JP2017211726A

JP2017211726A - 自律作業統合管理システム

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Publication number: JP2017211726A
Application number: JP2016102741A
Authority: JP
Inventors: 亮介小林; Ryosuke Kobayashi; 河野　尚幸; Naoyuki Kono; 尚幸河野; 孝一黒澤; Koichi Kurosawa; 平野　克彦; Katsuhiko Hirano; 克彦平野
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2036-05-23
Also published as: WO2017203974A1; JP6727701B2

Abstract

【課題】他のミッションなどによって生じる作業環境の変化に柔軟に対応することができる自律作業統合管理システムを提供する。
【解決手段】複数の作業装置（作業機械２８および作業員２９）で構成された第１の作業グループの自律作業により第１のミッションを実行するための制御量を生成する場合に、第１の作業グループと異なる他の複数の作業装置２３〜２７で構成された第２の作業グループの自律作業により実行される第２のミッションの制御量に基づいて、第１のミッションに関する作業装置２８，２９の制御量を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の作業装置による自律的な一連の作業を管理する自律作業統合管理システムに関する。

複数の作業装置による自律作業を管理する技術として、例えば、特許文献１（特表２０１２−５２９１０４号公報）には、任意の数のロボットマシングループと、任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができるミッションプランナーと、任意の数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができるミッション制御部とを備えた装置に関する技術が開示されている。

特表２０１２−５２９１０４号公報

しかしながら、上記従来技術においては、一つのミッションを複数の装置で実行する場合の自律作業を制御対象としており、異なるミッションを実行する装置間の連携については考慮されていない。つまり、異なる複数のミッションのそれぞれの作業状況によって互いの作業に影響がでる場合については考慮されないため、複数のミッションを並行して実行するような現場においては、他のミッションによって生じる作業環境の変化によって作業効率が低下してしまうおそれがあった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、他のミッションなどによって生じる作業環境の変化に柔軟に対応することができる自律作業統合管理システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の作業装置による自律作業を制御する自律作業統合管理システムにおいて、前記作業装置の作業に関する情報が格納された作業データベースと、前記作業装置の状態および前記作業装置の配置された作業エリアの状態を検出する複数の検出装置からの検出結果と前記作業データベースに格納された情報とに基づいて、前記作業装置の作業状態を推定する作業状態推定部と、前記作業装置の動作パターンに関する情報が格納された動作データベースと、前記作業状態推定部における前記作業装置の作業状態の推定結果と前記動作データベースに格納された情報とに基づいて、前記作業装置の動作状態を推定する装置状態推定部と、オペレータにより入力された作業指令を装置指令まで分解する指令入力部と、前記装置状態推定部における作業装置の動作状態の推定結果と前記指令入力部からの装置指令とに基づいて、前記複数の作業装置のそれぞれの制御量を生成する指令生成部とを備え、前記指令生成部は、前記複数の作業装置の一部で構成された第１の作業グループの自律作業により第１のミッションを実行するための制御量を生成する場合に、前記第１の作業グループと異なる他の複数の作業装置で構成された第２の作業グループの自律作業により実行される第２のミッションの制御量に基づいて、前記第１のミッションに関する前記作業装置の制御量を生成するものとする。

他のミッションなどによって生じる作業環境の変化に柔軟に対応することができる。

本実施の形態に係る自律作業統合管理システムの全体構成を示す機能ブロック図である。作業データベースのデータ構成を示す図である。動作データベースのデータ構成を示す図である。運搬台車により収納管を搬送していない状態での作業エリアの様子を示す図である。運搬台車により収納管を搬送している状態での作業エリアの様子を示す図である。取り出し装置による廃棄物を切断・把持する様子を示す図である。取り出し装置により廃棄物を取り出しクレーンに載置する様子を示す図である。取り出しクレーンから廃棄物を収納管に収納する様子を示す図である。収納管を運搬台車に載置する様子を示す図である。収納管が載置された運搬台車が保管庫に進入する様子を示す図である。運搬台車が保管庫の所定の位置に停車する様子を示す図である。収納管運搬クレーンにより収納管が運搬台車から吊り上げられる様子を示す図である。収納管運搬クレーンにより収納管が保管プールに格納される様子を示す図である。自律作業統合管理システムによる自律作業制御処理の処理内容を概略的に示すＰＡＤ図である。作業状態推定処理を概略的に示すＰＡＤ図である。装置状態推定処理の処理内容を概略的に示すＰＡＤ図である。自律作業統合管理システムにより生成される出力の一つである各作業グループの作業装置の稼動スケジュールを示す図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

本実施の形態では、運搬対象の建屋間での搬送及びその周辺における作業を行う複数の作業装置による自律作業を管理対象とする場合を例示して説明する。

図１は、本実施の形態に係る自律作業統合管理システムの全体構成を示す機能ブロック図である。

図１において、自律作業統合管理システム５４は、複数の作業グループ５６〜５９に属する複数の作業装置２３〜２９（後に詳述）による自律作業を制御するものであり、作業装置２３〜２９の作業に関する情報が格納された作業データベース３７と、作業装置２３〜２９の状態を検出する複数の検出装置（装置状態検出装置群６２）および作業装置２３〜２９の配置された作業エリア５５の環境を検出する複数の検出装置（作業環境検出装置群６３）を含む検出装置群６０からの検出結果と作業データベース３７に格納された情報とに基づいて、作業装置２３〜２９の作業状態を推定する作業状態推定部３４と、作業装置２３〜２９の動作パターンに関する情報が格納された動作データベース３８と、作業状態推定部３４における作業装置２３〜２９の作業状態の推定結果、検出装置群６０の検出結果、及び動作データベース３８に格納された情報に基づいて、作業装置２３〜２９の動作状態を推定する装置状態推定部３５と、オペレータ３９により入力された作業指令を装置指令まで分解する指令入力部４０と、装置状態推定部３５における作業装置２３〜２９の動作状態の推定結果と指令入力部４０からの装置指令とに基づいて、複数の作業装置２３〜２９のそれぞれの制御量を生成する指令生成部４１と、検出装置群６０等からのデータを受信するデータ受信部３１及び指令生成部４１で生成された制御量を作業装置２３〜２９に送信するデータ送信部３２を含むインタフェースとしてのデータ送受信部３０とから概略構成されている。

検出装置群６０の装置状態検出装置群６２は、作業装置２３〜２９の状態を検出するために作業装置２３〜２９に搭載されたものである。作業装置２３〜２９に搭載された検出装置としては、駆動部の移動量や回転量を検出するセンサ（レーザ距離計、エンコーダ、ポテンショメータ、傾斜計、地磁気センサ、ジャイロセンサ等）、対象物との相互作用を検出するセンサ（カメラ、超音波距離計、レーザ距離計、力・トルクセンサ、温度計、感圧センサ等）、駆動部の動作を検出センサ（電流センサ等）、対象物の位置を検出するセンサ（作業員に携帯されるＧＰＳセンサ等）などがある。

検出装置群６０の作業環境検出装置群６３は、作業装置２３〜２９の配置された作業エリア５５の環境を検出するために作業エリア５５に配置されたものである。作業エリア５５に配置された検出装置としては、作業環境の変化を検出するセンサ（圧力計、漏水検知器、温度計、放射線量計等）などがある。

検出装置群６０からのデータはデータ受信部３１で受信され、作業状態推定部３４へ入力される。作業状態推定部３４では、事前トレーニングやシミュレーションで取得した各作業の作業手順や作業内容等が格納された作業データベース３７を参照して、受信データをもとに類似事象を抽出し、各作業装置２３〜２９の現在の作業状態を推定して行動を決定する。装置状態推定部３５は、作業状態推定部３４での推定結果と、各作業装置２３〜２７の動作パターンが格納された動作データベース３８とを参照して装置状態を推定し、予め決められたミッションを実現するために必要な各作業装置２３〜２７の動作を決定する。一方、オペレータ３９により、統合管理システムへの指令の入力が行われる。指令の入力時期は、作業開始時のみ実施することを基本とするが、作業進行中に計画変更や状況変化があった場合は、都度入力可能である。オペレータ３９は指令入力部４０を介して指令生成部４１へ指令を入力する。指令入力部４０では、オペレータ３９から入力された指令（例えば、「建屋１から保管庫５まで、収納管３を作業員の被曝が最小となるように運搬すること」＝作業：建屋１から保管庫５までの収納管３の運搬、制約：作業員２９の被曝量最小）を受けて、各作業装置２３〜２９の各種制約条件や作業目的・動作パターンなどに指令を分解して指令生成部４１へ入力する。指令生成部４１では、装置状態推定部３５で推定された各作業装置２３〜２９の状態と指令入力部４０で分解された指令（作業装置２３〜２９の目標動作に相等する）に基づいて、各作業装置２３〜２９の駆動部の制御量を算出する。指令生成部４１で生成された各作業装置２３〜２９の制御量は、データ送信部３２から作業装置群（作業装置２３〜２９）へ送信・展開される。

図２は、作業データベースのデータ構成を示す図である。また、図３は、動作データベースのデータ構成を示す図である。

図２において、作業データベース３７には、作業装置２３〜２９の作業に関する各種情報が格納されており、事前トレーニングデータ４２、シミュレーションデータ４３、想定不具合事象データ４４、手動入力データ４５、オンライン蓄積データ４６、及び類似事象データ４７により構成されている。

図３において、動作データベース３８には、作業装置２３〜２９の動作パターンに関する各種情報が格納されており、事前トレーニングデータ４８、シミュレーションデータ４９、想定不具合事象データ５０、手動入力データ５１、オンライン蓄積データ５２、及び類似事象データ５３により構成されている。

図４及び図５は、本実施の形態の自律作業統合管理システムの管理対象となる作業エリアの一例を模式的に示す図である。図４は運搬台車により収納管を搬送していない状態での作業エリアの様子を示す図であり、図５は運搬台車により収納管を搬送している状態での作業エリアの様子を示す図である。

図４及び図５において、本実施の形態に係る作業エリア５５には、運搬対象である廃棄物が格納された建屋１での作業グループ５６と、廃棄物を建屋１から廃棄物を保管する建屋である保管庫５に搬送する作業グループ５７と、搬送されてきた廃棄物を保管庫５内に保管する作業グループ５８と、作業グループ５７における廃棄物の運搬路に隣接する場所で作業を行う作業グループ５９とが配置されている。ここで、作業グループ５６〜５９のうち、作業グループ５６〜５８は第２の作業グループを構成し、作業グループ５９は第１の作業グループを構成する。

図６〜図９は、運搬対象である廃棄物が格納された建屋の作業の様子を示す図である。図６は取り出し装置による廃棄物を切断・把持する様子を示す図であり、図７は取り出し装置により廃棄物を取り出しクレーンに載置する様子を示す図であり、図８は取り出しクレーンから廃棄物を収納管に収納する様子を示す図であり、図９は収納管を運搬台車に載置する様子を示す図である。

図６〜図９において、建屋１には、作業グループ５６に属する作業装置２３〜２５として、取り出し装置２３、取り出しクレーン２４、及び収納管運搬クレーン２５が配置されている。

取り出し装置２３は、例えば容器７の底部に内在する廃棄物８を取り出しクレーン２４に積み込む作業を行う作業装置であり、容器７の内部に上下方向に伸縮可能に設けられた伸縮管１０と、伸縮管１０の上端を接続するように容器７の上方に設けられ、伸縮管１０の水平方向への移動を可能とする並進移動ステージ９と、伸縮管１０の伸縮によって昇降動作可能なように伸縮管１０の下端に配置され、廃棄物８を切断・把持して取り出しクレーン２４に積み込む作業ツール１１とから構成されている。作業ツール１１により切断・把持された廃棄物８は取り出しクレーン２４の搬送台１４に載置される（図７参照）。

取り出しクレーン２４は、取り出し装置２３により積み込まれた廃棄物８を容器７外の収納作業室１５に配置された収納管３に収納する作業を行う作業装置であり、建屋１の内部上方に水平移動可能に設けられた並進移動ステージ１２と、並進移動ステージ１２の下方に伸縮可能に設けられたワイヤ１３と、ワイヤ１３の下端に設けられた搬送台１４とから構成されている。廃棄物８が取り出し装置２３により搬送台１４に載置されると、搬送台１４はワイヤ１３の伸縮および並進移動ステージ１２の移動により収納作業室１５に移動され、搬送台１４の廃棄物８は収納作業室１５の収納管３に逐次収納される（図８参照）。

収納管運搬クレーン２５は、廃棄物８が収納された収納管３を収納作業室１５から作業グループ５７の運搬台車２に積み込む作業を行う作業装置であり、建屋１の内部上方に水平移動可能に設けられた並進移動ステージ１６と、並進移動ステージ１６の下方に伸縮可能に設けられたワイヤ１７と、ワイヤ１７の下端に設けられた収納管吊り下げツール１８とから構成されている。収納管３に収納された廃棄物８予めさだめた規定量に達すると、収納管３は収納管運搬クレーン２５により吊り下げられ、建屋１の所定の位置まで進入してきて停止した運搬台車２に載置される（図９参照）。

作業グループ５７に属する作業装置２６としての運搬台車２は、収納管３の建屋１からの搬出作業、及び保管庫５への搬送作業を行うものである。運搬台車２は、建屋１と保管庫５の間に設けられた道路４を介して建屋１と保管庫５の間を往復することにより収納管３の搬送を行う。

図１０〜図１３は、廃棄物が収納された収納管が保管される保管庫の作業の様子を示す図である。図１０は収納管が載置された運搬台車が保管庫に進入する様子を示す図であり、図１１は運搬台車が保管庫の所定の位置に停車する様子を示す図であり、図１２は収納管運搬クレーンにより収納管が運搬台車から吊り上げられる様子を示す図であり、図１３は収納管運搬クレーンにより収納管が保管プールに格納される様子を示す図である。

図１０〜図１３において、保管庫５には、作業グループ５８に属する作業装置２７としての収納管運搬クレーン２７が配置されている。

収納管運搬クレーン２７は、運搬台車２により搬送された収納管３を保管庫５の内部に設置された保管プール１９に格納する作業を行う作業装置であり、保管庫５の内部上方に水平移動可能に設けられた並進移動ステージ２０と、並進移動ステージ２０の下方に伸縮可能に設けられたワイヤ２１と、和やの下端に設けられた収納管吊り下げツール２２とから構成されている。廃棄物８が収納された収納管３を載置した運搬台車２が保管庫５の所定の位置まで進入して停止すると（図１１参照）、収納管３が運搬台車２から収納管運搬クレーン２７により吊り下げられ（図１２参照）、保管庫５の内部に設置された保管プール１９に格納される（図１３参照）。

作業グループ５９は、作業グループ５７における廃棄物の運搬路に隣接する場所で作業を行う作業グループであり、任意の作業を設定することが可能であるが、本実施の形態では、作業装置２８としての作業機械２８及び作業員２９により環境整備（例えば瓦礫撤去、機器の据付等）に関わる作業を行うものである場合を例示して示す。作業員２９の作業についても、自律作業統合管理システムにより設定された作業スケジュール・作業手順等に基づいて管理されるため、自律作業統合管理システムにより制御される作業装置と同様に作業グループ５９に属する自律作業の制御対象と見なすことが可能である。

ここで、収納管３に収納される廃棄物８が例えば放射性廃棄物のような廃棄物の場合は作業員等の安全管理の考慮が必要であり、運搬台車２による収納管３の搬送の場合には、その搬送路（道路４）の近隣からの作業員２９の退避が行われる必要がある。本実施の形態に係る自律作業統合管理システムでは、複数の作業装置２８，２９（作業機械２８および作業員２９）で構成された第１の作業グループの自律作業により第１のミッション（瓦礫撤去や機器の据付等を行うミッション）を実行するための制御量を生成する場合に、第１の作業グループと異なる他の複数の作業装置２３〜２７で構成された第２の作業グループの自律作業により実行される第２のミッション（例えば、建屋１の廃棄物を収納管３に収納して搬送し、保管庫５の保管プール１９に格納するミッション）の制御量に基づいて、第１のミッションに関する作業装置２８，２９の制御量を生成する。このため、収納管３に収納されている廃棄物が放射性廃棄物のように作業員２９の退避を必要とするものである場合にも、運搬台車２による収納管３の搬送の場合には、第２の作業グループのミッションとは直接関係の無い第１の作業グループのミッションへの影響を考慮することができ、道路４の近隣の作業区画６から安全の確保された作業区画６１への作業員２９の退避が行われるように自律作業を制御することができる（図５参照）。

ここで、本実施の形態に係る自律作業統合管理システムにおける自律作業制御処理について説明する。

図１４は、自律作業統合管理システムによる自律作業制御処理の処理内容を概略的に示すＰＡＤ図である。

図１４において、自律作業統合管理システムは、まず、予め定められた作業計画、作業グループに関する情報、作業装置状態を取り込む（ステップＳ１０）。ここでは、各作業グループ５６〜５９に属する作業装置２３〜２９を定義する。作業計画には、作業エリア５５において実行される作業全体に関わるものと各作業グループ５６〜５９で行われる作業に関わるものとがあって、作業時間や作業期間、作業条件、作業内容等の情報を含んでおり、オペレータ３９等によって予め入力されるとともに指令入力部４０に設けられた記憶領域４０ａに記憶されている。

次に、オペレータ３９によって作業指令が入力されると（ステップＳ２０）、入力された作業指令を装置指令に分解して作業の制約条件や全体作業フローを抽出し（ステップＳ２１）、その結果に基づいて、各作業グループ５６〜５９で目的とする作業を実現するために必要な各作業装置２３〜２９の役割を指令として生成する（ステップＳ２２）。なお、ステップＳ２０の処理は、予め各作業グループの作業内容と各作業装置の動作や役割を詳細に定義できる場合は省略可能である。

次に、ステップＳ２２で生成された各作業装置２３〜２９への指令に基づいて作業手順の生成を行う（ステップＳ３０）。ステップＳ３０では、予め作業データベース３７及び動作データベース３８に格納された情報から作業に必要な要素動作を選択し（ステップＳ３１）、その要素動作を作業フローとして連結して一連の流れを構築し（ステップＳ３２）、各作業グループ５６〜５９に構築された作業フローをもとに、作業全体のフローを作業手順と時系列順に結合する（ステップＳ３３）。

次に、作業グループ間において連携動作が必要な作業装置の組み合わせとその動作を決定して作業グループ間の連携処理を行う（ステップＳ４０）。ステップＳ４０では、同じ作業グループ間に属する作業装置間の連携、および異なる作業グループに属する作業装置間の連携部分を抽出して定義する（ステップＳ４１）。そして、連携する作業装置間で必要な動作とその条件（例えば、センサの値の変化、作業時間等）を設定する（ステップＳ４２）。

次に、作業装置群から送信される各種センサ信号をもとに、各作業グループの作業状況、各装置の動作状況を監視するモードへ移行し、作業状況の監視処理を行う（ステップＳ５０）。そして、収集した作業や作業装置に関わるデータ等を全て保存して（ステップＳ６０）、処理を終了する。

図１５は、作業状態推定処理を概略的に示すＰＡＤ図である。

図１５において、自律作業統合管理システムは、まず、作業を監視する作業環境検出装置群６３等のセンサ及び作業装置に搭載した装置状態検出装置群６２等のセンサ情報を読み込む（ステップＳ１００）。

次に、作業グループ５６の作業状態の推定を行う（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０では、運搬対象物である収納管３の位置を把握し（ステップＳ１１１）、作業装置２３〜２５の位置情報と収納管３の収納量から作業状態としての作業進捗状況を推定する（ステップＳ１１２）。

次に、作業グループ５７の作業状態の推定を行う（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０では、収納管３を運搬するための作業装置２６（運搬台車２）の位置を把握する（ステップＳ１２１）。続いて、ステップＳ１１０で得られた作業グループ５６の作業進捗状況を取得し（ステップＳ１２２）、作業グループ５６の作業進捗状況から収納管３の運搬が必要であると判断される場合には、運搬台車２の位置を監視しながら作業装置（収納管運搬クレーン）２５を用いて収納管３を運搬台車２に搭載する作業を実施する（ステップＳ１２３）。

次に、作業グループ５８の作業状態の推定を行う（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０では、作業装置（収納管運搬クレーン）２７と作業装置２６（運搬台車２）の位置情報を取得して収納管３の受入可否を判断し（ステップＳ１３１）、受入可能であれば作業装置２６（運搬台車２）の状態を把握しながら保管庫５の内部へ入るよう指令を生成する（ステップＳ１３２）。

次に、作業グループ５９の作業状態の推定を行う（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０では、作業装置（作業機械）２８と作業員２９の位置を把握し（ステップＳ１４１）、作業装置２５（運搬台車２）位置情報及び収納管３の搭載の有無を検出して、収納管３を搭載した運搬台車２が作業グループ５９の周辺を通過する場合は、作業グループ５９での作業を一次的に停止して作業員２９を安全の確保された作業区画６１に退避させる信号（指令）を発信する（ステップＳ１４２）。その後、推定した作業状態を保存し（ステップＳ１５０）、処理を終了する。

図１６は、装置状態推定処理の処理内容を概略的に示すＰＡＤ図である。本実施の形態では、作業グループ５６を構成する作業装置２３〜２５に関する作業状態推定処理を例示して説明し、作業グループ５７〜５９については同様の装置状態推定処理を行うものとして説明を省略する。

図１６において、自律作業統合管理システムは、まず、作業状態推定処理での作業状態の推定結果、及び、各作業装置２３〜２９に搭載している検出装置群６０からの検出結果を読み込む（ステップＳ２００）。

次に、作業装置（取り出し装置）２３の装置状態の推定を行う（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０では、駆動部に備えた移動量や回転量を検出するセンサ信号に基づいて、建屋１内での作業装置（取り出し装置）２３の３次元的な位置及び姿勢を推定し（ステップＳ２１１）、力センサや感圧センサの情報を用いて把持対象物の把持を検出する（ステップＳ２１２）。

次に、作業装置（取り出しクレーン）２４の装置状態の推定を行う（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０では、駆動部に備えた移動量や回転量を検出するセンサ信号をもとに、建屋１内での作業装置（取り出しクレーン）２４の３次元的な位置及び姿勢を推定し（ステップＳ２２１）、搬送対象である廃棄物８が搬送台１４へ積載可能かどうかを形状計測センサで計測した寸法情報や作業装置（取り出し装置）２３の先端に搭載した力センサからの情報で判断する（ステップＳ２２２）。次に、対象物との相互作用を検出するセンサである力センサや温度計の情報をもとに、搬送台１４への廃棄物８の積載可否を判断する（ステップＳＳ２２３）。

次に、作業装置（収納管運搬クレーン）２５の装置状態の推定を行う（ステップＳ２３０）。ステップＳ２３０では、駆動部に備えた移動量や回転量を検出するセンサ信号をもとに、建屋１内での作業装置（収納管運搬クレーン）２５の３次元的な位置及び姿勢を推定し（ステップＳ２３１）、廃棄物８を収納する収納管３の設置位置を確認する（ステップＳ２３２）。次に、収納管３内の廃棄物量の情報から新規廃棄物の収納または運搬後に新規収納管を準備するか否かを判断する（ステップＳ２３３）。そして、各作業装置２３〜２５の状態を記憶部に保存して処理を終了する（ステップＳ２４０）。

図１７は、自律作業統合管理システムにより生成される結果（出力）の一つである各作業グループの作業装置の稼動スケジュールを示す図である。

図１７では、縦方向に作業項目名（作業グループ名）および各作業グループに属する作業装置名が配置され、横方向に各作業装置の稼動状況が時系列で配置されている。図１７においては、斜線で示した部分が各作業グループにおける各作業装置の稼動時間を表している。

図１７では、作業グループ５６における、作業装置（取り出し装置）２３による廃棄物８の切断・把持作業、作業装置（取り出しクレーン）２４による収納管３への廃棄物８の収納作業、作業グループ５７の作業装置２６（運搬台車２）の建屋１への進入・待機時に並行した、作業装置（収納管運搬クレーン）２５による収納管３の搬出準備作業が計画されている。また、作業グループ５７の運搬台車２が収納管３を積載して保管庫５まで移動する運搬作業が計画されている。

また、運搬台車２による収納管３の運搬期間（すなわち、収納管３が道路４上に位置する可能性がある期間）では、作業グループ５９の作業装置（作業機械）２８を待機状態とし、作業員２９を安全な場所（作業区画６１等）へ退避させることが計画されている。この場合、併せて警告を発生する。なお、収納管３が道路４上を運搬する以外の時間では、作業装置（作業機械）２８および作業員２９の作業区画６での作業が可能であり、作業が計画されている。

また、作業グループ５７の運搬台車２が収納管３を積載して保管庫５まで接近したら、作業グループ５８の作業装置（収納管運搬クレーン）２７が収納管３を受け入れる状態へ移行し、運搬台車２から収納管３を回収し、その後、運搬台車２が建屋１へと再び移動することが計画されている。

以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。

従来技術においては、一つのミッションを複数の装置で実行する場合の自律作業を制御対象としており、異なるミッションを実行する装置間の連携については考慮されていなかった。つまり、異なる複数のミッションのそれぞれの作業状況によって互いの作業に影響がでる場合については考慮されないため、複数のミッションを並行して実行するような現場においては、他のミッションによって生じる作業環境の変化によって作業効率が低下してしまうおそれがあった。

これに対して本実施の形態に係る自律作業統合管理システムでは、複数の作業装置２８，２９（作業機械２８および作業員２９）で構成された第１の作業グループの自律作業により第１のミッション（瓦礫撤去や機器の据付等を行うミッション）を実行するための制御量を生成する場合に、第１の作業グループと異なる他の複数の作業装置２３〜２７で構成された第２の作業グループの自律作業により実行される第２のミッション（例えば、建屋１の廃棄物を収納管３に収納して搬送し、保管庫５の保管プール１９に格納するミッション）の制御量に基づいて、第１のミッションに関する作業装置２８，２９の制御量を生成する。このため、他のミッションなどによって生じる作業環境の変化に柔軟に対応することができる。すなわち、収納管３に収納されている廃棄物が放射性廃棄物のように作業員２９の退避を必要とするものである場合にも、運搬台車２による収納管３の搬送の場合には、第２の作業グループのミッションとは直接関係の無い第１の作業グループのミッションへの影響を考慮することができ、道路４の近隣の作業区画６から安全の確保された作業区画６１への作業員２９の退避が行われるように作業装置の稼動スケジュールを計画して自律作業を制御することができる。したがって、作業の遅延回避やリスクの低減が可能となる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

１建屋
２運搬台車
３収納管
４道路
５保管庫
６作業区画
７容器
８廃棄物
９並進移動ステージ
１０伸縮管
１１作業ツール
１２並進移動ステージ
１３ワイヤ
１４搬送台
１５収納作業室
１６，２０並進移動ステージ
１７，２１ワイヤ
１８，２２収納管吊り下げツール
１９保管プール
２３作業装置（取り出し装置）
２４作業装置（取り出しクレーン）
２５，２７作業装置（収納管運搬クレーン）
２６作業装置（運搬台車）
２８作業装置（作業機械）
２９作業装置（作業員）
３０データ送受信部
３１データ受信部
３２データ送信部
３４作業状態推定部
３５装置状態推定部
３７作業データベース
３８動作データベース
３９オペレータ
４０指令入力部
４０ａ記憶領域
４１指令生成部
４２，４８事前トレーニングデータ
４３，４９シミュレーションデータ
４４，５０想定不具合事象データ
４５，５１手動入力データ
４６，５２オンライン蓄積データ
４７，５３類似事象データ
５４自律作業統合管理システム
５５作業エリア
５６〜５９作業グループ
６０検出装置群
６１作業区画
６２装置状態検出装置群
６３作業環境検出装置群

Claims

複数の作業装置による自律作業を制御する自律作業統合管理システムにおいて、
前記作業装置の作業に関する情報が格納された作業データベースと、
前記作業装置の状態および前記作業装置の配置された作業エリアの環境を検出する複数の検出装置からの検出結果と前記作業データベースに格納された情報とに基づいて、前記作業装置の作業状態を推定する作業状態推定部と、
前記作業装置の動作パターンに関する情報が格納された動作データベースと、
前記作業状態推定部における前記作業装置の作業状態の推定結果と前記動作データベースに格納された情報とに基づいて、前記作業装置の動作状態を推定する装置状態推定部と、
オペレータにより入力された作業指令を装置指令まで分解する指令入力部と、
前記装置状態推定部における作業装置の動作状態の推定結果と前記指令入力部からの装置指令とに基づいて、前記複数の作業装置のそれぞれの制御量を生成する指令生成部とを備え、
前記指令生成部は、前記複数の作業装置の一部で構成された第１の作業グループの自律作業により第１のミッションを実行するための制御量を生成する場合に、前記第１の作業グループと異なる他の複数の作業装置で構成された第２の作業グループの自律作業により実行される第２のミッションの制御量に基づいて、前記第１のミッションに関する前記作業装置の制御量を生成することを特徴とする自律作業統合管理システム。
請求項１記載の自律作業統合管理システムにおいて、
前記作業状態推定部は、前記作業装置に搭載された前記検出装置または前記作業装置が存在する作業エリアに設置された前記検出装置からの情報に基づいて前記作業装置の動作状況を推定することを特徴とする自律作業統合管理システム。
請求項１記載の自律作業統合管理システムにおいて、
前記装置状態推定部は、前記複数の作業装置の動作状況及び位置データから前記複数の作業装置による作業の進捗を推定することを特徴とする自律作業統合管理システム。
請求項１記載の自律作業統合管理システムにおいて、
前記検出装置は、前記作業装置の駆動部の移動量や回転量を検出する検出装置としてのレーザ距離計、エンコーダ、ポテンショメータ、傾斜計、地磁気センサ、ジャイロセンサ、対象物との相互作用を検出する検出装置としてのとしてカメラ、超音波距離計、レーザ距離計、力・トルクセンサ、温度計、感圧センサ、駆動部の動作を検出する検出装置としての電流センサ、作業環境の変化を検出する検出装置として圧力計、漏水検知器、温度計、放射線量計の少なくともいずれか１つを備えることを特徴とする自律作業統合管理システム。
請求項１記載の自律作業統合管理システムにおいて、
前記作業データベースは、前記作業装置の作業に関する情報として、事前トレーニングデータ、シミュレーションデータ、想定不具合事象データ、手動入力データ、オンライン蓄積データ、類似事象データの少なくとも何れか１つを格納することを特徴とする特徴とする自律作業統合管理システム。
請求項１記載の自律作業統合管理システムにおいて、
前記動作データベースは、前記作業装置の動作パターンに関する情報として、事前トレーニングデータ、シミュレーションデータ、想定不具合事象データ、手動入力データ、オンライン蓄積データ、類似事象データの少なくとも何れか１つを格納することを特徴とする特徴とする自律作業統合管理システム。