JP5978027B2

JP5978027B2 - 移動ロボットの制御装置

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Publication number: JP5978027B2
Application number: JP2012145688A
Authority: JP
Inventors: 直秀小川; 斉藤　陽子; 陽子斉藤; 横山　太郎; 太郎横山; 雅樹相原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: US9132545B2; JP2014008561A; US20140005830A1

Description

この発明は移動ロボットの制御装置に関し、より詳しくは音声認識率を向上させるようにした装置に関する。

近時、種々の移動ロボットが提案されているが、その中で例えば特許文献１において、基体に連結される歩行動作用の脚式の移動機構と作業動作用の作業機構と、それらを駆動する電動モータなどのアクチュエータと、マイクロフォンとスピーカからなる音声入出力部とを備え、目標値と検出値との偏差にゲインを乗じて算出して得た制御値をアクチュエータに供給して移動機構などの動作を制御すると共に、マイクロフォンから入力された人の音声を認識し、それに対する応答を生成してスピーカから発話させるように音声入出力部の動作を制御するようにした移動ロボットが知られている。

特許第４９１４７０３号公報

特許文献１記載の移動ロボットのように基体に連結される歩行動作用の脚式の移動機構などを備える場合、要求される歩行動作などに応じられるようにアクチュエータのゲインを算出する必要があるが、ゲインを高い値に算出すると、アクチュエータの駆動音が増加し、音声入出力部の音声認識率が低下する不都合があった。

従って、移動ロボットの制御においては、音声入出力部の音声認識率を考慮してゲインを算出する必要があるが、特許文献１記載の技術はそれに関して開示あるいは示唆するものではなかった。

この発明の目的は上記した従来技術の不都合を解消し、基体に連結される歩行動作用の移動機構などを駆動するアクチュエータと音声入出力部とを備える移動ロボットにおいて、音声入出力部の音声認識率を考慮してゲインを算出するようにした移動ロボットの制御装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、基体と、前記基体に連結される歩行動作用の脚式の移動機構と、前記基体に連結される作業動作用の作業機構と、前記移動機構と作業機構とをそれぞれ駆動する複数個のアクチュエータと、マイクロフォンとスピーカからなる音声入出力部と、目標値と検出値との偏差にゲインを乗じて制御値を算出し、前記算出された制御値を前記複数個のアクチュエータに供給して前記移動機構と前記作業機構の動作を制御すると共に、前記マイクロフォンから入力された人の音声を認識し、それに対する応答を生成して前記スピーカから発話させるように前記音声入出力部の動作を制御する制御部とを備える移動ロボットの制御装置において、前記制御部は、前記音声入出力部の動作のみを制御するサイレントモード、前記移動機構を駆動して歩行動作を行わせる歩行モード、および前記作業機構を駆動して作業動作を行わせる作業モードの中からいずれか１つを選択するとともに、選択したモードに応じて前記複数個のアクチュエータに供給されるべき制御値のゲインを算出し、前記サイレントモードを選択すると前記ゲインを最小値に算出し、前記作業モードを選択すると前記歩行モードを選択したときよりも低いゲインを算出する如く構成した。

請求項２に係る移動ロボットの制御装置にあっては、前記移動機構は、歩行動作用だけでなく走行動作用でもあり、前記制御部は、前記サイレントモード、前記歩行モード、前記作業モードおよび前記移動機構を駆動して走行動作を行わせる走行モードの中からいずれか１つを選択し、前記走行モードを選択すると前記歩行モードを選択したときよりも高いゲインを算出する如く構成した。

請求項３に係る移動ロボットの制御装置にあっては、前記ゲイン特性は時間に対してそれぞれ設定される如く構成した。

請求項４に係る移動ロボットの制御装置にあっては、前記ゲイン特性は、所定時間ごとに単位量ずつ増減するように設定される如く構成した。

請求項１にあっては、基体に連結される歩行動作用の脚式の移動機構と作業機構をそれぞれ駆動する複数個のアクチュエータと、音声入出力部と、目標値と検出値との偏差にゲインを乗じて算出して得た制御値をアクチュエータに供給して移動機構などの動作を制御すると共に、マイクロフォンから入力された人の音声を認識し、それに対する応答を生成してスピーカから発話させるように音声入出力部の動作を制御する制御部とを備える移動ロボットの制御装置において、音声入出力部の動作のみを制御する歩行動作を行わせる歩行モード、および作業機構を駆動して作業動作を行わせる作業モードの中からいずれか１つを選択するとともに、選択したモードに応じて複数個のアクチュエータに供給されるべき制御値のゲインを算出し、サイレントモードを選択するとゲインを最小値に算出する如く構成したので、音声入出力部の動作のみを制御するときは制御値のゲインを最小値に算出し、作業モードを選択すると歩行モードを選択したときよりも低いゲインを算出することで、アクチュエータの駆動音を低減させることができ、音声入出力部の音声認識率をその分だけ向上させることができる。

また、音声入出力部の動作のみを制御する場合ではないときもゲインを必要限度に止めてアクチュエータの駆動音をその分だけ低減させることができ、音声入出力部の音声認識率をその分だけ向上させることができる。

請求項２に係る移動ロボットの制御装置にあっては、移動機構は、歩行動作用だけでなく走行動作用でもあり、制御部は、サイレントモード、歩行モード、作業モードおよび移動機構を駆動して走行動作を行わせる走行モードの中からいずれか１つを選択し、走行モードを選択すると歩行モードを選択したときよりも高いゲインを算出する如く構成したので、要求される駆動力は走行動作と歩行動作と作業動作の順に減少することからそれに応じて減少するように設定されたゲイン特性を備え、そのゲイン特性を検索してゲインを算出することで、音声入出力部の動作のみを制御する場合ではないときもゲインを必要限度に止めてアクチュエータの駆動音をその分だけ低減させることができ、音声入出力部の音声認識率をその分だけ向上させることができる。

請求項３に係る移動ロボットの制御装置にあっては、ゲイン特性は時間に対してそれぞれ設定される如く構成したので、時間に応じてゲインを滑らかに増減させるように設定することが可能となり、アクチュエータの動作を滑らかに制御することができる。

請求項４に係る移動ロボットの制御装置にあっては、ゲイン特性は、所定時間ごとに単位量ずつ増減するように設定される如く構成したので、時間に応じてゲインを一層滑らかに増減させるように設定することが可能となり、アクチュエータの動作を滑らかに制御することができる。

この発明の実施例に係る移動ロボットの制御装置が前提とするロボットの正面図である。図１に示すロボットの側面図である。図１に示すロボットをスケルトンで示す模式図である。図２に示す電子制御ユニット（ＥＣＵ）の入出力関係を示すブロック図である。図１に示すロボットの制御系を示すブロック図である。実施例に係る移動ロボットの制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図６フロー・チャートのサイレントモード設定を示す説明図である。図６フロー・チャートの処理でゲインを動作用ゲインからサイレントモードゲインに減少させるときの動作を示す説明図である。図６フロー・チャートの動作用ゲイン設定を示す、図７と同様の説明図である。図６フロー・チャートの処理でゲインをサイレントモードゲインから動作用ゲインに増加させるときの動作を示す説明図である。図６フロー・チャートのサイレントモードゲインと動作用ゲインの特性を示す説明図である。図１１に示されるゲインの時間に対する特性を示す説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る移動ロボットの制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る移動ロボットの制御装置が前提とするロボットの正面図、図２は図１に示すロボットの側面図、図３は図１の示すロボットをスケルトンで示す模式図、図４は図１に示すロボットに搭載される電子制御ユニット（ＥＣＵ）の入出力関係を示すブロック図である。

図１に示すように、移動ロボット（以下単に「ロボット」という）１０は、複数本、即ち、左右２本の脚部（移動機構）１２Ｌ，１２Ｒ（左側をＬ、右側をＲとする。以下同じ）を備える。脚部１２Ｌ，１２Ｒは、基体（上体）１４の下部に連結される。基体１４の上部には頭部１６が連結されると共に、側方には複数本、即ち、左右２本の腕部（作業機構）２０Ｌ，２０Ｒが連結される。

左右の腕部２０Ｌ，２０Ｒの先端には、それぞれハンド（エンドエフェクタ）２２Ｌ，２２Ｒが連結される。尚、この実施例にあっては、移動ロボットとして、２本の脚部１２と２本の腕部２０を備えた、１．３ｍ程度の身長を有するヒューマノイド型の脚式移動ロボットを例にとる。

図２に示すように、基体１４の背部には格納部２４が設けられ、その内部には電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と呼ぶ）２６などが収容されると共に、基体１４の内部にはバッテリ２８が収容される。

以下、図３を参照し、ロボット１０の内部構造について関節を中心に説明する。尚、図示のロボット１０は左右対称であるので、以降Ｌ，Ｒの付記を省略する。

左右の脚部１２は、それぞれ大腿リンク３０と下腿リンク３２と足部３４とを備える。大腿リンク３０は股関節ＪＨを介して基体１４に連結される。大腿リンク３０と下腿リンク３２は膝関節ＪＫを介して連結されると共に、下腿リンク３２と足部３４は足関節ＪＡを介して連結される。

図３では基体１４を基体リンク３６として簡略的に示すが、基体リンク３６（基体１４）は、関節３８を介して上半部３６ａと下半部３６ｂとが相対変位、より具体的には回転あるいは旋回自在に構成される。

上記した関節を、構成する電動モータ（アクチュエータ）によって説明すると、股関節ＪＨは、Ｚ軸（ヨー軸。ロボット１０の重力軸回りの回転軸）を有する電動モータ４０と、Ｙ軸（ピッチ軸。ロボット１０の左右方向回りの回転軸）を有する電動モータ４２と、Ｘ軸（ロール軸。ロボット１０の左右方向回りの回転軸）を有する電動モータ４４とから構成され、３自由度を備える。このように大腿リンク３０は股関節ＪＨを介して基体１４に連結され、基体１４に対してＸ，Ｙ，Ｚ軸回りに回転可能に構成される。

膝関節ＪＫはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ４６から構成され、１自由度を備える。即ち、大腿リンク３０は膝関節ＪＫを介して下腿リンク３２に連結され、下腿リンク３２に対してＹ軸回りに回転可能に構成される。

足（足首）関節ＪＡはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ４８とＸ軸回りの回転軸を有する電動モータ５０とから構成され、２自由度を備える。即ち、下腿リンク３２は足関節ＪＡを介して足部３４に連結され、足部３４に対してＸ，Ｙ軸回りに回転可能に構成される。

このように左右の脚部１２のそれぞれには３個の関節を構成する６個の回転軸（自由度）が与えられ、脚部１２の全体としては合計１２個の回転軸が与えられる。以下、脚部１２を駆動する電動モータ４０などの１２個の電動アクチュエータを「脚部アクチュエータ」といい、符号ＡＬで示す。脚部アクチュエータＡＬの動作を制御することにより、脚部１２に所望の動きを与えることができる。

また、左右の腕部２０は、それぞれ上腕リンク５２と下腕リンク５４を備える。上腕リンク５２は、肩関節ＪＳを介して基体１４に連結される。上腕リンク５２と下腕リンク５４は、肘関節ＪＥを介して連結されると共に、下腕リンク５４とハンド２２は手首関節ＪＷを介して連結される。

肩関節ＪＳはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ５６とＸ軸回りの回転軸を有する電動モータ５８とＺ軸回りの回転軸を有する電動モータ６０とから構成され、３自由度を備える。このように上腕リンク５２は肩関節ＪＳを介して基体１４に連結され、基体１４に対してＸ，Ｙ，Ｚ軸回りに回転可能に構成される。

肘関節ＪＥはＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ６２から構成され、１自由度を備える。即ち、上腕リンク５２は肘関節ＪＥを介してと下腕リンク５４に連結され、下腕リンク５４に対してＹ軸回りに回転可能に構成される。

手首関節ＪＷはＺ軸回りの回転軸を有する電動モータ６４とＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ６６とＸ軸回りの回転軸を有する電動モータ６８とから構成され、３自由度を備える。即ち、下腕リンク５４は手首関節ＪＷを介してハンド２２に連結され、ハンド２２に対してＸ，Ｙ，Ｚ軸回りに回転可能に構成される。

このように、左右の腕部２０のそれぞれには３個の関節を構成する７個の回転軸（自由度）が与えられ、腕部２０の全体として合計１４個の回転軸が与えられる。以下、腕部２０を駆動する電動モータ５６などの１４個の電動アクチュエータを「腕部アクチュエータ」といい、符号ＡＡで示す。腕部アクチュエータＡＡの動作を制御することにより、腕部２０に所望の動きを与えることができる。

ハンド２２には、５本の指部７０が設けられる。指部７０は、ハンドアクチュエータＡＨ（図４に示す）によって動作自在に構成され、腕部２０の動きに連動して物を把持する、あるいは適宜な方向を指差すなどの動作自在に構成される。

頭部１６は、基体１４に首関節ＪＮを介して連結される。首関節ＪＮはＺ軸回りの回転軸を有する電動モータ７２とＹ軸回りの回転軸を有する電動モータ７４とから構成され、２自由度を備える。電動モータ７２，７４からなる頭部アクチュエータＡＮの動作を制御することにより、頭部１６を所望の方向に向けることができるように構成される。

上記した脚部アクチュエータＡＬと腕部アクチュエータＡＡとハンドアクチュエータＡＨと頭部アクチュエータＡＮを構成する電動モータ４０などは全てＤＣサーボモータからなる。

左右の脚部１２（具体的には、足部３４と足関節の間）にはそれぞれ力センサ（６軸力センサ）７６が取り付けられ、床面から脚部１２に作用する床反力の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚを示す信号を出力する。左右の腕部２０にも同種の力センサ７８がハンド２２と手首関節の間で取り付けられ、腕部２０に作用する外力の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚを示す信号を出力する。

基体１４には傾斜センサ８０が設置され、鉛直軸に対する基体１４の傾き、即ち、傾斜角度とその角速度などの状態量を示す信号を出力する。頭部１６には、２個（左右）のＣＣＤカメラ８２が設置され、ロボット１０の周囲環境をステレオ視で撮影して得た画像を出力すると共に、マイクロフォン８４ａとスピーカ８４ｂからなる音声入出力部８４が設けられる。

また、図４に示す如く、電動モータ４０などのそれぞれには回転角度を通じて関節角度に応じた信号を出力するロータリエンコーダ８６（図１から図３で図示省略）が設けられると共に、基体１４にはＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの角加速度を示す出力をそれぞれ生じるジャイロセンサ（ヨーレートセンサ）８８（図１から図３で図示省略）が設けられる。

さらに、図３に示す如く、基体１４には腰カメラ９０が設置され、前方下方に向けて近赤外レーザ光を発射し、床面などの物体からの反射光を検知することにより、その物体までの位置や方位を示す出力を生じる。

また、図４に示す如く、基体１４の周囲には超音波センサ９２（図１から図３で図示省略）が複数個配置され、周囲に向けて放射状に超音波信号を放射して周囲に存在する人などの障害物の方位と位置と離間距離を示す出力を生じる。

図４に示す如く、上記したセンサなどの出力は、ＥＣＵ２６に入力される。ＥＣＵ２６は図示しないＣＰＵや入出力回路、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータからなり、入力値に基づいて制御値（操作量）を電流値で算出し、バッテリ２８の出力を昇圧器（図示せず）で昇圧した電圧を駆動回路（図示せず）から脚部アクチュエータＡＬ，腕部アクチュエータＡＡなどに供給してそれらの動作を制御する。

尚、ロボット１０は歩行動作に加え、走行動作も可能に構成される。尚、その詳細は例えば本出願人が先に提出した特許第４２４６６３８号に記載されているので、ここでの説明は省略する。

また、ＥＣＵ２６は、音声入出力部８４のマイクロフォン８４ａから入力された人の音声の内容を適宜な手法で認識し、それに対する応答を生成してスピーカ８４ｂから発話させる、音声入出力部８４の動作を制御する制御部としても機能する。

図５はロボット１０の制御を示すブロック図である。

図示の如く、この実施例の制御系は具体的には、ＥＣＵ２６を上位システムとし、脚部アクチュエータＡＬと腕部アクチュエータＡＡとハンドアクチュエータＡＨと頭部アクチュエータＡＮにそれぞれ配置される１個または複数個のサブＥＣＵ２６ａを下位システムとする分散制御系からなるフィードバック制御系で構成される。ＥＣＵ２６とサブＥＣＵ２６ａとは通信自在に構成される。

サブＥＣＵ２６ａはＥＣＵ２６からのコマンドを入力し、位置センサと速度センサ、即ち、電動モータ４０などに配置されたロータリエンコーダ８６の出力から得られた位置とその差分値から得られた速度と目標値との偏差に適宜算出される位置アンプの位置ゲインＫｐと速度アンプの速度ゲインＫｖを乗じて目標値に一致するように速度指令値と電流指令値を算出する。

さらに、サブＥＣＵ２６ａは電流センサ（図４などで図示省略）で検出されたパワー変換器から出力される電流値と目標値との偏差に適宜算出される電流アンプの電流ゲインＫｉを乗じて目標値に一致するように電流指令値を算出する。サブＥＣＵ２６ａは、それら３種の指令値から制御値（操作量）を電流値で算出して電動モータ４０などのアクチュエータに供給し、それらの動作を制御する。位置、速度、電流のゲインＫｐ，Ｋｖ，ＫｉはＰＩＤ則のいずれかを用いて算出される。

図６はこの実施例に係る移動ロボットの制御装置の動作、より具体的には上記したサブＥＣＵ２６ａの動作を示すフロー・チャートである。

脚部アクチュエータＡＬなどに配置されたサブＥＣＵ２６ａはそれぞれ、所定時間（例えば５ｍｓｅｃ）ごとに図示のプログラムを実行する。

以下説明すると、Ｓ１０において上位システムのＥＣＵ２６からの動作コマンドを受信する。動作コマンドは予め設定された行動計画に従って作成される、Ｓ２０，Ｓ２４などに示されるような処理を意味する。

次いでＳ１２に進み、発話動作のみか（より正確には発話動作の制御のみか）、換言すれば音声入出力部８４の動作のみの制御か否か判断し、肯定されるときはＳ１４に進み、サイレントモードゲインを設定し、Ｓ１６に進み、動作（発話動作）を、Ｓ１８で終了と判断されるまで、実行する。

一方、Ｓ１２で否定されるときはＳ２０に進み、動作コマンドで要求される動作が脚部アクチュエータＡＬによる走行動作か（より正確には走行動作の制御か）否か判断する。Ｓ２０で肯定されるときはＳ２２に進み、走行モードゲインを設定し、Ｓ１６以降に進む。

またＳ２０で否定されるときはＳ２４に進み、動作コマンドで要求される動作が、脚部アクチュエータＡＬによる歩行動作か（より正確には歩行動作の制御か）否か判断する。Ｓ２４で肯定されるときはＳ２６に進み、歩行モードゲインを設定し、Ｓ１６以降に進む。

またＳ２４で否定されるときは、動作コマンドで要求される動作が上半身動作、即ち、腕部アクチュエータＡＡとハンドアクチュエータＡＨと頭部アクチュエータＡＮの一部または全部による、基体１４と腕部２０と頭部１６とハンド２２の少なくともいずれか、より具体的には少なくとも腕部（作業機構）２０を用いた上半身動作（換言すれば作業動作）の制御となるので、Ｓ２８に進み、上半身動作モードゲインを設定し、Ｓ１６以降に進む。

図７は図６フロー・チャートのＳ１４のサイレントモード設定を示す説明図、図８は図６フロー・チャートの処理でゲインを動作用ゲイン（Ｓ２２の走行モードゲイン、Ｓ２６の歩行モードゲイン、Ｓ２８の上半身動作モードゲイン）からサイレントモードゲインに減少させるときの説明図、図９はＳ２２，Ｓ２６，Ｓ２８の動作用ゲイン設定を示す、図７と同様の説明図、図１０は図６フロー・チャートの処理でゲインをサイレントモードゲインから動作用ゲインに増加させるときの説明図である。

図６フロー・チャートの説明ではＳ１０において上位システムのＥＣＵ２６から動作コマンド取得とし、Ｓ１２以降は下位のサブＥＣＵ２６ａの動作として説明しているが、より詳しくは図７と図９に示す如く、ゲインの設定もＥＣＵ２６からのコマンドを受信し、それに応答することで行なわれる。

図１１はＳ１４のサイレントモードゲインと動作用ゲイン（Ｓ２２の走行モードゲイン、Ｓ２６の歩行モードゲイン、Ｓ２８の上半身動作モードゲイン）の特性（ゲインパターン）を示す説明図である。

図８と図１０と図１１に示す如く、サイレントモードゲインは動作用ゲインを含めたゲインの中で最小値に設定される。即ち、図６フロー・チャートのＳ１２において発話動作（音声入出力部８４の動作）のみを制御すると判断されるとき、前記複数個のアクチュエータ（脚部アクチュエータＡＬと腕部アクチュエータＡＡとハンドアクチュエータＡＨと頭部アクチュエータＡＮ）の少なくともいずれか、より具体的にはその全てに供給されるべき制御値のゲインＫｐ，Ｋｖ，Ｋｉは最小値に算出される。

脚部アクチュエータＡＬなどのアクチュエータは電流値と目標値との偏差にゲインＫｐ，Ｋｖ，Ｋｉを乗じて目標値に一致するように制御値が電流値で算出されるので、ゲインを最小値に算出することで制御値が減少し、脚部アクチュエータＡＬの電動モータ４０から５０の駆動音を低減させることができる。

それによってロボット１０の音声入出力部８４のマイクロフォン８４ａから入力される人の音声などの認識率を向上させることができる。また、スピーカ８４ｂから出力されるロボット１０の発話も駆動音が低下する分だけ、人は聴取しやすくなるので、人側の音声認識率も向上させることができる。

また動作用ゲインは、図１１に示す如く、歩行動作と上半身動作（作業動作）について歩行動作と上半身動作の順に減少するように設定された特性を備える。より具体的には、動作用ゲインは、走行動作と歩行動作と上半身動作について走行動作と歩行動作と上半身動作の順に減少するように設定されたゲイン特性を備える。

即ち、この実施例においてロボット１０は走行可能に構成されることから、動作用ゲインもそれに応じて３種設定されるが、歩行動作と上半身動作の２種であってもこの発明の課題を達成するには足りることから、２種設定されれば足りる。

また、図１２に示す如く、ゲイン特性は時間に対して滑らかに減少するように設定される（図示は省略するが、増加する場合も同様である）。より具体的には図８と図１０に示す如く、ゲインの値は、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）ごとに単位量ずつ増減するように設定される。従ってＳ１６の動作実行処理においてはそれらのゲイン特性を検索して対応するアクチュエータに供給されるべき制御値のゲインの値が算出される。

上記した如く、この実施例にあっては、基体１４と、前記基体に連結される歩行動作用の脚式の移動機構（脚部）１２と、前記基体に連結される作業動作用の作業機構（腕部）２０と、前記移動機構と作業機構とをそれぞれ駆動する複数個のアクチュエータ（電動モータ４０・・・５０，５６・・・６８からなる脚部アクチュエータＡＬと腕部アクチュエータＡＡとハンドアクチュエータＡＨと頭部アクチュエータＡＮ）と、マイクロフォン８４ａとスピーカ８４ｂからなる音声入出力部８４と、目標値と検出値との偏差にゲインを乗じて制御値（操作量）を算出し、前記算出された制御値を前記複数個のアクチュエータに供給して前記移動機構と前記作業機構の動作を制御すると共に、前記マイクロフォン８４ａから入力された人の音声を認識し、それに対する応答を生成して前記スピーカ８４ｂから発話させるように前記音声入出力部８４の動作を制御する制御部（ＥＣＵ２６、サブＥＣＵ２６ａ）とを備える移動ロボット１０の制御装置において、前記制御部は、前記音声入出力部８４の動作のみを制御するとき、前記複数個のアクチュエータの少なくともいずれか、より具体的には全てに供給されるべき制御値のゲインを最小値に算出する（Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１６）如く構成したので、音声入出力部８４の動作のみを制御するときは制御値のゲインを最小値に算出することで、脚部アクチュエータＡＬなどのアクチュエータの駆動音を低減させることができ、音声入出力部８４の音声認識率をその分だけ向上させることができる。

また、前記制御部は、図１１に示すように、少なくとも前記歩行動作と前記作業動作について前記歩行動作と前記作業動作の順に減少するように設定されたゲイン特性を備え、前記音声入出力部の動作のみを制御する場合ではないとき、前記ゲイン特性を検索して前記複数個のアクチュエータの少なくともいずれかに供給されるべき制御値のゲインを算出する（Ｓ１２，Ｓ２０からＳ２８，Ｓ１６）如く構成したので、要求される駆動力は歩行動作と作業動作の順に減少することからそれに応じて減少するように設定されたゲイン特性を備え、そのゲイン特性を検索してゲインを算出することで、音声入出力部８４の動作のみを制御する場合ではないときもゲインを必要限度に止めてアクチュエータの駆動音をその分だけ低減させることができ、音声入出力部８４の音声認識率をその分だけ向上させることができる。

また、前記移動機構（脚部）１２は走行動作と歩行動作用の脚式の移動機構であると共に、前記制御部は、図１１に示すように、前記走行動作と前記歩行動作と前記作業動作について前記走行動作と前記歩行動作と前記作業動作の順に減少するように設定されたゲイン特性を備え、前記音声入出力部の動作のみを制御する場合ではないとき、前記ゲイン特性を検索して前記複数個のアクチュエータの少なくともいずれかに供給されるべき制御値のゲインを算出する（Ｓ１２，Ｓ２０からＳ２８，Ｓ１６）如く構成したので、要求される駆動力は走行動作と歩行動作と作業動作の順に減少することからそれに応じて減少するように設定されたゲイン特性を備え、そのゲイン特性を検索してゲインを算出することで、音声入出力部８４の動作のみを制御する場合ではないときもゲインを必要限度に止めてアクチュエータの駆動音をその分だけ低減させることができ、音声入出力部８４の音声認識率をその分だけ向上させることができる。

尚、この実施例においてロボット１０は走行可能に構成されることから、動作用ゲインもそれに応じて３種設定されるが、歩行動作と上半身動作の２種であってもこの発明の課題を達成できることから、２種設定されれば足りるものである。

また、図１１などに示す如く、前記ゲイン特性は時間に対してそれぞれ設定される如く構成したので、時間に応じてゲインを滑らかに増減させるように設定することが可能となり、アクチュエータの動作を滑らかに制御することができる。

また、前記ゲイン特性は、図８と図１０に示すように、所定時間ごとに単位量ずつ増減するように設定される如く構成したので、時間に応じてゲインを一層滑らかに増減させるように設定することが可能となり、アクチュエータの動作を滑らかに制御することができる。

上記において、移動ロボットとして２足歩行の脚式移動ロボットを例示したが、それに限られるものではなく、３足以上の脚式移動ロボットであっても良く、さらには車輪型あるいはクローラ型の移動ロボットであっても良い。

１０移動ロボット（ロボット）、１２脚部（移動機構）、１４基体、２０腕部（作業機構）、２６ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４０，４２，４４，４６，４８，５０，５６，５８，６０，６２，６４，６６，６８，７２，７４電動モータ（電動アクチュエータ）、８２ＣＣＤカメラ、８４音声入出力部、８４ａマイクロフォン、８４ｂスピーカ、８６ロータリエンコーダ、９０腰カメラ、９２超音波センサ、ＡＬ脚部アクチュエータ、ＡＡ腕部アクチュエータ、ＡＨハンドアクチュエータ、ＡＮ頭部アクチュエータ

Claims

基体と、前記基体に連結される歩行動作用の脚式の移動機構と、前記基体に連結される作業動作用の作業機構と、前記移動機構と作業機構とをそれぞれ駆動する複数個のアクチュエータと、マイクロフォンとスピーカからなる音声入出力部と、目標値と検出値との偏差にゲインを乗じて制御値を算出し、前記算出された制御値を前記複数個のアクチュエータに供給して前記移動機構と前記作業機構の動作を制御すると共に、前記マイクロフォンから入力された人の音声を認識し、それに対する応答を生成して前記スピーカから発話させるように前記音声入出力部の動作を制御する制御部とを備える移動ロボットの制御装置において、前記制御部は、前記音声入出力部の動作のみを制御するサイレントモード、前記移動機構を駆動して歩行動作を行わせる歩行モード、および前記作業機構を駆動して作業動作を行わせる作業モードの中からいずれか１つを選択するとともに、選択したモードに応じて前記複数個のアクチュエータに供給されるべき制御値のゲインを算出し、前記サイレントモードを選択すると前記ゲインを最小値に算出し、前記作業モードを選択すると前記歩行モードを選択したときよりも低いゲインを算出することを特徴とする移動ロボットの制御装置。
前記移動機構は、歩行動作用だけでなく走行動作用でもあり、前記制御部は、前記サイレントモード、前記歩行モード、前記作業モードおよび前記移動機構を駆動して走行動作を行わせる走行モードの中からいずれか１つを選択し、前記走行モードを選択すると前記歩行モードを選択したときよりも高いゲインを算出することを特徴とする請求項１記載の移動ロボットの制御装置。
前記ゲイン特性は時間に対してそれぞれ設定されることを特徴とする請求項１または２記載の移動ロボットの制御装置。
前記ゲイン特性は、所定時間ごとに単位量ずつ増減するように設定されることを特徴とする請求項３記載の移動ロボットの制御装置。