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JP6809705B2 - Simulation system - Google Patents
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JP6809705B2 - Simulation system - Google Patents

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Description

この発明はシミュレーションシステムに関し、特にたとえば、コミュニケーションロボットのようなロボットと人との共存環境におけるロボットや人エージェントをシミュレーションする、シミュレーションシステムに関する。 The present invention relates to a simulation system, and more particularly to a simulation system that simulates a robot or a human agent in a coexistence environment between a robot such as a communication robot and a human.

従来のこの種のシミュレーション装置が非特許文献1、2で開示されている。これらの非特許文献1、2のシミュレーション装置では、センサやアクチュエータをシミュレーションして可視化することによって、人との共存環境におけるロボットの適応をより簡単にシミュレーションすることができる。 Conventional simulation devices of this type are disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2. In these simulation devices of Non-Patent Documents 1 and 2, by simulating and visualizing sensors and actuators, it is possible to more easily simulate the adaptation of a robot in a coexistence environment with humans.

https://www.openrobots.org/morse/doc/stable/morse.htmlhttps://www.openrobots.org/morse/doc/stable/morse.html http://gazebosim.org/http://gazebosim.org/

このような共存環境で動くロボットをデバッグするためには問題を引き起こす人々の振る舞いを何回も繰り返しデバッグする必要がある。しかしながら、非特許文献のような先行技術では単にセンサをシミュレーションするだけなので、特定の状況(限られた時間帯で発生する状況、人数が多いときにのみ発生する状況など)を再現するのが難しく、必要なデバッグが行えず、最終的には実空間での動作確認が必要となってしまうなどの問題がある。 In order to debug a robot that operates in such a coexisting environment, it is necessary to repeatedly debug the behavior of people who cause problems. However, it is difficult to reproduce a specific situation (a situation that occurs in a limited time zone, a situation that occurs only when there are a large number of people, etc.) because the prior art such as non-patent documents merely simulates the sensor. However, there is a problem that the necessary debugging cannot be performed, and finally it is necessary to check the operation in the real space.

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、シミュレーションシステムを提供することである。 Therefore, the main object of the present invention is to provide a novel simulation system.

この発明の他の目的は、必要なデバッグを容易に行える、シミュレーションシステムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a simulation system that facilitates the necessary debugging.

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。 The present invention has adopted the following configuration in order to solve the above problems. The reference numerals and supplementary explanations in parentheses indicate the correspondence with the embodiments described later in order to assist the understanding of the present invention, and do not limit the present invention in any way.

第1の発明は、仮想シミュレーション空間に投入した人エージェントの行動をシミュレーションするシミュレーションシステムであって、仮想シミュレーション空間に人エージェントを投入する人生成モジュール、第1命令セットに従って人エージェントにロボットの存在に対する反応行動を行わせる移動モジュール、および第2命令セットによって第1命令セットを部分的に変更することによって仮想シミュレーション空間において特定の状況を再現する状況再現手段を備える、シミュレーションシステムである。 The first invention is a simulation system that simulates the behavior of a human agent input into a virtual simulation space, a human generation module that inputs a human agent into a virtual simulation space, and a human agent according to the first instruction set for the existence of a robot. It is a simulation system including a moving module for performing a reaction action, and a situation reproduction means for reproducing a specific situation in a virtual simulation space by partially changing the first instruction set by the second instruction set.

第1の発明では、シミュレーションシステム(10:実施例において相当する部分を例示する参照符号。以下、同様。)は、人生成モジュール(110)および移動モジュール(114)を備え、人生成モジュール(110)は、たとえば出現率データ(118)に従って人エージェントを生成し、仮想シミュレーション空間(22)内に投入する。移動モジュール(114)は、たとえばオブジェクティブのような第1命令セットに従って、人エージェントに対してロボットに対する定型反応行動を行わせる。状況再現手段(122)は、その第1命令セットを部分的に変更するなどして、仮想シミュレーション空間において特定の状況を再現する。 In the first invention, the simulation system (10: a reference reference numeral exemplifying a corresponding portion in the embodiment; the same applies hereinafter) includes a man-generated module (110) and a mobile module (114), and the man-generated module (110). ) Generates a human agent according to, for example, the appearance rate data (118) and inputs it into the virtual simulation space (22). The mobile module (114) causes a human agent to perform a routine reaction action to the robot according to a first instruction set such as an objective. The situation reproducing means (122) reproduces a specific situation in the virtual simulation space by partially changing the first instruction set.

第1の発明によれば、人エージェントに定型のロボット反応行動を生じさせる第1命令セットを一部変更することによって、特定の状況を仮想シミュレーション空間に再現させることができるので、デバッグが容易になる。 According to the first invention, a specific situation can be reproduced in a virtual simulation space by partially modifying the first instruction set that causes a human agent to generate a routine robot reaction behavior, so that debugging is easy. Become.

第2の発明は、仮想シミュレーション空間に投入した人エージェントの行動をシミュレーションするシミュレーションシステムであって、仮想シミュレーション空間に人エージェントを投入する人生成モジュール、人エージェントにロボットの存在に対する反応行動を行わせる第1命令セットを設定する第1メモリ、第1メモリの第1命令セットに従って人エージェントの移動を制御する移動モジュール、および移動モジュールによって移動される人エージェントを含めて仮想シミュレーション空間を表示するディスプレイを備える、シミュレーションシステムである。 The second invention is a simulation system that simulates the behavior of a human agent input into a virtual simulation space, a human generation module that inputs a human agent into a virtual simulation space, and causes the human agent to perform a reaction action to the existence of a robot. A display that displays the virtual simulation space including the first memory that sets the first instruction set, the movement module that controls the movement of the human agent according to the first instruction set of the first memory, and the human agent that is moved by the movement module. It is a simulation system to be equipped.

第2の発明では、シミュレーションシステム(10)は人生成モジュール(110)および移動モジュール(114)を含む人シミュレータ(26)を備える。人生成モジュール(110)は、たとえば出現率データ(118)に従って人エージェントを生成し、仮想シミュレーション空間(22)内に投入する。移動モジュール(114)は、たとえばオブジェクティブのような、第1メモリに予め設定されている第1命令セットに従って、人エージェントに対してロボットに対する定型反応行動を行わせる。人シミュレータ(26)に接続されたディスプレイ(105)は、移動モジュールによって移動される人エージェントを含めて仮想シミュレーション空間を表示する。 In the second invention, the simulation system (10) comprises a human simulator (26) including a human generation module (110) and a mobile module (114). The human generation module (110) generates a human agent according to, for example, the appearance rate data (118) and inputs it into the virtual simulation space (22). The mobile module (114) causes a human agent to perform a routine reaction action to the robot according to a first instruction set preset in the first memory, such as an objective. The display (105) connected to the human simulator (26) displays the virtual simulation space including the human agent moved by the mobile module.

第2の発明によれば、仮想シミュレーション空間内の人エージェントの第1命令セットに従った対ロボット反応行動を目視によって確認することができるので、シミュレーションを効率的に行える。 According to the second invention, it is possible to visually confirm the reaction behavior to the robot according to the first instruction set of the human agent in the virtual simulation space, so that the simulation can be performed efficiently.

第3の発明は、第2の発明に従属し、第1命令セットより上位であって第1命令セットを部分的に変更可能な第2命令セットを設定する第2メモリをさらに備え、人生成モジュールおよび移動モジュールの少なくともいずれかが第2命令セットによって制御される、シミュレーションシステムである。 The third invention is subordinate to the second invention and further comprises a second memory that sets a second instruction set that is higher than the first instruction set and can partially change the first instruction set, and is man-generated. A simulation system in which at least one of the modules and the mobile module is controlled by a second instruction set.

第3の発明では、第2メモリに記述された第2命令セットに従って、人生成モジュール(110)および/または移動モジュール(114)が人エージェントを生成し、かつ/または人エージェントを移動させる。 In the third invention, the man-generating module (110) and / or the moving module (114) creates a human agent and / or moves the human agent according to a second instruction set described in the second memory.

第3の発明によれば、第2命令セットによって第1命令セットを部分的に書き換え可能なので、第1命令セットに従う人エージェントの行動を部分的に変更することができる。したがって、デバッグで必要な特定的な状況を容易に再現でき、デバッグの効率化が期待できる。 According to the third invention, since the first instruction set can be partially rewritten by the second instruction set, the behavior of the person agent according to the first instruction set can be partially changed. Therefore, the specific situation required for debugging can be easily reproduced, and the efficiency of debugging can be expected.

第4の発明は、第3の発明に従属し、出現率に従って人生成モジュールによって仮想シミュレーション空間内に人エージェントを出現させる手段をさら備え、第2命令セットは出現率に関係なく人生成モジュールによって仮想シミュレーション空間内に人エージェントを出現させる、シミュレーションシステムである。 The fourth invention is subordinate to the third invention , further comprising means for the human agent to appear in the virtual simulation space by the human generation module according to the appearance rate, and the second instruction set is by the human generation module regardless of the appearance rate. It is a simulation system that makes a human agent appear in the virtual simulation space.

第4の発明では、たとえば出現率データ(118)からの出現率に従って、人生成モジュール(110)が人エージェントを生成する。第2命令セットはその出現率とは関係なく人生成モジュール(110)によって任意のタイミングで任意の種類の人エージェントを生成させることができる。 In the fourth invention, for example, the human generation module (110) generates a human agent according to the appearance rate from the appearance rate data (118). The second instruction set can generate any kind of human agent at any timing by the human generation module (110) regardless of its appearance rate.

第4の発明によれば、デバッグのために、一度に多人数の人エージェントを仮想シミュレーション空間に投入して特定の状況を容易に再現させることができ、デバッグの効率化が記載できる。 According to the fourth invention, for debugging, a large number of human agents can be put into the virtual simulation space at a time to easily reproduce a specific situation, and the efficiency of debugging can be described.

この発明によれば、人エージェントのロボットに対する行動を容易に再現できるテストコードを使い、必要なデバッグを容易に行うことができる。 According to the present invention, necessary debugging can be easily performed by using a test code that can easily reproduce the behavior of a human agent on a robot.

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above-mentioned object, other object, feature and advantage of the present invention will become more apparent from the detailed description of the following examples made with reference to the drawings.

図1はこの発明の一実施例のシミュレーションシステムを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a simulation system according to an embodiment of the present invention. 図2はこの発明が適用されるロボットの一例を示す図解図である。FIG. 2 is an illustrated diagram showing an example of a robot to which the present invention is applied. 図3は図2に示すロボットの電気的な構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the robot shown in FIG. 図4は図1の仮想シミュレーション空間の一例を示す図解図である。FIG. 4 is an illustrated diagram showing an example of the virtual simulation space of FIG. 図5は図4の人シミュレータの詳細を示す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram showing details of the human simulator of FIG. 図6は人エージェントのオブジェクティブモデルの一例を示す図解図である。FIG. 6 is an illustrated diagram showing an example of an objective model of a human agent. 図7は人エージェントのオブジェクティブモデルの他の例を示す図解図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of an objective model of a human agent. 図8は人エージェントのオブジェクティブモデルのその他の例を示す図解図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing another example of an objective model of a human agent. 図9は図4の仮想シミュレーション空間の一部における人エージェントの移動の一例を示す図解図である。FIG. 9 is an illustrated diagram showing an example of movement of a human agent in a part of the virtual simulation space of FIG. 図10は図1実施例のシミュレーションシステムのオブジェクティブに従った動作の一例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flow chart showing an example of operation according to the objective of the simulation system of the embodiment of FIG. 図11はスクリプトの一例を示す表である。FIG. 11 is a table showing an example of the script. 図12は図1実施例のシミュレーションシステムのスクリプトに従った動作の他の例を示すフロー図である。FIG. 12 is a flow chart showing another example of the operation according to the script of the simulation system of the embodiment of FIG.

図1を参照して、この実施例のシミュレーションシステム10は、ロボット12、ロボット12を遠隔操作する操作装置14およびロボット12をシミュレートしたロボットエージェントや人(歩行者)エージェントをシミュレーションするシミュレーション装置16含む。シミュレーションシステム10において、ロボット12を除いて、1台または2台以上のコンピュータ(プロセサ)によって実現される。 With reference to FIG. 1, the simulation system 10 of this embodiment includes a robot 12, an operating device 14 that remotely controls the robot 12, and a simulation device 16 that simulates a robot agent or a human (pedestrian) agent that simulates the robot 12. Including. In the simulation system 10, it is realized by one or two or more computers (processors) except for the robot 12.

この実施例のロボット12は、たとえば図2に示すコミュニケーションロボットのように、人との共存環境で活動するロボットである。このようなロボット12は環境の中に存在する人の行動に影響を受けるので、この実施例のシミュレーション装置16では、ロボット12の行動をロボットアプリケーションプログラム(ロボット行動決定プログラム)に従ってシミュレーションする際に、人の行動もシミュレーションすることによって、ロボット12のための安全なロボットアプリケーションプログラムの開発を支援する。 The robot 12 of this embodiment is a robot that operates in a coexistence environment with humans, such as the communication robot shown in FIG. Since such a robot 12 is affected by the behavior of a person existing in the environment, the simulation device 16 of this embodiment is used when simulating the behavior of the robot 12 according to a robot application program (robot behavior determination program). It also supports the development of safe robot application programs for robot 12 by simulating human behavior.

ここで、図2および図3を参照して、この発明の理解に必要な範囲でロボット12の構成について説明する。ロボット12は台車30を含み、台車30の下面にはロボット12を移動させる2つの車輪32および1つの従輪34が設けられる。2つの車輪32は車輪モータ36(図3参照)によってそれぞれ独立に駆動され、台車30すなわちロボット12を前後左右の任意方向に動かすことができる。 Here, the configuration of the robot 12 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 to the extent necessary for understanding the present invention. The robot 12 includes a carriage 30, and two wheels 32 and one trailing wheel 34 for moving the robot 12 are provided on the lower surface of the carriage 30. The two wheels 32 are independently driven by a wheel motor 36 (see FIG. 3), and the carriage 30, that is, the robot 12 can be moved in any direction in the front-rear, left-right, and left-right directions.

台車30の上には、円柱形のセンサ取り付けパネル38が設けられ、このセンサ取り付けパネル38には、多数の距離センサ40が取り付けられる。これらの距離センサ40は、たとえば赤外線や超音波などを用いてロボット12の周囲の物体(人や障害物など)との距離を測定するものである。 A cylindrical sensor mounting panel 38 is provided on the trolley 30, and a large number of distance sensors 40 are mounted on the sensor mounting panel 38. These distance sensors 40 measure the distance to an object (such as a person or an obstacle) around the robot 12 by using, for example, infrared rays or ultrasonic waves.

センサ取り付けパネル38の上には、胴体42が直立して設けられる。また、胴体42の前方中央上部(人の胸に相当する位置)には、上述した距離センサ40がさらに設けられ、ロボット12の前方の、主として人との距離を計測する。また、胴体42には、その側面側上端部のほぼ中央から伸びる支柱44が設けられ、支柱44の上には、全方位カメラ46が設けられる。全方位カメラ46は、ロボット12の周囲を撮影するものであり、後述する眼カメラ70とは区別される。この全方位カメラ46としては、たとえばCCDやCMOSのような固体撮像素子を用いるカメラを採用することができる。 A body 42 is provided upright on the sensor mounting panel 38. Further, the above-mentioned distance sensor 40 is further provided in the upper front center of the body 42 (position corresponding to the chest of a person), and measures the distance in front of the robot 12 mainly to a person. Further, the body 42 is provided with a support column 44 extending from substantially the center of the upper end portion on the side surface side thereof, and an omnidirectional camera 46 is provided on the support column 44. The omnidirectional camera 46 captures the surroundings of the robot 12 and is distinguished from the eye camera 70 described later. As the omnidirectional camera 46, a camera using a solid-state image sensor such as a CCD or CMOS can be adopted.

胴体42の両側面上端部(人の肩に相当する位置)には、それぞれ、肩関節48Rおよび肩関節48Lによって、上腕50Rおよび上腕50Lが設けられる。図示は省略するが、肩関節48Rおよび肩関節48Lは、それぞれ、直交する3軸の自由度を有する。すなわち、肩関節48Rは、直交する3軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕50Rの角度を制御できる。肩関節48Rの或る軸(ヨー軸)は、上腕50Rの長手方向(または軸)に平行な軸であり、他の2軸(ピッチ軸およびロール軸)は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。同様にして、肩関節48Lは、直交する3軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕50Lの角度を制御できる。肩関節48Lの或る軸(ヨー軸)は、上腕50Lの長手方向(または軸)に平行な軸であり、他の2軸(ピッチ軸およびロール軸)は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。 Upper arms 50R and upper arms 50L are provided at the upper ends of both side surfaces of the body 42 (positions corresponding to human shoulders) by shoulder joints 48R and shoulder joints 48L, respectively. Although not shown, the shoulder joint 48R and the shoulder joint 48L each have three orthogonal degrees of freedom. That is, the shoulder joint 48R can control the angle of the upper arm 50R around each of the three orthogonal axes. One axis (yaw axis) of the shoulder joint 48R is an axis parallel to the longitudinal direction (or axis) of the upper arm 50R, and the other two axes (pitch axis and roll axis) are orthogonal to the axis from different directions. It is the axis to do. Similarly, the shoulder joint 48L can control the angle of the upper arm 50L around each of the three orthogonal axes. One axis (yaw axis) of the shoulder joint 48L is an axis parallel to the longitudinal direction (or axis) of the upper arm 50L, and the other two axes (pitch axis and roll axis) are orthogonal to the axes from different directions. It is the axis to do.

また、上腕50Rおよび上腕50Lのそれぞれの先端には、肘関節52Rおよび肘関節52Lが設けられる。図示は省略するが、肘関節52Rおよび肘関節52Lは、それぞれ1軸の自由度を有し、この軸(ピッチ軸)の軸回りにおいて前腕54Rおよび前腕54Lの角度を制御できる。 Further, an elbow joint 52R and an elbow joint 52L are provided at the tips of the upper arm 50R and the upper arm 50L, respectively. Although not shown, the elbow joint 52R and the elbow joint 52L each have a degree of freedom of one axis, and the angles of the forearm 54R and the forearm 54L can be controlled around the axis of this axis (pitch axis).

前腕54Rおよび前腕54Lのそれぞれの先端には、人の手に相当するハンド56Rおよびハンド56Lがそれぞれ設けられる。これらのハンド56Rおよび56Lは、詳細な図示は省略するが、開閉可能に構成され、それによってロボット12は、ハンド56Rおよび56Lを用いて物体を把持または挟持することができる。ただし、ハンド56R、56Lの形状は実施例の形状に限らず、人の手に酷似した形状や機能を持たせるようにしてもよい。 A hand 56R and a hand 56L corresponding to a human hand are provided at the tips of the forearm 54R and the forearm 54L, respectively. These hands 56R and 56L are configured to be openable and closable, although detailed illustration is omitted, so that the robot 12 can grip or hold an object using the hands 56R and 56L. However, the shapes of the hands 56R and 56L are not limited to the shapes of the embodiments, and may have shapes and functions that closely resemble those of human hands.

また、図示は省略するが、台車30の前面、肩関節48Rと肩関節48Lとを含む肩に相当する部位、上腕50R、上腕50L、前腕54R、前腕54L、ハンド56Rおよびハンド56Lには、それぞれ、接触センサ58(図3で包括的に示す)が設けられる。台車30の前面の接触センサ58は、台車30への人間や他の障害物の接触を検知する。したがって、ロボット12は、その自身の移動中に障害物との接触が有ると、それを検知し、直ちに車輪32の駆動を停止してロボット12の移動を急停止させることができる。また、その他の接触センサ58は、当該各部位に触れたかどうかを検知する。 Although not shown, the front surface of the trolley 30, the portion corresponding to the shoulder including the shoulder joint 48R and the shoulder joint 48L, the upper arm 50R, the upper arm 50L, the forearm 54R, the forearm 54L, the hand 56R and the hand 56L, respectively. , A contact sensor 58 (shown comprehensively in FIG. 3) is provided. The contact sensor 58 on the front surface of the trolley 30 detects the contact of a person or other obstacle with the trolley 30. Therefore, when the robot 12 comes into contact with an obstacle during its own movement, it can detect the contact and immediately stop driving the wheels 32 to suddenly stop the movement of the robot 12. In addition, the other contact sensor 58 detects whether or not the respective parts have been touched.

胴体42の中央上部(人の首に相当する位置)には首関節60が設けられ、さらにその上には頭部62が設けられる。図示は省略するが、首関節60は、3軸の自由度を有し、3軸の各軸廻りに角度制御可能である。或る軸(ヨー軸)はロボット12の真上(鉛直上向き)に向かう軸であり、他の2軸(ピッチ軸、ロール軸)は、それぞれ、それと異なる方向で直交する軸である。 A neck joint 60 is provided at the upper center of the body 42 (a position corresponding to a person's neck), and a head 62 is provided above the neck joint 60. Although not shown, the neck joint 60 has three degrees of freedom, and the angle can be controlled around each of the three axes. A certain axis (yaw axis) is an axis that goes directly above the robot 12 (vertically upward), and the other two axes (pitch axis, roll axis) are axes that are orthogonal to each other in different directions.

頭部62には、人の口に相当する位置に、スピーカ64が設けられる。スピーカ64は、ロボット12が、それの周辺の人に対して音声によってコミュニケーションをとるために用いられる。また、人の耳に相当する位置には、マイク66Rおよびマイク66Lが設けられる。以下、右のマイク66Rと左のマイク66Lとをまとめてマイク66ということがある。マイク66は、周囲の音、とりわけコミュニケーションを実行する対象である人間の音声を取り込む。 A speaker 64 is provided on the head 62 at a position corresponding to a person's mouth. The speaker 64 is used by the robot 12 to communicate with people around it by voice. Further, a microphone 66R and a microphone 66L are provided at positions corresponding to human ears. Hereinafter, the right microphone 66R and the left microphone 66L may be collectively referred to as a microphone 66. The microphone 66 captures ambient sounds, especially human voice, which is the object of communication.

さらに、人の目に相当する位置には、右の眼球部68Rおよび左の眼球部68Lが設けられる。右の眼球部68Rおよび左の眼球部68Lは、それぞれ右の眼カメラ70Rおよび左の眼カメラ70Lを含む。以下、右の眼球部68Rと左の眼球部68Lとをまとめて眼球部68ということがある。また、右の眼カメラ70Rと左の眼カメラ70Lとをまとめて眼カメラ70ということがある。 Further, a right eyeball portion 68R and a left eyeball portion 68L are provided at positions corresponding to the human eye. The right eyeball portion 68R and the left eyeball portion 68L include a right eye camera 70R and a left eye camera 70L, respectively. Hereinafter, the right eyeball portion 68R and the left eyeball portion 68L may be collectively referred to as an eyeball portion 68. Further, the right eye camera 70R and the left eye camera 70L may be collectively referred to as an eye camera 70.

眼カメラ70は、ロボット12に接近した人の顔や他の部分ないし物体などを撮影して、それに対応する映像信号を取り込む。この実施例では、ロボット12は、この眼カメラ70からの映像信号によって、人の左右両目のそれぞれの視線方向(ベクトル)を検出する。 The eye camera 70 captures a face of a person approaching the robot 12, other parts or objects, and captures a corresponding video signal. In this embodiment, the robot 12 detects the line-of-sight directions (vectors) of the left and right eyes of the person by the video signal from the eye camera 70.

また、眼カメラ70は、上述した全方位カメラ46と同様のカメラを用いることができる。たとえば、眼カメラ70は、眼球部68内に固定され、眼球部68は、眼球支持部(図示せず)を介して頭部62内の所定位置に取り付けられる。図示は省略するが、眼球支持部は、2軸の自由度を有し、それらの各軸廻りに角度制御可能である。たとえば、この2軸の一方は、頭部62の上に向かう方向の軸(ヨー軸)であり、他方は、一方の軸に直交しかつ頭部62の正面側(顔)が向く方向に直行する方向の軸(ピッチ軸)である。眼球支持部がこの2軸の各軸廻りに回転されることによって、眼球部68ないし眼カメラ70の先端(正面)側が変位され、カメラ軸すなわち視線方向が移動される。なお、上述のスピーカ64、マイク66および眼カメラ70の設置位置は、当該部位に限定されず、適宜な位置に設けられてよい。 Further, as the eye camera 70, the same camera as the omnidirectional camera 46 described above can be used. For example, the eye camera 70 is fixed in the eyeball portion 68, and the eyeball portion 68 is attached to a predetermined position in the head 62 via an eyeball support portion (not shown). Although not shown, the eyeball support portion has two degrees of freedom, and the angle can be controlled around each of these axes. For example, one of these two axes is an axis (yaw axis) in the upward direction of the head 62, and the other is orthogonal to one axis and orthogonal to the front side (face) of the head 62. It is the axis (pitch axis) in the direction of By rotating the eyeball support portion around each of these two axes, the tip (front) side of the eyeball portion 68 or the eye camera 70 is displaced, and the camera axis, that is, the line-of-sight direction is moved. The installation positions of the speaker 64, the microphone 66, and the eye camera 70 are not limited to the relevant parts, and may be provided at appropriate positions.

このように、この実施例のロボット12は、車輪32の独立2軸駆動、肩関節48の3自由度(左右で6自由度)、肘関節52の1自由度(左右で2自由度)、首関節60の3自由度および眼球支持部の2自由度(左右で4自由度)の合計17自由度を有する。 As described above, the robot 12 of this embodiment has independent 2-axis drive of the wheels 32, 3 degrees of freedom of the shoulder joint 48 (6 degrees of freedom on the left and right), 1 degree of freedom of the elbow joint 52 (2 degrees of freedom on the left and right). It has a total of 17 degrees of freedom, including 3 degrees of freedom for the neck joint 60 and 2 degrees of freedom for the eyeball support (4 degrees of freedom on the left and right).

図3はロボット12の電気的な構成を示すブロック図である。この図3を参照して、ロボット12は、1つまたは2以上のプロセサ80を含む。プロセサ80は、バス82を介して、メモリ84、モータ制御ボード86、センサ入力/出力ボード88および音声入力/出力ボード90に接続される。 FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the robot 12. With reference to FIG. 3, the robot 12 includes one or more processor 80s. The processor 80 is connected to the memory 84, the motor control board 86, the sensor input / output board 88, and the voice input / output board 90 via the bus 82.

メモリ84は、図示は省略をするが、ROM、HDDおよびRAMを含む。ROMおよびHDDには、各種プログラムが予め記憶される。 The memory 84 includes a ROM, an HDD, and a RAM, although not shown. Various programs are stored in advance in the ROM and HDD.

モータ制御ボード86は、たとえばDSPで構成され、各腕や首関節60および眼球部68などの各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード86は、プロセサ80からの制御データを受け、右眼球部68Rの2軸のそれぞれの角度を制御する2つのモータ(図3では、まとめて「右眼球モータ92」と示す)の回転角度を制御する。同様にして、モータ制御ボード86は、プロセサ80からの制御データを受け、左眼球部68Lの2軸のそれぞれの角度を制御する2つのモータ(図3では、まとめて「左眼球モータ94」と示す)の回転角度を制御する。 The motor control board 86 is composed of, for example, a DSP, and controls the drive of each axis motor such as each arm, neck joint 60, and eyeball portion 68. That is, the motor control board 86 receives control data from the processor 80 and controls the angles of the two axes of the right eyeball portion 68R (in FIG. 3, collectively referred to as “right eyeball motor 92”). Control the rotation angle of. Similarly, the motor control board 86 receives control data from the processor 80 and controls the angles of the two axes of the left eyeball portion 68L (in FIG. 3, collectively referred to as the "left eyeball motor 94"). The rotation angle of) is controlled.

また、モータ制御ボード86は、プロセサ80からの制御データを受け、肩関節48Rの直交する3軸のそれぞれの角度を制御する3つのモータと肘関節52Rの角度を制御する1つのモータとの計4つのモータ(図3では、まとめて「右腕モータ96」と示す)の回転角度を制御する。同様にして、モータ制御ボード86は、プロセサ80からの制御データを受け、肩関節48Lの直交する3軸のそれぞれの角度を制御する3つのモータと肘関節52Lの角度を制御する1つのモータとの計4つのモータ(図3では、まとめて「左腕モータ98」と示す)の回転角度を制御する。 Further, the motor control board 86 receives control data from the processor 80, and is a total of three motors that control the angles of the three orthogonal axes of the shoulder joint 48R and one motor that controls the angles of the elbow joint 52R. The rotation angles of the four motors (collectively referred to as "right arm motor 96" in FIG. 3) are controlled. Similarly, the motor control board 86 receives control data from the processor 80, and has three motors that control the angles of the three orthogonal axes of the shoulder joint 48L and one motor that controls the angles of the elbow joint 52L. The rotation angles of a total of four motors (collectively referred to as "left arm motor 98" in FIG. 3) are controlled.

さらに、モータ制御ボード86は、プロセサ80からの制御データを受け、首関節60の直交する3軸のそれぞれの角度を制御する3つのモータ(図3では、まとめて「頭部モータ100」と示す)の回転角度を制御する。そして、モータ制御ボード86は、プロセサ80からの制御データを受け、車輪32を駆動する2つのモータ(図3では、まとめて「車輪モータ36」と示す)の回転角度を制御する。 Further, the motor control board 86 receives control data from the processor 80 and controls the angles of the three orthogonal axes of the neck joint 60 (in FIG. 3, collectively referred to as “head motor 100”). ) Rotation angle is controlled. Then, the motor control board 86 receives control data from the processor 80 and controls the rotation angles of the two motors (collectively referred to as “wheel motors 36” in FIG. 3) that drive the wheels 32.

モータ制御ボード86にはさらにハンドアクチュエータ101が結合され、モータ制御ボード86は、プロセサ80からの制御データを受け、ハンド56R、56Lの開閉を制御する。 A hand actuator 101 is further coupled to the motor control board 86, and the motor control board 86 receives control data from the processor 80 and controls the opening and closing of the hands 56R and 56L.

センサ入力/出力ボード88は、モータ制御ボード86と同様に、DSPで構成され、各センサからの信号を取り込んでプロセサ80に与える。すなわち、距離センサ40のそれぞれからの反射時間に関するデータがこのセンサ入力/出力ボード88を通じてプロセサ80に入力される。また、全方位カメラ46からの映像信号が、必要に応じてセンサ入力/出力ボード88で所定の処理を施してからプロセサ80に入力される。眼カメラ70からの映像信号も、同様にして、プロセサ80に入力される。また、上述した複数の接触センサ58(図3では、まとめて「接触センサ58」と示す)からの信号がセンサ入力/出力ボード88を介してプロセサ80に与えられる。音声入力/出力ボード90もまた、同様に、DSPで構成され、プロセサ80から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ64から出力される。また、マイク66からの音声入力が、音声入力/出力ボード90を介してプロセサ80に与えられる。 Like the motor control board 86, the sensor input / output board 88 is composed of a DSP, and takes in signals from each sensor and gives them to the processor 80. That is, data regarding the reflection time from each of the distance sensors 40 is input to the processor 80 through the sensor input / output board 88. Further, the video signal from the omnidirectional camera 46 is input to the processor 80 after being subjected to predetermined processing on the sensor input / output board 88 as needed. The video signal from the eye camera 70 is also input to the processor 80 in the same manner. Further, signals from the plurality of contact sensors 58 (collectively referred to as “contact sensor 58” in FIG. 3) described above are given to the processor 80 via the sensor input / output board 88. Similarly, the voice input / output board 90 is also composed of a DSP, and a voice or a voice according to the voice synthesis data given from the processor 80 is output from the speaker 64. Further, the voice input from the microphone 66 is given to the processor 80 via the voice input / output board 90.

また、プロセサ80は、バス82を介して通信LANボード102に接続される。通信LANボード102は、たとえばDSPで構成され、プロセサ80から与えられた送信データを無線通信モジュール104に与え、無線通信モジュール104は送信データを、ネットワークを介してサーバ(図示せず)等に送信する。また、通信LANボード102は、無線通信モジュール104を介してデータを受信し、受信したデータをプロセサ80に与える。 Further, the processor 80 is connected to the communication LAN board 102 via the bus 82. The communication LAN board 102 is composed of, for example, a DSP, and supplies transmission data given by the processor 80 to the wireless communication module 104, and the wireless communication module 104 transmits transmission data to a server (not shown) or the like via a network. To do. Further, the communication LAN board 102 receives data via the wireless communication module 104, and gives the received data to the processor 80.

図1に戻って、操作装置14は、基本的には1または2以上のコンピュータまたはプロセサによって構成され、そのプロセサのメモリ(図示せず)にロボットアプリケーションプログラム18が設定されていて、そのロボットアプリケーションプログラムがコンピュータからたとえば無線でロボット12またはシミュレーション装置16に与えられる。ロボットアプリケーションプログラム18は、ロボット12に対すアプリケーションプログラムであり、たとえばロボット12を案内ロボットとしとて動作させるときには、そのための動作をロボット12が実行するようなプログラムである。 Returning to FIG. 1, the operating device 14 is basically composed of one or more computers or processors, and the robot application program 18 is set in the memory (not shown) of the processor, and the robot application is set. The program is given from the computer, for example, wirelessly to the robot 12 or the simulation device 16. The robot application program 18 is an application program for the robot 12. For example, when the robot 12 is operated as a guide robot, the robot 12 executes the operation for that purpose.

操作装置14のメモリにはさらに、環境データ20を予め記憶している。環境データ20は主として図4に示す仮想シミュレーション空間22の地図データおよびその仮想シミュレーション空間22内での人エージェントの出現率データを含む。環境および環境内のオブジェクトは3次元モデルデータとして表され、3次元仮想空間として視覚化される。 Environmental data 20 is further stored in the memory of the operating device 14 in advance. The environment data 20 mainly includes the map data of the virtual simulation space 22 shown in FIG. 4 and the appearance rate data of the human agent in the virtual simulation space 22. The environment and the objects in the environment are represented as 3D model data and visualized as 3D virtual space.

図4に示す仮想シミュレーション空間22は、図中点線矩形で示す出入口22aを有する3次元閉空間を想定している。この仮想シミュレーション空間22においては黒色太線で示す通路22bが設定されていて、ロボット12や人エージェントはその通路50や広場などを通行し、またはそこに存在する。これらの通路22bや広場は建物や壁などオブジェクトによって区画され、図中丸印で示す場所で分岐または合流する。 The virtual simulation space 22 shown in FIG. 4 assumes a three-dimensional closed space having an entrance / exit 22a indicated by a dotted line rectangle in the figure. In this virtual simulation space 22, a passage 22b indicated by a thick black line is set, and the robot 12 and the human agent pass through the passage 50, the open space, and the like, or exist there. These passages 22b and the plaza are partitioned by objects such as buildings and walls, and branch or merge at the places indicated by circles in the figure.

シミュレーション装置16は、基本的には1または2以上のプロセサで構成され、ロボット12をシミュレートするロボットシミュレータ24および歩行者のような人エージェントをシミュレートする人シミュレータ26を含み、それぞれのシミュレーション結果が物理エンジン28に入力される。 The simulation device 16 is basically composed of one or more processors, and includes a robot simulator 24 that simulates a robot 12 and a human simulator 26 that simulates a human agent such as a pedestrian, and the simulation results of each are included. Is input to the physics engine 28.

ロボットシミュレータ24は、たとえば先の非特許文献1として例示したMORSEシミュレータであり、このMORSEシミュレータは、ロボット12と同様の、多くのセンサ、アクチュエータおよびロボットのモデルを提供し、そのようなモデル用のAPI(Application Programming Interface)も利用できる。 The robot simulator 24 is, for example, the MORSE simulator exemplified as Non-Patent Document 1 above, and this MORSE simulator provides many models of sensors, actuators and robots similar to the robot 12, and for such models. API (Application Programming Interface) can also be used.

センサシミュレーションにおいては、たとえば、カメラ画像の場合には、カメラ視点からの光学的な計算を行い、カメラ視点毎の画像情報を生成する。レーザ距離計の場合には、レーザによるスキャンを模して、センサから各方位へ距離計測を行い、その結果をセンサ値として保存する。 In the sensor simulation, for example, in the case of a camera image, optical calculation is performed from the camera viewpoint to generate image information for each camera viewpoint. In the case of a laser range finder, the distance is measured from the sensor in each direction by imitating a scan by a laser, and the result is saved as a sensor value.

開発者がロボットのためのロボットアプリケーションプログラムを準備するとき、それらのプログラムはこれらのAPIにアクセスしてセンサデータ(たとえば、レーザ距離計からの距離の読み取り)およびアクチュエータへのコマンドの送信(たとえば、移動速度)を行う。 When developers prepare robot application programs for robots, they access these APIs to send sensor data (eg, read distance from a laser range meter) and commands to actuators (eg, read). Movement speed).

人シミュレータ26は、定期的に新しい歩行者を生成し、それらの位置を更新し、それらがシミュレートされた環境(仮想シミュレーション空間22)を離れるときにそれらを除去する。歩行者すなわち人は、3次元オブジェクトとして表現され、仮想シミュレータ空間22内に配置され、アニメーションエンジンを使用して、その歩行動作がアニメーション化される。 The human simulator 26 periodically generates new pedestrians, updates their positions, and removes them as they leave the simulated environment (virtual simulation space 22). A pedestrian or person is represented as a three-dimensional object, placed in the virtual simulator space 22, and its walking motion is animated using an animation engine.

ただし、人シミュレータ26には図1に示すように環境データ20が与えられるので、人シミュレータ26は、その環境データに含まれる出現率と呼ばれる予め定義された確率で新しい歩行者を周期的に生成する。そして、その歩行者は図4に示す出入口22aの1つに割り当てられ、他の1つに行くように設定される。 However, since the human simulator 26 is given the environmental data 20 as shown in FIG. 1, the human simulator 26 periodically generates new pedestrians with a predetermined probability called the appearance rate included in the environmental data. To do. Then, the pedestrian is assigned to one of the doorways 22a shown in FIG. 4 and is set to go to the other one.

ただし、歩行者はしばしばグループとして(家族やカップルのように)生成され、 それらがグループで表示される場合、サイズはグループメンバの分布によって定義し、すべてのメンバが同じ目的を共有すると仮定する。 However, pedestrians are often generated as groups (like families and couples), and when they are displayed in groups, the size is defined by the distribution of group members, assuming that all members share the same purpose.

物理エンジン28は、物理的な力や法則などに基づいて、ロボットや人エージェントがどのような移動経路をたどるかを計算する。詳しくいうと、物理エンジン28は、ロボットシミュレータ24および人シミュレータ26からの各エージェント(ロボット含む)が意図した動きを、仮想シミュレーション空間22(図4)で実行する処理を実行する。このとき、他の障害物、構造物や他のエージェントとの干渉が何もなければ、意図したとおりの動きを生成する。しかしながら、干渉がある場合、物理学法則(力学法則)に従って、各エージェントの実際の動きを処理する。そして、物理エンジン28からは統合したシミュレーションデータが出力される。 The physics engine 28 calculates what kind of movement path a robot or a human agent follows based on a physical force, a law, or the like. More specifically, the physics engine 28 executes a process of executing the movements intended by each agent (including the robot) from the robot simulator 24 and the human simulator 26 in the virtual simulation space 22 (FIG. 4). At this time, if there is no interference with other obstacles, structures or other agents, the intended movement is generated. However, if there is interference, it processes the actual movement of each agent according to the laws of physics (laws of mechanics). Then, the integrated simulation data is output from the physics engine 28.

シミュレーション装置16には、ディスプレイ105設けられていて、このディスプレイ105によって、たとえば図4に示すような仮想シミュレーション空間の画像が、その中に存在するシミュレートされたロボットや人エージェントとともに、表示される。たとえば、人エージェントは、3次元オブジェクトとして表現され、仮想シミュレーション空間22内に配置され、アニメーションエンジンを使用して、その歩行動作がアニメーション化される。ロボットアプリケーションプログラム18の開発者は、そのディスプレイ105に表示された画像で確認しながら、ロボット12の行動決定プログラム(アプリケーションプログラム)を作製し、修正する。 The simulation device 16 is provided with a display 105, and the display 105 displays, for example, an image of a virtual simulation space as shown in FIG. 4 together with a simulated robot or a human agent existing therein. .. For example, a human agent is represented as a three-dimensional object, placed in a virtual simulation space 22, and its walking motion is animated using an animation engine. The developer of the robot application program 18 creates and modifies the action determination program (application program) of the robot 12 while checking the image displayed on the display 105.

図5を参照して、人シミュレータ26を詳細に説明する。人シミュレータ26は、ロボットシミュレータ24と同様に、シミュレーション装置16のコンピュータないしプロセサによって実現される機能であり、人生成モジュール110を含む。この人生成モジュール110は、上述のように、環境データ20に含まれる出現率データ108に従って新しい歩行者(人エージェント)を、地図データ106が表す、図4に一例を示す仮想シミュレーション空間22内に、周期的に生成する。 The human simulator 26 will be described in detail with reference to FIG. Like the robot simulator 24, the human simulator 26 is a function realized by a computer or a processor of the simulation device 16, and includes a human generation module 110. As described above, the human generation module 110 represents a new pedestrian (human agent) according to the appearance rate data 108 included in the environmental data 20 in the virtual simulation space 22 shown in FIG. 4 represented by the map data 106. , Generate periodically.

出現率データ108は、シミュレーション装置16の仮想シミュレーション空間22に投入する人エージェントのための、人の形状、すなわち大人、子供、男性、女性などの人の形状(パターン)やそれぞれの人の出現率が予め設定されているデータベースであり、設定された確率で設定された形状の人エージェントが生成される。 The appearance rate data 108 is the shape of a person, that is, the shape (pattern) of a person such as an adult, a child, a man, or a woman, and the appearance rate of each person for the person agent to be input to the virtual simulation space 22 of the simulation device 16. Is a preset database, and a human agent with a set shape is generated with a set probability.

なお、この出現率データ108では、曜日や時間ごとに異なるデータセットを保持しておき、曜日や時間を指定してシミュレーションできるようにしてもよい。そうすれば、ある時間帯にロボットを動かすとどうなるのかなど、いろいろシミュレーションすることができる。 The appearance rate data 108 may hold different data sets for each day of the week or time so that the simulation can be performed by designating the day of the week or time. Then, you can simulate various things such as what happens when you move the robot at a certain time.

ただし、生成される人エージェントがグループを形成することを出現率データ108が示していれば、人生成モジュール110は、シミュレーションパラメータとして設定されているグループメンバデータ112従ったメンバ構成のグループで複数の人エージェントを生成する。 However, if the appearance rate data 108 indicates that the generated human agents form a group, the human generation module 110 is a group having a member configuration according to the group member data 112 set as a simulation parameter. Generate a human agent.

移動モジュール114は、人生成モジュール110が生成した人エージェントを、オブジェクティブモデル(Objective Model)116に基づいて、仮想シミュレーション空間22(図4)内を移動させる。ここで、オブジェクティブ(Objective)とは、仮想シミュレーション空間22において、人エージェント(図示せず)の視界にロボットエージェント(図示せず)が入ったときに、人エージェントが示す反応の仕方、つまり人が実空間で実際に執り得る対ロボット行動パターンを規定する命令セットである。この実施例では後述の4つの典型的な反応の態様(オブジェクティブ)をモデルとして設定しておき、移動モジュール114は人エージェントを移動させるとき、そのモデルが示すオブジェクティブに従って移動させる。つまり、オブジェクティブ116は、仮想シミュレーション空間においてロボットの存在に対する反応行動を人エージェントに行わせる、第1命令セットとして機能する。これらのオブジェクティブはシミュレーションシステム10の第1メモリ(図示せず)に記憶されている。 The movement module 114 moves the human agent generated by the human generation module 110 in the virtual simulation space 22 (FIG. 4) based on the objective model 116. Here, the objective is the way in which the human agent reacts when the robot agent (not shown) enters the field of view of the human agent (not shown) in the virtual simulation space 22, that is, the person It is a set of instructions that defines the behavior patterns for robots that can actually be taken in real space. In this embodiment, four typical reaction modes (objectives) described later are set as a model, and when the human agent is moved, the movement module 114 is moved according to the objective indicated by the model. That is, the objective 116 functions as a first instruction set that causes a human agent to perform a reaction action to the existence of a robot in a virtual simulation space. These objectives are stored in the first memory (not shown) of the simulation system 10.

なお、このオブジェクティブモデル116に予め設定されている利用可能なオブジェクティブは、たとえば上記第1メモリから読み出してそれらの一覧をたとえばディスプレイ105などに表示するなどして、デバッグしようとする開発者が知ることができる。開発者は、その中の任意のオブジェクティブを選択して、後述のようにスクリプト(122)でそのオブジェクティブを変更(更新)することが可能である。このとき、開発者はシミュレーションシステム10に設けられているキーボードなどの入力装置(図示せず)を用いて、要変更箇所を変更することができる。そして、その変更(更新)されたオブジェクティブもまた第1メモリに記憶される。つまり、オブジェクティブモデル116は,拡張性を有するように設計しているので、別の誰かが更新したオブジェクティブを一覧情報として知るこことができる点は、有効である。 The available objectives preset in the objective model 116 are known to the developer who intends to debug, for example, by reading from the first memory and displaying a list thereof on a display 105 or the like. Can be done. The developer can select any objective among them and change (update) the objective with a script (122) as described later. At this time, the developer can change the part requiring change by using an input device (not shown) such as a keyboard provided in the simulation system 10. Then, the changed (updated) objective is also stored in the first memory. That is, since the objective model 116 is designed to have extensibility, it is effective that the objective updated by someone else can be known as list information.

たとえば、ロボットが自分の視野に入ったときに人が執る行動パターン(オブジェクティブ)として、図6および図7に示す、ロボットと対話するパターンと、ロボットを観察するパターンがある。 For example, as an action pattern (objective) that a person takes when a robot enters his / her field of view, there are a pattern of interacting with the robot and a pattern of observing the robot, as shown in FIGS. 6 and 7.

図6は、人(「i」で示す)が自分の視野内にロボット12を発見すると、ロボット12の回りに、ロボット12から停止距離Dstopを隔てて停止し、ロボット12と対話するオブジェクティブを図解している。 FIG. 6 illustrates an objective in which when a person (indicated by “i”) finds a robot 12 in his / her field of view, he / she stops around the robot 12 at a stop distance Dstop from the robot 12 and interacts with the robot 12. doing.

図7は、人(「i」で示す)が自分の視野内にロボット12を発見すると、ロボット12の回りに、ロボット12から停止距離Dstopよりもやや大きい観察距離Dobserveを隔てて停止し、ロボット12を観察するオブジェクティブを図解している。 In FIG. 7, when a person (indicated by “i”) finds the robot 12 in his / her field of view, the robot stops around the robot 12 with an observation distance Dobserve slightly larger than the stop distance Dstop. The objective of observing 12 is illustrated.

オブジェクティブとしては、その他、ロボットの傍を通りすぎるオブジェクティブ、およびロボットの傍を減速し、見ながら通りすぎるオブジェクティブがあり、移動モジュール114では、人エージェントがその登録しているどれかのオブジェクティブに従って移動するようにシミュレーションする。 Other objectives include an objective that passes by the robot and an objective that slows down by the robot and passes by while looking at it. In the movement module 114, the human agent moves according to one of the registered objectives. To simulate.

ただし、移動モジュール114は、シミュレーションパラメータに含まれるソーシャルフォースモデル(Social Force Model)118およびインタラクションモデル(Interaction with robot model)120からのそれぞれのモデルデータを考慮して、人エージェントの移動をシミュレートする。ソーシャルフォースモデルとは、後述の図8に示すように歩行者どうしがいかに影響して挙動が変わるかということを表すモデルである。たとえば、斥力または反力などとして知られている。 However, the movement module 114 simulates the movement of the human agent in consideration of the model data from the Social Force Model 118 and the Interaction with robot model 120 included in the simulation parameters. .. The social force model is a model showing how pedestrians affect each other and change their behavior, as shown in FIG. 8 described later. For example, it is known as repulsive force or reaction force.

仮想シミュレーション空間22内において、人エージェントの行動は、他のエージェントから影響されて変化するが(たとえば、人同士がぶつからないように避ける、ロボットを見たら近づく、など)。 In the virtual simulation space 22, the behavior of a human agent changes under the influence of other agents (for example, avoiding people from colliding with each other, approaching a robot when they see it, etc.).

たとえば図8に示すように、2人の人iおよびjは相互に影響して次のステップでの移動位置を決定する場合がある、人エージェントiは本来はdi,jの方向へ移動するのであるが、人エージェントjが人エージェントiに対して角度θi,jの方向に速度vi,jで移動しようとしているため、人エージェントiは、結局d’i,jの方向へ移動することになる。 For example, as shown in FIG. 8, two people i and j may influence each other to determine the movement position in the next step, because the person agent i originally moves in the direction of di, j. However, since the human agent j is trying to move in the direction of the angle θi, j with respect to the human agent i at a velocity vi, j, the human agent i will eventually move in the direction of d'i, j. ..

なお、インタラクションモデル120とは、人のロボットとの相互作用のパターンを予め設定しているモデルである。 The interaction model 120 is a model in which a pattern of interaction with a human robot is preset.

図9は図4に示す仮想シミュレーション環境(空間)の一部を模式的に示していて、仮想シミュレーション空間22は、出入口22aを設けた壁などのオブジェクト124で仕切られた閉空間を想定している。ただし、オブジェクト124はすべて、障害物として地図データ106に書き込まれている。 FIG. 9 schematically shows a part of the virtual simulation environment (space) shown in FIG. 4, and the virtual simulation space 22 assumes a closed space partitioned by an object 124 such as a wall provided with an entrance / exit 22a. There is. However, all the objects 124 are written in the map data 106 as obstacles.

ロボットシミュレータ24は、環境データ20に含まれるロボット(ロボットエージェント)の位置等のデータに基づいて、ロボットアプリケーションプログラム18に従ったロボットの次のステップでの行動をシミュレーションする。ここで、ロボットアプリケーションプログラム18は、図3のセンサ入力/出力ボード88に入力されるセンサ出力に応じて、各モータすなわちアクチュエータを制御してロボットの行動を決定するプログラムである。 The robot simulator 24 simulates the behavior of the robot in the next step according to the robot application program 18 based on the data such as the position of the robot (robot agent) included in the environment data 20. Here, the robot application program 18 is a program that controls each motor, that is, an actuator, and determines the behavior of the robot according to the sensor output input to the sensor input / output board 88 of FIG.

図9の例でいえば、ロボットアプリケーションプログラム18は、たとえば図9において、一方の出入口22aからロボット12が仮想シミュレーション空間22に入り、他方の出入口22aから出るまで、通路22bに従って移動させるように設定されている。なお、図9において参照符号126が、シミュレーションのためにこの仮想シミュレーション空間22に投入された人エージェントを示す。 In the example of FIG. 9, the robot application program 18 is set to move according to the passage 22b from one entrance / exit 22a until the robot 12 enters the virtual simulation space 22 and exits from the other entrance / exit 22a, for example. Has been done. In FIG. 9, reference numeral 126 indicates a human agent put into the virtual simulation space 22 for simulation.

人シミュレータ26はさらに、必要な場合、オブジェクティブ116ではなく、スクリプト122に従ってシミュレーションを実行する。オブジェクティブ116は上述のように、予め設定した、定型の対ロボット反応パターンであるが、スクリプト122は、シミュレーション装置16すなわち人シミュレータ26に非定型の動作を行わせる命令である。ここで、スクリプトとは、コンピュータが理解できる言語への変換作業を省略して、簡単に解釈実行できるようにした簡易プログラム(命令セット)のことである。ソフトウェアの設計などにおいて、コンピュータに命令を与える際には、通常、人間が普通に読み書きできる言語から、コンピュータが理解できる言語、いわゆる機械語への変換が必要であるが、スクリプトは、そのような変換作業を省略して簡単に解釈実行できるようにした簡易プログラムである。これらのスクリプトは、第2命令セットに該当するが、それらはシミュレーションシステム10の第2メモリ(図示せず)に記憶されている。ただし、第1メモリおよび第2メモリは同じメモリの異なる記憶場所であってよい。 The human simulator 26 further performs the simulation according to the script 122 instead of the objective 116, if necessary. As described above, the objective 116 is a preset fixed robot reaction pattern, but the script 122 is an instruction to cause the simulation device 16, that is, the human simulator 26 to perform an atypical operation. Here, the script is a simple program (instruction set) that can be easily interpreted and executed by omitting the conversion work into a language that can be understood by a computer. When giving instructions to a computer, such as in software design, it is usually necessary to convert from a language that humans can normally read and write to a language that can be understood by a computer, the so-called machine language. It is a simple program that can be easily interpreted and executed by omitting the conversion work. These scripts correspond to the second instruction set, but they are stored in the second memory (not shown) of the simulation system 10. However, the first memory and the second memory may be different storage locations of the same memory.

留意すべきは、オブジェクティブ116の上位構造として、スクリプト122が存在し、スクリプト122側からオブジェクティブ116に容易にアクセス可能であるという点である。したがって、オブジェクティブ116は移動モジュール114にのみ命令を与えられるのに対して、スクリプト122は人シミュレータ26全体に命令を与える。そのため、人生成モジュール110も移動モジュール114と同様に、スクリプト122に記述された命令を実行することができる。 It should be noted that the script 122 exists as a superstructure of the objective 116, and the objective 116 can be easily accessed from the script 122 side. Therefore, the objective 116 gives instructions only to the mobile module 114, while the script 122 gives instructions to the entire human simulator 26. Therefore, the human generation module 110 can also execute the instruction described in the script 122 in the same manner as the mobile module 114.

図1に示すように、ロボットの開発環境に人シミュレータを組み込む、ということは比較的新しく、特に、ロボットが視野に入ったときの人エージェントの定型的な反応行動を予め規定しておき、そのどれかを確率的に実行するというオブジェクティブ116の考え方は新しい。そのうえで、スクリプト122をオブジェクティブ116の上位に置くことが、この実施例の特徴である。 As shown in FIG. 1, incorporating a human simulator into the robot development environment is relatively new. In particular, the typical reaction behavior of a human agent when the robot comes into view is defined in advance. The idea of Objective 116 to do one stochastically is new. On top of that, it is a feature of this embodiment that the script 122 is placed above the objective 116.

考え方としては、オブジェクティブ116とスクリプト122を独立に設計するという考え方もあるが、オブジェクティブ116とスクリプト122を独立したものとして準備してしまうと、不都合が生じる。 The idea is to design the objective 116 and the script 122 independently, but if the objective 116 and the script 122 are prepared as independent ones, inconvenience will occur.

デバックしようとする開発者がシミュレータ装置16の内部情報を詳しく知っているとは限らず、場合によっては、実施例のオブジェクティブ116に類似する人エージェント行動を開発者自身がアドホックに記述するかもしれない。そうした場合、スクリプト(テストコード)の記述に大きな時間が掛かってしまい、結果としてデバッグが円滑に進まないことになる。 The developer trying to debug does not necessarily know the inside information of the simulator device 16 in detail, and in some cases, the developer himself may describe the person agent behavior similar to the objective 116 of the embodiment ad hoc. .. In such a case, it takes a long time to write the script (test code), and as a result, debugging does not proceed smoothly.

これに対して、実施例のように、スクリプト122から,オブジェクティブ116を容易にアクセスできる構造とすることによって、スクリプト122によってオブジェクティブ116を変更して、テストコードとして利用することができるのである。 On the other hand, by making the objective 116 easily accessible from the script 122 as in the embodiment, the objective 116 can be changed by the script 122 and used as a test code.

このようなスクリプトの一例が図11に示される。この実施例では8つの命令を記述した1つのスクリプトが代表的に示されるが、その他のスクリプトも当然利用可能である。 An example of such a script is shown in FIG. In this embodiment, one script describing eight instructions is typically shown, but other scripts can of course be used.

このようなスクリプト122は、シミュレーション装置16においてテストモードを実行するためのテストコードであり、たとえばシミュレーション装置16のテストモードボタン(図示せず)が操作されてテストモードが呼び出されたとき、あるいは設定ファイルで起動時にテストモードが呼び出されたとき、図11のようなスクリプト122の一覧が表示され、それを開発者が選択してシミュレーション装置16、特に人シミュレータ26に実行させる。詳細は、図12を参照して後述する。 Such a script 122 is a test code for executing the test mode in the simulation device 16, for example, when the test mode button (not shown) of the simulation device 16 is operated to call the test mode, or to set the test mode. When the test mode is called at startup in the file, a list of scripts 122 as shown in FIG. 11 is displayed, which the developer selects and causes the simulation device 16, especially the human simulator 26, to execute it. Details will be described later with reference to FIG.

ここで、まず、図10を参照して、オブジェクティブモデル116に従った図1に示すシミュレーション装置16における動作の一例を説明する。 Here, first, with reference to FIG. 10, an example of the operation in the simulation device 16 shown in FIG. 1 according to the objective model 116 will be described.

最初のステップS1において、一例として図4(および図9)に示す通路22b上を移動するように設定されている、ロボットアプリケーションプログラム18を読み込むとともに、環境データ20を読み込む。すなわち、ロボット12の行動をシミュレーションする図4(および図9)のような仮想シミュレーション空間22の地図データ106および出現率データ108が示す仮想シミュレーション空間22に投入する人エージェントの生成に関するパラメータ(出現頻度、移動経路、グループ人数、大人子供や男女の比率、背の高さなど)および各エージェント(ロボット12を含む)の位置データなどを読み込む。 In the first step S1, the robot application program 18 set to move on the passage 22b shown in FIG. 4 (and FIG. 9) is read as an example, and the environment data 20 is read. That is, a parameter (appearance frequency) related to the generation of a human agent to be input to the virtual simulation space 22 indicated by the map data 106 and the appearance rate data 108 of the virtual simulation space 22 as shown in FIG. 4 (and FIG. 9) that simulates the behavior of the robot 12. , Movement route, number of groups, ratio of adults and children and men and women, height, etc.) and position data of each agent (including robot 12).

次のステップS3では、人シミュレータ26の人生成モジュール110によって、環境データ20が提示する人エージェントの生成に関する上述のパラメータおよびグループからの人パターンのデータに従って、仮想シミュレーション空間22内で、1または2以上の人エージェントを生成して配置する。 In the next step S3, one or two in the virtual simulation space 22 according to the above parameters and data of the person pattern from the group regarding the generation of the person agent presented by the environment data 20 by the person generation module 110 of the person simulator 26. Create and deploy the above person agents.

ステップS5で人シミュレータ26は、環境データ20が示す現在の人エージェントおよびロボット12の位置に基づいて、そしてオブジェクティブモデル116が示す対ロボット行動パターンに基づいて、人エージェントの次のステップでの行動を決定する。なお、基本的な前述した4つのオブジェクティブの一覧は開発者(操作装置14のオペレータ)が自由にアクセスできる形で提供される。さらに、他のオブジェクティブモデルを採用することもできる。 In step S5, the human simulator 26 performs the behavior of the human agent in the next step based on the current positions of the human agent and the robot 12 shown by the environmental data 20 and based on the anti-robot behavior pattern shown by the objective model 116. decide. The basic list of the above-mentioned four objectives is provided in a form that can be freely accessed by the developer (operator of the operating device 14). In addition, other objective models can be adopted.

ステップS7でロボットシミュレータ24は、環境データ20が示す現在の人エージェントおよびロボット12の位置に基づいて、ロボットアプリケーションプログラム18に従って、次のステップでのロボット12の行動を決定する。 In step S7, the robot simulator 24 determines the action of the robot 12 in the next step according to the robot application program 18 based on the current positions of the human agent and the robot 12 indicated by the environmental data 20.

具体的には、ステップS7では、ロボット12がたとえば搬送ロボットや搭乗型ロボットのように目的地に向かうことが主目的のロボットである場合、他の人々の現在の位置や移動速度から、なるべく他人の移動に干渉しないような移動経路を計算する処理を行う。また、ロボット12が人々にサービス提供することが目的のロボットである場合には、たとえば、ロボットに興味がありそうな人に接近するために、単純な場合では、ロボットの近傍で止まっている人を選択して、その人に向かって進む、また、人々が集まりがちな場所を選んでそのような場所でやってくる人を待ち受ける、また、混雑を起こさないように過度に人々が通る場所には近づかないようにする、といった処理を行ったりする。 Specifically, in step S7, when the robot 12 is a robot whose main purpose is to go to the destination, such as a transfer robot or a boarding robot, it is possible to consider another person from the current position and movement speed of other people. Performs a process of calculating a movement route that does not interfere with the movement of the robot. Further, when the robot 12 is a robot whose purpose is to provide services to people, for example, a person who is stopped near the robot in a simple case in order to approach a person who may be interested in the robot. Choose to go towards that person, choose a place where people tend to gather, wait for people to come in such a place, or get too close to a place where people pass too much to avoid congestion. It performs processing such as preventing it from occurring.

このステップS7の場合、ステップS5での人エージェントの次のステップでの行動を決定しているので、それを考慮して、上述の処理を実行する。そのため、人と共存する実空間で活動するロボットアプリケーションプログラムの当否を、仮想シミュレーション空間内で判断することができる。 In the case of this step S7, since the action in the next step of the human agent in step S5 is determined, the above-mentioned process is executed in consideration of it. Therefore, it is possible to judge in the virtual simulation space whether or not the robot application program that operates in the real space coexisting with humans is appropriate.

その後ステップS9で、物理エンジン28において、各エージェントの行動を実現する。詳しくいうと、ステップS9では、先に説明したように、各エージェント(ロボット含む)が意図した動きを仮想シミュレーション空間22内で実施する処理が行われ、他の障害物、構造物や他のエージェントとの干渉が何もなければ、各エージェントは意図したとおりに動く。たとえば、エージェントが1歩前進しようとした場合、その意図通り、エージェントが1歩前進する。 After that, in step S9, the action of each agent is realized in the physics engine 28. More specifically, in step S9, as described above, the process of executing the movement intended by each agent (including the robot) in the virtual simulation space 22 is performed, and other obstacles, structures and other agents are performed. If there is no interference with, each agent works as intended. For example, if the agent tries to take one step forward, the agent takes one step forward as intended.

ところが、干渉がある場合、物理学法則(力学法則)に従って各エージェントの実際の動きが処理される。単純な場合、たとえば壁に向かって進もうとすると、壁に衝突し、それ以上前進できないし、一定の反発係数に従って反力を受ける。エージェント同士の衝突の場合、前進する動きと、反力による移動が重なり合って、たとえば、単純な例を考えると、前進中にたとえば側方から衝突すると、斜め前方へと実際には動くことになる。 However, when there is interference, the actual movement of each agent is processed according to the laws of physics (law of mechanics). In a simple case, for example, if you try to move toward a wall, it will collide with the wall, you will not be able to move forward any further, and you will receive a reaction force according to a constant coefficient of restitution. In the case of a collision between agents, the forward movement and the movement due to the reaction force overlap, for example, considering a simple example, if a collision occurs from the side while moving forward, it will actually move diagonally forward. ..

次のステップS11で、環境データやセンサデータなどを更新する。 In the next step S11, the environment data, the sensor data, and the like are updated.

そして、ステップS13でシミュレーションを終了するかどうか判断し、シミュレーションを続行するなら再び先のステップS3に戻り、たとえば行動決定プログラムが終了するなどした場合“YES”が判断され、シミュレーションを終了する。 Then, it is determined whether or not to end the simulation in step S13, and if the simulation is continued, the process returns to the previous step S3 again. For example, if the action determination program is terminated, "YES" is determined and the simulation is terminated.

このように、シミュレーション装置16においてオブジェクティブ116に従ってロボットの周囲の人の行動を再現するようにシミュレーションを行い、その状態をディスプレイ105(図1)で確認することにより、ロボットの行動をシミュレーションできるので、ロボットを実空間で実際に動かすことなく、人と共存する実空間で活動するロボットアプリケーションプログラム18の開発を効率的に行うことができる。 In this way, the robot behavior can be simulated by performing simulation in the simulation device 16 so as to reproduce the behavior of people around the robot according to the objective 116 and confirming the state on the display 105 (FIG. 1). It is possible to efficiently develop a robot application program 18 that operates in a real space that coexists with humans without actually moving the robot in the real space.

上述のようなシミュレーションでは、予め設定された環境データ20やオブジェクティブモデル116に従って人エージェントの移動をシミュレーションするので、ロボットアプリケーションプログラムをデバッグするときに特殊な状況を再現しにくい。たとえばそのような状況が特定の時間帯でのみ発生する、人数が多いときのみ発生するなど、定型のオブジェクティブモデル116だけでは再現するのが難しいことが多い。したがって、十分なデバッグができず、最終的には実空間で確認しなければならなくなってはしまう。 In the simulation as described above, since the movement of the human agent is simulated according to the preset environment data 20 and the objective model 116, it is difficult to reproduce a special situation when debugging the robot application program. For example, such a situation occurs only in a specific time zone or when there are a large number of people, and it is often difficult to reproduce it only with the standard objective model 116. Therefore, sufficient debugging cannot be performed, and eventually it becomes necessary to check in real space.

そこで、この実施例のシミュレーション装置16では、定型のオブジェクティブの他に、人エージェントの振る舞いや仕組みを再現するテストコード(ある特定の状況を再現(テスト)するためのスクリプト)を記述して実行可能なフレームワークを提案する。 Therefore, in the simulation device 16 of this embodiment, in addition to the standard objective, a test code (a script for reproducing (testing) a specific situation) that reproduces the behavior and mechanism of a human agent can be described and executed. Propose a new framework.

図11に示す例では、「離れた場所にいる子供が少し移動し、その後、ロボットと対話する(前へとやってくる)」というテスト内容を記載したスクリプトで、8つの命令が記述されている。日本語の行は該当のテストコードの意味を示し、次の英数字の行が実際のテストコードを示す。 In the example shown in FIG. 11, eight commands are described in a script that describes the test content that "a child in a distant place moves a little and then interacts with the robot (comes forward)". The Japanese line indicates the meaning of the test code, and the next alphanumeric line indicates the actual test code.

命令1は、「シミュレーション時間において5秒間実行し続ける」、という内容である。 The instruction 1 has the content of "continuing to execute for 5 seconds in the simulation time".

命令2は、Boy 02という「子供を生成する」、という内容である。図5に示す出現率データ108は、予め定めた出現率に従って人生成モジュール110に、人エージェントを生成させる手段であるが、スクリプトのこの命令2は、その出現率に関係なく、任意のタイミングで任意の種類の人エージェントを人生成モジュール110から生成させることができる。それによって、デバッグのために、一度に多人数の人エージェントを仮想シミュレーション空間22に投入して特定の状況を再現させることができるのである。 Instruction 2 has the content of Boy 02, "to generate a child". The appearance rate data 108 shown in FIG. 5 is a means for causing the human generation module 110 to generate a human agent according to a predetermined appearance rate, but this instruction 2 of the script is performed at an arbitrary timing regardless of the appearance rate. Any kind of human agent can be generated from the human generation module 110. As a result, it is possible to put a large number of human agents into the virtual simulation space 22 at a time for debugging to reproduce a specific situation.

命令3は、人エージェントの位置を設定する、という内容である。 The instruction 3 is to set the position of the human agent.

命令4は、人エージェントを指定した場所へ移動させる、という内容である。 Command 4 is to move the human agent to a designated place.

命令5は、人エージェントが指定した目的地に場到着するまで待つ、という内容である。 The instruction 5 is to wait until the person agent arrives at the designated destination.

命令6は、人エージェントを新しい目的地へ移動させる、という内容である。 Command 6 is to move the human agent to a new destination.

命令7は、オブジェクティブを変更する、という内容である。ただし、オブジェクティブを変更するのは、移動モジュール114である。移動モジュール114のみがオブジェクティブモデル116にアクセスできるからである。また、オブジェクティブの前部を変更するのでは、オブジェクティブを利用してデバッグ用の特定状況を再現しようとする趣旨に反する(時間が掛かり過ぎる)ので、スクリプトによるオブジェクティブの変更は、第1命令セットであるオブジェクティブの一部の命令を変更する。 Order 7 is to change the objective. However, it is the mobile module 114 that changes the objective. This is because only the mobile module 114 can access the objective model 116. Also, changing the front part of the objective is contrary to the purpose of trying to reproduce a specific situation for debugging using the objective (it takes too much time), so changing the objective by script is done in the first instruction set. Change some commands of an objective.

命令8は、「シミュレーション時間において5分間実行し続ける」、という内容である。スクリプトの最終行まで到達するとシミュレーションは)終了する、という設定にしているため、「人がロボットに近づいている様子」を開発者が5分間見て、動作を検証する目的でこの命令8を記述している。 Instruction 8 has the content of "continuing to execute for 5 minutes in the simulation time". Since it is set that the simulation will end when the last line of the script is reached, the developer will watch "a person approaching the robot" for 5 minutes and write this instruction 8 for the purpose of verifying the operation. doing.

なお、スクリプトが読み込まれると、人シミュレータ26の各モジュール110および114は、「確率的な遷移」を行わない、特殊な命令モードに移行する。そのため、人エージェントの生成や、目的地の設定、オブジェクティブの決定(とそのタイミング)を全てスクリプトで設定する必要がある。したがって、スクリプト122は、2のモジュール110および114に直接命令を出すことができるようになっている。 When the script is read, the modules 110 and 114 of the human simulator 26 shift to a special instruction mode that does not perform "stochastic transition". Therefore, it is necessary to set all the generation of human agents, the setting of destinations, and the determination of objectives (and their timing) with scripts. Therefore, the script 122 can issue instructions directly to the modules 110 and 114 of 2.

そして、上述のようにしてテストモードが呼び出されると、シミュレーション装置16のプロセサ(図示せず)は、図12の最初のステップS21で、スクリプト122のテストコードを1行(図11の英数字の行)読み込む。 Then, when the test mode is called as described above, the processor (not shown) of the simulation device 16 puts the test code of the script 122 on one line (alphanumeric characters in FIG. 11) in the first step S21 of FIG. Line) Read.

読み取ったテストコードに基づいて、ステップS23、S29、S33、S37またはS41(S43)で、テストコードの内容を判断し、その結果に応じて、ステップS25、S31、S35、S39またはS45で所要の処理を、シミュレーション装置16の1または2以上のプロセサが実行する。そして、ステップS27でその結果をディスプレイ105(図1)に表示するとともに、ネットワーク(図示せず)から操作装置14へ出力する。したがって、開発者すなわちオペレータがそのテストコードに従った人エージェントの生成や行動を確認することができる。 Based on the read test code, the content of the test code is determined in steps S23, S29, S33, S37 or S41 (S43), and depending on the result, required in steps S25, S31, S35, S39 or S45. The processing is executed by one or more processors of the simulation device 16. Then, in step S27, the result is displayed on the display 105 (FIG. 1) and output from the network (not shown) to the operating device 14. Therefore, the developer, that is, the operator, can confirm the generation and behavior of the human agent according to the test code.

詳しく説明すると、ステップS23では、ステップS21で読み取ったテストコードが人エージェントの生成命令であるかどうか、判断する。“YES”なら、ステップS25において、人生成モジュール110によって、人エージェントを初期値に生成させる。ただし、人エージェントは、人シミュレータ26の1ステップ毎に生成される。その後、ステップS27において、ステップS25でのテストコードの実行結果を、ディスプレイ105およびネットワークへ出力する。 More specifically, in step S23, it is determined whether or not the test code read in step S21 is a human agent generation instruction. If "YES", in step S25, the human generation module 110 generates a human agent to the initial value. However, the human agent is generated for each step of the human simulator 26. Then, in step S27, the execution result of the test code in step S25 is output to the display 105 and the network.

ステップS27では、ステップS21で読み取ったテストコードが人エージェントの位置変更命令であるかどうか、判断する。“YES”なら、ステップS29において、移動モジュール114によって、指定した人エージェントの現在位置を変更させる。その後、ステップS27において、ステップS31でのテストコードの実行結果を、ディスプレイ105およびネットワークへ出力する。 In step S27, it is determined whether or not the test code read in step S21 is a position change command of the human agent. If "YES", in step S29, the movement module 114 causes the current position of the designated person agent to be changed. Then, in step S27, the execution result of the test code in step S31 is output to the display 105 and the network.

ステップS31では、ステップS21で読み取ったテストコードが人エージェントの移動命令であるかどうか、判断する。“YES”なら、ステップS33において、移動モジュール114によって、指定した人エージェントの移動を開始させる。その後、ステップS27において、ステップS35でのテストコードの実行結果を、ディスプレイ105およびネットワークへ出力する。 In step S31, it is determined whether or not the test code read in step S21 is a movement command of a human agent. If "YES", in step S33, the movement module 114 starts the movement of the designated person agent. Then, in step S27, the execution result of the test code in step S35 is output to the display 105 and the network.

ステップS35では、ステップS21で読み取ったテストコードがオブジェクティブの設定命令であるかどうか、判断する。“YES”なら、ステップS37において、シミュレーション装置16のプロセサが、オブジェクティブモデル116の中の対応するオブジェクティブを変更する。その後、ステップS27において、ステップS39でのテストコードの実行結果を、ディスプレイ105およびネットワークへ出力する。それによって、開発者は自分の設定したスクリプトに従ったシミュレーションを目視によって確認することができる。ただし、このオブジェクティブの変更は移動モジュール114によって行う。具体的には、先に説明したようにメモリに設定されているオブジェクティブをそのメモリから読み出し、該当する箇所のソースコードをキーボードなどを使って変更することによって、オブジェクティブを変更することができる。 In step S35, it is determined whether or not the test code read in step S21 is an objective setting instruction. If “YES”, in step S37, the processor of the simulation apparatus 16 changes the corresponding objective in the objective model 116. Then, in step S27, the execution result of the test code in step S39 is output to the display 105 and the network. As a result, the developer can visually confirm the simulation according to the script set by himself / herself. However, this objective change is made by the mobile module 114. Specifically, as described above, the objective can be changed by reading the objective set in the memory from the memory and changing the source code of the corresponding portion by using a keyboard or the like.

ステップS39では、ステップS21で読み取ったテストコードが待機命令であるかどうか、判断する。“YES”なら、次のステップS43において、さらに待機条件(たとえば、テストコード1または8での設定時間の経過)が成立したかどうか判断する。“YES”なら、ステップS45で、ステップS27と同様に、そのテストコードの実行結果を、ディスプレイ105およびネットワークへ出力する。 In step S39, it is determined whether or not the test code read in step S21 is a standby instruction. If "YES", it is determined in the next step S43 whether or not the waiting condition (for example, the elapse of the set time in the test code 1 or 8) is further satisfied. If "YES", in step S45, the execution result of the test code is output to the display 105 and the network in the same manner as in step S27.

図10および図12に示すように、スクリプト122とオブジェクティブ116を別々に実行可能とした理由は、スクリプトとオブジェクティブの目的(および抽象度)が異なるためである。 As shown in FIGS. 10 and 12, the reason why the script 122 and the objective 116 can be executed separately is that the purpose (and the degree of abstraction) of the script and the objective 116 are different.

すなわち、スクリプト122は、「(複数の人エージェントの生成や行動変化を含む)特定の状況の再現」が目的であって、この中に、特定の状況を再現するための、(複数の)人エージェントの生成のタイミング,移動のタイミング、オブジェクティブの変更タイミングを記載したものであり、(スクリプトを使用しない)通常のシミュレーションでは利用できない。 That is, the script 122 has the purpose of "recreating a specific situation (including the generation of a plurality of human agents and behavioral changes)", and the (plural) people for reproducing a specific situation in the script 122. It describes the timing of agent generation, movement timing, and objective change timing, and cannot be used in normal simulation (without using scripts).

これに対して、オブジェクティブ116は「1人の人エージェントがロボットの存在に対して行う反応行動」を記載して利用することを目的としている。そのため、オブジェクティブ116は、遷移確率さえ定義してしまえば、(スクリプトを使用しない)通常のシミュレーションで容易に使用することができる。 On the other hand, the objective 116 is to describe and use "a reaction action performed by one human agent in response to the existence of a robot". Therefore, the objective 116 can be easily used in a normal simulation (without using a script) once the transition probability is defined.

また,このように分類をすることで、スクリプトからは、オブジェクティブは下位の変更可能なライブラリとして見ることが可能になる。つまり、スクリプトによってオブジェクティブを使用することで、再現したい状況を簡単に記述することができる。 In addition, by classifying in this way, the objective can be seen as a lower mutable library from the script. In other words, by using objectives with scripts, you can easily describe the situation you want to reproduce.

なお、このシミュレーションシステム10が行動をシミュレーションできるロボットは実施例で説明した図3および図4に示すロボット12に限定されるものではない。他の形式、構造のコミュニケーションロボットにもこのシミュレーション装置は適用可能である。 The robot capable of simulating the behavior of the simulation system 10 is not limited to the robot 12 shown in FIGS. 3 and 4 described in the embodiment. This simulation device can also be applied to communication robots of other types and structures.

10 …シミュレーションシステム
12 …ロボット
14 …操作装置
16 …シミュレーション装置
18 …ロボットアプリケーションプログラム
22 …仮想シミュレーション空間
24 …ロボットシミュレータ
26 …人シミュレータ
28 …物理エンジン
116 …オブジェクティブモデル
122 …スクリプト
10… Simulation system 12… Robot 14… Operating device 16… Simulation device 18… Robot application program 22… Virtual simulation space 24… Robot simulator 26… Human simulator 28… Physics engine 116… Objective model 122… Script

Claims (4)

仮想シミュレーション空間に投入した人エージェントの行動をシミュレーションするシミュレーションシステムであって、
前記仮想シミュレーション空間に人エージェントを投入する人生成モジュール、
第1命令セットに従って前記人エージェントにロボットの存在に対する反応行動を行わせる移動モジュール、および
第2命令セットによって前記第1命令セットを部分的に変更することによって前記仮想シミュレーション空間において特定の状況を再現する状況再現手段を備える、シミュレーションシステム。
A simulation system that simulates the behavior of a human agent put into a virtual simulation space.
A human generation module that inputs a human agent into the virtual simulation space,
A mobile module that causes the human agent to react to the presence of a robot according to the first instruction set, and a specific situation is reproduced in the virtual simulation space by partially modifying the first instruction set by the second instruction set. A simulation system equipped with means for reproducing the situation.
仮想シミュレーション空間に投入した人エージェントの行動をシミュレーションするシミュレーションシステムであって、
前記仮想シミュレーション空間に人エージェントを投入する人生成モジュール、
前記人エージェントにロボットの存在に対する反応行動を行わせる第1命令セットを設定する第1メモリ、
前記第1メモリの前記第1命令セットに従って前記人エージェントの移動を制御する移動モジュール、および
前記移動モジュールによって移動される人エージェントを含めて前記仮想シミュレーション空間を表示するディスプレイを備える、シミュレーションシステム。
A simulation system that simulates the behavior of a human agent put into a virtual simulation space.
A human generation module that inputs a human agent into the virtual simulation space,
A first memory that sets a first instruction set that causes the human agent to perform a reaction action to the presence of a robot,
A simulation system including a mobile module that controls the movement of the human agent according to the first instruction set of the first memory, and a display that displays the virtual simulation space including the human agent moved by the movement module.
前記第1命令セットより上位であって第1命令セットを部分的に変更可能な第2命令セットを設定する第2メモリをさらに備え、
前記人生成モジュールおよび前記移動モジュールの少なくともいずれかが前記第2命令セットによって制御される、請求項2記載のシミュレーションシステム。
Further provided with a second memory for setting a second instruction set that is higher than the first instruction set and is capable of partially modifying the first instruction set.
The simulation system according to claim 2, wherein at least one of the man-generated module and the mobile module is controlled by the second instruction set.
出現率に従って前記人生成モジュールによって前記仮想シミュレーション空間内に人エージェントを出現させる手段をさら備え、
前記第2命令セットは前記出現率に関係なく前記人生成モジュールによって前記仮想シミュレーション空間内に人エージェントを出現させる、請求項記載のシミュレーションシステム。
Further provided with means for causing a human agent to appear in the virtual simulation space by the human generation module according to the appearance rate.
The simulation system according to claim 3 , wherein the second instruction set causes a human agent to appear in the virtual simulation space by the human generation module regardless of the appearance rate.
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