控制装置、控制方法以及计算机程序制造方法及图纸

提供了一种用于控制能够从多个步态中选择步态的机器人的控制方案。本发明专利技术提供了一种控制装置，该控制装置包括：成本图生成单元，用于针对能够从多个步态中选择步态的机器人的每一个步态生成成本图；以及路径生成单元，用于使用由成本图生成单元所生成的成本图来生成包括机器人的步态切换的路径。路径生成单元使用所述多个步态中具有高穿越性能的步态的成本图搜索最短路径，在所得到的路径上搜索步态切换点，并且当存在步态切换点时，将该步态切换点定义为子目标，并且使用由目标函数选择的步态的成本图重新搜索路径。的步态的成本图重新搜索路径。的步态的成本图重新搜索路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制装置、控制方法以及计算机程序


[0001]本说明书(下文中称为“本公开”)中公开的技术涉及用于控制机器人的控制装置和控制方法以及计算机程序。

技术介绍

[0002]近年来，移动机器人不断发展，并且正在被广泛用于各个领域。自动移动机器人用于运输行李等。移动机器人可以按照机构被分成腿式、轮式、履带式、关节体式等。例如，已经提出了包括多个移动机构(例如腿和轮)的复合型的移动机器人(请参考专利文献1)。
[0003]在使得能够在腿和轮的多个步态之间进行选择的机器人中，针对机器人的移动，期望在水平地面上选择使用轮并且速度低的步态，但是在台阶或不平坦的地方选择使用腿并且穿越性能高的步态。此外，在移动时，需要避开动态障碍物，并且因此快速响应也是重要的。因此，需要使用有限的计算资源实时地创建机器人可以在切换机器人的步态的同时前进的路径。
[0004]例如，提出了一种行走机器人装置，其中，根据路面状况和机器人的当前姿势来改变步态(请参考专利文献2)。由于这种行走机器人装置仅配备一种类型的腿作为其移动机构，因此步态仅在爬行行走和小跑行走之间切换，而不执行移动机构之间的切换。
[0005]此外，已经提出了一种针对移动机器人的路径创建方法，以创建机器人在避开障碍物的同时从视点行进至终点所沿着的路径(请参考专利文献3)。然而，该方法在处理避开动态障碍物方面存在困难，并且没有在考虑移动机构之间的切换的情况下创建路径。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本专利特许公开第2014
‑
161991号
[0009]专利文献2：日本专利特许公开第2006
‑
255798号
[0010]专利文献3：日本专利特许公开第10
‑
333746号

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本公开的目的是提供用于对使得能够从多个步态中进行选择的机器人进行控制的控制装置和控制方法以及计算机程序。
[0013]问题的解决方案
[0014]已经考虑到上述的问题而做出本公开，并且本公开的第一方面是用于机器人的控制装置，该控制装置包括：成本图创建单元，其针对使得能够从多个步态中进行选择的机器人的步态中的每一个步态创建成本图；以及路径创建单元，其通过使用由成本图创建单元创建的成本图来为机器人创建包括步态切换的路径。
[0015]路径创建单元通过使用多个步态中的穿越性能高的步态的成本图来搜索最短路径，在搜索到的路径上执行步态切换点的搜索，并且在存在步态切换点的情况下，在通过使
用步态切换点作为子目标由目标函数选择的步态的成本图上重新搜索路径。
[0016]控制装置可以被配置成使得当要参考由路径创建单元创建的成本图来向机器人给出与执行包括步态切换的步态有关的指示时，可以向机器人一起给出关于步态切换的过渡时间段的指示。
[0017]同时，本公开的第二方面是用于机器人的控制方法，该方法包括：成本图创建步骤，其针对使得能够从多个步态中进行选择的机器人的步态中的每一个步态创建成本图；以及路径创建步骤，其通过使用在成本图创建步骤中创建的成本图为机器人创建包括步态切换的路径。
[0018]此外，本公开的第三方面是以计算机可读形式描述的计算机程序，该计算机程序使计算机用作以下单元：成本图创建单元，其针对使得能够从多个步态中进行选择的机器人的步态中的每一个步态创建成本图；以及路径创建单元，其通过使用由成本图创建单元创建的成本图为机器人创建包括步态切换的路径。
[0019]根据本公开的第三方面的计算机程序定义了以计算机可读形式描述的计算机程序，使得计算机程序在计算机上实现预定处理。换言之，通过将根据本公开的第三方面的计算机程序安装到计算机中，在计算机上表现协同作用，并且可以实现与根据本公开的第一方面的控制装置的有益工作效果类似的有益工作效果。
[0020]专利技术的有益效果
[0021]根据本公开，可以提供用于机器人的控制装置和控制方法以及计算机程序，以用于执行包括使得能够从多个步态中进行选择的机器人的步态的切换的路径创建。
[0022]要注意的是，本说明书中描述的有益效果始终是示例性的，并且本公开带来的有益效果不限于此。此外，除了上述有益效果之外，本公开有时还表现出另外的附加有益效果。
[0023]根据基于下文描述的实施例和附图进行的更详细的描述，本公开的其他目的、特征和优点将变得明显。
附图说明
[0024][图1]图1是描绘机器人装置100的配置的示例的视图。
[0025][图2]图2是描绘机器人装置200的配置的示例的视图。
[0026][图3]图3是描绘用于机器人装置100的控制系统300的配置的示例的视图。
[0027][图4]图4是描绘用于执行针对机器人装置100的路径创建的功能配置的示例的视图。
[0028][图5]图5是描绘用于执行针对机器人装置100的路径创建的处理过程的流程图。
[0029][图6]图6是描绘腿成本图的示例的图。
[0030][图7]图7是描绘轮成本图的示例的图。
[0031][图8]图8是描绘针对机器人装置100在腿成本图上创建的路径的图。
[0032][图9]图9是在轮成本图上描绘在针对机器人装置100的路径上搜索到的步态切换点的图。
[0033][图10]图10是描绘在考虑了机器人装置100的宽度的情况下搜索步态切换点的示例的图。
[0034][图11]图11是描绘在考虑了机器人装置100的宽度的情况下搜索步态切换点的示例的图。
[0035][图12]图12是描绘在考虑了机器人装置100的宽度的情况下搜索步态切换点的示例的图。
[0036][图13]图13是描绘在考虑了机器人装置100的宽度的情况下搜索步态切换点的示例的图。
[0037][图14]图14是描绘在考虑了机器人装置100的宽度的情况下搜索步态切换点的示例的图。
[0038][图15]图15是描绘在考虑了机器人装置100的物理属性的情况下执行步态切换的示例的图。
[0039][图16]图16是描绘在考虑了机器人装置100的物理属性的情况下执行步态切换的示例的图。
[0040][图17]图17是描绘在考虑了机器人装置100的物理属性的情况下执行步态切换的示例的图。
[0041][图18]图18是描绘在考虑了机器人装置100的物理属性的情况下执行步态切换的示例的图。
[0042][图19]图19是描绘在考虑了机器人装置100的物理属性的情况下执行步态切换的示例的图。
[0043][图20]图20是描绘在考虑了机器人装置100的物理属性的情况下执行步态切换的示例的图。
[0044][图21]图21是描绘在考虑了机器人装置100的物理属性的情况下执行步态切换的另一示例的图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于机器人的控制装置，包括：成本图创建单元，其针对使得能够从多个步态中进行选择的所述机器人的步态中的每一个步态创建成本图；以及路径创建单元，其通过使用由所述成本图创建单元所创建的成本图，为所述机器人创建包括步态切换的路径。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述路径创建单元通过使用所述多个步态中的穿越性能高的步态的成本图来搜索最短路径，在找出的路径上执行步态切换点的搜索，并且在存在步态切换点的情况下，在通过使用所述步态切换点作为子目标由目标函数选择的步态的成本图上重新搜索路径。3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述路径创建单元通过考虑所述机器人装置的物理属性来搜索步态切换点。4.根据权利要求1所述的控制装置，还包括：指示单元，其根据由所述路径创建单元创建的成本图，为所述机器人给出与执行包括步态切换的步态有关的指示。5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，所述指示单元向所述机器人给出关于步态切换的过渡时间段的指示。6.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述机器人包括腿和轮，所述成本图创建单元针对使用所述腿的步态创建腿成本图并且针对使用所述轮的步态创...

【专利技术属性】
技术研发人员：津崎亮一，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：