本發(fā)明涉及一種使用視覺傳感器來提高對人的安全性的機器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在日本專利第5582422號公報中，機器人在限制人進(jìn)入的動作區(qū)域內(nèi)進(jìn)行動作。然后，在機器人實施某一工序時檢測出人來訪到該動作區(qū)域時，若在該時間點使機器人的動作停止則會成為在預(yù)定的不良階段的停止，這種情況下，機器人在進(jìn)行到某一工序以后的其它工序之后被停止。

另外，在日本特開平5-77179號公報中公開了以下技術(shù)：在機器人進(jìn)行動作時被輸入請求維護(hù)信號的情況下，關(guān)于輸入請求維護(hù)信號時的程序塊量，進(jìn)行動作直至該程序塊的程序塊結(jié)束(block end)為止然后使機器人停止，接著，將機器人設(shè)為適合于維護(hù)的規(guī)定姿勢。

并且，在日本專利第4405468號公報中公開了以下技術(shù)：通過至少兩個不同的方法對由第一圖像記錄單元和第二圖像記錄單元記錄的圖像進(jìn)行分析，在任一個分析中檢測出異物的情況下，使機器人停止。

日本專利第5582422號公報

日本特開平5-77179號公報

日本專利第4405468號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，在日本專利第5582422號公報中，需要預(yù)先定義不良階段來進(jìn)行編程。因而，在將日本專利第5582422號公報的技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)有的機器人系統(tǒng)時，需要對該機器人系統(tǒng)的程序進(jìn)行變更或?qū)刂撇康碾娐愤M(jìn)行變更。這種變更所需的成本、工時較大。而且，程序和電路的變更要求高度的熟練度和謹(jǐn)慎，因此作業(yè)人員受到限制，在機器人系統(tǒng)的現(xiàn)場難以自由地變更。另外，在發(fā)生變更錯誤的情況下，由于變更后的機器人系統(tǒng)反過來有可能使人處于危險，因此，通常不能積極地進(jìn)行現(xiàn)有機器人系統(tǒng)的程序等的變更。

在日本特開平5-77179號公報中，需要事先設(shè)定適合于維護(hù)的規(guī)定姿勢的信息和使機器人移動至該姿勢為止的信息。另外，在日本特開平5-77179號公報中，在輸入請求維護(hù)信號之后，機器人通過程序塊結(jié)束而暫時停止。因此，在從結(jié)束程序塊的停止位置移動至適合于維護(hù)的規(guī)定姿勢時，機器人有可能與障害物接觸。在維護(hù)結(jié)束之后返回到程序塊結(jié)束的停止位置時，也產(chǎn)生相同的問題。

并且，日本專利第4405468號公報中的機器人的停止位置是檢測出異物時的位置，因此不指定機器人的停止位置。然而，根據(jù)機器人的停止位置不同，有時難以再次開始機器人的動作。

本發(fā)明是鑒于這種情形而完成的，目的在于提供一種不對程序等變更就能夠應(yīng)用于現(xiàn)有系統(tǒng)并且不會使人處于危險的機器人系統(tǒng)。

為了完成上述目的，根據(jù)第一發(fā)明，提供一種機器人系統(tǒng)，包括配置在機器人動作分區(qū)的機器人以及控制該機器人使得該機器人在上述機器人動作分區(qū)中進(jìn)行動作的機器人控制部，其特征在于，上述機器人系統(tǒng)具備：攝像部，其拍攝預(yù)定分區(qū)，該預(yù)定分區(qū)至少包括上述機器人動作分區(qū)的一部分；圖像處理部，其對通過該攝像部拍攝得到的圖像進(jìn)行處理；進(jìn)入請求部，在請求人進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)時操作該進(jìn)入請求部；進(jìn)入準(zhǔn)備信號，其表示是受理該進(jìn)入請求部的操作的進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)；以及信號輸出部，其根據(jù)上述圖像處理部的處理結(jié)果來輸出進(jìn)入允許信號，該進(jìn)入允許信號用于在通過上述進(jìn)入請求部請求了人進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)的狀態(tài)下允許上述人進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)，在通過上述圖像處理部檢測出上述機器人的動作停止的情況下，通過上述信號輸出部輸出上述進(jìn)入準(zhǔn)備信號，然后，在上述人使用上述進(jìn)入請求部請求進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)的情況下，輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令，或者輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令和上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)中一部分停止的指令這兩個指令，通過上述信號輸出部輸出上述進(jìn)入允許信號。

根據(jù)第二發(fā)明，在第一發(fā)明中，上述信號輸出部根據(jù)上述圖像處理的處理結(jié)果來輸出不能進(jìn)入信號以及上述進(jìn)入允許信號中的至少某一個信號，其中，該不能進(jìn)入信號表示在上述機器人進(jìn)行動作時上述人不能進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)的狀態(tài)。

根據(jù)第三發(fā)明，在第一或第二發(fā)明中，只要在通過上述圖像處理部檢測出上述機器人在預(yù)先示教的停止位置上停止了其動作的情況下，就從上述信號輸出部輸出上述進(jìn)入準(zhǔn)備信號，然后，在上述人使用上述進(jìn)入請求部請求了進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)的情況下，輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令，或者輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令和上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)中一部分停止的指令這兩個指令。

根據(jù)第四發(fā)明，在第一至第三中任一項的發(fā)明中，在通過上述圖像處理部檢測出上述人從上述預(yù)定分區(qū)退出的情況下，使上述機器人系統(tǒng)的上述一部分或上述機器人再次啟動。

根據(jù)第五發(fā)明，在第一至第四中任一項的發(fā)明中，在上述信號輸出部輸出上述進(jìn)入允許信號之后，在通過上述圖像處理部檢測出上述機器人開始動作的情況下，輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令，或者輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令和上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)中一部分停止的指令這兩個指令。

根據(jù)第六發(fā)明，在第一至第五中任一項的發(fā)明中，上述圖像處理部具有：移動體判斷部，其將包含上述人所佩戴的佩戴物品的佩戴物品圖像模型的移動體判斷為上述人，并且將不包含上述佩戴物品圖像模型的移動體判斷為異物，在上述預(yù)定分區(qū)中檢測出由該移動體判斷部判斷為異物的移動體的情況下，輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令，或者輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令和上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)中一部分停止的指令這兩個指令。

根據(jù)第七發(fā)明，在第一至第六中任一項的發(fā)明中，在上述圖像處理部在檢測出上述人從上述預(yù)定分區(qū)退出之前看不到上述人的情況下，輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令，或者輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令和上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)中一部分停止的指令這兩個指令。

根據(jù)第八發(fā)明，在第一至第七中任一項的發(fā)明中，在上述信號輸出部輸出上述進(jìn)入允許信號之前上述移動體判斷部將上述預(yù)定分區(qū)內(nèi)的移動體判斷為上述人的情況下，輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令，或者使上述機器人的作業(yè)停止的指令和上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)中一部分停止的指令這兩個指令。

根據(jù)第九發(fā)明，在第二發(fā)明中，上述信號輸出部具有：輸出上述進(jìn)入允許信號的第一輸出部分和輸出上述不能進(jìn)入信號的第二輸出部分中的至少一個、以及輸出上述進(jìn)入準(zhǔn)備信號的第三輸出部分，在上述信號輸出部僅具有上述第一輸出部分和上述第三輸出部分的情況下，在從上述第一輸出部分沒有輸出上述進(jìn)入允許信號時，意味著上述人不能進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)，上述第一輸出部分和上述第三輸出部分配置成由上述人識別，在上述信號輸出部僅具有上述第二輸出部分和上述第三輸出部分的情況下，在從該第二輸出部分沒有輸出上述不能進(jìn)入信號時，意味著允許上述人進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)的狀態(tài)，上述第二輸出部分和上述第三輸出部分配置成由上述人識別，在上述信號輸出部具有上述第一輸出部分、上述第二輸出部分和上述第三輸出部分的情況下，上述第一輸出部分、上述第二輸出部分和上述第三輸出部分配置成由上述人識別。

根據(jù)第十發(fā)明，在第三至第九中任一項的發(fā)明中，上述停止位置被示教為預(yù)定大小的空間，在通過上述圖像處理部檢測出上述機器人在上述空間停止了其動作的情況下，視為上述機器人在上述停止位置上停止。

根據(jù)第十一發(fā)明，在第九發(fā)明中，通過視覺和聽覺中的至少一個以彼此存在差異的方式輸出上述進(jìn)入允許信號、上述不能進(jìn)入信號或上述進(jìn)入準(zhǔn)備信號。

根據(jù)第十二發(fā)明，提供一種機器人系統(tǒng)，包括配置在機器人動作分區(qū)的機器人以及控制該機器人使得該機器人在上述機器人動作分區(qū)中進(jìn)行動作的機器人控制部，其特征在于，上述機器人系統(tǒng)具備：攝像部，其拍攝預(yù)定分區(qū)，該預(yù)定分區(qū)至少包括上述機器人動作分區(qū)的一部分；圖像處理部，其對通過該攝像部拍攝得到的圖像進(jìn)行處理；進(jìn)入請求部，在請求人進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)時操作該進(jìn)入請求部；進(jìn)入準(zhǔn)備信號，其表示是受理該進(jìn)入請求部的操作的進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)；以及信號輸出部，其根據(jù)上述圖像處理部的處理結(jié)果來輸出進(jìn)入允許信號，該進(jìn)入允許信號用于在通過上述進(jìn)入請求部請求了人進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)的狀態(tài)下允許上述人進(jìn)入到上述預(yù)定分區(qū)，

在通過上述圖像處理部檢測出上述機器人的動作在預(yù)先示教的停止位置上停止的情況下，只要在上述人使用上述進(jìn)入請求部事先請求了進(jìn)入到預(yù)定分區(qū)的情況下，從請求了上述進(jìn)入的時間點起輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號，在檢測出上述機器人在預(yù)先示教的停止位置上停止了其動作的時間點，輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令，或者輸出使上述機器人的作業(yè)停止的指令和上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)中一部分停止的指令這兩個指令，通過上述信號輸出部輸出上述進(jìn)入允許信號。

附圖說明

通過詳細(xì)說明與附圖關(guān)聯(lián)的本發(fā)明的典型的實施方式，能夠更加明確本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點以及其它目的、特征和優(yōu)點。

圖1是本發(fā)明的機器人系統(tǒng)的簡要圖。

圖2是表示本發(fā)明的機器人系統(tǒng)的基本動作的流程圖。

圖3A是表示通過視覺傳感器拍攝得到的圖像和信號輸出部的第一圖。

圖3B是表示通過視覺傳感器拍攝得到的圖像和信號輸出部的第二圖。

圖3C是表示通過視覺傳感器拍攝得到的圖像和信號輸出部的第三圖。

圖4是表示機器人系統(tǒng)的動作的第一流程圖。

圖5是表示機器人系統(tǒng)的動作的第二流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。在以下附圖中對相同的部件附加相同的參照附圖標(biāo)記。為了更容易理解，這些附圖適當(dāng)?shù)刈兏壤摺?/p>

圖1是本發(fā)明的機器人系統(tǒng)的簡要圖。如圖1所示，本發(fā)明的機器人系統(tǒng)1包括機器人10以及控制該機器人10的機器人控制部20。并且，在圖1中，示出機器人10及其周邊包括在視場內(nèi)的視覺傳感器11以及對通過視覺傳感器11拍攝得到的圖像進(jìn)行處理而輸出各種信號的圖像處理部25。

機器人10為工業(yè)機器人10，例如多關(guān)節(jié)機器人10。視覺傳感器11配置在配置于機器人10附近的柱子14的前端，將機器人10等從上方拍攝。視覺傳感器11包括組裝了TOF(Time of Flight，飛行時間)的區(qū)域傳感器設(shè)備的照相機以及LED發(fā)光設(shè)備。視覺傳感器11測量LED光的反射光返回的時間來拍攝二維的深度圖像。

并且，參照圖1，在機器人10周圍配置有具備門18的防護(hù)柵19。防護(hù)柵19限制人進(jìn)入到機器人10進(jìn)行動作的機器人動作分區(qū)。在視覺傳感器11的視場內(nèi)，拍攝至少包括機器人動作分區(qū)的一部分在內(nèi)的規(guī)定分區(qū)。此外，也可以通過防護(hù)柵19以外的手段，例如配置在地板上白線等來定義規(guī)定分區(qū)。另外，視覺傳感器11從上方拍攝規(guī)定分區(qū)。

使用視覺傳感器11每隔規(guī)定時間拍攝得到的圖像由機器人控制部20的圖像處理部25進(jìn)行處理。由此，如后文中所述那樣檢測侵入到規(guī)定分區(qū)的人和異物。還可以每隔規(guī)定時間進(jìn)行這種處理，由此在規(guī)定分區(qū)內(nèi)追蹤人等。

針對圖像處理部25，預(yù)先示教與人、人的佩戴物品、機器人10和機器人動作區(qū)域等有關(guān)的圖像模型。圖像處理部25通過將使用視覺傳感器11拍攝得到的圖像與這些圖像模型進(jìn)行匹配，來確定人、機器人10等并進(jìn)行檢測。通過從預(yù)處理后的基準(zhǔn)圖像(后述)僅切出人、機器人10等的特征部分來制作圖像模型。而且，在將從視覺傳感器11以規(guī)定次數(shù)連續(xù)地周期性地拍攝得到的圖像與機器人10的圖像模型進(jìn)行匹配而在確定出的機器人10的位置無變化時，能夠檢測出機器人10停止其動作這一情況。

圖像處理部25使用由視覺傳感器11拍攝得到的圖像，判斷人是否能夠安全地進(jìn)入到防護(hù)柵19內(nèi)的規(guī)定分區(qū)，將其結(jié)果輸出到信號輸出部12。信號輸出部12在視覺傳感器11的下方安裝于柱子14。但是，信號輸出部12也可以配置于其它位置。

另外，如圖1所示，進(jìn)入請求部29例如按壓按鈕配置于防護(hù)柵19的門18附近。人通過操作進(jìn)入請求部29，將具有進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的意思這一情況通知給圖像處理部25。

根據(jù)圖1可知，信號輸出部12包括多個例如三個輸出部分12a～12c。信號輸出部12按照圖像處理部25的處理結(jié)果，從第一輸出部分12a～第三輸出部分12c中的某一個輸出對應(yīng)的信號。這些第一輸出部分12a～第三輸出部分12c配置成由人識別。

信號輸出部12的第一輸出部分12a在人使用進(jìn)入請求部29請求進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的狀態(tài)下輸出允許人進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的進(jìn)入允許信號。另外，第二輸出部分12c輸出表示機器人10進(jìn)行動作而人不能進(jìn)入規(guī)定分區(qū)的狀態(tài)的不能進(jìn)入信號。

并且，第三輸出部分12b輸出表示人能夠操作進(jìn)入請求部29的狀態(tài)的進(jìn)入準(zhǔn)備信號。在此，“人能夠操作進(jìn)入請求部29的狀態(tài)”是指為了輸出進(jìn)入允許信號而實際能夠操作進(jìn)入請求部29的狀態(tài)。

換言之，表示在輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號時，機器人10停止其動作，能夠進(jìn)行人進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的準(zhǔn)備。因而，當(dāng)輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號時人操作進(jìn)入請求部29時，使機器人的作業(yè)停止并從進(jìn)入準(zhǔn)備信號切換為進(jìn)入允許信號。此外，即使在輸出不能進(jìn)入信號時人操作進(jìn)入請求部29，在不輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號時也不接收進(jìn)入請求部29的操作，因此不輸出進(jìn)入允許信號，繼續(xù)輸出不能進(jìn)入信號。

另外，各輸出部分12a～12c優(yōu)選為發(fā)光體、例如彼此不同顏色的發(fā)光體。例如優(yōu)選輸出進(jìn)入允許信號的第一輸出部分12a為藍(lán)色發(fā)光體、輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號的第三輸出部分12b為黃色發(fā)光體以及輸出不能進(jìn)入信號的第二輸出部分12c為紅色發(fā)光體。這樣，在信號輸出部12為類似于交通信號機的機構(gòu)的情況下，可知人能夠容易地判斷當(dāng)前是否能夠安全地進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)。

如圖1所示，聲音輸出部13例如揚聲器配置于信號輸出部12附近。代替信號輸出部12或與信號輸出部12協(xié)作地，也可以從聲音輸出部13輸出與不能進(jìn)入信號、進(jìn)入準(zhǔn)備信號和進(jìn)入允許信號各自對應(yīng)的不同的聲音或音色。

另外，如圖1所示，機器人控制部20與停止部21連接。停止部21根據(jù)圖像處理部25的處理結(jié)果和進(jìn)入請求部29的進(jìn)入請求操作，輸出使機器人10停止的指令、或使機器人10停止的指令和人進(jìn)入所需的使機器人系統(tǒng)1中的一部分停止的指令這兩個指令。

使機器人10的作業(yè)停止的指令例如為執(zhí)行程序的中斷?；颍箼C器人10停止的指令也可以是切斷機器人10的動力源的指令。在該情況下，使機器人10可靠地停止。并且，停止部21還能夠使機器人系統(tǒng)1的上述一部分和/或機器人10停止。

另外，圖像處理部25具有移動體判斷部22，該移動體判斷部22將包含人要佩戴的佩戴物品的佩戴物品圖像模型的移動體判斷為人，并且將不包含佩戴物品圖像模型的移動體判斷為異物。人要佩戴的佩戴物品例如為頭盔、帽子、標(biāo)牌等。由此，能夠容易地進(jìn)行異物的判斷。

圖2是表示本發(fā)明的機器人系統(tǒng)1的基本動作的流程圖。并且，圖3A至圖3B是表示使用視覺傳感器拍攝得到的圖像以及與各圖像對應(yīng)的信號輸出部的狀態(tài)的圖。

如上所述，視覺傳感器11安裝于柱子14的前端。因此，如圖3A～圖3C所示，使用視覺傳感器11拍攝得到的圖像相當(dāng)于防護(hù)柵19內(nèi)部的規(guī)定分區(qū)的俯視圖。在圖3A～圖3C示出的圖像中包含位于規(guī)定分區(qū)內(nèi)的機器人10以及配置在機器人10周圍的第一外圍設(shè)備15和第二外圍設(shè)備16。根據(jù)圖3A～圖3C可知，第二外圍設(shè)備16位于相對于門18比第一外圍設(shè)備15更遠(yuǎn)端的位置。

另外，在圖像處理部25中預(yù)先登記有基準(zhǔn)圖像。基準(zhǔn)圖像為例如在圖像處理部25中示教的停止位置上使用視覺傳感器11拍攝得到的圖像。例如在圖3B示出的圖像中，機器人10在第二外圍設(shè)備16上停止，根據(jù)該基準(zhǔn)圖像檢測機器人10在該位置上停止，制作圖像模型。也就是說，在該情況下，在圖像處理部25中預(yù)先示教基準(zhǔn)圖像，使得能夠檢測機器人10在第二外圍設(shè)備16的位置上停止動作。在本發(fā)明中，為了這種用途，預(yù)先拍攝得到的圖像被用作基準(zhǔn)圖像。

此外，也可以對多個停止位置進(jìn)行示教，在該情況下，針對各停止位置登記多個基準(zhǔn)圖像。即使在這種情況下，使機器人10移動至停止位置而僅使用視覺傳感器11進(jìn)行拍攝，也能夠容易地對機器人系統(tǒng)1的機器人的停止位置進(jìn)行示教。另外，在與圖像處理部25連接的操作盤(未圖示)的顯示部中根據(jù)基準(zhǔn)圖像來顯示機器人10的停止位置，因此操作人員能夠直觀地得到與機器人10的停止位置等有關(guān)的信息。

以下，參照圖2等，說明本發(fā)明的機器人系統(tǒng)1的基本動作。在機器人10按照規(guī)定的動作程序進(jìn)行動作時實施圖2等示出的內(nèi)容。編程為在圖像處理部25中示教的停止位置處于機器人10的作業(yè)動作的軌道上，機器人在該停止位置暫時停止其動作。

首先，在圖2的步驟S11中，機器人10進(jìn)行動作，因此判斷為人進(jìn)入到防護(hù)柵19內(nèi)部的規(guī)定分區(qū)是危險的。因此，通過信號輸出部12的第二輸出部分12c輸出不能進(jìn)入信號，例如紅色信號(要參照圖3A)。

在步驟S12中，使用視覺傳感器11連續(xù)并周期性地拍攝圖像。將拍攝得到的圖像與停止位置的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較。根據(jù)該情況下的停止位置的基準(zhǔn)圖像來制作停止位置上的機器人10的圖像模型。而且，使用圖像處理部25進(jìn)行與機器人10的圖像模型有關(guān)的模型匹配，通過模型匹配的對照來檢測機器人10到達(dá)停止位置這一情況。在這樣的狀態(tài)下，圖像被連續(xù)并周期性地拍攝規(guī)定次數(shù)，通過模型匹配的對照而連續(xù)地在停止位置檢測出機器人10，由此當(dāng)檢測出機器人10停止動作這一情況時，進(jìn)入到步驟S13。

在該情況下，機器人10的當(dāng)前位置處于用于維護(hù)的停止位置，因此可以判斷為能夠?qū)崿F(xiàn)人進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的準(zhǔn)備。因而，在步驟S13中，從第二輸出部分12c的不能進(jìn)入信號例如紅色信號切換為第三輸出部分12b的進(jìn)入準(zhǔn)備信號例如黃色信號(要參照圖3B)。

在此，在步驟S14中，確認(rèn)進(jìn)入請求部29的進(jìn)入請求，在步驟S15中確認(rèn)進(jìn)入請求時進(jìn)入到步驟S16。

在判斷為機器人10在圖像處理部25中示教的停止位置上停止動作并確認(rèn)進(jìn)入請求部29的進(jìn)入請求的情況下，機器人10在該停止位置使作業(yè)停止(步驟S17)，因此即使人進(jìn)入到防護(hù)柵19內(nèi)部的規(guī)定分區(qū)也不處于危險，因此進(jìn)入到步驟S16。

在步驟S16中，從第三輸出部分12b的進(jìn)入準(zhǔn)備信號例如黃色信號切換為第一輸出部分12a的進(jìn)入允許信號例如藍(lán)色信號(要參照圖3C)。這樣，在本發(fā)明中，當(dāng)在輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號、例如黃色信號時進(jìn)行進(jìn)入的請求時，輸出進(jìn)入允許信號例如藍(lán)色信號。因而，能夠容易地識別人進(jìn)行進(jìn)入請求的時機。

接著，在步驟S17中，停止部21輸出使機器人10停止的指令。由此，機器人10在停止位置上繼續(xù)停止。根據(jù)需要，停止部21輸出人進(jìn)入所需的使機器人系統(tǒng)1中的一部分停止的指令。并且，也可以對門18開鎖。如圖3C所示，在這種狀態(tài)下，即使人30進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)，也由于機器人等停止，因此不會使人處于危險。以上為本發(fā)明的機器人系統(tǒng)1的基本動作。

另外，在圖2中雖未示出，但是如權(quán)利要求12那樣，在使用上述圖像處理部25檢測出上述機器人10的動作在預(yù)先示教的停止位置上停止其動作的情況下，只要在上述人使用進(jìn)入請求部29事先請求進(jìn)入到上述規(guī)定分區(qū)的情況下，從請求了進(jìn)入的時間點起輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號，在檢測出上述機器人19的動作在預(yù)先示教的停止位置上停止其動作的時間點，輸出使上述機器人10的作業(yè)停止的指令，并且如果需要則輸出上述人進(jìn)入所需的使上述機器人系統(tǒng)1的一部分停止的指令，因此步驟S15和步驟S16的用于確認(rèn)進(jìn)入請求的步驟和用于發(fā)出進(jìn)入準(zhǔn)備信號的步驟13，在檢測出機器人的動作在預(yù)先維持的停止位置上使機器人的動作停止的步驟12前被設(shè)定。

此外，代替人操作進(jìn)入請求部29，人也可以使用手勢信號進(jìn)行進(jìn)入請求。在該情況下，與手勢信號對應(yīng)的圖像模型預(yù)先登記在圖像處理部25，圖像處理部25通過模型匹配來判斷是否存在進(jìn)入請求。在該情況下，能夠排除物理性的進(jìn)入請求部29。

接著，按照信號輸出部12所輸出的信號的種類，說明機器人系統(tǒng)1的動作。首先，參照圖3A至圖3C和圖4說明輸出不能進(jìn)入信號例如紅色信號或進(jìn)入準(zhǔn)備信號例如黃色信號時的機器人系統(tǒng)的動作。圖4示出的內(nèi)容按規(guī)定的控制周期被反復(fù)實施。

在圖4中，將在輸出不能進(jìn)入信號例如紅色信號時視覺傳感器11拍攝規(guī)定分區(qū)內(nèi)而得到的圖像設(shè)為狀態(tài)監(jiān)視的基準(zhǔn)圖像。在拍攝該基準(zhǔn)圖像時，輸出不能進(jìn)入信號例如紅色信號，在規(guī)定分區(qū)內(nèi)至少最初不存在包括人或異物在內(nèi)的移動體。

在圖4的步驟S21中，視覺傳感器11對防護(hù)柵19內(nèi)部的規(guī)定分區(qū)的圖像進(jìn)行拍攝，與狀態(tài)監(jiān)視的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較。然后，在步驟S22中，在這些圖像之間存在差分的情況下，進(jìn)入到步驟S23。然后，在步驟S23中，移動體判斷部22通過圖像處理部25的模型匹配，判斷在圖像內(nèi)是否存在機器人10、人30或異物。

在步驟S24中，準(zhǔn)備有從預(yù)先拍攝機器人10而得到的基準(zhǔn)圖像切出機器人10的特征而制作出的圖像模型，因此，首先機器人10通過模型匹配與該圖像模型進(jìn)行對照來匹配時，排除該機器人10的部分，進(jìn)行人30或異物的模型匹配。作為基準(zhǔn)圖像而預(yù)先拍攝上述佩戴物品圖像模型例如頭盔，準(zhǔn)備切出頭盔的特征而制作出的圖像模型，因此如果與頭盔的圖像模型匹配，則移動體判斷部22判斷為差分為人30。在存在不與預(yù)先登記的圖像模型匹配的差分的情況下，移動體判斷部22判斷為差分為異物。另外，在不存在這種差分的情況下，移動體判斷部22判斷為在規(guī)定分區(qū)內(nèi)不存在人和異物而結(jié)束處理。

在輸出不能進(jìn)入信號例如紅色信號的情況下，由于機器人10進(jìn)行動作，因此人不應(yīng)該在規(guī)定分區(qū)內(nèi)。另外，即使在輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號例如黃色信號的情況下，也由于人的進(jìn)入未被允許，因此人不應(yīng)該在規(guī)定分區(qū)內(nèi)。

因而，在輸出不能進(jìn)入信號或進(jìn)入準(zhǔn)備信號時人在規(guī)定分區(qū)內(nèi)被檢測到的情況下，意味著進(jìn)入未被允許且人存在于規(guī)定分區(qū)內(nèi)。因而，在步驟S24中檢測出人的情況下，進(jìn)入到步驟S25，停止部21使機器人10緊急停止。在該情況下，優(yōu)選停止部21切斷機器人10的電源。并且，如上所述，也可以使機器人系統(tǒng)1的一部分停止。

此外，在步驟S24中檢測出異物的情況下也進(jìn)行相同的處理。然后，在輸出第三輸出部分12b的進(jìn)入準(zhǔn)備信號例如黃色信號的情況下，在步驟S26中，將這些信號切換為第二輸出部分12c的不能進(jìn)入信號例如紅色信號。此外，在一開始就輸出不能進(jìn)入信號的情況下，在步驟S26中維持不能進(jìn)入信號。

這樣，在本發(fā)明中，通過將當(dāng)前的圖像與基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較來能夠容易地進(jìn)行異物和人的判斷。此外，優(yōu)選使用多個圖像模型來進(jìn)行多個模型匹配，由此，提高人30和異物的判斷精度。

接著，參照圖3A至圖3C和圖5說明輸出進(jìn)入允許信號例如藍(lán)色信號時的機器人系統(tǒng)的動作。圖5示出的內(nèi)容在每隔規(guī)定的控制周期被反復(fù)實施。另外，圖5的步驟S21～步驟S23與上述步驟相同，因此省略再次說明。但是，將在輸出進(jìn)入允許信號例如藍(lán)色信號時視覺傳感器11在規(guī)定分區(qū)內(nèi)拍攝得到的圖像設(shè)為步驟S21中的狀態(tài)監(jiān)視的基準(zhǔn)圖像。

在步驟S22中，由于機器人10停止，因此機器人相應(yīng)部分不會作為差分而出現(xiàn)。另外，如果與佩戴物品圖像模型例如頭盔的圖像模型匹配，則移動體判斷部22判斷為差分為人30。與此相對，在存在不與預(yù)先登記的圖像模型匹配的差分的情況下，移動體判斷部22判斷為差分為異物。此外，在不存在這種差分的情況下，在步驟S22中，移動體判斷部22判斷為在規(guī)定分區(qū)內(nèi)不存在人和異物。

在檢測出異物的情況下，有可能由于異物而導(dǎo)致機器人10、外圍設(shè)備15、16等受損。接著，在使機器人系統(tǒng)1開始運轉(zhuǎn)時有可能殘留異物。特別是在異物為與佩戴物品圖像模型不匹配的人的情況下，不經(jīng)意地接近機器人10，當(dāng)萬一機器人開始活動時，產(chǎn)生使該人處于危險的危險性。因而，在該情況下，進(jìn)入到步驟S25，如上所述那樣，停止部21使機器人10緊急停止。并且，如上所述，也可以使機器人系統(tǒng)1的一部分停止。由此，避免上述危險性。然后，在步驟S26中，將第一輸出部分12a的進(jìn)入允許信號例如藍(lán)色信號切換為第二輸出部分12c的不能進(jìn)入信號例如紅色信號。

在步驟S24中檢測出人的情況下(要參照圖3C)，在步驟S31中設(shè)定為追蹤人30。因而，圖像處理部25通過每隔規(guī)定時間拍攝得到的圖像來檢測人30的位置。接著，在步驟S32中，判斷人30是否位于規(guī)定分區(qū)內(nèi)。通過人30的模型匹配的對照來進(jìn)行該判斷。在不能進(jìn)行人30的模型匹配的對照、即判斷為在規(guī)定分區(qū)內(nèi)看不到人30的情況下，進(jìn)入到步驟S25，如上所述，使機器人系統(tǒng)1的一部分和/或機器人10緊急停止。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)人30的安全。

并且，在步驟S32中判斷為人30存在于規(guī)定分區(qū)內(nèi)的情況下，進(jìn)入到步驟S33。在步驟S33中，通過監(jiān)視步驟S23的模型匹配的對照位置來判斷機器人10是否停止。此時，輸出進(jìn)入允許信號例如藍(lán)色信號，因此機器人10應(yīng)該在所示教的停止位置上停止。

因而，在步驟S33中判斷為機器人10進(jìn)行動作的情況下，能夠判斷為機器人10由于某種原因而不經(jīng)意地進(jìn)行動作。在這種情況下，使位于規(guī)定分區(qū)內(nèi)的人30處于危險，因此進(jìn)入到步驟S25，如上所述，使機器人系統(tǒng)1的一部分和/或機器人10緊急停止。通過這種處理，可知即使在人30在防護(hù)柵19內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的情況下，也能夠確保人30的安全。

此外，雖未圖示，但是即使人不存在于規(guī)定分區(qū)的情況下，也在判斷為機器人10進(jìn)行動作的情況下，如上所述，優(yōu)選使機器人系統(tǒng)1的一部分和/或機器人10緊急停止。由此，能夠避免機器人10與外圍設(shè)備等碰撞。

另外，根據(jù)人對機器人10進(jìn)行的作業(yè)內(nèi)容不同，以往存在使機器人10等緊急停止之后需要進(jìn)入的區(qū)域。在本發(fā)明中，當(dāng)在輸出進(jìn)入允許信號時檢測出機器人10進(jìn)行動作時，機器人10等緊急停止。由于進(jìn)行這種處理，因此在本發(fā)明中，人不會如以往那樣一開始就使機器人10等緊急停止，而能夠進(jìn)入到上述區(qū)域。因而，即使在緊急停止?fàn)顟B(tài)下不能充分維護(hù)的部位，也能夠進(jìn)行充分的維護(hù)。另外，在使機器人10等再次開始動作時，也能夠完全去除緊急停止的影響。

接著，在步驟S36中繼續(xù)進(jìn)行人的追蹤，進(jìn)入到不會丟失該人而確認(rèn)人30從規(guī)定區(qū)域退出的步驟S37。對進(jìn)入請求部29追加退出操作部，來聲明該人從規(guī)定分區(qū)退出而操作該退出操作部并從防護(hù)柵19內(nèi)的規(guī)定分區(qū)的退出，由此也可以在步驟S37中判斷人30從規(guī)定分區(qū)退出。如上所述那樣將相對于當(dāng)前的圖像判斷為人30的圖像模型匹配反復(fù)進(jìn)行比較，來進(jìn)行步驟S36的人的追蹤。

當(dāng)人30從規(guī)定分區(qū)退出得到確認(rèn)時，從第一輸出部分12a的進(jìn)入允許信號例如藍(lán)色信號切換為第二輸出部分12c的不能進(jìn)入信號例如紅色信號。與此同時，通過解除停止部21來使機器人10再次啟動，使機器人系統(tǒng)1再次開始。由此，機器人10能夠通過動作程序來容易地繼續(xù)作業(yè)。另外，在人從規(guī)定分區(qū)退出之后，使機器人10等再次啟動，因此確保人的安全。

這樣，在本發(fā)明中，當(dāng)機器人10在預(yù)先示教的停止位置上停止其動作時，使機器人10在停止位置上停止作業(yè)，另外，根據(jù)需要，也使機器人系統(tǒng)1局部停止，輸出進(jìn)入允許信號。在輸出進(jìn)入允許信號時，機器人10和/或機器人系統(tǒng)1停止使得能夠進(jìn)入，因此人能夠安全地進(jìn)入到機器人10附近的規(guī)定分區(qū)。換言之，在機器人10進(jìn)行動作時即使人30請求進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)，人30也無法進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)。

此外，機器人10的停止位置也可以示教為規(guī)定大小的空間。而且，在使用圖像處理部25檢測出機器人10在這些空間內(nèi)停止其動作的情況下，視為機器人10在停止位置上停止其動作。在該情況下，使機器人的停止位置等具有間隙，從而能夠進(jìn)一步確保人的安全。

另外，在本發(fā)明中，僅通過設(shè)置視覺傳感器11并且將機器人10的停止位置示教給圖像處理部25等視覺傳感器11的示教即足夠。因而，不需要改造機器人10側(cè)，就能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于現(xiàn)有的系統(tǒng)。因而，能夠排除以往技術(shù)那樣對機器人的程序和電路進(jìn)行變更的必要性。另外，在進(jìn)行示教時，不會對操作人員增加負(fù)擔(dān)，并且也不需要熟練程度。

另外，在未圖示的實施方式中，信號輸出部12也可以具備第一輸出部分12a和第二輸出部分12c中的至少一個。例如，信號輸出部12也可以僅具備第一輸出部分12a和第三輸出部分12b。

在該情況下，在未從第一輸出部分12a輸出進(jìn)入允許信號時，例如第一輸出部分12a被熄滅，意味著人不能進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的狀態(tài)。

或，信號輸出部12也可以僅具備第二輸出部分12c和第三輸出部分12b。在該情況下，在未從第二輸出部分12c輸出不能進(jìn)入信號時，例如在第二輸出部分12c被熄滅時，意味著允許人進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的狀態(tài)。

即使在這種情況下，人通過參照信號輸出部12，也能夠容易地判斷當(dāng)前是否能夠安全地進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)。另外，減少輸出部分的數(shù)量，因此減小信號輸出部12的尺寸和費用。

發(fā)明的效果

在第一發(fā)明中，當(dāng)通過圖像處理部檢測出機器人停止動作時，輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號，使進(jìn)入請求部的操作有效。當(dāng)通過進(jìn)入請求部的操作發(fā)出進(jìn)入的請求時，使機器人的作業(yè)停止，并且根據(jù)需要使機器人系統(tǒng)局部停止，輸出進(jìn)入允許信號。在此，機器人系統(tǒng)的局部停止在進(jìn)入時根據(jù)需要進(jìn)行，因此還有時僅使機器人的作業(yè)停止。在輸出進(jìn)入允許信號時，由于機器人等在停止，因此人能夠安全地進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)。換言之，在機器人進(jìn)行動作時，即使人請求進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)，人也無法進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)。

另外，僅通過以設(shè)置攝像部并且通過圖像處理部檢測機器人的動作停止的方式進(jìn)行示教，不需要改造機器人側(cè)，能夠?qū)⒌谝话l(fā)明應(yīng)用于現(xiàn)有的機器人系統(tǒng)。因而，不需要變更程序和電路。

在第二發(fā)明中，人在不能進(jìn)入信號時不進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)，在進(jìn)入允許信號時進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)。

在第三發(fā)明中，只要在通過圖像處理部檢測出機器人在預(yù)先示教的停止位置上停止其動作的情況下，輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號，之后，在人請求進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)的情況下，使機器人的作業(yè)停止，并且根據(jù)需要使機器人系統(tǒng)局部停止，因此能夠確定使機器人的作業(yè)停止并實施維護(hù)等的位置。

在第四發(fā)明中，在人從規(guī)定分區(qū)退出之后，使機器人等再次啟動，因此能夠確保人的安全。

在第五發(fā)明中，在處于機器人要停止的狀態(tài)時機器人開始動作的情況下，使機器人等緊急停止，由此能夠確保與預(yù)先使機器人緊急停止的狀態(tài)相同水平的安全。換言之，即使以往使機器人等緊急停止之后進(jìn)入的分區(qū)內(nèi)，人不需要使機器人等緊急停止，也能夠進(jìn)入到該分區(qū)。因而，即使在緊急停止?fàn)顟B(tài)下不能充分維護(hù)的部位，也能夠進(jìn)行充分的維護(hù)。另外，在使機器人等再次進(jìn)行動作時，也能夠完全去除緊急停止的影響。

在第六發(fā)明中，將不包含佩戴物品圖像模型例如頭盔、帽子、標(biāo)牌等的圖像模型的移動體判斷為異物，因此能夠容易地進(jìn)行異物的判斷。在輸出進(jìn)入允許信號的期間、在規(guī)定分區(qū)內(nèi)檢測出包括佩戴物品圖像模型的移動體即人的情況下，機器人等不會緊急停止，人能夠繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。未佩戴佩戴物品圖像模型的人、即未被允許在規(guī)定分區(qū)進(jìn)行作業(yè)的人，在規(guī)定分區(qū)內(nèi)被視為異物，因此使機器人等緊急停止，從而也能確保該人的安全。

在第七發(fā)明中，在規(guī)定分區(qū)內(nèi)看不到人的情況下，使機器人等停止，因此能夠?qū)崿F(xiàn)人的安全。

在第八發(fā)明中，盡管未允許人進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)，也在規(guī)定分區(qū)內(nèi)檢測出人的情況下，使機器人等停止。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)人的安全。

在第九發(fā)明中，人參照輸出進(jìn)入準(zhǔn)備信號的第三輸出部分、輸出進(jìn)入允許信號的第一輸出部分和輸出不能進(jìn)入信號的第二輸出部分中的至少一個輸出部分，能夠容易地判斷為當(dāng)前是否能夠安全地進(jìn)入到規(guī)定分區(qū)。另外，能夠減少輸出部分的數(shù)量。

在第十發(fā)明中，根據(jù)規(guī)定大小的空間來定義機器人的停止位置，因此能夠使機器人的停止位置等具有間隙。

在第十一發(fā)明中，能夠較簡單地構(gòu)成信號輸出部。

在第十二發(fā)明中，即使在通過圖像處理部檢測出機器人的動作在預(yù)先示教的停止位置上停止的時間短的情況下，也能夠事先發(fā)出進(jìn)入請求。

使用典型的實施方式來說明了本發(fā)明，但是，可理解為，如果是本領(lǐng)域技術(shù)人員，則在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行上述變更和各種其它變更、省略、追加。