JP5949477B2 - Remote control method and remote control device for moving body - Google Patents

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Description

本発明は移動体の遠隔操作方法および遠隔操作装置に関し、特に2足歩行移動体の遠隔操作方法および遠隔操作装置に関する。   The present invention relates to a remote control method and a remote control device for a mobile body, and more particularly to a remote control method and a remote control device for a biped walking mobile body.

近年、人型ロボットを遠隔操作するマスタスレーブシステムが開発されている。特許文献1には、数十個の自由度を有するロボットに対して、操作対象を切り替えながら制御を行う手法が開示されている。これによって、ロボットの手先や足先などの微妙な操作を操作者の手によって行い、その他の単純な動きの操作については操作者の足操作によって行うことを可能にし、超多自由度の関節を操作するものである。   In recent years, a master-slave system for remotely operating a humanoid robot has been developed. Patent Document 1 discloses a technique of controlling a robot having several tens of degrees of freedom while switching an operation target. This makes it possible to perform subtle operations such as the robot's hands and toes with the operator's hand, and other simple movement operations can be performed with the operator's feet, and the joint with super-multiple degrees of freedom. To operate.

特開2005−066752号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-066752

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、操作者の動きと操作対象のロボットの動きとに差があり、操作者がロボットを直感的に操作することが難しいという問題点があった。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that there is a difference between the movement of the operator and the movement of the robot to be operated, and it is difficult for the operator to intuitively operate the robot.

本出願は、このような問題を解決するためになされたものであり、操作者が自身の動きを直感的に移動体へと反映させることが可能な移動体の遠隔操作方法および遠隔操作装置を提供することを目的とするものである。   The present application has been made to solve such a problem, and provides a remote control method and a remote control device for a moving body that allow an operator to intuitively reflect his / her movements to the moving body. It is intended to provide.

一実施の形態において、移動体の遠隔操作方法は、2足歩行型移動体の歩行をマスタスレーブ方式により操作者が遠隔操作する移動体の遠隔操作方法であって、前記操作者の足のうち少なくとも一方が接地されている場合に、当該接地されている前記操作者の足の位置座標を前記操作者の支持脚位置座標として少なくとも取得し、前記接地されている前記操作者の足とは異なる足が接地状態から離床状態に変化した場合に、前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を前記操作者の遊脚位置座標として取得し、前記操作者の前記支持脚位置座標に対する前記操作者の前記遊脚位置座標の相対位置に基づいて前記移動体の遊脚の位置座標を算出し、当該算出した前記移動体の前記遊脚の位置座標に基づいて前記移動体を歩行させるものである。このような構成により、操作者が自身の動きを直感的に移動体へと反映させることが可能になる。   In one embodiment, the remote control method for a mobile body is a remote control method for a mobile body in which an operator remotely controls the walking of a biped mobile body by a master-slave method, When at least one of them is grounded, at least the position coordinates of the grounded operator's foot are acquired as the support leg position coordinates of the operator, and are different from the grounded operator's foot. When the foot changes from the grounded state to the floor leaving state, the position coordinate of the different foot of the operator who has left the floor is acquired as the swing leg position coordinate of the operator, and the position of the operator relative to the position coordinate of the support leg is acquired. Calculating the position coordinates of the free leg of the movable body based on the relative position of the free leg position coordinates of the operator, and causing the movable body to walk based on the calculated position coordinates of the free leg of the movable body A. With such a configuration, the operator can intuitively reflect his / her movement on the moving body.

また、前記接地されている前記操作者の足が、接地された状態を維持したまま前記操作者の前記支持脚位置座標が変化した場合には、当該支持脚位置座標の変化を、前記移動体の前記支持脚の位置の変化に反映させないようにしてもよい。このような構成により、操作者自身が実際に移動することなく2足歩行移動体に歩行指示を与えることができ、2足歩行移動体をどこまでも移動させることができる。   Further, when the support leg position coordinate of the operator changes while the ground of the grounded operator's foot is maintained in a grounded state, the change of the support leg position coordinate is changed to the moving body. You may make it not reflect in the change of the position of the said support leg. With such a configuration, the operator can give a walking instruction to the biped walking moving body without actually moving, and the biped walking moving body can be moved anywhere.

さらにまた、前記操作者が椅子に着座した場合に前記操作者が前記椅子に及ぼす荷重とは反対方向に作用する力であって前記荷重よりも小さな力を発生させ、前記椅子の座面の高さを取得し、当該取得した座面の高さに基づいて前記移動体が歩行する際の腰位置の高さを指示するようにしてもよい。   Furthermore, when the operator sits on the chair, a force that acts in a direction opposite to the load that the operator exerts on the chair and that is smaller than the load is generated, and the height of the seat surface of the chair is increased. You may make it instruct | indicate the height of the waist position when the said mobile body walks based on the height of the acquired said seat surface.

また、前記移動体が歩行しようとする環境の環境認識結果を取得し、前記操作者の現在の遊脚位置座標に基づく前記移動体の遊脚の位置座標を取得し、当該取得した前記移動体の遊脚の位置座標から地面に向けて垂直に下げたと仮定した場合に、前記該移動体の足が地面と接地するときの前記移動体の足の位置座標を、前記移動体の足先接地予想位置として算出し、前記取得した環境認識結果と、前記算出した前記移動体の足先接地予想位置と、を画像に重ね合わせて前記操作者に情報提示し、前記環境認識結果と前記足先接地予想位置との間の干渉を考慮して、前記操作者によって前記操作者の足位置を変更させるようにしてもよい。   In addition, an environment recognition result of an environment in which the mobile body is going to walk is acquired, the position coordinates of the free leg of the mobile body based on the current free leg position coordinates of the operator are acquired, and the acquired mobile body Assuming that the position of the free leg of the moving body is lowered vertically toward the ground, the position coordinates of the moving body when the foot of the moving body is in contact with the ground are expressed as follows: Calculated as an expected position, the obtained environment recognition result and the calculated predicted foottip contact position of the moving body are superimposed on an image and presented to the operator, and the environment recognition result and the foottip The operator's foot position may be changed by the operator in consideration of interference with the expected ground contact position.

さらにまた、前記操作者が椅子に自然な着座姿勢において着座した場合における、前記操作者の足先位置および腰位置の前後方向における相対距離をオフセット量として算出し、前記操作者の支持脚位置と腰位置との相対位置に対して前記算出したオフセット量を加えた値を、前記移動体が歩行する際の並進方向腰位置として指示するようにしてもよい。   Furthermore, when the operator is seated on the chair in a natural sitting posture, the relative distance in the front-rear direction of the operator's foot position and waist position is calculated as an offset amount, and the operator's support leg position A value obtained by adding the calculated offset amount to the relative position to the waist position may be designated as the translational waist position when the moving body walks.

また、前記接地されている前記操作者の足の位置座標を、前記操作者の足下に設けたタッチパネルを用いて取得し、前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を、モーションセンサを用いて取得するようにしてもよい。   Further, the position coordinates of the operator's feet that are grounded are acquired using a touch panel provided under the operator's feet, and the position coordinates of the different feet of the operator who has left the floor are obtained by using a motion sensor. You may make it acquire using.

さらにまた、前記接地されている前記操作者の足の位置座標を、前記操作者の足裏に設けたトラックボールを用いて取得し、前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を、前記操作者の足に装着した外骨格型動作認識装置を用いて取得するようにしてもよい。   Furthermore, the position coordinates of the operator's feet that are grounded are obtained using a trackball provided on the sole of the operator's feet, and the position coordinates of the different feet of the operator who has left the floor are obtained, You may make it acquire using the exoskeleton type | mold motion recognition apparatus with which the said operator's leg | foot was mounted | worn.

また、他の一実施の形態において、移動体の遠隔操作装置は、2足歩行型移動体の歩行をマスタスレーブ方式により操作者が遠隔操作する移動体の遠隔操作装置であって、前記操作者の足の接地の有無および当該足が接地されている場合に当該足の位置座標を検出する足接地状態検出部と、前記操作者の足が接地状態から離床状態に変化した場合に、当該離床した前記操作者の足の位置座標を取得する足位置座標取得部と、前記足接地状態検出部および前記足位置座標取得部からの出力信号に基づいて所定の処理を実行し、前記移動体に対して動作指令信号を出力する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作者の足のうち少なくとも一方が接地されている場合に、当該接地されている前記操作者の足の位置座標を前記操作者の支持脚位置座標として少なくとも取得し、前記接地されている前記操作者の足とは異なる足が接地状態から離床状態に変化した場合に、前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を前記操作者の遊脚位置座標として取得し、前記操作者の前記支持脚位置座標に対する前記操作者の前記遊脚位置座標の相対位置に基づいて前記移動体の遊脚の位置座標を算出し、当該算出した前記移動体の前記遊脚の位置座標に基づいて前記移動体を歩行させるものである。このような構成により、操作者が自身の動きを直感的に移動体へと反映させることが可能になる。   In another embodiment, the mobile remote control device is a mobile remote control device in which an operator remotely controls the walking of a biped walking mobile body by a master-slave method. A foot contact state detection unit that detects the presence / absence of the contact of the foot and the position coordinate of the foot when the foot is grounded; and when the operator's foot changes from the contact state to the leave state, A predetermined position processing based on output signals from the foot position coordinate acquisition unit, the foot contact state detection unit, and the foot position coordinate acquisition unit for acquiring the position coordinates of the operator's foot, and A control unit that outputs an operation command signal to the position of the operator's foot that is grounded when at least one of the operator's feet is grounded. The operator's support leg position When at least a foot that is different from the grounded operator's foot is changed from the grounded state to the floored state, the position coordinates of the different foot of the operator who has left the floor are obtained. Obtained as the free leg position coordinates, and calculates the position coordinates of the free leg of the moving body based on the relative position of the operator's free leg position coordinates with respect to the support leg position coordinates of the operator, The moving body is caused to walk based on the position coordinates of the free leg of the moving body. With such a configuration, the operator can intuitively reflect his / her movement on the moving body.

本発明により、操作者が自身の動きを直感的に移動体へと反映させることが可能な移動体の遠隔操作方法および遠隔操作装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a remote control method and a remote control device for a moving body that allow an operator to reflect his / her movement intuitively on the moving body.

実施の形態1に係る移動体の遠隔操作装置1の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a mobile remote control device 1 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る前進方向のフットステップの反映方法を説明する図である。It is a figure explaining the reflection method of the foot step of the advancing direction which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る横進方向のフットステップの反映方法を説明する図である。It is a figure explaining the reflection method of the foot step of the horizontal direction which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る前進方向の遊脚軌道の再現方法を説明するための図である。6 is a diagram for explaining a method of reproducing the forward leg trajectory in the forward direction according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る腰姿勢の操作方法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a waist posture operating method according to the first embodiment. 実施の形態1に係る操作者2の踏ん張り力に応じた腰高さの操作方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation method of the waist height according to the tension force of the operator 2 which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る操作者2への情報提示画像を説明するための図である。6 is a diagram for describing an information presentation image to an operator 2 according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る3種類の足先接地予想位置姿勢を例示する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating three types of predicted foot contact position / posture according to the first embodiment. 実施の形態1に係る足先接地予想位置姿勢に対して想定される床反力中心点を表示する図である。It is a figure which displays the floor reaction force center point assumed with respect to the foot contact | abutting ground contact expected position posture which concerns on Embodiment 1. FIG. その他の実施の形態に係る移動体の遠隔操作装置1の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the remote control apparatus 1 of the moving body which concerns on other embodiment. その他の実施の形態に係る腰の並進位置と足先位置の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the translation position of the waist | hip | lumbar which concerns on other embodiment, and a foot tip position. その他の実施の形態に係る腰の並進位置と足先位置の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the translation position of the waist | hip | lumbar which concerns on other embodiment, and a foot tip position.

<発明の実施の形態1>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、移動体の遠隔操作装置1の概略構成を示す。遠隔操作装置1は、移動体の一例としてのロボット20の動きを操作する。この遠隔操作装置1により、操作者2は、椅子7に着座したままの状態で、任意の足運び(足先の位置・姿勢の時系列情報)をロボット20に対して指示可能にする。
<Embodiment 1 of the Invention>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a remote control device 1 for a moving body. The remote control device 1 operates the movement of the robot 20 as an example of a moving body. With this remote operation device 1, the operator 2 can instruct the robot 20 to carry any foot (time-series information on the position and posture of the toes) while sitting on the chair 7.

遠隔操作装置1は、足接地状態検出部の一例としてのタッチパネル5と、足位置座標取得部の一例としてのモーションセンサ6と、操作者2が着座する椅子7と、ロボット20の操作に必要な所定の処理を実行する制御部30と、を備えている。   The remote operation device 1 is necessary for the operation of the touch panel 5 as an example of the foot contact state detection unit, the motion sensor 6 as an example of the foot position coordinate acquisition unit, the chair 7 on which the operator 2 is seated, and the robot 20. And a control unit 30 that executes predetermined processing.

タッチパネル5は、大型のマルチタッチ対応パネルである。タッチパネル5は、操作者2の足の接地の有無や、接地している操作者2の足の位置座標、足の向き、足のスライドを検出する。モーションセンサ6は、離床した操作者2の遊脚の位置座標・姿勢を取得する。   The touch panel 5 is a large multi-touch compatible panel. The touch panel 5 detects the presence / absence of the foot of the operator 2, the position coordinates of the foot of the operator 2 who is grounded, the direction of the foot, and the slide of the foot. The motion sensor 6 acquires the position coordinates / posture of the free leg of the operator 2 who has left the floor.

制御部30は、タッチパネル5およびモーションセンサ6からの出力信号に基づいて所定の処理を実行し、ロボット20に対して動作指令信号を出力する。なお、制御部30は、例えば、演算処理等と行うCPU(Central Processing Unit)と、CPUによって実行される演算プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)と、処理データ等を一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)と、を有するマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。また、これらCPU、ROM、及びRAMは、データバス等によって相互に接続されている。   The control unit 30 executes predetermined processing based on output signals from the touch panel 5 and the motion sensor 6 and outputs an operation command signal to the robot 20. The control unit 30 temporarily stores, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs arithmetic processing, a ROM (Read Only Memory) that stores arithmetic programs executed by the CPU, processing data, and the like. A hardware configuration is provided with a microcomputer having a random access memory (RAM) as a center. The CPU, ROM, and RAM are connected to each other by a data bus or the like.

本実施の形態では、遠隔操作装置1が操作対象とするロボット20として、人類に類似した下肢を有する2足歩行型のロボット20を例に説明する。ロボット20は、各関節を任意の角度に変化させることができる周知の構成を備えている。ロボット20は、動作指令信号により指定した足先位置にその足先を動作可能であると共に、全身バランスを考慮した姿勢へとリアルタイムにその姿勢を修正することが可能な周知のシステムを備えている。ロボット20は、ロボット20の周辺環境(例えば、路面状況や障害物状況など)を認識できる周知の構成を備えていてもよい。また、ロボット20は、画像による情報を操作者2に提示可能な、周知の映像提示部を備えていてもよい。   In the present embodiment, a biped walking robot 20 having lower limbs similar to mankind will be described as an example of the robot 20 to be operated by the remote operation device 1. The robot 20 has a known configuration capable of changing each joint to an arbitrary angle. The robot 20 includes a well-known system that can move the toes at a toe position designated by an operation command signal and can correct the posture in real time to a posture that considers the whole body balance. . The robot 20 may have a known configuration that can recognize the surrounding environment of the robot 20 (for example, a road surface condition or an obstacle condition). Further, the robot 20 may include a known video presentation unit that can present information by an image to the operator 2.

詳細は後述するが、本実施の形態に係るロボット20のマスタスレーブ式遠隔操作手法は、操作対象ロボット20の上肢の動きに加え、その下肢の動きに関して、操作者2の動きをそのままトレースして直感的に動作させることを可能にする。   Although details will be described later, the master-slave remote operation method of the robot 20 according to the present embodiment traces the movement of the operator 2 as it is with respect to the movement of the lower limb in addition to the movement of the upper limb of the operation target robot 20. It makes it possible to operate intuitively.

ロボット20の全身動作を操作するための処理として、以下のステップ1〜4を含む。ここで、本実施の形態にかかるロボット20の遠隔操作方法は、主に、「ステップ2:下肢(フットパターン)の操作」、「ステップ3.2:腰高さの操作」、「ステップ4:足先接地予想位置姿勢の情報提示」に関してその特徴を有するため、これらのステップについて重点的に説明し、他のステップについてはその詳細な説明を省略する。
ステップ1:上肢の操作
ステップ2:下肢(フットパターン)の操作
ステップ3:腰位置姿勢の操作
ステップ3.1:腰姿勢の操作
ステップ3.2:腰高さの操作
ステップ4:足先接地予想位置姿勢の情報提示
Processing for operating the whole body motion of the robot 20 includes the following steps 1 to 4. Here, the remote operation method of the robot 20 according to the present embodiment mainly includes “Step 2: Operation of the lower limb (foot pattern)”, “Step 3.2: Operation of the waist height”, and “Step 4: Feet”. Since it has the characteristics regarding “presentation of information on the predicted position and orientation of the previous contact”, these steps will be described with emphasis, and detailed descriptions of the other steps will be omitted.
Step 1: Upper limb operation Step 2: Lower limb (foot pattern) operation Step 3: Waist position / posture operation Step 3.1: Waist posture operation Step 3.2: Waist height operation Step 4: Foottip ground contact position Presentation of posture information

ステップ1:上肢の操作
制御部30は、操作者2の上肢の動きを周知の動き取得部(不図示)により取得し、取得した操作者2の動きを、関節角度もしくは手先位置・姿勢の動作指令としてロボット20に与えることで、ロボット20の上肢を動作させることが可能である。ロボット20の上肢をこのように遠隔操作する技術は、多くの従来技術において実現されており、例えば、動き取得部の一例として、外骨格型マスタ装置やモーションキャプチャなどのモーションセンサを用いて、操作者の上肢の動きを取得すればよい。なお、ロボット20の上肢の遠隔操作に関しては周知の技術を採用すればよいため、ここではその詳細な説明を省略する。
Step 1: Upper Limb Operation The control unit 30 acquires the movement of the upper limb of the operator 2 by a known movement acquisition unit (not shown), and the acquired movement of the operator 2 is a motion of the joint angle or the hand position / posture. By giving the robot 20 as a command, the upper limb of the robot 20 can be operated. The technology for remotely operating the upper limb of the robot 20 in this way is realized in many conventional technologies. For example, as an example of the motion acquisition unit, an operation using a motion sensor such as an exoskeleton type master device or motion capture is performed. What is necessary is just to acquire a motion of a person's upper limb. Note that a well-known technique may be employed for remote operation of the upper limb of the robot 20, and therefore detailed description thereof is omitted here.

ステップ2:下肢(フットパターン)の操作
再び図1を参照して、ロボット20の下肢の操作について説明する。
操作者2が椅子7に着座した姿勢のまま、その両足3,4をタッチパネル5上で動作させると、操作者2がどこに足を接地し、また、どのようにその足を滑らせて動かしたか(スライドさせたか)が、タッチパネル5によって検出される。例えば図1に示すように、操作者2の右足3がどこに接地しているのか、また、右足3をスライドさせて動かしたが検出される。
Step 2: Operation of Lower Limb (Foot Pattern) With reference to FIG. 1 again, operation of the lower limb of the robot 20 will be described.
When the operator 2 is sitting on the chair 7 and moves both feet 3 and 4 on the touch panel 5, where the operator 2 touches the foot and how the foot slides and moves. (It has been slid) is detected by the touch panel 5. For example, as shown in FIG. 1, it is detected where the right foot 3 of the operator 2 is in contact with the ground, and whether the right foot 3 is slid and moved.

また、操作者2が、タッチパネル5から足を持ち上げて動かすと、その足先位置や足先姿勢が、モーションセンサ6によって取得される。例えば図1に示すように、操作者2の左足4が離床すると、遊脚となった左足4の位置・姿勢が取得される。なお、モーションセンサ6は、例えば、モーションキャプチャやKinect(登録商標)デバイスなどの周知の動作検出装置を用いることができる。モーションセンサ6は、離床した操作者2の遊脚の位置・姿勢を逐次取得することができる。   Further, when the operator 2 lifts and moves his / her foot from the touch panel 5, the foot position and foot position are acquired by the motion sensor 6. For example, as shown in FIG. 1, when the left foot 4 of the operator 2 leaves the floor, the position / posture of the left foot 4 that has become a free leg is acquired. The motion sensor 6 may be a known motion detection device such as a motion capture or Kinect (registered trademark) device. The motion sensor 6 can sequentially acquire the position / posture of the free leg of the operator 2 who has left the floor.

ここで、この遠隔操作装置1を用いた操作インタフェース上において、操作者2の足3,4の動きをロボット20に単にトレースさせただけでは、ロボット20の足をバタバタと動かすことになるだけで、歩行には結びつかない。そこで、以下に説明する処理方法によって、制御部30が歩行パターンへの変換を行う。   Here, if the robot 20 simply traces the movement of the legs 3 and 4 of the operator 2 on the operation interface using the remote operation device 1, the robot 20's legs are only moved to the back and forth. It does not lead to walking. Therefore, the control unit 30 performs conversion into a walking pattern by a processing method described below.

図2は、前進方向のフットステップの反映方法を説明するための図である。同図において、操作者2がロボット20に指示する足運びを図上部に示し、その足運びに対応したロボット20側の歩行パターンを図下部に示す。   FIG. 2 is a diagram for explaining a method of reflecting the foot step in the forward direction. In the same figure, the walking that the operator 2 instructs the robot 20 is shown in the upper part of the figure, and the walking pattern on the robot 20 side corresponding to the walking is shown in the lower part of the figure.

図2上部に示すように、操作者2の足を着床したまま、その足をスライドさせた足運び(実線矢印を用いて示す。)については、同図下部に示すように、その足運びに対応したロボット20の足は支持脚となり、その位置は変化させない。また、同図上部に示すように、離床した操作者2の足の軌道(点線矢印を用いて示す。)を遊脚軌道として、支持脚からの相対位置において、ロボット20側の対応する足を移動させる(同図下部に示す、点線の足跡の移動に対応する)。なお、軌道とは、位置座標および姿勢情報の時系列データを含む情報である。   As shown in the upper part of FIG. 2, with respect to the footsteps (shown using solid line arrows) in which the feet of the operator 2 are slid with the feet of the operator 2 being landed, as shown in the lower part of FIG. The leg of the robot 20 corresponding to the above becomes a supporting leg, and its position is not changed. Further, as shown in the upper part of the figure, the trajectory of the foot of the operator 2 who has left the floor (shown by using a dotted arrow) is set as a free leg trajectory, and the corresponding leg on the robot 20 side at the relative position from the support leg Move (corresponding to the movement of the dotted footprint shown at the bottom of the figure). The trajectory is information including time series data of position coordinates and posture information.

すなわち、制御部30は、「タッチパネル5に操作者2の足が接地している場合には、ロボット20側の対応する足を支持脚として取り扱う。さらに、タッチパネル5に操作者2の足が接地した状態を維持したまま、タッチパネル5上で操作者2の足をスライドさせた場合においても、ロボット20側の対応する足の位置は変更させない」という方針と、「タッチパネル5から操作者2の足が離床した場合には、ロボット20側の対応する足を遊脚として取り扱う。そして、操作者2の支持脚と遊脚との相対位置関係に応じて、ロボット20側の対応する足の位置を変化させる」という方針と、に従って、ロボット20を歩行させるフットパターンの指示を行う。   That is, the control unit 30 treats “when the foot of the operator 2 is grounded on the touch panel 5 as a support leg, the foot of the operator 2 is grounded on the touch panel 5. Even when the operator's 2 foot is slid on the touch panel 5 while maintaining the state, the policy is that the position of the corresponding foot on the robot 20 side is not changed. When the robot leaves the floor, the corresponding leg on the robot 20 side is handled as a free leg, and the position of the corresponding leg on the robot 20 side is determined according to the relative positional relationship between the support leg and the free leg of the operator 2. According to the policy of “change”, the foot pattern for causing the robot 20 to walk is instructed.

このような支持脚および遊脚の取り扱いに関する2つの方針に従ってロボット20へのフットパターン指示を行うことで、操作者2は、着座した状態のままでスライド動作を活用して、移動距離の制限なくロボット20へのフットパターン指示を行うことができる。   By giving a foot pattern instruction to the robot 20 in accordance with the two policies regarding the handling of the support leg and the free leg, the operator 2 can use the sliding motion while sitting down without any restriction on the moving distance. A foot pattern instruction can be given to the robot 20.

図3は、横方向のフットステップの反映方法を説明するための図である。図3では、横方向における歩行への適用例を示している。図3においては、図2を参照して説明した場合と同様にして、前後左右、斜めや旋回など、各種の自在な移動に関しても、同様の指定により対応可能である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of reflecting a lateral foot step. In FIG. 3, the example of application to the walk in a horizontal direction is shown. In the same manner as in the case described with reference to FIG. 2, various free movements such as front and rear, right and left, diagonal and turning can be handled by the same designation in FIG. 3.

図4は、前進方向の遊脚軌道の再現方法を説明するための図である。操作者2の足が遊脚である場合は、その遊脚の位置はタッチパネル5により位置検出することはできないものの、モーションセンサ5を用いて、支持脚に対する遊脚の相対位置姿勢を検出することができる。このため、図4に示すように、任意の足上げ高さや足振りなどの遊脚軌道を、ロボット20に対して遠隔操作指示することが可能である。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method of reproducing the free leg trajectory in the forward direction. In the case where the foot of the operator 2 is a free leg, the position of the free leg cannot be detected by the touch panel 5, but the relative position and orientation of the free leg with respect to the support leg is detected using the motion sensor 5. Can do. For this reason, as shown in FIG. 4, it is possible to instruct the robot 20 to remotely control a free leg trajectory such as an arbitrary foot-lifting height or a foot swing.

以下では、ロボット20に指示する遊脚軌道の算出方法に関して、その定式化について、より詳細に説明する。なお、制御部30により算出される遊脚軌道はロボット20に指示される。ロボット20に指示する遊脚軌道は、ロボット20の足先の位置・姿勢として入力する。ロボット20は、指示された足先の位置・姿勢に基づき、周知の逆運動学や全身バランス計算を解いた上で、各関節の角度を算出する。ロボット20は、算出された関節角度に基づいて各関節を駆動することで、遊脚軌道を実現する。なお、ロボット20が行う各関節角度の算出は、スレーブとなる各ロボット20の処理に依存するため、ここではその詳細な説明を省略する。   In the following, the formulation of the free leg trajectory calculation method instructed to the robot 20 will be described in more detail. The swing leg trajectory calculated by the control unit 30 is instructed to the robot 20. The free leg trajectory instructed to the robot 20 is input as the position / posture of the tip of the robot 20. The robot 20 calculates the angle of each joint after solving known inverse kinematics and whole body balance calculation based on the position and posture of the instructed foot. The robot 20 realizes a free leg trajectory by driving each joint based on the calculated joint angle. Since the calculation of each joint angle performed by the robot 20 depends on the processing of each robot 20 serving as a slave, detailed description thereof is omitted here.

まず、操作者2の左足4が離床し、遊脚となった後に着床するまでの間を例として説明する(図2において、左から2番目および3番目に示した状況に対応する。)。
次に示すように、操作者2およびロボット20の時間tにおける足先位置座標を、3次元のベクトル量(x、y、z)を用いてそれぞれ定義する。なお、例えば、x軸はロボット20の進行方向前方に向けて設定し、y軸方向はx軸方向と同一平面でかつ垂直となる方向に向けて設定し、鉛直方向上方に向けて設定すればよい。
操作者2の左足4の足先位置座標:Lh(t)
操作者2の右足3の足先位置座標:Rh(t)
ロボット20の左足の足先位置座標:Lr(t)
ロボット20の右足の足先位置座標:Rr(t)
First, an example will be described from the time when the left foot 4 of the operator 2 leaves the floor to become a free leg and then landed (corresponding to the second and third situations from the left in FIG. 2). .
As shown below, the foot tip position coordinates of the operator 2 and the robot 20 at time t are defined using three-dimensional vector quantities (x, y, z), respectively. For example, if the x-axis is set forward in the direction of travel of the robot 20, the y-axis direction is set in the same plane and perpendicular to the x-axis direction, and is set upward in the vertical direction. Good.
Toe position coordinates of the left foot 4 of the operator 2: Lh (t)
Toe position coordinates of the right foot 3 of the operator 2: Rh (t)
Foot 20 position coordinate of left foot of robot 20: Lr (t)
Foot 20 position coordinate of right foot of robot 20: Rr (t)

なお、操作者2の足先位置座標の計測は、接地状態においてはタッチパネル5の計測値、またはモーションセンサ6の計測値を使用することができる。また、遊脚時の操作者2の足先の位置座標・姿勢の時系列情報は、モーションセンサ6の計測値を使用する。   Note that the measurement of the foottip position coordinates of the operator 2 can use the measurement value of the touch panel 5 or the measurement value of the motion sensor 6 in the grounding state. In addition, the measurement value of the motion sensor 6 is used as the time series information of the position coordinates and posture of the foot of the operator 2 at the time of the swing leg.

遊脚となる操作者2の左足4が離床する瞬間の時間をt0とし、着床する時間をt1とする。t0からt1までの時間内における遊脚となるロボット20の左足の足先位置座標の時系列情報は、以下の式(1)に示すようにして算出することができる。
The time at which the left foot 4 of the operator 2 as a free leg leaves the floor is assumed to be t0, and the time for landing is assumed to be t1. The time series information of the foot position coordinates of the left foot of the robot 20 that is the free leg in the time from t0 to t1 can be calculated as shown in the following equation (1).

式(1)は、操作者2の左足4が離床する瞬間において、ロボット20の左右の足の相対位置と操作者2の左右の足の相対位置との間に差が存在する場合に、その差を補間しようとするものである。即ち、式(1)は、左足4が接地する瞬間には、ロボット20の左右の足先の位置関係と、操作者2の左右の足先の位置関係とが同様になるように、線形補間を施したものである。なお、補間方法に関してはこれに限定されず、足先軌道の不連続を回避するために、多項式補間を用いるなどしてもよい。   Equation (1) is obtained when there is a difference between the relative position of the left and right feet of the robot 20 and the relative position of the left and right feet of the operator 2 at the moment when the left foot 4 of the operator 2 leaves the floor. Try to interpolate the difference. That is, the equation (1) is linear interpolation so that the positional relationship between the left and right foot tips of the robot 20 and the positional relationship between the left and right foot tips of the operator 2 are the same at the moment when the left foot 4 contacts the ground. Is given. Note that the interpolation method is not limited to this, and polynomial interpolation may be used in order to avoid discontinuity of the toe trajectory.

また、本実施の形態では、操作者2の両足が離床する状況を想定していない。これにより、操作者2のいずれかの足が必ず接地することになるために、ロボット20についても支持脚が必ず設定される。このため、t0からt1の区間においては、ロボット20の支持脚の位置を変更しないものとしてRr(t)を一定に設定し、式(1)中においては、Rr(t0)を用いる。なお、操作者2の右足3の位置は、離床はしないまでも少しスライドしてしまう場合も想定されるため、そのスライドをロボット20の遊脚軌道の算出に反映させるために、Rh(t)を用いる。   Moreover, in this Embodiment, the condition where both feet of the operator 2 get out of bed is not assumed. As a result, one of the legs of the operator 2 is always grounded, so that the support leg is always set for the robot 20 as well. For this reason, in the section from t0 to t1, Rr (t) is set to be constant assuming that the position of the support leg of the robot 20 is not changed, and Rr (t0) is used in the equation (1). Note that the position of the right foot 3 of the operator 2 may be slightly slid even if he / she does not get out of bed, so Rh (t) in order to reflect the slide in the calculation of the swing leg trajectory of the robot 20. Is used.

なお、ロボット20の遊脚の足先姿勢の算出に関しては、足先位置の場合と同様にして、姿勢行列やクォータニオンを用いて計算することができ、同様の処理によって算出することができる。このため、ここでは、足先姿勢の算出処理の詳細な説明は省略する。   Note that the calculation of the toe posture of the free leg of the robot 20 can be performed using a posture matrix or a quaternion as in the case of the toe position, and can be calculated by the same processing. For this reason, detailed description of the calculation process of the toe posture is omitted here.

また、式(1)においては、操作者2とロボット20の足先移動の距離を完全に同じものとして取り扱っているが、本発明はこれに限定されない。ロボット20のスケールが操作者2のスケールと比較して大きく異なる場合には、操作者2対ロボット20の比率を1対rとおき、ロボット20の左足先の位置の導出は、以下の式(2)に示すようにして算出するようにしてもよい。
Further, in the formula (1), the distance of the movement of the foot tip between the operator 2 and the robot 20 is handled as the same, but the present invention is not limited to this. When the scale of the robot 20 is significantly different from the scale of the operator 2, the ratio of the operator 2 to the robot 20 is set to 1 to r, and the position of the left foot tip of the robot 20 is derived by the following formula ( It may be calculated as shown in 2).

また、本実施の形態では、ロボット20の左足先の遊脚軌道に関する算出方法を説明したが、右足の遊脚軌道に関しても同様にして、左右の関係を逆にして式(1)や(2)を用いることで算出することができる。   Further, in the present embodiment, the calculation method related to the free leg trajectory of the left foot of the robot 20 has been described, but the right and left relations are similarly reversed with respect to the free leg trajectory of the right foot. ) Can be used for calculation.

また、上述した説明では、操作者2の遊脚が着床する時間t1が既に決まっている場合を例に説明したが、リアルタイムにロボット20を制御する場合には、時間t1は未定となる。そこで、時間t1が未定の場合には、短時間で着床するという想定(例えば、t1=t0+0.5[sec]などとする。)の下でこれまでに説明した手法を適用し、t>t1となったときに未だ着床していない場合には、式(1)、式(2)に代えて、以下の式(3)、(4)を適用するという方法を採用することができる。これにより、着床までの時間が予め分かっていない場合においても、これまでに説明した手法を採用することができ、応答性の良いシステムを構築することができる。
In the above description, the case where the time t1 at which the free leg of the operator 2 is landed has already been determined has been described as an example. However, when the robot 20 is controlled in real time, the time t1 is undetermined. Therefore, when the time t1 is undecided, the method described so far is applied under the assumption that landing is performed in a short time (for example, t1 = t0 + 0.5 [sec], etc.), and t> In the case where the user has not yet landed at t1, the following formulas (3) and (4) can be used instead of formulas (1) and (2). . Thereby, even when the time until landing is not known in advance, the method described so far can be adopted, and a system with good responsiveness can be constructed.

制御部30は、タッチパネル5またはモーションセンサ6を用いて、操作者2の足の接地状態を検出し、接地されている操作者2の足をロボット20の支持脚とし、接地されている操作者2の足とは異なる足が接地状態から離床状態に変化した場合に、その異なる足をロボット20の遊脚として設定する。そして、制御部30は、タッチパネル5またはモーションセンサ6を用いて、その接地されている操作者2の足の位置座標を操作者2の支持脚位置座標として少なくとも取得する。また、制御部30は、モーションセンサ6を用いて、離床した操作者2の異なる足の位置座標を操作者2の遊脚位置座標として取得する。さらに、制御部30は、操作者2の支持脚位置座標に対する操作者2の遊脚位置座標の相対位置に基づいてロボット20の遊脚の位置座標を算出し、その算出したロボット20の遊脚の位置座標に基づいてロボット20を歩行させる、   The control unit 30 uses the touch panel 5 or the motion sensor 6 to detect the grounding state of the operator 2's foot, uses the grounded operator 2's foot as a support leg of the robot 20, and is grounded. When a foot different from the second foot changes from the grounded state to the floor leaving state, the different foot is set as the free leg of the robot 20. Then, using the touch panel 5 or the motion sensor 6, the control unit 30 acquires at least the position coordinates of the ground of the operator 2 that is grounded as the support leg position coordinates of the operator 2. Further, the control unit 30 uses the motion sensor 6 to acquire the position coordinates of the different feet of the operator 2 who has left the floor as the swing leg position coordinates of the operator 2. Further, the control unit 30 calculates the position coordinate of the free leg of the robot 20 based on the relative position of the free leg position coordinate of the operator 2 with respect to the support leg position coordinate of the operator 2, and the calculated free leg of the robot 20 The robot 20 is walked based on the position coordinates of

また、制御部30は、支持脚とした操作者2の足が、接地された状態を維持したまま操作者2の支持脚位置座標が変化した場合には、その支持脚位置座標の変化を、ロボット20の支持脚の位置の変化に反映させないようにしてもよい。   Further, when the support leg position coordinate of the operator 2 changes while the operator 2's foot as the support leg is in a grounded state, the control unit 30 changes the support leg position coordinate. You may make it not reflect in the change of the position of the support leg of the robot 20. FIG.

ステップ3:腰位置姿勢の操作
次に、図5および図6を参照しながら、ロボット20の腰姿勢の操作と、腰高さの操作を説明する。図5は、腰姿勢の操作方法を説明するための図である。図6は、操作者2の踏ん張り力に応じた腰高さの操作方法を説明するための図である。
Step 3: Operation of Waist Position / Posture Next, the operation of the waist posture of the robot 20 and the operation of the waist height will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation method of the waist posture. FIG. 6 is a diagram for explaining a method of operating the waist height according to the tension force of the operator 2.

ステップ3.1:腰姿勢の操作
図5に示す例では、まず、椅子7の座面に操作者2を着座させた状態で、ベルト8などを用いて椅子7に操作者2を固定させる。そして、操作者2の動きに応じて、3軸(ロール、ピッチ、ヨー)方向に所定の程度の硬さによって、座面が受動的に動くように構成する。このとき、椅子7に設けたエンコーダ(不図示)などを用いて椅子7の姿勢を検出し、制御部30は、この検出した姿勢を、ロボット20の腰姿勢として指示する。これにより、直感的な胴体姿勢の操作を行うことが可能となる。なお、これらの手法は周知の手法(例えば、特許第3628826号を参照。)であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。一方で、このような従来の手法ではロボット20の腰高さを操作できず、しゃがんでの作業などに対応できないため、以下に、本実施の形態に係る腰高さの操作方法を説明する。
Step 3.1: Operation of waist posture In the example shown in FIG. 5, first, the operator 2 is fixed to the chair 7 using the belt 8 or the like while the operator 2 is seated on the seat surface of the chair 7. And according to a motion of the operator 2, it is comprised so that a seat surface may move passively by a predetermined | prescribed degree of hardness in a triaxial (roll, pitch, yaw) direction. At this time, the posture of the chair 7 is detected using an encoder (not shown) provided on the chair 7, and the control unit 30 instructs the detected posture as the waist posture of the robot 20. This makes it possible to perform intuitive body posture operations. Since these methods are known methods (for example, refer to Japanese Patent No. 3628826), detailed description thereof is omitted here. On the other hand, since such a conventional method cannot operate the waist height of the robot 20 and cannot cope with a work such as crouching, the waist height operating method according to the present embodiment will be described below.

ステップ3.2:腰高さの操作
図6に示すように、操作者2が着座する椅子7の内部にバネなどのバネ要素(不図示)を設けることで、操作者2が椅子7に着座した場合に操作者2が椅子7に及ぼす荷重とは反対方向に作用する力であってその荷重よりも小さな力(カウンタバランス)を発生させる。そして、このカウンタバランスに対して、操作者2が地面を押す踏ん張り力を変更することで、椅子7の座面の高さが上下に変化する。制御部20は、例えば椅子7に設けたエンコーダ(不図示)を用いて座面の高さを検出し、上下させる座面の高さに応じてロボット20の腰高さを指示する。
操作者2の体重:m[kg]
操作者2の荷重:mg[kg](gは重力加速度)
操作者2の踏ん張り力:F[N]
カウンタバランス力:C[N]
Step 3.2: Waist Height Operation As shown in FIG. 6, the operator 2 is seated on the chair 7 by providing a spring element (not shown) such as a spring inside the chair 7 on which the operator 2 is seated. In this case, a force (counter balance) that is a force acting in a direction opposite to the load applied to the chair 7 by the operator 2 and smaller than the load is generated. And with respect to this counter balance, the height of the seat surface of the chair 7 changes up and down by changing the tension force with which the operator 2 pushes the ground. The control unit 20 detects the height of the seat surface using, for example, an encoder (not shown) provided on the chair 7, and instructs the waist height of the robot 20 according to the height of the seat surface to be moved up and down.
Operator 2 weight: m [kg]
Operator 2 load: mg [kg] (g is acceleration of gravity)
Operator 2's tension force: F [N]
Counter balance force: C [N]

カウンタバランスは、好ましくは、操作者2の荷重に対して若干小さくなるように設定するとよい。このように設定すると、操作者2が椅子7に着座していない状態では、椅子7の座面は持ち上がるような状態となっている。操作者2が椅子7に腰掛けた場合には、操作者2に掛かる重力(荷重)がカウンタバランスを上回るために、座面は下がっていく。   The counter balance is preferably set to be slightly smaller than the load of the operator 2. With this setting, when the operator 2 is not seated on the chair 7, the seat surface of the chair 7 is lifted. When the operator 2 sits down on the chair 7, since the gravity (load) applied to the operator 2 exceeds the counter balance, the seating surface is lowered.

図6の左図に示すように、操作者2がその足により地面を踏んで、一定の力を踏ん張り力として発生させることで、椅子7の座面を一定の高さに維持することができる。この状態において、操作者2が踏ん張り力を抜重することによって、座面の高さを下げることができる(同図の中央図)。また、操作者2が踏ん張り力を加重することによって、座面の高さを上げることができる(同図の右図)。このようにして、椅子7の座面の高さに連動して、ロボット20の腰高さを指示することによって、ロボット20の腰位置の高さ(すなわち、ロボット20の足の伸ばし具合)を直感的に操作することが可能となる。   As shown in the left diagram of FIG. 6, the operator 2 can step on the ground with his / her foot and generate a constant force as a tension force, so that the seat surface of the chair 7 can be maintained at a constant height. . In this state, the height of the seating surface can be lowered by the operator 2 depressing the tension force (center view in the figure). In addition, the operator 2 can increase the seating height by applying the tension force (right diagram in the figure). In this way, by instructing the waist height of the robot 20 in conjunction with the height of the seat surface of the chair 7, the height of the waist position of the robot 20 (that is, how the legs of the robot 20 are extended) is intuitively determined. Can be operated manually.

また、このような腰高さの操作と、上記「ステップ3.1:腰姿勢の操作」における操作とを組み合わせることで、腰より上の上肢の位置姿勢を直感的に操作することができ、例えば、しゃがむ、直立するなどの任意の動作をロボット20に指示することができる。なお、着座姿勢によっては操作者2が膝を伸ばしきった姿勢をとるのが難しい点、ロボット20と操作者2との脚長さなどの身体性が異なる点を考慮すると、座面の高さに対して一定レートを掛ける、或いは、オフセット値を加えるなどの補正を操作者2によって行った上でロボット20に目標腰高さを指示するとより好適である。   In addition, by combining the operation of the waist height and the operation in the above-mentioned “Step 3.1: Operation of the waist posture”, the position and posture of the upper limb above the waist can be intuitively operated. The robot 20 can be instructed to perform arbitrary operations such as squatting and standing upright. In consideration of the fact that it is difficult for the operator 2 to fully extend the knee depending on the sitting posture, and that the physical properties such as the leg lengths of the robot 20 and the operator 2 are different, the height of the seating surface is considered. It is more preferable to give a target waist height to the robot 20 after performing a correction such as multiplying a constant rate or adding an offset value by the operator 2.

このような構成を採用することで、ロボット20を遠隔操作する際には、操作者2を椅子7に着座させて、かつ、いずれかの足を常に接地する状態に維持させることができるため、上述したステップ2において説明した、ロボット20への支持脚および遊脚の足運びの指示の算出を、より確実に実行させることができる。   By adopting such a configuration, when the robot 20 is remotely controlled, the operator 2 can be seated on the chair 7 and any one of the feet can be always kept in contact with the ground. It is possible to more reliably execute the instruction to carry the support leg and the free leg to the robot 20 described in Step 2 described above.

ステップ4:足先接地予想位置姿勢の情報提示
上述した「ステップ2:下肢(フットパターン)の操作」において説明したように、任意のフットステップについての操作指示が可能となる。ここで、ロボット20は平地を歩行する場合に限られず、例えば、不整地上をも歩行する場合が想定される。このような場合には、ロボット20の足先が着地する位置を操作者2に事前に選択させることで、ロボット20に安全な足運びを指示することが可能となる。
Step 4: Presentation of information on predicted foottip contact position / posture As described above in “Step 2: Operation of Lower Limb (Foot Pattern)”, an operation instruction for an arbitrary foot step can be made. Here, the robot 20 is not limited to walking on flat ground, and for example, it is assumed that the robot 20 also walks on uneven ground. In such a case, it is possible to instruct the robot 20 to travel safely by allowing the operator 2 to select in advance the position where the tip of the robot 20 will land.

ロボット20の足付き位置を操作者2に選択させる際には、ロボット20の周囲の環境認識結果を操作者2に提示することが有用である。ただし、単にこれらの情報を操作者2に映像として提示しただけでは、段差や斜面などが識別しにくく、安全な足接地場所の判別が難しいという問題がある。   When the operator 2 selects the position with the foot of the robot 20, it is useful to present the environment recognition result around the robot 20 to the operator 2. However, simply presenting such information as an image to the operator 2 has a problem that it is difficult to identify a step, a slope, and the like, and it is difficult to determine a safe foot contact location.

そこで、ロボット20が歩行しようとする環境の環境認識結果(障害物や床などの情報)と、操作者2の現在の遊脚位置姿勢に基づくロボット20の足先接地予想位置姿勢と、を画像に重ね合わせて操作者2に情報提示し、環境認識結果と足先接地予想位置姿勢との間の干渉を考慮して、操作者2によってその足位置姿勢を変更させる。この効果として、ロボット20の接地時に無理な足姿勢になるか否かの判別を容易に行うことができ、操作者2側において、遊脚の次の接地場所を安全な領域へと適宜変更しやすくなる。なお、ロボット20の足先接地予想位置姿勢とは、操作者2の現在の遊脚位置姿勢に応じたロボット20の足の位置姿勢について、そのロボット20の足の位置姿勢から地面に向けて垂直に下げたと仮定した場合に、ロボット20の足が地面と接地するときのロボット20の足の位置姿勢である。   Therefore, an image of the environment recognition result of the environment in which the robot 20 is to walk (information on obstacles, floors, etc.) and the predicted foot position contact posture of the robot 20 based on the current swing position / posture of the operator 2 is displayed. Information is presented to the operator 2 in a superimposed manner, and the foot position / posture is changed by the operator 2 in consideration of the interference between the environment recognition result and the expected toe contact position / posture. As an effect of this, it is possible to easily determine whether or not the robot 20 is in an unreasonable foot posture when the robot 20 is in contact with the ground, and on the operator 2 side, the next contact location of the free leg is appropriately changed to a safe area. It becomes easy. Note that the predicted foot tip contact position / posture of the robot 20 is perpendicular to the ground from the foot position / posture of the robot 20 with respect to the position / posture of the robot 20 according to the current swing position / posture of the operator 2. This is the position / posture of the robot 20's foot when the robot 20's foot is in contact with the ground.

図7を参照してより具体的に説明する。図7の左部に示す操作者2は、情報提示デバイス9を装着する。情報提示デバイス9は、例えば、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を利用すればよい。また、図7の右下部に示すロボット20は、歩行しようとする環境を認識する環境認識部の一例としてロボット搭載カメラ21を有し、そのカメラ映像を環境認識結果として制御部30に出力する。なお、環境認識部はこれに限定されず、例えば、ロボット外部のカメラ映像などを用いて、環境認識結果としての外部カメラ映像を取得するものとしてもよい。また、他の環境認識装置によって、環境認識結果を取得してもよい。   This will be described more specifically with reference to FIG. The operator 2 shown in the left part of FIG. 7 wears the information presentation device 9. The information presentation device 9 may use, for example, a head mounted display (HMD). The robot 20 shown in the lower right part of FIG. 7 has a robot-mounted camera 21 as an example of an environment recognition unit that recognizes an environment to walk, and outputs the camera image to the control unit 30 as an environment recognition result. Note that the environment recognition unit is not limited to this, and for example, an external camera image as an environment recognition result may be acquired using a camera image outside the robot. Moreover, you may acquire an environment recognition result with another environment recognition apparatus.

制御部30は、図7の右上部に示すように、ロボット搭載カメラ21から得られた画像に対して、操作者2の現時点の遊脚位置姿勢に応じたロボット20の足先接地予想位置姿勢(点線の足跡)を重ねあわせて投影し、情報提示デバイス9を介して操作者2に提示する。ここで、図7の右上部に示す映像例は、AR(拡張現実)映像である。操作者2は、図7の映像例のうち左側に示す状況では、足の接地位置姿勢がこのままでは不安定であることを事前に検知することができる。このため、操作者2は、同図の映像例のうち右側に示すように操作者2の足先を動かすことによって、安定姿勢で着床できる場所を容易に選択することができる。   As shown in the upper right part of FIG. 7, the control unit 30 determines the expected foot position contact posture of the robot 20 according to the current swing position / posture of the operator 2 with respect to the image obtained from the robot-mounted camera 21. (Dotted footprints) are superimposed and projected, and presented to the operator 2 via the information presentation device 9. Here, the video example shown in the upper right part of FIG. 7 is an AR (augmented reality) video. The operator 2 can detect in advance in the situation shown on the left side of the video example of FIG. 7 that the contact position / posture of the foot is unstable as it is. For this reason, the operator 2 can easily select the place where the operator can land in a stable posture by moving the foot of the operator 2 as shown on the right side in the example of the video in FIG.

なお、本実施の形態では、足先接地予想位置姿勢として、足先の位置および姿勢の両方を算出するものとして説明したが本発明はこれに限定されず、足先の位置のみに関して算出するものとしてもよい。すなわち、操作者2の現在の遊脚位置座標に基づくロボット20の遊脚の位置座標を取得し、その取得したロボット20の遊脚の位置座標から地面に向けて垂直に下げたと仮定した場合に、ロボット20の足が地面と接地するときのロボット20の足の位置座標を、ロボット20の足先接地予想位置として算出する。そして、制御部30は、取得した環境認識結果と、算出したロボット20の足先接地予想位置と、を画像に重ね合わせて操作者2に情報提示し、環境認識結果と足先接地予想位置との間の干渉を考慮して、操作者2によって操作者2の足位置を変更させるようにしてもよい。   Although the present embodiment has been described on the assumption that both the position and posture of the foottip are calculated as the predicted foottip contact position and posture, the present invention is not limited to this, and only the position of the foottip is calculated. It is good. That is, when it is assumed that the position coordinate of the free leg of the robot 20 based on the current free leg position coordinate of the operator 2 is acquired and vertically lowered from the acquired position coordinate of the free leg of the robot 20 toward the ground. The position coordinates of the foot of the robot 20 when the foot of the robot 20 is in contact with the ground are calculated as a predicted foot tip contact position of the robot 20. Then, the control unit 30 superimposes the acquired environment recognition result and the calculated predicted foottip contact position of the robot 20 on the image, and presents the information to the operator 2. In consideration of the interference between the two, the operator 2 may change the foot position of the operator 2.

上述したように、操作者2の現時点の遊脚位置姿勢に基づく足先接地予想位置姿勢を提示することは有用である。さらに、一般的に、面接地や3点以上の接触点を考慮して足先接地予想位置姿勢を求めることも可能である。   As described above, it is useful to present the expected toe ground contact position / posture based on the current swing position / posture of the operator 2. Furthermore, generally, it is also possible to obtain the toe contact predicted position / posture in consideration of surface contact and three or more contact points.

図8に、3種類の足先接地予想位置姿勢を例示する。図8では、操作者2の現時点の遊脚位置姿勢と、地面上に存在する障害物の位置・形状を考慮して求められた足先接地予想位置姿勢と、を例示している。同図において、地面上に障害物を配置し、最上段に操作者2の現時点の遊脚位置を示し、操作者2の現時点の遊脚位置の下方かつ障害物上に、求められた足先接地予想位置姿勢を示している。   FIG. 8 exemplifies three types of predicted foot contact position / posture. FIG. 8 exemplifies the current swing position / posture of the operator 2 and the expected toe contact position / posture determined in consideration of the position / shape of an obstacle present on the ground. In the same figure, an obstacle is placed on the ground, the current position of the current leg of the operator 2 is shown at the top, and the calculated foot position below the position of the current leg of the operator 2 and on the obstacle. It shows the expected contact position and posture.

実際の接地時においては、ロボット20の加重が加わると、ロボット20の足裏の床反力中心点が支持多角形内に収まるような接触状態において接地することになる。一般に、床反力中心点は、ロボット20の足裏の中心や足首関節の直下の位置になるように制御することが多い。このため、足先接地予想姿勢を決定する際には、所望の床反力中心点が、支持多角形の範囲内に収まるようにするとよい。すなわち、足先接地予想位置姿勢に加えて、その足先接地予想位置姿勢から想定される床反力中心点についても合わせて操作者2に提示することで、より有効な情報提示を行うことができる。図9では、図8に示した足先接地予想位置姿勢に対して、想定される床反力中心点をそれぞれ算出し、算出した床反力中心点の位置を、白抜き点を用いて設定して表示している。   At the time of actual grounding, when the load of the robot 20 is applied, the grounding is performed in a contact state in which the center point of the floor reaction force on the sole of the robot 20 falls within the support polygon. In general, the floor reaction force center point is often controlled so that it is located at the center of the sole of the robot 20 or directly below the ankle joint. For this reason, when determining the expected foottip contact posture, it is preferable that the desired floor reaction force center point be within the range of the support polygon. In other words, in addition to the predicted foot contact position / posture, the floor reaction force center point assumed from the predicted foot contact position / posture is also presented to the operator 2 so that more effective information can be presented. it can. In FIG. 9, an assumed floor reaction force center point is calculated for each predicted foot position contact posture shown in FIG. 8, and the position of the calculated floor reaction force center point is set using a white point. Is displayed.

上述したステップ1〜4の操作を含む遠隔操作手法を導入することによって、直感的なマスタスレーブ遠隔操作を実現し、これにより、人形状のロボット20を直感的に動作させることが可能になる。操作者2自身の身体の動きを使用して、ロボット20の全身にわたる動きに対応させて遠隔操作することが可能である。また、本実施の形態に係るロボット20の遠隔操作装置1(全身操作型のマスタ装置)は、必要とする機材に関しても、タッチパネル5やモーションセンサ6などの、現在では容易に導入可能な設備を用いて実現することができるという利点を有する。   By introducing the remote operation method including the operations in steps 1 to 4 described above, an intuitive master-slave remote operation is realized, and thus the humanoid robot 20 can be operated intuitively. Using the movement of the operator 2's own body, it is possible to perform a remote operation corresponding to the movement of the robot 20 over the whole body. Further, the remote operation device 1 (whole body operation type master device) of the robot 20 according to the present embodiment also includes equipment that can be easily introduced at present, such as the touch panel 5 and the motion sensor 6, even for necessary equipment. It has the advantage that it can be realized.

<その他の実施の形態>
実施の形態1では、支持脚となる操作者2の足の接地状態や足のスライドを検出するための手法として、タッチパネル5を使用する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、荷重センサ付きトラックボール10を操作者2の足裏に設けることで、足の接地状態やスライドを検出するものとしてもよい。これにより、より簡易な装置で実現することができる。
<Other embodiments>
In the first embodiment, the example in which the touch panel 5 is used as a technique for detecting the ground contact state of the operator 2 serving as the support leg and the slide of the foot has been described, but the present invention is not limited to this. For example, it is good also as what detects the grounding state of a foot | leg and a slide by providing the trackball 10 with a load sensor in the sole of the operator 2. FIG. Thereby, it is realizable with a simpler apparatus.

また、実施の形態1では、操作者2の遊脚の位置座標・姿勢を取得する手法として、モーションセンサ6を使用する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、外骨格型動作認識装置11(マスタ装置)を操作者2の足に装着し、外骨格型動作認識装置11の各関節のエンコーダ値に基づいて足先位置姿勢を推定することで、操作者2の遊脚の位置座標・姿勢を取得するものとしてもよい。   In the first embodiment, the example in which the motion sensor 6 is used as the technique for acquiring the position coordinate / posture of the swing leg of the operator 2 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, by attaching the exoskeleton type motion recognition device 11 (master device) to the foot of the operator 2 and estimating the toe position / posture based on the encoder values of each joint of the exoskeleton type motion recognition device 11, The position coordinates / posture of the swing leg of the person 2 may be acquired.

さらに、例えば、操作者2の足裏に接地センサを設け、支持脚となる足の接地状態の検出にはその接地センサのみを利用し、遊脚の足先位置姿勢の動きについては、モーションセンサ6あるいは外骨格型動作認識装置11を用いるなど、多様な装置の組み合わせが可能である。すなわち、重要なのは、操作者の足と地面との接地状態の検出と、操作者の足の足先位置姿勢の検出とが可能な構成とすることである。   Further, for example, a grounding sensor is provided on the sole of the operator 2, and only the grounding sensor is used for detecting the grounding state of the foot serving as the support leg. 6 or using an exoskeleton-type motion recognition device 11 can be combined. In other words, what is important is a configuration capable of detecting the ground contact state between the operator's foot and the ground and detecting the toe position / posture of the operator's foot.

図10は、移動体の遠隔操作装置の他の構成による概略構成を示す。操作者2の足裏には、荷重センサ付きトラックボール10が配置されている。また、操作者2の足には、外骨格型動作認識装置11が装着されている。荷重センサ付きトラックボール10は、操作者2の足裏の接地を検出するために、トラックボールに対して1軸力センサを設けて構成されている。荷重センサ付きトラックボール10を用いて、接地した足の動きを取得する。骨格型動作認識装置11を用いて、離床した遊脚の位置・姿勢を取得する。   FIG. 10 shows a schematic configuration of another configuration of the mobile remote control device. A trackball 10 with a load sensor is disposed on the sole of the operator 2. Further, the exoskeleton type motion recognition device 11 is attached to the foot of the operator 2. The trackball 10 with a load sensor is configured by providing a uniaxial force sensor for the trackball in order to detect the ground contact of the sole of the operator 2. The movement of the grounded foot is acquired using the trackball 10 with the load sensor. Using the skeletal motion recognition device 11, the position / posture of the free leg that has left the floor is acquired.

上記「ステップ3.1:腰姿勢の操作」および上記「ステップ3.2:腰高さの操作」において、腰の姿勢・高さに関する指示方法を説明したが、支持脚位置と腰並進方向の位置関係の指定方法に関して、以下に補足してより詳細に説明する。   In the above “Step 3.1: Waist posture operation” and “Step 3.2: Waist height operation”, the instruction method related to the waist posture / height has been described. The relationship designation method will be described in more detail in addition to the following.

2足歩行型のロボット20において両足先の位置が指定された場合、腰の並進位置に関しては、まず、支持脚の足平が形成する支持多角形上にZMPが存在し、動的バランスを保てるような重心位置として求める手法が一般的に知られている。そして、その求めた重心位置を満たすための腰位置が決定されるが、超冗長自由度を持つ人型のロボット20においては、腰位置が一意に定まらないという問題がある。このため、ある程度の指標として、ロボット20に対してその腰位置を指示することができる(もちろん、安定化を考慮した計算の結果、指示した腰位置が変更されることは大いにある)。これを踏まえて、並進腰位置の指定方法の一例を、以下に、説明する。   When the positions of both feet are specified in the biped walking robot 20, the ZMP exists on the support polygon formed by the foot of the support leg, and the dynamic balance can be maintained with respect to the translational position of the waist. A method for obtaining the position of the center of gravity is generally known. Then, a waist position for satisfying the obtained center of gravity position is determined. However, in the humanoid robot 20 having a super redundant degree of freedom, there is a problem that the waist position is not uniquely determined. For this reason, the waist position can be instructed to the robot 20 as a certain index (of course, the instructed waist position is often changed as a result of calculation considering stabilization). Based on this, an example of a method for specifying the translational waist position will be described below.

図11および図12は、腰の並進位置と足先位置の関係を説明するための図である。
図11に示す例では、操作者2の支持脚の足先位置に対する腰位置の相対位置関係を、腰指令位置としてロボット20にそのまま指示する例を示している。同図では、黒点を用いて支持脚の足先位置を示し、白抜き点を用いて腰位置を示している。
11 and 12 are diagrams for explaining the relationship between the translational position of the waist and the position of the toe.
In the example shown in FIG. 11, an example is shown in which the relative positional relationship of the waist position with respect to the foot position of the support leg of the operator 2 is directly instructed to the robot 20 as the waist command position. In the figure, the black tip is used to indicate the foot position of the support leg, and the white point is used to indicate the waist position.

図11では、椅子7の構造に関して、操作者2が椅子7に着座したときに、操作者2の足先と腰位置とが自然な位置関係になる構造を採用している。操作者2の足先と腰位置とが自然な位置関係になるとは、操作者2の足先の上方に腰位置が存在するように着座することである。なお、このように操作者2の足先の上方に腰位置が存在する状態を、通常の立位になることをいう。このような場合には、制御部30は、支持脚の足先位置に対する腰位置の相対位置関係を、腰指令位置としてロボット20にそのまま指示することで、ロボット20の腰の並進方向の指定が可能になる。なお、操作者2の腰位置は、例えば、モーションセンサ6により検出することができる。   In FIG. 11, regarding the structure of the chair 7, a structure is adopted in which when the operator 2 sits on the chair 7, the foot position of the operator 2 and the waist position are in a natural positional relationship. The natural positional relationship between the feet of the operator 2 and the waist position means that the operator 2 is seated so that the waist position exists above the feet of the operator 2. In addition, the state where the waist position exists above the foot of the operator 2 as described above refers to normal standing. In such a case, the controller 30 instructs the robot 20 as it is as a waist command position, as a waist command position, for the relative position relationship of the waist position with respect to the toe position of the support leg, thereby specifying the waist translation direction of the robot 20. It becomes possible. Note that the waist position of the operator 2 can be detected by, for example, the motion sensor 6.

図12は、図11において示した椅子2に着座した操作者2の姿勢に関して、より自然な姿勢において着座した状態を示している。一般的には、図11に示した着座姿勢に比較して、図12に示す姿勢は、より自然な姿勢であるといえる。   FIG. 12 shows a state in which the operator 2 seated on the chair 2 shown in FIG. 11 is seated in a more natural posture. In general, it can be said that the posture shown in FIG. 12 is a more natural posture compared to the sitting posture shown in FIG.

図12では、制御部30は、操作者2が自然な着座姿勢において着座した場合の、足先位置と腰位置の前後方向における相対距離をオフセット量として予め算出する。そして、制御部30は、腰位置指令をロボット20に指示する際には、操作者2の支持脚位置と腰位置との相対位置に対して、算出したオフセット量を加えた値を指示する。これにより、図12に示した自然な着座姿勢がロボット20における直立状態に対応し、無理のない自然な姿勢によって、全身のマスタスレーブ操作を行うことが可能となる。   In FIG. 12, the control unit 30 calculates in advance the relative distance in the front-rear direction between the toe position and the waist position when the operator 2 is seated in a natural seating posture as an offset amount. When the waist position command is instructed to the robot 20, the control unit 30 instructs a value obtained by adding the calculated offset amount to the relative position between the support leg position and the waist position of the operator 2. As a result, the natural sitting posture shown in FIG. 12 corresponds to the upright state of the robot 20, and the master-slave operation of the whole body can be performed with a natural posture that is not unreasonable.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、移動体の他の一例として、CGキャラクタを操作対象としてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, as another example of the moving body, a CG character may be an operation target.

1 遠隔操作装置、
2 操作者、
3 操作者の右足、
4 操作者の左足、
5 タッチパネル、
6 モーションセンサ、
7 椅子、
8 ベルト、
9 情報提示デバイス、
10 荷重センサ付きトラックボール、
11 外骨格型動作認識装置、
20 ロボット、
21 カメラ、
30 制御部、
1 Remote control device,
2 operator,
3 Operator's right foot,
4 Operator's left foot,
5 Touch panel,
6 motion sensors,
7 Chair,
8 belt,
9 Information presentation device,
10 Trackball with load sensor,
11 Exoskeleton type motion recognition device,
20 robots,
21 camera,
30 control unit,

Claims (14)

2足歩行型移動体の歩行をマスタスレーブ方式により操作者が遠隔操作する移動体の遠隔操作方法であって、
前記操作者の足のうち少なくとも一方が地面に接地されている場合における当該接地されている前記操作者の足の位置座標を前記操作者の支持脚位置座標として少なくとも取得し、
前記接地されている前記操作者の足とは異なる足が地面に対して接地状態から離床状態に変化した場合に、前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を前記操作者の遊脚位置座標として取得し、
前記操作者の前記支持脚位置座標に対する前記操作者の前記遊脚位置座標の相対位置に基づいて前記移動体の遊脚の位置座標を算出し、当該算出した前記移動体の前記遊脚の位置座標に基づいて前記移動体を歩行させる、
移動体の遠隔操作方法。
A method for remotely operating a mobile body in which an operator remotely controls the walking of a biped walking type mobile body by a master-slave method,
Wherein at least it obtains the position coordinates of the operator of at least one of the operator that is the ground of definitive if it is grounded to the ground leg of the foot as a supporting leg position coordinates of the operator,
When a foot different from the operator's foot that is grounded changes from a grounded state to a floored state with respect to the ground, the position coordinates of the different feet of the operator who has left the floor are determined as the free leg of the operator. As position coordinates,
Based on a relative position of the swing leg position coordinate of the operator with respect to the support leg position coordinate of the operator, a position coordinate of the swing leg of the movable body is calculated, and the calculated position of the swing leg of the movable body Walking the moving body based on coordinates,
Remote control method for moving objects.
前記接地されている前記操作者の足が、接地された状態を維持したまま前記操作者の前記支持脚位置座標が変化した場合には、当該支持脚位置座標の変化を、前記移動体の支持脚の位置の変化に反映させない、
ことを特徴とする請求項1に記載の移動体の遠隔操作方法。
When the support leg position coordinate of the operator changes while the ground of the grounded operator's foot is maintained in the grounded state, the change of the support leg position coordinate is changed to support the moving body. Do not reflect the change in leg position,
The method for remotely operating a mobile object according to claim 1.
前記操作者が椅子に着座した場合に前記操作者が前記椅子に及ぼす荷重とは反対方向に作用する力であって前記荷重よりも小さな力を発生させ、前記椅子の座面の高さを取得し、当該取得した座面の高さに基づいて前記移動体が歩行する際の腰位置の高さを指示する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の移動体の遠隔操作方法。
When the operator sits on the chair, the force acting in the opposite direction to the load applied to the chair by the operator is generated and a force smaller than the load is generated, and the height of the seat surface of the chair is obtained. Instructing the height of the waist position when the mobile body walks based on the height of the acquired seating surface,
The method for remotely operating a mobile object according to claim 1, wherein the mobile object is remotely operated.
前記移動体が歩行しようとする環境の環境認識結果を取得し、
前記操作者の現在の遊脚位置座標に基づいて算出される前記移動体の遊脚の位置座標について、前記移動体の遊脚の位置座標から地面に向けて垂直に下げたと仮定した場合に、前記該移動体の足が地面と接地するときの前記移動体の足の位置座標を、前記移動体の足先接地予想位置として算出し、
前記取得した環境認識結果と、前記算出した前記移動体の足先接地予想位置と、を画像に重ね合わせて前記操作者に情報提示し、前記環境認識結果と前記足先接地予想位置との間の干渉を考慮して、前記操作者によって前記操作者の足位置を変更させる、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作方法。
Obtaining an environment recognition result of an environment in which the mobile body is about to walk;
Assuming that the position coordinates of the free leg of the mobile body calculated based on the current free leg position coordinates of the operator are lowered vertically from the position coordinates of the free leg of the mobile body toward the ground, Calculating the position coordinate of the moving body's foot when the moving body's foot is in contact with the ground, as the predicted foot position of the moving body;
The acquired environment recognition result and the calculated predicted foottip contact position of the moving body are superimposed on an image to present information to the operator, and between the environment recognition result and the predicted foottip contact position In consideration of the interference, the operator's foot position is changed by the operator.
The method for remotely operating a mobile object according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記操作者が椅子に自然な着座姿勢において着座した場合における、前記操作者の足先位置および腰位置の前後方向における相対距離をオフセット量として算出し、前記操作者の支持脚位置と腰位置との相対位置に対して前記算出したオフセット量を加えた値を、前記移動体が歩行する際の並進方向腰位置として指示する、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作方法。
When the operator is seated on the chair in a natural sitting posture, the operator calculates the relative distance in the front-back direction of the toe position and the waist position as an offset amount, and the support leg position and the waist position of the operator A value obtained by adding the calculated offset amount to the relative position of is designated as a translational waist position when the mobile body walks.
The method for remotely operating a mobile object according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記接地されている前記操作者の足の位置座標を、前記操作者の足下に設けたタッチパネルを用いて取得し、
前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を、モーションセンサを用いて取得する、
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作方法。
The position coordinates of the operator's foot that is grounded are acquired using a touch panel provided under the operator's feet,
Obtaining the position coordinates of the different feet of the operator who has left the floor using a motion sensor;
The method for remotely operating a mobile object according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記接地されている前記操作者の足の位置座標を、前記操作者の足裏に設けたトラックボールを用いて取得し、
前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を、前記操作者の足に装着した外骨格型動作認識装置を用いて取得する、
ことを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作方法。
The position coordinates of the operator's foot that is grounded are acquired using a trackball provided on the sole of the operator,
The position coordinates of the different feet of the operator who has left the floor are acquired using an exoskeleton-type motion recognition device attached to the feet of the operator.
The method for remotely operating a mobile object according to any one of claims 1 to 5, wherein:
2足歩行型移動体の歩行をマスタスレーブ方式により操作者が遠隔操作する移動体の遠隔操作装置であって、
前記操作者の足の接地の有無および当該足が接地されている場合に当該足の位置座標を検出する足接地状態検出部と、
前記操作者の足が接地状態から離床状態に変化した場合に、当該離床した前記操作者の足の位置座標を取得する足位置座標取得部と、
前記足接地状態検出部および前記足位置座標取得部からの出力信号に基づいて所定の処理を実行し、前記移動体に対して動作指令信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記操作者の足のうち少なくとも一方が地面に接地されている場合における当該接地されている前記操作者の足の位置座標を前記操作者の支持脚位置座標として少なくとも取得し、
前記接地されている前記操作者の足とは異なる足が地面に対して接地状態から離床状態に変化した場合に、前記離床した前記操作者の前記異なる足の位置座標を前記操作者の遊脚位置座標として取得し、
前記操作者の前記支持脚位置座標に対する前記操作者の前記遊脚位置座標の相対位置に基づいて前記移動体の遊脚の位置座標を算出し、当該算出した前記移動体の前記遊脚の位置座標に基づいて前記移動体を歩行させる、
移動体の遠隔操作装置。
A remote control device for a mobile body in which an operator remotely controls the walking of a biped walking type mobile body by a master-slave method,
The presence or absence of the operator's foot and the foot contact state detection unit that detects the position coordinates of the foot when the foot is grounded;
A foot position coordinate acquisition unit that acquires the position coordinates of the operator's foot that has left the floor when the operator's foot has changed from a grounded state to a floor state;
A control unit that performs predetermined processing based on output signals from the foot contact state detection unit and the foot position coordinate acquisition unit, and outputs an operation command signal to the moving body,
The controller is
Wherein at least it obtains the position coordinates of the operator of at least one of the operator that is the ground of definitive if it is grounded to the ground leg of the foot as a supporting leg position coordinates of the operator,
When a foot different from the operator's foot that is grounded changes from a grounded state to a floored state with respect to the ground, the position coordinates of the different feet of the operator who has left the floor are determined as the free leg of the operator. As position coordinates,
Based on a relative position of the swing leg position coordinate of the operator with respect to the support leg position coordinate of the operator, a position coordinate of the swing leg of the movable body is calculated, and the calculated position of the swing leg of the movable body Walking the moving body based on coordinates,
Mobile remote control device.
前記制御部は、
前記接地されている前記操作者の足が、接地された状態を維持したまま前記操作者の前記支持脚位置座標が変化した場合には、当該支持脚位置座標の変化を、前記移動体の支持脚の位置の変化に反映させない、
ことを特徴とする請求項8に記載の移動体の遠隔操作装置。
The controller is
When the support leg position coordinate of the operator changes while the ground of the grounded operator's foot is maintained in the grounded state, the change of the support leg position coordinate is changed to support the moving body. Do not reflect the change in leg position,
The remote control device for a moving body according to claim 8.
前記操作者が着座する椅子にバネ要素を設け、前記操作者が前記椅子に着座した場合に前記操作者が前記椅子に及ぼす荷重とは反対方向に作用する力であって前記荷重よりも小さな力を発生させ、
前記制御部は、
前記椅子の座面の高さを取得し、当該取得した座面の高さに基づいて前記移動体が歩行する際の腰位置の高さを指示する、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の移動体の遠隔操作装置。
A spring element is provided on a chair on which the operator is seated, and when the operator sits on the chair, the force acts in a direction opposite to the load exerted on the chair by the operator and is smaller than the load. Is generated,
The controller is
Obtaining the height of the seat surface of the chair, and instructing the height of the waist position when the mobile body walks based on the height of the obtained seat surface;
10. The remote control device for a moving body according to claim 8 or 9, wherein:
前記移動体が歩行しようとする環境を認識する環境認識部と、
前記操作者に情報提示する情報提示デバイスと、を更に備え、
前記制御部は、
前記移動体が歩行しようとする環境の環境認識結果を取得し、
前記操作者の現在の遊脚位置座標に基づいて算出される前記移動体の遊脚の位置座標について、前記移動体の遊脚の位置座標から地面に向けて垂直に下げたと仮定した場合に、前記該移動体の足が地面と接地するときの前記移動体の足の位置座標を、前記移動体の足先接地予想位置として算出し、
前記取得した環境認識結果と、前記算出した前記移動体の足先接地予想位置と、を画像に重ね合わせて前記操作者に情報提示し、前記環境認識結果と前記足先接地予想位置との間の干渉を考慮して、前記操作者によって前記操作者の足位置を変更させる、
ことを特徴とする請求項8ないし10いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作装置。
An environment recognizing unit for recognizing an environment in which the moving body is walking;
An information presentation device for presenting information to the operator;
The controller is
Obtaining an environment recognition result of an environment in which the mobile body is about to walk;
Assuming that the position coordinates of the free leg of the mobile body calculated based on the current free leg position coordinates of the operator are lowered vertically from the position coordinates of the free leg of the mobile body toward the ground, Calculating the position coordinate of the moving body's foot when the moving body's foot is in contact with the ground, as the predicted foot position of the moving body;
The acquired environment recognition result and the calculated predicted foottip contact position of the moving body are superimposed on an image to present information to the operator, and between the environment recognition result and the predicted foottip contact position In consideration of the interference, the operator's foot position is changed by the operator.
The remote control device for a moving body according to any one of claims 8 to 10.
前記制御部は、
前記操作者が椅子に自然な着座姿勢において着座した場合における、前記操作者の足先位置および腰位置の前後方向における相対距離をオフセット量として算出し、前記操作者の支持脚位置と腰位置との相対位置に対して前記算出したオフセット量を加えた値を、前記移動体が歩行する際の並進方向腰位置として指示する、
ことを特徴とする請求項8ないし11いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作装置。
The controller is
When the operator is seated on the chair in a natural sitting posture, the operator calculates the relative distance in the front-back direction of the toe position and the waist position as an offset amount, and the support leg position and the waist position of the operator A value obtained by adding the calculated offset amount to the relative position of is designated as a translational waist position when the mobile body walks.
The mobile remote control device according to any one of claims 8 to 11, wherein the remote control device is a mobile object.
前記足接地状態検出部は、前記操作者の足下に設けたタッチパネルであり、
前記足位置座標取得部は、モーションセンサである、
ことを特徴とする請求項8ないし12いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作装置。
The foot contact state detection unit is a touch panel provided under the operator's feet,
The foot position coordinate acquisition unit is a motion sensor.
The remote control device for a moving body according to any one of claims 8 to 12.
前記足接地状態検出部は、前記操作者の足裏に設けたトラックボールであり、
前記足位置座標取得部は、前記操作者の足に装着した外骨格型動作認識装置である、
ことを特徴とする請求項8ないし12いずれか1項に記載の移動体の遠隔操作装置。
The foot contact state detection unit is a trackball provided on the sole of the operator,
The foot position coordinate acquisition unit is an exoskeleton-type motion recognition device worn on the operator's foot.
The remote control device for a moving body according to any one of claims 8 to 12.
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