JPH0569832A - Remote control robot steering system - Google Patents

Remote control robot steering system

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Publication number
JPH0569832A
JPH0569832A JP3236501A JP23650191A JPH0569832A JP H0569832 A JPH0569832 A JP H0569832A JP 3236501 A JP3236501 A JP 3236501A JP 23650191 A JP23650191 A JP 23650191A JP H0569832 A JPH0569832 A JP H0569832A
Authority
JP
Japan
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steering
robot
wheels
slave robot
slave
Prior art date
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Pending
Application number
JP3236501A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyoshi Uchida
典佳 内田
Akira Hiraiwa
明 平岩
Katsunori Shimohara
勝憲 下原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH0569832A publication Critical patent/JPH0569832A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a remote control robot steering system in which a steering direction and a speed of a slave robot can be uniquely input and which is capable of ultra-pivotal turning and easy to be steered. CONSTITUTION:In a remote control robot steering system comprising a master device 2A connected to a communication network 1 and used by a user and slave robot fixing systems 3 and 4A accessed from the master device 2A by calling connection through the communication network 1, the master device 2A has a pair of steering wheels 23 respectively corresponding to right and left wheels (steering wheels) 41 of the slave robot for directing a steering direction and a speed to the corresponding wheel 41 rotated by each hand of the user.

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、通信網に接続され、ユ
ーザが使用するマスタ装置と、デジタル通信網を介して
呼接続によりマスタ装置からアクセスされるスレーブロ
ボット固定系からなる遠隔操縦ロボット操舵システムに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remote control robot steering system which comprises a master device connected to a communication network and used by a user, and a slave robot fixed system which is accessed from the master device by a call connection through a digital communication network. Regarding the system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、マスタ(人間)と遠隔地のスレー
ブ(ロボット)からなるテレロボティクスシステムの操
舵システムとして以下の様なものがあった。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been the following steering systems for a telerobotics system including a master (human) and a slave (robot) at a remote place.

【0003】第1は、自動車型のインタフェースを用い
たもので、操舵装置は、操舵方向を指示するハンドル
と、スレーブロボットの速度を指示する、アクセル・ブ
レーキペダルなどのペダルから構成される。免許の普及
率から見ても、このインタフェースになれ親しんでいる
人は多く、スレーブロボットが自動車型で比較的におお
ざっぱな動きをするかぎり問題はない。しかし、スレー
ブロボットに細かな動作を指示するのは難しく、特にス
レーブロボットの向きを戦車の超信地旋回のようにその
場で180度逆向きにすることができなかった。これは
通路の狭い建物内を対象としたときには、致命的な欠点
となった。
The first type uses an automobile-type interface, and the steering system comprises a steering wheel for instructing the steering direction and pedals for instructing the speed of the slave robot, such as an accelerator and a brake pedal. Even from the perspective of license penetration, many people are familiar with this interface, and there is no problem as long as the slave robot is an automobile type and makes relatively rough movements. However, it is difficult to instruct the slave robot to perform a detailed operation, and in particular, the direction of the slave robot cannot be reversed 180 degrees on the spot like the super turning of a tank. This was a fatal drawback when targeting a building with a narrow passage.

【0004】第2は、無線操縦装置などのインタフェー
スで、ジョイスティックを使用したものがある。これは
棒状のスイッチのようなものを前後左右に動かすことに
よって、操舵方向と速度をコントロールするもので、T
Vゲーム機などにも採用されている。TVゲーム機など
の様に、前後左右をオン/オフスイッチにすると、コン
トロールは容易になるが、スレーブロボットがある曲率
を持って曲る(旋回半径を任意に制御する)ことは不可
能になる。また、速度コントロールが1段階では実用に
ならないので、他に速度コントロールのスイッチが必要
となる。逆に、前後左右をオン/オフスイッチではな
く、無段階あるいは数段階のスイッチにした場合は、操
作と実際の動きの対応が把握しずらい。このため前後と
左右の2本のジョイスティックで操作する例もあった
が、実用的ではない。現在では左右方向をスティックで
はなく、ハンドル(小径のホイール)にし、速度コント
ロールをピストルのトリガーの型のスイッチにした、自
動車型のインタフェースに近いものが無線操縦自動車の
操縦装置の主流である。
The second type is an interface for a radio control device or the like, which uses a joystick. This is to control the steering direction and speed by moving a rod-like switch back and forth and left and right.
It is also used in V game machines. When the front / rear / left / right switches are turned on / off like a TV game machine, the control becomes easier, but it becomes impossible for the slave robot to bend with a certain curvature (arbitrarily control the turning radius). .. Further, since the speed control is not practical in one stage, another speed control switch is required. On the other hand, if the front / rear / left / right switches are not on / off switches but stepless or multi-step switches, it is difficult to understand the correspondence between the operation and the actual movement. For this reason, there was an example of operating with two joysticks, front and rear and left and right, but this is not practical. At present, a steering wheel (small-diameter wheel) is used instead of a stick in the left-right direction, and a speed control is a pistol-trigger type switch.

【0005】第3は、戦車型のインタフェースを用いた
もので、具体的には前後に動くスティックを2本左右に
並べたもので、一本のスティックはその方向のキャタピ
ラの操作に使う。より具体的には、前に倒すと正転し、
より深く前に倒せばより速く正転する。また、後に倒せ
ば逆転させることが可能である。前進させるためには、
左右のスティックを同じ角度だけ前に倒し、右に曲るに
は左のスティックを前に(右のスティックを後に)倒す
必要があり、日常とは違った操作が必要なため、大変な
慣れが必要であるという欠点があった。しかし、逆に超
信地旋回が容易に可能であるという利点はある。
Thirdly, a tank-type interface is used. Specifically, two sticks that move forward and backward are arranged side by side. One stick is used to operate the track in that direction. More specifically, if you push it forward, it will rotate normally,
If you push it deeper forward, it will rotate faster. In addition, it is possible to reverse it by defeating it later. To move forward,
Tilt the left and right sticks forward by the same angle and turn the left stick forward (right stick after) to turn to the right. It had the drawback of being necessary. However, on the contrary, there is an advantage that the super turning can be easily performed.

【0006】第4に、自転車のインタフェースを用いた
ものがある(服部 桂、人工現実感の世界、p211、
工業調査会、1991)。自動車型と同様に、このイン
タフェースになれ親しんでいる人は多く、スレーブロボ
ットが自動車型で比較的に大きな曲率で曲るおおざっぱ
な動きをするかぎり問題はない。しかし、スレーブロボ
ットに細かな曲り動作を指示するのは難しく、特にスレ
ーブロボットの向きをその場で逆向きにすることができ
なかった。これは通路の狭い建物内を対象としたときに
は、運動能力上致命的な欠点となった。
Fourth, there is one using a bicycle interface (Katsuru Hattori, World of artificial reality, p211,
Industrial Research Council, 1991). Similar to the car type, many people are familiar with this interface, and there is no problem as long as the slave robot makes a rough motion of bending with a relatively large curvature in the car type. However, it is difficult to instruct the slave robot to make a fine bending motion, and in particular, the direction of the slave robot cannot be reversed on the spot. This was a fatal drawback in terms of athletic performance when targeting a building with a narrow passage.

【0007】第5に、人間の歩行をそのまま用いるノー
スカロライナ大の作製した操舵装置があった(服部
桂、人工現実感の世界、p137、工業調査会、199
1)。トレッドミルという室内でジョギングなどをする
ための可動床(前後にのみ動く)に自転車のハンドル状
の操舵装置がついている。速度の加減速は自らトレッド
ミルの上で走れば可能で、これは疲れることを除けば、
非常に理にかなったインタフェースであった。しかし操
舵はハンドルでしなければならなかった。
Fifth, there was a steering device manufactured by the University of North Carolina that directly used human walking (Hattori)
Katsura, World of Artificial Reality, p137, Industrial Research Board, 199
1). The treadmill has a movable floor (moving only forward and backward) for jogging in a room equipped with a steering device like a bicycle handle. Acceleration and deceleration of the speed is possible if you run on the treadmill yourself, except that it gets tired,
It was a very reasonable interface. But steering had to be done with the steering wheel.

【0008】第6に、人間の歩行をそのまま用いる装置
に筑波大学の岩田氏の装置がある(計測自動制御学会:
ヒューマン・インタフェース部会、第6回ヒューマン・
インタフェース・シンポジウム論文集、p21、199
0)。使用者の上体を固定して、足には任意の方向に滑
ベるローラスケート状の装置をつけて、その爪先の位置
を非接触センサーで定位する。そのデータから使用者が
どちらの方向へ移動しようとしているのかを検出してい
る。この装置は体を完全にハーネスでつり上げているた
め、全体重を上半身につけたハーネスで支えなければな
らずユーザの体の拘束感が強いという欠点があった。
[0008] Sixth, there is a device of Mr. Iwata of the University of Tsukuba as a device that uses human walking as it is.
Human Interface Subcommittee, 6th Human
Interface Symposium Proceedings, p21,199
0). A user's upper body is fixed, a foot is equipped with a roller skate-like device that slides in an arbitrary direction, and the position of the toe is localized by a non-contact sensor. The data is used to detect in which direction the user is trying to move. Since this device lifts the body up completely with a harness, it has to be supported by a harness with the entire weight on the upper half of the body, which has a drawback that the user feels a strong sense of restraint on the body.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スレ
ーブロボットの操舵方向と速度を一意に入力することが
でき、超信地旋回が可能で、操舵が容易な遠隔操縦ロボ
ット操舵システムを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a remote control robot steering system capable of uniquely inputting a steering direction and speed of a slave robot, capable of super-spot turning, and facilitating steering. It is to be.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の遠隔操縦ロボッ
ト操舵システムは、通信網に接続され、ユーザが使用す
るマスタ装置と、通信網を介して呼接続によりマスタ装
置からアクセスされるスレーブロボット固定系からなる
遠隔操縦ロボット操舵システムにおいて、マスタ装置
は、スレーブロボットの左右の操舵輪に各々対応し、ユ
ーザの各手により回転させられて対応する前記車輪に操
舵方向と速度を指示する一対の操舵ホイールを有するこ
とを特徴とする。
A remote control robot steering system according to the present invention is connected to a communication network, and a master device used by a user and a slave robot fixed to be accessed from the master device by call connection via the communication network. In a remote-controlled robot steering system including a system, a master device corresponds to the left and right steered wheels of a slave robot, and is rotated by each hand of a user, and a pair of steering wheels instructing the steering direction and speed to the corresponding wheels. It is characterized by having a wheel.

【0011】[0011]

【作用】操舵指示をする部分に遠隔操縦ロボットの左右
の操舵輪の回転に各々独立に対応する一対の操舵ホイー
ルを用いることによって、操舵方向と速度を一意に、か
つ容易に入力できる。また、一対の操舵ホイールを駆動
する操舵ホイール駆動機構を有することにより、操舵ホ
イールに適度な反力を発生させ、スレーブロボットが坂
道や壁を登る状態をユーザにフィードバックさせること
ができる。さらに、操舵ホイールの直径をスレーブロボ
ットの左右の操舵輪の直径に等しくし、操舵ホイールの
左右ホイール間の距離を操舵輪の左右輪間の距離に等し
くすることにより、マスタ装置とスレーブロボットの極
めて自然な対応が可能となり、あるいは故意にずらした
りすることによって、スレーブロボットの高速走行制御
や超低速走行制御が可能になる。
The steering direction and speed can be uniquely and easily input by using a pair of steering wheels that independently respond to the rotation of the left and right steering wheels of the remote-controlled robot in the steering instruction section. Further, by having the steering wheel drive mechanism that drives the pair of steering wheels, it is possible to generate an appropriate reaction force on the steering wheels and to feed back the state in which the slave robot climbs a slope or a wall to the user. Furthermore, the diameter of the steering wheel is made equal to the diameter of the left and right steered wheels of the slave robot, and the distance between the left and right wheels of the steered wheel is made equal to the distance between the left and right wheels of the steered wheel. By allowing natural correspondence or intentionally shifting, high-speed traveling control and ultra-low-speed traveling control of the slave robot become possible.

【0012】[0012]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の第1の実施例の遠隔操縦ロ
ボット操舵システムのブロック図、図2はその斜視図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of a remote control robot steering system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof.

【0014】本実施例の遠隔操縦ロボット操舵システム
は、通信網1に接続され、ユーザが使用するマスタ装置
2と、通信網1を介して呼接続によりマスタ装置2Aか
らアクセスされるスレーブロボット固定系3と、遠隔地
に配置され移動能力を有するスレーブロボット固定系4
Aから構成されている。
The remote-controlled robot steering system of this embodiment is connected to a communication network 1 and is connected to a master device 2 used by a user, and a slave robot fixed system which is accessed from the master device 2A by call connection via the communication network 1. 3 and a slave robot fixed system 4 which is located at a remote place and has a moving ability
It is composed of A.

【0015】マスタ装置24は、通信網1とのインタフ
ェース部21と、スレーブロボットからのカメラ画像を
ユーザに提示する表示装置22と、スレーブロボットの
左右の車輪(操舵輪)41に各々対応し、ユーザの各手
により回転させられて対応する車輪41に操舵方向と速
度を指示する一対の操舵ホイール23と、操舵ホイール
23を駆動し、スレーブロボットが坂道や壁を登る状態
をユーザにフィードバックさせる操舵ホイール駆動機構
24と、操舵ホイール23の回転角に対する、スレーブ
ロボットの車輪41の回転角の比例制御係数を切替える
ための比例制御係数切替スイッチ25と、操舵ホイール
23で指示された、車輪41の操舵方向と速度に前記比
例制御係数を乗じてインタフェース部21、通信網1を
介してスレーブロボット固定系3、4Aに送信したり、
操舵ホイール駆動機構24を制御するマスタ装置制御部
26Aで構成されている。
The master device 24 corresponds to the interface unit 21 with the communication network 1, the display device 22 for presenting the camera image from the slave robot to the user, and the left and right wheels (steering wheels) 41 of the slave robot. A pair of steering wheels 23 that are rotated by each hand of the user to instruct the corresponding wheel 41 of the steering direction and speed, and steering that drives the steering wheels 23 and feeds back to the user the state in which the slave robot climbs up a slope or a wall. The wheel drive mechanism 24, the proportional control coefficient changeover switch 25 for switching the proportional control coefficient of the rotation angle of the wheel 41 of the slave robot with respect to the rotation angle of the steering wheel 23, and the steering of the wheel 41 instructed by the steering wheel 23. The direction and speed are multiplied by the proportional control coefficient, and the slave unit is transferred through the interface unit 21 and the communication network 1. Or send to Tsu door fixed system 3,4A,
The master device controller 26A controls the steering wheel drive mechanism 24.

【0016】スレーブロボット固定系3は、通信網1と
のインタフェース部31と、インタフェース部31に接
続された網制御部32と、インタフェース部31と網制
御部32に接続された空間伝送部33で構成されてい
る。
The slave robot fixed system 3 includes an interface unit 31 with the communication network 1, a network control unit 32 connected to the interface unit 31, and a space transmission unit 33 connected to the interface unit 31 and the network control unit 32. It is configured.

【0017】スレーブロボット固定系4は、操舵輪、か
つ駆動輪である車輪41と、車輪41を駆動する車輪駆
動機構42と、マスタ装置2Aに搭載の操舵ホイール2
3の回転に応じて車輪41が回転するように車輪駆動機
構42を制御するスレーブ可動系制御部43と、フリー
キャスター44と、スレーブロボットに搭載されたカメ
ラ部45と、スレーブ可動系制御部43とカメラ部45
に接続され、スレーブロボット固定系3の空間伝送部3
3との間でデータの送信/受信を行なう空間伝送部46
で構成されている。
The slave robot fixed system 4 includes wheels 41 that are steering wheels and driving wheels, a wheel drive mechanism 42 that drives the wheels 41, and a steering wheel 2 mounted on the master device 2A.
The slave movable system control unit 43 that controls the wheel drive mechanism 42 so that the wheels 41 rotate in accordance with the rotation of 3, the free caster 44, the camera unit 45 mounted on the slave robot, and the slave movable system control unit 43. And camera section 45
Connected to the slave robot fixed system 3 space transmission unit 3
3 for transmitting / receiving data to / from the space 3
It is composed of.

【0018】本実施例では、表示装置22に3面TVデ
ィスプレイを使用し、スレーブロボットには三眼カメラ
のカメラ部45を用いる。カメラ部45の位置は、操舵
ホイール23とユーザの頭の位置関係と等しくなるよう
に、スレーブロボットの車輪41との位置関係が決めら
れており、高さは伸縮式の首によって任意の範囲で調整
できるようになっている。スレーブロボットのカメラ部
45で撮影された画像は通信網1を介してマスタ装置5
の表示装置22に表示される。また、カメラ部45はス
レーブロボット本体に対して上下左右の方向へは移動し
ない。同様に、マスタ装置2の椅子も表示装置22に対
して距離・方向ともに固定されている。操舵ホイール2
3の直径とスレーブロボットの車輪41の直径、左右の
操舵ホイール23の距離とスレーブロボットの左右の車
輪41間の距離とは一致している。操舵ホイール23の
回転角に対するスレーブロボットの車輪41の回転角の
比例制御係数は比例制御係数切替スイッチ25によって
段階的に切替え可能になっている。
In this embodiment, a three-screen TV display is used for the display device 22, and a camera part 45 of a three-lens camera is used for the slave robot. The position of the camera unit 45 is determined to be the same as the positional relationship between the steering wheel 23 and the user's head, and the positional relationship with the wheels 41 of the slave robot is determined. It can be adjusted. The image captured by the camera unit 45 of the slave robot is transferred to the master device 5 via the communication network 1.
Is displayed on the display device 22. Further, the camera unit 45 does not move in the vertical and horizontal directions with respect to the slave robot main body. Similarly, the chair of the master device 2 is also fixed to the display device 22 in both distance and direction. Steering wheel 2
3, the diameter of the wheel 41 of the slave robot, the distance between the left and right steering wheels 23, and the distance between the left and right wheels 41 of the slave robot are the same. The proportional control coefficient of the rotation angle of the wheel 41 of the slave robot with respect to the rotation angle of the steering wheel 23 can be switched stepwise by the proportional control coefficient changeover switch 25.

【0019】比例制御係数を1に設定し、操舵ホイール
23を回転させて車輪41の操舵方向と速度を指示する
と、操舵ホイール23の回転角がエンコーダ(不図示)
で検出されて、これらはマスタ装置制御部26A、イン
タフェース部21、通信網1、スレーブロボット固定系
3を経て、スレーブロボット固定系4に伝送され、空間
伝送部46、スレーブ可動系制御部43を経て車輪駆動
機構42により車輪41が指示された方向に操舵され、
指示された速度で回転する。このときのスレーブロボッ
トの動きはカメラ部45で撮影され、空間伝送部46、
スレーブロボット固定系3、通信網1を経てマスタ装置
2Aに送られ、インタフェース部21を経て表示装置2
2に表示される。このときの映像は、あたかもマスタ装
置2Aが操舵ホイール23で動いているかのような錯角
をおこす。また、比例制御係数を1より大きくすれば、
スレーブロボットが広大な空間を移動させることが可能
で、また1より小さくすれば、微妙な位置制御が可能と
なる。また、ユーザの好みによっては、比例制御ではな
く、加速度制御にすることもできる。加速度制御にすれ
ば、微妙な位置を指定しようと操舵ホイール23をゆっ
くり回せば、スレーブロボットの前輪41もゆっくり回
転し、瞬間的に速く回せば、スレーブロボットの車輪4
1の回転角は非常に大きくなる。また、操舵ホイール駆
動機構24により操舵ホイール23に適度な反力を発生
させることによって、スレーブロボットが坂道や壁を登
っている状態をユーザにフィードバックさせることも可
能である。
When the proportional control coefficient is set to 1 and the steering wheel 23 is rotated to indicate the steering direction and speed of the wheels 41, the rotation angle of the steering wheel 23 is an encoder (not shown).
Are transmitted to the slave robot fixed system 4 via the master device control unit 26A, the interface unit 21, the communication network 1, the slave robot fixed system 3 and the space transmission unit 46 and the slave movable system control unit 43. After that, the wheel drive mechanism 42 steers the wheels 41 in the instructed direction,
Rotate at the indicated speed. The movement of the slave robot at this time is photographed by the camera unit 45, and the space transmission unit 46,
It is sent to the master device 2A via the slave robot fixed system 3 and the communication network 1, and is sent to the display device 2 via the interface unit 21.
It is displayed in 2. The image at this time makes an illusion as if the master device 2A were moving by the steering wheel 23. Moreover, if the proportional control coefficient is made larger than 1,
The slave robot can move in a vast space, and if it is smaller than 1, delicate position control becomes possible. In addition, acceleration control may be used instead of proportional control depending on the preference of the user. With the acceleration control, if the steering wheel 23 is slowly rotated to specify a delicate position, the front wheel 41 of the slave robot also slowly rotates, and if it is instantaneously rotated quickly, the wheel 4 of the slave robot 4 is rotated.
The rotation angle of 1 becomes very large. Further, by generating an appropriate reaction force on the steering wheel 23 by the steering wheel drive mechanism 24, it is possible to feed back the state in which the slave robot is climbing a slope or a wall to the user.

【0020】本実施例においては、カメラ部45に3眼
カメラを使用し、表示装置22に3面TVディスプレイ
を使用したが、カメラ部45を魚眼レンズにし、表示装
置22に半球形型ドームディスプレイを使用したり、カ
メラ部45を全周カメラにし、表示装置22に帯状全周
ディスプレイを使用したりすることも可能である。ま
た、、操舵ホイール23の直径は車輪41の直径と異な
っていてもよい。
In this embodiment, the camera unit 45 is a three-lens camera and the display unit 22 is a three-screen TV display. However, the camera unit 45 is a fisheye lens and the display unit 22 is a hemispherical dome display. It is also possible to use it, or to make the camera unit 45 an all-round camera and use a band-shaped all-round display for the display device 22. Further, the diameter of the steering wheel 23 may be different from the diameter of the wheel 41.

【0021】図3は本発明の第2の実施例の遠隔操縦ロ
ボット操舵システムのブロック図、図4はその斜視図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram of a remote control robot steering system according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view thereof.

【0022】本実施例の遠隔操縦ロボット操舵システム
は、通信網1に接続され、ユーザが使用するマスタ装置
2Bと、通信網1を介して呼接続によりマスタ装置2B
からアクセスされるスレーブロボット固定系3と、遠隔
地に配置され移動能力を有するスレーブロボット固定系
4Bから構成されている。
The remote control robot steering system of the present embodiment is connected to the communication network 1 and is connected to the master device 2B used by the user and the master device 2B by call connection via the communication network 1.
It is composed of a slave robot fixed system 3 which is accessed from the slave robot fixed system 4B and a slave robot fixed system 4B which is located at a remote place and has a moving ability.

【0023】マスタ装置2Bは、デジタル通信網1との
インタフェース部21と、スレーブロボットからのカメ
ラ画像をユーザに提示する表示装置22と、スレーブロ
ボットの左右の前輪41に各々対応し、ユーザの各手に
より回転させられて対応する前輪41に操舵方向と速度
を指示する一対の操舵ホイール23と、操舵ホイール2
3を駆動し、スレーブロボットが坂道や壁を登る状態を
ユーザにフィードバックさせる操舵ホイール駆動機構2
4と、操舵ホイール23で指示された、車輪41の操舵
方向と速度をインタフェース部21、通信網1を介して
スレーブロボット固定系3、4Bに送信したり、操舵ホ
イール駆動機構24を制御するマスタ装置制御部26B
と、ユーザの頭部の動作方向と地面からの高さを検出す
る3次元頭部位置センサ27とで構成されている。
The master device 2B corresponds to the interface section 21 with the digital communication network 1, the display device 22 for presenting the camera image from the slave robot to the user, and the left and right front wheels 41 of the slave robot, respectively. A pair of steering wheels 23 that are rotated by hand to indicate the steering direction and speed to the corresponding front wheels 41;
Steering wheel drive mechanism 2 for driving the slave robot 3 to feed back to the user the state in which the slave robot climbs a slope or a wall.
4 and the steering direction and speed of the wheels 41, which are instructed by the steering wheel 23, are transmitted to the slave robot fixed systems 3 and 4B via the interface unit 21 and the communication network 1, and the master that controls the steering wheel drive mechanism 24. Device control unit 26B
And a three-dimensional head position sensor 27 that detects the movement direction of the user's head and the height from the ground.

【0024】スレーブロボット固定系3は、通信網1と
のインタフェース部31と、インタフェース部31に接
続された網制御部32と、インタフェース部31と網制
御部32に接続された空間伝送部33で構成されてい
る。
The slave robot fixed system 3 includes an interface unit 31 with the communication network 1, a network control unit 32 connected to the interface unit 31, and a space transmission unit 33 connected to the interface unit 31 and the network control unit 32. It is configured.

【0025】スレーブロボット固定系4は、操舵輪、か
つ駆動輪であるスレーブ車輪41と、車輪41を駆動す
る車輪駆動機構42と、マスタ装置2Bに搭載の操舵ホ
イール23の回転に応じてスレーブ車輪41が回転する
ように車輪駆動機構42を制御するスレーブ可動系制御
部43と、フリーキャスター44と、スレーブロボット
に搭載されたカメラ部45と、カメラ駆動機構47と、
スレーブ可動系制御部43とカメラ部45に接続され、
スレーブロボット固定系3の空間伝送部33との間でデ
ータの送信/受信を行なう空間伝送部46で構成されて
いる。
The slave robot fixed system 4 includes a slave wheel 41 which is a steered wheel and a drive wheel, a wheel drive mechanism 42 for driving the wheel 41, and a slave wheel according to the rotation of the steering wheel 23 mounted on the master device 2B. A slave movable system control unit 43 that controls a wheel drive mechanism 42 so that 41 rotates, a free caster 44, a camera unit 45 mounted on a slave robot, a camera drive mechanism 47,
It is connected to the slave movable system control unit 43 and the camera unit 45,
The slave robot fixed system 3 includes a space transmission unit 46 that transmits / receives data to / from the space transmission unit 33.

【0026】以下、本実施例の第1の実施例との相違に
ついて述べる。まず、スレーブロボットにおいて、前輪
41と後輪44の関係は、第1の実施例に対して逆であ
る。第1の実施例において、比例制御係数を1に設定す
ることは、操舵ホイール23が小さかったため、実用的
ではなかったが、本実施例では、操舵ホイール23と車
輪41の直径が等しく、かつ大直径のため、操舵ホイー
ル23の回転角分だけ車輪41が比例制御係数1で回転
するようにして十分効果を発揮する。本実施例は表示装
置22に頭部装着型双眼ディスプレイを使用し、スレー
ブロボットのカメラ部45には双眼カメラを用いてい
る。双眼カメラ45の位置は、操舵ホイール23とユー
ザの頭の位置関係と等しくなるように、スレーブロボッ
トとの位置関係が決められており、高さは伸縮式の首に
よって任意の範囲で調整できるようになっている。さら
に、ユーザの頭部の動作方向と地面からの高さを検出す
る3次元センサ(例えば磁気センサ)による頭部位置検
出をおこない、ユーザの頭部動作を追尾してスレーブロ
ボットの双眼カメラは撮影する。そのため、ユーザの見
ている向きの画像を、なんらの操作なしで得ることがで
きる。本実施例において、マスタ装置2Bの椅子は固定
された例を説明したが、回転のみをゆるし、操舵ホイー
ル23の操作に合わせて椅子を回転させ、臨場感を高め
ることも可能である。
The difference between this embodiment and the first embodiment will be described below. First, in the slave robot, the relationship between the front wheels 41 and the rear wheels 44 is opposite to that in the first embodiment. In the first embodiment, setting the proportional control coefficient to 1 was not practical because the steering wheel 23 was small, but in the present embodiment, the steering wheel 23 and the wheel 41 have the same diameter and a large diameter. Due to the diameter, the wheels 41 are rotated by the proportional control coefficient 1 by the rotation angle of the steering wheel 23, and the effect is sufficiently exhibited. In this embodiment, a head-mounted binocular display is used for the display device 22, and a binocular camera is used for the camera unit 45 of the slave robot. The position of the binocular camera 45 is determined to be the same as the positional relationship between the steering wheel 23 and the user's head, and the position relationship with the slave robot is determined. The height of the binocular camera 45 can be adjusted within an arbitrary range by the retractable neck. It has become. Further, the head position is detected by a three-dimensional sensor (for example, a magnetic sensor) that detects the moving direction of the user's head and the height from the ground, and the binocular camera of the slave robot takes an image by tracking the user's head motion. To do. Therefore, the image in the direction the user is looking at can be obtained without any operation. In the present embodiment, an example in which the chair of the master device 2B is fixed has been described, but it is also possible to loosen only the rotation and rotate the chair according to the operation of the steering wheel 23 to enhance the sense of presence.

【0027】同様に、本実施例において、カメラ部45
にステレオマイクを取り付け、ユーザにヘッドフォンや
スピーカを使って立体音場を提供し臨場感を高めること
も可能であることはいうまでもない。また、マイクの個
数は2chステレオに限定されるものでなく、3ch以
上の、例えばマイクアレイであればより臨場感を高めら
れることも言うまでもない。
Similarly, in this embodiment, the camera unit 45
Needless to say, it is possible to attach a stereo microphone to the user and provide a stereoscopic sound field to the user using headphones or a speaker to enhance the sense of presence. Also, it goes without saying that the number of microphones is not limited to 2ch stereo, and if it is 3ch or more, for example, a microphone array, the sense of presence can be further enhanced.

【0028】第1および第2の実施例のスレーブロボッ
トを、物理的な存在のない実際のコンピュータプログラ
ムによって構成された仮想の電子空間内を移動する仮想
ロボットにすることによって、これを操縦するロボット
操舵装置に応用できることは言うまでもない。
A robot that controls the slave robots of the first and second embodiments by making them virtual robots that move in a virtual electronic space constituted by an actual computer program that does not physically exist. It goes without saying that it can be applied to a steering device.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、以下のよ
うな効果がある。 (1)請求項1の発明は、遠隔操縦ロボットの左右の車
輪の回転に各々独立に対応する操舵ホイールで遠隔地の
スレーブロボットを操舵することにより、容易に違和感
なく操舵ができ、超信地旋回も可能である。 (2)請求項2の発明は、操舵ホイール駆動機構を有す
ることにより、(1)の効果に加えて、スレーブロボッ
トが坂道や壁を登る状態をユーザにフィードバックする
ことができる。 (3)請求項3〜5の発明は、(1)、(2)の効果に
加えて、マスタ装置とスレーブロボットの極めて自然な
対応が可能になり、あるいはスレーブロボットの高速走
行制御や超低速走行制御が可能になる。
As described above, the present invention has the following effects. (1) According to the invention of claim 1, by steering a slave robot at a remote place with a steering wheel that independently responds to the rotation of the left and right wheels of the remote control robot, steering can be performed easily and comfortably. Turning is also possible. (2) Since the invention of claim 2 has the steering wheel drive mechanism, in addition to the effect of (1), the state in which the slave robot climbs a slope or a wall can be fed back to the user. (3) In addition to the effects of (1) and (2), the inventions of claims 3 to 5 enable extremely natural correspondence between the master device and the slave robot, or high-speed traveling control of the slave robot or ultra-low speed. Driving control becomes possible.

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

【図1】本発明の第1の実施例の遠隔操縦ロボット操舵
システムのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a remote-controlled robot steering system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の遠隔操縦ロボット操舵システムの斜視図
である。
2 is a perspective view of the remote control robot steering system of FIG. 1. FIG.

【図3】本発明の第2の実施例の遠隔操縦ロボット操舵
システムのブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a remote control robot steering system according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3の遠隔操縦ロボット操舵システムの斜視図
である。
4 is a perspective view of the remote control robot steering system of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 通信網 2A,2B マスタ装置 3 スレーブロボット固定系 4A,4B スレーブロボット固定系 21 インタフェース部 22 表示装置 23 操舵ホイール 24 操舵ホイール駆動機構 25 比例制御係数切替スイッチ 26A,26B マスタ装置制御部 27 三次元頭部位置センサ 31 インタフェース部 32 網制御部 33 スレーブ固定系制御部 41 車輪 42 車輪駆動機構 43 スレーブ可動系制御部 44 フリーキャスター 45 カメラ部 46 空間伝送部 1 Communication Network 2A, 2B Master Device 3 Slave Robot Fixed System 4A, 4B Slave Robot Fixed System 21 Interface Unit 22 Display Device 23 Steering Wheel 24 Steering Wheel Drive Mechanism 25 Proportional Control Coefficient Changeover Switch 26A, 26B Master Device Control Unit 27 3D Head position sensor 31 Interface unit 32 Network control unit 33 Slave fixed system control unit 41 Wheel 42 Wheel drive mechanism 43 Slave movable system control unit 44 Free caster 45 Camera unit 46 Spatial transmission unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】通信網に接続され、ユーザが使用するマス
タ装置と、前記通信網を介して呼接続により前記マスタ
装置からアクセスされるスレーブロボット固定系からな
る遠隔操縦ロボット操舵システムにおいて、 前記マスタ装置は、前記スレーブロボットの左右の操舵
輪に各々対応し、ユーザの各手により回転させられて対
応する前記車輪に操舵方向と速度を指示する一対の操舵
ホイールを有することを特徴とする遠隔操縦ロボット操
舵システム。
1. A remote control robot steering system comprising a master device connected to a communication network, which is used by a user, and a slave robot fixed system which is accessed from the master device by a call connection through the communication network. The device includes a pair of steering wheels that respectively correspond to the left and right steered wheels of the slave robot and that are rotated by each hand of a user to instruct a steering direction and a speed to the corresponding wheels. Robot steering system.
【請求項2】前記マスタ装置は、前記一対の操舵ホイー
ルを駆動する操舵ホイール駆動機構を有する請求項1記
載の遠隔操縦ロボット操舵システム。
2. The remote control robot steering system according to claim 1, wherein the master device has a steering wheel drive mechanism for driving the pair of steering wheels.
【請求項3】前記操舵ホイールの直径が前記スレーブロ
ボットの左右の操舵輪の直径に等しく、前記操舵ホイー
ルの左右ホイール間の距離が前記操舵輪の左右輪間の距
離に等しい請求項1または2に記載の遠隔操縦ロボット
操舵システム。
3. The diameter of the steering wheel is equal to the diameter of the left and right steering wheels of the slave robot, and the distance between the left and right wheels of the steering wheel is equal to the distance between the left and right wheels of the steering wheel. The remote control robot steering system according to.
【請求項4】前記操舵ホイールの直径が前記スレーブロ
ボットの左右の操舵輪の直径に等しく、前記操舵ホイー
ルの回転角に対する、前記スレーブロボットの操舵輪の
回転角の比例制御係数を切替るための比例制御係数切替
スイッチを有する請求項1または2に記載の遠隔操舵ロ
ボット操舵システム。
4. The diameter of the steering wheel is equal to the diameter of the left and right steered wheels of the slave robot, and the proportional control coefficient of the rotation angle of the steered wheel of the slave robot with respect to the rotation angle of the steering wheel is switched. The remote steering robot steering system according to claim 1, further comprising a proportional control coefficient changeover switch.
【請求項5】前記操舵ホイールの回転角に対する、前記
スレーブロボットの操舵輪の回転角の比例制御係数を切
替るための比例制御係数切替スイッチを有する請求項1
または2に記載の遠隔操舵ロボット操舵システム。
5. A proportional control coefficient changeover switch for switching a proportional control coefficient of the rotation angle of the steered wheels of the slave robot with respect to the rotation angle of the steering wheel.
Alternatively, the remote steering robot steering system according to item 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021180496A (en) * 2020-05-14 2021-11-18 エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 Remote control system, remote work device, video processing device and program
JP2024007317A (en) * 2022-07-05 2024-01-18 吉谷土木株式会社 Planting support method, field work support system and the like

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