侵入物検出方法および侵入物検出装置
【課題】侵入禁止領域の境界部における侵入物の状態を正確に把握することが可能な、侵入物検出方法を提供する。
【解決手段】侵入物検出方法は、作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域６０へ侵入しようとする侵入物８０を、監視領域５０で検出する方法であって、監視領域５０の中央位置を含む領域に侵入禁止区域６０を特定する境界部２０が設定されている、当該監視領域５０を監視する監視ステップ（ステップＳ２）と、侵入物８０が監視領域５０内の境界部２０を越えて侵入しようとしていることを検出する検出ステップ（ステップＳ７）と、を有している、ことを特徴とする
【解決手段】侵入物検出方法は、作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域６０へ侵入しようとする侵入物８０を、監視領域５０で検出する方法であって、監視領域５０の中央位置を含む領域に侵入禁止区域６０を特定する境界部２０が設定されている、当該監視領域５０を監視する監視ステップ（ステップＳ２）と、侵入物８０が監視領域５０内の境界部２０を越えて侵入しようとしていることを検出する検出ステップ（ステップＳ７）と、を有している、ことを特徴とする
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、侵入物の侵入を検出するための侵入物検出方法、およびこの侵入物検出方法に準拠した侵入物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、侵入物を監視するために、危険源である監視対象領域を見下ろす高さにカメラを取り付け、カメラの視野の周縁部に危険源を写し出すようにした装置が開示されている。この装置によれば、危険源から離れている段階の侵入物を早期に察知することが可能であると共に、カメラの真下が最もクリアーに写る部分であり、この部分においては、より正確に侵入物を監視することが可能になる。これにより、装置は、カメラから得られた画像情報を基に、信頼性の高い侵入物監視を行うことが可能である（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９６１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の装置における技術では、危険源に近づきつつある侵入物を、カメラ直下で正確に検知することが可能であるが、カメラの視野の周縁部に位置する危険源に入った侵入物の状態を正確に把握するということに関しては不十分であった。即ち、侵入物検出の観点から考察すると、侵入物が危険源に入ったか否かが重要であり、この点において、従来技術では、危険源近傍における侵入物の状態を正確に把握しきれない、という課題を残していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る侵入物検出方法は、作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出する方法であって、前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視ステップと、前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出ステップと、を有している、ことを特徴とする。
【０００７】
この侵入物検出方法によれば、監視ステップで監視している監視領域は、その中央位置を含む領域に侵入禁止区域（背景技術における危険源）の境界部が位置するような設定となっている。境界部は、監視領域の中央位置の近傍にあって、侵入禁止区域と侵入禁止区域外とを区分して、侵入禁止区域を特定するために設けられている。つまり、侵入物が、境界部を越えて侵入禁止区域に入りそうか否か（入ったか否か）の重要な監視を、監視領域内の最も監視しやすい中央位置で行なうことが可能である。このような設定であれば、検出ステップにおいて、侵入物が境界部を越えそうな場合には、その状態を監視領域の中央位置で検出することになる。つまり、侵入物をそのほぼ直上で検出することができ、背景技術のように、危険源が監視領域の周辺部にあって、危険源付近の侵入物を斜め方向から観察する場合に比べて、境界部付近での侵入物の状態を正確に把握することが可能である。本侵入物検出方法によれば、侵入禁止区域の境界部が監視領域の中央に位置している設定であることにより、侵入物が境界部を越えて侵入しそうな状態を、監視領域の中央位置で確実に検出することが可能である。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係る侵入物検出方法において、前記撮像手段は、前記監視ステップでは、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことが好ましい。
【０００９】
この方法によれば、撮像手段が、いわゆるフレームレイトを上げられる構成となっていて、侵入物の挙動の変化を把握するために順次行なっている画像の取得を、より迅速に行なうことが可能である。この場合、画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向は、境界部の延在する方向と一致していることが好ましいが、境界部の延在する方向に準じて沿っていれば良く、即ち、境界部の延在する方向と交叉する方向であっても、ほぼ該延在方向に沿っていれば、フレームレイトを上げる等の効果を奏する。これにより、侵入物検出方法に基づけば、侵入物の動きに遅れることなく、侵入物を瞬時に且つ的確に把握することが可能である。ここで、撮像手段としては、例えばカメラ等が好ましいが、取得した画像は、レンズの歪等により、特に監視領域の周辺部が中央位置より歪んでしまい、精緻さに欠ける傾向となる。従って、監視領域の画像により侵入物を検出する場合、精緻な画像を得られる中央位置に境界部を設けて監視する方法は、理に適っていて効果的である。さらに、撮像手段による監視領域の中央部の画像を、いわゆるＲＯＩ（Region Of Interest）等の技術を活用して取得する方法等で対応すれば、フレームレイトをより確実に上げられ、より迅速な監視および検出が可能である。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る侵入物検出方法において、前記検出ステップで前記侵入物が検出され、前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報ステップを、さらに有している、ことが好ましい。
【００１１】
この方法によれば、警報ステップでは、侵入物が境界部を越えて侵入禁止区域へ侵入すると、侵入物の侵入を示す警報処理を行なう。これにより、例えば、侵入禁止区域で行なっていた作業を中断して事故防止等を図る、というような処置が可能になり、それ故、侵入物検出方法が警報ステップを有していることは好ましい。これにより、侵入物検出方法は、侵入物の検出に加え、さらに、警報処理を行なう警報ステップも有し、一層の安全を図ることが可能である。
【００１２】
［適用例４］本適用例に係る侵入物検出装置は、作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出するためのものであって、前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視部と、前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出部と、を有している、ことを特徴とする。
【００１３】
この侵入物検出装置によれば、監視部が監視している監視領域は、その中央位置を含む領域に侵入禁止区域の境界部が位置するような設定となっている。境界部は、監視領域の中央位置の近傍にあって、侵入禁止区域と侵入禁止区域外とを区分して、侵入禁止区域を特定するために設けられている。つまり、侵入物が、境界部を越えて侵入禁止区域に入りそうか否か（入ったか否か）の重要な監視を、監視領域内の最も監視しやすい中央位置で行なうことが可能である。このような設定であれば、検出部は、侵入物が境界部を越えそうな場合には、その状態を監視領域の中央位置で検出することになる。つまり、侵入物をそのほぼ直上で検出することができ、背景技術のように、危険源が監視領域の周辺部にあって、危険源付近の侵入物を斜め方向から観察する場合に比べて、境界部付近での侵入物の状態を正確に把握することが可能である。侵入物検出装置は、侵入禁止区域の境界部が監視領域の中央に位置している設定であることにより、侵入物が境界部を越えて侵入しそうな状態を、監視領域の中央位置で確実に検出することが可能である。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に係る侵入物検出装置において、前記監視部は、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記撮像手段は、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、撮像手段が、いわゆるフレームレイトを上げられる構成となっていて、侵入物の挙動の変化を把握するために順次行なっている画像の取得を、より迅速に行なうことが可能である。この場合、画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向は、境界部の延在する方向と一致していることが好ましいが、境界部の延在する方向に準じて沿っていれば良く、即ち、境界部の延在する方向と交叉する方向であっても、ほぼ該延在方向に沿っていればフレームレイトを上げる等の効果を奏する。これにより、侵入物検出装置は、侵入物の動きに遅れることなく、侵入物を瞬時に且つ的確に把握することが可能である。ここで、撮像手段としては、例えばカメラ等が好ましいが、取得した画像は、レンズの歪等により、特に監視領域の周辺部が中央位置より歪んでしまい、精緻さに欠ける傾向となる。従って、監視領域の画像により侵入物を検出する場合、精緻な画像を得られる中央位置に境界部を設けて監視する方法は、理に適っていて効果的である。さらに、撮像手段による監視領域の中央部の画像を、いわゆるＲＯＩ（Region Of Interest）等の技術を活用して取得する方法等で対応すれば、フレームレイトをより確実に上げられ、より迅速な監視および検出が可能である。
【００１６】
［適用例６］上記適用例に係る侵入物検出装置において、前記検出部が検出した前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報部を、さらに有している、ことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、警報部は、侵入物が境界部を越えて侵入禁止区域へ侵入すると、侵入物の侵入を示す警報処理を行なう。これにより、例えば、侵入禁止区域で行なっていた作業を中断して事故防止等を図る、というような処置が可能になり、それ故、侵入物検出装置が警報部を有していることは好ましい。これにより、侵入物検出装置は、侵入物の検出に加え、さらに、警報処理を行なう警報部も有し、一層の安全を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】侵入物検出方法に基づくシステム例を示す正面図。
【図２】侵入物検出方法に基づくシステム例を示す平面図。
【図３】侵入物検出装置の構成を主に示すブロック図。
【図４】侵入物を検出する手段を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の侵入物検出方法および侵入物検出装置に関わるシステム例について、添付図面を参照して説明する。このシステム例は、侵入禁止区域が、作業のための動作をするロボットの動作領域を含む区域であり、当該侵入禁止区域への侵入物の侵入を検出するために好適な構成となっている。なお、図面では、分かりやすいように、ロボットや侵入物等をそれぞれ異なった縮尺で描いてある。
（実施形態）
【００２０】
図１は、侵入物検出方法に基づくシステム例を示す正面図である。また、図２は、侵入物検出方法に基づくシステム例を示す平面図である。両図に示すように、このシステム例では、載置面８に設置され作業に関わる動作を行なうロボット１と、ロボット１の上方に設けられている２機のカメラ（撮像手段）６（６ａ，６ｂ）と、ロボット１およびカメラ６を制御する制御部４と、を備えている。
【００２１】
ロボット１は、いわゆる双腕構成であって、載置面８にほぼ垂直に載置されている支持部１１と、支持部１１の一方の側に設けられた関節部１３ａと、この関節部１３ａから順に延伸している腕部１４ａ、関節部１３ａ、腕部１４ａと、を有している。関節部１３ａは、腕部１４ａの回動動作の支点となっている。また、ロボット１は、関節部１３ａに対して支持部１１の対極側に設けられた関節部１３ｂと、この関節部１３ｂから順に延伸している腕部１４ｂ、関節部１３ｂ、腕部１４ｂと、を有している。さらに、最先端の腕部１４ａ，１４ｂには、ワーク等を挟んで保持するためのハンド部１５ａ，１５ｂがそれぞれ設けられている。ロボット１は、ハンド部１５ａ，１５ｂの先端が、正面視（図１）および平面視（図２）において、それぞれ動作軌跡７０ａ，７０ｂのように円弧状に回動し、図に示す動作軌跡７０（７０ａ，７０ｂ）は、ハンド部１５（１５ａ，１５ｂ）が最大に回動した場合の軌跡を示している。
【００２２】
図１におけるロボット１は、腕部１４がＹ軸方向へ一直線状に延びた状態を表していて、図２におけるロボット１は、腕部１４がＹ軸方向へ一直線状に延びた状態から、そのままＸ軸方向へ回動した状態を表している。そして、２機のカメラ６のうち、カメラ６ａは、図１に示すように、ほぼ垂直に下方を向いていて、関節部１３ａおよび腕部１４ａがＹ軸方向へ延びきった状態におけるハンド部１５ａの先端を、カメラ視野の中心に据えるように設置されている。同様に、カメラ６ｂは、ほぼ垂直に下方を向いていて、関節部１３ｂおよび腕部１４ｂが腕部１４ａ等と反対方向のＹ軸方向へ延びきった状態におけるハンド部１５ｂの先端を、カメラ視野の中心に据えるように設置されている。
【００２３】
以上のようなロボット１およびカメラ６の配置において、カメラ６（６ａ，６ｂ）が撮像する範囲、即ち監視領域５０（５０ａ，５０ｂ）について説明する。まず、カメラ６ａが監視する監視領域５０ａは、カメラ６ａを中心とし各辺がＸ軸またはＹ軸に沿った四角形状をなしている。この場合、四角形状は、Ｘ軸方向がＹ軸方向より長く設定されている。同様に、カメラ６ｂが監視する監視領域５０ｂは、カメラ６ｂを中心とし各辺がＸ軸またはＹ軸に沿った四角形状をなしている。この場合、四角形状は、Ｘ軸方向がＹ軸方向より長く設定されている。カメラ６は、監視領域５０を常時撮像し、撮像した画像を制御部４へ送る役目を担っている。なお、この場合の前提として、監視領域５０は、侵入物８０がロボット１に近づくために通過しなくてはならない領域に、設けられている。
【００２４】
また、載置面８において、カメラ６ａの直下に該当する点からＸ軸と平行に引いた線部が境界部２０ａであり、カメラ６ｂの直下に該当する点からＸ軸と平行に引いた線部が境界部２０ｂである。この場合、境界部２０は、監視領域５０の中央位置に設けられているが、監視領域５０の中央位置を含む領域、即ち中央位置の近傍に設けられていれば良い。これら境界部２０（２０ａ，２０ｂ）を境にして、ロボット１の側にある区域は、ロボット１が動作中の安全を図るために、侵入物８０の立ち入りが禁止された、侵入禁止区域６０である。つまり、境界部２０（２０ａ，２０ｂ）は、侵入禁止区域６０を特定している線部であり、既述したロボット１の動作軌跡７０は、この侵入禁止区域６０内に含まれている。
【００２５】
さらに、カメラ６は、撮像する監視領域５０のうち、境界部２０を中心にして境界部２０に沿う領域をいわゆるＲＯＩ（Region Of Interest）領域３０とし、他の監視領域部分より精緻に撮像することが可能な形態となっている。カメラ６ａでは、画像上において、ＲＯＩ領域３０ａが境界部２０ａに沿って所定の幅を有し、Ｘ軸方向へ延在する設定であり、カメラ６ｂでは、ＲＯＩ領域３０ｂが境界部２０ｂに沿って所定の幅を有し、Ｘ軸方向へ延在する設定である。このＲＯＩ領域３０を設けることにより、侵入禁止区域６０へ近づいてくる侵入物８０を、侵入禁止区域６０へ侵入直前の時点で、最も明瞭に把握することができる。
【００２６】
ここで、侵入物８０と、監視領域５０および境界部２０と、の関係について説明する。図２には、人間を侵入物８０として表してある。侵入物８０ｂは、監視領域５０ｂへ侵入し始めたところであって、カメラ６ｂの画像には、監視領域５０ｂの周辺部に侵入物８０ｂの一部が記録されている状態である。一方、侵入物８０ａは、監視領域５０ａへ侵入して侵入物８０ａの一部が境界部２０ａを越えたところであって、カメラ６ａの画像には、境界部２０ａを越えた侵入物８０ａの一部がＲＯＩ領域３０ａに明瞭に記録されている状態である。これらの場合における処理については、図４を参照して後述する。
【００２７】
次に、ロボット１の動作を制御すると共に侵入物検出装置を構成する制御部４について説明する。図３は、侵入物検出装置の構成を主に示すブロック図である。図３に示すロボット１は、厳密には、ロボット駆動に関わる関節部１３、腕部１４およびハンド部１５を指している。図３を参照して、制御部４は、監視領域５０を撮像した画像を取得するために監視部としてのカメラ６を制御するカメラ制御部４１と、該画像を基にして侵入物８０の有無および動向を解析する画像解析部４２と、侵入物８０の侵入を示す警報処理を行ない、ロボット１の動作を制御するロボット駆動制御部１８へ警報を出力する外部出力部（警報部）４３と、ロボット１の動作に係るデータ等を有するデータベース部４４と、を有している。そして、制御部４は、警報処理を行なうためのプログラム等が記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）４７と、カメラ６から取得した画像を一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）４６と、ＲＯＭ４７に記憶されているプログラムやデータベース部４４の情報に基づきカメラ制御部４１、画像解析部４２および外部出力部４３の制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４５と、を有している。なお、制御部４は、カメラ６と共に、侵入物検出装置として機能する。
【００２８】
以上のようなロボット１およびカメラ６の構成において、侵入物８０を検出する具体的手順を説明する。図４は、侵入物を検出する手段を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、初期処理を行なう。これは、ＣＰＵ４５が、侵入物８０の監視を行なうために、制御部４の状態を初期化することにより行なわれる。初期化後、ステップＳ２へ進む。
【００２９】
ステップＳ２において、画像の取得を行なう。これは、制御部４のカメラ制御部４１が、カメラ６（６ａ，６ｂ）を制御して、監視領域５０（５０ａ，５０ｂ）の全域を写した画像を取得することにより行われる。この場合、カメラ６は、ほぼ垂直に下方を向いていて、カメラ視野の中心位置に境界部２０を据えるように設置されていて、所定の監視領域５０の画像を取得できる好ましい配置となっている。また、カメラ制御部４１は、データベース部４４の有する、監視領域５０におけるＲＯＩ領域３０に関する情報を参照して、境界部２０に沿う領域をＲＯＩ領域３０として設定することができる。つまり、ＲＯＩ領域３０を設定した監視領域５０の画像によれば、境界部２０を越えて侵入禁止区域６０へ侵入しようとする侵入物８０を、精緻な画像であるＲＯＩ領域３０の部分において確認することができる。そのため、侵入物検出装置は、境界部２０における侵入物８０の挙動をはっきりと把握することができる。このステップＳ２は、監視ステップに該当する。そして、画像の取得後、ステップＳ３へ進む。
【００３０】
ステップＳ３において、ＲＯＩの有無を判断する。ＲＯＩ領域３０が設定されてＲＯＩ画像が有れば、ステップＳ４へ進み、一方、ＲＯＩ画像が無ければ、画像をＲＡＭ４６に記憶してステップＳ５へ進む。
【００３１】
そして、ＲＯＩ画像が有る場合、ステップＳ４において、ＲＯＩを切り出す。これは、カメラ制御部４１が監視領域５０の画像からＲＯＩ領域３０の部分を切り取ることにより行われる。ＲＯＩ領域３０のＲＯＩ画像を切り取り後、ＲＯＩ画像をＲＡＭ４６に記憶してステップＳ５へ進む。
【００３２】
ステップＳ５において、画像の転送を行う。ここでは、ＲＯＩ画像が有る場合、カメラ制御部４１から画像解析部４２へ、ＲＯＩ画像が転送され、ＲＯＩ画像が無い場合、カメラ制御部４１から画像解析部４２へ、ステップＳ２で取得した画像が転送される。また、この場合、カメラ５は、画像を読み出す速度および画像を転送する速度の速い方向が境界部２０の延在する方向と一致しており、いわゆるフレームレイトを上げられる構成となっている。そのため、カメラ制御部４１は、カメラ６から、より迅速に画像の取得を行なうことができ、画像解析部４２は、転送される画像をより迅速に受信できる。これにより、カメラ６および制御部４は、監視領域５０へ侵入した侵入物８０の動きに遅れることなく、侵入物８０を瞬時に且つ的確に把握することができるようになる。なお、画像の読み出し速度および転送速度の速い方向は、境界部２０の延在する方向と一致していることが望ましいが、境界部の延在する方向と交叉するような方向であっても、該延在方向にほぼ沿っていれば良い。そして、画像の転送後、ステップＳ６へ進む。
【００３３】
ステップＳ６において、画像処理を行なう。これは、画像解析部４２が、ステップＳ４におけるＲＯＩ画像またはステップＳ２で取得した画像を、解析可能な形態に処理することにより行なわれる。処理後、ステップＳ７へ進む。
【００３４】
ステップＳ７において、侵入物の有無を判断する。これは、画像解析部４２が、検出部として、転送された画像から侵入物８０の有無を解析し、その結果を受けて、ＣＰＵ４５が判断することにより行なわれる。ここでの侵入物８０は、例えば、図２における侵入物８０ａのように、侵入物８０ａの一部が侵入禁止区域６０ａに入った状態の時点が該当する。このステップＳ７は、検出ステップに該当する。そして、侵入物８０が検出されれば、ステップＳ８へ進み、一方、侵入物８０が検出されなければ、ステップＳ２へ戻る。
【００３５】
ステップＳ８において、外部出力を行なう。これは、外部出力部４３が、ステップＳ７の検出ステップで侵入物８０が検出され、侵入物８０が境界部２０を越えて侵入禁止区域６０へ侵入した場合に、侵入物８０の侵入を示す警報をロボット駆動制御部１８へ出力する、警報処理をすることにより行われる。これにより、警報を受信したロボット駆動制御部１８は、ロボット１に対して、例えば、侵入禁止区域６０で行なっていたロボット１の動作を中断して、事故防止を図る等の処理をすることができる。このステップＳ８は、警報ステップに該当する。以上の各ステップを経てフローが終了する。
【００３６】
以上説明した実施形態における侵入物検出方法の主要な効果を述べる。侵入物検出方法では、ステップＳ２（監視ステップ）で監視している監視領域５０の中央位置に、侵入禁止区域６０を特定するための境界部２０が位置する設定である。この設定であれば、侵入物８０が侵入禁止区域６０に入ったか否かの重要な判断は、監視領域内の最も監視しやすい中央位置において、行なわれる。そのため、侵入物８０は、境界部２０へ近づくに従って、周辺部に侵入物８０がある場合よりも、歪み等のない画像で把握されることになる。さらに、カメラ６による画像の特性に加え、監視領域５０の中央位置近傍がＲＯＩ領域３０であることにより、ＲＯＩ領域３０では、侵入物８０をほぼ真上から捉えることができ、侵入物８０を斜め方向から捉える場合に比べ、侵入物８０の位置等を的確に把握できる。このような侵入物検出方法によれば、侵入物８０が境界部２０を越えそうな状態を、確実に検出することができる。
【００３７】
また、侵入物検出方法および侵入物検出装置は、上記の実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。
【００３８】
（変形例１）侵入物検出のフローチャートにおいて、ステップＳ７は、侵入物８０が境界部２０を越えたことを検出しているが、これに限定されるものではない。例えば、侵入物８０が境界部２０を越えたことを検出することに替えて、侵入物８０がＲＯＩ領域３０へ入ってきた状態を検出することをもって、境界部２０を越えようとしている、と判断する形態等であっても良い。これによれば、侵入物８０の侵入速度が速い場合であっても、ロボット１をより安全に停止させることができる。
【００３９】
（変形例２）境界部２０は、ロボット１の動作軌跡７０の近傍を含んだ直線状をなしている形態であるが、これに限定せず、例えば、円弧状の動作軌跡７０そのものを境界部としても良い。この場合、動作軌跡７０を監視領域５０のほぼ中央位置とするために、動作軌跡７０に沿って、カメラ６を増設することが好ましい。
【００４０】
（変形例３）カメラ６により取得する画像は、境界部２０に沿う一部領域をＲＯＩ領域３０として設定しているが、ＲＯＩ領域３０の設定を行なわなくても良い。境界部２０が監視領域５０の中央位置にあるため、この中央位置の境界部２０近傍に近づいた侵入物８０は、カメラ６によって、より歪み等の少ない画像で記録される。
【００４１】
（変形例４）実施形態では、ロボット１の双腕に対応して２機のカメラ６ａ，６ｂを用いているが、２機より多いカメラで侵入物８０の監視を行なっても良い。例えば、Ｘ軸方向からも侵入物８０の侵入が予想される場合等では、ロボット１のＸ軸方向にもカメラ６の設置が望ましい。
【００４２】
（変形例５）ロボット１は、いわゆる双腕ロボットであるが、これに限定されず、１本腕や３本以上の多腕を有するものであっても良い。また、ロボット１の双腕のそれぞれは、関節部１３および腕部１４を一組として二組を有する構成であるが、一組、または二組以外の多関節、であっても良い。侵入物検出方法に準拠した侵入物検出装置によれば、これらロボットに対しても、その動作を阻害する侵入物８０を的確に検出することができる。
【００４３】
（変形例６）カメラ６は、実施形態のように、監視領域５０の中央に設置することが最良であるが、境界部２０に沿う任意の位置に配置する構成であっても良い。また、監視領域５０は、四角形状をなしているが、四角形状以外の円形や楕円形等の形状に設定しても良い。
【００４４】
（変形例７）侵入物検出装置の制御部４は、図３に示す構成に限定されるものではなく、例えば、カメラ制御部４１が画像解析部４２の機能を兼任する構成や、データベース部４４を内蔵せずに、必要時にのみ、外部装置としてのデータベース部４４を接続する構成等であっても良い。また、カメラ６は、ロボット１へ侵入物８０が近づくのを監視しているが、ロボット１だけが対象ではなく、高温炉、化学反応槽、プレス機等の他装置へ侵入物８０が近づくのを監視する形態であっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１…ロボット、４…制御部、６…撮像手段および監視部としてのカメラ、８…載置面、１１…支持部、１３…関節部、１４…腕部、１５…ハンド部、２０…境界部、３０…ＲＯＩ領域、４１…カメラ制御部、４２…検出部としての画像解析部、４３…警報部としての外部出力部、４５…ＣＰＵ、５０…監視領域、６０…侵入禁止区域、７０…動作軌跡、８０…侵入物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、侵入物の侵入を検出するための侵入物検出方法、およびこの侵入物検出方法に準拠した侵入物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、侵入物を監視するために、危険源である監視対象領域を見下ろす高さにカメラを取り付け、カメラの視野の周縁部に危険源を写し出すようにした装置が開示されている。この装置によれば、危険源から離れている段階の侵入物を早期に察知することが可能であると共に、カメラの真下が最もクリアーに写る部分であり、この部分においては、より正確に侵入物を監視することが可能になる。これにより、装置は、カメラから得られた画像情報を基に、信頼性の高い侵入物監視を行うことが可能である（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９６１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の装置における技術では、危険源に近づきつつある侵入物を、カメラ直下で正確に検知することが可能であるが、カメラの視野の周縁部に位置する危険源に入った侵入物の状態を正確に把握するということに関しては不十分であった。即ち、侵入物検出の観点から考察すると、侵入物が危険源に入ったか否かが重要であり、この点において、従来技術では、危険源近傍における侵入物の状態を正確に把握しきれない、という課題を残していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る侵入物検出方法は、作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出する方法であって、前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視ステップと、前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出ステップと、を有している、ことを特徴とする。
【０００７】
この侵入物検出方法によれば、監視ステップで監視している監視領域は、その中央位置を含む領域に侵入禁止区域（背景技術における危険源）の境界部が位置するような設定となっている。境界部は、監視領域の中央位置の近傍にあって、侵入禁止区域と侵入禁止区域外とを区分して、侵入禁止区域を特定するために設けられている。つまり、侵入物が、境界部を越えて侵入禁止区域に入りそうか否か（入ったか否か）の重要な監視を、監視領域内の最も監視しやすい中央位置で行なうことが可能である。このような設定であれば、検出ステップにおいて、侵入物が境界部を越えそうな場合には、その状態を監視領域の中央位置で検出することになる。つまり、侵入物をそのほぼ直上で検出することができ、背景技術のように、危険源が監視領域の周辺部にあって、危険源付近の侵入物を斜め方向から観察する場合に比べて、境界部付近での侵入物の状態を正確に把握することが可能である。本侵入物検出方法によれば、侵入禁止区域の境界部が監視領域の中央に位置している設定であることにより、侵入物が境界部を越えて侵入しそうな状態を、監視領域の中央位置で確実に検出することが可能である。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係る侵入物検出方法において、前記撮像手段は、前記監視ステップでは、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことが好ましい。
【０００９】
この方法によれば、撮像手段が、いわゆるフレームレイトを上げられる構成となっていて、侵入物の挙動の変化を把握するために順次行なっている画像の取得を、より迅速に行なうことが可能である。この場合、画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向は、境界部の延在する方向と一致していることが好ましいが、境界部の延在する方向に準じて沿っていれば良く、即ち、境界部の延在する方向と交叉する方向であっても、ほぼ該延在方向に沿っていれば、フレームレイトを上げる等の効果を奏する。これにより、侵入物検出方法に基づけば、侵入物の動きに遅れることなく、侵入物を瞬時に且つ的確に把握することが可能である。ここで、撮像手段としては、例えばカメラ等が好ましいが、取得した画像は、レンズの歪等により、特に監視領域の周辺部が中央位置より歪んでしまい、精緻さに欠ける傾向となる。従って、監視領域の画像により侵入物を検出する場合、精緻な画像を得られる中央位置に境界部を設けて監視する方法は、理に適っていて効果的である。さらに、撮像手段による監視領域の中央部の画像を、いわゆるＲＯＩ（Region Of Interest）等の技術を活用して取得する方法等で対応すれば、フレームレイトをより確実に上げられ、より迅速な監視および検出が可能である。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係る侵入物検出方法において、前記検出ステップで前記侵入物が検出され、前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報ステップを、さらに有している、ことが好ましい。
【００１１】
この方法によれば、警報ステップでは、侵入物が境界部を越えて侵入禁止区域へ侵入すると、侵入物の侵入を示す警報処理を行なう。これにより、例えば、侵入禁止区域で行なっていた作業を中断して事故防止等を図る、というような処置が可能になり、それ故、侵入物検出方法が警報ステップを有していることは好ましい。これにより、侵入物検出方法は、侵入物の検出に加え、さらに、警報処理を行なう警報ステップも有し、一層の安全を図ることが可能である。
【００１２】
［適用例４］本適用例に係る侵入物検出装置は、作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出するためのものであって、前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視部と、前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出部と、を有している、ことを特徴とする。
【００１３】
この侵入物検出装置によれば、監視部が監視している監視領域は、その中央位置を含む領域に侵入禁止区域の境界部が位置するような設定となっている。境界部は、監視領域の中央位置の近傍にあって、侵入禁止区域と侵入禁止区域外とを区分して、侵入禁止区域を特定するために設けられている。つまり、侵入物が、境界部を越えて侵入禁止区域に入りそうか否か（入ったか否か）の重要な監視を、監視領域内の最も監視しやすい中央位置で行なうことが可能である。このような設定であれば、検出部は、侵入物が境界部を越えそうな場合には、その状態を監視領域の中央位置で検出することになる。つまり、侵入物をそのほぼ直上で検出することができ、背景技術のように、危険源が監視領域の周辺部にあって、危険源付近の侵入物を斜め方向から観察する場合に比べて、境界部付近での侵入物の状態を正確に把握することが可能である。侵入物検出装置は、侵入禁止区域の境界部が監視領域の中央に位置している設定であることにより、侵入物が境界部を越えて侵入しそうな状態を、監視領域の中央位置で確実に検出することが可能である。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に係る侵入物検出装置において、前記監視部は、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記撮像手段は、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、撮像手段が、いわゆるフレームレイトを上げられる構成となっていて、侵入物の挙動の変化を把握するために順次行なっている画像の取得を、より迅速に行なうことが可能である。この場合、画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向は、境界部の延在する方向と一致していることが好ましいが、境界部の延在する方向に準じて沿っていれば良く、即ち、境界部の延在する方向と交叉する方向であっても、ほぼ該延在方向に沿っていればフレームレイトを上げる等の効果を奏する。これにより、侵入物検出装置は、侵入物の動きに遅れることなく、侵入物を瞬時に且つ的確に把握することが可能である。ここで、撮像手段としては、例えばカメラ等が好ましいが、取得した画像は、レンズの歪等により、特に監視領域の周辺部が中央位置より歪んでしまい、精緻さに欠ける傾向となる。従って、監視領域の画像により侵入物を検出する場合、精緻な画像を得られる中央位置に境界部を設けて監視する方法は、理に適っていて効果的である。さらに、撮像手段による監視領域の中央部の画像を、いわゆるＲＯＩ（Region Of Interest）等の技術を活用して取得する方法等で対応すれば、フレームレイトをより確実に上げられ、より迅速な監視および検出が可能である。
【００１６】
［適用例６］上記適用例に係る侵入物検出装置において、前記検出部が検出した前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報部を、さらに有している、ことが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、警報部は、侵入物が境界部を越えて侵入禁止区域へ侵入すると、侵入物の侵入を示す警報処理を行なう。これにより、例えば、侵入禁止区域で行なっていた作業を中断して事故防止等を図る、というような処置が可能になり、それ故、侵入物検出装置が警報部を有していることは好ましい。これにより、侵入物検出装置は、侵入物の検出に加え、さらに、警報処理を行なう警報部も有し、一層の安全を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】侵入物検出方法に基づくシステム例を示す正面図。
【図２】侵入物検出方法に基づくシステム例を示す平面図。
【図３】侵入物検出装置の構成を主に示すブロック図。
【図４】侵入物を検出する手段を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の侵入物検出方法および侵入物検出装置に関わるシステム例について、添付図面を参照して説明する。このシステム例は、侵入禁止区域が、作業のための動作をするロボットの動作領域を含む区域であり、当該侵入禁止区域への侵入物の侵入を検出するために好適な構成となっている。なお、図面では、分かりやすいように、ロボットや侵入物等をそれぞれ異なった縮尺で描いてある。
（実施形態）
【００２０】
図１は、侵入物検出方法に基づくシステム例を示す正面図である。また、図２は、侵入物検出方法に基づくシステム例を示す平面図である。両図に示すように、このシステム例では、載置面８に設置され作業に関わる動作を行なうロボット１と、ロボット１の上方に設けられている２機のカメラ（撮像手段）６（６ａ，６ｂ）と、ロボット１およびカメラ６を制御する制御部４と、を備えている。
【００２１】
ロボット１は、いわゆる双腕構成であって、載置面８にほぼ垂直に載置されている支持部１１と、支持部１１の一方の側に設けられた関節部１３ａと、この関節部１３ａから順に延伸している腕部１４ａ、関節部１３ａ、腕部１４ａと、を有している。関節部１３ａは、腕部１４ａの回動動作の支点となっている。また、ロボット１は、関節部１３ａに対して支持部１１の対極側に設けられた関節部１３ｂと、この関節部１３ｂから順に延伸している腕部１４ｂ、関節部１３ｂ、腕部１４ｂと、を有している。さらに、最先端の腕部１４ａ，１４ｂには、ワーク等を挟んで保持するためのハンド部１５ａ，１５ｂがそれぞれ設けられている。ロボット１は、ハンド部１５ａ，１５ｂの先端が、正面視（図１）および平面視（図２）において、それぞれ動作軌跡７０ａ，７０ｂのように円弧状に回動し、図に示す動作軌跡７０（７０ａ，７０ｂ）は、ハンド部１５（１５ａ，１５ｂ）が最大に回動した場合の軌跡を示している。
【００２２】
図１におけるロボット１は、腕部１４がＹ軸方向へ一直線状に延びた状態を表していて、図２におけるロボット１は、腕部１４がＹ軸方向へ一直線状に延びた状態から、そのままＸ軸方向へ回動した状態を表している。そして、２機のカメラ６のうち、カメラ６ａは、図１に示すように、ほぼ垂直に下方を向いていて、関節部１３ａおよび腕部１４ａがＹ軸方向へ延びきった状態におけるハンド部１５ａの先端を、カメラ視野の中心に据えるように設置されている。同様に、カメラ６ｂは、ほぼ垂直に下方を向いていて、関節部１３ｂおよび腕部１４ｂが腕部１４ａ等と反対方向のＹ軸方向へ延びきった状態におけるハンド部１５ｂの先端を、カメラ視野の中心に据えるように設置されている。
【００２３】
以上のようなロボット１およびカメラ６の配置において、カメラ６（６ａ，６ｂ）が撮像する範囲、即ち監視領域５０（５０ａ，５０ｂ）について説明する。まず、カメラ６ａが監視する監視領域５０ａは、カメラ６ａを中心とし各辺がＸ軸またはＹ軸に沿った四角形状をなしている。この場合、四角形状は、Ｘ軸方向がＹ軸方向より長く設定されている。同様に、カメラ６ｂが監視する監視領域５０ｂは、カメラ６ｂを中心とし各辺がＸ軸またはＹ軸に沿った四角形状をなしている。この場合、四角形状は、Ｘ軸方向がＹ軸方向より長く設定されている。カメラ６は、監視領域５０を常時撮像し、撮像した画像を制御部４へ送る役目を担っている。なお、この場合の前提として、監視領域５０は、侵入物８０がロボット１に近づくために通過しなくてはならない領域に、設けられている。
【００２４】
また、載置面８において、カメラ６ａの直下に該当する点からＸ軸と平行に引いた線部が境界部２０ａであり、カメラ６ｂの直下に該当する点からＸ軸と平行に引いた線部が境界部２０ｂである。この場合、境界部２０は、監視領域５０の中央位置に設けられているが、監視領域５０の中央位置を含む領域、即ち中央位置の近傍に設けられていれば良い。これら境界部２０（２０ａ，２０ｂ）を境にして、ロボット１の側にある区域は、ロボット１が動作中の安全を図るために、侵入物８０の立ち入りが禁止された、侵入禁止区域６０である。つまり、境界部２０（２０ａ，２０ｂ）は、侵入禁止区域６０を特定している線部であり、既述したロボット１の動作軌跡７０は、この侵入禁止区域６０内に含まれている。
【００２５】
さらに、カメラ６は、撮像する監視領域５０のうち、境界部２０を中心にして境界部２０に沿う領域をいわゆるＲＯＩ（Region Of Interest）領域３０とし、他の監視領域部分より精緻に撮像することが可能な形態となっている。カメラ６ａでは、画像上において、ＲＯＩ領域３０ａが境界部２０ａに沿って所定の幅を有し、Ｘ軸方向へ延在する設定であり、カメラ６ｂでは、ＲＯＩ領域３０ｂが境界部２０ｂに沿って所定の幅を有し、Ｘ軸方向へ延在する設定である。このＲＯＩ領域３０を設けることにより、侵入禁止区域６０へ近づいてくる侵入物８０を、侵入禁止区域６０へ侵入直前の時点で、最も明瞭に把握することができる。
【００２６】
ここで、侵入物８０と、監視領域５０および境界部２０と、の関係について説明する。図２には、人間を侵入物８０として表してある。侵入物８０ｂは、監視領域５０ｂへ侵入し始めたところであって、カメラ６ｂの画像には、監視領域５０ｂの周辺部に侵入物８０ｂの一部が記録されている状態である。一方、侵入物８０ａは、監視領域５０ａへ侵入して侵入物８０ａの一部が境界部２０ａを越えたところであって、カメラ６ａの画像には、境界部２０ａを越えた侵入物８０ａの一部がＲＯＩ領域３０ａに明瞭に記録されている状態である。これらの場合における処理については、図４を参照して後述する。
【００２７】
次に、ロボット１の動作を制御すると共に侵入物検出装置を構成する制御部４について説明する。図３は、侵入物検出装置の構成を主に示すブロック図である。図３に示すロボット１は、厳密には、ロボット駆動に関わる関節部１３、腕部１４およびハンド部１５を指している。図３を参照して、制御部４は、監視領域５０を撮像した画像を取得するために監視部としてのカメラ６を制御するカメラ制御部４１と、該画像を基にして侵入物８０の有無および動向を解析する画像解析部４２と、侵入物８０の侵入を示す警報処理を行ない、ロボット１の動作を制御するロボット駆動制御部１８へ警報を出力する外部出力部（警報部）４３と、ロボット１の動作に係るデータ等を有するデータベース部４４と、を有している。そして、制御部４は、警報処理を行なうためのプログラム等が記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）４７と、カメラ６から取得した画像を一時的に記憶しておくＲＡＭ（Random Access Memory）４６と、ＲＯＭ４７に記憶されているプログラムやデータベース部４４の情報に基づきカメラ制御部４１、画像解析部４２および外部出力部４３の制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４５と、を有している。なお、制御部４は、カメラ６と共に、侵入物検出装置として機能する。
【００２８】
以上のようなロボット１およびカメラ６の構成において、侵入物８０を検出する具体的手順を説明する。図４は、侵入物を検出する手段を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、初期処理を行なう。これは、ＣＰＵ４５が、侵入物８０の監視を行なうために、制御部４の状態を初期化することにより行なわれる。初期化後、ステップＳ２へ進む。
【００２９】
ステップＳ２において、画像の取得を行なう。これは、制御部４のカメラ制御部４１が、カメラ６（６ａ，６ｂ）を制御して、監視領域５０（５０ａ，５０ｂ）の全域を写した画像を取得することにより行われる。この場合、カメラ６は、ほぼ垂直に下方を向いていて、カメラ視野の中心位置に境界部２０を据えるように設置されていて、所定の監視領域５０の画像を取得できる好ましい配置となっている。また、カメラ制御部４１は、データベース部４４の有する、監視領域５０におけるＲＯＩ領域３０に関する情報を参照して、境界部２０に沿う領域をＲＯＩ領域３０として設定することができる。つまり、ＲＯＩ領域３０を設定した監視領域５０の画像によれば、境界部２０を越えて侵入禁止区域６０へ侵入しようとする侵入物８０を、精緻な画像であるＲＯＩ領域３０の部分において確認することができる。そのため、侵入物検出装置は、境界部２０における侵入物８０の挙動をはっきりと把握することができる。このステップＳ２は、監視ステップに該当する。そして、画像の取得後、ステップＳ３へ進む。
【００３０】
ステップＳ３において、ＲＯＩの有無を判断する。ＲＯＩ領域３０が設定されてＲＯＩ画像が有れば、ステップＳ４へ進み、一方、ＲＯＩ画像が無ければ、画像をＲＡＭ４６に記憶してステップＳ５へ進む。
【００３１】
そして、ＲＯＩ画像が有る場合、ステップＳ４において、ＲＯＩを切り出す。これは、カメラ制御部４１が監視領域５０の画像からＲＯＩ領域３０の部分を切り取ることにより行われる。ＲＯＩ領域３０のＲＯＩ画像を切り取り後、ＲＯＩ画像をＲＡＭ４６に記憶してステップＳ５へ進む。
【００３２】
ステップＳ５において、画像の転送を行う。ここでは、ＲＯＩ画像が有る場合、カメラ制御部４１から画像解析部４２へ、ＲＯＩ画像が転送され、ＲＯＩ画像が無い場合、カメラ制御部４１から画像解析部４２へ、ステップＳ２で取得した画像が転送される。また、この場合、カメラ５は、画像を読み出す速度および画像を転送する速度の速い方向が境界部２０の延在する方向と一致しており、いわゆるフレームレイトを上げられる構成となっている。そのため、カメラ制御部４１は、カメラ６から、より迅速に画像の取得を行なうことができ、画像解析部４２は、転送される画像をより迅速に受信できる。これにより、カメラ６および制御部４は、監視領域５０へ侵入した侵入物８０の動きに遅れることなく、侵入物８０を瞬時に且つ的確に把握することができるようになる。なお、画像の読み出し速度および転送速度の速い方向は、境界部２０の延在する方向と一致していることが望ましいが、境界部の延在する方向と交叉するような方向であっても、該延在方向にほぼ沿っていれば良い。そして、画像の転送後、ステップＳ６へ進む。
【００３３】
ステップＳ６において、画像処理を行なう。これは、画像解析部４２が、ステップＳ４におけるＲＯＩ画像またはステップＳ２で取得した画像を、解析可能な形態に処理することにより行なわれる。処理後、ステップＳ７へ進む。
【００３４】
ステップＳ７において、侵入物の有無を判断する。これは、画像解析部４２が、検出部として、転送された画像から侵入物８０の有無を解析し、その結果を受けて、ＣＰＵ４５が判断することにより行なわれる。ここでの侵入物８０は、例えば、図２における侵入物８０ａのように、侵入物８０ａの一部が侵入禁止区域６０ａに入った状態の時点が該当する。このステップＳ７は、検出ステップに該当する。そして、侵入物８０が検出されれば、ステップＳ８へ進み、一方、侵入物８０が検出されなければ、ステップＳ２へ戻る。
【００３５】
ステップＳ８において、外部出力を行なう。これは、外部出力部４３が、ステップＳ７の検出ステップで侵入物８０が検出され、侵入物８０が境界部２０を越えて侵入禁止区域６０へ侵入した場合に、侵入物８０の侵入を示す警報をロボット駆動制御部１８へ出力する、警報処理をすることにより行われる。これにより、警報を受信したロボット駆動制御部１８は、ロボット１に対して、例えば、侵入禁止区域６０で行なっていたロボット１の動作を中断して、事故防止を図る等の処理をすることができる。このステップＳ８は、警報ステップに該当する。以上の各ステップを経てフローが終了する。
【００３６】
以上説明した実施形態における侵入物検出方法の主要な効果を述べる。侵入物検出方法では、ステップＳ２（監視ステップ）で監視している監視領域５０の中央位置に、侵入禁止区域６０を特定するための境界部２０が位置する設定である。この設定であれば、侵入物８０が侵入禁止区域６０に入ったか否かの重要な判断は、監視領域内の最も監視しやすい中央位置において、行なわれる。そのため、侵入物８０は、境界部２０へ近づくに従って、周辺部に侵入物８０がある場合よりも、歪み等のない画像で把握されることになる。さらに、カメラ６による画像の特性に加え、監視領域５０の中央位置近傍がＲＯＩ領域３０であることにより、ＲＯＩ領域３０では、侵入物８０をほぼ真上から捉えることができ、侵入物８０を斜め方向から捉える場合に比べ、侵入物８０の位置等を的確に把握できる。このような侵入物検出方法によれば、侵入物８０が境界部２０を越えそうな状態を、確実に検出することができる。
【００３７】
また、侵入物検出方法および侵入物検出装置は、上記の実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。
【００３８】
（変形例１）侵入物検出のフローチャートにおいて、ステップＳ７は、侵入物８０が境界部２０を越えたことを検出しているが、これに限定されるものではない。例えば、侵入物８０が境界部２０を越えたことを検出することに替えて、侵入物８０がＲＯＩ領域３０へ入ってきた状態を検出することをもって、境界部２０を越えようとしている、と判断する形態等であっても良い。これによれば、侵入物８０の侵入速度が速い場合であっても、ロボット１をより安全に停止させることができる。
【００３９】
（変形例２）境界部２０は、ロボット１の動作軌跡７０の近傍を含んだ直線状をなしている形態であるが、これに限定せず、例えば、円弧状の動作軌跡７０そのものを境界部としても良い。この場合、動作軌跡７０を監視領域５０のほぼ中央位置とするために、動作軌跡７０に沿って、カメラ６を増設することが好ましい。
【００４０】
（変形例３）カメラ６により取得する画像は、境界部２０に沿う一部領域をＲＯＩ領域３０として設定しているが、ＲＯＩ領域３０の設定を行なわなくても良い。境界部２０が監視領域５０の中央位置にあるため、この中央位置の境界部２０近傍に近づいた侵入物８０は、カメラ６によって、より歪み等の少ない画像で記録される。
【００４１】
（変形例４）実施形態では、ロボット１の双腕に対応して２機のカメラ６ａ，６ｂを用いているが、２機より多いカメラで侵入物８０の監視を行なっても良い。例えば、Ｘ軸方向からも侵入物８０の侵入が予想される場合等では、ロボット１のＸ軸方向にもカメラ６の設置が望ましい。
【００４２】
（変形例５）ロボット１は、いわゆる双腕ロボットであるが、これに限定されず、１本腕や３本以上の多腕を有するものであっても良い。また、ロボット１の双腕のそれぞれは、関節部１３および腕部１４を一組として二組を有する構成であるが、一組、または二組以外の多関節、であっても良い。侵入物検出方法に準拠した侵入物検出装置によれば、これらロボットに対しても、その動作を阻害する侵入物８０を的確に検出することができる。
【００４３】
（変形例６）カメラ６は、実施形態のように、監視領域５０の中央に設置することが最良であるが、境界部２０に沿う任意の位置に配置する構成であっても良い。また、監視領域５０は、四角形状をなしているが、四角形状以外の円形や楕円形等の形状に設定しても良い。
【００４４】
（変形例７）侵入物検出装置の制御部４は、図３に示す構成に限定されるものではなく、例えば、カメラ制御部４１が画像解析部４２の機能を兼任する構成や、データベース部４４を内蔵せずに、必要時にのみ、外部装置としてのデータベース部４４を接続する構成等であっても良い。また、カメラ６は、ロボット１へ侵入物８０が近づくのを監視しているが、ロボット１だけが対象ではなく、高温炉、化学反応槽、プレス機等の他装置へ侵入物８０が近づくのを監視する形態であっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１…ロボット、４…制御部、６…撮像手段および監視部としてのカメラ、８…載置面、１１…支持部、１３…関節部、１４…腕部、１５…ハンド部、２０…境界部、３０…ＲＯＩ領域、４１…カメラ制御部、４２…検出部としての画像解析部、４３…警報部としての外部出力部、４５…ＣＰＵ、５０…監視領域、６０…侵入禁止区域、７０…動作軌跡、８０…侵入物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出する侵入物検出方法であって、
前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視ステップと、
前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出ステップと、を有している、ことを特徴とする侵入物検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の侵入物検出方法において、
前記監視ステップでは、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記撮像手段は、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことを特徴とする侵入物検出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の侵入物検出方法において、
前記検出ステップで前記侵入物が検出され、前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報ステップを、さらに有している、ことを特徴とする侵入物検出方法。
【請求項４】
作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出するための侵入物検出装置であって、
前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視部と、
前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出部と、を有していることを特徴とする侵入物検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の侵入物検出装置において、
前記監視部は、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記撮像手段は、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことを特徴とする侵入物検出装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の侵入物検出装置において、
前記検出部が検出した前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報部を、さらに有している、ことを特徴とする侵入物検出装置。
【請求項１】
作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出する侵入物検出方法であって、
前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視ステップと、
前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出ステップと、を有している、ことを特徴とする侵入物検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の侵入物検出方法において、
前記監視ステップでは、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記撮像手段は、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことを特徴とする侵入物検出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の侵入物検出方法において、
前記検出ステップで前記侵入物が検出され、前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報ステップを、さらに有している、ことを特徴とする侵入物検出方法。
【請求項４】
作業が行なわれる領域を含む侵入禁止区域へ侵入しようとする侵入物を、監視領域で検出するための侵入物検出装置であって、
前記監視領域の中央位置を含む領域に前記侵入禁止区域を特定する境界部が設定されている、前記監視領域を監視する監視部と、
前記侵入物が前記監視領域内の前記境界部を越えて侵入しようとしていることを検出する検出部と、を有していることを特徴とする侵入物検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の侵入物検出装置において、
前記監視部は、撮像手段により前記監視領域の画像を取得して監視し、前記撮像手段は、前記画像を読み出す速度または転送する速度の速い方向が前記境界部の延在する方向に準じて沿った設定である、ことを特徴とする侵入物検出装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の侵入物検出装置において、
前記検出部が検出した前記侵入物が前記境界部を越えて前記侵入禁止区域へ侵入した場合、前記侵入物の侵入を示す警報処理を行なう警報部を、さらに有している、ことを特徴とする侵入物検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０１６１（Ｐ２０１３−１０１６１Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３８４１（Ｐ２０１１−１４３８４１）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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