JP2018202531A - 安全制御装置、安全制御装置の制御方法、情報処理プログラム、および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】安全コントローラ(10)は、作業者(P)が侵入したと判定すると安全動作を実行する検出区域(DZ)を、作業者(P)ごとに設定する。
【選択図】図1
Description
前記取得部は、前記ウェアラブル表示端末の備えるタグであって、前記作業者の識別情報が記載されたタグから、前記作業者の識別情報を取得してもよい。
以下、本発明の実施形態1について、図1から図8に基づいて詳細に説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。本発明の一態様に係る安全コントローラ10に係る理解を容易にするため、先ず、安全コントローラ10を含む安全制御システム1の概要を、図2を用いて説明する。
図2は、安全コントローラ10を含む安全制御システム1の全体概要を示す図である。安全制御システム1は、機械20の動作空間と作業者Pの作業空間とが重なる領域を含む危険領域における作業者Pの安全を確保するための制御システムである。安全制御システム1は、図2に示すように、安全コントローラ10、機械20、IDタグ30、コントローラ40、報知装置50、撮影装置60、および通知装置70を含んでいる。
これまで、安全制御システム1、および安全制御システム1に含まれる装置(安全コントローラ10、機械20、IDタグ30、コントローラ40、報知装置50、撮影装置60、および、通知装置70)の概要について、図2を用いて説明を行ってきた。次に、安全制御システム1に含まれる安全コントローラ10について、その構成および処理の内容等を、図1等を用いて説明していく。図1を参照して安全コントローラ10の詳細について説明する前に、安全コントローラ10についての理解を容易にするため、安全コントローラ10の概要について以下のように整理しておく。
安全コントローラ10(安全制御装置)は、機械20の動作空間と作業者Pの作業空間とが重なる領域を含む危険領域において検出区域DZ内に作業者Pが侵入したと判定すると安全動作を実行する安全制御装置である。安全コントローラ10は、前記危険領域内に同時に存在する複数の作業者P01、P02、およびP101の各々のID(識別情報)を取得するIDタグ測位部112(取得部)と、IDタグ測位部112によってIDが取得された作業者Pごとに、検出区域DZ(つまり、検出区域DZ01、DZ02、およびDZ101)を設定する設定部120と、IDタグ測位部112によってIDが取得された複数の作業者P01、P02、およびP101の各々の、前記危険領域における現在位置CP(位置)(つまり、現在位置CP01、CP02、および、CP101)を特定する作業者識別部113(位置特定部)と、を備えている。安全コントローラ10は、IDタグ測位部112によってIDが取得された複数の作業者P01、P02、およびP101のうち少なくとも一人(例えば、作業者P02)が、設定部120によって前記少なくとも一人の作業者(例えば、作業者P02)について設定された検出区域DZ(例えば、検出区域DZ02)内に侵入すると、前記安全動作を実行する。
以上に概要を説明した安全コントローラ10について、次に、安全コントローラ10の構成の詳細を、図1を用いて説明する。
制御部100は、安全コントローラ10の機能を統括して制御するものである。図示の制御部100には、機能ブロックとして、画像処理部110、設定部120、判定部130、出力制御部140、報知制御部150、および、通知制御部160が含まれている。
設定部120は、記憶部200に格納されている、設定基準情報210および作業者詳細情報220を参照して、IDタグ測位部112から通知された「ID=01」および「ID=02」の各々について、検出区域DZを設定する。言い換えれば、設定部120は、「ID=01」である作業者P01のための検出区域DZ01を設定し、また、「ID=02」である作業者P02のための検出区域DZ02を設定する。
設定部120は、記憶部200に格納されている、設定基準情報210および作業者詳細情報220を参照して、「IDなし(または、「ID=101」)」の作業者P101のための検出区域DZ101を設定する。
判定部130は、「ID=01」に対応付けられた現在位置CP01を画像処理部110から通知されると、記憶部200に格納されている設定検出区域情報230を参照して、以下の処理を実行する。すなわち、(I)判定部130は、設定検出区域情報230を参照して、「ID=01」に対応する検出区域DZ01を取得する。(II)判定部130は、画像処理部110から通知された現在位置CP01と、取得した検出区域DZ01と、の位置関係を判定する。(III)判定部130は、現在位置CP01と検出区域DZ01との距離が所定の距離よりも近いと「注意状態」と判定し、現在位置CP01と検出区域DZ01とが重なると「侵入状態」と判定する。
判定部130は、以下の2つの場合に、「IDなしの作業者Pについて設定された検出区域DZ」内に、IDなしの作業者Pが侵入しているかを判定する。すなわち、(A)画像処理部110によって取得されたIDが、作業者詳細情報220に登録されているIDのいずれにも合致しない場合、判定部130は、「IDなしの作業者Pのための検出区域DZ」について、IDなしの作業者Pの侵入の有無を判定する。前述の通り、設定部120は、設定基準情報210および作業者詳細情報220を参照して、作業者Pごとに、作業者Pのための最適な検出区域DZを設定する。IDが付与され、つまり、IDタグ30を携帯している作業者Pであっても、その特性等が、つまり、IDが、作業者詳細情報220に登録されていない作業者Pについては、設定部120は、その作業者Pのための最適な検出区域DZを設定することができない。そのため、判定部130は、作業者詳細情報220に登録されていないIDが付与された作業者Pを、「IDなしの作業者P」として扱い、「IDなしの作業者Pについて設定された検出区域DZ」内に侵入したかを判定する。
記憶部200は、安全コントローラ10が使用する各種データを格納している。すなわち、記憶部200は、安全コントローラ10が実行する(1)制御プログラム、(2)OSプログラム、(3)各種機能を実行するためのアプリケーションプログラム、および(4)該アプリケーションプログラムを実行するときに読み出す各種データを格納している。上記の(1)〜(4)のデータは、例えば、ROM(read only memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)、HDD(Hard Disc Drive)等の不揮発性記憶装置に記憶される。また、記憶部200は、設定基準情報210、作業者詳細情報220、設定検出区域情報230、および、現在作業者情報240を格納する。
図4は、安全コントローラ10の実行する処理の全体概要を示すフロー図である。安全コントローラ10の実行する処理は、画像解析処理、検出区域設定処理、および、判定処理の3つに大別することができる。画像解析処理は、危険領域の撮影画像から、危険領域内の作業者PのIDおよび現在位置CPを特定する処理である。検出区域設定処理は、危険領域内の作業者Pごとに、検出区域DZを設定する処理である。判定処理は、作業者Pごとに設定された検出区域DZ内に侵入した作業者Pがいるかを判定し、検出区域DZ内に侵入した作業者Pがいると判定すると、安全制御信号の出力等を実行する処理である。以下、画像解析処理、検出区域設定処理、および、判定処理の3つの処理を含む、安全コントローラ10の実行する処理の全体を、図4を参照しながら説明していく。
画像処理部110は、進入物体測位処理、タグ情報取得処理、および、作業者識別処理の3つの処理をこの順で含む画像解析処理を実行する(S110)。進入物体測位処理は、危険領域の撮影画像を解析して、危険領域内に進入した物体(異物)の測位を行なう処理であり、つまり、危険領域内の作業者Pの現在位置CPを特定する処理である。タグ情報取得処理は、危険領域の撮影画像を解析して、危険領域内に存在するIDタグ30が示しているIDを特定し、また、IDタグ30の測位(IDタグ30の位置の特定)を行なう処理である。作業者識別処理は、進入物体測位処理において特定された異物(作業者P)の現在位置CPと、タグ情報取得処理において特定されたIDタグ30のIDおよび位置と、を組み合わせて、作業者PのIDおよび現在位置CPを特定する処理である。作業者識別処理は、現在位置CP=CP01である異物(作業者P)について、CP01に近接する位置において特定されたIDタグ30にID=01が示されている場合、その異物(作業者P)を、ID=01の作業者Pであると特定する。画像解析処理に含まれる進入物体測位処理、タグ情報取得処理、および、作業者識別処理の詳細については、図5を用いて後述する。
設定部120は、画像処理部110から、作業者PのIDを取得する(S120)。危険領域内に複数の作業者Pが居る場合、画像処理部110は、複数の作業者Pの各々のIDを特定し、設定部120は、画像処理部110から、複数の作業者Pの各々のIDを取得する。また、設定部120は、記憶部200を参照して、設定基準情報210を取得する(S130)。
判定部130は、画像処理部110から、作業者Pごとの現在位置CP(=異物の領域)を取得する(S150)。判定部130は、記憶部200を参照して、作業者Pごとの検出区域DZについての情報である設定検出区域情報230を取得する。判定部130は、作業者Pごとに、その作業者Pの検出区域DZ内に、その作業者Pが居るか(侵入したか)を判定する(S160)。
図5は、安全コントローラ10の実行する画像解析処理(進入物体測位処理、タグ情報取得処理、および、作業者識別処理)の一例を示すフロー図である。前述の通り、画像解析処理は、危険領域の撮影画像から、危険領域内の作業者PのIDおよび現在位置CPを特定する処理であり、進入物体測位処理、タグ情報取得処理、および、作業者識別処理の3つの処理をこの順で含む。以下、進入物体測位処理、タグ情報取得処理、および、作業者識別処理の3つの処理の詳細を、図5を用いて説明していく。
進入物体測位部111は、撮影装置60から、基準画像(作業者Pが居ない時点での危険領域の撮影画像)を取得する(S310)。なお、進入物体測位部111は、記憶部200等に予め格納されている基準画像を取得してもよい。すなわち、撮影装置60は、作業者Pが居ない時点の危険領域を予め撮影しておき、撮影した画像を基準画像として、安全コントローラ10等に送信して保存させておいてもよい。進入物体測位部111は、保存されている基準画像を取得してもよい。
IDタグ測位部112は、撮影装置60から、監視画像(現在の危険領域の撮影画像。つまり、作業者Pの居る危険領域の撮影画像)を取得する(S410)。IDタグ測位部112は、S410で取得した監視画像について、特徴点(つまり、IDタグ30)を抽出し(S420)、IDタグ30に示されているIDを抽出する(取得する)(S430)。画像から特徴点を抽出し、その画像に示されている情報を取得する方法については、様々な画像解析手法が従来から知られており、IDタグ測位部112は、それらの方法を利用してIDタグ30に示されているIDを抽出する(取得する)。
作業者識別部113は、進入物体測位部111から、「異物の領域(つまり、異物が現在存在する領域である現在位置CP01、CP02、およびCP101)」を取得する(S510)。作業者識別部113は、IDタグ測位部112から、IDタグ30の座標位置、および、IDタグ30のIDを取得する(S520)。
図6は、安全コントローラ10が作業者Pごとに設定した検出区域DZの一例を示す図である。特に、図6は、設定部120が、図3に例示した設定基準情報210および作業者詳細情報220を用いて設定した検出区域DZ01、DZ02、およびDZ101の例を示している。危険領域内に存在する異物(作業者P)の識別情報について、画像処理部110から「ID=01」、「ID=02」、「IDなし(つまり、ID=101)」を通知された設定部120は、図6の検出区域DZ01、DZ02、およびDZ101を設定する。
図7は、安全コントローラ10が、図6に例示した検出区域DZを用いて、安全動作を実行する例を示す図である。図7に示す例では、ID=01の作業者P01は、IDなしの作業者P101のための検出区域DZ101内に侵入し、また、ID=02の作業者P02のための検出区域DZ02内に侵入しているが、自己のために設定された検出区域DZ01には侵入していない。ID=02の作業者P02は、IDなしの作業者P101のための検出区域DZ101内には侵入しているが、自己のために設定された検出区域DZ02に侵入していない。これに対して、図7に示す例において、IDなしの作業者P101は、自己のために設定された検出区域DZ101に侵入している。
図8は、安全コントローラ10が作業者Pごとに設定する、図6に示した例とは異なる検出区域DZの例を示す図である。図6に例示した検出区域DZは、複数の作業者Pの熟練度ごとに、機械20から同心円状に設定されていた。具体的には、設定部120は、「熟練度=初心者」である作業者P02のための検出区域DZ02、および、IDなしの作業者P101のための検出区域DZ101を、「熟練度=熟練者」である作業者P01のための検出区域DZ01と比べて、機械20からの距離が大きくなるように設定する。また、設定部120は、IDなしの作業者P101のための検出区域DZ101を、「熟練度=初心者」である作業者P02のための検出区域DZ02と比べて、機械20からの距離が大きくなるように設定する。
(ID取得方法について)
これまで、安全コントローラ10が、危険領域の撮影画像から、特に、作業者PのID(識別情報)が光学的に書き込まれたIDタグ30を撮像した画像から、作業者PのIDを取得する方法を説明してきた。しかしながら、IDタグ30に、作業者PのID(識別情報)が光学的に書き込まれていることは必須ではなく、IDタグ30には作業者PのID(識別情報)が電気的(電子的)に書き込まれていてもよく、具体的には、IDタグ30は、作業者PのIDを格納したRFID(Radio Frequency Identification)タグ等の無線タグであってもよい。安全コントローラ10は、作業者Pが携帯し、作業者PのIDを格納した無線方式のIDタグ30からの信号を受信して、作業者PのIDを取得してもよい。
これまで、安全コントローラ10が、危険領域の撮影画像から、作業者Pの現在位置CPを取得する方法を説明してきた。しかしながら、危険領域の撮影画像から作業者Pの現在位置CPを取得することは必須ではなく、安全コントローラ10は例えば、以下の方法によって作業者Pの現在位置CPを取得してもよい。
安全コントローラ10の制御ブロック(特に、画像処理部110、設定部120、判定部130、出力制御部140、報知制御部150、および、通知制御部160)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、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
20 機械
30 IDタグ(タグ)
50 報知装置(ウェアラブル表示端末)
61 カメラ
70 通知装置(ウェアラブル表示端末)
CP 現在位置(作業者の位置)
P 作業者
DZ 検出区域
112 IDタグ測位部(取得部)
113 作業者識別部(位置特定部)
120 設定部
150 報知制御部(報知部)
160 通知制御部(通知部)
S120 取得ステップ
S140 設定ステップ
S150 位置特定ステップ
Claims (9)
- 機械の動作空間と作業者の作業空間とが重なる領域を含む危険領域において検出区域内に前記作業者が侵入したと判定すると安全動作を実行する安全制御装置であって、
前記危険領域内に同時に存在する複数の前記作業者の各々の識別情報を取得する取得部と、
前記取得部によって前記識別情報が取得された前記作業者ごとに、前記検出区域を設定する設定部と、
前記取得部によって前記識別情報が取得された複数の前記作業者の各々の、前記危険領域における位置を特定する位置特定部と、を備え、
前記取得部によって前記識別情報が取得された複数の前記作業者のうち少なくとも一人が、前記設定部によって前記少なくとも一人の作業者について設定された前記検出区域内に侵入すると、前記安全動作を実行することを特徴とする安全制御装置。 - 前記取得部は、前記危険領域を撮影した画像、および、前記作業者が携帯する無線タグであって、前記作業者の識別情報を格納した無線タグからの信号の少なくとも一方を用いて、前記危険領域内の前記作業者の識別情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の安全制御装置。
- 前記取得部によって前記識別情報が取得された前記作業者が、前記設定部によって前記作業者について設定された前記検出区域内に侵入すると、前記作業者が、前記作業者について設定された前記検出区域内に侵入した旨を、前記検出区域内に侵入した前記作業者に報知する報知部をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の安全制御装置。
- 前記取得部によって前記識別情報が取得された前記作業者に、前記設定部によって前記作業者について設定された前記検出区域を通知する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の安全制御装置。
- 前記通知部は、前記作業者の装着するウェアラブル表示端末に、前記設定部によって前記作業者について設定された前記検出区域を表示させ、
前記取得部は、前記ウェアラブル表示端末の備えるタグであって、前記作業者の識別情報が記載されたタグから、前記作業者の識別情報を取得することを特徴とする請求項4に記載の安全制御装置。 - 前記設定部は、少なくとも2台のカメラによって撮影された前記危険領域の撮影画像を用いて、三次元の前記検出区域を設定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の安全制御装置。
- 機械の動作空間と作業者の作業空間とが重なる領域を含む危険領域において検出区域内に前記作業者が侵入したと判定すると安全動作を実行する安全制御装置の制御方法であって、
前記危険領域内に同時に存在する複数の前記作業者の各々の識別情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて前記識別情報が取得された前記作業者ごとに、前記検出区域を設定する設定ステップと、
前記取得ステップにて前記識別情報が取得された複数の前記作業者の各々の、前記危険領域における位置を特定する位置特定ステップと、を含み、
前記取得ステップにて前記識別情報が取得された複数の前記作業者のうち少なくとも一人が、前記設定ステップにて前記少なくとも一人の作業者について設定された前記検出区域内に侵入すると、前記安全動作を実行することを特徴とする制御方法。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の安全制御装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、前記各部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。
- 請求項8に記載の情報処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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