JP2003211379A

JP2003211379A - 移動ロボットの異常検知装置

Info

Publication number: JP2003211379A
Application number: JP2002010420A
Authority: JP
Inventors: Naohide Ogawa; 直秀小川; Yuichiro Kawaguchi; 裕一郎河口; Masaki Aihara; 雅樹相原; Takashi Matsumoto; 隆志松本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-29
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: DE60334498D1; US7446496B2; EP1598156A1; US20060055358A1; JP3811072B2; EP1598156A4; WO2004071719A1; EP1598156B1; AU2003212001A1

Abstract

(57)【要約】【課題】移動ロボットの異常検知装置において異常検
知を行うと共に、その効果を効果的に活用する。【解決手段】ロボットのモデルと実機の傾斜角度の偏
差などの状態量が異常な値か否か自己診断し（Ｓ１
０）、異常（エラー）と判定されたとき、その異常情報
を出力し（Ｓ１８）、それに基づいて異常の不具合度
（エラーのランク）を判定すると共に（Ｓ２０）、判定
された不具合度に応じ、ロボットが安定な状態に移行さ
せるように制御する（Ｓ２４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動ロボットの異常検知
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動ロボット、例えば脚式移動ロボット
の異常検知装置としては、特願２００１−１５０３７４
号公報記載の技術が知られている。この技術において
は、システム内の異常を自己診断すると共に、診断結果
を音声による自然な会話形式で音声出力装置および通信
インターフェースを介してユーザ（操作物）に出力して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、診断結果を出力するのみで、異
常などが生じたときにロボットを安定な状態に移行させ
る点については何等対策するものではなかった。

【０００４】従って、この発明の目的は上記した不都合
を解消し、異常が生じたか否か自己診断すると共に、異
常が生じたときは不具合度を判定し、それに応じてロボ
ットの安定な状態に移行させ、よって異常検知結果を効
果的に活用するようにした移動ロボットの異常検知装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１項においては、少なくとも駆動モータ
と、内部の状態量を測定する内界センサとを備え、搭載
されたマイクロコンピュータからなる制御ユニットにお
いて少なくとも前記内界センサの出力から得た状態量に
基づいて前記駆動モータを作動させて移動する移動ロボ
ットの異常を検知する異常検知装置において、前記制御
ユニットが、前記状態量が異常な値か否か、あるいは前
記内界センサおよび駆動モータを少なくとも含む前記ロ
ボットの搭載機器の少なくともいずれかが異常か否か自
己診断する自己診断手段、前記自己診断手段によって異
常と判定されたとき、その異常情報を出力する異常情報
出力手段、前記異常情報出力手段の出力を入力して前記
異常情報に基づいて異常の不具合度を判定する不具合度
判定手段、および前記判定された不具合度に応じ、前記
ロボットが安定な状態に移行させる安定状態移行手段を
備える如く構成した。

【０００６】状態量が異常な値か否かあるいは内界セン
サなどの少なくともいずれかが異常か否か自己診断し、
異常と判定されたとき、その異常情報を出力し、それに
基づいて異常の不具合度を判定すると共に、判定された
不具合度に応じ、ロボットが安定な状態に移行させるよ
うに構成したので、移動ロボットの異常検知結果を効果
的に活用することができる。また、判定された不具合度
に応じて安定な状態に移行させるように構成したので、
その移行も適切なものとすることができる。

【０００７】尚、この明細書において「異常」とは正常
ではない全ての場合を意味し、劣化、故障、損傷などあ
らゆる事象によって正常ではないことを意味する。

【０００８】請求項２項にあっては、前記安定状態移行
手段は、前記判定された不具合度に応じ、所定の行動計
画表に基づいて前記ロボットが安定な状態に移行するよ
うに制御する如く構成した。

【０００９】判定された不具合度に応じ、所定の行動計
画表に基づいて安定な状態に移行するように制御する如
く構成したので、前記した効果に加え、安定状態への移
行も一層適切なものとすることができる。

【００１０】請求項３項にあっては、さらに、前記判定
された不具合度を、前記制御ユニットに設けられた内部
メモリに格納すると共に、前記ロボットの外部に設けら
れた外部メモリに格納する不具合度格納手段を備える如
く構成した。

【００１１】判定された不具合度を内部メモリに格納す
ると共に、外部メモリに格納するようにしたので、前記
した効果に加え、移動ロボットの異常検知の信頼性を向
上させることができる。

【００１２】請求項４項にあっては、前記不具合度格納
手段は、前記不具合度判定手段の出力と前記ロボットの
状態量を示すパラメータを、前記内部メモリに格納する
と共に、前記外部メモリに格納する如く構成した。

【００１３】不具合度とロボットの状態量を示すパラメ
ータを内部メモリに格納すると共に、外部メモリに格納
する如く構成したので、前記した効果に加え、異常にな
るに到った経緯を一層正確に把握することができて移動
ロボットの異常検知の信頼性を一層向上させることがで
きると共に、その状態量を考慮して安定な状態に移行さ
せることが可能となり、安定状態への移行も一層適切な
ものとすることができる。

【００１４】請求項５項にあっては、前記制御ユニット
は、少なくとも目標操作量を入力し、前記目標操作量を
満足するように制御対象である前記ロボットの目標挙動
を出力する動力学モデルに基づき、少なくとも前記動力
学モデルと前記ロボットの状態量の偏差に応じた前記目
標値の修正量を少なくとも前記動力学モデルに付加的に
入力して前記動力学モデルの挙動を修正する動力学モデ
ル挙動修正手段と、および前記動力学モデルの挙動を追
従するように、前記駆動モータの作動を制御する制御手
段とを備えるものであると共に、前記自己診断手段は、
前記動力学モデルと前記ロボットの状態量の偏差が所定
範囲にないとき、前記状態量が異常な値と自己診断する
如く構成した。

【００１５】上記した制御を行うときも動力学モデルと
ロボットの状態量の偏差が所定値を超えるとき、状態量
が異常な値と自己診断する如く構成したので、前記した
効果に加え、状態量の異常を精度良く検知することがで
きて移動ロボットの異常検知の信頼性を向上させること
ができ、よって安定状態への移行も一層適切なものとす
ることができる。

【００１６】請求項６項にあっては、前記ロボットが、
少なくとも上体と、前記上体に関節を介して揺動可能に
連結されると共に、先端に関節を介して足部が連結され
る複数本の脚部リンクを備える脚式移動ロボットであ
り、前記内界センサが前記上体の鉛直軸に対する傾斜を
示す出力を生じる傾斜計を含むと共に、前記自己診断手
段は、前記傾斜計の出力が所定範囲にないとき、前記傾
斜計が異常と自己診断する如く構成した。

【００１７】前記した効果に加え、内界センサとしての
傾斜計の異常を精度良く検知することができて移動ロボ
ットの異常検知の信頼性を向上させることができ、よっ
て安定状態への移行も一層適切なものとすることができ
る。

【００１８】請求項７項にあっては、前記ロボットが、
少なくとも上体と、前記上体に関節を介して揺動可能に
連結されると共に、先端に関節を介して足部が連結され
る複数本の脚部リンクを備える脚式移動ロボットであ
り、前記内界センサが前記関節の角度、角速度および角
加速度の少なくともいずれかを示す出力を生じる角度検
出器を含むと共に、前記自己診断手段は、前記角度検出
器の出力が所定範囲にないとき、前記角度検出器が異常
と自己診断する如く構成した。

【００１９】前記した効果に加え、内界センサとしての
角度検出器の異常を精度良く検知することができて移動
ロボットの異常検知の信頼性を向上させることができ、
よって安定状態への移行も一層適切なものとすることが
できる。

【００２０】請求項８項にあっては、前記内界センサ
が、撮像した画像を示す出力を生じる視覚センサを含む
如く構成した。

【００２１】前記した効果に加え、内界センサとして視
覚センサを含むときも、その異常を検知することができ
て移動ロボットの異常検知の信頼性を向上させることが
でき、よって安定状態への移行も一層適切なものとする
ことができる。

【００２２】請求項９項にあっては、前記搭載機器が、
前記ロボットに作用する床反力を測定する床反力検出器
を含むと共に、前記自己診断手段は、前記床反力検出器
の出力が所定範囲にないとき、前記床反力検出器が異常
と自己診断する如く構成した。

【００２３】前記した効果に加え、搭載機器として床反
力検出器を含むときも、その異常を精度良く検知するこ
とができて移動ロボットの異常検知の信頼性を向上させ
ることができ、よって安定状態への移行も一層適切なも
のとすることができる。

【００２４】請求項１０項にあっては、前記搭載機器が
前記駆動モータに供給される電流および前記駆動モータ
の温度を検出するセンサ群を含むと共に、前記自己診断
手段は、前記検出された電流および温度の少なくともい
ずれかがそれぞれ設定される所定範囲にないとき、前記
駆動モータが異常と自己診断する如く構成した。

【００２５】前記した効果に加え、駆動モータの異常を
精度良く検知することができて移動ロボットの異常検知
の信頼性を向上させることができ、よって安定状態への
移行も一層適切なものとすることができる。

【００２６】請求項１１項にあっては、前記搭載機器
が、前記制御ユニットおよび前記駆動モータに通電する
バッテリおよびその電圧を示す出力を生じる電圧センサ
を含むと共に、前記自己診断手段は、前記電圧センサの
出力が所定値未満のとき、前記バッテリが異常と自己診
断する如く構成した。

【００２７】前記した効果に加え、バッテリの異常を精
度良く検知することができて移動ロボットの異常検知の
信頼性を向上させることができ、よって安定状態への移
行も一層適切なものとすることができる。尚、ここで、
「バッテリの異常」は、バッテリの出力電圧が所期の値
を出力している場合を正常とみなすことを前提とする。

【００２８】請求項１２項にあっては、前記搭載機器
が、操作者との音声による交信を可能とする音声認識装
置を含む如く構成した。

【００２９】搭載機器として音声認識装置を含むときも
その異常を検知することができて移動ロボットの異常検
知の信頼性を向上させることができ、よって安定状態へ
の移行も一層適切なものとすることができる。

【００３０】請求項１３項にあっては、さらに、前記ロ
ボットの外部に配置されて前記外部メモリを含む、マイ
クロコンピュータからなる操作用制御ユニットと、およ
び前記制御ユニットと前記操作用制御ユニットを通信自
在に接続する通信手段とを備えると共に、前記自己診断
手段は、前記通信手段が異常か否か自己診断する如く構
成した。

【００３１】通信手段を含むときもその異常を検知する
ことができて移動ロボットの異常検知の信頼性を向上さ
せることができ、よって安定状態への移行も一層適切な
ものとすることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の一つの実施の形態に係る移動ロボットの異常検知装
置を説明する。

【００３３】図１はこの実施の形態に係る移動ロボット
の異常検知装置が対象とする移動ロボット、具体的には
脚式移動ロボットの正面図、図２はその側面図である。
尚、脚式移動ロボットとしては、２足のヒューマノイド
型（人間型）のロボットを例にとる。

【００３４】図１に示すように、脚式移動ロボット（以
下「ロボット」という）１は、複数本、より具体的には
２本の脚部リンク２を備えると共に、その上方には上体
（基体）３が設けられる。上体３のさらに上方には頭部
４が形成されると共に、上体３の両側には２本の腕部リ
ンク５が連結される。また、図２に示すように、上体３
の背部には格納部６が設けられ、その内部には制御ユニ
ット（後述）などが収容される。尚、図１および図２に
示すロボット１は、内部構造を保護するためのカバーで
被覆される。

【００３５】図３はロボット１をスケルトンで示す説明
図であるが、同図を参照してその内部構造を関節を中心
に説明すると、図示の如く、ロボット１は、左右それぞ
れの脚部リンク２および腕部リンク５に、電動モータ
（駆動モータ）で動力化された１１個の関節を備える。

【００３６】即ち、ロボット１は、腰部（股部）に、脚
部リンク２を鉛直軸（Ｚ軸あるいは鉛直軸）まわりに回
旋する関節を構成する電動モータ（駆動モータ）１０
Ｒ，１０Ｌ（右側をＲ、左側をＬとする。以下同じ）
と、脚部リンク２をピッチ（進行）方向（Ｙ軸まわり）
に駆動（揺動）する関節を構成する電動モータ１２Ｒ，
１２Ｌと、脚部リンク２をロール（左右）方向（Ｘ軸ま
わり）に駆動する関節を構成する１４Ｒ，１４Ｌを備え
ると共に、膝部に脚部リンク２の下部をピッチ方向（Ｙ
軸まわり）に駆動する膝関節を構成する電動モータ１６
Ｒ，１６Ｌを備え、さらに足首に脚部リンク２の先端側
をピッチ方向（Ｙ軸まわり）に駆動する足（足首）関節
を構成する電動モータ１８Ｒ，１８Ｌとロール方向（Ｘ
軸まわり）に駆動する足（足首）関節を構成する電動モ
ータ２０Ｒ，２０Ｌを備える。

【００３７】上記したように、図３において、関節はそ
れを構成する（そこに配置される）電動モータの回転軸
線で示す。尚、脚部リンク２の先端には足部（足平）２
２Ｒ，２２Ｌが取着される。

【００３８】このように、脚部リンク２の股関節（腰関
節）には電動モータ１０Ｒ（Ｌ），１２Ｒ（Ｌ），１４
Ｒ（Ｌ）がそれらの回転軸線が直交するように配置され
ると共に、足関節（足首関節）には電動モータ１８Ｒ
（Ｌ），２０Ｒ（Ｌ）がそれらの回転軸線が直交するよ
うに配置される。尚、股関節と膝関節は大腿リンク２４
Ｒ（Ｌ）で、膝関節と足関節は下腿リンク２６Ｒ（Ｌ）
で連結される。

【００３９】脚部リンク２は股関節を介して上体３に連
結されるが、図３では上体３を上体リンク２８として簡
略的に示す。前記したように、上体３には腕部リンク５
が連結される。

【００４０】腕部リンク５も、脚部リンク２と同様に構
成される。即ち、ロボット１は、肩部に、腕部リンク５
をピッチ方向に駆動する関節を構成する電動モータ３０
Ｒ，３０Ｌとロール方向に駆動する関節を構成する電動
モータ３２Ｒ，３２Ｌを備えると共に、その自由端側を
回旋する関節を構成する電動モータ３４Ｒ，３４Ｌと、
肘部にそれ以降の部位を回旋させる関節を構成する電動
モータ３６Ｒ，３６Ｌを備え、さらにその先端側にそれ
を回旋させる手首関節を構成する電動モータ３８Ｒ，３
８Ｌを備える。尚、手首の先にはハンド（エンドエフェ
クタ）４０Ｒ，４０Ｌが取着される。

【００４１】即ち、腕部リンク５の肩関節には電動モー
タ３０Ｒ（Ｌ），３２Ｒ（Ｌ），３４Ｒ（Ｌ）がそれら
の回転軸線が直交するように配置される。尚、肩関節と
肘関節とは上腕リンク４２Ｒ（Ｌ）で、肘関節と手首関
節とは下腕リンク４４Ｒ（Ｌ）で連結される。

【００４２】また、頭部４は、鉛直軸まわりの首関節４
６と、それと直交する軸まわりに頭部４を回転させる頭
部揺動機構４８を介して上体３に連結される。図３（お
よび図２）に示す如く、頭部４の内部には撮像した画像
を示す信号を出力する、ＣＣＤカメラからなる視覚セン
サ５０が配置されると共に、レシーバおよびマイクロフ
ォンからなる音声入出力装置５２が配置される。

【００４３】上記の構成により、脚部リンク２は左右の
足について合計１２の自由度を与えられ、歩行中にこれ
らの１２個の関節を適宜な角度で駆動することで、足全
体に所望の動きを与えることができ、任意に３次元空間
を歩行させることができる。また、腕部リンク５も左右
の腕についてそれぞれ５つの自由度を与えられ、これら
の関節を適宜な角度で駆動することで所望の作業を行わ
せることができる。さらに、頭部４は２つの自由度を与
えられ、これらの関節あるいは揺動機構を適宜な角度で
駆動することにより所望の方向に頭部４を向けることが
できる。

【００４４】１０Ｒ（Ｌ）などの電動モータのそれぞれ
には内界センサとしてロータリエンコーダ（角度検出
器。図４に５６とのみ示す）が設けられ、電動モータの
回転軸の回転を通じて対応する関節の角度、加速度、お
よび角加速度の少なくともいずれかを示す信号を出力す
る。

【００４５】足部２２Ｒ（Ｌ）には公知の６軸力センサ
（床反力検出器。外界センサ）５８が取着され、ロボッ
トに作用する外力の内、接地面からロボットに作用する
床反力の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３
方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚと示す信号を出力する。

【００４６】さらに、上体３には内界センサとして傾斜
計（姿勢センサ）６０が設置され、鉛直軸に対する上体
３の傾き（傾斜角度）とその角速度の少なくともいずれ
か、即ち、ロボット１の上体３の傾斜（姿勢）などの状
態量を示す信号を出力する。傾斜計６０は、メインジャ
イロと、メインジャイロと別体に並設されると共に、メ
インジャイロが異常のときに代替使用されるサブジャイ
ロを備える。

【００４７】図２に示す如く、ロボット１の上体３の下
部にはバッテリ６４が内蔵されると共に、背中側の格納
部６にはマイクロコンピュータからなるメイン制御ユニ
ット（以下「メインＥＣＵ」という）６８が収納され
る。

【００４８】また、前記した股関節、膝関節、足関節、
肩関節、肘関節および手首関節の付近には、同様にマイ
クロコンピュータからなる分散制御ユニット（以下「分
散ＥＣＵ」という）７０，７２，７４，７６，７８，８
０が配置される。

【００４９】さらに、６軸力センサ５８およびバッテリ
６４用としてそれらの付近には分散ＥＣＵ８２，８４が
配置されると共に、頭部３の機器用として適宜位置には
分散ＥＣＵ８６が配置される。分散ＥＣＵ８６は視覚セ
ンサ５０が出力する画像信号を入力し、視覚センサ５０
と共に画像を介してロボット１が位置する環境を認識す
る画像認識系を構成する。

【００５０】また、音声入出力装置５２の入出力も分散
ＥＣＵ８６に接続され、分散ＥＣＵ８６はレシーバを通
して操作者の音声による指示を認識すると共に、その出
力をマイクロフォンを通して音声として操作者に送出
し、よって音声入出力装置５２と共に音声による交信を
可能とする音声認識系を構成する。

【００５１】このように、分散ＥＣＵはロボット１に合
計１６個設けられる。バッテリ６４は直流電圧４０
〔Ｖ〕の容量を備え、これら分散ＥＣＵ群の動作電圧源
として機能する他、１０Ｒ（Ｌ）などの電動モータおよ
びメインＥＣＵ６８などの動作電圧源として機能する。
バッテリ６４の通電回路の適宜位置には電圧センサ９０
（図４に示す）が配置され、バッテリ６４の出力電圧を
示す信号を出力する。

【００５２】図３の下部に示すように、メインＥＣＵ６
８と独立に、ロボット１の外部には、マイクロコンピュ
ータからなる操作者用の操作用制御ユニット（以下「操
作用ＥＣＵ」という）９４が設けられる。即ち、格納部
６にはメインＥＣＵ６８と操作用ＥＣＵ９４を無線を介
して通信自在に接続する通信装置９６が設けられ、無線
系を構成する。操作用ＥＣＵ９４にはインディケータ
（図示せず）が配置される。

【００５３】図４はメインＥＣＵ６８などの構成を機能
的に示すブロック図であるが、同図を参照してメインＥ
ＣＵ６８などの構成をさらに詳細に説明すると、メイン
ＥＣＵ６８は制御部６８ａ、大局的安定化制御計算部６
８ｂ、共有メモリ６８ｃなどを備え、前記したロータリ
エンコーダ５６、６軸力センサ５８、傾斜計６０、電圧
センサ９０などの出力はメインＥＣＵ６８に入力された
後、共有メモリ６８ｃに格納される。

【００５４】制御部６８ａは脚制御部、腕制御部および
頭制御部を備え、脚制御部は、予め生成された歩容パラ
メータと共有メモリ６８ｃに格納されたロボット１の状
態量を示す傾斜計６０などの出力および６軸力センサ５
８からなる外界センサの出力に基づき、１０Ｒ（Ｌ）な
どの電動モータ（駆動モータ）をそれぞれモータドライ
バ１００を介して作動させ、脚部リンク２を駆動して移
動するように制御を行う。尚、モータドライバ１００
は、図２，図３に示す如く、格納部６の内部に回路ユニ
ットとして収容される。

【００５５】図５は大局的安定化制御計算部６８ｂの後
述する動作を説明するブロック図であるが、図示の如
く、歩容パラメータは、上体３と足部２２の位置および
姿勢（向き）からなる運動パラメータと、ＺＭＰ（Ｚｅ
ｒｏＭｏｍｅｎｔＰｏｉｎｔ）で定義される床反力
パラメータとから構成される。尚、『位置』はＸ，Ｙ，
Ｚ座標系で、『姿勢』はＸ，Ｙ，Ｚ軸に対する角度で示
される。従って、「傾斜」も、姿勢のパラメータの一部
である。

【００５６】歩容は１歩（両脚支持期の初期から片脚支
持期の終端）の間の運動軌跡（軌道）と床反力軌跡（軌
道）からなり、一連の歩行は１歩の歩容が複数個つなが
ったものとする。

【００５７】また、制御部６８ａにあって、腕制御部は
作業内容に従って前記腕部リンク５を駆動制御すると共
に、頭制御部は画像認識系の指示に従って頭部揺動機構
４８を駆動制御する。

【００５８】大局的安定化制御計算部６８ｂは、共有メ
モリ６８ｃに格納されたロボット１の状態量を示す傾斜
計６０などの出力および６軸力センサ５８からなる外界
センサの出力に基づき、図５に示す如く、少なくとも目
標操作量（具体的にはモーメント、より具体的には、目
標ＺＭＰまわりのモデル操作モーメントＭｍｄｌ）を入
力し、前記目標値を満足するように制御対象であるロボ
ット１の目標挙動を出力する動力学モデル（ロボット摂
動動力学モデル）に基づき、少なくとも前記動力学モデ
ルとロボット１の状態量、より具体的には傾斜計６０を
通じて測定した上体３の鉛直軸に対する傾斜（傾斜角
度）の偏差θｅｒｒに応じた前記目標値（目標ＺＭＰま
わりのモデル操作モーメントＭｍｄｌ）の修正量を少な
くとも前記動力学モデルに付加的に入力して前記動力学
モデルの挙動を修正する動力学モデル挙動修正手段（実
傾き偏差制御フィードバック則）を備えると共に、前記
動力学モデルの挙動を追従するように、１０Ｒ（Ｌ）な
どの電動モータ（駆動モータ）の作動を制御する制御手
段、具体的には１０Ｒ（Ｌ）などの電動モータを駆動し
て前記関節を変位制御する関節変位制御手段（変位コン
トローラ）とを備える。尚、その詳細は、先に本出願人
が特開平５─３３７８４９号公報に記載されているの
で、これ以上の説明は省略する。

【００５９】さらに、操作用ＥＣＵ９４はメモリ９４ａ
を備え、メモリ９４ａは外部メモリとして機能する。ま
た、１０Ｒ（Ｌ）などの電動モータの通電回路には電流
センサ１０２が設けられて電動モータに供給される通電
電流を示す信号を出力すると共に、電動モータの適宜位
置には温度センサ１０４が設けられてその温度を示す信
号を出力する。

【００６０】次いで、この発明の特徴である異常検知
（エラーチェック）について図６フロー・チャートを参
照して説明する。尚、図６フロー・チャートに示すプロ
グラムは、２．５ｍｓｅｃごとに実行される。

【００６１】先ず、メインＥＣＵ６８の大局的安定化制
御計算部６８ｂは、状態量、即ち、前記した動力学モデ
ルとロボット１の傾斜角度の偏差（傾き偏差）θｅｒ
ｒ、より詳しくはＸ軸方向の偏差θｅｒｒｘおよびＹ軸
方向の偏差θｅｒｒｙがそれぞれ所定角度（例えば２０
度）を超えるか否か判断することでエラーチェック（異
常検知（自己診断））を行う。

【００６２】大局的安定化制御計算部６８ｂは偏差がそ
れぞれ所定範囲にあれば正常と判断すると共に、Ｘ軸方
向あるいはＹ軸方向の偏差が所定範囲にないときは状態
量が異常な値であると判断してＳ１２に進み、エラー情
報（異常情報）、即ち、偏差θｅｒｒｘあるいはθｅｒ
ｒｙが過大である旨のエラー情報を出力し、次いでＳ１
４に進み、そのときの姿勢パラメータを出力する。姿勢
パラメータは前記した上体３などの位置・姿勢パラメー
タに加え、偏差θｅｒｒおよびロボット１が起動されて
からの時間も含む。

【００６３】次いでＳ１６に進み、大局的安定化制御計
算部６８ｂは、エラー情報を共有メモリ６８ｃに書き込
む。尚、図４に示す如く、エラー情報は、不具合検知部
６８ｄにも送られる。

【００６４】従って、Ｓ１８で不具合検知部６８ｄは、
内部時計のタイムスタンプを付けたエラー発生ログ（記
録）を出力、即ち、エラー情報（異常情報）を異常が発
生した日時を付して出力する。不具合検知部６８ｄの出
力は、不具合情報統合解析部６８ｅに送られる。

【００６５】従って、Ｓ２０で不具合情報統合解析部６
８ｅは、エラーのランク（不具合度）を行動計画部６８
ｆに通知、即ち、エラー情報に基づいてエラー（異常）
のランク（不具合度）を判定し、判定結果と発生箇所
（この場合、大局的安定化制御計算部６８ｂ）を示す出
力を生じる。また、Ｓ２２で無線系を介して操作用ＥＣ
Ｕ９４に出力を送り、そのインディケータに表示してエ
ラー（異常）が検知されたことを操作者に報知する。

【００６６】従って、Ｓ２４で行動計画部６８ｆは、エ
ラーのランクに応じて次の動作（行動）を決定し、各部
位（制御部６８ａなど）に指示を送る、即ち、判定され
た不具合度に応じ、ロボット１を安定な状態に移行させ
る制御を行う、具体的には、判定された不具合度に応
じ、所定の行動計画表に基づいてロボット１が安定な状
態に移行するように歩行の停止などの安定状態移行制御
を指示する。従って、Ｓ２６で指示を受けた各部位（制
御部６８ａなど）は、行動計画表に従って制御を行う。

【００６７】図７は、その行動計画表を示す説明図であ
る。図示の如く、大局的安定化制御においてはランク
（不具合度）はＦＡＴＡＬとされ、その場合はロボット
１を直ちに停止させるように、制御部６８ａに指令がな
される。尚、ランク（不具合度）は以下からなる。ＦＡ
ＴＡＬ．．．エラー（異常）の程度が大きいことを意味
する。従って、その場合はロボットを直ちに停止させる
ように制御が行われる。ＷＡＲＮＩＮＧ．．．エラー
（異常）の程度が中程度なことを意味する、従って、そ
の場合はロボットを直ちには停止させず、その１歩、即
ち、動作中の１歩の歩行動作が終了するまで制御を継続
すると共に、それが終了した後に停止させる安定状態移
行制御が行われる。ＳＭＡＬＬ．．．エラー（異常）の
程度が軽微なことを意味する、従って、その場合は操作
者に報知する程度に止め、ロボットの停止制御は行わな
いこととする。

【００６８】図６フロー・チャートの説明に戻ると、次
いでＳ２８において行動計画部６８ｆは、ロボット１の
動作が終了したのを確認した後、この場合はロボット１
が直ちに停止したのを確認した後、エラーの解析に必要
な歩行データ（具体的には、前記した運動パラメータと
床反力パラメータなど）にタイムスタンプを付けて作成
する。

【００６９】次いでＳ３０に進み、歩行データとエラー
ログ（記録）を操作用ＥＣＵ９４に無線系を介して転送
し、そのメモリ（外部メモリ）９４ａに保存（格納）す
る。次いでＳ３２に進み、エラーコード（異常情報）と
姿勢パラメータを内部フラッシュメモリ（内部メモリ）
６８ｇに保存（格納）する。

【００７０】上記はメインＥＣＵ６８が行う大局的安定
化制御の異常検知であるが、次いで（頭部用の分散ＥＣ
Ｕ８６を除く）分散ＥＣＵ７０から８４までのエラーチ
ェック（異常検知）について説明すると、Ｓ３４でそれ
を行う。

【００７１】図８は、Ｓ３４のエラーチェックを示すサ
ブルーチン・フロー・チャートである。

【００７２】以下説明すると、Ｓ１００において７０か
ら８４までの１５個の分散ＥＣＵでそれぞれ出力が所定
範囲にあるかなど判断することでエラーチェック（異常
検知）を行う。具体的には、１０Ｒ（Ｌ）などの電動モ
ータ、ロータリエンコーダ５６および傾斜計６０などの
内界センサ、および６軸力センサ（外界センサ）５８の
出力などが所定範囲にないか否か判断することでエラー
か否かチェック（自己診断）する。

【００７３】より具体的には、１０Ｒ（Ｌ）などの電動
モータに関しては、前記したように、電流センサ１０２
および温度センサ１０４の出力から検出された通電電流
および温度をそれぞれ設定される所定範囲にあるか否か
判断し、検出された通電電流および温度の少なくともい
ずれかがそれぞれ設定される所定範囲にないとき、エラ
ーと判断する。

【００７４】また、ロータリエンコーダ５６および傾斜
計６０に関しては、出力（傾斜計６０の場合はメインジ
ャイロの出力）から検出された値（傾斜角度）が所定範
囲にあるか否か判断し、その出力が所定範囲にないと
き、エラーと判断（自己診断）する。尚、傾斜計６０の
エラー検知は、例えば分散ＥＣＵ７０が行う。

【００７５】６軸力センサ用の分散ＥＣＵ８２に関して
は、同様に、６軸力センサ５８の出力が所定範囲にある
か否か判断し、センサ出力が所定範囲にないとき、エラ
ーと判断（自己診断）する。

【００７６】バッテリ用の分散ＥＣＵ８４に関しては、
電圧センサ９０の出力から検出されたバッテリ６４の出
力電圧を所定値と比較し、出力電圧が所定値未満となっ
たとき、バッテリ６０がエラーと判断（自己診断）す
る。

【００７７】エラーと判断されたときは、Ｓ１０２に進
み、エラー情報をメインＥＣＵ６８に転送する。図９は
それらの処理を示すタイム・チャートである。

【００７８】次いで頭部用の分散ＥＣＵ８６のエラーチ
ェックについて説明すると、Ｓ３６でそれを行う。

【００７９】図１０は、その中の無線系のエラーチェッ
クを示すサブルーチン・フロー・チャートである。

【００８０】以下説明すると、Ｓ２００で無線系のデバ
イス（イーサネット(登録商標）のアダプタなど）が使
用できないか、あるいはネットワーク処理結果が所定範
囲外の値か（またはネットワーク処理結果が所定範囲外
の値を検知しているか）否かチェック（自己診断）し、
肯定されるときはＳ２０２に進み、エラー情報をメイン
ＥＣＵ６８に転送する。

【００８１】また、図１１は、その中の画像認識系およ
び音声認識系のエラーチェックを示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。

【００８２】以下説明すると、Ｓ３００でリクエストに
対して実行できない、あるいは結果が所定範囲外か否か
チェック（自己診断）し、肯定されるときはＳ３０２に
進み、メインＥＣＵ６８にエラー情報を転送する。図１
２は、それら無線系および画像・音声認識系の処理を示
すタイム・チャートである。

【００８３】図６フロー・チャートの説明に戻ると、メ
インＥＣＵ６８は、分散ＥＣＵからエラー情報の送信が
ある場合、Ｓ１６でエラー情報を共有メモリ６８ｃに書
き込み、Ｓ１８に進んでタイムスタンプを付けてエラー
発生ログを出力し、Ｓ２０以降に進んで前記したような
処理を行う。

【００８４】ここで、分散ＥＣＵからエラー情報が出力
された場合のＳ２４における行動計画部の処理について
図７を参照して説明すると、１０Ｒ（Ｌ）などの電動モ
ータが異常と判断された場合、前記したように、異常情
報に基づいて異常の不具合度（ランク）がＦＡＴＡＬ，
ＷＡＲＮＩＮＧ，ＳＭＡＬＬと判定され、ＦＡＴＡＬと
判定されるときは、ロボット１を直ちに停止させる安定
状態移行制御が実行される。

【００８５】また、ＷＡＲＮＩＮＧと判定されるとき
は、ロボット１の動作中の１歩が終了するまではそれま
での制御が継続されると共に、ＳＭＡＬＬと判定される
ときは、操作者に報知するに止め、ロボット１の制御は
そのまま継続される。

【００８６】尚、上記した３種類の不具合度（ランク）
は分散ＥＣＵのエラー検知についてのみ用意され、それ
以外のエラーの場合は１種類の不具合度のみが用意され
る。即ち、傾斜計６０に関してはエラーと判断された場
合、ＦＡＴＡＬとのみ判定され、その場合の行動はメイ
ロジャイロに代えてサブジャイロの出力を使用してロボ
ット１を直ちに停止させる安定状態移行制御が実行され
る。

【００８７】６軸力センサ５８に関してはエラーと判断
された場合、同様にＦＡＴＡＬとのみ判定され、その場
合の行動はセンサの理論値を使用してロボット１を直ち
に停止させる安定状態移行制御が実行される。

【００８８】また、電源系（バッテリ６４）に関しては
エラーと判断された場合、ＷＡＲＮＩＮＧとのみ判定さ
れ、その場合は、ロボット１の歩行動作が終了するまで
はそれまでの制御が継続される。これは、無線系、音声
認識系および画像認識系に関しても同様である。即ち、
かかる場合はロボット１の転倒の可能性が少ないことか
ら、その動作終了までは制御を継続するようにした。
尚、かかる場合、所定時間、例えば１ｍｉｎ（分）間、
出力がないとき、直ちにロボット１を停止させるような
制御を行っても良い。

【００８９】上記の如く、この実施の形態においては、
ロボット１の状態量が異常な値か否か、あるいは傾斜計
６０など内界センサ、あるいは１０Ｒ（Ｌ）などの電動
モータなどの少なくともいずれかが異常か否か自己診断
し、異常と判定されたとき、その異常情報を出力し、そ
れに基づいて異常の不具合度（ランク）を判定すると共
に、判定された不具合度に応じ、ロボット１が安定な状
態に移行させるように構成したので、異常検知結果を効
果的に活用することができる。また、判定された不具合
度に応じて安定な状態に移行させるように構成したの
で、その移行も適切なものとすることができる。

【００９０】さらに、判定された不具合度に応じ、所定
の行動計画表に基づいて安定な状態に移行するように制
御する如く構成したので、安定状態への移行も一層適切
なものとすることができる。

【００９１】また、不具合度（ランク）とロボット１の
状態量を示すパラメータ（姿勢パラメータ）を内部フラ
ッシュメモリ６８ｇに格納すると共に、外部メモリ９４
ａに格納する如く構成したので、異常になるに到った経
緯を一層正確に把握することができて異常検知の信頼性
を一層向上させることができると共に、その状態量を考
慮して安定な状態に移行させることが可能となり、安定
状態への移行も一層適切なものとすることができる。

【００９２】また、大局的安定化制御を行うときも動力
学モデルとロボット１の状態量の偏差θｅｒｒが所定値
を超えるとき、状態量が異常な値と自己診断する如く構
成したので、状態量の異常を精度良く検知することがで
きて異常検知の信頼性を向上させることができ、よって
安定状態への移行も一層適切なものとすることができ
る。

【００９３】このように、この実施の形態にあっては、
少なくとも駆動モータ（電動モータ１０Ｒ（Ｌ）など）
と、内部の状態量を測定する傾斜計６０などの内界セン
サとを備え、搭載されたマイクロコンピュータからなる
制御ユニット（メインＥＣＵ６８）において少なくとも
前記内界センサの出力から得た状態量に基づいて前記駆
動モータを作動させ（駆動し）て移動する移動ロボット
の異常を検知する異常検知装置において、より具体的に
は、少なくとも上体３と、前記上体に関節を介して揺動
可能に連結されると共に、先端に関節を介して足部２２
が連結される複数本、より具体的には２本の脚部リンク
２と、前記関節をそれぞれ駆動する駆動モータ（電動モ
ータ１０Ｒ（Ｌ）など）と、少なくとも内部の状態量を
測定する傾斜計６０などの内界センサとを備え、搭載さ
れたマイクロコンピュータからなる制御ユニット（メイ
ンＥＣＵ６８）において少なくとも前記内界センサの出
力から得た状態量に基づいて前記駆動モータ（電動モー
タ）を作動（駆動し）て移動する脚式移動ロボットの異
常を検知する異常検知装置において、前記制御ユニット
が、前記状態量が異常な値か否か、あるいは前記内界セ
ンサおよび駆動モータ（電動モータ）を少なくとも含む
前記ロボットの搭載機器の少なくともいずれかが異常か
否か自己診断する自己診断手段（Ｓ１０，Ｓ３４，Ｓ３
６，Ｓ１００，Ｓ２００，Ｓ３００）、前記自己診断手
段によって異常と判定されたとき、その異常情報を出力
する異常情報出力手段（Ｓ１８）、前記異常情報出力手
段の出力を入力して前記異常情報に基づいて異常の不具
合度（エラーのランク）を判定する不具合度判定手段
（Ｓ２０）、および前記判定された不具合度に応じ、前
記ロボットが安定な状態に移行させる安定状態移行手段
（Ｓ２４）を備える如く構成した。

【００９４】また、前記安定状態移行手段は、前記判定
された不具合度（エラーのランク、より具体的にはＦＡ
ＴＡＬ，ＷＡＲＮＩＮＧ，ＳＭＡＬＬ）に応じ、所定の
行動計画表に基づいて前記ロボットが安定な状態に移行
するように制御する如く構成した。

【００９５】さらに、前記判定された不具合度を、前記
制御ユニットに設けられた内部メモリ（内部フラッシュ
メモリ６８ｇ）に格納すると共に、前記ロボットの外部
に設けられた外部メモリ９４ａに格納する不具合度格納
手段（Ｓ３０，Ｓ３２）を備える如く構成した。

【００９６】また、前記不具合度格納手段（Ｓ３０，Ｓ
３２）は、前記不具合度判定手段の出力と前記ロボット
の状態量を示すパラメータ（姿勢パラメータ）を、前記
内部メモリに格納すると共に、前記外部メモリに格納す
る如く構成した。

【００９７】また、前記制御ユニットは、少なくとも目
標操作量を入力し、前記目標操作量を満足するように制
御対象である前記ロボットの目標挙動を出力する動力学
モデルに基づき、少なくとも前記動力学モデルと前記ロ
ボットの状態量の偏差に応じた前記目標値の修正量を少
なくとも前記動力学モデルに付加的に入力して前記動力
学モデルの挙動を修正する動力学モデル挙動修正手段
（大局的安定化制御計算部６８ｂ）と、および前記動力
学モデルの挙動を追従するように、前記駆動モータ（電
動モータ）の作動を制御する制御手段、より具体的には
前記駆動モータ（電動モータ）を駆動して前記関節を変
位制御する関節変位制御手段（大局的安定化制御計算部
６８ｂ）とを備えるものであると共に、前記自己診断手
段（Ｓ１０，Ｓ３４，Ｓ１００）は、前記動力学モデル
と前記ロボットの状態量の偏差、より具体的には傾斜
（角度）の偏差θｅｒｒが所定範囲にないとき、前記状
態量が異常な値と自己診断する如く構成した。

【００９８】また、前記ロボットが、少なくとも上体３
と、前記上体に関節を介して揺動可能に連結されると共
に、先端に関節を介して足部２２が連結される複数本、
より具体的には２本の脚部リンク２を備える脚式移動ロ
ボットであり、前記内界センサが前記上体３の鉛直軸に
対する傾斜を示す出力を生じる傾斜計６０を含むと共
に、前記自己診断手段（Ｓ１０，Ｓ３４，Ｓ１００）
は、前記傾斜計の出力が所定範囲にないとき、前記傾斜
計が異常と自己診断する如く構成した。

【００９９】また、前記ロボットが、少なくとも上体３
と、前記上体に関節を介して揺動可能に連結されると共
に、先端に関節を介して足部２２が連結される複数本、
より具体的には２本の脚部リンク２を備える脚式移動ロ
ボットであり、前記内界センサが前記関節の角度、角速
度および角加速度の少なくともいずれかを示す出力を生
じる角度検出器（ロータリエンコーダ５６）を含むと共
に、前記自己診断手段（Ｓ１０，Ｓ３４，Ｓ１００）
は、前記角度検出器の出力が所定範囲にないとき、前記
角度検出器が異常と自己診断する如く構成した。

【０１００】また、前記内界センサが、撮像した画像を
示す出力を生じる視覚センサ５０を含む如く構成した。

【０１０１】また、前記搭載機器が、前記ロボットに作
用する床反力を測定する床反力検出器（６軸力センサ５
８）を含むと共に、前記自己診断手段（Ｓ１０，Ｓ３
４，Ｓ１００）は、前記床反力検出器の出力が所定範囲
にないとき、前記床反力検出器が異常と自己診断する如
く構成した。

【０１０２】また、前記搭載機器が、前記駆動モータ
（電動モータ）に供給される電流および前記駆動モータ
（電動モータ）の温度を検出するセンサ群（電流センサ
１０２、温度センサ１０４）を含むと共に、前記自己診
断手段（Ｓ１０，Ｓ３４，Ｓ１００）は、前記検出され
た電流および温度の少なくともいずれかがそれぞれ設定
される所定範囲にないとき、前記駆動モータ（電動モー
タ）が異常と自己診断する如く構成した。

【０１０３】また、前記搭載機器が、前記制御ユニット
および前記駆動モータ（電動モータ）に通電するバッテ
リ６４およびその電圧を示す出力を生じる電圧センサ９
０を含むと共に、前記自己診断手段（Ｓ１０，Ｓ３４，
Ｓ１００）は、前記電圧センサの出力が所定値未満のと
き、前記バッテリが異常と自己診断する如く構成した。

【０１０４】また、前記搭載機器が、操作者との音声に
よる交信を可能とする音声認識装置（音声入出力装置５
２など）を含む如く構成した。

【０１０５】さらに、前記ロボットの外部に配置されて
前記外部メモリを含む、マイクロコンピュータからなる
操作用制御ユニット（操作用ＥＣＵ９４）と、および前
記制御ユニットと前記操作用制御ユニットを通信自在に
接続する通信手段（通信装置９６）とを備えると共に、
前記自己診断手段（Ｓ１０，Ｓ３６，Ｓ２００）は、前
記通信手段が異常か否か自己診断する如く構成した。

【０１０６】尚、上記において、駆動モータ（電動モー
タ）および内界センサなどの異常検知において出力を所
定値、換言すれば固定値と比較することで異常を検知し
たが、テーブルあるいはマップを設けて行っても良い。
例えば、電源系（バッテリ６４）に関して説明すると、
時間、予定される歩行から推定される仕事量などで推定
バッテリ電圧をテーブルあるいはマップとして設定して
おき、それを検索して所定値としても良い。

【０１０７】６軸力センサ５８に関して言えば、例え
ば、予想される歩行における距離、時間などからでロボ
ット１に作用する床反力の経時的な変化をテーブルある
いはマップとして設定しておき、それを検索して所定値
としても良い。

【０１０８】また、移動ロボットとしてヒューマノイド
型の脚式移動ロボットを例にとって説明したが、それに
限られるものではなく、この発明は、車輪式、クローラ
式の移動ロボットに同様に妥当すると共に、脚式移動ロ
ボットとしても３本以上の脚部リンクを備えたものにも
同様に妥当する。

【０１０９】また、駆動モータとして電動モータを例に
とって説明したが、それに限られるものではなく、この
発明は、油圧モータ、空圧モータなどの流体圧モータな
どにも同様に妥当する。

【０１１０】

【発明の効果】請求項１項にあっては、状態量が異常な
値か否か、あるいは内界センサなどの少なくともいずれ
かが異常か否か自己診断し、異常と判定されたとき、そ
の異常情報を出力し、それに基づいて異常の不具合度を
判定すると共に、判定された不具合度に応じ、移動ロボ
ットが安定な状態に移行させるように構成したので、異
常検知結果を効果的に活用することができる。また、判
定された不具合度に応じて安定な状態に移行させるよう
に構成したので、その移行も適切なものとすることがで
きる。

【０１１１】請求項２項にあっては、判定された不具合
度に応じ、所定の行動計画表に基づいて安定な状態に移
行するように制御する如く構成したので、前記した効果
に加え、安定状態への移行も一層適切なものとすること
ができる。

【０１１２】請求項３項にあっては、判定された不具合
度を内部メモリに格納すると共に、外部メモリに格納す
るようにしたので、前記した効果に加え、移動ロボット
の異常検知の信頼性を向上させることができる。

【０１１３】請求項４項にあっては、不具合度とロボッ
トの状態量を示すパラメータを内部メモリに格納すると
共に、外部メモリに格納する如く構成したので、前記し
た効果に加え、異常になるに到った経緯を一層正確に把
握することができて移動ロボットの異常検知の信頼性を
一層向上させることができると共に、その状態量を考慮
して安定な状態に移行させることが可能となり、安定状
態への移行も一層適切なものとすることができる。

【０１１４】請求項５項にあっては、かかる制御を行う
ときも動力学モデルとロボットの状態量の偏差が所定値
を超えるとき、状態量が異常な値と自己診断する如く構
成したので、前記した効果に加え、状態量の異常を精度
良く検知することができて移動ロボットの異常検知の信
頼性を向上させることができ、よって安定状態への移行
も一層適切なものとすることができる。

【０１１５】請求項６項にあっては、前記した効果に加
え、内界センサとしての傾斜計の異常を精度良く検知す
ることができて、移動ロボットの異常検知の信頼性を向
上させることができ、よって安定状態への移行も一層適
切なものとすることができる。

【０１１６】請求項７項にあっては、前記した効果に加
え、内界センサとしての角度検出器の異常を精度良く検
知することができて移動ロボットの異常検知の信頼性を
向上させることができ、よって安定状態への移行も一層
適切なものとすることができる。

【０１１７】請求項８項にあっては、前記した効果に加
え、内界センサとして視覚センサを含むときも、その異
常を検知することができて移動ロボットの異常検知の信
頼性を向上させることができ、よって安定状態への移行
も一層適切なものとすることができる。

【０１１８】請求項９項にあっては、前記した効果に加
え、搭載機器として床反力検出器を含むときも、その異
常を精度良く検知することができて移動ロボットの異常
検知の信頼性を向上させることができ、よって安定状態
への移行も一層適切なものとすることができる。

【０１１９】請求項１０項にあっては、前記した効果に
加え、駆動モータの異常を精度良く検知することができ
て移動ロボットの異常検知の信頼性を向上させることが
でき、よって安定状態への移行も一層適切なものとする
ことができる。

【０１２０】請求項１１項にあっては、前記した効果に
加え、バッテリの異常を精度良く検知することができて
移動ロボットの異常検知の信頼性を向上させることがで
き、よって安定状態への移行も一層適切なものとするこ
とができる。尚、ここで、「バッテリの異常」は、バッ
テリの出力電圧が所期の値を出力している場合を正常と
みなすことを前提とする。

【０１２１】請求項１２項にあっては、搭載機器として
音声認識装置を含むときもその異常を検知することがで
きて移動ロボットの異常検知の信頼性を向上させること
ができ、よって安定状態への移行も一層適切なものとす
ることができる。

【０１２２】請求項１３項にあっては、通信手段を含む
ときもその異常を検知することができて移動ロボットの
異常検知の信頼性を向上させることができ、よって安定
状態への移行も一層適切なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施の形態に係る移動ロボッ
トの異常検知装置が対象とする移動ロボット、具体的に
は脚式移動ロボットの正面図である。

【図２】図１に示すロボットの側面図である。

【図３】図１に示すロボットをスケルトンで示す説明図
である。

【図４】図３に示す制御ユニットなどの構成を詳細に示
すブロック図である。

【図５】図４に示す、大局的安定化制御計算部の動作を
説明するブロック図である。

【図６】図３に示す移動ロボットの異常検知装置の動作
を示すフロー・チャートである。

【図７】図６フロー・チャートで使用される行動計画表
を示す説明図である。

【図８】図６フロー・チャートのサブルーチン・フロー
・チャートである。

【図９】図８フロー・チャートの処理を説明するタイム
・チャートである。

【図１０】同様に、図６フロー・チャートのサブルーチ
ン・フロー・チャートである。

【図１１】同様に、図６フロー・チャートのサブルーチ
ン・フロー・チャートである。

【図１２】図１０および図１１フロー・チャートの処理
を説明するタイム・チャートである。

【符号の説明】

１移動ロボット（脚式移動ロボット。ロボット）２脚部リンク３上体４頭部５腕部リンク１０，１２，１４Ｒ，Ｌ股関節を構成する電動モータ
（駆動モータ）１６Ｒ，Ｌ膝関節を構成する電動モータ（駆動モー
タ）１８，２０Ｒ，Ｌ足関節を構成する電動モータ（駆動
モータ）２２Ｒ，Ｌ足部（足平）２４Ｒ，Ｌ上腿リンク２６Ｒ，Ｌ下腿リンク２８上体リンク３０，３２，３４Ｒ，Ｌ肩関節を構成する電動モータ
（駆動モータ）３６Ｒ，Ｌ肘関節を構成する電動モータ（駆動モー
タ）３８Ｒ，Ｌ手首関節を構成する電動モータ（駆動モー
タ）４０Ｒ，Ｌハンド（エンドエフェクタ）４２Ｒ，Ｌ上腕リンク４４Ｒ，Ｌ下腕リンク５０視覚センサ５２音声入出力装置５６ロータリエンコーダ（角度検出器）５８６軸力センサ（床反力検出器）６０傾斜計６４バッテリ６８メイン制御ユニット（メインＥＣＵ）６８ａ制御部６８ｂ大局的安定化制御計算部６８ｃ共有メモリ６８ｄ不具合検知部６８ｅ不具合情報統合解析部６８ｆ行動計画部６８ｇ内部フラッシュメモリ（内部メモリ）７０，７２，７４，７６，７８，８０分散制御ユニッ
ト（分散ＥＣＵ）８２，８４，８６分散制御ユニット（分散ＥＣＵ）９０電圧センサ９４操作用制御ユニット（操作用ＥＣＵ）９４ａ外部メモリ９６通信装置１００モータドライバ１０２電流センサ１０４温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相原雅樹埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者松本隆志埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 2C150 CA01 DA04 DA24 DA26 DA27 DA28 DF03 DF06 DF33 ED10 ED42 ED52 EF07 EF16 EF17 EF22 EF23 EF29 EF33 EF36 3C007 AS36 CS08 JS03 KS20 KS21 KS27 KS34 KT01 LV15 MS14 MS22 MS23 MS24 WA03 WA13 WB15 WC03 WC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも駆動モータと、内部の状態量
を測定する内界センサとを備え、搭載されたマイクロコ
ンピュータからなる制御ユニットにおいて少なくとも前
記内界センサの出力から得た状態量に基づいて前記駆動
モータを作動させて移動する移動ロボットの異常を検知
する異常検知装置において、前記制御ユニットが、ａ．前記状態量が異常な値か否か、あるいは前記内界セ
ンサおよび駆動モータを少なくとも含む前記ロボットの
搭載機器の少なくともいずれかが異常か否か自己診断す
る自己診断手段、ｂ．前記自己診断手段によって異常と判定されたとき、
その異常情報を出力する異常情報出力手段、ｃ．前記異常情報出力手段の出力を入力して前記異常情
報に基づいて異常の不具合度を判定する不具合度判定手
段、およびｄ．前記判定された不具合度に応じ、前記ロボットが安
定な状態に移行させる安定状態移行手段、を備えること
を特徴とする移動ロボットの異常検知装置。
【請求項２】前記安定状態移行手段は、前記判定され
た不具合度に応じ、所定の行動計画表に基づいて前記ロ
ボットが安定な状態に移行するように制御することを特
徴とする請求項１項記載の移動ロボットの異常検知装
置。
【請求項３】さらに、ｅ．前記判定された不具合度を、前記制御ユニットに設
けられた内部メモリに格納すると共に、前記ロボットの
外部に設けられた外部メモリに格納する不具合度格納手
段、を備えたことを特徴とする請求項１項または２項記
載の移動ロボットの異常検知装置。
【請求項４】前記不具合度格納手段は、前記不具合度
判定手段の出力と前記ロボットの状態量を示すパラメー
タを、前記内部メモリに格納すると共に、前記外部メモ
リに格納することを特徴とする請求項３項記載の移動ロ
ボットの異常検知装置。
【請求項５】前記制御ユニットは、ｆ．少なくとも目標操作量を入力し、前記目標操作量を
満足するように制御対象である前記ロボットの目標挙動
を出力する動力学モデルに基づき、少なくとも前記動力
学モデルと前記ロボットの状態量の偏差に応じた前記目
標値の修正量を少なくとも前記動力学モデルに付加的に
入力して前記動力学モデルの挙動を修正する動力学モデ
ル挙動修正手段と、およびｇ．前記動力学モデルの挙動を追従するように、前記駆
動モータの作動を制御する制御手段と、を備えるもので
あると共に、前記自己診断手段は、前記動力学モデルと
前記ロボットの状態量の偏差が所定範囲にないとき、前
記状態量が異常な値と自己診断することを特徴とする請
求項１項から４項のいずれかに記載の移動ロボットの異
常検知装置。
【請求項６】前記ロボットが、少なくとも上体と、前
記上体に関節を介して揺動可能に連結されると共に、先
端に関節を介して足部が連結される複数本の脚部リンク
を備える脚式移動ロボットであり、前記内界センサが前
記上体の鉛直軸に対する傾斜を示す出力を生じる傾斜計
を含むと共に、前記自己診断手段は、前記傾斜計の出力
が所定範囲にないとき、前記傾斜計が異常と自己診断す
ることを特徴とする請求項１項から５項のいずれかに記
載の移動ロボットの異常検知装置。
【請求項７】前記ロボットが、少なくとも上体と、前
記上体に関節を介して揺動可能に連結されると共に、先
端に関節を介して足部が連結される複数本の脚部リンク
を備える脚式移動ロボットであり、前記内界センサが前
記ロボットの関節の角度、角速度および角加速度の少な
くともいずれかを示す出力を生じる角度検出器を含むと
共に、前記自己診断手段は、前記角度検出器の出力が所
定範囲にないとき、前記角度検出器が異常と自己診断す
ることを特徴とする請求項１項から６項のいずれかに記
載の移動ロボットの異常検知装置。
【請求項８】前記内界センサが、撮像した画像を示す
出力を生じる視覚センサを含むことを特徴とする請求項
１項から７項のいずれかに記載の移動ロボットの異常検
知装置。
【請求項９】前記搭載機器が、前記ロボットに作用す
る床反力を測定する床反力検出器を含むと共に、前記自
己診断手段は、前記床反力検出器の出力が所定範囲にな
いとき、前記床反力検出器が異常と自己診断することを
特徴とする請求項１項から８項のいずれかに記載の移動
ロボットの異常検知装置。
【請求項１０】前記搭載機器が、前記駆動モータに供
給される電流および前記駆動モータの温度を検出するセ
ンサ群を含むと共に、前記自己診断手段は、前記検出さ
れた電流および温度の少なくともいずれかがそれぞれ設
定される所定範囲にないとき、前記駆動モータが異常と
自己診断することを特徴とする請求項１項から９項のい
ずれかに記載の移動ロボットの異常検知装置。
【請求項１１】前記搭載機器が、前記制御ユニットお
よび前記駆動モータに通電するバッテリおよびその電圧
を示す出力を生じる電圧センサを含むと共に、前記自己
診断手段は、前記電圧センサの出力が所定値未満のと
き、前記バッテリが異常と自己診断することを特徴とす
る請求項１項から１０項のいずれかに記載の移動ロボッ
トの異常検知装置。
【請求項１２】前記搭載機器が、操作者との音声によ
る交信を可能とする音声認識装置を含むことを特徴とす
る請求項１項から１１項のいずれかに記載の移動ロボッ
トの異常検知装置。
【請求項１３】さらに、ｈ．前記ロボットの外部に配置されて前記外部メモリを
含む、マイクロコンピュータからなる操作用制御ユニッ
トと、およびｉ．前記制御ユニットと前記操作用制御ユニットを通信
自在に接続する通信手段と、を備えると共に、前記自己
診断手段は、前記通信手段が異常か否か自己診断するこ
とを特徴とする請求項１項から１２項のいずれかに記載
の移動ロボットの異常検知装置。