JP2003231073A

JP2003231073A - 脚型移動ロボットの位置決め方法及び脚型移動ロボット

Info

Publication number: JP2003231073A
Application number: JP2002034404A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kawauchi; 直人川内; Manabu Tamura; 学田村; Hiroshi Sasaki; 拓佐々木; Hiroyuki Kanazawa; 宏幸金澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2003-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易なセンサ構成で精度のよいロボット（足
先）の位置決めを行うことができる脚型移動ロボットの
位置決め方法及び脚型移動ロボットを提供する。【解決手段】階段１１の手前でロボット歩行面８に位
置決めテープ１０を配設し、且つ、ロボット１の足先
４，５の外側面４ａ，５ａに取り付けて位置決めテープ
を足先の前後方向に沿って連続的に検出可能に構成した
センサ６，７を備え、これらのセンサによって位置決め
テープを検出し、この位置検出信号に基づいて足先の移
動方向（Ｌ_x方向）、前記移動方向と直交する方向（Ｌ
_y方向）及び前記移動方向に対する傾き（θ方向）の位
置決めを行うようにする。また、センサは、両方の足先
の内側面に取り付けてもよく、片方の足先の外側面及び
内側面に取り付けてもよく、両方の足先の外側面及び内
側面に取り付けてもよく、更には足先の裏面に取り付け
てもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は脚型移動ロボットの
位置決め方法及び脚型移動ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、２本の脚で歩行して移動する脚型
移動ロボットの開発が進められている。この脚型移動ロ
ボットは、車輪移動等の平面内走行を主体とする移動体
に比べて、その脚の機能を生かした移動が可能であり、
例えば前記移動体では困難な階段の昇降や段差の乗り越
えなどが可能である。

【０００３】一方、脚型移動ロボットにおいて例えば階
段の昇降を実現するには、階段の手前に立った脚型移動
ロボット（足先）と階段との位置関係、即ち、階段昇降
の移動方向位置Ｘ、階段幅方向（左右方向）の位置Ｙ、
及び、前記移動方向に対する傾きθの位置決めをする必
要がある。そして、かかるＸ，Ｙ，θの位置決め制御
を、センサを用いて行う方法としては以下のような方法
が考えられる。

【０００４】（１）２眼ＣＣＤカメラで階段等に貼って
ある複数のマークを検出することにより、３次元距離計
測と姿勢検出とを行って位置決め制御を行う方法。（２）超音波センサやレーザセンサ等の距離センサを３
個設け、且つ、ロボットの歩行面側に反射板を設けて三
角測量により、ロボットの位置を計測して位置決め制御
を行う方法。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１）の方法では十分な検出精度が得られず、また、外
乱光に影響されやすく、外乱光に対して弱い等の問題が
ある。上記（２）の方法では距離を計るための反射板が
必要になり、この反射板の配設に手間がかかるなどの問
題がある。

【０００６】従って、本発明は上記の事情に鑑み、簡易
なセンサ構成で精度のよいロボット（足先）の位置決め
を行うことができる脚型移動ロボットの位置決め方法及
び脚型移動ロボットを提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の脚型移動ロボットの位置決め方法は、２本の脚で
歩行して移動する脚型移動ロボットの位置決め方法にお
いて、ロボットの歩行面に直線状の位置決め部をその長
手方向がロボットの移動方向と直交するように配設し、
且つ、前記２本の脚の足先外側面、又は内側面の少なく
とも２箇所に取り付けて前記位置決め部を前記足先の前
後方向に沿って連続的に検出可能に構成したセンサを備
え、これらのセンサによって前記位置決め部を検出し、
この位置検出信号に基づいて前記足先の前記移動方向
（Ｌ_x方向）、前記移動方向と直交する方向（Ｌ_y方
向）又は前記移動方向に対する傾き（θ方向）の位置決
めを行うことを特徴とする。

【０００８】また、第２発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法は、第１発明の脚型移動ロボットの位置決め方
法において、前記センサは片方の足先の外側面ともう片
方の足先の外側面とに取り付けることを特徴とする。

【０００９】また、第３発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法は、第１発明の脚型移動ロボットの位置決め方
法において、前記センサは両方の足先の外側面及び内側
面に取り付けることを特徴とする。

【００１０】また、第４発明の脚型移動ロボットは、２
本の脚で歩行して移動する脚型移動ロボットにおいて、
前記２本の脚の足先外側面、又は内側面の少なくとも２
箇所に取り付けて長手方向がロボットの移動方向と直交
するようにロボットの歩行面に配設した直線状の位置決
め部を前記足先の前後方向に沿って連続的に検出可能に
構成したセンサを備え、これらのセンサによって前記位
置決め部を検出し、この位置検出信号に基づいて前記足
先の前記移動方向（Ｌ_x方向）、前記移動方向と直交す
る方向（Ｌ_y方向）又は前記移動方向に対する傾き（θ
方向）の位置決めを行うように構成したことを特徴とす
る。

【００１１】また、第５発明の脚型移動ロボットは、第
４発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサは片方
の足先の外側面ともう片方の足先の外側面とに取り付け
たことを特徴とする。

【００１２】また、第６発明の脚型移動ロボットは、第
４発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサは両方
の足先の外側面及び内側面に取り付けたことを特徴とす
る。

【００１３】また、第７発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法は、２本の脚で歩行して移動する脚型移動ロボ
ットの位置決め方法において、ロボットの歩行面に直線
状の位置決め部をその長手方向がロボットの移動方向と
直交するように配設し、且つ、前記２本の脚の足先の裏
面等の少なくとも２箇所に前記足先の一部として取り付
けて前記足先と一体化し前記位置決め部を前記足先の前
後方向に沿って連続的に検出可能に構成したセンサを備
え、これらのセンサによって前記位置決め部を検出し、
この位置検出信号に基づいて前記足先の前記移動方向
（Ｌ_x方向）、前記移動方向と直交する方向（Ｌ_y方
向）又は前記移動方向に対する傾き（θ方向）の位置決
めを行うことを特徴とする。

【００１４】また、第８発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法は、第７発明の脚型移動ロボットの位置決め方
法において、前記センサは片方の足先の外側面付近とも
う片方の足先の外側面付近とに取り付けることを特徴と
する。

【００１５】また、第９発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法は、第７発明の脚型移動ロボットの位置決め方
法において、前記センサは両方の足先の外側面付近及び
内側面付近に取り付けることを特徴とする。

【００１６】また、第１０発明の脚型移動ロボットは、
２本の脚で歩行して移動する脚型移動ロボットにおい
て、前記２本の脚の足先の裏面等の少なくとも２箇所に
前記足先の一部として取り付けて前記足先と一体化し、
長手方向がロボットの移動方向と直交するようにロボッ
トの歩行面に配設した直線状の位置決め部を、前記足先
の前後方向に沿って連続的に検出可能に構成したセンサ
を備え、これらのセンサによって前記位置決め部を検出
し、この位置検出信号に基づいて前記足先の前記移動方
向（Ｌ_x方向）、前記移動方向と直交する方向（Ｌ_y方
向）又は前記移動方向に対する傾き（θ方向）の位置決
めを行うように構成したことを特徴とする。

【００１７】また、第１１発明の脚型移動ロボットは、
第１０発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサは
片方の足先の外側面付近ともう片方の足先の外側面付近
とに取り付けたことを特徴とする。

【００１８】また、第１２発明の脚型移動ロボットは、
第１０発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサは
両方の足先の外側面付近及び内側面付近に取り付けたこ
とを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２０】図１及び図２は本発明の実施の形態に係る
脚型移動ロボットの足先部分の構成を示す斜視図及び平
面図、図３は前記脚型移動ロボットの足先に取り付けた
センサの構成を示す斜視図である。また、図４は前記脚
型移動ロボットのＬ_y方向の位置決め手順を示す説明
図、図５及び図６は前記脚型移動ロボットのθ方向の位
置決め手順を示す説明図、図７は前記ロボットのＬ_x方
向の位置決め手順を示す説明図である。

【００２１】図１及び図２に示すように、本実施の形態
の脚型移動ロボット（以下、単にロボットともいう）１
は２足歩行を行うための２本の脚２，３を有し、これら
の脚２，３の下端部に直方体状の足先４，５を備えてい
る。足先４，５はロボット１に備えた図示しない駆動装
置により脚２，３とともに駆動されて階段１１の昇降方
向（Ｌ_x方向）に交互に繰出される。このことによって
ロボット１はＬ_x方向に歩行（移動）する。また、ロボ
ット１は左右方向（Ｌ_y方向）への移動や、その場での
旋回（方向転換）なども可能となっている。

【００２２】そして、左の足先４の外側面４ａにはセン
サ６が取り付けられ、右の足先５の外側面５ａにはセン
サ７が取り付けられている。センサ６，７は何れも足先
４，５の前後方向の長さと同じ長さを有する長尺のもの
であり、その長手方向が足先４，５の前後方向に沿い、
且つ、センサ６，７の先端６ａ，６ｂ及び後端が足先
４，５の先端４ｂ，５ｂ及び後端４ｃ，５ｃに一致する
ように取り付けられている。なお、必ずしもセンサ６，
７の先端６ａ，７ａと足先４，５の先端４ａ，５ａの位
置や、センサ６，７の後端６ｂ，７ｂと足先４，５の後
端４ｂ，５ｂの位置は図示のように一致させなくてもよ
く、足先４，５の前後方向の長さとセンサ６，７の長さ
は等しくなくてもよい。

【００２３】一方、ロボット１の歩行面８には直線状の
位置決め部としての位置決めテープ１０が配設されてい
る。この位置決めテープ１０は、ロボット１が階段１１
を昇り始める前にロボット１（足先４，５）と階段１１
との位置関係を位置決めするため、階段１１の手前の所
定位置（位置決めをする位置）に配設されており、位置
決めテープ１０の長手方向が階段１１の幅方向（図２の
左右方向）と平行になっている。

【００２４】位置決めテープ１０の長さＬ_tは、センサ
６，７の間隔Ｌ_sに略等しい（Ｌ_t≒Ｌ_s）、或いは、
センサ間隔Ｌ_sよりも若干長めに設定されている。ま
た、位置決めテープ１０の長さＬ_tは階段幅Ｌ_kよりも
短く設定されており、位置決めテープ１０の左右両端１
０ａ，１０ｂの階段幅方向位置が、前記左右両端１１
ａ，１１ｂの階段幅方向位置よりも内側に位置してい
る。

【００２５】図２には階段１１の手前において要求され
るロボット１の位置決め状態を示している。このとき、
階段１１の前端１１ｃからロボット１の足先４，５の先
端４ｂ，５ｂまでの距離（Ｌ_x方向の距離）は目標値Ｌ
_x0となり、階段１１の右端１１ｂからロボット１の足先
５の外側面５ａまでの距離（Ｌ_y方向の距離）は目標値
Ｌ_y0となっている。また、ロボット１の足先４，５のロ
ボット移動方向（Ｌ_x方向）に対する傾きθ、即ち、足
先４，５の幅方向とロボット移動方向（Ｌ_x方向）との
なす角度θは目標値θ₀（＝９０°）となっている。

【００２６】また、このときの足先４，５に対する位置
決めテープ１０の位置Ｌ_l1，Ｌ_l2及びＬ_r1，Ｌ_r2は、そ
れぞれ目標位置Ｌ₁，Ｌ₂に等しくなっている。Ｌ_l1，
Ｌ_r1は位置決めテープ１０からセンサ６，７の先端６
ａ，７ａまでの距離、Ｌ_l2，Ｌ _r2は位置決めテープ１０
からセンサ６，７の後端６ｂ，７ｂまでの距離である。

【００２７】ロボット１に備えた図示しないロボット制
御装置では、図２に示すようにロボット１の足先４，５
の位置Ｌ_x，Ｌ_y，θが目標位置Ｌ_x0，Ｌ_y0，θ₀とな
るようにセンサ６，７の検出信号に基づいて位置決め制
御を行う。この位置決め制御の手順（アルゴリズム）に
ついては後述する。

【００２８】図３に示すように、センサ６，７はホール
ＩＣやレーザスイッチ（レーザ式ＯＮ／ＯＦＦスイッ
チ）などの検出素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，
１２ｅ，１２ｆを連続的に配設してなるものであり、こ
れらの検出素子１２ａ〜１２ｆにより位置決めテープ１
０を足先４，５の前後方向に沿って連続的に検出するこ
とができる。なお、ホールＩＣの場合には位置決めテー
プ（磁気テープ）を検知すると出力電圧が高くなるた
め、この出力電圧が所定値以上になったときにＯＮした
と判断する。

【００２９】このセンサ６，７では、検出素子１２ａ〜
１２ｆの何れが位置決めテープ１０を検出するかによっ
て足先４，５（センサ６，７）に対する位置決めテープ
１０の位置、換言すれば、位置決めテープ１０に対する
足先４，５（センサ６，７）の位置を知ることができ
る。図３に示す例では位置決めテープ１０が検出素子１
２ｄの真下に位置しており、この検出素子１２ｄのみが
位置決めテープ１０を検知してＯＮとなり、他の検出素
子１２ａ〜１２ｃ，１２ｅ，１２ｆは全てＯＦＦとな
る。そしてロボット制御装置では、センサ６，７の全体
の長さと各検出素子１２ａ〜１２ｆの位置は予め入力さ
れて既知であるため、検出素子１２ｄの検出信号（ＯＮ
信号）に基づいて位置決めテープ１０の位置Ｌ_l1，Ｌ_l2
及びＬ_r1，Ｌ _r2を求めることができる。なお、実際には
ホールＩＣなどの検出素子は例えば５ｍｍ程度のもので
あり、これを図示例のような６個に限らず、適宜の数だ
け連結してセンサ６，７を構成する。

【００３０】［表１］に示すようにセンサ６，７として
は、磁気センサ、ホールＩＣ、レーザスイッチ及びＣＣ
Ｄカメラなどが適用可能であると考えられ、磁気センサ
及びホールＩＣに対しては磁気テープ、レーザスイッチ
に対しては反射テープ、ＣＣＤカメラに対してはカラー
テープを位置決めテープ１０として用いる。超音波セン
サを用いることも考えられるが、この場合にはセンサと
位置決めテープとが非常に近接しているために検出精度
が不十分となり、また、周囲の雑音に影響されることも
考えられる。なお、センサ６，７としては、必ずしも上
記のものに限定するものではなく、足先４，５の前後方
向に沿って連続的に位置決めテープ１０を検出可能に構
成したものであればよい。

【００３１】

【表１】

【００３２】ここで、図４〜図７に基づき、位置決め制
御の手順（アルゴリズム）について説明する。位置決
め制御は図４に示すＬ_y方向の位置決め、図５に示すθ
方向の位置決め、図６に示すＬ_x方向の位置決めの順に
行う。

【００３３】まず、センサ６，７の両方が同時に位置決
めテープ１０を検出したか否かを確認する。その結果、
センサ６，７の何れか一方のみしか位置決めテープ１０
を検出しない場合には、センサ６，７の両方が同時に位
置決めテープ１０を検出するまで足先４，５をＬ_y方向
の一方又は他方に移動させる。

【００３４】例えば、図４では左のセンサ６のみが位置
決めテープ１０を検出し、右のセンサ７は位置決めテー
プ１０から外れているために位置決めテープ１０を検出
していない。この場合には足先４，５が右に寄り過ぎて
いると判断し、センサ６，７の両方が同時に位置決めテ
ープ１０を検出するまで足先４，５を矢印ＡのようにＬ
_y方向の一方（左方向）に移動（横歩き）させる。かく
して、階段１１の右端１１ｂからロボット１の足先５の
外側面５ａまでの距離（Ｌ_y方向の距離）が目標値Ｌ_y0
となり、Ｌ_y方向の位置決めが完了する。このときの足
先４，５の状態は例えば図５のようになる。

【００３５】次に、センサ６，７の検出信号に基づいて
足先４，５の傾きθを求め、この傾きθが目標値θ₀に
なっているか否かを確認する。その結果、足先４，５の
傾きθが目標値θ₀になっていない場合には、その場で
足先４，５を旋回（足踏み）をさせることにより足先
４，５の傾きθが目標値θ₀となるようにする。

【００３６】例えば図５及び図６には足先４，５が右に
傾いた状態を示している。これに対し、センサ６，７の
検出信号に基づいて得られる位置決めテープ１０の位置
Ｌ_l1，Ｌ_l2及びＬ_r1，Ｌ_r2を用いて、次の（１）式〜
（４）式により、足先４，５の所要旋回角度Δθを求め
る。

【００３７】

【数１】

【００３８】即ち、（１）式により、位置決めテープ位
置Ｌ_r1，Ｌ_l1とセンサ間隔Ｌ_sとから足先の傾きθ₁を
求め、且つ、（２）式により、位置決めテープ位置
Ｌ_l2，Ｌ _r2とセンサ間隔Ｌ_sとから足先の傾きθ₂を求
める。その後、（３）式により、これらの足先の傾きθ
₁，θ₂の平均値を計算して足先の傾きθを求める。な
お、必ずしも（３）式によってθ₁，θ₂の平均値を求
める場合に限定するものではなく、θ₁又はθ₂の値
を、直接、θの値としてもよい。

【００３９】そして、（４）式により、足先の傾きθと
目標値θ₀との差を計算して足先４，５の所要旋回角度
Δθを求め、この旋回角度Δθだけその場で足先４，５
を左回りに旋回させることにより、足先４，５の傾きθ
が目標値θ₀となるようにする。かくしてθ方向の位置
決めが完了する。このときの足先４，５の状態は例えば
図７のようになる。

【００４０】最後に、センサ６，７の検出信号に基づい
て位置決めテープ１０の位置Ｌ_l1，Ｌ_l2及びＬ_r1，Ｌ_r2
を求め、これらのＬ_l1，Ｌ_r1とＬ_l2，Ｌ_r2とが、それぞ
れ目標値Ｌ₁と目標値Ｌ₂とになっているか否かを確認
する。その結果、位置決めテープ位置Ｌ_l1，Ｌ_r1，
Ｌ_l2，Ｌ_r2が目標値Ｌ₁，Ｌ₂になっていない場合に
は、足先４，５をＬ_x方向の一方（前方）又は他方（後
方）に移動させて、位置決めテープ１０の位置Ｌ_l1，Ｌ
_r1，Ｌ_l2，Ｌ_r2が目標値Ｌ₁，Ｌ₂となるようにする。
なお、先の（４）式で求めた旋回角度Δθの旋回とＬ_x
方向への移動は同時に行うこともできる。

【００４１】例えば図７には足先４，５が前方側（階段
側）に寄り過ぎている状態を示している。これに対し、
センサ６，７の検出信号に基づいて得られる位置決めテ
ープ１０の位置Ｌ_l1，Ｌ_l2及びＬ_r1，Ｌ_r2を用いて、次
の（５）式より、Ｌ_x方向の所要移動量ΔＬ_xを求め
る。なお、所要移動量ΔＬ_xは必ずしも（５）式によっ
て求める場合に限定するものではなく、（Ｌ₁−
Ｌ_r1）、（Ｌ₂−Ｌ_r2）、（Ｌ ₁−Ｌ_l1）又は（Ｌ₂−
Ｌ_l2）の何れかを、直接、所要移動量ΔＬ_xの値として
もよい。

【００４２】

【数２】

【００４３】そして、この所要移動量ΔＬ_xだけ後方へ
足先４，５を移動させて、位置決めテープ１０の位置Ｌ
_l1，Ｌ_r1，Ｌ_l2，Ｌ_r2が目標値Ｌ₁，Ｌ₂となるように
する。かくして、階段１１から足先４，５までの距離
（Ｌ_x方向の距離）がＬ_x0となり、Ｌ_x方向の位置決め
が完了する。このときの足先４，５の状態は図２に示す
とおりである。なお、図２に示すように足先４，５の位
置決めが目標値Ｌ_x0，Ｌ _y0，θ₀に収まるまで図３〜図
７に示す手順を必要に応じて何度か繰り返してもよい。

【００４４】以上のように本実施の形態によれば、ロボ
ット１の足先４，５にセンサ６，７を取り付け、これら
のセンサ６，７によって歩行面８に設けた位置決めテー
プ１０を検出し、この位置検出信号に基づいて位置決め
を行うため、従来に比べて簡易なセンサ構成で精度よく
ロボット１の足先４，５の位置決めを行うことができ
る。

【００４５】なお、上記では階段１１を昇降する場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限らず、任意の場所
でのロボット（足先）の位置決めに適用することができ
る。例えば段差を乗り越える場合には、段差の手前に位
置決めテープを設け、この位置決めテープを足先に取り
付けたセンサで検出して位置決めを行えばよい。

【００４６】また、上記では足先４，５の外側面４ａ，
５ａにセンサ６，７を取り付けた場合について説明した
が、必ずしもこれに限定するものではなく、足先４，５
の外側面又は内側面の少なくとも２箇所にセンサを設け
ればよい。具体例としては、図８に示すように足先４，
５の内側面４ｄ，５ｄにセンサ６，７を取り付けるこ
と、或いは、図９に示すように片方の足先５の外側面５
ａ及び内側面５ｄにセンサ６，７を取り付けることなど
が考えられる。この場合、図８及び図９に示すようにセ
ンサ６，７の間隔に合わせて位置決めテープ１０の長さ
や配置を設定する。

【００４７】なお、図８のように足先４，５の内側面４
ｄ，５ｄにセンサ６，７を取り付ける場合や図９のよう
に足先５の外側面５ａ及び内側面５ｄにセンサ６，７を
取り付ける場合に比べて、図１のように足先４の外側面
４ａと足先５の外側面５ａにセンサ６，７を取り付ける
場合のほうがセンサ６，７の間隔Ｌ_sが広いため、足先
４，５の傾きθを求める場合などに精度が高くなり、有
利である。

【００４８】また、図１０に示すように片方の足先４の
外側面４ａ及び内側面４ｄにセンサ６Ａ，６Ｂを取り付
け、且つ、もう片方の足先５の外側面５ａ及び内側面５
ｂにセンサ７Ａ，７Ｂを取り付けてもよい。これらのセ
ンサ６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂはセンサ６，７と同様の構
成のものである。この場合には図１１に例示するような
何れの場合にも、少なくとも２個のセンサで位置決めテ
ープ１０を検出して位置決め制御を行うことができる。

【００４９】図１１（ａ）は４個のセンサ６Ａ，６Ｂ，
７Ａ，７Ｂが全て位置決めテープ１０を検出した状態で
あり、このときには例えば外側の２個のセンサ６Ａ，７
Ａの検出信号に基づいて位置決め制御を行えばよい。図
１１（ｂ）は片方の足先５に取り付けた２個のセンサ７
Ａ，７Ｂのみが位置決めテープ１０を検出した状態であ
り、この場合にはセンサ７Ａ，７Ｂの検出信号に基づい
て位置決め制御を行えばよく、また、この位置決め制御
の途中で４個のセンサ６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂが全て位
置決めテープ１０を検出した状態となれば、その時点で
外側の２個のセンサ６Ａ，７Ａの検出信号に基づいて位
置決め制御を行うように切り換えてもよい。図１１
（ｃ）は足先４の内側面４ｄと足先５の内側面５ｄに取
り付けた２個のセンサ６Ｂ，７Ｂのみが位置決めテープ
１０を検出した状態であり、この場合にはセンサ６Ｂ，
７Ｂの検出信号に基づいて位置決め制御を行えばよく、
また、この位置決め制御の途中で４個のセンサ６Ａ，６
Ｂ，７Ａ，７Ｂが全て位置決めテープ１０を検出した状
態となれば、その時点で外側の２個のセンサ６Ａ，７Ａ
の検出信号に基づいて位置決め制御を行うように切り換
えてもよい。

【００５０】このように両方の足先４，５の外側面４
ａ，５ａ及び内側面４ｄ，５ｄにセンサ６Ａ，６Ｂ，７
Ａ，７Ｂを取り付けた場合には、より確実にロボット１
の足先４，５の位置決め制御を行うことができる。

【００５１】また、上記ではセンサを足先の側面に取り
付けたが、これに限らず、足先の裏面等に足先の一部と
して取り付けて足先と一体化してもよい。例えば、図１
２では、センサ６は一方の足先４の裏面４ｅに歩行の妨
げとならないように足先４の一部として取り付けて（足
先４に内蔵して）足先４と一体化しており、センサ７は
他方の足先５の裏面５ｅに歩行の妨げとならないように
足先５の一部として取り付けて（足先５に内蔵して）足
先５と一体化している。

【００５２】この場合にはセンサ６，７を壁等の側面に
ぶつけて破損させる心配がない。また、足幅が広がらな
いとう点でもロボットの歩行に有利となる。なお、図１
２ではセンサ６を足先４の外側面４ａ付近に取り付け、
センサ７を足先５の外側面５ａ付近に取り付けている
が、必ずしもこれに限定するものではなく、センサは足
先４，５の少なくとも２箇所に取り付ければよい。例え
ば、図示は省略するが、両方の足先の内側面付近にそれ
ぞれセンサ６，７を取り付けたり、片方の足先４又は５
の外側面付近と内側面付近とにそれぞれセンサ６，７を
取り付けたり、或いは、両方の足先４，５の外側面付近
及び内側面付近にそれぞれセンサ６Ａ，６Ｂ及びセンサ
７Ａ，７Ｂを取り付けてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第１発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法によれば、２本の脚で歩行して移動する脚型移
動ロボットの位置決め方法において、ロボットの歩行面
に直線状の位置決め部をその長手方向がロボットの移動
方向と直交するように配設し、且つ、前記２本の脚の足
先外側面、又は内側面の少なくとも２箇所に取り付けて
前記位置決め部を前記足先の前後方向に沿って連続的に
検出可能に構成したセンサを備え、これらのセンサによ
って前記位置決め部を検出し、この位置検出信号に基づ
いて前記足先の前記移動方向（Ｌ_x方向）、前記移動方
向と直交する方向（Ｌ_y方向）又は前記移動方向に対す
る傾き（θ方向）の位置決めを行うようにしたため、従
来に比べて簡易なセンサ構成で精度よく脚型移動ロボッ
トの足先の位置決めを行うことができる。

【００５４】また、第２発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法によれば、第１発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法において、前記センサは片方の足先の外側面と
もう片方の足先の外側面とに取り付けるため、両方の足
先の内側面にセンサを取り付ける場合や片方の足先の外
側面及び内側面にセンサを取り付ける場合に比べて、セ
ンサの間隔が広いため、足先の傾きを求める場合などに
精度が高くなり、有利である。

【００５５】また、第３発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法によれば、第１発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法において、前記センサは両方の足先の外側面及
び内側面に取り付けるため、より確実に脚型移動ロボッ
トの足先の位置決め制御を行うことができる。

【００５６】また、第４発明の脚型移動ロボットによれ
ば、２本の脚で歩行して移動する脚型移動ロボットにお
いて、前記２本の脚の足先外側面、又は内側面の少なく
とも２箇所に取り付けて長手方向がロボットの移動方向
と直交するようにロボットの歩行面に配設した直線状の
位置決め部を前記足先の前後方向に沿って連続的に検出
可能に構成したセンサを備え、これらのセンサによって
前記位置決め部を検出し、この位置検出信号に基づいて
前記足先の前記移動方向（Ｌ_x方向）、前記移動方向と
直交する方向（Ｌ_y方向）又は前記移動方向に対する傾
き（θ方向）の位置決めを行うように構成したことによ
り、従来に比べて簡易なセンサ構成で精度よく脚型移動
ロボットの足先の位置決めを行うことができる。

【００５７】また、第５発明の脚型移動ロボットによれ
ば、第４発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサ
は片方の足先の外側面ともう片方の足先の外側面とに取
り付けたことにより、両方の足先の内側面にセンサを取
り付ける場合や片方の足先の外側面及び内側面にセンサ
を取り付ける場合に比べて、センサの間隔が広いため、
足先の傾きを求める場合などに精度が高くなり、有利で
ある。

【００５８】また、第６発明の脚型移動ロボットによれ
ば、第４発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサ
は両方の足先の外側面及び内側面に取り付けたことによ
り、より確実に脚型移動ロボットの足先の位置決め制御
を行うことができる。

【００５９】また、第７発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法によれば、２本の脚で歩行して移動する脚型移
動ロボットの位置決め方法において、ロボットの歩行面
に直線状の位置決め部をその長手方向がロボットの移動
方向と直交するように配設し、且つ、前記２本の脚の足
先の裏面等の少なくとも２箇所に前記足先の一部として
取り付けて前記足先と一体化し前記位置決め部を前記足
先の前後方向に沿って連続的に検出可能に構成したセン
サを備え、これらのセンサによって前記位置決め部を検
出し、この位置検出信号に基づいて前記足先の前記移動
方向（Ｌ_x方向）、前記移動方向と直交する方向（Ｌ_y
方向）又は前記移動方向に対する傾き（θ方向）の位置
決めを行うようにしたため、従来に比べて簡易なセンサ
構成で精度よく脚型移動ロボットの足先の位置決めを行
うことができる。しかも、センサを壁等の側面にぶつけ
て破損させる心配がない。また、足幅が広がらないとう
点でもロボットの歩行に有利となる。

【００６０】また、第８発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法は、第７発明の脚型移動ロボットの位置決め方
法において、前記センサは片方の足先の外側面付近とも
う片方の足先の外側面付近とに取り付けるため、両方の
足先の内側面付近にセンサを取り付ける場合や片方の足
先の外側面付近及び内側面付近にセンサを取り付ける場
合に比べて、センサの間隔が広いため、足先の傾きを求
める場合などに精度が高くなり、有利である。

【００６１】また、第９発明の脚型移動ロボットの位置
決め方法は、第７発明の脚型移動ロボットの位置決め方
法において、前記センサは両方の足先の外側面付近及び
内側面付近に取り付けるため、より確実に脚型移動ロボ
ットの足先の位置決め制御を行うことができる。

【００６２】また、第１０発明の脚型移動ロボットは、
２本の脚で歩行して移動する脚型移動ロボットにおい
て、前記２本の脚の足先の裏面等の少なくとも２箇所に
前記足先の一部として取り付けて前記足先と一体化し、
長手方向がロボットの移動方向と直交するようにロボッ
トの歩行面に配設した直線状の位置決め部を、前記足先
の前後方向に沿って連続的に検出可能に構成したセンサ
を備え、これらのセンサによって前記位置決め部を検出
し、この位置検出信号に基づいて前記足先の前記移動方
向（Ｌ_x方向）、前記移動方向と直交する方向（Ｌ_y方
向）又は前記移動方向に対する傾き（θ方向）の位置決
めを行うように構成したことにより、従来に比べて簡易
なセンサ構成で精度よく脚型移動ロボットの足先の位置
決めを行うことができる。しかも、センサを壁等の側面
にぶつけて破損させる心配がない。また、足幅が広がら
ないとう点でもロボットの歩行に有利となる。

【００６３】また、第１１発明の脚型移動ロボットは、
第１０発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサは
片方の足先の外側面付近ともう片方の足先の外側面付近
とに取り付けたため、両方の足先の内側面付近にセンサ
を取り付ける場合や片方の足先の外側面付近及び内側面
付近にセンサを取り付ける場合に比べて、センサの間隔
が広いため、足先の傾きを求める場合などに精度が高く
なり、有利である。

【００６４】また、第１２発明の脚型移動ロボットは、
第１０発明の脚型移動ロボットにおいて、前記センサは
両方の足先の外側面付近及び内側面付近に取り付けたた
め、より確実に脚型移動ロボットの足先の位置決め制御
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る脚型移動ロボットの
足先部分の構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る脚型移動ロボットの
足先部分の構成を示す平面図である。

【図３】前記脚型移動ロボットの足先に取り付けたセン
サの構成を示す斜視図である。

【図４】前記脚型移動ロボットのＬ_y方向の位置合せの
手順を示す説明図である。

【図５】前記脚型移動ロボットのθ方向の位置決め手順
を示す説明図である。

【図６】前記脚型移動ロボットのθ方向の位置決め手順
を示す説明図である。

【図７】前記ロボットのＬ_x方向の位置決め手順を示す
説明図である。

【図８】センサの他の取り付け方法を示す説明図であ
る。

【図９】センサの他の取り付け方法を示す説明図であ
る。

【図１０】センサの他の取り付け方法を示す説明図であ
る。

【図１１】足先の状態を示す説明図である。

【図１２】センサの他の取り付け方法を示す説明図であ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ）は裏面図である。

【符号の説明】

１脚型移動ロボット２，３脚４，５足先４ａ，５ａ足先の外側面４ｂ，５ｂ足先の先端４ｃ，５ｃ足先の後端４ｄ，５ｄ足先の内側面４ｅ，５ｅ足先の裏面６，６Ａ，６Ｂ，７，７Ａ，７Ｂセンサ６ａ，７ａセンサの先端６ｂ，７ｂセンサの後端８ロボットの歩行面１０位置決めテープ１０ａ，１０ｂテープ端１１階段１１ａ，１１ｂ階段の端１１ｃ階段の前端１２ａ〜１２ｆ検出素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木拓兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者金澤宏幸兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内Ｆターム(参考） 3C007 CS08 KT01 KV00 KV08 KX12 KX19 LT14 LT18 MT04 WA03 WA13 5H301 AA01 BB14 CC03 CC06 CC08 EE06 EE08 EE13 FF04 FF06 FF10 GG09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２本の脚で歩行して移動する脚型移動ロ
ボットの位置決め方法において、ロボットの歩行面に直線状の位置決め部をその長手方向
がロボットの移動方向と直交するように配設し、且つ、
前記２本の脚の足先外側面、又は内側面の少なくとも２
箇所に取り付けて前記位置決め部を前記足先の前後方向
に沿って連続的に検出可能に構成したセンサを備え、こ
れらのセンサによって前記位置決め部を検出し、この位
置検出信号に基づいて前記足先の前記移動方向、前記移
動方向と直交する方向又は前記移動方向に対する傾きの
位置決めを行うことを特徴とする脚型移動ロボットの位
置決め方法。
【請求項２】請求項１に記載する脚型移動ロボットの
位置決め方法において、前記センサは片方の足先の外側面ともう片方の足先の外
側面とに取り付けることを特徴とする脚型移動ロボット
の位置決め方法。
【請求項３】請求項１に記載する脚型移動ロボットの
位置決め方法において、前記センサは両方の足先の外側面及び内側面に取り付け
ることを特徴とする脚型移動ロボットの位置決め方法。
【請求項４】２本の脚で歩行して移動する脚型移動ロ
ボットにおいて、前記２本の脚の足先外側面、又は内側面の少なくとも２
箇所に取り付けて長手方向がロボットの移動方向と直交
するようにロボットの歩行面に配設した直線状の位置決
め部を前記足先の前後方向に沿って連続的に検出可能に
構成したセンサを備え、これらのセンサによって前記位
置決め部を検出し、この位置検出信号に基づいて前記足
先の前記移動方向、前記移動方向と直交する方向又は前
記移動方向に対する傾きの位置決めを行うように構成し
たことを特徴とする脚型移動ロボット。
【請求項５】請求項４に記載する脚型移動ロボットに
おいて、前記センサは片方の足先の外側面ともう片方の足先の外
側面とに取り付けたことを特徴とする脚型移動ロボッ
ト。
【請求項６】請求項４に記載する脚型移動ロボットに
おいて、前記センサは両方の足先の外側面及び内側面に取り付け
たことを特徴とする脚型移動ロボット。
【請求項７】２本の脚で歩行して移動する脚型移動ロ
ボットの位置決め方法において、ロボットの歩行面に直線状の位置決め部をその長手方向
がロボットの移動方向と直交するように配設し、且つ、
前記２本の脚の足先の裏面等の少なくとも２箇所に前記
足先の一部として取り付けて前記足先と一体化し前記位
置決め部を前記足先の前後方向に沿って連続的に検出可
能に構成したセンサを備え、これらのセンサによって前
記位置決め部を検出し、この位置検出信号に基づいて前
記足先の前記移動方向、前記移動方向と直交する方向又
は前記移動方向に対する傾きの位置決めを行うことを特
徴とする脚型移動ロボットの位置決め方法。
【請求項８】請求項７に記載する脚型移動ロボットの
位置決め方法において、前記センサは片方の足先の外側面付近ともう片方の足先
の外側面付近とに取り付けることを特徴とする脚型移動
ロボットの位置決め方法。
【請求項９】請求項７に記載する脚型移動ロボットの
位置決め方法において、前記センサは両方の足先の外側面付近及び内側面付近に
取り付けることを特徴とする脚型移動ロボットの位置決
め方法。
【請求項１０】２本の脚で歩行して移動する脚型移動
ロボットにおいて、前記２本の脚の足先の裏面等の少なくとも２箇所に前記
足先の一部として取り付けて前記足先と一体化し、長手
方向がロボットの移動方向と直交するようにロボットの
歩行面に配設した直線状の位置決め部を、前記足先の前
後方向に沿って連続的に検出可能に構成したセンサを備
え、これらのセンサによって前記位置決め部を検出し、
この位置検出信号に基づいて前記足先の前記移動方向、
前記移動方向と直交する方向又は前記移動方向に対する
傾きの位置決めを行うように構成したことを特徴とする
脚型移動ロボット。
【請求項１１】請求項１０に記載する脚型移動ロボッ
トにおいて、前記センサは片方の足先の外側面付近ともう片方の足先
の外側面付近とに取り付けたことを特徴とする脚型移動
ロボット。
【請求項１２】請求項１０に記載する脚型移動ロボッ
トにおいて、前記センサは両方の足先の外側面付近及び内側面付近に
取り付けたことを特徴とする脚型移動ロボット。