JP6936081B2 - ロボット - Google Patents
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Description
前記第1側部に対応する第1球冠部と、
前記第2側部に対応する第2球冠部と、
前記第1球冠部と前記第2球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記メイン筐体の内部に設けられ前記シャフトと直交する重りの軸を中心に回転する重りと、
前記シャフトの回転により前記第1球冠部及び前記第2球冠部を回転させる第1駆動機構と、
前記第1駆動機構から独立し、前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる第2駆動機構と、
前記重りの軸を回転させる重り駆動機構と、
前記第1球冠部又は前記第2球冠部に設けられ前記表示部が向いている側に向けられた距離センサと、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が第1所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第1所定値未満である場合は、その場旋回モードを実行し、
前記その場旋回モードにおいては、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して右側又は左側の第1側に前記重りを傾け、前記第1側に前記重りを傾けた状態で前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第1側と異なる第2側に前記重りを傾け、前記第2側に前記重りを傾けた状態で前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを後進させることによって、前記ロボットを第1旋回半径で旋回させる、ものである。
まず、本発明者は、球体状の筐体を備え、この筐体を回転させることで家庭内等の室内で自律的に移動する球体ロボットを検討している。
前記第1側部に対応する第1球冠部と、
前記第2側部に対応する第2球冠部と、
前記第1球冠部と前記第2球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記メイン筐体の内部に設けられ前記シャフトと直交する重りの軸を中心に回転する重りと、
前記シャフトの回転により前記第1球冠部及び前記第2球冠部を回転させる第1駆動機構と、
前記第1駆動機構から独立し、前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる第2駆動機構と、
前記重りの軸を回転させる重り駆動機構と、
前記第1球冠部又は前記第2球冠部に設けられ前記表示部が向いている側に向けられた距離センサと、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が第1所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第1所定値未満である場合は、その場旋回モードを実行し、
前記その場旋回モードにおいては、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して右側又は左側の第1側に前記重りを傾け、前記第1側に前記重りを傾けた状態で前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第1側と異なる第2側に前記重りを傾け、前記第2側に前記重りを傾けた状態で前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを後進させることによって、前記ロボットを第1旋回半径で旋回させる、ものである。
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第1所定値以上である場合は、前記距離が前記第1所定値より大きい第2所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第2所定値未満であると判断された場合は、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させる第1速度より遅い第2速度に減速させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第1側に前記重りを傾けることによって、前記ロボットを前記第1旋回半径よりも大きい第2旋回半径で旋回させてもよい。
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第1所定値以上である場合は、前記距離が前記第1所定値より大きい第2所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第2所定値以上であると判断された場合は、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前記第1速度で前進させてもよい。
前記ロボットを前記第1速度で前進させる際、
前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾けることによって、前記ロボットを蛇行走行させてもよい。
タイマーと、
前記ロボットの周辺の音を取得するマイクと、を備え、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから取得された第1音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているか判断し、
前記タイマーが時間を計測し始めてから所定時間以上、前記第1音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記ロボットのユーザの指示とは無関係に移動する周辺探索モードを実行してもよい。
前記ロボット周辺の映像を取得するカメラと、
音声を出力するスピーカと、を備え、
前記カメラは前記第1球冠部又は前記第2球冠部に設けられ、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから前記所定時間が経過するまでに前記マイクにより取得された第1音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれていると判断された場合は、
前記取得された映像に前記ユーザが含まれているかを判断し、
前記映像に前記ユーザが含まれていないと判断された場合は、
前記映像に前記ユーザが含まれていると判断されるまで、前記その場旋回モードを実行してもよい。
前記周辺探索モードが実行された後、前記所定期間が経過するまでに前記マイクにより取得された第2音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているかを判断し、
前記第2音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記周辺探索モードを継続してもよい。
前記メイン筐体の回転を停止させる停止制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で第1回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第1側に前記重りを傾け、前記第1側に前記重りを傾けた状態で前記メイン筐体を回転させる第1加速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記第1回転制御量と逆方向の制御量である第2回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第2側に前記重りを傾け、前記第2側に前記重りを傾けた状態で前記第1加速制御量と同一制御量の第2加速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを後進してもよい。
前記第2速度で前記ロボットを前進させる減速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、
第1回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第1側に前記重りを傾けてもよい。
前記第1速度で前記ロボットを前進させる等速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前記第1速度で前進させてもよい。
第1回転制御量と、前記第1回転制御量と逆方向の制御量である第2回転制御量とに従って、前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾けてもよい。
前記取得された映像に前記ユーザが含まれていると判断されたときは、回転停止制御量に従って前記重り駆動機構を制御することによって、前記重りを初期位置に停止させてもよい。
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。
図1Aは、本開示の実施の形態に係るロボット1の外観斜視図である。図1Bは、本開示の実施の形態に係るロボット1の外観正面図である。ロボット1は、図1A、及び図1Bに示すように、球帯状のメイン筐体101、第1球冠部102、及び第2球冠部103を備える。メイン筐体101、第1球冠部102、及び第2球冠部103は全体として球体を構成する。即ち、ロボット1は、球体形状を有する。また、ロボット1は、図1Aに示すように、第1球冠部102にカメラ104を備え、第2球冠部103に距離センサ105を備える。カメラ104は、光軸が例えばロボット1の正面を向くように第1球冠部102に設けられ、ロボット1の周辺環境の映像を取得する。また、距離センサ105は、光軸が例えばロボット1の正面を向くように第2球冠部103に取り付けられ、ロボット1の前方に位置する物体までの距離情報を取得する。
次に、図11を参照しつつ、本開示の実施の形態に係るロボット1の内部回路の詳細について説明する。図11は、本開示の実施の形態に係るロボット1を示すブロック図である。
図8Aで説明したように、ロボット1は、重り軸123a,124aに対して重り114を左方に回転させた状態で、第1モータ118を前進方向に回転させると、左方に旋回移動する。同様に、ロボット1は、重り軸123a,124aに対して重り114を右方に回転させた状態で、第1モータ118を前進方向に回転させると、右方に旋回する。
図13は、本開示の実施の形態に係るロボット1の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、所定の条件が成立した場合に開始される。所定の条件としては、例えば、ロボット1の電源がオンされた条件、及び図13のフローチャートが終了してから一定期間経過した条件が該当する。
図16は、比較例に係るロボット1000が壁際に向けて走行している様子を示す図である。図17は、比較例に係るロボット1000が旋回に失敗するケースC1を示す図である。図18は、比較例に係るロボット1000が旋回に失敗するケースC2を示す図である。
101 メイン筐体
102 第1球冠部
103 第2球冠部
104 カメラ
105 距離センサ
106 マイク
107 スピーカ
108 第1表示部
109 第2表示部
110 第3表示部
114 重り
115 シャフト
116 第1ギア
117 第2ギア
118 第1モータ
120 加速度センサ
121 第2モータ
122 駆動ベルト
123 第3アーム
123a 重り軸
124 第4アーム
124a 重り軸
125 第3モータ
126 第3ギア
127 第4ギア
155 ジャイロセンサ
200 制御回路
201 プロセッサ
202 メモリ
203 第1駆動機構
204 第2駆動機構
205 重り駆動機構
207 第1駆動機構制御部
208 第2駆動機構制御部
209 重り駆動機構制御部
211 主制御部
212 音声認識処理部
213 顔検出処理部
214 ジャイロ処理部
215 距離センサ処理部
216 加速度センサ処理部
Claims (12)
- 球体の第1側部と前記第1側部に対向する第2側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第1側部に対応する第1球冠部と、
前記第2側部に対応する第2球冠部と、
前記第1球冠部と前記第2球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記メイン筐体の内部に設けられ前記シャフトと直交する重りの軸を中心に回転する重りと、
前記シャフトの回転により前記第1球冠部及び前記第2球冠部を回転させる第1駆動機構と、
前記第1駆動機構から独立し、前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる第2駆動機構と、
前記重りの軸を回転させる重り駆動機構と、
前記第1球冠部又は前記第2球冠部に設けられ前記表示部が向いている側に向けられた距離センサと、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が第1所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第1所定値未満である場合は、その場旋回モードを実行し、
前記その場旋回モードにおいては、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して右側又は左側の第1側に前記重りを傾け、前記第1側に前記重りを傾けた状態で前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第1側と異なる第2側に前記重りを傾け、前記第2側に前記重りを傾けた状態で前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを後進させることによって、前記ロボットを第1旋回半径で旋回させる、
ロボット。 - 前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第1所定値以上である場合は、前記距離が前記第1所定値より大きい第2所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第2所定値未満であると判断された場合は、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させる第1速度より遅い第2速度に減速させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第1側に前記重りを傾けることによって、前記ロボットを前記第1旋回半径よりも大きい第2旋回半径で旋回させる、
請求項1記載のロボット。 - 前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第1所定値以上である場合は、前記距離が前記第1所定値より大きい第2所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第2所定値以上であると判断された場合は、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前記第1速度で前進させる、
請求項2記載のロボット。 - 前記制御回路は、
前記ロボットを前記第1速度で前進させる際、
前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾けることによって、前記ロボットを蛇行走行させる、
請求項3記載のロボット。 - 更に、
タイマーと、
前記ロボットの周辺の音を取得するマイクと、を備え、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから取得された第1音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているか判断し、
前記タイマーが時間を計測し始めてから所定時間以上、前記第1音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記ロボットのユーザの指示とは無関係に移動する周辺探索モードを実行する、
請求項1記載のロボット。 - 更に、
前記ロボット周辺の映像を取得するカメラと、
音声を出力するスピーカと、を備え、
前記カメラは前記第1球冠部又は前記第2球冠部に設けられ、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから前記所定時間が経過するまでに前記マイクにより取得された第1音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれていると判断された場合は、
前記取得された映像に前記ユーザが含まれているかを判断し、
前記映像に前記ユーザが含まれていないと判断された場合は、
前記映像に前記ユーザが含まれていると判断されるまで、前記その場旋回モードを実行する、
請求項5記載のロボット。 - 前記制御回路は、
前記周辺探索モードが実行された後、前記所定期間が経過するまでに前記マイクにより取得された第2音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているかを判断し、
前記第2音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記周辺探索モードを継続する、
請求項5記載のロボット。 - 前記制御回路は、
前記メイン筐体の回転を停止させる停止制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で第1回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第1側に前記重りを傾け、前記第1側に前記重りを傾けた状態で前記メイン筐体を回転させる第1加速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第2駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記第1回転制御量と逆方向の制御量である第2回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第2側に前記重りを傾け、前記第2側に前記重りを傾けた状態で前記第1加速制御量と同一制御量の第2加速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを後進させる、
請求項1記載のロボット。 - 前記制御回路は、
前記第2速度で前記ロボットを前進させる減速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、
第1回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第1側に前記重りを傾ける、
請求項2記載のロボット。 - 前記制御回路は、
前記第1速度で前記ロボットを前進させる等速制御量に従って前記第2駆動機構を制御して前記ロボットを前記第1速度で前進させる、
請求項3記載のロボット。 - 前記制御回路は、
第1回転制御量と、前記第1回転制御量と逆方向の制御量である第2回転制御量とに従って、前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾ける、
請求項3記載のロボット。 - 前記制御回路は、
前記取得された映像に前記ユーザが含まれていると判断されたときは、回転停止制御量に従って前記重り駆動機構を制御することによって、前記重りを初期位置に停止させる、
請求項6記載のロボット。
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