この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令のPart 1 で説明されています。特に、さまざまな種類の ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令のPart 2 の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則に対する ISO の遵守に関する情報については、 www を参照してください。 .iso.org/iso/foreword.html .
この文書は技術委員会 ISO/TC 299, Roboticsによって作成されました。
ISO 18646 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトで見つけることができます。
序章
このドキュメントは、モバイル サービス ロボットのナビゲーションのパフォーマンス基準とテスト方法を指定することを目的としています。パフォーマンス特性を定義し、それらがどのように指定されているかを説明し、それらをテストする方法を推奨しています。
このドキュメントでテスト方法が示されている特性は、ロボットのパフォーマンスに大きく影響すると考えられる特性です。このドキュメントの読者は、特定の要件に従って、どの性能特性をテストするかを選択することを意図しています。
このドキュメントで指定されている性能基準は、安全要件の検証または妥当性確認として解釈されることを意図していません。
1 スコープ
このドキュメントでは、モバイル サービス ロボットのナビゲーション パフォーマンスを指定および評価する方法について説明します。このドキュメントのナビゲーション パフォーマンスは、ポーズの精度と再現性、および障害物を検出して回避する能力によって測定されます。ナビゲーション パフォーマンスのその他の測定値を利用できますが、このドキュメントでは説明しません。
基準および関連する試験方法は、移動面に接触するモバイル プラットフォームにのみ適用されます。マニピュレータの特性評価については、ISO 9283 が適用されます。
このドキュメントでは、屋内環境のみを扱います。ただし、付属書 A で説明されているように、示されたテストは、屋外環境で動作するロボットにも適用できます。
このドキュメントは、安全要件の検証または妥当性確認には適用されません。テスト中のテスト担当者の安全要件は扱いません。
2 参考文献
以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、本文で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 7176-13, 車椅子 — Part 13: 試験面の摩擦係数の決定
- ISO 8373:2012, ロボットおよびロボット装置 — 語彙
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、ISO 8373 および以下に記載されている用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。
3.1
ロボット
意図したタスクを実行するために、その環境内を移動する、ある程度の自律性を備えたプログラムされた作動メカニズム
注記 1ロボットには、制御システムと制御システムのインターフェースが含まれます。
注記2産業用ロボット又は サービスロボット(3.4) へのロボットの分類は，意図された用途に従って行われる。
[出典: ISO 8373:2012, 2.6, 修正 — 「2 軸以上のプログラム可能な作動機構」という言葉は、「プログラムされた作動機構」に置き換えられました。]
3.2
移動ロボット
自分の制御下で移動できる ロボット (3.1)
注記 1: 移動ロボットは，マニピュレータの有無にかかわらず 移動プラットフォーム(3.3) であることができる。
[出典: ISO 8373:2012, 2.13]
3.3
モバイルプラットフォーム
移動を可能にする 移動ロボット（3.2） のすべてのコンポーネントの組み立て
注記1可動プラットフォームには， 負荷（3.6） を支持するために使用できるシャーシを含めることができる。
注記2 「基地」という用語と混同される可能性があるため、「移動基地」という用語を使用して移動プラットフォームを説明しないことをお勧めします。
[出典: ISO 8373:2012, 3.18]
3.4
サービスロボット
ロボット（3.1） で、産業用オートメーション用途を除く、人間または機器のために有用なタスクを実行する
注記 1:産業用自動化アプリケーションには、製造、検査、パッケージング、および組み立てが含まれますが、これらに限定されません。
注記 2:生産ラインで使用される多関節ロボットは産業用ロボットですが、食品の提供に使用される同様の多関節ロボットはサービス ロボットです。
[出典: ISO 8373:2012, 2.10]
3.5
ナビゲーション
ローカリゼーションと環境マップから導き出された進行方向の決定と制御
注記1:ナビゲーションには、ポーズからポーズへの移動と完全な範囲のカバーのための パス (3.14) 計画を含めることができます。
[出典: ISO 8373:2012, 7.6]
3.6
ロード
速度及び加速度の特定の条件下で様々な運動方向に沿って加えることができる機械的インターフェース又は 可動プラットフォーム(3.3) における力及び/又はトルク。
注記 1:負荷は、質量、慣性モーメント、および ロボットによってサポートされる静的および動的な力の関数です (3.1) 。
[出典: ISO 8373:2012, 6.2.1]
3.7
定格荷重
性能仕様を低下させることなく、 通常の動作条件（3.9） で機械的インターフェースまたは モバイルプラットフォーム（3.3） に適用できる最大 荷重（3.6） 。
注記 1:定格負荷には、エンド エフェクタ、付属品、ワークピースの慣性効果が含まれます (該当する場合)
[出典: ISO 8373:2012, 6.2.2]
3.8
定格速度
通常の動作条件 (3.9) で 定格負荷 (3.7) を装備した 可動プラットフォーム (3.3) の最大速度
[出典: ISO 18646-1:2016, 3.11]
3.9
通常の動作条件
製造業者によって指定されたロボットの性能 （3.1） が有効である範囲内で、ロボットの性能に影響を与える可能性のある環境条件およびその他のパラメータ（電力供給の不安定性、電磁場など）の範囲
注記 1:環境条件には、例えば、温度と湿度が含まれます。
[出典: ISO 8373:2012, 6.1]
3.10
タスクプログラム
ロボット（3.1） またはロボットシステムの特定の意図されたタスクを定義する動作および補助機能のための命令のセット。
注記 1:このタイプのプログラムは、通常、ロボットの設置後に生成され、訓練を受けた人が定義された条件下で変更できます。
注記 2:アプリケーションは一般的な作業領域です。タスクはアプリケーション内で固有です。
[出典: ISO 8373:2012, 5.1.1]
3.11
ポーズ
空間内の位置と向きの組み合わせ
注記 1:マニピュレータのポーズは、通常、エンド エフェクタまたは機械的インターフェースの位置と方向を指します。
注記2 移動ロボット（3.2） のポーズには， 移動プラットフォーム（3.3） 及び移動プラットフォームに取り付けられた任意のマニピュレータの世界座標系に関する一連のポーズを含めることができる。
注記3平面に接触する移動ロボットの場合、向きは通常、基準方向に対する平面の法線を中心としたスカラー角度です。
[出典: ISO 8373:2012, 4.5, modified — 注 3 をエントリに追加]
3.12
コマンドポーズ
プログラムされたポーズ
タスクプログラム（3.10） によって指定された ポーズ（3.11 ）
[出典: ISO 8373:2012, 4.5.1]
3.13
達成されたポーズ
コマンドポーズ（3.12） に応答して ロボット（3.1） によって達成される ポーズ（3.11 ）
[出典: ISO 8373:2012, 4.5.2]
3.14
道
順序付けられた ポーズのセット (3.11)
[出典: ISO 8373:2012, 4.5.4]
3.15
クラスター
精度と再現性特性を計算するために使用される測定点のセット
[出典: ISO 9283:1998, 3.1, 修正]
3.16
重心
座標が点の クラスタ (3.15) の平均値である点
[出典: ISO 9283:1998, 3.2, 修正]
参考文献
| [1] | ISO 9283:1998, 産業用ロボットの操作 — 性能基準および関連する試験方法 |
| [2] | ISO 13482, ロボットおよびロボット装置 — パーソナル ケア ロボットの安全要件 |
| [3] | ISO 13856-3, 機械の安全性 — 感圧保護装置 — Part 3: 感圧バンパー、プレート、ワイヤー、および類似の装置の設計と試験の一般原則 |
| [4] | ISO 18646-1:2016, ロボティクス — サービス ロボットの性能基準および関連試験方法 — Part 1: 車輪付きロボットの移動 |
| [5] | IEC/TS 61496-4-3, 機械の安全性 — 電気に敏感な保護装置 — Part 4-3: 視覚ベースの保護装置 (VBPD) を使用する機器の特定要件 — ステレオ ビジョン技術 (VBPDST) を使用する場合の追加要件 |
| [6] | ASTM F3244-17, ナビゲーションの標準試験方法: 定義済みエリア |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 299, Robotics.
A list of all parts in the ISO 18646 series can be found on the ISO website.
Introduction
This document is intended to specify performance criteria and test method for navigation of mobile service robots. It defines performance characteristics, describes how they are specified and recommends how to test them.
The characteristics for which test methods are given in this document are those considered to affect robot performance significantly. It is intended that the reader of this document selects which performance characteristics are to be tested, in accordance with the specific requirements.
The performance criteria specified in this document are not intended to be interpreted as the verification or validation of safety requirements.
1 Scope
This document describes methods of specifying and evaluating the navigation performance of mobile service robots. Navigation performance in this document is measured by pose accuracy and repeatability, as well as the ability to detect and avoid obstacles. Other measures of navigation performance are available but are not covered in this document.
The criteria and related test methods are applicable only to mobile platforms that are in contact with the travel surface. For evaluating the characteristics of manipulators, ISO 9283 applies.
This document deals with indoor environments only. However, the depicted tests can also be applicable for robots operating in outdoor environments, as described in Annex A.
This document is not applicable for the verification or validation of safety requirements. It does not deal with safety requirements for test personnel during testing.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 7176-13, Wheelchairs — Part 13: Determination of coefficient of friction of test surfaces
- ISO 8373:2012, Robots and robotic devices — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 8373 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
robot
programmed actuated mechanism with a degree of autonomy, moving within its environment, to perform intended tasks
Note 1 to entry: A robot includes the control system and interface of the control system.
Note 2 to entry: The classification of robot into industrial robot or service robot (3.4) is done according to its intended application.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 2.6, modified — The words “actuated mechanism programmable in two or more axes” have been replaced with “programmed actuated mechanism”.]
3.2
mobile robot
robot (3.1) able to travel under its own control
Note 1 to entry: to entry: A mobile robot can be a mobile platform (3.3) with or without manipulators.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 2.13]
3.3
mobile platform
assembly of all components of the mobile robot (3.2) which enables locomotion
Note 1 to entry: A mobile platform can include a chassis which can be used to support a load (3.6) .
Note 2 to entry: Because of possible confusion with the term “base”, it is advisable not to use the term “mobile base” to describe a mobile platform.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 3.18]
3.4
service robot
robot (3.1) that performs useful tasks for humans or equipment excluding industrial automation applications
Note 1 to entry: Industrial automation applications include, but are not limited to, manufacturing, inspection, packaging, and assembly.
Note 2 to entry: While articulated robots used in production lines are industrial robots, similar articulated robots used for serving food are service robots.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 2.10]
3.5
navigation
deciding on and controlling the direction of travel, derived from localization and the environment map
Note 1 to entry: Navigation can include path (3.14) planning for pose-to-pose travel and complete area coverage.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 7.6]
3.6
load
force and/or torque at the mechanical interface or mobile platform (3.3) which can be exerted along the various directions of motion under specified conditions of velocity and acceleration
Note 1 to entry: The load is a function of mass, moment of inertia, and static and dynamic forces supported by the robot (3.1) .
[SOURCE: ISO 8373:2012, 6.2.1]
3.7
rated load
maximum load (3.6) that can be applied to the mechanical interface or mobile platform (3.3) in normal operating conditions (3.9) without degradation of any performance specification
Note 1 to entry: The rated load includes the inertial effects of the end effector, accessories and workpiece, where applicable.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 6.2.2]
3.8
rated speed
maximum speed of mobile platform (3.3) equipped with rated load (3.7) in normal operating conditions (3.9)
[SOURCE: ISO 18646-1:2016, 3.11]
3.9
normal operating conditions
range of environmental conditions and other parameters which can influence robot performance (such as electrical supply instability, electromagnetic fields) within which the performance of the robot (3.1) specified by the manufacturer is valid
Note 1 to entry: Environmental conditions include, for example, temperature and humidity.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 6.1]
3.10
task program
set of instructions for motion and auxiliary functions that define the specific intended task of the robot (3.1) or robot system
Note 1 to entry: This type of program is usually generated after the installation of the robot and can be modified by a trained person under defined conditions.
Note 2 to entry: An application is a general area of work; a task is specific within the application.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 5.1.1]
3.11
pose
combination of position and orientation in space
Note 1 to entry: Pose for the manipulator normally refers to the position and orientation of the end effector or the mechanical interface.
Note 2 to entry: Pose for a mobile robot (3.2) can include the set of poses of the mobile platform (3.3) and of any manipulator attached to the mobile platform, with respect to the world coordinate system.
Note 3 to entry: For mobile robots in contact with a flat surface, orientation is typically a scalar angle about the normal to the flat surface, with respect to a reference direction.
[SOURCE: ISO 8373:2012, 4.5, modified —Note 3 to entry has been added.]
3.12
command pose
programmed pose
pose (3.11) specified by the task program (3.10)
[SOURCE: ISO 8373:2012, 4.5.1]
3.13
attained pose
pose (3.11) achieved by the robot (3.1) in response to the command pose (3.12)
[SOURCE: ISO 8373:2012, 4.5.2]
3.14
path
ordered set of poses (3.11)
[SOURCE: ISO 8373:2012, 4.5.4]
3.15
cluster
set of measured points used to calculate the accuracy and the repeatability characteristics
[SOURCE: ISO 9283:1998, 3.1, modified]
3.16
barycentre
point whose coordinates are the mean values of a cluster (3.15) of points
[SOURCE: ISO 9283:1998, 3.2, modified]
Bibliography
| [1] | ISO 9283:1998, Manipulating industrial robots — Performance criteria and related test methods |
| [2] | ISO 13482, Robots and robotic devices — Safety requirements for personal care robots |
| [3] | ISO 13856-3, Safety of machinery — Pressure-sensitive protective devices — Part 3: General principles for design and testing of pressure-sensitive bumpers, plates, wires and similar devices |
| [4] | ISO 18646-1:2016, Robotics — Performance criteria and related test methods for service robots — Part 1: Locomotion for wheeled robots |
| [5] | IEC/TS 61496-4-3, Safety of machinery — Electro-sensitive protective equipment — Part 4-3: Particular requirements for equipment using vision based protective devices (VBPD) — Additional requirements when using stereo vision techniques (VBPDST) |
| [6] | ASTM F3244–17, Standard Test Method for Navigation: Defined Area |