JPH08257948A - ロボットの遠隔操作装置 - Google Patents
ロボットの遠隔操作装置Info
- Publication number
- JPH08257948A JPH08257948A JP8751995A JP8751995A JPH08257948A JP H08257948 A JPH08257948 A JP H08257948A JP 8751995 A JP8751995 A JP 8751995A JP 8751995 A JP8751995 A JP 8751995A JP H08257948 A JPH08257948 A JP H08257948A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】オペレータがスイッチ操作等を行う時に、操作
装置から手を離したり、ＨＭＤを頭から取り外したりす
ることなく、また大きく視線を移したり上体を前に傾け
たりすることなく操作を行えるようにして、オペレータ
の負担を軽減し、マスタースレーブロボットによる作業
の能率を向上できる装置を提供する。 【構成】実映像撮像装置の映像と、コンピュータグラフ
ィックス生成装置で生成された操作パネル映像とのいず
れかを選択して頭部搭載型ディスプレーに表示する。併
せて、オペレータの手を示す映像を前記コンピュータグ
ラフィックス生成装置で生成し、その手を遠隔操作装置
でコンピュータグラフィックス上で動かすことにより表
示された操作パネルを操作する。
装置から手を離したり、ＨＭＤを頭から取り外したりす
ることなく、また大きく視線を移したり上体を前に傾け
たりすることなく操作を行えるようにして、オペレータ
の負担を軽減し、マスタースレーブロボットによる作業
の能率を向上できる装置を提供する。 【構成】実映像撮像装置の映像と、コンピュータグラフ
ィックス生成装置で生成された操作パネル映像とのいず
れかを選択して頭部搭載型ディスプレーに表示する。併
せて、オペレータの手を示す映像を前記コンピュータグ
ラフィックス生成装置で生成し、その手を遠隔操作装置
でコンピュータグラフィックス上で動かすことにより表
示された操作パネルを操作する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマスタースレーブロボッ
トの遠隔操作装置に関する。
トの遠隔操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】非構造環境下などにおいてスレーブロボ
ットから送られてきた映像をオペレータが見ながらマス
ターアームやジョイスティックを使ってロボットアーム
を遠隔操縦することによって作業を行う時の従来例の構
成図を図３と図４に示す。図３は、オペレータ１がＴＶ
モニタ１６を見ながら操作を行う場合で、図中の矢印は
信号の流れを示している。オペレータは通常マスターア
ーム４でロボットアーム９を操縦しているが、ロボット
アーム９の操縦を一時中断してロボットアーム９の動作
座標系や動作スピード、または手動／自動運転などの切
り替え操作、あるいは監視カメラ８の視点変更を行う時
には、オペレータ１はロボットアーム９を操作していた
マスターアーム４から一度手を離し、オペレータ１の前
に配置された操作パネル１７上のスイッチ類を操作す
る。また、オペレータ１がマスターアーム４から手を離
すことができない場合、補助者によって操作パネル１７
の操作を行う。また、図４はオペレータ１が頭部搭載型
ディスプレー（＝ＨＭＤ）２を装着して、スレーブロボ
ットの監視カメラ８から送信された映像を立体的に見な
がらロボットアーム９を操作する場合で、図中の矢印は
信号の流れを示している。この場合、ＨＭＤ２に監視カ
メラ８からの映像を立体的に提示することによってあた
かもスレーブロボット側に居るかのような臨場感が得ら
れるが、操作パネル１７を操作する時には同様にマスタ
ーアーム４から手を離し、さらにそのままではオペレー
タ１の目の前の操作パネル１７が見えないため、ＨＭＤ
２を頭からはずして操作を行っている。また、シースル
ー機能（ＨＭＤを頭からはずさなくても光学系を通して
オペレータの目の前が見える機能）を持ったＨＭＤでも
やはり、マスターアーム４から一度手を離して操作パネ
ル１７を操作しなければならない。上記の例は双腕ロボ
ットを操縦するときに当てはまることであるが、片腕ロ
ボットを操縦する場合で、オペレータの左腕が残ってい
る場合は左手でスイッチ操作を行えばよいが、この場合
でも、図４の例ではやはりＨＭＤ２を頭から取り外して
スイッチ操作を行っている。
ットから送られてきた映像をオペレータが見ながらマス
ターアームやジョイスティックを使ってロボットアーム
を遠隔操縦することによって作業を行う時の従来例の構
成図を図３と図４に示す。図３は、オペレータ１がＴＶ
モニタ１６を見ながら操作を行う場合で、図中の矢印は
信号の流れを示している。オペレータは通常マスターア
ーム４でロボットアーム９を操縦しているが、ロボット
アーム９の操縦を一時中断してロボットアーム９の動作
座標系や動作スピード、または手動／自動運転などの切
り替え操作、あるいは監視カメラ８の視点変更を行う時
には、オペレータ１はロボットアーム９を操作していた
マスターアーム４から一度手を離し、オペレータ１の前
に配置された操作パネル１７上のスイッチ類を操作す
る。また、オペレータ１がマスターアーム４から手を離
すことができない場合、補助者によって操作パネル１７
の操作を行う。また、図４はオペレータ１が頭部搭載型
ディスプレー（＝ＨＭＤ）２を装着して、スレーブロボ
ットの監視カメラ８から送信された映像を立体的に見な
がらロボットアーム９を操作する場合で、図中の矢印は
信号の流れを示している。この場合、ＨＭＤ２に監視カ
メラ８からの映像を立体的に提示することによってあた
かもスレーブロボット側に居るかのような臨場感が得ら
れるが、操作パネル１７を操作する時には同様にマスタ
ーアーム４から手を離し、さらにそのままではオペレー
タ１の目の前の操作パネル１７が見えないため、ＨＭＤ
２を頭からはずして操作を行っている。また、シースル
ー機能（ＨＭＤを頭からはずさなくても光学系を通して
オペレータの目の前が見える機能）を持ったＨＭＤでも
やはり、マスターアーム４から一度手を離して操作パネ
ル１７を操作しなければならない。上記の例は双腕ロボ
ットを操縦するときに当てはまることであるが、片腕ロ
ボットを操縦する場合で、オペレータの左腕が残ってい
る場合は左手でスイッチ操作を行えばよいが、この場合
でも、図４の例ではやはりＨＭＤ２を頭から取り外して
スイッチ操作を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は操作パネル上のスイッチ類を操作するたびにマスター
アームやジョイスティックなどの操作装置から手を離し
たり、ＨＭＤを頭からとりはずさないといけないという
煩わしさがあり、特にシースルー機能を持たないＨＭＤ
と操作パネルの併用ではロボットの操作性が著しく低下
していた。またシースルー機能を持ったＨＭＤでも光学
系を通しているため、操作者の目の前の視認性が悪く、
これによっても操作性を悪化させていた。また片腕ロボ
ットを操縦する場合で、オペレータ１の左腕が残ってい
る場合でも、図３の例ではオペレータが左手で操作パネ
ル上のスイッチ類を操作するために視線を操作パネル上
に移し、上体を前に傾けてスイッチ操作するという煩わ
しさは残る。また、図４の例ではＨＭＤを頭から取り外
し、視線を操作パネル上に移し、さらに上体を前に傾け
てスイッチ操作するという煩わしさが残る。そこで本発
明は上記の問題を解決するためになされたもので、オペ
レータがスイッチ操作等を行う時に、操作装置から手を
離したり、ＨＭＤを頭から取り外したりすることなく、
また大きく視線を移したり上体を前に傾けたりすること
なく操作を行えるようにして、オペレータの負担を軽減
し、マスタースレーブロボットによる作業の能率を向上
できる装置を提供することを目的とする。
は操作パネル上のスイッチ類を操作するたびにマスター
アームやジョイスティックなどの操作装置から手を離し
たり、ＨＭＤを頭からとりはずさないといけないという
煩わしさがあり、特にシースルー機能を持たないＨＭＤ
と操作パネルの併用ではロボットの操作性が著しく低下
していた。またシースルー機能を持ったＨＭＤでも光学
系を通しているため、操作者の目の前の視認性が悪く、
これによっても操作性を悪化させていた。また片腕ロボ
ットを操縦する場合で、オペレータ１の左腕が残ってい
る場合でも、図３の例ではオペレータが左手で操作パネ
ル上のスイッチ類を操作するために視線を操作パネル上
に移し、上体を前に傾けてスイッチ操作するという煩わ
しさは残る。また、図４の例ではＨＭＤを頭から取り外
し、視線を操作パネル上に移し、さらに上体を前に傾け
てスイッチ操作するという煩わしさが残る。そこで本発
明は上記の問題を解決するためになされたもので、オペ
レータがスイッチ操作等を行う時に、操作装置から手を
離したり、ＨＭＤを頭から取り外したりすることなく、
また大きく視線を移したり上体を前に傾けたりすること
なく操作を行えるようにして、オペレータの負担を軽減
し、マスタースレーブロボットによる作業の能率を向上
できる装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、離れた場所にあるスレーブロボットを遠
隔操作するために、前記スレーブロボットに取り付けら
れ、またはその近傍に設置された撮像装置で撮像した実
映像をオペレータに提示するための頭部搭載型ディスプ
レーを備えたロボットの遠隔操作装置において、前記オ
ペレータが操作すべき操作パネル映像を生成するコンピ
ュータグラフィックス生成装置と、前記実映像撮像装置
の映像と、前記コンピュータグラフィックス生成装置で
生成された操作パネル映像とのいずれかを選択して、ま
たは分割して前記頭部搭載型ディスプレーに表示する手
段と、を設けたことを特徴とするものである。
め、本発明は、離れた場所にあるスレーブロボットを遠
隔操作するために、前記スレーブロボットに取り付けら
れ、またはその近傍に設置された撮像装置で撮像した実
映像をオペレータに提示するための頭部搭載型ディスプ
レーを備えたロボットの遠隔操作装置において、前記オ
ペレータが操作すべき操作パネル映像を生成するコンピ
ュータグラフィックス生成装置と、前記実映像撮像装置
の映像と、前記コンピュータグラフィックス生成装置で
生成された操作パネル映像とのいずれかを選択して、ま
たは分割して前記頭部搭載型ディスプレーに表示する手
段と、を設けたことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】オペレータの手を示す映像を前記コンピュータ
グラフィックス生成装置で生成し、その手を遠隔操作装
置で前記コンピュータグラフィックス上で動かして表示
された操作パネルを操作するようにし、ロボットアーム
の操作を一時中断してスイッチ操作等を行う場合に、マ
スターアームやジョイスティックなどから手を離した
り、ＨＭＤを頭から取り外すことなくスイッチ操作等を
行う。
グラフィックス生成装置で生成し、その手を遠隔操作装
置で前記コンピュータグラフィックス上で動かして表示
された操作パネルを操作するようにし、ロボットアーム
の操作を一時中断してスイッチ操作等を行う場合に、マ
スターアームやジョイスティックなどから手を離した
り、ＨＭＤを頭から取り外すことなくスイッチ操作等を
行う。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る 図１は本発明の実施例の構成を示す図であり、マスタ側
はスレーブロボットから送信された実映像やコンピュー
タグラフィックス（＝ＣＧ）映像をオペレータ１に立体
的に提示する頭部搭載型ディスプレー（＝ＨＭＤ）２、
オペレータの頭の運動を検出する磁気センサ３、腕の運
動を検出するマスターアーム４、足の運動を検出するフ
ットスイッチ５、ＣＧ生成用のコンピュータ６、そして
これらを制御するためのマスタ制御装置７から構成され
ており、スレーブ側は監視カメラ８、ロボットアーム
９、スレーブ制御装置１０から構成されている。図中の
矢印は信号の流れを示している。またスレーブロボット
は移動走行機能を持っているものでもよい。またＣＧ生
成用コンピュータ６には、ロボットアーム９の動作座標
系や動作スピード、手動／自動運転の切り替え、またス
レーブロボットが移動走行機能を有している場合には走
行開始／停止の切り替えなど、スレーブロボットの動作
モードを切り替えるスイッチ類を配した操作パネル、あ
るいはスレーブロボットの状態を表示するためのモニタ
などをコンピュータグラフィックスであらかじめ生成し
ておく。ＨＭＤ２に提示する操作パネルのコンピュータ
グラフィックスの表示例を図２に示す。ここで、１１は
ＨＭＤ２の表示部枠であり、操作パネル１２、操作用ス
イッチ１３、ロボットの状態を表示するための状態モニ
タ１４、操作用スイッチ１３を操作するための手１５で
構成されている。いずれもコンピュータグラフィックス
上のものであることに注意されたい。
る 図１は本発明の実施例の構成を示す図であり、マスタ側
はスレーブロボットから送信された実映像やコンピュー
タグラフィックス（＝ＣＧ）映像をオペレータ１に立体
的に提示する頭部搭載型ディスプレー（＝ＨＭＤ）２、
オペレータの頭の運動を検出する磁気センサ３、腕の運
動を検出するマスターアーム４、足の運動を検出するフ
ットスイッチ５、ＣＧ生成用のコンピュータ６、そして
これらを制御するためのマスタ制御装置７から構成され
ており、スレーブ側は監視カメラ８、ロボットアーム
９、スレーブ制御装置１０から構成されている。図中の
矢印は信号の流れを示している。またスレーブロボット
は移動走行機能を持っているものでもよい。またＣＧ生
成用コンピュータ６には、ロボットアーム９の動作座標
系や動作スピード、手動／自動運転の切り替え、またス
レーブロボットが移動走行機能を有している場合には走
行開始／停止の切り替えなど、スレーブロボットの動作
モードを切り替えるスイッチ類を配した操作パネル、あ
るいはスレーブロボットの状態を表示するためのモニタ
などをコンピュータグラフィックスであらかじめ生成し
ておく。ＨＭＤ２に提示する操作パネルのコンピュータ
グラフィックスの表示例を図２に示す。ここで、１１は
ＨＭＤ２の表示部枠であり、操作パネル１２、操作用ス
イッチ１３、ロボットの状態を表示するための状態モニ
タ１４、操作用スイッチ１３を操作するための手１５で
構成されている。いずれもコンピュータグラフィックス
上のものであることに注意されたい。
【０００７】次に本装置の動作を説明する。オペレータ
１はスレーブ側の監視カメラ８がとらえた映像をＨＭＤ
２で見ながらマスターアーム４を操作してロボットアー
ム９を操縦する。磁気センサ３によってオペレータの頭
部の運動を検出することによって監視カメラ８はオペレ
ータの頭部の動きに追従する。ここでオペレータがスレ
ーブロボットのモード変更を行う場合はフットスイッチ
５を踏んで、ＨＭＤ２の映像をＣＧ生成用コンピュータ
６であらかじめ生成されている操作パネル１２の映像に
切り替える。なお、切り換えることなく、上半分が実映
像、下半分が操作パネル映像というように合成して表示
してもよい。モード変更を行うときにフットスイッチ５
を使う代わりにマスターアーム３の先端に配置されたス
イッチを使ってもよく、また、コンピュータグラフィッ
クスはスレーブ側の監視カメラ８からの映像にスーパー
インポーズしてもよい。
１はスレーブ側の監視カメラ８がとらえた映像をＨＭＤ
２で見ながらマスターアーム４を操作してロボットアー
ム９を操縦する。磁気センサ３によってオペレータの頭
部の運動を検出することによって監視カメラ８はオペレ
ータの頭部の動きに追従する。ここでオペレータがスレ
ーブロボットのモード変更を行う場合はフットスイッチ
５を踏んで、ＨＭＤ２の映像をＣＧ生成用コンピュータ
６であらかじめ生成されている操作パネル１２の映像に
切り替える。なお、切り換えることなく、上半分が実映
像、下半分が操作パネル映像というように合成して表示
してもよい。モード変更を行うときにフットスイッチ５
を使う代わりにマスターアーム３の先端に配置されたス
イッチを使ってもよく、また、コンピュータグラフィッ
クスはスレーブ側の監視カメラ８からの映像にスーパー
インポーズしてもよい。
【０００８】スイッチ操作するときはマスターアーム４
をロボットアーム操作用からスイッチ操作用に切り替
え、マスターアーム４の動きに連動してコンピュータグ
ラフィックス内で手１５が動く。そしてコンピュータグ
ラフィックスで示された手１５によって操作パネル１２
上の操作用スイッチ１３を操作すると、その操作に応じ
た指令がマスタ制御装置７に取り込まれ、スレーブ制御
装置１０へ送信される。そしてその指令に応じて、ロボ
ットの動作モードが切り替わる。ここでマスターアーム
４の代わりにジョイスティックを使ってもよく、また、
指の動きを検出するグローブに磁気センサなどが取り付
けてあるものでもよい。コンピュータグラフィックスで
描かれた操作パネル１２をオペレータ１が操作しやすい
位置に配し、右目用と左目用を別々に適当な視差をもっ
てＨＭＤ２に表示し、さらに磁気センサ３の信号をＣＧ
生成用コンピュータ６に取り込んで、オペレータ１の頭
部の動きに連動して操作パネル１２への視線方向が変更
できるようにしておけば、あたかも自分の目の前に操作
パネル１２が存在するかのような臨場感を得ることがで
きる。
をロボットアーム操作用からスイッチ操作用に切り替
え、マスターアーム４の動きに連動してコンピュータグ
ラフィックス内で手１５が動く。そしてコンピュータグ
ラフィックスで示された手１５によって操作パネル１２
上の操作用スイッチ１３を操作すると、その操作に応じ
た指令がマスタ制御装置７に取り込まれ、スレーブ制御
装置１０へ送信される。そしてその指令に応じて、ロボ
ットの動作モードが切り替わる。ここでマスターアーム
４の代わりにジョイスティックを使ってもよく、また、
指の動きを検出するグローブに磁気センサなどが取り付
けてあるものでもよい。コンピュータグラフィックスで
描かれた操作パネル１２をオペレータ１が操作しやすい
位置に配し、右目用と左目用を別々に適当な視差をもっ
てＨＭＤ２に表示し、さらに磁気センサ３の信号をＣＧ
生成用コンピュータ６に取り込んで、オペレータ１の頭
部の動きに連動して操作パネル１２への視線方向が変更
できるようにしておけば、あたかも自分の目の前に操作
パネル１２が存在するかのような臨場感を得ることがで
きる。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、操
作パネルをコンピュータグラフィックスとし、それをＨ
ＭＤに提示することによって、ロボットアームの操縦を
一時中断してスイッチ操作を行う場合でもオペレータは
マスターアームなどから手を離したりＨＭＤを頭から取
り外すことなく行え、またコンピュータグラフィックス
の操作パネルはオペレータの目の前に手の届く位置に配
置されるので大きく視線を移したり、上体を前に傾けた
りすることなくそのままの姿勢でスイッチ操作ができる
ので、オペレータの負担が軽減でき、作業の能率が向上
するという効果がある。
作パネルをコンピュータグラフィックスとし、それをＨ
ＭＤに提示することによって、ロボットアームの操縦を
一時中断してスイッチ操作を行う場合でもオペレータは
マスターアームなどから手を離したりＨＭＤを頭から取
り外すことなく行え、またコンピュータグラフィックス
の操作パネルはオペレータの目の前に手の届く位置に配
置されるので大きく視線を移したり、上体を前に傾けた
りすることなくそのままの姿勢でスイッチ操作ができる
ので、オペレータの負担が軽減でき、作業の能率が向上
するという効果がある。
【図１】本発明の実施例の構成を示す図
【図２】本発明の実施例における操作パネルの表示例を
示す図
示す図
【図３】従来例の構成を示す図
【図４】従来例の構成を示す図
１ オペレータ ２ 頭部搭載型ディスプレー（＝ＨＭＤ） ３ 磁気センサ ４ マスターアーム ５ フットスイッチ ６ コンピュータグラフィックス生成用コンピュータ ７ マスタ制御装置 ８ 監視カメラ ９ ロボットアーム １０ スレーブ制御装置 １１ ＨＭＤ表示部枠 １２ 操作パネル（コンピュータグラフィックス） １３ 操作用スイッチ（〃） １４ 状態表示モニタ（〃） １５ 手（〃） １６ ＴＶモニタ １７ 操作パネル
Claims (4)
- 【請求項１】 離れた場所にあるスレーブロボットを遠
隔操作するために、前記スレーブロボットに取り付けら
れ、またはその近傍に設置された撮像装置で撮像した実
映像をオペレータに提示するための頭部搭載型ディスプ
レーを備えたロボットの遠隔操作装置において、 前記オペレータが操作すべき操作パネル映像を生成する
コンピュータグラフィックス生成装置と、 前記実映像撮像装置の映像と、前記コンピュータグラフ
ィックス生成装置で生成された操作パネル映像とのいず
れかを選択して前記頭部搭載型ディスプレーに表示する
手段と、を設けたことを特徴とするロボットの遠隔操作
装置。 - 【請求項２】 離れた場所にあるスレーブロボットを遠
隔操作するために、前記スレーブロボットに取り付けら
れ、またはその近傍に設置された撮像装置で撮像した実
映像をオペレータに提示するための頭部搭載型ディスプ
レーを備えたロボットの遠隔操作装置において、 前記オペレータが操作すべき操作パネル映像を生成する
コンピュータグラフィックス生成装置と、 前記実映像撮像装置の映像と、前記コンピュータグラフ
ィックス生成装置で生成された操作パネル映像とを分割
して前記頭部搭載型ディスプレーに表示する手段と、を
設けたことを特徴とするロボットの遠隔操作装置。 - 【請求項３】 前記オペレータの手を示す映像を前記コ
ンピュータグラフィックス生成装置で生成し、その手を
遠隔操作装置で前記コンピュータグラフィックス上で動
かすことにより表示された操作パネルを操作するように
した請求項１または２記載のロボットの遠隔操作装置。 - 【請求項４】 前記オペレータの頭部の位置・姿勢を検
出する検出装置を備え、前記オペレータの頭部の位置・
姿勢に応じて、前記操作パネル映像を変化させることを
特徴とする請求項１乃至３記載のロボットの遠隔操作装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8751995A JPH08257948A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | ロボットの遠隔操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8751995A JPH08257948A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | ロボットの遠隔操作装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257948A true JPH08257948A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13917251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8751995A Pending JPH08257948A (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | ロボットの遠隔操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257948A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7714895B2 (en) | 2002-12-30 | 2010-05-11 | Abb Research Ltd. | Interactive and shared augmented reality system and method having local and remote access |
| US9538131B2 (en) | 2013-10-25 | 2017-01-03 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Remote behavior navigation system and processing method thereof |
| CN106426229A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-22 | 济南舜风科技有限公司 | 用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统和控制方法 |
| JPWO2017033363A1 (ja) * | 2015-08-25 | 2018-07-05 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム |
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| CN109693238A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-30 | 航天时代电子技术股份有限公司 | 一种多传感器信息显示方法、设备和人体随动遥操作机器人 |
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| JPWO2020235541A1 (ja) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP8751995A patent/JPH08257948A/ja active Pending
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