JP2021160072A - ロボット制御装置、ロボット制御システム及びロボット制御方法 - Google Patents

ロボット制御装置、ロボット制御システム及びロボット制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】操作者がロボットを遠隔操作するシステムにおいて、作業場における対象物に対する様々な作業を適切に行えるようにする。【解決手段】本発明の一実施形態に係るロボット制御装置1は、操作者が遠隔操作をするロボットが作業場を撮像した撮像画像と、作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを受信する受信部112と、撮像情報に基づいて位置を特定するとともに、撮像画像に基づいて、位置に配置される、ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する特定部114と、ロボットを操作するための操作者端末に、作業及び位置を示す作業情報を送信する送信部111と、を有する。【選択図】図2

Description

本発明は、作業場において作業をするロボットを制御するためのロボット制御装置、ロボット制御システム及びロボット制御方法に関する。
店舗等の作業場において、ロボットを用いて商品の陳列等の作業を行うシステムの導入が進められている。特許文献1には、操作者がロボットを遠隔操作することによって、遠隔地からロボットによって作業を行えるようにするシステムが開示されている。
特開2004−82293号公報
店舗等の作業場においては、商品の陳列だけでなく、商品の整列、廃棄、移動等の様々な作業が発生し得る。しかしながら、ロボットを遠隔操作する操作者は作業場について精通しているとは限らないため、操作者が対象物に対して必要な作業を適切に行えないことがあるという問題があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、操作者がロボットを遠隔操作するシステムにおいて、作業場における対象物に対する様々な作業を適切に行えるようにすることを目的とする。
本発明の第1の態様のロボット制御装置は、操作者が遠隔操作をするロボットが作業場を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを受信する受信部と、前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するとともに、前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する特定部と、前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業及び前記位置を示す作業情報を送信する送信部と、を有する。
前記特定部は、前記位置への前記対象物の補充と、前記位置に配置された前記対象物の移動と、前記位置に配置された前記対象物の廃棄と、前記位置に配置された前記対象物の向きの変更と、前記対象物の状態の確認と、前記対象物の個数の確認とのうち少なくとも1つを前記作業として特定してもよい。
前記受信部は、前記送信部が前記作業情報を前記操作者端末に送信した後に、前記操作者端末から、前記ロボットに対する前記遠隔操作の内容を示す操作要求を受信し、前記送信部は、前記操作要求が示す前記遠隔操作の内容を前記ロボットに行わせる操作指示を前記ロボットに送信してもよい。
前記送信部は、前記作業場内において前記ロボットが巡回する巡回経路を示す巡回指示を前記ロボットに送信し、前記受信部は、前記ロボットが前記巡回経路上を巡回して撮像した前記撮像画像を受信してもよい。
前記送信部は、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方において入力された情報に基づいて、前記巡回経路上の巡回の開始、中断及び終了、並びに前記巡回経路の変更のうち少なくとも1つを示す前記巡回指示を前記ロボットに送信してもよい。
前記送信部は、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方において入力された情報に基づいて、前記ロボットが撮像をするタイミング及び位置の少なくとも一方を示す撮像指示を前記ロボットに送信してもよい。
前記受信部は、前記作業場における前記対象物の在庫の量を示す在庫情報を受信し、前記特定部は、前記撮像画像及び前記在庫情報に基づいて前記作業を特定してもよい。
前記ロボット制御装置は、前記特定部が特定した一又は複数の前記作業が完了したか否かを判定する判定部をさらに有し、前記送信部は、前記判定部が完了していないと判定した一又は複数の前記作業を示す情報を、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方に送信してもよい。
前記受信部は、前記管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方から、前記判定部が完了していないと判定した一又は複数の前記作業の中断又は順序変更を示す変更要求を受信し、前記送信部は、前記変更要求に基づいて前記作業情報を前記操作者端末に送信してもよい。
前記受信部は、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方から、追加作業を示す追加要求を受信し、前記送信部は、前記操作者端末に、前記特定部が特定した前記作業と、前記追加要求が示す前記追加作業とを示す前記作業情報を送信してもよい。
前記送信部は、前記撮像画像上に、前記特定部が特定した前記作業を行う前記位置を重畳して表示するための表示情報を、前記操作者端末に送信してもよい。
前記操作者端末は、複数の前記ロボットを切り替えて操作可能であり、前記特定部は、複数の前記ロボットそれぞれに関連付けて前記作業を特定し、前記送信部は、前記特定部が特定した前記作業と、前記作業に関連付けられた前記ロボットとを示す前記作業情報を、前記操作者端末に送信してもよい。
前記ロボット制御装置は、前記撮像画像に基づいて、前記作業場内の通路上に存在する物体を検出する検出部をさらに有し、前記送信部は、前記検出部が検出した前記物体に関する情報を前記操作者端末に送信してもよい。
前記特定部は、前記ロボットが備える撮像部によって撮像された第1撮像画像と、前記作業場に配置されている撮像部によって撮像された第2撮像画像とに基づいて、前記作業を特定してもよい。
本発明の第2の態様のロボット制御システムは、操作者が遠隔操作をするロボットと、前記ロボットを制御するためのロボット制御装置と、を含み、前記ロボットは、作業場内を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを送信する送信部を有し、前記ロボット制御装置は、前記ロボットが送信した前記撮像画像及び前記撮像情報を受信する受信部と、前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するとともに、前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する特定部と、前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業を示す作業情報を送信する送信部と、を有する。
前記ロボット制御装置の前記送信部は、前記作業場内において前記ロボットが巡回する巡回経路を示す巡回指示を前記ロボットに送信し、前記ロボットは、前記ロボット制御装置が送信した前記巡回指示が示す前記巡回経路上を前記ロボットが移動することを制御する移動制御部をさらに有してもよい。
前記ロボットは、前記撮像画像に基づいて、前記作業場内において前記ロボットが巡回する巡回経路を決定し、決定した前記巡回経路上を前記ロボットが移動することを制御する移動制御部をさらに有してもよい。
本発明の第3の態様のロボット制御方法は、プロセッサが実行する、操作者が遠隔操作をするロボットが作業場内を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを受信するステップと、前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するステップと、前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定するステップと、前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業を示す作業情報を送信するステップと、を有する。
本発明の第4の態様のロボット制御システムは、操作者が遠隔操作をするロボットを制御するためのロボット制御システムであって、前記ロボットが送信した作業場内を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを受信する受信部と、前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するとともに、前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する特定部と、前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業を示す作業情報を送信する送信部と、を有する。
本発明によれば、操作者がロボットを遠隔操作するシステムにおいて、操作者が作業場における対象物に対する様々な作業を適切に行えるという効果を奏する。
実施形態に係るロボット制御システムの模式図である。 実施形態に係るロボット制御システムのブロック図である。 作業場内においてロボットが巡回する巡回経路の模式図である。 特定部が対象物に対して必要な作業を特定する方法を説明するための模式図である。 操作者端末が表示する操作画面の模式図である。 管理者端末が表示する作業管理画面の模式図である。 管理者端末が表示する作業追加画面の模式図である。 実施形態に係るロボット制御システムが実行するロボット制御方法のシーケンス図である。
[ロボット制御システムSの概要]
図1は、本実施形態に係るロボット制御システムSの模式図である。ロボット制御システムSは、ロボット制御装置1と、ロボット2と、操作者端末3と、管理者端末4とを含む。ロボット2、操作者端末3及び管理者端末4は、それぞれ複数設けられてもよい。ロボット制御システムSは、その他のサーバ、端末等の機器を含んでもよい。
ロボット制御装置1は、ロボット2から受信した撮像画像に基づいて対象物に対して必要な作業を特定するとともに、操作者がロボット2を遠隔操作するための制御をするコンピュータである。ロボット制御装置1は、ローカルエリアネットワーク、インターネット等のネットワークを介して、ロボット2、操作者端末3及び管理者端末4に接続される。
ロボット2は、操作者がネットワークを介して遠隔操作をする装置である。ロボット2は、店舗、倉庫等の作業場に配置されており、ロボット制御装置1から受信した情報に従って所定の作業を行う。ロボット2が実行する作業の一部は自動化されており、例えばロボット2は作業場内を自動的に移動し、また操作者による遠隔操作によって作業をする。ロボット2は、例えば、頭部、腕部、脚部等の複数の部位からなる体を備えている。ロボット2は、モータ、アクチュエータ等の駆動部を有しており、駆動部の動力を用いて動作する。また、ロボット2は、撮像部(カメラ)を有しており、撮像部を用いて撮像した撮像画像をロボット制御装置1に送信する。
操作者端末3は、操作者が利用する情報端末(コンピュータ)である。操作者端末3は、ロボット制御装置1によって特定された作業を示す作業情報を操作者に対して表示するとともに、ロボット2を遠隔操作するための操作情報の入力を操作者から受け付ける。操作者端末3は、操作者による入力を受け付け可能なキーボードやタッチパネル等の入力部と、情報を表示可能な液晶ディスプレイ等の表示部と、情報を音声で出力可能なスピーカ等の音声出力部とを有する。さらに操作者端末3は、ロボット2の触覚(すなわちロボット2が物体に接触する感覚)を提示可能な触覚提示部を有してもよい。
操作者端末3の入力部は、操作者による操作に基づいて、操作指示の入力を受け付ける。また、操作者端末3の入力部は、操作者の体に装着されたセンサを含み、当該センサが測定した測定情報に基づいて、操作指示の入力を受け付けてもよい。また、操作者端末3の入力部は、操作者の体を撮像する撮像部(カメラ)を含み、当該撮像部が撮像した撮像画像に基づいて、操作指示の入力を受け付けてもよい。操作者端末3の表示部は、操作者の体に装着された、眼鏡型のディスプレイ(すなわち、ヘッド・マウント・ディスプレイ)を含んでもよい。また、操作者端末3は、作業に関する情報(作業の内容、量、残量等)を表示部に表示し、作業に関する情報を示す音声を音声出力部から出力する。操作者端末3は、図1に示した例示的な構成に限らず、操作者による操作の入力を受け付けるとともに、操作者に対して情報を提示可能なその他の構成を備えてもよい。
管理者端末4は、ロボット2や操作者等を管理する管理者が利用する情報端末(コンピュータ)である。管理者端末4は、ロボット制御装置1によって特定された作業のリストを表示し、また管理者から作業の順序変更や中断をする操作を受け付ける。管理者端末4は、管理者による入力を受け付け可能なキーボードやタッチパネル等の入力部と、情報を表示可能な液晶ディスプレイ等の表示部とを有する。ロボット制御システムSは、管理者端末4を含まなくてもよい。
本実施形態に係るロボット制御システムSが実行する処理の概要を以下に説明する。ロボット2は、作業場内を巡回しながら、作業場に配置された棚や通路を撮像する。ロボット2は、撮像した撮像画像を、作業場における撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とともに、ロボット制御装置1に送信する(a)。
ロボット制御装置1は、ロボット2が送信した撮像画像及び撮像情報を受信する。ロボット制御装置1は、撮像情報に基づいて、作業場における撮像画像に対応する位置を特定するとともに、撮像画像に基づいて、特定した位置に配置される対象物に対して必要な作業を特定する(b)。対象物は、ロボット2が作業対象とする物品であり、例えば棚に配置された商品又は配置される予定の商品である。
ロボット制御装置1は、特定した作業を示す作業情報を、操作者端末3に送信する(c)。操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した作業情報を表示部上に表示する。操作者は、表示された作業情報が示す作業を実行するように、ロボットを遠隔操作する(d)。
このように本実施形態に係るロボット制御システムSにおいて、ロボット制御装置1は、ロボット2が撮像した作業場の撮像画像と、作業場における撮像画像に対応する位置に関する撮像情報とに基づいて、作業場内の様々な位置に配置される対象物に対して必要な作業を特定する。そしてロボット制御装置1は、特定した作業を示す情報を、ロボット2を遠隔操作するための操作者端末3に送信する。これにより、操作者は、ロボット2を遠隔操作する際に、対象物に対して必要な作業をその都度判断する必要がないため、作業場における対象物に対する様々な作業を適切に行うことができる。
[ロボット制御システムSの構成]
図2は、本実施形態に係るロボット制御システムSのブロック図である。図2において、矢印は主なデータの流れを示しており、図2に示したもの以外のデータの流れがあってよい。図2において、各ブロックはハードウェア(装置)単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図2に示すブロックは単一の装置内に実装されてよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてよい。ブロック間のデータの授受は、データバス、ネットワーク、可搬記憶媒体等、任意の手段を介して行われてよい。
ロボット制御装置1は、制御部11と、記憶部12とを有する。制御部11は、送信部111と、受信部112と、検出部113と、特定部114と、判定部115とを有する。制御部11は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサであり、記憶部12に記憶されたプログラムを実行することにより、送信部111、受信部112、検出部113、特定部114及び判定部115として機能する。
送信部111は、ロボット2、操作者端末3及び管理者端末4へ情報を送信する。受信部112は、ロボット2、操作者端末3及び管理者端末4が送信した情報を受信する。検出部113は、ロボット2が送信した撮像画像に基づいて、作業場の通路上に存在する物体を検出する。特定部114は、ロボット2が送信した撮像画像に基づいて、対象物に対して必要な作業を特定する。判定部115は、作業の進捗状況(例えば、作業が完了したか否か)を判定する。
制御部11の機能の少なくとも一部は電気回路によって実行されてもよい。また、制御部11の機能の少なくとも一部は、制御部11がネットワーク経由で実行されるプログラムを実行することによって実現されてもよい。
記憶部12は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスクドライブ等を含む記憶媒体である。記憶部12は、制御部11が実行するプログラムを予め記憶している。記憶部12は、ロボット制御装置1の外部に設けられてもよく、その場合にネットワークを介して制御部11との間でデータの授受を行ってもよい。
ロボット2は、制御部21と、記憶部22とを有する。制御部21は、受信部211と、移動制御部212と、送信部213と、駆動制御部214とを有する。制御部21は、例えばCPU等のプロセッサであり、記憶部22に記憶されたプログラムを実行することにより、受信部211、移動制御部212、送信部213及び駆動制御部214として機能する。
受信部211は、ロボット制御装置1が送信した情報を受信する。移動制御部212は、ロボット制御装置1が送信した移動指示に従ってロボット2を移動させる。送信部213は、ロボット2の撮像部が撮像した撮像画像をロボット制御装置1に送信する。駆動制御部214は、ロボット制御装置1が送信した操作指示に従ってロボット2を駆動する。
制御部21の機能の少なくとも一部は電気回路によって実行されてもよい。また、制御部21の機能の少なくとも一部は、制御部21がネットワーク経由で実行されるプログラムを実行することによって実現されてもよい。
記憶部22は、ROM、RAM、ハードディスクドライブ等を含む記憶媒体である。記憶部22は、制御部21が実行するプログラムを予め記憶している。記憶部22は、ロボット2の外部に設けられてもよく、その場合にネットワークを介して制御部21との間でデータの授受を行ってもよい。
本実施形態に係るロボット制御システムSは、図2に示す具体的な構成に限定されない。ロボット制御装置1、ロボット2、操作者端末3及び管理者端末4は、それぞれ2つ以上の物理的に分離した装置が有線又は無線で接続されることにより構成されてもよい。また、ロボット制御装置1は、ロボット2に内蔵されてもよい。また、ロボット制御装置1は、コンピュータ資源の集合であるクラウドによって構成されてもよい。
[ロボット制御方法の説明]
以下、ロボット制御システムSがロボット2を制御するための処理を詳細に説明する。図3は、作業場内においてロボット2が巡回する巡回経路の模式図である。操作者端末3又は管理者端末4は、例えば、予め定義された作業場の地図上で、巡回経路を設定するための入力を受け付ける。巡回経路は、ロボット2が作業場内を巡回する通路(領域)によって表される。また、操作者端末3又は管理者端末4は、巡回経路と関連付けて、巡回を開始する時刻を示す情報、及び特定の通路(領域)を通行しない時間帯を示す情報の入力を受け付けてもよい。
さらに、操作者端末3又は管理者端末4は、設定された巡回経路上でロボット2が撮像をする位置及びタイミングを設定するための入力を受け付ける。撮像をする位置は、例えば、作業場内の所定位置を基準として座標によって表される。撮像をするタイミングは、例えば、ロボット2が巡回を開始してから経過した時間によって表される。操作者端末3又は管理者端末4は、操作者又は管理者によって入力された巡回経路及び撮像に関する巡回経路情報を、ロボット制御装置1に送信する。
さらに操作者端末3又は管理者端末4は、作業場内の各位置において発生し得る候補作業の選択を受け付ける。操作者端末3又は管理者端末4は、例えば、作業場の地図上の位置と関連付けて、対象物の補充、移動、廃棄、向きの変更、状態の確認、及び個数の確認から選択された少なくとも1つの作業を、候補作業として受け付ける。操作者端末3又は管理者端末4は、作業場内の位置と、選択された候補作業とを関連付けた候補作業情報を、ロボット制御装置1に送信する。
ロボット制御装置1は、操作者端末3又は管理者端末4が送信した巡回経路情報及び候補作業情報を、記憶部12に予め記憶させる。これにより、ロボット制御装置1は、ロボット2に作業場内を巡回させながら、ロボット2が作業場内の所定の位置を撮像させることが可能になる。また、ロボット制御装置1は、作業場の撮像画像に基づいて、選択された候補作業の中から対象物に対して必要な作業を特定することが可能になる。
ロボット制御装置1において、送信部111は、操作者端末3及び管理者端末4の少なくとも一方において巡回を開始するための操作が行われた場合に、ロボット2に巡回経路上の巡回を開始させる巡回指示をロボット2に送信する。巡回指示は、記憶部12に予め記憶された巡回経路情報が示す巡回経路を示す。巡回経路が通路を通行しない時間帯を示す情報に関連付けられている場合に、送信部111は、巡回をする時刻において通行しない通路が除外された巡回経路を示す巡回指示をロボット2に送信する。また、送信部111は、記憶部12に予め記憶された巡回経路情報が示す撮像をする位置及びタイミングの少なくとも一方を示す撮像指示をロボット2に送信する。
また、送信部111は、巡回経路が巡回を開始する時刻を示す情報に関連付けられている場合であって、現在時刻が当該時刻に到達した場合に、ロボット2に巡回経路上の巡回を開始させる巡回指示をロボット2に送信してもよい。また、送信部111は、POS(Point Of Sales)システム等の管理システムから受信した決済情報に基づいて(例えば、商品の販売数が所定値以上になった場合に)、ロボット2に巡回経路上の巡回を開始させる巡回指示をロボット2に送信してもよい。
また、送信部111は、操作者端末3及び管理者端末4の少なくとも一方において巡回を中断する操作、巡回を終了する操作又は巡回経路を変更する操作が行われた場合に、ロボット2に巡回経路上の巡回の中断、終了又は巡回経路の変更を示す巡回指示をロボット2に送信してもよい。
ロボット2において、受信部211は、ロボット制御装置1が送信した巡回指示及び撮像指示を受信する。移動制御部212は、受信部211が受信した巡回指示が示す巡回経路上をロボット2が移動することを制御する。これにより、ロボット制御装置1は、操作者又は管理者から受け付けた巡回経路上を、ロボット2に巡回させることができる。
また、移動制御部212は、自律的に巡回経路を決定して作業場内を巡回してもよい。この場合に、移動制御部212は、例えば、ロボット2が備える撮像部が撮像した作業場内の撮像画像に対して既知の画像認識処理を実行することによって、作業場内の通路を特定し、特定した通路をロボット2が移動できるように巡回経路を決定する。そして移動制御部212は、特定した巡回経路上をロボット2が移動することを制御する。これにより、ロボット制御装置1は、操作者又は管理者から巡回経路の設定を予め受け付けることなく、ロボット2に作業場内を巡回させることができる。
ロボット2は、巡回経路上を移動している最中に、受信部211が受信した撮像指示が示す位置及びタイミングの少なくとも一方で、撮像部を用いて作業場内を撮像する。これにより、ロボット制御装置1は、操作者又は管理者から受け付けた位置及びタイミングで、ロボット2に作業場内を撮像させることができる。
また、ロボット2は、撮像指示によらず、自律的に作業場内の様々な位置(例えば、通路)を撮像してもよい。これにより、ロボット制御装置1は、操作者又は管理者から指定された位置だけでなく、作業場内の様々な位置をロボット2に撮像させることができる。ロボット2は、撮像した際のロボット2の位置及び向きを撮像画像と関連付けて記憶する。
送信部213は、撮像部を用いて作業場内を撮像した撮像画像と、作業場における撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを、ロボット制御装置1に送信する。撮像情報は、撮像画像の撮像範囲に対応する作業場内の位置を特定するための情報であり、例えば撮像時のロボット2の位置及び向きによって表される。送信部213は、撮像する度に撮像画像及び撮像情報を送信してもよく、所定時間ごとに又は巡回が完了してから一又は複数の撮像画像及び撮像情報を送信してもよい。
ロボット制御装置1において、受信部112は、ロボット2が送信した撮像画像及び撮像情報を受信する。さらに、受信部112は、作業場に配置されている撮像部が撮像した撮像画像及び撮像情報を受信してもよい。さらに、受信部112は、POSシステム等の管理システムから、作業場における対象物の在庫の量を示す在庫情報を受信してもよい。
検出部113は、受信部112が受信した撮像画像及び撮像情報に基づいて、作業場内の通路上に存在する物体を障害物として検出する。検出部113は、例えば、撮像画像に対して既知の画像認識処理を実行することによって、撮像画像に含まれる物体を検出する。検出部113は、検出した物体が、作業場の地図において通路上に存在している場合に、当該物体を障害物として検出する。
特定部114は、受信部112が受信した撮像情報に基づいて、受信部112が受信した一又は複数の撮像画像それぞれに対して作業場における撮像画像に対応する位置を特定する。特定部114は、例えば、撮像情報が示す撮像時のロボット2の位置及び向きを用いて、当該位置から当該向きに所定距離進んだ位置を、撮像画像の撮像範囲に対応する作業場内の位置として算出する。
次に特定部114は、受信部112が受信した撮像画像に基づいて、特定した位置に配置される、ロボット2が作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する。図4は、特定部114が対象物に対して必要な作業を特定する方法を説明するための模式図である。図4は、作業場において対象物が配置される棚の例示的な撮像画像を表している。
特定部114は、例えば、撮像画像に対して既知の画像認識処理を実行することによって、撮像画像の撮像範囲に含まれている対象物の種類及び向きを特定する。また、特定部114は、例えば、撮像画像に対して既知の文字認識処理を実行することによって、撮像画像の撮像範囲に含まれている対象物に付されている文字を特定する。
そして特定部114は、記憶部12に記憶された候補作業情報において特定した位置に関連付けられた一又は複数の候補作業の中から、特定した対象物の種類、向き及び文字に対応する作業を特定する。特定部114は、例えば、候補作業が対象物の補充を含む場合であって、特定した位置にある当該対象物の量が所定値以下である場合に、当該対象物に対して必要な作業として補充を特定する。
特定部114は、例えば、候補作業が対象物の廃棄を含む場合であって、特定した位置にある当該対象物に付された文字が所定条件を満たす場合(例えば、消費期限又は賞味期限が近い場合)に、当該対象物に対して必要な作業として廃棄を特定する。
また、特定部114は、候補作業情報を用いずに作業を特定してもよい。特定部114は、例えば、対象物の配置が偏っていたり、予め対象物の種類ごとに定義された位置からずれていたりする場合に、当該対象物に対して必要な作業として移動(整列、前出し、並べ替え、他の棚への移動)を特定する。特定部114は、例えば、特定した対象物の向きが予め定義された向きとは異なる場合に、当該対象物に対して必要な作業として向きの変更を特定する。
また、特定部114は、物流センターや倉庫等の商品の棚卸しのために、作業場内の位置ごとに配置された対象物に対して必要な作業として、対象物の状態の確認や、対象物の個数の確認を特定してもよい。特定部114は、上述の具体的な作業に限られず、対象物の入れ替え、対象物の清掃等、作業場内の撮像画像から特定可能なその他の作業を特定してもよい。このように、ロボット制御装置1は、巡回するロボット2が備える撮像部を用いて作業場内の様々な位置の撮像画像を取得することで、作業場内の多数の位置に撮像部を配置しなくとも、当該様々な位置に配置される対象物に対して必要な作業を特定することができる。
また、特定部114は、受信部112が受信したロボット2が備える撮像部によって撮像された撮像画像(第1撮像画像)と、受信部112が受信した作業場に配置されている撮像部によって撮像された撮像画像(第2撮像画像)とに基づいて、作業を特定してもよい。この場合に特定部114は、第1撮像画像及び第2撮像画像それぞれに基づいて、上述の方法により作業場における撮像画像に対応する位置を特定するとともに、対象物に対して必要な作業を特定する。このように、ロボット制御装置1は、ロボット2が備える撮像部だけでなく作業場の中に配置された撮像部を用いて、ロボット2の巡回を待たずに作業場内の特定の位置(例えば、商品の搬入位置)の撮像画像を取得し、当該位置に配置される対象物に対して必要な作業を特定することができる。
また、特定部114は、受信部112が受信した撮像画像と、受信部112が受信した在庫情報とに基づいて、作業を特定してもよい。この場合に、特定部114は、例えば、撮像画像に基づいて特定した対象物の量が所定値以下である場合であって、かつ当該対象物を補充する量が在庫情報の在庫量以下である場合に、対象物に対して必要な作業として補充を特定する。一方、特定部114は、当該対象物を補充する量が在庫情報の在庫量より多い場合に、対象物に対して必要な作業として補充を特定せずに、在庫量が不足している旨を示す情報を出力する。これにより、ロボット制御装置1は、撮像画像だけでなく、対象物の在庫を考慮して、対象物に対して必要な作業を特定することができる。
また、特定部114は、作業の内容に対して予め定められた優先度に従って作業の順序を決定する(廃棄、補充、向きの変更の順等)。また、特定部114は、対象物に対して又は対象物と作業の内容との組み合わせに対して予め定められた優先度に従って作業の順序を決定してもよい。また、特定部114は、作業の順序は、作業を行う時間帯に応じて作業の順序を変更してもよい。作業の順序は、後述の作業管理画面において管理者又は操作者によって変更可能である。
特定部114は、特定した位置及び特定した作業を示す作業情報を記憶部12に記憶させる。送信部111は、特定部114が特定した位置及び特定した作業を示す作業情報を、操作者端末3に送信する。ここで送信部111は、ロボット2が撮像した撮像画像上に、特定部114が特定した位置、作業(作業内容)、及び作業の順序を重畳して表示するための表示情報を、操作者端末3に送信する。
さらに送信部111は、検出部113が検出した障害物に関する障害物情報を操作者端末3に送信する。ここで送信部111は、ロボット2が撮像した撮像画像上に、検出部113が検出した障害物の位置を重畳して表示するための表示情報を、操作者端末3に送信する。これにより、ロボット制御装置1は、商品等の対象物だけでなく、障害物に関する情報を操作者端末3に提供することができる。操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した表示情報に基づいて、ロボット2を遠隔操作するための操作画面を表示上に表示する。
図5は、操作者端末3が表示する操作画面31の模式図である。操作画面31は、撮像画像311と、作業情報312と、障害物情報313とを含む。撮像画像311は、ロボット2が撮像した撮像画像(視野画像)である。作業情報312は、ロボット制御装置1が撮像画像に基づいて特定した作業を表す情報である。図5の例では、作業情報312は、作業の対象物と、作業の内容と、作業の順序(番号)とを表している。作業情報312は、対象物の特定に用いられた作業場における撮像画像に対応する位置に対応する、撮像画像311内の位置の近傍に重畳表示されている。
障害物情報313は、ロボット制御装置1が撮像画像に基づいて検出した、通路上にある物体(障害物)を表す情報である。障害物情報313は、障害物の検出に用いられた作業場における撮像画像に対応する位置に対応する、撮像画像311内の位置の近傍に重畳表示されている。操作者は、操作画面31を参照することによって、作業場内の各位置に配置される対象物に対して必要な作業を容易に把握することができる。また操作者は、操作画面31を参照することによって、作業場の通路上に障害物が存在することを把握し、通路を迂回したり、障害物を撤去したりすることができる。
操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した作業情報を表示部上に表示しながら、操作者からロボット2が対象物に対する作業をするための遠隔操作の入力を受け付ける。操作者端末3は、入力された情報に基づいて、ロボット2に対する遠隔操作の内容を指定した操作要求をロボット制御装置に送信する。ロボット制御装置1において、受信部112は、操作者端末3が送信した操作要求を受信する。送信部111は、受信部112が受信した操作要求において指定された遠隔操作の内容をロボット2に行わせる操作指示をロボット2に送信する。
ロボット2において、受信部211は、ロボット制御装置1が送信した操作指示を受信する。駆動制御部214は、受信部211が受信した操作指示に従って、ロボット2の駆動を制御する。ロボット2の駆動制御と並行して、送信部213は、ロボット2が備える撮像部を用いて撮像した撮像画像を、ロボット制御装置1に送信する。ロボット制御装置1において、送信部111は、受信部112が受信した撮像画像を操作者端末3に送信する。操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した撮像画像を操作画面31に表示する。これにより、操作者は、ロボット2が撮像した撮像画像(視野画像)を参照しながら、ロボット2に作業位置において作業を行わせるための遠隔操作を行うことができる。
操作者端末3が一又は複数の作業場に配置された複数のロボット2を切り替えて操作可能である場合に、ロボット制御装置1において、特定部114は、複数のロボット2それぞれが撮像した撮像画像に基づいて、上述の方法で複数のロボット2それぞれに関連付けて作業を特定する。送信部111は、特定部114が特定した作業と、作業に関連付けられたロボット2とを示す作業情報を、表示情報とともに、操作者端末3に送信する。操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した表示情報に基づいて、操作画面31において、操作中のロボット2が撮像した撮像画像に加えて、他のロボット2が撮像した撮像画像を表示する。
操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した作業情報に基づいて、他のロボット2に関連付けられた作業が新たに発生した場合に、当該他のロボット2に対応する撮像画像の表示態様(色、形状、大きさ等)を変更する。これにより、操作者は、複数のロボット2のうち、いずれのロボット2が巡回した場所で作業が発生したかを容易に把握できる。
操作者端末3において他のロボット2が撮像した撮像画像を選択する操作が行われた場合に、ロボット制御装置1は、操作中のロボット2を、選択された撮像画像に対応する他のロボット2に切り替える。これにより、操作者は、ロボット2を切り替えながら、作業を効率的に進めることができる。
ロボット制御装置1において、判定部115は、特定部114が特定した、一又は複数の対象物それぞれに対する作業が完了したか否かを判定する。判定部115は、例えば、ロボット2が備える撮像部が撮像した撮像画像に対して既知の画像認識処理を行うことによって、作業が完了したか否かを判定する。また、判定部115は、操作者端末3又は管理者端末4において入力された情報に基づいて、作業が完了したか否かを判定してもよい。判定部115は、記憶部12において、作業が完了したか否かを示す進捗情報を、作業情報と関連付けて記憶させる。
送信部111は、判定部115が完了していないと判定した一又は複数の対象物それぞれに対する作業(すなわち、未完了作業)を示す作業情報を、操作者端末3及び管理者端末4の少なくとも一方に送信する。操作者端末3及び管理者端末4は、ロボット制御装置1が送信した作業情報を含む作業管理画面を、表示部上に表示する。
図6は、管理者端末4が表示する作業管理画面41の模式図である。操作者端末3が同様の作業管理画面41を表示してもよい。作業管理画面41は、作業情報411と、設定ボタン412と、追加ボタン413とを含む。作業情報411は、ロボット制御装置1が送信した作業情報が示す未完了作業の内容を表す。設定ボタン412は、例えば、作業の順序を変更するボタン(アイコン)と、作業を中断することを設定するボタンと、作業が完了したことを設定するボタンとを含む。操作者端末3又は管理者端末4は、設定ボタン412が含むいずれかのボタンの選択を受け付けた場合に、選択されたボタンに応じて作業の中断、完了又は順序変更を指定した変更要求を、ロボット制御装置1に送信する。
ロボット制御装置1において、受信部112は、操作者端末3又は管理者端末4が送信した変更要求を受信する。受信部112は、受信した変更要求に基づいて、記憶部12において、作業情報に関連付けられた進捗情報を中断若しくは完了の状態に変更し、又は作業情報の順序を変更する。そして送信部111は、受信部112が受信した変更要求に基づいて、作業情報を操作者端末3に送信する。これにより、ロボット制御装置1は、操作者端末3又は管理者端末4からの要求に基づいて、行うべき作業を柔軟に変更できる。
操作者端末3又は管理者端末4は、追加ボタン413が選択された場合に、ロボット制御装置1において、送信部111は、記憶部12に予め記憶された、作業場の三次元地図を表示するための地図情報を、操作者端末3に送信する。作業場の三次元地図は、例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)のような既知の地図生成処理を用いて予め生成される。三次元地図は、コンピュータによって生成されたグラフィックで表されてもよく、作業場内の撮像画像で表されてもよい。操作者端末3又は管理者端末4は、ロボット制御装置1が送信した地図情報に基づいて、作業を追加するための作業追加画面を、表示部上に表示する。
図7は、管理者端末4が表示する作業追加画面42の模式図である。操作者端末3が同様の作業追加画面42を表示してもよい。作業追加画面42は、作業場の三次元地図421を含む。操作者端末3は、操作者によって三次元地図421上のいずれかの位置が選択された場合に、選択された位置に関連付けて作業追加欄422を表示する。作業追加欄422は、対象物(商品)の選択欄と、追加作業(作業内容)の選択欄と、追加ボタンとを含む。
操作者端末3又は管理者端末4は、作業追加欄422において追加ボタンの選択を受け付けた場合に、選択された位置と、選択された対象物に対する追加作業とを指定した追加要求を、ロボット制御装置1に送信する。追加要求は、図7の例において、三次元地図421上で選択された位置に対応する作業場内の位置に配置されている商品を、選択された商品Dに入れ替える作業を指定する。これにより、操作者又は管理者は、作業場の三次元地図上で直感的に作業を追加できる。
ロボット制御装置1において、受信部112は、操作者端末3又は管理者端末4が送信した追加要求を受信する。受信部112は、受信した追加要求において指定された位置及び追加作業を示す作業情報を記憶部12に記憶させる。送信部111は、特定部114が特定した作業と、受信部112が受信した追加要求において指定された追加作業とを示す作業情報を、操作者端末3に送信する。これにより、ロボット制御装置1は、撮像画像から特定された作業だけでなく、操作者又は管理者によって追加された作業を操作者に提示できる。
[ロボット制御方法のシーケンス]
図8は、本実施形態に係るロボット制御システムSが実行するロボット制御方法のシーケンス図である。ロボット制御装置1において、送信部111は、操作者端末3及び管理者端末4の少なくとも一方において巡回を開始するための操作が行われた場合に、記憶部12に予め記憶された巡回経路情報に基づいて、ロボット2に巡回経路上の巡回を開始させる巡回指示と、撮像をする位置及びタイミングの少なくとも一方を示す撮像指示とを、ロボット2に送信する(S11)。巡回経路情報は、操作者端末3又は管理者端末4において予め入力され、記憶部12に記憶される。
ロボット2において、受信部211は、ロボット制御装置1が送信した巡回指示及び撮像指示を受信する。移動制御部212は、受信部211が受信した巡回指示が示す巡回経路上をロボット2が移動することを制御する。ロボット2は、巡回経路上を移動している最中に、受信部211が受信した撮像指示が示す位置及びタイミングの少なくとも一方で、撮像部を用いて作業場内を撮像する(S12)。送信部213は、撮像部を用いて作業場内を撮像した撮像画像と、作業場における撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを、ロボット制御装置1に送信する。
ロボット制御装置1において、受信部112は、ロボット2が送信した撮像画像及び撮像情報を受信する。検出部113は、受信部112が受信した撮像画像及び撮像情報に基づいて、作業場内の通路上に存在する物体を障害物として検出する(S13)。
特定部114は、受信部112が受信した撮像情報に基づいて、受信部112が受信した一又は複数の撮像画像それぞれに対して作業場における撮像画像に対応する位置を特定する(S14)。特定部114は、受信部112が受信した撮像画像に基づいて、特定した位置に配置される、ロボット2が作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する(S15)。
送信部111は、特定部114が特定した位置及び特定した作業を示す作業情報と、検出部113が検出した障害物に関する障害物情報とを、操作者端末3に送信する(S16)。ここで送信部111は、ロボット2が撮像した撮像画像上に、特定部114が特定した位置及び作業(作業内容)と、検出部113が検出した障害物の位置とを重畳して表示するための表示情報を、操作者端末3に送信する。
操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した表示情報に基づいて、作業情報及び障害物情報を含む操作画面を表示上に表示する(S17)。操作者端末3は、ロボット制御装置1が送信した作業情報を表示部上に表示しながら、操作者からロボット2が対象物に対する作業をするための遠隔操作の入力を受け付ける(S18)。操作者端末3は、入力された情報に基づいて、ロボット2に対する遠隔操作の内容を指定した操作要求をロボット制御装置に送信する。
ロボット制御装置1において、受信部112は、操作者端末3が送信した操作要求を受信する。送信部111は、受信部112が受信した操作要求において指定された遠隔操作の内容をロボット2に行わせる操作指示をロボット2に送信する(S19)。ロボット2において、受信部211は、ロボット制御装置1が送信した操作指示を受信する。駆動制御部214は、受信部211が受信した操作指示に従って、ロボット2の駆動を制御する(S20)。
[実施形態の効果]
従来、遠隔操作ロボットの操作者は、作業場において対象物が配置される棚等を撮像した撮像画像を見て、必要な作業を判断する必要があった。一方、本実施形態に係るロボット制御システムSにおいて、ロボット制御装置1は、ロボット2が撮像した作業場の撮像画像と、作業場における撮像画像に対応する位置に関する撮像情報とに基づいて、作業場内の様々な位置に配置される対象物に対して必要な作業を特定する。そしてロボット制御装置1は、特定した作業を示す情報を、ロボット2を遠隔操作するための操作者端末3に送信する。これにより、操作者は、ロボット2を遠隔操作する際に、対象物に対して必要な作業をその都度判断する必要がないため、作業場における対象物に対する様々な作業を適切に行うことができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
ロボット制御装置1、ロボット2、操作者端末3及び管理者端末4のプロセッサは、図8に示すロボット制御方法に含まれる各ステップ(工程)の主体となる。すなわち、ロボット制御装置1、ロボット2、操作者端末3及び管理者端末4のプロセッサは、図8に示すロボット制御方法を実行するためのプログラムを記憶部から読み出し、当該プログラムを実行してロボット制御システムSの各部を制御することによって、図8に示すロボット制御方法を実行する。図8に示すロボット制御方法に含まれるステップは一部省略されてもよく、ステップ間の順番が変更されてもよく、複数のステップが並行して行われてもよい。
S ロボット制御システム
1 ロボット制御装置
11 制御部
111 送信部
112 受信部
113 検出部
114 特定部
115 判定部
2 ロボット
21 制御部
212 移動制御部
213 送信部
3 操作者端末
4 管理者端末

Claims (19)

  1. 操作者が遠隔操作をするロボットが作業場を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを受信する受信部と、
    前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するとともに、前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する特定部と、
    前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業及び前記位置を示す作業情報を送信する送信部と、
    を有する、ロボット制御装置。
  2. 前記特定部は、前記位置への前記対象物の補充と、前記位置に配置された前記対象物の移動と、前記位置に配置された前記対象物の廃棄と、前記位置に配置された前記対象物の向きの変更と、前記対象物の状態の確認と、前記対象物の個数の確認とのうち少なくとも1つを前記作業として特定する、
    請求項1に記載のロボット制御装置。
  3. 前記受信部は、前記送信部が前記作業情報を前記操作者端末に送信した後に、前記操作者端末から、前記ロボットに対する前記遠隔操作の内容を示す操作要求を受信し、
    前記送信部は、前記操作要求が示す前記遠隔操作の内容を前記ロボットに行わせる操作指示を前記ロボットに送信する、
    請求項1又は2に記載のロボット制御装置。
  4. 前記送信部は、前記作業場内において前記ロボットが巡回する巡回経路を示す巡回指示を前記ロボットに送信し、
    前記受信部は、前記ロボットが前記巡回経路上を巡回して撮像した前記撮像画像を受信する、
    請求項1から3のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  5. 前記送信部は、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方において入力された情報に基づいて、前記巡回経路上の巡回の開始、中断及び終了、並びに前記巡回経路の変更のうち少なくとも1つを示す前記巡回指示を前記ロボットに送信する、
    請求項4に記載のロボット制御装置。
  6. 前記送信部は、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方において入力された情報に基づいて、前記ロボットが撮像をするタイミング及び位置の少なくとも一方を示す撮像指示を前記ロボットに送信する、
    請求項1から5のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  7. 前記受信部は、前記作業場における前記対象物の在庫の量を示す在庫情報を受信し、
    前記特定部は、前記撮像画像及び前記在庫情報に基づいて前記作業を特定する、
    請求項1から6のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  8. 前記特定部が特定した一又は複数の前記作業が完了したか否かを判定する判定部をさらに有し、
    前記送信部は、前記判定部が完了していないと判定した一又は複数の前記作業を示す情報を、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方に送信する、
    請求項1から7のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  9. 前記受信部は、前記管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方から、前記判定部が完了していないと判定した一又は複数の前記作業の中断又は順序変更を示す変更要求を受信し、
    前記送信部は、前記変更要求に基づいて前記作業情報を前記操作者端末に送信する、
    請求項8に記載のロボット制御装置。
  10. 前記受信部は、前記ロボットを管理するための管理者端末及び前記操作者端末の少なくとも一方から、追加作業を示す追加要求を受信し、
    前記送信部は、前記操作者端末に、前記特定部が特定した前記作業と、前記追加要求が示す前記追加作業とを示す前記作業情報を送信する、
    請求項1から9のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  11. 前記送信部は、前記撮像画像上に、前記特定部が特定した前記作業を行う前記位置を重畳して表示するための表示情報を、前記操作者端末に送信する、
    請求項1から10のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  12. 前記操作者端末は、複数の前記ロボットを切り替えて操作可能であり、
    前記特定部は、複数の前記ロボットそれぞれに関連付けて前記作業を特定し、
    前記送信部は、前記特定部が特定した前記作業と、前記作業に関連付けられた前記ロボットとを示す前記作業情報を、前記操作者端末に送信する、
    請求項1から11のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  13. 前記撮像画像に基づいて、前記作業場内の通路上に存在する物体を検出する検出部をさらに有し、
    前記送信部は、前記検出部が検出した前記物体に関する情報を前記操作者端末に送信する、
    請求項1から12のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  14. 前記特定部は、前記ロボットが備える撮像部によって撮像された第1撮像画像と、前記作業場に配置されている撮像部によって撮像された第2撮像画像とに基づいて、前記作業を特定する、
    請求項1から13のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
  15. 操作者が遠隔操作をするロボットと、
    前記ロボットを制御するためのロボット制御装置と、
    を含み、
    前記ロボットは、
    作業場内を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを送信する送信部を有し、
    前記ロボット制御装置は、
    前記ロボットが送信した前記撮像画像及び前記撮像情報を受信する受信部と、
    前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するとともに、前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する特定部と、
    前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業を示す作業情報を送信する送信部と、
    を有する、ロボット制御システム。
  16. 前記ロボット制御装置の前記送信部は、前記作業場内において前記ロボットが巡回する巡回経路を示す巡回指示を前記ロボットに送信し、
    前記ロボットは、前記ロボット制御装置が送信した前記巡回指示が示す前記巡回経路上を前記ロボットが移動することを制御する移動制御部をさらに有する、
    請求項15に記載のロボット制御システム。
  17. 前記ロボットは、前記撮像画像に基づいて、前記作業場内において前記ロボットが巡回する巡回経路を決定し、決定した前記巡回経路上を前記ロボットが移動することを制御する移動制御部をさらに有する、
    請求項15に記載のロボット制御システム。
  18. プロセッサが実行する、
    操作者が遠隔操作をするロボットが作業場内を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを受信するステップと、
    前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するステップと、
    前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定するステップと、
    前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業を示す作業情報を送信するステップと、
    を有する、ロボット制御方法。
  19. 操作者が遠隔操作をするロボットを制御するためのロボット制御システムであって、
    前記ロボットが送信した作業場内を撮像した撮像画像と、前記作業場における前記撮像画像に対応する位置を特定可能な撮像情報とを受信する受信部と、
    前記撮像情報に基づいて前記位置を特定するとともに、前記撮像画像に基づいて、前記位置に配置される、前記ロボットが作業対象とする対象物に対して必要な作業を特定する特定部と、
    前記ロボットを操作するための操作者端末に、前記作業を示す作業情報を送信する送信部と、
    を有する、ロボット制御システム。
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