JPH09272081A

JPH09272081A - 遠隔操作入力装置及び遠隔操作入力方法

Info

Publication number: JPH09272081A
Application number: JP10872896A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Takada; 亮平高田; Yoji Nakamura; 洋二中村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】オペレータの負担を軽減するとともに、作業
を正確かつ迅速に行うことが可能な遠隔操作入力装置を
提供する。【解決手段】ジョイスティック１３により傾動角度を
制御されるパン・チルト雲台４と、パン・チルト雲台上
に、略同軸上に配置した可視光レーザー距離計５及びカ
メラ６と、カメラからの撮影画像を提示するモニタ１８
と、パン・チルト雲台４の傾動角と、目標点までの距離
とから、目標点の三次元位置を計算する三次元位置計算
手段１１と、目標点入力スイッチ１４の操作により、目
標点の三次元位置を記憶する三次元位置記憶手段１２
と、運動手段の運動条件を記憶する運動条件記憶手段１
０と、運動開始信号入力スイッチ１５の操作により、目
標点の三次元位置と、運動手段の運動条件とから、運動
手段の運動経路を計算する運動経路計算手段９と、運動
手段の運動を制御する運動制御手段８とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オペレータにより
遠隔操作されるロボットマニピュレータや走行車両等の
運動手段に対して、遠隔操作の指示を行うための遠隔操
作入力装置及び遠隔操作入力方法に関し、特に、オペレ
ータの負担を軽減できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の遠隔操作入力装置として
は、特開平６−８０３８８号公報に開示された「揚重機
の誘導支援機構」，特開平７−５５４３９号公報に開示
された「三次元形状計測装置」，特開平７−１１３６１
９号公報に開示された「精錬炉の炉体プロフィール測定
装置」，特開昭６２−５３１９７号公報に開示された
「マスタースレーブ形マニピュレータ」，特開昭６１−
１９９３７６号公報に開示された「遠隔マニピュレーシ
ョン方法及び装置」等がある。

【０００３】上記した特開平６−８０３８８号公報に開
示された「揚重機の誘導支援機構」は、荷揚げもしくは
荷下ろし位置に移動される台車上に、ジャイロ形の垂直
姿勢保持装置を介して取り付けられた照準付きＴＶカメ
ラ及び距離センサと、ＴＶカメラからの画像情報及び距
離センサからの距離検出情報の送信手段とを設け、揚重
機の操作室で、受信した画像情報及び距離検出情報をモ
ニタするようにしたものである。

【０００４】上記した特開平７−５５４３９号公報に開
示された「三次元形状計測装置」は、レーザーポインタ
から投射されるスポット光を被測定物の所要位置にスポ
ット像として結像させたときのレーザーポインタのフォ
ーカシングレンズの移動量から、レーザーポインタとス
ポット像との間の概略距離が演算でき、レーザーポイン
タのスポット光投光角度と演算された概略距離とから、
スポット像の概略三次元座標位置が演算される。そし
て、この演算されたスポット像の概略三次元座標位置の
データにより、レーザートラッカの画像上からスポット
像が外れた場合にも、自動的にスポット像の追尾がなさ
れるようにしたものである。

【０００５】上記した特開平７−１１３６１９号公報に
開示された「精錬炉の炉体プロフィール測定装置」は、
内壁に耐火物を有する精錬炉の炉外に軌条を設置し、こ
の軌条上に走行台車を配置する一方、この走行台車上に
旋回並びに傾動自在のテーブルを設け、このテーブル上
にはレーザ距離計とともに映像カメラとを配設し、走行
台車には、その位置を検出する台車検出装置を設ける一
方、テーブルには、その旋回角度を検出する旋回角度検
出装置を設けるとともに、テーブルの傾動角度を検出す
る傾動角度検出装置を設ける。さらに、台車検出装置か
らの走行台車の位置と、傾動角度検出装置からのテーブ
ルの旋回角度と、傾動角度検出装置からのテーブルの傾
動角度と、レーザ距離計で測定される距離ならびに精錬
炉の傾転角度とを信号として取り込んで、炉体のプロフ
ィールを演算するシーケンサーを設け、このシーケンサ
ーには、遠隔操作ができる操作端末を接続したものであ
る。

【０００６】上記した特開昭６２−５３１９７号公報に
開示された「マスタースレーブ形マニピュレータ」は、
カメラとモニタを二台ずつ持ち、左右映像を分離して左
右の眼に投影する立体視モニタを用いたものである。

【０００７】上記した特開昭６１−１９９３７６号公報
に開示された「遠隔マニピュレーション方法及び装置」
は、手動操作部分と自動操作部分を織り混ぜた手順プラ
ンを、機械（プラン作成手段）によって生成させ、人間
（オペレータ）の操作の煩わしさを低減させることを目
的としている。しかし、この「遠隔マニピュレーション
方法及び装置」には、人間（オペレータ）の手動操作に
適した作業内容が明示されておらず、プラン作成手段の
構築が困難である。また、センサー手段がスレーブ内部
の位置情報を知覚するのみで、外界外部の目標点の認識
については考慮されていない。

【０００８】上記したような従来の遠隔操作入力装置で
は、マスターレバーやジョイスティック等からなる入力
手段を用いて遠隔操作を行っている。

【０００９】このような入力手段を用いる従来の遠隔操
作技術では、オペレータはカメラから送られてくる映像
情報をモニタ等で確認しながら、ロボットマニピュレー
タや走行車両等からなる運動手段の位置を変化させる。
そして、運動手段の位置をモニタ上で視覚的に相対比較
することで、目標とする位置に運動手段を導く、いわゆ
るビジュアル・フィードバックを実施している。

【００１０】オペレータが遠隔操作を行う際に確認する
モニタ映像は、一般的には平面的な映像情報であるた
め、奥行き情報が欠落し、遠隔操作を失敗する場合があ
る。このため、カメラとモニタをそれぞれ２台ずつ設け
て、左右の映像を分離して、オペレータの左右の目にそ
れぞれ投影する立体視モニタも提案されている。しか
し、実際の立体視モニタでは、奥行き方向の認識精度が
充分とれずに、スレーブと対象物の相対的な奥行き関係
が判る程度であることが多く、この場合にも運動手段の
位置との相対比較が必要である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、運動手段を
遠隔操作するオペレータには、その役割として、対象物
の対象点を認識することに重点をおき、対象点の位置計
測と運動手段の運動を制御して目標位置を実現する役割
は、別の機械手段に委ねる方が、遠隔操作の速度向上が
期待できる。

【００１２】また、レーザー距離計を用いて目標物まで
の位置情報を獲得する方法では、レーザー距離計の特徴
として、奥行き方向の位置情報は精度よく獲得できる
が、測定点が小さいため、広範囲の対象面では代表点を
見つけることが困難である。そして、広範囲の対象点に
おいて代表点を容易に見つけようとすると、装置が高価
になってしまう。さらに、広範囲の対象面において代表
点を自動的に見つけようとすると、対象面の領域を連続
的に計測するか、あるいは画像処理装置を用いて計測点
を特定することが必要になる。しかし、対象面の領域を
連続的に計測するの方法では計測に時間を要し、画像処
理装置を用いて計測点を特定する方法では装置が高価に
なるという欠点がある。

【００１３】また、運動手段の遠隔操作では、運動手段
の運動の軌跡が重要な場合もあるが、多くの作業では、
高々１０数個の代表点を入力すれば円滑に作業を遂行で
きる場合が大半である。

【００１４】また、マスターレバーやジョイスティック
等の入力手段を用いる遠隔操作では、全ての運動がオペ
レータから指示されるので、一人のオペレータは、一台
のスレーブ装置を操作し続ける必要があり、省力効果が
期待できない。

【００１５】特に、研磨や吹き付け等の作業では、操作
を遠隔化しても、オペレータはロボットマニピュレータ
を一定速度で直線的に操作することが求められるが、こ
のような動作は機械の制御に比較して人間には不得意な
作業である。

【００１６】したがって、運動手段を遠隔操作する作業
においては、遠隔操作を自動化及び機械化することによ
り、オペレータの負担を軽減し、作業の迅速化を図るこ
とが重要な改善点となる。

【００１７】しかし、上記した従来の技術では、上記し
たような問題点を有するとともに、オペレータの負担を
軽減し、作業の迅速化及び正確化を図ることはできなか
った。

【００１８】そこで、本発明は、上記した従来の技術の
有する問題点に鑑み提案されたもので、作業対象物に対
する単一または複数の点列を素早く計測して、運動手段
の最適な運動軌跡を短時間に生成でき、完全な遠隔操作
ではなく自動運転時間を拡大して、素早くかつ正確に運
動手段を動作させることにより、オペレータの負担を軽
減するとともに、作業を正確かつ迅速に行うことができ
る遠隔操作入力装置及び遠隔操作入力方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するためのものであり、以下にその内容を説明す
る。

【００２０】請求項１記載の発明は、オペレータにより
遠隔操作される運動手段の遠隔操作入力装置であって、
傾動可能なパン・チルト雲台と、オペレータの操作に基
づいて、前記パン・チルト雲台の傾動角を入力する傾動
角入力手段と、前記パン・チルト雲台上に、それぞれ略
同軸上に光軸を向けて配置した可視光レーザー距離計及
びカメラと、前記カメラで撮影した画像をオペレータに
提示するモニタと、前記パン・チルト雲台の傾動角と、
前記可視光レーザー距離計により計測した目標点までの
距離とから、目標点の三次元位置を計算する三次元位置
計算手段と、オペレータの操作に基づいて、前記三次元
位置計算手段において三次元位置を計算すべき目標点を
指示する目標点入力手段と、前記目標点入力手段からの
指示に基づいて、前記三次元位置計算手段において計算
された目標点の三次元位置を記憶する三次元位置記憶手
段と、予め設定した運動手段の運動条件を記憶する運動
条件記憶手段と、オペレータが操作する運動開始信号入
力手段からの運動開始信号に基づいて、前記三次元位置
記憶手段に記憶された少なくとも一以上の目標点の三次
元位置と、前記運動条件記憶手段に記憶され運動手段の
運動条件とから、運動手段の運動経路を計算する運動経
路計算手段と、前記運動経路計算手段における計算結果
に基づいて、運動手段の運動を制御する運動制御手段と
を備えて、遠隔操作入力装置を構成する。

【００２１】請求項２記載の発明は、オペレータが操作
する傾動角入力手段からの入力に基づいて、パン・チル
ト雲台を傾動させて、このパン・チルト雲台上に設置さ
れたカメラで撮影した画像をモニタに映し出し、このモ
ニタに映し出された画像に基づいて、作業対象物を選択
する第１工程と、オペレータが操作する傾動角入力手段
からの入力に基づいて、パン・チルト雲台を傾動させ
て、このパン・チルト雲台上に前記カメラと略同軸上に
光軸を向けて配置された可視光レーザー距離計のレーザ
ー光を、作業対象物の目標点に向けて照射する第２工程
と、可視光レーザー距離計のレーザー光が作業対象物の
目標点に向けて照射されたことを確認し、目標点入力手
段により、当該目標点の三次元位置の計算を指示する第
３工程と、目標点入力手段からの指示に基づいて、三次
元位置計算手段により、可視光レーザー距離計からレー
ザー光が照射された目標点の三次元位置を計算するとと
もに、計算結果を三次元位置記憶手段に記憶する第４工
程と、オペレータが操作する運動開始信号入力手段から
の運動開始信号に基づいて、運動経路計算手段により、
記憶手段に記憶された少なくとも一以上の目標点の三次
元位置と、運動条件記憶手段に予め記憶され運動手段の
運動条件とから、運動手段の運動経路を計算する第５工
程と、運動経路計算手段における計算結果に基づいて、
運動制御手段により、運動手段を制御して作業を行う第
６工程とにより、遠隔操作を行う。

【００２２】上記した各発明を構成する各手段等につい
て具体的に説明する。上記したオペレータが操作する運
動手段とは、例えば、ロボットマニピュレータや走行車
両のことをいう。上記した傾動角入力手段は、例えば、
オペレータが操作するジョイスティックにより構成され
る。上記したモニタは、例えば、ＣＲＴにより構成され
る。上記した目標点入力手段は、例えば、オペレータが
操作するスイッチにより構成される。上記した三次元位
置計算手段と、上記した運動経路計算手段とは、例え
ば、コンピュータにより構成される。上記した三次元位
置記憶手段と、上記した運動条件記憶手段とは、例え
ば、コンピュータに搭載した、ＲＯＭ（リードオンリメ
モリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等のメモリ
や、ハードディスク記憶装置等の記憶装置により構成さ
れる。上記した運動開始信号入力手段は、例えば、オペ
レータが操作するスイッチにより構成される。上記した
運動制御手段は、例えば、ロボットマニピュレータの運
動を制御するロボットコントローラにより構成される。

【００２３】したがって、上記した発明によれば、次の
ような作用を奏する。すなわち、請求項１または請求項
２記載の発明により、運動手段の遠隔操作を行うには、
まず、オペレータは、ジョイスティック等の傾動角入力
手段を操作して、パン・チルト雲台を傾動させ、作業対
象物にレーザー距離計とカメラとを向け、モニタ画像内
に作業対象物の目標点を入れる。

【００２４】オペレータは、対象物目標点上にレーザー
距離計の輝点を照射し、目標点を確認したならば、スイ
ッチ等からなる目標点入力手段を操作する。

【００２５】そして、三次元位置計算手段により、可視
光レーザー距離計からレーザー光が照射された目標点の
三次元位置を計算するとともに、計算結果を三次元位置
記憶手段に記憶する。ロボットマニピュレータの運動制
御に使用可能な三次元位置計算は、以下の数式（数１，
数２，数３）によって求められる。尚、数１，数２，数
３に示した数式の説明図を、図３に示す。

【００２６】

【数１】

【００２７】

【数２】

【００２８】

【数３】

【００２９】ただし、ロボットマニピュレータ座標系と
可視光レーザー距離計座標系の方向は、３軸とも一致す
るものとし、ｘ^r _p，ｙ^r _p，ｚ^r _pは、ロボットマニピュレ
ータ座標系から見たレーザー距離計の輝点の三次元位置
座標、ｘ^r ₀は、ロボットマニピュレータ座標系から見た
可視光レーザー距離計座標の原点の三次元位置座標、r
は、可視光レーザー距離計の測定距離（r ≧０）、
θ_p、θ_tは、可視光レーザー距離計座標での水平回動
角度、及び傾角（−π／２＜θ_p＜π／２、−π／２＜
θ_t＜π／２）とする。

【００３０】オペレータは、上記した操作を繰り返し、
必要な点数の目標点に対する三次元位置の計測を行う。
必要な点数の目標点に対する三次元位置の計測が終了す
ると、オペレータは、スイッチ等からなる運動開始信号
入力手段を操作する。

【００３１】そして、運動経路計算手段により、記憶手
段に記憶された少なくとも一以上の目標点の三次元位置
と、運動条件記憶手段に予め記憶され運動手段の運動条
件とから運動手段の運動経路を計算する。

【００３２】運動制御手段では、運動経路計算手段にお
ける計算結果に基づいて、運動手段を制御して作業を行
う。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
係る遠隔操作入力装置の実施の形態の一例を説明する。

【００３４】図１，図２は、本発明に係る遠隔操作入力
装置の一実施例を示したもので、図１は、遠隔操作入力
装置の概略構成を示した説明図、図２は、遠隔操作入力
装置を用いた遠隔操作の手順を説明した説明図である。

【００３５】本発明に係る遠隔操作入力装置１は、図１
に示すように、基台２上に設置した運動手段として機能
するロボットマニピュレータ３と、このロボットマニピ
ュレータ３の近傍に設置したパン・チルト雲台４と、こ
のパン・チルト雲台４上に、それぞれ略同軸上に光軸を
向けて配置した可視光レーザー距離計５及びカメラ６と
を備えている。

【００３６】上記したロボットマニピュレータ３は、基
台２上に水平方向に回転可能に取り付けた第１アーム３
ａと、この第１アーム３ａの先端に回転可能に軸止した
第２アーム３ｂと、この第２アーム３ｂの先端に回転可
能に軸止したジグ７とを備えている。

【００３７】上記したジグ７は、相対向する一対の挟持
部７ａ，７ａを備え、この挟持部７ａ，７ａを互いに接
近させたり離隔させたりすることにより、作業対象物を
挟むことができるようになっている。

【００３８】尚、運動手段は、上記したロボットマニピ
ュレータ３に限られず、オペレータＡにより遠隔操作さ
れる装置であればどのような装置であってもよく、例え
ば、走行車両等であってもよい。

【００３９】また、ジグ７は、上記した形状のものに限
られず、作業対象物に対して作用できればどのようなジ
グ７であってもよく、例えば、研磨装置、破砕装置、吹
き付け装置等であってもよい。

【００４０】上記したロボットマニピュレータ３には、
ロボットコントローラ等からなる運動制御手段８が連絡
し、この運動制御手段８には、コンピュータ等からなる
運動経路計算手段９が連絡している。

【００４１】そして、運動経路計算手段９には、メモリ
等からなる運動条件記憶手段１０と、コンピュータ等か
らなる三次元位置計算手段１１が連絡している。

【００４２】上記した三次元位置計算手段１１には、メ
モリ等からなる三次元位置記憶手段１２が連絡してい
る。また、三次元位置計算手段１１には、オペレータＡ
により操作され、傾動角入力手段として機能するジョイ
スティック１３と、オペレータＡにより操作され、目標
点入力手段として機能する目標点入力スイッチ１４と、
オペレータＡにより操作され、運動開始信号入力手段と
して機能する運動開始信号入力スイッチ１５が連絡して
いる。

【００４３】さらに、三次元位置計算手段１１の入力側
には、パン・チルト雲台４に設けられ、パン・チルト雲
台４の水平回動角を検出する水平回動角検出器１６と、
パン・チルト雲台４の仰角を検出する仰角検出器１７が
連絡するとともに、可視光レーザー距離計５が連絡して
いる。そして、三次元位置計算手段１１に対して、パン
・チルト雲台４の水平角度と、仰角度とを入力するとと
もに、作業対象物の目標点までの距離を入力している。

【００４４】上記したカメラ６は、オペレータＡの近傍
に設置したＣＲＴ等からなるモニタ１８と連絡して、カ
メラ６で撮影した作業対象物を、モニタ１８に映像とし
て映し出している。

【００４５】尚、図１に示した実施例では、運動経路計
算手段９と、三次元位置計算手段１１とを別個のコンピ
ュータにより構成するように示したが、両者を同一のコ
ンピュータにより構成することもできる。

【００４６】次に、図２に基づき、上記した遠隔操作入
力装置１を用いて、ロボットマニピュレータ３の遠隔操
作を行う手順を説明する。

【００４７】図２に示すように、オペレータＡは、ま
ず、ジョイスティック１３を操作して、パン・チルト雲
台４を傾動させ、作業対象物Ｂにレーザー距離計とカメ
ラ６とを向け、モニタ１８画像内に作業対象物Ｂの目標
点Ｃを入れる（ａ〜ｂ）。

【００４８】次に、オペレータＡは、対象物の目標点Ｃ
上にレーザー距離計の輝点Ｄを照射し（ｃ）、目標点Ｃ
を確認したならば、目標点入力スイッチ１４を操作する
（ｄ）。

【００４９】そして、三次元位置計算手段１１では、可
視光レーザー距離計５からレーザー光が照射された目標
点Ｃの三次元位置を計算するとともに、計算結果を三次
元位置記憶手段１２に記憶する。

【００５０】オペレータＡは、上記した作業対象物Ｂに
対する目標点Ｃの指示操作を繰り返し、必要な点数の目
標点Ｃ１，Ｃ２に対する三次元位置の計測を行う
（ｅ）。

【００５１】このようにして、必要な点数の目標点Ｃに
対する三次元位置の計測が終了すると（ｆ）、オペレー
タＡは、運動開始信号入力スイッチ１５を操作する
（ｇ）。

【００５２】そして、運動経路計算手段９により、三次
元位置記憶手段１２に記憶された少なくとも一以上の目
標点Ｃの三次元位置と、運動条件記憶手段１０に予め記
憶されたロボットマニピュレータ３の運動条件とからロ
ボットマニピュレータ３の運動経路を計算する。

【００５３】運動制御手段では、運動経路計算手段９に
おける計算結果に基づいて、ロボットマニピュレータ３
を制御して、作業対象物Ｂに対する作業を行う（ｈ）。

【００５４】上記した作業対象物Ｂに対する作業を、さ
らに具体的に説明する。第１の例として、ロボットマニ
ピュレータ３の先端に研削ジグを取り付け、作業対象物
Ｂに対して矩形領域の平面研削を行う場合について説明
する。

【００５５】まず、平面研削を行う開始点と、対角線上
の終了点とを目標点入力スイッチ１４により指示して、
この開始点及び終了点の三次元位置を三次元位置計算手
段１１により計測して、三次元位置記憶手段１２に記憶
する。

【００５６】また、研削ジグ７の運動条件、すなわち、
研削ジグ７の送り速度と、送りピッチとを、予め運動条
件記憶手段１０に記憶する。

【００５７】次に、運動開始信号入力スイッチ１５が操
作されると、運動経路計算手段９では、三次元位置記憶
手段１２に記憶された開始点と終了点の三次元位置と、
運動条件記憶手段１０に記憶された運動条件に基づい
て、研削ジグ７の運動経路を計算し、運動制御手段によ
り研削ジグ７の運動を制御して、作業対象物Ｂに対する
平面研削を行う。

【００５８】第２の例として、ロボットマニピュレータ
３の先端に把持ジグ７を取り付け、物品を移載する作業
を行う場合について説明する。

【００５９】まず、拾い上げる物品の位置を第１点と
し、物品を移載して置く位置を第２点として、目標点入
力スイッチ１４により指示し、この第１点及び第２点の
三次元位置を三次元位置計算手段１１により計測して、
三次元位置記憶手段１２に記憶する。

【００６０】また、把持ジグ７の運動条件、すなわち、
把持ジグ７の移動速度と、移動高さとを、予め運動条件
記憶手段１０に記憶する。

【００６１】次に、運動開始信号入力スイッチ１５が操
作されると、運動経路計算手段９では、三次元位置記憶
手段１２に記憶された第１点と第２点の三次元位置と、
運動条件記憶手段１０に記憶された運動条件に基づい
て、把持ジグの運動経路を計算し、運動制御手段により
把持ジグの運動を制御して、物品の移載を行う。

【００６２】第３の例として、ロボットマニピュレータ
３の先端に把持ジグを取り付け、丸軸を丸穴へ挿入する
作業を行う場合について説明する。

【００６３】まず、丸穴の円周上の任意の３点を、目標
点入力スイッチ１４により指示し、この任意の３点の三
次元位置を三次元位置計算手段１１により計測して、三
次元位置記憶手段１２に記憶する。

【００６４】また、把持ジグの運動条件、すなわち、丸
穴の中心位置及び方向及を計算する計算式と、丸穴に対
する丸軸の挿入時の押し付け力と、丸穴に対する丸軸の
挿入量とを、予め運動条件記憶手段１０に記憶する。

【００６５】次に、運動開始信号入力スイッチ１５が操
作されると、運動経路計算手段９では、三次元位置記憶
手段１２に記憶された任意の３点の三次元位置と、運動
条件記憶手段１０に記憶された運動条件に基づいて、把
持ジグの運動経路を計算し、運動制御手段により把持ジ
グの運動を制御して、丸穴内に丸軸を挿入する。

【００６６】第４の例として、走行台車の運行経路を指
示する場合について説明する。

【００６７】まず、走行台車の出発点、最終停止点、必
要な立ち寄りステーションを、目標点入力スイッチ１４
により指示し、この出発点、最終停止点、必要な立ち寄
りステーションの三次元位置を三次元位置計算手段１１
により計測して、三次元位置記憶手段１２に記憶する。

【００６８】また、走行台車の運動条件、すなわち、障
害物の回避ルールと、走行速度とを、予め運動条件記憶
手段１０に記憶する。

【００６９】次に、運動開始信号入力スイッチ１５が操
作されると、運動経路計算手段９では、三次元位置記憶
手段１２に記憶された出発点、最終停止点、必要な立ち
寄りステーションの三次元位置と、運動条件記憶手段１
０に記憶された運動条件に基づいて、走行台車の走行経
路を計算し、走行台車を出発点から最終停止点に向かっ
て走行させる。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。

【００７１】請求項１または請求項２記載の発明では、
作業対象物に対する単一または複数の点列を素早く計測
して、運動手段の最適な運動軌跡を短時間に生成でき、
完全な遠隔操作ではなく自動運転時間を拡大して、素早
くかつ正確に運動手段を動作させることにより、オペレ
ータの負担を軽減するとともに、作業を正確かつ迅速に
行うことが可能な遠隔操作入力装置及び遠隔操作入力方
法を提供することができる。

【００７２】具体的には、第１に、可視光レーザー距離
計を用いて作業対象物の目標点までの距離を計測してい
るので、作業対象物の三次元形状計測が可能となる。

【００７３】第２に、作業対象物の発見及び認識は、オ
ペレータにより行われるので、計測に対するエラーが少
なく、また雑音の影響が少なく安定した計測を行うこと
が可能となる。

【００７４】第３に、カメラと可視光レーザー距離計と
が、同一のパン・チルト雲台上に設置されているので、
一つの傾動装置によりカメラと可視光レーザー距離計の
傾動角度を変更することができ、装置の構成が単純なも
のとなり、設備費用を低減することが可能となる。

【００７５】第４に、非接触式の光学的測定を行ってい
るので、対象物の柔軟性に依存しないとともに、通常の
工場等で使用するには十分な測定距離を提供することが
でき、既存のマニピュレータから移動装置までを共通に
使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遠隔操作入力装置の概略構成を示
した説明図である。

【図２】本発明に係る遠隔操作入力装置を用いた遠隔操
作の手順を説明した説明図である。

【図３】ロボットマニピュレータの運動制御に使用可能
な三次元位置計算式の説明図である。

【符号の説明】

１遠隔操作入力装置２基台３ロボットマニピュレータ３ａ第１アーム３ｂ第２アーム４パン・チルト雲台５可視光レーザー距離計６カメラ７ジグ７ａ挟持部８運動制御手段９運動経路計算手段１０運動条件記憶手段１１三次元位置計算手段１２三次元位置記憶手段１３ジョイスティック１４目標点入力スイッチ１５運動開始信号入力スイッチ１６水平回動角検出器１７仰角検出器ＡオペレータＢ作業対象物Ｃ目標点Ｄ輝点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オペレータにより遠隔操作される運動手段
の遠隔操作入力装置であって、傾動可能なパン・チルト雲台と、オペレータの操作に基づいて、前記パン・チルト雲台の
傾動角を入力する傾動角入力手段と、前記パン・チルト雲台上に、それぞれ略同軸上に光軸を
向けて配置した可視光レーザー距離計及びカメラと、前記カメラで撮影した画像をオペレータに提示するモニ
タと、前記パン・チルト雲台の傾動角と、前記可視光レーザー
距離計により計測した目標点までの距離とから、目標点
の三次元位置を計算する三次元位置計算手段と、オペレータの操作に基づいて、前記三次元位置計算手段
において三次元位置を計算すべき目標点を指示する目標
点入力手段と、前記目標点入力手段からの指示に基づいて、前記三次元
位置計算手段において計算された目標点の三次元位置を
記憶する三次元位置記憶手段と、予め設定した運動手段の運動条件を記憶する運動条件記
憶手段と、オペレータが操作する運動開始信号入力手段からの運動
開始信号に基づいて、前記三次元位置記憶手段に記憶さ
れた少なくとも一以上の目標点の三次元位置と、前記運
動条件記憶手段に記憶され運動手段の運動条件とから、
運動手段の運動経路を計算する運動経路計算手段と、前記運動経路計算手段における計算結果に基づいて、運
動手段の運動を制御する運動制御手段と、を備えたこと
を特徴とする遠隔操作入力装置。
【請求項２】オペレータが操作する傾動角入力手段から
の入力に基づいて、パン・チルト雲台を傾動させて、こ
のパン・チルト雲台上に設置されたカメラで撮影した画
像をモニタに映し出し、このモニタに映し出された画像
に基づいて、作業対象物を選択する第１工程と、オペレータが操作する傾動角入力手段からの入力に基づ
いて、パン・チルト雲台を傾動させて、このパン・チル
ト雲台上に前記カメラと略同軸上に光軸を向けて配置さ
れた可視光レーザー距離計のレーザー光を、作業対象物
の目標点に向けて照射する第２工程と、可視光レーザー距離計のレーザー光が作業対象物の目標
点に向けて照射されたことを確認し、目標点入力手段に
より、当該目標点の三次元位置の計算を指示する第３工
程と、目標点入力手段からの指示に基づいて、三次元位置計算
手段により、可視光レーザー距離計からレーザー光が照
射された目標点の三次元位置を計算するとともに、計算
結果を三次元位置記憶手段に記憶する第４工程と、オペレータが操作する運動開始信号入力手段からの運動
開始信号に基づいて、運動経路計算手段により、記憶手
段に記憶された少なくとも一以上の目標点の三次元位置
と、運動条件記憶手段に予め記憶され運動手段の運動条
件とから、運動手段の運動経路を計算する第５工程と、運動経路計算手段における計算結果に基づいて、運動制
御手段により、運動手段を制御して作業を行う第６工程
と、からなることを特徴とする遠隔操作入力方法。