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公開番号2022094313
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-24
出願番号2021187915
出願日2021-11-18
発明の名称物理的相互作用に基づく自律作業装置の制御
出願人ホンダ リサーチ インスティテュート ヨーロッパ ゲーエムベーハー,Honda Research Institute Europe GmbH
代理人特許業務法人クシブチ国際特許事務所
主分類G05D 1/02 20200101AFI20220617BHJP(制御;調整)
要約【解決手段】自律作業装置は、自律作業装置と物理的エンティティとの物理的相互作用に基づき、センサ信号を生成するように構成された少なくとも1つのセンサと、作業タスクを実施するように構成された少なくとも1つのアクチュエータと、アクチュエータを制御するための制御信号を生成するように構成されたコントローラとを備えている。コントローラは、センサ信号を評価し、自律作業装置と人との物理的相互作用のパターンを特定し、物理的相互作用の特定されたパターンに基づき、制御信号を生成するように構成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
自律作業装置であって、
前記自律作業装置と物理的エンティティとの物理的相互作用に基づき、センサ信号(7.1、7.2)を生成するように構成された少なくとも1つのセンサ(2、8)と、
作業タスクを実施するように構成された少なくとも1つのアクチュエータ(5、6)と、
前記アクチュエータ(5、6)を制御するための制御信号(9.1、9.2)を生成し、前記センサ信号(7.1、7.2)を評価し、前記評価されたセンサ信号(7.1、7.2)に基づき前記自律作業装置と人との物理的相互作用のパターンを特定し、前記物理的相互作用の前記特定されたパターンに基づき、前記制御信号(9.1、9.2)を生成するように構成されたコントローラ(3)と
を備える自律作業装置。
続きを表示(約 1,800 文字)【請求項2】
前記自律作業装置がプログラミングモードまたは学習モードとは異なるモードで動作している間に、前記少なくとも1つのセンサ(2、8)が、前記センサ信号(7.1、7.2)を生成するように構成されている、請求項1に記載の自律作業装置。
【請求項3】
前記少なくとも1つのセンサ(2、8)が、少なくとも1つの方向における加速度を測定する前記センサ信号(7.1、7.2)を取得するように構成されているか、または
前記少なくとも1つのセンサが、慣性計測装置IMU(2)を含んでいるか、または
前記少なくとも1つのセンサが、自律作業装置の可動のまたは力感応式のカバーを含んでいるか、または
前記少なくとも1つのセンサが、自律作業装置に配置されたタッチ感応式の区域を含んでいるか、または
前記少なくとも1つのセンサが、ノックジェスチャを検出するように構成された聴覚センサ(8)を含んでいるか、または
前記少なくとも1つのセンサが、外部からアクセスできるように前記自律作業装置に配置された部材を含んでいる、請求項1または2に記載の自律作業装置。
【請求項4】
前記少なくとも1つの物理的相互作用が、
前記自律作業装置を一方向へ押すこと、
前記自律作業装置の前記ハウジングに対する一方向へのタッチジェスチャ、
前記自律作業装置の前記ハウジングに対する少なくとも一方向へのタッチジェスチャ、
前記自律作業装置のハウジングに対するノックパターン、
前記自律作業装置を持ち上げること、および
前記自律作業装置を揺すること
のうちの少なくとも1つを含んでいる、請求項1から3のいずれか一項に記載の自律作業装置。
【請求項5】
前記コントローラ(3)が、解釈された物理的相互作用に基づく少なくとも1つの作業パラメータについてのデータを含む前記制御信号(9.1、9.2)を生成するように構成されており、前記少なくとも1つの作業パラメータが、
前記自律作業装置により前記作業タスクが実施される作業区域を定義するデータ、
前記作業区域における前記自律作業装置の走行軌道についてのデータ、および
前記自律作業装置の動作モードについてのデータ
のうちの少なくとも1つを含んでいる、請求項1から4のいずれか一項に記載の自律作業装置。
【請求項6】
前記作業区域を定義する前記データが、前記作業区域を修正すること、新規の作業区域を示すこと、および前記作業区域内の禁止区域を定義することのうちの少なくとも1つについての情報を含んでいる、請求項5に記載の自律作業装置。
【請求項7】
前記走行軌道についての前記データが、前記走行軌道を修正すること、特定の位置へ前記自律装置を向けること、新規の走行軌道を示すことのうちの少なくとも1つについての情報を含んでいる、請求項5または6に記載の自律作業装置。
【請求項8】
前記動作モードについての前記データが、作業モード、休止モード、待機モード、事前定義された特定の作業タスク、事前定義された特定の挙動、監視モード、ユーザの後を追う自律作業装置の追跡モード、位置および/または状況のデータをメモリに記憶するための記憶モード、ロック解除プロセス、プログラミングモード、および訓練モードのうちの少なくとも1つについての情報を含んでいる、請求項5から7のいずれか一項に記載の自律作業装置。
【請求項9】
前記コントローラ(3)が、前記評価されたセンサ信号に基づき、前記少なくとも1つの作業パラメータについての前記データを選択または修正するように構成されている、請求項5から8のいずれか一項に記載の自律作業装置。
【請求項10】
前記コントローラ(3)が、第1のセンサ(2)によって生成された、前記評価されたセンサ信号(7.1)に基づき、前記自律作業装置と人との物理的相互作用が生じたと特定する場合には、前記コントローラ(3)は、第2のセンサ(8)を介して取得した、さらなる評価されたセンサ信号(7.2)に基づき、少なくとも1つの作業パラメータを選択または修正するように構成されている、請求項5から9のいずれか一項に記載の自律作業装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、自律作業装置の分野に属し、特に、人との物理的相互作用に基づく、清掃ロボットまたは自律芝刈り機などの自律作業装置の制御の分野に属する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
自律作業装置とは、産業オートメーションの用途を除き、人間または機器にとって有用なタスクを実施する自律的に動作する装置のことである。自律作業装置は、人間が存在しており自律作業装置に接触する可能性がある作業区域において、自らのタスクを実施する。自律作業装置は、サービスロボットと呼ばれることもある。
【0003】
自律作業装置は、一般的なサービスロボット工学の分野において普及してきている。自律作業装置、たとえば吸引清掃機ロボット、窓清掃ロボット、または自律芝刈り機は、通常、最初の導入段階において作業区域および作業パラメータを割り当てることによって構成され、導入段階が無事に終了した後に、割り当てられた作業区域において人からほぼ自律し、独立して作業する。
【0004】
しかし、自律作業装置および人が、作業区域内で互いに近くで動作するという状況が生じることがある。たとえば、自律芝刈り機は、庭の芝生区域でその芝刈りタスクを実施し、一方で同時に、庭師が、庭の特定の区域、たとえば花壇の手入れをしていることがある。庭師が花壇に集中している間に、自律芝刈り機が繰り返し何度も庭師の背中にぶつかることによって、庭師はイライラしたり、さらには邪魔された気分になったりする。さらに、自律芝刈り機が、作業区域をランダムに通ってその芝刈りタスクを実施し、自らの走行軌道に沿って移動するが、その間に芝生区域のうちの特定のスポットを放置していることを、庭師は認識する場合がある。しかし、庭師は、自律芝刈り機を再プログラミングするためのアプリにアクセスできないか、そのアプリを実行しているスマートフォンまたはタブレットコンピュータがすぐ手元にない場合がある。また庭師は、花壇の土で汚れた指で、または雨が降る中で、タブレットコンピュータを操作して、自律芝刈り機の作業区域または走行経路を再構成するのをためらう可能性もある。
【0005】
これらのことを考慮し、放置された芝生のスポットを芝刈りするため、または花壇周りの区域を作業区域から除外して、人間の庭師を継続的に妨害することを回避するために、自律芝刈り機の走行軌道を再構成するようにその自律芝刈り機と相互作用および通信するための手段を、改善する必要性が存在している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1の態様による自律作業装置、第2の態様による自律作業装置を制御するための方法、および第3の態様による自律作業装置を制御するためのプログラムが、これらの問題に対処する。
【0007】
第1の態様による自律作業装置は、自律作業装置と物理的エンティティとの物理的相互作用に基づき、センサ信号を生成するように構成された少なくとも1つのセンサを備えている。自律作業装置はさらに、作業タスクを実施するように構成された少なくとも1つのアクチュエータと、アクチュエータを制御するための制御信号を生成するように構成されたコントローラとを備えている。コントローラは、センサ信号を評価し、評価されたセンサ信号に基づき自律作業装置と人との物理的相互作用のパターンを特定し、物理的相互作用の特定されたパターンに基づき、制御信号を生成するように構成されている。
【0008】
第2の態様による自律作業装置を制御するための方法は、少なくとも1つのセンサ、作業タスクを実施するための少なくとも1つのアクチュエータ、およびコントローラを備えている自律作業装置について言及する。この方法は、自律作業装置と物理的エンティティとの物理的相互作用に基づき、少なくとも1つのセンサによりセンサ信号を生成するステップを含んでいる。その後のステップにおいて、コントローラが、センサ信号を評価する。コントローラは、評価されたセンサ信号に基づき制御信号を生成する。アクチュエータが、生成された制御信号に基づき作業タスクを実施する。この方法は、自律作業装置と人との物理的相互作用のパターンが生じたかどうかを、評価されたセンサ信号に基づき特定するステップを含んでいる。自律作業装置と人との物理的相互作用のパターンが生じたとコントローラが特定した場合には、コントローラは、評価されたセンサ信号に基づき、制御信号を生成するステップを実施する。次いでアクチュエータが、生成された制御信号に基づき作業タスクを実施する。
【0009】
自律作業装置を制御するための、非一時的なコンピュータ読取り可能媒体は、コンピュータまたはデジタルシグナルプロセッサ上でプログラムが実行されたときに、第2の態様による方法のステップを実行するためのプログラムコードを有する第3の態様によるプログラムを記憶している。
【図面の簡単な説明】
【0010】
自律作業装置の機能的構造を示す概要図である。
実施形態による自律作業装置を制御するための方法を示す簡易フローチャートである。
押しジェスチャを使用する実施形態による自律作業装置の制御を示す平面図である。
実施形態による自律作業装置の動作状態を示す簡易状態グラフである。
衝突事象、および物理的相互作用としての押しジェスチャのセンサ信号の例を示す図である。
衝突事象および押しジェスチャを示すセンサ信号、ならびに軽い押しジェスチャを検出するための区別フィルタの例を示す図である。
異なるノック時間パラメータを有するノックジェスチャのセンサ信号を表す2つの例を示す図である。
実施形態による自律作業装置の第1の応用場面を示す図である。
実施形態による自律作業装置の第2の応用場面を示す図である。
実施形態による自律作業装置の第3の応用場面を示す図である。
実施形態による自律作業装置の第4の応用場面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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