JP5507329B2 - エッジ推定装置およびエッジ推定方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献1の脚式移動ロボットの足首位置に備えるような6軸センサの出力から階段のエッジの位置を推定することも考え得るが、この場合には、エッジの位置の推定精度が悪く、しかも、1つでもセンサが故障すると、エッジの位置の推定ができなくなる、という問題がある。
さらに、ブロック状シートとプッシャの間にスポンジが設けられることで、ブロック状シートの検知面に圧力が掛かったときにブロック状シートが撓むことを許容しつつ、この圧力を適度に分散させてプッシャに伝達することができる。このため、階段のエッジなどにより一部のブロックのみに大きな圧力が掛かったとしても、この圧力を適度に分散させ、プッシャの破損を防止することができる。
次に、本発明の第1実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、第1実施形態に係るエッジ推定装置1は、検知面Sを有する感圧ユニット10と、感圧ユニット10の検知出力に基づきエッジ点およびエッジ線を演算により推定する演算装置20とを備えている。
ΔPm n=Pm n−Pm n+1
により演算する。もちろん、ΔPm n=Pm+1 n−Pm nとしても構わない。
圧力差演算手段21が算出した圧力差ΔPm nは、エッジ点判定手段22に出力される。
図5に示す処理は、例えば、エッジ推定装置1が搭載されたロボットが歩行している最中に適宜なタイミングで実行される。エッジ推定を行う場合、図5に示すように、まず、圧力差演算手段21が、感圧センサ16bが検出した圧力値Pm nをすべての座標について取得する(S11)。そして、圧力差演算手段21は、Y方向に隣接する感圧点[m,n]同士の圧力差ΔPm nをすべての座標(n=8まで)について算出する(S12)。
次に、複数のエッジ線の推定を可能とするエッジ推定装置1の実施形態について説明する。なお、第2実施形態においては、第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。
複数のエッジ線を推定する場合、複数のエッジ線を正確に推定するため、第1実施形態において第3の領域11Rにも圧力検出部を設けるのが望ましい。そのため、ここでは、検知面Sの全面にわたって9列9行の圧力検出部が設けられている構成で説明する。
例えば、前記実施形態においては、ロボットの足の裏に本発明のエッジ推定装置を設ける場合を一例に挙げたが、本発明のエッジ推定装置は、ロボットの手に設けてもよいし、タッチパネルや電子ゲームのコントローラのように、人が接触することにより情報を入力する入力デバイスとして用いることもできる。
10 感圧ユニット
11 ブロック状シート
11P 第1の領域
11Q 第2の領域
11R 第3の領域
11a 溝
11b 連結部
11c ブロック
12 スポンジ
13 プッシャ
14 プッシャガイド
14a ガイド穴
15 ダイヤフラムアレイ
16 感圧センサアレイ
16a 回路基板
16b 感圧センサ
20 演算装置
21 圧力差演算手段
22 エッジ点判定手段
23 エッジ線推定手段
23a 方向算出部
29c 記憶手段
S 検知面
Claims (6)
- 配列された複数の圧力検出部を有し、ロボットの足の裏面に設けられた感圧ユニットと、
前記圧力検出部が検出した圧力に基づき、隣接する圧力検出部が検出した圧力の圧力差を演算する圧力差演算手段と、
前記圧力差演算手段が算出した圧力差の大きさが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えた場合に、当該圧力差を求めた圧力検出部の位置を、前記裏面に接触した物体のエッジの位置に対応するエッジ点であると判定するエッジ点判定手段と、
前記エッジ点判定手段が判定した複数のエッジ点に基づき、前記裏面に接触した物体のエッジ線を推定するエッジ線推定手段とを備え、
前記感圧ユニットは、
格子状に設けられた溝によって区画された、前記圧力検出部を構成する複数のブロックを有するブロック状シートと、
前記ブロック状シートに対面して配置されたスポンジと、
前記スポンジを挟んで前記ブロック状シートの前記ブロックに対応して配列されたプッシャと、
前記プッシャの前記スポンジとは反対側に設けられ、前記プッシャから圧力を受ける感圧センサを配列してなる感圧センサアレイとを備えてなり、
前記複数の圧力検出部が、前記ロボットの足の裏面において互いに左右に離間した第1の領域および第2の領域に配置され、前記第1の領域および前記第2の領域内で圧力検出部が前後に並ぶように、前記プッシャおよび前記感圧センサが配列されていることを特徴とするエッジ推定装置。 - 前記プッシャと前記感圧センサアレイの間に配置されたゴム状の部材からなるダイヤフラムアレイをさらに備え、当該ダイヤフラムアレイは、前記プッシャに被さるカップ形状の複数のダイヤフラムと、支持部と、当該支持部より薄く形成され前記ダイヤフラムと前記支持部を接続する接続部とを有して構成されたことを特徴とする請求項1に記載のエッジ推定装置。
- 前記エッジ線推定手段は、前記エッジ点判定手段が判定した、複数のエッジ点の配列を、最小二乗法により直線に近似することで、前記エッジ線を推定するように構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエッジ推定装置。
- 前記複数の圧力検出部は、前後方向に沿って、前記第1の領域内および前記第2の領域内で、それぞれ複数列配列されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のエッジ推定装置。
- 前記エッジ線推定手段は、隣接するエッジ点同士を繋いだ方向を算出する方向算出部を有し、前記方向算出部が算出した方向が、隣接する位置において所定値以上異なる方向である場合に、異なる方向のエッジ線が交差していると推定し、同じ方向のエッジ線を形成すると推定したエッジ点の群を用いて最小二乗法により直線の近似を行うことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のエッジ推定装置。
- ロボットの足の裏面に配列された複数の圧力検出部を有する感圧ユニットの、前記圧力検出部の検出値に基づいて前記裏面に接触した物体のエッジを推定する方法であって、
前記感圧ユニットは、
格子状に設けられた溝によって区画された、前記圧力検出部を構成する複数のブロックを有するブロック状シートと、
前記ブロック状シートに対面して配置されたスポンジと、
前記スポンジを挟んで前記ブロック状シートの前記ブロックに対応して配列されたプッシャと、
前記プッシャの前記スポンジとは反対側に設けられ、前記プッシャから圧力を受ける感圧センサを配列してなる感圧センサアレイとを備えてなり、
前記複数の圧力検出部が、前記ロボットの足の裏面において互いに左右に離間した第1の領域および第2の領域に配置され、前記第1の領域および前記第2の領域内で圧力検出部が前後に並ぶように前記プッシャおよび前記感圧センサが配列され、
前記圧力検出部が検出した圧力に基づき、隣接する圧力検出部が検出した圧力の圧力差を演算するステップと、
前記圧力差の大きさが所定の閾値を超えたか否かを判定し、超えた場合に、当該圧力差を求めた圧力検出部の位置を、前記裏面に接触した物体のエッジの位置に対応するエッジ点であると判定するステップと、
複数のエッジ点に基づき、前記裏面に接触した物体のエッジ線を推定するステップと、
を備えることを特徴とするエッジ推定方法。
Priority Applications (1)
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JP2010101744A JP5507329B2 (ja) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | エッジ推定装置およびエッジ推定方法 |
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JP2010101744A JP5507329B2 (ja) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | エッジ推定装置およびエッジ推定方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2011232124A JP2011232124A (ja) | 2011-11-17 |
JP5507329B2 true JP5507329B2 (ja) | 2014-05-28 |
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JP2009236602A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 接触力ベクトル検出装置及び方法 |
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JP2011232124A (ja) | 2011-11-17 |
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