JP2011200947A - 制御装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】対象物の個々の行動予測の困難性に応じて移動体の動作を制御する。
【解決手段】制御装置１００は、所定の制御パラメータに基づいて移動体の行動を制御する制御部１１４と、対象物の特徴情報と対象物に関する危険情報とを対応付けて記憶している記憶部１０４と、対象物の特徴情報を認識する認識部１０２と、認識部１０２により認識された対象物と移動体との距離を検出する検出部１０８と、検出部１０８による検出結果と対象物の特徴情報に対応する危険情報とから、制御パラメータを決定する決定部１１２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置、制御方法およびプログラムに関する。

近年、電気的あるいは磁気的な作用を用いて人間の代わりに作業を行ったり、人間の作業を補助したりするロボットが開発されている。特に、人間の作業を補助するために動作するロボットは、安全性を確保するために、人間との接触を考慮して移動したり動作したりする必要があった。

そこで、ロボットの動作を制御して、ロボットが人間と安全に接触したり、人間と接触しないようにしたりすることが行われている（例えば、特許文献１〜４）。特許文献１は、多関節型のロボットアームを動作させる際に、人の動きに応じた最適な接触動作を行って、人への接触ダメージを低減させている。また、特許文献２〜４は、侵入禁止領域を設けたり、ロボットが人間に接触するか否かを予測したりして、ロボットによる事故の発生を未然に防ぐことが行われている。

特開２００８−３０２４９６号公報 特開２００８−３０２４９６号公報 特開２００８−３０２４９６号公報 特開２００８−３０２４９６号公報

しかし、高齢者や子供などの行動を予測することは難しく、ロボットの安全性を確保することが困難となる場合があった。また、人物の行動予測の困難性は個々に異なっており、ロボットの行動も、安全性を確保しつつ、個々の人物や物体に応じて柔軟に対応させることが望まれていた。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、対象物の個々の行動予測の困難性に応じてロボットの動作を制御することが可能な、新規かつ改良された制御装置、制御方法およびプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、所定の制御パラメータに基づいて移動体の行動を制御する制御部と、対象物の特徴情報と前記対象物に関する危険情報とを対応付けて記憶している記憶部と、前記対象物の特徴情報を認識する認識部と、前記認識部により認識された前記対象物と前記移動体との距離を検出する検出部と、前記検出部による検出結果と前記対象物の特徴情報に対応する前記危険情報とから、前記制御パラメータを決定する決定部と、を備える、制御装置が提供される。

また、前記危険情報は、前記対象物の位置を中心とする所定の領域を示す情報であり、前記検出部により検出された前記対象物と前記移動体との距離から、前記移動体が前記危険情報が示す領域内に位置しているか否かを判定する判定部を備え、前記決定部は、前記判定部による判定結果に応じて前記制御パラメータを決定してもよい。

また、前記決定部は、前記判定部により前記移動体が前記危険情報が示す領域内に位置していると判定された場合に、前記移動体の行動を変更するための制御パラメータを決定してもよい。

また、前記危険情報は、前記対象物の位置を中心として第１の閾値より小さい半径を有する領域を危険領域とし、前記対象物の位置を中心として前記第１の閾値以上第２の閾値以下の半径を有する領域を注意領域とする情報であり、前記判定部は、前記検出部により検出された前記対象物と前記移動体との距離から、前記移動体が前記危険領域に位置しているか前記注意領域に位置しているかを判定してもよい。

また、前記決定部は、前記判定部により前記移動体が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記移動体の行動を停止させる制御パラメータを決定してもよい。

また、前記制御部が前記移動体を移動させている際に、前記判定部により前記移動体が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体の移動を停止させる制御パラメータを決定してもよい。

また、前記制御部が前記移動体に備えられた関節部を動作させている際に、前記判定部により前記移動体が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体に備えられた前記関節部の動作を停止させる制御パラメータを決定してもよい。

また、前記制御部が前記移動体に備えられた前記関節部を動作させている際に、前記判定部により前記関節部が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記関節部が前記危険領域に位置しないように前記関節部の動作ゲインを制御する制御パラメータを決定してもよい。

また、前記決定部は、前記判定部により前記移動体が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記移動体の行動速度を減速させる制御パラメータを決定してもよい。

また、前記制御部が前記移動体を移動させている際に、前記判定部により前記移動体が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体の移動速度を減速させる制御パラメータを決定してもよい。

また、前記制御部が前記移動体に備えられた前記関節部を動作させている際に、前記判定部により前記移動体が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体に備えられた前記関節部の動作速度を減速させる制御パラメータを決定してもよい。

また、前記制御部が前記移動体に備えられた前記関節部を動作させている際に、前記判定部により前記関節部が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記関節部が前記注意領域内で動作速度を減速させるための動作ゲインを制御する制御パラメータを決定してもよい。

また、前記認識部は、人物または物体の特徴情報を認識してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、対象物の特徴情報と前記対象物に関する危険情報とを対応付けて記憶している制御装置において、所定の制御パラメータに基づいて移動体の行動を制御する制御方法であって、前記認識部により認識された前記対象物と前記移動体との距離を検出するステップと、前記検出部による検出結果と、記憶部に記憶されている前記対象物の特徴情報に対応する前記危険情報とから、制御パラメータに基づいて行動する移動体の前記制御パラメータを決定するステップと、を含む、制御方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、所定の制御パラメータに基づいて移動体の行動を制御する制御部と、対象物の特徴情報と前記対象物に関する危険情報とを対応付けて記憶している記憶部と、前記対象物の特徴情報を認識する認識部と、前記認識部により認識された前記対象物と前記移動体との距離を検出する検出部と、前記検出部による検出結果と前記対象物の特徴情報に対応する前記危険情報とから、前記制御パラメータを決定する決定部と、を備える、制御装置として機能させるための、プログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、対象物の個々の行動予測の困難性に応じて移動体の動作を制御することができる。

本発明の実施形態に係る制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 同実施形態にかかる制御装置の機能構成を示すブロック図である。 同実施形態にかかる認識部の機能を説明する説明図である。 同実施形態にかかる危険情報について説明する説明図である。 同実施形態にかかる制御部の機能を説明する説明図である。 同実施形態にかかる移動体の行動経路について説明する説明図である。 同実施形態にかかる制御装置の動作の詳細を示すフローチャートである。 同実施形態にかかる制御装置の具体的な動作を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下に示す順序に従って、当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．本実施形態の目的
２．制御装置のハードウェア構成
３．制御装置の機能構成
４．制御装置の動作の詳細

＜１．本実施形態の目的＞
まず、本実施形態の目的について説明する。近年、電気的あるいは磁気的な作用を用いて人間の代わりに作業を行ったり、人間の作業を補助したりするロボットが開発されている。特に、人間の作業を補助するために動作するロボットは、安全性を確保するために、人間との接触を考慮して移動したり動作したりする必要があった。

そこで、ロボットの動作を制御して、ロボットが人間と安全に接触したり、人間と接触しないようにしたりすることが行われている（例えば、特許文献１〜４）。特許文献１は、多関節型のロボットアームを動作させる際に、人の動きに応じた最適な接触動作を行って、人への接触ダメージを低減させている。また、特許文献２〜４は、侵入禁止領域を設けたり、ロボットが人間に接触するか否かを予測したりして、ロボットによる事故の発生を未然に防ぐことが行われている。

しかし、高齢者や子供などの行動を予測することは難しく、ロボットの安全性を確保することが困難となる場合があった。また、人物の行動予測の困難性は個々に異なっており、ロボットの行動も、安全性を確保しつつ、個々の人物や物体に応じて柔軟に対応させることが望まれていた。そこで、上記のような事情を一着眼点として、本実施形態に係る制御装置１００が創作されるに至った。制御装置１００によれば、対象物の個々の行動予測の困難性に応じてロボット（移動体）の動作を制御することが可能となる。

＜２．制御装置のハードウェア構成＞
次に、図１を参照して、本実施形態にかかる制御装置１００のハードウェア構成について説明する。図１は、制御装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示したように、制御装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、ホストバス１４と、ブリッジ１５と、外部バス１６と、インタフェース１７と、入力装置１８と、出力装置１９と、ストレージ装置（ＨＤＤ）２０と、ドライブ２１と、接続ポート２２と、通信装置２３とを備える。

ＣＰＵ１１は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って制御装置１００内の動作全般を制御する。また、ＣＰＵ１１は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバスなどから構成されるホストバス１４により相互に接続されている。

ホストバス１４は、ブリッジ１５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス１６に接続されている。なお、必ずしもホストバス１４、ブリッジ１５および外部バス１６を分離構成する必要はなく、一のバスにこれらの機能を実装してもよい。

入力装置１８は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイク、スイッチおよびレバーなどユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ１１に出力する入力制御回路などから構成されている。制御装置１００のユーザは、該入力装置１８を操作することにより、制御装置１００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。

出力装置１９は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置およびランプなどの表示装置と、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置で構成される。出力装置１９は、例えば、再生されたコンテンツを出力する。具体的には、表示装置は再生された映像データ等の各種情報をテキストまたはイメージで表示する。一方、音声出力装置は、再生された音声データ等を音声に変換して出力する。

ストレージ装置２０は、本実施形態にかかる制御装置１００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置であり、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置などを含むことができる。ストレージ装置２０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）で構成される。このストレージ装置２０は、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや各種データを格納する。

ドライブ２１は、記憶媒体用リーダライタであり、制御装置１００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ１３に出力する。

接続ポート２２は、外部機器と接続されるインタフェースであって、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）などによりデータ伝送可能な外部機器との接続口である。

通信装置２３は、例えば、通信網５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。また、通信装置２３は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）対応通信装置であっても、ワイヤレスＵＳＢ対応通信装置であっても、有線による通信を行うワイヤー通信装置であってもよい。以上、制御装置１００のハードウェア構成について説明した。

＜３．制御装置の機能構成＞
次に、図２〜６を参照して、制御装置１００の機能構成について説明する。図２は、制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。図２に示したように、制御装置１００は、認識部１０２、記憶部１０４、検出部１０８、判定部１１０、決定部１１２、制御部１１４、などを備える。

認識部１０２は、対象物の特徴情報を認識する機能を有する。対象物とは、人物や物体を示す。認識部１０２により認識された人物の特徴情報または物体の特徴情報は、検出部１０８に提供される。ここで、図３を参照して、認識部１０２の機能について詳細に説明する。

図３に示したように、認識部１０２は、顔認識部１２２、物体認識部１２４、などを有する。顔認識部１２２は、例えば、カメラ等の撮像装置を例示できる。顔認識部１２２は、後述する制御部１１４の制御のもと、人物を撮像したり、人物の顔を撮像したりして、人物の特徴情報を取得する。人物の特徴情報とは、例えば、撮像装置により認識された人物の顔の特徴を示す情報である。また、顔認識部１２２は、認識した人物の位置情報や姿勢情報を検出する機能を有する。顔認識部１２２により認識された人物の情報は、記憶部１０４に記憶されたり、検出部１０８に提供されたりする。

また、物体認識部１２４は、物体が存在するか否かを認識する機能を有する。物体認識部１２４は、例えば、赤外線、超音波カメラ、湿度系、静電容量センサなどにより、物体の存在を認識する。物体認識部１２４は、例えば、平面の中に突起があるか否かを切り出すことにより、物体の存在を認識する。また、物体認識部１２４は、認識した物体の位置情報や姿勢情報を検出する。また、物体の形状や材質を検出してもよい。物体認識部１２４により認識された物体の情報は、記憶部１０４に記憶されたり、検出部１０８に提供されたりする。

図２に戻り制御装置１００の機能構成の説明を続ける。記憶部１０４は、人物の特徴情報と人物に関する危険情報とを対応付けて記憶している。人物の特徴情報とは、上記したように、人物の顔の特徴を示す情報などである。危険情報とは、例えば、人物の位置を中心とする所定の領域を示す情報である。また、危険情報は、人物の位置を中心として第１の閾値より小さい半径を有する領域を危険領域とし、人物の位置を中心として第１の閾値以上第２の閾値以下の半径を有する領域を注意領域とする情報であってもよい。本実施形態では、２つの閾値を用いて２つの領域を区別しているが、かかる例に限定されず、複数の閾値を用いて複数の領域を区別するようにしてもよい。

ここで、図４を参照して、記憶部１０４に記憶されている危険情報について説明する。図４に示したように、人物の位置する領域５２を中心として、危険領域５３および注意領域５４が設定される。すなわち、人物が位置している領域５２の中心点から半径Ｒ１より小さい半径を有する領域５３が危険領域である。また、人物が位置している領域５２の中心点から半径Ｒ２より小さい半径を有する領域５４が注意領域である。

記憶部１０４は、人物の特徴情報と、上記した危険領域５３および注意領域５４の情報とを対応付けて記憶している。記憶部１０４には、個々の人物（物体）情報１０５と、個々の人物に対する危険情報１０６が記憶されている。また、危険情報をランク付けして、人物の特徴情報と該ランクを対応付けて記憶してもよい。例えば、動きが速く予測が困難な子供の場合には、大きい半径を設定して、広い範囲の危険領域５３や注意領域５４を設定する。また、突然転倒したり、思わぬ方向に移動したりして予測が困難な老人の場合にも、大きい半径を設定して、広い範囲の危険領域５３や注意領域５４を設定する。

上記では、危険情報として、人物の位置を中心とした所定の領域を設定したが、かかる例に限定されず、個々の人物の特徴情報と、移動速度や関節速度を設定してもよいし、関節ゲインの低減値などを設定してもよい。また、危険領域におけるロボットの移動速度や関節速度、関節ゲインの低減値などをさらに設定してもよい。例えば、老人の場合に広い範囲の危険領域５３や注意領域５４を設定するとともに、ロボットの移動速度や関節速度を遅くしたり、関節ゲインの低減値を減少させたりする。

また、人物を「老人」、「成人」、「子供」などに分類して、人物の分類情報と危険情報とを対応付けて記憶してもよい。この場合、認識部１０２が、人物が「老人」、「成人」、「子供」の何れに該当するかを認識してもよい。認識部１０２は、例えば、人間の身長や、人間の移動速度などを検出して、「老人」、「成人」、「子供」の何れに該当するかを認識する。

また、記憶部１０４は、物体の特徴情報と物体に関する危険情報とを対応付けて記憶してもよい。物体に関する危険情報も、人物に関する危険情報と同様に、個々の物体に対して、予め異なる情報を記憶する。例えば、常に固定された物体と、移動する物体とで異なる危険情報を設定してもよい。また、物体の形状や材質に応じた危険情報を設定してもよい。

例えば、常に固定されている物体に対しては、危険領域等を狭い範囲とし、移動する物体に対しては、危険領域等を広い範囲とする。また、壊れやすい材質である物体に対しては、危険領域等を広い範囲とし、壊れ難い材質である物体に対しては、危険領域等を狭い範囲としてもよい。

図２に戻り、検出部１０８は、認識部１０２により認識された人物とロボットとの距離を検出する機能を有する。検出部１０８は、例えば、赤外線センサや超音波カメラなどを例示できる。検出部１０８により検出された人物とロボットとの距離の情報は、判定部１１０に提供される。

判定部１１０は、検出部１０８により検出された人物とロボットとの距離から、ロボットが上記した危険情報が示す領域内に位置しているか否かを判定する機能を有する。ここで、図４を参照して、判定部１１０による判定処理について説明する。図４に示したように、検出部１０８により、ロボットと人物との距離Ｒが検出される。判定部１１０は、距離Ｒと、半径Ｒ１または半径Ｒ２との距離を比較して、ロボットが危険領域５４または注意領域５３に位置しているか否かを判定する。

例えば、距離ＲがＲ１より短い場合には、ロボットが危険領域に位置していると判定する。また、距離ＲがＲ１より長くＲ２より短い場合には、ロボットが注意領域に位置していると判定する。判定部１１０は、判定した結果を決定部１１２に提供する。

図２に戻り、決定部１１２は、判定部１１０による判定結果に応じて制御パラメータを決定する機能を有する。すなわち、決定部１１２は、ロボットと人物との距離に応じて制御パラメータを決定する。決定部１１２は、判定部１１０によりロボットが危険情報が示す領域内、すなわち、危険領域または注意領域に位置していると判定された場合には、ロボットの移動速度を変更したり、経路を変更したり、関節動作や関節動作ゲインを変更したりするための制御パラメータを決定する。

例えば、判定部１１０によりロボットが危険領域に位置していると判定された場合には、決定部１１２は、ロボットの行動を停止させる制御パラメータを決定する。すなわち、決定部１１２は、ロボットが移動している場合にはロボットの移動を停止させ、ロボットがアーム等の関節部を動作させている場合には関節部の動作を停止させる。また、ロボットのアーム等の関節部が危険領域に位置しないように、関節部の動作ゲインを制御する制御パラメータを決定する。

また、判定部１１０によりロボットが注意領域に位置していると判定された場合には、決定部１１２は、ロボットの行動速度を減速させる制御パラメータを決定する。すなわち、決定部１１２は、ロボットが移動している場合には、ロボットの移動速度を減速させる制御パラメータを決定する。また、ロボットがアーム等の関節部を動作させている場合には、関節部の動作速度を減速させるための動作ゲインを制御する制御パラメータを決定する。

制御部１１４は、決定部１１２により決定された制御パラメータに基づいて、ロボットの行動を制御する機能を有する。ここで、図５を参照して、制御部１１４の機能構成を詳細に説明する。図５に示したように、制御部１１４は、プランナ１３０、第１制御部１３２、第２制御部１４０などを有する。

プランナ１３０は、ロボット全体の動作を制御する機能を有し、例えば、ロボットがどのような経路を辿るかなどのパスプランを設計する機能を有する。第１制御部１３２および第２制御部１４０は、ロボットの各機能を制御する。例えば、第１制御部１３２は、ロボットの移動速度を制御し、第２制御部１４０はロボットの関節動作を制御する機能を有するとする。

プランナ１３０は、決定部１１２により決定された制御パラメータに基づいて、パスプランの再設計などを行う。例えば、図６の説明図６０に示したように、ロボット６１と目的地６２の間に人物が認識された場合には、人物に設定された注意領域（半径Ｒ２）に侵入しないような経路を設定する。また、図６の説明図７０に示したように、人物に設定された注意領域に応じた経路を設定することができる。すなわち、説明図６０の人物よりも説明図７０に示した人物のほうが危険領域や注意領域の設定範囲が広いため、人物を大きく回避する経路が設定される。

また、プランナ１３０は、決定部１１２により決定された制御パラメータに基づく制御命令を第１制御部１３２および第２制御部１４０に提供する。第１制御部１３２は、パラメータ決定部１３４、行動決定部１３６、制御器１３８を有し、第２制御部１４０は、行動決定部１４２、パラメータ決定部１４４、制御器１４６を有する。

第１制御部１３２および第２制御部１４０は、提供された制御命令に基づいて、それぞれ移動速度を変更したり、関節動作速度を変更したりする。例えば、プランナ１３０により人物を回避するような経路が設定された場合には、人物を回避する際に移動速度を減速させる制御をしてもよい。

また、第１制御部１３２は、検出部１０８から制御パラメータを提供されてもよい。検出部１０８によりロボットの移動速度を減速させる制御パラメータを提供された場合には、第１制御部１３２は、ロボットの移動速度を減速させる制御指令値を出力する。同様に、検出部１０８によりロボットの動作速度を減速させる制御パラメータを提供された場合には、第２制御部１４０は、ロボットの動作速度を減速させる制御指令値を出力する。以上、制御装置１００の機能構成について説明した。

＜４．制御装置の動作の詳細＞
次に、図７および図８を参照して、制御装置１００の動作の詳細について説明する。図７は制御装置１００の動作の詳細を示すフローチャートである。図７に示したように、まず、認識部１０２は、人物または物体を認識する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２においては、カメラ等の撮像装置により人物の顔を認識したり、赤外線や超音波カメラ、湿度計、静電容量センサなどにより、物体の存在を認識したりする。

そして、ステップＳ１０２において認識された人物または物体について、位置情報や姿勢情報を検出する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４においては、人物が立っているか座っているか、車椅子で移動しているかなどを検出してもよいし、人物の移動速度を検出してもよい。また、物体の形状や材質を検出してもよい。また、人物とロボットまたは、物体とロボットとの位置関係や距離を検出してもよい。

そして、判定部１１０は、付近に登録された人物や物体が存在するか否かを判定する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６において、判定部１１０は、ステップＳ１０２において認識された人物または物体が、記憶部１０４に記憶されているか否かを判定する。上記したように、記憶部１０４には、人物の特徴情報や物体の特徴情報が記憶されている。判定部１１０は、ステップＳ１０２において認識された人物や物体の特徴情報と記憶部１０４に記憶されている人物や物体の特徴情報とが一致するか否かを判定する。

また、判定部１１０は、認識された人物や物体の特徴情報と記憶部１０４に記憶されている人物や物体の特徴情報とが一致する場合に、人物または物体とロボットとの距離が所定の閾値以下であるか否かを判定する。所定の閾値とは、記憶部１０４に記憶されている危険情報が示す領域内であって、人物や物体の位置を中心とする危険領域または注意領域である。判定部１１０は、人物または物体とロボットとの距離が危険領域以下であるか否か、危険領域以上であるが注意領域以下であるか否かを判定する。これにより、ロボットの付近に記憶部１０４に予め登録されている人物または物体が存在するか否かを判定することができる。

ステップＳ１０６において、決定部１１２は、ロボットの付近に登録された人物または物体が存在すると判定された場合には、決定部１１２は、ロボットの行動を決定する（Ｓ１０８）。ステップＳ１０８において、決定部１１２は、目的地までの移動経路が上記した危険領域または注意領域内であるか否かに応じて、ロボットの移動経路を変更したり移動を停止したりする。

そして、決定部１１２は、ステップＳ１０８において決定されたロボットの行動を制御するための各種制御パラメータを決定する（Ｓ１１０）。ステップＳ１１０における制御パラメータの決定は、制御部１１４において決定されてもよい。ステップＳ１１０においては、ロボットが注意領域に侵入している場合には、ロボットの移動速度を減速するための制御パラメータを決定する。また、危険領域や注意領域でロボットが動作を行う際には、関節動作の速度を変更したり、関節動作ゲインを変更したりするための制御パラメータを決定する。

そして、制御部１１４は、ステップＳ１１０において決定された制御パラメータにしたがって、各種動作を制御するための制御指令値を算出する（Ｓ１１２）。また、ステップＳ１０６において、ロボットの付近に登録された人物または物体が存在しないと判定された場合には、処理を終了する。以上、制御装置１００の動作の詳細について説明した。

次に、図８を参照して、制御装置１００の具体的な動作について説明する。図８は、制御装置１００の具体的な動作を示すフローチャートである。図８では、特に、ロボットと人物または物体との距離をＲ、危険領域の半径をＲ１、注意領域の半径をＲ２とした場合の制御装置１００の具体的な動作について説明する。

ステップＳ２０２の人物・物体認識処理および、ステップＳ２０４の人物・物体件検出処理については、図７のステップＳ１０２およびステップＳ１０４と同様のため詳細な説明は省略する。ステップＳ２０４において、ステップＳ２０２において認識された人物または物体が予め登録された人物または物体である場合に、当該人物または物体とロボットの距離Ｒが検出される。

そして、ステップＳ２０４において検出された人物または物体とロボットとの距離Ｒが、ステップＳ２０２において認識された人物または物体に関連付けられた危険領域の半径Ｒ１以下か否かを判定する（Ｓ２０６）。ステップＳ２０６において、距離Ｒが危険領域の半径Ｒ１よりも小さいと判定された場合には、ロボットの移動を停止したり、関節動作を停止したりするなどの行動を決定する（Ｓ２０８）。また、関節動作ゲインを制御して、ロボットの関節が危険領域内に侵入しないようにしてもよい。そして、ステップＳ２０８において決定されたロボットの行動を制御するための制御パラメータを決定する（Ｓ２１０）。

また、ステップＳ２０６において、距離Ｒが危険領域の半径Ｒ１以上であると判定された場合には、距離Ｒが注意領域の半径Ｒ２より小さいか否かを判定する（Ｓ２１２）。ステップＳ２１２において、距離Ｒが注意領域Ｒ２よりも小さいと判定された場合には、ロボットの移動速度を減速したり、関節動作の速度を減速したりするなどの行動を決定する（Ｓ２１４）。また、関節動作ゲインを制御して、ロボットの関節が注意領域内に侵入しないようにしてもよい。そして、ステップＳ２１４において決定されたロボットの行動を制御するための制御パラメータを決定する（Ｓ２１６）。

そして、ステップＳ２１６において決定された制御パラメータにしたがって、各種動作を制御するための制御指令値を算出する（Ｓ２１８）。以上、制御装置１００の具体的な動作について説明した。

上記のとおり、本実施形態によれば、高齢者や子供などの行動予測が困難な人物と危険情報とを関連付けて記録しておくことにより、ロボットが行動する際の安全性を確保することが可能となる。例えば、登録された人物のそれぞれに適当な危険領域や注意領域などの危険情報を設定する。そして、個々に設定された危険領域や注意領域に応じて、ロボットの行動経路を変更したり、ロボットが行動する際の制御パラメータを変更したりする。これにより、人物の危険度に応じてロボットの行動を制御することが可能となる。また、予め物体と物体の危険情報とを関連付けて記録しておくことにより、人物だけでなく、物体に対しても危険度に応じてロボットの行動を制御することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本明細書の制御装置１００の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。すなわち、制御装置１００の処理における各ステップは、異なる処理であっても並列的に実行されてもよい。

また、制御装置１００などに内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した制御装置１００の各構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供される。

１００ 制御装置
１０２ 認識部
１０４ 記憶部
１０５ 人物・物体情報
１０６ 危険情報
１０８ 検出部
１１０ 判定部
１１２ 決定部
１１４ 制御部

Claims (15)

1. 所定の制御パラメータに基づいて移動体の行動を制御する制御部と、
   対象物の特徴情報と前記対象物に関する危険情報とを対応付けて記憶している記憶部と、
   前記対象物の特徴情報を認識する認識部と、
   前記認識部により認識された前記対象物と前記移動体との距離を検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果と前記対象物の特徴情報に対応する前記危険情報とから、前記制御パラメータを決定する決定部と、
   を備える、制御装置。
2. 前記危険情報は、前記対象物の位置を中心とする所定の領域を示す情報であり、
   前記検出部により検出された前記対象物と前記移動体との距離から、前記移動体が前記危険情報が示す領域内に位置しているか否かを判定する判定部を備え、
   前記決定部は、前記判定部による判定結果に応じて前記制御パラメータを決定する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記決定部は、前記判定部により前記移動体が前記危険情報が示す領域内に位置していると判定された場合に、前記移動体の行動を変更するための制御パラメータを決定する、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記危険情報は、前記対象物の位置を中心として第１の閾値より小さい半径を有する領域を危険領域とし、前記対象物の位置を中心として前記第１の閾値以上第２の閾値以下の半径を有する領域を注意領域とする情報であり、
   前記判定部は、前記検出部により検出された前記対象物と前記移動体との距離から、前記移動体が前記危険領域に位置しているか前記注意領域に位置しているかを判定する、請求項２に記載の制御装置。
5. 前記決定部は、前記判定部により前記移動体が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記移動体の行動を停止させる制御パラメータを決定する、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御部が前記移動体を移動させている際に、
   前記判定部により前記移動体が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体の移動を停止させる制御パラメータを決定する、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御部が前記移動体に備えられた関節部を動作させている際に、
   前記判定部により前記移動体が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体に備えられた前記関節部の動作を停止させる制御パラメータを決定する、請求項５に記載の制御装置。
8. 前記制御部が前記移動体に備えられた前記関節部を動作させている際に、
   前記判定部により前記関節部が前記危険領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記関節部が前記危険領域に位置しないように前記関節部の動作ゲインを制御する制御パラメータを決定する、請求項５に記載の制御装置。
9. 前記決定部は、前記判定部により前記移動体が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記移動体の行動速度を減速させる制御パラメータを決定する、請求項４に記載の制御装置。
10. 前記制御部が前記移動体を移動させている際に、
    前記判定部により前記移動体が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体の移動速度を減速させる制御パラメータを決定する、請求項９に記載の制御装置。
11. 前記制御部が前記移動体に備えられた前記関節部を動作させている際に、
    前記判定部により前記移動体が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記移動体に備えられた前記関節部の動作速度を減速させる制御パラメータを決定する、請求項９に記載の制御装置。
12. 前記制御部が前記移動体に備えられた前記関節部を動作させている際に、
    前記判定部により前記関節部が前記注意領域に位置していると判定された場合に、前記決定部は、前記関節部が前記注意領域内で動作速度を減速させるための動作ゲインを制御する制御パラメータを決定する、請求項９に記載の制御装置。
13. 前記認識部は、人物または物体の特徴情報を認識する、請求項１に記載の制御装置。
14. 対象物の特徴情報と前記対象物に関する危険情報とを対応付けて記憶している制御装置において、所定の制御パラメータに基づいて移動体の行動を制御する制御方法であって、
    前記対象物の特徴情報を認識するステップと、
    前記認識部により認識された前記対象物と前記移動体との距離を検出するステップと、
    前記検出部による検出結果と、記憶部に記憶されている前記対象物の特徴情報に対応する前記危険情報とから、制御パラメータに基づいて行動する移動体の前記制御パラメータを決定するステップと、
    を含む、制御方法。
15. コンピュータを、
    所定の制御パラメータに基づいて移動体の行動を制御する制御部と、
    対象物の特徴情報と前記対象物に関する危険情報とを対応付けて記憶している記憶部と、
    前記対象物の特徴情報を認識する認識部と、
    前記認識部により認識された前記対象物と前記移動体との距離を検出する検出部と、
    前記検出部による検出結果と前記対象物の特徴情報に対応する前記危険情報とから、前記制御パラメータを決定する決定部と、
    を備える、制御装置として機能させるための、プログラム。
    
    

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