JP3236361B2 - Motion control device - Google Patents

Motion control device

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JP3236361B2
JP3236361B2 JP27561392A JP27561392A JP3236361B2 JP 3236361 B2 JP3236361 B2 JP 3236361B2 JP 27561392 A JP27561392 A JP 27561392A JP 27561392 A JP27561392 A JP 27561392A JP 3236361 B2 JP3236361 B2 JP 3236361B2
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signal
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貴史 北口
博庸 三船
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Ricoh Co Ltd
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、神経回路網を模倣した
ニューロコンピュータを利用した運動制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion control apparatus using a neurocomputer simulating a neural network.

【0002】[0002]

【従来の技術】生体の情報処理の基本的な単位である神
経細胞(ニューロン)の機能を模倣し、さらに、この神
経細胞模倣素子(神経細胞ユニット)をネットワーク構
成することで情報の並列処理を目指したのが、いわゆる
ニューラルネットワークである。文字認識、連想記憶、
運動制御など、生体ではいとも簡単に行われていても、
従来のノイマン型コンピュータでは、なかなか達成し得
ないものが多い。生体の神経系、特に生体特有の機能、
即ち並列処理、自己学習などを模倣して、これらの問題
を解決しようとする試みが、計算機シミュレーションを
中心として、盛んに行われている。
2. Description of the Related Art Parallel processing of information is performed by imitating the function of a nerve cell (neuron), which is a basic unit of information processing of a living body, and further configuring a network of the nerve cell mimic element (neural cell unit). What we aimed at was a so-called neural network. Character recognition, associative memory,
Even if it is performed very easily in the living body such as movement control,
In many cases, conventional Neumann computers cannot easily achieve this. The nervous system of the living body, especially the function unique to the living body,
That is, attempts to solve these problems by imitating parallel processing, self-learning, and the like have been actively made mainly by computer simulation.

【0003】このようなニューラルネットワークをロボ
ットの制御に利用したシステムも紹介されている。例え
ば、電子情報通信学会論文誌‘89/12 Vol.J72-D-11 N
o.12中のpp.2111〜2120 の「ニューラルネットワークに
よる移動ロボットの制御」で報告されている。
A system using such a neural network for controlling a robot has also been introduced. For example, IEICE Transactions '89 / 12 Vol.J72-D-11 N
o.12, pp.2111-2120, "Control of mobile robots by neural networks".

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、オフィスや
工場内を移動して作業するロボットにおいて、周りの状
況に応じて適応的に制御する場合、最も汎用性のある制
御入力はテレビカメラ等を通して入力される画像情報で
ある。また、このような画像情報を補うために他のセン
サ入力も必要となる。この場合のセンサ入力としては能
動的なほうが汎用性に優れたものとなる。しかし、現実
的にはこのようなセンサ入力と画像情報とのマッチング
は極めて困難であり、適正な動作制御が難しいものとな
っている。
By the way, in a robot which moves and moves in an office or a factory and performs adaptive control according to the surrounding situation, the most versatile control input is input through a television camera or the like. Image information to be displayed. Further, other sensor inputs are required to supplement such image information. The active sensor input in this case is more versatile. However, in reality, matching between such sensor input and image information is extremely difficult, and it is difficult to perform appropriate operation control.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項記載の発明で
、作業領域内を運動する運動装置に対して、外界の画
像情報を入力する画像入力手段と、この画像入力手段か
らの出力信号をデータ変換する第1変換手段と、第1変
換手段からの出力信号を他の信号と加算する第1加算手
段と、この第1加算手段からの出力信号を記憶して再び
この第1加算手段へ信号を出力する第1記憶手段と、第
3変換手段からの出力信号を他の信号と加算する第2加
算手段と、この第2加算手段からの出力信号を記憶して
再びこの第2加算手段へ信号を出力する第2記憶手段と
を設け、これらの第1加算手段及び第2加算手段からの
出力信号を人工神経回路網に入力させるようにした。
According to the first aspect of the present invention, a motion device that moves in a work area is provided with an external image.
Image input means for inputting image information, and
First conversion means for converting the output signals from the first conversion means to data, a first addition means for adding the output signal from the first conversion means to another signal, an output signal from the first addition means to be stored and stored again. First storage means for outputting a signal to the first addition means, second addition means for adding the output signal from the third conversion means to another signal, and storage of the output signal from the second addition means, and Second storage means for outputting a signal to the second addition means is provided, and the output signals from the first addition means and the second addition means are input to the artificial neural network.

【0006】請求項記載の発明では、作業領域内を運
動する運動装置に対して、外界の画像情報を入力する画
像入力手段と、この画像入力手段からの出力信号をデー
タ変換する第1変換手段と、第1変換手段からの出力信
号を他の信号と加算する第1加算手段と、この第1加算
手段からの出力信号に対して重み付けをする第1荷重手
段と、この第1荷重手段からの出力信号を記憶して前記
第1加算手段へ信号を出力する第1記憶手段と、第3変
換手段からの出力信号を他の信号と加算する第2加算手
段と、この第2加算手段からの出力信号に対して重み付
けをする第2荷重手段と、この第2荷重手段からの出力
信号を記憶して前記第2加算手段へ信号を出力する第2
記憶手段とを設け、これらの第1加算手段及び第2加算
手段からの出力信号を人工神経回路網に入力させるよう
にした。
[0006] According to the second aspect of the present invention, the operation in the work area is performed.
An image for inputting image information of the outside world to a moving exercise device
Image input means and an output signal from the image input means;
First converting means for performing data conversion, first adding means for adding an output signal from the first converting means to another signal, and first load means for weighting the output signal from the first adding means. First storage means for storing an output signal from the first load means and outputting a signal to the first addition means, and second addition means for adding an output signal from the third conversion means to another signal. A second weighting means for weighting an output signal from the second addition means, and a second weighting means for storing an output signal from the second weighting means and outputting a signal to the second addition means.
A storage means is provided, and output signals from the first addition means and the second addition means are input to the artificial neural network.

【0007】請求項記載の発明では、請求項又は
記載の発明において、距離入力手段に基づく距離情報の
人工神経回路網に対する入力の許否を切換える切換え手
段を設けた。
According to the third aspect of the present invention, the first or second aspect is provided.
In the invention described above, switching means for switching permission / prohibition of input of distance information based on the distance input means to the artificial neural network is provided.

【0008】これらの発明において、第1変換手段を、
請求項記載の発明では画像入力手段からの出力信号を
離散コサイン変換によりデータ変換するものとし、請求
記載の発明では画像入力手段からの出力信号を直交
変換によりデータ変換するものとした。
[0008] In these inventions, the first conversion means includes:
According to a fourth aspect of the present invention, the output signal from the image input means is subjected to data conversion by discrete cosine transform, and in the fifth aspect , the output signal from the image input means is subjected to data conversion by orthogonal transform.

【0009】[0009]

【作用】請求項記載の発明においては、画像情報や距
離情報に関して加算手段や記憶手段を用いて時系列情報
として扱えるようにしたので、より的確な自律制御が可
能となる。
According to the first aspect of the present invention, the image information and the distance information can be handled as time-series information by using the addition means and the storage means, so that more accurate autonomous control can be performed.

【0010】請求項記載の発明においては、画像情報
や距離情報に関して加算手段や荷重手段や記憶手段を用
いて、過去の情報を現在の制御に反映させる割合を決定
するようにしたので、より柔軟な自律制御が可能とな
る。
According to the second aspect of the present invention, the ratio at which past information is reflected in current control is determined by using addition means, load means, and storage means for image information and distance information. Flexible autonomous control becomes possible.

【0011】請求項記載の発明においては、人工神経
回路網に対する距離情報の入力を切換え手段によって調
整できるようにしたので、柔軟性のある自律制御が可能
となる。
According to the third aspect of the present invention, since the input of distance information to the artificial neural network can be adjusted by the switching means, flexible autonomous control becomes possible.

【0012】請求項又は記載の発明においては、膨
大な情報量となり処理速度、処理精度の面で問題となり
やすい画像情報をそのまま扱わず、離散コサイン変換法
や直交変換法により変換処理を施してデータ削減して人
工神経回路網に入力させるので、処理精度を損なうこと
なく処理速度の向上を図れる。
According to the fourth or fifth aspect of the present invention, image information which is enormous in amount of information and is liable to be problematic in terms of processing speed and processing accuracy is not treated as it is, but is subjected to conversion processing by a discrete cosine transformation method or an orthogonal transformation method. And inputting the data to the artificial neural network, the processing speed can be improved without impairing the processing accuracy.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の第一の実施例を図1ないし図4に基
づいて説明する。まず、本実施例の運動装置となるロボ
ット1は図2に示すように車輪2等によって工場内とい
った作業領域内を自由に移動し得るものであり、画像情
報を入力するためのCCDカメラ(画像入力手段)3
と、距離情報を入力するための超音波距離センサ(距離
入力手段)4とが搭載されている。超音波距離センサ4
は送信器4aと受信器4bとの対により構成されてい
る。図示例では、1組のみを示すが、複数組あってもよ
く、さらには、マイクロ波等を利用した距離計であって
もよい。ロボット1はこれらの画像情報や距離情報を用
いて、後述する制御の下に、ステアリングを切り、車輪
2を回転させて移動する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, a robot 1 serving as an exercise device of the present embodiment can freely move in a work area such as a factory by wheels 2 and the like, and a CCD camera (image) for inputting image information. Input means) 3
And an ultrasonic distance sensor (distance input means) 4 for inputting distance information. Ultrasonic distance sensor 4
Is composed of a pair of a transmitter 4a and a receiver 4b. Although only one set is shown in the illustrated example, a plurality of sets may be provided, and a range finder using microwaves or the like may be used. Using these image information and distance information, the robot 1 turns the steering wheel and rotates the wheels 2 to move under the control described later.

【0014】しかして、このようなロボット1のロボッ
ト走行系ドライバ(駆動手段)5に対して移動制御を行
う制御系の構成を図1に示す。この制御系は、ニューラ
ルネットワーク(人工神経回路網)6を中心として構成
される。ニューラルネットワーク6には複数の入力と出
力とがあり、教師信号を与えることにより学習の行える
多数のニューロンをネットワーク状に結合させて構成さ
れており、入出力のデータの形式と、各センサ類、ドラ
イバ類の入出力データの形式とが異なる場合にはデータ
変換手段によってデータ形式を適宜変換すればよい。
FIG. 1 shows a configuration of a control system for controlling the movement of the robot traveling system driver (driving means) 5 of the robot 1. This control system is configured around a neural network (artificial neural network) 6. The neural network 6 has a plurality of inputs and outputs. The neural network 6 is configured by connecting a large number of neurons capable of learning by giving a teacher signal in a network form. The input / output data format, each sensor, If the input / output data format of the drivers is different, the data format may be appropriately converted by the data conversion means.

【0015】このため、まず、前記CCDカメラ3から
の画像情報をデータ変換してニューラルネットワーク6
に入力させるデータ変換手段(第1変換手段)7が設け
られている。前記超音波距離センサ4からの距離情報を
データ変換してニューラルネットワーク6に入力させる
データ変換手段(第3変換手段)8が設けられている。
ニューラルネットワーク6により演算処理された出力信
号をデータ変換して前記ロボット走行系ドライバ5に与
えるデータ変換手段(第2変換手段)9が設けられてい
る。さらに、ニューラルネットワーク6に対する学習用
の教師信号は教師信号生成手段10により生成され、前
記ニューラルネットワーク6からの出力信号とともにデ
ータ変換手段(誤差信号生成手段)11に入力され、誤
差信号が生成されてニューラルネットワーク6に入力さ
れる。
For this purpose, first, the image information from the CCD camera 3 is converted into data and converted into a neural network 6.
There is provided a data conversion means (first conversion means) 7 for inputting the data to the. Data conversion means (third conversion means) 8 for converting the distance information from the ultrasonic distance sensor 4 into data and inputting the converted information to the neural network 6 is provided.
Data conversion means (second conversion means) 9 is provided for converting the output signal processed by the neural network 6 into data and providing the converted signal to the robot traveling system driver 5. Further, a teacher signal for learning with respect to the neural network 6 is generated by the teacher signal generator 10 and input to the data converter 11 (error signal generator) together with the output signal from the neural network 6 to generate an error signal. Input to the neural network 6.

【0016】図1に示すこのような構成は、超音波距離
センサ4及びデータ変換手段8を省略してもよく、或い
は、切換えスイッチ等の切換え手段(図示せず)を設け
て超音波距離センサ4からの距離情報をニューラルネッ
トワーク6に対して入力許容したり、禁止させたり、切
換え制御できるようにしてもよい(請求項記載の発明
に相当)。
[0016] Such configuration shown in FIG. 1 may be omitted ultrasonic distance sensor 4 and the data conversion means 8, or ultrasonic distance sensor may be provided a switching means such as a changeover switch (not shown) The distance information from the distance information 4 may be allowed to be input to the neural network 6, or may be prohibited, or switching control may be performed (corresponding to the third aspect of the present invention).

【0017】ここに、前記データ変換手段7は、実質的
には何のデータ変換を行わないものでもよく、要は、画
像情報がデータ変換手段7から出力される段階でニュー
ラルネットワーク6への入力に適してデータ形式となっ
ていればよい。もっとも、より実際的には、画像情報量
は一般に膨大であるため、ニューラルネットワーク6へ
入力する前にデータ圧縮したほうがよい。このために
は、データ変換手段7に離散コサイン変換法(DCT
法)によるものを用いればよい(請求項記載の発明に
相当)。即ち、CCDカメラ3側から得られる画像情報
をデジタル化した後、2次元のDCT処理を行うもので
ある。このDCT処理の結果、得られる画像は例えば図
3に示すようなものとなる。図3においては、左上の頂
点が最も低い周波数成分を表し、右下に向かうほど高い
周波数を表す。そして、その高周波成分のみを抽出し
て、ニューラルネットワーク6に対する入力信号とする
ものである。もっとも、逆に、低周波数成分のみを抽出
するとか、抽出処理を行わず全情報をニューラルネット
ワーク6に入力させるようにしてもよい。さらには、D
CT法に代えて、直交変換法によるデータ変換手段7と
してデータ圧縮するようにしてもよい(請求項記載の
発明に相当)。さらには、他の画像処理技術によりデー
タ変換するものでもよい。
Here, the data conversion means 7 may not substantially perform any data conversion. The point is that the image information is input to the neural network 6 when the image information is output from the data conversion means 7. It is sufficient if the data format is suitable for the application. However, more practically, since the amount of image information is generally enormous, it is better to compress the data before inputting it to the neural network 6. For this purpose, the data conversion means 7 is provided with a discrete cosine transform method (DCT).
Method) (corresponding to the invention of claim 4 ). That is, after digitizing image information obtained from the CCD camera 3 side, two-dimensional DCT processing is performed. The image obtained as a result of this DCT processing is, for example, as shown in FIG. In FIG. 3, the upper left vertex represents the lowest frequency component, and the lower right represents the higher frequency component. Then, only the high frequency component is extracted and used as an input signal to the neural network 6. However, conversely, only low frequency components may be extracted, or all information may be input to the neural network 6 without performing the extraction processing. Furthermore, D
Instead of the CT method, data may be compressed by the data conversion means 7 using an orthogonal transformation method (corresponding to the invention according to claim 5 ). Further, the data may be converted by another image processing technique.

【0018】データ変換手段8は、実質的には何のデー
タ変換を行わないものでもよく、或いは、距離情報に関
して閾値処理を施すものでもよく、要は、距離情報がデ
ータ変換手段8から出力される段階でニューラルネット
ワーク6への入力に適したデータ形式となっていればよ
い。センサ(超音波距離センサ4等)が多数ある場合に
は、データの取捨選択を行うようにしてもよい。
The data conversion means 8 may not substantially perform any data conversion, or may perform threshold processing on the distance information. In short, the distance information is output from the data conversion means 8. At this stage, it is sufficient that the data format is suitable for input to the neural network 6. When there are a large number of sensors (such as the ultrasonic distance sensor 4), data may be selected.

【0019】データ変換手段9はニューラルネットワー
ク6からの出力信号をロボット走行系ドライバ5に適し
た形式のデータに変換する。例えば、ニューラルネット
ワーク6の出力信号がデジタルでロボット走行系ドライ
バ5に適したデータ形式がアナログの場合、D/A変換
を行えばよい。また、ニューラルネットワーク6の出力
層の各ニューロン12に図4に示すような直進、右折、
左折、停止、後進等のロボット1に対する移動形態が割
当てられている場合には、比較器13によりこれらのニ
ューロン12の最大値を調べ、それに応じた走行をロボ
ット1が行うように、ステアリング切り角、車輪回転数
等のデータを生成し、ドライバ14へ出力するようにし
てもよい。
The data conversion means 9 converts an output signal from the neural network 6 into data in a format suitable for the robot driving system driver 5. For example, when the output signal of the neural network 6 is digital and the data format suitable for the robot driving system driver 5 is analog, D / A conversion may be performed. Also, as shown in FIG. 4, each neuron 12 in the output layer of the neural network 6 goes straight, turns right,
If a movement mode for the robot 1 such as left turn, stop, or reverse is assigned, the maximum value of these neurons 12 is checked by the comparator 13 and the steering angle is set so that the robot 1 runs according to the maximum value. Alternatively, data such as the wheel rotation speed may be generated and output to the driver 14.

【0020】教師信号生成手段10は各状況でのロボッ
ト1の正しい操縦法を与えるもので、他の制御システム
による制御出力を利用してもよく、或いは、人の操作す
るリモートコントローラでもよい。
The teacher signal generating means 10 provides a proper operation method of the robot 1 in each situation, and may use a control output from another control system, or may be a remote controller operated by a human.

【0021】なお、特に図示しないが、各ブロックのタ
イミング、学習のタイミング、教師信号で制御するのか
ニューラルネットワーク6からの出力信号で制御するの
かを決定する等の処理を受持つ制御手段(図示せず)も
設けられている。
Although not shown, a control means (not shown) for performing processing such as timing of each block, learning timing, and determining whether to control with a teacher signal or an output signal from the neural network 6 or the like. Z) is also provided.

【0022】つづいて、本発明の第二の実施例を図5に
より説明する。前記実施例で示した部分と同一部分は同
一符号を用いて示す。前記実施例では、現時刻での画像
情報及び距離情報に基づき動作制御するようにしたが、
本実施例では過去の時刻における情報といった時系列情
報をも扱えるようにすることで、より適正な制御及びよ
り柔軟な制御が行えるようにしたものである。このた
め、まず、データ変換手段7の出力側には加算器(第1
加算手段)15と、この加算器15からの出力信号を一
旦記憶するデータ記憶手段(第1記憶手段)16とが設
けられ、データ変換手段7からの現時刻における画像情
報と、加算器15で加算処理されてデータ記憶手段16
に格納された過去の画像情報とをこの加算器15で加算
し、その出力信号をニューラルネットワーク6に入力さ
せるように構成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals. In the embodiment, the operation is controlled based on the image information and the distance information at the current time.
In the present embodiment, more appropriate control and more flexible control can be performed by handling time-series information such as information at a past time. For this reason, first, an adder (first
And a data storage means (first storage means) 16 for temporarily storing an output signal from the adder 15. The image information at the current time from the data conversion means 7 is provided by the adder 15. Data processing means 16
Is added to the previous image information stored in the neural network 6 by the adder 15, and the output signal is input to the neural network 6.

【0023】データ変換手段8側の出力信号(距離情
報)に関しても同様であり、加算器(第2加算手段)1
7とデータ記憶手段(第2記憶手段)18とが設けら
れ、データ変換手段8からの現時刻における距離情報
と、加算器17で加算処理されてデータ記憶手段18に
格納された過去の距離情報とをこの加算器17で加算
し、その出力信号をニューラルネットワーク6に入力さ
せるように構成されている。
The same applies to the output signal (distance information) on the data conversion means 8 side, and an adder (second addition means) 1
7 and data storage means (second storage means) 18. Distance information at the current time from the data conversion means 8 and past distance information which has been added by the adder 17 and stored in the data storage means 18. Are added by the adder 17, and the output signal is input to the neural network 6.

【0024】ここに、これらの加算器15,17は現時
刻の情報と過去の情報とを単純に加算するものでもよい
が(請求項記載の発明に相当)、データ記憶手段1
6,18に各々第1,2荷重手段としての機能も持た
せ、過去の情報にある係数α(ただし、0<α<1)を
掛ける重み付け処理をしてから加算させるようにしても
よい(請求項記載の発明に相当)。もちろん、本実施
例の場合も、切換えスイッチ等の切換え手段(図示せ
ず)を設けて超音波距離センサ4からの距離情報をニュ
ーラルネットワーク6に対して入力許容したり、禁止さ
せたり、切換え制御できるようにしてもよい(請求項
記載の発明に相当)。さらには、画像情報と距離情報と
の何れか一方のみについて過去のデータ(時系列デー
タ)を用いるようにしてもよい。
The adders 15 and 17 may simply add the current time information and the past information (corresponding to the first aspect of the present invention).
6 and 18 may also be provided with functions as first and second load means, respectively, and may be added after a weighting process for multiplying past information by a coefficient α (however, 0 <α <1) ( It corresponds to the invention described in claim 2 ). Of course, also in the case of the present embodiment, switching means such as a changeover switch (not shown) is provided to allow or prohibit input of distance information from the ultrasonic distance sensor 4 to the neural network 6 or to control switching. (Claim 3 )
Described invention). Further, past data (time-series data) may be used for only one of the image information and the distance information.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項記載の発明によれば、作業領域
内を運動する運動装置に対して、外界の画像情報を入力
する画像入力手段と、この画像入力手段からの出力信号
をデータ変換する第1変換手段と、第1変換手段からの
出力信号を他の信号と加算する第1加算手段と、この第
1加算手段からの出力信号を記憶して再びこの第1加算
手段へ信号を出力する第1記憶手段と、第3変換手段か
らの出力信号を他の信号と加算する第2加算手段と、こ
の第2加算手段からの出力信号を記憶して再びこの第2
加算手段へ信号を出力する第2記憶手段とを設け、これ
らの第1加算手段及び第2加算手段からの出力信号を人
工神経回路網に入力させることで、画像情報や距離情報
に関して加算手段や記憶手段を用いて時系列情報として
扱えるようにしたので、より的確な自律制御を行うこと
ができる。
According to the first aspect of the present invention, a work area is provided.
Input image information of the outside world to a motion device that moves inside
Image input means and an output signal from the image input means
, A first conversion means for adding an output signal from the first conversion means to another signal, a storage means for storing the output signal from the first addition means, and the first addition means again. A first storage means for outputting a signal to the second conversion means, a second addition means for adding an output signal from the third conversion means to another signal, and a storage means for storing the output signal from the second addition means.
A second storage means for outputting a signal to the addition means; and inputting the output signals from the first addition means and the second addition means to the artificial neural network, thereby providing an addition means for the image information and the distance information. Since the information can be handled as time-series information using the storage means, more accurate autonomous control can be performed.

【0026】請求項記載の発明によれば、作業領域内
を運動する運動装置に対して、外界の画像情報を入力す
る画像入力手段と、この画像入力手段からの出力信号を
データ変換する第1変換手段と、第1変換手段からの出
力信号を他の信号と加算する第1加算手段と、この第1
加算手段からの出力信号に対して重み付けをする第1荷
重手段と、この第1荷重手段からの出力信号を記憶して
前記第1加算手段へ信号を出力する第1記憶手段と、第
3変換手段からの出力信号を他の信号と加算する第2加
算手段と、この第2加算手段からの出力信号に対して重
み付けをする第2荷重手段と、この第2荷重手段からの
出力信号を記憶して前記第2加算手段へ信号を出力する
第2記憶手段とを設け、これらの第1加算手段及び第2
加算手段からの出力信号を人工神経回路網に入力させる
ことで、画像情報や距離情報に関して加算手段や荷重手
段や記憶手段を用いて、過去の情報を現在の制御に反映
させる割合を決定するようにしたので、より柔軟な自律
制御を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention , in the work area
Input external image information to the exercise device
Image input means, and an output signal from the image input means.
First conversion means for performing data conversion, first addition means for adding an output signal from the first conversion means to another signal,
First load means for weighting the output signal from the adding means, first storage means for storing the output signal from the first load means and outputting the signal to the first adding means, Second adding means for adding an output signal from the means to another signal, second weighting means for weighting the output signal from the second adding means, and storing the output signal from the second weighting means. And a second storage means for outputting a signal to the second addition means, and the first addition means and the second storage means
By inputting an output signal from the adding means to the artificial neural network, a ratio of reflecting past information to current control is determined by using the adding means, the weighting means, and the storing means with respect to image information and distance information. Therefore, more flexible autonomous control can be performed.

【0027】請求項記載の発明によれば、請求項
記載の発明において、距離入力手段に基づく距離情
報の人工神経回路網に対する入力の許否を切換える切換
え手段を設けたので、柔軟性のある自律制御を行うこと
ができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, there is provided switching means for switching whether to permit input of distance information based on the distance input means to the artificial neural network. Therefore, flexible autonomous control can be performed.

【0028】これらの発明において、第1変換手段を、
請求項記載の発明によれば画像入力手段からの出力信
号を離散コサイン変換によりデータ変換するものとし、
請求項記載の発明によれば画像入力手段からの出力信
号を直交変換によりデータ変換するものとすることで、
膨大な情報量となり処理速度、処理精度の面で問題とな
りやすい画像情報をそのまま扱わず、離散コサイン変換
法や直交変換法により変換処理を施してデータ削減して
人工神経回路網に入力させるようにしたので、処理精度
を損なうことなく処理速度の向上を図ることができる
In these inventions, the first conversion means is:
According to the invention of claim 4, the output signal from the image input means is subjected to data conversion by discrete cosine transform,
According to the fifth aspect of the invention, the output signal from the image input means is subjected to data conversion by orthogonal transformation,
Instead of directly handling image information that is enormous and can be problematic in terms of processing speed and processing accuracy, it performs conversion processing by discrete cosine transform method and orthogonal transformation method to reduce data and input it to artificial neural network Therefore, the processing speed can be improved without impairing the processing accuracy.

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

【図1】本発明の第一の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】ロボットの概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the robot.

【図3】画像例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an image.

【図4】ニューラルネットワークからの出力信号に対す
るデータ変換手段の構成例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of data conversion means for an output signal from a neural network.

【図5】本発明の第二の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 運動装置 3 画像入力手段 4 距離入力手段 5 駆動手段 6 人工神経回路網 7 第1変換手段 8 第3変換手段 9 第2変換手段 10 教師信号生成手段 11 誤差信号生成手段 15 第1加算手段 16 第1記憶手段兼第1荷重手段 17 第2加算手段 18 第2記憶手段兼第2荷重手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exercise device 3 Image input means 4 Distance input means 5 Driving means 6 Artificial neural network 7 First conversion means 8 Third conversion means 9 Second conversion means 10 Teacher signal generation means 11 Error signal generation means 15 First addition means 16 First storage means and first load means 17 Second addition means 18 Second storage means and second load means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−90916(JP,A) 実開 平3−13563(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 1/00 - 1/12 G05B 13/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-90916 (JP, A) JP-A-3-13563 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G05D 1/00-1/12 G05B 13/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 作業領域内を運動する運動装置に対し
て、外界の画像情報を入力する画像入力手段と、この画
像入力手段からの出力信号をデータ変換する第1変換手
段と、この第1変換手段からの出力信号を他の信号と加
算する第1加算手段と、この第1加算手段からの出力信
号を記憶して再びこの第1加算手段へ信号を出力する第
1記憶手段と、前記外界に対する距離情報を入力する距
離入力手段と、この距離入力手段からの出力信号をデー
タ変換する第3変換手段と、この第3変換手段からの出
力信号を他の信号と加算する第2加算手段と、この第2
加算手段からの出力信号を記憶して再びこの第2加算手
段へ信号を出力する第2記憶手段と、前記第1加算手段
及び第2加算手段からの出力信号を入力する人工神経回
路網と、この人工神経回路網からの出力信号をデータ変
換する第2変換手段と、この第2変換手段からの出力信
号を入力して前記運動装置を駆動させる駆動手段と、前
記人工神経回路網に対する教師信号を生成する教師信号
生成手段と、この教師信号生成手段からの教師信号と前
記人工神経回路網からの出力信号とにより誤差信号を生
成する誤差信号生成手段と、これらの各手段を制御する
制御手段とを設けたことを特徴とする運動制御装置。
1. An image input means for inputting image information of the outside world to a motion device which moves in a work area, a first conversion means for converting an output signal from the image input means into data, First adding means for adding an output signal from the converting means to another signal, first storing means for storing the output signal from the first adding means and outputting the signal to the first adding means again; Distance input means for inputting distance information to the outside world, third conversion means for converting the output signal from the distance input means into data, and second addition means for adding the output signal from the third conversion means to another signal And this second
Second storage means for storing an output signal from the addition means and outputting a signal to the second addition means again; an artificial neural network for inputting output signals from the first addition means and the second addition means; Second converting means for converting the output signal from the artificial neural network into data, driving means for inputting the output signal from the second converting means to drive the exercise device, and a teacher signal for the artificial neural network Signal generation means for generating an error signal, error signal generation means for generating an error signal based on the teacher signal from the teacher signal generation means and an output signal from the artificial neural network, and control means for controlling each of these means A motion control device characterized by comprising:
【請求項2】 作業領域内を運動する運動装置に対し
て、外界の画像情報を入力する画像入力手段と、この画
像入力手段からの出力信号をデータ変換する第1変換手
段と、この第1変換手段からの出力信号を他の信号と加
算する第1加算手段と、この第1加算手段からの出力信
号に対して重み付けをする第1荷重手段と、この第1荷
重手段からの出力信号を記憶して前記第1加算手段へ信
号を出力する第1記憶手段と、前記外界に対する距離情
報を入力する距離入力手段と、この距離入力手段からの
出力信号をデータ変換する第3変換手段と、この第3変
換手段からの出力信号を他の信号と加算する第2加算手
段と、この第2加算手段からの出力信号に対して重み付
けをする第2荷重手段と、この第2荷重手段からの出力
信号を記憶して前記第2加算手段へ信号を出力する第2
記憶手段と、前記第1加算手段及び第2加算手段からの
出力信号を入力する人工神経回路網と、この人工神経回
路網からの出力信号をデータ変換する第2変換手段と、
この第2変換手段からの出力信号を入力して前記運動装
置を駆動させる駆動手段と、前記人工神経回路網に対す
る教師信号を生成する教師信号生成手段と、この教師信
号生成手段からの教師信号と前記人工神経回路網からの
出力信号とにより誤差信号を生成する誤差信号生成手段
と、これらの各手段を制御する制御手段とを設けたこと
を特徴とする運動制御装置。
2. An image input means for inputting image information of the outside world to a motion device moving in a work area, a first conversion means for converting an output signal from the image input means into data, A first adding means for adding an output signal from the converting means to another signal, a first weighting means for weighting the output signal from the first adding means, and an output signal from the first weighting means. First storage means for storing and outputting a signal to the first addition means, distance input means for inputting the distance information to the outside world, third conversion means for performing data conversion on an output signal from the distance input means, A second adding means for adding the output signal from the third converting means to another signal, a second weighting means for weighting the output signal from the second adding means, and a second weighting means for weighting the output signal from the second weighting means. Storing the output signal and The second which outputs a signal to the two adding means
Storage means, an artificial neural network for inputting output signals from the first adding means and the second adding means, and second converting means for converting the output signal from the artificial neural network into data;
A driving means for inputting an output signal from the second conversion means to drive the exercise device, a teacher signal generating means for generating a teacher signal for the artificial neural network, and a teacher signal from the teacher signal generating means. A motion control device comprising: an error signal generating unit that generates an error signal based on an output signal from the artificial neural network; and a control unit that controls each of these units.
【請求項3】 距離入力手段に基づく距離情報の人工神
経回路網に対する入力の許否を切換える切換え手段を設
けたことを特徴とする請求項又は記載の運動制御装
置。
3. A distance motion control apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a switching means for switching the permission of the input to the distance information of an artificial neural network based on the input means.
【請求項4】 第1変換手段を、画像入力手段からの出
力信号を離散コサイン変換によりデータ変換するものと
したことを特徴とする請求項1,2又は3記載の運動制
御装置。
Wherein the first transformation unit, according to claim 1, 2 or 3 Symbol mounting motion control device being characterized in that it is assumed that data converted by the discrete cosine transform output signal from the image input means.
【請求項5】 第1変換手段を、画像入力手段からの出
力信号を直交変換によりデータ変換するものとしたこと
を特徴とする請求項1,2又は3記載の運動制御装置。
5. The first conversion means, according to claim 1, 2 or 3 Symbol mounting motion control device is characterized in that it is assumed that data converted by the orthogonal transform output signal from the image input means.
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