JP2002052489A

JP2002052489A - 接触物判別装置及び接触状態判別装置

Info

Publication number: JP2002052489A
Application number: JP2000243736A
Authority: JP
Inventors: Masaya Sakagami; 昌也坂上; Yutaka Mizuno; 裕水野
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2002-02-19

Abstract

(57)【要約】【課題】接触した物が人間か否かを判別する接触物判
別装置及び接触している物の接触状態を、正確に、且つ
詳細に判別する接触状態判別装置を提供する。【解決手段】接触状態判別装置１は、温度センサ７及び
電流センサ８の検出結果に基づいて接触した物が人間か
否かを判別する接触物判別部１３と、感圧センサ９の検
出結果及び測定した接触時間から検出結果の時間に対す
る変化を算出する時間変化算出部１５と、接触センサ６
の検出結果から接触位置の変化を検出する接触位置変化
検出部１６と、動作情報検出部３からの検出結果に基づ
いてペット型ロボットの動作状態を判別する第１の接触
状態判別部１７と、接触物判別部１３、時間変化算出部
１５、接触位置変化検出部１６、第１の接触状態判別部
１７からの各結果出力に基づいて物の接触がペット型ロ
ボットの接触部にもたらす状態を判別する第２の接触状
態判別部１８とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検出面に接触する
物を判別する接触物判別装置及び物の接触によって検出
面にもたらされる状態を判別する接触状態判別装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばペットロボットなどに人間
が触れた場合、その接触の有無はボディに複数の接触ス
イッチを搭載してスイッチが押された場合に接触有りと
することで行い、その接触がもたらす状態の判別は、ス
イッチを押す順序やスイッチが押されている時間を測定
して、スイッチを押す時間間隔や押された長さ、又はス
イッチを押す順序などによって、「なでられた」、「叩
かれた」など接触状態の判別を行っていた。

【０００３】また、感圧センサを用いることで接触した
際のボディにかかる荷重の強さも検出して、「強く叩か
れた」、「軽く叩かれた」などより細かい接触状態の判
別を行い、その判別結果からペットロボットの動作を決
定することで生き物のペットがとる動作に近くなるよう
に工夫していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、ペットロボットが壁にぶつかった場合に、人
間に「なでられた」ときと類似の接触情報が検出される
と、壁にぶつかったにも係らず、人間に「なでられた」
と状態を判別して喜んだり、あるいは、落ちてきた本に
ぶつかった場合にも、人間に「叩かれた」ときと類似の
接触情報が検出されると、人間に「叩かれた」と状態を
判別して人間に向かって吠えるなどの現実味を欠く動作
をする恐れがある。

【０００５】また、接触の強さや速さを変化させながら
なでた場合などには、各時点毎に異なる荷重と、周期性
のない位置変化とが検出され、なでる強さや速さに緩急
をつけても単に「強くなでられた」、「弱くなでられ
た」といった判別をして、いくらなで方を工夫しても、
ペットロボットは他のなで判定と同様の、例えば「喜
ぶ」といった動作をとり、その結果、使用者は短期間の
うちに接触によるペットロボットの反応を予測できるよ
うになる可能性があるので、飽き易い、又は愛着が湧き
にくいなどの問題が生じる恐れがある。

【０００６】そして、歩行中のペットロボットを、後ろ
から押す、地面に押し付けるなど、ペットロボットの動
作状態に変化を与える接触をした場合、単に「叩かれ
た」、「強い力で触れられている」などの接触状態の判
別をして、対するペットロボットの反応も「怒る」、
「すねる」などの使用者の意図した接触に対する反応と
しては期待外れな動作をとる恐れがある。

【０００７】そこで、本発明は、このような従来の技術
の有する未解決の課題に着目してなされたものであっ
て、接触した物が人間か否かを判別する接触物判別装置
及び接触している物の接触状態を、より正確に、且つ詳
細に判別したり、動作の変化が自律行動によって生じた
のか、それとも物の接触によって生じたのかを判別する
ことで接触による動作状態の変化を考慮して接触状態の
判別をする接触状態判別装置を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１に記載の接触物判別装置は、
検出面に対する物の接触の有無を検出する接触検出手段
と、前記検出面に接触した前記物の特性を検出する接触
物特性検出手段と、前記接触物特性検出手段の検出結果
に基づいて前記検出面に接触した前記物が人間であるか
否かを判別する接触物判別手段と、を備えた。

【０００９】請求項１に係る発明によれば、検出面に物
が接触すると、接触検出手段によって「検出面に（何ら
かの）物が接触している」ということが検出され、さら
に接触物特性検出手段によって、接触している物の特性
が検出される。このため、単に物の接触の有無のみなら
ず、接触物判別装置によって、その物が人間であるか否
かが検出できる。その結果、この接触物判別装置を例え
ばペットロボット等に適用すると、人間が接触している
のか、それ以外の物が接触しているのかを区別し、その
結果に応じて異なった行動等を行うことが可能となる。
なお、接触した物の特性としては、導電性、静電容量、
温度、熱伝導性などがある。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
記載の接触物判別装置において、接触特物性検出手段と
して、温度センサ、電流センサのうち少なくとも１つを
備えた。つまり、健康状態の人間は、ほぼ決まった範囲
内の体温を有しているので、温度センサによって接触し
た物の温度を検出して、例えばそれが、室温よりも高
く、且つ予め設定した人間の指先や手のひらなどの温度
の範囲内であれば、比較的高い確率で人間が接触したと
判断できる。また、検出面が導電体である場合に、物の
接触によって電荷の移動、すなわち検出面に電流が流れ
るかどうかを電流センサによって検出することで接触し
た物が導電体か不導体かを判別でき、人間の体は導電体
であるので、接触した物が導電体の場合は、比較的高い
確率で人間が接触したと判別できる。なお、温度センサ
及び電流センサは両方を合わせて用いることで、さらに
高い確率で人間による接触を判別することができるよう
になる。

【００１１】請求項３に記載の接触状態判別装置によれ
ば、検出面に対する物の接触の有無を検出する接触検出
手段と、前記検出面に前記物が接触している接触時間を
測定する接触時間測定手段と、前記検出面に前記物が接
触することにより生じる物理量を検出する物理量検出手
段と、前記接触時間及び前記物理量に基づいて該物理量
の時間に対する変化を算出する時間変化算出手段と、該
時間変化算出手段の算出結果に基づいて、前記物の接触
が前記検出面にもたらす状態を判別する状態判別手段
と、を備えた。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、検出面に
物が接触すると、接触検出手段によって「検出面に（何
らかの）物が接触している」ということが検出される
と、接触時間測定手段によって「物が検出面に接触して
いる時間」が検出され、そして、物理量検出手段によっ
て、「物の接触によって検出面に生じる物理量」が検出
される。さらに、時間変化算出手段が、検出された値か
ら接触時間に対する物理量の変化を算出し、そして、接
触状態判別装置はこの物理量の時間変化に基づいて接触
状態の判別をするので、例えば、接触状態判別装置をペ
ットロボットに適用したときに、検出した物理量が時間
に対して意味のある変化をしている場合、この時間変化
に基づいてペットロボットの行動を決定することで、よ
り正確に「なでられた」、「叩かれた」などの接触状態
の判別が可能となり、また、検出される物理量の種類や
組合せによって、それらの時間変化から詳細な接触状態
の判別をすることが可能となる。

【００１３】また、請求項４に係る発明は、請求項３に
記載の接触状態判別装置において、前記物理量として、
荷重を検出して前記時間変化算出手段が該荷重に対する
時間変化を算出する。つまり、物理量として、「接触し
ている物が検出面に与える荷重」の時間変化を算出する
ので、例えば、ペットロボットなどに適用した場合、力
加減が微妙に変化する接触を検出することが可能とな
り、接触時間の長短による「なでられた」、「叩かれ
た」といった判別のみならず、荷重の時間変化から物に
「ぶつかった」、「押された」などの接触状態の判別の
他、接触した物の堅さの検出なども可能となる。すなわ
ち、強い衝撃の後に長い時間の一定荷重の接触がある場
合は壁などに「ぶつかった」と判別でき、荷重の時間変
化から接触した物の弾性を検出し、これにより堅さが解
る。他にも「微妙な力加減でなでられた」などの荷重の
時間変化を伴う接触の判別も可能となる。

【００１４】また、請求項５に係る発明は、前記接触検
出手段及び前記物理量検出手段の少なくとも一方を、前
記検出面の複数箇所に設けるとともに、それら複数の手
段の検出結果に基づいて、前記検出面に対する前記物の
接触位置の変化を検出する接触位置変化検出手段を設
け、前記状態判別手段は、前記接触位置変化検出手段の
検出結果をも考慮して前記物の接触が前記検出面にもた
らす状態を判別するようになっている。

【００１５】つまり、複数の接触検出手段及び物理量検
出手段の少なくとも一方を設置対象物の特徴的な位置に
それぞれ設けて、それらの手段から検出面への物の接触
及び検出面に生じる物理量を検出し、また、時間変化算
出手段が、その時間変化を算出する。一方、接触位置変
化検出手段は、設置対象物に複数設置した接触検出手段
及び物理量検出手段の少なくとも一方から検出される接
触情報に基づいて、接触した物の位置の変化を検出す
る。そして、接触状態判別手段が、物理量の時間変化だ
けでなく、位置に対する物理量の時間変化、接触位置の
周期性などの接触位置変化をも考慮して接触状態の判別
をする。

【００１６】例えば、この接触状態判別装置をペットロ
ボット等に適用したとすると、請求項４に係る発明にお
いて、接触時間や、荷重の時間変化のみで「微妙な力加
減でなでられた」と判別されたとする。これに対して、
位置の変化を考慮すると「毛並みに沿って、微妙な力加
減でなでられた」と判別することができる。この場合、
位置の変化から、位置変化の周期性及びどの方向に向か
ってなでたのかを判別している。つまり、位置変化の周
期性から正確に「なでられた」ことを判別し、接触位置
の順序により「毛並みに沿って」なでていることを判別
する。このように位置の変化を考慮することで、更に詳
細な接触状態の判別をすることができ、その判別に対し
てペットロボットの反応を変えてやることで、接触に対
して多彩な反応を返すペットロボットの作成が可能とな
る。

【００１７】請求項６に記載の接触状態判別装置は、検
出面への物の接触の有無を検出する接触検出手段と、当
該接触状態判別装置が設置された設置対象物の動作情報
を取得する動作情報取得手段と、該動作情報に変化が生
じたときに前記接触検出手段の検出結果及び前記動作情
報取得手段によって取得した動作情報に基づいて該動作
情報の変化が前記設置対象物の自律行動がもたらしたも
のか、前記検出面への前記物の接触がもたらしたものか
を判別する状態判別手段と、を備えた。

【００１８】請求項６に係る発明によれば、接触検出手
段によって「検出面に（何らかの）物が接触している」
ということが検出されたときに、動作情報取得手段が取
得した設置対象物の動作情報に変化が生じると、接触状
態判別装置は、接触情報及び動作状態の変化に基づいて
動作情報の変化が前記設置対象物の自律行動がもたらし
たものか、前記検出面への前記物の接触がもたらしたも
のかを判別する。例えば、この接触状態判別装置をペッ
トロボット等に適用したとすると、接触が有り、且つ取
得した動作情報に変化が生じたときに、接触が無いとき
の設置対象物の自律行動による動作情報の変化の最大値
などと比較して、比較結果がその自律行動時においてあ
り得ないものである場合、すなわち、変化の最大値を閾
値としたときは取得した変化値が閾値を越えた場合は、
この動作情報の変化を物の接触がもたらしたものと判別
し、閾値より小さい場合は自律行動による動作情報の変
化と判別する。この判別結果より、物の接触によって変
化させられたペットロボットの動作状態を考慮して、ペ
ットロボットの物の接触に対する反応を決定することが
可能となる。

【００１９】また、請求項７に係る発明は、請求項６に
記載の接触状態判別装置において、前記動作情報とし
て、前記設置対象物を構成する可動部位のアクチュエー
タにかかるトルクを取得する。可動部位を有する設置対
象物は、可動部位を動かすためにアクチュエータを備え
ていて、動作時にはアクチュエータのトルクを可変させ
て歩行や走行などを行う。そこで、動作情報として可動
部位のアクチュエータにかかるトルクを取得することに
より、例えば、設置対象物がペットロボット等の場合
に、前方に向かって歩行しているペットロボットを後ろ
から押したときに、アクチュエータにかかるトルクを取
得して、通常歩行時に発生するトルクの変化の最大値を
閾値に設定することにより、この閾値と取得した動作情
報の変化値とを比較し、その変化値が閾値よりも大きい
場合に動作情報の変化が物の接触によるものだと判別
し、小さい場合にペットロボットの自律行動によるもの
だと判別する。その結果、トルクの変化が物の接触によ
る場合には、「押された」という接触状態の判別が可能
となり、他にも可動部の種類に応じて、ペットロボット
の動作に影響を与える接触状態の判別が可能となる。

【００２０】また、請求項８に係る発明では、請求項６
又は７のいずれか一項に記載の接触状態判別装置におい
て、前記動作情報として、前記設置対象物の移動方向情
報を取得する。設置対象物が、歩行や走行などの自律行
動をする場合、動作情報として、設置対象物の移動方向
情報を取得することにより、例えば、設置対象物がペッ
トロボット等の場合に、前方に向かって進もうとしてい
る歩行状態のペットロボットの進行方向を使用者が正反
対の向きに変えたときに、その移動方向情報を取得し
て、その移動方向情報が、現在行っている動作に対して
生じうるか否かを判定して、生じえない場合に動作情報
の変化が物の接触によるものだと判別し、生じうる場合
にペットロボットの自律行動によるものだと判別する。
すなわち、物の接触があり、前方に向かって歩行してい
るペットロボットが前方に障害物を検知しているわけで
もなく、制御部などに命令が送られてもいないのに、急
に１８０度方向を変えた場合、それは通常ではあり得な
いことなので、そのようなときに移動方向の変化が物の
接触によってもたらされたと判別する。この判別結果を
利用すれば、「使用者が望む方向に向けられた」、「進
行方向が変わるくらいの衝撃を受けた」などのペットロ
ボットの動作に影響を与える接触状態の判別が可能とな
る。

【００２１】また、請求項９に係る発明では、請求項６
〜８のいずれか一項に記載の接触状態判別装置におい
て、前記動作情報として、前記設置対象物の動作方向の
加速度情報を取得する。設置対象物が、歩行や走行、回
転などをするときにはその動作方向に加速度が発生す
る。ここで、動作情報として、動作方向の加速度を取得
することにより、例えば、設置対象物がペットロボット
等の場合に、前方に向かって歩行中のペットロボットを
後ろから手で押したときの動作方向の加速度を取得す
る。そして、歩行時の最大加速度を閾値に設定して、こ
の閾値と取得した加速度とを比較して、加速度が閾値よ
りも大きい場合に動作情報の変化が物の接触によるもの
だと判別し、小さい場合にペットロボットの自律行動に
よるものだと判別する。すなわち、ペットロボットが自
律行動により転がる動作をしているときに、使用者が手
で加速をつけた場合、当然、動作情報として取得された
加速度は、回転動作時の最大加速度と比較して大きい値
となるので、その比較結果から動作状態の変化が物の接
触によるものと判別される。他にも様々な動作時の加速
度の変化を見ることによって、ペットロボットの動作に
影響を与える接触状態の判別が可能となる。

【００２２】また、請求項１０に係る発明は、請求項６
〜９に記載の接触状態判別装置において、前記設置対象
物の通常姿勢における接地部分に感圧センサを設け、前
記動作情報として、前記感圧センサによって検出される
荷重情報を取得する。つまり、設置対象物の通常状態に
おいて接地する部分に感圧センサを設け、動作情報とし
て接地部分の荷重情報を取得できる構成とする。例え
ば、設置対象物がペットロボット等の場合に、足の裏な
どのペットロボットが通常姿勢時に接地する部分に感圧
センサを設けたとする。この場合における通常姿勢状態
のペットロボットを手で上から押さえつけたときに、動
作情報として足の裏にかかる荷重を取得する。そして、
通常姿勢時の足の裏にかかる荷重を閾値に設定すること
により、この閾値と取得した荷重とを比較して、閾値よ
りも大きい場合に動作情報の変化が物の接触によるもの
だと判別し、小さい場合にペットロボットの自律行動に
よるものだと判別する。要するに、接地部分の荷重の変
化が物の接触によると判別された場合に、「押え付けら
れた」という接触状態の判別が可能となる。他にも、荷
重の大きさによって、ペットロボットの動作に影響を与
える接触状態の判別が可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１ないし図１２は、本発明
に係る接触物判別機能付きの接触状態判別装置をペット
型ロボットに搭載した実施の形態を示す図である。図１
は、接触状態判別装置１のブロック図であり、また、図
２〜図６は、同装置１を構成するブロックの各機能毎の
動作処理を示すフローチャートである。

【００２４】先ず、図１を参照しながら構成を説明する
と、接触状態判別装置１は、ペット型ロボットの体表面
上の特定部位に物が接触したときに、同ロボットに搭載
された各種センサによって、接触した物の様々な接触情
報を検出する接触情報検出部２と、歩行時や、走行時な
どに変化するペット型ロボット自身の動作情報を、同ロ
ボットに搭載された各種センサによって検出する動作情
報検出部３と、物の接触がペット型ロボットの接触部分
にもたらす状態を判別する接触状態判別部４と、から構
成される。

【００２５】接触情報検出部２は、ペット型ロボットの
体表面のうち、物が接触する可能性の高い部位を検出面
５としていて、その検出面５に触れた物から得られる接
触情報から物の接触の有無を検出する接触センサ６と、
接触した物の温度を検出する温度センサ７と、接触した
物から検出面５に流れる電流を検出する電流センサ８
と、検出面５に物の接触が与える荷重を検出する感圧セ
ンサ９と、から構成される。

【００２６】また、検出面５は、配設位置の異なる第１
の検出面５ａ及び第２の検出面５ｂにより構成されてい
て、この実施の形態では、第１の検出面５ａをペット型
ロボットの頭部、第２の検出面５ｂを背部に配設してい
る。そして、接触センサ６は、検出面５の配設位置に対
応して設置される第１〜第４の接触センサ６ａ〜６ｄに
より構成されていて、第１、第２の検出面５ａ、５ｂの
各検出面１つ当たりに２つの接触センサを設けている。
より具体的には、この実施の形態では、第１、第２の接
触センサ６ａ、６ｂを、ペット型ロボットの頭部に配設
した第１の検出面５ａの前側、後側のそれぞれに設置
し、第３、第４の接触センサ６ｃ、６ｄを、ペット型ロ
ボットの背部に配設した第２の検出面５ｂの前側、後側
のそれぞれに設置している。

【００２７】動作情報検出部３は、ペット型ロボットを
構成する首や足などの可動部位を動作させるアクチュエ
ータにかかるトルクを検出するトルクセンサ１０と、同
ロボットが向いている方向を検出する方向センサ１１
と、同ロボットの動作方向の加速度を検出する加速度セ
ンサ１２と、から構成されている。接触状態判別部４
は、検出された接触情報及び動作情報を記憶するＲＡ
Ｍ、所定のプログラムが記憶されたＲＯＭ、プログラム
を実行するための中央処理装置（ＣＰＵ）を備えてい
て、温度センサ７及び電流センサ８の検出結果に基づい
て接触した物が人間か否かを判別する接触物判別部１３
と、物の接触時間の測定及び測定の制御をするタイマ制
御部１４と、感圧センサ９の検出結果及び測定した接触
時間から検出結果の時間に対する変化を算出する時間変
化算出部１５と、接触センサ６の検出結果から接触位置
の変化を検出する接触位置変化検出部１６と、動作情報
検出部３からの検出結果に基づいてペット型ロボットの
動作状態の変化が物の接触によるものか、同ロボットの
自律行動によるものかを判別する第１の接触状態判別部
１７と、接触物判別部１３、時間変化算出部１５、接触
位置変化検出部１６、第１の接触状態判別部１７からの
各結果出力に基づいて物の接触がペット型ロボットの接
触部にもたらす状態を判別する第２の接触状態判別部１
８と、から構成され、接触状態判別部１８による判別結
果はペット型ロボットの擬似感情生成部へと転送され
る。

【００２８】接触状態判別部４の各部における処理は、
ＲＯＭに記憶された所定のプログラムを実行させること
によって行われ、前段の処理となる接触物判別部１３、
時間変化算出部１５、接触位置変化検出部１６及び第１
の接触状態判別部１７を含む各機能ブロックの処理は、
検出面５への物の接触を起点として並行して処理が行わ
れ、後段となる第２の接触状態判別部１８より成る機能
ブロックは、前段の処理が全て終了したことを確認して
から処理が実行される。以下、接触状態判別部４におけ
る各機能ブロック毎の処理を図２〜図６のフローチャー
トにより説明する。

【００２９】図２は、接触状態判別装置１の動作を制御
するメインプログラムの処理を示すフローチャートであ
る。以下、図２を参照しながら動作フローを説明する。
ペット型ロボットの電源が投入されるとメインプログラ
ムが実行され、まず、図２に示すようにステップＳ２０
０に移行して、接触情報検出部２及び動作情報検出部３
に接触情報及び動作情報の検出を開始させてステップＳ
２０２に移行する。接触情報検出部２及び動作情報検出
部３は検出開始の命令を受けると、各センサが一斉に動
作して検出面に接触した物の情報を検出してＲＡＭに検
出結果を記憶する。

【００３０】ステップＳ２０２で、接触センサ６の検出
結果より物の接触があったか否かを判定する。そして、
物の接触が検出された場合(Yes)はステップＳ２０４に
移行して、接触が検出されない場合(No)は接触が検出さ
れるまで待機する。ステップＳ２０４に移行した場合
は、タイマ制御部１４に接触フラグのセット及び接触時
間の測定を開始させ、また、接触位置変化検出部１６に
接触した物の位置変化の検出を開始させてステップＳ２
０６に移行する。ここで、接触時間の測定はカウンタで
メインクロックなどをカウントすることで行う。

【００３１】ステップＳ２０６に移行した場合は、接触
物判別部１３の動作を処理するサブプログラムＳ１を実
行してステップＳ２０８に移行する。ステップＳ２０８
では、接触位置変化検出部１６、時間変化算出部１５及
びタイマ制御部１４から成る接触物の位置変化の検出及
び接触によって生じる物理量の時間変化の算出を行うブ
ロックの動作を処理するサブプログラムＳ２を実行して
ステップＳ２１０に移行する。

【００３２】ステップＳ２１０では、第１の接触状態判
別部の動作を処理するサブプログラムＳ３を実行してス
テップＳ２１２に移行する。ここで、サブプログラムＳ
１〜Ｓ３の処理は、タイムシェアリングを行い並行に処
理を実行させる。ステップＳ２１２に移行すると、サブ
プログラムＳ１〜Ｓ３の処理が終了したことを示す終了
フラグＦ１〜Ｆ３がセット状態であるか否かを判定し
て、全てセット状態であると判定した場合はステップＳ
２１４に移行して、どれか１つでもセット状態でないと
判定した場合(No)はステップＳ２０６に移行する。

【００３３】ステップＳ２１４に移行した場合は、第２
の接触状態判別部１８の動作を処理するサブプログラム
Ｓ４を実行してステップＳ２１６に移行する。ステップ
Ｓ２１６で、第２の接触状態判別部１８の処理の終了を
示す終了フラグＦ４がセット状態か否かを判定して、セ
ット状態であると判定された場合はステップＳ２１８に
移行し、セット状態ではないと判定された場合はステッ
プＳ２１４に移行する。

【００３４】ステップＳ２１８に移行した場合は、終了
フラグＦ４をクリアしてステップＳ２０２に移行する。
ここでは、終了フラグＦ１〜Ｆ３を監視することで、各
機能ブロックごとの結果出力が全て第２の接触状態判別
部１８に入力されたことを確認してから同判別部１８の
処理を実行するようにしている。

【００３５】図３は、サブプログラムＳ１の処理を示す
フローチャートである。以下、図３を参照しながら動作
フローを説明する。メインプログラムによってサブプロ
グラムＳ１が実行されると、まず、図３に示すようにス
テップＳ３００に移行して、ＲＡＭに記憶されている接
触物の温度及び電流値が予め設定した数値範囲内にそれ
ぞれ入っているか否かを判定して、両方とも範囲内に納
まっていると判定された場合(Yes)はステップＳ３０２
に移行し、どちらか一方でも範囲内に入っていないと判
定された場合(No)はステップＳ３０４に移行する。

【００３６】ステップＳ３０２に移行した場合は、両検
出値が設定値の範囲内に納まっているので、検出面５に
接触した物は人間であると判別して、ステップＳ３０６
に移行する。一方、ステップＳ３０４に移行した場合
は、両検出値のうち少なくとも一方が設定値の範囲外で
あるので、検出面５に接触した物は人間以外の物と判別
してステップＳ３０６に移行する。

【００３７】ステップＳ３０６で、判別結果を第２の接
触状態判別部１８に入力し、終了フラグＦ１をセットし
て一連の処理を終了する。なお、人間の温度範囲として
設定する値としては、例えば、ペット型ロボットに触れ
る可能性の高い人間の手のひらや指先などの温度を設定
する。また、人間の接触によって流れる電流値として設
定する値の範囲としては、多数の人間の接触時に人体の
接触部から検出面５に流れる電流値をサンプルとして測
定し、なるべく多くのサンプル値に基づいて決定した値
の範囲を使用するか、あるいは、物が接触したときに電
流センサ８によって電流値が検出されるか否かだけに着
目して、人間が導電体であることから導電性の有無を接
触物が人間か否かの判別に用いても良い。

【００３８】図４は、サブプログラムＳ２の処理を示す
フローチャートである。以下、図４を参照しながら動作
フローを説明する。メインプログラムによってサブプロ
グラムＳ２が実行されると、まず、図４に示すようにス
テップＳ４００に移行して、接触時間が所定の時間を越
えたか否かを判定し、越えていた場合(Yes)はステップ
Ｓ４０４に移行し、越えていない場合(No)はステップＳ
４０２に移行する。

【００３９】ステップＳ４０２に移行した場合は、検出
面５への物の接触の有無をチェックして、接触がある場
合(Yes)はステップＳ４０２に移行し、接触がない場合
(No)はステップＳ４０４に移行する。ここで、ステップ
Ｓ４００に移行する場合は接触が継続していて、且つ接
触時間が所定の時間を越えていないことを示し、ステッ
プＳ４０４に移行する場合は、接触が途切れたことを示
す。

【００４０】ステップＳ４０４に移行した場合は、接触
時間が所定の時間を越えたか接触が途切れたことになる
のでタイマ制御部１４によって接触時間の測定を終了
し、且つ接触フラグをクリアして、また、接触位置変化
算出手段１６による位置変化の検出を終了させステップ
Ｓ４１０に移行する。ステップＳ４０６で、時間変化算
出手段１５によって、検出した荷重及び接触時間から荷
重の時間に対する変化を算出してステップＳ４０８に移
行する。ここで、荷重の時間変化の算出は、例えば、荷
重の大きさを５段階の強度（数が大きい方が荷重大）に
分けて、総接触時間が１秒間だった場合、そのうちわけ
を、荷重強度１が０．２秒間、荷重強度３が０．１秒
間、荷重強度２が０．５秒間、荷重強度４が０．２秒間
のように荷重の大きさを各強度に対応させて、それぞれ
の強度が何秒間続いたかを算出し、接触時間中に変化す
る荷重強度として求めるなどの算出方法を用いて行う。

【００４１】ステップＳ４０８で、算出した荷重の時間
変化及び検出した接触物の位置変化を第２の接触状態判
別部１８に入力して、終了フラグＦ２をセットし一連の
処理を終了する。図５は、サブプログラムＳ３の処理を
示すフローチャートである。以下、図５を参照しながら
動作フローを説明する。

【００４２】メインプログラムによってサブプログラム
Ｓ３が実行されると、まず、図５に示すようにステップ
Ｓ５００に移行して、取得したトルク、方向情報及び動
作方向の加速度を、ペット型ロボットの通常の動作状態
時の各値から予め設定した閾値とそれぞれ比較して、閾
値を越えた値が１つもない場合(No)はステップＳ５０２
に移行し、どれか１つでも閾値を越えている場合(Yes)
はステップＳ５０４に移行する。

【００４３】ステップＳ５０２に移行した場合は、閾値
を越えた値が１つもないことから、動作状態の変化がペ
ット型ロボットの自律行動によるものと判別し、ステッ
プＳ５０６に移行する。一方、ステップＳ５０４に移行
した場合は、取得した動作情報のうち閾値を越えた値が
少なくとも１つはあったことから、動作状態の変化が物
の接触によるものと判別し、ステップＳ５０６に移行す
る。

【００４４】ステップＳ５０６で、判別結果を第２の接
触状態判別部１８に入力して、終了フラグＦ３をセット
し一連の処理を終了する。なお、判別結果には、動作状
態の変化がどのセンサの検出結果により判別されたのか
を知るためにセンサの情報も含む。図６は、サブプログ
ラムＳ４の処理を示すフローチャートである。以下、図
６を参照しながら動作フローを説明する。

【００４５】終了フラグＦ１〜Ｆ３がセットされ、メイ
ンプログラムによってサブプログラムＳ４が実行される
と、図６に示すようにステップＳ６００に移行して、接
触物判別部１３からの判別結果より接触物が人間か否か
をチェックし、人間である場合(Yes)は、ステップＳ６
０２に移行して、人間以外の物であった場合(No)は、ス
テップＳ６０８に移行する。

【００４６】ステップＳ６０２に移行した場合は、第１
の接触状態判別部１７からの判別結果より、ペット型ロ
ボットの動作状態の変化が、物の接触によってもたらさ
れたものか、同ロボットの自律行動がもたらしたものか
をチェックして、自律行動がもたらしたものである場合
(No)はステップＳ６０４に移行して、物の接触によるも
のである場合(Yes)はステップＳ６０６に移行する。

【００４７】ステップＳ６０４に移行した場合は、時間
変化算出部１５からの接触荷重の時間に対する変化及び
接触位置変化検出部１６からの検出結果に基づいて人間
の接触による状態の判別を行いステップＳ６１４に移行
する。一方、ステップＳ６０２からＳ６０６に移行した
場合は、時間変化算出部１５からの接触荷重の時間に対
する変化及び接触位置変化検出部１６からの検出結果
と、物の接触による動作状態の変化に基づいて人間の接
触による接触状態の判別を行いステップＳ６１４に移行
する。

【００４８】また、ステップＳ６００からＳ６０８に移
行した場合、つまり接触した物が人間でない場合にも、
第１の接触状態判別部１７からの判別結果により、ペッ
ト型ロボットの動作状態の変化が、接触物によってもた
らされたものか、ペット型ロボットの自律行動がもたら
したものかをチェックして、自律行動がもたらしたもの
である場合(No)はステップＳ６１０に移行して、接触物
がもたらしたものである場合(Yes)はステップＳ６１２
に移行する。

【００４９】ステップＳ６１０に移行した場合は、時間
変化算出部１５からの接触荷重の時間に対する変化及び
接触位置変化検出部１６の検出結果に基づいて人間以外
の物の接触による接触状態の判別を行いステップＳ６１
４に移行する。一方、ステップＳ６０８からＳ６１２に
移行した場合には、時間変化算出部１５からの接触荷重
の時間に対する変化及び接触位置変化検出部１６の検出
結果と、物の接触による動作状態の変化とに基づいて人
間以外の物の接触による状態の判別を行いステップＳ６
１４に移行する。

【００５０】ステップＳ６１４では、接触状態の判別が
終了したので終了フラグＦ１〜Ｆ３をクリアして、第２
の接触状態判別部１８の処理の終了を示す終了フラグＦ
４をセットし一連の処理を終了する。次に、本発明に係
る接触状態判別装置１の実際の動作を説明すると、まず
人間が、静止しているペット型ロボットの頭をやさしく
なでた場合、接触センサ６によって検出面５への物の接
触が検出される。この場合、ペット型ロボットの頭部に
配設された第１の検出面５ａに対する物の接触を、第
１、第２の接触センサ６ａ、６ｂによって検出すること
になる。そして、温度センサ７により接触している物の
温度が検出され、電流センサ８により接触した物から第
１の検出面５ａに流れる電流が検出される。検出された
これらの値は、接触物判別部１３に入力され、同判別部
１３では、予め設定されている人間が接触した場合に検
出される数値範囲と各検出値とをそれぞれ比較して、こ
の場合は人間が接触しているので検出温度及び検出電流
は人間が接触したときの値の範囲内に入る。よって、接
触物判別部１３では、比較結果より接触した物を人間と
判別する。

【００５１】また、接触物判別部１３の処理と並行し
て、第１の接触状態判別部１７では、動作情報検出部３
から取得したペット型ロボットの首や足などの可動部の
アクチュエータにかかるトルク、方向情報及び動作方向
の加速度と、予め設定しておいた静止状態時の各値の最
大値とをそれぞれ比較する。ここでは、静止状態時のペ
ット型ロボットの頭をやさしくなでているので、物の接
触によって動作状態に大きな変化はなく、検出値がどれ
も最大値を越えていないので、第１の接触状態判別部１
７では動作状態の変化をペット型ロボットの自律行動に
よるものと判別する。

【００５２】一方、接触検出センサ６によって検出面５
への物の接触が検出されると、タイマ制御部１４によっ
て接触フラグがセットされ、それと同時に接触時間の測
定を開始する。また、感圧センサ９によって検出面５に
物の接触が与える荷重を、接触位置変化検出部１６によ
って接触した物の位置変化をそれぞれ検出する。そし
て、接触フラグのクリア後又は接触時間が予め設定した
所定時間を越えた場合に、時間変化算出部１５において
接触荷重の時間に対する変化を算出する。ここでは、接
触時間は所定時間を越え、接触荷重は小さく一定で、接
触位置は頭部で、頭部の前側から後側に向かって接触位
置を変化させていることが結果として得られる。

【００５３】よって、第２の接触状態判別部１８には、
接触物は人間で、動作状態の変化はペット型ロボットの
自律行動によるもので、接触荷重は小さく一定で、接触
時間は長く、接触位置は頭部で、接触位置の変化は頭部
の前側から後側に向かって接触位置を変化させていると
いった各部からの結果出力が入力される。次に、人間以
外の物、例えば棚の上から落ちてきた本が静止している
ペット型ロボットの背中に接触した場合、まず、接触セ
ンサ６によって検出面５への物の接触が検出される。こ
の場合、ペット型ロボットの背部に配設された第２の検
出面５ｂに対する物の接触を、第３、第４の接触センサ
６ｃ、６ｄによって検出することになる。そして、温度
センサ７により物の温度が、電流センサ８により接触に
よって物から検出面５に流れる電流がそれぞれ検出され
る。検出されたこれらの値は接触物判別部１３に入力さ
れ、予め設定された人間が接触した場合に検出される数
値範囲と比較する。ここでは、本の接触によって検出さ
れた値と比較するので、検出温度は人間とは程遠い範囲
外の値になり、また、電流値に関しては、本は不導体で
あるので検出されない。よって、接触物判別部１３は接
触した物が人間以外の物であると判別する。

【００５４】また、接触物判別部１３の処理と並行し
て、第１の接触状態判別部１７では、動作情報検出部３
から取得したペット型ロボットの可動部のアクチュエー
タにかかるトルク、方向情報及び動作方向の加速度を、
予め設定しておいた通常の静止状態時の各値の最大値と
それぞれ比較する。ここでは、棚の上から落ちてきた本
が背中に接触したので、ペット型ロボットの足の関節部
のアクチュエータには通常静止時に検出される最大トル
クと比べて大きな値が検出され、また、進行方向も本の
接触によって変化し、更に、静止時にはあり得ない動作
方向への加速度が検出される。よって、トルク及び加速
度は静止時に発生する各最大値を越えた値が検出される
ので、第１の接触状態判別部１７において動作状態の変
化が物の接触によってもたらされたと判別する。

【００５５】一方、第３、第４の接触検出センサ６ｃ、
６ｄによって検出面５ｂへの物の接触を検出すると、タ
イマ制御部１４によって接触フラグがセットされ、それ
と同時に接触時間の測定を開始する。また、第１の感圧
センサ１３によって検出面５ｂに物の接触が与える荷重
を、接触位置変化検出部１６によって検出面５ｂに接触
した物の位置変化をそれぞれ検出する。そして、接触フ
ラグのクリア後、時間変化算出部１５において接触荷重
の時間に対する変化が算出される。ここでは、大きな接
触荷重で接触時間は短く、接触位置は背中の後側で、接
触位置の変化は無いということが結果として得られる。

【００５６】よって、第２の接触状態判別部１８には、
接触物は人間以外の物であり、物の接触により動作状態
に変化があり、大きな接触荷重で接触時間は短く、接触
位置は背中の後側で、接触位置の変化がないという各部
からの結果出力が入力される。以上、ペット型ロボット
を人間がなでた場合と、ペット型ロボットの背中に棚か
ら落ちてきた本が接触した場合を説明したが、第２の接
触状態判別部１８による最終的な接触状態の判別処理
は、入力された結果の組合せに対して複数の接触状態を
予め用意しておき、その中から該当する接触状態を選択
することで行う。

【００５７】第２の接触状態判別部１８における物の接
触がもたらす状態の判別の一例として、接触物が人間で
あり、動作状態の変化がペット型ロボットの自律行動に
よりもたらされ、且つ接触荷重の時間変化を考慮しない
場合の接触状態の判別を図７及び図８を参照しながら説
明する。図７は、ペット型ロボットに人間が接触した場
合に、接触荷重、接触時間、接触位置の変化から、大ま
かな接触状態を判別する処理の一例を示すフローチャー
トである。

【００５８】判別処理のフローを説明すると、接触時
間、接触荷重、接触位置の変化を検出後、先ず、図７に
示すように、ステップＳ７００に移行して、測定した接
触時間が長いか否かを判定して、接触時間が長い場合(Y
es)はステップＳ７０４に移行し、短い場合(No)はステ
ップＳ７０２に移行する。ステップＳ７０２に移行した
場合は、接触時間が短いので、大まかな接触状態を「叩
かれた」と判別し一連の処理を終了する。

【００５９】一方、ステップＳ７０４に移行した場合
は、接触位置の変化があるか否かを判定して、接触位置
に変化がある場合(Yes)はステップＳ７０８に移行し、
変化がない場合(No)はステップＳ７０６に移行する。ス
テップＳ７０６では、接触位置に変化が無く、接触時間
が長いことから大まかな接触状態を「押された」と判別
し一連の処理を終了する。

【００６０】一方、ステップＳ７０８では、接触位置の
変化があり、接触時間が長いので大まかな接触状態を
「なでられた」と判別し一連の処理を終了する。以上、
大まかな接触状態の判別処理のフローを説明したが、図
８は、図７の判別処理において、大まかな接触状態が
「なでられた」と判別された場合に、接触順序と、接触
位置の変化時間と、接触荷重との関係からどのように
「なでられた」のか詳細な接触状態の判別をする一例を
示した判別表である。

【００６１】図８より、判別表１９は、接触強度２０、
接触順２１、接触位置変化時間２２の３つの項目を有し
ている。そして、接触強度２０は、検出面５に物の接触
が与える荷重の大きさとして、「大」・「小」の２状態
を有し、接触順は、位置に対する物の接触する順序とし
て、「前から後」（毛並みに沿った方向）、「後から
前」（毛並みとは逆の方向）の２状態を有し、接触位置
変化時間は、物が接触位置を変える時間として、「短」
が０．１〜０．３秒、「中」が０．４〜０．６秒、
「長」が０．７〜０．９秒の３状態を有している。対し
て、なでられ方としては、「不快」・「普通」・「快
い」の３状態を有する。

【００６２】次に、実際に判別表１９を適用すると、接
触順として、第１、第２の接触センサ６ａ、６ｂの順
で、すなわち「頭部前側から頭部後側」の順で接触が検
出され、更に、接触強度が小さく、接触位置変化時間が
長いといった検出結果が得られた場合、接触順２１が
「前から後」、接触強度２０が「小」、接触位置変化時
間２２が「長」となり、判別表１９より「快い」なで方
でなでられたとなる。この場合は、ペット型ロボット
は、毛並みに沿って、やさしく、ゆっくりとなでられた
と解釈することができる。

【００６３】また、接触順２１が「後から前」、接触強
度２０が「大」、接触位置変化時間２２が「短」の場合
は、毛並みとは逆方向に、強く、激しくなでられたこと
になり、判別表１９より「不快」ななで方でなでられた
となる。他にも接触強度２０、接触順２１、接触位置変
化時間２２の各状態の組合せによって、「普通」のなで
方でなでられたといった判別もできる。

【００６４】判別表１９による接触状態の判別は、接触
時間や接触位置の変化等から既に「なでられた」という
大まかな状態の判別をした後の、なでられ方の判別をす
るもので、他にも「叩かれた」、「押された」などに対
して同様の判別表を作成することにより、接触時間や時
間変化などによって単に「叩かれた」、「押された」と
いった状態の判別だけでなく、どのような「叩かれ方」
あるいは「押され方」をされたのかまで判別することが
でき、例えば、「軽く叩かれた」場合に「なだめられる
ように叩かれた」などの状態判別をする判別表を作成し
て、これに則って状態判別を行うことによって、単に
「叩かれた」と判別された場合に「すねる」、「悲し
む」などの反応を返すところを、「気持ち良くて眠って
しまう」といった反応を返すようにすることができる。

【００６５】図９〜図１２は、上記実施の形態における
接触センサ６、電流センサ８、感圧センサ９の代わり
に、接触物の接触の有無、導電性、検出面５にかかる荷
重を検出することができる静電センサを示す図である。
図９は、静電センサの構成を示すブロック図で、図１０
は、静電センサを構成するコンデンサを示す図である。
また、図１１は、静電センサにより検出した静電容量の
変化により接触物が接触面に与える荷重の大きさの決定
及び接触した物が人間か否かを判別するための接触及び
接触荷重と検出出力との関係を表したグラフであり、図
１２は、この静電センサをペット型ロボットに搭載した
外観を示す斜視図である。

【００６６】まず、図９により構成を説明すると、静電
センサ２３は、回路にクロックを供給するための発振回
路２４及びドライブ回路２５と、静電容量の変化を検出
するための検出部２６と、検出された波形を整流するた
めの整流回路２７と、整流後の電圧を増幅するための増
幅回路２８とから構成されている。また検出部２６は、
可変コンデンサ２６ａ及び検出抵抗２６ｂとを備えてい
る。

【００６７】可変コンデンサ２６ａは、図１０に示すよ
うに、第１の金属板２９と第２の金属板３０との間にゴ
ム板３１を挟みこんだ構成をしていて、金属板表面を流
れる電流や、ゴム板３１の収縮によってコンデンサ２６
ａの静電容量が変化する。静電センサ２３は、図１２に
示すように、コンデンサ２６ａを犬型のペットロボット
３３の体表面として、頭部、腹部、背部、尻尾部など物
の接触する可能性の高い部位に、各部位の形状にあわせ
た形に形成して配設する。

【００６８】動作を説明すると、コンデンサ２６ａを構
成する第１の金属板２９に物が接触すると、先ず接触し
た物が導電体である場合は、電荷の移動が生じてコンデ
ンサ２６ａの静電容量が変化する。また、物の接触によ
って第１の金属板２９に力が加わり第２の金属板３０と
の間に挟まれたゴム板３１が収縮することにより両金属
板間の距離が狭まり静電容量が変化する。この２つの変
化による出力値の振れを適切な範囲になるように回路の
定数を調整することで、接触の有無と、接触した物が導
電体か不導体かの判別と、接触荷重とを検出することが
できる。

【００６９】例えば、静電センサ２３を搭載したペット
ロボット３３が、机の脚や壁にぶつかった場合、これら
は不導体なので、検出出力信号は不導体で、且つぶつか
った強さに対応した値となり、人間がペット型ロボット
に接触した場合は、人は導電体であるので、検出出力信
号は導電体で、且つ接触した強さに対応した値となる。

【００７０】また、接触荷重値の大きさと接触物が人間
か否かの判別は、図１１に示すような接触及び接触荷重
に対する検出出力値の関係を示すグラフなどを作成し
て、それを用いて行う。図１１に示す検出出力特性グラ
フ３２は、検出出力値、すなわち物の接触によるコンデ
ンサ２６ａの静電容量の変化を検出抵抗２６ｂによって
電圧値として検出した値と、物の接触によって第１の金
属板２９にかかる接触荷重の値とを、それぞれ縦軸を電
圧、横軸を荷重として両者の関係をグラフに表したもの
であり、接触物として人間が触れたときの荷重と検出出
力値との関係を表した第１のグラフ３２ａと、人間以外
の物が触れたときの荷重と検出出力値との関係を表した
グラフ３２ｂとから成っている。いずれも荷重値の範囲
は、ゴム板３１の収縮によって可変する第１の金属板２
９と、第２の金属板３０との間の距離によって決定す
る。つまり、ゴム板３１が最大に収縮したときに検出さ
れる静電容量の変化に対応した荷重値が検出できる最大
の荷重値となり、この最大荷重が検出出力特性グラフ３
２の横軸である荷重の範囲を決定する。

【００７１】判別は、検出出力値がグラフ３２ａの範囲
内に入っていた場合は接触した物が人間と判別され、グ
ラフ３２ｂの範囲内に入っていた場合は人間以外の物が
接触したと判別される。上記実施の形態において、図示
しないが、ペット型ロボットの地面に接地する位置に感
圧センサを設けて、同ロボットの動作情報として、接地
部分にかかる荷重を取得して、トルクセンサ１０、方向
センサ１１、加速度センサ１２から取得した動作情報に
この荷重情報を加えて、動作状態の変化がペット型ロボ
ットの自律行動によるものか、物の接触によるものかを
判別する。

【００７２】例えば、ペット型ロボットの足の裏に感圧
センサを設けた場合、ペット型ロボットの背中に荷重を
かけたときに、通常時と比較して足の裏の感圧センサに
大きな荷重が検出されるので、接触の有無や、接触時間
なども考慮して、「押え付けられた」、「背中に何か物
が乗っている」などの接触状態の判別が可能となる。こ
の感圧センサと、第１の接触状態判別部１７と、検出面
５と、接触センサ６とは、請求項１０に記載の接触状態
判別装置に対応する。

【００７３】なお、各センサや各手段などの間のデータ
の授受は、図示しない伝送線やプリント基板上の伝送路
などで行っている。ここで、検出面５、接触センサ６、
温度センサ７、電流センサ８及び接触物判別部１３が請
求項１、２に記載の接触物判別装置に対応し、検出面
５、接触センサ６、感圧センサ９、タイマ制御部１４、
時間変化算出部１５、接触位置変化検出部１６及び第２
の接触状態判別部１８が請求項３〜５に記載の接触状態
判別装置に対応し、検出面５、接触センサ６、動作情報
検出部３及び第１の接触状態判別部１７が請求項６〜９
に記載の接触状態判別装置に対応する。

【００７４】また、接触物判別部１３は、請求項１、２
に記載の接触物判別手段に対応し、時間変化算出部及び
第２の接触状態判別部１７は、請求項３〜５に記載の時
間変化算出手段及び接触状態判別手段にそれぞれ対応
し、接触位置変化検出部１６は、請求項５に記載の接触
位置変化検出手段に対応し、第１の接触状態判別部１７
は、請求項６〜９に記載の接触状態判別手段に対応す
る。

【００７５】以上より、本発明に係る接触状態判別装置
１は、人間が叩いたのか、落ちてきた本がぶつかったの
かなど接触が人間によるものか、人間以外の物によるも
のかを判別するので、人間以外の物の接触によってペッ
ト型ロボットが「喜ぶ」などの見当違いな反応を返す確
率が低減する。また、動作状態の変化が接触物によるも
のか、ペット型ロボットの自律行動によるものかを判別
するので、「歩行中に後ろから押された」、「地面に押
さえつけられた」などの、物の接触によって動作状態の
変化を含むペット型ロボットの接触状態を判別すること
が可能となる。

【００７６】そして、接触時間、接触荷重の時間変化を
算出し、且つ接触位置の変化を検出して、それらの検出
結果に基づいて接触状態の判別をするので、物の接触に
よる状態を、「叩かれた」、「なでられた」、「押さえ
られた」などの単純な状態だけでなく、「背中を一定の
テンポで連続して軽く叩かれた」、「頭を微妙な力加減
でなでられた」といった複雑な接触状態も判別すること
が可能となる。

【００７７】また、この実施の形態では、算出した時間
変化及び接触物の接触位置の変化に加え、接触物が人間
か否かの判別結果及び動作状態の変化が物の接触による
ものか、ペット型ロボットの自律行動によるものかの判
別結果にも基づいて物の接触状態の判別を行うので、
「地面に押し付けられるほど強く背中を何度もなでられ
た」、「歩行中に尻尾をつかまれ引っ張られた」、「人
間に背中の上に乗っかられて、首筋をなでられた」な
ど、更に詳細な判別結果を導き出すことが可能となる。

【００７８】そして、状態とそれに対するペット型ロボ
ットの反応動作をたくさん用意しておけば、ペット型ロ
ボットが、使用者の予測できないような反応を返し、且
つ矛盾した反応を返しにくくなるので、飽きにくく、愛
着の湧きやすいペット型ロボットを作成することが可能
である。また、接触センサ６、感圧センサ９、電流セン
サ８の代わりに、静電センサ２３を用いることで、接触
の有無、接触荷重、接触物の導電性を全て１つのセンサ
で検出することができるので複数のセンサを１つにまと
めることができ、静電センサ２３を小型に作成できれば
設置スペースの節約になり、また、減った部品のコスト
よりも静電センサのコストが低ければコストの削減とな
る。

【００７９】なお、上記実施の形態において、接触セン
サを専用に設けて物の接触の有無を検出しているが、こ
れに限らず、上記静電センサのように、感圧センサなど
が接触有無の検出を兼ねていても良い。そうすること
で、センサの数が減り、コストの削減につながる。ま
た、上記実施の形態において、時間変化算出部１５で、
接触荷重に対する時間変化しか算出していないが、これ
に限らずアクチュエータにかかるトルク、方向情報、動
作方向の加速度及び足の裏にかかる荷重の変化に対する
発生順序の検出や、時間に対する変化の算出をして、こ
れらの結果も接触状態の判別に利用するようにしても良
い。この場合、ペット型ロボットの詳細な動作情報を取
得するので、物の接触がもたらす状態の判別において、
判別の正確さを高めるとともに、より複雑な接触状態に
対応した判別をすることが可能となる。

【００８０】また、上記実施の形態において、カメラや
ＩＲセンサ、マイクなどの他の入力装置やセンサを併用
して、例えば、飼い主とそうでない人間の接触を判別し
て、接触する人間の種類によってペット型ロボットの反
応を違うものにするなど、使用者にとってより愛着の湧
きやすい反応を返す状態の判別ができるようにしても良
い。

【００８１】また、上記実施の形態では、接触物判別部
１３において温度センサ７及び電流センサ８の検出結果
が共に設定値の範囲内にあるときにのみ接触した物が人
間であると判別しているが、これに限らず、検出結果の
どちらか一方でも設定値の範囲内にあるときは、接触し
た物が人間であると判別しても良い。但し、この場合
は、人間以外の物が接触しても人間と判別してしまう確
率は高くなる。

【００８２】また、上記実施の形態では、ペット型ロボ
ットに適用しているが、これに限らず、本発明の主旨を
逸脱しない範囲で他の場合にも適用可能である。例え
ば、工業用ロボットや人間型ロボットなどに適用した
り、コンピュータ上でソフトウェアにより実現される仮
想ロボットに適用したり、玄関ドア、車のドアなど人間
の手の触れる部分に適用することで、自動ドアや防犯装
置などの接触検出部としても利用可能である。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１又は２に記載の接触物判別装置によれば、接触物が
人間か否かを判別するので、物が触れた際に、人間が触
れたのか、人間以外の物が触れたのかを比較的高い確率
で判別できるので、例えば、ペット型ロボットが壁に接
触したのに喜ぶなどの見当違いな反応をする確率が低減
する。

【００８４】請求項３〜５に記載の接触状態判別装置に
よれば、接触時間、接触荷重の時間変化、接触順序、接
触位置の周期性などの接触位置変化に基づいて状態の判
別をするので、「背中を叩かれた」、「頭をなでられ
た」といった単純な状態だけでなく「背中を一定のテン
ポで連続して軽く叩かれた」、「頭を微妙な力加減で何
度もなでられた」といった詳細な状態の判別をすること
が可能となる。

【００８５】請求項６〜１０に記載の接触状態判別装置
によれば、設置対象物のアクチュエータにかかるトル
ク、方向情報、動作方向の加速度及び接地面にかかる荷
重を取得し、動作状態の変化が接触物によるものか、自
律行動によるものかを判別するので、動作状態の変化が
自律行動でなく、物の接触によって発生した場合、例え
ば「歩行中に後ろから押された」、「地面に押さえつけ
られた」などの状態を判別することが可能となり、これ
により設置対象物の動作を変化させる接触によってもた
らされる状態の判別をすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】接触物判別機能付き接触状態判別装置の詳細ブ
ロック図。

【図２】接触状態判別装置１の動作を制御するメインプ
ログラムの処理を示すフローチャート。

【図３】接触物の判別を行う機能ブロックの動作を制御
するサブプログラムＳ１の処理を示すフローチャート。

【図４】物理量の時間変化の算出及び接触位置の変化の
検出を行う機能ブロックの動作を制御するサブプログラ
ムＳ２の処理を示すフローチャート。

【図５】動作状態の判別を行う機能ブロックの動作を制
御するサブプログラムＳ３の処理を示すフローチャー
ト。

【図６】接触状態の判別を行う機能ブロックの動作を制
御するサブプログラムＳ４の処理を示すフローチャー
ト。

【図７】大まかな接触状態の判別処理を示すフローチャ
ート。

【図８】なでられ方の判別表。

【図９】静電センサの構成ブロック図。

【図１０】静電センサに用いるコンデンサの構成を示す
図。

【図１１】接触と接触荷重に対する検出出力特性を示す
図。

【図１２】静電センサを搭載した犬型のペットロボット
の斜視図。

【符号の説明】

１接触物判別機能付き接触状態判別装
置２接触情報検出部３動作情報検出部４接触状態判別部５検出面６接触センサ７温度センサ８電流センサ９感圧センサ１０トルクセンサ１１方向センサ１２加速度センサ１４タイマ制御部１５時間変化算出部１６接触位置変化検出部１７第１の接触状態判別部１８第２の接触状態判別部１９なでられ方の判別表２３静電センサ２６ａコンデンサ３２検出出力特性グラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C150 CA02 DA24 DA26 DA27 DA28 ED42 ED52 EF07 EF09 EF16 EF23 3F059 AA00 BA00 BB06 DA03 DA07 DC01 DC04 DE01 DE08 3F060 AA00 BA10 CA14 GD12 GD15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検出面に対する物の接触の有無を検出す
る接触検出手段と、前記検出面に接触した前記物の特性
を検出する接触物特性検出手段と、前記接触物特性検出
手段の検出結果に基づいて前記検出面に接触した前記物
が人間であるか否かを判別する接触物判別手段と、を備
えたことを特徴とする接触物判別装置。
【請求項２】前記接触物特性検出手段として、温度セ
ンサ、電流センサのうち少なくとも１つを備えたことを
特徴とする請求項１に記載の接触状態判別装置。
【請求項３】検出面に対する物の接触の有無を検出す
る接触検出手段と、前記検出面に前記物が接触している
接触時間を測定する接触時間測定手段と、前記検出面に
前記物が接触することにより生じる物理量を検出する物
理量検出手段と、前記接触時間及び前記物理量に基づい
て該物理量の時間に対する変化を算出する時間変化算出
手段と、該時間変化算出手段の算出結果に基づいて、前
記物の接触が前記検出面にもたらす状態を判別する状態
判別手段と、を備えたことを特徴とする接触状態判別装
置。
【請求項４】前記物理量として荷重を検出することを
特徴とする請求項３に記載の接触状態判別装置。
【請求項５】前記接触検出手段及び前記物理量検出手
段の少なくとも一方を、前記検出面の複数箇所に設ける
とともに、それら複数の手段の検出結果に基づいて、前
記検出面に対する前記物の接触位置の変化を検出する接
触位置変化検出手段を設け、前記状態判別手段は、前記
接触位置変化検出手段の検出結果をも考慮して前記物の
接触が前記検出面にもたらす状態を判別するようになっ
ていることを特徴とする請求項３又は４のいずれか一項
に記載の接触状態判別装置。
【請求項６】物の接触によってもたらされる状態を判
別する接触状態判別装置であって、検出面への物の接触
の有無を検出する接触検出手段と、当該接触状態判別装
置が設置された設置対象物の動作情報を取得する動作情
報取得手段と、該動作情報に変化が生じたときに前記接
触検出手段の検出結果及び前記動作情報取得手段によっ
て取得した動作情報に基づいて該動作情報の変化が前記
設置対象物の自律行動がもたらしたものか、前記検出面
への前記物の接触がもたらしたものかを判別する状態判
別手段と、を備えたことを特徴とする接触状態判別装
置。
【請求項７】前記動作情報として、前記設置対象物を
構成する可動部位のアクチュエータにかかるトルクを取
得することを特徴とする請求項６に記載の接触状態判別
装置。
【請求項８】前記動作情報として、前記設置対象物の
移動方向情報を取得することを特徴とする請求項６又は
７のいずれか一項に記載の接触状態判別装置。
【請求項９】前記動作情報として、前記設置対象物の
動作方向の加速度を取得することを特徴とする請求項６
〜８のいずれか一項に記載の接触状態判別装置。
【請求項１０】前記設置対象物の通常姿勢における接
地部分に感圧センサを設け、該設置対象物の動作情報と
して、前記感圧センサによって検出される荷重情報を取
得することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に
記載の接触状態判別装置。