JP2004276123A - Remote control method and device of super-multidegree of freedom system - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a remote control method and a remote control device, performing operation according to operator's intention by inputting an instruction about the minor flexibility to be conscious in a system having a number of flexibilities such as a humanoid robot. <P>SOLUTION: Among a number of controllable operational variables of a controlled system 1, the operational variables to be operated by the operator 3 are selected and combined to set some control modes. In operating the controlled system 1, the control mode is selected from the prepared control modes and specified through a selector 21. When the operable operational variables in the specified control mode are operated by an input device 22, the surplus operational variables are indirectly controlled according to a control method previously programmed corresponding to a change in the operated operational variables through each shaft command generating part 12. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒューマノイドロボットなど高次の自由度を有するシステムを遠隔で操作する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒューマノイドロボットは、人に近似した動作を行うため、現状でも３０自由度以上と極めて多数の自由度を備えていて、たとえば目の前にある物体を把持する動作を行わせるだけでも、物体までの距離や目的に応じて、頭部の位置・姿勢、左右ハンドの位置・姿勢、左右ハンドの開閉、上体傾き、上体捻り、腰前後位置、腰上下位置、脚を使った歩行などを指示する必要がある。
このような数１０自由度も有する超多自由度システムを遠隔制御する場合、すべての自由度について操作者が直接入力・指示することは困難である。
【０００３】
ヒューマノイドロボットについて遠隔操作する方法として、操作者の体の動きを計測してロボットの各関節の指令値を生成する完全マスタースレーブ方式と、予めプログラムされた全身行動をコマンドにより再生する教示再生方式がある。完全マスタースレーブ方式は、装置が大掛かりになる上、人とロボットの幾何学的・動力学的相違から安定な動作をさせることが難しいという問題がある。また、教示再生方式では、事前に教示した動作に限定されるため、状況に応じた動きをさせることができないという問題がある。
【０００４】
これに対して、非特許文献１は、できるだけ簡単な操作で意図した動作を実現させる手法として、ジョイスティックからの入力だけでヒューマノイドロボットの全身制御を行う方法を教示している。人間は、作業に応じて意識を集中する部位を切り替えてその部位を意識的に動かし、残りの意識していない部位は装置に任せることにより無意識に動かす。
非特許文献１に教示された方法は、意識を集中する部位の自由度が限定されていることに注目して開発されたもので、意識を集中する部位をジョイスティックのような簡単な操作装置を用いて制御し、無意識的に行っている他の部位の動作については、ロボットの動作制御系の中に自律機能として埋め込んだものである。
【０００５】
教示されたシステムでは、２本の３自由度ジョイスティックを用い、ジョイスティックの機能を指定する切替ボタンに頭、両手先、両グリッパハンド、胴体、両足先の合計８個の操作点の位置・姿勢操作を割り振ってあって、意識を集中する部位に従ってジョイスティックの機能を切り替えて操作することができる。
ジョイスティックにより入力された操作パラメータは全身動作生成サーバに取り込まれて、このサーバにより制御ループごとに操作点の位置姿勢を計算し、それに追従するように全関節の目標角を生成する。
【０００６】
この方法を用いることより、操作者は、ロボットとの幾何学的・動力学的な相違を意識することなく歩行時の重心位置など安定性を保ったまま、必要な部位に意識を集中してロボットを操作することができる。
しかし、この方法では、１連の動作を行わせるためにはジョイスティックで操作する部位を切り替える必要がある。たとえば、床上の物体を把持する場合は、人ならば手と腕の動きのみを意識すれば足り、手が届かないときには無意識に腰をかがめて物体を掴めるようにするが、この方法では、操作者は初めに腰の操作を行って腰をかがめてからハンドに切り替えて物体を把持することになる。
【０００７】
【非特許文献１】
ＮＥＯ Ｅｅ Ｓｉａｎ 他「ヒューマノイドロボットの全身遠隔操作」第２０回日本ロボット学会学術講演会予稿集（２００２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、多数の自由度を有するシステムにおいて、意識する少ない自由度に関して指示入力することで操作者の意図に沿った操作を行えるようにした遠隔制御方法と遠隔制御装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明における超多自由度システムの遠隔制御方法は、制御対象システムの有する多数の制御可能な操作変数のうちから操作者にとって操作が可能な数の操作変数を選択して組み合わせた制御モードをいくつか設定しておいて、制御対象システムを操作するときには準備された制御モードから選択して指定し、指定した制御モードにおける操作可能な操作変数を操作すると、その余の操作変数は操作された操作変数の変化に応じて予めプログラムされた制御手法に基づいて間接的に制御されるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の遠隔制御方法では、操作者が決める条件に沿ってある操作を行おうとするときに、システムの各自由度について、操作者が直接的に制御する必要がある直接操作変数と、これに従属して間接的に制御すれば足りる間接操作変数に分類して、操作を実行するための制御パターンを決める。制御パターンにおける直接操作変数は、操作者が同時に操作できる自由度の数以下に制限する必要がある。間接操作変数の制御は予め指定された条件に合わせて実施するようにプログラムされている。
【００１１】
制御パターンは予定される操作についてそれぞれ設定され制御モードの形で装置に記憶される。システムを操作するときには、操作者が操作者の意図もしくは操作者が与える条件に適合する制御モードを選択すると、ジョイスティックなどの操作装置は制御モードで決められた直接操作変数に割り当てられ、操作者の操縦に従うようになる。その他の操作変数は、それぞれ予め決められたアルゴリズムに従って自律的に制御される。
本発明の遠隔制御方法により、制御の意図に基づいて制御モードを選択することによって、ジョイスティックなどの簡単な操縦具を介して操作者が操縦すると、操作者が直接操作したい自由度以外の自由度も操作者の意図に沿った動きをさせることができ、少ない自由度について直接入力することにより、超多自由度のシステムを意図通りに遠隔操作することができる。
【００１２】
なお、制御可能な操作変数の他の操作変数を制御する制御手法は、制御可能な操作変数の操作により変化した制御変数の状態にしたがって操作変数の設定値を変更するようにしたものであってもよい。
このような機構を有することにより、たとえば、物体を掴もうとしてアームを下方に伸ばしきった状態であれば腰の上下位置の設定値を下方にずらしたり、アームを前方に伸ばしきった状態であれば足を１歩進めるように歩行の目標値を調整するようにして、動作を効率的に行うようにすることができる。
【００１３】
本発明の遠隔制御方法はヒューマノイドロボットに適用することが好ましい。この遠隔制御方法により、超多自由度を有するロボットを人が意図通りに操縦することができる。
たとえば、歩行はしない範囲で屈んでもよいから足下の物体を拾うという意図を持ってロボット操縦をするときには、ハンドの位置と姿勢、ハンドの開閉を直接操作変数とし、上体の傾きと捻り、腰の前後運動と上下運動は安定限界まで可能とし、歩行は認めないという制御モードを選択して指定する。
【００１４】
すると、マスタアームはハンドとアームの操作に割り付けられ、その他の操作変数は自律制御モードとなる。そこで、操作者がマスタアームを操作すると、制御装置は、その指令値を基にして、上記制約に適合する各軸コマンドを算出して、アームとハンドを含めた全身の制御を行う。
たとえばハンドを下方に伸ばしても物体に届かないときに、腕が伸びきった状態でまだ腕を伸ばそうとすると、これを察知したロボット制御装置は、上体を傾け腰を落として肩の位置を下げて、ハンドが物体に届くようにする。
このように、操作者は物体を掴むという動作を指示するだけで、間接操作変数もその意図に応じて駆動され、全身制御によって物体を把持するという目的を達成することができる。
【００１５】
本発明の遠隔制御装置は、制御対象システムの有する多数の制御可能な操作変数のうちから操作者にとって制御が可能な数の操作変数を選択して可操縦操作変数とし残りを自律操作変数として組み合わせた制御モードを格納する制御モード記憶装置と、制御対象システムを操作する複数の自由度を持った操縦具であって制御モードに対応して操作する操作変数をそれぞれの自由度に対応させることができる操縦具を備えた操縦機構と、制御モードごとにその自律操作変数の制御論理を格納する制御論理記憶装置と、操縦具の指令信号と自律操作変数の制御論理を入力して制御対象システムの操作変数を操作する制御機構と、制御モードを指定する選択機構を備えたことを特徴とする。
【００１６】
操作者の意図に適合する制御モードが選択され操縦具が操作されると操縦具に割り付けられた操作変数を直接制御すると共に、制御論理に従って自律操作変数を制御することができる。
本発明の遠隔制御装置をヒューマノイドロボットなどの超多自由度のシステムに適用すれば、制御の意図に基づいて制御モードを選択することによって、ジョイスティックなどの簡単な操縦具を介して操作者が意図を満たすように操縦することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下実施例を用いて本発明の遠隔制御方法と装置を詳細に説明する。
図１は本実施例の制御システムの構成を表すブロック図、図２はその主要部をさらに説明するブロック図、図３は制御モードの例を示す分類表、図４は制御を行うときの流れ図、図５はさらに別の制御モード分類図である。
本実施例は、超多自由度システムとしてヒューマノイドロボットを対象として、本発明の遠隔制御方法を適用して遠隔操作するものである。
【００１８】
代表的なヒューマノイドロボットは、頭部の向き、左右のハンドの位置と姿勢、左右ハンドの開閉、上体の傾き、上体の捻り、腰の前後位置、腰の上下位置などの動作をするため、合計３０自由度程度を有する。さらに、歩行のコマンド指示が可能である。これらロボットが有する全ての自由度について操作者が指示するのでは、大変な作業が必要となり操作性が悪い。
【００１９】
しかし、人は身体の全ての部位を意識して動かす訳ではなく、目的とする行為に直接関係する部位については意識して動かしてもそれ以外は意識しなくても自律的に動くようになっている。
人の場合は、たとえば物を掴もうとして手が届かないときに、これをいちいち判断してから動作を切り替えて身体を傾けたり歩行したりする訳ではなく、物を掴むという意図の下に意識して物の方に手を伸ばすが、手が届かなければ、ほとんど無意識に身体を傾けて手が届くようにしたり、それでも足りなければ１足歩んで物に近付いて掴む。
【００２０】
そこで、本実施例では、操作者が目的とする作業に対して直接的に関係して意識を集中する部位の操作を行えば、その他の部位については従属的に自律操作するようにして、操作者の作業を簡単化する。
本実施例のロボットシステムは、図１に示すように、各駆動軸にモータとセンサを備えたロボット１１と各軸に対するコマンドを生成する各軸コマンド生成部１２を備えた通常のロボットシステム１と、操作者が直接指令する駆動軸に対する指令信号とそれ以外の駆動軸について動作方法を指示する情報を各軸コマンド生成部１２に供給する遠隔操作システム２を備えて、操作者３が遠隔操作システム２を操作してロボット１を遠隔操作するようになっている。
【００２１】
遠隔操作システム２には、ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インタフェース）を用いて制御パターンを指定する選択器２１とマスタアームなどの指令値入力デバイスを用いた操縦機２２が設けられている。
図２は、遠隔操作システムの部分をさらに詳しく表したロボットシステムのブロック図である。遠隔操作システム２は、ＧＵＩを活用した選択機構２１と、マスタアーム、ジョイスティックあるいは操縦桿などを利用した操縦機構２２と、操作者のいろいろな意図を具現する制御パターンを多数記憶した制御モード記憶装置２３と、各部位の自律操作を規定するアルゴリズムを記憶した制御論理記憶装置２４で構成される。
【００２２】
たとえば、前方にある物体を把持しようとするときに、物体との距離あるいは障害物の有無などの条件に応じて、操作者としての意図が生じるので、その意図に沿った操作を行う。物体が手の届かないところにあるときには、上体を傾け身体を伸ばしてその物体を掴むことになるだろうし、物体がさらに遠くにあれば近くまで歩いて行って掴まなければならない。また、手の届くところにあっても他の物に触れたくないときなどには、上体の傾斜や腰の前後動は行わないようにすることが要求される。
制御モード記憶装置２３には、このような操作者の各種の意図を具現するためのいろいろな制御モードが記憶されている。
【００２３】
選択機構２１は、たとえばパソコンなどを利用し、ＧＵＩを介して制御モード記憶装置２３から可能な制御モードを抽出して表示すると共に、選択すべき制御モードを的確にかつ分かり易く案内する。
操作者３は、ＧＵＩを使って、多数の制御パターンの中から自分の意図に適合する制御モードを選択して指定する。
【００２４】
すると、選択された制御モードに従って、操縦機構２２に設けられたジョイスティックなどの操縦具における機能が指定される。たとえば、物体を掴む制御モードを選択したときは、操縦具はロボットハンドのコントローラとして機能するようになる。一方、腰をかがめる制御モードが選択されたときには操縦具は腰の上下運動を指示する機能を有するようになる。
【００２５】
操作者３が操縦具を操作することで生成される操作量は操縦機構２２で指令値に変換され、ロボットシステム１の制御機構１２に伝達される。
また、制御論理記憶装置２４には、各軸について自律操作するための制御アルゴリズムが記憶されていて、選択された制御モードにしたがって、操縦具で直接制御する駆動軸以外の駆動軸に関する制御アルゴリズムを制御機構１２に供給する。
【００２６】
ロボットシステム１の制御機構１２は、伝達された指令値や制御アルゴリズムに基づき操縦に直接関係する駆動軸や自律制御される駆動軸の駆動信号を生成してモータなどのアクチュエータ１１に伝達する。
アクチュエータ１１には適当な位置に適当な機能を有するセンサが設けられていて、各軸の状態を制御機構１２に伝達して制御に反映させる。またコマンドの内容からロボットの各部位の状態を推定して、制御機構１２の駆動信号生成に反映させることもできる。
【００２７】
図３は、制御モードの例を列挙した表である。
表は、制御モード番号ごとに、その制御モードを採用する意図と、各部位に関する制御方式の組み合わせがリストされている。この情報は制御モード記憶装置に収納されている。
制御モード番号Ｐ１は、ロボットハンドを動かすときの例である。この制御モードを選択すると、ジョイスティックはハンドの位置姿勢と開閉に連動しこれらを操縦できるようになる。
【００２８】
制御モードＰ１−１は、身体を自由に使ってハンドを対象物に届かせる意図を実現するためのもので、頭部の姿勢は固定するが、上体の傾きと捻りおよび腰の前後位置と上下位置はロボットが倒れないような安定限界まで動かしてよいとし、さらに必要ならば歩いてもよいという条件の下で、ハンドの位置と姿勢を直接入力して制御し、ハンドの開閉を直接制御して対象を把持できるようにする。
【００２９】
制御モードＰ１−２は、歩行はしない範囲で身体を自由に使ってハンドを対象物に届かせる意図を実現するためのものである。Ｐ１−１に対して、歩行を認めないことが異なるだけであるが、実際の各軸制御信号は歩行に関係する動きを省く影響を受けるので、同じ部位に対する指令値もそれぞれ異なることになる。
制御モードＰ１−３は、体の回りに障害物があって身体が傾いたり腰の前後位置が変動しないようにしなければならない場合などに選択するもので、歩行は認めず、上体を傾けたり腰を前後に動かすことは安定化制御系の作動に必要な範囲内で認めるだけとする。上体の捻りや腰の上下運動は必要な範囲で認めるという条件の下で、ハンドの位置と姿勢、およびハンドの開閉を直接制御できるようにする。
【００３０】
制御モード番号Ｐ２は、ヒューマノイドロボットを歩行させるときの例である。このモードでは、操作者はマスタアームやジョイスティックなどの操縦具を用いて歩行指令を出すことができる。たとえば、ジョイスティックを前に倒すとロボットは前進歩行し、ジョイスティックを右に倒せば右旋回するようにすることができる。歩行に必要な細かい動作を指示するコマンド信号は、制御機構１２が予めプログラムされた手順に従って生成するので、操作者３がいちいち指示する必要はない。
【００３１】
制御モードＰ２−１は、手、上体、腰などの位置や姿勢にこだわらず自由に歩行させる場合の制御モードで、ハンドなどについては特別の指示をしないで歩行制御系の制御に従うようにし、歩行の方向や速度などについてはジョイスティックなどで指示する。
制御モードＰ２−２は、手に物を持って歩く場合などで、ハンドの開閉は固定し、ロボットに対する両手の相対的な位置や姿勢を維持するようにする。
制御モードＰ２−３は、物を押しながら歩く場合などで、掌は開いた状態で固定され、物体に固定されたグローバル座標に対して手の位置と姿勢が一定の状態で維持されるようにする。
【００３２】
制御モード番号Ｐ３は、ヒューマノイドロボットに屈みの動作をさせるために遠隔制御で腰位置を上下に動かすときの例である。このモードでは、マスタアームやジョイスティックなどの操縦具は腰の上下位置制御と連動するようになっていて、操作者は操縦具を用いて上下運動指令を出すことができる。
このとき、たとえば、両手で物を持っているのでハンドの位置や姿勢を一定に保持しながら屈んだり起きあがったりしなければならないときには、操作者がジョイスティックなどにより腰の運動を指令しながら同時にハンドの制御をすることは困難で極めて高度な熟練を要する。
本実施例では、腰の上下運動以外の動作指令は操作者の意図に従って自動的に発生されるようにしている。
【００３３】
制御モードＰ３−１は、腰の上下運動だけに注目し他の部位の運動は自由に任せた場合の制御モードで、ハンドなどについては特別の指示をしないでロボットが転倒したりしないように安定化制御系の制御に従うようにし、腰の上下位置制御をジョイスティックなどで直接指示する。なお、安定化制御に加えて自己干渉回避機能に基づいた自律動作が含まれるようにしてもよい。
制御モードＰ３−２は、両手で物を持った状態で腰を上下に運動する場合などで、ハンドの開閉を固定し、ロボットに対する両手の相対的な位置や姿勢を維持するようにして、腰の上下位置をジョイスティックなどで直接制御する。
制御モードＰ３−３は、周囲に障害物がある状態で腰を運動させる場合などで、上体の姿勢を変えないように上体の傾きや捻りを禁止して、腰の上下位置制御をする。
【００３４】
これらの制御モードのうちから、その時に操作者が持っている意図に合致するモード、あるいは意図に近いモードを選択して入力する。制御モードの選択にはＧＵＩの助けを借りて、より簡単にかつ的確に行うようにすることが好ましい。
こうした制御モードの情報とマスタアームなどの操縦具からの指令を基にして、各軸コマンド生成部あるいは制御機構１２でロボットの各軸コマンドに展開して全身制御を行う。なお、各軸コマンド生成部は、遠隔操作システム２の中に設けてもよいことは言うまでもない。ただし、遠隔操作システムとロボットの間の通信データ量を重視したときには、ロボット１の側に存在する方が好ましい。
【００３５】
制御機構１２は、たとえば図４のフロー図に示したような方法で、各軸コマンドに展開する。図４は、制御モードＰ１−１の場合を例に取ったもので、身体の各部位の動きに任せて、とにかく目的の物体までハンドを届かせることを意図した行為を実行するものである。
【００３６】
手順が開始されると、操作者がマスタアームなどを介して直接入力した指令に基づいてハンドを操作する（Ｓ１）。ハンドが対象物に到達したか否かを、画像処理により判定する（Ｓ２）。画像処理による自動判定に代えて、操作者の判断によって結論してもよい。ハンドが対象物に届いていれば、操作の目的を達成したので、手順は終結する。
対象物まで到達していなければ、ハンドの動作限界に達しているかを判断して（Ｓ３）、まだ余裕が残っていれば、既に与えられた入力指令に従ってハンドを駆動するところから手順を繰り返す。ハンドの動作限界に達しているときは、上体の制御を行って、伸びきったハンドの位置をさらに対象物の方に近付ける運動を行わせる。
【００３７】
そのため、直接入力された指令に沿うように上体の姿勢を制御する（Ｓ４）。たとえば、前方に手を伸ばすように指令されているときは、上体の傾きを制御して上体を前方に倒してハンドを前方に進める。なお、ハンドを斜め前方に進めるときなど、上体の捻りを制御する必要があるときもある。
ハンドの操作における判定と同様に、ハンドが対象物に到達したか否かを判定し（Ｓ５）、ハンドが対象物に届いていれば手順は終結する。対象物まで到達していなければ、上体の状態が安定限界内にあるか否かを判定し（Ｓ６）、まだ余裕があればステップ４に戻って入力指令に従って上体を駆動するところから手順を繰り返す。上体の状態が安定限界に達しているときは、さらに腰の位置を制御する手順に移る。
【００３８】
腰の位置制御は、直接入力された指令に沿うように腰の位置を制御するところから始まる（Ｓ７）。実際には脚の各関節を駆動して腰の前後位置と上下位置を制御する。腰の位置制御により、ハンドの位置をさらに対象物の方に近付ける。ハンドが対象物に到達したか否かを判定して（Ｓ８）、ハンドが対象物に届いていれば手順は終結し、対象物まで到達していなければ、腰の位置が安定限界内にあるか否かを判定し（Ｓ９）、まだ余裕があればステップ７に戻って入力指令に従って腰の位置を制御するところから手順を繰り返す。腰の位置が安定限界に達しているときは、さらに歩行を行ってロボットを対象物に近付ける。
【００３９】
歩行動作では、対象物のある方向に１歩前進させて（Ｓ１０）、ハンドが対象物に到達したか否かを判定し（Ｓ１１）、ハンドが対象物に届いていれば手順は終結する。ハンドが対象物に届かないときには、初めのステップ１に戻って同じ手順を繰り返す。なお、ロボットが１歩前進したときに、対象物の存在する方向とハンドを伸ばしていた方向が一致しない場合には、ハンドを差し伸べる方向を修正する必要がある。こうして、手順を繰り返せば、最終的には対象物にハンドが届くようになる。
【００４０】
この動作から分かるように、操作者は対象物に向かってハンドを伸ばす指令を発してさえいれば、他の関連部位が自律的に動作を行って、目的とする動作を完成させることができる。
本実施例の遠隔制御方法によれば、制御の条件に対応して多数の制御モードを準備しておいて、実際の制御を行うときに操作者の意図に合致するモードあるいは意図に近いモードを指定すると、操作者は注目する部位について直接制御を行うと同時に、その他の部位についていちいち指令を発生しないでも操作者の意図に沿った動作を自動的に行わせることができる。
【００４１】
図５に、別の制御モードの例を示した。図５は、頭部にパン・チルト台を設置しカメラを搭載して視覚を付与したヒューマノイドロボットを遠隔操作する場合の制御モード表の例である。意図的に視線を変えたいときには、操作者が入力装置でパン・チルト角を容易に制御することができる。しかし、手先の動きに追従させる場合、障害物を避けるためロボットの移動先を常時注視したい場合、対象物をいつでも見ていたい場合、などではハンド制御や歩行制御を行いながらカメラ制御を行わなければならないので熟練が要求される。
【００４２】
そこで、これらの意図を実現させるような制御モードを設定しておいて、モードを選択することにより、直接制御する対象以外の自由度は自動的に制御するようにする。
制御モードＰ４−１は、物体をハンドリングしているときなど、いつでも手先を見るようにカメラを調整するもので、ハンドの位置や姿勢の調整を操作者が行うと、頭部に搭載したカメラをハンドに追従して動くようにする。
制御モードＰ４−２は、障害物を避けて歩行するときなど、頭部カメラは移動方向に向けて常時歩く方向を観察して障害物を発見できるようにする。
制御モードＰ４−３は、対象物をいろいろの方向から観察する場合などで、上体の姿勢が変化しても頭部カメラは対象物上に設定したグローバル座標系から見たカメラ姿勢は変化しないようにする。
【００４３】
これら制御モードも同様に、ＧＵＩを使って操作者の意図に近い動きをするものを選択し指定すると、この情報と入力装置からの指令に基づいて、各軸コマンド生成部でロボットの各軸コマンドに展開して全身の制御を行う。
したがって、操作者の入力する指令に従って直接制御する操作変数が変化するのに伴って、操作者の意図に沿って自律的にカメラ姿勢制御をするようになる。
上記ヒューマノイドロボットに関して説明したが、自由度が多すぎて人がその全ての自由度についてそれぞれ直接制御することが困難なシステムであればロボットに限らず、本実施例の制御方法と装置を適用することによって、大きな効果を得ることができることは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の遠隔制御方法および装置は、多数の自由度を有する制御対象システムに適用することによって、特に意識する操作変数についてのみ操作者が指令信号を発生するだけで、残りの自由度については操作者の意図に応じて自律的に制御を行うことによってシステム全体の制御を行うことができるようになり、ヒューマノイドロボットなどの制御における実用性が大きく向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例における制御システムの構成を表すブロック図である。
【図２】本実施例における主要部をさらに説明するブロック図である。
【図３】本実施例に係る制御モードの例を示す分類表である。
【図４】本実施例における制御の１例を説明する制御フロー図である。
【図５】本実施例に係る制御モードの別の例を示す分類表である。
【符号の説明】
１ ロボットシステム
１１ ロボット
１２ 各軸コマンド生成部（制御機構）
２ 遠隔操作システム
２１ 選択機構（選択器）
２２ 操縦機構（入力デバイス）
２３ 制御モード記憶装置
２４ 制御論理機構装置
３ 操作者[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for remotely operating a system having a higher degree of freedom, such as a humanoid robot.
[0002]
[Prior art]
Humanoid robots have an extremely large number of degrees of freedom, at least 30 degrees of freedom, in order to perform motions similar to humans. Instructs the position and posture of the head, the position and posture of the left and right hands, the opening and closing of the left and right hands, the upper body tilt, the upper body torsion, the waist back and forth position, the waist up and down position, walking using legs, etc. according to the distance and purpose There is a need to.
When remotely controlling such an ultra-multi-degree-of-freedom system having several tens of degrees of freedom, it is difficult for an operator to directly input and instruct all degrees of freedom.
[0003]
As a method of remotely operating a humanoid robot, a complete master-slave method that measures the movement of the operator's body and generates a command value for each joint of the robot, and a teaching reproduction method that reproduces a pre-programmed whole body action by a command. is there. The complete master-slave method has a problem that the device becomes large-scale and it is difficult to perform a stable operation due to a geometrical / dynamic difference between a human and a robot. Further, in the teaching reproduction method, since the operation is limited to the operation taught in advance, there is a problem that it is not possible to make the movement according to the situation.
[0004]
On the other hand, Non-Patent Document 1 teaches a method of controlling the whole body of a humanoid robot only by an input from a joystick as a method of realizing an intended operation by an operation as simple as possible. The human switches the part where the consciousness is concentrated according to the work and moves the part consciously, and moves the remaining unconscious part unconsciously by leaving it to the device.
The method taught in Non-Patent Document 1 was developed by focusing on the fact that the degree of freedom of the part where the consciousness is concentrated is limited, and a simple operation device such as a joystick can be used for the part where the consciousness is concentrated. The operations of other parts which are controlled and used unconsciously are embedded as autonomous functions in the operation control system of the robot.
[0005]
In the system taught, using two joysticks with three degrees of freedom, the switching button for specifying the function of the joystick is used to control the position and posture of a total of eight operating points of the head, both hands, both gripper hands, body, and both feet. The function of the joystick can be switched and operated according to the part where the consciousness is concentrated.
The operation parameters input by the joystick are fetched by the whole-body motion generation server, and the server calculates the position and orientation of the operation point for each control loop, and generates the target angles of all the joints so as to follow them.
[0006]
By using this method, the operator concentrates on the necessary parts while maintaining stability such as the center of gravity during walking without being aware of the geometrical and dynamic differences with the robot. The robot can be operated.
However, in this method, it is necessary to switch a part operated by a joystick in order to perform a series of operations. For example, when grasping an object on the floor, it is sufficient for a person to be conscious of only the movement of the hand and arm, and when the hand is not reachable, the user can bend down unconsciously and grasp the object. The person first performs the operation of the waist to bend the waist and then switches to the hand to grasp the object.
[0007]
[Non-patent document 1]
NEO Ee Sian et al. "Whole body remote control of humanoid robot" Proceedings of the 20th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (2002)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a remote control method and a remote control method in which a system having a large number of degrees of freedom can be operated according to the intention of an operator by inputting an instruction with respect to a small degree of freedom. It is to provide a control device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The remote control method for a super-multi-degree-of-freedom system according to the present invention that solves the above-mentioned problem includes selecting and combining a number of operation variables that can be operated by an operator from among a large number of controllable operation variables of a control target system. After setting several control modes, when operating the system to be controlled, select and specify from the prepared control modes and operate the operable operation variables in the specified control mode. Is indirectly controlled based on a control method programmed in advance in accordance with a change in the operated operation variable.
[0010]
According to the remote control method of the present invention, when performing an operation in accordance with a condition determined by the operator, for each degree of freedom of the system, a direct operation variable that the operator needs to directly control, The control variables are classified into indirect operation variables that are sufficient if they are controlled indirectly and dependently, and a control pattern for executing the operation is determined. The direct operation variables in the control pattern need to be limited to the number of degrees of freedom that the operator can operate simultaneously. The control of the indirect manipulated variable is programmed to be performed according to a condition specified in advance.
[0011]
The control pattern is set for each scheduled operation and stored in the device in the form of a control mode. When operating the system, if the operator selects a control mode that meets the operator's intention or the conditions given by the operator, the operating device such as a joystick is assigned to the direct operation variable determined by the control mode, and Start to follow the maneuver. Other operation variables are autonomously controlled according to predetermined algorithms.
According to the remote control method of the present invention, by selecting a control mode based on the intention of control, when the operator operates through a simple operation tool such as a joystick, the degree of freedom other than the degree of freedom that the operator wants to directly operate is provided. Can also move according to the intention of the operator, and by directly inputting a small number of degrees of freedom, a system having a very large number of degrees of freedom can be remotely operated as intended.
[0012]
The control method for controlling the other control variables other than the controllable control variables is to change the set value of the control variable according to the state of the control variable changed by the operation of the controllable control variable. Is also good.
By having such a mechanism, for example, if the arm is fully extended downward to grasp an object, the set value of the upper and lower positions of the waist may be shifted downward, or the arm may be fully extended forward. The movement can be efficiently performed by adjusting the target value of walking so that the foot is advanced by one step.
[0013]
The remote control method of the present invention is preferably applied to a humanoid robot. According to this remote control method, a human can operate a robot having an extremely large number of degrees of freedom as intended.
For example, when controlling a robot with the intention of picking up an object under the foot because it may bend within the range where walking is not possible, the position and posture of the hand, the opening and closing of the hand are directly manipulated variables, the inclination and twist of the upper body, The forward and backward movement and the up-and-down movement can be performed up to the stability limit, and a control mode in which walking is not allowed is selected and designated.
[0014]
Then, the master arm is assigned to the operation of the hand and the arm, and the other operation variables are set to the autonomous control mode. Therefore, when the operator operates the master arm, the control device calculates each axis command that meets the above-described restrictions based on the command value, and controls the whole body including the arm and the hand.
For example, if the hand does not reach the object even if it is extended downward, and the arm is fully extended and you still want to extend the arm, the robot controller that senses this tilts the upper body, lowers the waist, and adjusts the shoulder position. Lower the hand to reach the object.
In this way, the operator only instructs the operation of grasping the object, the indirect operation variable is also driven according to the intention, and the purpose of grasping the object by whole body control can be achieved.
[0015]
The remote control device of the present invention selects, from among a large number of controllable operation variables of the control target system, a number of operation variables that can be controlled by the operator and combines the remaining controllable operation variables as autonomous operation variables. A control mode storage device for storing a control mode, and a control tool having a plurality of degrees of freedom for operating a controlled system, wherein an operation variable operated in accordance with the control mode can correspond to each degree of freedom. A control mechanism equipped with a control tool capable of storing the control logic of the autonomous operation variable for each control mode, and a control signal of the control tool and the control logic of the autonomous control variable are input to the control target system. A control mechanism for operating an operation variable and a selection mechanism for designating a control mode are provided.
[0016]
When a control mode suitable for the operator's intention is selected and the control is operated, the operation variables assigned to the control can be directly controlled and the autonomous control variables can be controlled according to the control logic.
If the remote control device of the present invention is applied to a system with a very large number of degrees of freedom such as a humanoid robot, by selecting a control mode based on the intention of the control, the operator can make an intention through a simple operation tool such as a joystick. You can steer to meet.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the remote control method and apparatus of the present invention will be described in detail using embodiments.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the control system of the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram for further explaining the main part, FIG. 3 is a classification table showing an example of a control mode, and FIG. FIG. 5 is a still another control mode classification diagram.
In this embodiment, a humanoid robot is used as a super-multi-degree-of-freedom system, and the remote control method of the present invention is applied to perform remote control.
[0018]
A typical humanoid robot performs operations such as head orientation, left and right hand position and posture, left and right hand open / close, upper body tilt, upper body torsion, waist back and forth position, and waist up / down position. , And a total of about 30 degrees of freedom. Further, a command for walking can be given. If the operator instructs all the degrees of freedom of these robots, a large amount of work is required and operability is poor.
[0019]
However, humans do not move consciously of all parts of the body, but move autonomously, consciously or not, of parts directly related to the intended action. ing.
In the case of humans, for example, when trying to grab an object and it is not reachable, instead of judging this one by one and switching the action and leaning or walking, it is conscious with the intention of grasping the object If you can't reach it, you lean almost unconsciously to reach it, or if you don't have enough, walk one step closer to the object and grab it.
[0020]
Therefore, in the present embodiment, if the operator performs an operation on a part that concentrates consciousness in direct relation to the intended work, the other parts are autonomously operated subordinately, and the operation is performed. Simplifies the work of the person.
As shown in FIG. 1, the robot system of the present embodiment includes a robot 11 having a motor and a sensor on each drive axis and a normal robot system 1 having an axis command generation unit 12 for generating a command for each axis. And a remote operation system 2 for supplying a command signal to a drive axis that is directly commanded by the operator and information indicating an operation method for other drive axes to each axis command generation unit 12. The robot 1 is remotely operated by operating the robot 2.
[0021]
The remote control system 2 is provided with a selector 21 for specifying a control pattern using a GUI (graphical user interface) and a control device 22 using a command value input device such as a master arm.
FIG. 2 is a block diagram of a robot system showing a part of the remote control system in more detail. The remote control system 2 includes a selection mechanism 21 using a GUI, a control mechanism 22 using a master arm, a joystick, a control stick, and the like, and a control mode storage device storing a large number of control patterns embodying various intentions of the operator. 23, and a control logic storage device 24 that stores an algorithm that defines the autonomous operation of each part.
[0022]
For example, when trying to grasp an object in front, an intention as an operator is generated according to conditions such as a distance from the object and the presence or absence of an obstacle, so that an operation according to the intention is performed. When an object is out of reach, you will have to lean up and stretch out to grab the object, and if the object is farther away you will have to walk closer to grab it. In addition, when the user does not want to touch other objects even if it is within reach, it is necessary to prevent the upper body from tilting and the hip from moving back and forth.
The control mode storage device 23 stores various control modes for realizing such various intentions of the operator.
[0023]
The selection mechanism 21 uses a personal computer or the like, for example, to extract and display possible control modes from the control mode storage device 23 via a GUI, and to guide the control mode to be selected accurately and easily.
Using the GUI, the operator 3 selects and specifies a control mode suitable for his / her intention from among a large number of control patterns.
[0024]
Then, a function of a control tool such as a joystick provided in the control mechanism 22 is designated according to the selected control mode. For example, when the control mode for grasping an object is selected, the control tool functions as a controller of the robot hand. On the other hand, when the control mode of bending over the waist is selected, the control tool has a function of instructing the waist to move up and down.
[0025]
The operation amount generated by the operator 3 operating the control tool is converted into a command value by the control mechanism 22 and transmitted to the control mechanism 12 of the robot system 1.
Further, a control algorithm for autonomously operating each axis is stored in the control logic storage device 24. According to the selected control mode, a control algorithm for a drive axis other than the drive axis directly controlled by the control tool is stored. It is supplied to the control mechanism 12.
[0026]
The control mechanism 12 of the robot system 1 generates a drive signal for a drive axis directly related to steering or a drive axis that is autonomously controlled based on the transmitted command value or control algorithm, and transmits the drive signal to the actuator 11 such as a motor.
The actuator 11 is provided with a sensor having an appropriate function at an appropriate position, and transmits the state of each axis to the control mechanism 12 to reflect the state on the control. In addition, the state of each part of the robot can be estimated from the contents of the command and reflected on the generation of the drive signal of the control mechanism 12.
[0027]
FIG. 3 is a table listing examples of control modes.
The table lists, for each control mode number, a combination of an intention to adopt the control mode and a control method for each part. This information is stored in the control mode storage device.
The control mode number P1 is an example when the robot hand is moved. When this control mode is selected, the joystick can be operated in conjunction with the position and orientation of the hand and the opening and closing of the hand.
[0028]
The control mode P1-1 is for realizing the intention of freely using the body to reach the hand, and the posture of the head is fixed, but the inclination and torsion of the upper body, the front-back position of the waist, and the like. The vertical position can be moved to the stability limit so that the robot does not fall down, and if necessary, it is possible to walk, if necessary, directly input and control the position and attitude of the hand, and directly control the opening and closing of the hand To grasp the object.
[0029]
The control mode P1-2 is for realizing the intention of using the body freely and reaching the target object without walking. The only difference from P1-1 is that walking is not recognized. However, since the actual axis control signals are affected by omitting movements related to walking, command values for the same part are also different.
The control mode P1-3 is selected when there is an obstacle around the body and it is necessary to prevent the body from leaning or the front and rear positions of the waist to fluctuate. Moving the waist back and forth shall only be permitted within the range necessary for the operation of the stabilization control system. Provided that the position and posture of the hand and the opening and closing of the hand can be directly controlled under the condition that the torsion of the upper body and the vertical movement of the waist are allowed within a necessary range.
[0030]
The control mode number P2 is an example when the humanoid robot is caused to walk. In this mode, the operator can issue a walking command using a control tool such as a master arm or a joystick. For example, when the joystick is tilted forward, the robot walks forward, and when the joystick is tilted right, the robot turns right. Since the control mechanism 12 generates a command signal for instructing a detailed operation required for walking according to a procedure programmed in advance, the operator 3 does not need to instruct each time.
[0031]
The control mode P2-1 is a control mode in a case where the user freely walks regardless of the position or posture of the hand, the upper body, the waist, etc., and follows the control of the walking control system without giving a special instruction for the hand, etc. The direction and speed of walking are instructed with a joystick or the like.
In the control mode P2-2, for example, when walking with an object held in the hand, the opening and closing of the hand are fixed, and the relative positions and postures of both hands with respect to the robot are maintained.
In the control mode P2-3, for example, when walking while pushing an object, the palm is fixed in an open state, and the position and posture of the hand are kept constant with respect to the global coordinates fixed to the object. I do.
[0032]
The control mode number P3 is an example in which the waist position is moved up and down by remote control in order to cause the humanoid robot to bend. In this mode, control tools such as a master arm and a joystick are linked with the control of the vertical position of the waist, and the operator can issue a vertical motion command using the control tools.
At this time, for example, when holding the object with both hands so that the hand must bend or get up while keeping the position and posture of the hand constant, at the same time the operator commands the waist movement with a joystick etc. Control is difficult and requires a very high degree of skill.
In the present embodiment, operation commands other than the waist up / down motion are automatically generated according to the intention of the operator.
[0033]
The control mode P3-1 is a control mode in which attention is paid only to the waist up-and-down movement and the movement of other parts is left to the user freely. The hand and the like are stable so that the robot does not fall without special instructions. In accordance with the control of the computerized control system, the vertical position of the waist is directly instructed by a joystick or the like. Note that an autonomous operation based on a self-interference avoidance function may be included in addition to the stabilization control.
In the control mode P3-2, for example, when the waist is moved up and down while holding an object with both hands, the opening and closing of the hand is fixed, and the relative positions and postures of the hands with respect to the robot are maintained. The vertical position of is controlled directly with a joystick.
In the control mode P3-3, for example, when the hips are exercised in a state where there are obstacles around, the tilting and twisting of the upper body are prohibited so as not to change the posture of the upper body, and the vertical position of the hips is controlled. .
[0034]
From among these control modes, a mode that matches the intention of the operator at that time or a mode close to the intention is selected and input. Preferably, the control mode is selected more easily and accurately with the aid of a GUI.
Based on such control mode information and commands from a control tool such as a master arm, each axis command generation unit or control mechanism 12 develops each axis command of the robot to perform whole body control. Needless to say, each axis command generation unit may be provided in the remote operation system 2. However, when importance is placed on the amount of communication data between the remote control system and the robot, it is preferable that the communication data be present on the robot 1 side.
[0035]
The control mechanism 12 develops each axis command, for example, by a method as shown in the flowchart of FIG. FIG. 4 illustrates the case of the control mode P1-1 as an example, in which an action intended to reach a target object anyway is executed by leaving the movement of each part of the body.
[0036]
When the procedure starts, the operator operates the hand based on a command directly input by the operator via the master arm or the like (S1). It is determined by image processing whether or not the hand has reached the target (S2). Instead of the automatic determination by the image processing, the conclusion may be made by the determination of the operator. If the hand has reached the object, the procedure has been completed since the purpose of the operation has been achieved.
If the target has not been reached, it is determined whether or not the operation limit of the hand has been reached (S3). If there is still enough room, the procedure is repeated from the point where the hand is driven according to the input command already given. When the operation limit of the hand has been reached, the upper body is controlled to perform a motion of bringing the extended hand position closer to the object.
[0037]
Therefore, the posture of the body is controlled so as to comply with the directly input command (S4). For example, when it is instructed to reach forward, the tilt of the upper body is controlled, the upper body is tilted forward, and the hand is advanced forward. In some cases, such as when the hand is advanced diagonally forward, it is necessary to control the torsion of the upper body.
Similarly to the determination in the operation of the hand, it is determined whether or not the hand has reached the target (S5), and if the hand has reached the target, the procedure ends. If it has not reached the object, it is determined whether or not the state of the body is within the stability limit (S6). If there is still room, the procedure returns to step 4 to drive the body in accordance with the input command. repeat. When the state of the upper body has reached the stability limit, the procedure moves to a procedure for further controlling the waist position.
[0038]
The waist position control starts with controlling the waist position in accordance with the directly input command (S7). In practice, each joint of the legs is driven to control the front and rear position and the vertical position of the waist. The position of the hand is further brought closer to the target object by waist position control. It is determined whether or not the hand has reached the target (S8). If the hand has reached the target, the procedure is terminated. If the hand has not reached the target, the waist position is within the stability limit. It is determined whether or not it is (S9). If there is still room, the procedure returns to step 7 and the procedure is repeated from the point where the waist position is controlled according to the input command. When the position of the waist has reached the stability limit, the robot walks further to bring the robot closer to the object.
[0039]
In the walking motion, the user advances one step in the direction of the object (S10), and determines whether the hand has reached the object (S11). If the hand has reached the object, the procedure ends. If the hand does not reach the object, the procedure returns to the first step 1 and the same procedure is repeated. If the direction in which the object is present and the direction in which the hand is extended do not match when the robot advances one step, it is necessary to correct the direction in which the hand can be extended. Thus, if the procedure is repeated, the hand finally reaches the target object.
[0040]
As can be seen from this operation, as long as the operator issues a command to extend the hand toward the target, the other related parts operate autonomously and complete the intended operation.
According to the remote control method of this embodiment, a number of control modes are prepared in accordance with the control conditions, and a mode that matches or is close to the intention of the operator when performing actual control. When specified, the operator can directly control the part of interest, and at the same time, can automatically perform the operation according to the intention of the operator without issuing a command for each of the other parts.
[0041]
FIG. 5 shows an example of another control mode. FIG. 5 is an example of a control mode table in a case where a humanoid robot having a pan / tilt base mounted on a head, a camera, and vision added thereto is remotely operated. When intentionally changing the line of sight, the operator can easily control the pan / tilt angle using the input device. However, if you want to follow the movement of your hand, if you want to always watch the robot's destination to avoid obstacles, or if you want to see the target at any time, you must perform camera control while performing hand control and walking control. Therefore skill is required.
[0042]
Therefore, a control mode that realizes these intentions is set, and by selecting the mode, the degrees of freedom other than those directly controlled are automatically controlled.
In the control mode P4-1, the camera is adjusted so that the hand is always viewed, such as when handling an object. When the operator adjusts the position and orientation of the hand, the camera mounted on the head is controlled. Follow the hand and move.
The control mode P4-2 enables the head camera to always find the obstacle by observing the walking direction in the moving direction, such as when walking while avoiding the obstacle.
The control mode P4-3 is for observing the object from various directions, and the head camera does not change the camera posture viewed from the global coordinate system set on the object even when the posture of the body changes. To do.
[0043]
Similarly, in these control modes, when the user selects and designates the one that moves close to the intention of the operator using the GUI, each axis command generation unit performs each axis command of the robot based on this information and a command from the input device. To control the whole body.
Therefore, the camera attitude control is autonomously performed according to the operator's intention as the operation variable to be directly controlled changes according to the command input by the operator.
Although the humanoid robot has been described, the control method and apparatus according to the present embodiment are not limited to robots as long as the system has too many degrees of freedom and it is difficult for a person to directly control all the degrees of freedom. It goes without saying that a great effect can be obtained by this.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, the remote control method and apparatus of the present invention are applied to a control target system having a large number of degrees of freedom, so that the operator generates a command signal only for an operation variable that the user is particularly conscious of. As for the degree of freedom, the entire system can be controlled by autonomously controlling according to the operator's intention, and the practicability in controlling a humanoid robot and the like has greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram further describing a main part in the present embodiment.
FIG. 3 is a classification table showing an example of a control mode according to the embodiment.
FIG. 4 is a control flowchart illustrating an example of control in the present embodiment.
FIG. 5 is a classification table showing another example of a control mode according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Robot system
11 Robot
12 Command generation unit for each axis (control mechanism)
2 Remote control system
21 Selection mechanism (selector)
22 Control mechanism (input device)
23 Control mode storage device
24 Control logic unit
3 Operator

Claims (4)

制御対象システムの有する多数の制御可能な操作変数のうちから操作者にとって制御が可能な数の操作変数を選択して組み合わせた制御モードをいくつか設定しておいて、該制御対象システムを操作するときには前記制御モードから選択して指定し、該制御モードにおける制御可能な操作変数を操作すると、その余の操作変数は操作された制御可能な操作変数の変化に応じて予めプログラムされた制御手法に基づいて間接的に制御されるようにしたことを特徴とする超多自由度システムの遠隔制御方法。The control target system is operated by selecting a number of control variables that can be controlled by the operator from among a large number of controllable control variables of the control target system and setting several control modes in combination. When the operator selects and designates from the control mode and operates a controllable operation variable in the control mode, the remaining operation variable is changed to a control method programmed in advance according to a change in the operated controllable operation variable. A remote control method for a super multi-degree-of-freedom system, wherein the method is indirectly controlled on the basis of the system. 前記制御手法が、前記制御可能な操作変数の操作に伴って変化する制御変数の状態にしたがって、前記その余の操作変数の設定値を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の遠隔制御方法。2. The control method according to claim 1, wherein the control method adjusts the set values of the remaining operation variables according to a state of the control variable that changes with an operation of the controllable operation variable. 3. Remote control method. 前記制御対象がヒューマノイドロボットであることを特徴とする請求項１または２記載の遠隔制御方法。3. The remote control method according to claim 1, wherein the control target is a humanoid robot. 制御対象システムの有する多数の制御可能な操作変数のうちから操作者にとって制御が可能な数の操作変数を選択して可操縦操作変数とし残りを自律操作変数として組み合わせた制御モードを格納する制御モード記憶装置と、該制御対象システムを操作する複数の自由度を持った操縦具であって前記制御モードに対応して操作する操作変数を該自由度に対応させることができる操縦具を備えた操縦機構と、前記制御モードごとにその自律操作変数の制御論理を格納する制御論理記憶装置と、前記操縦具の指令信号と前記自律操作変数の制御論理を入力して前記制御対象システムの操作変数を操作する制御機構と、前記制御モードを指定するための選択機構を備えて、前記制御モードが選択され前記操縦具が操作されると前記対応する可操縦操作変数を直接制御すると共に、前記制御論理に従って前記自律操作変数を制御するようにしたことを特徴とする超多自由度システムの遠隔制御装置。A control mode for selecting a controllable number of controllable variables for the operator from a large number of controllable controllable variables of the controlled system and storing a control mode in which the controllable controllable variables are combined with the rest as autonomous controllable variables. A control device having a storage device and a control device having a plurality of degrees of freedom for operating the control target system, wherein the control device is capable of associating an operation variable operated according to the control mode with the degree of freedom. A mechanism, a control logic storage device for storing the control logic of the autonomous operation variable for each control mode, and a command signal of the control tool and the control logic of the autonomous operation variable to input the operation variable of the control target system. A control mechanism for operating, and a selection mechanism for designating the control mode, wherein when the control mode is selected and the control tool is operated, the corresponding maneuverable operation is performed. Controls the variable directly, remote control of Hyper Redundant system being characterized in that so as to control the autonomous operation variable according to the control logic.

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