JP5075010B2 - 監視エリア設定装置 - Google Patents

Description

本発明は、監視エリア設定装置に係り、さらに詳しくは、出射方向を異ならせて検出光を出射し、その反射光に基づいて予め指定された監視エリア内の侵入物を検知するエリア監視センサに対し、上記監視エリアを指定するためのエリア設定情報を生成する監視エリア設定装置の改良に関する。

侵入禁止エリア内に侵入した人などの侵入物を検知して検出信号を出力するセンサとして、エリア監視センサが知られている。エリア監視センサは、例えば、検出光を投光する投光部と、検出光を走査させる走査部と、侵入物によって反射された検出光を受光する受光部からなり、受光部の出力に基づいて侵入物までの距離と、侵入物の方位が検知される。そして、これらの検知結果に基づいて侵入物が所定のエリア内に存在するか否かが判別され、その判別結果に基づいて検出信号が出力される。この検出信号は、例えば、監視エリアの周辺で稼働する工作機械を停止させる制御信号として用いられる。

通常、この様なエリア監視センサに対して、検知対象とする領域を監視エリアとして指示し、或いは、既に設定されている監視エリアを編集するには、エリア設定ツールが用いられる。このエリア設定ツールは、パーソナルコンピュータなどの情報処理端末上で動作するアプリケーションプログラムであり、工作機械などの工場内設備の配置状況に応じて監視エリアを設定することができる。

しかしながら、従来のエリア設定ツールでは、工場内の生産設備などの配置状況に応じて監視エリアを設定しようとすると、センサから周辺設備までの距離や方位を測定し、その測定値を目安にして検知対象とする領域を指定しなければならず、操作性が良くないという問題があった。

さらに、上述した様なエリア監視センサは、センサから見て、検知対象とする領域よりも前方に位置する領域を非検知領域とすることができなかったり、また、非検知領域よりも後方に位置する領域を検知対象とすることはできないという特性を有している。このため、従来のエリア設定ツールでは、監視エリアを設定しようとすると、この様なエリア監視センサの特性を考慮して領域を指定しなければならないという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、侵入物の検知対象とする領域からなる監視エリアを設定する際の操作性を向上させた監視エリア設定装置を提供することを目的とする。特に、周辺設備の配置状況に応じて監視エリアを設定する際の操作性を向上させることができる監視エリア設定装置を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、エリア監視センサの特性を熟知していなくても監視エリアを適切に設定することができる監視エリア設定装置を提供することにある。

第１の本発明による監視エリア設定装置は、出射方向を異ならせて検出光を出射し、その反射光に基づいて予め指定された監視エリア内の侵入物を検知するエリア監視センサに対し、上記監視エリアを指定するためのエリア設定情報を生成する監視エリア設定装置であって、周辺設備の配置図を保持する配置図記憶手段と、上記配置図上の寸法及び実寸法の対応関係を示すスケール情報を取得するスケール情報取得手段と、上記スケール情報に基づいて上記配置図を上記監視エリアと対応するようにサイズ調整し、サイズ調整後の配置図を上記監視エリアの背景画像として表示する配置図表示手段と、上記エリア監視センサを示すシンボルを上記背景画像上に表示するセンサ位置表示手段と、操作入力に基づいて上記監視エリアを決定し、上記エリア設定情報を生成するエリア設定情報生成手段とを備えて構成される。

この監視エリア設定装置では、配置図記憶手段によって保持されている配置図のサイズがスケール情報に基づいて調整され、サイズ調整後の配置図が監視エリアの背景画像として表示される。この様な構成によれば、サイズ調整された配置図を見ながら検知対象とする領域を指定して監視エリアを設定することができるので、周辺設備の配置状況に応じて監視エリアを設定する際の操作性を向上させることができる。

第２の本発明による監視エリア設定装置は、上記構成に加え、操作入力に基づいて、上記配置図上における上記エリア監視センサの位置を指定するセンサ位置指定手段を備え、上記センサ位置表示手段が、上記センサ位置指定手段によって指定された位置に上記シンボルを表示するように構成される。この様な構成によれば、ユーザが指定した位置にエリア監視センサを示すシンボルを表示させて配置図を表示させることができるので、監視エリアを設定する際の利便性を向上させることができる。

第３の本発明による監視エリア設定装置は、上記構成に加え、上記スケール情報取得手段が、上記配置図記憶手段によって上記配置図として保持されている画像情報から上記スケール情報として寸法情報を抽出する寸法情報抽出手段を有するように構成される。

第４の本発明による監視エリア設定装置は、上記構成に加え、上記スケール情報取得手段が、操作入力に基づいて上記配置図上における２点間の距離を上記スケール情報として指定する距離指定手段を有するように構成される。

第５の本発明による監視エリア設定装置は、上記構成に加え、操作入力に基づいて、上記背景画像の尺度を調整する画像尺度調整手段を備えて構成される。

第６の本発明による監視エリア設定装置は、上記構成に加え、操作入力に基づいて、上記シンボルを中心として上記背景画像を回転させる配置図角度調整手段を備えて構成される。

第７の本発明による監視エリア設定装置は、上記構成に加え、操作入力に基づいて、検知対象エリアを指定する検知対象エリア指定手段を備え、上記エリア設定情報生成手段が、上記エリア監視センサ及び上記検知対象エリア間の領域を不整合エリアとして抽出する不整合エリア抽出手段を有し、上記検知対象エリア指定手段によって指定された検知対象エリアが上記エリア監視センサから離れている場合に、上記不整合エリア及び上記検知対象エリアからなる領域として上記監視エリアを決定するように構成される。この様な構成によれば、操作入力によって指定された検知対象エリアがエリア監視センサから離れている場合に、センサと当該検知対象エリアとの間の領域を不整合エリアとして自動的に抽出して監視エリアが決定されるので、エリア監視センサの特性を熟知していなくても監視エリアを適切に設定することができる。

本発明による監視エリア設定装置によれば、サイズ調整された配置図を見ながら検知対象とする領域を指定して監視エリアを設定することができるので、周辺設備の配置状況に応じて監視エリアを設定する際の操作性を向上させることができる。さらに、ユーザが指定した位置にエリア監視センサを示すシンボルを表示させて配置図を表示させることができるので、監視エリアを設定する際の利便性を向上させることができる。従って、侵入物の検知対象とする領域からなる監視エリアを設定する際の操作性を向上させることができる。また、操作入力によって指定された検知対象エリアがエリア監視センサから離れている場合に、センサと当該検知対象エリアとの間の領域を不整合エリアとして自動的に抽出して監視エリアが決定されるので、エリア監視センサの特性を熟知していなくても監視エリアを適切に設定することができる。

実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１による監視エリア設定装置が前提とする検知システムについて、図１を用いて以下に説明する。本実施の形態による監視エリア設定装置は、この検知システムにおけるエリア監視センサに対して、検知対象とする領域を監視エリアとして指示したり、既に設定されている監視エリアを編集するのに用いられる。

＜検知システム＞
図１は、エリア監視センサを含む検知システムの一構成例を示した斜視図であり、エリア監視センサの一例として光走査型のセーフティセンサ１が示されている。この検知システムは、防護柵Ａ２で仕切られた領域内に搬送装置や加工用ロボットＡ１が配置され、ロボットの作業エリアなどの機械設備周辺のエリアをセーフティエリア２として、セーフティエリア２内の侵入物がセーフティセンサ１によって検知される。つまり、セーフティエリア２は、セーフティセンサ１によって監視される監視エリアとなっている。

セーフティセンサ１は、検出光を走査させることによって複雑な形状からなるセーフティエリア２を監視し、機械設備の制御盤を操作するオペレータＡ３などの侵入物の存在を検知して検出信号を出力する動作を行っている。侵入物の検知は、出射方向を異ならせて検出光を出射し、侵入物によって反射された検出光に基づいて行われる。

この検出信号は、例えば、セーフティエリア２の周辺で稼働する加工用ロボットＡ１を停止させる制御信号として用いられる。すなわち、セーフティセンサ１は、ＯＳＳＤ（Output Signal Switching Device）出力を有しており、セーフティエリア２内に侵入物が存在していない状態（ＯＳＳＤオン状態）では動作許可信号を出力し、セーフティエリア２内に侵入物が存在している状態（ＯＳＳＤオフ状態）では動作不許可信号を出力する動作が行われる。

＜エリア設定システム＞
図２は、本発明の実施の形態１による監視エリア設定装置を含むエリア設定システムの構成例を示した図であり、監視エリア設定装置の一例として、セーフティエリア設定用のアプリケーションプログラムがインストールされたＰＣ２２が示されている。このＰＣ（パーソナルコンピュータ）２２は、ディスプレイ２３及び操作部２４を有する情報処理端末であり、セーフティセンサ１に対して、検知対象とする領域をセーフティエリアとして指示し、或いは、既に設定されているセーフティエリアを編集する動作が行われる。セーフティセンサ１とＰＣ２２とは、通信ケーブル２１を介して互いに接続されている。

セーフティセンサ１は、水平な走査面に沿って検出光を走査させることによって、セーフティエリア２内の侵入物を検知する光走査型のセーフティセンサである。セーフティセンサ１は、例えば、検出光を投光する投光部と、検出光を水平方向に一定周期で繰返し走査させる走査部と、侵入物によって反射された検出光を受光する受光部と、検出光の受光結果に基づいて検出信号を出力する検知部によって構成される。

検出光には、例えば、波長が赤外領域内のレーザー光が用いられる。検出光を水平方向に走査させることによって、水平面からなるセーフティエリア２が監視され、侵入物による反射光を受光することによって、セーフティエリア２内の侵入物が検知される。

具体的には、検出光の投光タイミングと、侵入物によって反射された当該検出光の受光タイミングとに基づいてセーフティセンサ１から侵入物までの距離が算出される。また、当該検出光の出射方向を走査部の制御信号に基づいて判別することによって、侵入物の方位が算出される。そして、算出された距離及び方位に基づいて、侵入物がセーフティエリア２内に存在するか否かが判別され、その判別結果に基づいて検出信号が出力される。

このセーフティセンサ１には、投光部、走査部、受光部などを覆うためのカバー１１と、操作パネル１２とが設けられている。操作パネル１２には、セーフティエリアを直接に指定するための操作キー、設定内容を表示するための表示部１３が配置されている。

ＰＣ２２では、この様なセーフティセンサ１に対して、セーフティエリアを指示し、或いは、既に設定されているセーフティエリアを編集する動作が行われる。

＜監視エリア設定装置＞
図３は、図２のエリア設定システムにおけるＰＣ２２の構成例を示したブロック図であり、監視エリア設定装置としての機能構成の一例が示されている。このＰＣ２２は、ディスプレイ２３及び操作部２４の他に、配置図取得部３１、配置図記憶部３２、スケール情報取得部３３、配置図表示部３４、画像尺度調整部３５、配置図角度調整部３６、センサ位置指定部３７、センサ位置表示部３８、検知対象エリア指定部３９、エリア表示部４０、エリア設定情報生成部４１、エリア設定記憶部４２及びエリア設定転送部４３を備えて構成される。

配置図取得部３１は、周辺設備の配置図を外部機器から取得する動作を行っている。周辺設備の配置図とは、例えば、工場などの建物内において、セーフティセンサ１を配置しようとする地点の周辺設備の見取り図のことである。配置図取得部３１では、この様な周辺設備の配置状況を示す画像情報が配置図として取得される。配置図は、例えば、通信ケーブルを介して接続された他の端末装置から取得される。

配置図記憶部３２は、配置図取得部３１が取得した配置図を保持するメモリである。この配置図記憶部３２によって保持される配置図には、ＰＣ２２上で動作する他のアプリケーションプログラムによって配置図として作成された画像情報も含まれるものとする。

スケール情報取得部３３は、寸法情報抽出部３３ａ及び距離指定部３３ｂからなり、配置図上の寸法と、実寸法との対応関係を示すスケール情報を取得する動作を行っている。

寸法情報抽出部３３ａは、配置図記憶部３２によって配置図として保持されている画像情報から上記スケール情報として寸法情報を抽出する動作を行っている。

距離指定部３３ｂは、操作部２４からの入力信号に基づいて、配置図上における２点間の距離を上記スケール情報として指定する動作を行っている。すなわち、配置図上における２点間の距離がユーザによる操作入力に基づいて指定されれば、当該距離をスケール情報として出力する動作が行われる。スケール情報取得の際に配置図上で指定される２点は、デフォルトで指定され、或いは、ユーザによって指定された任意の点が用いられる。この様な２点間の距離をユーザによる入力値から決定して、スケール情報として出力される。

つまり、スケール情報取得部３３では、配置図記憶部３２によって配置図として保持されている画像情報にスケール情報が含まれていれば、寸法情報抽出部３３ａが当該画像情報からスケール情報として抽出した寸法情報が配置図表示部３４へ出力される。例えば、配置図が、ＤＸＦ（Data eXchange Format）などのベクトルグラフィックスによるファイル形式の画像データからなる場合に、当該画像データから寸法情報が抽出される。

一方、配置図記憶部３２によって配置図として保持されている画像情報がスケール情報を含まず、ＢＭＰやＪＰＥＧなどのビットマップグラフィックスによるラスターイメージデータからなる場合には、距離指定部３３ｂによってスケール情報として指定された距離が配置図表示部３４へ出力される。

配置図表示部３４は、ディスプレイ２３を制御し、配置図記憶部３２によって保持されている配置図をセーフティエリアの背景画像として表示する動作を行っている。具体的には、スケール情報取得部３３によって取得されたスケール情報に基づいて配置図のサイズを調整し、サイズ調整後の配置図をセーフティエリアの背景画像としてディスプレイ２３上に表示する動作が行われる。

配置図のサイズ調整は、侵入物の検知対象とする領域をディスプレイ２３上に表示する際に、当該領域のスケールと配置図のスケールとを一致させるために行われる。例えば、補間処理によって画素数を増加させて画像を拡大し、或いは、間引き処理によって画素数を減少させて画像を縮小することによってサイズ調整が行われる。ここでは、配置図をセンサの背景として表示する際の背景画像の濃度を調整する機能が設けられているものとする。

センサ位置指定部３７は、操作部２４からの入力信号に基づいて、配置図上におけるセーフティセンサ１の位置を指定する動作を行っている。これにより、配置図上にセーフティセンサ１を表示する際のセンサに対する周辺設備の相対的位置関係を任意に変更することができる。

センサ位置表示部３８は、ディスプレイ２４を制御し、セーフティセンサ１を示すシンボルを背景画像上に表示する動作を行っている。このセンサ位置表示部３８では、センサ位置指定部３７によって指定された位置に上記シンボルを表示する動作が行われる。ただし、配置図記憶部３２によって配置図として保持されている画像情報にセーフティセンサ１の位置情報が含まれている場合には、当該位置情報を画像情報から抽出してシンボルの表示が行われる。

画像尺度調整部３５は、操作部２４からの入力信号に基づいて、背景画像の尺度を調整する動作を行っている。例えば、配置図の一部分を切り出してディスプレイ２３上に背景画像として表示する際の尺度（スケール）が調整される。

配置図角度調整部３６は、操作部２４からの入力信号に基づいて、セーフティセンサ１を示すシンボルを中心として背景画像を回転させ、セーフティセンサ１に対する配置図の角度を相対的に調整する動作を行っている。また、操作部２４からの入力信号に基づいて、セーフティセンサ１を示すシンボルに関して背景画像を左右又は上下反転させる動作が行われる。

検知対象エリア指定部３９は、操作部２４からの入力信号に基づいて、検知対象の領域として検知対象エリアを指定する動作を行っている。エリア表示部４０は、ディスプレイ２３を制御し、ユーザによって検知対象エリアとして指定された領域をディスプレイ２３上に表示する動作を行っている。検知対象エリアは、セーフティセンサ１を示すシンボルが配置された配置図上に表示される。

エリア設定情報生成部４１は、不整合エリア抽出部４１ａ及び監視エリア決定部４１ｂからなり、操作部２４からの入力信号に基づいてセーフティエリアを決定し、セーフティセンサ１にセーフティエリアを指示するためのエリア設定情報を生成する動作を行っている。

このエリア設定情報は、検知対象エリア指定部３９によって指定された検知対象エリアに基づいて生成される。不整合エリア抽出部４１ａは、セーフティセンサ１及び検知対象エリア間の領域を不整合エリアとして抽出する動作を行っている。すなわち、検知対象エリア指定部３９によって指定された検知対象エリアがセーフティセンサ１から離れている場合に、セーフティセンサ１と検知対象エリアとの間の領域が不整合エリアとして自動的に抽出される。

監視エリア決定部４１ｂでは、不整合エリア及び検知対象エリアからなる領域としてセーフティエリアを決定し、エリア設定情報を生成する動作が行われる。すなわち、セーフティセンサ１から見て、セーフティセンサ１と検知対象エリアとして指定された領域との間に検知対象として指定されていない領域が存在すれば、当該領域が不整合エリアとして抽出され、検知対象エリアに不整合エリアを付加した領域がセーフティエリアとなるようにエリア設定情報を生成する動作が行われる。

一方、検知対象エリア指定部３９によって指定された検知対象エリアがセーフティセンサ１に隣接している場合には、検知対象エリアがそのままセーフティエリアとして決定される。エリア設定情報生成部４１によって生成されたエリア設定情報は、エリア設定記憶部４２に保持される。

エリア設定転送部４３は、エリア設定記憶部４２内のエリア設定情報をセーフティセンサ１に転送する動作を行っている。

＜エリア設定画面＞
図４は、図３のＰＣ２２における動作の一例を示した図であり、ディスプレイ２３上に表示されるエリア設定画面２３ａが示されている。このエリア設定画面２３ａは、セーフティエリアを新たに指定し、或いは、既に設定されているセーフティエリアを編集する際に用いられる入力画面である。

この例では、セーフティセンサ１を示すシンボルＢ１を中心とする直交座標に対して、最大検知エリアＢ２が表示されている。また、横軸に平行なグリッド線Ｂ３が、５００ｍｍ間隔で配置されているとともに、縦軸に平行なグリッド線Ｂ４が、５００ｍｍ間隔で配置されている。

最大検知エリアＢ２とは、セーフティセンサ１が検知可能な距離の上限を境界とする領域のことである。この最大検知エリアＢ２は、シンボルＢ１よりも前方において、Ｂ１を中心とする半円形状となっている。

一方、シンボルＢ１よりも後方では、検出光の出射角度によって検知可能な距離の上限が変化しており、横軸に対する出射角度が大きくなるに従って狭くなっている。ここでは、検知可能な角度範囲Ｂ５が、概ね−４５度以上２２５度以下となっている。この様な最大検知エリアＢ２外の領域は、セーフティセンサ１の不感エリアであり、検知対象に指定することはできない。

一般に、検出光を投光した際の侵入物による反射光を受光して侵入物を検知するセーフティセンサでは、センサから見て、検知対象とする領域よりも前方の領域を非検知領域とすることはできない。つまり、センサから見て、不連続な領域やセンサから離れた領域は、セーフティエリアとして指定できない。

これは、検出光を走査する際のある光軸上において、侵入物が検知対象とする領域内に存在するか否かを判断するための閾値が１つしか持てないことに起因している。すなわち、セーフティセンサ１では、上記閾値をＡｍｍとすると、センサから侵入物までの距離がＡｍｍ以下であれば、検知領域内に侵入物が存在すると判断し、Ａｍｍを越えていれば、検知領域内に侵入物は存在しないと判断するという設定しかできないというセンサの特性に起因している。

この様なセーフティセンサの特性を考慮して複雑な形状の領域をセーフティエリアとして設定するのは容易ではない。しかしながら、本実施の形態による監視エリア設定装置では、ユーザが検知対象とする領域を検知対象エリアとして任意に指定した際に、セーフティセンサ１と検知対象エリアとの間の領域も検知対象として抽出して、セーフティエリアが決定されるので、セーフティセンサの特性を熟知していなくても複雑な形状の領域をセーフティエリアとして容易に設定することができる。

しかも、周辺設備の配置図がセーフティエリアの背景画像として表示されるので、生産設備などの配置状況に応じてセーフティエリアを設定する際の操作性を向上させることができる。

＜配置図背景表示＞
図５は、図３のＰＣ２２における動作の一例を示した図であり、エリア設定画面２３ａ上に周辺設備の配置図を表示させた場合が示されている。この例では、配置図の一部分がエリア設定のための直交座標の背景画像として表示され、セーフティセンサ１付近における周辺設備の配置状況を識別することができる。セーフティセンサ１を示すシンボルＢ１は、直交座標の中心に配置されている。

具体的には、セーフティセンサ１の正面方向をＹ軸方向とし、左右方向をＸ軸方向とする直交座標がシンボルＢ１を中心として表示され、配置図は、これらの座標軸に対応付けて表示されている。例えば、セーフティセンサ１の背後と前方には、Ｘ軸に平行な防護柵Ａ２が配置され、また、セーフティセンサ１の左側には、Ｙ軸に平行な防護柵Ａ２が配置されている。

Ｙ軸に平行な防護柵Ａ２とセーフティセンサ１との間には、加工用ロボットＡ１が配置されている。

この様に配置図がセーフティエリアＣを設定するための座標軸及びシンボルＢ１に対応付けて表示されるので、配置図を見ながら検知対象とする領域を指定してセーフティエリアを設定することができる。また、既に設定されているセーフティエリアを配置図上に表示させることによって、当該セーフティエリアが適切に設定されているか否かを容易に判別することができるので、セーフティエリアを編集する際の利便性を向上させることができる。

＜領域設定＞
図６は、図３のＰＣ２２における動作の一例を示した図であり、センサから離れた位置に存在する矩形形状の領域５１を検知対象エリアとして指定した場合が示されている。検知対象とする領域は、センサの特性に関わらず、任意に指定することができる。従って、センサから離れた位置に存在する領域５１であっても、検知対象として指定することができる。図中の（ａ）には、ユーザによって検知対象エリアとして指定された領域５１が示されている。

検知対象とする領域には、矩形形状の他に、多角形、センサを中心とする円形又は扇形なども指定することができる。また、画面上のマウスポインタを移動させながら描画した曲線を境界とする閉領域を指定することもできる。ただし、センサから見て、不連続な部分を有する領域は、検知対象エリアとして指定できない。

ＰＣ２２では、エリア設定画面２３ａ上で領域５１が指定され、例えば、ユーザによって決定キーが操作されると、当該領域５１を検知すべき領域として確定し、検知対象エリアが決定される。

このとき、領域５１を検知対象とするために最小限付加しなければならない領域が不整合エリア５２として自動的に抽出される。すなわち、セーフティセンサ１から見て、セーフティセンサ１とユーザにより検知対象エリアとして指定された領域５１との間における検知対象として指定されていない領域が不整合エリア５２として自動的に抽出される。

この不整合エリア５２は、ユーザが指定した検知対象エリアに対して識別可能に表示される。例えば、不整合エリア５２は、検知対象エリアとは色を異ならせて表示される。或いは、不整合エリア５２は、検知対象エリアとは異なる網掛けによって表示される。

また、不整合エリア５２を自動抽出した際には、不整合エリア５２をセーフティエリアに付加しても良いか否かを照会するための確認ダイアログ５３が表示される。図中の（ｂ）には、自動抽出された不整合エリア５２や確認ダイアログ５３が表示されている。

この確認ダイアログ５３の表示後、ユーザによってセーフティエリアの変更が許可されると、検知対象エリア及び不整合エリア５２からなる領域をセーフティエリア５４としてエリア設定情報が生成される。図中の（ｃ）には、不整合エリア５２が付加されたセーフティエリア５４が示されている。

セーフティエリアの変更が許可されなかった場合には、検知対象エリアの入力モードに復帰する。

本実施の形態によれば、サイズ調整された配置図を見ながら検知対象とする領域を指定してセーフティエリアを設定することができるので、周辺設備の配置状況に応じてセーフティエリアを設定する際の操作性を向上させることができる。また、ユーザが指定した位置にセーフティセンサを示すシンボルＢ１を表示させて配置図を表示させることができるので、セーフティエリアを設定する際の利便性を向上させることができる。

さらに、検知対象として指定された検知対象エリアがセーフティセンサから離れている場合に、センサと当該検知対象エリアとの間の領域を不整合エリアとして自動的に抽出してセーフティエリアが決定されるので、セーフティセンサの特性を熟知していなくてもセーフティエリアを適切に設定することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、外部機器から取得した配置図のサイズをスケール情報に基づいて調整し、サイズ調整後の配置図をセーフティエリアの背景画像として表示させる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、侵入物の検知状況をモニターしてセーフティエリアを設定する際に、測定誤差ゾーンを表示する場合について説明する。

＜測定誤差＞
図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態２による監視エリア設定装置における動作の一例を示した図であり、セーフティセンサ１から取得した検出データＤ２，Ｄ３とセーフティエリアＤ１とが示されている。セーフティセンサ１は、検出光を走査させるごとに検知された侵入物までの距離及び方位を検出データＤ２として出力する機能を有している。ＰＣ２２では、この検出データＤ２をセーフティセンサ１から取得してセーフティエリア設定のための座標上に表示することによって、壁や防護柵などの障害物までの距離及び方位をユーザに識別させることができる。

図７（ａ）には、ある時刻において得られた検出データＤ２に基づいて定められたセーフティエリアＤ１が示されている。セーフティセンサ１を壁や防護柵で囲まれた領域内に配置する場合、壁や防護柵などの障害物までの距離及び方位として検知された検出データＤ２に基づいて、検知対象とする領域を障害物のごく近くまで広げてセーフティエリアを設定することが考えられる。

しかしながら、セーフティセンサ１が検知した侵入物までの距離及び方位には、測定誤差が含まれている。このため、ある時刻において得られた検出データＤ２に基づいて、壁や防護柵などの障害物が侵入物として検知されないようにセーフティエリアＤ１を設定したとしても、測定誤差によって障害物がセーフティエリアＤ１内の侵入物として検知されてしまうということが生じる。

図７（ｂ）には、検出データＤ３の一部分ＥがセーフティエリアＤ１内となっている様子が示されている。測定誤差によって障害物がセーフティエリアＤ１内の侵入物として検知されると、ＯＳＳＤ出力が誤オフし、生産ラインを停止させてしまうこととなる。

＜測定誤差ゾーンの表示＞
そこで、本実施の形態では、セーフティエリアを設定する際に、セーフティセンサ１から取得した検出データについて、侵入物までの距離の測定誤差と、光軸のぶれによる検出方位の測定誤差とを考慮し、誤差が見込まれる領域を測定誤差ゾーンとして表示する動作が行われる。

具体的には、（１）まず、セーフティセンサ１から検出データを取得する。（２）次に、検出方位ごとの距離の検出値を複数回の走査について時間平均することによって、平均距離を算出する。例えば、５００ｍｓ〜１ｓ程度の時間について検出データが平均される。

（３）次に、各検出方位について、平均距離に一定値を加算して上限距離を求める。また、平均距離から一定値を減算して下限距離を求める。上記一定値としては、例えば、距離の測定誤差として想定される値の最大値（具体的には、１００ｍｍ程度）が用いられる。

（４）次に、注目方位の前後、例えば、−１．５度以上（＋１．５）度以下の範囲内で、上限距離の最大値を抽出することによって、当該注目方位の外郭距離を算出する。また、下限距離の最小値を抽出することによって、当該注目方位の内郭距離を算出する。

（５）そして、セーフティセンサ１から外郭距離にある点を連ねて形成される境界線を外郭とし、内郭距離にある点を連ねて形成される境界線を内郭として、外郭と内郭とで挟まれた領域を測定誤差ゾーンとして表示する。

図８は、本発明の実施の形態２による監視エリア設定装置における動作の一例を示した図であり、セーフティエリアを設定する際の座標上に表示された測定誤差ゾーンが示されている。外郭Ｄ１１は、セーフティセンサ１から外郭距離にある点を連ねて形成される境界線である。一方、内郭Ｄ１２は、セーフティセンサ１から内郭距離にある点を連ねて形成される境界線である。

測定誤差ゾーンは、距離の測定誤差と光軸のぶれによる検出方位の測定誤差とを考慮した際に、誤差が見込まれる領域であり、外郭Ｄ１１及び内郭Ｄ１２で挟まれた領域からなる。

ここでは、測定誤差ゾーンが、セーフティセンサ１から平均距離にある点を連ねて形成される境界線Ｄ１０に対して、識別可能に表示されるものとする。例えば、測定誤差ゾーンは、境界線Ｄ１０とは色を異ならせて表示される。或いは、測定誤差ゾーンは、網掛け表示される。

なお、実施の形態１及び２では、書換え可能なアプリケーションプログラムの１つとしてセーフティエリア設定用のプログラムがインストールされたＰＣ２２が監視エリア設定装置として用いられる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、セーフティセンサに対してセーフティエリアを設定するためのエリア設定専用の端末装置にも本発明は適用することができる。

エリア監視センサを含む検知システムの一構成例を示した斜視図であり、エリア監視センサの一例として光走査型のセーフティセンサ１が示されている。 本発明の実施の形態１による監視エリア設定装置を含むエリア設定システムの構成例を示した図である。 図２のエリア設定システムにおけるＰＣ２２の構成例を示したブロック図であり、監視エリア設定装置としての機能構成の一例が示されている。 図３のＰＣ２２における動作の一例を示した図であり、ディスプレイ２３上に表示されるエリア設定画面２３ａが示されている。 図３のＰＣ２２における動作の一例を示した図であり、エリア設定画面２３ａ上に周辺設備の配置図を表示させた場合の例が示されている。 図３のＰＣ２２における動作の一例を示した図であり、センサから離れた位置に存在する矩形形状の領域５１を検知対象エリアとして指定した場合が示されている。 本発明の実施の形態２による監視エリア設定装置における動作の一例を示した図であり、セーフティセンサ１から取得した検出データＤ２，Ｄ３が示されている。 本発明の実施の形態２による監視エリア設定装置における動作の一例を示した図であり、エリア設定のための座標上に表示された測定誤差ゾーンが示されている。

符号の説明

１ セーフティセンサ
２ セーフティエリア
１１ カバー
１２ 操作パネル
１３ 表示部
２１ 通信ケーブル
２２ ＰＣ
２３ ディスプレイ
２４ 操作部
３１ 配置図取得部
３２ 配置図記憶部
３３ スケール情報取得部
３３ａ 寸法情報抽出部
３３ｂ 距離指定部
３４ 配置図表示部
３５ 画像尺度調整部
３６ 配置図角度調整部
３７ センサ位置指定部
３８ センサ位置表示部
３９ 検知対象エリア指定部
４０ エリア表示部
４１ エリア設定情報生成部
４１ａ 不整合エリア抽出部
４１ｂ 監視エリア決定部
４２ エリア設定記憶部
４３ エリア設定転送部
Ａ１ 加工用ロボット
Ａ２ 防護柵
Ｂ１ シンボル
Ｂ２ 最大検知エリア

Claims (7)

1. 出射方向を異ならせて検出光を出射し、その反射光に基づいて予め指定された監視エリア内の侵入物を検知するエリア監視センサに対し、上記監視エリアを指定するためのエリア設定情報を生成する監視エリア設定装置において、
   周辺設備の配置図を保持する配置図記憶手段と、
   上記配置図上の寸法及び実寸法の対応関係を示すスケール情報を取得するスケール情報取得手段と、
   上記スケール情報に基づいて上記配置図を上記監視エリアと対応するようにサイズ調整し、サイズ調整後の配置図を上記監視エリアの背景画像として表示する配置図表示手段と、
   上記エリア監視センサを示すシンボルを上記背景画像上に表示するセンサ位置表示手段と、
   操作入力に基づいて上記監視エリアを決定し、上記エリア設定情報を生成するエリア設定情報生成手段とを備えたことを特徴とする監視エリア設定装置。
2. 操作入力に基づいて、上記配置図上における上記エリア監視センサの位置を指定するセンサ位置指定手段を備え、
   上記センサ位置表示手段が、上記センサ位置指定手段によって指定された位置に上記シンボルを表示することを特徴とする請求項１に記載の監視エリア設定装置。
3. 上記スケール情報取得手段が、上記配置図記憶手段によって上記配置図として保持されている画像情報から上記スケール情報として寸法情報を抽出する寸法情報抽出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の監視エリア設定装置。
4. 上記スケール情報取得手段が、操作入力に基づいて上記配置図上における２点間の距離を上記スケール情報として指定する距離指定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の監視エリア設定装置。
5. 操作入力に基づいて、上記背景画像の尺度を調整する画像尺度調整手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の監視エリア設定装置。
6. 操作入力に基づいて、上記シンボルを中心として上記背景画像を回転させる配置図角度調整手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の監視エリア設定装置。
7. 操作入力に基づいて、検知対象エリアを指定する検知対象エリア指定手段を備え、
   上記エリア設定情報生成手段は、上記エリア監視センサ及び上記検知対象エリア間の領域を不整合エリアとして抽出する不整合エリア抽出手段を有し、上記検知対象エリア指定手段によって指定された検知対象エリアが上記エリア監視センサから離れている場合に、上記不整合エリア及び上記検知対象エリアからなる領域として上記監視エリアを決定することを特徴とする請求項１に記載の監視エリア設定装置。

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