JP2002144260A

JP2002144260A - 脚式移動ロボット及びその制御方法

Info

Publication number: JP2002144260A
Application number: JP2000344592A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Saijo; 弘樹西條
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】自律的な自己診断により故障原因を究明して
自己整備することができる脚式移動ロボットを提供す
る。【解決手段】ロボットに搭載された視覚センサ、マイ
ク、測距センサ、姿勢センサなどの入力と、関節アクチ
ュエータ、スピーカなどの出力を複数組み合わせること
で、機体の機能・動作を自律的に確認・診断するととも
に、自己診断結果に基づいて改善や調整を行う。先に確
認が済んだ機能ユニットを用いて未確認の機能ユニット
の確認を行う。改善不可能な問題点は、確認作業が終了
した正常な機能ユニットを介してユーザに通知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の可動脚を備
えて歩行などの脚式作業を行う脚式移動ロボット及びそ
の制御方法に係り、特に、音声や画像などの入力に基づ
くユーザとの対話によって行動計画を立てたり、ユーザ
入力に頼らず自律的に行動計画を立てることができる行
動計画型の脚式移動ロボット及びその制御方法に関す
る。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、「対話駆動」又
は「自律駆動」を行う期間中に異常や故障を発生したり
トラブルに巻き込まれた場合であっても、その原因を究
明して自己整備することができる脚式移動ロボット及び
その制御方法に関する。

【０００３】

【従来の技術】電気的若しくは磁気的な作用を用いて人
間の動作に似せた運動を行う機械装置のことを「ロボッ
ト」という。ロボットの語源は、スラブ語の"ＲＯＢＯ
ＴＡ(奴隷機械)"に由来すると言われている。わが国で
は、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からで
あるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・
無人化などを目的としたマニピュレータや搬送ロボット
などの産業用ロボット（industrial robot）であった。

【０００４】アーム式ロボットのように、ある特定の場
所に植設して用いるような据置きタイプのロボットは、
部品の組立・選別作業など固定的・局所的な作業空間で
のみ活動する。これに対し、移動式のロボットは、作業
空間は非限定的であり、所定の経路上または無経路上を
自在に移動して、所定の若しくは任意の人的作業を代行
したり、ヒトやイヌあるいはその他の生命体に置き換わ
る種々の幅広いサービスを提供することができる。なか
でも脚式の移動ロボットは、クローラ式やタイヤ式のロ
ボットに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなる
が、階段や梯子の昇降や障害物の乗り越えや、整地・不
整地の区別を問わない柔軟な歩行・走行動作を実現でき
るという点で優れている。

【０００５】最近では、イヌやネコのように４足歩行の
動物の身体メカニズムやその動作を模したペット型ロボ
ット、あるいは、ヒトのような２足直立歩行を行う動物
の身体メカニズムや動作をモデルにしてデザインされた
「人間形」若しくは「人間型」のロボット（humanoid r
obot）など、脚式移動ロボットに関する研究開発が進展
し、実用化への期待も高まってきている。

【０００６】脚式移動ロボットの用途の１つとして、産
業活動・生産活動等における各種の難作業の代行が挙げ
られる。例えば、原子力発電プラントや火力発電プラン
ト、石油化学プラントにおけるメンテナンス作業、製造
工場における部品の搬送・組立作業、高層ビルにおける
清掃、火災現場その他における救助といったような危険
作業・難作業の代行などである。

【０００７】また、脚式移動ロボットの他の用途とし
て、上述の作業支援というよりも、生活密着型、すなわ
ち人間との「共生」という用途が挙げられる。この種の
ロボットは、ヒトあるいはイヌ（ペット）などの比較的
知性の高い脚式歩行動物の動作メカニズムや感情表現を
エミュレートする。また、予め入力された動作パターン
を単に忠実に実行するだけではなく、相手の言葉や態度
（「褒める」とか「叱る」、「叩く」など）に呼応し
た、生き生きとした動作表現を実現することも要求され
る。

【０００８】従来の玩具機械は、ユーザ操作と応答動作
との関係が固定的であり、玩具の動作をユーザの好みに
合わせて変更することはできない。この結果、ユーザは
同じ動作しか繰り返さない玩具をやがては飽きてしまう
ことになる。

【０００９】これに対し、インテリジェントなロボット
は、自律的な思考及び動作制御を行うとともに、動作生
成の時系列モデルに従って知的な動作を実行する。ま
た、ロボットが画像入力装置や音声入出力装置を装備
し、画像処理や音声処理を行うことにより、より高度な
知的レベルで人間とのリアリスティックなコミュニケー
ションを実現することも可能となる。この際、ユーザ操
作などの外部からの刺激を検出したことに応答してこの
時系列モデルを変更する、すなわち「学習効果」を付与
することによって、ユーザにとって飽きない又は好みに
適応した動作パターンを提供することができる。また、
ユーザは、一種の育成シミュレーションをゲーム感覚で
楽しむことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】産業上の特定用途向け
ロボットの場合、ユーザ又はオペレータからはほとんど
一義的に解釈可能なコマンドを入力して実行すればよ
い。これは、情報処理機器がファイルのコピーや削除、
ファイル・オープンなど一義的なコマンドをコンソール
入力されたことに応答して、その通りに動作することに
類似する。

【００１１】これに対し、共生型若しくはエンターティ
ンメント型などのインテリジェントなロボットの場合、
上述したように、ユーザからの明示的又は限定的なコマ
ンドのみならず、音声や画像などの比較的抽象度の高い
入力データに基づいて動作する「対話駆動」を行った
り、さらにはユーザからのコマンドや対話に頼ることな
く（すなわちユーザから独立して）ロボット自身が立て
た行動計画に従って動作する「自律駆動」を行うことが
できる。

【００１２】しかしながら、抽象的なユーザ入力を解釈
したり、ロボット独自のの思考制御を許容したり、動作
上の自由度や機能が高度化する分、故障やトラブルを引
き起こしたときにはその原因究明が一層困難になる。

【００１３】一般の機械装置の場合、入力コマンドに対
する装置側の応答はほぼ１対１に対応するので、どのコ
マンドを入力又は実行したときに装置に異常が発生した
かを容易に特定することができる。

【００１４】これに対し、上述のような「対話駆動」又
は「自律駆動」を行うタイプのロボットの場合、ユーザ
入力や外部事象に対するロボット上での解釈に幅がある
ため、異常や故障の原因が何に起因するのか判定が難し
くなる。さらに脚式移動ロボットであれば、任意の作業
空間を無経路的に歩き回るので、ユーザが常時監視する
ことはできない。したがって、ユーザの監視外に置かれ
た状況下で、何らかの故障が発生したりトラブルや事故
又は事件等に巻き込まれたとしても、ユーザはそのとき
ロボットに何が起こったのかを究明することは極めて難
しくなる。

【００１５】ロボットの自律駆動機能を活用して、故障
の自己診断や故障原因の解除を行うことが期待される
が、現状では、自律型ロボットが自らの機体動作を用い
て自己整備を行う事例はない。すなわち、ユーザによる
点検・整備作業に委ねる以外に、手立てがない。

【００１６】多くの場合、自律型ロボットは複雑な調整
を必要とするので、メンテナンスは、ロボットの製作者
自身、あるいはロボット工学に関する高度な専門知識を
有する作業員に限定される。したがって、一般ユーザを
点検・整備作業から解放し、自律型ロボットを今後さら
に広範に普及させるためには、自律型ロボットの自己整
備機能が不可欠とさえ言える。

【００１７】本発明の目的は、音声や画像などの入力に
基づくユーザとの対話によって行動計画を立てたり、ユ
ーザ入力に頼らず自律的に行動計画を立てることができ
る、行動計画型の優れた脚式移動ロボット及びその制御
方法を提供することにある。

【００１８】本発明の更なる目的は、「対話駆動」又は
「自律駆動」を行う期間中に異常や故障を発生したりト
ラブルに巻き込まれた場合であっても、その原因を究明
して自己整備することができる、優れた脚式移動ロボッ
ト及びその制御方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、複数の関節駆動アクチュエータと１以上の機能ユニ
ットで構成される脚式移動ロボット又はその制御方法で
あって、前記関節駆動アクチュエータの動作が正常であ
るか否かを確認する関節動作確認手段又はステップと、
前記関節動作確認手段又はステップによって前記関節駆
動アクチュエータが正常動作することが確認されたこと
に応答して、前記関節駆動アクチュエータの駆動を用い
て前記機能ユニットの動作が正常であるか否かを確認す
る機能ユニット動作確認手段又はステップと、を具備す
ることを特徴とする脚式移動ロボット又はその制御方法
である。

【００２０】ここで、脚式移動ロボットに搭載される機
能ユニットには、外部環境に対して音声データの入出力
を行う音声入出力部、前記脚式移動ロボットの機体の姿
勢を検出する姿勢検出部、外部環境上の所定の対象物ま
での距離を測定する測距部、外部環境から画像を入力す
る画像入力部などを挙げることができる。

【００２１】また、本発明の第１の側面に係る脚式移動
ロボット又はその制御方法は、前記関節駆動アクチュエ
ータ動作確認手段又はステップ、及び／又は、機能ユニ
ット動作確認手段又はステップが動作エラーを検出した
ことに応答して、前記関節駆動アクチュエータの駆動を
利用してユーザに該エラーを通知するエラー通知手段又
はステップをさらに備えていてもよい。

【００２２】本発明の第１の側面に係る脚式移動ロボッ
ト又はその制御方法によれば、ロボットに搭載された視
覚センサ、マイク、測距センサ、姿勢センサなどの入力
と、関節アクチュエータ、スピーカなどの出力を複数組
み合わせることで、機体の機能・動作を自律的に確認・診
断するとともに、自己診断結果に基づいて改善や調整を
行うことができる。

【００２３】また、先に確認が済んだ機能ユニットを用
いて未確認の機能ユニットの確認を行うことができる。
改善不可能な問題点は、確認作業が終了した正常な機能
ユニットを介してユーザに通知することができる。例え
ば、関節駆動アクチュエータの正常動作が確認された後
であれば、各関節の駆動による機体上でのジェスチャを
介してエラーを通知すればよい。また、音声出力機能の
正常動作が確認された後であれば、音声ベースの発話に
よりエラーを通知するようにしてもよい。

【００２４】また、本発明の第２の側面は、複数の関節
駆動アクチュエータと音声入出力部とその他の機能ユニ
ットで構成される脚式移動ロボット又はその制御方法で
あって、前記関節駆動アクチュエータの動作が正常であ
るか否かを確認する関節動作確認手段又はステップと、
前記関節動作確認手段又はステップによって前記関節駆
動アクチュエータが正常動作することが確認されたこと
に応答して、前記関節駆動アクチュエータの駆動を用い
て前記音声入出力部の動作が正常であるか否かを確認す
る音声入出力動作確認手段又はステップと、前記音声入
出力動作確認手段又はステップによって前記音声入出力
部が正常動作することが確認されたことに応答して、前
記関節駆動アクチュエータの駆動を用いて前記機能ユニ
ットの動作が正常であるか否かを確認する機能ユニット
動作確認手段又はステップと、を具備することを特徴と
する脚式移動ロボット又はその制御方法である。

【００２５】ここで、脚式移動ロボットに搭載される機
能ユニットには、前記脚式移動ロボットの機体の姿勢を
検出する姿勢検出部、外部環境上の所定の対象物までの
距離を測定する測距部、外部環境から画像を入力する画
像入力部などを挙げることができる。

【００２６】本発明の第２の側面に係る脚式移動ロボッ
ト又はその制御方法は、前記関節駆動アクチュエータ動
作確認手段又はステップ、及び／又は、音声入出力動作
確認手段又はステップが動作エラーを検出したことに応
答して、前記関節駆動アクチュエータの駆動を利用して
ユーザに該エラーを通知するエラー通知手段又はステッ
プをさらに備えていてもよい。

【００２７】また、本発明の第２の側面に係る脚式移動
ロボット又はその制御方法は、前記機能ユニット動作確
認手段又はステップが前記機能ユニットの動作エラーを
検出したことに応答して、前記関節駆動アクチュエータ
の駆動及び／又は前記音声入出力部による音声出力を利
用してユーザに該エラーを通知するエラー通知手段又は
ステップをさらに備えていてもよい。

【００２８】本発明の第２の側面に係る脚式移動ロボッ
ト又はその制御方法によれば、ロボットに搭載された視
覚センサ、マイク、測距センサ、姿勢センサなどの入力
と、関節アクチュエータ、スピーカなどの出力を複数組
み合わせることで、機体の機能・動作を自律的に確認・診
断するとともに、自己診断結果に基づいて改善や調整を
行うことができる。

【００２９】また、先に確認が済んだ機能ユニットを用
いて未確認の機能ユニットの確認を行うことができる。
改善不可能な問題点は、確認作業が終了した正常な機能
ユニットを介してユーザに通知することができる。例え
ば、関節駆動アクチュエータの正常動作が確認された後
であれば、各関節の駆動による機体上でのジェスチャを
介してエラーを通知すればよい。また、音声出力機能の
正常動作が確認された後であれば、音声ベースの発話に
よりエラーを通知するようにしてもよい。

【００３０】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳解する。

【００３２】図１及び図２には、本発明の実施に供され
る脚式移動ロボット１００が直立している様子を前方及
び後方の各々から眺望した様子を示している。この脚式
移動ロボット１００は、「人間形」又は「人間型」と呼
ばれるタイプであり、後述するように、音声や画像など
の入力に基づくユーザとの対話によって行動計画を立て
たり、ユーザ入力に頼らず（すなわち、ユーザから独立
して）ロボット１００が自律的に行動計画を立てたりす
ることができる。図示の通り、脚式移動ロボット１００
は、脚式移動を行う左右２足の下肢と、体幹部と、左右
の上肢と、頭部とで構成される。

【００３３】左右各々の下肢は、大腿部と、膝関節と、
脛部と、足首と、足平とで構成され、股関節によって体
幹部の略最下端にて連結されている。また、左右各々の
上肢は、上腕と、肘関節と、前腕とで構成され、肩関節
によって体幹部上方の左右各側縁にて連結されている。
また、頭部は、首関節によって体幹部の略最上端中央に
連結されている。

【００３４】体幹部ユニット内には、図１及び図２上で
は見えていない制御部が配備されている。この制御部
は、脚式移動ロボット１００を構成する各関節アクチュ
エータの駆動制御や各センサ（後述）などからの外部入
力を処理するコントローラ（主制御部）や、電源回路そ
の他の周辺機器類を搭載した筐体である。制御部は、そ
の他、遠隔操作用の通信インターフェースや通信装置を
含んでいてもよい。

【００３５】図３には、本実施例に係る脚式移動ロボッ
ト１００が具備する関節自由度構成を模式的に示してい
る。図示の通り、脚式移動ロボット１００は、２本の腕
部と頭部１を含む上体と、移動動作を実現する２本の脚
部からなる下肢と、上肢と下肢とを連結する体幹部とで
構成される。

【００３６】頭部１を支持する首関節は、首関節ヨー軸
２と、首関節ピッチ軸３と、首関節ロール軸４という３
自由度を有している。

【００３７】また、各腕部は、肩関節ピッチ軸８と、肩
関節ロール軸９と、上腕ヨー軸１０と、肘関節ピッチ軸
１１と、前腕ヨー軸１２と、手首関節ピッチ軸１３と、
手首関節ロール軸１４と、手部１５とで構成される。手
部１５は、実際には、複数本の指を含む多関節・多自由
度構造体である。但し、手部１５の動作自体は、ロボッ
ト１００の姿勢安定制御や歩行動作制御に対する寄与や
影響が少ないので、本明細書ではゼロ自由度と仮定す
る。したがって、左右の各腕部は７自由度を有するとす
る。

【００３８】また、体幹部は、体幹ピッチ軸５と、体幹
ロール軸６と、体幹ヨー軸７という３自由度を有する。

【００３９】また、下肢を構成する左右各々の脚部は、
股関節ヨー軸１６と、股関節ピッチ軸１７と、股関節ロ
ール軸１８と、膝関節ピッチ軸１９と、足首関節ピッチ
軸２０と、関節ロール軸２１と、足部（足底又は足平）
２２とで構成される。人体の足部（足底）２２は、実際
には多関節・多自由度の足底を含んだ構造体であるが、
本実施例に係る脚式移動ロボット１００の足底はゼロ自
由度とする。したがって、左右の各脚部は６自由度で構
成される。

【００４０】以上を総括すれば、本実施例に係る脚式移
動ロボット１００全体としては、合計で３＋７×２＋３
＋６×２＝３２自由度を有することになる。但し、脚式
移動ロボット１００が必ずしも３２自由度に限定される
訳ではない。設計・製作上の制約条件や要求仕様等に応
じて、自由度すなわち関節数を適宜増減することができ
ることは言うまでもない。

【００４１】脚式移動ロボット１００が持つ上述の各関
節自由度は、実際にはアクチュエータによる能動的な動
作として実現される。装置の外観上で余分な膨らみを排
してヒトの自然体形状に近似させることや、２足歩行と
いう不安定構造体に対して姿勢制御を行うことなどの種
々の要請から、関節アクチュエータは小型且つ軽量であ
ることが好ましい。本実施例では、ギア直結型で且つサ
ーボ制御系をワンチップ化してモータ・ユニットに内蔵
したタイプの小型ＡＣサーボ・アクチュエータを搭載す
ることとした。なお、脚式ロボットに適用可能な小型Ａ
Ｃサーボ・アクチュエータに関しては、例えば本出願人
に既に譲渡されている特願平１１−３３３８６号明細書
に開示されている。

【００４２】図４には、本実施例に係る脚式移動ロボッ
ト１００の制御システム構成を模式的に示している。同
図に示すように、該システムは、ユーザ入力などに動的
に反応して情緒判断や感情表現を司る思考制御モジュー
ル２００と、関節アクチュエータの駆動などロボットの
全身協調運動を制御する運動制御モジュール３００とで
構成される。

【００４３】思考制御モジュール２００は、情緒判断や
感情表現に関する演算処理を実行するＣＰＵ（Central
Processing Unit）２１１や、ＲＡＭ（Random Access M
emory）２１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１３、
及び、外部記憶装置（ハード・ディスク・ドライブなど）
２１４で構成される、自己完結処理を行うことができる
独立した情報処理装置である。

【００４４】思考制御モジュール２００には、ＣＣＤ
（Charge Coupled Device）カメラなどの画像入力装置
２５１や、マイクなどの音声入力装置２５２、スピーカ
などの音声出力装置２５３、ＬＡＮ（Local Area Netwo
rk：図示しない）などを経由してロボット１００外のシ
ステムとデータ交換を行う通信インターフェース２５４
など各種の装置が、バス・インターフェース２０１経由
で接続されている。

【００４５】思考制御モジュール２００では、画像入力
装置２５１から入力される視覚データや音声入力装置２
５２から入力される聴覚データなど、外界からの刺激な
どに従って、脚式移動ロボット１００の現在の感情や意
思を決定する。さらに、意思決定に基づいた動作（アク
ション）又は行動シーケンス（ビヘイビア）、すなわち
四肢の運動を実行するように、運動制御モジュール３０
０に対して指令を発行する。

【００４６】一方の運動制御モジュール３００は、ロボ
ット１００の全身協調運動を制御するＣＰＵ（Central
Processing Unit）３１１や、ＲＡＭ（Random Access M
emory）３１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３１３、
及び、外部記憶装置（ハード・ディスク・ドライブなど）
３１４で構成される、自己完結処理を行うことができる
独立した情報処理装置である。外部記憶装置３１４に
は、例えば、オフラインで算出された歩行パターンやＺ
ＭＰ目標軌道、その他の行動計画を蓄積することができ
る（「ＺＭＰ」とは、歩行中の床反力によるモーメント
がゼロとなる床面上の点のことであり、また、「ＺＭＰ
軌道」とは、例えばロボット１００の歩行動作期間中な
どにＺＭＰが動く軌跡を意味する）。

【００４７】運動制御モジュール３００には、ロボット
１００の全身に分散するそれぞれの関節自由度を実現す
る関節アクチュエータ（図３を参照のこと）、体幹部の
姿勢や傾斜を計測する姿勢センサ３５１、左右の足底の
離床又は着床を検出する接地確認センサ３５２及び３５
３、バッテリなどの電源を管理する電源制御装置などの
各種の装置が、バス・インターフェース３０１経由で接
続されている。

【００４８】運動制御モジュール３００では、思考制御
モジュール２００から指示された行動を体現すべく、各
関節アクチュエータによる全身協調運動を制御する。す
なわち、ＣＰＵ３１１は、思考制御モジュール２００か
ら指示された行動に応じた動作パターンを外部記憶装置
３１４から取り出し、又は、内部的に動作パターンを生
成する。そして、ＣＰＵ３１１は、指定された動作パタ
ーンに従って、足部運動、ＺＭＰ（Zero Moment Poin
t）軌道、体幹運動、上肢運動、腰部水平位置及び高さ
などを設定するとともに、これらの設定内容に従った動
作を指示する指令値を各関節アクチュエータに転送す
る。

【００４９】また、ＣＰＵ３１１は、姿勢センサ３５１
の出力信号によりロボット１００の体幹部分の姿勢や傾
きを検出するとともに、各接地確認センサ３５２及び３
５３の出力信号により各可動脚が遊脚又は立脚のいずれ
の状態であるかを検出することによって、脚式移動ロボ
ット１００の全身協調運動を適応的に制御することがで
きる。

【００５０】さらに、運動制御モジュール３００は、思
考制御モジュール２００において決定された意思通りの
行動がどの程度体現されたか、すなわち処理の状況を、
思考制御モジュール２００に返すようになっている。

【００５１】思考制御モジュール２００と運動制御モジ
ュール３００は、共通のプラットフォーム上で構築さ
れ、両者間はバス・インターフェース２０１及び３０１
を介して相互接続されている。

【００５２】図５には、自律型のロボット１００による
自己診断・自己整備機能を実現するための制御ソフトウ
ェア構成を模式的に図解している。同図に示すロボット
１００は、音声や画像などの入力に基づいて外的要因を
判断し、ユーザとの対話に追従して行動計画を立てる
「対話駆動」方式の機体オペレーションを行うことがで
きる。

【００５３】ロボット１００は、ユーザからのコマンド
入力あるいは外部環境の変化を入力する入力部として、
測距センサ５１と、音声入力部５２と、画像入力部５３
と、姿勢センサ５４とを備えている。

【００５４】測距センサ５１は、ロボット１００の機体
と所定の対象物（例えば、ボールのような追跡オブジェ
クトや壁やその他の障害物など）との距離を測定するデ
バイスである。測距センサ５１が出力する検出信号は距
離変換部５５に入力されて、距離データに変換される。

【００５５】音声入力部５２は、例えば、マイクロフォ
ンなどで構成され、ロボット１００の頭部に搭載されて
いる。音声入力信号は音声・音程認識処理部５６に入力
される。音声・音程認識処理部５６では、ユーザの入力
音声がテキストとして認識され、さらに言語処理が施さ
れる。

【００５６】画像入力部５３は、例えば、ＣＣＤ（Char
ge Coupled Device）などの撮像装置で構成され、ロボ
ット１００の頭部に搭載されている。画像入力信号は色
調整処理部５７に入力され、色調整などの処理が施され
る。

【００５７】姿勢センサ５４は、例えば、加速度センサ
とジャイロ・センサの組み合わせによって構成され、ロ
ボット１００の胴体部に搭載されて、そのセンサ信号は
姿勢情報変換処理部５８に入力されて、ロボット１００
の姿勢情報に変換される。

【００５８】自己確認調整処理部６０は、距離変換部５
５、音声・音程認識処理部５６、色調整処理部５７、姿
勢情報返還処理部５８の各々において加工・処理が行わ
れたセンサ情報を基に、ロボット１００の機体上の各セ
ンサやデバイスに異常や故障が生じていないかどうかを
自己確認し、さらに可能であれば機体上に備わった機能
を利用して自己調整処理を行う。

【００５９】自己確認基準データベース６１は、距離変
換部５５、音声・音程認識処理部５６、色調整処理部５
７、姿勢情報返還処理部５８の各々から得られるセンサ
情報に関する自己確認の基準となる基準データ値を保管
している。また、自己確認手順データベース６２は、各
センサやデバイスを自己確認にするための処理手順を保
管している。自己確認調整処理部６０は、自己確認基準
データベース６１並びに自己確認手順データベース６２
を参照することで、ロボット１００の機体上の各センサ
やデバイスに異常や故障が生じていないかどうかを自己
確認処理することができる。

【００６０】動作データベース６３は、ロボット１００
が機体上で再生することができる動作に関するデータ、
すなわちアクション・データを保管するデータベースで
ある。アクション・データは、各関節アクチュエータな
ど可動部の駆動を規定するモーション・データと、モー
ションと同期して出力する音声情報を規定するサウンド
・データなどの組み合わせで構成される。

【００６１】動作データベースに格納される動作には、
ロボット１００が当然備えておくべき基本動作（例え
ば、「右手を挙げる」、「左手を挙げる」などの区分不
能な最小且つ基本的な動作単位）と、１以上の基本動作
を時系列的に（さらには条件分岐を含んだ形式で）組み
合わせられた複合的な動作（行動シーケンス又はビヘイ
ビア）がある。

【００６２】発話データベース６６は、ユーザとの間で
音声ベースの会話を行うための発話データを蓄積してい
る。

【００６３】行動・姿勢・音声出力管理部６４は、自己
確認調整処理部６０による処理結果に基づいて、ロボッ
ト１００の機体上で発現すべき行動、姿勢、音声出力を
統括的に管理する機能モジュールである。より具体的に
は、発現すべき行動、姿勢、音声出力を決定し、該当す
る動作データを動作データベース６３から取り出すとと
もに、該当する発話データを発話データベース６６から
取り出して、これらを実機動作処理部６５に転送する。
実機動作処理部６５は、投入された動作データに従っ
て、ロボット１００の機体を駆動する。

【００６４】本実施例では、自己確認調整処理部６０の
制御動作により、ロボットに搭載された視覚センサ、マ
イク、測距センサ、姿勢センサなどの入力と、関節アク
チュエータ、スピーカなどの出力を複数組み合わせるこ
とで、機体の機能・動作を自律的に確認・診断するととも
に、自己診断結果に基づいて改善や調整を自律的に行う
ことができる。

【００６５】図６には、自己確認調整処理部６０にて実
行される自己確認処理の手順をフローチャートの形式で
示している。以下、このフローチャートに従って、ロボ
ット１００による自己確認処理について説明する。

【００６６】（１）関節駆動アクチュエータの確認：ま
ず、関節駆動アクチュエータの確認を行う。この確認処
理は、基本的には各関節駆動アクチュエータ単体毎の動
作チェックでよい。関節駆動アクチュエータの確認を最
初に行うことで、以後の確認作業において関節駆動アク
チュエータの駆動を伴う自律的な作業が可能となる。

【００６７】（２）音声入出力の確認：既に関節駆動ア
クチュエータの確認が終了し、動作が可能となっている
ので、関節の駆動を用いてマイクなどの音声入力の確認
を行う。音声入力機能に問題が発生した場合は、ロボッ
ト１００は関節駆動アクチュエータの動作（例えば身振
りや手振りなどの生成）によって、ユーザに通知するこ
とができる。次いで、スピーカなどの音声出力部から、
あらかじめ決められた周波数帯域の音を出力して、動作
確認済みのマイクを介して集音することで、音声出力の
確認を行う。音声出力機能に問題が発生した場合も、ロ
ボット１００は関節駆動アクチュエータの動作（例えば
身振りや手振りなどの生成）によって、ユーザに通知す
ることができる。

【００６８】（３）姿勢センサの確認：次いで、姿勢セ
ンサの確認を行う。姿勢センサは、加速度センサとジャ
イロ・センサの組み合わせによって構成されており、機
体の胴体部分（例えば腰部）に搭載されている。加速度
センサ及びジャイロ・センサの確認方法は、いずれもロ
ボット１００の腰部を動かすことで、加速度や各速度を
発生させて、これら各センサから得られた連続出力値と
予定された値の差を求め、所定の閾値との比較により、
「ＯＫ」、「ＮＧ」、又は、「要調整」と判断する。Ｎ
Ｇと判断された場合には、既に動作確認された音声出力
を用いてユーザに問題点を通知する。また、要調整と判
断された場合には、基準値となる連続値と、差分の平均
が最も小さくなるように、入力値に対するオフセット値
を求めて、以後の処理に用いるようにする。

【００６９】（４）測距センサの確認：測距センサは、
例えばロボット１００の頭部に搭載されており、頭部前
面のシールドを介して距離を測定する構造となってい
る。測距センサの確認は、ロボット１００の身体上の各
部位のサイズが既知であることを利用して、足元の床
面、手で触れた壁間での距離を基準にして、測定結果と
実寸との比較により行うことができる。確認により得ら
れた結果に応じて、ＯＫ、ＮＧ、要調整のいずれかの状
態に分岐する。例えば、ＮＧが１回〜Ｎ回（例えば、Ｎ
＝３回）までは、修正処理に分岐し、頭部前面に異物が
付着している場合の改善動作を行う。また、ＮＧがＮ＋
１回目以降は、既に動作確認済みの音声出力部を用い
て、ユーザに問題点を通知するようにする。要調整と判
定された場合には、基準値となる連続値と、差分の平均
が最も小さくなるように、入力値に対するオフセット値
を求めて、以後の処理に用いるようにする。

【００７０】（５）画像センサの確認：画像入力部は、
例えば、ロボット１００の頭部に搭載されており、頭部
前面シールドを介して、色画像を取得するようになって
いる。画像入力の確認を行うために、例えば、ロボット
１００の手など特定の部位にランドマークを搭載するよ
うにしてもよい。このランドマークは、既知の色又は既
知の発光色、既知の大きさ、既知の形状を持つことを前
提とし、ＬＥＤなど自ら発光可能なデバイス、あるい
は、塗装やステッカーなどで構成することができる。ロ
ボットは、このランドマークの画像を捕捉して、ＯＫ、
ＮＧ、要調整に結果を分類する。ＮＧについては、測距
センサの場合と同様に、１回〜Ｎ回までは修正を試み、
Ｎ＋１回以降は既に動作確認済みの音声出力部を用い
て、ユーザに通知する。また、要調整の場合には、ラン
ドマークの色を正しく認識できるように、色信号の補正
パラメータの調整を行う。

【００７１】図７には、自己確認時のロボット１００の
動作を状態遷移図の形式で表している。

【００７２】ロボット１００の機体に駆動電源を投入す
ると（起動前）、これに応答して、機体の初期化処理を
開始する（初期化前）。この初期化処理の中には、ロボ
ット１００の各機能に関する正常動作の確認処理が含ま
れる。

【００７３】まず、各関節駆動アクチュエータの確認を
行う。確認処理の結果、関節駆動アクチュエータの少な
くとも一部がＮＧとなった場合には、既に正常動作が確
認されている関節駆動アクチュエータによる動作すなわ
ち所定の行動シーケンスを用いてユーザにエラーを通知
する。そして、エラー改善待ち状態に遷移し、保守点検
作業などによりエラーが改善されると再度初期化処理を
行ってから、上述と同様の状態遷移を行う。

【００７４】また、関節駆動アクチュエータの確認結果
がＯＫであった場合には、次いで、音声入出力確認に遷
移する。音声入出力確認は、既に正常動作が確認されて
いる関節駆動アクチュエータの動作すなわち所定の行動
シーケンスを利用して行われるが、その詳細については
後述に譲る。

【００７５】確認処理の結果、音声入出力部の少なくと
も一部がＮＧとなった場合には、既に正常動作が確認さ
れている関節駆動アクチュエータの動作すなわち所定の
行動シーケンスを用いてユーザにエラーを通知する。そ
して、エラー改善待ち状態に遷移し、保守点検作業など
によりエラーが改善されると再度初期化処理を行ってか
ら、上述と同様の状態遷移を行う。

【００７６】また、音声入出力部の確認結果がＯＫであ
った場合には、次いで、姿勢センサ確認に遷移する。姿
勢センサ確認は、既に正常動作が確認されている関節駆
動アクチュエータの動作すなわち所定の行動シーケンス
を利用して行われるが、その詳細については後述に譲
る。

【００７７】確認処理の結果、姿勢センサの少なくとも
一部がＮＧと判定された場合には、既に正常動作が確認
されている音声入出力部の音声出力機能を用いてユーザ
にエラーを通知する。そして、エラー改善待ち状態に遷
移し、保守点検作業などによりエラーが改善されると再
度初期化処理を行ってから、上述と同様の状態遷移を行
う。

【００７８】姿勢センサの確認処理の結果、姿勢センサ
がＯＫと判定された場合には、次いで、測距センサ確認
に遷移する。また、要調整と判定された場合には、ロボ
ット１００が自律的にセンサ変換式調整を行ってから、
測距センサ確認に遷移する。

【００７９】測距センサ確認は、既に正常動作が確認さ
れている関節駆動アクチュエータの動作すなわち所定の
行動シーケンスを利用して行われるが、その詳細につい
ては後述に譲る。

【００８０】測距センサの確認処理の結果、測距センサ
の少なくとも一部がＮＧとなった場合には、既に正常動
作が確認されている関節駆動アクチュエータを用いて、
測距センサに付着した異物の除去動作を実行して、再度
測距センサ確認を試行する。測距センサの再確認は、例
えば所定回数（Ｎ回）まで行う。

【００８１】また、測距センサの確認処理の結果、測距
センサがＯＫと判定された場合には、次いで、画像セン
サ確認に遷移する。また、要調整と判定された場合に
は、ロボット１００が自律的にセンサ変換式調整を行っ
てから、画像センサ確認に遷移する。

【００８２】画像センサ確認は、既に正常動作が確認さ
れている関節駆動アクチュエータの動作すなわち所定の
行動シーケンスを利用して行われるが、その詳細につい
ては後述に譲る。

【００８３】画像センサの確認処理の結果、画像センサ
の少なくとも一部がＮＧとなった場合には、既に正常動
作が確認されている関節駆動アクチュエータを用いて、
画像センサに付着した異物の除去動作を実行して、再度
画像センサ確認を試行する。画像センサの再確認は、例
えば所定回数（Ｎ回）まで行う。

【００８４】また、画像センサの確認処理の結果、姿勢
センサがＯＫと判定された場合には、次いで、既に正常
動作が確認されている音声入出力部の音声出力機能を用
いて、ユーザに対して音声による確認完了通知を行い、
機体の初期化処理を完了する。この結果、ロボット１０
０は、感情モデル、本能モデル、学習モデル、行動モデ
ルなどを用いて自律的な行動を実行可能な状態（行動
中）となる。

【００８５】また、要調整と判定された場合には、ロボ
ット１００が自律的に画像パラメータ調整を行ってか
ら、ユーザに対して音声による確認完了通知を行い、機
体の初期化処理を完了する。

【００８６】音声入出力の動作確認：図８には、音声入
出力の動作確認方法について図解している。

【００８７】まず、確認作業の第１段階として、音声入
力部の確認を行う。例えば、マイクなどの音声入力部の
近傍で、左右の両方又は一方の腕部を用いて接触音又は
打撃音を発生させて、マイクが集音可能であるか否かを
確認する。

【００８８】マイクによる集音が良好でない、すなわち
確認結果がＮＧの場合には、ロボット１００は、例え
ば、腕部でマイクを指し示しながら首を振るなどのジェ
スチャを実行して、ユーザに対してマイクに問題がある
ことを通知する。

【００８９】他方、マイクによる集音が良好、すなわち
確認結果がＯＫである場合には、確認作業の第２段階と
して、音声出力部の確認を行う。例えば、スピーカなど
の音声出力部から既知の周波数帯域の音を出力して、既
に正常動作が確認されているマイクで集音し、スピーカ
が正常に機能しているか否かを確認する。

【００９０】マイクによる集音が良好でない、すなわち
スピーカによる発音が良好でなく確認結果がＮＧの場合
には、ロボット１００は、例えば、腕部でスピーカを指
し示しながら首を振るなどのジェスチャを実行して、ユ
ーザに対してスピーカに問題があることを通知する。

【００９１】本実施例では、ロボット１００自身には、
音声入出力部の問題を解決するための手段が搭載されて
いない。このため、トラブル発生時には、ユーザに対し
て異常・問題の発生場所を通知して、解決を委ねるよう
にしている。

【００９２】姿勢センサの動作確認：図９には、姿勢セ
ンサを構成する加速度センサの動作確認方法について図
解している。

【００９３】まず、確認作業の第１段階として、脚部の
動作を利用して、接地している床面と腰部の距離を変化
させながら、腰部に搭載された加速度センサが出力する
連続データを確認する。

【００９４】また、確認作業の第２段階として、既知の
加減速曲線に従って腰部を前後に移動させながら、腰部
に搭載された加速度センサが出力する連続データを確認
する。

【００９５】また、確認作業の第３段階として、既知の
加減速曲線に従って腰部を左右に移動させながら、腰部
に搭載された加速度センサが出力する連続データを確認
する。

【００９６】これら一連の確認作業において検出された
加速度センサ値と機体に印加された加速度値との差分
が、環境の変化などで予想し得る範囲すなわち調整可能
範囲内での値の相違であれば、基準となるセンサ入力連
続値と差分の平均が小さくなるように、データのオフセ
ット値を求め、以後調整を行うようにする。

【００９７】他方、センサ入力値と期待値との相違が調
整可能範囲を逸脱する場合には、確認結果をＮＧとし、
加速度センサにおける異常・問題を、スピーカを介して
音声ベースのユーザ通知を行う。例えば、加速度センサ
に異常がある旨のメッセージ・データを発話データベー
ス６６から取り出して、スピーカを介して音声出力す
る。この結果、ユーザはエラー内容を的確に判断して、
迅速に対応することができる。

【００９８】図１０には、姿勢センサを構成するジャイ
ロ・センサの動作確認方法について図解している。

【００９９】まず、確認作業の第１段階として、片足で
立った状態で、腰部を接地した軸足中心に、既知の加減
速曲線に従って回転させながら、腰部に搭載されたジャ
イロ・センサが出力する連続データを確認する。

【０１００】また、確認作業の第２段階として、既知の
加減速曲線に従って、腰部を前後に回転させながら、腰
部に搭載されたジャイロ・センサが出力する連続データ
を確認する。

【０１０１】また、確認作業の第３段階として、既知の
加減速曲線に従って腰部を左右に回転させながら、腰部
に搭載されたジャイロ・センサが出力する連続データを
確認する。

【０１０２】これら一連の確認作業において検出された
角速度センサ値と機体に印加された角速度値との差分
が、環境の変化などで予想し得る範囲すなわち調整可能
範囲内での値の相違であれば、「要調整」と判定する。
この場合、基準となるセンサ入力連続値と差分の平均が
小さくなるように、データのオフセット値を求め、以後
調整を行うようにする。

【０１０３】他方、センサ入力値と期待値との相違が調
整可能範囲を逸脱する場合には、確認結果をＮＧとし、
角速度センサにおける異常・問題を、スピーカを介した
音声ベースのユーザ通知を行う。例えば、角速度センサ
に異常がある旨のメッセージ・データを発話データベー
ス６６から取り出して、スピーカを介して音声出力す
る。この結果、ユーザはエラー内容を的確に判断して、
迅速に対応することができる。

【０１０４】音声出力部の正常動作が確認された以後
は、音声ベースでのエラー通知を積極的に採用すること
で、ユーザ・フィードバックを確実ならしめることがで
きる。

【０１０５】測距センサの動作確認：図１１及び図１２
には、測距センサの動作確認方法について図解してい
る。

【０１０６】まず、確認作業の第１段階として、ロボッ
ト１００の機体における各部位のサイズが既知であるこ
とを利用し、距離が既知となる場所の検出を行う。

【０１０７】例えば、接地している床面との距離で、頭
部に搭載した測距センサ出力を確認する。あるいは、腕
を伸ばしたときに、腕の先端部が接する壁面との距離を
利用して、頭部に搭載した測距センサの出力を確認す
る。

【０１０８】次いで、確認作業の第２段階として、さら
に各関節駆動アクチュエータが正常動作可能であること
を利用して、距離測定中の対象物までの距離を変化させ
てみる。

【０１０９】例えば、両脚の屈伸などの動作を利用し
て、接地している床面との距離を変化させながら、頭部
に搭載した測距センサ出力を確認する。あるいは、壁面
に着いた腕部を曲げ伸ばし動作することで腕の先端部が
接する壁面との距離を変化させながら、頭部に搭載した
測距センサ出力を確認する。

【０１１０】これら一連の確認作業において検出された
距離データと、機体の各部位のサイズや各関節駆動によ
り期待される距離データとの差分が、環境の変化などで
予想し得る範囲すなわち調整可能範囲内での値の相違で
あれば、「要調整」と判定する。この場合、基準となる
センサ入力連続値と差分の平均が小さくなるように、デ
ータのオフセット値を求め、以後調整を行うようにす
る。

【０１１１】他方、センサ入力値と期待値との相違が調
整可能範囲を逸脱する場合には、確認結果をＮＧとす
る。この場合、まず、測距センサに付着した異物の除去
を試みる。異物除去の方法としては、例えば、腕部にブ
ラシ（図示しない）を搭載して、これを用いてセンサ・
レンズ前のシールド・カバー部のごみを振り払ったり、
あるいは、首を回転させながらごみを振り払うことなど
が挙げられる。

【０１１２】１回の異物除去作業を完了する度に、再度
測距センサの確認を行う。異物除去作業は、ＮＧが続く
限り、所定回（Ｎ回）だけ繰り返し試行する。

【０１１３】Ｎ回の異物除去作業を行っても、ＮＧを回
避できない場合には、測距センサにおける異常・問題
を、スピーカを介した音声ベースのユーザ通知を行う。
より具体的には、「カメラ前のシールド・カバー部が汚
れています」とか、「測距センサが異常です」などの発
話データを発話データベース６６から取り出して、スピ
ーカを介して音声出力する。この結果、ユーザはエラー
内容を的確に判断して、迅速に対応することができる。

【０１１４】音声出力部の正常動作が確認された以後
は、音声ベースでのエラー通知を積極的に採用すること
で、ユーザ・フィードバックを確実ならしめることがで
きる。

【０１１５】画像入力部の動作確認：図１３には、画像
入力部の動作確認方法について図解している。

【０１１６】ＣＣＤカメラなどの画像入力部の確認は、
例えば、ロボット１００の機体上の所定の部位に搭載さ
れたランドマークを捕捉並びに画像処理することを通し
て行うことができる。

【０１１７】ここで用いるランドマークは、以下の条件
を備えていることが好ましい。すなわち、（１）既知の色であること、又は、既知の色を発光する
こと。（２）既知の大きさを持つこと。（３）既知の形状を持つこと。

【０１１８】画像入力部の動作を確認する１つの形態と
して、機体の特定部位にランドマーク表示機能を搭載し
て、頭部に搭載された画像入力部を確認することであ
る。

【０１１９】例えば、腕部に搭載された特定色を発光す
るＬＥＤを点灯させるとともに、頭部に搭載された画像
入力部でこれを撮影して、その画像処理結果を期待され
る値と比較する。

【０１２０】また、画像入力部の動作を確認する他の形
態として、機体の特定部位に静的なランドマークを搭載
して、頭部に搭載された画像入力部を確認することであ
る。

【０１２１】例えば、塗装や貼付などにより腕部に配設
されたランドマークを、頭部に搭載された画像入力部で
撮影して、その画像処理結果を期待される値と比較す
る。

【０１２２】このような確認作業において入力された撮
像画像とランドマークが本来持つ特性（色、サイズ、形
状など）とを比較して、その差が、環境の変化などで予
想し得る範囲すなわち調整可能範囲内での値の相違であ
れば、「要調整」と判定して、色信号を補正する。

【０１２３】他方、撮像画像とランドマークの特性値と
の差が調整可能範囲を逸脱する場合には、確認結果をＮ
Ｇとする。この場合、まず、画像入力部に付着した異物
の除去を試みる。異物除去の方法としては、例えば、腕
部にブラシ（図示しない）を搭載して、これを用いてセ
ンサ・レンズ前のシールド・カバー部のごみを振り払っ
たり、あるいは、首を回転させながらごみを振り払うこ
となどが挙げられる。

【０１２４】１回の異物除去作業を完了する度に、再度
画像入力部の確認を行う。異物除去作業は、ＮＧが続く
限り、所定回（Ｎ回）だけ繰り返し試行する。

【０１２５】Ｎ回の異物除去作業を行っても、ＮＧを回
避できない場合には、画像入力部における異常・問題
を、スピーカを介した音声ベースのユーザ通知を行う。
例えば、画像入力部に異常がある旨のメッセージ・デー
タを発話データベース６６から取り出して、スピーカを
介して音声出力する。この結果、ユーザはエラー内容を
的確に判断して、迅速に対応することができる。

【０１２６】音声出力部の正常動作が確認された以後
は、音声ベースでのエラー通知を積極的に採用すること
で、ユーザ・フィードバックを確実ならしめることがで
きる。

【０１２７】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。

【０１２８】本発明の要旨は、必ずしも「ロボット」と
称される製品には限定されない。すなわち、電気的若し
くは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行
う機械装置であるならば、例えば玩具等のような他の産
業分野に属する製品であっても、同様に本発明を適用す
ることができる。

【０１２９】要するに、例示という形態で本発明を開示
してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。
本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許
請求の範囲の欄を参酌すべきである。

【０１３０】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
音声や画像などの入力に基づくユーザとの対話によって
行動計画を立てたり、ユーザ入力に頼らず自律的に行動
計画を立てることができる、行動計画型の優れた脚式移
動ロボット及びその制御方法を提供することができる。

【０１３１】また、本発明によれば、「対話駆動」又は
「自律駆動」を行う期間中に異常や故障を発生したりト
ラブルに巻き込まれた場合であっても、その原因を究明
して自己整備することができる、優れた脚式移動ロボッ
ト及びその制御方法を提供することができる。

【０１３２】本発明に係る自律型のロボットは、機体の
管理に専門的な技術的知識を要しないので、より広範囲
なユーザ層に受け容れられることが可能である。また、
ロボットによる自律的なメンテナンス作業により、常に
安定したセンサ入力を得ることができるので、動作を安
定に保つことができる。また、機体上で故障が発生した
場合であっても、自律的な自己診断作業により早急に原
因部位を特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に供される脚式移動ロボット１０
０を前方から眺望した様子を示た図である。

【図２】本発明の実施に供される脚式移動ロボット１０
０を後方から眺望した様子を示た図である。

【図３】本実施例に係る脚式移動ロボット１００が具備
する自由度構成モデルを模式的に示した図である。

【図４】本実施例に係る脚式移動ロボット１００の制御
システム構成を模式的に示した図である。

【図５】自律型のロボット１００による自己診断・自己
整備機能を実現するための制御ソフトウェア構成を模式
的に示した図である。

【図６】自己確認調整処理部６０にて実行される自己確
認処理の手順を示したフローチャートである。

【図７】自己確認時のロボット１００の動作を示した状
態遷移図である。

【図８】音声入出力の動作確認方法を示した図である。

【図９】姿勢センサを構成する加速度センサの動作確認
方法を示した図である。

【図１０】姿勢センサを構成するジャイロ・センサの動
作確認方法を示した図である。

【図１１】測距センサの動作確認方法を示した図であ
る。

【図１２】測距センサの動作確認方法を示した図であ
る。

【図１３】画像入力部の動作確認に方法を示した図であ
る。

【符号の説明】１…頭部，２…首関節ヨー軸３…首関節ピッチ軸，４…首関節ロール軸５…体幹ピッチ軸，６…体幹ロール軸７…体幹ヨー軸，８…肩関節ピッチ軸９…肩関節ロール軸，１０…上腕ヨー軸１１…肘関節ピッチ軸，１２…前腕ヨー軸１３…手首関節ピッチ軸，１４…手首関節ロール軸１５…手部，１６…股関節ヨー軸１７…股関節ピッチ軸，１８…股関節ロール軸１９…膝関節ピッチ軸，２０…足首関節ピッチ軸２１…足首関節ロール軸，２２…足部（足底）１００…脚式移動ロボット２００…思考制御モジュール２０１…バス・インターフェース２１１…ＣＰＵ，２１２…ＲＡＭ，２１３…ＲＯＭ２１４…外部記憶装置２５１…画像入力装置（ＣＣＤカメラ）２５２…音声入力装置（マイク）２５３…音声出力装置（スピーカ）２５４…通信インターフェース３００…運動制御モジュール３０１…バス・インターフェース３１１…ＣＰＵ，３１２…ＲＡＭ，３１３…ＲＯＭ３１４…外部記憶装置，３５１…姿勢センサ３５２，３５３…接地確認センサ３５４…電源制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の関節駆動アクチュエータと１以上の
機能ユニットで構成される脚式移動ロボットであって、前記関節駆動アクチュエータの動作が正常であるか否か
を確認する関節動作確認手段と、前記関節動作確認手段によって前記関節駆動アクチュエ
ータが正常動作することが確認されたことに応答して、
前記関節駆動アクチュエータの駆動を用いて前記機能ユ
ニットの動作が正常であるか否かを確認する機能ユニッ
ト動作確認手段と、を具備することを特徴とする脚式移
動ロボット。
【請求項２】前記関節駆動アクチュエータ動作確認手段
及び／又は機能ユニット動作確認手段が動作エラーを検
出したことに応答して、前記関節駆動アクチュエータの
駆動を利用してユーザに該エラーを通知するエラー通知
手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の
脚式移動ロボット。
【請求項３】前記機能ユニットは、外部環境に対して音
声データの入出力を行う音声入出力部、前記脚式移動ロ
ボットの機体の姿勢を検出する姿勢検出部、外部環境上
の所定の対象物までの距離を測定する測距部、外部環境
から画像を入力する画像入力部のうち少なくとも１つを
含むことを特徴とする請求項１に記載の脚式移動ロボッ
ト。
【請求項４】複数の関節駆動アクチュエータと音声入出
力部とその他の機能ユニットで構成される脚式移動ロボ
ットであって、前記関節駆動アクチュエータの動作が正常であるか否か
を確認する関節動作確認手段と、前記関節動作確認手段によって前記関節駆動アクチュエ
ータが正常動作することが確認されたことに応答して、
前記関節駆動アクチュエータの駆動を用いて前記音声入
出力部の動作が正常であるか否かを確認する音声入出力
動作確認手段と、前記音声入出力動作確認手段によって前記音声入出力部
が正常動作することが確認されたことに応答して、前記
関節駆動アクチュエータの駆動を用いて前記機能ユニッ
トの動作が正常であるか否かを確認する機能ユニット動
作確認手段と、を具備することを特徴とする脚式移動ロ
ボット。
【請求項５】前記関節駆動アクチュエータ動作確認手段
及び／又は音声入出力動作確認手段が動作エラーを検出
したことに応答して、前記関節駆動アクチュエータの駆
動を利用してユーザに該エラーを通知するエラー通知手
段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の脚
式移動ロボット。
【請求項６】前記機能ユニットは、前記脚式移動ロボッ
トの機体の姿勢を検出する姿勢検出部、外部環境上の所
定の対象物までの距離を測定する測距部、外部環境から
画像を入力する画像入力部のうち少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の脚式移動ロボット。
【請求項７】前記機能ユニット動作確認手段が前記機能
ユニットの動作エラーを検出したことに応答して、前記
関節駆動アクチュエータの駆動及び／又は前記音声入出
力部による音声出力を利用してユーザに該エラーを通知
するエラー通知手段をさらに備えることを特徴とする請
求項４に記載の脚式移動ロボット。
【請求項８】複数の関節駆動アクチュエータと１以上の
機能ユニットで構成される脚式移動ロボットの制御方法
であって、前記関節駆動アクチュエータの動作が正常であるか否か
を確認する関節動作確認ステップと、前記関節動作確認ステップによって前記関節駆動アクチ
ュエータが正常動作することが確認されたことに応答し
て、前記関節駆動アクチュエータの駆動を用いて前記機
能ユニットの動作が正常であるか否かを確認する機能ユ
ニット動作確認ステップと、を具備することを特徴とす
る脚式移動ロボットの制御方法。
【請求項９】前記関節駆動アクチュエータ動作確認ステ
ップ及び／又は機能ユニット動作確認ステップにおいて
動作エラーを検出したことに応答して、前記関節駆動ア
クチュエータの駆動を利用してユーザに該エラーを通知
するエラー通知ステップをさらに備えることを特徴とす
る請求項８に記載の脚式移動ロボットの制御方法。
【請求項１０】前記機能ユニットは、外部環境に対して
音声データの入出力を行う音声入出力部、前記脚式移動
ロボットの機体の姿勢を検出する姿勢検出部、外部環境
上の所定の対象物までの距離を測定する測距部、外部環
境から画像を入力する画像入力部のうち少なくとも１つ
を含むことを特徴とする請求項８に記載の脚式移動ロボ
ットの制御方法。
【請求項１１】複数の関節駆動アクチュエータと音声入
出力部とその他の機能ユニットで構成される脚式移動ロ
ボットの制御方法であって、前記関節駆動アクチュエータの動作が正常であるか否か
を確認する関節動作確認ステップと、前記関節動作確認ステップによって前記関節駆動アクチ
ュエータが正常動作することが確認されたことに応答し
て、前記関節駆動アクチュエータの駆動を用いて前記音
声入出力部の動作が正常であるか否かを確認する音声入
出力動作確認ステップと、前記音声入出力動作確認ステップによって前記音声入出
力部が正常動作することが確認されたことに応答して、
前記関節駆動アクチュエータの駆動を用いて前記機能ユ
ニットの動作が正常であるか否かを確認する機能ユニッ
ト動作確認ステップと、を具備することを特徴とする脚
式移動ロボットの制御方法。
【請求項１２】前記関節駆動アクチュエータ動作確認ス
テップ及び／又は音声入出力動作確認ステップにより動
作エラーを検出したことに応答して、前記関節駆動アク
チュエータの駆動を利用してユーザに該エラーを通知す
るエラー通知ステップをさらに備えることを特徴とする
請求項１１に記載の脚式移動ロボットの制御方法。
【請求項１３】前記機能ユニットは、前記脚式移動ロボ
ットの機体の姿勢を検出する姿勢検出部、外部環境上の
所定の対象物までの距離を測定する測距部、外部環境か
ら画像を入力する画像入力部のうち少なくとも１つを含
むことを特徴とする請求項１１に記載の脚式移動ロボッ
トの制御方法。
【請求項１４】前記機能ユニット動作確認ステップが前
記機能ユニットの動作エラーを検出したことに応答し
て、前記関節駆動アクチュエータの駆動及び／又は前記
音声入出力部による音声出力を利用してユーザに該エラ
ーを通知するエラー通知ステップをさらに備えることを
特徴とする請求項１１に記載の脚式移動ロボットの制御
方法。