JP2005144612A - Robot system, remote controller, and robot device and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットシステム、遠隔操作装置、ロボット装置及びその制御方法に関し、例えば自律行動型のロボットを無線遠隔操作できるようになされたロボットシステムに適用して好適なものである。 The present invention relates to a robot system, a remote operation device, a robot device, and a control method therefor, and is suitable for application to a robot system that can wirelessly operate an autonomous behavior type robot, for example.
近年、移動型のロボットを無線等により遠隔操作できるようになされたロボットシステムが多く見受けられるようになってきた。そしてこのようなロボットシステムとして、遠隔操作用のアプリケーションソフトウェアをインストールしたパーソナルコンピュータを遠隔操作装置として用い、当該パーソナルコンピュータのモニタ上に表示されたGUI(Graphical User Interface)でなるコントロールパネルを利用してロボットを操作できるようになされたものなども登場している(例えば非特許文献1参照)。
ところで、一般的に上述のようなロボットシステムにおいては、ユーザ操作に応じて遠隔操作装置から順次送信される制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作をロボットが実行するように構築されている。 By the way, in general, in the robot system as described above, the robot is configured to execute an operation according to the control command based on the control command sequentially transmitted from the remote operation device according to the user operation. Yes.
このためかかるロボットシステムにおいて、例えば遠隔操作装置を介してロボットを遠隔操作している最中に遠隔操作装置及びロボット間のネットワーク接続が何らかの要因によって不意に切断された場合、ロボットは、最後に受信した制御コマンドに応じた動作を実行し続けるか、又はネットワーク接続の切断と同時に動作を停止することとなる。 Therefore, in such a robot system, for example, when the network connection between the remote control device and the robot is unexpectedly disconnected for some reason during the remote control of the robot via the remote control device, the robot receives the last The operation corresponding to the control command is continued, or the operation is stopped simultaneously with the disconnection of the network connection.
しかしながら、かかるロボットシステムにおいて、遠隔操作装置及びロボット間のネットワーク接続が切断した後にロボットが最後に受信した制御コマンドに応じた動作を実行し続ける構成とすると、ロボット1がユーザ操作を離れて動作することに起因する段差からの落下や外部物体との衝突などによって当該ロボット1に損傷が生じるおそれがあり、また隔操作装置及びロボット間のネットワーク接続の切断と同時にロボットが動作を停止する構成とすると、そのときのロボットの姿勢によっては転倒等による損傷をロボットに生じさせるおそれがあった。
However, in such a robot system, if the remote control device and the network connection between the robot are disconnected and the robot continues to execute the operation according to the control command received last, the
一方、上述した従来のロボットシステムでは、遠隔操作装置及びロボット間がネットワーク接続されている状態では、そのときのロボットの状態や状況にかかわりなく、ユーザ操作に応じて遠隔操作装置から送信される制御コマンドに基づいて、ロボットが常に指定された動作を発現するように構築されている。 On the other hand, in the above-described conventional robot system, when the remote operation device and the robot are connected via a network, control transmitted from the remote operation device in response to a user operation regardless of the state or situation of the robot at that time. Based on the command, the robot is constructed so as to always express a specified motion.
しかしながら、例えばロボットがユーザに抱き抱えられている状況のときや、ロボットの内部温度が異常上昇している状態のときなどにもロボットが通常の遠隔操作時と同様に動作できるようにすると、ユーザに傷を負わせたり又はロボット自身に損傷を生じさせるおそれがある。 However, if the robot can be operated in the same manner as during normal remote operation, for example, when the robot is being held by the user or when the internal temperature of the robot is abnormally rising, May damage the robot itself or cause damage to the robot itself.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ユーザやロボット装置自身の安全性を向上させ得るロボットシステム、遠隔操作装置、ロボット装置及びその制御方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and intends to propose a robot system, a remote operation device, a robot device, and a control method thereof that can improve the safety of the user and the robot device itself.
かかる課題を解決するため本発明においては、ロボットシステム、遠隔操作装置及びロボット装置において、遠隔操作装置に、ネットワーク切断後動作として設定された動作に応じた動作指定コマンドをロボット装置に送信する送信手段を設け、ロボット装置に、遠隔操作装置から送信された動作指定コマンドに応じた動作をネットワーク切断後動作として設定する動作設定手段と、ネットワーク接続が切断したときに、ネットワーク切断後動作として設定された動作を発現するようにロボット装置を制御する制御手段とを設けるようにした。 In order to solve this problem, in the present invention, in the robot system, the remote operation device, and the robot device, a transmission unit that transmits an operation designation command to the robot device according to an operation set as an operation after network disconnection to the remote operation device. The operation setting means for setting the operation according to the operation designation command transmitted from the remote operation device as the operation after network disconnection to the robot device, and the operation after the network disconnection when the network connection is disconnected Control means for controlling the robot apparatus so as to express the movement is provided.
この結果このロボットシステム、遠隔操作装置及びロボット装置によれば、遠隔操作装置とロボット装置とのネットワーク接続が不意に切断した場合にあっても、ロボット装置がユーザ操作を離れて動作することに起因して当該ロボット装置に損傷が生じたり、ネットワーク接続の切断と同時にロボット装置が動作を停止して転倒することによるロボット装置の損傷の発生を未然かつ有効に防止することができる。 As a result, according to the robot system, the remote operation device, and the robot device, even when the network connection between the remote operation device and the robot device is unexpectedly disconnected, the robot device operates away from the user operation. As a result, it is possible to effectively prevent the robot apparatus from being damaged due to damage to the robot apparatus, or the robot apparatus stopping operation and falling down simultaneously with the disconnection of the network connection.
また本発明においては、遠隔操作装置と所定の通信回線を通じてネットワーク接続することによって、遠隔操作装置を用いて遠隔操作できるようになされたロボット装置の制御方法において、遠隔操作装置から送信される所定の動作指定コマンドに応じた動作をネットワーク切断後動作として設定する第1のステップと、ネットワーク接続が切断したときに、ネットワーク切断後動作として設定した動作を発現するようにロボット装置を制御する第2のステップとを設けるようにした。 Also, in the present invention, in a method for controlling a robot apparatus that can be remotely operated using a remote operation device by connecting to the remote operation device via a predetermined communication line, a predetermined transmission transmitted from the remote operation device is provided. A first step of setting an operation according to the operation designation command as an operation after network disconnection, and a second step of controlling the robot apparatus so as to exhibit the operation set as the operation after network disconnection when the network connection is disconnected Steps.
この結果このロボット装置の制御方法によれば、遠隔操作装置とロボット装置とのネットワーク接続が不意に切断した場合にあっても、ロボット装置がユーザ操作を離れて動作することに起因して当該ロボット装置に損傷が生じたり、ネットワーク接続の切断と同時にロボット装置が動作を停止して転倒することによるロボット装置の損傷の発生を未然かつ有効に防止することができる。 As a result, according to the control method of the robot apparatus, even when the network connection between the remote operation apparatus and the robot apparatus is unexpectedly disconnected, the robot apparatus operates by moving away from the user operation. It is possible to effectively prevent the occurrence of damage to the robot apparatus due to the apparatus being damaged or the robot apparatus stopping operation and falling down simultaneously with the disconnection of the network connection.
さらに本発明においては、ロボットシステム及びロボット装置において、ロボット装置に、遠隔操作装置から送信される制御コマンドを受信する受信手段と、受信した制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する制御手段とを設け、制御手段が、そのときのロボット装置の状態及び又は状況に応じて、遠隔操作装置から送信される当該状態及び又は当該状況に応じた所定の制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶するようにした。 Furthermore, in the present invention, in the robot system and the robot apparatus, the robot apparatus receives a control unit that receives a control command transmitted from the remote control device, and develops an operation according to the control command based on the received control command. Control means for controlling the operation of the robot apparatus, and the control means responds to the state and / or situation transmitted from the remote control device according to the state and / or situation of the robot apparatus at that time. The control command other than the predetermined control command is rejected.
この結果このロボットシステム及びロボット装置によれば、ロボット装置に損傷又は不具合を生じさせるような状態や、ユーザに怪我を負わせるような状況のときに、遠隔操作装置から送信された制御コマンドに基づくロボット装置の動作を停止させて、ロボット装置に損傷又は不具合が生じたり、ユーザに怪我を負わせる事態の発生を未然に防止することができる。 As a result, according to the robot system and the robot apparatus, the robot system and the robot apparatus are based on the control command transmitted from the remote operation apparatus in a state that causes damage or malfunction to the robot apparatus or a situation that causes injury to the user. By stopping the operation of the robot apparatus, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the robot apparatus is damaged or malfunctioned or the user is injured.
さらに本発明においては、ロボット装置の制御方法において、遠隔操作装置から送信される制御コマンドを受信する第1のステップと、受信した制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する第2のステップとを設け、第2のステップでは、そのときのロボット装置の状態及び又は状況に応じて、遠隔操作装置から送信される当該状態及び又は当該状況に応じた所定の制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶するようにした。 Further, according to the present invention, in the control method of the robot apparatus, the first step of receiving the control command transmitted from the remote control device and the action according to the control command are expressed based on the received control command. And a second step for controlling the operation of the robot apparatus. In the second step, the state and / or the situation transmitted from the remote control device according to the state and / or situation of the robot apparatus at that time The control command other than the predetermined control command according to is rejected.
この結果このロボット装置の制御方法によれば、ロボット装置に損傷又は不具合を生じさせるような状態や、ユーザに怪我を負わせるような状況のときに、遠隔操作装置から送信された制御コマンドに基づくロボット装置の動作を停止させて、ロボット装置に損傷又は不具合が生じたり、ユーザに怪我を負わせる事態の発生を未然に防止することができる。 As a result, according to the control method of the robot apparatus, it is based on the control command transmitted from the remote operation apparatus in a state where the robot apparatus is damaged or malfunctioned or in a situation where the user is injured. By stopping the operation of the robot apparatus, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the robot apparatus is damaged or malfunctioned or the user is injured.
以上のように本発明によれば、ロボットシステム、遠隔操作装置及びロボット装置において、遠隔操作装置に、ネットワーク切断後動作として設定された動作に応じた動作指定コマンドをロボット装置に送信する送信手段を設け、ロボット装置に、遠隔操作装置から送信された動作指定コマンドに応じた動作をネットワーク切断後動作として設定する動作設定手段と、ネットワーク接続が切断したときに、ネットワーク切断後動作として設定された動作を発現するようにロボット装置を制御する制御手段とを設けるようにしたことにより、遠隔操作装置とロボット装置とのネットワーク接続が不意に切断した場合にあっても、ロボット装置がユーザ操作を離れて動作することに起因して当該ロボット装置に損傷が生じたり、ネットワーク接続の切断と同時にロボット装置が動作を停止して転倒することによるロボット装置の損傷の発生を未然かつ有効に防止することができ、かくして安全性を向上させ得るロボットシステム、遠隔操作装置及びロボット装置を実現できる。 As described above, according to the present invention, in the robot system, the remote operation device, and the robot device, the transmission means for transmitting to the robot device an operation designation command corresponding to the operation set as the operation after disconnecting the network to the remote operation device. Provided, an operation setting means for setting an operation corresponding to an operation designation command transmitted from a remote operation device as an operation after network disconnection to the robot device, and an operation set as an operation after network disconnection when the network connection is disconnected By providing a control means for controlling the robot device so as to express the robot device, even when the network connection between the remote control device and the robot device is unexpectedly disconnected, the robot device leaves the user operation. The robot device may be damaged due to operation or connected to the network. Realizes a robot system, remote control device, and robot device that can prevent and effectively prevent the robot device from being damaged due to the robot device stopping operation and falling over at the same time as cutting. it can.
また本発明によれば、遠隔操作装置と所定の通信回線を通じてネットワーク接続することによって、遠隔操作装置を用いて遠隔操作できるようになされたロボット装置の制御方法において、遠隔操作装置から送信される所定の動作指定コマンドに応じた動作をネットワーク切断後動作として設定する第1のステップと、ネットワーク接続が切断したときに、ネットワーク切断後動作として設定した動作を発現するようにロボット装置を制御する第2のステップとを設けるようにしたことにより、遠隔操作装置とロボット装置とのネットワーク接続が不意に切断した場合にあっても、ロボット装置がユーザ操作を離れて動作することに起因して当該ロボット装置に損傷が生じたり、ネットワーク接続の切断と同時にロボット装置が動作を停止して転倒することによるロボット装置の損傷の発生を未然かつ有効に防止することができ、かくして安全性を向上させ得るロボットシステム、遠隔操作装置及びロボット装置を実現できる。 Further, according to the present invention, in the method for controlling a robot apparatus that can be remotely operated using the remote operation device by connecting to the remote operation device through a predetermined communication line, the predetermined method transmitted from the remote operation device. A first step of setting an operation according to the operation designation command as an operation after disconnection of the network, and a second step of controlling the robot apparatus so as to exhibit the operation set as the operation after disconnection of the network when the network connection is disconnected Thus, even when the network connection between the remote control device and the robot device is unexpectedly disconnected, the robot device operates away from the user operation. Or the robotic device stops operating as soon as the network connection is lost. The occurrence of damage to the robot apparatus according to overturn it is possible to effectively prevent, thus robot system capable of improving safety, it is possible to realize a remote operation apparatus and the robot apparatus.
さらに本発明によれば、ロボットシステム及びロボット装置において、ロボット装置に、遠隔操作装置から送信される制御コマンドを受信する受信手段と、受信した制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する制御手段とを設け、制御手段が、そのときのロボット装置の状態及び又は状況に応じて、遠隔操作装置から送信される当該状態及び又は当該状況に応じた所定の制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶するようにしたことにより、ロボット装置に損傷又は不具合を生じさせるような状態や、ユーザに怪我を負わせるような状況のときに、遠隔操作装置から送信された制御コマンドに基づくロボット装置の動作を停止させて、ロボット装置に損傷又は不具合が生じたり、ユーザに怪我を負わせる事態の発生を未然に防止することができ、かくして安全性を向上させ得るロボットシステム、遠隔操作装置及びロボット装置を実現できる。 Furthermore, according to the present invention, in the robot system and the robot apparatus, the robot apparatus receives a control command transmitted from the remote control device to the robot apparatus, and performs an operation according to the control command based on the received control command. Control means for controlling the operation of the robot apparatus so as to express, and the control means responds to the state and / or situation transmitted from the remote control device according to the state and / or situation of the robot apparatus at that time. From the remote control device in a situation that causes a damage or malfunction to the robot device or a situation in which the user is injured by rejecting a control command other than a predetermined control command in response. If the robot device is stopped based on the transmitted control command, the robot device may be damaged or malfunctioned. The occurrence of a situation that inflict injury to the user can be prevented, thus the robot system capable of improving safety, a remote control device and a robot device can be realized.
さらに本発明によれば、ロボット装置の制御方法において、遠隔操作装置から送信される制御コマンドを受信する第1のステップと、受信した制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する第2のステップとを設け、第2のステップでは、そのときのロボット装置の状態及び又は状況に応じて、遠隔操作装置から送信される当該状態及び又は当該状況に応じた所定の制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶するようにしたことにより、ロボット装置に損傷又は不具合を生じさせるような状態や、ユーザに怪我を負わせるような状況のときに、遠隔操作装置から送信された制御コマンドに基づくロボット装置の動作を停止させて、ロボット装置に損傷又は不具合が生じたり、ユーザに怪我を負わせる事態の発生を未然に防止することができ、かくして安全性を向上させ得るロボットシステム、遠隔操作装置及びロボット装置を実現できる。 Furthermore, according to the present invention, in the control method of the robot apparatus, the first step of receiving the control command transmitted from the remote operation device and the operation according to the control command are expressed based on the received control command. A second step for controlling the operation of the robot device, and in the second step, the state transmitted from the remote control device and / or the state according to the state and / or situation of the robot device at that time Remote control in situations where the robot device is damaged or malfunctioned due to the rejection of control commands other than the predetermined control command according to the situation, or where the user is injured Stop the robot device operation based on the control command sent from the device, causing damage or malfunction to the robot device, The occurrence of a situation that inflict injury can be prevented, thus the robot system capable of improving safety, it is possible to realize a remote operation apparatus and the robot apparatus.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)本実施の形態によるロボット1の構成
図1において、1は全体として本実施の形態によるロボットを示し、胴体部ユニット2の前後左右にそれぞれ脚部ユニット3A〜3Dが連結されると共に、胴体部ユニット2の前端部に頭部ユニット4が連結されることにより構成されている。
(1) Configuration of
この場合胴体部ユニット2には、図2に示すように、このロボット1全体の動作を制御するコントローラ10と、このロボット1の動力源としてのバッテリ11と、バッテリセンサ12、加速度センサ13、複数の挟込み検出用タッチセンサ14(141〜14n)及び温度センサ16などの各種センサと、専用の外部メモリ15及びPC(Personal Computer)カード用の各スロット(図示せず)となどがそれぞれ胴体部ユニット2の所定位置にそれぞれ配設されている。
In this case, as shown in FIG. 2, the
また頭部ユニット4には、このロボット1の実質上の「目」に相当するCCD(Charge Coupled Device)カメラ17、実質上の「耳」に相当するマイクロホン18、タッチセンサ19及び距離センサ20などの各種センサと、「口」に相当するスピーカ21と、外見上の「目」に相当するLED(Light Emitting Diode)22などがそれぞれ所定位置に配置されている。
The
さらに各脚部ユニット3A〜3Dの膝関節や、各脚部ユニット3A〜3D及び胴体部ユニット2をそれぞれ連結する各肩関節、頭部ユニット4及び胴体部ユニット2を連結する首関節などには、それぞれ自由度数分や必要数のアクチュエータ231〜23n及びこれらアクチュエータ231〜23nとそれぞれ対をなすポテンショメータ241〜24nが配設されている。
Furthermore, for the knee joints of the
そして頭部ユニット4のCCDカメラ17は、周囲を撮像し、得られた画像信号S1をコントローラ10に送出する。またマイクロホン18は、ユーザから与えられる「歩け」、「伏せ」又は「ボールを追いかけろ」などの音声入力や、その他種々の周囲音を集音し、得られた音声信号S2をコントローラ10に送出する。
The
さらに頭部ユニット4のタッチセンサ19は、図1において明らかなように、頭部ユニット4の上部に設けられており、ユーザからの「撫でる」や「叩く」といった物理的な働きかけにより受けた圧力を検出し、検出結果を圧力検出信号S3としてコントローラ10に送出する。さらに距離センサ20は、前方の物体までの距離を測定し、測定結果を距離測定信号S4としてコントローラ10に送出する。
Further, as clearly shown in FIG. 1, the
一方、胴体部ユニット2のバッテリセンサ12は、バッテリ11のエネルギ残量を検出し、検出結果をバッテリ残量検出信号S5としてコントローラ10に送出する。また加速度センサ13は、図1においてそれぞれ矢印x、矢印y又は矢印zで示すX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の加速度をそれぞれ検出し、検出結果を加速度検出信号S6としてコントローラ10に送出する。
On the other hand, the
さらに各挟込み検出用タッチセンサ14(141〜14n)は、胴体部ユニット2及び脚部ユニット3A〜3D間におけるユーザの指等の異物の挟み込みを検出し得る所定位置にそれぞれ配設されており、胴体部ユニット2及び脚部ユニット3A〜3D間において物体を挟み込んだときにその反作用として受ける圧力を検出し、検出結果を挟込み検出信号S7(S71〜S7n)としてコントローラ10に送出する。
Furthermore, each pinching detection touch sensor 14 (14 1 to 14 n ) is disposed at a predetermined position where it can detect the pinching of a foreign object such as a user's finger between the
さらに温度センサ16は、胴体部ユニット2内部の温度を検出して当該検出結果を温度検出信号S10としてコントローラ10に送出し、各ポテンショメータ241〜24nは、それぞれ対応するアクチュエータ231〜23nの出力軸の回転角度を検出して、それぞれ検出結果を角度検出信号S81〜S8nとしてコントローラ10に送出する。
Further, the
コントローラ10は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含むマイクロコンピュータ構成でなり、予め装填された外部メモリ15(15A、15B)に格納されている制御プログラムや、後述の各種モーションファイル、音声ファイル及びLEDファイル等の各種制御データに従ってこのロボット1の動作を制御する。
The
実際上、例えば自律動作モード専用の制御プログラムが格納された外部メモリ15Aが装填されている場合、コントローラ10は、CCDカメラ17からの画像信号S1、マイクロホン18からの音声信号S2、タッチセンサ19からの操作検出信号S3、距離センサ20からの距離測定信号S4及び各挟込み検出用タッチセンサ14からの挟込み検出信号S7と、バッテリセンサ12からのバッテリ残量信号S5、加速度センサ13からの加速度検出信号S6、温度センサ16からの温度検出信号S10及び各ポテンショメータ241〜24nからの角度検出信号S81〜S8nとに基づいて、外部及び内部の状態や、ユーザからの指令及び働きかけの有無などを判断する。
In practice, for example, when the external memory 15A storing a control program dedicated to the autonomous operation mode is loaded, the
そしてコントローラ10は、この判断結果と、外部メモリ15Aに格納されている制御プログラムとに基づいて続く行動を決定し、当該決定結果に基づき必要に応じて、外部メモリ15Aに格納された各種動作パターンごとの制御データでなるモーションファイルの中から対応するモーションファイルを再生し、かくして得られた制御データに基づいて対応するアクチュエータ231〜23nに駆動信号S91〜S9nを送出してこれを駆動させることにより、頭部ユニット4を上下左右に振らせたり、各脚部ユニット3A〜3Dを駆動して歩行させるなどの各種動作や、一連の動作からなる各種行動を行わせる。
Then, the
またこの際コントローラ10は、必要に応じて外部メモリ15Aに格納されている各種音声ファイルの中から対応する音声ファイルを再生し、かくして得られた音声信号S10をスピーカ21に与えることにより当該音声信号S10に基づく音声を外部に出力させる。同様に、この際コントローラ10は、必要に応じて外部メモリ15Aに格納されているLED22の各種点滅パターンごとのLEDファイルの中から対応するLEDファイルを再生し、かくして得られた制御データに基づいてLED22を対応するパターンで点滅駆動する。
Further, at this time, the
このようにしてこのロボット1においては、コントローラ10の制御のもとに、装填された外部メモリ15に格納された制御プログラム及び制御データ等に従った動作や行動を行い得るようになされている。
In this manner, the
(2)本実施の形態によるロボットシステム30の構成
ここで図3は、上述のロボット1と、当該ロボット1のユーザが所有するパーソナルコンピュータ31とから構成される本実施の形態によるロボットシステム30を示すものである。このロボットシステム30では、パーソナルコンピュータ31を用いてかかるロボット1を無線遠隔操作し得るようになされている。
(2) Configuration of
この場合パーソナルコンピュータ31としては、図4に示すように、CPU32、ROM33、RAM34、PCカードスロット35、ハードディスク装置36、画像表示処理部37、ディスプレイ38、音声出力処理部39及びスピーカ40等を有する汎用のものが用いられる。
In this case, as shown in FIG. 4, the
そしてこのパーソナルコンピュータ31には、例えばCD(Compact Disc)−ROM41(図3)に記録されて提供される、このロボットシステム30全体としてかかる機能を発揮させるためのアプリケーションソフトウェア(以下、これを遠隔操作用アプリケーションンソフトウェアと呼ぶ)がインストールされ、所定の無線通信規格に準拠した無線LANカード(以下、これをPC側無線LANカードと呼ぶ)42が装着される。
In the
またロボット1には、上述のような自律動作を行うための自律動作モード用の制御プログラム(以下、これを自律動作モード用プログラムと呼ぶ)や、当該ロボット1を無線遠隔操作できるようにするための遠隔操作モード用の制御プログラム(以下、これを遠隔操作モード用プログラムと呼ぶ)、及びモーションファイル等の各種制御データが格納された外部メモリ15Bと、パーソナルコンピュータ31のPC側無線LANカード42と対をなす無線LANカード(以下、これをロボット側無線LANカードと呼ぶ)43とが装着される。
In addition, the
そしてロボット1のコントローラ10は、外部メモリ15Bが装填された後電源が投入されると、自律動作モード用プログラムを当該外部メモリ15Bから読み出し、これを内部メモリ10A(図2)に展開することにより自律動作モードで起動し、この後は自律動作モード用プログラムに従って上述のように自律的に行動するように当該ロボット1を制御する。
When the
一方、パーソナルコンピュータ31のCPU32(図4)は、インストールされた遠隔操作用アプリケーションソフトウェアが起動されると、この遠隔操作用アプリケーションソフトウェアに基づいて所定の画像データを画像表示処理部37に与えることにより、この画像データに基づく所定のGUIでなるコントロールパネルをディスプレイ38に表示させる。
On the other hand, when the installed remote operation application software is activated, the CPU 32 (FIG. 4) of the
かくしてユーザは、図5に示すように、このコントロールパネルを操作してパーソナルコンピュータ31とロボット1とを無線LANを介してネットワーク接続させることができる。またユーザは、このようにパーソナルコンピュータ31及びロボット1をネットワーク接続させることで、そのときのロボット1のCCDカメラ17(図2)によって撮像された動画像や、ロボット1のマイクロホン18(図2)によって集音された音声、及びロボット1に搭載された各種センサのセンサ出力に基づき認識されるロボット1の現在の状況などをパーソナルコンピュータ側でモニタしたり、ロボット1の稼働モードを自律動作モードから遠隔操作モードへ又は遠隔操作モードから自律動作モードへと切り替えることができ、さらにロボット1の稼働モードを遠隔操作モードに切り替えたときにはこのコントロールパネルを用いてロボット1を遠隔操作することができる。
Thus, as shown in FIG. 5, the user can operate the control panel to connect the
実際上、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、コントロールパネルが操作されてパーソナルコンピュータ31とロボット1とをネットワーク接続すべき旨の命令が入力されると、これに応じた制御コマンド(以下、これをネットワーク接続要求コマンドと呼ぶ)をPC側無線LANカード42を介してロボット1に送信する。
In practice, when the
そしてロボット1のコントローラ10(図2)は、自律動作モード時、このネットワーク接続要求コマンドをロボット側無線LANカード43を介して受信すると、そのパーソナルコンピュータ31をネットワーク接続の相手として設定し、この後CCDカメラ17(図2)からの画像信号S2に基づく画像情報及びマイクロホン16(図2)からの音声信号S1に基づく音声情報(PCM(Pulse Code Modulation)データ)と、距離センサ20(図2)からの距離測定信号S4に基づく距離情報、各ポテンショメータ241〜24n(図2)からの角度検出信号S81〜S8nに基づく角度検出情報などの各種センサ情報と、そのときコントローラ10が認識している各種認識情報となどをロボット側無線LANカード43を介して順次パーソナルコンピュータ31に送信する。なお、以下においては、これら画像情報、音声情報、各種センサ情報及び各種認識情報をまとめてロボット情報と呼ぶものとする。
When the controller 10 (FIG. 2) of the
かくしてパーソナルコンピュータ31のCPU32は、このロボット1から送信されてくるロボット情報をPC側無線LANカード42を介して受信すると、当該ロボット情報に含まれる画像情報や各種センサ情報及び各種認識情報を画像表示処理部37に与えることにより、この画像情報に基づく動画像や、各種センサ情報に基づき認識される現在のロボット1の状態などをコントロールパネル上にそれぞれ表示させる一方、ロボット情報に含まれる音声情報(PCMデータ)を必要に応じて音声出力処理部39に与えることにより、当該音声情報に基づく音声をスピーカ40から出力させる。
Thus, when the
一方、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、この後コントロールパネルが操作されてロボット1の稼働モードを遠隔操作モードに切り替えさせるべき命令が入力されると、これに応じた制御コマンド(以下、これを第1の稼働モード切替えコマンドと呼ぶ)をPC側無線LANカード42を介してロボット1に送信する。
On the other hand, when the
そしてロボット1のコントローラ10は、この第1の稼働モード切替えコマンドをロボット側無線LANカード43を介して受信すると、遠隔操作モード用プログラムを外部メモリ15Bから読み出し、これを内部メモリ10A(図2)に展開するなどの稼働モード切替えのための所定の処理(以下、これを第1の稼働モード切替え処理と呼ぶ)を実行することによりロボット1の稼働モードを遠隔操作モードに切り替える。
When the
またロボット1のコントローラ10は、遠隔操作モード時にも上述の各種ロボット情報をロボット側無線LANカード43を介してパーソナルコンピュータ31に送信する一方、このときパーソナルコンピュータ31のCPU32は、このロボット1から送信されてくるロボット情報に基づく動画像や現在のロボット1の状態などを引き続き上述と同様にしてディスプレイ38に表示されたコントロールパネル上にそれぞれ表示させる。
The
かくしてユーザは、このコントロールパネルに表示された動画像や現在のロボット1の状態などを目視確認しながらコントロールパネルを操作して、ロボット1に所望する動作を発現すべき旨の命令を入力したり、予め登録された幾つかの音声コンテンツの中から所望の音声コンテンツを選択してその音声をロボット1のスピーカ21(図2)から出力させるべき旨の命令を入力することができる。
Thus, the user operates the control panel while visually confirming the moving image displayed on the control panel, the current state of the
このときパーソナルコンピュータ31のCPU32は、かかるユーザ操作に応じて、対応する制御コマンドや、対応する音声コンテンツのPCMデータ等をPC側無線LANカード42を介してロボット1に送信する。そしてロボット1のコントローラ10は、この制御コマンド等をロボット側無線LANカード43を介して受信すると、対応するモーションファイル、音声ファイル及び又はLEDファイルを再生することにより指定された動作をロボットに発現させたり、送信されてきたPCMデータを再生して当該PCMデータに基づく音声をスピーカ21から出力させる。
At this time, the
他方、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、この後コントロールパネルが操作されてロボット1の稼働モードを自律動作モードに切り替えさせるべき命令が入力されると、これに応じた制御コマンド(以下、これを第2の稼働モード切替えコマンドと呼ぶ)をPC側無線LANカード42を介してロボット1に送信する。
On the other hand, when the
そしてロボット1のコントローラ10は、この第2の稼働モード切替えコマンドをロボット側無線LANカード43を介して受信すると、自律動作モード用プログラムを外部メモリ15Bから読み出し、これを内部メモリ10A(図2)に展開するなどの稼働モード切替えのための所定処理(以下、これを第2の稼働モード切替え処理と呼ぶ)を実行することによりロボット1の稼働モードを自律動作モードに切り替える一方、この後はこの自律動作モード用プログラムに従って自律的に行動するように当該ロボット1の行動を制御する。
When the
このようにしてこのロボットシステム30においては、パーソナルコンピュータ31を用いてロボット1を自在に遠隔操作することができるようになされている。
In this way, in the
なお、このような遠隔操作機能に関するパーソナルコンピュータ31のソフトウェア構成を図5に示す。この図5からも明らかなように、かかる遠隔操作機能に関するパーソナルコンピュータ31のソフトウェアは、遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50、複数のAPI(Application Programming Interface)からなる通信ライブラリ51及び通信制御プログラム42から構成される。
The software configuration of the
この場合遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50は、画像表示処理部37(図4)を制御してディスプレイ38にコントロールパネルを表示させる一方、当該コントロールパネルを操作してユーザが入力した各種命令に応じたネットワーク接続要求コマンド、第1又は第2の稼働モード切替えコマンド等の各種制御コマンドやPCMデータ等を通信ライブラリ51を介して通信制御プログラム52に与える。
In this case, the remote
また通信制御プログラム52は、遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50から与えられた各種制御コマンドやPCMデータ等をPC側無線LANカード42(図3)を介してロボット1に送信する一方、PC側無線LANカード42を介して受信したロボット1からの画像情報、音声情報(PCMデータ)、各種センサ情報及び各種認識情報などの各種ロボット情報や、制御コマンドを通信ライブラリ51を介して遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50に与える。
The
かくして遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50は、画像表示処理部37を制御して、このロボット情報に含まれる画像情報や、各種センサ情報及び各種認識情報に基づき認識されるロボット1の現在の状態に関する情報を画像表示処理部37に与えることにより、当該画像情報に基づく動画像やロボット1の現在の状態をそれぞれパーソナルコンピュータ31のディスプレイ38(図4)に表示されたコントロールパネル上に表示させたり、ロボット情報に含まれる音声情報(PCMデータ)を必要に応じて音声出力処理部39に与えることにより、当該音声情報に基づく音声をパーソナルコンピュータ31のスピーカ40から出力させる。
Thus, the remote
このようにしてパーソナルコンピュータ31は、かかる遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50に基づいてロボット1を遠隔操作等し得るようになされている。
In this way, the
(3)コントロールパネル45を用いたロボット1の遠隔操作
ここで実際上パーソナルコンピュータ31のCPU32は、かかる隔操作用アプリケーションソフトウェア50に基づいて、例えば図6に示すようなコントロールパネル60をディスプレイ38に表示させる。
(3) Remote operation of the
このコントロールパネル60は、ナビゲータパネル61及びプレーヤパネル62から構成されており、ナビゲータパネル61の中央部にカメラ状況エリア70が設けられ、このカメラ状況エリア70内にロボット1から送信されたロボット情報に含まれる画像情報に基づく動画像が表示される。
The
またカメラ状況エリア70の下側には距離表示エリア71が設けられ、この距離表示エリア71内に、かかるロボット情報に含まれる距離情報に基づき認識されるカメラ状況エリア70内に表示された動画像の中心位置にある物体までの距離がレベルメータ方式で表示される。
A
一方、ナビゲータパネル61におけるカメラ状況エリア70の右側には、カメラアングル表示エリア73が設けられ、このカメラアングル表示エリア73内に、かかるロボット情報に基づき得られたCCDカメラ17(図2)のカメラアングルが黄色の点(以下、これをカメラアングル表示点と呼ぶ)74として表示される。
On the other hand, a camera
そしてユーザは、このカメラアングル表示エリア73内に表示されたカメラアングル表示点74をマウス操作により当該カメラアングル表示エリア73内の所望の位置にドラッグ・アンド・ドロップすることによって、ロボット1の頭部ユニット4の向きを対応する方向に回転させて、ロボット1のCCDカメラ17の向きをその方向に移動させ得るようになされている。
Then, the user drags and drops the camera
またカメラアングル表示エリア73の下側には「伏せ」、「座る」及び「立つ」の各基本姿勢にそれぞれ対応させて3つの姿勢指定ボタン75A〜75Cが設けられており、これら姿勢指定ボタン75A〜75Cの中から所望する姿勢指定ボタン75A〜75Cをクリックすることによって、ロボット1の姿勢を対応する姿勢に遷移させ得るようになされている。
Also, below the camera
さらに各姿勢指定ボタン75A〜75Cの下側には十字形状の移動方向エリア76が設けられており、当該移動方向エリア76内の十字マーク77の上、下、右又は左の先端部分をクリックすることによって、ロボット1をそれぞれ前進、後進、右旋回又は左旋回させることができ、また十字マーク77の中心部77Aをクリックすることによって、ロボット1の移動を停止させることができるようになされている。
Further, a cross-shaped
他方、カメラ状況エリア70の左側には3Dロボット表示エリア78が設けられ、この3Dロボット表示エリア78内に、かかるロボット情報に基づき認識されるロボット1の現在の姿勢と同じ姿勢のロボット1の3次元コンピュータグラフィック画像(以下、これを3Dロボット画像と呼ぶ)79が順次更新されながら表示される。
On the other hand, a 3D
また3Dロボット表示エリア78内には、ロボット情報に基づき得られる、そのときロボット1のコントローラ10(図2)がCCDカメラ17(図2)からの画像信号S1等に基づき認識した例えば「Warning(警告)」等の各種認識結果を表す文字80が合わせて表示される。
Further, in the 3D
そしてこの3Dロボット表示エリア78の下側には、3Dロボット表示切換えボタン81が複数設けられている。この3Dロボット表示切換えボタン81(81A〜81D)は、3Dロボット表示エリア78内に表示された3Dロボット画像79の表示状態を切り換えるためのものであり、例えばビューホームポジションボタン81Aをクリックすることによって、3Dロボット画像79の向きや表示位置等をホームポジションに戻すことができる。
A plurality of 3D robot
また3Dロボット表示切換えボタン81のうち、ビュー移動ボタン81Bをクリックすることによって、3Dロボット画像79をドラッグ操作により3Dロボット表示エリア78内の所望位置に移動させることができ、ビュー回転ボタン81Cをクリックすることによって、3Dロボット画像79をドラッグ操作により回転させることができ、さらにビューズームボタン81Dをクリックすることによって、3Dロボット画像79を拡大表示させることができるようになされている。
Further, by clicking the
さらにナビゲータパネル61の下部の左側にはコネクトボタン82、自律動作モードボタン83及び遠隔操作モードボタン84が並設されており、このうちコネクトボタン82をクリックすることによって、パーソナルコンピュータ31とロボット1とをネットワーク接続させることができ、自律動作モードボタン83をクリックすることによって、ロボット1の稼働モードを遠隔操作モードから自律動作モードに移行させることができ、遠隔操作モードボタン84をクリックすることによって、ロボット1の稼働モードを自律動作モードから遠隔操作モードに移行させることができるようになされている。
Further, a
そして遠隔操作モードボタン84の右側にはさらに複数のコントロールボタン85(85A〜85G)が設けられており、このうちスチルキャプチャボタン85Aをクリックすることによって、その瞬間にカメラ状況エリア70に表示されていた動画像の1フレーム分の静止画像の画像データをパーソナルコンピュータ51内に保存することができ、アルバムボタン85Bをクリックすることによって、かかる静止画像の画像データをロボット1の外部メモリ15B内に保存させることができるようになされている。
Further, a plurality of control buttons 85 (85A to 85G) are further provided on the right side of the remote
またコントロールボタン85のうち、回転ボタン85Cをクリックすることによって、そのときのCCDカメラ17(図2)のカメラアングルの向きに合わせるようにロボット1の胴体部ユニット2の向きを回転させることができ、さらにトラッキングボタン85Dをクリックしてトラッキングモードをオン設定することによって、ロボット1の動作モードを、ボールを探し出してそれを自動追尾するトラッキングモードに移行させることができるようになされている。
Also, by clicking the rotation button 85C of the
さらにコントロールボタン85のうち、リッスンボタン85Eをクリックすることによって、ロボット1のマイクロホン18(図2)により集音された当該ロボット1の周囲音をパーソナルコンピュータ31のスピーカ40(図4)から出力させることができ、トークボタン85Fをクリックすることによって、パーソナルコンピュータ31から音声データ(PCMデータ)を送信して、当該音声データに基づく音声等をロボット1のスピーカ21(図2)から出力させることができ、転倒復帰ボタン85Gをクリックすることによって、転倒状態にあるロボット1を自らの力で「立ち」の姿勢にまで起こさせる(転倒復帰させる)ことができるようになされている。
Further, by clicking the listen button 85E among the
これに対してプレーヤパネル62の左側にはコンテンツ選択タブ表示エリア90が設けられており、このコンテンツ選択タブ表示エリア90内に、ネットラジオ選局タブ91A、音楽再生選択タブ91B、モーション選択タブ91C、合成音声再生選択タブ91D及びスケジューラ用タブ91Eの5つのコンテンツ選択タブ91(91A〜91E)の中から所望のコンテンツ選択タブ91を1つ選択して表示させることができるようになされている。
On the other hand, a content selection
このうち例えばネットラジオ選局タブ91Aは、予め登録されたインターネットラジオ放送局の中から所望するラジオ局を選択する際に用いられ、音楽再生選択タブ91Bは、予めパーソナルコンピュータに登録された音楽等の音声コンテンツの中から所望する音声コンテンツを選択する際に用いられる。またモーション選択タブ91Cは、ロボットが発現可能な動作の中から所望する動作を選択する際に用いられ、合成音声再生選択タブ91Dは、ロボット1のスピーカ21(図2)から出力させたい合成音声の内容(文や文字)を記述する際に用いられる。さらにスケジューラタブ91Eは、いつ(年月日及び時間)どのようなコンテンツ(インターネットラジオ局、音声コンテンツ、動作又は合成音声等)を再生するかを設定する際に用いられる。
Among these, for example, the net radio
そしてユーザは、これら複数のコンテンツ選択タブ91の中から1つのコンテンツ選択タブ91を選択した後に全登録ボタン92Aをクリックし、又は選択した1つのコンテンツ選択タブ91を用いて所望する1若しくは複数のコンテンツを選択した後に登録ボタン93Aをクリックすることによって、かかる選択したコンテンツ選択タブ91に登録された全てのコンテンツ又は選択した所望する1若しくは複数のコンテンツをプレーヤパネル62の中央部に表示されたプレイリスト94に登録することができる。
Then, the user selects one
なお、プレイリスト94に登録されたコンテンツについては、当該プレイリスト94の上側に表示されたロードボタン95をクリックすることによって当該コンテンツをCDやインターネット等を通じてロードすることができ、さらにセーブボタン96をクリックすることによって当該ロードしたコンテンツをパーソナルコンピュータ31のハードディスク装置36(図4)内に保存することができる。
Note that the content registered in the
またプレイリスト94に登録されたコンテンツについては、全削除ボタン92Bをクリックし、又は1若しくは複数の所望するコンテンツを選択した後に削除ボタン93Bをクリックすることによって、プレイリスト94に登録された全てのコンテンツ又はプレイリスト94に登録されたコンテンツのうちの選択された1若しくは複数のコンテンツを当該プレイリスト94から削除することができる。
In addition, for the contents registered in the
そしてプレイリスト94にコンテンツを登録した場合、これら登録したコンテンツの中から所望する1つのコンテンツをマウス操作によって選択し、その後プレーヤパネル62の下側に表示された再生ボタン97Aをクリックすることによって、当該選択されたコンテンツをロボット1に実行させることができる。実際上、例えば選択されたコンテンツがインターネットラジオ局や、音声コンテンツ又は合成音声の場合にはその音声がロボット1のスピーカ21(図2)から出力され、選択されたコンテンツが動作の場合にはロボット1がその動作を発現することとなる。
When the content is registered in the
またこのようなロボット1によるコンテンツの実行は、プレーヤパネル62における早送りボタン97B、巻戻しボタン97C、停止ボタン97D又はオートリバースボタン97Eをクリックすることによって早送り、巻き戻し、停止又は繰返し再生させることができ、そのコンテンツの素材長に対する現在までの経過時間がポジションバー98に表示される。
The content execution by the
さらにロボット1による音声コンテンツの実行時には、プレイリスト94の右側に表示されたオートモーション・オンボタン99Aをクリックすることによって、当該音声コンテンツをロボット1のスピーカ21から出力させることに合わせて当該ロボット2に当該音声コンテンツに応じたダンスを発現させることができ、さらにオートモーション・オフボタン99Bをクリックすることによって、このダンスを停止させることができるようになされている。
Further, when the audio content is executed by the
なお、プレーヤパネル62においては、オプションボタン100をクリックすることによって表示されるダイアログ等を用いて各種設定を行うことができ、またヘルプボタン101をクリックすることによってプレーヤパネル62に関する各種情報を取得することができるようになされている。
In the
(4)ロボットシステム30に搭載された各種機能
次に、このロボットシステム30に搭載された特徴的な各種機能について説明する。
(4) Various Functions Mounted on
(4−1)ロボット1の稼働モードの切替え機能
上述のようにこのロボットシステム30では、ロボット1の稼働モードとして自律動作モードと遠隔操作モードとがあり、自律動作モード時には自律動作モード用プログラムに従ってロボット1内部のコントローラ10の制御のもとにロボット1の動作が制御され、遠隔操作モード時には遠隔操作モード用プログラムに従って、パーソナルコンピュータ31に実装された遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50(図5)から与えられる制御コマンド等に基づいてロボット1の動作が制御される。すなわち、ロボット1が自律動作モードにあるときにはそのロボット1のコントローラ10が当該ロボット1の制御権を有し、ロボット1が遠隔操作モードにあるときにはパーソナルコンピュータ31の遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50が当該ロボット1の制御権を有していることになる。
(4-1) Function for switching operation mode of
そしてこのようなロボット1における当該ロボット1のコントローラ10とパーソナルコンピュータ31の遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50との間での制御権の切替え、すなわちロボット1における稼働モードの自律動作モードと遠隔操作モードとの間の切替えは、上述のようなコントロールパネル60(図6)を用いたユーザ操作に応じて行われるが、このロボットシステム30の場合には、これ以外の場合にも必要に応じてロボット1の稼働モードを自律動作モードから遠隔操作モードへ又は遠隔操作モードから自律動作モードへの切替えが行われる。
In such a
実際上、かかるロボット1の稼働モードの切替えが行われる場合としては、図7(A)に示すように、パーソナルコンピュータ31側の指示により行われる第1の場合と、図7(B)に示すように、ロボット1へのユーザからの直接的な指示により行われる第2の場合と、図7(C)に示すように、ロボット1側の判断に基づいて行われる第3の場合とがある。
In practice, the operation mode switching of the
このうち第1の場合は、上述のようなコントロールパネル60(図6)を用いたユーザ110の操作入力があった場合の他、ロボット1の稼働モードが遠隔操作モードであって一定時間ユーザ操作がなかったときや、ロボット1の稼働モードが自律動作モードであって予約されていたイベントの実行時刻となったときなどの場合が該当する。
Of these, in the first case, the operation mode of the
そしてこの場合、パーソナルコンピュータ31側では、遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50に基づいて、CPU32がロボット1に対して稼働モードを自律動作モードから遠隔操作モードへと切り替えるべき旨の第1の稼働モード切替えコマンド又は稼働モードを遠隔操作モードから自律動作モードへと切り替えるべき旨の第2の稼働モード切替えコマンドをロボット1に送信する。
In this case, on the
かくしてロボット1のコントローラ10は、この第1又は第2の稼働モード切替えコマンドを受信すると、これに応じて対応する遠隔操作モード用プログラム又は自律動作モード用プログラムを外部メモリ15B(図3)から読み出してこれを内部メモリ10A(図2)に展開するなどの上述の第1又は第2の稼働モード切替え処理を実行し、この後はこの遠隔操作モード用プログラム又は自律動作モード用プログラムに従って上述のようにパーソナルコンピュータ31から与えられる制御コマンドに応じて又は自律的に動作するように当該ロボット1を制御する。
Thus, upon receiving the first or second operation mode switching command, the
また第2の場合は、ユーザがロボット1に対する音声入力、タッチセンサ17(図2)の押圧操作又は所定絵柄のカードの提示などにより稼働モードを自律動作モードから遠隔操作モードへ又は遠隔操作モードから自律動作モードへと切り替えるべき旨の指示を与えたことが、ロボット1からパーソナルコンピュータ31に送信されるロボット情報に基づき当該パーソナルコンピュータ31側において当該パーソナルコンピュータ31の認識機能を利用して認識されたときなどが該当する。
In the second case, the operation mode is changed from the autonomous operation mode to the remote operation mode or from the remote operation mode by voice input to the
そしてこの場合にも、第1の場合と同様にパーソナルコンピュータ31からロボット1に対して第1又は第2の稼働モード切替えコマンドが送信され、かくしてこの第1又は第2の稼働モード切替えコマンドに基づいてロボット1側において第1又は第2の稼働モード切替え処理が実行されることにより、ロボット1の稼働モードが自律動作モードから遠隔操作モードへ又は遠隔操作モードから自律動作モードへと切り替えられる。
Also in this case, the first or second operation mode switching command is transmitted from the
さらに第3の場合は、ロボット1の自律的な判断や、ロボット1に搭載された画像認識又は音声認識等の各種認識機能に基づいてロボット1のコントローラ10がロボット1の稼働モードを自律動作モードから遠隔操作モードへ又は遠隔操作モードから自律動作モードへと切り替えるべきと判断した場合が該当する。
Further, in the third case, the
そしてこの場合には、まずロボット1のコントローラ10は、ロボット側無線LANカード43を介してパーソナルコンピュータ31にモード切替え要求コマンドを送信する一方、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、このモード切替え要求コマンドを受信すると、これに応じて第1又は第2の稼働モード切替えコマンドをロボット1に送信する。
In this case, first, the
かくしてロボット1のコントローラ10は、この第1又は第2の稼働モード切替えコマンドを受信すると、第1又は第2の稼働モード切替え処理を実行し、この後はこの遠隔操作モード用プログラム又は自律動作モード用プログラムに従って上述のようにパーソナルコンピュータ31から与えられる制御コマンドに応じて又は自律的に動作するように当該ロボット1を制御する。
Thus, when the
このようにこのロボットシステム30では、ロボット1の活動中に目的に応じてロボット1の稼働モードを自律動作モードから遠隔操作モードへ又は遠隔操作モードから自律動作モードへと自由に切り替え得るようになされ、これによりロボット1の制御がロボット1側又はパーソナルコンピュータ31側のどちらで行われているかをユーザに意識させることなく自然な流れの中でロボット1の稼働モードを自在に切り替え得るようになされている。
As described above, the
なお、ロボットシステム30における上述のようなロボット1の稼働モードの切替え処理の具体的な流れを図9に示す。
A specific flow of the operation mode switching processing of the
まずロボット1のコントローラ10は、初期時、外部メモリ15Bに格納された自律動作モード用プログラムに基づき自律動作モードで立ち上がり、ロボット1を自律的に行動するように制御する(ステップSP1)。
First, at the initial stage, the
一方、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50(図5)に基づいて、コントロールパネル60(図6)が操作されてロボット1とネットワーク接続すべき旨の命令が入力され又は予約されたイベントの実行時刻の数分前となったことを認識するなどすると、ネットワーク接続要求コマンドをロボット1に送信する(ステップSP2)。
On the other hand, the
そしてこの結果としてパーソナルコンピュータ31及びロボット1がネットワーク接続されると、ロボット1から各種ロボット情報がパーソナルコンピュータ31に送信され、これによりパーソナルコンピュータ31側においてロボット1の現在の状況等をモニタすることが可能となる(ステップSP3)。
As a result, when the
一方、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、この後コントロールパネル60が操作されてロボット1の稼働モードを遠隔操作モードにすべき旨の命令が入力され又は予約されたイベントの実行時刻となったことを認識するなどすると、第1の稼働モード切替えコマンドをロボット1に送信する(ステップSP4)。
On the other hand, the
かくしてロボット1のコントローラ10は、この第1の稼働モード切替えコマンドを受信すると、対応するアクチュエータ231〜23n(図2)を制御してロボット1の自律動作を停止させると共にロボット1の姿勢を「伏せ」又は「座る」のいずれかの基本姿勢に遷移させ、さらに第1の稼働モード切替え処理を実行することにより稼働モードを遠隔操作モードに移行させる(ステップSP5)。
Thus, when receiving the first operation mode switching command, the
またロボット1のコントローラ10は、この第1の稼働モード切替え処理が終了すると、切替え完了通知をパーソナルコンピュータ31に送信し(ステップSP6)、この後遠隔操作モードでパーソナルコンピュータ31からの各種制御コマンドを待ち受ける(ステップSP7)。
Further, when the first operation mode switching process is completed, the
一方、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、この後コントロールパネル60(図6)が操作されることにより入力された各種命令や、予約されたイベントの内容等に応じた制御コマンド等を適宜ロボット1に送信する(ステップSP8)。
On the other hand, the
かくしてロボット1のコントローラ10は、この制御コマンド等を受信すると、対応するモーションファイル等を再生するなどして、これに応じた動作をロボット1に順次発現させる一方、かかる動作が成功したときには制御成功通知をパーソナルコンピュータ31に送信する(ステップSP9)。
Thus, when the
他方、パーソナルコンピュータ31のCPU32は、この後コントロールパネル60が操作されてロボット1の稼働モードを自律動作モードにすべき旨の命令が入力され又は予約されたイベントの実行が終了等すると、第2の稼働モード切替えコマンドをロボット1に送信する(ステップSP10)。
On the other hand, the
かくしてロボット1のコントローラ10は、この第2の稼働モード切替えコマンドを受信すると、対応するアクチュエータ231〜23n(図2)を制御してロボット1の姿勢を「伏せ」、「座る」又は「立つ」のいずれかの基本姿勢に遷移させ、さらに第2の稼働モード切替え処理を実行することにより稼働モードを自律動作モードに移行させる(ステップSP11)。またロボット1のコントローラ10は、この第2の稼働モード切替え処理が終了すると、切替え完了通知をパーソナルコンピュータ31に送信し(ステップSP12)、この後自律的に行動する(ステップSP3)。
Thus, when the
このようにしてこのロボットシステム30では、パーソナルコンピュータ31からの指示等によってロボット1の動作モードを自律動作モードから遠隔操作モードへと、又は遠隔操作モードから自律動作モードへと自在に切り替えることができるようになされている。
In this way, in the
(4−2)ネットワーク切断後動作設定機能
一方、このロボットシステム30には、上述のような稼働モード切替え機能に加えて、パーソナルコンピュータ31及びロボット1間のネットワーク接続が他の何らかの要因で切断した場合におけるネットワーク接続切断後のロボット1の動作(以下、これをネットワーク切断後動作と呼ぶ)を予めロボット1に設定しておくことができるネットワーク切断後動作設定機能が実装されている。
(4-2) Operation setting function after network disconnection On the other hand, in the
実際上、かかる設定可能なネットワーク切断後動作としては、ロボット1の稼働モードを自律動作モードに復帰させる自律復帰動作と、ロボット1の姿勢をアクチュエータ231〜23n(図2)を駆動しなくても転倒等のおそれのない所定の第1の安定姿勢(例えば「伏せ」の姿勢など)に遷移させた後に当該ロボット1の電源を切るシャットダウン動作と、ロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させた後に全てのアクチュエータ231〜23nの制御ゲインを「0」にしてネットワーク接続再開を待つ第1の接続待機動作と、ロボット1の姿勢をアクチュエータ231〜23nの負荷が少なく転倒等のおそれの少ない所定の第2の安定姿勢(例えば「伏せ」又は「座る」の姿勢など)に遷移させた後にその状態のままネットワーク接続の再開を待つ第2の接続待機動作の4つがある。
In practice, the settable network disconnection operation includes an autonomous return operation for returning the operation mode of the
そしてネットワーク切断後動作としてどの動作を設定するかはパーソナルコンピュータ31に実装された遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50(図5)において予め定められており、パーソナルコンピュータ31及びロボット1間のネットワーク接続が確立された後、所定のタイミングでパーソナルコンピュータ31からロボット1に与えられるネットワーク切断後動作指定コマンドに基づいてロボット1側においてネットワーク切断後動作としてその動作が設定される。
The operation to be set as the operation after the network disconnection is predetermined in the remote operation application software 50 (FIG. 5) installed in the
なおこの実施の形態においては、かかるネットワーク切断後動作として自律復帰動作が隔操作用アプリケーションソフトウェア50において予め定められているが、当該遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50においては、このネットワーク切断後動作をユーザ操作により他の所望する動作に変更でき、当該ネットワーク切断後動作が変更されたときには、これに応じてパーソナルコンピュータ31からロボット1に与えられるネットワーク切断後動作指定コマンドに基づいて、ロボット1側においても設定されていたネットワーク切断後動作が変更される。
In this embodiment, an autonomous return operation is predetermined in the remote
そしてロボット1のコントローラ10は、かかるネットワーク切断後動作として例えば自律復帰動作が設定された場合、ロボット側無線LANカード43から得られる受信信号に基づきパーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続が切断されたことを確認すると、予め外部メモリ15Bに格納されている対応するモーションファイルを再生して上述の第2の稼働モード切替え処理を実行することにより、ロボット1の稼働モードを遠隔操作モードから自律動作モードに遷移させ、この後は自律動作モード用プログラムに従って自律動作モードでロボット1の行動を制御する。
The
またロボット1のコントローラ10は、かかるネットワーク切断後動作としてシャットダウン動作が設定された場合には、パーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続が切断されたことを確認すると、予め外部メモリ15Bに格納されている対応するモーションファイルを再生することにより、対応するアクチュエータ231〜23nを制御してロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させ、この後ロボット1の電源を切るように図示しない当該ロボット1の電源回路を制御する。
Further, when the shutdown operation is set as the operation after disconnecting the network, the
さらにロボット1のコントローラ10は、かかるネットワーク切断後動作として第1の接続待機動作が設定された場合には、パーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続が切断されたことを確認すると、予め外部メモリ15Bに格納されている対応するモーションファイルを再生することにより、対応するアクチュエータ231〜23nを制御してロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させ、この後全てのアクチュエータ231〜23nに対する駆動電流の供給を停止(制御ゲインをオフ)させた後、パーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続が再開されるのをその状態で待つ。
Further, when the first connection standby operation is set as the operation after disconnecting the network, the
またこのときロボット1のコントローラ10は、バッテリセンサ12(図2)からのエネルギ残量検出信号S5(図2)に基づきバッテリのエネルギ残量を常時監視し、パーソナルコンピュータとのネットワーク接続が再開されないまま当該エネルギ残量が予め設定された所定量以下となった場合にはネットワーク切断後動作をシャットダウン動作に切り替え、ロボット1の電源を切るように電源回路を制御する。
At this time, the
これに対してロボット1のコントローラ10は、かかるネットワーク切断後動作として第2の接続待機動作が設定された場合には、パーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続が切断されたことを確認すると、予め外部メモリ15Bに格納されている対応するモーションファイルを再生することにより、対応するアクチュエータ231〜23nを制御してロボット1の姿勢を第2の安定姿勢に遷移させ、この後ネットワーク接続が再開されるのをそのままの状態で待つ。
In contrast, when the second connection standby operation is set as the operation after disconnecting the network, the
またロボット1のコントローラ10は、この後予め定められた一定時間を経過してもパーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続が再開されなかった場合には、ネットワーク切断後動作を第1の接続待機動作に切り替え、必要に応じて対応するアクチュエータを制御することによりロボットの姿勢を第1の安定姿勢に遷移させた後に、全てのアクチュエータ231〜23nの制御ゲインをオフにして、この後パーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続が再開されるのをその状態で待つようになされている。
If the network connection with the
なおこのロボットシステム30の場合、ロボット1のコントローラ10は、パーソナルコンピュータ31から送信される動作指定コマンドのうち、最後に受信した動作指定コマンドに従ってネットワーク切断後動作を設定するようになされている。
In the case of this
これは、例えばパーソナルコンピュータ31に実装された複数種類の遠隔操作用アプリケーションソフトウェアからそれぞれ異なるネットワーク切断後動作が指定された場合にあっても、最後にロボット1の遠隔操作に使用された遠隔操作用アプリケーションソフトウェアにおいて予め定められたネットワーク切断後動作を優先するためである。
This is because, for example, even when different post-network disconnection operations are specified from a plurality of types of remote operation application software installed in the
これによりこのロボットシステム30においては、パーソナルコンピュータ31及びロボット1間のネットワーク接続が切断される直前にロボット1を制御していた遠隔操作用アプリケーションソフトウェアにおいて、当該遠隔操作用アプリケーションソフトウェアの場合には最適であろうとソフトウェア制作者が考えるネットワーク切断後動作を当該ネットワーク接続の切断後にロボット1に実行させることができるようになされている。
As a result, in the
ここで、ロボットシステム30における上述のようなネットワーク切断後動作設定処理の流れを図9に示す。この図9において、ステップSP20〜ステップSP26までの処理は図8のステップSP1〜ステップSP7と同様であるため、ここではステップSP27以降の処理の流れについて説明する。
Here, FIG. 9 shows a flow of the operation setting process after network disconnection as described above in the
パーソナルコンピュータ31のCPU32は、上述のようにロボット1に対して第1の稼働モード切替えコマンドを送信後にロボット1からの切替え完了通知を受信すると(ステップSP25)、ネットワーク切断後動作として遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50において予め定められ又はユーザにより新たに設定された動作に応じたネットワーク切断後動作指定コマンドをロボット1に送信し、これによりロボット1のネットワーク切断後動作をその動作に設定する(ステップSP27)。
When the
そしてパーソナルコンピュータ31のCPU32は、この後コントロールパネル60(図6)が操作されることにより入力された各種命令や、予約されたイベントの内容等に応じた制御コマンド等を適宜ロボット1に送信する(ステップSP28)。かくしてロボット1のコントローラ10は、この制御コマンド等を受信すると、対応するモーションファイル等を再生するなどして、これに応じた動作をロボット1に順次発現させる一方、かかる動作が成功したときには制御成功通知をパーソナルコンピュータ31に送信する(ステップSP29)。
Thereafter, the
そしてこの後パーソナルコンピュータ31及びロボット1間のネットワーク接続の切断が発生すると(ステップSP30)、ロボット1のコントローラ10は、当該ネットワーク接続切断動作として、自律復帰動作、シャットオフ動作、第1の接続待機動作又は第2の接続待機動作のうちのいずれの動作が設定されているかを判断する(ステップSP31)。
Thereafter, when the network connection between the
そしてロボット1のコントローラ10は、この判断結果に応じてネットワーク接続切断動作として自律復帰動作が設定されている場合には稼働モードを自律動作モードに復帰させ(ステップSP22)、シャットオフ動作が設定されている場合にはロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させた後にロボット1の電源を切らせ(ステップSP32)、第1の接続待機動作が設定されている場合にはロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させた後に全てのアクチュエータ231〜23nの制御ゲインをオフにしてネットワーク接続の再開を待ち(ステップSP33)、第2の接続待機動作が設定されている場合にはロボット1の姿勢を第2の安定姿勢に遷移させた後にその状態のままネットワーク接続の再開を待つ(ステップSP34)。
The
またロボット1のコントローラ10は、ネットワーク切断後動作として第2の接続待機動作が設定されていた場合には、ネットワーク接続の再開を待機後に一定時間が経過すると、ネットワーク切断後動作を第1の接続待機動作に変更して、必要に応じてロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させた後に全てのアクチュエータ231〜23nの制御ゲインをオフにしてネットワーク接続の再開を待つ(ステップSP33)。
Further, when the second connection standby operation is set as the operation after the network disconnection, the
さらにロボット1のコントローラ10は、ネットワーク切断後動作として第1の接続待機動作が設定されていた場合や、上述のようにネットワーク切断後動作を第2の接続待機動作から第1の接続待機動作に変更した場合には、ネットワーク接続の再開を待機後、バッテリ11のエネルギ残量が一定値以下となると、ネットワーク切断後動作をゲインオフ動作に変更して、ロボット1の電源を切る(ステップSP32)。
Furthermore, the
これに対してロボット1のコントローラ10は、ネットワーク切断後動作として第2の接続待機動作によりネットワーク接続の再開を待機後、一定時間が経過する前にパーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続を再開できた場合や、第1の接続待機動作によりネットワーク接続の再開を待機後、バッテリ11のエネルギ残量がかかる所定値以下となる前にパーソナルコンピュータ31との間のネットワーク接続を再開できた場合には(ステップSP35)、通常の遠隔操作モードに戻る(ステップSP26)。
On the other hand, the
このようにしてこのロボットシステム30では、ロボット1にネットワーク切断動作を設定し、かつパーソナルコンピュータ31及びロボット1間のネットワーク接続が切断した場合にはこの動作を実行させ得るようになされている。
In this manner, the
(4−3)遠隔操作モード時におけるロボット1の安全保持機構
次に、このロボットシステム30のロボット1に実装された遠隔操作モード時の安全保持機能について説明する。
(4-3) Safety Holding Mechanism of
このロボットシステム30には、遠隔操作モード時、そのときのロボット1の状態や状況に応じて当該ロボット1がパーソナルコンピュータ31からの制御コマンドを拒絶する安全保持機能が搭載されている。
The
具体的には、第1の安全保持機能として、ロボット1のコントローラ10は、自律動作モード時はパーソナルコンピュータ31から送信される制御コマンドのうち、稼働モードを遠隔操作モードに切り替えるべき旨の上述の第1の稼働モード切替えコマンドのみを受け付け、これ以外の制御コマンドを受け付けないようになされている。
Specifically, as a first safety maintenance function, the
これによりこのロボットシステム30においては、異なる制御主体(ロボット1の外部メモリ15Bに格納された自律動作モード用プログラム及びパーソナルコンピュータ31に実装された遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50)からの複数の制御コマンドをロボット1が実行することによる不具合を未然に防止し得るようになされている。
Thereby, in the
また第2の安全保持機能として、ロボット1のコントローラ10は、遠隔操作モード時においてロボット1が制御不能状態若しくは制御不可状態に陥り、又はロボット1に異常が発生した場合に、ロボット1がパーソナルコンピュータ31からの制御コマンドを受け付けないようになされている。
As a second safety maintenance function, the
この場合、制御不能状態としては例えば転倒状態があり、制御不可状態としては例えばロボット1の胴体部ユニット2及び脚部ユニット3A〜3D間にユーザの指などの何らかの物体を挟み込んだ状態がある。また異常状態としてはロボット1の胴体部ユニット2の内部温度が異常上昇した状態などがある。
In this case, the uncontrollable state includes, for example, a falling state, and the uncontrollable state includes, for example, a state in which some object such as a user's finger is sandwiched between the
そしてロボット1のコントローラ10は、遠隔操作モード時、例えば加速度センサ13(図2)から供給される加速度検出信号S6(図2)に基づきロボット1が転倒したことを認識すると、動作モードを転倒復帰すべき旨の制御コマンド(転倒復帰コマンド)以外の制御コマンドを受け付けないセーフティモードに遷移させた後に、所定のアクチュエータ231〜23n(図2)を制御して転倒状態から復帰するための転倒復帰動作をロボット1に発現させる。
When the
またコントローラ10は、この後ロボット1がこの転倒復帰動作により転倒状態から復帰し又はユーザにより起こしてもらったことにより転倒状態から復帰したことを加速度センサ13からの加速度検出信号S6等に基づき認識すると、かかるセーフティモードを解除する復帰処理を実行して動作モードを通常の遠隔操作モードに戻す。
Further, when the
一方、コントローラ10は、遠隔操作モード時、加速度センサ13から供給される加速度検出信号S6に基づき得られるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の3軸分のセンサ値の総和をとったものを加速度センサ13における代表分散値として順次算出し、当該算出結果に基づいてロボット1が抱き上げられたか否かの判断を常時行う。
On the other hand, the
すなわち図10に示すように、かかる分散値は、ロボット1が地面上で行動しているときが最も大きく、ロボット1が持ち上げられたとき、持ち下げられたときの順に小さくなる特性を有する。そこでコントローラ10は、かかる算出した代表分散値に基づいてロボット1が抱き上げられたか否か(すなわち代表分散値が予め定められた図10においてδ1で表す所定の第1の閾値よりも大きく、かつ図10においてδ2で表す所定の第2の閾値よりも小さい範囲となったか否か)を常時判断する。
That is, as shown in FIG. 10, the variance value has a characteristic that it is the largest when the
そしてコントローラ10は、かかる判断処理によりロボット1が抱き上げられたことを認識した場合には、動作モードを全ての制御コマンドを受け付けないセーフティモードに遷移させた後、対応するアクチュエータ231〜23nに対する制御ゲインをオフにすることによりロボット1の各脚部ユニット3A〜3Dの動きを停止させるなどの抱き上げられた場合の所定の制御処理を実行する。
If the
またコントローラ10は、この後かかる代表分散値の値に基づいてロボット1が地面上に下ろされたか否か(すなわち代表分散値の値が図10における第2の閾値δ2よりも小さくなった後に第1の閾値δ1よりも大きくなったか否か)を常時監視し、地面上に下ろされたことを認識した場合には、かかるセーフティモードを解除する復帰処理を実行して動作モードを通常の遠隔操作モードに戻す。
Further, the
他方、コントローラ10は、遠隔操作モード時、挟込み検出用タッチセンサ14(図2)から供給される挟込み検出信号S7(図2)を常時監視し、この挟込み検出信号S7に基づきロボット1の胴体部ユニット2及びいずれか脚部ユニット3A〜3D間に何らかの物体を挟み込んだことを認識すると、動作モードを全ての制御コマンドを受け付けないセーフティモードに遷移させた後に、かかる物体の挟み込みを検出した挟込み検出用タッチセンサ14に対応するアクチュエータ231〜23nに対する制御ゲインをオフにすることにより、ロボット1における物体を挟み込んだ脚部ユニット3A〜3D等の動きを停止させるなどの物体を挟み込んだ場合の所定の制御処理を実行する。
On the other hand, in the remote operation mode, the
またコントローラ10は、この後かかる挟込み検出用タッチセンサ14から供給される挟込み検出信号S7に基づいて物体の挟み込み状態が解消されたことを認識すると、かかるセーフティモードを解除する復帰処理を実行して動作モードを通常の遠隔操作モードに戻す。
Further, when the
さらにコントローラ10は、遠隔操作モード時、温度センサ16(図2)から供給される温度検出信号S10(図2)に基づきロボット1の内部温度が予め設定された温度よりも高くなったことを認識すると、動作モードを全ての制御コマンドを受け付けないセーフティモードに遷移させた後に、対応するアクチュエータ231〜23nを制御してロボット1の姿勢を上述の第1の安定姿勢に遷移させ、この後全てのアクチュエータ231〜23nの制御ゲインをオフにする。
Furthermore, in the remote operation mode, the
そしてコントローラ10は、この後タッチセンサ17(図2)が押圧操作されると、かかるセーフティモードを解除する復帰処理を実行して動作モードを通常の遠隔操作モードに戻すようになされている。
After that, when the touch sensor 17 (FIG. 2) is pressed, the
このようにこのロボットシステム30においては、遠隔操作モード時においてロボット1が制御不能状態若しくは制御不可状態に陥り、又はロボット1に異常状態が発生した場合などに、ロボット1がパーソナルコンピュータ31からの制御コマンドを受け付けないようになされ、これによりユーザに怪我を負わせたり、ロボット1に損傷が生じるのを未然かつ確実に防止し得るようになされている。
As described above, in the
さらに第3の安全保持機能として、ロボット1のコントローラ10は、遠隔操作モード時にあってもロボット1が落下の危険のある段差を画像認識した場合には、遠隔操作コマンドに優先して自己の判断で歩行動作を停止するようになされている。
Further, as a third safety maintaining function, the
実際上、ロボット1のコントローラ10は、遠隔操作モード時、CCDカメラ17(図2)から供給される画像信号S1(図2)について画像認識処理を常時行い、ロボット1の進行方向前方に落下の危険のある段差があるか否かを常時監視する。
In practice, the
そしてコントローラ10は、かかる画像認識処理により歩行動作中に段差を検出した場合には、対応するアクチュエータ231〜23nを制御してロボット1の歩行動作を停止させる一方、その後動作モードを前進すべき旨の制御コマンドを受け付けないセーフティモードに遷移させる。
When the
またコントローラ10は、この後ユーザにより向きが変えられ又はパーソナルコンピュータからの制御コマンドに応じてロボットの向きを変えたことにより前方に段差を検出し得なくなると、かかるセーフティモードを解除する復帰処理を実行し、動作モードを通常の遠隔操作モードに戻すようになされている。
Further, when the
このようにしてこのロボットシステム30においては、遠隔操作モード時にあってもロボット1の認識結果を優先させることにより、ロボット1が段差から落下することに起因する破損を未然に防止し得るようになされている。
In this way, in this
ここで、このロボットシステム30における上述のような安全保持機能に関するロボット1及びパーソナルコンピュータ31の具体的な処理の流れ図11に示す。
Here, FIG. 11 shows a specific processing flow of the
この図11において、ステップSP40〜ステップSP42までの処理は、図8のステップSP1〜ステップSP3と同様であり、ステップSP45〜ステップSP50までの処理は、図8のステップSP4〜ステップSP8と同様である。 In FIG. 11, the processing from step SP40 to step SP42 is the same as that in step SP1 to step SP3 in FIG. 8, and the processing from step SP45 to step SP50 is the same as that in step SP4 to step SP8 in FIG. .
従って、ロボット1のコントローラ10は、自律動作モードで起動後(ステップSP40)、第1の稼働モード切替え処理(ステップSP46)を実行するまでは、パーソナルコンピュータ31から第1の稼働モード切替えコマンド以外の制御コマンドが送信された場合にあってもこれを受け付けず(ステップSP43)、制御失敗通知をパーソナルコンピュータ31に送信する(ステップSP44)。
Therefore, after starting in the autonomous operation mode (step SP40), the
一方、ロボット1のコントローラ10は、第1の稼働モード切替え処理を実行することにより稼働モードを遠隔操作モードに移行させた後(ステップSP48)、御不能状態若しくは制御不可状態に陥り、又はロボット1に異常が発生した場合や、パーソナルコンピュータ31からの制御コマンドに応じた歩行動作中に画像認識処理により段差を検出した場合には、動作モードをセーフティモードに移行させて上述のような所定の制御処理を実行すると共に(ステップSP52)、これを知らせる制御不可状態通知をパーソナルコンピュータ31に送信する(ステップSP53)。
On the other hand, the
そしてコントローラ10は、この後パーソナルコンピュータ31から制御コマンドが送信された場合にあってもこれを受け付けず(ステップSP54)、制御失敗通知をパーソナルコンピュータ31に送信する(ステップSP55)。
Then, even if a control command is transmitted from the
他方、コントローラ10は、この後加速度センサ13(図2)からの加速度検出信号S6(図2)や、挟込み検出用タッチセンサ14からの挟込み検出信号S7、温度センサ16からの温度検出信号S10、タッチセンサ19からの圧力検出信号S3などに基づいて、ロボット1が転倒状態から復帰し、ロボット1が抱き抱えられた状態から地面に下ろされ、挟込みが解消され、若しくはタッチセンサ19が押圧操作されたことを認識し、又はCCDカメラ17からの画像信号S1に基づく画像認識処理により前方に段差を検出し得なくなると、セーフティモードを解除し(ステップSP56)、動作モードを通常の遠隔操作モードに戻す(ステップSP48)。
On the other hand, the
このようにしてこのロボットシステム30では、ユーザやロボット1の安全性を確保し得るようになされている。
In this way, the
(5)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、パーソナルコンピュータ31は、遠隔操作用アプリケーションソフトウェア50において予め定められ又はユーザ操作により設定されたネットワーク切断後動作に応じたネットワーク切断後動作指定コマンドを所定のタイミングでロボット1に送信し、ロボット1は、このネットワーク切断後動作指定コマンドに応じた動作をネットワーク切断後動作として設定する。
(5) Operation and effect of the present embodiment In the above configuration, the
そしてロボット1は、この後パーソナルコンピュータ31とのネットワーク接続が切断すると、ネットワーク接続切断動作として自律復帰動作が設定されている場合には稼働モードを自律動作モードに復帰させ、シャットオフ動作が設定されている場合にはロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させた後にロボット1の電源を切らせ、第1の接続待機動作が設定されている場合にはロボット1の姿勢を第1の安定姿勢に遷移させた後に全てのアクチュエータ231〜23nの制御ゲインをオフにしてネットワーク接続の再開を待ち、第2の接続待機動作が設定されている場合にはロボット1の姿勢を第2の安定姿勢に遷移させた後にその状態のままネットワーク接続の再開を待つ。
Then, when the network connection with the
従って、このロボットシステム30では、パーソナルコンピュータ31とロボット1とのネットワーク接続が不意に切断した場合にあっても、ロボット1がユーザ操作を離れて動作することに起因して当該ロボット1に損傷が生じたり、ネットワーク接続の切断と同時にロボット1が動作を停止して転倒することによるロボット1の損傷の発生を未然かつ有効に防止することができる。
Therefore, in this
またこのロボットシステム30において、ロボット1は、遠隔操作モード時、そのときのロボット1の状態や状況に応じて、パーソナルコンピュータ31から送信される当該ロボット1の状態や状況に応じた所定の制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶する。
In the
従って、このロボットシステム30では、例えばロボット1がユーザに抱き抱えられている状況のときに他のユーザの誤操作等に応じて当該ロボット1が動作することに起因してユーザに怪我を負わせたり、ロボット1の内部温度が異常上昇している状態のときにさらにロボット1を動作させたことに起因して当該ロボットに損傷又は不具合を生じさせるのを確実に防止することができる。
Therefore, in this
以上の構成によれば、パーソナルコンピュータ31及びロボット1間のネットワーク切断後の動作を予めロボット1に設定することができるようにしたことにより、パーソナルコンピュータ31とロボット1とのネットワーク接続が不意に切断した場合にあっても、ロボット1がユーザ操作を離れて動作することに起因する当該ロボット1の損傷等を未然かつ有効に防止することができ、かくして安全性を向上させ得るロボットシステムを実現できる。
According to the above configuration, the network connection between the
また以上の構成によれば、ロボット1が遠隔操作モード時には、そのときのロボット1の状態や状況に応じて、パーソナルコンピュータ31から送信される当該ロボット1の状態や状況に応じた制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶するようにしたことにより、ユーザに怪我を負わせ又はロボットに損傷を生じさせるのを確実に防止することができ、かくして安全性を向上させ得るロボットシステムを実現できる。
Further, according to the above configuration, when the
(6)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、本発明を、パーソナルコンピュータ31が無線通信回線を通じてロボット1を遠隔操作し得るようになされたロボットシステム1に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、パーソナルコンピュータ31及びロボット1間を有線通信回線で接続し、パーソナルコンピュータ31がこの有線通信回線を通じてロボット1を遠隔操作することができるようになされたロボットシステムにも適用することができる。
(6) Other Embodiments In the above-described embodiment, the present invention is applied to the
この場合において、上述の実施の形態においては、パーソナルコンピュータ31からネットワーク切断後動作指定コマンドを送信する送信手段を、CPU32と、所定の無線通信規格に準拠したPC側無線LANカード42とで構成するようにした場合について述べたが、適用する通信回線の規格に応じて無線LANカード以外の送信手段を適用するようにすれば良い。
In this case, in the above-described embodiment, the transmission means for transmitting the operation designation command after the network disconnection from the
同様に、上述の実施の形態においては、ロボット1において、パーソナルコンピュータ31から送信される制御コマンドを受信する受信手段をマイクロコンピュータ構成のコントローラ10と、所定の無線通信規格に準拠したロボット側側無線LANカード43とで構成するようにした場合について述べたが、適用する通信回線の規格に応じて無線LANカード以外の送信手段を適用するようにすれば良い。
Similarly, in the above-described embodiment, in the
また上述の実施の形態においては、ロボット1側において、パーソナルコンピュータ31から送信されたネットワーク切断後動作指定コマンドに応じた動作をネットワーク切断後動作として設定する動作設定手段としての機能と、パーソナルコンピュータ31とのネットワーク接続が切断したときに当該ネットワーク切断後動作として設定された動作を発現するようにロボット1を制御する制御手段としての機能を同じ1つのコントローラ10にもたせるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、動作設定手段としての機能を有する制御ブロックをコントローラ10とは別に設けるようにしても良い。
In the above-described embodiment, on the
さらに上述の実施の形態においては、パーソナルコンピュータ31から送信される制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するようにロボット1を制御する制御手段としてのロボット1のコントローラ10が、ロボット1の稼働モードが自律動作モードのときや、抱き上げ状態、挟込み状態、転倒状態、温度異常状態、段差を検出した状況のときなどにパーソナルコンピュータ31から送信される当該状態や状況に応じた所定の制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらの状態及び状況以外のユーザ又はロボット1自体の安全性を確保すべき状態や状況ときにもコントローラ10が所定の制御コマンドを拒絶するようにしても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
本発明は、自律行動型のロボットを無線遠隔操作できるようになされたロボットシステムに適用できる。 The present invention can be applied to a robot system that can wirelessly remotely operate an autonomous behavior type robot.
1……ロボット、10……コントローラ、10A……内部メモリ、12……バッテリセンサ、13……加速度センサ、14……挟込み検出用タッチセンサ、15、15A、15B……外部メモリ、16……温度センサ、17……CCDカメラ、18……マイクロホン、19……タッチセンサ、20……距離センサ、21、40……スピーカ、241〜24n……歩テンショメータ、30……ロボットシステム、31……パーソナルコンピュータ、32……CPU、38……ディスプレイ、42……PC側無線LANカード、43……ロボット側無線LANカード、50……遠隔操作用アプリケーションソフトウェア、60……コントロールパネル、S1……画像信号、S2……音声信号、S3……圧力検出信号、S4……距離測定信号、S5……エネルギ残量検出信号、S6……加速度検出信号、S7……挟込み検出信号、S10……温度検出信号。
DESCRIPTION OF
Claims (20)
上記遠隔操作装置は、
上記ネットワーク接続の切断後の上記ロボット装置の動作でなるネットワーク切断後動作として設定された動作に応じた動作指定コマンドを上記ロボット装置に送信する送信手段を具え、
上記ロボット装置は、
上記遠隔操作装置から送信された上記動作指定コマンドに応じた上記動作を上記ネットワーク切断後動作として設定する動作設定手段と、
上記ネットワーク接続が切断したときに、上記動作設定手段により上記ネットワーク切断後動作として設定された上記動作を発現するように上記ロボット装置を制御する制御手段と
を具えることを特徴とするロボットシステム。 A robot comprising a remote operation device and a robot device, and connecting the network between the remote operation device and the robot device via a predetermined communication line so that the robot device can be remotely operated using the remote operation device In the system,
The remote control device is
Comprising a transmission means for transmitting an operation designation command corresponding to an operation set as an operation after network disconnection, which is an operation of the robot device after disconnection of the network connection, to the robot device;
The robot apparatus is
An operation setting means for setting the operation according to the operation designation command transmitted from the remote operation device as an operation after the network disconnection;
And a control means for controlling the robot apparatus so that the action set as the action after the network disconnection is performed by the action setting means when the network connection is cut off.
上記遠隔操作装置に実装された上記ロボット装置を上記遠隔操作するためのアプリケーションソフトウェアにおいて予め規定されている
ことを特徴とする請求項1に記載のロボットシステム。 The operation after network disconnection is as follows:
2. The robot system according to claim 1, wherein the robot system is preliminarily defined in application software for remotely operating the robot apparatus mounted on the remote operation apparatus.
上記遠隔操作装置の上記送信手段は、
上記ネットワーク切断後動作が変更されたときには、当該変更後の上記動作に応じた上記動作指定コマンドを上記ロボット装置に送信する
ことを特徴とする請求項2に記載のロボットシステム。 The operation after network disconnection can be changed to another operation by user operation.
The transmission means of the remote control device is
The robot system according to claim 2, wherein when the operation after the network disconnection is changed, the operation designation command corresponding to the operation after the change is transmitted to the robot apparatus.
上記遠隔操作装置から複数の上記動作指定コマンドが与えられたときには、最後に与えられた上記動作指定コマンドに応じた上記動作を上記ネットワーク切断後動作として設定する
ことを特徴とする請求項1に記載のロボットシステム。 The operation setting means of the robot apparatus includes:
The operation according to the last given operation designation command is set as the operation after network disconnection when a plurality of the operation designation commands are given from the remote control device. Robot system.
上記ネットワーク接続の切断後の上記ロボット装置の動作でなるネットワーク切断後動作として設定された動作に応じた動作指定コマンドを上記ロボット装置に送信する送信手段
を具えることを特徴とする遠隔操作装置。 In the remote operation device configured to be able to remotely operate the robot device by connecting to the robot device via a predetermined communication line,
A remote control device, comprising: a transmission unit configured to transmit an operation designation command corresponding to an operation set as an operation after network disconnection, which is an operation of the robot device after disconnection of the network connection, to the robot device.
上記遠隔操作装置に実装された上記ロボット装置を上記遠隔操作するためのアプリケーションソフトウェアにおいて予め規定されている
ことを特徴とする請求項5に記載の遠隔操作装置。 The operation after network disconnection is as follows:
6. The remote operation device according to claim 5, wherein the remote operation device is defined in advance in application software for remotely operating the robot device mounted on the remote operation device.
上記遠隔操作装置の上記送信手段は、
上記ネットワーク切断後動作が変更されたときには、当該変更後の上記動作に応じた上記動作指定コマンドを上記ロボット装置に送信する
ことを特徴とする請求項6に記載の遠隔操作装置。 The operation after network disconnection can be changed to another operation by user operation.
The transmission means of the remote control device is
The remote control device according to claim 6, wherein when the operation after the network disconnection is changed, the operation designation command corresponding to the operation after the change is transmitted to the robot device.
上記遠隔操作装置から送信される所定の動作指定コマンドに応じた上記動作をネットワーク切断後動作として設定する動作設定手段と、
上記ネットワーク接続が切断したときに、上記動作設定手段により上記ネットワーク切断後動作として設定された上記動作を発現するための所定の制御処理を実行する制御手段と
を具えることを特徴とするロボット装置。 In a robot apparatus that can be remotely operated using the remote operation device by connecting to the remote operation device via a predetermined communication line,
Operation setting means for setting the operation according to a predetermined operation designation command transmitted from the remote operation device as an operation after network disconnection;
And a control unit that executes a predetermined control process for expressing the operation set as the post-network disconnection operation by the operation setting unit when the network connection is disconnected. .
上記遠隔操作装置から複数の上記動作指定コマンドが与えられたときには、最後に与えられた上記動作指定コマンドに応じた上記動作を上記ネットワーク切断後動作として設定する
ことを特徴とする請求項8に記載のロボット装置。 The operation setting means is
The operation according to the last given operation designation command is set as the operation after network disconnection when a plurality of the operation designation commands are given from the remote control device. Robotic device.
上記遠隔操作装置から送信される所定の動作指定コマンドに応じた上記動作をネットワーク切断後動作として設定する第1のステップと、
上記ネットワーク接続が切断したときに、上記ネットワーク切断後動作として設定した上記動作を発現するように上記ロボット装置を制御する第2のステップと
を具えることを特徴とするロボット装置の制御方法。 In a control method of a robot apparatus configured to be remotely operated using the remote operation device by connecting to the remote operation device via a predetermined communication line,
A first step of setting the operation according to a predetermined operation designation command transmitted from the remote control device as an operation after network disconnection;
And a second step of controlling the robot device so as to exhibit the operation set as the operation after the network disconnection when the network connection is disconnected.
上記遠隔操作装置から複数の上記動作指定コマンドが与えられたときには、最後に与えられた上記動作指定コマンドに応じた上記動作を上記ネットワーク切断後動作として設定する
ことを特徴とする請求項10に記載のロボット装置の制御方法。 In the first step,
The operation according to the last given operation designation command is set as the operation after network disconnection when a plurality of the operation designation commands are given from the remote control device. Method for controlling a robotic device.
上記ロボット装置は、
上記遠隔操作装置から送信される制御コマンドを受信する受信手段と、
受信した上記制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する制御手段と
を具え、
上記制御手段は、
そのときの上記ロボット装置の状態又は状況に応じて、上記遠隔操作装置から送信される当該状態又は当該状況に応じた所定の上記制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶する
ことを特徴とするロボットシステム。 In a robot system adapted to remotely control a robot device using a remote control device,
The robot apparatus is
Receiving means for receiving a control command transmitted from the remote control device;
Control means for controlling the operation of the robot apparatus so as to develop an operation according to the control command based on the received control command,
The control means includes
A robot system that rejects a control command other than the predetermined control command according to the state or the situation transmitted from the remote operation device according to the state or the situation of the robot device at that time.
稼働モードが自律動作モード時には、所定の第1の制御プログラムに従って、自律的に動作するように当該ロボット装置の上記動作を制御し、上記稼働モードが遠隔操作モード時には、上記遠隔操作装置から送信される上記制御コマンドに応じた上記動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する一方、上記稼働モードが上記自律動作モード時には、当該ロボット装置の上記稼働モードを上記遠隔操作モードに切り替えるべき旨の上記制御コマンド以外の上記制御コマンドを拒絶する
ことを特徴とする請求項12に記載のロボットシステム。 The control means includes
When the operation mode is the autonomous operation mode, the operation of the robot apparatus is controlled to operate autonomously according to a predetermined first control program. When the operation mode is the remote operation mode, the operation is transmitted from the remote operation device. The operation of the robot apparatus is controlled so as to exhibit the operation according to the control command, and the operation mode of the robot apparatus should be switched to the remote operation mode when the operation mode is the autonomous operation mode. The robot system according to claim 12, wherein the control command other than the control command is rejected.
当該ロボット装置の上記状態又は上記状態を検出する1又は複数のセンサ手段を有し、
上記制御手段は、
上記センサ手段の出力に基づいて、そのときの上記ロボット装置の上記状態又は上記状況を判断する
ことを特徴とする請求項12に記載のロボットシステム。 The robot apparatus is
Having one or a plurality of sensor means for detecting the state or the state of the robot apparatus;
The control means includes
The robot system according to claim 12, wherein the state or the state of the robot apparatus at that time is determined based on an output of the sensor means.
上記遠隔操作装置から送信される制御コマンドを受信する受信手段と、
受信した上記制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する制御手段と
を具え、
上記制御手段は、
そのときの上記ロボット装置の状態及び又は状況に応じて、上記遠隔操作装置から送信される当該状態及び又は当該状況に応じた所定の上記制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶する
ことを特徴とするロボット装置。 In a robot device that can be remotely controlled using a remote control device,
Receiving means for receiving a control command transmitted from the remote control device;
Control means for controlling the operation of the robot apparatus so as to develop an operation according to the control command based on the received control command,
The control means includes
According to the state and / or situation of the robot device at that time, a control command other than the predetermined control command according to the state and / or the situation transmitted from the remote control device is rejected. apparatus.
稼働モードが自律動作モード時には、所定の第1の制御プログラムに従って、自律的に動作するように当該ロボット装置の上記動作を制御し、上記稼働モードが遠隔操作モード時には、所定の第2の制御プログラムに従って、上記遠隔操作装置から送信される上記制御コマンドに応じた上記動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する一方、上記稼働モードが上記自律動作モード時には、当該ロボット装置の上記稼働モードを上記遠隔操作モードに切り替えるべき旨の上記制御コマンド以外の上記制御コマンドを拒絶する
ことを特徴とする請求項15に記載のロボット装置。 The control means includes
When the operation mode is the autonomous operation mode, the operation of the robot apparatus is controlled to operate autonomously according to a predetermined first control program. When the operation mode is the remote operation mode, the predetermined second control program The operation of the robot apparatus is controlled so as to express the operation according to the control command transmitted from the remote operation device, while the operation mode of the robot apparatus is when the operation mode is the autonomous operation mode. The robot apparatus according to claim 15, wherein the control command other than the control command for switching to the remote operation mode is rejected.
上記制御手段は、
上記センサ手段の出力に基づいて、そのときの上記ロボット装置の上記状態及び又は上記状況を判断する
ことを特徴とする請求項15に記載のロボット装置。 Having one or a plurality of sensor means for detecting the state of the robot apparatus and / or the state;
The control means includes
The robot apparatus according to claim 15, wherein the state and / or the situation of the robot apparatus at that time are determined based on an output of the sensor means.
上記遠隔操作装置から送信される制御コマンドを受信する第1のステップと、
受信した上記制御コマンドに基づいて、当該制御コマンドに応じた動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する第2のステップと
を具え、
上記第2のステップでは、
そのときの上記ロボット装置の状態及び又は状況に応じて、上記遠隔操作装置から送信される当該状態及び又は当該状況に応じた所定の上記制御コマンド以外の制御コマンドを拒絶する
ことを特徴とするロボット装置の制御方法。 In a control method of a robot device that can be remotely operated using a remote control device,
A first step of receiving a control command transmitted from the remote control device;
Based on the received control command, the second step of controlling the operation of the robot device so as to develop an operation according to the control command,
In the second step,
According to the state and / or situation of the robot device at that time, a control command other than the predetermined control command according to the state and / or the situation transmitted from the remote control device is rejected. Device control method.
上記ロボット装置の稼働モードが自律動作モード時には、所定の第1の制御プログラムに従って、自律的に動作するように当該ロボット装置の上記動作を制御し、上記稼働モードが遠隔操作モード時には、所定の第2の制御プログラムに従って、上記遠隔操作装置から送信される上記制御コマンドに応じた上記動作を発現するように当該ロボット装置の動作を制御する一方、上記ロボット装置の上記稼働モードが上記自律動作モード時には、当該ロボット装置の上記稼働モードを上記遠隔操作モードに切り替えるべき旨の上記制御コマンド以外の上記制御コマンドを拒絶する
ことを特徴とする請求項18に記載のロボット装置の制御方法。 In the second step,
When the operation mode of the robot apparatus is the autonomous operation mode, the operation of the robot apparatus is controlled to operate autonomously according to a predetermined first control program. When the operation mode is the remote operation mode, the predetermined operation The operation of the robot apparatus is controlled so as to develop the operation according to the control command transmitted from the remote operation device according to the control program of 2, while the operation mode of the robot apparatus is the autonomous operation mode. The control method for a robot apparatus according to claim 18, wherein the control command other than the control command for switching the operation mode of the robot apparatus to the remote operation mode is rejected.
上記ロボット装置に搭載された1又は複数のセンサ手段の出力に基づいて、そのときの上記ロボット装置の上記状態及び又は上記状況を判断する
ことを特徴とする請求項18に記載のロボット装置の制御方法。 In the second step,
The control of the robot apparatus according to claim 18, wherein the state and / or the situation of the robot apparatus at that time are determined based on outputs of one or more sensor means mounted on the robot apparatus. Method.
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