成果報告書詳細
管理番号20120000001029
タイトル平成21年度-平成23年度成果報告書 生活支援ロボット実用化プロジェクト 安全技術を導入した移動作業型(自律が中心)生活支援ロボットの開発 安全技術を導入した生活公共空間及びビルの移動作業型ロボットシステムの開発
公開日2013/4/10
報告書年度2009 - 2011
委託先名富士重工業株式会社
プロジェクト番号P09009
部署名技術開発推進部
和文要約件名:平成21年度-平成23年度成果報告書 生活支援ロボット実用化プロジェクト 安全技術を導入した移動作業型(自律が中心)生活支援ロボットの開発 「安全技術を導入した生活公共空間及びビルの移動作業型ロボットシステムの開発」

本研究では、人と共存するオフィスビル清掃ロボットシステム、人と共存する生活公共空間清掃ロボットシステム、人と共存する搬送ロボットシステムを対象とし、各ロボットのリスクアセスメントの策定と実施、リスク低減に必要な安全技術の開発と安全性検証を行った。リスクアセスメントでは、サービスロボット運用時の安全性ガイドライン調査研究専門委員会からの指導・手法を基に、GMP等の管理規則を取入れて実施した。また富士重工業で実施した衝突試験の結果を反映させ、リスクアセスメント調査資料を作成し、安全性検証手法研究開発実施者に提出した。その後、ISOに準拠したリスクアセスメントの実施、リスクアセスメントに基づいた安全試験項目の策定、PLr、PLの実施、SILの計算の取組み等を進めた。その他、コンセプト検証自己チェックシート第1部、改訂版第1部(設計段階)、第2部(HW編)をコンセプト検証WGに提出した。安全技術は、リスク低減技術と安全要素技術を開発した。リスク低減技術は、安定走行技術、人・障害物回避技術、自律走行技術、自己診断技術、危険予防技術、人とロボットが同乗するエレベータ自動乗降技術の7種に分類した。安定走行技術では、床面の影響を受けない誘導法として、天井誘導ラインによる直進制御、レーザ三角測量による直進・旋回制御を開発し、実証試験を行った。また、制御回路に用いる安全リレー、安全非常停止SW、安全コンタクタを選定した。人・障害物回避技術では、衝突リスクの決定と、衝突回避のための車体制御法の仕様を確定した。自律走行技術では、レーザ三角測量センサにより凹凸や斜面のある路面で±100mm以下の直進性を実現し、磁気ピンによる危険箇所接近検知により、下り階段等の危険箇所への接近を防ぐ手法を開発した。ロボットに実装し、実証試験を行った。自己診断技術では、異常検知回路、低電圧検出回路を開発し、実証試験を行った。また、オペレータへの異常通知無線装置の仕様を確定した。危険予防技術では、進路変更時のウィンカ機能を開発し、実証試験を行った。人とロボットが同乗するエレベータ自動乗降技術においては、ロボットビジネス推進協議会エレベータWGの主査会社として、「人と同乗するサービスロボットの運用が可能なエレベータの検査指針」、「実証試験ガイドライン」の制定を行った。さらに社内実証試験用の模擬エレベータを設計し、システム仕様を検討した。安全要素技術は、自己位置認識技術、安全環境認識技術、環境地図生成技術の3種に分類した。自己位置認識技術では、建物の景観に影響せず、設置容易なインフラとして、磁気ピンによる位置認識、夜光塗料による誘導法を開発し、実証試験を行った。安全環境認識技術では、人と固定物の区別と距離計測のためのセンサを選定し、プログラムを検討した。環境地図生成技術では、走行プログラム自動生成システムの監理手順を確立し、シミュレーションシステムの仕様、操作法を決定した。安全性検証は、安全性検証手法研究開発実施者と連携・協議し、清掃ロボットについて12の試験項目と手順を作成した。また、試験用のロボットプログラムを作成し、安全検証センターにて12の試験項目を実施した。試験手順については、第三者認証におけるメーカの費用負担軽減を視野に入れ、極力効率化を図り、試験日程を75%削減した。開発した安全技術の一部は、実用化済の清掃ロボットに実装し、先行して実環境における試験を実施した。
英文要約Title:Project for Practical Application of Service Robots / Development of autonomously controlled mobile servant robots based on safety technology / Development of mobile servant robot in living public area and building based on safety technology (FY2009-FY2011) Final Report

In this project, FHI(FUJI HEAVY INDUSTRIES)target Cleaning Robot System for office building, living public area, and Transport Robot System. These are working in the area human exist on. FHI developed Risk Assessment and safety technologies, and examined it. In Risk Assessment, based the way of Research Committee of Safety Guideline and installed the management of GMP etc. Also reflected the result of collision examination FHI tested alone, made the document of Risk Assessment. After that, implemented Risk Assessment complicated by ISO, development the way of Safety examination based on Risk Assessment, implemented PLr, PL, and calculation of SIL. Otherwise, made document of concept check seat No.1, No.2, and submitted to verify concept WG. In Safety Technology, There are Reduce Risk Technologies and Safety Component Technologies. Reduce Risk Technologies are classified stability drive, avoid human and obstacle, auto driving, self diagnosis, prevent risk, and automatic elevator system with human. In stability drive, developed guide control by line of ceiling and triangular surveying sensor as an anti affected infrastructure by floor. In addition, selected safety parts for control system. In avoid human and obstacle, determined collision risk and specification of control for avoid collision. In auto driving, achieved ±100mm straight performance on uneven floor by triangular surveying sensor, and developed protect the approach to danger area such as down stairs by detect the area with use of magnetic pin. In self diagnosis, developed detect abnormality circuit, detect low power circuit, and examined. Also, determined specifications of wireless device for notify operator that abnormal incidence. In prevent risk, developed winker function. In automatic elevator system with human, set the “Inspectional guideline of elevator to enable operation of service robot using with human” and “Guideline of examination” on Elevator WG. In addition, designed imitative elevator and examined system specification. Safety Component Technologies are classified recognition self position, recognition safety environment, and environment map generation. In recognition self position, developed recognition by magnetic pin and guide control by line of luminous paints as inconspicuous and easy setting infrastructure. In recognition safety environment, selected sensor for distinguish between human and obstacle and measure the distance, and also examined program. In environment map generation, established management system and determined specification and operation method of simulation system. In examination of safety, consulted with group1, and made examination items of cleaning robot. Also, examined these items on Safety Examination Center. In addition, improved the efficiency of examination for reduce cost of Third-party certification, and reduce about 75% schedule.
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