメージパ
ターンを投影する投影ステップとを具えたことを特徴と
する。
ロボットと協同作業者との間で作業を行わせる情報共有
装置にインストールするプログラムを記録した記録媒体
において、該プログラムは、作業環境における前記協同
作業者の身体の作業部分の位置を検出する位置検出ステ
ップと、当該検出された位置に，予め定めたイメージパ
ターンを投影する投影ステップとを具えたことを特徴と
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【０００９】人と人が把持物体の手渡しを行う時、人は
お互いに相手の手と物体を目で見て、また、見られてい
ることを前提して作業を行っており、これによって、物
体の受け渡しをスムーズに行うことができると考えられ
る。このように協調作業において自分の振る舞いが相手
に見られていることを前提して作業を行うことは円滑な
協調作業の条件であると言える。
お互いに相手の手と物体を目で見て、また、見られてい
ることを前提して作業を行っており、これによって、物
体の受け渡しをスムーズに行うことができると考えられ
る。このように協調作業において自分の振る舞いが相手
に見られていることを前提して作業を行うことは円滑な
協調作業の条件であると言える。
【００１０】本願発明者は、この点に着目し、協同作業
者がロボットと同一環境で任意の作業を行う場合、ロボ
ットを制御する情報共有装置が、協同作業者を正しくモ
ニタリングしているという情報を協同作業者に提示する
ことができる情報共有装置を開発した。
者がロボットと同一環境で任意の作業を行う場合、ロボ
ットを制御する情報共有装置が、協同作業者を正しくモ
ニタリングしているという情報を協同作業者に提示する
ことができる情報共有装置を開発した。
【００１１】情報共有装置のシステム構成を図１に示
す。図１において、情報共有装置はロボットとして使用
するマニピュレータ７、イメージを投影するビデオプロ
ジェクタ８、モニタリング用カメラ９、以上の機器を制
御するパーソナルコンピュータ１で構成される。パーソ
ナルコンピュータ１のビデオボード２からビデオプロジ
ェクタ８に投影用イメージが出力される。
す。図１において、情報共有装置はロボットとして使用
するマニピュレータ７、イメージを投影するビデオプロ
ジェクタ８、モニタリング用カメラ９、以上の機器を制
御するパーソナルコンピュータ１で構成される。パーソ
ナルコンピュータ１のビデオボード２からビデオプロジ
ェクタ８に投影用イメージが出力される。
【００１２】パーソナルコンピュータ１の画像処理ボー
ド３に対して、モニタリング用カメラ９、たとえば、Ｃ
ＣＤビデオカメラで撮影されたイメージが送られる。ま
た、マニピュレータ７に対して動作を指示する制御信号
は、パーソナルコンピュータ１のＲＳ２３２ＣなどのＩ
／Ｏポートから出力される。
ド３に対して、モニタリング用カメラ９、たとえば、Ｃ
ＣＤビデオカメラで撮影されたイメージが送られる。ま
た、マニピュレータ７に対して動作を指示する制御信号
は、パーソナルコンピュータ１のＲＳ２３２ＣなどのＩ
／Ｏポートから出力される。
【００１３】本実施形態では、机（作業環境）６の上で
協同作業者５がマニピュレータ７から作業対象物を受け
取る例を説明する。
協同作業者５がマニピュレータ７から作業対象物を受け
取る例を説明する。
【００１４】コンピュータ内に、マニピュレータ７と作
業対象物の幾何モデル（特定の形状のレンダリングイメ
ージ）が構成されている。幾何モデルによるレンダリン
グイメージと、協同作業者の手をパーソナルコンピュー
タが認識していることを示す特定パターンのイメージ、
たとえば、白の矩形のイメージが天井に取り付けたビデ
オプロジェクタ８から机６および協同作業者の手に向か
って投影される。幾何モデルの大きさ、色のみかけおよ
び水平（Ｘ−Ｙ）座標位置は実ロボット（マニピュレー
タ７の手渡し部分）と同じになるよう設定されている。
このようなシステム構成において、パーソナルコンピュ
ータ１はマニピュレータ７を内蔵の制御プログラムにし
たがって、制御し、協同作業者５に対して作業対象物の
手渡し作業を行う。作業環境に差し出された協同作業者
の手をモニタリング用カメラ９を介してパーソナルコン
ピュータ１が認識し、手の位置を検出する。検出した位
置に基づいてパーソナルコンピュータ１はビデオプロジ
ェクタ８の投影画像の白の矩形イメージが協同作業者の
手に投影する。これにより、ビデオプロジェタ８から投
影される白の矩形イメージを見て、協同作業者は自分の
手が、情報共有装置により認識されているという感覚を
持つことができ、さらに、情報共有装置が正常に作動し
ていると知ることができる。
業対象物の幾何モデル（特定の形状のレンダリングイメ
ージ）が構成されている。幾何モデルによるレンダリン
グイメージと、協同作業者の手をパーソナルコンピュー
タが認識していることを示す特定パターンのイメージ、
たとえば、白の矩形のイメージが天井に取り付けたビデ
オプロジェクタ８から机６および協同作業者の手に向か
って投影される。幾何モデルの大きさ、色のみかけおよ
び水平（Ｘ−Ｙ）座標位置は実ロボット（マニピュレー
タ７の手渡し部分）と同じになるよう設定されている。
このようなシステム構成において、パーソナルコンピュ
ータ１はマニピュレータ７を内蔵の制御プログラムにし
たがって、制御し、協同作業者５に対して作業対象物の
手渡し作業を行う。作業環境に差し出された協同作業者
の手をモニタリング用カメラ９を介してパーソナルコン
ピュータ１が認識し、手の位置を検出する。検出した位
置に基づいてパーソナルコンピュータ１はビデオプロジ
ェクタ８の投影画像の白の矩形イメージが協同作業者の
手に投影する。これにより、ビデオプロジェタ８から投
影される白の矩形イメージを見て、協同作業者は自分の
手が、情報共有装置により認識されているという感覚を
持つことができ、さらに、情報共有装置が正常に作動し
ていると知ることができる。
【００１５】協同作業者がある位置で手を一定時間静止
すると、パーソナルコンピュータ１は静止した手の位置
を作業対象物の手渡し位置と判断し、マニピュレータ７
のモデルイメージがマニピュレータの動作に先立って、
上記矩形イメージに近づくようにパーソナルコンピュー
タ１が制御する。このシミュレーション的なイメージの
移動軌跡の後を追ってマニピュレータ７が動作し、協同
作業者と作業対象物の受け渡しを行う。
すると、パーソナルコンピュータ１は静止した手の位置
を作業対象物の手渡し位置と判断し、マニピュレータ７
のモデルイメージがマニピュレータの動作に先立って、
上記矩形イメージに近づくようにパーソナルコンピュー
タ１が制御する。このシミュレーション的なイメージの
移動軌跡の後を追ってマニピュレータ７が動作し、協同
作業者と作業対象物の受け渡しを行う。
【００１６】以上のような制御を行うための制御プログ
ラムの概要を図２に示す。図２の制御プログラムはパー
ソナルコンピュータ１のＣＰＵが実行可能なプログラム
言語で記載され、パーソナルコンピュータ内の記録媒
体、たとえば、ハードディスク記憶装置内に保存記憶さ
れる。なお、ＣＤＲＯＭのような記録媒体を介してパー
ソナルコンピュータ１に制御プログラムをインストール
してもよい。
ラムの概要を図２に示す。図２の制御プログラムはパー
ソナルコンピュータ１のＣＰＵが実行可能なプログラム
言語で記載され、パーソナルコンピュータ内の記録媒
体、たとえば、ハードディスク記憶装置内に保存記憶さ
れる。なお、ＣＤＲＯＭのような記録媒体を介してパー
ソナルコンピュータ１に制御プログラムをインストール
してもよい。
【００１７】図２は制御プログラムの中の本発明に係わ
るプログラム部分を示す。従来から周知のプログラム部
分については図２では省略している。なお、マニピュレ
ータ７のモデルイメージがマニピュレータの動作に先立
って、上記矩形イメージに近づくようにパーソナルコン
ピュータ１が制御するためのプログラム内容については
本願に先立って出願された特願平９−２４６８３２号に
開示されているので、その公開公報（特開平１１−８５
２３７号）を参照されたい。
るプログラム部分を示す。従来から周知のプログラム部
分については図２では省略している。なお、マニピュレ
ータ７のモデルイメージがマニピュレータの動作に先立
って、上記矩形イメージに近づくようにパーソナルコン
ピュータ１が制御するためのプログラム内容については
本願に先立って出願された特願平９−２４６８３２号に
開示されているので、その公開公報（特開平１１−８５
２３７号）を参照されたい。
【００１８】電源が投入されると、図２の処理プログラ
ムがハードディスク記憶装置から読み出され、パーソナ
ルコンピュータ１内のシステムメモリにローディングさ
れ、ＣＰＵにより実行される。
ムがハードディスク記憶装置から読み出され、パーソナ
ルコンピュータ１内のシステムメモリにローディングさ
れ、ＣＰＵにより実行される。
【００１９】ＣＰＵは、画像処理ボード３を介してモニ
タリング用カメラ９から撮影画像を入力し、システムメ
モリ内に格納する（ステップＳ１０）。格納された撮影
画像の中の協同作業者の手のイメージおよびその位置を
ＣＰＵにより認識する。
タリング用カメラ９から撮影画像を入力し、システムメ
モリ内に格納する（ステップＳ１０）。格納された撮影
画像の中の協同作業者の手のイメージおよびその位置を
ＣＰＵにより認識する。
【００２０】本実施形態では、肌色のカラーデータを有
する撮影画像中の画素位置を検出することで、手の領域
および画面中の手の位置を検出する（ステップＳ２
０）。検出された撮影画面中の手の位置はシステムメモ
リに一時記憶される。本実施形態では連続する一定時間
内で得られた複数組の手の位置データを記憶する。
する撮影画像中の画素位置を検出することで、手の領域
および画面中の手の位置を検出する（ステップＳ２
０）。検出された撮影画面中の手の位置はシステムメモ
リに一時記憶される。本実施形態では連続する一定時間
内で得られた複数組の手の位置データを記憶する。
【００２１】ＣＰＵは一定時間前の手の位置データと現
時点で得られた手の位置データとを比較し、一致の判定
が得られた場合には、手が静止していると判断する（ス
テップＳ３０でＮＯ判定）。一致判定が得られない場合
（ステップＳ３０でＹＥＳ判定）は手が移動しているの
で、手順をステップＳ３０からＳ５０へと進め、マニピ
ューレ−タ７用のモデルイメージと白い矩形イメージと
を合成して投影用イメージを作成する（ステップＳ５
０）。
時点で得られた手の位置データとを比較し、一致の判定
が得られた場合には、手が静止していると判断する（ス
テップＳ３０でＮＯ判定）。一致判定が得られない場合
（ステップＳ３０でＹＥＳ判定）は手が移動しているの
で、手順をステップＳ３０からＳ５０へと進め、マニピ
ューレ−タ７用のモデルイメージと白い矩形イメージと
を合成して投影用イメージを作成する（ステップＳ５
０）。
【００２２】投影画面上の白い矩形イメージの位置は、
ステップＳ２０で検出した手の位置から予め定めた換算
率をかけることで簡単に得られる。また、マニピュレー
タ７のモデルイメージの位置は、マニピューレ−タ７の
位置（水平座標）からやはり換算により得ることができ
る。
ステップＳ２０で検出した手の位置から予め定めた換算
率をかけることで簡単に得られる。また、マニピュレー
タ７のモデルイメージの位置は、マニピューレ−タ７の
位置（水平座標）からやはり換算により得ることができ
る。
【００２３】合成された投影用イメージがビデオボード
２を介してビデオプロジェクタ８に送られるので、ビデ
オプロジェクタ８から投影された白い矩形イメージは協
同作業者の手の上に投影される（ステップＳ６０）。
２を介してビデオプロジェクタ８に送られるので、ビデ
オプロジェクタ８から投影された白い矩形イメージは協
同作業者の手の上に投影される（ステップＳ６０）。
【００２４】一方、ステップＳ３０の判定処理でＮＯ判
定（手が静止）の判定が得られた場合には、ステップＳ
２０で検出された撮影画面中の手の位置を実空間上の手
の位置に換算し、マニピュレータ７の受け渡し位置に設
定する（ステップＳ７）。この後、ＣＰＵは、図２の処
理手順を繰り返し実行しながら、ステップＳ５０で合成
するマニピュレータ７のモデル位置を順次に変更して投
影されるモデルイメージをマニピュレータ７の移動に先
行させる。
定（手が静止）の判定が得られた場合には、ステップＳ
２０で検出された撮影画面中の手の位置を実空間上の手
の位置に換算し、マニピュレータ７の受け渡し位置に設
定する（ステップＳ７）。この後、ＣＰＵは、図２の処
理手順を繰り返し実行しながら、ステップＳ５０で合成
するマニピュレータ７のモデル位置を順次に変更して投
影されるモデルイメージをマニピュレータ７の移動に先
行させる。
【００２５】以上説明したようにパーソナルコンピュー
タ１のＣＰＵが図２の処理プログラムを実行することに
より協同作業者の手には、その手が移動しても白い矩形
イメージが追従的に投影されるので、協同作業者は情報
共有装置（パーソナルコンピュータ１およびマニピュレ
ータ７）が正常に作動していることを確認でき、あたか
もマニピュレータ７に見られているような安心感を持つ
ことができる。
タ１のＣＰＵが図２の処理プログラムを実行することに
より協同作業者の手には、その手が移動しても白い矩形
イメージが追従的に投影されるので、協同作業者は情報
共有装置（パーソナルコンピュータ１およびマニピュレ
ータ７）が正常に作動していることを確認でき、あたか
もマニピュレータ７に見られているような安心感を持つ
ことができる。
【００２６】上述の実施形態の他に次の形態を実施でき
る。
る。
【００２７】１）上述の実施形態では、ロボットの一例
としてマニピュレータを説明したがその他周知のロボッ
トに本発明を適用することができる。
としてマニピュレータを説明したがその他周知のロボッ
トに本発明を適用することができる。
【００２８】２）上述の実施形態では、パーソナルコン
ピュータ１とマニピュレータ７、モニタリング用カメラ
９、ビデオプロジェクタ８との間は有線の信号ケーブル
で接続したが、これらの機器の間を無線でデータ通信す
るようにしてもよい。
ピュータ１とマニピュレータ７、モニタリング用カメラ
９、ビデオプロジェクタ８との間は有線の信号ケーブル
で接続したが、これらの機器の間を無線でデータ通信す
るようにしてもよい。
【００２９】３）上述の実施形態では白い矩形イメージ
を協同作業者の手に投影しているようにしているが作業
内容に応じて協同作業者の足等、身体の作業部分に投影
すればよいこと勿論である。
を協同作業者の手に投影しているようにしているが作業
内容に応じて協同作業者の足等、身体の作業部分に投影
すればよいこと勿論である。
【００３０】４）協同作業者に投影するイメージパター
ンの形状、色は上述の実施形態に限らず、用途に応じて
適宜定めればよい。
ンの形状、色は上述の実施形態に限らず、用途に応じて
適宜定めればよい。
【００３１】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、協同作業者の身体の作業部分に、この作業部分の移
動に追従させて予め定めたイメージを投影することで、
協同作業者は自己が見つめられているという心理的な感
覚を持つことができ、また、装置が正常作動しているこ
とも確認できるので、安心してロボットと協同作業を行
うことができる。
ば、協同作業者の身体の作業部分に、この作業部分の移
動に追従させて予め定めたイメージを投影することで、
協同作業者は自己が見つめられているという心理的な感
覚を持つことができ、また、装置が正常作動しているこ
とも確認できるので、安心してロボットと協同作業を行
うことができる。
【図１】本発明実施形態のシステム構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】パーソナルコンピュータ１のＣＰＵが実行する
処理内容を示すフローチャートである。
処理内容を示すフローチャートである。
１ パーソナルコンピュータ ２ ビデオボード ３ 画像処理ボード ４ Ｉ／Ｏポート ５ 協同作業者 ６ 机 ７ マニピュレータ ８ ビデオプロジェクタ ９ モニタリング用カメラ
Claims (3)
- 【請求項１】 ロボットを制御し、該ロボットと協同作
業者との間で作業を行わせる情報共有装置において、 作業環境における前記協同作業者の身体の作業部分の位
置を検出する位置検出手段と、 当該検出された位置に，予め定めたイメージパターンを
投影する投影手段とを具えたことを特徴とする情報共有
装置。 - 【請求項２】 ロボットを制御し、該ロボットと協同作
業者との間で作業を行わせる情報共有装置の情報提示方
法において、 作業環境における前記協同作業者の身体の作業部分の位
置を検出し、 当該検出された位置に，予め定めたイメージパターンを
投影することを特徴とする情報共有装置の情報提示方
法。 - 【請求項３】 ロボットを制御し、該ロボットと協同作
業者との間で作業を行わせる情報共有装置にインストー
ルするプログラムを記録した記録媒体において、該プロ
グラムは、 作業環境における前記協同作業者の身体の作業部分の位
置を検出する位置検出ステップと、 当該検出された位置に，予め定めたイメージパターンを
投影する投影ステップとを具えたことを特徴とする記録
媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24847499A JP3165824B2 (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 情報共有装置、その情報提示方法および記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24847499A JP3165824B2 (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 情報共有装置、その情報提示方法および記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001071292A true JP2001071292A (ja) | 2001-03-21 |
| JP3165824B2 JP3165824B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=17178694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24847499A Expired - Lifetime JP3165824B2 (ja) | 1999-09-02 | 1999-09-02 | 情報共有装置、その情報提示方法および記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165824B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010211726A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Fanuc Ltd | シミュレーション方法 |
| JP2014180723A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステム及び被加工物の製造方法 |
| US11123863B2 (en) | 2018-01-23 | 2021-09-21 | Seiko Epson Corporation | Teaching device, robot control device, and robot system |
-
1999
- 1999-09-02 JP JP24847499A patent/JP3165824B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010211726A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Fanuc Ltd | シミュレーション方法 |
| JP2014180723A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステム及び被加工物の製造方法 |
| US11123863B2 (en) | 2018-01-23 | 2021-09-21 | Seiko Epson Corporation | Teaching device, robot control device, and robot system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3165824B2 (ja) | 2001-05-14 |
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