JP2003089079A - ロボットの非常用自律移動システム及び非常用自律移動プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠隔制御不能となったロボットを安全に且つ
迅速に救済可能とするため、ロボットに自律移動を行わ
せる非常用自律移動システムを提供すること。 【解決手段】 制御装置１０と，Ｘ方向エンコーダ２０
と，Ｙ方向エンコーダ３０と，ステアリング量エンコー
ダ４０と，データメモリ５０と，を具備し、前記制御装
置１０は、各エンコーダ２０〜４０により随時計測され
る各エンコーダデータを処理してデータメモリ５０に随
時格納し、更に自律移動時にデータメモリ５０に格納さ
れている各エンコーダデータを新しいデータから順次読
み出すエンコーダデータ処理部１１と、エンコーダデー
タ処理部１１により読み出された各エンコーダデータ
と，自律移動制御により逆行移動した場合のエンコーダ
データと，を比較して逆行移動位置を判定するエンコー
ダデータ判定部１２と、を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔制御不能とな
ったロボットを自律移動させるロボットの非常用自律移
動システム及び非常用自律移動プログラムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空状態下や極低温状態下といっ
た極限状態において、或いは作業者が立ち入れない程狭
い場所において作業を行わなければならない場合、極限
作業ロボットが用いられ、作業者に代わってこの極限作
業ロボットが作業を行う。この場合、作業者は、極限作
業ロボットを遠隔操作してロボットの移動動作や作業動
作を制御することとなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この極限作
業ロボットが、作業の目的場所へ移動している途中に故
障等によって遠隔制御不能となってしまった場合、作業
者はロボットを移動させる手段を失ってしまうため、こ
の移動制御不能となった検査ロボットを救済する際に、
例えば作業場の極限状態を解除してロボットを救済して
から再び極限状態に戻すというように、大掛かりな作業
を行わなければならないという不具合があった。また、
このような救済作業のため、作業時間を大幅に遅延させ
てしまうといった不具合が生じていた。

【０００４】そこで本発明の目的は、上記不具合を解消
し、遠隔制御不能となったロボットを安全に且つ迅速に
救済可能とするために、ロボットに最小限の自律移動を
行わせる非常用自律移動システム及び非常用自律移動プ
ログラムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明のロボットの非常用自律移動システムは、ロ
ボットの移動動作系の制御や各種受信信号の演算処理等
の各種処理を行う制御装置と，移動動作系における移動
手段からロボット本体のＸ方向の移動量を計測するＸ方
向エンコーダと，前記移動手段からロボット本体のＹ方
向の移動量を計測するＹ方向エンコーダと，前記移動手
段からＹ方向に対してロボット本体が水平面上を回動し
た角度量を計測するステアリング量エンコーダと，各種
受信信号を演算処理したデータ等を格納するデータメモ
リと，を具備し、前記制御装置には、前記Ｘ方向エンコ
ーダ，Ｙ方向エンコーダ及びステアリング量エンコーダ
により随時計測される各エンコーダデータを処理してデ
ータメモリに随時格納し、更に自律移動時に前記データ
メモリに格納されている各エンコーダデータを新しいデ
ータから順次読み出すエンコーダデータ処理部と、前記
エンコーダデータ処理部により読み出された各エンコー
ダデータと，自律移動制御により逆行移動した場合のエ
ンコーダデータと，を比較して逆行移動位置を判定する
エンコーダデータ判定部と、を備えている。

【０００６】また上述の目的を達成するために、本発明
の非常用自律移動プログラムは、遠隔制御不能となった
ロボットに搭載されるマイクロコンピュータに、遠隔制
御不能となる直前までに格納された各エンコーダデータ
の読み出しを新しいデータから順に行わせる機能と、順
次読み出されたエンコーダデータ毎に，通信断絶前の移
動方向とは反対の方向に各エンコーダデータの移動量及
び角度量の分だけロボットを移動させる機能と、を実現
させるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
非常用自律移動システムについて図１を参照して説明す
る。図１は本実施形態の非常用自律移動システムの構成
を示す概略図である。

【０００８】＜非常用自律移動システムの構成＞本実施
形態による非常用自律移動システムは、ロボット本体の
移動量を検出し、検出された移動量データに基づいて自
律移動を行うようロボットの動作を制御するものであ
り、検査ロボットのロボット本体に内蔵されている。こ
の非常用自律移動システムには、図１のように、モータ
等のロボットの移動動作系６０の制御や各種受信信号の
演算処理等の各種処理を行う制御装置１０と、移動動作
系６０における車輪等の移動手段（図示せず）に取り付
けられたモータ（図示せず）の駆動軸に連結され，ロボ
ット本体のＸ方向の移動量を計測するＸ方向エンコーダ
２０と、ロボット本体のＹ方向の移動量を計測するＹ方
向エンコーダ３０と、Ｙ方向に対してロボット本体が水
平面上を回動した角度量を計測するステアリング量エン
コーダ４０と、各種受信信号を演算処理したデータ等を
格納するデータメモリ５０と、が設けられている。ここ
で本実施形態では、遠隔制御により移動する際のロボッ
ト本体の正面方向（進行方向）をＹ方向とし、このＹ方
向と直交するロボット本体の側面方向をＸ方向としてい
る。

【０００９】また前記制御装置１０には、各エンコーダ
２０，３０，４０により随時計測される各エンコーダデ
ータを処理してデータメモリ５０に随時格納する，或い
はデータメモリ５０に格納されている各エンコーダデー
タを新しいデータから順次読み出すエンコーダデータ処
理部１１と、前記エンコーダデータ処理部により読み出
された各エンコーダデータと後述の如く逆行移動した場
合のエンコーダデータとを比較して逆行移動位置を判定
するエンコーダデータ判定部１２と、遠隔操作装置との
各種信号の送受信を行う通信部１３と、が備えられてい
る。尚、本システム構成は、ＣＰＵ，メモリ，記憶部他
を持つマイクロコンピュータであっても良い。

【００１０】＜本システムにおける処理動作＞上記の如
く構成された本実施形態の非常用自律移動システムによ
る処理動作工程について以下説明する。

【００１１】＜通常時のシステムにおける処理動作＞ま
ず通常時におけるロボットの動作について説明する。通
常時には、遠隔操作装置から作業者がロボットに向けて
動作指令信号を送信すると、ロボットは通信部１３にて
その信号を受信し、制御装置１０がその動作指令信号に
基づいて移動動作系６０を制御することにより、ロボッ
トによる移動動作が行われる。ここで、この通常時のロ
ボットの移動動作中における制御装置１０では、エンコ
ーダデータ処理部１１が、各エンコーダ２０，３０，４
０にて計測される各エンコーダデータをデータメモリ５
０に随時格納する。

【００１２】＜非常時のシステムにおける処理動作＞こ
こで、遠隔操作装置に故障が発生する等の原因により、
極限作業ロボットの移動中に、遠隔操作装置とロボット
との間の通信が断絶して遠隔制御不能となった場合、本
システムにおいて図２のような処理動作が行われる。ま
ず通信の断絶が制御装置１０の通信部１３にて確認され
ると（ステップ１０１）、制御装置１０内のエンコーダ
データ処理部１１が、遠隔制御不能となる直前までにデ
ータメモリ５０に格納された各エンコーダデータの内、
最も新しいデータの読み出しを開始する（ステップ１０
２）。

【００１３】続いて制御装置１０は、最初に読み出した
各エンコーダデータに基づいて、移動動作系６０の移動
動作を制御する（ステップ１０３）。具体的には、通信
断絶前の移動方向とは反対の方向に、各エンコーダデー
タのロボットのＸ方向の移動量，Ｙ方向の移動量，Ｙ方
向に対してロボット本体が水平面上を回動した角度量の
分だけロボットが移動するよう、制御装置１０は移動動
作系６０を制御する。

【００１４】上述のような逆行移動が最初の読み出しデ
ータに基づき行われた後、エンコーダデータ判定部１２
が、読み出された各エンコーダデータ値と，逆行移動後
のエンコーダデータ値とを比較し、逆行移動位置を判定
する（ステップ１０４）。この時、比較した両データ値
が一致していない場合には、読み出されたエンコーダデ
ータ値に一致するまで、制御装置１０は移動動作系６０
を制御してロボットの補正移動制御を行う（ステップ１
０７）。こうして比較した両データ値が一致していると
判定されると、次は、この読み出しデータが、格納され
ているエンコーダデータの内で最も古いものであるか否
かが判定される（ステップ１０５）。

【００１５】判定の結果、読み出しデータが、格納され
ているエンコーダデータの内で最も古いものではないと
判定されると、エンコーダデータ処理部１１は２番目に
新しいエンコーダデータをデータメモリ５０から読み出
し（ステップ１０６）、この読み出されたエンコーダデ
ータに基づいて上記ステップ１０３と同様に、制御装置
１０が移動動作系６０の移動動作を制御する。また、こ
のステップ１０５において、読み出しデータが、格納さ
れているエンコーダデータの内で最も古いものであると
判定されると、本処理動作は自動的に終了となり、ロボ
ットの自律移動制御は停止となる。

【００１６】以上のようにして、データメモリ５０内に
格納されている全エンコーダデータに基づいて、制御装
置１０が上述の如くロボットの自律移動の制御を行うこ
とにより、遠隔制御不能となったロボットは、遠隔制御
不能となる前の移動経路を辿って逆行し、遠隔制御移動
の移動開始地点にロボットは自律的に戻ってくる。これ
より作業者は、何らかの不具合により、ロボットの遠隔
制御手段を失うことがあっても、前記移動開始地点にお
いてロボットを救済することが可能となる。

【００１７】ここで、上述の如くロボットが移動中に遠
隔制御不能となった時のロボットの自律移動処理動作及
びこの自律移動処理動作を実行する非常用自律移動シス
テムについて説明したが、この自律移動処理動作を実行
する手段としては、上記の非常用自律移動システムに限
ったことではなく、本発明の自律移動処理動作を行うプ
ログラムを作成し、このプログラムに基づいて、ロボッ
トに搭載されたマイクロコンピュータに自律移動処理動
作を実行させるようにしても良い。このプログラムは、
具体的には、遠隔制御不能となったロボットに搭載され
るマイクロコンピュータに、遠隔制御不能となる直前ま
でに格納された各エンコーダデータの読み出しを新しい
データから順に行わせる機能と、順次読み出されたエン
コーダデータ毎に，通信断絶前の移動方向とは反対の方
向に各エンコーダデータの移動量及び角度量の分だけロ
ボットを移動させる機能と、を実現させるためのもので
ある。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の非常用自律
移動システムによれば、ロボットが遠隔操作装置による
移動制御不能となった場合にも、自律移動制御により、
移動経路を逆行させて移動開始地点まで戻すことができ
るため、作業者は、この制御不能ロボットを安全に且つ
迅速に救済することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による非常用自律移動シス
テムの構成を示す概略図である。

【図２】本実施形態による非常用自律移動システムにお
ける非常時の処理動作を説明するためのフローチャート
である。

【符号の説明】

１０…制御装置，１１…エンコーダデータ処理部，１２
…エンコーダデータ判定部，１３…通信部，２０…Ｘ方
向エンコーダ，３０…Ｙ方向エンコーダ，４０…ステア
リング量エンコーダ，５０…データメモリ，６０…移動
動作系。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットの移動動作系の制御や各種受信
   信号の演算処理等の各種処理を行う制御装置と，移動動
   作系における移動手段からロボット本体のＸ方向の移動
   量を計測するＸ方向エンコーダと，前記移動手段からロ
   ボット本体のＹ方向の移動量を計測するＹ方向エンコー
   ダと，前記移動手段からＹ方向に対してロボット本体が
   水平面上を回動した角度量を計測するステアリング量エ
   ンコーダと，各種受信信号を演算処理したデータ等を格
   納するデータメモリと，を具備し、 前記制御装置は、 前記Ｘ方向エンコーダ，Ｙ方向エンコーダ及びステアリ
   ング量エンコーダにより随時計測される各エンコーダデ
   ータを処理してデータメモリに随時格納し、更に自律移
   動時に前記データメモリに格納されている各エンコーダ
   データを新しいデータから順次読み出すエンコーダデー
   タ処理部と、 前記エンコーダデータ処理部により読み出された各エン
   コーダデータと，自律移動制御により逆行移動した場合
   のエンコーダデータと，を比較して逆行移動位置を判定
   するエンコーダデータ判定部と、 を備えることを特徴とするロボットの非常用自律移動シ
   ステム。
2. 【請求項２】 遠隔制御不能となったロボットに搭載さ
   れるマイクロコンピュータに、 遠隔制御不能となる直前までに格納された各エンコーダ
   データの読み出しを新しいデータから順に行わせる機能
   と、 順次読み出されたエンコーダデータ毎に，通信断絶前の
   移動方向とは反対の方向に各エンコーダデータの移動量
   及び角度量の分だけロボットを移動させる機能と、 を実現させるロボットの非常用自律移動プログラム。