JPWO2023037443A5 - ロボット制御装置 - Google Patents

Description

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、人と作業領域を共有して動作するロボットを制御するロボット制御装置であって、画像認識処理部と、ロボット制御処理部と、監視処理部と、を備える。画像認識処理部は、ビジョンセンサから得られる監視領域における計測データを基に、監視領域に存在する人に関する情報である第１情報を認識する。ロボット制御処理部は、ロボットを動作させる動作プログラムに従ってロボットの動作を制御する。監視処理部は、周辺物体データと、画像認識処理部から得られる第１情報と、を基に得られるロボットと周辺物体と人との位置関係から、ロボットと周辺物体との間への人の挟み込みの可能性を判定する。周辺物体データは、監視領域におけるロボットおよびロボット以外の物体である周辺物体の３次元的な配置状態を示すデータである。

Claims (14)

1. 人と作業領域を共有して動作するロボットを制御するロボット制御装置であって、
   ビジョンセンサから得られる監視領域における計測データを基に、前記監視領域に存在する人に関する情報である第１情報を認識する画像認識処理部と、
   前記ロボットを動作させる動作プログラムに従って前記ロボットの動作を制御するロボット制御処理部と、
   前記監視領域における前記ロボットおよび前記ロボット以外の物体である周辺物体の３次元的な配置状態を示す周辺物体データと、前記画像認識処理部から得られる前記第１情報と、を基に得られる前記ロボットと前記周辺物体と前記人との位置関係から、前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を判定する監視処理部と、
   を備えることを特徴とするロボット制御装置。
2. 前記監視処理部は、前記監視領域における前記ロボットおよび前記周辺物体の位置、形状および大きさを含む前記周辺物体データ上に、前記第１情報に基づいて前記人の位置情報を追加し、当該追加後のデータに基づいて、前記周辺物体を含めた環境下において前記人と前記ロボットとの動作を予測して、前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を判定することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記画像認識処理部は、前記ロボットに関する情報である第２情報をさらに認識し、
   前記監視処理部は、前記周辺物体データ上に、前記第１情報に基づいて前記人の位置情報と、前記第２情報に基づいて前記ロボットに関する情報と、を追加し、当該追加後のデータに基づいて、前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を判定することを特徴とする請求項２に記載のロボット制御装置。
4. 前記第２情報は、前記ロボットの位置および姿勢を含む第２位置姿勢情報と、前記ロボットの移動方向および速度を含む第２状態情報と、を含み、
   前記監視処理部は、前記第２位置姿勢情報および前記第２状態情報から前記ロボットの動作を予測することを特徴とする請求項３に記載のロボット制御装置。
5. 前記監視処理部は、前記第１情報から前記人の動作を予測し、前記動作プログラムから前記ロボットの動作を予測し、前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を判定することを特徴とする請求項２に記載のロボット制御装置。
6. 前記第１情報は、前記人の位置および姿勢を含む第１位置姿勢情報と、前記人の移動方向および速度を含む第１状態情報と、を含み、
   前記監視処理部は、前記第１位置姿勢情報および前記第１状態情報から前記人の動作を予測することを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載のロボット制御装置。
7. 前記第１位置姿勢情報は、人体部位の位置および姿勢を含み、
   前記第１状態情報は、前記人体部位の移動方向および速度を含み、
   前記ロボットの動作によって前記人に接触した場合の前記人体部位毎における人体へ与える影響度を示す人体影響度情報を記憶する人体影響度情報記憶部をさらに備え、
   前記監視処理部は、前記人体部位の予測した動作と、前記ロボットの予測した動作と、から、前記ロボットと前記人体部位との接触部位および接触の状態を予測し、前記予測した前記接触部位および前記接触の状態に対応する前記人体へ与える影響度を前記人体影響度情報から取得し、取得した前記人体へ与える影響度に応じて前記ロボットの動作の指令を前記ロボット制御処理部に出力することを特徴とする請求項６に記載のロボット制御装置。
8. 前記監視処理部は、前記人の挟み込みの可能性がある場合に、前記ロボットの動作を制限する指令を前記ロボット制御処理部に出力するように構成されており、
   前記ロボットの動作を制限する指令は、前記ロボットの停止、減速、または前記人から離れる方向への前記ロボットの動作であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のロボット制御装置。
9. 前記監視処理部は、前記人の挟み込みの可能性がある場合に、前記ロボットの動作を制限する指令を前記ロボット制御処理部に出力する、あるいは警告音を出力することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のロボット制御装置。
10. 前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態を示す状態データと、前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態における前記ロボットの動作経路と、を含む学習用データを取得するデータ取得部と、
    前記学習用データを用いて、前記状態データから前記ロボットの動作が減速または停止されることを抑制し、かつ前記人への接触および前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を低減した前記ロボットの動作経路を推論するための学習済モデルを生成するモデル生成部と、
    を有する学習装置をさらに備え、
    前記状態データは、前記第１情報、前記ロボットの目的位置、前記ロボットに関する情報である第２情報、および前記周辺物体データを含むことを特徴とする請求項１，２，５のいずれか１つに記載のロボット制御装置。
11. 前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態を示す状態データと、前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態における前記ロボットの動作経路と、を含む学習用データを取得するデータ取得部と、
    前記学習用データを用いて、前記状態データから前記ロボットの動作が減速または停止されることを抑制し、かつ前記人への接触および前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を低減した前記ロボットの動作経路を推論するための学習済モデルを生成するモデル生成部と、
    を有する学習装置をさらに備え、
    前記状態データは、前記第１情報、前記ロボットの目的位置、前記第２情報、および前記周辺物体データを含むことを特徴とする請求項３または４に記載のロボット制御装置。
12. 前記モデル生成部は、
    前記ロボットの動作時間、前記ロボットが前記人に接触した場合の人体へ与える影響度、および前記ロボットの動作領域内における前記人のアクセス頻度のうちの少なくとも１つの報酬基準に基づいて、報酬を計算する報酬計算部と、
    前記報酬計算部によって計算される報酬に従って、前記ロボットの動作経路を決定するための関数を更新する関数更新部と、
    を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載のロボット制御装置。
13. 前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態を示す状態データを取得するデータ取得部と、
    前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態から前記ロボットの動作が減速または停止されることを抑制し、かつ前記人への接触および前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を低減した前記ロボットの動作経路を推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部で取得した前記状態データから前記ロボットの動作経路を出力する推論部と、
    を有する推論装置をさらに備え、
    前記状態データは、前記第１情報、前記ロボットの目的位置、前記ロボットに関する情報である第２情報、および前記周辺物体データを含むことを特徴とする請求項１，２，５，１０のいずれか１つに記載のロボット制御装置。
14. 前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態を示す状態データを取得するデータ取得部と、
    前記人、前記ロボットおよび前記周辺物体の状態から前記ロボットの動作が減速または停止されることを抑制し、かつ前記人への接触および前記ロボットと前記周辺物体との間への前記人の挟み込みの可能性を低減した前記ロボットの動作経路を推論するための学習済モデルを用いて、前記データ取得部で取得した前記状態データから前記ロボットの動作経路を出力する推論部と、
    を有する推論装置をさらに備え、
    前記状態データは、前記第１情報、前記ロボットの目的位置、前記第２情報、および前記周辺物体データを含むことを特徴とする請求項３，４，１１のいずれか１つに記載のロボット制御装置。