JP2002346958A - Control system and control method for legged mobile robot - Google Patents

Control system and control method for legged mobile robot

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JP2002346958A
JP2002346958A JP2001154842A JP2001154842A JP2002346958A JP 2002346958 A JP2002346958 A JP 2002346958A JP 2001154842 A JP2001154842 A JP 2001154842A JP 2001154842 A JP2001154842 A JP 2001154842A JP 2002346958 A JP2002346958 A JP 2002346958A
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JP
Japan
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mobile robot
control
legged mobile
control program
priority
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001154842A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Kato
恵輔 加藤
Hiroki Saijo
弘樹 西條
Osamu Hanagata
理 花形
Masaki Fukuchi
正樹 福地
Jun Yokono
順 横野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the movement of a machine body while considering movement feasibility by decoding a control program described in a given format. SOLUTION: The control program adopts a data format that specifies priority in displacement magnitude and movement of each joint angle of the machine body, for each pose forming a movement. After the joint angles are sequentially driven according to the priority, the stability of the machine body of a legged mobile robot is sequentially computed, and the pose execution is limited between the joint angle of top priority and the joint angle that ensures stability last, so that stability of the machine body in movement can be ensured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の関節アクチ
ュエータで構成される脚式移動ロボットのための制御装
置及び制御方法に係り、特に、所定のフォーマットで記
述された制御プログラムに従って動作する脚式移動ロボ
ットのための制御装置及び制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device and a control method for a legged mobile robot composed of a plurality of joint actuators, and more particularly, to a legged type operated in accordance with a control program described in a predetermined format. The present invention relates to a control device and a control method for a mobile robot.

【0002】更に詳しくは、本発明は、要求する動作に
対して適切な情報量を持つ所定フォーマットの制御プロ
グラムに従って動作する脚式移動ロボットのための制御
装置及び制御方法に係り、特に、所定フォーマットで記
述された制御プログラムをデコードして動作実現性を考
慮しながら機体を動作制御する脚式移動ロボットのため
の制御装置及び制御方法に関する。
More specifically, the present invention relates to a control device and a control method for a legged mobile robot operating in accordance with a control program of a predetermined format having an appropriate amount of information for a requested operation, and more particularly to a control device of a predetermined format. The present invention relates to a control device and a control method for a legged mobile robot that controls the operation of an airframe while considering the operation feasibility by decoding a control program described in (1).

【0003】[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。
2. Description of the Related Art A mechanical device that performs a motion similar to a human motion by using an electric or magnetic action is called a "robot". The robot is derived from the Slavic word "ROBO"
TA (slave machine) is said to have come from. In Japan, robots began to spread from the late 1960's, but most of them were based on automation of production work in factories.
These were industrial robots such as manipulators and transfer robots for unmanned purposes.

【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、所定の経路上又は無経路上を自
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。
[0004] A stationary type robot such as an arm type robot which is implanted and used in a specific place,
Active only in fixed and local work spaces such as parts assembly and sorting work. On the other hand, the mobile robot has a work space that is not limited, and can move freely on a predetermined route or on a non-route to perform a predetermined or arbitrary human task, or perform a human or dog operation. Alternatively, a wide variety of services that replace other living things can be provided.

【0005】なかでも脚式の移動ロボットは、クローラ
式やタイヤ式などの従来のロボットに比し、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、複雑な人間の住空間で
共存し得るという点で優れている。
[0005] Among them, legged mobile robots are unstable and difficult to control the posture and walking compared to conventional robots such as crawler type and tire type. It is excellent in that it can realize a flexible walking / running operation irrespective of the distinction between terrain and uneven terrain, and can coexist in a complex human living space.

【0006】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」と呼ばれるロボット(hu
manoid robot)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。例え
ば、ソニー株式会社は、平成12年11月21日に2足
歩行を行う人間型ロボット"SDR−3X"を公表した。
Recently, a pet-type robot that simulates the body mechanism and operation of a four-legged animal such as a dog or a cat, or a body mechanism or motion of an animal such as a human that walks upright on two legs has been modeled. Robots called “humanoids” or “humanoids” (hu
Research and development on legged mobile robots, such as manoid robots, has been progressing, and expectations for their practical use have increased. For example, Sony Corporation announced a humanoid robot "SDR-3X" that can walk on two legs on November 21, 2000.

【0007】ロボットは、一般には、複数の関節アクチ
ュエータからなる多軸機械装置であり、所定の制御アル
ゴリズムに従って動作する。例えば、インテリジェント
な脚式移動ロボットにおいては、制御アルゴリズムに基
づいて、機体の姿勢安定制御などさまざまな自律的な動
作を実行する。さらに、感情モデルや本能モデルなどの
内部状態を備え、外部環境に応答して内部状態を変化さ
せたりして、ユーザに飽きの来ない、愛着を覚え易い行
動を発現することができる。
A robot is generally a multi-axis mechanical device including a plurality of joint actuators, and operates according to a predetermined control algorithm. For example, in an intelligent legged mobile robot, various autonomous operations such as posture stabilization control of a body are executed based on a control algorithm. Furthermore, by providing an internal state such as an emotion model or an instinct model, and changing the internal state in response to the external environment, it is possible to express an action that the user does not get bored and easily attaches.

【0008】ロボットの制御に適用されるアルゴリズム
は、通常、所定のフォーマットで記述されたプログラム
・コードという形式で実装される。従来、ロボット制御
アルゴリズムを記述するためのフォーマットとして、例
えば、音楽演奏用規格として知られるMIDI(Musica
l Instrument Digital Interface)が採用されていた。
すなわち、CD(Compact Disc)などの記憶媒体にMI
DI形式で記述されたロボット制御用プログラム・ファ
イルをあらかじめ格納しておき、ロボットのコントロー
ラは、このプログラムを記憶媒体から読み出すとともに
これを復号化してロボットの機体動作を実現させるとい
う訳である。
[0008] The algorithm applied to the control of the robot is usually implemented in the form of a program code described in a predetermined format. Conventionally, as a format for describing a robot control algorithm, for example, MIDI (Musica
l Instrument Digital Interface).
That is, a storage medium such as a CD (Compact Disc)
That is, a robot control program file described in the DI format is stored in advance, and the robot controller reads this program from the storage medium and decodes the program to realize the robot body operation.

【0009】ここで、MIDIとは、シンセサイザ、リ
ズム・ボックス、シーケンサ、コンピュータなどを相互
接続する国際的な規格であり、2〜3バイトからなる単
位データ中に音色と音階、音の強さを記述するデータ・
フォーマットを有している。また、通信は、転送速度3
1.25Kbpsの非同期シリアル方式と定められてい
る(転送速度は、機種依存により38.4kbpsもあ
る)。
Here, MIDI is an international standard for interconnecting a synthesizer, a rhythm box, a sequencer, a computer, and the like. Tone, scale, and sound intensity are contained in unit data of 2 to 3 bytes. Data to describe
It has a format. The communication is performed at a transfer speed of 3
It is defined as an asynchronous serial system of 1.25 Kbps (the transfer speed is 38.4 kbps depending on the model).

【0010】例えば、特開平5−329272号公報に
は、MIDI信号(演奏情報)を用いて、音声や映像に
同期した疑似的な演奏動作をする玩具について開示され
ている。すなわち、玩具は、楽器の演奏を行う演奏情報
(例えばMIDI信号)を復調する手段(MIDIデコ
ーダ3)と、演奏情報(MIDI信号中、特定のチャン
ネルのノートオン信号及びそのノート信号)を疑似動作
情報に変換する手段(変換手段4)と、疑似動作情報に
応じて動作をさせる駆動手段5a〜5dとから構成され
ており、復調した演奏情報に応じて疑似的な動作(演奏
動作)を行うことができる。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-329272 discloses a toy that performs a simulated performance operation in synchronization with audio and video using a MIDI signal (performance information). That is, the toy is a means for demodulating performance information (for example, a MIDI signal) for performing a musical instrument (eg, a MIDI signal) and simulating the performance information (a note-on signal of a specific channel in the MIDI signal and its note signal). It is composed of means for converting into information (conversion means 4) and driving means 5a to 5d which operate according to the pseudo operation information, and performs a pseudo operation (performance operation) according to the demodulated performance information. be able to.

【0011】また、特開平6−182683号公報に
は、MIDI機器から送られてくる音楽用の命令を受信
し解析してロボットの運動を制御する運動用の命令に変
換することができる、MIDIによるロボット制御装置
について開示されている。すなわち、同公報に記載のM
IDIによるロボット制御装置によれば、音楽と同期す
るような複雑な制御運動を音楽的に捉えて、その情報を
運動用情報に変換して、機体の動作を制御することがで
きる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-182683 discloses a MIDI command that receives and analyzes a music command sent from a MIDI device and converts it into a motion command for controlling the motion of a robot. Is disclosed. That is, M
According to the robot control device based on IDI, it is possible to capture a complicated control movement synchronized with music musically, convert the information into exercise information, and control the operation of the aircraft.

【0012】しかしながら、MIDIは本来的には音楽
情報を記述するためのデータ・フォーマットであり、こ
れを用いて音楽情報をロボットの制御信号としてデコー
ドしなければならず、以下のような問題点がある。
However, MIDI is originally a data format for describing music information, and must be used to decode music information as a control signal for a robot. is there.

【0013】(1)MIDIで記述可能な範囲でしかロ
ボットの動作を記述することができない。 上述したように、MIDI形式のデータは、基本的に
は、音色と音階、音の強さという3種類のフィールドし
か持たないので、これらのデータ・フィールドを用いて
ロボットの制御パラメータを割り当てなければならず、
複雑な動作プログラムを記述することが困難である。
(1) The robot operation can be described only to the extent that MIDI can describe it. As described above, MIDI format data basically has only three types of fields, ie, timbre, scale, and sound intensity. Therefore, unless these data fields are used to assign control parameters for the robot, Not
It is difficult to write a complicated operation program.

【0014】また逆に、MIDIは、フォーマットが持
つ分解能などが固定であり、記述されたプログラム・デ
ータが要求する動作に対して適切ではない情報量となる
可能性がある。また、複雑な制御システムである多軸構
成ロボットの運動を記述する上で、通信条件が不充分で
ある可能性がある。
On the other hand, MIDI has a fixed resolution and the like in the format, and may have an information amount that is not appropriate for the operation required by the described program data. In addition, there is a possibility that communication conditions are insufficient for describing the motion of a multi-axis robot which is a complicated control system.

【0015】(2)ロボットの動作はプレイバックであ
り、動作実現性は考慮されていない。 すなわち、ロボットは所定フォーマットで記述された制
御プログラムに従って忠実に各関節を動作させるに過ぎ
ない。例えば、制御プログラムが規定する姿勢(ポー
ズ)そのものが姿勢安定性に反しているような場合に
は、プログラム実行の結果として機体が転倒してしま
う。
(2) The operation of the robot is playback, and the operation feasibility is not considered. That is, the robot merely operates each joint faithfully according to the control program described in the predetermined format. For example, if the attitude (pose) defined by the control program is contrary to the attitude stability, the aircraft falls as a result of executing the program.

【0016】機体が転倒すると、ロボット自身が破損す
る他、そばに居た作業員の損傷や衝突物の破壊など、不
測の事態を招来する。
When the body falls, the robot itself is damaged, and unexpected situations such as damage to workers nearby and destruction of collision objects are caused.

【0017】(3)ロボットの動作から動作を記録する
手段がない。 従来のロボット制御装置においては、MIDI形式の制
御をデコードして単にロボットの動作を制御するだけで
ある。ロボットの動作を基にMIDI形式などの制御信
号を生成する手法については未だ検討されていない。
(3) There is no means for recording the operation from the operation of the robot. In the conventional robot controller, the control of the robot is simply controlled by decoding the control in the MIDI format. A method of generating a control signal in a MIDI format or the like based on the operation of the robot has not been studied yet.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、所定
のフォーマットで記述された制御プログラムに従って動
作することができる、優れた脚式移動ロボットのための
制御装置及び制御方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control apparatus and a control method for an excellent legged mobile robot which can operate according to a control program described in a predetermined format. is there.

【0019】本発明の更なる目的は、要求する動作に対
して適切な情報量を持つ所定フォーマットの制御プログ
ラムに従って動作することができる、優れた脚式移動ロ
ボットのための制御装置及び制御方法を提供することに
ある。
It is a further object of the present invention to provide an excellent control device and method for a legged mobile robot which can operate according to a control program of a predetermined format having an appropriate amount of information for a requested operation. To provide.

【0020】本発明の更なる目的は、所定フォーマット
で記述された制御プログラムをデコードして動作実現性
を考慮しながら機体を動作制御することができる、優れ
た脚式移動ロボットのための制御装置及び制御方法を提
供することにある。
A further object of the present invention is to provide a control device for an excellent legged mobile robot capable of decoding a control program described in a predetermined format and controlling the operation of the airframe while considering the operation feasibility. And a control method.

【0021】[0021]

【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、複数の関節角からなる脚式移動ロボットの動作を所
定フォーマットで記述された制御プログラムに従って制
御する制御装置又は制御方法であって、制御プログラム
は動作を構成するポーズについて各関節角毎に変位量と
動作の優先順位を規定しており、各ポーズについて、優
先順位に従って関節角を順次駆動させていく、ことを特
徴とする脚式移動ロボットのための制御装置又は制御方
法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and a first aspect of the present invention is to describe the operation of a legged mobile robot having a plurality of joint angles in a predetermined format. A control device or a control method for controlling according to a described control program, wherein the control program defines a displacement amount and an operation priority for each joint angle with respect to a pose constituting an operation. A control device or a control method for a legged mobile robot, wherein the joint angle is sequentially driven according to the following.

【0022】脚式移動ロボットの動作は、複数のポーズ
を時系列的に並べて構成される。本発明の第1の側面で
は、制御プログラムは、動作を構成する各ポーズについ
て、機体の各関節角毎に変位量と動作の優先順位を規定
するデータ・フォーマットを採用する。
The operation of the legged mobile robot is configured by arranging a plurality of poses in time series. In the first aspect of the present invention, the control program employs a data format that defines a displacement amount and an operation priority for each joint angle of the body for each pose constituting an operation.

【0023】したがって、優先順位に従って関節角を順
次駆動させた後、前記脚式移動ロボットの機体の安定性
を逐次演算して、優先順位の上位から安定性が確保され
ている関節角まででポーズの実行をとどめることで、動
作時の機体の安定性を保証することができる。
Therefore, after sequentially driving the joint angles in accordance with the priority order, the stability of the body of the legged mobile robot is sequentially calculated, and the pose is set from the highest priority order to the joint angle at which the stability is secured. By stopping the execution, the stability of the aircraft during operation can be guaranteed.

【0024】また、このようなデータ・フォーマットを
採用することにより、要求された動作に対して適切な情
報量を持つ制御プログラムを用意に作成・編集すること
ができる。
Further, by adopting such a data format, a control program having an appropriate amount of information for a requested operation can be easily prepared and edited.

【0025】また、ロボットの機体上で実行される優先
度を設定することができるとともに、機体の姿勢安定性
を確保して制御プログラムを実行することができる。ロ
ボットが動作を発現する際に、機体の各部位に対して優
先順位を与えることにより、動作精度だけではなく、ロ
ボットの機体が発現する姿勢(ポーズ)などがユーザに
与える視覚的効果を重視した動作制御を行うことができ
る。
Further, it is possible to set the priority to be executed on the robot body, and to execute the control program while securing the posture stability of the body. By giving priority to each part of the body when the robot expresses motion, not only the motion accuracy but also the visual effect given to the user by the posture (pose) expressed by the robot body is emphasized. Operation control can be performed.

【0026】本発明の第1の側面にかかる脚式移動ロボ
ットのための制御装置又は制御方法は、制御プログラム
中で記述された各関節角の動作の優先順位を並べ替える
順位調整手段又はステップをさらに備えていてもよい。
A control device or control method for a legged mobile robot according to a first aspect of the present invention includes a rank adjusting means or a step for rearranging the priorities of motions of respective joint angles described in a control program. Further, it may be provided.

【0027】また、他のデータ・フォーマットで記述さ
れたロボット制御用プログラムを、動作を構成するポー
ズについて各関節角毎に変位量と動作の優先順位を規定
するデータ・フォーマットに変換するフォーマット変換
手段又はステップをさらに備えていてもよい。
Further, a format conversion means for converting a robot control program described in another data format into a data format for defining a displacement amount and an operation priority for each joint angle with respect to a pose constituting an operation. Alternatively, the method may further include a step.

【0028】また、音楽や映像を再生する外部装置から
の送信タグに同期させて、制御プログラムに従った機体
の動作を実行するように脚式移動ロボットの動作を制御
するようにしてもよい。
Further, the operation of the legged mobile robot may be controlled so as to execute the operation of the body according to the control program in synchronization with a transmission tag from an external device for reproducing music or video.

【0029】ロボットに対して、直接教示やティーチン
グ・ペンダント、その他の手段を介して動作教示するこ
とは当業界において一般的である。本発明の第1の側面
にかかる脚式移動ロボットのための制御装置又は制御方
法は、前記脚式移動ロボットの機体に与えられた教示動
作における各関節の動作を計測する計測手段又はステッ
プと、該計測された各関節動作に対して優先順位を付与
する順位付与手段又はステップと、付与された優先順位
に従って、教示動作を各関節角毎に変位量と動作の優先
順位を規定するデータ・フォーマットの制御プログラム
に変換するフォーマット変換手段又はステップと、をさ
らに備えていてもよい。
It is common in the art to teach operation to a robot through direct teaching, teaching pendants, and other means. A control device or a control method for a legged mobile robot according to a first aspect of the present invention includes: a measuring unit or a step for measuring an operation of each joint in a teaching operation given to a body of the legged mobile robot; A priority assigning means or step for assigning a priority to each of the measured joint motions; and a data format for defining the displacement amount and the priority of the motion for each joint angle in accordance with the assigned priority. And a format conversion means or step for converting the control program into the control program.

【0030】このような場合、ロボットに対する教示動
作をそのまま各関節角毎に変位量と動作の優先順位を規
定するデータ・フォーマットの制御プログラムに変換し
て、その後のロボットの機体動作に利用することができ
る。
In such a case, the teaching operation for the robot is directly converted into a control program in a data format that defines the displacement amount and the priority of the operation for each joint angle, and is used for the subsequent robot body operation. Can be.

【0031】また、本発明の第1の側面にかかる脚式移
動ロボットのための制御装置又は制御方法は、所定の記
憶媒体から制御プログラムを読み取るプログラム読取手
段又はステップをさらに備えていてもよい。
Further, the control device or control method for a legged mobile robot according to the first aspect of the present invention may further include program reading means or steps for reading a control program from a predetermined storage medium.

【0032】また、本発明の第1の側面に係る脚式移動
ロボットのための制御装置又は制御方法は、音楽や映像
などを格納した所定の記憶媒体中に隙間信号として挿入
された制御プログラムを読み取るプログラム読取手段又
はステップをさらに備えていてもよい。
A control device or method for a legged mobile robot according to a first aspect of the present invention includes a control program inserted as a gap signal in a predetermined storage medium storing music, video, and the like. A program reading means or step for reading may be further provided.

【0033】また、本発明の第2の側面は、所定フォー
マットで記述された脚式移動ロボットの制御プログラム
を格納した記憶媒体であって、制御プログラムは動作を
構成するポーズについて各関節角毎に変位量と動作の優
先順位を規定している、ことを特徴とする記憶媒体であ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a storage medium storing a control program for a legged mobile robot described in a predetermined format, wherein the control program comprises a pose constituting an operation for each joint angle. A storage medium that defines a displacement amount and an operation priority.

【0034】また、本発明の第3の側面は、所定フォー
マットで記述された脚式移動ロボットの制御プログラム
を格納した記憶媒体であって、音楽や映像などのペイロ
ードの隙間信号として制御プログラムを挿入している、
ことを特徴とする記憶媒体である。
A third aspect of the present invention is a storage medium storing a control program for a legged mobile robot described in a predetermined format, wherein the control program is inserted as a gap signal of a payload such as music or video. are doing,
A storage medium characterized by the above.

【0035】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。
Still other objects, features and advantages of the present invention are:
It will become apparent from the following more detailed description based on the embodiments of the present invention and the accompanying drawings.

【0036】[0036]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0037】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。
FIGS. 1 and 2 show how the legged mobile robot 100 used in the embodiment of the present invention stands upright as viewed from the front and the rear. The legged mobile robot 100 is of a type called “humanoid” or “humanoid”. As described later, the legged mobile robot 100 makes an action plan by interacting with a user based on input of a voice or an image or the like. The robot 100 can make an action plan autonomously without relying on (ie, independent of the user). As shown, the legged mobile robot 100
Is composed of two legs, the left and right legs, which perform legged movement, the trunk, the left and right upper limbs, and the head.

【0038】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。
The left and right lower limbs are a thigh, a knee joint,
It is composed of a shin, an ankle, and a foot, and is connected at a substantially lowermost end of the trunk by a hip joint. Each of the left and right upper limbs includes an upper arm, an elbow joint, and a forearm, and is connected by a shoulder joint at left and right side edges above the trunk.
Further, the head is connected to the center of the uppermost end of the trunk by a neck joint.

【0039】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。
A control unit which is not visible in FIGS. 1 and 2 is provided in the trunk unit. This control unit includes a controller (main control unit) that processes external inputs from various sensors (described later) and drive control of each joint actuator constituting the legged mobile robot 100, and a power supply circuit and other peripheral devices. It is the case which did. The control unit may include a communication interface and a communication device for remote control.

【0040】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。
FIG. 3 schematically shows a configuration of the degree of freedom of a joint included in the legged mobile robot 100 according to the present embodiment. As illustrated, the legged mobile robot 100 includes an upper body including two arms and a head 1, a lower limb including two legs for realizing a moving operation, and a trunk connecting the upper limb and the lower limb. It is composed of

【0041】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。
The neck joint that supports the head 1 includes a neck joint yaw axis 2, a neck joint pitch axis 3, and a neck joint roll axis 4.
It has a degree of freedom.

【0042】また、左右の各腕部は、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1
3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。
Each of the left and right arms is provided with a shoulder joint pitch axis 8.
, Shoulder roll axis 9, upper arm yaw axis 10, elbow joint pitch axis 11, forearm yaw axis 12, and wrist joint pitch axis 1.
3, a wrist joint roll shaft 14, and a hand 15. The hand 15 is actually an articulated joint including a plurality of fingers.
It is a multi-degree-of-freedom structure. However, the operation itself of the hand 15 is
In the present specification, it is assumed that the robot 100 has zero degrees of freedom because it has little contribution or influence on the posture stability control and the walking motion control of the robot 100. Therefore, each of the left and right arms has seven degrees of freedom.

【0043】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。
The trunk has three degrees of freedom: a trunk pitch axis 5, a trunk roll axis 6, and a trunk yaw axis 7.

【0044】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・多自由度の足底や指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。
The left and right legs constituting the lower limb
A hip joint yaw axis 16, a hip joint pitch axis 17, a hip joint roll axis 18, a knee joint pitch axis 19, an ankle joint pitch axis 20, a joint roll axis 21, and a foot (plantar or sole).
22. The foot (sole) 22 of the human body is actually a structure including a multi-jointed and multi-degree-of-freedom sole and fingers, but the sole of the legged mobile robot 100 according to the present embodiment has zero freedom. Degree. Therefore, each of the left and right legs has six degrees of freedom.

【0045】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。
To summarize the above, the total of the legged mobile robot 100 according to the present embodiment is 3 + 7 × 2 + 3.
+ 6 × 2 = 32 degrees of freedom. However, the legged mobile robot 100 is not necessarily limited to 32 degrees of freedom. It goes without saying that the degree of freedom, that is, the number of joints, can be appropriately increased or decreased in accordance with design and manufacturing constraints, required specifications, and the like.

【0046】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。
The above-described degrees of freedom of the joints of the legged mobile robot 100 are actually realized as active operations by actuators. Due to various demands such as removing excess bulges on the appearance of the device to approximate the human body shape and controlling the posture of an unstable structure called bipedal walking, the joint actuator is small and compact. Preferably, it is lightweight. In this embodiment, a small AC servo actuator of a type directly connected to a gear and of a type in which a servo control system is integrated into a motor unit with a single chip is mounted. Note that a small A that can be applied to a legged robot
The C servo actuator is disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. 11-33386 already assigned to the present applicant.

【0047】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。
FIG. 4 schematically shows a control system configuration of the legged mobile robot 100 according to this embodiment. As shown in the figure, the system includes a thought control module 200 that dynamically determines emotions and expresses emotions in response to a user input or the like, and a motion control module that controls the whole body cooperative movement of the robot such as driving joint actuators. 300.

【0048】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、モジュール内で自己完結した処理
を行うことができる独立した情報処理装置である。
The thinking control module 200 is a CPU (Central) for executing arithmetic processing relating to emotion determination and emotion expression.
Processing Unit) 211 and RAM (Random Access M)
emory) 212, ROM (Read Only Memory) 213,
And external storage devices (such as hard disk drives)
This is an independent information processing apparatus configured to perform self-contained processing in a module.

【0049】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。
The thinking control module 200 includes a CCD
(Charge Coupled Device) An image input device 251 such as a camera, an audio input device 252 such as a microphone, an audio output device 253 such as a speaker, a LAN (Local Area Network).
(rk: not shown) a communication interface 254 for exchanging data with a system outside the robot 100 via, for example,
Various devices are connected via the bus interface 201.

【0050】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。
In the thinking control module 200, the visual data and the voice input device 2 input from the image input device 251 are used.
The current emotions and intentions of the legged mobile robot 100 are determined in accordance with external stimuli, such as auditory data input from the computer 52. Further, the motion control module 30 is configured to execute a motion or an action sequence (behavior) based on a decision, that is, a motion of a limb.
Issue a command for 0.

【0051】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、モジュール内で自己完結した処理
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ZMP目標軌道、その他の行動計画を蓄
積することができる。
One movement control module 300 controls the whole body cooperative movement of the robot 100 by using a CPU (Central).
Processing Unit 311 and RAM (Random Access M)
emory) 312, ROM (Read Only Memory) 313,
And external storage devices (such as hard disk drives)
314 is an independent information processing apparatus capable of performing self-contained processing in a module. The external storage device 314 can accumulate, for example, a walking pattern calculated offline, a ZMP target trajectory, and other action plans.

【0052】ここで、「ZMP(Zero Moment Poin
t)」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ZM
Pが動く軌跡を意味する。ZMPに基づく脚式移動ロボ
ットの安定度判別規範によれば、足底着地点を予め設定
でき、路面形状に応じた足先の運動学的拘束条件を考慮
し易いなどの利点がある。また、ZMPを安定度判別規
範とすることは、力ではなく軌道を運動制御上の目標値
として扱うことを意味するので、技術的に実現可能性が
高まる。ZMPの概念並びにZMPを歩行ロボットの安
定度判別規範に適用する点については、Miomir Vukobra
tovic著"LEGGED LOCOMOTION ROBOTS"(加藤一郎外著
『歩行ロボットと人工の足』(日刊工業新聞社))に記
載されている。
Here, “ZMP (Zero Moment Poin
"t)" is a point on the floor at which the moment due to the floor reaction force during walking becomes zero, and "ZMP trajectory" is, for example, a ZM trajectory during the walking operation of the robot 100.
P means a moving trajectory. According to the stability discrimination standard of the legged mobile robot based on the ZMP, there is an advantage that the landing point of the sole can be set in advance, and the kinematic constraint condition of the toe according to the road surface shape can be easily considered. In addition, using ZMP as a stability determination criterion means that a trajectory, not a force, is treated as a target value in motion control, so that technical feasibility is increased. Miomir Vukobra discusses the concept of ZMP and the application of ZMP to the stability criterion for walking robots.
It is described in Tovic's "LEGGED LOCOMOTION ROBOTS" (Ichiro Kato et al., Walking Robots and Artificial Feet, Nikkan Kogyo Shimbun).

【0053】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。
The motion control module 300 includes a joint actuator (see FIG. 3) for realizing each joint degree of freedom distributed over the whole body of the robot 100, a posture sensor 351 for measuring the posture and inclination of the trunk, and left and right. Contact confirmation sensors 352 and 35 for detecting the leaving or landing of the sole of the foot
3. Various devices such as a power control device that manages power such as a battery are connected via the bus interface 301.

【0054】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。
The thinking control module 200 and the exercise control module 300 are constructed on a common platform, and bus interfaces 201 and 301 are provided between them.
Are interconnected via

【0055】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。
The motion control module 300 controls the whole body cooperative motion by each joint actuator in order to embody the behavior specified by the thought control module 200. That is, the CPU 311 fetches an operation pattern corresponding to the action instructed from the thought control module 200 from the external storage device 314, or internally generates an operation pattern. Then, the CPU 311 sets the foot motion, the ZMP trajectory, the trunk motion, the upper limb motion, the waist horizontal position and the height, etc., according to the specified motion pattern,
A command value instructing an operation according to these setting contents is transferred to each joint actuator.

【0056】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。
The CPU 311 has a posture sensor 351.
The posture and inclination of the trunk of the robot 100 are detected by the output signals of
By detecting whether each movable leg is a free leg or a standing leg based on the output signal of 53, the whole body cooperative movement of the legged mobile robot 100 can be adaptively controlled.

【0057】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
行動がどの程度発現されたか、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。
Further, the motion control module 300 determines how much the action determined by the thought control module 200 has been performed, ie, the processing status,
The information is returned to the thought control module 200.

【0058】本実施形態では、脚式移動ロボット100
の動作制御プログラムは、後述する所定のデータ・フォ
ーマットに従って記述される。CPU311は、このよ
うな制御プログラムをデコードして、機体上で再現す
る。この運動生成の際には、動作精度だけではなくユー
ザに与える視覚的効果も充分に考慮される。すなわち、
各関節アクチュエータの動作には実現の優先度が与えら
れ、また、機体の姿勢安定性が確保されるように運動パ
ターンが生成される。
In this embodiment, the legged mobile robot 100
Is described according to a predetermined data format described later. The CPU 311 decodes such a control program and reproduces it on the machine. In generating the motion, not only the motion accuracy but also the visual effect given to the user is sufficiently considered. That is,
The priority of realization is given to the operation of each joint actuator, and a motion pattern is generated so as to secure the posture stability of the body.

【0059】このようなロボット用制御プログラムは、
例えば、機外の計算機システム上でプログラミング(編
集)されたり、デバックされたり、機体動作の検証(シ
ミュレーション)が行われる。図5には、このようなロ
ボット用制御プログラムを処理可能な計算機システム5
00の構成例を模式的に示している。以下、同図を参照
しながら、計算機システム500について説明する。
Such a robot control program is as follows:
For example, programming (editing), debugging, and verification (simulation) of the machine operation are performed on a computer system outside the machine. FIG. 5 shows a computer system 5 capable of processing such a robot control program.
00 is schematically shown. Hereinafter, the computer system 500 will be described with reference to FIG.

【0060】システム500のメイン・コントローラで
あるCPU(Central Processing Unit)501は、オ
ペレーティング・システム(OS)の制御下で、各種の
アプリケーションを実行する。CPU501は、例え
ば、脚式移動ロボット100制御用の制御プログラムの
エディタやデバッガなどのアプリケーションを実行する
ことができる。図示の通り、CPU501は、バス50
8によって他の機器類(後述)と相互接続されている。
A CPU (Central Processing Unit) 501 as a main controller of the system 500 executes various applications under the control of an operating system (OS). The CPU 501 can execute applications such as an editor and a debugger of a control program for controlling the legged mobile robot 100, for example. As shown in FIG.
8 interconnects with other devices (described later).

【0061】メモリ502は、CPU501において実
行されるプログラム・コードを格納したり、実行中の作
業データを一時保管するために使用される記憶装置であ
る。同図に示すメモリ502は、不揮発性及び揮発性メ
モリ双方を含むものと理解されたい。
The memory 502 is a storage device used to store a program code to be executed by the CPU 501 and temporarily store work data being executed. It should be understood that the memory 502 shown in the figure includes both non-volatile and volatile memories.

【0062】ディスプレイ・コントローラ503は、C
PU501が発行する描画命令を実際に処理するための
専用コントローラである。ディスプレイ・コントローラ
503において処理された描画データは、例えばフレー
ム・バッファ(図示しない)に一旦書き込まれた後、デ
ィスプレイ511によって画面出力される。
The display controller 503 sets C
This is a dedicated controller for actually processing a drawing command issued by the PU 501. The drawing data processed by the display controller 503 is once written in, for example, a frame buffer (not shown), and then output to the screen by the display 511.

【0063】入力機器インターフェース504は、キー
ボード512やマウス513などのユーザ入力機器を計
算機システム500に接続するための装置である。
The input device interface 504 is a device for connecting user input devices such as a keyboard 512 and a mouse 513 to the computer system 500.

【0064】ネットワーク・インターフェース505
は、Ethernetなどの所定の通信プロトコルに従
って、システム500をLAN(Local Area Network)
などの局所的ネットワーク、さらにはインターネットの
ような広域ネットワークに接続することができる。
Network interface 505
Uses a LAN (Local Area Network) according to a predetermined communication protocol such as Ethernet.
Etc., and even a wide area network such as the Internet.

【0065】ネットワーク上では、複数のホスト端末
(図示しない)がトランスペアレントな状態で接続さ
れ、分散コンピューティング環境が構築されている。ネ
ットワーク上では、ソフトウェア・プログラムやデータ
・コンテンツなどの配信が行うことができる。例えば、
脚式移動ロボット100制御用の制御プログラムのエデ
ィタやデバッガなどのアプリケーション・ソフトウェア
を、ネットワーク経由でダウンロードすることができ
る。また、エディタで編集された制御プログラムやデバ
ッガでデバッグ処理された制御プログラムを、ネットワ
ーク経由で配信することもできる。
On the network, a plurality of host terminals (not shown) are connected in a transparent state, and a distributed computing environment is constructed. On the network, distribution of software programs, data contents, and the like can be performed. For example,
Application software such as an editor and a debugger of a control program for controlling the legged mobile robot 100 can be downloaded via a network. Further, a control program edited by an editor or a control program debugged by a debugger can be distributed via a network.

【0066】外部機器インターフェース507は、ハー
ド・ディスク・ドライブ(HDD)114やメディア・ド
ライブ515などの外部装置をシステム500に接続す
るための装置である。
The external device interface 507 is a device for connecting an external device such as a hard disk drive (HDD) 114 or a media drive 515 to the system 500.

【0067】HDD514は、記憶担体としての磁気デ
ィスクを固定的に搭載した外部記憶装置であり(周
知)、記憶容量やデータ転送速度などの点で他の外部記
憶装置よりも優れている。ソフトウェア・プログラムを
実行可能な状態でHDD514上に置くことをプログラ
ムのシステムへの「インストール」と呼ぶ。通常、HD
D514には、CPU501が実行すべきオペレーティ
ング・システムのプログラム・コードや、アプリケーショ
ン・プログラム、デバイス・ドライバなどが不揮発的に格
納されている。
The HDD 514 is an external storage device in which a magnetic disk as a storage carrier is fixedly mounted (well-known), and is superior to other external storage devices in terms of storage capacity and data transfer speed. Placing a software program on the HDD 514 in an executable state is referred to as “installing” the program in the system. Usually HD
D514 stores, in a nonvolatile manner, an operating system program code to be executed by the CPU 501, an application program, a device driver, and the like.

【0068】例えば、脚式移動ロボット100制御用の
制御プログラムのエディタやデバッガなどのアプリケー
ション・ソフトウェアを、HDD514上にインストー
ルすることができる。また、エディタで編集された制御
プログラムやデバッガでデバッグ処理された制御プログ
ラムなどを、HDD514上に不揮発的に保存すること
もできる。
For example, application software such as an editor of a control program for controlling the legged mobile robot 100 and a debugger can be installed on the HDD 514. Further, a control program edited by an editor, a control program debugged by a debugger, and the like can be stored in the HDD 514 in a nonvolatile manner.

【0069】メディア・ドライブ515は、CD(Compa
ct Disc)やMO(Magneto-Opticaldisc)、DVD(Di
gital Versatile Disc)などの可搬型メディアを装填し
て、そのデータ記録面にアクセスするための装置であ
る。
The media drive 515 stores a CD (Compa
ct Disc), MO (Magneto-Opticaldisc), DVD (Di
It is a device for loading a portable medium such as a digital versatile disc (Gital Versatile Disc) and accessing its data recording surface.

【0070】可搬型メディアは、主として、ソフトウェ
ア・プログラムやデータ・ファイルなどをコンピュータ可
読形式のデータとしてバックアップすることや、これら
をシステム間で移動(すなわち販売・流通・配布を含む)
する目的で使用される。例えば、脚式移動ロボット10
0制御用の制御プログラムのエディタやデバッガなどの
アプリケーション・ソフトウェアを、これら可搬型メデ
ィアを利用して複数の機器間で物理的に流通・配布する
ことができる。また、エディタで編集された制御プログ
ラムやデバッガでデバッグ処理された所定フォーマット
の制御プログラムなどを、これら可搬型メデアを利用し
て機器間で物理的に流通・配布することができる。
The portable medium mainly backs up software programs, data files, and the like as computer-readable data, and moves them between systems (that is, includes sales, distribution, and distribution).
Used for the purpose. For example, the legged mobile robot 10
Application software such as an editor of a control program for zero control and a debugger can be physically distributed and distributed among a plurality of devices by using these portable media. In addition, a control program edited by an editor, a control program of a predetermined format debugged by a debugger, and the like can be physically distributed and distributed between devices using these portable media.

【0071】なお、図5に示すような計算機システム5
00の一例は、米IBM社のパーソナル・コンピュータ"
PC/AT(Personal Computer/Advanced Technolog
y)"の互換機又は後継機である。勿論、他のアーキテク
チャを備えたコンピュータを、本実施形態に係る計算機
システム500として適用することも可能である。
Note that the computer system 5 shown in FIG.
00 is an example of an IBM personal computer "
PC / AT (Personal Computer / Advanced Technolog
y) ". A computer having another architecture may be applied as the computer system 500 according to the present embodiment.

【0072】本発明は、音楽や映像、その他に合わせて
ロボットを動作させる制御システムを提案するものであ
る。
The present invention proposes a control system for operating a robot in accordance with music, video, and the like.

【0073】従来、この目的を遂行するために、音楽演
奏用の規格として知られるMIDIフォーマットを利用
し、音楽情報及びロボット制御情報をあらかじめ所定の
記憶媒体に格納しておき、それらを再生すなわち復号化
(デコード)することでロボットの動作を実現していた
(前述)。すなわち、ロボット制御情報は、音楽情報と
同様に記述され、これらを同時に復号化することで音楽
に合わせた機体動作を実現していた。
Conventionally, in order to achieve this purpose, music information and robot control information are stored in a predetermined storage medium in advance using a MIDI format known as a standard for music performance, and are reproduced or decoded. The operation of the robot was realized by decoding (decoding) (described above). That is, the robot control information is described in the same manner as the music information, and by decoding these at the same time, the body operation adapted to the music has been realized.

【0074】これに対し、本発明では、ロボットの運動
動作のための制御プログラムを記述するためのデータ・
フォーマットやプロトコルを新たに容易するとともに、
これらの規則に基づく高度なロボット制御アルゴリズム
を提供するものである。
On the other hand, in the present invention, data and data for describing a control program for the motion of the robot
New formats and protocols have been made easier,
An advanced robot control algorithm based on these rules is provided.

【0075】A.動作の優先度及び機体の姿勢安定性を
実現した動作生成手法 ロボットの運動生成を行う際、通常は動作精度のみが重
要視される。これに対し、本発明者等は、ロボットの機
体が発現する姿勢(ポーズ)などがユーザに与える視覚
的効果も、重要な要素として捉えている。
A. Priority of operation and attitude stability of the aircraft
Realized Motion Generation Method When generating motion of a robot, usually only the motion accuracy is regarded as important. On the other hand, the present inventors consider the visual effect given to the user by the posture (pose) expressed by the robot body as an important factor.

【0076】この視覚的効果を実現するためには、ロボ
ットの機体上における動作や姿勢などの決定が重要とな
る。このため、本発明においては、腕、脚、胴体、首な
ど、ロボットの各部に対して重要な動作を司る部分を決
定して、優先する動作を設定する必要がある。すなわ
ち、多数の関節自由度を持つロボットの各関節動作に対
して優先順位を記述した制御アルゴリズムの下で、ロボ
ットの機体の動作制御を実行するようにした。
In order to realize this visual effect, it is important to determine the motion and posture of the robot on the body. For this reason, in the present invention, it is necessary to determine a part that controls an important operation for each part of the robot, such as an arm, a leg, a torso, and a neck, and set a priority operation. That is, operation control of the robot body is executed under a control algorithm that describes a priority order for each joint operation of the robot having a large number of degrees of freedom.

【0077】次に、動作及び安定度を現実の動作に反映
する際に必要な条件は、機体の姿勢などの安定性であ
る。制御対象であるロボットの多くは、動的効果などを
考慮した高度な制御が要求される。すなわち機体の転倒
などを生じさせないアルゴリズムを導入しておかなけれ
ば、実用的なシステムを構成することは不可能なものと
なる。
Next, a condition necessary for reflecting the operation and the stability in the actual operation is stability such as the attitude of the aircraft. Many robots to be controlled require advanced control in consideration of dynamic effects and the like. That is, unless an algorithm that does not cause the aircraft to fall over is introduced, it is impossible to construct a practical system.

【0078】制御プログラムを実機動作に反映させる場
合、最初に設定した優先順位別に各部位の姿勢を生成す
る。その際、安定性を逐次的に判別して、転倒などの姿
勢の安定性が確保できない場合には、それ以降の優先度
の姿勢を実行せずに、次の動作生成に移行する。この結
果、安定性を失った危険な動作や姿勢を実機上で実行せ
ずに済むことになる。
When the control program is reflected in the operation of the actual machine, the posture of each part is generated for each priority set first. At this time, the stability is sequentially determined, and if the stability of the posture such as a fall cannot be ensured, the process proceeds to the next motion generation without executing the posture of the subsequent priority. As a result, it is not necessary to execute a dangerous operation or posture having lost stability on the actual machine.

【0079】このような制御フローを繰り返して実行す
ることにより、ロボットの機体の安定性を確保しつつ、
所望の動作や姿勢を発現できる効果を期待することがで
きる。この点で、本発明は、従来のプレイバック型のロ
ボット制御アルゴリズムとは大いに相違するということ
を、充分に理解されたい。
By repeatedly executing such a control flow, the stability of the robot body is ensured while
It is possible to expect an effect capable of expressing a desired motion or posture. In this regard, it should be appreciated that the present invention is significantly different from conventional playback-type robot control algorithms.

【0080】ロボットは、通常、複数の関節自由度を備
えた機械装置であり、機体動作時にはそれぞれの関節に
おいて実時間で制御を行っている。ロボットは、任意の
瞬間でその状態を示したデータに基づいて制御を行う。
機体上での動作制御は、所定の動作単位(以下では、
「ステップ」とも呼ぶ)毎に関節角や姿勢などの指令値
(データ)の送信と制御が行われる。
A robot is usually a mechanical device having a plurality of degrees of freedom in joints, and controls each joint in real time during operation of the body. The robot performs control at an arbitrary moment based on data indicating the state.
The operation control on the aircraft is performed in a predetermined operation unit (hereafter,
Transmission and control of command values (data) such as joint angles and postures are performed for each “step”.

【0081】図6には、ロボットの機体動作を制御する
時系列的な流れを概念的に描写している。
FIG. 6 conceptually depicts a time-series flow for controlling the robot body operation.

【0082】本実施形態では、ロボット用制御プログラ
ムは、1ステップ毎に機体の各部の動作を所定フォーマ
ット(後述)に従って記述する。また、この制御プログ
ラムでは、1ステップ毎に、各部に動作を実行する優先
順位が設定されている。そして、この制御プログラムを
実行する際に、1ステップ毎に各部の動作を逐次生成す
るとともに実行時の機体の安定判別を行うようになって
いる。
In the present embodiment, the control program for the robot describes the operation of each part of the body according to a predetermined format (described later) for each step. Further, in this control program, the priority of executing the operation is set for each unit for each step. When the control program is executed, the operation of each unit is sequentially generated for each step, and the stability of the machine at the time of execution is determined.

【0083】図7には、本実施形態に係るロボット用制
御プログラムによって機体の各部の動作を制御するため
の処理手順についての一例を、フローチャートの形式で
示している。但し、ある時刻におけるロボットの全姿勢
並びに関節角を1単位として受信するものとする。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a processing procedure for controlling the operation of each part of the body by the robot control program according to the present embodiment. However, it is assumed that all postures and joint angles of the robot at a certain time are received as one unit.

【0084】まず、制御プログラムを1ステップだけ受
信すると、同ステップ内で制御プログラムが規定する優
先度に従って各部の動作の並べ替えを行う(ステップS
1)。
First, when only one step of the control program is received, the operation of each unit is rearranged in accordance with the priority defined by the control program in the step (step S).
1).

【0085】次いで、受信したステップに含まれるデー
タを、優先度に従って1つ呼び出して(ステップS
2)、制御モデルを演算する(ステップS3)。ここ
で、呼び出されるデータの単位は、1つの姿勢、又は、
ある姿勢を構成するための1つの関節角度に相当する。
Next, one of the data included in the received step is called according to the priority (step S).
2) A control model is calculated (step S3). Here, the unit of the called data is one posture or
This corresponds to one joint angle for forming a certain posture.

【0086】取り出したデータが、受信したステップ中
の最後のデータである場合には(ステップS4)、次の
ステップ・データの受信処理に進む。
If the extracted data is the last data in the received step (step S4), the process proceeds to the next step data receiving process.

【0087】また、取り出したデータが最後のデータで
はない場合には、ステップS3により演算された制御モ
デルに基づき、該データが規定する動作を実行したとき
に機体が安定しているか否か、すなわち安定判別を行う
(ステップS5)。安定判別は、例えば、ZMP安定度
判別規範を用いて行うことができる。
If the extracted data is not the last data, whether or not the aircraft is stable when the operation specified by the data is executed based on the control model calculated in step S3, ie, A stability determination is performed (step S5). The stability determination can be performed using, for example, a ZMP stability determination standard.

【0088】安定判別結果が肯定的である場合には、該
データが規定する対象部位の実制御を行う(ステップS
6)。
If the result of the stability determination is affirmative, the actual control of the target portion defined by the data is performed (step S).
6).

【0089】他方、受信したステップの最後のデータを
処理し終えた場合や、安定判別結果が否定的である場合
には、受信したステップにおける安定判別処理を終了さ
せて、次のステップ・データの受信処理に進む。
On the other hand, when the last data of the received step has been processed or when the stability determination result is negative, the stability determination process in the received step is terminated and the next step data Proceed to reception processing.

【0090】なお、ステップS4とS5を実行する順序
を入れ替えても、システム全体の動作は変わらない。
Note that, even if the order in which steps S4 and S5 are executed is changed, the operation of the entire system does not change.

【0091】図7に示した処理手順によれば、読み込ま
れたロボット用制御プログラムを1ステップ毎に、優先
度を考慮しつつ機体の安定性を確認できたところから制
御動作を生成することができる。
According to the processing procedure shown in FIG. 7, it is possible to generate a control operation from the point at which the stability of the airframe can be confirmed for each step of the read robot control program while considering the priority. it can.

【0092】また、図8には、本実施形態に係るロボッ
ト用制御プログラムによって機体の各部の動作を制御す
るための処理手順についての他の例を、フローチャート
の形式で示している。この処理手順では、外部から受信
した制御プログラムに対して、視覚的効果などのために
優先度を並べ替えるとともに、実機動作しても安定性が
確保されている部分のみを記憶媒体上に保存することが
できる。但し、ある時刻におけるロボットの全姿勢並び
に関節角を1単位として受信するものとする。
FIG. 8 is a flowchart showing another example of a processing procedure for controlling the operation of each unit of the body by the robot control program according to the present embodiment. In this processing procedure, the priorities are rearranged for a visual effect or the like with respect to a control program received from the outside, and only a portion of the control program which is stable even when the actual device operates is stored on a storage medium. be able to. However, it is assumed that all postures and joint angles of the robot at a certain time are received as one unit.

【0093】まず、制御プログラムを1ステップだけ受
信すると、同ステップ内で制御プログラムが規定する優
先度に従って各部の動作を並べ替える(ステップS1
1)。
First, when the control program is received for only one step, the operation of each unit is rearranged in accordance with the priority specified by the control program in the step (step S1).
1).

【0094】次いで、受信したステップに含まれるデー
タを、優先度に従って1つ呼び出して(ステップS1
2)、制御モデルを演算する(ステップS13)。ここ
で、呼び出されるデータの単位は、1つの姿勢、又は、
ある姿勢を構成するための1つの関節角度に相当する。
Next, one of the data included in the received step is called according to the priority (step S1).
2), a control model is calculated (step S13). Here, the unit of the called data is one posture or
This corresponds to one joint angle for forming a certain posture.

【0095】取り出したデータが最後のデータではない
場合には(ステップS14)、ステップS13により演
算された制御モデルに基づき、該データが規定する動作
を実行したときに機体が安定しているか否か、すなわち
安定判別を行う(ステップS15)。機体の安定判別
は、例えば、ZMP安定度判別規範を用いて行うことが
できる。
If the extracted data is not the last data (step S14), based on the control model calculated in step S13, it is determined whether or not the aircraft is stable when the operation specified by the data is executed. That is, a stability determination is performed (step S15). The stability determination of the airframe can be performed using, for example, a ZMP stability determination standard.

【0096】安定判別結果が肯定的である場合には、該
データを記憶媒体に追記する(ステップS16)。ここ
では、記憶媒体中に残されている前ステップのデータの
うち、安定を確保できる制御データと置き換えて保存す
る。
If the result of the stability determination is affirmative, the data is added to the storage medium (step S16). Here, of the data of the previous step remaining in the storage medium, the data is replaced with control data that can ensure stability and stored.

【0097】他方、受信したステップの最後のデータを
処理し終えた場合や、安定判別結果が否定的である場合
には、記憶媒体よりデータを読み出して(ステップS1
7)、各部位の実制御を行う(ステップS18)。そし
て、受信したステップにおける安定判別処理を終了させ
て、次のステップ・データの受信処理に進む。
On the other hand, when the processing of the last data of the received step is completed, or when the result of the stability determination is negative, the data is read from the storage medium (step S1).
7), actual control of each part is performed (step S18). Then, the stability determining process in the received step is terminated, and the process proceeds to the next step data receiving process.

【0098】なお、ステップS14とS15を実行する
順序を入れ替えても、システム全体の動作は変わらな
い。
[0098] Even if the order in which steps S14 and S15 are executed is changed, the operation of the whole system does not change.

【0099】また、図9には、本実施形態に係るロボッ
ト用制御プログラムによって機体の各部の動作を制御す
るための処理手順についての他の例を、フローチャート
の形式で示している。この処理手順では、シーケンス・
データなど既存の他のシステム上で作成された制御デー
タを本システムに適合するように割り付けることができ
る。但し、ある時刻におけるロボットの全姿勢並びに関
節角を1単位として受信するものとする。
FIG. 9 is a flowchart showing another example of a processing procedure for controlling the operation of each unit of the body by the robot control program according to the present embodiment. In this procedure, the sequence
Control data created on other existing systems, such as data, can be allocated to suit this system. However, it is assumed that all postures and joint angles of the robot at a certain time are received as one unit.

【0100】まず、制御プログラムを1ステップだけ受
信すると、同ステップ内で制御プログラムが規定する優
先度に従って各部の動作を並べ替える(ステップS2
1)。このとき、優先度の与えられていないデータ群に
対しては、オペレータが任意のデータの並べ替えを適用
することを許容してもよい。
First, when only one step of the control program is received, the operation of each unit is rearranged in accordance with the priority specified by the control program in the same step (step S2).
1). At this time, an operator may be allowed to apply arbitrary data rearrangement to a data group to which no priority is given.

【0101】次いで、受信したステップに含まれるデー
タを、優先度に従って1つ呼び出して(ステップS2
2)、制御モデルを演算する(ステップS23)。ここ
で、呼び出されるデータの単位は、1つの姿勢、又は、
ある姿勢を構成するための1つの関節角度に相当する。
Next, one of the data included in the received step is called according to the priority (step S2).
2), a control model is calculated (step S23). Here, the unit of the called data is one posture or
This corresponds to one joint angle for forming a certain posture.

【0102】取り出したデータが最後のデータではない
場合には(ステップS24)、ステップS23により演
算された制御モデルに基づき、該データが規定する動作
を実行したときに機体が安定しているか否か、すなわち
機体の安定判別を行う(ステップS25)。安定判別
は、例えば、ZMP安定度判別規範を用いて行うことが
できる。
If the extracted data is not the last data (step S24), based on the control model calculated in step S23, it is determined whether or not the aircraft is stable when the operation specified by the data is executed. That is, the stability of the machine is determined (step S25). The stability determination can be performed using, for example, a ZMP stability determination standard.

【0103】安定判別結果が肯定的である場合には、該
データを記憶媒体に追記する(ステップS26)。ここ
では、記憶媒体中に残されている前ステップのデータの
うち、安定を確保できる制御データと置き換えて保存す
る。
If the result of the stability determination is affirmative, the data is added to the storage medium (step S26). Here, of the data of the previous step remaining in the storage medium, the data is replaced with control data that can ensure stability and stored.

【0104】他方、受信したステップの最後のデータを
処理し終えた場合や、安定判別結果が否定的である場合
には、記憶媒体よりデータを読み出し、任意の媒体に書
き込む(ステップS27)。そして、受信したステップ
における安定判別処理を終了させて、次のステップ・デ
ータの受信処理に進む。
On the other hand, when the processing of the last data of the received step is completed or when the result of the stability determination is negative, the data is read from the storage medium and written to an arbitrary medium (step S27). Then, the stability determining process in the received step is terminated, and the process proceeds to the next step data receiving process.

【0105】なお、ステップS24とS25を実行する
順序を入れ替えても、システム全体の動作は変わらな
い。
It is to be noted that the operation of the whole system does not change even if the order of executing steps S24 and S25 is changed.

【0106】また、図10には、本実施形態に係るロボ
ット用制御プログラムによって機体の各部の動作を制御
するための処理手順についての他の例を、フローチャー
トの形式で示している。この処理手順では、教示動作な
どによって逐次的に外部から入力される制御データを、
安定判別した後に記録媒体に保存することができる。但
し、ある時刻におけるロボットの全姿勢並びに関節角を
1単位として受信するものとする。
FIG. 10 is a flowchart showing another example of a processing procedure for controlling the operation of each part of the body by the robot control program according to the present embodiment. In this processing procedure, control data sequentially input from the outside by a teaching operation or the like is
After the stability is determined, it can be stored in a recording medium. However, it is assumed that all postures and joint angles of the robot at a certain time are received as one unit.

【0107】まず、制御プログラムを1ステップだけ受
信すると、同ステップ内で制御プログラムが規定する優
先度に従って各部の動作を並べ替える(ステップS3
1)。このとき、優先度の与えられていないデータ群に
対しては、オペレータが任意のデータの並べ替えを適用
することを許容してもよい。
First, when only one step of the control program is received, the operation of each unit is rearranged in accordance with the priority specified by the control program in the same step (step S3).
1). At this time, an operator may be allowed to apply arbitrary data rearrangement to a data group to which no priority is given.

【0108】次いで、受信したステップに含まれるデー
タを、優先度に従って1つ呼び出して(ステップS3
2)、制御モデルを演算する(ステップS33)。ここ
で、呼び出されるデータの単位は、1つの姿勢、又は、
ある姿勢を構成するための1つの関節角度に相当する。
Next, one of the data included in the received step is called according to the priority (step S3).
2), a control model is calculated (step S33). Here, the unit of the called data is one posture or
This corresponds to one joint angle for forming a certain posture.

【0109】取り出したデータが最後のデータではない
場合には(ステップS24)、ステップS33により演
算された制御モデルに基づき、該データが規定する動作
を実行したときに機体が安定しているか否か、すなわち
機体の安定判別を行う(ステップS35)。安定判別
は、例えば、ZMP安定度判別規範を用いて行うことが
できる。
If the extracted data is not the last data (step S24), based on the control model calculated in step S33, it is determined whether or not the aircraft is stable when the operation specified by the data is executed. That is, the stability of the machine is determined (step S35). The stability determination can be performed using, for example, a ZMP stability determination standard.

【0110】安定判別結果が肯定的である場合には、該
データを記憶媒体に追記する(ステップS36)。ここ
では、記憶媒体中に残されている前ステップのデータの
うち、安定を確保できる制御データと置き換えて保存す
る。
If the result of the stability determination is affirmative, the data is added to the storage medium (step S36). Here, of the data of the previous step remaining in the storage medium, the data is replaced with control data that can ensure stability and stored.

【0111】他方、受信したステップの最後のデータを
処理し終えた場合や、安定判別結果が否定的である場合
には、再入力するか否かをユーザに確認する(ステップ
S37)。再入力を行う場合には、ステップS31又は
ステップS32に復帰して、再入力したデータに関して
上述した処理を行う。また、再入力しない場合には、記
憶媒体よりデータを読み出し、任意の媒体に書き込む
(ステップS38)。そして、受信したステップにおけ
る安定判別処理を終了させて、次のステップ・データの
受信処理に進む。
On the other hand, when the last data of the received step has been processed, or when the result of the stability determination is negative, the user is asked whether to input again (step S37). When re-input is performed, the process returns to step S31 or S32, and the above-described processing is performed on the re-input data. If not, the data is read from the storage medium and written to an arbitrary medium (step S38). Then, the stability determining process in the received step is terminated, and the process proceeds to the next step data receiving process.

【0112】なお、ステップS34とS35を実行する
順序を入れ替えても、システム全体の動作は変わらな
い。
It should be noted that the operation of the entire system does not change even if the order of executing steps S34 and S35 is changed.

【0113】本実施形態では、ダンスなどのロボットの
機体動作において、動作自体の精度よりも視覚的効果を
優先することを可能とするために、制御プログラムのプ
ログラマは、従来のプログラミング手法では選択するこ
とができなかった各部位に関する以下の制御パラメータ
について選択することができる。
In the present embodiment, in order to make it possible to prioritize the visual effect over the accuracy of the operation itself in the robot body operation such as dance, the programmer of the control program selects it by the conventional programming method. The following control parameters for each part that could not be performed can be selected.

【0114】(1)胴体を中心とした胴体座標による表
記 (2)地面などを中心とした絶対座標による表記
(1) Notation by body coordinates centered on the body (2) Notation by absolute coordinates centered on the ground etc.

【0115】B.ノード決定と分解能を可変とした制御
実時間制御を行う場合、実際のところ、制御プログラム
が持つ情報量の大きさが問題となる。何故ならば、情報
量が肥大では、データ転送が実時間制御のボトルネック
となるからである。したがって、制御プログラムの情報
量を適宜選択できるように取り決めることが現実的に好
ましい。特に、速度優先の動作が要求される場合や、数
多くの複雑な処理を要求される場合などには、情報選択
への要求はさらに厳しいものとなる。
B. Control with variable node determination and resolution
When the system real-time control is performed, the amount of information stored in the control program actually becomes a problem. This is because when the amount of information is large, data transfer becomes a bottleneck in real-time control. Therefore, it is practically preferable to arrange so that the information amount of the control program can be appropriately selected. In particular, when a speed-priority operation is required or when a lot of complicated processing is required, the request for information selection becomes more severe.

【0116】本実施形態では、制御プログラムを記述す
るためのデータ・フォーマットは、各部の関節角度や姿
勢について、必要な分だけのパターン(ノード)を用意
することができる。ここで、ノード数の最大値は、セン
サ分解能に等しいと考えられる。
In the present embodiment, as a data format for describing the control program, as many patterns (nodes) as necessary can be prepared for the joint angles and postures of the respective parts. Here, the maximum value of the number of nodes is considered to be equal to the sensor resolution.

【0117】例えば、ロボットの腕などの部位に関し
て、運動若しくは姿勢を決定するために、関節角を有限
の段数に分けて、それらをノードとして設定することに
より、本実施形態に係るデータ・フォーマットに従って
ロボット制御用プログラムを記述することができる。
For example, in order to determine the motion or posture of a part such as the arm of a robot, the joint angles are divided into a finite number of steps, and these are set as nodes. A robot control program can be described.

【0118】具体的に運動生成を記述するには、機体上
の各部位について、関節角(姿勢)のパターン(ノー
ド)の識別番号と、その運動生成時における関節角に割
り当てられた優先順位の組み合わせを指定する。
To specifically describe the motion generation, for each part on the body, the identification number of the joint angle (posture) pattern (node) and the priority order assigned to the joint angle at the time of the motion generation are described. Specify a combination.

【0119】図11には、本実施形態に係るロボットの
運動記述の概念図を示している。同図では、音楽に合わ
せて動作するロボットについて例示している。
FIG. 11 shows a conceptual diagram of a robot motion description according to the present embodiment. FIG. 1 illustrates a robot that operates according to music.

【0120】図11上の最上段に示した楽譜で表される
音符符号に従って、ロボットはその下段に示したような
各姿勢を時系列的に発現する。
In accordance with the musical notation shown in the musical score shown at the top of FIG. 11, the robot expresses each posture as shown at the bottom in chronological order.

【0121】この場合の動作表記例は、その下段に示す
通りである。例えば、最初の姿勢(ポーズ)は、左腕手
首曲げ(01,A)、左腕手首捻り(03,C)、…と
いう各部位の動作を規定するデータの集合で記述され、
さらに、各部位の動作を規定するデータ信号にその他の
信号が付加された形式で、1ステップ(すなわち1つの
姿勢(ポーズ))の制御データが構成される。また、こ
のような制御データを単位として、複数の制御データを
時系列状に組み合わせていくことで、一連の行動(モー
ション)を規定する制御プログラムが構成される。
The operation notation example in this case is as shown in the lower part. For example, the initial posture (pose) is described as a set of data defining the operation of each part such as left arm wrist bending (01, A), left arm wrist twist (03, C),.
Further, control data for one step (that is, one posture (pause)) is configured in a format in which another signal is added to a data signal defining the operation of each part. In addition, a control program that defines a series of actions (motion) is configured by combining a plurality of control data in a time-series manner using such control data as a unit.

【0122】ここで、各部位の運動動作の表記は、(関
節角ノード番号,優先度)である。例えば、左腕手首曲
げを表す表記例(03,A)は、"03"が関節角に割り
当てられたノード番号であり、これに連結された"A"が
優先度である。
Here, the notation of the movement motion of each part is (joint angle node number, priority). For example, in a notation example (03, A) representing left arm wrist bending, “03” is a node number assigned to a joint angle, and “A” connected to this is a priority.

【0123】また、運動動作に添付されるその他の信号
は、音声信号や画像信号、あるいはロボットに関する運
動以外を規定するデータなどである。例えば、音声信号
や画像信号のペイロードに対していわゆる電子透かし技
術を用いてロボット制御用プログラムを重畳してもよ
い。また、ビデオ信号における帰線期間などを利用して
ロボット制御用プログラムを挿入するようにしてもよ
い。
Further, the other signals attached to the motion operation are a voice signal, an image signal, or data specifying other than the motion related to the robot. For example, a robot control program may be superimposed on a payload of an audio signal or an image signal using a so-called electronic watermarking technique. Further, a robot control program may be inserted using a flyback period in a video signal.

【0124】なお、ロボットの機体におけるノード設定
方法として、各種の目的に応じて、各関節の分解能を適
宜変更できるような制御系を構築できるようにする。こ
れにより、制御プログラムに対してその動作目的に応じ
た分解能を与えることができる。例えば、精度中心の制
御システムや、あるいは速度中心の制御システムであっ
ても、それぞれの動作に対応させることができる。
As a node setting method in the robot body, a control system capable of appropriately changing the resolution of each joint according to various purposes can be constructed. As a result, the control program can be given a resolution according to the operation purpose. For example, even a control system that is centered on accuracy or a control system that is centered on speed can correspond to each operation.

【0125】C.送信タグの生成 本実施形態に係るロボット制御用プログラムによれば、
音楽や映像などの外部のソースに合わせてロボットを動
作させるように制御することができる。例えば、音楽に
合わせてダンスするといった具合である。
C. Generation of transmission tag According to the robot control program according to the present embodiment,
The robot can be controlled to operate according to an external source such as music or video. For example, dancing to music.

【0126】このようにある設定された対象(ソース)
に合わせて動作させるためには、ロボットの動作がそれ
らの動作すなわち再生信号に同期していることが必要条
件である。
The target (source) thus set
It is a necessary condition that the operation of the robot is synchronized with the operation, that is, the reproduction signal, in order to operate the robot in accordance with.

【0127】音楽や映像を司るソース側からは、タイミ
ングを決定する信号(以下、「タグ」とも言う)が生成
されて、ロボット側の運動生成を行う制御システムはこ
れを受信して、円滑且つ視覚的に優れた動作を実現す
る。
A signal for determining timing (hereinafter, also referred to as a “tag”) is generated from a source that controls music and images, and the control system that performs motion generation on the robot side receives the signal and receives a signal. Achieve visually superior behavior.

【0128】タグ信号は、CDやDVDなど既存の媒体
から再生される信号に対して、ロボットの動作を再生に
合わせて制御する際に利用又は参照する信号である。あ
るいは、既存の媒体の信号にタグ情報を重畳させること
も可能である。あるいは、既存の信号やそのフォーマッ
トを利用して、特別な記述などをしなくてもよいものと
する。
The tag signal is a signal used or referred to when controlling the operation of the robot in accordance with the reproduction of a signal reproduced from an existing medium such as a CD or a DVD. Alternatively, tag information can be superimposed on a signal of an existing medium. Alternatively, it is not necessary to use an existing signal or its format to make a special description or the like.

【0129】タグ信号は、あらかじめ媒体に記憶してお
いても、あるいは媒体中の既存の信号を利用すること
で、ロボット制御システムに与えることができる。
The tag signal can be given to the robot control system by storing it in the medium in advance or by using an existing signal in the medium.

【0130】図12には、音楽や映像などとの同期させ
るためのタグ信号を送信して、音楽や映像と同期して動
作を制御するシステム構成を概念的に示している。同図
に示すように、このシステムは、音楽や映像などのコン
テンツを記憶媒体から読み出して再生するコンテンツ再
生システム1100と、ロボットの機体動作を制御する
ロボット制御システム1200とに大別される。
FIG. 12 conceptually shows a system configuration for transmitting a tag signal for synchronizing with music or video and controlling the operation in synchronization with music or video. As shown in the figure, this system is broadly divided into a content reproduction system 1100 for reading and reproducing content such as music and video from a storage medium, and a robot control system 1200 for controlling the robot body operation.

【0131】コンテンツ再生システム1100は、音楽
や映像などのプログラム/コンテンツを記憶媒体から読
み出して再生するコンテンツ再生部1101と、再生信
号を増幅並びに外部出力する出力部1102とで構成さ
れる。
The content reproducing system 1100 is composed of a content reproducing section 1101 for reading out a program / content such as music or video from a storage medium and reproducing it, and an output section 1102 for amplifying and outputting the reproduced signal to the outside.

【0132】本実施形態では、コンテンツ再生部110
1は、記憶媒体から読み出されたプログラムを再生処理
する際に、音楽や映像と同期させるためのタグ信号を出
力する。このタグ信号としては、音楽や映像などの情報
の記憶媒体中に既に書き込まれている既存の信号を利用
したり、あるいはタグ信号として独自の情報を記憶媒体
中に記録しておくこともできる。
In this embodiment, the content reproducing unit 110
1 outputs a tag signal for synchronizing with music or video when a program read from a storage medium is reproduced. As the tag signal, an existing signal already written in a storage medium for information such as music or video can be used, or unique information can be recorded as a tag signal in the storage medium.

【0133】一方のロボット制御システム1200は、
ロボット制御用のプログラムを記録した記憶媒体からプ
ログラムを読み出してこれを変換処理する変換部120
1と、コンテンツ再生システム1100から供給された
タグ信号に従って、制御プログラムによる実行をコンテ
ンツ再生と同期させるための同期部1202と、制御プ
ログラムに従ってロボットの機体動作すなわち各関節ア
クチュエータなどの駆動を実行する駆動制御部1203
とで構成される。
One robot control system 1200 includes:
A conversion unit 120 that reads a program from a storage medium storing a robot control program and converts the program.
1, a synchronization unit 1202 for synchronizing the execution by the control program with the content reproduction according to the tag signal supplied from the content reproduction system 1100, and the drive for executing the body operation of the robot, that is, the driving of each joint actuator, etc., according to the control program Control unit 1203
It is composed of

【0134】本実施形態では、ロボット用の制御プログ
ラムは、機体上の各部位について、関節角(姿勢)のパ
ターン(ノード)の識別番号と、その運動生成時におけ
る関節角に割り当てられた優先順位の組み合わせを指定
することによって、ロボットの機体全体の姿勢や動作を
規定するというデータ・フォーマットを備えている(前
述)。
In the present embodiment, the control program for the robot includes, for each part on the body, the identification number of the pattern (node) of the joint angle (posture) and the priority assigned to the joint angle when the motion is generated. A data format is provided in which the posture and the motion of the entire robot body are specified by designating the combination of the robots (described above).

【0135】変換部1201における変換処理は、かか
るデータ・フォーマットに準拠した制御プログラムを読
み込み、各ノードの優先度に従って安定度判別を行った
後の、機体の動作安定性が保証されている部分のみから
なるデータ群を生成することを指している。したがっ
て、駆動部1203では、記録媒体から読み出された制
御プログラムのうち、機体の動作安定性が保証されてい
る部分のみを、映像に合わせて機体上で実行することが
できる。
The conversion process in the conversion unit 1201 is performed only on a portion where the operational stability of the machine is guaranteed after reading a control program conforming to the data format and performing stability determination according to the priority of each node. To generate a data group consisting of Therefore, the drive unit 1203 can execute only a portion of the control program read from the recording medium, for which the operational stability of the aircraft is guaranteed, in accordance with the video on the aircraft.

【0136】但し、変換部1201における変換処理
は、同期部1202においてコンテンツ再生信号との同
期を確保した後に実行するようにしてもよい。
However, the conversion processing in conversion section 1201 may be executed after synchronization with content reproduction signal is ensured in synchronization section 1202.

【0137】図12に示すような手法を用いることで、
音楽や映像などのメディア情報とロボット動作の制御情
報とを同一の記憶媒体に記述しておく必要がなくなる。
By using a method as shown in FIG.
It is not necessary to describe media information such as music and video and control information of robot operation on the same storage medium.

【0138】D.運動生成記述手法 ロボットの運動生成を記述するには、従来のフォーマッ
トを流用し、それをデコードすることが一般的である
([従来の技術]の欄を参照のこと)。
D. Motion generation description method In order to describe motion generation of a robot, it is general to use a conventional format and decode it (see the section of [Prior Art]).

【0139】これに対し、本発明者等は、ロボットの運
動制御に適した記述を行い、これを別の媒体にて処理す
るような独自のプロトコルを用いることが効果的である
と思料した。このような記述方法として、次に示す各方
式が考えられる。
On the other hand, the present inventors have considered that it is effective to use a unique protocol which makes a description suitable for the motion control of the robot and processes it with another medium. The following methods can be considered as such a description method.

【0140】(1)外部信号としてタグ信号(前項Cを
参照のこと)を受信して、ロボット制御システム側のタ
イミング決定に用いる。 (2)記憶媒体の隙間信号を利用して、そこにロボット
制御用の動作記述信号を挿入する。あるいは、電子透か
しなどの技術を用いて、記憶媒体の信号(ペイロード)
にロボット制御用の動作記述信号を重畳する。 (3)ロボットの運動生成のみを行う。 (4)ロボット制御用の動作記述信号に、運動生成とそ
の他の情報をすべて記述する。 (5)ロボットの動作の記録(例えば動作教示など)
(1) A tag signal (see the preceding item C) is received as an external signal, and is used for timing determination on the robot control system side. (2) Using the gap signal of the storage medium, insert the operation description signal for robot control into it. Alternatively, the signal (payload) of the storage medium is obtained using a technique such as digital watermarking.
A motion description signal for controlling the robot is superimposed on the motion description signal. (3) Only the motion of the robot is generated. (4) All motion generation and other information are described in the motion description signal for robot control. (5) Recording of robot operation (for example, operation teaching)

【0141】図13には、上記の第1番目の方式、すな
わちタグ信号を基にロボット制御のタイミングを決定す
る方式を採用したシステムの構成を概念的に示してい
る。このシステムは、音楽や映像などの任意のコンテン
ツの再生に合わせて、あらかじめ用意した別の動作情報
を用いてロボットの制御を行うものである。図示のシス
テムは、音楽や映像などのコンテンツを再生するコンテ
ンツ再生システム1100と、ロボットの機体動作を制
御するロボット制御システム1200とに大別される。
FIG. 13 conceptually shows the structure of a system employing the first method, that is, a method of determining the timing of robot control based on a tag signal. In this system, a robot is controlled by using other operation information prepared in advance in accordance with reproduction of arbitrary content such as music and video. The illustrated system is broadly divided into a content reproduction system 1100 for reproducing content such as music and video, and a robot control system 1200 for controlling the robot body operation.

【0142】同図に示す例では、音楽や映像などのコン
テンツ情報と、ロボット制御用プログラムという独立し
た情報が、同一の記憶媒体上に格納されていてもよい。
このような記憶媒体は、例えば、CD(Compact Disc)
やDVD(Digital Versatile Disc)などの記録面上を
ハイブリッド化して別々のトラック又はセッションへそ
れぞれの情報を書き込むことによって構成される。
In the example shown in the figure, content information such as music and video and independent information such as a robot control program may be stored on the same storage medium.
Such a storage medium is, for example, a CD (Compact Disc)
And a hybrid recording on a recording surface such as a DVD or a digital versatile disc (DVD) and writing respective information to separate tracks or sessions.

【0143】コンテンツ再生システム1100は、音楽
や映像などのプログラム/コンテンツを記憶媒体から読
み出して再生するコンテンツ再生部1101と、再生信
号を増幅並びに外部出力する出力部1102とで構成さ
れる。
The content reproducing system 1100 is composed of a content reproducing section 1101 for reading out a program / content such as music and video from a storage medium and reproducing it, and an output section 1102 for amplifying and externally outputting a reproduced signal.

【0144】コンテンツ再生部1101は、記憶媒体か
ら読み出されたプログラムを再生処理する際に、音楽や
映像と同期させるためのタグ信号を出力する。
[0144] The content reproducing unit 1101 outputs a tag signal for synchronizing with music or video when reproducing a program read from a storage medium.

【0145】例えば、記憶媒体がCDやDVDである場
合には、デジタル・アウトを利用して、サブコードなど
を検出することで、タグ信号を出力することができる。
また、再生コンテンツがビデオ情報などである場合に
は、ビデオ出力信号中のS出力を利用して、同期信号や
タイムコードなどを検出することによって、タグ信号を
出力することができる。あるいはタグ信号として独自の
情報を記憶媒体中に記録しておくこともできる。
For example, when the storage medium is a CD or DVD, a tag signal can be output by detecting a subcode or the like using digital out.
When the reproduced content is video information or the like, a tag signal can be output by detecting a synchronization signal, a time code, or the like using the S output in the video output signal. Alternatively, unique information can be recorded in a storage medium as a tag signal.

【0146】一方のロボット制御システム1200は、
ロボット制御用のプログラムを記録した記憶媒体からプ
ログラムを読み出してこれを変換処理する変換部120
1と、コンテンツ再生システム1100から供給された
タグ信号に従って、制御プログラムによる実行をコンテ
ンツ再生と同期させるための同期部1202と、変換さ
れた制御プログラムに従ってロボットの機体動作すなわ
ち各関節アクチュエータなどの駆動を実行する駆動制御
部1203とで構成される。
One robot control system 1200 includes:
A conversion unit 120 that reads a program from a storage medium storing a robot control program and converts the program.
1, a synchronizing unit 1202 for synchronizing the execution by the control program with the content reproduction according to the tag signal supplied from the content reproduction system 1100, and the robot body operation, that is, the driving of each joint actuator, etc., according to the converted control program. And a drive control unit 1203 to execute.

【0147】本実施形態では、ロボット用の制御プログ
ラムは、機体上の各部位について、関節角(姿勢)のパ
ターン(ノード)の識別番号と、その運動生成時におけ
る関節角に割り当てられた優先順位の組み合わせを指定
することによって、ロボットの機体全体の姿勢や動作を
規定するというデータ・フォーマットを備えている(前
述)。
In the present embodiment, the control program for the robot includes, for each part on the body, the identification number of the pattern (node) of the joint angle (posture) and the priority assigned to the joint angle when the motion is generated. A data format is provided in which the posture and the motion of the entire robot body are specified by designating the combination of the robots (described above).

【0148】変換部1201における変換処理は、かか
るデータ・フォーマットに準拠した制御プログラムを読
み込み、各ノードの優先度に従って安定度判別を行った
後の、機体の動作安定性が保証されている部分のみから
なるデータ群を生成することを指している。したがっ
て、駆動部1203では、記録媒体から読み出された制
御プログラムのうち、機体の動作安定性が保証されてい
る部分のみを、映像に合わせて機体上で実行することが
できる。
The conversion process in the conversion unit 1201 is performed only on a portion where the operational stability of the machine is guaranteed after reading a control program conforming to the data format and performing stability determination according to the priority of each node. To generate a data group consisting of Therefore, the drive unit 1203 can execute only a portion of the control program read from the recording medium, for which the operational stability of the aircraft is guaranteed, in accordance with the video on the aircraft.

【0149】但し、変換部1201における変換処理
は、同期部1202においてコンテンツ再生信号との同
期を確保した後に実行するようにしてもよい。
However, the conversion processing in conversion section 1201 may be executed after synchronization in synchronization section 1202 with the content reproduction signal is ensured.

【0150】また、図14には、上記の第2番目の方
式、すなわち記録媒体中の隙間信号を利用してロボット
制御動作記述信号を記録媒体に格納するシステムの構成
を概念的に示している。
FIG. 14 conceptually shows the configuration of the second system, that is, a system for storing a robot control operation description signal in a recording medium using a gap signal in the recording medium. .

【0151】これは、音楽や映像などの既存のコンテン
ツの再生信号には、通常隙間信号が含まれているという
ことを利用したものであり、その領域にロボットの制御
データを配置するものである。隙間信号として、CDや
DVDなどの記憶媒体における呼び信号ビットを利用す
ることができる。また、ビデオ情報などの場合には規格
に抵触しない範囲でペイロードに信号を重畳させること
ができる。
This is based on the fact that a reproduction signal of an existing content such as music or video usually includes a gap signal, and the control data of the robot is arranged in that area. . A call signal bit in a storage medium such as a CD or a DVD can be used as the gap signal. In the case of video information and the like, a signal can be superimposed on the payload within a range that does not violate the standard.

【0152】情報読取部1301は、隙間信号が挿入さ
れた記憶媒体から、音楽や映像などのコンテンツ本体
と、隙間信号として挿入されたロボットの動作情報を読
み出す。
The information reading section 1301 reads from the storage medium into which the gap signal has been inserted, the content body such as music and video, and the operation information of the robot inserted as the gap signal.

【0153】コンテンツ再生部1302は、読み出され
たコンテンツ信号を再生処理し、出力部1303は、こ
の再生信号を増幅処理並びに外部出力する。
The content reproducing section 1302 reproduces the read content signal, and the output section 1303 amplifies the reproduced signal and outputs it externally.

【0154】また、変換部1304は、読み出された動
作情報を変換処理する。そして、駆動部1305は、変
換された動作情報に従ってロボットの機体動作すなわち
各関節アクチュエータなどの駆動を実行する。
The conversion unit 1304 converts the read operation information. Then, the driving unit 1305 executes the body operation of the robot, that is, the driving of each joint actuator and the like according to the converted operation information.

【0155】本実施形態では、ロボットの動作情報は、
機体上の各部位について、関節角(姿勢)のパターン
(ノード)の識別番号と、その運動生成時における関節
角に割り当てられた優先順位の組み合わせを指定するこ
とによって、ロボットの機体全体の姿勢や動作を規定す
るというデータ・フォーマットを利用する(前述)。
In the present embodiment, the motion information of the robot is
By specifying the combination of the identification number of the pattern (node) of the joint angle (posture) and the priority assigned to the joint angle when the motion is generated for each part on the body, A data format that defines the operation is used (described above).

【0156】変換部1304における変換処理は、かか
るデータ・フォーマットに準拠した制御プログラムを読
み込み、各ノードの優先度に従って安定度判別を行った
後の、機体の動作安定性が保証されている部分のみから
なるデータ群を生成することを指している。したがっ
て、駆動部1305では、記録媒体から読み出された制
御プログラムのうち、機体の動作安定性が保証されてい
る部分のみを機体上で実行することができる。
The conversion process in the conversion unit 1304 is performed only on a portion where the operational stability of the machine is guaranteed after reading a control program conforming to the data format and performing stability determination according to the priority of each node. To generate a data group consisting of Therefore, the drive unit 1305 can execute only a portion of the control program read from the recording medium, on which the operation stability of the machine is guaranteed, on the machine.

【0157】上記の第3番目の方式、すなわちロボット
の運動生成のみを行う方式は、図7にてフローチャート
の形式で示した処理手順に従って実装することができる
ので、ここでは説明を省略する。また、上記の第4番目
の方式、すなわちロボット制御用の動作記述信号にその
他のすべての情報を記述する方式は、図8にてフローチ
ャートの形式で示した処理手順に従って実装することが
できるので、ここでは説明を省略する。これらの方式
は、ロボットの動作が他の情報と連携しない場合、ある
いは、他の情報を本実施形態に係るデータ・フォーマッ
トに組み込むことを想定したものである。
The third method, that is, the method for generating only the motion of the robot, can be implemented according to the processing procedure shown in the flow chart form in FIG. 7, and therefore the description is omitted here. Also, the above-described fourth method, that is, a method of describing all other information in the operation description signal for robot control, can be implemented according to the processing procedure shown in a flowchart form in FIG. Here, the description is omitted. These methods assume that the operation of the robot does not cooperate with other information, or that other information is incorporated into the data format according to the present embodiment.

【0158】図15には、上記の第5番目の方式、すな
わち動作教示などによりロボットに対して与えられた動
作を記録するシステムの構成を概念的に示している。
FIG. 15 conceptually shows a configuration of a system for recording an operation given to the robot by the fifth method, that is, operation teaching or the like.

【0159】動作教示部1401では、ロボットの機体
に対する直接教示、あるいはティーチング・ペンダント
などを用いたその他の教示方式によって、オペレータか
らの教示内容を受容する。
The operation teaching unit 1401 receives the teaching content from the operator by direct teaching to the robot body or by another teaching method using a teaching pendant or the like.

【0160】計測部1402では、動作教示部1401
を介して入力された教示内容、例えば各関節部の回転移
動量などを計測する。
The measuring section 1402 includes an operation teaching section 1401
, For example, the amount of rotational movement of each joint is measured.

【0161】変換部1403は、計測された教示内容を
変換処理する。本実施形態では、ロボットに対する教示
内容は、機体上の各部位について、関節角(姿勢)のパ
ターン(ノード)の識別番号と、その運動生成時におけ
る関節角に割り当てられた優先順位の組み合わせを指定
するという形式のデータ・フォーマットによって記述さ
れる。このため、各ノードの動作優先度をあらかじめ設
定しておくか、または、動作教示時に逐次的にノードの
優先度を設定又は入力するようにする。
The conversion section 1403 converts the measured teaching contents. In the present embodiment, the content of teaching to the robot specifies, for each part on the body, the combination of the identification number of the pattern (node) of the joint angle (posture) and the priority assigned to the joint angle when the motion is generated. Described in a data format of the form For this reason, the operation priority of each node is set in advance, or the priority of the node is set or input sequentially when teaching the operation.

【0162】変換部1403における変換処理は、本実
施形態に係るデータ・フォーマットに準拠した形式で教
示内容を読み込み、各ノードの優先度に従って安定度判
別を行った後の、機体の動作安定性が保証されている部
分のみからなるデータ群を生成することを指している。
The conversion process in the conversion unit 1403 is performed by reading the teaching contents in a format conforming to the data format according to the present embodiment, and performing stability determination according to the priority of each node. This refers to generating a data group consisting only of guaranteed parts.

【0163】記録部1404は、教示内容のうち、機体
の動作安定性が保証されている部分のみを記憶媒体上に
記録する。
The recording unit 1404 records only the portion of the teaching content where the operation stability of the machine is guaranteed on the storage medium.

【0164】処理部1405は、教示内容について安定
判別を行い、その結果を記録部1406により記憶媒体
上に記録する。教示内容の安定判別並びに記憶媒体への
記録処理は、図10にてフローチャートの形式で示した
処理手順により実現されるので、ここでは説明を省略す
る。
The processing unit 1405 performs stability determination on the teaching contents, and records the result on the storage medium by the recording unit 1406. The determination of the stability of the teaching content and the recording process on the storage medium are realized by the processing procedure shown in the form of a flowchart in FIG.

【0165】記録媒体上から教示内容を読み出して、ロ
ボットの機体動作すなわち各関節アクチュエータなどの
駆動を実行することによって、機体の安定性を確保した
形態で教示された動作を再現することができる。
By reading the teaching contents from the recording medium and executing the robot body operation, that is, the driving of each joint actuator, it is possible to reproduce the operation taught in a mode in which the stability of the body is ensured.

【0166】図15に示すようなシステムによれば、教
示されたデータを記録する際にも、本実施形態に係るデ
ータ・フォーマットを採用することにより、ロボットの
安定性を保証した制御データの作成が可能となる。ある
いは、既に存在する制御データを読み込んで、安定性を
保証できるようにロボットの動作を編集することも可能
である。
According to the system as shown in FIG. 15, even when the taught data is recorded, the data format according to the present embodiment is adopted to create the control data which guarantees the stability of the robot. Becomes possible. Alternatively, it is also possible to read the existing control data and edit the operation of the robot so as to guarantee the stability.

【0167】また、図16には、ロボットの機体上でそ
の制御プログラムを編集するシステムの構成を概略的に
示している。
FIG. 16 schematically shows a configuration of a system for editing a control program on a robot body.

【0168】読み込み部1501は、例えば記録媒体な
どからロボットの動作・制御データを読み込む。あるい
は、図5に示すようにコンピュータに対してコンソール
入力された動作・制御データを取り込むようにしてもよ
い。
The reading unit 1501 reads the operation / control data of the robot from, for example, a recording medium. Alternatively, as shown in FIG. 5, the operation / control data input to the computer via the console may be fetched.

【0169】編集部1502は、入力された動作・制御
データを、各部位毎の変位量と優先順位の組み合わせに
よってポーズを規定するデータ・フォーマットでロボッ
トの制御プログラムを編集する。
The editing unit 1502 edits the input motion / control data into a robot control program in a data format that defines a pose based on a combination of the displacement and the priority for each part.

【0170】データ処理部1503では、編集された制
御プログラムによってロボットの安定性を確保すること
ができるかどうかを確認する。データ処理部1503に
おける処理は、図10にフローチャートの形式で示した
処理手順と同様なので、個々では詳細な説明を省略す
る。
The data processing unit 1503 checks whether or not the stability of the robot can be ensured by the edited control program. The processing in the data processing unit 1503 is the same as the processing procedure shown in the form of a flowchart in FIG. 10, and a detailed description thereof will be omitted.

【0171】記録部1504では、編集された制御プロ
グラムのうち、機体の動作安定性が保証されている部分
のみを記憶媒体上に記録する。
In the recording unit 1504, only the portion of the edited control program whose operation stability of the machine is guaranteed is recorded on the storage medium.

【0172】また、図17には、ロボットの機体動作を
制御するプログラム生成する総合的なシステムの構成を
概略的に示している。この制御プログラム生成システム
は、図15に示した動作教示システムと図16に示した
動作編集システムを統合することによって構築すること
ができる。
FIG. 17 schematically shows the configuration of a comprehensive system for generating a program for controlling the robot body operation. This control program generation system can be constructed by integrating the operation teaching system shown in FIG. 15 and the operation editing system shown in FIG.

【0173】ロボットに対して教示された動作は、計測
・記録部1607によって各部の変位量として計測さ
れ、且つ、記録される。
The operation taught to the robot is measured and recorded by the measuring / recording unit 1607 as the displacement of each unit.

【0174】そして、計測された教示データは、処理部
1604によって、機体の安定性が検証され、安定性が
確保された部分のみが、所定のデータ・フォーマットに
従った制御プログラムとして記録部1603に保存され
る。記録部1603に保存された制御プログラムは、そ
の後、読み出して、再生・制御部1606によってロボ
ットの機体動作の制御に使用することができる。
The measured teaching data is verified by the processing unit 1604 for the stability of the machine body, and only the portion where the stability is ensured is recorded in the recording unit 1603 as a control program in accordance with a predetermined data format. Will be saved. The control program stored in the recording unit 1603 can then be read out and used by the reproduction / control unit 1606 to control the robot body operation.

【0175】また、動作編集部1601やその他の情報
取得部1605から入力される動作・制御データは、処
理部1604によって、機体の安定性が検証され、安定
性が確保された部分のみが、所定のデータ・フォーマッ
トに従った制御プログラムとして記録部1603に保存
される。記録部1603に保存された制御プログラム
は、その後、読み出して、再生・制御部1606によっ
てロボットの機体動作の制御に使用することができる。
The operation / control data input from the operation editing unit 1601 and the other information acquisition unit 1605 is verified by the processing unit 1604 on the stability of the machine, and only the portions where the stability is ensured are determined. Is stored in the recording unit 1603 as a control program in accordance with the data format. The control program stored in the recording unit 1603 can then be read out and used by the reproduction / control unit 1606 to control the robot body operation.

【0176】既存のフォーマットを流用する従来の方式
に比べ、本発明によれば、個別にロボット運動制御記述
を行い、それに基づき、新たな制御システム構築するこ
とができる。したがって、本発明で示した事柄をすべて
盛り込んだ動作制御記述が可能となる。発明した事柄と
して、以下の4点を挙げることができる。すなわち、
According to the present invention, a new control system can be constructed based on individual robot motion control descriptions, as compared with the conventional system using existing formats. Therefore, an operation control description including all the matters described in the present invention can be performed. The following four points can be cited as inventions. That is,

【0177】1.優先度および安定性を実現した動作生
成手法 2.ノード決定と分解能を可変とした制御系 3.送信タグの生成 4.運動生成記述手法
[0177] 1. 1. Action generation method realizing priority and stability 2. Control system with variable node resolution and resolution 3. Generation of transmission tag Motion generation description method

【0178】これらの事柄から期待できるロボット制御
に関する効果として、以下のことが挙げられる。
[0178] The following effects can be expected as effects on robot control that can be expected from these matters.

【0179】1.動作の優先度を設定できる。 したがって、要求している動作を実現しやすい制御系と
して機能させることが可能となる。
[0179] 1. Operation priority can be set. Therefore, it is possible to function as a control system that easily implements the requested operation.

【0180】2.運動の安定性を確保できる。 優先度を設定しているので、安定性を確保する動作、姿
勢を演算しても目標の動作、姿勢から大きく外れる可能
性が低く、特に視覚的に優れたものを生成できる。
[0180] 2. Exercise stability can be ensured. Since the priorities are set, even if the operation and posture for ensuring stability are calculated, it is unlikely to greatly deviate from the target operation and posture, and particularly visually superior ones can be generated.

【0181】3.適切な情報量に調整できる。 ロボットの制御で必要なのは、制度と速度である。ロボ
ットの用途を充分に吟味することにより、それらのバラ
ンスをとりつつ、適切な情報量に設定することが可能で
ある。
[0181] 3. Adjust to the appropriate amount of information. What you need to control a robot is the accuracy and speed. By thoroughly examining the uses of the robot, it is possible to set an appropriate amount of information while balancing them.

【0182】4.既存のソースとの連携動作 既存のソースは通常何らかの時刻信号を発生しており、
あるいは予備ID信号の記述箇所がある。したがって、
本発明によれば、動作自体は独自のものによって記述さ
れているので、さまざまな種類の既存のソースとも連携
して動作させることが可能となる。
[0182] 4. Working with existing sources Existing sources usually generate some time signal,
Alternatively, there is a description location of a spare ID signal. Therefore,
According to the present invention, since the operation itself is described by its own, it is possible to operate in cooperation with various types of existing sources.

【0183】こうした効果から、利用者が享受できる実
際の効果を大別すると、以下の適用形態が想到される。
すなわち、
From the above effects, the following effects can be conceived by roughly classifying the actual effects that the user can enjoy.
That is,

【0184】1.あらかじめ記述された動作を見る。 2.ユーザがモーション・エディタのようなものを用い
て動作を記述する。 3.ロボットに動作を教示しそれを記憶する。
1. Look at the behavior that was previously described. 2. The user describes the operation using something like a motion editor. 3. Teaches the robot to an action and stores it.

【0185】もう少し具体的に考えると、1.既存メディアへの動作データの割り当て CD/ビデオ/DVDなどのメディアが含む隙間信号へ
ロボット動作信号を割り当てることができる。したがっ
て、演奏に合わせて、ロボットがモーション・プレーヤ
として動作することができる。
[0185] and a little more concrete to think, 1. Assignment of Operation Data to Existing Media Robot operation signals can be assigned to gap signals included in media such as CD / video / DVD. Therefore, the robot can operate as a motion player according to the performance.

【0186】2.既存メディアIDデータからの動作フ
ァイルのダウンロード 例えばCDに記憶されている識別情報(ID)から自動
的にネットに接続し、特定のアーティストのプロファイ
ルや楽曲情報などがダウンロードされるシステムが既に
ある。そこで、ロボットがあるIDを認知したら、同様
にモーション・ファイルがダウンロードされるというシ
ステムも考えられる。
[0186] 2. Operation flow from existing media ID data
There is already a system for downloading a file, for example, by automatically connecting to a net from identification information (ID) stored in a CD and downloading a profile or music information of a specific artist. Therefore, a system is conceivable in which a motion file is similarly downloaded when the robot recognizes an ID.

【0187】3.ネットによる配信 インターネットなどのコンピュータ・ネットワーク上で
は盛んに音楽、映像が個人、プロフェッショナルともに
アップロードされているのが昨今の現状である。同様
に、ロボットの動作ファイルが配信されることもロボッ
ト動作制御の新たな配信媒体となり得ると思料される。
[0187] 3. Internet distribution Currently, music and videos are actively uploaded to individuals and professionals on computer networks such as the Internet. Similarly, it is considered that the distribution of the robot operation file can be a new distribution medium for robot operation control.

【0188】4.動作の確認 動く人形としてロボットが機能するので、エンターテイ
メントのみならず、人間の動作そのものを客観的に観察
することができ、動きによる表現を送出する道具として
利用できる可能性がある。
[0188] 4. Since the robot functions as a moving doll, it is possible to objectively observe not only entertainment but also human movement itself, and there is a possibility that the robot can be used as a tool for transmitting expressions by movement.

【0189】5.実験・開発・研究的利用 動作の優先度の設定と安定性を確保できるか判断するシ
ステムなのので、選んだ動作から安定性がどこまで確保
できるかなどを実験的に実証していくシステムも期待で
きると考える。
[0189] 5. Since it is a system that sets the priority of experiments, development, and research use operations and determines whether stability can be secured, a system that can experimentally demonstrate how much stability can be secured from the selected operation can also be expected. Think.

【0190】[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。
[Supplement] The present invention has been described in detail with reference to the specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can modify or substitute the embodiment without departing from the spirit of the present invention.

【0191】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。
The gist of the present invention is not necessarily limited to products called "robots". That is, as long as the mechanical device performs a motion similar to a human motion by using an electric or magnetic action, the present invention similarly applies to a product belonging to another industrial field such as a toy. Can be applied.

【0192】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。
In short, the present invention has been disclosed by way of example, and should not be construed as limiting.
In order to determine the gist of the present invention, the claims described at the beginning should be considered.

【0193】[0193]

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
所定のフォーマットで記述された制御プログラムに従っ
て動作することができる、脚式移動ロボットのための優
れた制御装置及び制御方法を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention,
An excellent control device and control method for a legged mobile robot that can operate according to a control program described in a predetermined format can be provided.

【0194】また、本発明によれば、要求する動作に対
して適切な情報量を持つ所定フォーマットの制御プログ
ラムに従って動作することができる、脚式移動ロボット
のための優れた制御装置及び制御方法を提供することが
できる。
Further, according to the present invention, there is provided an excellent control device and control method for a legged mobile robot, which can operate according to a control program of a predetermined format having an appropriate amount of information for a requested operation. Can be provided.

【0195】また、本発明によれば、所定フォーマット
で記述された制御プログラムをデコードして動作実現性
を考慮しながら機体を動作制御することができる、脚式
移動ロボットのための優れた制御装置及び制御方法を提
供することができる。
Further, according to the present invention, an excellent control device for a legged mobile robot, capable of decoding a control program described in a predetermined format and controlling the operation of the airframe while considering the practicability of the operation. And a control method can be provided.

【0196】MIDIなどの既存のデータ・フォーマッ
トを利用した従来のロボット制御方式に比べ、本発明に
よれば、別個にロボット運動制御を記述することができ
るとともに、新たな制御システムを構築することができ
る。
According to the present invention, the robot motion control can be described separately, and a new control system can be constructed, as compared with the conventional robot control system using an existing data format such as MIDI. it can.

【0197】また、本発明によれば、ロボットの機体上
で実行される優先度を設定することができるとともに、
機体の姿勢安定性を確保して制御プログラムを実行する
ことができる。ロボットが動作を発現する際に、機体の
各部位に対して優先順位を与えることにより、動作精度
だけではなく、ロボットの機体が発現する姿勢(ポー
ズ)などがユーザに与える視覚的効果を重視した動作制
御を行うことができる。
Further, according to the present invention, it is possible to set the priority to be executed on the robot body,
The control program can be executed while securing the attitude stability of the aircraft. By giving priority to each part of the body when the robot expresses motion, not only the motion accuracy but also the visual effect given to the user by the posture (pose) expressed by the robot body is emphasized. Operation control can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a legged mobile robot 10 used for carrying out the present invention.
It is the figure which showed a mode that looked at 0 from the front.

【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。
FIG. 2 is a legged mobile robot 10 used in the embodiment of the present invention.
It is the figure which showed a mode that looked at 0 from the back.

【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。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a degree of freedom configuration model included in the legged mobile robot 100 according to the present embodiment.

【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。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a control system configuration of the legged mobile robot 100 according to the present embodiment.

【図5】ロボット制御用プログラムのプログラミングや
デバッグ、シミュレーションなど制御用プログラムの各
種処理を実現可能な計算機システム500の構成を模式
的に示した図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a computer system 500 capable of realizing various processes of a control program such as programming, debugging, and simulation of a robot control program.

【図6】ロボットの機体動作を制御する時系列的な流れ
を概念的に描写した図である。
FIG. 6 is a diagram conceptually illustrating a time-series flow for controlling the body operation of the robot.

【図7】本実施形態に係るロボット用制御プログラムに
よって機体の各部の動作を制御するための処理手順の一
例を示したフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure for controlling the operation of each unit of the body by the robot control program according to the present embodiment.

【図8】本実施形態に係るロボット用制御プログラムに
よって機体の各部の動作を制御するための処理手順の他
の例を示したフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating another example of a processing procedure for controlling the operation of each unit of the body by the robot control program according to the present embodiment.

【図9】本実施形態に係るロボット用制御プログラムに
よって機体の各部の動作を制御するための処理手順の他
の例を示したフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating another example of the processing procedure for controlling the operation of each unit of the body by the robot control program according to the present embodiment.

【図10】本実施形態に係るロボット用制御プログラム
によって機体の各部の動作を制御するための処理手順の
他の例を示したフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing another example of the processing procedure for controlling the operation of each unit of the body by the robot control program according to the embodiment.

【図11】本実施形態に係るロボットの運動記述の概念
図である。
FIG. 11 is a conceptual diagram of a robot motion description according to the present embodiment.

【図12】音楽や映像などとの同期させるためのタグ信
号を送信して音楽や映像と同期して動作を制御するシス
テム構成を概念的に示した図である。
FIG. 12 is a diagram conceptually showing a system configuration for transmitting a tag signal for synchronizing with music or video and controlling operation in synchronization with music or video.

【図13】タグ信号を基にロボット制御のタイミングを
決定する方式を採用したシステムの構成を概念的に示し
た図である。
FIG. 13 is a diagram conceptually showing a configuration of a system adopting a method of determining a timing of robot control based on a tag signal.

【図14】記録媒体中の隙間信号を利用したり電子透か
しなどを用いてロボット制御動作記述信号を記録媒体に
格納するシステムの構成を概念的に示した図である。
FIG. 14 is a diagram conceptually illustrating a configuration of a system that stores a robot control operation description signal in a recording medium by using a gap signal in the recording medium or using an electronic watermark or the like.

【図15】動作教示などによりロボットに対して与えら
れた動作を記録するシステムの構成を概念的に示した図
である。
FIG. 15 is a diagram conceptually showing a configuration of a system for recording an operation given to a robot by operation teaching or the like.

【図16】ロボットの機体上でその制御プログラムを編
集するシステムの構成を概略的に示した図である。
FIG. 16 is a diagram schematically showing a configuration of a system for editing a control program on a robot body.

【図17】ロボットの機体動作を制御するプログラム生
成する総合的なシステムの構成を概略的に示した図であ
る。
FIG. 17 is a diagram schematically showing a configuration of a comprehensive system for generating a program for controlling a body operation of a robot.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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) 51,52,53…特徴抽出部 54…比較認識処理部 55…入力補助アルゴリズム・データベース 56…認識物データベース,57…履歴データベース 58…行動・姿勢管理部,59…動作データベース 60…実機動作処理部 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…ROM 214…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…ROM 314…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 500…計算機システム 501…CPU,102…メモリ 503…ディスプレイ・コントローラ 504…入力機器インターフェース 505…ネットワーク・インターフェース 507…外部機器インターフェース,108…バス 511…ディスプレイ,512…キーボード,513…
マウス 514…ハード・ディスク装置,515…メディア・ド
ライブ 1100…コンテンツ再生システム 1101…コンテンツ再生部,1102…出力部 1200…ロボット制御システム 1201…変換部,1202…同期部 1203…駆動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head, 2 ... Neck joint yaw axis 3 ... Neck joint pitch axis, 4 ... Neck joint roll axis 5 ... Trunk pitch axis, 6 ... Trunk roll axis 7 ... Trunk yaw axis, 8 ... Shoulder joint pitch axis 9 ... shoulder joint roll axis, 10 ... upper arm yaw axis 11 ... elbow joint pitch axis, 12 ... forearm yaw axis 13 ... wrist joint pitch axis, 14 ... wrist joint roll axis 15 ... hand, 16 ... hip joint yaw axis 17 ... hip joint Pitch axis, 18 ... Hip joint roll axis 19 ... Knee joint pitch axis, 20 ... Ankle joint pitch axis 21 ... Ankle joint roll axis, 22 ... Foot (sole) 51, 52, 53 ... Feature extraction unit 54 ... Comparative recognition processing Unit 55: Input assistance algorithm database 56: Recognized object database, 57: History database 58: Behavior / posture management unit, 59: Motion database 60: Real machine motion processing unit 100: Legged mobile robot 200: Thinking control mode Module 201 Bus interface 211 CPU, 212 RAM, 213 ROM 214 External storage 251 Image input device (CCD camera) 252 Audio input device (microphone) 253 Audio output device (speaker) 254 Communication Interface 300: Motion control module 301: Bus interface 311: CPU, 312: RAM, 313: ROM 314: External storage device, 351: Attitude sensor 352, 353: Ground confirmation sensor 354: Power supply control device 500: Computer system 501 ... CPU, memory 503, display controller 504, input device interface 505, network interface 507, external device interface, 108, bus 511, display, 512 Keyboard, 513 ...
Mouse 514 Hard disk drive 515 Media drive 1100 Content playback system 1101 Content playback unit 1102 Output unit 1200 Robot control system 1201 Conversion unit 1202 Synchronization unit 1203 Drive unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花形 理 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 福地 正樹 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 横野 順 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 3C007 AS36 BS09 BS14 BS27 KS20 KS21 KS29 KS39 KT02 KV18 LS11 LV05 MT14 WA03 WA13 WB04 WB07 WB08 WB19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Hanagata 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Masaki Fukuchi 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Jun Jun Yokono 6-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation F-term (reference) 3C007 AS36 BS09 BS14 BS27 KS20 KS21 KS29 KS39 KT02 KV18 LS11 LV05 MT14 WA03 WA13 WB04 WB07 WB08 WB19

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の関節角からなる脚式移動ロボットの
動作を所定フォーマットで記述された制御プログラムに
従って制御する制御装置であって、 制御プログラムは動作を構成する各ポーズについて各関
節角毎に変位量と動作の優先順位を規定しており、 各ポーズについて、優先順位に従って関節角を順次駆動
させていく、ことを特徴とする脚式移動ロボットのため
の制御装置。
1. A control device for controlling the operation of a legged mobile robot having a plurality of joint angles in accordance with a control program described in a predetermined format, wherein the control program is provided for each of the poses constituting the operation for each joint angle. A control device for a legged mobile robot, wherein a displacement amount and a priority of an action are defined, and for each pose, a joint angle is sequentially driven according to the priority.
【請求項2】優先順位に従って関節角を順次駆動させた
後、前記脚式移動ロボットの機体の安定性を逐次演算し
て、優先順位の上位から該安定性が確保されている関節
角まででポーズの実行をとどめる、ことを特徴とする請
求項1に記載の脚式移動ロボットのための制御装置。
2. The method according to claim 1, wherein the joint angles are sequentially driven in accordance with the priority order, and then the stability of the body of the legged mobile robot is sequentially calculated. The control device for a legged mobile robot according to claim 1, wherein the execution of the pause is stopped.
【請求項3】制御プログラム中で記述された各関節角の
動作の優先順位を並べ替える順位調整手段をさらに備え
る、ことを特徴とする請求項1に記載の脚式移動ロボッ
トのための制御装置。
3. The control device for a legged mobile robot according to claim 1, further comprising a rank adjusting means for rearranging the priority of the motion of each joint angle described in the control program. .
【請求項4】他のデータ・フォーマットで記述されたロ
ボット制御用プログラムを、各ポーズについて各関節角
毎に変位量と動作の優先順位を規定するデータ・フォー
マットに変換するフォーマット変換手段をさらに備え
る、ことを特徴とする請求項1に記載の脚式移動ロボッ
トのための制御装置。
4. A format conversion means for converting a robot control program described in another data format into a data format which defines a displacement amount and a motion priority for each joint angle for each pose. The control device for a legged mobile robot according to claim 1, wherein:
【請求項5】音楽や映像を再生する外部装置からの送信
タグに同期させて、制御プログラムに従った機体の動作
を実行する、ことを特徴とする請求項1に記載の脚式移
動ロボットのための制御装置。
5. The legged mobile robot according to claim 1, wherein the operation of the body according to the control program is executed in synchronization with a transmission tag from an external device that reproduces music or video. Control device for.
【請求項6】前記脚式移動ロボットの機体に与えられた
教示動作における各関節の動作を計測する計測手段と、 該計測された各関節動作に対して優先順位を付与する順
位付与手段と、 付与された優先順位に従って、教示動作を各関節角毎に
変位量と動作の優先順位を規定するデータ・フォーマッ
トの制御プログラムに変換するフォーマット変換手段
と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の
脚式移動ロボットのための制御装置。
6. A measuring means for measuring the motion of each joint in a teaching motion given to the body of the legged mobile robot, a priority assigning means for assigning a priority to the measured joint motion, 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a format conversion unit configured to convert the teaching motion into a control program in a data format that defines a displacement amount and a motion priority for each joint angle in accordance with the assigned priority. 3. A control device for a legged mobile robot according to claim 1.
【請求項7】所定の記憶媒体から制御プログラムを読み
取るプログラム読取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のための制御装
置。
7. The control device for a legged mobile robot according to claim 1, further comprising program reading means for reading a control program from a predetermined storage medium.
【請求項8】音楽や映像などを格納した所定の記憶媒体
中に隙間信号として挿入された制御プログラムを読み取
るプログラム読取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のための制御装
置。
8. The legged mobile robot according to claim 1, further comprising program reading means for reading a control program inserted as a gap signal into a predetermined storage medium storing music, video, and the like. Control device for.
【請求項9】複数の関節角からなる脚式移動ロボットの
動作を所定フォーマットで記述された制御プログラムに
従って制御する制御方法であって、 制御プログラムは動作を構成するポーズについて各関節
角毎に変位量と動作の優先順位を規定しており、 各ポーズについて、優先順位に従って関節角を順次駆動
させていく、ことを特徴とする脚式移動ロボットのため
の制御方法。
9. A control method for controlling an operation of a legged mobile robot having a plurality of joint angles in accordance with a control program described in a predetermined format, wherein the control program includes a displacement for each joint angle with respect to a pose constituting the operation. A control method for a legged mobile robot, characterized in that the amount and the operation priority are defined, and for each pose, the joint angle is sequentially driven according to the priority.
【請求項10】優先順位に従って関節角を順次駆動させ
た後、前記脚式移動ロボットの機体の安定性を逐次演算
して、優先順位の上位から該安定性が確保されている関
節角まででポーズの実行をとどめる、ことを特徴とする
請求項9に記載の脚式移動ロボットのための制御方法。
10. After the joint angles are sequentially driven in accordance with the priority order, the stability of the body of the legged mobile robot is sequentially calculated, and the joint angle is calculated from the highest priority order to the joint angle at which the stability is secured. The control method for a legged mobile robot according to claim 9, wherein the execution of the pause is stopped.
【請求項11】制御プログラム中で記述された各関節角
の動作の優先順位を並べ替える順位調整ステップをさら
に備える、ことを特徴とする請求項9に記載の脚式移動
ロボットのための制御方法。
11. The control method for a legged mobile robot according to claim 9, further comprising an order adjusting step of rearranging the order of priority of the motion of each joint angle described in the control program. .
【請求項12】他のデータ・フォーマットで記述された
ロボット制御用プログラムを、各ポーズについて各関節
角毎に変位量と動作の優先順位を規定するデータ・フォ
ーマットに変換するフォーマット変換ステップをさらに
備える、ことを特徴とする請求項9に記載の脚式移動ロ
ボットのための制御方法。
12. A format conversion step for converting a robot control program described in another data format into a data format that defines a displacement amount and an operation priority for each joint angle for each pose. The control method for a legged mobile robot according to claim 9, wherein:
【請求項13】音楽や映像を再生する外部装置からの送
信タグに同期させて、制御プログラムに従った機体の動
作を実行する、ことを特徴とする請求項9に記載の脚式
移動ロボットのための制御方法。
13. The legged mobile robot according to claim 9, wherein the operation of the body according to the control program is executed in synchronization with a transmission tag from an external device for reproducing music or video. Control method for.
【請求項14】前記脚式移動ロボットの機体に与えられ
た教示動作における各関節の動作を計測する計測ステッ
プと、 該計測された各関節動作に対して優先順位を付与する順
位付与ステップと、 付与された優先順位に従って、教示動作を各関節角毎に
変位量と動作の優先順位を規定するデータ・フォーマッ
トの制御プログラムに変換するフォーマット変換ステッ
プと、をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載
の脚式移動ロボットのための制御方法。
14. A measuring step of measuring the motion of each joint in a teaching motion given to the body of the legged mobile robot, a priority assigning step of assigning a priority to the measured joint motion, 10. A format conversion step of converting a teaching motion into a control program of a data format for defining a displacement amount and a motion priority for each joint angle in accordance with the assigned priority. A control method for a legged mobile robot according to claim 1.
【請求項15】所定の記憶媒体から制御プログラムを読
み取るプログラム読取ステップをさらに備える、ことを
特徴とする請求項9に記載の脚式移動ロボットのための
制御方法。
15. The control method for a legged mobile robot according to claim 9, further comprising a program reading step of reading a control program from a predetermined storage medium.
【請求項16】音楽や映像などを格納した所定の記憶媒
体中に隙間信号として挿入された制御プログラムを読み
取るプログラム読取ステップをさらに備える、ことを特
徴とする請求項9に記載の脚式移動ロボットのための制
御方法。
16. The legged mobile robot according to claim 9, further comprising a program reading step of reading a control program inserted as a gap signal in a predetermined storage medium storing music, video, and the like. Control method for.
【請求項17】所定フォーマットで記述された脚式移動
ロボットの制御プログラムを格納した記憶媒体であっ
て、 制御プログラムは動作を構成するポーズについて各関節
角毎に変位量と動作の優先順位を規定している、ことを
特徴とする記憶媒体。
17. A storage medium storing a control program for a legged mobile robot described in a predetermined format, wherein the control program specifies a displacement amount and a priority order of the motion for each joint angle with respect to a pose constituting the motion. A storage medium characterized by the following.
【請求項18】所定フォーマットで記述された脚式移動
ロボットの制御プログラムを格納した記憶媒体であっ
て、 音楽や映像などのペイロードの隙間信号として制御プロ
グラムを挿入している、ことを特徴とする記憶媒体。
18. A storage medium storing a control program for a legged mobile robot described in a predetermined format, wherein the control program is inserted as a gap signal of a payload such as music or video. Storage medium.
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