JP2011000699A

JP2011000699A - ロボット用ドライブレコーダ装置

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Publication number: JP2011000699A
Application number: JP2009162230A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Kuroki; 一成黒木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2011-01-06

Abstract

【課題】ロボットに係る情報を記録し、事故発生時における事故原因の究明に有効な情報を記録する「ロボット用ドライブレコーダ装置」を提供する。
【解決手段】ロボット用ドライブレコーダ装置１は、自ロボットの稼動時の周辺環境を撮像するカメラ５、マイクロフォン６、ロボットセンサ４、各データを記録する記録装置９と、自ロボットに接近或いは接触する物体を検出しその検出結果から異常状態にあるか否かを判断するＣＰＵ２と、ネットワーク１１を介して外部データベース１２に通信可能な通信部１０とを備え、ＣＰＵ２が異常状態であると判断したときは、記録装置９に記録された各種データを通信部１０によって外部データベース１１に送信するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボット等に搭載され、ロボットの事故原因等を解析するためにロボットの稼動時の情報を記録するロボット用ドライブレコーダ装置に関する。

近年、ロボット技術が発達し、美術館や博物館などの公共施設やショッピングモールなどに清掃や案内を目的としたロボットが導入されている。それに伴い、人とロボットが接触する事故も増加しつつある。

しかしながら、ロボットに対する安全対策や安全基準が確立されておらず、いざ事故が起こってしまったときに事故原因を含め当事者の主張や現場検証でのみ責任の割合が決まっており、第三者である目撃者がいない限り事故を客観的にとらえることは非常に困難である。

そこで、ロボット用のドライブレコーダ装置を開発し、事故の直前と直後を記録することで客観的に事故の原因を判断できるようにしたいところである。

ドライブレコーダ装置としては、車両用に開発されたものが知られている。例えば車両に設けられた各センサによってブレーキ圧力、加速度、操舵角等を検出するとともに、車載用カメラによって車両の周辺環境の画像を撮像し、情報を記録するものが知られている。
特開２０００−６８５４号公報

しかしながら、これは車両に限定されるものであり、ロボット用に開発されたものではないことから、ロボットに転用することはできない。また、仮にロボットに車両用ドライブレコーダ装置を転用したとしても、車両用ドライブレコーダ装置から得られる情報だけでは事故原因の究明に有効な情報であるとは言えない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、事故原因の究明に有効な情報を確実に保存することが可能なロボット用ドライブレコーダ装置を提供することを課題としている。

このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、自ロボットの稼動時の周辺環境を撮像する撮像手段によって撮像された画像の画像データを記録する記録手段と、周辺環境を録音する録音手段によって録音された音データを記録する記録手段と、前記自ロボットに接近或いは接触する物体を検出する物体検出手段から異常状態にあるか否かを判断する異常状態判定手段と、ネットワーク接続により外部データベースと通信可能な通信手段とを備え、前記異常状態判定手段が異常状態であると判断したときは、前記外部データベースに前記記録手段により前記記録装置に記録されたデータを送信することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、自ロボットの稼動時の速度、加速度、実行ステップを検知する稼動状態検出手段は、前記異常状態判定手段が異常と判断した場合、画像データ、音データとともに稼動状態検出手段から得られた速度データ、加速度データ、実行ステップを前記記録装置に記録することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記異常状態判定手段は、自ロボットと接近或いは接触する物体を検出する物体検出手段から得られる値が一定値を越えたとき物体の挙動に異常があると判断することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記異常状態判定手段は、前記画像データに基づいて異常接近する物体の有無を判断することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記物体検出手段は赤外線センサであることを特徴とする、

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記物体検出手段は超音波センサであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記物体検出手段は接触センサであることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記物体検出手段は振動センサであることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記物体検出手段は衝撃センサであることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記異常状態判定手段は、前記自ロボットの稼動状態を検出する速度センサ又は加速度センサの検出結果も併用して異常状態にあるか否かを判断することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、前記記録装置は自ロボットの位置情報を記録することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の発明において、前記画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報及び前記実行ステップは圧縮処理された後に前記記録手段に記録され、前記圧縮処理された画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、実行ステップが前記通信手段によって前記外部データベースに送信されることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報及び前記実行ステップからのデータ量が前記記録手段の記録容量を超える場合は、前記記録手段に記録された画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報、実行ステップのうち最も古いデータから順次消去されて、前記記録手段には最新の画像データ、音データ、速度データ、加速度データ及び位置情報、実行ステップが記録されることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発明において、前記記録手段に記録された画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報、実行ステップを前記通信手段によって前記外部データベースに送信する際に、前記自ロボットを特定するためのＩＤデータ、各記録データの記録時間を特定するための時刻データを併せて送信することを特徴とする。

請求項１、３、４、５、６、７、８、９又は請求項１０の発明によれば、画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報、実行ステップは異常状態判定手段により異常状態と判断した場合、実際の事故等が発生する直前のデータを自動的にロボット用ドライブレコーダ装置の外部に送信され外部において確実に保存され保護される。また、異常状態であると判断したときのみ各データを送信することとしたので、常時転送する場合のようにネットワークに余分な負荷をかけることもない。

請求項２、１１又は１４の発明によれば、事故原因の究明に有効な情報をより多く保護することができる。

請求項１０の発明によれば、異常状態にあるか否かの判断が可能となり、より効果的な判断の制度向上を図ることができる。

請求項１２の発明によれば、圧縮処理により各データの通信量を抑えることができ外部のネットワークや外部データベースにかかる負担を軽減することができる。

請求項１３の発明によれば、事故原因の究明に最も重要な事故発生直前の画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報、実行ステップからさかのぼって保存されることとなり、事故原因の究明に有効な情報を確実に保護することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係わるロボット用ドライブレコーダ装置の構造を説明するためのブロック図である。ロボット用ドライブレコーダ装置１は、図示を略す自ロボットに搭載され、その自ロボットの稼動状態や稼動周辺環境等の情報を記録する装置である。ロボット用ドライブレコーダ装置１は装置全体の制御を行うＣＰＵ（異常状態判定手段、物体検出手段、稼動状態検出手段）２と、このＣＰＵ２の制御に関する制御プログラムを格納するプログラムメモリ３と、ロボットセンサ４と、撮像カメラ５から得られる画像データと、マイクロフォン６から得られる音データと、位置情報を得るためのＧＰＳ７と、自ロボット本体を制御するＣＰＵと接続し実行ステップの情報を入手するためのコネクタ８の、各データを圧縮し保存するための記録装置（記録手段）９と、外部のネットワーク１１に接続し、外部データベース１２と通信可能な通信部（通信手段）１０を備えている。

速度センサ４１、加速度センサ４２は、自ロボットの稼動状態、特に走行状態の情報を検出するようになっている。検出された自ロボットの走行状態の情報（速度、加速度等）が速度信号、加速度信号等として出力され、圧縮処理されてＣＰＵ２に入力された後に記録装置９に記録される。

撮像カメラ５は、自ロボットの周辺環境の映像（画像）を撮像するようになっている。撮像された映像は画像データである画像信号として出力され、圧縮処理されてＣＰＵ２に入力された後に記録装置９に記録される。

マイクロフォン６は、自ロボットの周辺環境の音声を録音するようになっている。録音された音は音データである音信号として出力され、圧縮処理されてＣＰＵ２に入力された後に記録装置９に記録される。

ＧＰＳ７は、自ロボットの位置情報を得るようになっている。得られた位置情報は位置信号として出力され、圧縮処理されてＣＰＵ２に入力された後に記録装置９に記録される。

コネクタ８より得られた、自ロボットの実行ステップ情報は、圧縮処理されてＣＰＵ２に入力された後に記録装置９に記録される。実行ステップにより、例えば自ロボットの容姿がヒューマノイド型等の場合の腕、足、頭の角度や速度など事故時における自ロボットの稼動状態を再現することができる。

圧縮処理された画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報、実行ステップは自ロボットのＩＤデータ、時刻データを添付し記録装置９に記録される。

記録装置９は、画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報、実行ステップのデータ量が、次に記録保存する記録容量を超えた場合は、記録データのうち最も古いものから順次消去されて、記録装置９には常に最新データが記録されることとした。そうすることで、外部データベースが何らかの要因で破損した場合であっても、記憶事故原因の究明等に最も重要な事故発生直前の各データからさかのぼって保存されることとなり、事故原因の究明等に有効な情報を保護することができる。

ＣＰＵ２は、ＲＯＭ等のプログラムメモリ３に格納された制御プログラムに従ってロボット用ドライブレコーダ装置１の各種動作を制御する。

更に、ＣＰＵ２は、撮像された画像データに基づいて自ロボットの周辺環境に存在する人、障害物等の物体が接近してくるその状況を判断する。自ロボットに急速に接近してくる人や、非常に近い物体等があるときは異常接近する物体があるとして、ＣＰＵ２は異常状態にあると判断する。そして、ＣＰＵ２は、異常状態にあると判断した場合には記録装置９に記録されている各データを外部へ出力する制御を行う。

撮像カメラ５によって撮像された自ロボット周辺映像から異常接近する物体を検出する方法としては、例えば、顔識別、エッジ情報検出、色情報検出方法等によって移動する物体を移動しない背景から抽出する方法を用いる。

図２は、本ロボット用ドライブレコーダ装置の動作例についてのフローチャート図である。自ロボットが稼動すると（Ｓ２０１）、これに応答して撮像カメラ５（Ｓ２０２）、赤外線センサ４５（Ｓ２０３）、超音波センサ４６（Ｓ２０４）が起動する。

自ロボットに異常接近する物体があるとき、ＣＰＵ２は、撮像カメラ５、赤外線センサ４５，超音波センサ４６から距離を算出し（Ｓ２０５）、この距離を監視することで、周辺の物体の挙動に異常があるか否かを判定する（Ｓ２０６）。ＣＰＵ２は、自ロボットと物体との距離が急激に変化したとき、または、一定値よりも小さくなったとき、周辺にある物体の挙動に異常があると判定する。例えば、一定時間内に自ロボットと物体との距離が１ｍから３０ｃｍに接近したとき、または３０ｃｍ以下になったとき周辺の物体の挙動に異常があると判定する。

ＣＰＵ２は、撮像カメラ５、赤外線センサ４５、超音波センサ４６により自ロボット周辺にある物体の挙動に異常があると判定した場合、撮像カメラ５（Ｓ２０７）、マイクロフォン６（Ｓ２０８）、速度センサ４１（Ｓ２０９）、加速度センサ４２（Ｓ２１０）、ＧＰＳ７（Ｓ２１１）、コネクタ８より入力される実行ステップ（Ｓ２１２）が、例えばＭＰＥＧ等のフォーマットで圧縮処理され（Ｓ２１３）、記録装置９に記録される（Ｓ２１４）。

ＣＰＵ２は、周辺の物体の挙動に異常があると判定すると、直ちに、記録装置９に記録している圧縮されたデータを、通信部１０を経由して外部ネットワーク１１により外部データベース１２に送信（Ｓ２１５）する。これにより、少なくとも事故等の衝撃が発生し、記録装置９が破損した場合でも、直前までに蓄積された圧縮データ等を確実に保存することができる。

さらに、周辺の物体が自ロボットに接触した場合、ＣＰＵ２は、振動センサ４３、衝撃センサ４４、接触センサ４７のいずれかからの信号を受け、事故があったと判定する（Ｓ２１６）。

また、ＣＰＵ２は、自ロボットの速度、加速度が急激に変化した場合においても、自ロボットが周辺の物体に、何らかの理由で衝突したと考えられ、事故があったと判定する（Ｓ２１６）。

ＣＰＵ２は、事故があったと判定したとき、事故後も一定時間継続して（Ｓ２１７）、撮像カメラ５、マイクロフォン６、速度センサ４１、加速度センサ４２、ＧＰＳ７、コネクタ８より入力される実行ステップを記録する。

ＣＰＵ２は、事故後一定時間が経過したとき、画像データおよび各データの記録を停止する（Ｓ２１８）。これにより、外部データベース１２は事故が起こったと判定することができる。また、事故後からデータ送信されることがないので、外部データベース１２は、データの上書きミスやオーバーフローすることもなく、確実に保存することができる。

なお、この際データを送信する自ロボットを特定するためにロボットを識別するロボットＩＤの情報（ＩＤデータ）や画像が撮像された時刻の情報（時刻データ）等も併せて送信する。

この実施の形態に係るドライブレコーダ装置１では、ＣＰＵ２が異常接近する物体があり異常状態であると判断したときは、外部データベース１２に保存するために記録装置９に記録された各データを通信部１０によって外部データベース１２に送信することとしたので、各データは実際の事故等が発生する前に自動的にドライブレコーダ装置１の外部に送信されて外部において確実に保存され保護される。また、異常状態であると判断したときのみ画像データを送信することとしたので、常時転送する場合のように通信量が膨大となって外部のネットワーク１１に余分な負荷をかけるようなこともない。

なお、ドライブレコーダ装置１では、各データは圧縮処理（Ｓ２１３）された後、記録装置９に記録され、通信部１０によって外部データベース１２に送信されることとしたので、より通信量を抑えることができ外部のネットワーク１１や外部データベース１２にかかる負荷を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態を限定したものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要盲の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

本発明の一実施形態に係るシステム構成図である。本発明の制御プログラムの流れ図である。

１ロボット用ドライブレコーダ装置本体
２ＣＰＵ
３プログラムメモリ
４各種ロボットセンサ
５撮像カメラ
６マイクロフォン
７ＧＰＳ（位置情報検出）装置
８コネクタ
９記録装置（記録手段）
１０通信部（通信手段）
１１外部ネットワーク
１２外部データベース
４１速度センサ
４２加速度センサ
４３振動センサ
４４衝撃センサ
４５赤外線センサ
４６超音波センサ
４７接触センサ

Claims

自ロボットの稼動状態に関するデータを記録する稼動状態記録装置であって、自ロボット稼動時の周辺環境を撮像する撮像手段によって撮像された画像データを記録する記録手段と、周辺環境を録音する録音手段によって録音された音データを記録する記録手段と、前記自ロボットに接近或いは接触する物体を検出する物体検出手段から異常状態にあるか否かを判断する異常状態判定手段と、ネットワーク接続により外部データベースと通信可能な通信手段とを備え、前記異常状態判定手段が異常状態であると判断したときは、前記外部データベースに前記記録手段により前記記録装置に記録されたデータを送信することを特徴とするロボット用ドライブレコーダ装置。
前記ロボット用ドライブレコーダ装置はさらに、自ロボットの稼働時の速度、加速度、実行ステップを検知する稼動状態検出手段を含み、前記異常状態判定手段が異常と判断した場合、画像データ、音データとともに稼動状態検出手段から得られた速度データ、加速度データ、実行ステップを前記記録装置に記録する、請求項１に記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記異常状態判定手段は、自ロボットに接近或いは接触する物体を検出する物体検出手段から得られる値が一定値を越えたとき異常があると判断する、請求項１または請求項２に記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記異常状態判定手段は、前記画像データに基づいて異常接近する物体の有無を判断することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記物体検出手段は赤外線センサであることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記物体検出手段は超音波センサであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記物体検出手段は接触センサであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記物体検出手段は振動センサであることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記物体検出手段は衝撃センサであることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記異常状態判定手段は、前記稼動状態検出手段より得られる速度データ又は加速度データの検出結果も併用して異常状態にあるか否かを判断することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記異常状態判定手段が異常と判断した場合、自ロボットの位置情報を記録する、請求項１乃至１０のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報及び実行ステップは圧縮処理された後に前記記録装置に記録され、前記圧縮処理された各データは前記通信手段によって前記外部データベースに送信されることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報及び実行ステップのデータ量が前記記録手段の記録容量を超える場合は、前記記録手段に記録された各データの最も古いデータから順次消去され、前記記録手段には最新の画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報及び実行ステップの各データが記録されることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。
前記記録手段に記録された画像データ、音データ、速度データ、加速度データ、位置情報及び実行ステップを前記通信手段によって前記外部データベースに送信する際に、前記自ロボットを特定するためのＩＤデータ、各データの記録時間を特定するための時刻データを併せて送信することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれかに記載のロボット用ドライブレコーダ装置。