机器人安全系统技术方案

在机器人安全系统(1)中，通过安全控制器(4)，根据作业人员的位置和/或作业人员的视野确定作业人员所看到的机器人(2)，并根据位置信息取得机器人(2)与作业人员之间的距离。通过安全控制器(4)，根据该取得的距离生成栅栏图像，所述栅栏图像为表示机器人(2)的动作范围的边界位置的虚拟图像，并且其显示形式根据到该机器人(2)为止的距离发生变化。在作业人员佩戴的眼镜型显示器(5)中与作业人员的视野重叠地显示生成的栅栏图像。作为其他示例，机器人安全系统也可以使作为栅栏图像的虚拟围栏显示在头部佩戴型显示器中，并以尽量不影响作业人员的工作效率的方式使其显示形式最佳化。

【技术实现步骤摘要】
机器人安全系统
本专利技术涉及一种机器人安全系统，其确保在设置有工业用机器人等机器人的场所进行工作时的安全。
技术介绍
以往，在设置工业用机器人时，大多设置有用于限制进入到机器人的动作范围内的物理栅栏。但是，近年来，随着工厂的不断小型化，不设置物理栅栏的情况在增多。在这种情况下，如果作业人员进入到动作范围内，则有可能会接触到机器人。因此，例如在专利文献1中，讨论了在机器人侧实施用于应对与作业人员发生接触的安全对策。另外，例如在专利文献2中提出了如下的技术：使用能够在作业人员佩戴于头部的状态的显示部上投影图像的头部佩戴型显示器，来显示例如虚拟现实的图像和各种信息。设想为了确保有可能进入到机器人进行工作的区域内的作业人员的安全而应用该技术。例如，作为一种方法，可以考虑当作业人员借助头部佩戴型显示器看到机器人时，在机器人的周边显示虚拟的安全栅栏的图像。下面，将该“虚拟的安全栅栏”称为“虚拟围栏”。通过导入这样的系统来确保作业人员的安全性，并且不需要实际配置安全栅栏，因此能够期待提高与机器人共存的环境下的作业人员的工作效率。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-157352号公报专利文献2：日本特开2014-95903号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，认为安全性最高的做法是不让作业人员与机器人接触。另一方面，当作业人员在视野中捕捉到机器人时，如果虚拟围栏始终显示在头部佩戴型显示器中，则作业人员无法集中注意力，有可能引起工作效率降低。本专利技术是鉴于上述实际情况而做出的，第一个目的在于提供一种机器人安全系统，在没有设置物理栅栏的场所进行工作时，既能够确保作业人员的安全，又能够降低作业人员进入到机器人的动作范围内的可能性。另外，第二个目的在于提供一种虚拟围栏显示系统，能够以尽量不影响作业人员的工作效率的方式使头部佩戴型显示器中的虚拟围栏的显示形式最佳化。用于解决技术问题的方案因此，为了达成上述第一个目的，作为本专利技术的第一实施方式，对工业用机器人等的机器人安全系统进行说明。首先，讨论当与作业人员的视野重叠地显示虚拟的栅栏图像时，采用何种显示形式对于作业人员来说是容易理解的、且是安全的。通过头部佩戴型显示器这样的透过型显示器显示的虚拟的栅栏图像与以往设置的实物栅栏不同，无法在物理上限制进入到动作范围内的现象。另外，近年来虽然能够显示看起来与实物相同的真实图像，但是单纯地仅显示真实的栅栏的图像尽管能够表示出动作范围的边界位置，却难以产生千万不要向那边靠近的心理上的抑制效果。另一方面，头部佩戴型显示器具有能够显示与现实不同的虚拟图像的优点。因此，认为通过利用虚拟图像这一优点，能够获得千万不要靠近动作范围的心理上的抑制效果。其反面是，如果提示的信息过多或者使用复杂的提示方法，则有可能会在信息的把握上花费时间，无法做出及时的应对。因此，根据专利技术的第一实施方式，具备：位置信息取得部，取得可确定作业人员的位置的位置信息；视野信息取得部，取得可确定作业人员的视野的视野信息；确定部，根据作业人员的位置和/或作业人员的视野，确定作业人员所看到的机器人；距离取得部，根据位置信息，取得机器人与作业人员之间的距离；栅栏图像生成部，根据取得的距离生成栅栏图像，所述栅栏图像为表示机器人的动作范围的边界位置的虚拟图像，并且其显示形式根据到该机器人为止的距离发生变化；以及头部佩戴型显示器，由作业人员佩戴，与作业人员的视野重叠地显示生成的栅栏图像。根据这样的结构，在作业人员的视野中显示出表示机器人的动作范围的边界位置的栅栏图像、即栅栏状的图像。而且，在通常的心理状态下，认为在设置有栅栏的情况下不会向其前方侵入。另外，通过根据到机器人为止的距离使栅栏图像的显示形式变化，能够直观地判断出距离机器人是近还是远，也就是自身是位于安全的位置还是位于存在危险性的位置。因此，既能够确保作业人员的安全，又能够降低作业人员进入到机器人的动作范围内的可能性。在第一实施方式的优选例中，栅栏图像生成部生成到机器人为止的距离越近透过率越低的形式的栅栏图像。为了不使作业人员靠近机器人，认为只要使作业人员不要比当前位置更靠近机器人一侧即可。在这种情况下，通过遮断朝向机器人的方向的信息，从而在心理上产生不要继续向前前进的心理。这虽然是极端的例子，但是可以认为，当眼前一片漆黑时，通常会对继续向前前进产生顾虑。另一方面，例如对在工厂内移动的作业人员来说，如果设置成突然挡住视野那样的显示形式，则反而有可能会造成危险。因此，通过生成到机器人为止的距离越近透过率越低的形式的栅栏图像，随着靠近机器人，使作业人员看不到或者看不清其前方，作业人员会对向该方向即机器人的方向的移动产生顾虑。由此，能够期待降低作业人员进入到机器人的动作范围内的可能性。此时，由于到机器人为止的距离越近透过率越低，因此，能够排除在机器人附近视野突然被遮挡的可能性，能够确保移动过程中的作业人员的安全。另外，在其他的优选例中，栅栏图像生成部生成到机器人为止的距离越近显示尺寸越被扩大的形式的栅栏图像。这样，通过增大栅栏图像的显示尺寸，能够明确地提示作业人员不要向该方向前进，能够期待降低作业人员进入到机器人的动作范围内的可能性。进一步，在其他的优选例中，栅栏图像生成部生成根据到机器人为止的距离变成不同颜色的形式的栅栏图像。在日常生活中，例如在信号机的情况下，以蓝色表示允许进入、黄色表示停止、红色表示禁止进入这样进行区分的方式，通过颜色来区分并提示危险性。因此，通过根据到机器人为止的距离以不同的颜色来生成栅栏图像，能够以感官上容易理解的方式向作业人员提示危险性。进一步，在其他的优选例中，栅栏图像生成部生成在作业人员的视野中所占的比例与到机器人为止的距离无关而处于预定的范围内的形式的栅栏图像。即使在通过显示栅栏图像从而抑制进入到机器人的动作范围R内的情况下，如果因显示该栅栏图像而导致作业人员的视野被遮挡，则反而有可能会造成危险。因此，通过生成在作业人员的视野中所占的比例固定的栅栏图像，换言之，通过持续确保一定量的作业人员的视野，能够提高移动过程中的安全性，并且，即使在靠近机器人时，也不会妨碍做出及时的应对。进一步，在其他的优选例中，栅栏图像生成部生成避开以作业人员的视野的中心为基准的、预先设定的显示限制范围的形式的栅栏图像。由此，能够持续确保一定量的作业人员的视野，能够提高移动过程中的安全性，并且，即使在靠近机器人时，也不会妨碍做出及时的应对。进一步，在其他的优选例中，栅栏图像生成部生成根据直到机器人进入作业人员的视野为止的作业人员的移动轨迹使显示形式阶段性变化的形式的栅栏图像。具体而言，在作业人员向接近机器人的方向移动时，生成从与机器人的距离较远时的显示形式阶段性地变化到当前位置的显示形式的栅栏图像。另一方面，在作业人员向远离机器人的方向移动时，生成从位于机器人附近时的显示形式阶段性地变化到当前位置的显示形式的栅栏图像。例如，作业人员位于机器人的附近，且面朝与机器人不同的方向进行作业，扭头时机器人进入到视野中而突然显示出栅栏图像，在这种情况下，认为无法及时把握提示出的栅栏图像的含义等。因此，通过根据直到机器人进入作业人员的视野为止的移动轨迹使显示形式阶段性地变化，作业人员能够把握是用于限制进入到动作范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人安全系统，其特征在于，具备：位置信息取得部，取得可确定作业人员的位置的位置信息；视野信息取得部，取得可确定作业人员的视野的视野信息；确定部，根据由所述位置信息取得部取得的作业人员的位置和/或由所述视野信息取得部取得的作业人员的视野，确定作业人员所看到的机器人；距离取得部，根据由所述位置信息取得部取得的位置信息，取得由所述确定部确定的所述机器人与作业人员之间的距离；栅栏图像生成部，根据由所述距离取得部取得的距离生成栅栏图像，所述栅栏图像为表示所述机器人的动作范围的边界位置的虚拟图像，并且其显示形式根据到该机器人为止的距离发生变化；以及头部佩戴型显示器，由作业人员佩戴在头部，与作业人员的视野重叠地显示由所述栅栏图像生成部生成的所述栅栏图像。

【技术特征摘要】
2015.11.25 JP 2015-229604;2015.11.30 JP 2015-233291.一种机器人安全系统，其特征在于，具备：位置信息取得部，取得可确定作业人员的位置的位置信息；视野信息取得部，取得可确定作业人员的视野的视野信息；确定部，根据由所述位置信息取得部取得的作业人员的位置和/或由所述视野信息取得部取得的作业人员的视野，确定作业人员所看到的机器人；距离取得部，根据由所述位置信息取得部取得的位置信息，取得由所述确定部确定的所述机器人与作业人员之间的距离；栅栏图像生成部，根据由所述距离取得部取得的距离生成栅栏图像，所述栅栏图像为表示所述机器人的动作范围的边界位置的虚拟图像，并且其显示形式根据到该机器人为止的距离发生变化；以及头部佩戴型显示器，由作业人员佩戴在头部，与作业人员的视野重叠地显示由所述栅栏图像生成部生成的所述栅栏图像。2.根据权利要求1所述的机器人安全系统，其特征在于，所述栅栏图像生成部生成到所述机器人为止的距离越近透过率越低的形式的所述栅栏图像。3.根据权利要求1或2所述的机器人安全系统，其特征在于，所述栅栏图像生成部生成到所述机器人为止的距离越近显示尺寸越被扩大的形式的所述栅栏图像。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的机器人安全系统，其特征在于，所述栅栏图像生成部生成根据到所述机器人为止的距离变成不同颜色的形式的所述栅栏图像。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的机器人安全系统，其特征在于，所述栅栏图像生成部生成在作业人员的视野中所占的比例与到所述机器人为止的距离无关而处于预定的范围内的形式的所述栅栏图像。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的机器人安全系统，其特征在于，所述栅栏图像生成部生成避开以作业人员的视野的中心为基准的、预先设定的显示限制范围的形式的所述栅栏图像。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的机器人安全系统，其特征在于，所述栅栏图像生成部根据所述机器人进...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本智哉，川瀬大介，榎本聪文，宇都宫正和，
申请(专利权)人：电装波动株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP