成果報告書詳細
管理番号20140000000494
タイトル平成23年度-平成25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配送センター内のフォーク型物流支援ロボットの開発
公開日2014/7/24
報告書年度2011 - 2013
委託先名株式会社日立産機システム 株式会社日立製作所
プロジェクト番号P09009
部署名ロボット・機械システム部
和文要約件名:平成23年度-平成25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配送センター内のフォーク型物流支援ロボットの開発

 独立行政法人新エネルギー・産業総合開発機構では、生活支援ロボットとして産業化が期待されるロボットを対象に関係者が密接に連携しながら本質安全・機能安全に係る試験を行い、安全性等のデータを取得・蓄積・分析し、安全性検証手法の研究開発を平成21年度-平成25年度に生活支援ロボット実用化プロジェクトを実施した。
 (株)日立産機システムと(株)日立製作所は平成23年度より自律運転を行う移動作業型ロボットの分野で、配送センターで使用するフォークリフト型物流支援ロボットの開発で参画した。(株)日立産機システムは3次元位置認識装置による安全サポート系を開発し、(株)日立製作所はフォークリフト型ロボットの設計製作、安全系の開発を担当した。
 3次元位置認識装置は2次元レーザー距離計をジンバル構造で支持し、縦方向走査を追加することで3次元にデータを拡張し、走査したデータから床と天井部分に相当する部分を排除したデータをリアルタイムに出力する。3次元で障害物を検出することで遠方から近方までシームレスな障害物の検出ができ、自己位置推定による誘導制御の電子地図との照合を併用することで、狭小場所での高速搬送を行うことができる。安全系は3次元位置認識装置の死角を含む車体の周囲360度の対人接触を防護し、フォークリフトの走行中だけでなく、パレットの積み下ろしを含む荷扱い作業中の対人接触を防護する。安全サポート系と安全系を併用することで、通常制御の異常時にも動作する機能安全を実現することができ、その効果を検証することができた。
 また安全機能を停止した条件下で衝突試験を実施し、対人接触におけるダメージを定量化した。車体とダミーとの一次衝突では従来から安全とされてきた60m/分を高速化した180m/分の速度での衝突でも直ちに重篤な結果には至らないことが確認された。一方、一次衝突の約1秒後に発生するダミーと床面との二次衝突はその衝撃が大きく、高速化は車体の設計だけでなく、運用面でのヘルメット着用、衝突後の人の挙動でダメージを受けるリスクを低減する車体形状などの対策が必要なことが判明した。
 本プロジェクトの成果は(株)日立産機システムと(株)日立製作所でそれぞれ製品化すると共に、プロジェクトで得られた知見は無人搬送車のJIS規格改定に反映する。
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 of the forklift type in delivery center based on safety technology (FY2011-FY2013) Final Report

In NEDO, industry of Personal care robot carried out personal care robot practical use project for the fields where it was expected becoming it for from 2009 to 2013.
Perform validation affecting functional safety and inherent safety, and the acquisition, storage analyzes safety data; of the safety verified methodology carried it out
Hitachi Industrial Equipment Systems Co.,Ltd. and Hitachi, Ltd. participated in it by development of the fork-lift typed AGV to use in a delivery center in autonomic mobile servant robots from 2011. Hitachi Industrial Equipment Systems Co.,Ltd. developed safe support system by 3D obstacle sensor, and Hitachi, Ltd. was in charge of development pro-design and manufacture, security of the fork lift type anthropomorphic dummy.
3D obstacle sensor supported 2D laser range finder by gimbal construction and expanded the data in the three dimensions by adding longitudinal scanning. It output the data that removed a part equivalent to a floor and a ceiling part from the data that scanned in real time. It can detect the seamless obstacle from a long distance to the short distance by detecting an obstacle in three dimensions and can convey the high speed at the narrowness place by using the check with the electron map of the guidance and control by the self-position estimate together. The safety system protects the interpersonal contact of all people of the car body including the blind spot of 3D obstacle sensor and, among the travel of the fork lift, protects handling freight work interpersonal contact including the loading and unloading of the pallet. We could realize functional safety to usually work at the time of abnormality of the control by using safety support system and a safety system together and was able to inspect the effect.
In addition, we performed the impact-test and quantified damage at the time of the impact with the human body. The primary impact with AGV and the dummy, it was confirmed conventionally that even the impact that speeded up 60m/min said to be safety in a rate of 180mm/min did not reach the effect serious promptly. On the other hand, as for the secondary impact with the dummy and the floor occurring approximately one second after primary impact, the bombardment is big. Speedup was not only a design of the AGV, and it became clear that measures such as the AGV body shape which reduced a risk to receive helmet wearing, damage at the time of the use were necessary.
The result of this project manufactures it in Hitachi Industrial Equipment Systems Co.,Ltd. and Hitachi, Ltd. In addition, the knowledge provided by a project reflects it for a JIS standards revision of the AGV.
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