JPH08322121A

JPH08322121A - 遠隔操作マニピュレータの位置決め方法および位置決め支援装置

Info

Publication number: JPH08322121A
Application number: JP14814495A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Kitazaki; 博哉北崎; Takashi Moriguchi; 孝森口; Satoru Kadoguchi; 哲門口; Takehiro Ikeda; 猛宏池田; Kenji Hara; 憲二原; Kouzou Itou; 硬三伊藤
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】工具などを装着したマニピュレータの先端部
を容易に所定の作業位置に位置決めできるようにする。【構成】作業対象モデルに対してマニピュレータ３４
に設けた工具３６を作業に適した位置に配置し、テレビ
カメラ３８によって映した作業対象モデルを映像を操作
室４０に設けたスーパーインポーズ装置４２を介してモ
ニタテレビ４４に表示する。次に、スーパーインポーズ
装置により描画した照準４６を作業対象モデルの映像の
特徴ある点に重ね、そのときの照準４６の画面上の位置
を記憶装置５２に書き込み、作業現場において再生す
る。作業現場において作業対象と作業対象をテレビカメ
ラ３８によって映し、その映像の特徴点が照準４６と重
なるようにブーム１６を移動させる。その後、照準と特
徴点とを重ねた状態を維持しつつブームを作業対象方向
に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、先端部にレンチ等の工
具を設けたマニピュレータを遠隔操作して位置決めする
方法に係り、特に高所架空配電作業などに使用する高所
作業車両のブームの先端部に設けた作業ロボットのマニ
ピュレータ先端部を位置決めするのに好適なマニピュレ
ータの位置決め方法および位置決め支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】配電作業、土木作業、建設作業、あるい
は保守点検作業等は、作業形態が一定でないばかりでな
く、作業現場により作業内容が大きく異なところから、
作業現場が屋内であるか、屋外であるかにかかわらず、
これまで手作業中心に行われてきた。しかし、近年、作
業者の安全確保、作業環境の改善、さらには作業効率の
改善などを目的として、作業者が直接手作業を行わずに
作業ができるように、作業の機械化が図られている。そ
して、配電作業などの作業形態が一定しない非定形の作
業を行う場合には、操作型のロボットが導入され、実際
の作業現場から離れた場所において作業者がロボットを
操縦することにより、各種の作業を行うようにしてい
る。

【０００３】特に、電力分野における高所架空線の配電
作業や高所建設作業などの場合、高所作業用のブームを
備えた高所作業車が使用され、ブームの先端にレンチな
どの作業具を装着した作業ロボットを取り付け、作業者
が安全な地上からブームを介して作業ロボットを作業位
置に移動したのち、作業ロボットのマニピュレータを遠
隔操作して作業を行うようにしている。そして、従来
は、地上からマニピュレータを遠隔操作する場合、マニ
ピュレータおよび工具と周辺の作業対象との関係をテレ
ビカメラによって撮影し、その映像を遠隔操作する卓上
のテレビモニタに映し出し、オペレータが容易に遠隔操
作できるように支援を行っていた。

【０００４】ところが、モニタテレビに映し出された映
像は、二次元平面の情報を伝えるだけであるため、肉眼
の場合に比較して遠近感に劣り、作業者が工具と作業対
象との位置関係を正確に認識することが容易でない。そ
こで、これを解決するために、複数台のカメラを併設
し、様々な角度からの映像をモニタして作業を行う方法
や、また２台のカメラを人間の肉眼の視角に近い角度を
もって配置し、オペレータの右目と左目とに視差を持っ
た映像を与え、オペレータに遠近感を再現させるステレ
オヴューシステムの開発も行われている。これらは、あ
らゆる作業の全般に有効である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数台のカメ
ラを併設して複数の映像をモニタする場合、オペレータ
は、複数の映像を同時に注視して三次元的な位置関係を
認識する必要があり、オペレータにとって容易でない。
また、ステレオヴューシステムの場合、現状では分解能
の問題があるばかりでなく、視差が肉眼の場合とずれて
いると頭痛を招くなどの疲労の問題がある。また、これ
らは、複数のカメラを必要とすることや、システムが複
雑となってコスト面での問題もある。このため、低コス
トで簡便なマニピュレータの位置決めシステムの開発が
要求されている。

【０００６】本発明は、前記要請に鑑みてなされたもの
で、工具などを装着したマニピュレータの先端部を容易
に所定の作業位置に位置決めすることができるようにす
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】マニピュレータの先端に
設けた工具によって作業を行う場合、作業対象に対して
作業をしやすい位置、すなわち工具と作業対象との相対
位置関係は、ある程度限定されることが多い。例えば、
高所架空配電作業において、電柱に各種機器を固定する
固定バンドのボルト締めをする場合、固定バンドは数種
類に規格化されており、バンドの種類によってボルトの
取付け位置が定まっている。従って、固定バンドに対す
る工具の作業位置が定まり、マニピュレータの先端部の
位置も固定バンドの種類によって一定となる。

【０００８】本発明は、上記の考察に基づいてなされた
もので、本発明に係る遠隔操作マニピュレータの位置決
め方法は、先端に工具を有するマニピュレータを遠隔操
作し、その先端部を作業対象に対する作業位置に位置決
めする方法において、マニピュレータの先端部を実物と
同様の作業対象モデルに対して予め定めた作業位置に移
動し、マニピュレータに取り付けたカメラにより映した
前記作業対象モデルの映像を表示装置に表示するととも
に、この表示装置に映し出された前記作業対象モデルの
特徴点に目印となる照準を重ねて表示し、この照準の画
面上の位置を記憶させたのち、作業現場において実際の
作業対象に対して作業をするときに、前記表示装置の記
憶した画面上の位置に前記照準を表示するとともに、前
記カメラにより作業対象を映して前記表示装置に表示
し、前記マニピュレータを遠隔操作して映し出された作
業対象の特徴点と前記照準とを一致させたのち、この状
態を保持しつつ前記マニピュレータを前記作業対象方向
に移動させる構成にしてある

【０００９】また、本発明の遠隔操作マニピュレータの
位置決め支援装置は、先端に工具を有するマニピュレー
タを遠隔操作し、その先端部を作業対象に対する所定の
作業位置に位置決めする支援装置であって、マニピュレ
ータに取り付けた撮像手段と、この撮像手段が映した作
業対象の映像を表示する表示手段と、この表示手段に映
し出された前記作業対象と同様の作業対象モデルの映像
に目印となる照準を重ねて描画するスーパーインポーズ
手段と、前記表示手段に表示された前記照準の画面上の
位置を記憶する記憶手段と、前記スーパーインポーズ手
段が描画した前記照準を前記作業対象モデルの映像の任
意の点に移動可能であるとともに、前記記憶手段に対す
る書き込み、読み出し命令を前記スーパーインポーズ手
段に与える表示操作手段と、前記マニピュレータの先端
部を任意の位置に移動させるマニピュレータ操作手段と
を有する構成となっている。

【００１０】上記の遠隔操作マニピュレータの位置決め
支援装置には、表示手段に表示された照準の画面上の位
置と対応した、撮像手段の結像面位置と焦点とを結ぶ線
を１つの座標軸とする直交座標系を求める座標系演算部
と、この座標系演算部が求めた座標軸に平行したマニピ
ュレータ先端部の軌跡を求める軌跡演算部と、軌跡演算
部の求めた軌跡とマニピュレータ操作手段の操作信号に
基づいて、マニピュレータの駆動手段を制御し、マニピ
ュレータ先端部を前記軌跡に沿って移動させるマニピュ
レータ制御手段とを設ける。

【００１１】照準は、十字形状の印や光る点、さらには
物体の輪郭を表す直線や曲線またはこれらの組合せ等、
任意に設定することができる。また、作業対象の特徴点
は、例えば電柱の腕金の付け根または先端、物体の角、
ボルトの頭部の中心などを用いることができる。

【００１２】

【作用】上記のごとく構成した本発明は、現場作業に先
立って行う教示作業と、この教示作業により教示した内
容に基づいた現場作業とからなる。教示作業は、まず、
従来の方法と同様にしてマニピュレータを遠隔操作し、
マニピュレータの先端部を実物と同じ作業対象モデルに
接近させ、マニピュレータの先端部に設けた工具による
作業を行うのに最も適した作業位置となるようなマニピ
ュレータ先端部の位置（以下、位置決めポイントとい
う）を見つけ出す。そして、マニピュレータを位置決め
ポイントに停止させた状態で、マニピュレータに取り付
けたカメラによって作業対象モデルを映して表示装置に
表示する。その後、表示装置の画面上に目印となる十字
形などの照準を描画し、これを移動して表示装置に映し
出された作業対象モデルの特徴点、例えば機器固定用バ
ンドの上端角部などの特徴ある点に重ねる。次に、この
ときの照準の表示装置の画面上における位置を記憶し、
教示作業を終了する。

【００１３】現場作業においては、まず、記憶した照準
を読み出して表示装置の記憶した画面上の位置に表示す
る。次に、マニピュレータに取り付けたカメラによって
現場の作業対象を撮影して照準が表示されている表示装
置に映し出す。そして、オペレータは、ジョイスティッ
クなどのマニピュレータ操作手段を介してまにぴゅれー
たの先端部を移動し、表示装置に映し出された作業対象
の特徴点と照準とを一致させる。これにより、マニピュ
レータ先端部は、作業対象に対して上下方向、左右方向
の位置決めがなされる。そこで、オペレータは、画面上
の作業対象の特徴点と照準とを一致させた状態を保持し
ながらマニピュレータの先端部を作業対象の方向に移動
させると、マニピュレータの先端部を所定の位置決めポ
イントに到達させることができる。

【００１４】座標系演算部により、表示装置に表示され
た照準の画面位置と対応したカメラの結像面位置と焦点
とを結ぶ線を１つの座標軸とする直交座標を求めると、
前記の座標軸の延長線上に実際の作業対象の特徴点が存
在する。そこで、ジョイスティックのようなマニピュレ
ータ操作手段の中立位置は、一般に表示装置の画面の中
心に設定してあるので、マニピュレータ操作手段の操作
方向を画面上の照準の方向にすると、前記の座標軸に沿
った方向となり、マニピュレータ先端部の移動方向とマ
ニピュレータ操作手段の操作方法とが一致し、マニピュ
レータ先端部の位置決めが容易となる。

【００１５】

【実施例】本発明に係る遠隔操作マニピュレータの位置
決め方法および位置決め支援装置の好ましい実施例を、
添付図面に従って詳細に説明する。図１は、本発明の実
施例に係る遠隔操作マニピュレータの位置決め支援装置
の説明図である。

【００１６】図１において、高所作業車両１０は、荷台
１２に旋回台１４を介して高所作業用ブーム１６が設け
られている。このブーム１６は、旋回台１４によって矢
印１８のように水平面内で旋回可能であって、図示しな
い伸縮シリンダによって矢印２０のようにテレスコピッ
クに伸縮できるとともに、図示しない起伏シリンダによ
り矢印２２のように起伏可能となっている。そして、ブ
ーム１６の先端部には、自動水平調節装置（図示せず）
を介して作業機械である架空配電作業用作業ロボット２
４が取り付けてある。

【００１７】ロボット２４は、ブーム１６が起伏操作さ
れても自動水平調節装置によって常に水平に保持される
ベース２６と、このベース２６の上に立設した支柱２８
とを有している。また、ベース２６には、支柱２８を水
平面ないで旋回させる図示しないスイングシリンダが設
けてある。そして、支柱２８の上端近くには、ブーム１
６の先端部を電柱などの作業対象に接近させる際に、作
業対象を映すテレビカメラ３０が設けてある。また、支
柱２８の上端には、変圧器などの機器を吊るためのクレ
ーン３２が設置してある。さらに、支柱２８の下部に
は、マニピュレータ３４が設けてある。このマニピュレ
ータ３４は、ハンドである先端の工具３６が作業内容に
合せて交換できるようになっているとともに、撮像手段
であるテレビカメラ３８が先端部に設けてあって、オペ
レータがテレビカメラ３８によって映した作業対象の映
像を見ながらマニピュレータ３４を遠隔操作し、ボルト
の締め付け等の作業ができるようになっている。

【００１８】高所作業車両１０の荷台１２の後部には、
ブーム１６と作業ロボット２４とを遠隔操作するための
操作室４０が設けてある。この操作室４０には、テレビ
カメラ３０、３８からの映像信号が入力するスーパーイ
ンポーズ装置４２と、テレビカメラ３０、３８によって
撮影した映像を表示するための表示装置であるモニタテ
レビ４４とが設けてある。そして、スーパーインポーズ
装置４２は、十字形状等の照準４６をモニタテレビ４４
に映し出された作業対象（または作業対象モデル）の映
像４８に重ねて描画できるようになっている。また、操
作室４０には、ジョイスティックなどを備えた表示操作
手段であるモニタ操作盤５０が設けてあって、このモニ
タ操作盤５０によってスーパーインポーズ装置４２を介
して照準４６を画面上の任意の位置に移動できるように
してある。そして、スーパーインポーズ装置４２には、
記憶装置５２が接続してあり、スーパーインポーズ装置
４２によって作成した照準４６の画像データや、照準４
６のモニタテレビ４４の画面上における座標（位置デー
タ）等を記憶させることができるようになっている。

【００１９】さらに、操作室４０には、マニピュレータ
３４を制御するマニピュレータ制御手段であるマニピュ
レータ制御装置５４、このマニピュレータ制御装置に接
続したジョイスティックなどを有するマニピュレータ操
作盤（マニピュレータ操作手段）５６、ブーム１６およ
びクレーン３２を制御するブーム・クレーン制御装置５
８、このブーム・クレーン制御装置５８に接続され、ブ
ーム１６を任意の位置に移動させるためのジョイスティ
ックなどを有するブーム操作手段であるブーム・クレー
ン操作盤６０が設けてある。

【００２０】マニピュレータ３４は、図２に示してある
ように、支柱２８に取り付けた肩部６２、上腕部６４、
下腕部６６、手部６８からなり、これらを相互に連結し
ている肩関節部７０、肘関節部７２、手首関節部７４の
それぞれに駆動モータが内蔵され、これらの関節部にお
いて水平面内で屈曲できるようにしてある。そして、手
部６８の先端に工具３６が設けてあり、手部６８の上部
にテレビカメラ３８が取り付けてある。また、工具３６
は、実施例の場合、固定バンド７６に装着するボルト７
８、８０を締めるレンチであって、ボルト７８、８０と
嵌合するボックス部を有し、このボックス部が手部６８
に設けたモータによってボルト７８、８０の軸回りに回
転するようになっている。

【００２１】上記のごとく構成した実施例の作用を、電
柱に取り付けた固定バンドのボルト締めを例にして説明
する。現場における作業を行う前に、作業対象に対して
作業ロボット２４の工具３６を作業を行うのに適した位
置に配置するために、マニピュレータ３４の端部の位置
決めのための教示作業を行う。この教示作業は、次のご
とくして行う。

【００２２】教示に使用する作業対象モデルは、実際に
電柱に取り付ける固定バンドをそのまま使用する。ま
ず、図２に示したように、マニピュレータ３４に適宜の
姿勢を取らせ、作業対象モデルである固定バンド７６を
マニピュレータ３４の工具３６が作業位置となるよう
に、例えば固定バンド７６の締め付けボルト７８の頭部
を工具３６のボックス部と嵌合させた位置に固定バンド
７６を配置する。これにより、マニピュレータ３４の先
端部は、工具３６が作業対象モデルである固定バンド７
６に対して作業する位置（位置決めポイント）に配置さ
れたことになる。

【００２３】そこで、この状態においてテレビカメラ３
８によって固定バンド７６を撮影し、操作室４０内に設
けた操作卓上のモニタテレビ４４に表示する。次に、オ
ペレータは、モニタ操作盤５０を操作し、スーパーイン
ポーズ装置４２を介してモニタテレビ４４の画面に照準
４６を作成するとともに、モニタ操作盤５０を構成して
いるジョイスティック等によって照準４６を移動させ、
モニタテレビ４４に映し出された固定バンド７６の、マ
ニプイレータ先端部の位置決めの際に目印となるような
特徴点（実施例の場合、固定バンド７６の左上角部）と
一致させる。

【００２４】その後、オペレータは、モニタテレビ４４
に映し出された照準４６の画面上における座標（ｓ_x,ｓ
_y）や形状のデータを照準番号、例えば、作業Ａの１番
（バンドの上側ボルト締め）を示すＡ−１とともに記憶
装置５２に記憶させる。この際、照準番号Ａ−１ととも
に、目標となる特徴点の名称（例えば、「左上のエッ
ジ」）なども同時に入力して記憶させれば、作業名と特
徴点、照準名とを対応させることができ、現場における
作業を円滑に行うことができる。そして、このような教
示作業は、例えばボルト８０を締める場合のように、作
業の種類が異なるごとに作業名に対応させて照準番号、
照準タイプ（形状）、特徴点等を定義して記憶させる。

【００２５】このようにして教示作業が終了したなら
ば、作業現場において教示した内容に基づいてマニピュ
レータ３４の先端部の位置決めポイントへの位置決めを
行う。すなわち、現場においてオペレータは、まず、モ
ニタテレビ４４に映し出されたテレビカメラ３０による
映像を見ながら、ブーム・クレーン操作盤６０によりブ
ーム１６を上昇、移動し、ブーム１６の先端部を電柱に
接近させるとともに、テレビカメラ３８による固定バン
ド７６の映像を見ながら、マニピュレータ３４の先端部
がある程度作業位置（位置決めポイント）に近い位置と
なるようにする。

【００２６】その後、オペレータが実施しようとする作
業に対応した照準番号、例えばＡ−１をモニタ操作盤５
０から入力すると、スーパーインポーズ装置４２が記憶
装置５２から対応する照準４６を読み出し、モニタテレ
ビ４４の画面上所定座標（ｓx,ｓ_y）に表示するととも
に（図３（１）参照）、特徴点「左上のエッジ」を画面
に表示する。この特徴点の名称は、照準番号に対応させ
て記録用紙に記録しておき、その記録によって確認する
ようにしてモニタ画面に表示させなくともよい。

【００２７】次に、オペレータは、再びブーム・クレー
ン操作盤６０を操作してマニピュレータ３４の先端を移
動させ、図３（２）のように照準４６を所定の特徴点
「左上のエッジ」に一致させる。この場合、テレビカメ
ラ３０の対物レンズの中心を原点とし、レンズの光軸方
向をＺ軸とする直交座標、いわゆるカメラ座標系に従っ
てブーム１６の先端を移動させる機能を設けると、モニ
タテレビ４４の画面の映像を見ながら、マニピュレータ
３４を容易に画面の上下方向、左右方向に移動すること
ができ、照準４６と特徴点とを容易に一致させることが
できる。

【００２８】照準４６と特徴点とが一致すると、マニピ
ュレータ３４の先端部は、固定バンド６４に対する左右
方向と上下方向との位置決めが行われたことになる。従
って、マニピュレータ３４の前後方向（Ｚ方向）の位置
決めを行えばマニピュレータ先端部を所定の位置決めポ
イントに配置することができる。すなわち、マニピュレ
ータ３４の前後方向の位置決めは、照準４６を特徴点に
重ねた状態を維持するように、工具３６の先端がボルト
７８に接触するまでマニピュレータ３４の先端部を固定
バンド７６に向けて前進させることにより、マニピュレ
ータ３４の先端部を所定の位置決めポイントに配置する
ことができる。その後は、オペレータは、モニタテレビ
４４に映し出されたテレビカメラ３８の映像を映像を見
ながら、マニピュレータ操作盤５６を介してマニピュレ
ータ３４を操作し、工具３６によりボルト７８の締め付
け行う。

【００２９】なお、テレビカメラ３８の作業対象に対す
る水平方向の向きは、教示したときの映像を記憶装置５
２に格納しておき、この映像と現場におけるテレビカメ
ラ３８からの映像とをモニタテレビ４４に同時に映し出
して比較したり、教示したときのブーム１６と作業ロボ
ット２４との関係やマニピュレータ３４の姿勢を記憶装
置５２に格納しておき、現場においてこれらを再現する
ことによ求めることができる。

【００３０】このように、実施例においては、スーパー
インポーズ装置４２によって発生させた照準１６を、マ
ニピュレータ３４に取り付けたテレビカメラ３８の映し
た作業対象モデルの映像の特徴点に重ねて表示するとと
もに、その画面上の表示位置を記憶しておき、現場にお
いて画面の記憶した位置に照準４６を再生し、現場にお
いてテレビカメラ３８により映した作業対象の映像の特
徴点と照準４６とが一致するようにマニピュレータ３４
を移動させることにより、マニピュレータ３４に設けた
工具３６を作業対象に対して作業に適した位置にするこ
とができる。

【００３１】図４は、他の実施例を示したものである。
図４において、スーパーインポーズ装置４２には、その
作用を後述する座標系演算部８２が接続してあり、この
座標系演算部８２の出力側に、マニピュレータ先端部の
軌跡を求める軌跡演算部８４が接続してある。そして、
軌跡演算部８４の演算結果は、マニピュレータ操作盤５
６を構成しているジョイスティック８６の出力信号とと
もに、マニピュレータ制御装置５４に入力するようにな
っている。このマニピュレータ制御装置５４は、マニピ
ュレータ３４の肩関節部７０、肘関節部７２、手首関節
部７４のそれぞれに設けた肩関節モータ８８、肘関節モ
ータ９０、手首モータ９２を制御し、マニピュレータ３
４の先端部を軌跡演算部８４の求めた軌跡上を移動させ
る。

【００３２】このように構成した本実施例においては、
座標系演算部８２がスーパーインポーズ装置４２から照
準４６の中心についての、モニタテレビ４４の画面上座
標（ｓ_x,ｓ_y）のデータを受取る。そして、座標系演算
部８２は、照準４６の画面上座標から、図５に示すよう
に、テレビカメラ３８の結像面９４における対応する点
Ｐを求め、この点Ｐとレンズの焦点Ｏとを結ぶ直線をＺ
軸、このＺ軸に直交した水平方向の軸をＸ軸、両者に直
交した方向をＹ軸とする照準座標系を求め、軌跡演算部
８４に送る。軌跡演算部８４は、予め与えられているテ
レビカメラ３８とブーム１６の先端部の距離とから、座
標系演算部８２が求めたＺ軸に平行な、マニピュレータ
３４の先端部Ａを移動させるべき軌跡Ｔを求める。

【００３３】このように定義した照準座標系において
は、照準４６が作業対象の映像の特徴点と一致した場
合、マニピュレータ３４の先端部Ａを配置すべき位置決
めポイントＱは、Ｚ軸と平行な直線軌跡Ｔ上に必ず存在
する。従って、マニピュレータ３４の先端部を照準座標
系のＺ方向（マニピュレータ３４の前後方向）に移動さ
せると、マニピュレータ３４の先端部Ａは必ず位置決め
ポイントＱを通過することになり、マニピュレータ先端
部Ａの位置決めポイントＱへの配置をより容易に行うこ
とができる。

【００３４】すなわち、マニピュレータ制御装置５４
は、オペレータがジョイスティック８６によってマニピ
ュレータ先端部をＺ軸方向に移動させる操作をする（例
えば、モニタテレビ４４の画面の中心から照準４６の存
在する方向にジョイスティック８６を倒す）と、マニピ
ュレータ先端部Ａが軌跡Ｔ上を移動するのに必要な肩関
節部７０、肘関節部７２、手首関節部７４の屈曲量を演
算し、肩関節モータ８８、肘関節モータ９０、手首モー
タ９２を駆動制御してマニピュレータ先端部Ａを軌跡Ｔ
に沿って移動せる。この結果、マニピュレータ３４の先
端部Ａは、所定の位置決めポイントＱに到達する。これ
により、工具３６を容易に作業位置に配置することがで
きる。しかも、ジョイスティック８６の操作方向とマニ
ピュレータ先端部Ａの移動方向とが同一であるため、先
端部Ａの作業位置への配置の操作が極めて容易となる。
なお、前記実施例においては、作業対象が電柱である高
所架空配電作業の場合について説明したが、建設作業や
保守点検作業等にも適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、マニピュレータの先端部を作業対象モデルに対して
作業に適した位置に配置し、マニピュレータに取り付け
たテレビカメラで作業対象モデルを撮影して表示装置に
表示するとともに、表示装置に映し出された作業対象モ
デルの特徴点に目印となる照準を重ねて表示し、この照
準の画面上の位置を記憶して作業現場で再生し、現場に
おいてマニピュレータに取り付けたテレビカメラにより
映した作業対象の映像の特徴点を照準と一致するように
マニピュレータ先端部を移動させることにより、作業現
場においてマニピュレータ先端部を作業に適した所定の
位置に容易、確実に配置することができる。

【００３６】そして、座標系演算部により、表示装置に
表示された照準の画面位置と対応したカメラの結像面上
の位置と焦点とを結ぶ線を１つの座標軸とする直交座標
を求めると、前記の座標軸の延長線上に実際の作業対象
の特徴点が存在するため、マニピュレータ操作手段の操
作方向をマニピュレータ先端部の移動方向と一致させる
ことができ、マニピュレータ先端部を容易に作業に適し
た位置に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るマニピュレータの位置決
め支援装置の説明図である。

【図２】実施例における照準位置の教示作業の説明図で
ある。

【図３】実施例における教示内容に基づいたマニピュレ
ータの位置決め作業の説明図である。

【図４】他の実施例のブロック図である。

【図５】他の実施例による照準を基準とした座標系の説
明図である。

【符号の説明】

１０高所作業車両１４旋回台１６ブーム２４作業ロボット３０、３８撮像手段（テレビカメラ）３２クレーン３４マニピュレータ３６工具４０操作室４２スーパーインポーズ装置４４表示手段（モニタテレビ）４６照準５０表示操作手段（モニタ操作盤）５２記憶装置５４マニピュレータ制御装置５６、８６マニピュレータ操作手段（マニピュレー
タ操作盤）５８、６８ブーム制御部（ブーム・クレーン制御装
置）６０、６６ブーム操作手段（ブーム・クレーン操作
盤、ジョイスティック）６２座標系演算部６４ブーム軌跡演算部８６ジョイスティック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田猛宏愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号株式会社トーエネック本店別館内 (72)発明者原憲二岡山県玉野市玉３丁目１番１号三井造船株式会社玉野事業所内 (72)発明者伊藤硬三岡山県玉野市玉３丁目１番１号三井造船株式会社玉野事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端に工具を有するマニピュレータを遠
隔操作し、その先端部を作業対象に対する作業位置に位
置決めする方法において、マニピュレータの先端部を実
物と同様の作業対象モデルに対して予め定めた作業位置
に移動し、マニピュレータに取り付けたカメラにより映
した前記作業対象モデルの映像を表示装置に表示すると
ともに、この表示装置に映し出された前記作業対象モデ
ルの特徴点に目印となる照準を重ねて表示し、この照準
の画面上の位置を記憶させたのち、作業現場において実
際の作業対象に対して作業をするときに、前記表示装置
の記憶した画面上の位置に前記照準を表示するととも
に、前記カメラにより作業対象を映して前記表示装置に
表示し、前記マニピュレータを遠隔操作して映し出され
た作業対象の特徴点と前記照準とを一致させたのち、こ
の状態を保持しつつ前記マニピュレータを前記作業対象
方向に移動させることを特徴とする遠隔操作マニピュレ
ータの位置決め方法。
【請求項２】先端に工具を有するマニピュレータを遠
隔操作し、その先端部を作業対象に対する所定の作業位
置に位置決めする支援装置であって、マニピュレータに
取り付けた撮像手段と、この撮像手段が映した作業対象
の映像を表示する表示手段と、この表示手段に映し出さ
れた前記作業対象と同様の作業対象モデルの映像に目印
となる照準を重ねて描画するスーパーインポーズ手段
と、前記表示手段に表示された前記照準の画面上の位置
を記憶する記憶手段と、前記スーパーインポーズ手段が
描画した前記照準を前記作業対象モデルの映像の任意の
点に移動可能であるとともに、前記記憶手段に対する書
き込み、読み出し命令を前記スーパーインポーズ手段に
与える表示操作手段と、前記マニピュレータの先端部を
任意の位置に移動させるマニピュレータ操作手段とを有
することを特徴とする遠隔操作マニピュレータの位置決
め支援装置。
【請求項３】請求項２に記載のマニピュレータの位置
決め支援装置において、前記表示手段に表示された前記
照準の画面上の位置と対応した、前記撮像手段の結像面
位置と焦点とを結ぶ線を１つの座標軸とする直交座標系
を求める座標系演算部と、この座標系演算部が求めた前
記座標軸に平行したマニピュレータ先端部の軌跡を求め
る軌跡演算部と、この軌跡演算部の求めた軌跡と前記マ
ニピュレータ操作手段の操作信号に基づいて、前記マニ
ピュレータの駆動手段を制御し、マニピュレータ先端部
を前記軌跡に沿って移動させるマニピュレータ制御手段
とを有することを特徴とする高所作業用ブームの位置決
め支援装置。