JP2007061965A

JP2007061965A - ロボット装置における起動モード設定方法

Info

Publication number: JP2007061965A
Application number: JP2005251582A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Zenno; 陽一禅野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】スイッチなどによる操作の手間を省き、容易に動作モードや性格を決定し設定することができるロボット装置における起動モード設定方法を提供する。
【解決手段】ロボット装置の状態をセンサ２０２、２０４によって検知するステップと、検知されたセンサからの出力値に基づいて、ロボット装置の複数の動作モード及び複数の性格モードの中からそれぞれ１つのモードを決定するステップと、決定された１つの動作モード及び１つの性格モードをロボット装置に設定するステップとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボット装置の動作モードや動作時の性格を設定するロボット装置における起動モード設定方法に関する。

近年、様々な分野でロボット装置が用いられるようになり、ロボット装置の開発が急速に進められている。しかし、このようなロボット装置を動かすといっても、一般には単に電源を入れれば勝手に動くというものではない。ロボット装置をどのように用いるかは誰かが決めなければならない。単一の目的しか持たないロボット装置であればその必要はなく一意に動作モードや性格が定まるが、多様性を有するロボット装置の場合、その動作モードや性格を定めるのに何らかの方法が必要となる。一例として、動作モードや性格を定める方法が下記の特許文献１に開示されている。下記の特許文献１に記載された方法では携帯電話機のプッシュボタン（スイッチ）などを用いて動作モードや性格などを定めている。
特開２００４−１７４６４２号公報（段落００４９、００５０）

しかしながら、特許文献１に開示されたような技術では、スイッチなどを用いて動作モードや性格を決めなければならず、操作の手間がかかり、携帯電話機などの装置の操作が未熟な者にとって煩わしいという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためのものであり、スイッチなどによる操作の手間を省き、容易に動作モードや性格を決定し設定することができるロボット装置における起動モード設定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ロボット装置を動作させる際の複数の動作モードから選択された１つの動作モード、及び前記動作モードにおける前記ロボット装置の性格を示す複数の性格モードから選択された１つの性格モードから構成される起動モードの前記ロボット装置における起動モード設定方法であって、前記ロボット装置の状態をセンサによって検知するステップと、検知された前記センサからの出力値に基づいて、前記ロボット装置の前記複数の動作モード及び前記複数の性格モードの中からそれぞれ１つのモードを決定するステップと、決定された前記１つの動作モード及び前記１つの性格モードを前記ロボット装置の起動モードとして設定するステップとを有するロボット装置における起動モード設定方法が提供される。

また、本発明のロボット装置の起動モード設定方法において、前記センサからの前記出力値が、前記ロボット装置の傾きを検知する傾斜センサからの出力値、前記ロボット装置の外部との接触を検知する接触センサからの出力値、及び前記ロボット装置の関節の曲がりを検知する関節センサからの出力値のうち、少なくとも１つ以上の出力値であることは、本発明の好ましい態様である。ここで、接触センサは、後述する接地センサに相当するものである。

本発明のロボット装置における起動モード設定方法は、上記構成を有し、スイッチなどによる操作の手間を省き、容易に動作モードや性格を決定し設定することができる。

以下、本発明の実施の形態について図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態におけるロボット装置の構成の一部を示す構成図である。図２は本発明の実施の形態におけるロボット装置を示す図である。図３は本発明の実施の形態に係るロボット装置における起動モード設定フローの一例について説明するためのフローチャートである。図４は本発明の実施の形態におけるロボット装置のＲＯＭに格納された起動モードの実行プログラムについて説明するための図である。

まず、本発明の実施の形態におけるロボット装置について図１及び図２を用いて説明する。以下の説明ではロボット装置として、図２に示すような小型二足歩行ヒューマノイドロボット装置（以下、単にロボット装置とも言う）を例にとって説明するがロボット装置はこれに限られるものではない。図２に示すロボット装置は、足首に２軸、ひざに１軸、股関節に３軸、腰に１軸、肩に３軸、ひじに１軸、指に１軸、首に３軸の直交アクチュエータを有し、全身で２６関節の自由度を有する。なお、この関節の自由度の数はこれに限られるものではない。各関節は直流モータと、モータの出力軸を示す関節センサ（ポテンショメータ）の組み合わせからなり、後述するＣＰＵ基板２０１のモータドライバ２０８によってサーボされる（動かされる）。

ここで、ロボット装置の内部の構成について図１を用いて説明する。ＣＰＵ２００が搭載されているＣＰＵ基板２０１に垂直に取り付けられた小基板上には直交２軸（前後方向及び左右方向）の傾斜センサ２０２が取り付けられており、傾斜センサ２０２は１０ビットＡ／Ｄ変換器（以下、単にＡ／Ｄ変換器とも言う）２０３を介してＣＰＵ２００とつながっている。また、ロボット装置の足裏には接地センサ２０４（例えば、右足裏の接地センサ２０４ａと左足裏の接地センサ２０４ｂ）が取り付けられており、ロボット装置の足裏と地面が接地している場合にはロジックのＬｏｗを示し、接地していない場合にはＨｉｇｈを示し、接地センサ２０４はＣＰＵ２００の不図示のＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output interface）ポートと直結している。また、傾斜センサ２０２や接地センサ２０４以外にも、関節の曲がりなどを検知する関節センサなどがＡ／Ｄ変換器２０３を介してＣＰＵ２００とつながっている。

また、ＣＰＵ基板２０１上のインタフェース２０５には、ＣＰＵ周辺装置として、ＬＡＮインタフェース、Bluetooth（登録商標）インタフェース、ＵＡＲＴなどが接続されており、有線・無線によるロボット装置の制御をすることが可能となっている。また、ＣＰＵ２００のバス上にはメモリ（ＲＯＭ２０６、ＲＡＭ２０７）が存在し、ロボット装置の動作に必要となるパラメータ、関節サーボデータ、音声データ、画像データなどが記憶されている。

次に、本発明の実施の形態におけるロボット装置の動作モード及び性格モードについて説明する。動作モードとはロボット装置を動作させる際のモードを言い、例えば自走デモンストレーションモードとリモートコントロールモードを言う。なお、動作モードはこの２つのモードに限られるものではなく他のモードがあってもよい。自走デモンストレーションモードは、あらかじめ定められた動作を時間順に繰り返し再現するモードであり、リモートコントロールモードは、リモート（遠隔）からの指示に従ってのみ動作するモードである。

性格モードとは、ロボット装置に付される性格のモードを言い、例えば男性的性格、女性的性格、中性的性格を言う。なお、性格モードはこの３つのモードに限られるものではなく他のモードがあってもよい。男性的性格は、例えば声が低い、動きが荒いなど男性特有の性質を示すモードである。女性的性格は、例えば声が高い、動きがしなやかであるなど女性特有の性質を示すモードである。中性的性格は、男性的性格や女性的性格で表現できない、例えば幼児特有の性質を示すモードである。起動モードは、各複数ある動作モード及び性格モードからそれぞれ選択された、１つの動作モードと１つの性格モードとの組であり、この起動モードは、電源ＯＮ（オン）又はリセットにより設定される。

次に、本発明の実施の形態に係るロボット装置の起動モード設定フローの一例について図３を用いて説明する。まず、ロボット装置の電源をＯＮ又はリセットする（ステップＳ３０１）。次に、ロボット装置のＣＰＵ２００はレジスタをリセットする（ステップＳ３０２）。この状態で、ＣＰＵ２００は、ロボット装置の右足裏の接地センサ２０４ａが接地している（Ｌｏｗ）か否かを判断する（ステップＳ３０３）。右足裏の接地センサ２０４ａが接地している場合には、ＣＰＵ２００はレジスタに“０１Ｈ”を記録（レジスタの所定のビット領域における０ビット部分（Bit０）に１を記録）する（ステップＳ３０４）。一方、右足裏の接地センサ２０４ａが接地していない場合、ＣＰＵ２００は左足裏の接地センサ２０４ｂが接地している（Ｌｏｗ）か否かを判断する（ステップＳ３０５）。

左足裏の接地センサ２０４ｂが接地している場合には、ＣＰＵ２００はレジスタに“０２Ｈ”を記録（レジスタの所定のビット領域における１ビット部分（Bit１）に１を記録）する（ステップＳ３０６）。一方、左足裏の接地センサ２０４ｂが接地していない場合、ＣＰＵ２００は傾斜センサ２０２の値が２００より小さいか否かを判断する（ステップＳ３０７）。傾斜センサ２０２の値に関しては後述する。傾斜センサ２０２の値が２００より小さい場合には、レジスタに“０４Ｈ”を記録（レジスタの所定のビット領域における２ビット部分（Bit２）に１を記録）する（ステップＳ３０８）。傾斜センサ２０２の値が２００以上の場合には、ＣＰＵ２００はレジスタの値を所定のＲＡＭアドレスに記録する（ステップＳ３０９）。

上述したフローチャートによりレジスタに記録された値に従って起動モードが決定（推定）される。ここで、例えば、（左足裏、右足裏）＝（Bit１、Bit０）の組み合わせで、（０、１）、すなわち左足裏は接地せず、右足裏は接地している場合には男性的性格を示し、（１、０）、すなわち左足裏は接地しており、右足裏は接地していない場合には女性的性格を示し、これら以外のものは中性的性格を示すようにあらかじめ決めておく。また、レジスタのBit２が１の場合には自走デモンストレーションモード、レジスタのBit２が０の場合にはリモートコントロールモードとあらかじめ決めておく。

このように決めておくことにより、Bit１、Bit０、Bit２の値に基づいて起動モードを決定（推定）することができる。例えば、図４に示すように、ＲＯＭ２０６内部には、所定の記憶領域に動作モード及び性格モードに対応するモードプログラム（それぞれのモードを実行するための実行プログラム）が格納されている。例えば、Bit２が１の場合には、Bit２＝１に対応するメモリアドレス１００に格納されているモードプログラムが読み出され、Bit２が０の場合には、Bit２＝０に対応するメモリアドレス１０１に格納されているモードプログラムが読み出される。また、（Bit１、Bit０）＝（０、１）の場合には、（Bit１、Bit０）＝（０、１）に対応するメモリアドレス１０２に格納されているモードプログラムが読み出され、（Bit１、Bit０）＝（１、０）の場合には、（Bit１、Bit０）＝（１、０）に対応するメモリアドレス１０３に格納されているモードプログラムが読み出され、（Bit１、Bit０）＝（１、１）又は（０、０）の場合には、（Bit１、Bit０）＝（１、１）又は（０、０）に対応するメモリアドレス１０４に格納されているモードプログラムが読み出される。なお、これらの情報は、ＲＯＭ２０６内部に格納されている場合に限られるものではなく、不図示の記憶装置などに格納されていてもよい。

ここで、傾斜センサ２０２の値について説明する。例えばロボット装置が直立不動の状態では、傾斜センサ２０２によって検知されたセンサ値をＡ／Ｄ変換器２０３によって変換すると２５６を示し、＋９０°（うつ伏せの状態）では１６０を示し、−９０°（仰向けの状態）では３５２を示すように回路が設計されている。よって、変換後の値は上述した値に限られず、回路の設計や仕様によって異なった値となる。傾斜センサ２０２の値を２００より小さくしたい場合には、ロボット装置をうつ伏せにすることにより実現できる。

したがって、リモートコントロールモードで中性的性格をロボット装置に与えようとすれば、ロボット装置を仰向けにして空中に持ち上げ（足裏の接地センサ２０４を接地させないようにして）電源をＯＮにすればよい。また、自走デモンストレーションモードで男性的性格を与えようとすれば、ロボット装置をうつ伏せにして台上に置き、右足裏の接地センサ２０４ａを指で押すか、右足の関節を曲げて右足裏を接地させた状態で電源をＯＮにすればよい。なお、ここではレジスタの３つのビットを用いて起動モードを設定しているが、３つのビットの値だけに限られるものではない。

また、上述した実施の形態以外に、リモートコントロールモードで起動した場合に、途中でBit２の内容を書き換えて自走デモンストレーションモードに移行させることも可能である。同様に、自走デモンストレーションモードで起動し、一連の動作を終了した後に、あるいは一定時間経過後にBit２の内容を書き換えてリモートコントロールモードに移行させることも可能である。さらに、自走デモンストレーションモードの途中で、リモートコントロールによってBit１、Bit０を書き換えることを許可してもよい。

また、上述した実施の形態では、傾斜センサ２０２と足裏の接地センサ２０４を利用した例を説明したが、このロボット装置のように多くの関節を有する場合には、１つ又は複数の関節センサ（ポテンショメータ）の値を用いて起動モードを設定してもよい。例えば、傾斜センサ２０２の代わりに、右腕のひじを伸ばした状態で電源をＯＮにした場合、あるいはリセットをした場合にはBit２をセットし、ひじを強く曲げた状態でBit２をクリアすることができ、それにより動作モードを切り替えることが考えられる。

以上説明したようにすることにより、ロボット装置との通信を行うことなくロボット装置の起動モードを設定することができる。また、複数の関節を組み合わせて適用することにより、多くの起動モードを設定することができる。

本発明に係るロボット装置における起動モード設定方法は、スイッチなどによる操作の手間を省き、容易に動作モードや性格を決定し設定することができるため、ロボット装置の動作モードや動作時の性格を設定するロボット装置における起動モード設定方法などに有用である。

本発明の実施の形態におけるロボット装置の構成の一部を示す構成図である。本発明の実施の形態におけるロボット装置を示す図である。本発明の実施の形態に係るロボット装置における起動モード設定フローの一例について説明するためのフローチャートである。本発明の実施の形態におけるロボット装置のＲＯＭに格納された起動モードの実行プログラムについて説明するための図である。

符号の説明

１００、１０１、１０２、１０３、１０４メモリアドレス
２００ＣＰＵ
２０１ＣＰＵ基板
２０２傾斜センサ
２０３１０ビットＡ／Ｄ変換器
２０４、２０４ａ、２０４ｂ接地センサ（接触センサ）
２０５インタフェース
２０６ＲＯＭ
２０７ＲＡＭ
２０８モータドライバ

Claims

ロボット装置を動作させる際の複数の動作モードから選択された１つの動作モード、及び前記動作モードにおける前記ロボット装置の性格を示す複数の性格モードから選択された１つの性格モードから構成される起動モードの前記ロボット装置における起動モード設定方法であって、
前記ロボット装置の状態をセンサによって検知するステップと、
検知された前記センサからの出力値に基づいて、前記ロボット装置の前記複数の動作モード及び前記複数の性格モードの中からそれぞれ１つのモードを決定するステップと、
決定された前記１つの動作モード及び前記１つの性格モードを前記ロボット装置の起動モードとして設定するステップとを、
有するロボット装置における起動モード設定方法。
前記センサからの前記出力値は、前記ロボット装置の傾きを検知する傾斜センサからの出力値、前記ロボット装置の外部との接触を検知する接触センサからの出力値、及び前記ロボット装置の関節の曲がりを検知する関節センサからの出力値のうち、少なくとも１つ以上の出力値である請求項１に記載のロボット装置における起動モード設定方法。