本发明涉及移动体。
背景技术:
能自主移动的移动体(例如机器人)被种种手段控制。例如在专利文献1中公开了腿式移动机器人,其通过具备判定是否跌倒的单元、判定跌倒时的姿态的单元、执行与跌倒姿态相应的起身动作模式的单元,能从种种跌倒姿态自主、确实且平稳地起身。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:jp特开2001-150370号公报
技术实现要素:
发明要解决的课题
但专利文献1的移动体不能考虑周围环境来在事前判定所实施的预定的动作(例如跌倒复原)是否成立。为此,例如根据跌倒时的周围环境不同,会有该移动体不能合适地跌倒复原的问题。
本发明为了解决上述的课题而提出,目的在于,提供能考虑周围环境来进行平稳的动作的移动体等。
用于解决课题的手段
为了解决所述课题,本发明特征在于,具备:决定自己的位置的位置决定部;取得所述位置的环境信息的环境信息取得部;和基于所述环境信息来判定所实施的预定的动作是否成立的动作判定部。
发明效果
根据本发明,能提供能考虑周围环境来进行平稳的动作的移动体等。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的移动体的结构的一例的图。
图2是表示本实施方式所涉及的姿态驱动装置的结构的一例的图。
图3是表示本实施方式所涉及的车轮驱动装置的结构的一例的图。
图4是表示本实施方式所涉及的动作控制系统的结构的一例的图。
图5是表示本实施方式所涉及的地图信息以及环境信息组的一例的图。
图6是表示第1实施方式所涉及的动作判定部的处理的一例的流程图。
图7是表示第1实施方式所涉及的动作判定部的处理的一例的流程图。
图8是表示第2实施方式所涉及的动作判定部的处理的一例的流程图。
图9是表示第2实施方式所涉及的动作判定部的处理的一例的流程图。
图10是在倾斜角度α的地面直立的移动体的外观图。
图11a是表示本实施方式所涉及的移动体的跌倒复原的一例的示意图。
图11b是表示本实施方式所涉及的移动体的跌倒复原的一例的示意图。
图11c是表示本实施方式所涉及的移动体的跌倒复原的一例的示意图。
图11d是表示本实施方式所涉及的移动体的跌倒复原的一例的示意图。
图11e是表示本实施方式所涉及的移动体的跌倒复原的一例的示意图。
图11f是表示本实施方式所涉及的移动体的跌倒复原的一例的示意图。
图11g是表示本实施方式所涉及的移动体的跌倒复原的一例的示意图。
图12是表示第3实施方式所涉及的动作判定部的处理的一例的流程图。
图13是表示在倾斜角度α的地面俯卧地跌倒的移动体的外观图
具体实施方式
以下说明本实施方式所涉及的移动体、动作控制系统、以及移动体系统。另外,由于以下的说明中参照的附图是概略地示出实施方式的图,因此有各构件的标尺、间隔、位置关系等夸张、或者省略构件的一部分图示的情况。另外,在以下的说明中,关于相同名称以及符号,原则上显示相同或同质的构件,适宜省略详细的说明。
<第1实施方式>
首先参照图1到图3来说明本实施方式所涉及的移动体1。图1是表示本实施方式所涉及的移动体的结构的一例的图。图2是表示本实施方式所涉及的姿态驱动装置的结构的一例的图。图3是表示本实施方式所涉及的车轮驱动装置的结构的一例的图。
移动体1具备躯干2、臂3r、臂3l、腿4r、腿4l、车轮5r、车轮5l、头部6等。在躯干2、臂3r、臂3l、腿4r、腿4l、头部6的各关节设有关节电动机63,移动体1通过使各关节自由活动,例如能进行使躯干2前倾、摆动臂3r或臂3l、将腿4r或腿4l伸开、晃动头等动作。
头部6具备发声装置20,躯干2具备显示装置30。发声装置20基于从后述的动作计划部17(参照图4)输入的动作指令来进行说话或发声。发声装置20例如由扬声器、蜂鸣器等构成。显示装置30基于从后述的动作计划部17(参照图4)输入的动作指令来显示需要的信息、各种图像等。显示装置30例如由触控面板显示器、液晶显示器、平视显示器等构成。通过发声装置20进行说话或发声,显示装置30显示需要的信息、各种图像等,移动体1能与人进行交流。
躯干2具备外观测量装置40。外观测量装置40策略与存在于移动体1的周边的物体(例如障碍物、壁)的距离,将测量结果向后述的外观测量部11以及动作判定部15(参照图4)输出。外观测量装置40例如由红外线距离传感器、测距传感器、等构成。
另外,躯干2具备姿态角度检测装置50。姿态角度检测装置50检测移动体1的姿态角度、移动体1的姿态角速度,将检测结果向后述的动作判定部15(参照图4)输出。姿态角度检测装置50例如由加速度传感器、陀螺仪传感器等构成。
例如姿态角度检测装置50检测与绕着x轴的旋转方向即俯仰方向相关的姿态角度θ、与绕着y轴的旋转方向即翻滚方向相关的姿态角度
预先设定移动体1能自主站立的姿态角度。因此,例如在由姿态角度检测装置50检测的俯仰方向所相关的姿态角度θ满足θmin≤θ≤θmax、由姿态角度检测装置50检测到的翻滚方向所相关的姿态角度
移动体1的管理者、操作人员利用环境信息设定装置80来任意设定、变更或更新后述的环境信息组34(参照图5)的值、结构。
例如,环境信息设定装置80进行移动体1所存在的给定的位置上的发声装置20的发声可否的设定、容许音量的设定等各种设定。另外,环境信息设定装置80进行移动体1所存在的给定的位置上的显示装置30的显示可否的设定、亮度的设定等各种设定。另外,环境信息设定装置80进行移动体1所存在的给定的位置上的地面的倾斜角度、与存在于该位置附近的障碍物32、壁33的距离等的各种设定。
环境信息设定装置80例如由内置无线lan的膝上型计算机、个人计算机、平板电脑、智能手机等构成。环境信息设定装置80具备接受移动体1的管理者、操作人员的输入操作的功能,该功能例如由键盘、摄像机、鼠标、触控面板、接受声音输入的麦克风、手势认识用摄像机、选择按钮、摇杆、其他传感器类等构成。从环境信息设定装置80向运算处理装置10的输入优选以无线进行。
移动体1如图2所示具备姿态驱动装置60。姿态驱动装置60具备关节电动机控制部61、关节电动机驱动部62、关节电动机63等。
关节电动机控制部61基于从后述的动作计划部17(参照图4)输入的动作指令来算出用于控制躯干2、臂3r、臂3l、腿4r、腿4l、头部6的控制信号,并向关节电动机驱动部62输出。
关节电动机驱动部62基于从关节电动机控制部61输入的控制信号来算出驱动信号(与控制信号对应的电压),并向关节电动机63输出(施加)。
关节电动机63通过基于从关节电动机驱动部62输入的电压来活动躯干2、臂3r、臂3l、腿4r、腿4l、头部6,由此控制移动体1的姿态。例如关节电动机63使臂3r、臂3l的关节角度变化来调整指尖的位置,使腿4r、腿4l的关节角度变化来调整移动体1的站立姿态、坐下姿态。
另外,移动体1如图3所示具备车轮驱动装置70。车轮驱动装置70具备行驶路径算出部71、行驶控制部72、车轮驱动部73r、车轮驱动部73l、驱动电动机5ra、驱动电动机5la、位置传感器5rb、位置传感器5lb等。
行驶路径算出部71算出行驶指令(例如行驶速度的指令、行驶方向的指令),并向行驶控制部72输出。另外,这里的行驶也是移动体1的步行。
行驶控制部72基于从行驶路径算出部71输入的行驶指令来算出用于控制车轮5r、车轮5l的控制信号,并向车轮驱动部73r、车轮驱动部73l输出。
车轮驱动部73r、车轮驱动部73l基于从行驶控制部72输入的控制信号来算出驱动信号(与控制信号对应的电压),并向驱动电动机5ra、驱动电动机5la输出(施加)。车轮驱动部73r、车轮驱动部73l在与车轮的中心轴平行的方向上左右对称地并设。
驱动电动机5ra与车轮5r连接,通过驱动电动机5ra旋转而车轮5r旋转。驱动电动机5la与车轮5l连接,通过驱动电动机5la旋转而车轮5l旋转。
位置传感器5rb检测车轮5r的旋转角度,驱动电动机5la检测车轮5l的旋转角度,将检测结果向后述的里程计算出部12(参照图4)输出。另外,在车轮5r、车轮5l设有检测车轮5r的旋转速度、车轮5l的旋转速度的旋转速度检测装置等。
《动作控制系统的结构》
接下来,参照图4以及图5来说明上述的移动体1的动作控制系统100。图4是表示本实施方式所涉及的动作控制系统100的结构的一例的功能框图。图5是本实施方式所涉及的地图信息以及环境信息组。
动作控制系统100具备运算处理装置10、发声装置20、显示装置30、外观测量装置40、姿态角度检测装置50、姿态驱动装置60、车轮驱动装置70、环境信息设定装置80等。进而,运算处理装置10具备外观测量部11、里程计算出部12、自己位置估计部(位置决定部)13、环境信息取得部14、动作判定部15、动作执行部(动作指令部)16、动作计划部17、存储器。
运算处理装置10例如是cpu(centralprocessingunit,中央处理器),读出存储于存储器的控制程序并在工作区展开,通过执行该控制程序来控制各构成要素。另外,运算处理装置10可以设于移动体1的内部,也可以设于移动体1的外部。
存储器作为用于运算处理装置10执行控制程序的作业用存储区域而用。存储器例如由rom(readonlymemory,只读存储器)、ram(randomaccessmemory,随机存取存储器)等构成,存储地图信息31、环境信息组34、由运算处理装置10执行的控制程序、控制程序的执行所需的各种数据等。另外,存储器不一定非要设于运算处理装置10的内部,也可以作为外部存储装置。
具体地,如图5所示,存储器预先存储移动体1移动的范围的地图信息31。另外,存储器存储与地图信息31所示的移动体1的位置对应的环境信息组34。在地图信息31中包含障碍物32的位置、壁33的位置等。在环境信息组34中包含「音量」、「亮度」、「地面的倾斜角度」、「与障碍物32或壁33的距离」等环境信息。
环境信息组34的结构、值由环境信息设定装置80进行适宜、设定、变更或更新。另外,作为环境信息组34的值,通过环境信息设定装置80进行设定,使得「音量」为pa以下、「亮度」为qa以下、「地面的倾斜角度」为α、「与障碍物32或壁33的距离」为da等。
外观测量部11将从外观测量装置40输入的测量值向距离数据换算,将换算的距离数据向自己位置估计部13输出。
里程计算出部12基于从车轮驱动装置70输入的2个车轮(车轮5r、车轮5l)的旋转角度、旋转速度、旋转量等来算出移动体1的移动信息。
例如,如图5所示,将本实施方式中的自己位置估计中所用的坐标设为p(xp,yp,ωp)。在图5中,x相对于移动体1的行进方向的右手方向。另外,y是移动体1的行进方向。另外,ω是相对于y轴逆时针的旋转量的。在移动体1沿着路径1a从位置(x0,y0,ω0)向位置(x1,y1,ω1)移动的情况下,里程计算出部12通过基于车轮的旋转角度算出移动体1的坐标p(xp,yp,ωp),来算出从位置(x0,y0,ω0)向位置(x1,y1,ω1)的移动量,作为移动信息。另外,自己位置估计中所用的坐标轴能利用任意的坐标轴。
自己位置估计部13基于从外观测量部11输入的距离数据、从里程计算出部12输入的移动信息、存储于存储器的地图信息31等来估计自己(移动体1)的位置(估计并决定)。例如如图5所示,在移动体1沿着路径1a移动的情况下,自己位置估计部13估计(决定)移动后的自己的位置是位置(x1,y1,ω1)。
自己位置估计部13例如能使用lidar(lightdetectionandranging,激光探测以及测距)、摄像机、红外线传感器、超声波传感器、激光扫描器等传感器等来估计(决定)自己的位置。
环境信息取得部14参照存储于存储器的环境信息组34、由环境信息设定装置80设定的设定值等来取得由自己位置估计部13估计(决定)的位置上的环境信息。
动作判定部15基于从环境信息取得部14输入的环境信息来事前判定所实施的预定的动作是否成立。然后动作判定部15将判定结果向动作执行部16输出。
所实施的预定的动作优选是预先确定的动作,例如能举出跌倒复原、说话、发声、表现、运动(例如摆臂、晃动头等)、灯(例如led等)的点亮、图像的显示等。
动作判定部15在判定为所实施的预定的动作成立的情况下,将动作执行设定为开启,将所实施的预定的动作成立这样的判定结果向动作执行部16输出。
另一方面,动作判定部15在判定为所实施的预定的动作不成立的情况下,进一步判定是否能进行动作信息的补正。
动作信息是与所实施的预定的动作相关的信息,设为与发声装置20相关的环境信息所对应的信息,例如能举出移动体1的发声音量p、移动体1对周围环境的容许音量pa、移动体1能发声的发声音量的最小值pmin、最大值pmax等。或者,作为与显示装置30相关的环境信息所对应的信息,例如能举出移动体1的灯的亮度q、移动体1对周围环境容许的亮度qa、移动体1能点亮的灯的亮度的最小值qmin、最大值qmax等。
动作判定部15在判定为能进行动作信息的补正的情况下,对动作信息进行补正,并将动作执行设定为开启,将所实施的预定的动作成立这样的判定结果向动作执行部16输出。动作判定部15在判定为不能进行动作信息的补正的情况下,不对动作信息进行补正,对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告,将动作执行设定为停止,将所实施的预定的动作不成立这样的判定结果向动作执行部16输出。
或者,动作判定部15在判定为所实施的预定的动作不成立的情况下,进一步判定是否限制所实施的预定的动作。
动作判定部15在判定为限制所实施的预定的动作的情况下,限制所实施的预定的动作并将动作执行设定为开启,将所实施的预定的动作成立这样的判定结果向动作执行部16输出。动作判定部15在判定为不限制所实施的预定的动作的情况下,不限制所实施的预定的动作,将动作执行设定为开启,将所实施的预定的动作成立这样的判定结果向动作执行部16输出。
动作执行部16基于从动作判定部15输入的判定结果,将与动作相关的各种指令向动作计划部17输出。动作执行部16例如基于所实施的预定的动作成立这样的判定结果,将用于执行动作的指令向动作计划部17输出。动作执行部16录入基于所实施的预定的动作不成立这样的判定结果,将用于不执行动作的指令向动作计划部17输出。
动作计划部17基于从动作执行部16输入的各种指令来算出对发声装置20的动作指令(例如说话、发声)、对显示装置30的动作指令(例如灯的点亮)、姿态驱动装置60的动作指令(例如跌倒复原),并将各动作指令向各装置输出。
根据本实施方式所涉及的移动体,由于能考虑周围环境来事前判定所实施的预定的动作是否成立,因此例如在移动体1跌倒的情况下,也能合适地进行跌倒复原。另外,例如在移动体1存在于安静的环境的情况下、存在于电影院内等的情况下,能不说话,或调整说话时的音量。另外,在例如移动体1存在于墙边的情况下,能不挥动臂,或者仅挥动距墙边远的一方的单臂。
《动作判定部的处理的一例》
图6是表示本实施方式所涉及的动作判定部15的处理的一例的流程图。在此举出动作判定部15参照与发声装置20相关的环境信息来进行各处理的情况作为一例,来进行说明。
在步骤s101中,动作判定部15从环境信息取得部14取得移动体1的被估计的位置上的环境信息。
动作判定部15从环境信息组34中所含的环境信息中取得与发声装置20相关的环境信息即「音量」。
在步骤s102中,动作判定部15判定所实施的预定的动作(例如发声)是否成立。动作判定部15在判定为所实施的预定的动作成立的情况下,前进到步骤s103的处理。动作判定部15在判定为所实施的预定的动作不成立的情况下,前进到步骤s104的处理。
例如设为通过任务请求的发声音量是p。这时,动作判定部15判定通过任务请求的发声音量p是否是容许音量pa以下(发声音量p≤容许音量pa)。在通过任务请求的发声音量p是容许音量pa以下的情况下,动作判定部15前进到步骤s103的处理。另一方面,在通过任务请求的发声音量p比容许音量pa大的情况下,动作判定部15前进到步骤s104的处理。
在步骤s103中,动作判定部15将动作执行设定为开启。
在步骤s104中,由于在估计为移动体1会存在的位置,通过任务请求的发声音量p超过容许音量pa,因此,动作判定部15设定表现所实施的预定的动作(例如发声)不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
在步骤s105中,动作判定部15将动作执行设定为停止。
根据上述的处理,能事前判定在移动体1所存在的环境下,移动体1所实施的预定的动作是否成立。
《动作判定部的处理的一例》
图7是表示本实施方式所涉及的动作判定部15的处理的一例的流程图。在此,举出动作判定部15参照与发声装置20相关的环境信息来进行各处理的情况为一例进行说明。另外,在图7中,对与图6共通的部分省略重复的说明。
步骤s1001到步骤s1003的处理与图6中步骤s101到步骤s103的处理同样。
在步骤s1004中,动作判定部15判定是否能进行动作信息的补正,以使得通过任务请求的发声音量p满足容许音量pa。
动作判定部15在判定为能进行动作信息的补正的情况下,前进到步骤s1005的处理。动作判定部15在判定为不能进行动作信息的补正情况下,前进到步骤s1006的处理。
例如在发声装置20中,设为能发声的发声音量p满足pmin≤p≤pmax。这时,在容许音量pa为能发声的发声音量p的最小值pmin以上(音量pmin≤容许音量pa)的情况下,动作判定部15判定为能进行动作信息的补正,前进到步骤s1005的处理。另一方面,在容许音量pa比能发声的发声音量p的最小值pmin小的(音量pmin>容许音量pa)情况下,动作判定部15判定为不能进行动作信息的补正,前进到步骤s1006的处理。
在步骤s1005中,动作判定部15对动作信息进行补正。例如动作判定部15将通过任务请求的发声音量p变更成容许音量pa(发声音量p=容许音量pa)。
在步骤s1006中,由于在移动体1的被估计的位置,通过任务请求的发声音量p超出容许音量pa,进而也不能进行动作信息的补正,因此动作判定部15设定表现所实施的预定的动作(例如发声)不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
步骤s1007的处理与图6中的步骤s105的处理同样。
另外,在动作判定部15参照与显示装置30相关的环境信息的情况下也能进行与上述同样的处理。在该情况下,动作信息不是p、pa、pmin、pmax,而成为q、qa、qmin、qmax。
根据上述的处理,能事前判定在移动体1所存在的环境下,移动体1所实施的预定的动作是否成立。
<第2实施方式>
《动作判定部的处理的一例》
图8是表示本实施方式所涉及的动作判定部15的处理的一例的流程图。在此,举出动作判定部15参照与姿态角度检测装置50相关的环境信息来进行各处理的情况为一例来进行说明。
在步骤s201中,动作判定部15从环境信息取得部14取得移动体1的被估计的位置上的环境信息。
动作判定部15从环境信息组34中所含的环境信息中取得「地面的倾斜角度」、「与障碍物32或壁33的距离」。
在步骤s202中,动作判定部15判定移动体1是否正自主站立。另外,动作判定部15进行该判定是因为,在移动体1未自主站立的状态(倒地的状态、倚靠的状态)下进行所实施的预定的动作会诱发移动体1的故障。
动作判定部15在判定为是移动体1正自主站立的状态的情况下,前进到步骤s203的处理。动作判定部15在判定为移动体1未自主站立的情况下,前进到步骤s205的处理。
例如在与俯仰方向相关的姿态角度θ满足θmin≤θ≤θmax、与翻滚方向相关的姿态角度
在步骤s203中,动作判定部15判定移动体1所存在的位置是否是通过任务请求的动作(所实施的预定的动作)成立的位置。动作判定部15在判定为移动体1所存在的位置是通过任务请求的动作成立的位置的情况下,前进到步骤s204的处理。动作判定部15在判定为移动体1所存在的位置是通过任务请求的动作不成立的位置的情况下,前进到步骤s205的处理。
例如设为与近旁的障碍物32或壁33的距离是da。这时,动作判定部15判定近旁距离da是否是所实施的预定的动作成立的与障碍物32或壁33的最短距离d1以上(近旁距离da≥最短距离d1)。
在近旁距离da是最短距离d1以上的情况下,动作判定部15判定为移动体1所存在的位置是通过任务请求的动作成立的位置,前进到步骤s204的处理。另一方面,在近旁距离da比最短距离d1短的情况下,动作判定部15判定为移动体1所存在的位置是通过任务请求的动作不成立的位置,前进到步骤s205的处理。
在步骤s204中,动作判定部15将动作执行设定为开启。
在步骤s205中,在从步骤s202过渡过来的情况下,由于移动体1未自主站立,因此动作判定部15设定表现若进行所实施的预定的动作、移动体1就会故障的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
另外,在步骤s205中,在从步骤s203过渡过来的情况下,由于与近旁的障碍物32或壁33的距离比所实施的预定的动作成立的与障碍物32或壁33的最短距离短,因此动作判定部15设定表现所实施的预定的动作不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
在步骤s206中,动作判定部15将动作执行设定为停止。
根据上述的处理,能事前判定在移动体1所存在的环境下,移动体1所实施的预定的动作是否成立。由此能防止移动体1在动作中向壁、障碍物碰撞,或跌倒。
《动作判定部的处理的一例》
图9是表示本实施方式所涉及的动作判定部15的处理的一例的流程图。在此,举出动作判定部15参照与姿态角度检测装置50相关的环境信息来进行各处理的情况作为一例来进行说明。另外,在图9中,对于与图8共通的部分,省略重复的说明。
步骤s2001到步骤s2002的处理与图8中的步骤s201到步骤s202的处理同样。
在骤s2003中,动作判定部15判定移动体1所存在的位置是否是通过任务请求的动作(实施的预定的动作)成立的位置。动作判定部15在判定为移动体1所存在的位置是通过任务请求的动作成立的位置的情况下,前进到步骤s2004的处理。动作判定部15在判定为移动体1所存在的位置是通过任务请求的动作不成立的位置的情况下,前进到步骤s2007的处理。另外,动作判定部15也可以考虑移动体1的姿态来进行该判定。
在步骤s2004中,动作判定部15估计移动体1的姿态。动作判定部15基于由姿态角度检测装置50检测的姿态角度是否满足给定的范围,来判定移动体1是否正在正常直立,从而估计移动体1的姿态。
若如图10所示设为移动体1在例如倾斜角度α的地面直立,则移动体1向后方向倾斜地面的倾斜角度α的相应量,与俯仰方向相关的姿态角度θ的理想值成为角度-α。另外,将移动体1的前方向的倾斜度设为正( )的角度,将移动体1的后方向的倾斜度设为负(-)的角度。
另外,由姿态角度检测装置50检测的姿态角度θ实际上包含检测误差θf,始终变动。因此,若考虑检测误差θf,则动作判定部15能基于由姿态角度检测装置50检测的姿态角度θ是否满足-α-θf≤θ≤-α θf来判定移动体1是否正在正常直立。
在姿态角度θ满足-α-θf≤θ≤-α θf的情况下,动作判定部15判定为移动体1正在倾斜角度α的地面正常直立,估计为移动体1的姿态是直立姿态。另一方面,在姿态角度θ不满足-α-θf≤θ≤-α θf的情况下,动作判定部15判定为移动体1未在倾斜角度α的地面正常直立,估计为移动体1的姿态不是直立姿态。
在步骤s2005中,动作判定部15判定移动体1的姿态是否是通过任务请求的动作(所实施的预定的动作)成立的姿态。
动作判定部15在判定为移动体1的姿态是通过任务请求的动作成立的姿态(正常的姿态)的情况下,前进到步骤s2006的处理。动作判定部15在判定为移动体1的姿态是通过任务请求的动作不成立的姿态(异常的姿态)的情况下,前进到步骤s2007的处理。
在步骤s2006中,动作判定部15将动作执行设定为开启。
在步骤s2007中,在从步骤s2002过渡过来的情况下,由于移动体1未自主站立,因此动作判定部15设定表现若进行所实施的预定的动作、移动体1就会故障的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
另外,在步骤s2007中,在从步骤s2003过渡过来的情况下,由于与近旁的障碍物32或壁33的距离比所实施的预定的动作成立的与障碍物32或壁33的最短距离短,因此动作判定部15设定表现所实施的预定的动作不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
另外,在步骤s2007中,在从步骤s2005过渡过来的情况下,由于移动体1的姿态是异常的姿态,因此动作判定部15设定表现所实施的预定的动作不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
步骤s2008的处理与图8中的步骤s206的处理同样。
根据上述的处理,能事前判定在移动体1所存在的环境下,移动体1所实施的预定的动作是否成立。由此,能防止移动体1在动作中向壁、障碍物碰撞,或者跌倒。
<第3实施方式>
《移动体的跌倒复原》
在本实施方式中,说明移动体1作为所实施的预定的动作而进行跌倒复原的情况。图11是表示本实施方式所涉及的移动体1进行所实施的预定的动作之一的跌倒复原的一例的示意图。
在图11a中,移动体1跌倒而成为俯卧的状态。在图11b中,移动体1将躯干2后仰,将臂3l、臂3r弯曲,将腿4l、腿4r弯曲。在图11c中,移动体1将臂3l、臂3r向头部6的方向移动,将腿4l、腿4r进一步弯曲。在图11d中,移动体1将臂3l、臂3r伸开,并将腿4l、腿4r进一步弯曲。在图11e中,移动体1在使躯干2前倾的同时将臂3l、臂3r伸开,从而向腿4l、腿4r的方向移动。在图11f中,移动体1将躯干2后仰,将臂3l、臂3r弯曲的同时向后方移动,成为坐着的状态。在图11g中,移动体1将臂3l、臂3r伸开,并将腿4l、腿4r伸开,从而成为直立的状态。
跌倒复原可以是从图11a所示移动体1跌倒而俯卧的状态向图11f所示坐着的状态进行复原的动作,也可以是从图11a所示移动体1跌倒而俯卧的状态向图11g所示直立的状态进行复原的动作。
另外,如图11f所示,移动体1即使是坐着状态,也能通过车轮5l、车轮5r行驶。因此,移动体1可以在地面的倾斜角度陡峭的场所以重心低的坐着的状态移动,在移动到适合站起的场所后,如图11g所示成为直立的状态。
由上述的动作控制系统100控制的移动体1能考虑周围环境事前判定所实施的预定的动作是否成立。为此,例如在移动体1的跌倒的情况下,也能合适地进行跌倒复原。
《动作判定部的处理的一例》
图12是表示本实施方式所涉及的动作判定部15的处理的一例的流程图。在此,举出移动体1从跌倒而俯卧的状态进行跌倒复原的情况作为一例来进行说明,但例如在移动体1从跌倒而仰面朝天的状态进行跌倒复原的情况下,在移动体1从跌倒而朝向侧面(左、右)的状态进行跌倒复原的情况下,也能进行同样的处理。
步骤s301到步骤s303的处理与图9中的步骤s2001到步骤s2003的处理同样。
在步骤s304中,动作判定部15判定移动体1所存在的地面的倾斜角度是否是跌倒复原(所实施的预定的动作)成立的倾斜角度。动作判定部15在判定为移动体1所存在的地面的倾斜角度是跌倒复原成立的倾斜角度的情况下,前进到步骤s305的处理。动作判定部15在判定为移动体1所存在的地面的倾斜角度不是跌倒复原成立的倾斜角度的情况下,前进到步骤s310的处理。
即,在地面的倾斜是平的或缓坡的情况下,移动体1由于在站起时不会再度跌倒,因此跌倒复原成立。另一方面,在地面的倾斜陡峭的情况下,移动体1在站起时会再度跌倒,跌倒复原不成立。
例如,将「地面的倾斜角度」设为是α。这时,动作判定部15判定地面的倾斜角度α是否是跌倒复原成立的倾斜角度α2以下(倾斜角度α≤倾斜角度α2)。
因此,在地面的倾斜角度α为倾斜角度α2以下的情况下,动作判定部15判定为地面的倾斜角度α是跌倒复原成立的角度,前进到步骤s305的处理。另一方面,在地面的倾斜角度α比倾斜角度α2大的情况下,动作判定部15判定为地面的倾斜角度α不是跌倒复原成立的角度,前进到步骤s310的处理。
在步骤s305中,动作判定部15估计移动体1的姿态。动作判定部15基于由姿态角度检测装置50检测的姿态角度是否满足给定的范围来判定移动体1是否是正常跌倒,从而来估计移动体1的姿态。另外所谓,「移动体1是正常跌倒的姿态」是指图11所示的跌倒复原能成立的跌倒姿态,所谓「移动体1不是正常跌倒的姿态」,是指图11所示的跌倒复原不能成立的跌倒姿态。
若如图13所示,移动体1在例如倾斜角度α的地面以俯卧的状态跌倒,移动体成为站起地面的倾斜角度α的相应量的状态,因此与俯仰方向相关的姿态角度θ的理想值成为角度π/2-α。另外,将移动体1的前方向的倾斜度设为正( )的角度,将移动体1的后方向的倾斜度设为负(-)的角度。
另外,由姿态角度检测装置50检测的姿态角度θ即使上包含检测误差θc,始终变动。因此,若考虑检测误差θc,则动作判定部15基于由姿态角度检测装置50检测的姿态角度θ是否满足π/2-α-θc≤θ≤π/2-α θc来判定移动体1是否是正常跌倒。
在姿态角度θ满足π/2-α-θc≤θ≤π/2-α θc的情况下,动作判定部15判定为移动体1在倾斜角度α的地面正常跌倒,估计为移动体1的姿态是正常的跌倒姿态(不是靠在障碍物等而跌倒)。另一方面,在姿态角度θ不满足π/2-α-θc≤θ≤π/2-α θc的情况下,动作判定部15判定为移动体1在倾斜角度α的地面不是正常跌倒,估计为移动体1的姿态是异常的跌倒姿态(靠在障碍物等而跌倒)。
在步骤s306中,动作判定部15判定移动体1的姿态是否是跌倒复原成立的姿态。
动作判定部15在判定为移动体1的姿态是跌倒复原成立的姿态(正常的跌倒姿态)的情况下,前进到步骤s307的处理。动作判定部15在判定为移动体1的姿态是跌倒复原不成立的姿态(异常的跌倒姿态)的情况下,前进到步骤s310的处理。
在步骤s307中,动作判定部15判定是否限制所实施的预定的动作(跌倒复原)。动作判定部15在判定为直到最后都不实施跌倒复原、即限制所实施的预定的动作的情况下,前进到步骤s308的处理。另一方面,动作判定部15在判定为在最后前实施跌倒复原、即不限制所实施的预定的动作的情况下,前进到步骤s309的处理。
例如设为「地面的倾斜角度」是α。这时,动作判定部15判定地面的倾斜角度α是否如图11f所示是移动体1能从跌倒而俯卧的状态向坐着的状态复原的地面的倾斜角度α2(>α1)以下,另外,判定是否如图11g所示比移动体1能从跌倒而俯卧的状态向直立的状态复原的地面的倾斜角度α1大。
因此,在地面的倾斜角度α满足α1<α≤α2的情况下,动作判定部15限制跌倒复原,即,移动体1应从跌倒而俯卧的状态起在坐着的状态中断动作,前进到步骤s308的处理。另一方面,在地面的倾斜角度α满足α≤α1的情况下,动作判定部15不限制跌倒复原,即,判定为移动体1从跌倒而俯卧的状态起到直立的状态为止都应继续动作,前进到步骤s309的处理。
在步骤s308中,动作判定部15在移动体1坐着的状态下中止动作(图11f参照)。
步骤s309的处理与图9中的步骤s2006的处理同样。
在步骤s310中,在从步骤s303过渡过来的情况下,由于移动体1所存在的位置是不会被近旁的障碍物32或壁33妨害所实施的预定的动作的位置,因此动作判定部15设定表现跌倒复原不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
另外,在从步骤s304过渡过来的情况下,由于移动体1所存在的地面的倾斜角度不是移动体1能进行跌倒复原的倾斜角度,因此动作判定部15设定表现跌倒复原不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
另外,在从步骤s306过渡过来的情况下,由于移动体1的姿态是异常的跌倒姿态,因此动作判定部15设定表现跌倒复原不成立的错误。然后动作判定部15对移动体1的管理者、操作人员进行错误报告。
步骤s311的处理与图9中的步骤s2008的处理同样。
另外,第3实施方式的处理能与第2实施方式的处理组合。例如在图8所示的步骤s202以及图9所示的步骤s2002,动作判定部15在判定为移动体1未自主站立的情况下,能向图12所示的步骤s303的处理过渡。
根据上述的处理,能事前判定在移动体1所存在的环境下,移动体1所实施的预定的动作是否成立。由此,由于能防止实施勉强的跌倒复原,因此能防止移动体1的故障。
符号说明
1移动体
13自己位置估计部(位置决定部)
14环境信息取得部
15动作判定部
16动作执行部(动作指令部)
20发声装置
30显示装置
32障碍物
33壁
50姿态角度检测装置
80环境信息设定装置
100动作控制系统
α姿态角度
1.一种移动体,其特征在于,具备:
决定自己的位置的位置决定部;
取得所述位置的环境信息的环境信息取得部;和
基于所述环境信息来判定所实施的预定的动作是否成立的动作判定部。
2.根据权利要求1所述的移动体,其特征在于,
所述环境信息包含与发声装置相关的环境信息以及与显示装置相关的环境信息的至少任一者。
3.根据权利要求2所述的移动体,其特征在于,
所述动作判定部在判定为所述所实施的预定的动作不成立的情况下,对与所述所实施的预定的动作相关的动作信息进行补正。
4.根据权利要求3所述的移动体,其特征在于,
所述移动体还具备:
检测所述移动体的姿态角度的姿态角度检测装置,
所述动作判定部基于所述环境信息以及所述姿态角度来估计所述移动体的姿态,基于估计出的姿态来判定所述所实施的预定的动作是否成立。
5.根据权利要求4所述的移动体,其特征在于,
所述环境信息包含地面的倾斜角度、与障碍物或壁的距离、音量以及亮度的至少任一者。
6.根据权利要求5所述的移动体,其特征在于,
所述所实施的预定的动作是跌倒复原。
7.根据权利要求6所述的移动体,其特征在于,
所述动作判定部基于所述环境信息来限制所述跌倒复原。
8.根据权利要求7所述的移动体,其特征在于,
所述移动体还具备:
对所述环境信息进行设定、变更或更新的环境信息设定装置。
技术总结