JP7467863B2

JP7467863B2 - Safe area output device and control program

Info

Publication number: JP7467863B2
Application number: JP2019179839A
Authority: JP
Inventors: 和成築山
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2021053756A

Description

本発明は、安全領域出力装置および制御プログラムに関する。 The present invention relates to a safety area output device and a control program.

作業者とロボットとが同じ空間内で作業する環境が知られている。そのような環境において、作業者がロボットの動作範囲を認識できない場合がある。その場合、作業者がロボットとの衝突の危険性を危惧することによる心理的なストレスが生じてしまう場合があった。これに対し、ロボットの動作領域を作業者に知らせる技術が提案されている。 There are known environments in which workers and robots work in the same space. In such environments, workers may not be able to recognize the robot's operating range. In such cases, workers may become psychologically stressed due to fears of a collision with the robot. In response to this, technology has been proposed to inform workers of the robot's operating range.

例えば特許文献１には、ロボットの動作に伴う危険の状況を適切に提示するためのデータを生成する危険提示装置が開示されている。特許文献１に記載の危険提示装置は、動作計画部により決定された動作計画に基づいて危険領域を形成し、ロボットの可動部を動作計画に従って移動させた場合に可動部が通過する領域を算出することにより、危険領域を生成する。 For example, Patent Document 1 discloses a danger presentation device that generates data for appropriately presenting dangerous situations accompanying the movement of a robot. The danger presentation device described in Patent Document 1 forms a danger area based on a motion plan determined by a motion planning unit, and generates the danger area by calculating the area through which the moving parts of the robot will pass when they are moved according to the motion plan.

特許文献２には、ロボットの実際の動作に従った動作領域をユーザに示すシステムが記載されている。特許文献２に記載のシステムは、ロボットの動作を制御するプログラムに基づいてロボットの三次元的な動作領域を示すパラメータを取得し、パラメータを用いてロボットの動作領域の三次元的な形状データを作成し、ロボットの位置を特定するためのマーカの画像に基づいてロボットの実機の画像と形状データとを重ね合わせて拡張実現空間を生成し、拡張実現空間を表示する。 Patent document 2 describes a system that shows the user a motion area that follows the actual motion of a robot. The system described in patent document 2 acquires parameters that indicate the three-dimensional motion area of the robot based on a program that controls the motion of the robot, creates three-dimensional shape data of the robot's motion area using the parameters, and generates an extended realization space by superimposing an image of the actual robot and the shape data based on an image of a marker that identifies the robot's position, and displays the extended realization space.

特許文献３には、動作領域予測部により予測された動作領域に基づいて、照明装置を点灯または消灯させることにより、動作領域を表示するロボットシステムが記載されている。特許文献４には、ロボットの動作範囲の境界位置を示す仮想的な画像であってロボットまでの距離に応じてその表示態様が変化する柵画像を生成し、ユーザが装着するメガネ型表示器に作画像を表示するシステムが記載されている。特許文献５には、ロボットが所定作業において動作する空間が床面を占める領域を、床面に視認可能に表示するシステムが記載されている。 Patent document 3 describes a robot system that displays an operating area by turning on or off a lighting device based on an operating area predicted by an operating area prediction unit. Patent document 4 describes a system that generates a virtual fence image that indicates the boundary position of the robot's operating range, the display state of which changes depending on the distance to the robot, and displays the generated image on a glasses-type display worn by the user. Patent document 5 describes a system that visibly displays on the floor the area that the space in which the robot operates during a specified task occupies on the floor.

国際公開第２０１１／０８９８８５号（２０１１年７月２８日公開）International Publication No. WO 2011/089885 (published July 28, 2011) 特開２０１８－８３４７号公報（２０１８年１月１８日公開）JP 2018-8347 A (Published on January 18, 2018) 特開２０１７－１４８９０５号公報（２０１７年８月３１日公開）JP 2017-148905 A (published on August 31, 2017) 特開２０１７－９４４５０号公報（２０１７年６月１日公開）JP 2017-94450 A (published on June 1, 2017) 特開２０１７－１３２０３号公報（２０１７年１月１９日公開）JP 2017-13203 A (Published on January 19, 2017)

上述のような従来技術では、ロボットが動作する危険領域を作業者に提示することができるものの、作業者は、どこで作業すれば安全であるかを、提示された内容からは容易に把握できない場合があった。特に、ロボットアームを備えた移動式ロボットが作業者と同じ空間内で作業する場合、移動式ロボットの移動範囲およびロボットアームの動作範囲が時間の経過に伴い変化するため、作業者は安全な領域をより把握し難い場合があった。 Although the conventional technology described above can present the danger zone in which the robot operates to the worker, the worker may not be able to easily understand from the presented information where it is safe to work. In particular, when a mobile robot equipped with a robot arm works in the same space as the worker, the movement range of the mobile robot and the operating range of the robot arm change over time, making it even more difficult for the worker to understand the safe zone.

本発明の一態様は、ロボットアームを備えた移動式ロボットおよび作業者が作業する作業空間において、作業者が安全な領域を容易に認識することができる安全領域出力装置を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize a safe area output device that allows a worker to easily recognize a safe area in a mobile robot equipped with a robot arm and in a workspace in which the worker works.

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用する。 To solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.

本発明の一側面に係る安全領域出力装置は、ロボットアームを備え、動作指令に従った移動およびアーム動作を行う移動式ロボットの今後の動作予定を示す動作予定情報を取得する取得部と、前記動作予定情報から前記移動式ロボットの動作範囲を特定する動作範囲特定部と、作業者の作業空間において前記動作範囲を含まない領域を安全領域として特定する安全領域特定部と、特定された前記安全領域に関する情報を出力する出力部と、を備える安全領域出力装置する構成を備える。 A safety area output device according to one aspect of the present invention is configured as a safety area output device including an acquisition unit that acquires operation plan information indicating future operation plans of a mobile robot that has a robot arm and moves and performs arm operations according to operation commands, an operation range identification unit that identifies an operation range of the mobile robot from the operation plan information, a safety area identification unit that identifies an area in the worker's workspace that does not include the operation range as a safety area, and an output unit that outputs information related to the identified safety area.

上記構成によれば、今後の動作予定に基づく安全領域を作業者に対して提示することができる。よって、移動式ロボットおよび作業者が作業する作業空間において、作業者が安全な領域を容易に認識することができる。よって、作業者の心理的なストレスが軽減される。 The above configuration makes it possible to present a safety area based on future operation plans to the worker. This allows the worker to easily recognize a safe area in the workspace in which the mobile robot and the worker work. This reduces the psychological stress of the worker.

上記一側面に係る安全領域出力装置において、前記動作範囲特定部は、複数の前記移動式ロボットの動作範囲をそれぞれ特定し、前記安全領域特定部は、特定された複数の動作範囲を含まない領域を、前記安全領域として特定する構成を備えていてもよい。 In the safety area output device according to the above aspect, the motion range determination unit may be configured to determine motion ranges of the multiple mobile robots, and the safety area determination unit may be configured to determine, as the safety area, an area that does not include the multiple determined motion ranges.

上記構成によれば、作業空間内に複数の移動式ロボットが作業（動作）する場合に、各移動式ロボットの今後の動作予定を統合して特定される安全領域を作業者に提示することができる。すなわち、作業空間内に複数の移動式ロボットが作業（動作）する場合であっても、適切に安全領域を作業者に対して提示することができる。 According to the above configuration, when multiple mobile robots are working (operating) in a workspace, a safety area determined by integrating the future operation plans of each mobile robot can be presented to the worker. In other words, even when multiple mobile robots are working (operating) in a workspace, a safety area can be presented appropriately to the worker.

上記一側面に係る安全領域出力装置において、前記取得部は、複数の前記移動式ロボットから各々の動作予定情報を取得し、前記動作範囲特定部は、複数の前記移動式ロボットの各々の動作予定情報から各移動式ロボットの動作範囲をそれぞれ特定し、前記出力部は、前記安全領域に関する情報を、前記移動式ロボットに設けられた出力装置および前記作業空間に設けられた出力装置の少なくともいずれか一方に出力してもよい。 In the safety area output device according to the above aspect, the acquisition unit may acquire operation plan information from each of the multiple mobile robots, the operation range determination unit may determine the operation range of each of the multiple mobile robots from the operation plan information of each of the multiple mobile robots, and the output unit may output information regarding the safety area to at least one of an output device provided on the mobile robot and an output device provided in the working space.

上記構成によれば、複数の移動式ロボットが作業（動作）する作業空間において、作業者が移動式ロボットの近傍にいる場合には、その移動式ロボットの出力装置から安全領域を確認することができる。また、作業者が作業空間に設けられた出力装置の近傍にいる場合には、その出力装置から安全領域を確認することができる。すなわち、作業者の認識しやすい態様で作業者に対して安全領域を提示することができる。 According to the above configuration, in a work space where multiple mobile robots are working (operating), when a worker is near a mobile robot, the worker can confirm the safety area from the output device of the mobile robot. Also, when a worker is near an output device provided in the work space, the worker can confirm the safety area from the output device. In other words, the safety area can be presented to the worker in a manner that is easy for the worker to recognize.

上記一側面に係る安全領域出力装置において、複数の前記移動式ロボットのなかから、前記動作指令を受けていない移動式ロボットを特定する移動式ロボット特定部を更に有し、前記安全領域特定部は、特定された移動式ロボットからの距離が所定条件を満たす領域を、前記安全領域に含めない構成を備えていてもよい。 The safety area output device according to the above aspect may further include a mobile robot identification unit that identifies a mobile robot that has not received the operation command from among the multiple mobile robots, and the safety area identification unit may be configured to exclude an area in which the distance from the identified mobile robot satisfies a predetermined condition from the safety area.

移動式ロボットは、安全動作を目的として、動作開始するタイミングで周囲に作業者などの物体がないか確認し、物体がない場合に動作を開始するようになっているものがある。ここで、動作指令を受けていない移動式ロボットに関して、基本的にその周囲は安全領域となるが、その周囲に作業者が存在すると、動作指令を受けたタイミングで該移動式ロボットは動作開始できないことになる。これに対して、上記構成によれば、動作指令を受けていない移動式ロボットの周囲を安全領域としないため、該移動式ロボットが、動作指令を受けたときに動作を開始できなくなってしまうことが防止される。 For the purpose of safe operation, some mobile robots are designed to check whether there are any objects such as workers in the vicinity when starting to operate, and start operating if no objects are found. Here, for a mobile robot that has not received an operation command, the surrounding area is basically a safety area, but if a worker is present in the vicinity, the mobile robot will not be able to start operating when it receives an operation command. In contrast, with the above configuration, the surrounding area of a mobile robot that has not received an operation command is not a safety area, so it is possible to prevent the mobile robot from being unable to start operating when it receives an operation command.

上記一側面に係る安全領域出力装置において、前記安全領域特定部は、前記動作予定情報を用いて、前記移動式ロボット特定部により特定された前記移動式ロボットのうち、所定期間に渡って前記動作指令を受ける予定のない前記移動式ロボットを特定し、特定した移動式ロボットからの距離が所定条件を満たす領域を、前記安全領域に含める構成を備えていてもよい。 In the safety area output device according to the above aspect, the safety area identification unit may be configured to use the operation schedule information to identify, among the mobile robots identified by the mobile robot identification unit, those mobile robots that are not scheduled to receive the operation command for a predetermined period of time, and include in the safety area an area in which the distance from the identified mobile robot satisfies a predetermined condition.

上記構成によれば、所定期間に渡って動作指令を受ける予定がない移動式ロボットの周囲を安全領域とすることができる。よって、安全領域が実状よりも狭くなってしまうことを防ぐことができる。 With the above configuration, the area around a mobile robot that is not scheduled to receive an operation command for a specified period of time can be set as a safety area. This prevents the safety area from becoming narrower than it actually is.

上記一側面に係る安全領域出力装置において、前記出力部は、前記安全領域を表す画像データを、前記移動式ロボットに設けられた表示装置および前記作業空間に設けられた表示装置の少なくともいずれか一方に出力する、または、前記移動式ロボットに設けられた発光装置および前記作業空間に設けられた発光装置の少なくともいずれか一方に、前記安全領域に対応する発光態様で発光させる制御信号を出力する構成を備えていてもよい。 In the safety area output device according to the above aspect, the output unit may be configured to output image data representing the safety area to at least one of a display device provided on the mobile robot and a display device provided in the working space, or to output a control signal to at least one of a light-emitting device provided on the mobile robot and a light-emitting device provided in the working space to emit light in a light-emitting mode corresponding to the safety area.

上記構成によれば、作業者は、安全領域を画像または発光装置の発光により視覚的に容易に認識することができる。 With the above configuration, the worker can easily visually recognize the safety area through the image or the light emitted by the light-emitting device.

本発明の一側面に係る制御プログラムは、上記一側面に係る安全領域出力装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記取得部、前記動作範囲特定部、前記安全領域特定部、および前記出力部としてコンピュータを機能させるための構成を備える。 A control program according to one aspect of the present invention is a control program for causing a computer to function as a safety area output device according to the above aspect, and includes configurations for causing a computer to function as the acquisition unit, the operating range identification unit, the safety area identification unit, and the output unit.

上記構成によれば、移動式ロボットおよび作業者が作業する作業空間において、作業者が安全な領域を容易に認識することができる。よって、作業者の心理的なストレスが軽減される。 The above configuration allows the worker to easily recognize safe areas in the workspace in which the mobile robot and the worker work. This reduces the psychological stress of the worker.

本発明の各態様に係る安全領域出力装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記安全領域出力装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記安全領域出力装置をコンピュータにて実現させる安全領域出力装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The safety area output device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the control program of the safety area output device that realizes the safety area output device by a computer by operating the computer as each part (software element) of the safety area output device, and the computer-readable recording medium on which the control program is recorded, also fall within the scope of the present invention.

本発明の一態様によれば、移動式ロボットおよび作業者が作業する作業空間において、作業者は安全な領域を容易に認識することができる。 According to one aspect of the present invention, a worker can easily recognize a safe area in a workspace in which a mobile robot and a worker work.

本発明の実施形態１に係る作業支援システムの構成を例示するブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a work support system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態１に係る作業支援システムの概略を例示する図である。1 is a diagram illustrating an example of an outline of a work support system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態１に係る作業支援システムが実行する処理の流れを例示するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a flow of a process executed by the work support system according to the first embodiment of the present invention. 安全領域を例示する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a safety region. 安全領域を例示する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a safety region. 安全領域を例示する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a safety region. 上位システムにより表示される画面を例示する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a screen displayed by the upper system. 本発明の実施形態２に係る作業支援システムの構成を例示するブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a work support system according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態２に係る作業支援システムが実行する処理の流れを例示するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a flow of a process executed by a work support system according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態３に係る作業支援システムの構成を例示するブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a work support system according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施形態３に係る作業支援システムが実行する処理の流れを例示するフローチャートである。11 is a flowchart illustrating a flow of a process executed by a work support system according to a third embodiment of the present invention.

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施形態（以下、「本実施形態」とも表記する）が説明される。 [Embodiment 1]
Hereinafter, an embodiment according to one aspect of the present invention (hereinafter also referred to as "the present embodiment") will be described.

§１適用例
まず、図１を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。 §1 Application Example First, with reference to FIG. 1, an example of a situation in which the present invention is applied will be described.

図１は、実施形態１に係る作業支援システム１の構成を例示するブロック図である。作業支援システム１は、移動式ロボットと作業者とが作業を行う空間において作業者の作業を支援するためのシステムである。作業支援システム１は、移動式ロボット１０＿１、１０＿２、１０＿３、上位システム３０、および表示装置４０を備える。移動式ロボット１０＿１、１０＿２、１０＿３、および表示装置４０は、有線または無線により上位システム３０と通信できる。 FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a work support system 1 according to a first embodiment. The work support system 1 is a system for supporting a worker's work in a space where a mobile robot and a worker work together. The work support system 1 includes mobile robots 10_1, 10_2, and 10_3, a host system 30, and a display device 40. The mobile robots 10_1, 10_2, and 10_3, and the display device 40 can communicate with the host system 30 via a wired or wireless connection.

移動式ロボット１０＿１～１０＿３は、ロボットアームを備え、動作指令に従った移動およびアーム動作を行うロボットである。上位システム３０は、移動式ロボット１０を制御するシステムである。上位システム３０は、移動式ロボット１０に動作指令を行う。上位システム３０は、例えば１または複数のサーバを含む。表示装置４０（出力装置の一例）は、供給されるデータに応じた画面を表示する表示装置、または発光装置であり、例えば液晶ディスプレイ、プロジェクタ、ＬＥＤランプである。表示装置４０は作業者の作業空間に設けられている。なお、図１には、３つの移動式ロボット１０＿１～１０＿３が示されているが、移動式ロボットの数はこれに限定されず、これより多くても少なくてもよい。また、以下では、移動式ロボット１０＿１～１０＿３を区別して説明する必要がない場合には、これらを単に「移動式ロボット１０」と称する。 The mobile robots 10_1 to 10_3 are equipped with robot arms and move and perform arm operations according to operation commands. The host system 30 is a system that controls the mobile robot 10. The host system 30 issues operation commands to the mobile robot 10. The host system 30 includes, for example, one or more servers. The display device 40 (an example of an output device) is a display device that displays a screen according to supplied data, or a light-emitting device, such as a liquid crystal display, projector, or LED lamp. The display device 40 is provided in the worker's workspace. Note that while three mobile robots 10_1 to 10_3 are shown in FIG. 1, the number of mobile robots is not limited to this, and there may be more or less than this. In the following, when there is no need to distinguish between the mobile robots 10_1 to 10_3, they will simply be referred to as "mobile robots 10".

移動式ロボット１０は、ロボットアーム１１、移動機構１２、表示装置１３、および安全領域出力装置２０を備える。ロボットアーム１１は、人間の腕に似た働きをするメカニカルアームである。ロボットアーム１１のアーム動作により作業空間において各種の作業が行われる。移動機構１２は、移動式ロボット１０を移動させる移動機構であり、例えば車輪または履帯である。表示装置１３（出力装置の一例）は、供給されるデータに応じた画面を表示する表示装置、または発光装置であり、例えば液晶ディスプレイ、プロジェクタ、ＬＥＤランプである。表示装置１３は移動式ロボット１０に設けられている。 The mobile robot 10 comprises a robot arm 11, a moving mechanism 12, a display device 13, and a safe area output device 20. The robot arm 11 is a mechanical arm that functions similarly to a human arm. Various tasks are performed in the workspace by the arm movements of the robot arm 11. The moving mechanism 12 is a moving mechanism that moves the mobile robot 10, and is, for example, a wheel or a track. The display device 13 (an example of an output device) is a display device that displays a screen according to supplied data, or a light-emitting device, and is, for example, a liquid crystal display, a projector, or an LED lamp. The display device 13 is provided on the mobile robot 10.

安全領域出力装置２０は、作業者にとって安全な領域である安全領域に関する情報を出力する装置である。安全領域出力装置２０は、取得部２１、動作範囲特定部２２、安全領域特定部２３、および出力部２４を備える。 The safety area output device 20 is a device that outputs information about a safety area, which is an area that is safe for a worker. The safety area output device 20 includes an acquisition unit 21, a motion range identification unit 22, a safety area identification unit 23, and an output unit 24.

取得部２１は、移動式ロボット１０の今後の動作予定を示す動作予定情報を取得する。動作予定情報の取得は例えば、自装置の動作制御部から取得されたり、上位システム３０から取得されたりすることにより行われる。今後の動作予定には、移動式ロボット１０の移動の予定およびアーム動作の予定が含まれる。動作範囲特定部２２は、取得部２１が取得した動作予定情報から移動式ロボット１０の動作範囲を特定する。 The acquisition unit 21 acquires operation plan information indicating the future operation plans of the mobile robot 10. The operation plan information is acquired, for example, from the operation control unit of the device itself or from the higher-level system 30. The future operation plan includes the planned movement of the mobile robot 10 and the planned arm operation. The operation range determination unit 22 determines the operation range of the mobile robot 10 from the operation plan information acquired by the acquisition unit 21.

安全領域特定部２３は、作業者の作業空間において、動作範囲特定部２２が特定した動作範囲を含まない領域を安全領域として特定する。出力部２４は、安全領域特定部２３が特定した安全領域に関する情報を出力する。安全領域に関する情報の出力は例えば、自装置の表示装置へ出力されたり、上位システム３０へ出力されたりすることにより行われる。 The safety area identification unit 23 identifies an area in the worker's workspace that does not include the motion range identified by the motion range identification unit 22 as a safety area. The output unit 24 outputs information related to the safety area identified by the safety area identification unit 23. The information related to the safety area is output, for example, to a display device of the device itself or to a higher-level system 30.

上位システム３０は、安全領域出力装置５０を備える。安全領域出力装置５０は、作業者にとって安全な領域である安全領域に関する情報を出力する装置である。安全領域出力装置５０は、取得部５１、動作範囲特定部５２、安全領域特定部５３、出力部５４、および移動式ロボット特定部５５を備える。取得部５１、動作範囲特定部５２、安全領域特定部５３、および出力部５４はそれぞれ、上述の安全領域出力装置２０の取得部２１、動作範囲特定部２２、安全領域特定部２３、および出力部２４と同様である。すなわち、取得部５１は、各移動式ロボット１０の今後の動作予定を示す動作予定情報を取得する。動作予定情報の取得は例えば、移動式ロボット１０から通信によって取得されることにより行われる。今後の動作予定には、移動式ロボット１０の移動の予定およびアーム動作の予定が含まれる。動作範囲特定部５２は、取得部５１が取得した動作予定情報から移動式ロボット１０の動作範囲を特定する。 The upper system 30 includes a safety area output device 50. The safety area output device 50 is a device that outputs information about a safety area that is a safe area for a worker. The safety area output device 50 includes an acquisition unit 51, a motion range identification unit 52, a safety area identification unit 53, an output unit 54, and a mobile robot identification unit 55. The acquisition unit 51, the motion range identification unit 52, the safety area identification unit 53, and the output unit 54 are the same as the acquisition unit 21, the motion range identification unit 22, the safety area identification unit 23, and the output unit 24 of the above-mentioned safety area output device 20, respectively. That is, the acquisition unit 51 acquires operation schedule information indicating the future operation schedule of each mobile robot 10. The operation schedule information is acquired, for example, by acquiring it from the mobile robot 10 through communication. The future operation schedule includes the movement schedule and arm operation schedule of the mobile robot 10. The operation range identification unit 52 identifies the operation range of the mobile robot 10 from the operation schedule information acquired by the acquisition unit 51.

安全領域特定部５３は、作業者の作業空間において、動作範囲特定部５２が特定した動作範囲を含まない領域を安全領域として特定する。出力部５４は、安全領域特定部５３が特定した安全領域に関する情報を出力する。安全領域に関する情報の出力は例えば、表示装置４０へ出力されたり、移動式ロボット１０へ出力されたりすることにより行われる。移動式ロボット特定部５５は、複数の移動式ロボット１０のなかから、動作指令を受けていない移動式ロボット１０を特定する。動作指令を受けていない移動式ロボット１０とは、移動もアーム動作も行う予定のない移動式ロボット１０である。 The safety area identification unit 53 identifies an area in the worker's workspace that does not include the motion range identified by the motion range identification unit 52 as a safety area. The output unit 54 outputs information about the safety area identified by the safety area identification unit 53. The information about the safety area is output, for example, to the display device 40 or to the mobile robot 10. The mobile robot identification unit 55 identifies, from among the multiple mobile robots 10, a mobile robot 10 that has not received a motion command. A mobile robot 10 that has not received a motion command is a mobile robot 10 that is not scheduled to move or perform arm motion.

安全領域出力装置２０は、上記構成をとることにより、今後の動作予定に基づく安全領域を作業者に対して提示することができる。よって、ロボットアームを備えた移動式ロボットおよび作業者が作業する作業空間において、作業者に安全な領域を認識させ易くすることができる。よって、作業者の心理的なストレスが軽減される。 By adopting the above-mentioned configuration, the safety area output device 20 can present the worker with a safety area based on the future operation plan. Therefore, it is possible to make the worker easily recognize the safe area in the workspace in which the mobile robot equipped with a robot arm and the worker work. This reduces the psychological stress of the worker.

§２構成例
以下に、図面を参照しつつ、本発明が適用される場面のより具体的な例が説明される。 §2 Configuration Examples Hereinafter, more specific examples of situations in which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

図２は、作業支援システム１の概観を例示する図である。図２の例では、ひとつの作業空間において、作業者Ｕ１、Ｕ２およびＵ３が作業を行うとともに、移動式ロボット１０＿１、１０＿２および１０＿３が動作を行う場合が示されている。 Figure 2 is a diagram illustrating an example of an overview of the work support system 1. In the example of Figure 2, workers U1, U2, and U3 perform work in one work space, while mobile robots 10_1, 10_2, and 10_3 perform operations.

本実施形態において、上位システム３０は、生産現場におけるＦＡ（Factory Automation）において各種機器の制御およびデータの収集を実行するプログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）によって構成される。なお、上位システム３０としては、ＰＬＣに限定されるものではなく、例えばＩＰＣ（Industrial PC）や各種サーバなど任意の制御装置であってもよい。 In this embodiment, the host system 30 is configured with a programmable logic controller (PLC) that controls various devices and collects data in FA (Factory Automation) at the production site. Note that the host system 30 is not limited to a PLC, and may be any control device, such as an IPC (Industrial PC) or various servers.

移動式ロボット１０は、上位システム３０により制御される。また、移動式ロボット１０は、周囲の状況に応じて自律的に動作したり、作業者等の直接指示によって動作したりしてもよい。なお、仮に誤作動により規定される範囲外での動作が行われた場合、上位システム３０がその動作を検知し、移動式ロボット１０の動作を停止させることで、作業空間の安全を実現する。このように、上位システム３０の監視により作業空間における作業者の安全が守られている。 The mobile robot 10 is controlled by the host system 30. The mobile robot 10 may also operate autonomously depending on the surrounding situation, or may operate under direct instructions from an operator, etc. If an operation outside a specified range is performed due to a malfunction, the host system 30 detects the operation and stops the operation of the mobile robot 10, thereby ensuring safety of the workspace. In this way, the safety of the operator in the workspace is ensured by monitoring by the host system 30.

図２において、領域Ａ１～Ａ３は、作業空間において移動式ロボット１０の動作範囲を含まない、作業者にとって安全な領域である。領域Ａ１～Ａ３は、安全領域出力装置２０または安全領域出力装置５０により特定される。同図では、領域Ａ１～Ａ３が床面上にプロジェクタによって提示されている例を示している。プロジェクタは、作業空間に固定されていてもよいし、移動式ロボット１０に備えられていてもよい。また、安全領域を床面に示す手法としては、ＬＥＤランプなどの発光装置が床面などに配置されており、発光装置の発光によって安全領域が示される形態などであってもよい。 In FIG. 2, areas A1 to A3 are areas in the workspace that are safe for the worker and do not include the operating range of the mobile robot 10. Areas A1 to A3 are identified by the safety area output device 20 or the safety area output device 50. The figure shows an example in which areas A1 to A3 are presented on the floor surface by a projector. The projector may be fixed to the workspace or may be provided on the mobile robot 10. In addition, a method of showing the safety area on the floor surface may be a form in which a light-emitting device such as an LED lamp is placed on the floor surface, and the safety area is shown by the light emitted by the light-emitting device.

表示装置４０は、安全領域を示す画面を表示する表示装置であり、同図では作業空間に設けられた液晶ディスプレイの例が示されている。なお、安全領域を示す表示装置は、移動式ロボット１０に備えられていてもよい。 The display device 40 is a display device that displays a screen showing the safety area, and in the figure, an example of a liquid crystal display provided in the working space is shown. Note that the display device showing the safety area may also be provided in the mobile robot 10.

§３動作例
図３は、作業支援システム１が行う、安全領域に関する情報の出力処理の流れを例示するフローチャートである。図３の例では、移動式ロボット１０、上位システム３０、および表示装置４０のそれぞれが実行する処理の流れが示されている。作業支援システム１に複数の移動式ロボット１０が含まれる場合、複数の移動式ロボット１０の各々が図３に示す処理を実行する。なお、一部のステップは並行して、または、順序を替えて実行されてもよい。図３に示される処理は、例えば予め定められた条件が満たされる場合に開始される。予め定められた条件が満たされる場合とは例えば、予め定められたタイミングに到達した場合、または、ユーザ操作により処理の開始を指示された場合である。 §3 Operation Example FIG. 3 is a flow chart illustrating the flow of a process of outputting information on a safety area performed by the work support system 1. In the example of FIG. 3, the flow of processes executed by each of the mobile robot 10, the host system 30, and the display device 40 is shown. When the work support system 1 includes multiple mobile robots 10, each of the multiple mobile robots 10 executes the process shown in FIG. 3. Note that some steps may be executed in parallel or in a different order. The process shown in FIG. 3 is started, for example, when a predetermined condition is satisfied. The case where the predetermined condition is satisfied is, for example, when a predetermined timing is reached or when a user operation instructs the start of the process.

まず、ステップＳ２０１において、上位システム３０は、移動式ロボット１０に動作開始指示（動作指令の一例）を送信する。この動作開始指示には、移動式ロボット１０の今後の動作予定を示す動作予定情報が含まれる。ステップＳ２０１の処理を終えると、上位システム３０は、ステップＳ２０２において、移動式ロボット１０の動作状況のモニタリングを開始する。 First, in step S201, the host system 30 transmits an operation start instruction (an example of an operation command) to the mobile robot 10. This operation start instruction includes operation schedule information indicating the future operation schedule of the mobile robot 10. After completing the processing of step S201, the host system 30 starts monitoring the operation status of the mobile robot 10 in step S202.

ステップＳ１０１において、移動式ロボット１０の取得部２１は、上位システム３０から送信された、移動式ロボット１０の動作開始指示を受け付ける。この動作開始指示には、移動式ロボット１０の今後の動作予定を示す動作予定情報が含まれる。すなわち、移動式ロボット１０の取得部２１は、上位システム３０から移動式ロボット１０の動作予定情報を取得する。 In step S101, the acquisition unit 21 of the mobile robot 10 receives an instruction to start operation of the mobile robot 10 transmitted from the host system 30. This instruction to start operation includes operation plan information indicating the future operation plan of the mobile robot 10. In other words, the acquisition unit 21 of the mobile robot 10 acquires the operation plan information of the mobile robot 10 from the host system 30.

ステップＳ１０２において、移動式ロボット１０は、受け付けた動作開始指示に従い、自装置の動作を開始する。すなわち、移動式ロボット１０は、次のステップＳ１０３による条件判定後から、自装置の動作予定情報に従って自装置を移動させながら、ロボットアーム１１により各種作業を実行していくことになる。 In step S102, the mobile robot 10 starts the operation of its own device in accordance with the received operation start instruction. That is, after the condition determination in the next step S103, the mobile robot 10 performs various tasks using the robot arm 11 while moving its own device in accordance with the operation schedule information of its own device.

ステップＳ１０３において、移動式ロボット１０は、条件が整っているかを判定する。この条件は例えば、上位システム３０による制御状態、移動式ロボット１０の安全状態、および移動式ロボット１０の制御状態に問題がないかを確認する条件などである。上位システム３０が行う制御状態の確認としては、上位システムから受けた動作開始指示に含まれる動作予定情報が、当該移動式ロボット１０によって実行可能であるものか否かの確認などが挙げられる。移動式ロボット１０の安全状態の確認としては、移動式ロボット１０の周囲に作業者が存在するか否かの確認などが挙げられる。移動式ロボット１０の制御状態の確認としては、当該移動式ロボット１０が正常に制御に従って動作可能であるか否かの確認などが挙げられる。条件が整っている場合（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、移動式ロボット１０はステップＳ１０４の処理に進む。一方、条件が整っていない場合（ステップＳ１０３；ＮＯ）、条件が整うまで待機する。 In step S103, the mobile robot 10 judges whether the conditions are met. The conditions include, for example, the control state by the host system 30, the safety state of the mobile robot 10, and conditions for confirming that there is no problem with the control state of the mobile robot 10. The control state confirmation performed by the host system 30 includes, for example, confirmation of whether the operation schedule information included in the operation start instruction received from the host system can be executed by the mobile robot 10. The safety state confirmation of the mobile robot 10 includes, for example, confirmation of whether an operator is present around the mobile robot 10. The control state confirmation of the mobile robot 10 includes, for example, confirmation of whether the mobile robot 10 can operate normally according to control. If the conditions are met (step S103; YES), the mobile robot 10 proceeds to the process of step S104. On the other hand, if the conditions are not met (step S103; NO), the mobile robot 10 waits until the conditions are met.

ステップＳ１０４において、動作範囲特定部２２は、取得された動作予定情報から移動式ロボット１０の動作範囲を特定する。この例で、移動式ロボット１０は、上述したように、上位システム３０からの動作指令に基づき、移動機構１２により移動しながら、ロボットアーム１１を動作させて各種の作業を行う。または、移動式ロボット１０は、上位システム３０からの動作指令に基づき、移動機構１２により移動してから、ロボットアーム１１を動作させて各種の作業を行う。このとき、移動式ロボット１０は、周囲の環境を読み取り、指定された場所に障害物がないことを確認しながら自動的に経路を決定して指定された場所に移動する。移動式ロボット１０の動作範囲は、移動機構１２の移動範囲およびロボットアーム１１の動作範囲により特定される。例えば、動作範囲特定部２２は、現在地から所定の位置に移動する経路を決定し、移動機構１２の移動範囲およびロボットアーム１１の動作範囲を特定し、特定した移動範囲および動作範囲から移動式ロボット１０の動作範囲を特定する。 In step S104, the motion range determination unit 22 determines the motion range of the mobile robot 10 from the acquired motion schedule information. In this example, the mobile robot 10 performs various tasks by moving with the moving mechanism 12 and operating the robot arm 11 based on the motion command from the upper system 30, as described above. Alternatively, the mobile robot 10 performs various tasks by moving with the moving mechanism 12 and operating the robot arm 11 based on the motion command from the upper system 30. At this time, the mobile robot 10 reads the surrounding environment, automatically determines a route while confirming that there is no obstacle in the specified location, and moves to the specified location. The motion range of the mobile robot 10 is determined by the motion range of the moving mechanism 12 and the motion range of the robot arm 11. For example, the motion range determination unit 22 determines a route for moving from the current location to a specified location, determines the motion range of the moving mechanism 12 and the motion range of the robot arm 11, and determines the motion range of the mobile robot 10 from the determined motion range and motion range.

ステップＳ１０５において、安全領域特定部２３は、安全領域を移動式ロボット１０の表示装置１３で表示する（すなわち自装置で表示する）か、上位システム３０への通知を行うかを選択する。この選択は例えば、システム管理者等により設定される所定の設定情報を参照することにより行われる。表示装置１３で表示する場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、安全領域特定部２３はステップＳ１０６の処理に進む。一方、上位システム３０への通知を行う場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、安全領域特定部２３はステップＳ１０８の処理に進む。 In step S105, the safety area identification unit 23 selects whether to display the safety area on the display device 13 of the mobile robot 10 (i.e., display on its own device) or to notify the host system 30. This selection is made, for example, by referring to predetermined setting information set by a system administrator or the like. If the safety area is to be displayed on the display device 13 (step S105; YES), the safety area identification unit 23 proceeds to processing of step S106. On the other hand, if the safety area is to be notified to the host system 30 (step S105; NO), the safety area identification unit 23 proceeds to processing of step S108.

ステップＳ１０６において、安全領域特定部２３は、作業者の作業空間において、ステップＳ１０４で特定された動作範囲を含まない領域を安全領域として特定する。例えば、安全領域特定部２３は、特定された動作領域（移動式ロボット１０の最大可動範囲あるいは規定された動作範囲）の周囲に所定の幅のマージン領域を加えた領域を作業空間から除いた領域を、安全領域として特定する。 In step S106, the safety area identification unit 23 identifies an area in the worker's workspace that does not include the motion range identified in step S104 as a safety area. For example, the safety area identification unit 23 identifies an area obtained by adding a margin area of a predetermined width to the identified motion range (the maximum movable range or the specified motion range of the mobile robot 10) from the workspace as the safety area.

また、安全領域特定部２３は、自装置が動作指令を受けていない場合に、当該移動式ロボット１０からの距離が所定条件を満たす領域を安全領域に含めないように、安全領域を特定してもよい。これにより、周囲の所定の領域に作業者がいないようにすることができるので、動作指令を受けたタイミングで移動式ロボット１０は動作開始することが可能となる。 The safety area identification unit 23 may also identify the safety area so that, when the device itself has not received an operation command, an area in which the distance from the mobile robot 10 satisfies a predetermined condition is not included in the safety area. This makes it possible to prevent workers from being present in a predetermined surrounding area, so that the mobile robot 10 can start operating at the timing when it receives an operation command.

また、安全領域特定部２３は、今後自装置が動作する予定がない場合に、当該移動式ロボット１０の周囲を安全領域に含める処理を行ってもよい。この場合、安全領域特定部２３は、当該移動式ロボット１０からの距離が所定条件を満たす領域が安全領域に含まれるよう、安全領域を特定する。これにより、安全領域を実状に合わせて広くすることができる。 The safety area identification unit 23 may also perform processing to include the periphery of the mobile robot 10 in the safety area when the device itself is not scheduled to operate in the future. In this case, the safety area identification unit 23 identifies the safety area so that the area includes an area whose distance from the mobile robot 10 satisfies a predetermined condition. This allows the safety area to be widened according to the actual situation.

ステップＳ１０７において、出力部２４は、特定された安全領域に関する情報を表示装置１３に出力する。この例で、出力部２４は、特定された安全領域を表す画像データを出力する。表示装置１３は、出力部２４から供給される画像データに従い、安全領域を示す画像を、例えば表示装置１３が備える液晶ディスプレイに表示する。これにより、図４～図６に例示される画像（詳細は後述する）が液晶ディスプレイに表示される。 In step S107, the output unit 24 outputs information related to the identified safety area to the display device 13. In this example, the output unit 24 outputs image data representing the identified safety area. The display device 13 displays an image showing the safety area on, for example, a liquid crystal display provided in the display device 13, in accordance with the image data supplied from the output unit 24. As a result, the images exemplified in Figures 4 to 6 (described in detail below) are displayed on the liquid crystal display.

また、表示装置１３がプロジェクタである場合、安全領域を表す画像が作業空間の床面等に投影される。例えば、図２に例示される作業空間において、安全領域を示す領域Ａ１等が、プロジェクタにより床面に投影される。 When the display device 13 is a projector, an image representing the safety area is projected onto the floor surface of the work space. For example, in the work space illustrated in FIG. 2, an area A1 indicating the safety area is projected onto the floor surface by the projector.

一方、自装置での表示を行わない場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、ステップＳ１０８において、安全領域特定部２３は、動作範囲を上位システム３０に通知する。 On the other hand, if the display is not to be performed on the own device (step S105; NO), in step S108, the safety area identification unit 23 notifies the upper system 30 of the operating range.

ステップＳ１０９において、出力部２４は、移動式ロボット１０が指示された動作を完了するまで待機する（ステップＳ１０９；ＮＯ）。指示された動作を完了した場合（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、出力部２４は、ステップＳ１１０の処理に進む。 In step S109, the output unit 24 waits until the mobile robot 10 completes the instructed operation (step S109; NO). If the instructed operation is completed (step S109; YES), the output unit 24 proceeds to the processing of step S110.

ステップＳ１１０において、出力部２４は、表示装置１３の表示を消去する。ステップＳ１１１において、出力部２４は、動作の完了を上位システム３０に通知する。 In step S110, the output unit 24 erases the display on the display device 13. In step S111, the output unit 24 notifies the upper system 30 of the completion of the operation.

移動式ロボット１０から動作範囲を通知されると（ステップＳ１０８）、上位システム３０の安全領域特定部５３は、ステップＳ２０３において、通知された動作範囲を含まない領域を安全領域として特定する。このとき、複数の移動式ロボットのそれぞれについて動作範囲が特定されている場合、上位システム３０の安全領域特定部５３は、それら複数の動作範囲を含まない領域を、安全領域として特定する。例えば、安全領域特定部５３は、特定された複数の動作領域を合成した領域の周囲に所定の幅のマージン領域を加えた領域を作業空間から除いた領域を、安全領域として特定する。図２の例では、安全領域として、領域Ａ１、Ａ２、およびＡ３が特定される。 When the mobile robot 10 notifies the operating range (step S108), the safety area identification unit 53 of the host system 30 identifies an area that does not include the notified operating range as a safety area in step S203. At this time, if an operating range has been identified for each of the multiple mobile robots, the safety area identification unit 53 of the host system 30 identifies an area that does not include these multiple operating ranges as a safety area. For example, the safety area identification unit 53 identifies an area obtained by adding a margin area of a predetermined width to an area obtained by combining the identified multiple operating areas from the working space as the safety area. In the example of FIG. 2, areas A1, A2, and A3 are identified as the safety area.

また、安全領域は、例えば以下の処理により特定される。この例では、作業空間にある複数の移動式ロボット１０のうち、動作指令を受けていない移動式ロボット１０の周囲の領域が安全領域に含まれないように、安全領域が特定される。この場合、上位システム３０の移動式ロボット特定部５５は、作業空間にある複数の移動式ロボット１０のなかから、動作指令を受けていない移動式ロボット１０を特定する。次いで、安全領域特定部５３は、特定された移動式ロボット１０からの距離が所定条件を満たす領域を安全領域に含めないように、安全領域を特定する。これにより、周囲の所定の領域に作業者がいないようにすることができるので、動作指令を受けたタイミングで移動式ロボット１０は動作開始することが可能となる。 The safety area is identified, for example, by the following process. In this example, the safety area is identified so that the area around a mobile robot 10 that has not received an operation command among the multiple mobile robots 10 in the workspace is not included in the safety area. In this case, the mobile robot identification unit 55 of the host system 30 identifies a mobile robot 10 that has not received an operation command from among the multiple mobile robots 10 in the workspace. Next, the safety area identification unit 53 identifies the safety area so that the safety area does not include an area whose distance from the identified mobile robot 10 satisfies a predetermined condition. This makes it possible to prevent workers from being in a predetermined surrounding area, making it possible for the mobile robot 10 to start operating at the timing of receiving an operation command.

また、安全領域特定部５３は、動作指令を受けていない全ての移動式ロボット１０の周囲を安全領域に含めないのではなく、今後動作する予定のない移動式ロボット１０の周囲は安全領域に含める処理を行ってもよい。この場合、安全領域特定部５３は、移動式ロボット特定部５５により特定された移動式ロボット１０のうち、所定期間に渡って動作指令を受ける予定のない移動式ロボット１０を、動作予定情報を用いて特定する。次いで、安全領域特定部５３は、特定した移動式ロボット１０からの距離が所定条件を満たす領域が安全領域に含まれるよう、安全領域を特定する。これにより、安全領域を実状に合わせて広くすることができる。 In addition, the safety area identification unit 53 may perform processing to include in the safety area the periphery of a mobile robot 10 that is not scheduled to operate in the future, rather than excluding the periphery of all mobile robots 10 that have not received an operation command from the safety area. In this case, the safety area identification unit 53 uses the operation schedule information to identify mobile robots 10 that are not scheduled to receive an operation command for a predetermined period of time, among the mobile robots 10 identified by the mobile robot identification unit 55. Next, the safety area identification unit 53 identifies the safety area so that an area whose distance from the identified mobile robot 10 satisfies a predetermined condition is included in the safety area. This makes it possible to widen the safety area according to the actual situation.

ステップＳ２０４において、上位システム３０の出力部５４は、安全領域に関する情報を表示装置４０に出力し、安全領域の表示を指示する。この例で、出力部５４は、安全領域を表す画像データを生成し、生成した画像データを表示装置４０に出力する。 In step S204, the output unit 54 of the higher-level system 30 outputs information about the safety area to the display device 40 and instructs the display device 40 to display the safety area. In this example, the output unit 54 generates image data representing the safety area and outputs the generated image data to the display device 40.

表示装置４０は、ステップＳ３０１において、上位システム３０が出力した画像データを用いて、安全領域を示す画像を表示する。 In step S301, the display device 40 displays an image showing the safety area using the image data output by the higher-level system 30.

ステップＳ２０５において、上位システム３０の出力部５４は、安全領域の表示の消去を表示装置４０に指示する。ステップＳ３０２において、表示装置４０は、安全領域の表示を消去する。 In step S205, the output unit 54 of the host system 30 instructs the display device 40 to erase the display of the safety area. In step S302, the display device 40 erases the display of the safety area.

なお、上記の処理では、ステップＳ１０５において、安全領域特定部２３は、安全領域を自装置で表示するか、上位システム３０への通知を行うかを選択しているが、これに限定されるものではない。すなわち、安全領域の自装置での表示と、上位システム３０への通知の両方を行うようにしてもよい。これによれば、移動式ロボット１０における表示装置１３、および、上位システム３０経由で表示される表示装置４０の双方において、安全領域の表示が行われる。 In the above process, in step S105, the safety area identification unit 23 selects whether to display the safety area on its own device or to notify the host system 30, but this is not limited to the above. In other words, it may be possible to both display the safety area on its own device and notify the host system 30. In this way, the safety area is displayed on both the display device 13 of the mobile robot 10 and the display device 40 displayed via the host system 30.

図４、図５および図６は、安全領域を例示する図である。図４～図６の例では、移動式ロボット１０の動作状態がそれぞれ異なっており、それぞれの動作情報に応じて安全領域が変化している。 Figures 4, 5, and 6 are diagrams illustrating examples of safety areas. In the examples of Figures 4 to 6, the operating states of the mobile robot 10 are different, and the safety area changes according to the respective operating information.

図４の例では、移動式ロボット１０は、自装置に載置されている搬送対象物を所定の載置位置にロボットアーム１１によって移動させる動作を行っている。すなわち、移動式ロボット１０は、その位置を移動することなく、ロボットアーム１１のみが動作することになる。この場合、ロボットアーム１１が動作する可能性がある範囲以外の領域として安全領域Ａ１１が特定される。 In the example of FIG. 4, the mobile robot 10 is performing an operation of moving an object to be transported placed on the mobile robot 10 to a predetermined placement position using the robot arm 11. In other words, the mobile robot 10 does not move from its position, and only the robot arm 11 operates. In this case, a safety area A11 is identified as an area outside the range in which the robot arm 11 may operate.

その後、搬送対象物を移動させる動作が完了すると、移動式ロボット１０が次の動作指令を受領後に即座に動作を開始できるように、安全領域特定部２３は、自装置の周囲に安全領域を設定しない（図５）。さらにその後、上位システム３０が、移動式ロボット１０に対して動作指令としての動作予定情報を送信すると、それに応じて動作範囲特定部２２が動作範囲を特定し、安全領域特定部２３が新たな安全領域Ａ１２を設定する（図６）。 After that, when the operation of moving the transport object is completed, the safety area identification unit 23 does not set a safety area around the mobile robot 10 so that the mobile robot 10 can immediately start the operation after receiving the next operation command (Figure 5). Furthermore, after that, when the host system 30 transmits operation plan information as an operation command to the mobile robot 10, the operation range identification unit 22 identifies the operation range accordingly, and the safety area identification unit 23 sets a new safety area A12 (Figure 6).

図７は、表示装置４０に表示される画像を例示する図である。図７の例では、作業空間Ｓ１が表示されるとともに、作業空間Ｓ１内にある移動式ロボット１０＿１、１０＿２、および１０＿３を表す画像Ｒ１、Ｒ２およびＲ３、並びに安全領域Ａ２１～Ａ２４が表示される。 Figure 7 is a diagram illustrating an example of an image displayed on the display device 40. In the example of Figure 7, the workspace S1 is displayed, along with images R1, R2, and R3 representing the mobile robots 10_1, 10_2, and 10_3 within the workspace S1, and safety areas A21 to A24.

また、表示装置４０がプロジェクタである場合、安全領域を表す画像が作業空間の床面等に投影される。例えば、図２に例示される作業空間において、安全領域を示す領域Ａ１～Ａ３が、プロジェクタにより床面に投影される。 When the display device 40 is a projector, an image representing the safety area is projected onto the floor surface of the work space. For example, in the work space illustrated in FIG. 2, areas A1 to A3 representing the safety area are projected onto the floor surface by the projector.

§４効果
従来では、作業者がロボットに接近して作業することが困難であることにより、生産性が低下してしまう場合があった。また、作業者はロボットの動作範囲を認識することができず心理的なストレスとなる場合があった。 §4 Effects Conventionally, it was difficult for workers to approach and work with the robot, which sometimes led to reduced productivity. In addition, workers were unable to recognize the robot's operating range, which sometimes led to psychological stress.

この実施形態では、作業者の作業空間において、移動式ロボット１０の動作範囲を含まない領域を安全領域として特定し、特定した安全領域に関する情報を出力する。これにより、作業空間において作業者が安全な領域を容易に認識することができる。これにより、作業者の作業効率を向上させるとともに、心理的ストレスを低減させることができる。 In this embodiment, an area in the worker's workspace that does not include the operating range of the mobile robot 10 is identified as a safe area, and information about the identified safe area is output. This allows the worker to easily recognize safe areas in the workspace. This improves the worker's work efficiency and reduces psychological stress.

また、この実施形態では、複数の移動式ロボットが作業者と共存する環境において、作業者のストレスを低減させることができる。 In addition, this embodiment can reduce stress for workers in an environment where multiple mobile robots coexist with workers.

また、移動式ロボット１０のなかには、動作指令を受けた場合であっても、周囲に人がいる場合には危険回避のため動作を開始しないよう制御されるものがある。そのような移動式ロボット１０の場合、移動式ロボット１０の周囲を安全領域として設定してしまうと、作業者がその周囲で作業を行うことにより、移動式ロボット１０が動作指令を受けても動作を開始できない状況が発生する場合がある。この動作例では、安全領域特定部２３または安全領域特定部５３が、動作指令を受けていない移動式ロボットの周囲の領域が安全領域に含まれないよう、安全領域を特定する。そのため、移動式ロボット１０が動作指令を受けたにも関わらず動作を開始できない、といった状況を回避することができる。 Some mobile robots 10 are controlled not to start operating in order to avoid danger if people are nearby, even if they have received an operation command. In the case of such a mobile robot 10, if the area around the mobile robot 10 is set as a safety area, a situation may arise in which the mobile robot 10 cannot start operating even if it receives an operation command, due to an operator working in that area. In this operation example, the safety area identification unit 23 or the safety area identification unit 53 identifies the safety area so that the area around the mobile robot that has not received an operation command is not included in the safety area. This makes it possible to avoid a situation in which the mobile robot 10 cannot start operating despite receiving an operation command.

〔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、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。 [Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. For ease of explanation, the same reference numerals are given to members having the same functions as those described in the above embodiment, and the description thereof will not be repeated.

図８は、実施形態２に係る作業支援システム２の構成を例示するブロック図である。図８に示す作業支援システム２が上述した図１の作業支援システム１と異なる点は、移動式ロボット１０＿１～１０＿３に代えて、移動式ロボット１０＿４～１０＿６を備えている点である。また、移動式ロボット１０＿４～１０＿６が、移動式ロボット１０＿１～１０＿３と異なる点は、安全領域出力装置２０および表示装置１３を備えていない点である。なお、図８には、３つの移動式ロボット１０＿４～１０＿６が示されているが、移動式ロボットの数はこれに限定されず、これより多くても少なくてもよい。また、以下では、移動式ロボット１０＿４～１０＿６を区別して説明する必要がない場合には、これらについても、移動式ロボット１０＿１～１０＿３と同様に「移動式ロボット１０」と称する。 Figure 8 is a block diagram illustrating the configuration of a work support system 2 according to the second embodiment. The work support system 2 shown in Figure 8 differs from the work support system 1 in Figure 1 in that it includes mobile robots 10_4 to 10_6 instead of the mobile robots 10_1 to 10_3. The mobile robots 10_4 to 10_6 also differ from the mobile robots 10_1 to 10_3 in that they do not include a safety area output device 20 and a display device 13. Note that although three mobile robots 10_4 to 10_6 are shown in Figure 8, the number of mobile robots is not limited to this, and may be more or less than this. In the following, when it is not necessary to distinguish between the mobile robots 10_4 to 10_6 and explain them, they will also be referred to as "mobile robot 10" in the same manner as the mobile robots 10_1 to 10_3.

図９は、作業支援システム２が行う、安全領域の出力処理の流れを例示するフローチャートである。なお、一部のステップは並行して、または、順序を替えて実行されてもよい。図９に示される処理は、例えば予め定められた条件が満たされる場合に開始される。予め定められた条件が満たされる場合とは例えば、予め定められたタイミングに到達した場合、または、ユーザ操作により処理の開始を指示された場合である。 Figure 9 is a flowchart illustrating the flow of the safety area output process performed by the work assistance system 2. Note that some steps may be executed in parallel or in a different order. The process shown in Figure 9 is started, for example, when a predetermined condition is satisfied. Examples of cases in which the predetermined condition is satisfied include when a predetermined timing is reached or when a user operation instructs the start of the process.

図９に示される処理が実施形態１における図３の処理と異なる点は、移動式ロボット１０がステップＳ１０３～Ｓ１０８およびＳ１１０の処理を行わない点、および、上位システム３０がステップＳ２０２の後にステップＳ２１１～Ｓ２１２の処理を行う点である。 The process shown in FIG. 9 differs from the process in FIG. 3 in embodiment 1 in that the mobile robot 10 does not perform the processes of steps S103 to S108 and S110, and the host system 30 performs the processes of steps S211 to S212 after step S202.

この実施形態では、上位システム３０が移動式ロボット１０の動作範囲の特定処理を行う。ステップＳ２１１において、上位システム３０の取得部５１は、移動式ロボット１０の動作予定情報を取得する。この取得は例えば、予め定められた記憶領域（例えば、上位システム３０が備える記憶装置）から動作予定情報を取得することにより行われる。移動式ロボット１０が複数ある場合、取得部５１は、複数の移動式ロボット１０の各々の動作予定情報を取得する。 In this embodiment, the host system 30 performs a process of identifying the operating range of the mobile robot 10. In step S211, the acquisition unit 51 of the host system 30 acquires operation plan information of the mobile robot 10. This acquisition is performed, for example, by acquiring the operation plan information from a predetermined storage area (for example, a storage device provided in the host system 30). When there are multiple mobile robots 10, the acquisition unit 51 acquires the operation plan information of each of the multiple mobile robots 10.

ステップＳ２１２において、上位システム３０の動作範囲特定部５２は、取得された動作予定情報から移動式ロボット１０の各々の動作範囲を特定する。特定された動作範囲は、後段のステップＳ２０３において安全領域が特定される際に参照される。ステップＳ２０４において、出力部５４は、ステップＳ２０３で特定された安全領域を表す画像データを生成し、生成した画像データを表示装置４０に出力し、安全領域の表示を指示する。表示装置４０は、安全領域を表す画像を液晶ディスプレイ等に表示させる。 In step S212, the motion range determination unit 52 of the host system 30 determines the motion range of each of the mobile robots 10 from the acquired motion schedule information. The determined motion range is referenced when determining the safety area in subsequent step S203. In step S204, the output unit 54 generates image data representing the safety area determined in step S203, outputs the generated image data to the display device 40, and instructs the display of the safety area. The display device 40 displays the image representing the safety area on a liquid crystal display or the like.

〔実施形態３〕
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、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。 [Embodiment 3]
Other embodiments of the present invention will be described below. For ease of explanation, the same reference numerals are given to members having the same functions as those described in the above embodiment, and the description thereof will not be repeated.

図１０は、実施形態３に係る作業支援システム３の構成を例示するブロック図である。図１０に示す作業支援システム３が上述した図１の作業支援システム１と異なる点は、上位システム３０および表示装置４０を備えていない点である。なお、図１０には、３つの移動式ロボット１０＿１～１０＿３が示されているが、移動式ロボットの数はこれに限定されず、これより多くても少なくてもよい。 Figure 10 is a block diagram illustrating the configuration of a work support system 3 according to embodiment 3. The work support system 3 shown in Figure 10 differs from the work support system 1 in Figure 1 described above in that it does not include a host system 30 and a display device 40. Note that although three mobile robots 10_1 to 10_3 are shown in Figure 10, the number of mobile robots is not limited to this and may be more or less than this.

図１１は、作業支援システム３が行う、安全領域の出力処理の流れを例示するフローチャートである。なお、一部のステップは並行して、または、順序を替えて実行されてもよい。図１１に示される処理は、例えば予め定められた条件が満たされる場合に開始される。予め定められた条件が満たされる場合とは例えば、予め定められたタイミングに到達した場合、または、ユーザ操作により処理の開始を指示された場合である。 Figure 11 is a flowchart illustrating the flow of the safety area output process performed by the work assistance system 3. Note that some steps may be executed in parallel or in a different order. The process shown in Figure 11 is started, for example, when a predetermined condition is satisfied. Examples of cases in which the predetermined condition is satisfied include when a predetermined timing is reached or when a user operation instructs the start of the process.

図１１に示される処理が、実施形態１における図３の処理と異なる点は、ステップＳ１０１の処理に代えてステップＳ１２１およびＳ１２２の処理が行われる点、ステップＳ１０５、Ｓ１０８およびＳ１１１の処理が行われない点、並びに、上位システム３０および表示装置４０の処理が行われない点である。 The process shown in FIG. 11 differs from the process in FIG. 3 in embodiment 1 in that steps S121 and S122 are performed instead of step S101, steps S105, S108, and S111 are not performed, and the processes of the higher-level system 30 and the display device 40 are not performed.

ステップＳ１２１において、移動式ロボット１０の取得部２１は、移動式ロボット１０の動作開始指示を受け付ける。例えば、作業者により動作を開始するための操作が移動式ロボット１０の操作子を用いて行われることにより、動作開始指示が受け付けられる。ステップＳ１２２において、取得部２１は、移動式ロボット１０の動作予定情報を取得する。この取得は例えば、安全領域出力装置２０に設けられた記憶領域から情報を読み出すことにより行われる。ステップＳ１０２以降の処理において、読み出された動作予定情報を用いて安全領域の特定が行われ、安全領域を表す画像が表示装置１３に表示される。 In step S121, the acquisition unit 21 of the mobile robot 10 receives an instruction to start the operation of the mobile robot 10. For example, the operation start instruction is received when an operator uses an operator of the mobile robot 10 to start the operation. In step S122, the acquisition unit 21 acquires operation plan information of the mobile robot 10. This acquisition is performed, for example, by reading information from a memory area provided in the safety area output device 20. In the processing from step S102 onwards, the safety area is identified using the read operation plan information, and an image representing the safety area is displayed on the display device 13.

〔ソフトウェアによる実現例〕
安全領域出力装置２０の制御ブロック（特に取得部２１、動作範囲特定部２２、安全領域特定部２３、および出力部２４）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。また、安全領域出力装置５０の制御ブロック（特に取得部５１、動作範囲特定部５２、安全領域特定部５３、出力部５４、および移動式ロボット特定部５５）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。 [Software implementation example]
The control blocks of the safety area output device 20 (particularly the acquisition unit 21, the motion range identification unit 22, the safety area identification unit 23, and the output unit 24) may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software. Also, the control blocks of the safety area output device 50 (particularly the acquisition unit 51, the motion range identification unit 52, the safety area identification unit 53, the output unit 54, and the mobile robot identification unit 55) may be realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like, or may be realized by software.

後者の場合、安全領域出力装置２０および安全領域出力装置５０は、各機能を実現するソフトウェアである制御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１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な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制御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、上記制御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、上記制御プログラムは、該制御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、上記制御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。 In the latter case, the safety area output device 20 and the safety area output device 50 are provided with a computer that executes the instructions of a control program, which is software that realizes each function. This computer is provided with, for example, one or more processors, and a computer-readable recording medium that stores the control program. In the computer, the processor reads the control program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention. The processor can be, for example, a CPU (Central Processing Unit). The recording medium can be a "non-transient tangible medium", such as a ROM (Read Only Memory), as well as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, etc. In addition, a RAM (Random Access Memory) that expands the control program may be further provided. The control program may be supplied to the computer via any transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the control program. Note that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the control program is embodied by electronic transmission.

〔変形例〕
本発明は上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。 [Modifications]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

上述の実施形態１では、安全領域出力装置２０を備える移動式ロボット１０を例示し、また、第２実施形態では、安全領域出力装置２０を備えない移動式ロボット１０を例示した。本開示に係る作業支援システムは上述した実施形態で示したものに限られない。例えば、作業支援システムが、安全領域出力装置２０を備える移動式ロボット１０と、安全領域出力装置２０を備えない移動式ロボット１０との両方を含んでいてもよい。この場合、安全領域の表示は、移動式ロボット１０の表示装置１３および／または表示装置４０により行われる。 In the above-mentioned first embodiment, a mobile robot 10 equipped with a safety area output device 20 is exemplified, and in the second embodiment, a mobile robot 10 not equipped with a safety area output device 20 is exemplified. The work support system according to the present disclosure is not limited to those shown in the above-mentioned embodiments. For example, the work support system may include both a mobile robot 10 equipped with a safety area output device 20 and a mobile robot 10 not equipped with a safety area output device 20. In this case, the safety area is displayed by the display device 13 and/or the display device 40 of the mobile robot 10.

上述の実施形態では、出力部２４および出力部５４は、安全領域を表す画像データを、移動式ロボット１０に設けられた表示装置１３および作業者の作業空間に設けられた表示装置４０の少なくともいずれか一方に出力した（図３のステップＳ１０７、２０４、等）。出力部２４および出力部５４が出力するデータは、上述した実施形態で示したものに限られない。例えば、出力部２４および出力部５４は、移動式ロボット１０に設けられた発光装置および作業空間に設けられた発光装置の少なくともいずれか一方に、安全領域に対応する発光態様で発光させる制御信号を出力してもよい。この場合、作業者は、発光装置に発光態様により安全領域を容易に把握することができる。 In the above embodiment, the output unit 24 and the output unit 54 output image data representing the safety area to at least one of the display device 13 provided on the mobile robot 10 and the display device 40 provided in the worker's workspace (steps S107, 204, etc. in FIG. 3). The data output by the output unit 24 and the output unit 54 is not limited to that shown in the above embodiment. For example, the output unit 24 and the output unit 54 may output a control signal to at least one of the light-emitting device provided on the mobile robot 10 and the light-emitting device provided in the workspace to emit light in a light-emitting mode corresponding to the safety area. In this case, the worker can easily grasp the safety area based on the light-emitting mode of the light-emitting device.

上述の実施形態では、出力部２４および出力部５４は、安全領域に関する情報（画像データ）を表示装置１３および／または表示装置４０に出力した。出力部２４および出力部５４による情報の出力先は、上述した実施形態で示したものに限られない。例えば、出力部２４および出力部５４は、作業者が携帯しているデバイス（ハンドヘルド端末、スマートフォン、等）に対し、作業許可を示す信号および／または進入許可を示す信号を出力してもよい。作業者が所持する固有のデバイスに対して通知することで、表示の見落としや見誤りが防止され易くなる。 In the above-described embodiment, the output unit 24 and the output unit 54 output information (image data) related to the safety area to the display device 13 and/or the display device 40. The destination of the information output by the output unit 24 and the output unit 54 is not limited to that shown in the above-described embodiment. For example, the output unit 24 and the output unit 54 may output a signal indicating permission to work and/or a signal indicating permission to enter to a device (handheld terminal, smartphone, etc.) carried by the worker. By notifying a unique device carried by the worker, it becomes easier to prevent the display from being overlooked or misread.

上述の各実施形態において、安全領域の特定処理および安全領域の表示の更新処理が定期的に行われてもよい。移動式ロボット１０の移動およびロボットアームの動作により、安全領域は時間の経過に伴って変化する。そのため、所定の条件が満たされた場合に、安全領域特定部２３または安全領域特定部５３が、安全領域の更新処理を行い、更新された安全領域を表す情報を出力装置（表示装置１３および／または表示装置４０）に出力してもよい。所定の条件が満たされた場合とは、例えば、予め定められた単位時間が経過した場合、予め定められたタイミングに到達した場合、または前回安全領域を更新したときから移動式ロボット１０の移動量が所定の閾値を超えた場合である。また、所定の条件が満たされた場合とは例えば、ユーザ操作により更新を指示された場合、または、作業領域にある他の移動式ロボット１０（自装置の付近にある移動式ロボット１０）の少なくともひとつが動作を開始した場合、である。 In each of the above-mentioned embodiments, the process of identifying the safety area and the process of updating the display of the safety area may be performed periodically. The safety area changes over time due to the movement of the mobile robot 10 and the operation of the robot arm. Therefore, when a predetermined condition is satisfied, the safety area identification unit 23 or the safety area identification unit 53 may perform the process of updating the safety area and output information representing the updated safety area to the output device (the display device 13 and/or the display device 40). When the predetermined condition is satisfied, for example, when a predetermined unit time has elapsed, when a predetermined timing has been reached, or when the amount of movement of the mobile robot 10 since the last time the safety area was updated has exceeded a predetermined threshold value. In addition, when the predetermined condition is satisfied, for example, when an update is instructed by a user operation, or when at least one of the other mobile robots 10 (mobile robots 10 in the vicinity of the own device) in the working area has started to operate.

上述の実施形態１および２では、上位システム３０と表示装置４０とがそれぞれ別体の装置として記載されていたが、これらが一体の装置として構成されていてもよい。 In the above-mentioned first and second embodiments, the host system 30 and the display device 40 are described as separate devices, but they may be configured as an integrated device.

１、２、３作業支援システム
１０、１０＿１、１０＿２、１０＿３、１０＿４、１０＿５、１０＿６移動式ロボット
１１ロボットアーム
１２移動機構
１３表示装置
２０安全領域出力装置
２１取得部
２２動作範囲特定部
２３安全領域特定部
２４出力部
３０上位システム
４０表示装置
５０安全領域出力装置
５１取得部
５２動作範囲特定部
５３安全領域特定部
５４出力部
５５移動式ロボット特定部 REFERENCE SIGNS LIST 1, 2, 3 Work support system 10, 10_1, 10_2, 10_3, 10_4, 10_5, 10_6 Mobile robot 11 Robot arm 12 Mobile mechanism 13 Display device 20 Safety area output device 21 Acquisition unit 22 Motion range identification unit 23 Safety area identification unit 24 Output unit 30 Upper system 40 Display device 50 Safety area output device 51 Acquisition unit 52 Motion range identification unit 53 Safety area identification unit 54 Output unit 55 Mobile robot identification unit

Claims

an acquisition unit that acquires operation schedule information indicating a future operation schedule of a mobile robot that has a robot arm and moves and performs arm operation according to an operation command;
a motion range determination unit that determines a motion range of the mobile robot based on the motion schedule information;
a safety area specifying unit that specifies an area in a workspace of a worker that does not include the motion range as a safety area;
an output unit that outputs information about the identified safety region;
a mobile robot identification unit that identifies a mobile robot that has not received the operation command from among the plurality of mobile robots,
The safety region identification unit is
A predetermined area around the identified mobile robot is not included in the safety area;
A safety area output device that uses the operation plan information to identify, among the mobile robots identified by the mobile robot identification unit, those mobile robots that are not scheduled to receive the operation command over a specified period of time, and includes a specified area around the identified mobile robot in the safety area.

The motion range determination unit determines motion ranges of each of the plurality of mobile robots,
The safety area output device according to claim 1 , wherein the safety area specifying unit specifies, as the safety area, an area that does not include the specified plurality of motion ranges.

The acquisition unit acquires operation schedule information from each of the plurality of mobile robots,
The motion range determination unit determines a motion range of each of the plurality of mobile robots from motion schedule information of each of the mobile robots,
The safety area output device according to claim 2 , wherein the output unit outputs information about the safety area to at least one of an output device provided in the mobile robot and an output device provided in the workspace.

The output unit outputs image data representing the safety area to at least one of a display device provided on the mobile robot and a display device provided in the workspace, or
The safety area output device according to any one of claims 1 to 3, wherein a control signal is output to at least one of a light-emitting device provided on the mobile robot and a light-emitting device provided in the working space, to cause the light-emitting device to emit light in a light-emitting mode corresponding to the safety area.

A control program for causing a computer to function as the safety area output device according to any one of claims 1 to 4,
A control program for causing a computer to function as the acquisition unit, the motion range identification unit, the safety area identification unit, the output unit , and the mobile robot identification unit .