JPH04365584A - 遠隔操作ロボット支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遠隔操作により作業を行
う作業ロボットの移動操作をオペレータが容易に行える
よう支援する遠隔操作ロボット支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電柱等の高所での作業や、活線状態での
作業は危険が伴うことから、そのような作業は遠隔操作
された作業ロボットで行われるようになってきており、
かかる作業ロボットの作業を支援する装置として作業ロ
ボット支援装置がある。

【０００３】従来の作業ロボット支援装置では、遠隔操
作される作業ロボットの作業動作範囲に限度があるため
、作業ロボットを作業対象物に近い最適な作業位置まで
移動させている。作業ロボットの移動は、作業ロボット
を映した監視カメラのモニタ画面を見ながらオペレータ
が目測で目標位置まで導いていた。

【０００４】ところが、監視カメラで捕えられるモニタ
画面の視界は、ごく限られた部分を特定方向からしか映
し出さず、しかも画像が縮小されているので作業ロボッ
トと作業対象物との距離感がつかみずらい。このような
ことから、作業ロボットを移動目標位置まで移動させる
作業が極めて困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の作業ロ
ボット支援装置は、監視カメラのモニタ画面を見ながら
目測で作業ロボットを移動させていたので、作業ロボッ
トの目標位置への移動が困難で、作業能率を低下させる
といった問題があった。

【０００６】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、遠隔操作されるロボットに対する作業対象物
の位置を定量的に測定でき、オペレータによるロボット
移動作業を大幅に容易化し、作業能率の向上を図ること
のできる遠隔操作ロボット支援装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、遠隔操作によって作業を行うロボットの作
業を支援する遠隔操作ロボット支援装置において、前記
ロボットの移動目標位置を入力する入力手段と、前記ロ
ボットと作業対象物との距離および対向角を計測する位
置計測手段と、前記ロボットを移動させるためのロボッ
ト移動機構部から前記ロボットへ与えられた移動量と前
記位置計測手段で得られた計測結果とから前記ロボット
と前記作業対象物との相対位値およびこの相対位値と前
記移動目標位置との偏差を計算する計算処理手段と、こ
の計算処理手段で得られた計算結果に基づいて前記相対
位置又は前記偏差の少なくとも一方を表示する表示手段
とを具備した構成とした。

【０００８】

【作用】本発明によれば、ロボットの移動目標位置が入
力手段から入力され、この入力された移動目標位置とロ
ボットの現在位置との相対関係を示す定量値が位置計測
手段によって計測され、相対距離および対向角として出
力される。この計測結果は、計算処理手段に入力され、
ロボット移動機構部によりロボットが移動するごとに上
記計測結果とその移動量とから、現在のロボットと作業
対象物との相対位値およびこの相対位値と移動目標位置
との偏差が算出される。そして、この算出された相対位
値または偏差の少なくとも一方が表示される。よって、
遠隔操作されるロボットに対する作業対象物の位置が定
量的に測定され、その測定結果が表示部に表示される。 オペレータは、その表示内容を見ることにより、極めて
正確な移動方向および移動距離を知ることができ、ロボ
ットを目標位置へ移動させる作業が正確かつ容易なもの
となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る遠隔操作ロボ
ット支援装置について図１及び図２を参照して説明する
。

【００１０】本実施例の対象となる作業ロボットは、高
所作業車１に搭載されて、高所における架空配線作業を
行うものである。即ち、高所作業車１の助手席に本支援
装置と共にマスタマニピュレータを備えたロボット操作
装置が配置され、ブーム２の先端部に取付けられたスレ
ーブマニピュレータ３が所定の作業位置へ移動される。 スレーブマニピュレータ３は、スレーブアーム４と異な
る角度から作業対象物を映す複数台の監視カメラ５、５
′（本実施例では監視カメラは２台）を有している。 この作業ロボットは、オペレータによるマスタマニピュ
レータの操作に応じて高所に位置するスレーブマニピュ
レータ３が作業を行い、かつスレーブマニピュレータ３
に加わった力の量をマスタマニピュレータへ戻すバイラ
テラル制御を行うものである。なお、図中の符号６は作
業対象となる電柱である。

【００１１】本支援装置は、作業検証等により求められ
た各種作業毎の移動目標位置を入力するための入力部１
０と、２台の監視カメラ５、５′で撮像されたモニタ画
面から写真測量の原理によって作業対象部とロボット（
以下、単に「ロボット」という場合には「スレーブマニ
ピュレータ」をさす）との距離と対向角を計測する位置
計測部１１と、この位置計測部１１の計測結果とロボッ
トの移動量とからロボットの作業対象部に対する相対位
値及びこれと移動目標位置との偏差を算出する計算機１
２と、この計算機１２で算出された偏差をアナログ表示
し、相対位値をグラフィック表示する表示部１３とを具
備して構成されている。

【００１２】上記入力部１０は、移動目標位置データを
入力するためのマン・マシンインターフェイス１４と、
入力された移動目標位置データを記憶するメモリ１５と
からなる。また、位置計測部１１は、２台の監視カメラ
５、５′からの各モニタ画像をそれぞれ表示する左右監
視モニタ１６と、この左右監視モニタ１６のモニタ画面
上で、作業検証時に用いた測定基準点を指定する測定点
指示器１７と、左右監視モニタ１６のモニタ画像が取込
まれ測定点指示器１７で指示した各点の位置情報を出力
する距離計ボード１８とからなる。なお、図中符号１９
はブーム移動装置であり、ロボットに与えた移動量を計
算機１２に逐次入力する。図２（ａ）（ｂ）に表示部１
３における表示例を示す。

【００１３】図２（ａ）は、水平方向、垂直方向、首振
り角（対向角）の偏差をバーグラフによってアナログ表
示した例である。水平方向の偏差を表す表示部２１は、
４本のバー表示部が十字状に組合わされており、それぞ
れ前後左右方向の偏差が表示される。バーの長さがその
方向の偏差量を表している。垂直方向の偏差を表す表示
部２２は、画面上下方向に２つのバー表示部が連続して
配置され、それぞれ上下方向の偏差量が表される。対向
角の偏差量を表す表示部２３は、画面水平方向に２つの
バー表示部が連続して配置され、それぞれ左右４５度の
首振り角の偏差が表示される。各表示部２１〜２３の表
示内容は、計算機１２から算出される偏差に応じてリア
ルタイムで変化する。

【００１４】図２（ｂ）は、ロボットと測定対象物（電
柱６）との相対関係をグラフィック表示した例である。 これは、表示画面を左右２４，２５に分けて、左半分の
画面２４にはロボットと測定対象物との相対関係を側面
から見た状態が表示され、右半分の画面２５にはロボッ
トと測定対象物との相対関係を上から見た状態が表示さ
れる。左半分の画面２４を見れば、ロボットと測定対象
物の水平方向及び垂直方向の状態把握が容易となり、右
半分の画面２５を見れば水平方向及びロボットの首振り
角を容易に把握できるものとなる。次に、以上のように
構成された本実施例の動作について説明する。先ず、予
め作業検証等により求めた移動目標位置が各作業毎にマ
ン・マシンインターフェィス１４を介してメモリ１５へ
格納される。

【００１５】次に、ブーム移動装置１９を操作してブー
ム２を移動させ、電柱６の測定基準点Ａ，Ｂが２台の監
視カメラ５、５′の視野内に入るようにする。これによ
って、左右監視モニタ１６のモニタ画面に作業対象部が
映し出される。

【００１６】次に、オペレータは測定点指示器１７を使
ってモニタ画面上で測定基準Ａ，Ｂの２点を指示する。 この結果、距離計ボード１８からこれら指示点に関する
位置情報が計算機１２へ出力される。計算機１２では、
これら位置情報からロボットから点Ａ，Ｂに対する位置
ベクトルａ，ｂを求める。そして、位置ベクトルａ，ｂ
からベクトル演算によって、作業対象部とロボットとの
距離と対向角を算出し、初期値を求める。この初期値は
、計算機１２にオフセット値として記憶される。

【００１７】ブーム移動装置１９からブーム２の移動量
が計算機１２に入力すると、上記初期値と移動量とから
ロボットの現在の位置がリアルタイムで計算される。そ
して、メモリ１５から読出された移動目標位置とロボッ
ト現在位置との偏差が計算される。以上のようにして求
められた偏差は表示部１３にアナログ表示またはグラフ
ィック表示される。

【００１８】オペレータは表示部１３の表示画面に示さ
れた偏差量及び相対位置関係を見ながらロボットを作業
対象部に近付ける。例えば、図２（ａ）に示すように偏
差がバーグラフによってアナログ表示されている場合に
は、バーグラフが伸びる方向と逆の方向にロボットが移
動するようにブーム移動装置１９を操作する。これによ
って、バーグラフが短くなり、目標位置に達したところ
でバーがなくなる。すなわち、バーグラフが減少し消え
るようにブーム移動装置１９を操作することにより、ロ
ボットが目標位置に移動する。

【００１９】また、オペレータは図２（ｂ）に示す表示
画面を見ることにより、左右監視モニタ１６では把握の
難しいロボットと作業対象部との位置関係を容易につか
むことができる。

【００２０】この様に本実施例によれば、入力部１０か
ら移動目標位置を入力し、位置計測部１１で作業対象部
とロボットとの距離及び対向角を計測し、この計測結果
と移動目標位置との偏差および立体的な相対関係をリア
ルタイムで表示部１３に表示するように構成したので、
移動目標位置とのずれを定量的なアナログ量として認識
することができる。従って、ロボットを遠隔操作にて移
動目標位置へ導く移動作業を従来に比べて極めて容易か
つ正確に行うことができ、作業時間も大幅に短縮するこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、遠
隔操作されるロボットに対する作業対象物の位置を定量
的に測定でき、オペレータによるロボット移動作業を大
幅に容易化し、作業能率の向上を図ることのできる遠隔
操作ロボット支援装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る遠隔操作ロボット支援
装置の機能ブロック図。

【図２】一実施例に係る遠隔操作ロボット支援装置にお
ける表示部の表示例を示す平面図。

【符号の説明】

５，５′…監視カメラ、１０…入力部、１１…位置計測
部、１２…計算機、１３…表示部、１４…マン・マシン
インターフェイス、１５…メモリ、１６…左右監視モニ
タ、１７…測定点指示器、１８…距離計ボード、１９…
ブーム移動装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　遠隔操作によって作業を行うロボット
   の作業を支援する遠隔操作ロボット支援装置において、
   前記ロボットの移動目標位置を入力する入力手段と、前
   記ロボットと作業対象物との距離および対向角を計測す
   る位置計測手段と、前記ロボットを移動させるためのロ
   ボット移動機構部から前記ロボットへ与えられた移動量
   と前記位置計測手段で得られた計測結果とから前記ロボ
   ットと前記作業対象物との相対位値およびこの相対位値
   と前記移動目標位置との偏差を計算する計算処理手段と
   、この計算処理手段で得られた計算結果に基づいて前記
   相対位置又は前記偏差の少なくとも一方を表示する表示
   手段とを具備したことを特徴とする遠隔操作ロボット支
   援装置。