衝突検知アルゴリズム

衝突検知アルゴリズムとは、ロボットが外部物体や人と接触・衝突したことをリアルタイムで検出するための制御ロジックです。

関節トルク、モータ電流、加速度、力覚センサーなどの情報を解析し、異常負荷を判定します。

協働ロボットでは安全機能の中核を担う重要技術です。

■検知の仕組み

主な検知方式は以下です。

• モータ電流監視方式

• トルク推定方式（モデルベース）

• 力覚センサー方式

• 加速度・振動解析

  
  

ダイナミクスモデルと組み合わせて外力を推定する方式が一般的です。

■判定ロジック

衝突検知では、

• しきい値比較

• トルク偏差解析

• 異常加速度検出

• フィルタリング処理

  
  

を組み合わせ、誤検知を防ぎながら即応性を確保します。

応答速度と誤検出率のバランス設計が重要です。

■協働ロボットでの役割

協働用途では、

• 人との接触検知

• 即時停止（SS1／STO）

• 力制限監視

• ISO 10218／ISO/TS 15066適合

  
  

に不可欠です。

安全基準に基づく力・圧力制限値管理が求められます。

■設計時の重要ポイント（プロ視点）

検討すべき要素は以下です。

• サンプリング周期

• しきい値設定

• ダイナミクスモデル精度

• 摩擦補償精度

• フィルタ設計

  
  

特に重要なのは、通常負荷と衝突負荷を正確に区別できるモデル精度です。

過敏すぎる設定は誤停止の原因になります。

■オフライン検証との関係

衝突検知アルゴリズムは、

• デジタルツイン

• シミュレータ検証

• ログデータ分析

  
  

と組み合わせて最適化されます。

事前検証が安全性向上につながります。