人間-マニピュレータ協働作業における高速3次元計測を用いたリアルタイム衝突回避

摘要

現在，生産現場で稼動している多くのマニピュレータは安全上の理由から物理的な柵やセンサカーテンにょって人間と完全に隔離されて使用されている．しかし多くの生産現場では空間の節約，物理柵やセンサカーテンの維持費の削減等の観点から人間と作業空間を共有することのできるマニピュレータへの需要が高まっている．また人間とロボットの共存は生産現場だけでなくサービス用ロボットにおいても重要な問題である．ここで共存·協働作業を達成する上で柵やセンサーカーテン等に代表される予めマニピュレータと人間の作業空間を区分しておくセンサシステムを「ハードセンサ」とし，カメラやレーザレンジファインダ等のセンサを用いた動的な作業空間の区分を可能にするセンサシステムを「ソフトセンサ」とする．上述のようにハードセンサは安全を保証する空間が明白である反面，人間との協働作業が不可能であり，人間が安全領域に立ち入った場合は現在の生産作業を中断させ，マニピュレータを停止させなければならない．対してソフトセンサはカメラ等のセンサによって動的に安全領域を設定するため人間がマニピュレータ付近で作業を行っていても生産作業を滞りなく続けることができる．このとき焦点となるのがマニピュレータ間や人間- マニピュレータの危険な衝突を防ぐ安全システムの構築である．そのためこれまで多くの研究者によってマニピュレータのリアルタイム衝突回避アルゴリズムに関する研究が盛hに行われてきた．