JP7226101B2 - 安全監視システム、安全監視制御装置、および安全監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット等の機器と、作業者等である人とが共存する環境下において、人の動きを把握して機器を制御する安全監視システム等に関する。

従来、工場等の生産現場において、ロボットと作業者とが不用意に接触するのを回避するための各種の試みが知られている。例えば、下記の特許文献１には、ロボットの可動領域よりも広い所定の警戒領域内に、作業者の侵入が検知された場合、ロボットの動作を減速または停止させるロボット装置の制御方法が開示されている。

特開２０１０－２０８００２号公報（２０１０年９月２４日公開）

しかしながら、上記特許文献１の技術は、１台のセンサによって、監視対象のロボットの周辺領域でロボットおよび作業者の動作を、常時監視するものである。このようなロボットの周辺領域を監視するセンサでは、ロボット周囲を含めた工場の現場全体での人の動きを把握することはできない。そのため、例えば、作業者がロボット周辺領域の外からロボットに向かって走ってきた場合など、作業者の移動速度を把握することができないため、ロボットと作業者とが接触するおそれのある危険領域を、予め広く設定しておく必要がある。その結果、ロボットと作業者とが接触する可能性が無い場合であっても、ロボットの動作を減速または停止させるため、生産効率が低下するという問題がある。

本発明の一態様は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、ロボット等の機器と人とが共存する生産現場で、人の動きをより確実に把握し、人の安全を確保しつつ、機器の動作の制限を抑制することができる安全監視システム等を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る安全監視システムは、ロボットの周囲に設定される危険領域を一部に含む、第２領域を監視する第２センサと、前記第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサと、前記第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、前記第２センサの取得した画像を認識し、前記危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、モード判定部と、を備えている。前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断し、前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なる。

前記の構成によれば、ロボットと人とが接触する危険性の程度に応じて、前記第２処理部が異なる動作をすることによって、従来より柔軟で多様な安全監視システムを構築することができる。

本発明の一態様に係る安全監視システムでは、前記第２処理部において、人の前記危険領域への侵入の検知のための画像認識が、前記第２モードでは実行され、前記第１モードでは停止されてもよい。

前記の構成によれば、ロボットと人とが接触する危険性が高い第２モードでは、前記第２処理部は、人の前記危険領域への侵入を検知するために画像認識を実行する。一方、危険性が低い第１モードでは、人がロボットに接近していない第２センサの画像認識を停止することによって画像処理のリソース負荷を低減することができる。

本発明の一態様に係る安全監視システムでは、前記第２センサは、前記第１モードで停止してもよい。

前記の構成によれば、ロボットと人とが接触する危険性が高い第２モードでは、前記第２処理部は、人の前記危険領域への侵入を検知するために画像認識を実行する。一方、危険性が低い第１モードでは、人がロボットに接近していない第２センサを停止することによって、消費電力を削減することができる。

本発明の一態様に係る安全監視システムでは、前記第１モードで、前記第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの作業対象であるワークを検出する、ワーク検出部を更に備えてもよい。

前記の構成によれば、ロボットと人とが接触する危険性が高い第２モードでは、前記第２処理部は、人の前記危険領域への侵入を検知するために画像認識を実行する。一方、危険性が低い第１モードでは、前記第２処理部は、画像認識の実行を停止して、前記ロボットの作業のために、前記ロボットの作業対象であるワークの位置や形状を検知して、ロボット制御部に送る。このように、安全監視とワーク検出という２つの機能を、前記第２センサに持たせることにより、設備を簡略化することができる。また、画像処理のリソースが限られている場合、安全監視とワーク検出という、２つの異なる画像処理を入れ替えながら処理することができるため、リソース負荷を低減することができる。

本発明の一態様に係る安全監視システムでは、前記ロボットを制御するロボット制御部を更に備え、前記ロボット制御部は、前記第２モードよりも前記第１モードにおいて前記ロボットを高速に動作させてもよい。

前記の構成によれば、ロボットと人とが接触する危険性が高い第２モードでは、人の安全を確保するために、ロボットの動作を減速させる。一方、危険性が低い第１モードでは、ロボットを通常より速く動作させることによって、生産効率を向上させることができる。

本発明の一態様に係る安全監視システムでは、前記第１処理部が検知する人の前記第２領域への接近の速度に応じて、前記危険領域の範囲を変更する危険領域設定部を更に備えてもよい。

前記の構成によれば、動的にロボット周辺の危険領域を設定することができるため、予め必要以上に危険領域を広く設定する必要が無く、ロボットの動作の無用な制限を抑制することができる。

本発明の一態様に係る安全監視システムでは、前記第１処理部は、更に、前記第２領域へ接近する人を識別して検知するものであり、前記第１処理部が識別して検知する、前記第２領域へ接近する人に応じて、前記危険領域の範囲を変更する危険領域設定部を更に備えてもよい。

前記の構成によれば、作業者の熟練度などに基づいて、ロボット周辺の危険領域を設定したり、停止、減速、警告等のロボットの制御方法を選定することができる。このため、必要以上に危険領域を広く設定する必要が無く、ロボットの動作の無用な制限を抑制することができる。

本発明の一態様に係る安全監視システムでは、前記第１センサは、ミリ波レーダであってもよい。ミリ波レーダを使用することにより、照明や埃の多い生産工場内でも、広範囲に、複数のロボットや作業者等の位置、移動速度等を検出することができる。

また、上記課題を解決するために、本開示の一態様における安全監視制御装置は、ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記第２領域の一部である、前記ロボットの周囲に設定された危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、モード判定部とを備え、前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していない時を第１モード、検知している時を第２モードと判断し、前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なる。

前記の構成によれば、ロボットと人とが接触する危険性の程度に応じて、前記第２処理部が異なる動作をすることによって、従来より柔軟で多様な安全監視をすることができる。

また、上記課題を解決するために、本開示の一態様における安全監視方法は、ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理ステップと、前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの周囲に設定される危険領域への人の侵入を検知する第２処理ステップと、前記第１処理ステップが、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断するモード判定ステップとを含み、前記第２処理ステップは、前記第１モードでは停止され、前記第２モードでは実行される。

本発明の一態様によれば、ロボット等の機器と人とが共存する生産現場で、人の動きをより確実に把握し、人の安全を確保しつつ、機器の動作の制限を抑制することができる。

本発明の実施形態１に係る安全監視システムの要部構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る安全監視システムの全体概要の一例を説明する図である。 上記安全監視制御システムが実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。なお、以下では、本発明を生産現場に応用した例に基づいて説明を進める。しかし、特許請求の範囲に記載の本発明の構成は、生産現場の他にも、人とロボット等の機器とが共存する種々の産業分野に応用可能であることを理解されたい。

§1適用例
＜安全監視システムの全体概要＞
図２を参照して、まず、本発明が適用される構成の一例を説明する。図２は、本実施形態に係る安全監視システム１の全体概要の一例を説明する図である。図２の（ａ）は、工場等の生産現場の安全監視システム１の一例を説明する図である。図２の（ｂ）は、第２センサ３０による安全監視の一例を説明する図である。

工場等の生産現場において、センサによるロボット５の周辺領域の監視によって、ロボット５と作業者６とが接触する可能性が検出された場合、ロボット５を停止等させる制御が、広く行われている。既設のこのような環境下においては、例えば、ミリ波レーダのように、生産現場全体を広く監視し、監視対象物の距離、移動方向、移動速度等を計測することができるセンサを増設することにより、危険性の程度に応じた、柔軟で多様な安全監視システムを構築することができる。なお、作業者６とは、作業者に限定されるものではなく、生産現場に存在するすべての人間を意味する。

図２の（ａ）に例示するように、本発明が適用される安全監視システム１は、前述したような、ロボット５と作業者６（人）とが共存する工場等の生産現場において、ロボット５と作業者６との不用意な接触を回避するために、作業者６の動きをより確実に把握して、ロボット５の動作の制限を抑制することができる。

（第１センサ）
安全監視システム１は、安全監視制御装置２、第１センサ２０、および第２センサ３０とを含んで構成される。安全監視制御装置２は、安全監視システム１を機能させるために様々な制御等を行う装置である。

第１センサ２０は視野角が広く、比較的低精度のセンサであってもよく、第２センサ３０は視野角が狭いが、高精度に検出できるセンサである。第１センサ２０と第２センサ３０は、特に、監視範囲等が異なる。このように種類の異なる第１センサ２０と第２センサ３０とを組合せることにより、第１センサ２０および第２センサ３０を、フュージョンセンサ（Fusion Sensor）として機能させることができる。

第１センサ２０は、警戒領域（第２領域）を一部に含む、作業領域全体（第１領域）を監視し、作業領域全体に作業者６が存在するか否か、また、作業者６が存在する場合、作業者６が警戒領域に接近するか否かを監視する。ここで、作業領域とは、ロボット等の機器と人とが共存する生産現場において、実際に生産等の作業が行われている領域のことである。また、作業領域全体とは、作業領域のうち、第１センサ２０が監視する監視範囲全体の領域のことである。警戒領域とは、ロボット５の周辺領域のことであり、危険領域を一部に含んで設定される。危険領域とは、作業者６が侵入するとロボット５と作業者６とが接触するおそれのある領域のことである。

作業者６の警戒領域への接近を検知すると、モード判定部３００（図１に示す）は、第２処理部２００を、「安全監視モード」（第２モード）に切り替えるとともに、ロボット制御部４は、ロボット５に対して減速させる等の制御を行う。第２処理部２００は、「安全監視モード」と「通常モード」（第１モード）との２つのモードを有しており、ロボット５と作業者６とが接触する危険性の程度に応じて、切り換えることができる。安全監視モードとは、第１処理部１００が作業者６の警戒領域への接近を検知しているとき、つまりロボット５と作業者６とが接触する危険性が高いときのモードである。一方、通常モードとは、第１処理部１００が作業者６の警戒領域への接近を検知していないとき、つまりロボット５と作業者６とが接触する危険性が低いときのモードである。

第１センサ２０は、広範囲を監視することができ、複数のロボット５や作業者６等の位置、移動速度等を検出することができるセンサが使用される。例えば、公知のライダー（LiDAR、Light Detection and Ranging）、レーダ（RADAR、Radio Detection and Ranging）または、ミリ波レーダ（Millimeter-wave radar）、ビジョンセンサ（Vision sensor）などを用いて実現することができる。特に、ミリ波レーダを使用することにより、照明や埃の多い生産工場内でも、広範囲に、作業者６等の位置、移動方向、移動速度等を検出することができる。ミリ波レーダは監視範囲内の物体形状と物体までの距離を検出することができ、それを画像として出力できる。

（第２センサ）
次に、図２の（ｂ）に基づいて、第２センサ３０による監視の一例について説明する。第２センサ３０は、警戒領域（第２領域）を監視し、作業者６が警戒領域に接近する場合、作業者６とロボット５との接近度合を精確に監視する。第２センサ３０は、特に、作業者６が、ロボット５の周囲に設定される危険領域に侵入したか否かを監視する。

ここで、危険領域および警戒領域について詳細に説明する。ロボット５は、例えば、多関節マニピュレータを備えるロボットであって、アーム等の１個または複数の可動部分を有している。危険領域とは、前述したように、作業者６が侵入するとロボット５の可動部分と作業者６とが接触するおそれのある領域のことである。警戒領域は、作業者６が侵入してもロボット５の可動部分と接触しない安全領域と、ロボット５の可動部分と接触するおそれのある危険領域とを含む。

危険領域は、工場の管理者等によって予め設定されてもよいし、図１に基づいて後述するように、安全監視制御装置２の危険領域設定部４００（図１に示す）によって、動的に設定されてもよい。

作業者６が危険領域に侵入したことを検知すると、ロボット制御部４は、ロボット５に対して、アーム等の移動を停止させる等の制御を行う。

第２センサ３０は、視野角が狭く高精度に検出できるセンサが使用される。例えば、公知のビジョンセンサ（Vision sensor）、ＴＯＦセンサ（Time Of Flight sensor）、深度センサなどを用いて実現することができる。

第１センサ２０および第２センサ３０は、無線または有線により、検出した画像データを安全監視制御装置２へ送信する。安全監視制御装置２は、両センサからの画像データを認識し、作業者６の動きを把握する。安全監視制御装置２は、これらの情報に基づいて、第２処理部２００のモード、およびロボット５の動作を制御する。

これにより、作業者６の動きをより確実に把握し、作業者６の安全を確保しつつ、ロボット５の動作の制限を抑制することができる。

§２構成例
図１は、本発明の実施形態１に係る安全監視システム１の要部構成の一例を示すブロック図である。図１に基づいて、安全監視システム１の要部構成の一例を説明する。

安全監視システム１は、安全監視制御装置２、第１センサ２０、および第２センサ３０とを含んで構成される。安全監視制御装置２は、安全監視システム１を機能させるために様々な制御等を行う装置である。

安全監視制御装置２は、安全監視制御装置２の各部を統括して制御する制御部１０と、安全監視制御装置２が使用する各種データを記憶する記憶部１１と、入力操作を受け付ける入力部１２と、他の装置と通信するための通信部１３とを備えている。記憶部１１は、安全監視制御装置２内の記憶部であってもよいし、安全監視制御装置２外のサーバやストレージ等であってもよい。

制御部１０には、第１センサ２０からの画像データに基づいて、ロボット５および第２処理部２００のモードを制御する第１処理部１００、第２センサ３０からの画像データに基づいて、ロボット５を制御する第２処理部２００、第２処理部２００のモードを判定するモード判定部３００、および危険領域を動的に設定する危険領域設定部４００とが含まれる。

記憶部１１には、作業者６全員の熟練度が保存されている作業者熟練度記憶部１１０、現在作業領域に存在する作業者６のリストが格納されている。

（第１処理部）
第１処理部１００には、第１センサ２０が検出した画像データを取得して、接近判定部１０２へ送る第１画像取得部１０１、第１画像取得部１０１から送られた画像データから作業者６を抽出して、作業者６の動きを判定する接近判定部１０２が含まれる。

まず、第１センサ２０は、作業領域全体を監視し、作業領域全体の画像データを第１画像取得部１０１へ無線または有線により送信する。第１画像取得部１０１は、取得した画像データを、接近判定部１０２へ送る。接近判定部１０２は、送られた画像データから、画像認識により作業者６の抽出を試みる。画像認識の結果、作業者６が抽出された場合、作業領域に作業者６が存在すると判定する。抽出されなかった場合、作業領域に作業者６は存在しないと判定する。

作業者６が存在すると判定した場合、接近判定部１０２は、さらに、当該抽出された作業者６が、警戒領域に接近するか否かを判定する。第１センサ２０は、前述したように、監視対象物の移動方向や移動速度を検出することができるため、接近判定部１０２は、作業者６が警戒領域に接近するか否かを判定することができる。

作業者６が警戒領域に接近しないと判定した場合、作業者６とロボット５とが接触するおそれが無い為、接近判定部１０２は、通常の画像認識処理を続ける。

作業者６が警戒領域に接近すると判定した場合、作業者６とロボット５とが接触するおそれがある為、接近判定部１０２は、通信部１３を介して、ロボット制御部４にロボット５の動作を減速させる等の制御をするよう、無線または有線により送信する。

また、接近判定部１０２は、作業者６が警戒領域に接近していることを、モード判定部３００に通知する。通知を受けたモード判定部３００は、モード制御部２０２に対して第２処理部２００のモードを第１モードから第２モードへ切り替えるよう指示を送る。指示を受けたモード制御部２０２は、第２処理部２００のモードを、第２モードへ切り替える。

これにより、ロボット５と作業者６とが接触する危険性の程度に応じて、第２処理部２００は異なる動作をすることができる。

なお、ここでは、接近判定部１０２は安全監視制御装置２に含まれ、第１センサ２０とは別の構成としたが、接近判定部１０２を、第１センサ２０に含まれる構成としてもよい。

（第２処理部）
第２処理部２００には、第２センサ３０が検出した画像データを取得して、危険領域内侵入判定部２０３へ送る第２画像取得部２０１、第２画像取得部２０１から送られた画像データから作業者６を抽出して、作業者６の動きを判定する危険領域内侵入判定部２０３、第２処理部２００のモードを制御するモード制御部２０２が含まれる。

まず、第２センサ３０は、警戒領域を監視し、警戒領域の画像データを第２画像取得部２０１へ無線または有線により送信する。第２画像取得部２０１は、取得した画像データを、危険領域内侵入判定部２０３へ送る。危険領域内侵入判定部２０３は、送られた画像データから画像認識により作業者６を抽出し、当該抽出された作業者６が、危険領域内に侵入しているか否かを判定する。第２センサ３０は、前述したように、監視対象物を高精度に検出できるので、作業者６とロボット５の接近度合を精確に検出することができる。

危険領域内侵入判定部２０３が、作業者６が危険領域内に侵入していないと判定した場合、作業者６が警戒領域から離れるまで、ロボット制御部４はロボット５の動作を減速させる等の制御を続ける。

危険領域内侵入判定部２０３が、作業者６が危険領域内に侵入していると判定した場合、危険領域内侵入判定部２０３は、通信部１３を介して、無線または有線により、ロボット制御部４にロボット５の動作を停止させる等の制御をするよう送信する。

このように、高精度の第２センサ３０で警戒領域を監視することによって、第２処理部２００は、作業者６の安全を確保することができる。

なお、ここでは、危険領域内侵入判定部２０３は安全監視制御装置２に含まれ、第２センサ３０とは別の構成としたが、危険領域内侵入判定部２０３を、第２センサ３０に含まれる構成としてもよい。

（モード切り替え）
ここで、第２処理部２００のモード切り替えについて説明する。モード判定部３００は、第１処理部１００が作業者６の警戒領域への接近を検知していないとき、つまりロボット５と作業者６とが接触する危険性が低いときは、第２処理部２００のモードを第１モード（通常モード）と判断する。一方、第１処理部１００が作業者６の警戒領域への接近を検知しているとき、つまりロボット５と作業者６とが接触する危険性が高いときは、第２処理部２００のモードを第２モード（安全監視モード）と判断する。モード判定部３００は、判断の結果をモード制御部２０２に送る。モード制御部２０２は、モード判定部３００から送信されたモードに、第２処理部２００のモードを切り替える。

第１モードと判断されたとき、第２処理部２００は、第２モードと異なる処理をすることができる。第２モードでは、ロボット５と作業者６とが接触する危険性が高いため、第２処理部２００は、作業者６の危険領域への侵入を検知するために画像認識を実行する必要がある。しかし、ロボット５と作業者６とが接触する危険性が低い第１モードでは、第２処理部２００は、第２モードと異なる処理をすることができる。

第１モードでは、第２処理部２００は、危険領域への侵入を検知するための画像認識を停止することができる。これにより、画像処理のリソースが限られているときは、作業者６が接近している第２センサ３０にのみリソースを割り当てることができる。

また、第１モードでは、第２処理部２００は、第２センサ３０への電源供給をストップして、動作を停止することができる。これにより、作業者６が接近していない第２センサ３０を停止して、消費電力を削減することができる。

また、第１モードでは、第２処理部２００は画像認識を停止し、ロボット５の作業対象であるワークの位置や形状を検知して、通信部１３を介して、ワーク検出部３に送信し、ワーク検出部３は、受信したワークの情報をロボット制御部４に送ることができる。これにより、安全監視とワーク検出という２つの機能を、第２センサ３０に持たせることにより、設備を簡略化することができる。また、画像処理のリソースが限られている場合、安全監視とワーク検出という、２つの異なる画像処理を入れ替えながら処理することができるため、リソース負荷を低減することができる。

さらに、第２処理部２００は、第２モードよりも第１モードにおいて、ロボット５を高速に動作させるよう、ロボット制御部４に指示を送ることができる。これにより、ロボット５と作業者６とが接触する危険性が低い第１モードでは、ロボットを通常より速く動作させることによって、生産効率を向上させることができる。

このように、ロボット５と作業者６とが接触する危険性の程度に応じて、第２処理部２００が異なる動作をすることによって、従来より柔軟で多様な安全監視システムを構築することができる。

§３処理の流れ
図３に基づいて、安全監視システム１における処理の流れを説明する。図３は、安全監視システム１における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

Ｓ１において、第１センサ２０は作業領域全体を監視し、作業領域全体の画像データを第１画像取得部１０１に送信する。第１画像取得部１０１は画像データを接近判定部１０２へ送り、Ｓ２の処理へ進む。

Ｓ２において、接近判定部１０２は、第１センサ２０が取得した画像データから画像認識によって、作業者６の存在の有無を判定する。作業者６が存在すると判定した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、Ｓ３の処理に進む。一方、存在しないと判定した場合（Ｓ２でＮＯ）、Ｓ１０の処理に進む。

Ｓ３において、接近判定部１０２は、さらに、当該抽出された作業者６の移動方向や移動速度を検出して、警戒領域に接近するか否かを判定する。作業者６が警戒領域に接近すると判定した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、Ｓ４の処理に進む。一方、接近しないと判定した場合（Ｓ３でＮＯ）、Ｓ１０の処理に進む。

Ｓ４において、モード制御部２０２は、第２処理部２００のモードを第１モードから第２モードへ切り替える。また、ロボット制御部４はロボット５の動作を減速させ、Ｓ５の処理へ進む。

Ｓ５において、第２センサ３０は、警戒領域を監視し、警戒領域の画像データを第２画像取得部２０１へ送信する。第２画像取得部２０１は、画像データを危険領域内侵入判定部２０３へ送り、Ｓ６の処理へ進む。

Ｓ６において、危険領域内侵入判定部２０３は、画像認識によって作業者６が危険領域内に侵入しているか否かを判定する。作業者６が侵入していると判定した場合（Ｓ６でＹＥＳ）、Ｓ７の処理に進む。一方、侵入していないと判定した場合（Ｓ６でＮＯ）、Ｓ５の処理に戻り、Ｓ５およびＳ６の処理を繰り返す。

Ｓ７において、ロボット制御部４はロボット５の動作を停止等の制御をする。

Ｓ８において、危険領域内侵入判定部２０３および接近判定部１０２は、作業者６が危険領域から出て警戒領域から離れたか否かを判定する。作業者６が警戒領域から離れたと判定した場合（Ｓ８でＹＥＳ）、Ｓ９の処理に進む。一方、離れていないと判定した場合（Ｓ８でＮＯ）、Ｓ７の処理に戻り、Ｓ７およびＳ８の処理を繰り返す。

Ｓ９において、モード制御部２０２は、第２処理部２００のモードを第２モードから第１モードへ切り替える。

安全監視システム１は、Ｓ１からＳ９までの処理を、工場における生産が終了するまで繰り返し実行する。

これにより、作業者６の動きをより確実に把握し、作業者６の安全を確保しつつ、ロボット５の動作の制限を抑制することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明したものと同じ機能を有するものについては、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。実施形態３以降も同様である。

前述した例では、ロボット５と作業者６とが接触するおそれのある危険領域を、ロボット５の可動領域に基づいて、予め設定する例について説明したが、危険領域設定部４００により、危険な範囲を判定して危険領域を設定する構成にしてもよい。

従来は、作業者６が走ってロボット５に接近する場合に備えて、予め危険領域を広く設定する必要があった。しかし、作業領域全体を監視し、監視対象物の位置、移動方向、移動速度等を検出できるセンサを、第１センサ２０として採用することにより、作業者６のロボット５への接近の速度に応じて、危険領域を動的に設定することができる。

接近判定部１０２は、第１センサ２０の画像データから、作業者６の接近する速度を検出して、危険領域設定部４００に送る。危険領域設定部４００は、作業者６の接近の速度が速い場合、危険領域を広く設定するが、作業者６の接近の速度が遅い場合、危険領域を狭く設定することによって、ロボット５の動作の無用な制限を抑制し、生産効率を向上させることができる。

〔実施形態３〕
危険領域設定部４００は、作業者６の熟練度に基づいて、危険領域やロボット５の制御方法を設定することができる。作業者リスト１１１には、現在作業領域に存在する作業者６のリストが記憶されており、作業者熟練度記憶部１１０には、作業者６全員のスキル、経験等の熟練度の情報が保存されている。

危険領域設定部４００は、作業者リスト１１１から、現在作業領域に存在する作業者６のリストを読み出し、読み出した作業者６の熟練度を、作業者熟練度記憶部１１０から取得する。危険領域設定部４００は、作業者６の熟練度に応じて危険領域やロボット５の制御方法を設定する。

例えば、作業者６が初心者である場合、危険領域を広く設定し、作業者６が危険領域に侵入した場合、ロボット５を減速、回避、または停止させる等の制御を行う。ここで、回避とは、ロボットの可動部分の軌道を変更して作業者６との接触を回避することである。

一方、作業者６が熟練者である場合、危険領域を狭く設定し、作業者６が危険領域に侵入した場合、ロボット５の動作の制限は行わず、警告等を発して作業者６の注意を喚起することができる。これにより、ロボット５の動作の無用な制限を抑制し、生産効率を向上させることができる。

なお、作業者リスト１１１は、工場管理者および作業者６等により、入力部１２から入力されてもよいし、作業者６が携帯するＲＦタグ等から読み取って通信部１３を介して送信されたものでもよい。

作業領域に、例えば、ＡＩＶ（Autonomous Indoor Vehicle：運搬用自律走行ロボット）が存在する場合、ＡＩＶと作業者６を区別することが必要となる。作業者６が警戒領域に接近すると、ロボット５に対して減速等の制御をする必要があるが、ＡＩＶが警戒領域に接近しても、ロボット５を制御する必要はないためである。

第１センサ２０は、監視対象物の大きさ、高さ、移動速度等を検出することができるため、ＡＩＶと作業者６とを区別して検出することができる。また、第１センサ２０の検出結果を、所定のサーバに保存されているＡＩＶの位置情報と比較すると、ＡＩＶと作業者６との区別の精度をさらに向上させることができる。

このように、ＡＩＶと作業者６との誤認を防ぎ、ＡＩＶの接近によるロボット５の動作の無用な制限を抑制し、生産効率を向上させることができる。なお、ＡＩＶは存在するが、作業者６が存在しない場合、ロボット５をより高速動作できる構成としてもよい。これにより、より生産効率を向上させることができる。

＜変形例＞
上記実施形態で説明した各処理は、適宜変更することが可能である。例えば、ロボット５が複数台ある場合、第１センサ２０を活用することによって、１個の第２センサ３０で複数の警戒領域を監視することができる。

第２センサ３０は、複数個所を同時に高精度で監視できるセンサであり、例えば、ビームフォーミング手法によりフォーカスを制御することができる。第１センサ２０の画像データから、複数の警戒領域のうち、作業者６が接近する警戒領域に、第２センサ３０のフォーカスを定め、作業者６とロボット５との距離を検出することができる。

また、複数の警戒領域を結ぶ軌道上を移動可能に第２センサ３０を設置して、作業者６が接近する警戒領域に第２センサ３０を移動させて監視する構成をとってもよい。

これにより、１個の第２センサ３０で複数の警戒領域を監視することができるため、設備を簡略化することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
安全監視制御装置２の制御ブロック（特に、制御部１０の第１処理部１００、第２処理部２００、モード判定部３００、危険領域設定部４００）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、安全監視制御装置２は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 安全監視システム
２ 安全監視制御装置
３ ワーク検出部
４ ロボット制御部
５ ロボット
６ 作業者（人）
２０ 第１センサ
３０ 第２センサ
１００ 第１処理部
２００ 第２処理部
３００ モード判定部
４００ 危険領域設定部

Claims (13)

1. ロボットの周囲に設定される危険領域を一部に含む、第２領域を監視する第２センサと、
   前記第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサと、
   前記第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、
   前記第２センサの取得した画像を認識し、前記危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、
   モード判定部と、を備え、
   前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断し、
   前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なり、
   前記第１モードで、前記第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの作業対象であるワークを検出するワーク検出部を更に備える、安全監視システム。
2. ロボットの周囲に設定される危険領域を一部に含む、第２領域を監視する第２センサと、
   前記第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサと、
   前記第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、
   前記第２センサの取得した画像を認識し、前記危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、
   モード判定部と、を備え、
   前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断し、
   前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なり、
   前記ロボットを制御するロボット制御部を更に備え、
   前記ロボット制御部は、前記第２モードよりも前記第１モードにおいて前記ロボットを高速に動作させる、安全監視システム。
3. ロボットの周囲に設定される危険領域を一部に含む、第２領域を監視する第２センサと、
   前記第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサと、
   前記第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、
   前記第２センサの取得した画像を認識し、前記危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、
   モード判定部と、を備え、
   前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断し、
   前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なり、
   前記第１処理部が検知する人の前記第２領域への接近の速度に応じて、前記危険領域の範囲を変更する危険領域設定部を更に備える、安全監視システム。
4. ロボットの周囲に設定される危険領域を一部に含む、第２領域を監視する第２センサと、
   前記第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサと、
   前記第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、
   前記第２センサの取得した画像を認識し、前記危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、
   モード判定部と、を備え、
   前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断し、
   前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なり、
   前記第１処理部は、更に、前記第２領域へ接近する人を識別して検知するものであり、
   前記第１処理部が識別して検知する、前記第２領域へ接近する人に応じて、前記危険領域の範囲を変更する危険領域設定部を更に備える、安全監視システム。
5. 前記第２処理部において、人の前記危険領域への侵入の検知のための画像認識が、
   前記第２モードでは実行され、前記第１モードでは停止される、請求項１から４のいずれか１項に記載の安全監視システム。
6. 前記第２センサは、前記第１モードで停止する、請求項５に記載の安全監視システム。
7. 前記第１センサは、ミリ波レーダである、請求項１から６のいずれか１項に記載の安全監視システム。
8. ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、
   前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記第２領域の一部である、前記ロボットの周囲に設定された危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、
   モード判定部と、を備え、
   前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していない時を第１モード、検知している時を第２モードと判断し、
   前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なり、
   前記第１処理部が検知する人の前記第２領域への接近の速度に応じて、前記危険領域の範囲を変更する危険領域設定部を更に備える、安全監視制御装置。
9. ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理部と、
   前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記第２領域の一部である、前記ロボットの周囲に設定された危険領域への人の侵入を検知する第２処理部と、
   モード判定部と、を備え、
   前記モード判定部は、前記第１処理部が、人の前記第２領域への接近を検知していない時を第１モード、検知している時を第２モードと判断し、
   前記第２処理部は、前記第１モードと前記第２モードとで動作が異なり、
   前記第１処理部は、更に、前記第２領域へ接近する人を識別して検知するものであり、
   前記第１処理部が識別して検知する、前記第２領域へ接近する人に応じて、前記危険領域の範囲を変更する危険領域設定部を更に備える、安全監視制御装置。
10. ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理ステップと、
    前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの周囲に設定される危険領域への人の侵入を検知する第２処理ステップと、
    前記第１処理ステップで、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断するモード判定ステップと、を含み、
    前記第２処理ステップは、前記第１モードでは停止され、前記第２モードでは実行され、
    前記第１モードで、前記第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの作業対象であるワークを検出する、安全監視方法。
11. ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理ステップと、
    前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの周囲に設定される危険領域への人の侵入を検知する第２処理ステップと、
    前記第１処理ステップで、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断するモード判定ステップと、を含み、
    前記第２処理ステップは、前記第１モードでは停止され、前記第２モードでは実行され、
    前記第２モードよりも前記第１モードにおいて前記ロボットを高速に動作させる、安全監視方法。
12. ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理ステップと、
    前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの周囲に設定される危険領域への人の侵入を検知する第２処理ステップと、
    前記第１処理ステップで、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断するモード判定ステップと、を含み、
    前記第２処理ステップは、前記第１モードでは停止され、前記第２モードでは実行され、
    前記第１処理ステップで検知する人の前記第２領域への接近の速度に応じて、前記危険領域の範囲を変更する、安全監視方法。
13. ロボットの周囲の第２領域を一部に含む、第１領域を監視する第１センサの取得した画像を認識し、人の前記第２領域への接近を検知する第１処理ステップと、
    前記第２領域を監視する第２センサの取得した画像を認識し、前記ロボットの周囲に設定される危険領域への人の侵入を検知する第２処理ステップと、
    前記第１処理ステップで、人の前記第２領域への接近を検知していないときを第１モード、検知しているときを第２モードと判断するモード判定ステップと、を含み、
    前記第２処理ステップは、前記第１モードでは停止され、前記第２モードでは実行され、
    前記第１処理ステップは、更に、前記第２領域へ接近する人を識別して検知し、
    前記第１処理ステップが識別して検知する、前記第２領域へ接近する人に応じて、前記危険領域の範囲を変更する、安全監視方法。

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