JP4174217B2

JP4174217B2 - Robot control device, control method, control program

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Publication number: JP4174217B2
Application number: JP2002022471A
Authority: JP
Inventors: 慎一大中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP2002307351A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭などにおいてペットや人間のパートナーとしての役割を持つ自律行動ロボットにおいて、適切なセンサ情報を選択してロボットを制御するロボット制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のセンサ部及び複数のアクチュエータ部を搭載したロボットを制御するに当たっては、不必要なセンサ情報をカットし、処理情報を少なくして効率的な制御を可能にするロボット制御方法が必要となる。さらに、ペットや人間のパートナーとしての役割を持つ自律行動ロボットの場合には、現在実行中のタスクであるとか、ロボットの内部状態を示す感情パラメータなどによって、どのセンサ情報を優先的に選択するかを動的に変化させ、多様な反応と行動を実現することが必要となる。
【０００３】
特開平１０−３４５７７号公報の「ロボット制御方法及び装置」では、不必要なセンサ情報をカットして、処理情報を少なくして効率的な制御を可能にするロボットの制御方法及びこれを実施するための装置を提供している。この発明は、複数のセンサ部及び複数のアクチュエータ部が搭載されたロボットを制御するに当り、フィルタリング部にて複数のセンサ部から取り出したセンサ情報を選択し絞込み、必要なセンサ情報だけを使用してロボット制御プログラムを作成する。このとき、単数又は複数のセンサ手段からフィルタリング内容を決定すること、または、制御信号入力手段にて入力された制御信号にてセンサ情報のフィルタリングの内容を決定することが特徴である。ここで制御信号入力手段とは、人間がインタラクティブにロボットの行動に関与するための手段である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−３４５７７号公報の「ロボット制御方法及び装置」では、現在実行中のタスクであるとか、ロボットの内部状態によって自律的に、どのセンサ情報を優先的に選択するかを動的に変化させることができないので、ペットとして家庭で存在するロボットに必要とされる、多様な反応と行動を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、複数のセンサ部を持つロボットを制御するに当り、ロボットの内部状態に応じて適切なセンサ情報を取得して多様な応答を可能とすると共に、不必要なセンサ情報をカットして、効率的な制御を可能にするロボット制御装置、制御方法、制御プログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数のセンサと複数のアクチュエータが搭載されたロボットを制御するに当たり、センサ情報を記憶するセンサ情報記憶手段と、センサ情報を受け取り、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報を更新するセンサ情報制御手段と、ロボットが実行しているタスクを識別するタスク識別子とロボットの感情を表す感情パラメータを記憶する内部状態記憶手段と、内部状態記憶手段に記憶されているタスク識別子と感情パラメータを参照して、センサ情報記憶手段に記憶されている複数のセンサ情報から少なくとも一つのセンサ情報を選択して行動制御手段へ出力するセンサ情報選択手段と、センサ情報選択手段により入力されたセンサ情報と、内部状態記憶手段に記憶されている内部状態情報と、により複数のアクチュエータを制御し、かつ内部状態記憶手段に記憶されているタスク識別子と感情パラメータを更新する行動制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻とセンサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサ情報選択手段は、内部状態記憶手段に記憶されているタスク識別子と感情パラメータとからセンサ情報の優先度を判断するとともに、センサ情報記憶手段に記憶されているすべてのセンサ情報を参照して各センサ情報に含まれる時刻と確信度と優先度とからセンサ情報を選択して行動制御手段へ該センサ情報を出力することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、センサ情報選択手段が、選択したセンサ情報にセンサ情報の重要性を示す重要度を付加し、行動制御手段が、センサ情報選択手段によって入力されたセンサ情報と重要度とから、重要度に応じてセンサ情報に応じた応答を行うかどうかを判断し、センサ情報に応じた応答を行わない場合、ロボットが現在実行しているタスクに応じた自律的動作を継続するように複数のアクチュエータを制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、センサ情報制御手段は、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報２を消去してセンサ情報１を前記センサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、センサ情報制御手段は、各センサごとの単位時間あたりのセンサ情報の発生数を持ち、センサからセンサ情報を入力する度に、該当するセンサに関する発生数を更新し、発生数が、所定の数値より大きい場合、該発生数を更新するきっかけとなったセンサ情報を捨て、所定の数値以内である場合、センサ情報記憶手段に記憶されている該当センサに関するセンサ情報を消去し、新たなセンサ情報をセンサ情報記憶手段に格納間以上である場合、センサ情報２を消去して、センサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻と該センサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報制御手段は、センサ情報１の発生した時刻と、センサ情報２の発生した時刻との時間差が、所定の時間よりも短く、かつ、センサ情報１の確信度とセンサ情報２の確信度とを比較し、センサ情報１の確信度の方が低い場合、センサ情報１を消去し、センサ情報１の確信度がセンサ情報２の確信度以上である場合、センサ情報２を消去してセンサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納し、時間差が所定の時間以上である場合、センサ情報２を消去して、センサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻と、センサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサ情報制御手段は、各センサごとの単位時間あたりのセンサ情報の発生数を持ち、センサからセンサ情報を入力する度に、該当するセンサに関する発生数を更新し、発生数が、所定の数値より大きい場合、発生数を更新するきっかけとなったセンサ情報を捨て、所定の数値以内である場合、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報１の発生した時刻と、センサ情報２の発生した時刻との時間差が、所定の時間よりも短く、かつ、センサ情報１の確信度とセンサ情報２の確信度とを比較し、センサ情報１の確信度の方が低い場合、センサ情報１を消去し、センサ情報１の確信度がセンサ情報２の確信度以上である場合、センサ情報２を消去してセンサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納し、時間差が所定の時間以上である場合、センサ情報２を消去して、センサ情報１を前記センサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載のロボット制御方法の発明は、複数のセンサと複数のアクチュエータが搭載されたロボットを制御するロボット制御方法であって、センサ情報を記憶するセンサ情報記憶工程と、センサ情報を受け取り、前記センサ情報記憶工程で記憶した前記センサ情報を更新するセンサ情報制御工程と、ロボットが実行しているタスクを識別するタスク識別子とロボットの感情を表す感情パラメータを記憶する内部状態記憶工程と、内部状態記憶工程で記憶したタスク識別子と感情パラメータを参照して、センサ情報記憶工程で記憶した複数のセンサ情報から少なくとも一つのセンサ情報を選択して行動制御工程へ出力するセンサ情報選択工程と、センサ情報選択工程で入力されたセンサ情報と、内部状態記憶工程で記憶した内部状態情報と、により複数のアクチュエータを制御し、かつ内部状態記憶工程で記憶したタスク識別子と感情パラメータを更新する行動制御工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻とセンサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサ情報選択工程は、内部状態記憶工程に記憶されているタスク識別子と感情パラメータとからセンサ情報の優先度を判断するとともに、センサ情報記憶工程に記憶されているすべてのセンサ情報を参照して各センサ情報に含まれる時刻と確信度と前記優先度とからセンサ情報を選択して行動制御工程へ該センサ情報を出力することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、請求項８または９記載の発明において、センサ情報選択手段が、選択したセンサ情報にセンサ情報の重要性を示す重要度を付加し、行動制御工程が、センサ情報選択工程によって入力されたセンサ情報と重要度とから、重要度に応じてセンサ情報に応じた応答を行うかどうかを判断し、センサ情報に応じた応答を行わない場合、ロボットが現在実行しているタスクに応じた自律的動作を継続するように複数のアクチュエータを制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項８から１０のいずれか１項に記載の発明において、センサ情報制御工程は、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報２を消去してセンサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、請求項８から１０のいずれか１項に記載の発明において、センサ情報制御工程は、各センサごとの単位時間あたりのセンサ情報の発生数を持ち、センサからセンサ情報を入力する度に、当するセンサに関する発生数を更新し、発生数が、所定の数値より大きい場合、発生数を更新するきっかけとなったセンサ情報を捨て、所定の数値以内である場合、センサ情報記憶手段に記憶されている当センサに関するセンサ情報を消去し、新たなセンサ情報をセンサ情報記憶工程に格納することを特徴とする。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項８から１０のいずれか１項に記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻と、センサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶工程に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報制御工程は、センサ情報１の発生した時刻と、センサ情報２の発生した時刻との時間差が、所定の時間よりも短く、かつ、センサ情報１の確信度とセンサ情報２の確信度とを比較し、センサ情報１の確信度の方が低い場合、センサ情報１を消去し、センサ情報１の確信度がセンサ情報２の確信度以上である場合、センサ情報２を消去してセンサ情報１をセンサ情報記憶工程に格納し、時間差が所定の時間以上である場合、センサ情報２を消去して、センサ情報１をセンサ情報記憶工程に格納することを特徴とする。
【００２１】
請求項１４記載の発明は、請求項８から１０のいずれか１項に記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻と、センサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサ情報制御工程は、各センサごとの単位時間あたりのセンサ情報の発生数を持ち、センサからセンサ情報を入力する度に、当するセンサに関する発生数を更新し、発生数が、所定の数値より大きい場合、発生数を更新するきっかけとなったセンサ情報を捨て、所定の数値以内である場合、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報１の発生した時刻と、センサ情報２の発生した時刻との時間差が、所定の時間よりも短く、かつ、センサ情報１の確信度とセンサ情報２の確信度とを比較し、センサ情報１の確信度の方が低い場合、センサ情報１を消去し、センサ情報１の確信度がセンサ情報２の確信度以上である場合、センサ情報２を消去してセンサ情報１をセンサ情報記憶工程に格納し、時間差が所定の時間以上である場合、センサ情報２を消去して、センサ情報１をセンサ情報記憶工程に格納することを特徴とする。
【００２４】
請求項１５記載のロボット制御プログラムの発明は、複数のセンサと複数のアクチュエータが搭載されたロボットを制御するロボット制御プログラムであって、センサ情報を記憶するセンサ情報記憶手段と、センサ情報を受け取り、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報を更新するセンサ情報制御手段と、ロボットが実行しているタスクを識別するタスク識別子とロボットの感情を表す感情パラメータを記憶する内部状態記憶手段と、内部状態記憶手段で記憶したタスク識別子と感情パラメータを参照して、センサ情報記憶手段で記憶した複数のセンサ情報から少なくとも一つのセンサ情報を選択して行動制御手段へ出力するセンサ情報選択手段と、センサ情報選択手段で入力されたセンサ情報と、内部状態記憶手段で記憶した内部状態情報と、により複数のアクチュエータを制御し、かつ内部状態記憶手段で記憶したタスク識別子と感情パラメータを更新する行動制御手段とを有してなり、ロボットを、センサ情報記憶手段、センサ情報制御手段、内部状態記憶手段、センサ情報選択手段、行動制御手段として機能させることにある。
【００２５】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻とセンサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサ情報選択手段は、内部状態記憶手段に記憶されているタスク識別子と感情パラメータとからセンサ情報の優先度を判断するとともに、センサ情報記憶手段に記憶されているすべてのセンサ情報を参照して各センサ情報に含まれる時刻と確信度と優先度とからセンサ情報を選択して行動制御手段へセンサ情報を出力することを特徴とする。
【００２６】
請求項１７記載の発明は、請求項１５または１６記載の発明において、センサ情報選択手段が、選択したセンサ情報にセンサ情報の重要性を示す重要度を付加し、行動制御手段が、センサ情報選択手段によって入力されたセンサ情報と重要度とから、重要度に応じてセンサ情報に応じた応答を行うかどうかを判断し、センサ情報に応じた応答を行わない場合、ロボットが現在実行しているタスクに応じた自律的動作を継続するように複数のアクチュエータを制御することを特徴とする。
【００２７】
請求項１８記載の発明は、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の発明において、センサ情報制御手段は、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報２を消去して、センサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００２８】
請求項１９記載の発明は、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の発明において、センサ情報制御手段は、各センサごとの単位時間あたりのセンサ情報の発生数を持ち、センサからセンサ情報を入力する度に、当するセンサに関する発生数を更新し、発生数が、所定の数値より大きい場合、発生数を更新するきっかけとなったセンサ情報を捨て、所定の数値以内である場合、センサ情報記憶手段に記憶されている当センサに関するセンサ情報を消去し、新たなセンサ情報をセンサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００２９】
請求項２０記載の発明は、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻とセンサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報制御手段は、センサ情報１の発生した時刻と、センサ情報２の発生した時刻との時間差が、所定の時間よりも短く、かつ、センサ情報１の確信度とセンサ情報２の確信度とを比較し、センサ情報１の確信度の方が低い場合、センサ情報１を消去し、センサ情報１の確信度がセンサ情報２の確信度以上である場合、センサ情報２を消去してセンサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納し、時間差が所定の時間以上である場合、センサ情報２を消去して、センサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００３０】
請求項２１記載の発明は、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の発明において、各センサから出力されるセンサ情報は、センサ情報の発生した時刻と、センサ情報の確からしさを示す確信度とを含み、センサ情報制御手段は、各センサごとの単位時間あたりのセンサ情報の発生数を持ち、センサからセンサ情報を入力する度に、当するセンサに関する発生数を更新し、発生数が、所定の数値より大きい場合、発生数を更新するきっかけとなったセンサ情報を捨て、所定の数値以内である場合、センサから入力されたセンサ情報をセンサ情報１とし、センサ情報記憶手段に記憶されているセンサ情報のうち同じセンサのセンサ情報をセンサ情報２とするとき、センサ情報１の発生した時刻と、センサ情報２の発生した時刻との時間差が、所定の時間よりも短く、かつ、センサ情報１の確信度とセンサ情報２の確信度とを比較し、センサ情報１の確信度の方が低い場合、センサ情報１を消去し、センサ情報１の確信度がセンサ情報２の確信度以上である場合、センサ情報２を消去してセンサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納し、時間差が所定の時間以上である場合、センサ情報２を消去して、センサ情報１をセンサ情報記憶手段に格納することを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態であるロボット制御装置の構成を示すブロック図である。図１を参照して、本装置の構成及び動作の概要を説明する。
【００３３】
本装置の第１の実施形態は、複数のセンサ部から成るセンサ部群１、センサ情報制御部２、センサ情報記憶部３、センサ情報選択部４、行動制御部５、内部状態記憶部６、および複数のアクチュエータ部から成るアクチュエータ部群７、とを有して構成される。
【００３４】
本実施形態のセンサ部群１は、人検出センサ、人識別センサ、音声認識センサ、障害物検出センサ、音源方向検出センサから構成される。
【００３５】
センサ情報がセンサ部群１からセンサ情報制御部２に送られる。このセンサ情報には、センサを識別するセンサ識別子、センサ情報が生成された時刻、センサ情報の確信度、そしてセンシング情報が含まれている。
【００３６】
センサ識別子は各センサごとにあらかじめ決められている数値であり、センサごとに異なる値をとる。たとえば本実施形態においては、図２に示すように、人検出センサは”１”、人識別センサは”２”、音声認識センサは”３”、障害物検出センサは”４”、音源方向検出センサは”５”といった具合である。なお、図２において、センサ識別子の前に付してある”Ｓ”は、”センサ”の頭文字であり、数値で表される他のもの（タスク、感情、確信度、優先度、重要度）と区別するために用いている。
以下、本実施形態において、数値で表される情報の前に便宜上、頭文字（アルファベット）を付して説明する。
【００３７】
また、確信度は整数値とする。この確信度は、すべてのセンサに対して同じ範囲の数値をとり、同じ数値であれば同じ意味であるとする。このセンサ情報の確信度はセンサ情報の確からしさを示す量であり、本実施形態においては、３段階の確信度を持つとし、確信度が高い場合に確信度Ｃ３、確信度が普通の場合に確信度Ｃ２、確信度が低い場合には確信度Ｃ１として例示してある。
【００３８】
ここで、この確信度とは、たとえば音声認識の場合を例にすると、ロボットに向かって「こんにちは」と人が話しかけることで、音声認識センサによりセンシング情報「こんにちは」がロボット制御装置内に入力される。そして予めロボット制御装置内に内部データとして記憶されている『こんにちは』との照合（たとえば音声波形等を用い波形照合を行うことで可能となる）を行い、センシング情報が内部データに対してどのくらいの信憑性があるかを示すものである。
【００３９】
ヒトが「こんにちは」と正しく発音すれば確信度が一番高い”Ｃ３”となり、イントネーション等が正確でない場合は確信度”中”の”Ｃ２”となり、「こんちは」と略して話しかければ確信度”低”の”Ｃ１”となるといった具合である。なお、「こんばんは」と話しかければ『こんにちは』としての確信度の対象とはならず、他の内部データ『こんばんは』との照合が行われ、かかるデータに対しての確信度となる。
なお、この確信度のランク分けをする際に用いられるしきい値は、上記のものに限定されない。
【００４０】
本実施形態におけるセンシング情報とは、各センサからのデータに基づいた情報である。
たとえば、人検出センサＳ１の場合には、ロボット内に固定された座標系の中における人の位置座標であり、これから人に対する方向角と距離が求めることができる。
たとえば、ロボットの”眼”となる撮像部の撮像範囲内に基づいて予めロボット内に座標系を形成しておき、ヒトを撮像したらその位置座標、すなわちセンシング情報を得ることで、ロボットから見てどの位置に人がいるか、またどのくらい離れているかが認識することができる。この距離検出は、レーザ光、超音波等を利用したセンサを用いて検出しても良い。
【００４１】
人識別センサＳ２のセンシング情報は、人検出センサＳ１が捕らえている人物を特定するＩＤである。たとえば、当該ロボットと関わるヒトを特定しておき、あらかじめ夫々の”顔”を登録番号ＩＤ（数値）と対応させて登録しておく。そしてロボットの”眼”となる撮像部でヒトを撮像したら、そのヒトの顔とロボット内に登録された顔とを直ちに照合し、合致したヒトの登録番号、すなわちＩＤをセンシング情報とする。なお、この人識別の他の手段として、たとえば指紋検出に基づいて人識別を行なっても良い。
この人識別センサは、画像センサからなり、画像センサは人識別のみならず、物体、文字を認識することが可能である。
【００４２】
音声認識センサのセンシング情報は、音声認識した言葉である。たとえばロボットに設けたマイクロフォンから入力された音信号そのものである。
障害物検出センサのセンシング情報は、ロボットの周囲に存在する障害物までの距離であり、画像検出センサと、レーザ光または超音波等を利用したセンサとで検出されたデータに基づいて得られた距離情報である。
音源方向検出センサのセンシング情報は、音のした方向と音の大きさである。
【００４３】
なお、本実施形態では、センサ部群１が、人検出センサＳ１、人識別センサＳ２、音声認識センサＳ３、障害物検出センサＳ４、音源方向検出センサＳ５から構成されるとしたが、これに限定されない。たとえば、ロボットの外周面直下にフィルム状のタッチセンサ、圧力センサなどからなる触覚センサを全周面被装させて、ロボット自身が、単に撫でられているのか（このとき撫でられている方向をも考慮可能である）、特定の部位を触られているのか、叩かれているのか、等、触覚センサから得られる情報でロボットに「快い」「感じが悪い」などの感情を与え、かかる感情に基づいて次のタスク実行する際のタスク選択要素として構成しても良いものである。なお、本実施形態におけるロボットの感情変化となるものは後述する。
【００４４】
センサ情報制御部２では、「人を見つけた」、「その人は誰である」、「障害物がある」などの各センサ部から送られてきたセンサ情報に対して、まずＩＤ番号を付加する。このＩＤ番号は整数値であり、異なるセンサ情報に対して同じＩＤが付加されないように、センサ情報に付加するごとに１ずつインクリメントされる。
ＩＤとしてｎが付加されたセンサ情報をＩ（ｎ）、センサ識別子をＳ（ｎ）、時刻をＴ（ｎ）、確信度をＣ（ｎ）、センシング情報をＬ（ｎ）とすると、
Ｉ（ｎ）＝｛Ｓ（ｎ）、Ｔ（ｎ）、Ｃ（ｎ）、Ｌ（ｎ）｝
と表すことができる。
【００４５】
次にセンサ情報制御部２は、センサ情報記憶部３を参照してＳ（ｎ）と同じセンサ識別子を持つセンサ情報を探し、存在しない場合にはＩ（ｎ）をセンサ情報記憶部３に格納する。Ｓ（ｎ）と同じセンサ識別子を持つセンサ情報Ｉ（ｎ’）が存在する場合には、Ｉ（ｎ’）を消去してからＩ（ｎ）を格納する。
【００４６】
センサ情報記憶部３には、センサ情報制御部２によって格納されたセンサ情報が複数記憶されている。
つまり、このセンサ情報記憶部３は、各センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５毎に時刻Ｔ、確信度Ｃ、センシング情報Ｌを格納する領域が確保されており、センサ情報制御部２からのセンサ情報を、漸次、書き換え可能なメモリである。
【００４７】
たとえば、人検出センサＳ１によってまず、「人を見つけた」とした場合、ＩＤ番号は”１”となり、人検出センサＳ１にかかる情報を格納する領域に”時刻Ｔ、”確信度Ｃ”、”センシング情報Ｌ”が格納される。
続いて、人識別センサＳ２によって「その人は”誰々”である」と認識した場合、ＩＤ番号は”２”となり、人識別センサＳ２にかかる情報を格納する領域に”時刻Ｔ、”確信度Ｃ”、”センシング情報Ｌ”が格納される。
【００４８】
このようにして、各センサ毎に割り当てられた夫々の領域にデータが漸次格納されていくが、ロボットが別の人を見つけた場合、すなわち人検出センサＳ１からの情報が入ってくると、人検出センサＳ１にかかる情報を格納する領域に上書きするようにして新たな情報に書き換えられる（当然ＩＤ番号は異なる）。
【００４９】
なお、センサ毎にセンサ情報の書き換え履歴を残しても良い。この場合、この履歴情報を参照することでロボットに「経験則」を与えることが可能となり、好ましいものである。
【００５０】
次に、センサ情報選択部４と行動制御部５は後述することにして、内部状態記憶部６について説明する。
内部状態記憶部６には、現在実行されているタスクを示すタスク識別子Ｗと、現在のロボットの内部状態を示す内部状態識別子Ｅとが格納されている。
タスク識別子Ｗと内部状態識別子Ｅは共に整数値であり、行動制御部５がタスク識別子Ｗ及び内部状態識別子Ｅを更新する。
【００５１】
本実施形態におけるタスクとは、”人と対話している”、”人を探している”、”人へ近づいている”、”うろついている”という単位を意味しており、それぞれのタスクごとに固有のタスク識別子Ｗ１〜Ｗ４が割り当てられている。すなわち、”うろついている”タスクのタスク識別子をＷ１、とし、”人を探している”タスクのタスク識別子をＷ２とし、”人へ近づいている”タスクのタスク識別子をＷ３とし、”人と対話している”タスクのタスク識別子をＷ４とする。
【００５２】
本実施形態においては、タスクＷを、”人と対話している”、”人を探している”、”人へ近づいている”、”うろついている”の４つとしたが、本発明の実施に当たってはタスクＷを本実施形態のように限定する必要はない。
【００５３】
一方の内部状態識別子Ｅは、本実施形態においてはロボットの感情パラメータとする。”ふつう”、”うれしい”、”かなしい”、”おこっている”という状態を用意し、”ふつう”である場合の内部状態識別子をＥ１、”うれしい”をＥ２、”かなしい”をＥ３、”おこっている”をＥ４とする。
【００５４】
本実施形態においては、この感情の移り変わりを、音声認識センサから得られた情報、すなわち人が話しかけた”言葉”によって変化させる。つまり、予め内部データとして記憶されている言葉のデータは、ロボットを誹謗中傷したとする言葉データであったり、その逆にロボットを賞賛したとする言葉データであったりと、個々の言葉データ夫々に「感情」を与えて、人が話しかけた”言葉”によって感情パラメータが変化するように構成されている。
【００５５】
たとえば、感情パラメータが「普通Ｅ１」のときにロボットに向かって「かわいいね」と誉めてあげれば、ロボットは言葉データの中から該当すると思われる言葉データを抽出すると同時に確信度Ｃを検出または算出する。
そして、ロボットは、自己が誉められていると認識して、感情パラメータは、「普通Ｅ１」から「うれしいＥ２」へと移行する。
【００５６】
なお、この例示では、感情パラメータが変化する一度の言葉で感情移行させているが、このものに限定されず、数回の言葉で感情移行させることは任意である。たとえば、感情パラメータが「怒るＥ４」の状態から「うれしいＥ２」への感情の移り変わりは、「ふつうＥ１」を挟んで、賞賛する言葉を二度言えば一気に移行してしまうことになるため、この種のロボット制御装置では好ましいものではない。そこで、時間間隔をおいて数回賞賛する言葉を発しなければ、「怒るＥ４」から「うれしいＥ２」へ移行しないように制御させることが極めて好適である。
【００５７】
本実施形態においては、感情の状態を”ふつう”、”うれしい”、”かなしい”、”おこっている”の４つとしたが、本発明の実施にあたっては本実施形態のように限定する必要はない。
【００５８】
センサ情報選択部４は、センサ情報記憶部３からセンサ情報Ｉを取り出し、行動制御部５にセンサ情報を送る。その際にまず内部状態記憶部６を参照する。センサ情報選択部４には、センサ情報Ｉの優先度テーブルが存在しており、内部状態記憶部６に記憶されているタスク識別子Ｗと内部状態識別子Ｅとから、センサ情報の優先度Ｐが導かれる。異なるセンサが同じ優先度を有することもあり得る。
【００５９】
本実施形態における優先度は３段階とし、優先度が高い場合に優先度Ｐ３、優先度が普通の場合は優先度Ｐ２、優先度が低い場合は優先度Ｐ１とする。
【００６０】
図２に、例として本実施形態における優先度テーブルを示す。この優先度テーブルにより、タスク識別子Ｗと感情識別子Ｅが決まった場合の、各センサの優先度が決まる。
【００６１】
例えば、タスク識別子がＷ１、感情識別子がＥ１の場合、図２のテーブルの一番上の行が該当し、優先度が高い（Ｐ３）のセンサは障害物センサＳ４、優先度が普通（Ｐ２) のセンサが人検出センサＳ１・音声認識センサＳ３・音源方向検出センサＳ５であり、優先度が低い（Ｐ１）センサが人識別センサＳ１である。
【００６２】
また、センサ情報選択部４は、重要度テーブルを持つ。この重要度テーブルにより、優先度Ｐ・確信度Ｃから重要度Ｖが導かれる。図３に本実施形態における重要度テーブルを示す。本実施形態における重要度は９個の状態を持ち、それらをＶ１〜Ｖ９とした。ここでＶ９が最も重要度が高く、Ｖ１が最も重要度が低いとする。
【００６３】
センサ情報選択部４は、センサ情報記憶部３に格納されているすべてのセンサ情報Ｉを参照し、まず時刻を参照して、現在の時刻との時間差があらかじめ決められた時間より大きいセンサ情報をセンサ情報記憶部３から消去し、それ以外の各センサ情報の確信度Ｃを参照して先に求めた優先度Ｐとから重要度Ｖを求め、重要度が最も高いセンサ情報とその重要度Ｖを、行動制御部５に送るとともにセンサ情報記憶部３から消去する。
【００６４】
なお、本実施形態においては、優先度テーブルを図２、重要度テーブルを図３のように構成したが、本発明を実施するにあたっては、これに限定されるものではない。
【００６５】
行動制御部５には、センサ情報選択部４によりセンサ情報とその重要度とが入力される。行動制御部５は、重要度を参照し、それがあらかじめ決められた値以上である場合、入力されたセンサ情報に応じた応答を行うようにアクチュエータ部群７を制御する。一方、重要度があらかじめ決められた値よりも小さい場合、行動制御部５はセンサ情報に応じた応答を行わず、現在実行しているタスクに応じた自律的行動を行うようにアクチュエータ部群７を制御する。
【００６６】
本実施形態においては、あらかじめ決められた重要度の閾値を、Ｖ２とする。すなわち、センサ情報選択部４から入力されたセンサ情報の重要度がＶ１である場合、センサ情報に応じた応答を行わず、現在実行しているタスクに応じた自律的行動を行うようにアクチュエータ部群７を制御する。
【００６７】
現在実行しているタスクに応じた自律的行動とは、”人と対話している”タスクでは、対話の流れに即して人からの発話を待つことであるとか、ロボットから人間に話し掛けることである。”人を探している”タスクでは、人を探すために移動したり、人の名前を呼んだりすることである。”人へ近づいている”タスクでは、人へ近づくために移動することである。”うろついている”タスクでは、障害物をよけながら移動する行動のことである。
【００６８】
次に、以上のように構成された実施形態１におけるロボット制御装置の一連の動作を、図２及び図３を用いて、たとえば、ロボットがうろついてる最中に、ロボットのいる部屋に人がドアを開けて「こんにちは」言った場合を例（廻りに雑音が無い場合を想定）に説明する。なお、説明を簡単にするため、図２において最上段の状態、すなわち、当該制御装置を用いたロボット（以下、単に「ロボット」という）が、うろついているタスクＷ１の実行中とし、その感情は普通状態Ｅ１とする。このタスクＷ１は重要度２に基づいて実行されているものとし、センサ情報記憶部３には、人検出センサＳ１、人識別センサＳ２、音声認識センサＳ３、障害物検出センサＳ４、音源方向センサＳ５の夫々のセンサ情報Ｉが記憶されているものとし、また、センサ情報のＩＤ番号は６から起算する（ＩＤ番号は１〜５は上記した５つのセンサ情報を格納した際にすでに用いられたものとする）。
【００６９】
まず、音源方向センサが、ドアを開けたことにより発生したドア音を感知すると、直ちにＩＤ番号はインクリメントされて”７”となり、音がした時刻Ｔ、音源方向センサＳ５からの情報に基づいて認定された確信度Ｃ３、ドア音Ｌ、からなるセンサ情報が、このＩＤ番号”７”に対応付けられる。そして、ＩＤ番号”７”のセンサ情報は、センサ情報制御部２によってセンサ情報記憶部３内の音源方向センサＳ５に係る所定のメモリ領域に記憶される。
【００７０】
次に、ＩＤ番号”７”のセンサ情報の重要度Ｖを割り出す。すなわち、上記した状態時の音源方向センサＳ５にかかる優先度はＰ２であり、また、確信度Ｃ３であるから、図３に示すように重要度はＶ６となる。
したがって、重要度Ｖ２に基づいて実行されているタスクＷ１（うろつき）は解除されて、より重要度の高いタスクへと切り替わる。この場合特に図示していないが、音源方向に振り向く動作（タスク）へ切り替わり、アクチュエータ部群７を行動制御部５が制御してロボットを音源方向、すなわちドアのある方向へ振り向かせる。
【００７１】
ロボットは音源方向に振り向いたことで人検出センサＳ１が”人”と思われる物体を感知し、人か否かの検出が開始される。検出の結果が完全に”人”であるとして確信度Ｃ３を得た場合、人を検出した時刻Ｔ、センシング情報Ｌと共にＩＤ番号”８”のセンサ情報として、センサ情報制御部２によってセンサ情報記憶部３内の人検出センサＳ１に係る所定のメモリ領域に記憶される。
【００７２】
次に、上記同様にＩＤ番号”８”のセンサ情報の重要度Ｖを割り出す。すなわち、人検出センサＳ１にかかる優先度は、うろつくＷ１のままＰ２であり、また、確信度Ｃ３であるから、図３に示すように重要度はＶ６となる。
そして、他の各センサ情報の重要度（既に認知済みである）と今回の人検出センサＳ１にかかる重要度との比較が行われ、最も重要度の高いセンサ情報を抽出する。すると、今回の人検出センサＳ１にかかるものと、前回の音源方向センサＳ５の重要度Ｖ６との２つの重要度が抽出され、最新のセンサ情報である人検出センサＳ１にかかる重要度を優先して人に近づくタスクＷ３（図２において上から９段目）を実行し、人の識別する動作へ移行する。
【００７３】
続いて、人識別センサＳ２によって、その”人”は予め当該制御装置に登録された人か否かの照合が行われる。その結果、登録された人物であると認識した場合、ＩＤ番号は”９”として、人識別センサＳ２にかかる情報を格納する領域に、照合時刻Ｔ、確信度Ｃ３、センシング情報Ｌが格納される。
【００７４】
上記同様、ＩＤ番号”９”のセンサ情報の重要度Ｖを割り出す。すなわち、人識別センサＳ２にかかる優先度は、Ｐ３であり、また、確信度Ｃ３であるから、図３に示すように重要度はＶ９となる。上記したように、最新のセンサ情報である人識別センサＳ２にかかる重要度に基づいて人と対話Ｗ４（図２において下から４段目）するタスクに移行する。また、音源方向センサＳ５と重要度Ｖ２になっているセンサのセンサ情報と重要度は所定時間が経過したことにより消去される。
【００７５】
続いて、登録された人物が発したことば「こんにちは」と予めロボット制御装置内に内部データとして記憶されている『こんにちは』との照合が行われ確信度Ｃ３を得ると共に、優先度Ｐ３であるから、重要度はＶ９となり、人との会話を優先した受入態勢となる。また、この『こんにちは』の言葉が、感情パラメータを上昇させるものであった場合、感情パラメータ「ふつうＥ１」から「うれしいＥ２」に移行する。各タスクを実行する際、この「うれしいＥ２」にかかる各段（図２参照）を照らして制御される。
【００７６】
このように、実施形態１におけるロボット制御装置は、優先度と確信度から導かれる重要度が最も高いセンサ情報に基づいてロボットを制御（タスク実行）するように構成される。
【００７７】
以上が本発明の第１の実施形態の説明である。なお、ロボットに上記した特定の言葉や触覚センサによる感情パラメータを与えずに、単に優先度と確信度から導かれる重要度が最も高いセンサ情報に基づいてロボットを制御（タスク実行）するように構成しても良い。たとえば、図２において、うろつくＷ１、人を探すＷ２、人に近づくＷ３、人と対話Ｗ４の各タスクが、感情Ｅ１〜Ｅ４を持たずに、単に４つのタスク、換言すれば４つの段からなるテーブルとなる。
【００７８】
（実施形態２）
次に本発明の第２の実施形態を説明する。本発明の第２の実施形態の構成は第１の実施形態の構成と同一であるが、センサ情報制御部２の動作が異なっている。第２の実施形態におけるセンサ情報制御部２をセンサ情報制御部２１と記すことにする。
【００７９】
実施形態２におけるロボット制御装置は、実施形態１のようにセンサ情報の書き換えを常に行うのではなく、確信度が低い場合は書き換えを行わず、また、ある程度時間がたったらセンサ情報を消去する、とした例である。
【００８０】
センサ情報制御部２１にセンサ部１からセンサ情報が入力されると、センサ情報制御部２１はＩＤを付加する。ここで新たにセンサ部１から入力されたセンサ情報にＩＤｎが付加されたとしてＩ（ｎ）とする。
【００８１】
次にセンサ情報制御部２１はセンサ情報記憶部３を参照して、センサ情報Ｉ（ｎ）のセンサ識別子Ｓ（ｎ）と同じセンサ識別子Ｓ（ｎ’）を持つセンサ情報Ｉ（ｎ’）を探す。そのようなセンサ情報Ｉ（ｎ’）が存在しない場合、センサ情報制御部２１は、センサ情報Ｉ（ｎ）をセンサ情報記憶部３に格納する。一方センサ情報Ｉ（ｎ’）が存在した場合には、センサ情報Ｉ（ｎ）との時刻の差ｄＴ＝Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ’）、（ｄＴ＞０）を求める。
【００８２】
ｄＴがあらかじめ決められた時間Ｔ０以上である場合、センサ情報制御部２１はセンサ情報Ｉ（ｎ’）をセンサ情報記憶部３から消去し、センサ情報Ｉ（ｎ）をセンサ情報記憶部３に格納する。
【００８３】
ｄＴがあらかじめ決められた時間Ｔ０より小さい場合、確信度Ｃ（ｎ）とＣ（ｎ’）を比較する。Ｃ（ｎ）＜Ｃ（ｎ’）の場合、センサ情報制御部２１は新たにセンサ部から入力されたセンサ情報Ｉ（ｎ）を消去する。Ｃ（ｎ）＞＝Ｃ（ｎ’）の場合には、センサ情報Ｉ（ｎ’）をセンサ情報記憶部３から消去し、センサ情報Ｉ（ｎ）をセンサ情報記憶部３に格納する。以上が本発明の第２の実施形態の説明である。
【００８４】
（実施形態３）
次に本発明の第３の実施形態を説明する。本発明の第３の実施形態の構成は第１の実施形態の構成と同じであるが、センサ情報制御部２の働きが異なる。本発明の第３の実施形態におけるセンサ情報制御部２をセンサ情報制御部２２と記すことにする。
【００８５】
実施形態３におけるロボット制御装置は、予め設定された単位時間あたりのセンサ情報量が多い時は、センサ情報の更新に一定の制限を与え、更新をしないとした例である。
たとえば、物体の移動が把握できる動きセンサを用いた場合、ロボットの廻りを旋回するハエがいたとすると、その都度センサ情報を更新することになり好ましくない。また、ロボットの廻りが騒々しいときも同様のことが言える（この場合、音源方向センサ）。そこで、以下、説明するように、センサ情報の更新に一定の制限を与え、更新をしないとした例である。
【００８６】
センサ情報制御部２２は、単位時間あたりのセンサ情報の発生数を各センサ毎に保持している。センサ識別子がＳであるセンサの、単位時間あたりのセンサ情報の発生数をＮ（Ｓ）とする。
【００８７】
センサ情報制御部２２は、センサ部１からセンサ情報が入力されるとまずＩＤを付加し、次に該当するセンサＳに関する単位時間あたりのセンサ情報の発生数Ｎ（Ｓ）を更新する。ここで新たに入力されたセンサ情報にＩＤｎが付加されたとしてこのセンサ情報をＩ（ｎ）とする。
【００８８】
更新したＮ（Ｓ）が、あらかじめ決められた値Ｎ０よりも大きいとき、センサ情報制御部２２はＮ（Ｓ）を更新するきっかけとなったセンサ情報Ｉ（ｎ）を捨て、センサ情報格納部３に格納しない。
【００８９】
一方、更新したＮ（Ｓ）があらかじめ決められた値Ｎ０以下であるときには、センサ情報制御部２２はセンサ情報記憶部３を参照して、センサ情報Ｉ（ｎ）のセンサ識別子Ｓ（ｎ）と同じセンサ識別子Ｓ（ｎ’）を持つセンサ情報Ｉ（ｎ’）を探す。
【００９０】
そのようなセンサ情報Ｉ（ｎ’）が存在しない場合、センサ情報制御部２２は、センサ情報Ｉ（ｎ）をセンサ情報記憶部３に格納する。
【００９１】
一方センサ情報Ｉ（ｎ’）が存在した場合には、センサ情報Ｉ（ｎ）との時刻の差ｄＴ＝Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ’）、（ｄＴ＞０）を求める。
【００９２】
ｄＴが、あらかじめ決められた時間Ｔ０以上である場合、センサ情報制御部２２はセンサ情報Ｉ（ｎ’）をセンサ情報記憶部３から消去し、センサ情報Ｉ（ｎ）をセンサ情報記憶部３に格納する。
【００９３】
ｄＴがあらかじめ決められた時間Ｔ０より小さい場合、確信度Ｃ（ｎ）とＣ（ｎ’）を比較する。Ｃ（ｎ）＜Ｃ（ｎ’）の場合、センサ情報制御部２２は新たにセンサ部から入力されたセンサ情報Ｉ（ｎ）を消去する。Ｃ（ｎ）＞＝Ｃ（ｎ’）の場合には、センサ情報Ｉ（ｎ’）をセンサ情報記憶部３から消去し、センサ情報Ｉ（ｎ）をセンサ情報記憶部３に格納する。
【００９４】
以上が本発明の第３の実施例の説明である。なお、上述した実施形態１〜３は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
また、上述した実施形態１〜３はロボット制御装置を例示したが、ロボット制御方法。制御プログラムであっても良い。
【００９５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数のセンサ部及び複数のアクチュエータ部を搭載したロボットを制御するに当たって、不必要なセンサ情報をカットして、処理情報を少なくして効率的な制御が可能となり、さらに、多様な反応と行動を実現することが可能となる。
また、ロボットに”感情”を与えることで、よりヒューマナイズされたロボット制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例であるロボット制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例における優先度テーブルを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例における重要度テーブルを示す図である。
【符号の説明】
１センサ部群
２センサ情報制御部
３センサ情報記憶部
４センサ情報選択部
５行動制御部
６内部状態記憶部
７アクチュエータ部群[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a robot control apparatus that controls a robot by selecting appropriate sensor information in an autonomous behavior robot having a role as a pet or a human partner in a home or the like.
[0002]
[Prior art]
In controlling a robot equipped with a plurality of sensor units and a plurality of actuator units, a robot control method that cuts unnecessary sensor information, reduces processing information, and enables efficient control is required. Furthermore, in the case of an autonomous behavior robot that plays the role of a pet or human partner, which sensor information should be preferentially selected based on the task currently being executed, emotion parameters indicating the internal state of the robot, etc. It is necessary to realize various reactions and behaviors by dynamically changing.
[0003]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-34577 discloses a “robot control method and apparatus” that cuts unnecessary sensor information, reduces processing information, and enables efficient control and implements the robot control method. A device is provided. When controlling a robot equipped with a plurality of sensor units and a plurality of actuator units, the present invention selects and narrows down the sensor information extracted from the plurality of sensor units by the filtering unit, and uses only necessary sensor information. To create a robot control program. At this time, the filtering content is determined from one or a plurality of sensor means, or the filtering content of the sensor information is determined by the control signal input by the control signal input means. Here, the control signal input means is means for allowing a human to be interactively involved in the behavior of the robot.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in “Robot Control Method and Apparatus” of Japanese Patent Laid-Open No. 10-34577, it is dynamically determined which sensor information is preferentially selected depending on an internal state of the robot, such as a task currently being executed. Therefore, there is a problem that various reactions and actions required for robots existing at home as pets cannot be performed.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems, and when controlling a robot having a plurality of sensor units, it is possible to obtain various sensor information according to the internal state of the robot and to make various responses. In addition, an object of the present invention is to provide a robot control device, a control method, and a control program that enable efficient control by cutting unnecessary sensor information.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is directed to a sensor information storage means for storing sensor information and a sensor information storage unit for controlling a robot equipped with a plurality of sensors and a plurality of actuators. Sensor information control means for updating sensor information stored in the information storage means; A task identifier that identifies the task that the robot is performing and an emotion parameter that represents the robot's emotion Is stored in the internal state storage means and the internal state storage means Refer to task identifiers and emotion parameters, Plural stored in the sensor information storage means No Sensor information At least one A plurality of actuators are controlled by sensor information selection means for selecting sensor information and outputting it to the behavior control means, sensor information input by the sensor information selection means, and internal state information stored in the internal state storage means And stored in the internal state storage means Task identifier and emotion parameters And behavior control means for updating.
[0007]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information, and the sensor information selection unit includes a task identifier and an emotion parameter stored in the internal state storage unit. The priority of the sensor information is determined from the above, and all the sensor information stored in the sensor information storage means is referred to, and the sensor information is selected from the time, the certainty factor, and the priority included in each sensor information. Output the sensor information to action control means It is characterized by doing.
[0008]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1. Or 2 In the described invention, The sensor information selection means adds importance indicating the importance of the sensor information to the selected sensor information, and the behavior control means responds to the importance from the sensor information and importance input by the sensor information selection means. Determine whether or not to respond according to sensor information, and when not responding according to sensor information, control multiple actuators so that the robot continues autonomous operation according to the task currently being executed It is characterized by doing.
[0009]
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1. To any one of 3 In the described invention, The sensor information control means When the sensor information input from the sensor is sensor information 1 and the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is The sensor information storage means Payment It is characterized by doing.
[0010]
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1. To any one of 3 In the described invention , The sensor information control means has the number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor, and updates the number of occurrences for the corresponding sensor each time sensor information is input from the sensor. If it is larger, discard the sensor information that triggered the update of the number of occurrences, and if it is within a predetermined value, The sensor information related to the sensor stored in the sensor information storage means is deleted, and new sensor information Is stored in the sensor information storage means, the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means.
[0011]
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 1. 3 In the invention according to any one of the above, the sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information, When the sensor information input from the sensor is sensor information 1 and the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2, the sensor information control means generates the sensor information 1. The time difference between the measured time and the time when the sensor information 2 is generated is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 is compared with the certainty factor of the sensor information 2. If it is lower, the sensor information 1 is erased. If the certainty of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty of the sensor information 2, the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. Is equal to or longer than the predetermined time, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. It is characterized by doing.
[0012]
The invention according to claim 7 is the claim In any one of items 1 to 3 In the described invention, The sensor information output from each sensor includes the time at which the sensor information is generated and the certainty factor indicating the certainty of the sensor information. The sensor information control means determines the number of sensor information generated per unit time for each sensor. Each time sensor information is input from the sensor, the number of occurrences related to the corresponding sensor is updated, and if the number of occurrences is greater than a predetermined number, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, When the value is within the numerical value, the sensor information input from the sensor is sensor information 1, and the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2. The time difference between the measured time and the time when the sensor information 2 occurred is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the certainty factor of the sensor information 2 are compared. If the certainty factor of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is deleted. If the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or higher than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is changed. When it is stored in the sensor information storage means and the time difference is not less than a predetermined time, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. It is characterized by doing.
[0015]
Claim 8 The invention of the described robot control method is a robot control method for controlling a robot equipped with a plurality of sensors and a plurality of actuators, the sensor information storing step for storing sensor information, the sensor information being received, and the sensor information A sensor information control step for updating the sensor information stored in the storage step; and a robot A task identifier that identifies the task being executed and an emotion parameter that represents the robot's emotion Stored in the internal state storage step and the internal state storage step Refer to task identifiers and emotion parameters , Sensor information stored in the sensor information storage step Reward Et At least one A plurality of actuators are controlled by a sensor information selection step of selecting sensor information and outputting it to the behavior control step, sensor information input in the sensor information selection step, and internal state information stored in the internal state storage step, And stored in the internal state storage process Task identifier and emotion parameters And an action control step of updating the function.
[0016]
Claim 9 The described invention is claimed. 8 In the described invention, The sensor information output from each sensor includes the time when the sensor information is generated and the certainty factor indicating the certainty of the sensor information. The sensor information selection step includes the task identifier and the emotion parameter stored in the internal state storage step. The priority of the sensor information is determined from the sensor information, and all the sensor information stored in the sensor information storage step is referred to, and the sensor information is selected from the time, the certainty factor, and the priority included in each sensor information. Output the sensor information to the action control process It is characterized by doing.
[0017]
Claim 1 0 The described invention is claimed. 8 or 9 In the described invention, The sensor information selection means adds importance indicating the importance of the sensor information to the selected sensor information, and the behavior control process determines the importance based on the sensor information and importance input by the sensor information selection process. Determine whether or not to respond according to sensor information, and when not responding according to sensor information, control multiple actuators so that the robot continues autonomous operation according to the task currently being executed It is characterized by doing.
[0018]
Claim 1 1 The described invention is claimed. In any one of 8 to 10 In the described invention, The sensor information control process When the sensor information input from the sensor is sensor information 1 and the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2, Erase sensor information 2 and store sensor information 1 in sensor information storage means It is characterized by doing.
[0019]
Claim 1 2 The described invention is claimed. In any one of 8 to 10 In the described invention, The sensor information control process Each sensor has the number of occurrences of sensor information per unit time, and every time sensor information is input from the sensor, the number of occurrences related to the corresponding sensor is updated. If the sensor information that triggered the update is discarded and within the specified value, The sensor information related to the sensor stored in the sensor information storage means is deleted, and new sensor information is stored in the sensor information storage process. It is characterized by doing.
[0020]
Claim 1 3 The described invention is claimed. In any one of 8 to 10 In the described invention, The sensor information output from each sensor includes the time when the sensor information is generated and the certainty factor indicating the certainty of the sensor information. The sensor information input from the sensor is set as sensor information 1 and stored in the sensor information storage step. When the sensor information of the same sensor among the sensor information being used is the sensor information 2, the sensor information control step is such that the time difference between the time when the sensor information 1 occurs and the time when the sensor information 2 occurs is a predetermined time. If the reliability of the sensor information 1 is lower than that of the sensor information 1 and the reliability of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is deleted and the reliability of the sensor information 1 is higher. If it is greater than the certainty of sensor information 2, erase sensor information 2 and store sensor information 1 in the sensor information storage process. If the time difference is greater than or equal to a predetermined time, erase sensor information 2 Storing sensor information 1 in the sensor information storage step It is characterized by doing.
[0021]
Claim 1 4 The described invention is claimed. In any one of 8 to 10 In the described invention, The sensor information output from each sensor includes the time at which the sensor information is generated and the certainty level indicating the certainty of the sensor information. The sensor information control process includes the number of sensor information generated per unit time for each sensor. Each time sensor information is input from the sensor, the number of occurrences related to the corresponding sensor is updated. If the number of occurrences is greater than a predetermined value, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, When it is within the numerical value, when sensor information input from the sensor is sensor information 1 and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2, generation of sensor information 1 The time difference between the measured time and the time when the sensor information 2 occurred is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the certainty factor of the sensor information 2 are compared. When the certainty factor of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is erased. When the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is When it is stored in the information storage process and the time difference is equal to or longer than the predetermined time, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage process. It is characterized by doing.
[0024]
Claim 1 5 The invention of the described robot control program is a robot control program for controlling a robot equipped with a plurality of sensors and a plurality of actuators, the sensor information storing means for storing sensor information, the sensor information received, and the sensor information storage Sensor information control means for updating sensor information stored in the means, and a robot A task identifier that identifies the task being executed and an emotion parameter that represents the robot's emotion Stored in the internal state storage means and the internal state storage means Refer to task identifiers and emotion parameters, Multiple sensor information stored in the sensor information storage means Reward Et At least one A plurality of actuators are controlled by sensor information selection means for selecting sensor information and outputting it to the behavior control means, sensor information input by the sensor information selection means, and internal state information stored by the internal state storage means, And stored in the internal state storage means Task identifier and emotion parameters And a behavior control unit that updates the robot. The robot functions as a sensor information storage unit, a sensor information control unit, an internal state storage unit, a sensor information selection unit, and a behavior control unit.
[0025]
Claim 16 The invention described in claim 1 5 In the described invention, The sensor information output from each sensor includes the time at which the sensor information occurred and the certainty level indicating the certainty of the sensor information. The sensor information selection means includes a task identifier and an emotion parameter stored in the internal state storage means. The priority of the sensor information is determined from the above, and all the sensor information stored in the sensor information storage means is referred to, and the sensor information is selected from the time, the certainty factor, and the priority included in each sensor information. Output sensor information to action control means It is characterized by doing.
[0026]
Claim 17 The invention described in claim 1 5 or 16 In the described invention, The sensor information selection means adds importance indicating the importance of the sensor information to the selected sensor information, and the behavior control means responds to the importance from the sensor information and importance input by the sensor information selection means. Determine whether or not to respond according to sensor information, and when not responding according to sensor information, control multiple actuators so that the robot continues autonomous operation according to the task currently being executed It is characterized by doing.
[0027]
Claim 18 The invention described in claim 1 In any one of 5 to 17 In the described invention, The sensor information control means When sensor information input from a sensor is sensor information 1, and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2. , The sensor information 2 is erased, and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. In It is characterized by storing.
[0028]
Claim 19 The invention described in claim 1 In any one of 5 to 17 In the described invention, The sensor information control means has the number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor, and updates the number of occurrences for the corresponding sensor each time sensor information is input from the sensor. If it is larger, the sensor information that caused the update of the number of occurrences is discarded, and if it is within a predetermined numerical value, the sensor information related to the sensor stored in the sensor information storage means is deleted, and new sensor information is stored as sensor information. Store in storage It is characterized by doing.
[0029]
Claim 2 0 The invention described in claim 1 5 From 17 In the invention described in any one of the above, the sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information. When the sensor information input from the sensor is sensor information 1 and the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2, the sensor information control means generates the sensor information 1. The time difference between the measured time and the time when the sensor information 2 is generated is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 is compared with the certainty factor of the sensor information 2. If it is lower, the sensor information 1 is erased. If the certainty of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty of the sensor information 2, the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. Is equal to or longer than the predetermined time, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. It is characterized by doing.
[0030]
Claim 2 1 The invention described is claimed Any one of paragraphs 15 to 17 In the invention described in The sensor information output from each sensor includes the time at which the sensor information is generated and the certainty factor indicating the certainty of the sensor information. The sensor information control means determines the number of sensor information generated per unit time for each sensor. Each time sensor information is input from the sensor, the number of occurrences related to the corresponding sensor is updated. If the number of occurrences is greater than a predetermined number, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, When the value is within the numerical value, the sensor information input from the sensor is sensor information 1, and the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2. The time difference between the measured time and the time when the sensor information 2 occurred is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the certainty factor of the sensor information 2 are compared. When the certainty factor of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is erased. When the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is When it is stored in the information storage means and the time difference is not less than a predetermined time, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. It is characterized by doing.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0032]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the robot control apparatus according to the first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, an outline of the configuration and operation of the apparatus will be described.
[0033]
The first embodiment of the present apparatus includes a sensor unit group 1 composed of a plurality of sensor units, a sensor information control unit 2, a sensor information storage unit 3, a sensor information selection unit 4, a behavior control unit 5, an internal state storage unit 6, And an actuator unit group 7 composed of a plurality of actuator units.
[0034]
The sensor unit group 1 of the present embodiment includes a human detection sensor, a human identification sensor, a voice recognition sensor, an obstacle detection sensor, and a sound source direction detection sensor.
[0035]
Sensor information is sent from the sensor unit group 1 to the sensor information control unit 2. This sensor information includes a sensor identifier for identifying the sensor, a time when the sensor information is generated, a certainty factor of the sensor information, and sensing information.
[0036]
The sensor identifier is a numerical value determined in advance for each sensor, and takes a different value for each sensor. For example, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the human detection sensor is “1”, the human identification sensor is “2”, the voice recognition sensor is “3”, the obstacle detection sensor is “4”, and the sound source direction is detected. The sensor is “5”. In FIG. 2, “S” in front of the sensor identifier is an acronym for “sensor” and is represented by other values (task, emotion, confidence, priority, importance). ) To distinguish them from
Hereinafter, in the present embodiment, for the sake of convenience, description will be made with an initial (alphabet) attached in front of information represented by numerical values.
[0037]
The certainty factor is an integer value. This certainty factor assumes a numerical value in the same range for all sensors, and has the same meaning as long as the numerical value is the same. The certainty of the sensor information is an amount indicating the certainty of the sensor information. In this embodiment, the certainty of the sensor information is assumed to have three degrees of certainty. When the certainty is high, the certainty C3 and the certainty are normal. When the certainty factor C2 is low, the certainty factor C1 is illustrated as an example.
[0038]
Here, the confidence, for example as an example in the case of speech recognition, that towards the robot talking person as "Hello", sensing information "Hello" is input to the robot controller by the voice recognition sensor The Secondly, pre-collation with the "Hello" is stored as internal data to the robot control unit (for example, possible by performing waveform matching using a speech waveform, etc.), sensing information how much to the internal data It shows whether there is credibility.
[0039]
Confidence when properly pronounce human as "Hello" is the most high "C3", and when intonation, etc. is not accurate of confidence "in the""C2", and the "Continent," said short Hanashikakere if confidence For example, “C1” is “low”. Incidentally, not subject of confidence as "Good evening" and Hanashikakere Invite "Hello", the collation with other internal data "Good evening" is performed, and confidence against such data.
Note that the threshold value used when ranking the certainty factors is not limited to the above.
[0040]
The sensing information in this embodiment is information based on data from each sensor.
For example, in the case of the human detection sensor S1, it is a position coordinate of a person in a coordinate system fixed in the robot, and a direction angle and a distance to the person can be obtained from this.
For example, a coordinate system is formed in the robot in advance based on the imaging range of the imaging unit that becomes the “eye” of the robot, and when a human is imaged, its position coordinates, that is, sensing information is obtained, so that it can be viewed from the robot. It is possible to recognize where a person is and how far away. This distance detection may be detected using a sensor using laser light, ultrasonic waves, or the like.
[0041]
The sensing information of the human identification sensor S2 is an ID that identifies a person captured by the human detection sensor S1. For example, a person related to the robot is specified, and each “face” is registered in advance in association with a registration number ID (numerical value). Then, when a human is imaged by the imaging unit that becomes the “eye” of the robot, the human face and the face registered in the robot are immediately collated, and the matching human registration number, that is, ID is used as sensing information. As another means for identifying the person, for example, the person may be identified based on fingerprint detection.
The human identification sensor includes an image sensor, and the image sensor can recognize not only human identification but also objects and characters.
[0042]
Sensing information of the voice recognition sensor is a voice-recognized word. For example, the sound signal itself is input from a microphone provided in the robot.
The sensing information of the obstacle detection sensor is a distance to the obstacle existing around the robot, and is obtained based on data detected by the image detection sensor and a sensor using laser light or ultrasonic waves. Distance information.
Sensing information of the sound source direction detection sensor is the direction and volume of sound.
[0043]
In the present embodiment, the sensor unit group 1 includes the human detection sensor S1, the human identification sensor S2, the voice recognition sensor S3, the obstacle detection sensor S4, and the sound source direction detection sensor S5. However, the present invention is not limited to this. Not. For example, if the robot itself is simply boiled (with the direction being boiled at this time), a tactile sensor consisting of a film-like touch sensor, pressure sensor, etc. The robot gives emotions such as “pleasant” and “feeling bad” to the robot using information obtained from the tactile sensor, such as whether a specific part is being touched or hit, etc. Based on this, it may be configured as a task selection element when the next task is executed. In addition, what will become the emotional change of the robot in this embodiment is mentioned later.
[0044]
The sensor information control unit 2 first adds an ID number to the sensor information sent from each sensor unit such as “I found a person”, “Who is that person”, “There is an obstacle”, etc. To do. This ID number is an integer value, and is incremented by 1 each time it is added to sensor information so that the same ID is not added to different sensor information.
Assuming that the sensor information to which n is added as an ID is I (n), the sensor identifier is S (n), the time is T (n), the certainty factor is C (n), and the sensing information is L (n),
I (n) = {S (n), T (n), C (n), L (n)}
It can be expressed as.
[0045]
Next, the sensor information control unit 2 refers to the sensor information storage unit 3 to search for sensor information having the same sensor identifier as S (n), and stores I (n) in the sensor information storage unit 3 if it does not exist. To do. If sensor information I (n ′) having the same sensor identifier as S (n) exists, I (n ′) is deleted and then I (n) is stored.
[0046]
The sensor information storage unit 3 stores a plurality of sensor information stored by the sensor information control unit 2.
That is, the sensor information storage unit 3 has an area for storing the time T, the certainty factor C, and the sensing information L for each sensor S1, S2, S3, S4, and S5. This is a memory in which sensor information can be gradually rewritten.
[0047]
For example, when the person detection sensor S1 first determines that a person has been found, the ID number is “1”, and “time T,“ certainty C ”,“ Sensing information L ″ is stored.
Subsequently, when the person identification sensor S2 recognizes that “who is“ who ””, the ID number is “2” and “time T,” certainty is stored in the area for storing information related to the person identification sensor S2. Degree C "and" sensing information L "are stored.
[0048]
In this way, data is gradually stored in each area assigned to each sensor, but when the robot finds another person, that is, when information from the human detection sensor S1 enters, The information for the detection sensor S1 is rewritten to new information by overwriting the area for storing the information (of course, the ID number is different).
[0049]
A sensor information rewrite history may be left for each sensor. In this case, it is possible to give an “empirical rule” to the robot by referring to the history information, which is preferable.
[0050]
Next, the sensor information selection unit 4 and the behavior control unit 5 will be described later, and the internal state storage unit 6 will be described.
The internal state storage unit 6 stores a task identifier W indicating the currently executed task and an internal state identifier E indicating the current internal state of the robot.
Both the task identifier W and the internal state identifier E are integer values, and the behavior control unit 5 updates the task identifier W and the internal state identifier E.
[0051]
The task in this embodiment means units such as “interacting with people”, “looking for people”, “approaching people”, and “walking”. Are assigned unique task identifiers W1 to W4. That is, W1 is the task identifier of the “prowling” task, W2 is the task identifier of the task “looking for a person”, W3 is the task identifier of the task “coming to the person”, and “dialogue with the person” The task identifier of the “task” is W4.
[0052]
In the present embodiment, there are four tasks W: “interacting with a person”, “searching for a person”, “approaching a person”, and “walking around”. In this case, it is not necessary to limit the task W as in this embodiment.
[0053]
One internal state identifier E is an emotion parameter of the robot in this embodiment. Prepare “normal”, “joyful”, “good”, “prone” status, and “normal” internal status identifier is E1, “happy” is E2, “good” is E3, “problem” Is "E4".
[0054]
In the present embodiment, this emotional change is changed by information obtained from a voice recognition sensor, that is, a “word” spoken by a person. In other words, the word data stored in advance as internal data is word data that slandered or slandered the robot, and vice versa. It is configured such that the emotion parameter changes depending on the “word” spoken by the person giving “emotion”.
[0055]
For example, if the emotion parameter is “normal E1” and the robot is praised as “cute”, the robot extracts word data that seems to be applicable from the word data and simultaneously detects or calculates the certainty factor C. To do.
Then, the robot recognizes that it is praised, and the emotion parameter shifts from “normal E1” to “happy E2”.
[0056]
In this example, the emotion transition is performed with a single word in which the emotion parameter changes, but the present invention is not limited to this, and it is arbitrary to perform the emotion transition with several words. For example, the emotional transition from the state of emotion parameter “Erase E4” to “Easy E2” will shift all at once if you say the words you praise twice, with “Normal E1” in between. This is not preferable for some robot control devices. Therefore, it is extremely preferable to perform control so as not to shift from “angry E4” to “happy E2” unless a word that is praised several times at intervals is issued.
[0057]
In this embodiment, the emotional states are “normal”, “joyful”, “not good”, and “prone”. However, the present invention does not have to be limited as in the present embodiment. .
[0058]
The sensor information selection unit 4 extracts the sensor information I from the sensor information storage unit 3 and sends the sensor information to the behavior control unit 5. At that time, the internal state storage unit 6 is first referred to. The sensor information selection unit 4 has a priority table of sensor information I, and the priority P of the sensor information is derived from the task identifier W and the internal state identifier E stored in the internal state storage unit 6. It is burned. It is possible that different sensors have the same priority.
[0059]
In the present embodiment, the priority is set to three levels, the priority P3 when the priority is high, the priority P2 when the priority is normal, and the priority P1 when the priority is low.
[0060]
FIG. 2 shows a priority table in the present embodiment as an example. The priority table determines the priority of each sensor when the task identifier W and the emotion identifier E are determined.
[0061]
For example, when the task identifier is W1 and the emotion identifier is E1, the top row of the table in FIG. 2 corresponds to the sensor with the higher priority (P3), the obstacle sensor S4, and the priority is normal (P2). Are the human detection sensor S1, the voice recognition sensor S3, and the sound source direction detection sensor S5, and the sensor having the low priority (P1) is the human identification sensor S1.
[0062]
The sensor information selection unit 4 has an importance level table. The importance level V is derived from the priority level P and the certainty level C by this importance level table. FIG. 3 shows an importance table in the present embodiment. The importance in this embodiment has nine states, and these are V1 to V9. Here, it is assumed that V9 has the highest importance and V1 has the lowest importance.
[0063]
The sensor information selection unit 4 refers to all the sensor information I stored in the sensor information storage unit 3, first refers to the time, and obtains sensor information whose time difference from the current time is greater than a predetermined time. The importance V is obtained from the priority P previously obtained by erasing from the sensor information storage unit 3 and referring to the certainty C of each other sensor information, and the sensor information having the highest importance and the importance V Is deleted from the sensor information storage unit 3 while being sent to the behavior control unit 5.
[0064]
In the present embodiment, the priority table is configured as shown in FIG. 2 and the importance table is configured as shown in FIG. 3, but the present invention is not limited to this.
[0065]
Sensor information and its importance are input to the behavior control unit 5 by the sensor information selection unit 4. The behavior control unit 5 refers to the importance and controls the actuator unit group 7 to perform a response according to the input sensor information when the importance is equal to or greater than a predetermined value. On the other hand, when the importance level is smaller than a predetermined value, the behavior control unit 5 does not perform a response according to the sensor information, but performs an autonomous behavior according to the currently executed task. To control.
[0066]
In the present embodiment, a predetermined importance threshold is set to V2. That is, when the importance of the sensor information input from the sensor information selection unit 4 is V1, the actuator unit does not perform a response according to the sensor information but performs an autonomous action according to the currently executed task. Group 7 is controlled.
[0067]
Autonomous behavior according to the task currently being executed means waiting for the utterance from the person according to the flow of the conversation in the “interacting with human” task, or talking to the human from the robot. It is. The task of “looking for people” involves moving to find people or calling people's names. In the “approaching person” task, moving to approach a person. In the “roaming” task, it is the action of moving while avoiding obstacles.
[0068]
Next, a series of operations of the robot control apparatus according to the first embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 and 3. For example, when the robot is wandering, a person is in the room where the robot is located. Let ’s take an example (assuming there is no noise around). In order to simplify the explanation, it is assumed that the uppermost state in FIG. 2, that is, the robot using the control device (hereinafter simply referred to as “robot”) is executing the wandering task W1, and the feeling is The normal state E1 is assumed. It is assumed that this task W1 is executed based on importance 2, and the sensor information storage unit 3 includes a human detection sensor S1, a human identification sensor S2, a voice recognition sensor S3, an obstacle detection sensor S4, and a sound source direction sensor S5. Are stored, and the ID number of the sensor information is counted from 6 (ID numbers 1 to 5 are already used when the above five sensor information is stored) And).
[0069]
First, when the sound source direction sensor senses the door sound generated by opening the door, the ID number is immediately incremented to “7”, and the sound is detected based on the time T and the information from the sound source direction sensor S5. The sensor information including the certainty factor C3 and the door sound L is associated with the ID number “7”. The sensor information with the ID number “7” is stored by the sensor information control unit 2 in a predetermined memory area related to the sound source direction sensor S5 in the sensor information storage unit 3.
[0070]
Next, the importance V of the sensor information with the ID number “7” is calculated. That is, since the priority applied to the sound source direction sensor S5 in the above-described state is P2, and the certainty C3, the importance is V6 as shown in FIG.
Therefore, the task W1 (hanging) being executed based on the importance level V2 is canceled, and the task is switched to a task having a higher importance level. In this case, although not particularly illustrated, the operation is switched to the operation (task) that turns in the direction of the sound source, and the action control unit 5 controls the actuator unit group 7 to turn the robot in the direction of the sound source, that is, the direction with the door.
[0071]
When the robot turns around in the direction of the sound source, the human detection sensor S1 senses an object that seems to be a “person”, and detection of whether or not it is a person is started. When the certainty factor C3 is obtained by assuming that the detection result is completely “person”, the sensor information control unit 2 stores sensor information as sensor information of ID number “8” together with the time T at which the person is detected and the sensing information L. The data is stored in a predetermined memory area related to the human detection sensor S1 in the unit 3.
[0072]
Next, the importance V of the sensor information with ID number “8” is determined in the same manner as described above. That is, the priority applied to the human detection sensor S1 is P2 while wandering W1, and the certainty C3, so the importance is V6 as shown in FIG.
Then, the importance of each other sensor information (already recognized) is compared with the importance of the current human detection sensor S1, and the sensor information with the highest importance is extracted. Then, two importance levels, that is, the importance level V6 of the sound source direction sensor S5 and the previous importance level V6 of the sound source direction sensor S5 are extracted, and priority is given to the importance level regarding the human detection sensor S1, which is the latest sensor information. Then, the task W3 (9th stage from the top in FIG. 2) that approaches the person is executed, and the operation moves to the operation for identifying the person.
[0073]
Subsequently, the person identification sensor S2 checks whether or not the “person” is a person registered in advance in the control device. As a result, when the person is recognized as a registered person, the ID number is “9”, and the collation time T, the certainty factor C3, and the sensing information L are stored in the area for storing information related to the human identification sensor S2. .
[0074]
Similar to the above, the importance V of the sensor information with the ID number “9” is determined. That is, since the priority applied to the human identification sensor S2 is P3 and the certainty C3, the importance is V9 as shown in FIG. As described above, the task shifts to a task W4 (fourth row from the bottom in FIG. 2) with a person based on the importance of the human identification sensor S2 which is the latest sensor information. Further, the sensor information and the importance of the sensor having the sound source direction sensor S5 and the importance V2 are deleted when a predetermined time has elapsed.
[0075]
Then, the matching with the "Hello" is stored as internal data with obtaining confidence C3 made within advance the robot controller and the word "Hello" to the registered person has issued, since it is the priority P3 , The importance is V9, and the acceptance system is given priority to the conversation with the person. In addition, the words of this "Hello" is, when were those to increase the emotion parameters, and the process proceeds to "happy E2" from emotion parameter "normal E1". When each task is executed, control is performed in light of each stage (see FIG. 2) relating to this “joyful E2”.
[0076]
As described above, the robot control apparatus according to the first embodiment is configured to control (task execution) the robot based on the sensor information having the highest importance derived from the priority and the certainty.
[0077]
The above is the description of the first embodiment of the present invention. In addition, the robot is controlled (task execution) based on the sensor information with the highest importance derived from the priority and certainty without giving the robot the emotion parameters by the specific words and the tactile sensor. You may do it. For example, in FIG. 2, each task of wandering W1, searching for a person W2, approaching a person W3, and interacting with a person W4 has only four tasks, in other words, four stages, without feelings E1 to E4. It becomes a table.
[0078]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, but the operation of the sensor information control unit 2 is different. The sensor information control unit 2 in the second embodiment is referred to as a sensor information control unit 21.
[0079]
The robot control apparatus according to the second embodiment does not always rewrite the sensor information as in the first embodiment. If the certainty level is low, the robot control apparatus does not rewrite the sensor information. It is an example.
[0080]
When sensor information is input from the sensor unit 1 to the sensor information control unit 21, the sensor information control unit 21 adds an ID. Here, it is assumed that IDn is added to the sensor information newly input from the sensor unit 1 and is I (n).
[0081]
Next, the sensor information control unit 21 refers to the sensor information storage unit 3 to obtain sensor information I (n ′) having the same sensor identifier S (n ′) as the sensor identifier S (n) of the sensor information I (n). look for. When such sensor information I (n ′) does not exist, the sensor information control unit 21 stores the sensor information I (n) in the sensor information storage unit 3. On the other hand, when the sensor information I (n ′) exists, a time difference from the sensor information I (n) dT = T (n) −T (n ′), (dT> 0) is obtained.
[0082]
When dT is equal to or longer than a predetermined time T0, the sensor information control unit 21 deletes the sensor information I (n ′) from the sensor information storage unit 3 and stores the sensor information I (n) in the sensor information storage unit 3. To do.
[0083]
When dT is smaller than the predetermined time T0, the certainty factors C (n) and C (n ′) are compared. When C (n) <C (n ′), the sensor information control unit 21 deletes the sensor information I (n) newly input from the sensor unit. When C (n)> = C (n ′), the sensor information I (n ′) is deleted from the sensor information storage unit 3 and the sensor information I (n) is stored in the sensor information storage unit 3. The above is the description of the second embodiment of the present invention.
[0084]
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, but the function of the sensor information control unit 2 is different. The sensor information control unit 2 in the third embodiment of the present invention will be referred to as a sensor information control unit 22.
[0085]
The robot control apparatus according to the third embodiment is an example in which when the amount of sensor information set in advance per unit time is large, a certain restriction is given to the update of the sensor information and the update is not performed.
For example, when a motion sensor capable of grasping the movement of an object is used, if there is a fly turning around the robot, the sensor information is updated each time, which is not preferable. The same can be said when the robot is noisy (in this case, a sound source direction sensor). Therefore, as described below, this is an example in which a certain restriction is given to the update of the sensor information and the update is not performed.
[0086]
The sensor information control unit 22 holds the number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor. Let N (S) be the number of occurrences of sensor information per unit time for a sensor whose sensor identifier is S.
[0087]
When sensor information is input from the sensor unit 1, the sensor information control unit 22 first adds an ID, and then updates the number N (S) of sensor information generated per unit time for the corresponding sensor S. Here, assuming that IDn is added to the newly input sensor information, this sensor information is assumed to be I (n).
[0088]
When the updated N (S) is larger than the predetermined value N0, the sensor information control unit 22 discards the sensor information I (n) that triggered the update of N (S), and the sensor information storage unit 3 Do not store in
[0089]
On the other hand, when the updated N (S) is equal to or less than the predetermined value N0, the sensor information control unit 22 refers to the sensor information storage unit 3 and the sensor identifier S (n) of the sensor information I (n). Search for sensor information I (n ′) having the same sensor identifier S (n ′).
[0090]
When such sensor information I (n ′) does not exist, the sensor information control unit 22 stores the sensor information I (n) in the sensor information storage unit 3.
[0091]
On the other hand, when the sensor information I (n ′) exists, a time difference from the sensor information I (n) dT = T (n) −T (n ′), (dT> 0) is obtained.
[0092]
When dT is equal to or greater than a predetermined time T0, the sensor information control unit 22 deletes the sensor information I (n ′) from the sensor information storage unit 3, and stores the sensor information I (n) in the sensor information storage unit 3. Store.
[0093]
When dT is smaller than the predetermined time T0, the certainty factors C (n) and C (n ′) are compared. When C (n) <C (n ′), the sensor information control unit 22 deletes the sensor information I (n) newly input from the sensor unit. When C (n)> = C (n ′), the sensor information I (n ′) is deleted from the sensor information storage unit 3 and the sensor information I (n) is stored in the sensor information storage unit 3.
[0094]
The above is the description of the third embodiment of the present invention. In addition, Embodiment 1-3 mentioned above shows an example of suitable embodiment of this invention, and this invention is not limited to it, In the range which does not deviate from the summary, various deformation | transformation implementation is possible. Is possible.
Moreover, although Embodiment 1-3 mentioned above illustrated the robot control apparatus, it is a robot control method. It may be a control program.
[0095]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, when controlling a robot equipped with a plurality of sensor units and a plurality of actuator units, unnecessary sensor information is cut, processing information is reduced, and efficiency is reduced. Control becomes possible, and various reactions and actions can be realized.
In addition, by giving "emotion" to the robot, more humanized robot control is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a robot control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a priority table in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an importance level table according to the first embodiment of this invention.
[Explanation of symbols]
1 Sensor group
2 Sensor information control unit
3 Sensor information storage
4 Sensor information selection part
5 Action control unit
6 Internal state storage
7 Actuator group

Claims

In controlling a robot equipped with multiple sensors and multiple actuators,
Sensor information storage means for storing sensor information;
Sensor information control means for receiving sensor information and updating the sensor information stored in the sensor information storage means;
An internal state storage means for storing a task identifier for identifying a task executed by the robot and an emotion parameter representing the emotion of the robot;
The priority of the sensor information is determined based on the combination of the task identifier and the emotion parameter stored in the internal state storage means, and at least one sensor information from the plurality of sensor information stored in the sensor information storage means Sensor information selection means for selecting and outputting to the action control means,
Tasks that control the plurality of actuators based on the sensor information input by the sensor information selection unit and the internal state information stored in the internal state storage unit, and that are stored in the internal state storage unit The behavior control means for updating the identifier and the emotion parameter;
A robot control apparatus comprising:

The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information.
The sensor information selection means determines priority of sensor information from the task identifier and the emotion parameter stored in the internal state storage means, and all sensor information stored in the sensor information storage means 2. The robot according to claim 1, wherein the sensor information is selected from the time, the certainty factor, and the priority included in each sensor information with reference to, and the sensor information is output to the behavior control unit. Control device.

The sensor information selecting means adds importance indicating the importance of sensor information to the selected sensor information,
The behavior control unit determines whether to perform a response according to the sensor information according to the importance level from the sensor information and the importance level input by the sensor information selection unit;
3. The plurality of actuators according to claim 1, wherein when the response according to the sensor information is not performed, the plurality of actuators are controlled so as to continue an autonomous operation according to a task currently being executed by the robot. Robot control device.

The sensor information control means includes
When sensor information input from the sensor is sensor information 1 and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2,
4. The robot control device according to claim 1, wherein the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage unit. 5.

The sensor information control means includes
The number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor,
Each time sensor information is input from the sensor, the number of occurrences related to the corresponding sensor is updated,
If the number of occurrences is larger than a predetermined numerical value, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, and if it is within the predetermined numerical value, the sensor related to the sensor stored in the sensor information storage means 4. The robot control apparatus according to claim 1, wherein information is erased and new sensor information is stored in the sensor information storage means.

The sensor information output from each sensor is
Including the time at which the sensor information occurred and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information,
When sensor information input from the sensor is sensor information 1 and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2,
The sensor information control means is such that a time difference between the time when the sensor information 1 occurs and the time when the sensor information 2 occurs is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the sensor information 2 when the certainty of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is deleted, and when the certainty of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty of the sensor information 2, The sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. If the time difference is equal to or greater than the predetermined time, the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is The robot control device according to claim 1, wherein the robot control device stores the information in an information storage unit.

The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information.
The sensor information control means has the number of occurrences of sensor information per unit time for each of the sensors, and updates the number of occurrences related to the corresponding sensor every time sensor information is input from the sensor. If it is larger than a predetermined numerical value, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, and if it is within the predetermined numerical value, the sensor information input from the sensor is set as sensor information 1, and the sensor information storage means When the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in
The time difference between the time when the sensor information 1 occurs and the time when the sensor information 2 occurs is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the certainty factor of the sensor information 2 are compared. If the certainty of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is deleted,
When the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means, and the time difference is equal to or greater than the predetermined time. 4. The robot control device according to claim 1, wherein the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage unit. 5.

A robot control method for controlling a robot equipped with a plurality of sensors and a plurality of actuators,
A sensor information storing step for storing sensor information;
A sensor information control step of receiving sensor information and updating the sensor information stored in the sensor information storage step;
An internal state storage step for storing a task identifier for identifying a task executed by the robot and an emotion parameter representing the emotion of the robot;
The priority of sensor information is determined based on the combination of the task identifier and emotion parameter stored in the internal state storage step, and at least one sensor information is selected from the plurality of sensor information stored in the sensor information storage step. Sensor information selection process to output to the behavior control process,
Task identifiers and emotion parameters controlled by the plurality of actuators based on the sensor information input in the sensor information selection step and the internal state information stored in the internal state storage step, and stored in the internal state storage step And a behavior control step for updating the robot.

The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information.
The sensor information selection step determines priority of sensor information from the task identifier and the emotion parameter stored in the internal state storage step, and all sensor information stored in the sensor information storage step 9. The robot according to claim 8, wherein the sensor information is selected from the time, the certainty factor, and the priority included in each sensor information with reference to, and the sensor information is output to the behavior control step. Control method.

The sensor information selecting means adds importance indicating the importance of sensor information to the selected sensor information,
The behavior control step determines whether to perform a response according to the sensor information according to the importance level from the sensor information and the importance level input by the sensor information selection step. 10. The robot control method according to claim 8, wherein when the response is not made, the plurality of actuators are controlled so as to continue the autonomous operation according to the task that the robot is currently executing.

The sensor information control step includes
When sensor information input from the sensor is sensor information 1 and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2,
11. The robot control method according to claim 8, wherein the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means.

The sensor information control step includes
The number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor,
Each time sensor information is input from the sensor, the number of occurrences related to the corresponding sensor is updated,
If the number of occurrences is larger than a predetermined numerical value, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, and if it is within the predetermined numerical value, the sensor related to the sensor stored in the sensor information storage means The robot control method according to any one of claims 8 to 10, wherein information is erased and new sensor information is stored in the sensor information storage step.

The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information.
When sensor information input from the sensor is sensor information 1 and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage step is sensor information 2.
In the sensor information control step, the time difference between the time when the sensor information 1 occurs and the time when the sensor information 2 occurs is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the sensor information 2 when the certainty factor of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is deleted,
When the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storing step, and the time difference is equal to or greater than the predetermined time. 11. The robot control method according to claim 8, wherein the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage step.

The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information.
The sensor information control step has the number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor, and updates the number of occurrences related to the corresponding sensor each time sensor information is input from the sensor. If it is larger than a predetermined numerical value, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, and if it is within the predetermined numerical value, the sensor information input from the sensor is set as sensor information 1, and the sensor information storage means When sensor information of the same sensor is stored in sensor information 2 as sensor information 2, the time difference between the time when the sensor information 1 occurs and the time when the sensor information 2 occurs is greater than a predetermined time. If the certainty of the sensor information 1 is shorter and the certainty of the sensor information 2 is compared, and the certainty of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 It was removed,
When the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storing step, and the time difference is equal to or greater than the predetermined time. 11. The robot control method according to claim 8, wherein the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage step.

A robot control program for controlling a robot equipped with a plurality of sensors and a plurality of actuators,
Sensor information storage means for storing sensor information;
Sensor information control means for receiving sensor information and updating the sensor information stored in the sensor information storage means;
An internal state storage means for storing a task identifier for identifying a task executed by the robot and an emotion parameter representing the emotion of the robot;
The priority of the sensor information is determined based on the combination of the task identifier and emotion parameter stored in the internal state storage means, and at least one sensor information is selected from the plurality of sensor information stored in the sensor information storage means. Sensor information selection means for outputting to the behavior control means,
Task identifiers and emotion parameters that are controlled by the sensor information input by the sensor information selection unit and the internal state information stored by the internal state storage unit, and that are stored in the internal state storage unit. And the behavior control means for updating
A robot control program for causing the robot to function as the sensor information storage means, the sensor information control means, the internal state storage means, the sensor information selection means, and the behavior control means.

The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information.
The sensor information selection means determines priority of sensor information from the task identifier and the emotion parameter stored in the internal state storage means, and all sensor information stored in the sensor information storage means The robot according to claim 15, wherein the sensor information is selected from the time, the certainty factor, and the priority included in each sensor information with reference to, and the sensor information is output to the behavior control unit. Control program.

The sensor information selecting means adds importance indicating the importance of sensor information to the selected sensor information,
The behavior control unit determines whether to perform a response according to the sensor information according to the importance level from the sensor information and the importance level input by the sensor information selection unit;
17. The plurality of actuators according to claim 15, wherein when the response according to the sensor information is not performed, the plurality of actuators are controlled so as to continue an autonomous operation according to a task currently being executed by the robot. Robot control program.

The sensor information control means includes
When sensor information input from the sensor is sensor information 1 and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2, the sensor information 2 is deleted, The robot control program according to any one of claims 15 to 17, wherein the sensor information 1 is stored in the sensor information storage unit.

The sensor information control means includes
It has the number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor, and updates the number of occurrences related to the corresponding sensor every time sensor information is input from the sensor,
If the number of occurrences is greater than a predetermined number, discard the sensor information that triggered the update of the number of occurrences,
If it is within the predetermined numerical value, the sensor information related to the corresponding sensor stored in the sensor information storage means is deleted,
The robot control program according to claim 15, wherein new sensor information is stored in the sensor information storage unit.

The sensor information output from each sensor is
Including the time at which the sensor information occurred and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information,
When sensor information input from the sensor is sensor information 1 and sensor information of the same sensor among sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2,
The sensor information control means is such that a time difference between the time when the sensor information 1 occurs and the time when the sensor information 2 occurs is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the sensor information 2 when the certainty factor of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is deleted,
When the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means, and the time difference is equal to or greater than the predetermined time. 18. The robot control program according to claim 15, wherein the sensor information 2 is erased and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means.

The sensor information output from each sensor includes a time when the sensor information occurs and a certainty factor indicating the certainty of the sensor information.
The sensor information control means has the number of occurrences of sensor information per unit time for each sensor, and updates the number of occurrences related to the corresponding sensor each time sensor information is input from the sensor.
If the number of occurrences is greater than a predetermined numerical value, the sensor information that triggered the update of the number of occurrences is discarded, and if it is within the predetermined numerical value, the sensor information input from the sensor is sensor information 1.
When the sensor information of the same sensor among the sensor information stored in the sensor information storage means is sensor information 2,
The time difference between the time when the sensor information 1 occurs and the time when the sensor information 2 occurs is shorter than a predetermined time, and the certainty factor of the sensor information 1 and the certainty factor of the sensor information 2 are compared. If the certainty factor of the sensor information 1 is lower, the sensor information 1 is erased. If the certainty factor of the sensor information 1 is equal to or greater than the certainty factor of the sensor information 2, the sensor information 2 is erased. The sensor information 1 is stored in the sensor information storage means, and when the time difference is equal to or greater than the predetermined time, the sensor information 2 is deleted and the sensor information 1 is stored in the sensor information storage means. The robot control program according to any one of claims 15 to 17, wherein: