(57)【要約】【課題】遠隔作業におけるロボットの単位時間ごとの安全性を評価すること。【解決手段】評価装置は、ロボットが走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングするサンプリング部と、時系列データにおいてロボットの単位時間ごとの動的安定性を算出する動的安定性算出部と、動的安定性を単位時間ごとに統合し走行安定性を算出する走行安定性算出部と、を備える。【選択図】図２
2019209421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットが走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングするサンプリング部と、
前記時系列データにおいて前記ロボットの単位時間ごとの動的安定性を算出する動的安定性算出部と、
前記動的安定性を前記単位時間ごとに統合し走行安定性を算出する走行安定性算出部と、を備える、
評価装置。
【請求項２】
前記走行安定性の評価結果を、前記ロボットの周辺環境に重畳させて可視化する出力制御部をさらに備える、
請求項１に記載の評価装置。
【請求項３】
前記サンプリング部は、前記ロボットと、前記走行経路の地面との接触状態や、前記走行経路の地面から受ける反力および反力モーメントに関する前記時系列データをサンプリングする、
請求項１または２に記載の評価装置。
【請求項４】
前記動的安定性算出部は、前記ロボットと、前記走行経路の地面との接触状態に基づいて、前記動的安定性を算出する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の評価装置。
【請求項５】
前記ロボットは、アーム部を備え、
前記動的安定性算出部は、前記アーム部の状態を考慮して前記動的安定性を算出する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の評価装置。
【請求項６】
ロボットが走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングするステップと、
前記時系列データにおいて前記ロボットの単位時間ごとの動的安定性を算出するステップ、
前記動的安定性を前記単位時間ごとに統合し走行安定性を算出するステップと、を含む、
評価方法。
【請求項７】
ロボットが走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングするステップと、
前記時系列データにおいて前記ロボットの単位時間ごとの動的安定性を算出するステップ、
前記動的安定性を前記単位時間ごとに統合し走行安定性を算出するステップと、
を評価装置として動作するコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価装置、評価方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、災害発生時などにおいて、二次災害の発生がある環境や、人の立ち入りが困難な環境で復旧工事を行うために、ロボットを遠隔操作する技術の研究開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、環境内の物体および構造体の位置についてのデータを受信することで、目標指向型作業を実行可能なロボットが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、転倒や干渉に関する車両の状態をオペレータにフィードバックすることができる遠隔操作型の車両の制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２０４２６０号公報
【特許文献２】特表２０１８−５０１９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えば、災害対応で用いられるタイヤやクローラなどを支持機構として有するロボットでは、ある瞬間において転倒判定が下された場合であっても、その直後にロボットを支持する新たな接触点が現れ、実際にはロボットは転倒しないといった状況が考えられる。このように、ロボットと、地面との接触点の組み合わせが時々刻々と変化していく状況においては、特許文献１および２に記載の技術では、ロボットの安全性を判断することが困難になる可能性がある。そのため、遠隔作業におけるロボットの単位時間ごとの安全性を評価することのできる技術が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、遠隔作業におけるロボットの単位時間ごとの安全性を評価することのできる評価装置、評価方法、およびプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様の評価装置は、ロボットが走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングするサンプリング部と、前記時系列データにおいて前記ロボットの単位時間ごとの動的安定性を算出する動的安定性算出部と、前記動的安定性を前記単位時間ごとに統合し走行安定性を算出する走行安定性算出部と、を備える。
【０００９】
本発明の第２の態様の評価方法は、ロボットが走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングするステップと、前記時系列データにおいて前記ロボットの単位時間ごとの動的安定性を算出するステップ、前記動的安定性を前記単位時間ごとに統合し走行安定性を算出するステップと、を含む。
【００１０】
本発明の第３の態様のプログラムは、ロボットが走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングするステップと、前記時系列データにおいて前記ロボットの単位時間ごとの動的安定性を算出するステップ、前記動的安定性を前記単位時間ごとに統合し走行安定性を算出するステップと、を評価装置として動作するコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、遠隔作業におけるロボットの単位時間ごとの安全性を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る遠隔操作型のロボットの一例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る評価装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価する方法を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る評価装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価する状況の一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価するロボットのアームの状態の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価するロボットのアームの状態を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価した評価結果の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価した評価結果の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価した評価結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。
【００１４】
図１を用いて、本発明の実施形態に係る評価装置によって安定性が評価されるロボットの一例について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る遠隔操作型ロボットの一例を示す概略図である。なお、以下の各図においては、直交座標系を図示している。直交座標系において、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向、Ｚ軸方向を上下方向と呼ぶこともある。
【００１５】
図１に示すように、遠隔操作型ロボット１は、移動部２と、アーム部３とを備える。
【００１６】
移動部２は、例えば、車輪や、クローラから構成されており、遠隔操作型ロボット１を移動するために用いられる。また、移動部２は、遠隔操作型ロボット１を支持する支持機構としても機能する。
【００１７】
アーム部３は、第１アーム３ａと、第２アーム３ｂと、第３アーム３ｃとを有する。
【００１８】
第１アーム３ａは、移動部２に、回転可能に接続されている。具体的には、第１アーム３ａは、第１軸４ａを基点として、ＸＹ平面に対し水平に回転する。また、第１アーム３ａは、第２軸４ｂを基点として、ＺＸ平面に対し水平に回転する。
【００１９】
第２アーム３ｂは、第１アーム３ａに、回転可能に接続されている。具体的には、第２アーム３ｂは、第３軸４ｃを基点として、ＺＸ平面に対し水平に回転する。
【００２０】
第３アーム３ｃは、第２アーム３ｂに、回転可能に接続されている。具体的には、第３アーム３ｃは、第４軸４ｄを基点として、ＺＸ平面に対し水平に回転する。
【００２１】
上述のとおり、図１に図示の遠隔操作型ロボット１は、４軸のアームを搭載した移動ロボットである。以下では、遠隔操作型ロボット１が、４軸のアームを搭載した移動ロボットであるものとして説明するが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。
【００２２】
次に、図２を用いて、本発明の実施形態に係る評価システムの構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る評価システムの構成の一例を示すブロック図である。
【００２３】
評価システム１０は、表示部２０と、操作部３０と、評価装置１００とを備える。評価システム１０は、図１に図示の遠隔操作型ロボット１の走行経路における走行の安定性などを動力学シミュレーションによって評価する。
【００２４】
表示部２０は、評価装置１００によって評価された評価結果を表示する。このような、表示部２０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid  Crystal  Display）または有機ＥＬ（Organic  Electro-Luminescence）ディスプレイなどを含むディスプレイである。なお、表示部２０は、これらに限定されるものではない。
【００２５】
操作部３０は、評価装置１００に対するユーザからの指示を受け付ける。ユーザからの指示には、遠隔操作型ロボット１の走行経路における走行の安定性を評価するための各種の条件が含まれる。このような、操作部３０は、タッチパネル、キーボード、マウスなどから構成される。なお、操作部３０は、これらに限定されるものではない。
【００２６】
評価装置１００は、遠隔操作型ロボット１の走行経路における走行の安定性を評価する。評価装置１００は、制御部１１０と、記憶部１２０とを備える。
【００２７】
制御部１１０は、評価システム１０を構成する各部を制御する。具体的には、制御部１１０は、記憶部１２０に記憶されているプログラムを展開して実行することによって評価システム１０を構成する各部を制御する。制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を含む電子的な回路などで実現することができる。制御部１１０は、周辺情報取得部１１１と、状態取得部１１２と、サンプリング部１１３と、動的安定性算出部１１４と、走行安定性算出部１１５と、出力制御部１１６とを備える。
【００２８】
周辺情報取得部１１１は、例えば、遠隔操作型ロボット１が走行する走行経路に関する情報を取得する。具体的には、周辺情報取得部１１１は、走行経路における斜面や、起伏などの走行経路における地形の変化に関する情報を取得する。ここで、周辺情報取得部１１１は、例えば、予め取得された地図情報などに基づいて、地形の変化に関する情報を取得すればよい。また、周辺情報取得部１１１は、災害対応現場などにおいて、例えば、ドローンなどによる航空測量の結果を走行経路に関する情報として取得してもよい。周辺情報取得部１１１は、走行経路における地形の変化に関する情報を、例えば、図示しない通信ネットワークを介して取得すればよい。
【００２９】
状態取得部１１２は、例えば、遠隔操作型ロボット１の状態に関する情報を取得する。本実施形態では、状態取得部１１２は、例えば、遠隔操作型ロボット１のアーム部３の状態が、屈曲状態であるか、伸展状態であるかを取得する。例えば、遠隔操作型ロボット１のアーム部３の状態は、ユーザによって操作部３０を介して指定される。
【００３０】
サンプリング部１１３は、例えば、遠隔操作型ロボット１が走行経路を走行する際の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングする。サンプリング部１１３は、周辺情報取得部１１１が取得した走行経路に関する情報に基づいて、走行経路の走行に伴い変化する、遠隔操作型ロボット１と地面との接触状態や、地面から受ける反力・反力モーメントに関する時系列データをサンプリングする。なお、サンプリング部１１３がサンプリングする時系列データは、ユーザによって操作部３０を介して指定される。すなわち、サンプリング部１１３は、ユーザに指示に従って、時系列データをサンプリングする。
【００３１】
動的安定性算出部１１４は、例えば、サンプリング部１１３によってサンプリングされた時系列データに基づいて、遠隔操作型ロボット１が走行経路を走行する際の単位時間ごとの動的安定性を算出する。動的安定性算出部１１４は、例えば、走行経路の動的な挙動の変化を評価するための動力学シミュレーションを用いて、遠隔操作型ロボット１の単位時間ごとの動的安定性を算出する。具体的には、動的安定性算出部１１４は、サンプリング部１１３によってサンプリングされた時系列データにおいて、動的安定性として、瞬間ごと（単位時間ごと）の安定性の指標ＳＳＶを以下の式(１)のように定義する。
【００３２】
【数１】
2019209421.tif 000003
【００３３】
式(１)に示すように、本実施形態では、安定性の指標ＳＳＶは、遠隔操作型ロボット１の移動部２などの支持機構が全て設置している場合にはＳｃとし、それ以外の場合には０とする。ここで、安定性の指標ＳＳＶが０であるとは、遠隔操作型ロボット１が転倒する可能性が高く、遠隔操作型ロボット１を走行させることが危険であることを意味している。これは、遠隔操作型ロボット１のいずれの支持機構も地面と接触していない状態を、遠隔操作型ロボット１が転倒する危険性の高い状態であると判断しているためである。一方、動的安定性算出部１１４は、遠隔操作型ロボット１の移動部２などの支持機構が全て設置している場合の指標Ｓｃを、転倒安定性の判別式および動的安定性余裕Δ＋を用いて、以下の式(２)のように算出する。なお、転倒安定性の判別式および動的安定性余裕Δ＋については後述する。
【００３４】
【数２】
2019209421.tif 000004
【００３５】
式(２)に示すように、動的安定性算出部１１４は、遠隔操作型ロボット１の支持機構と、地面との全ての接触点の組み合わせに対して転倒安定性の判別式が満たされる場合には、指標ＳｃをΔ＋とする。言い換えれば、遠隔操作型ロボット１の支持機構が全て地面と接触しており、かつ転倒安定性の判別式によって、遠隔操作型ロボット１が転倒しないと判定された場合には、動的安定性余裕の概念に基づいて算出される値が与えられる。一方、動的安定性算出部１１４は、遠隔操作型ロボット１の支持機構と、地面との全ての接触点の組み合わせに対して転倒安定性の判別式が満たされない場合には、指標Ｓｃを０とする。言い換えれば、遠隔操作型ロボット１の支持機構が全て地面と接触しているが、転倒安定性の判別式によって、転倒すると判定された場合には、０が与えられる。
【００３６】
ここで、転倒安定性の判別式および動的安定性余裕Δ＋を導出する方法について具体的に説明する。転倒安定性の判別式は、遠隔操作型ロボット１と、地面との接触状態に基づいて、遠隔操作型ロボット１が転倒するか否かを判別するための式である。動的安定性余裕Δ＋は、転倒安定性の判別式によって遠隔操作型ロボット１が転倒しないと判定された場合に、遠隔操作型ロボット１の安定性の余裕（度合い）を定量的に評価するための指標である。
【００３７】
動的安定性余裕Δ＋を導出するために、遠隔操作型ロボット１と、地面との２つの接地点を結ぶ線分周りのモーメントを算出する。具体的には、遠隔操作型ロボット１と、地面との各接地点をＰａ、Ｐｂ、・・・、Ｐｎとする。そして、各接地点に対応する位置ベクトルを、ｐａ、ｐｂ、・・・、ｐｎとする。また、遠隔操作型ロボット１が地面から得る力およびモーメントを、それぞれ、ＦおよびＭとする。このような場合、遠隔操作型ロボット１と、地面との２つの接地点ＰａとＰｂを結ぶ線分周りのモーメントＭａｂは、以下の式（３）で表現される。
【００３８】
【数３】
2019209421.tif 000005
【００３９】
ここで、２つの接地点ＰａとＰｂがいずれも地面から浮き上がらないと仮定し、かつ遠隔操作型ロボット１と地面との接地点がＰａとＰｂの２点のみである場合を考える。この場合、式（３）の値が０であることが、遠隔操作型ロボット１が転倒しない条件である。
【００４０】
遠隔操作型ロボット１と、地面との接地点が３つ以上である場合には、モーメントＭａｂが０でなくても、遠隔操作型ロボット１が転倒しないこともある。具体的には、遠隔操作型ロボット１が倒れ込んでいく方向が、遠隔操作型ロボット１と地面とのいずれかの接点を接地面に押し付ける方向と一致していれば、この接地点によって遠隔操作型ロボット１は支持されるため、遠隔操作型ロボット１に転倒は生じない。すなわち、以下の式（４）で表現される転倒安全性の判別式を満足するＰｊが存在すれば、遠隔操作型ロボット１は転倒しない。一方、転倒安全性の判別式を満足するＰｊが存在しない場合には、遠隔操作型ロボット１は、Ｐａと、Ｐｂとを結ぶ線分を軸に転倒する。
【００４１】
【数４】
2019209421.tif 000006
【００４２】
ここで、式（４）におけるｐｊおよびｎｊは、それぞれ接地点Ｐｊの位置ベクトルおよび法線ベクトルを表している。動的安定性算出部１１４は、式（４）の判別を（ａ＝１、２、・・・、ｎ）および（ｂ＝１、２、・・・、ｎ）の全ての組について行う。ただし、この組み合わせについては、ａ＝ｂの場合を除くこととする。そして、動的安定性算出部１１４によって式（４）を満たすと判断された場合、遠隔操作型ロボット１は、どの方向に対しても転倒しない、安定した走行を実現できる。
【００４３】
次に、動的安定性余裕Δ＋を定義するために、まず、式（３）で算出される各モーメントの絶対値を比較し、その最小値を算出する。算出された絶対値の最小値は、遠隔操作型ロボット１を外力によって転倒させるために必要な最小限のモーメントとして考えることができる。そして、この値をロボットの総重量で割った値を動的安定性余裕Δ＋と定義する。動的安定性余裕Δ＋は、以下の式（５）で表現される。
【００４４】
【数５】
2019209421.tif 000007
【００４５】
ここで、式（５）におけるｍおよびｇは、それぞれ、遠隔操作型ロボット１の質量および重力定数である。式（５）において、２つの接地点の組み合わせについては、その２つの接地点以外の接地点Ｐｊについて式（４）を満足するものとする。これは、２つの接地点の組み合わせのうち、ロボットがどちら側に回転しようとしても他の接地点によってその転倒を防止できるような接地点の組み合わせを除外することを意味している。言い換えれば、平地上で遠隔操作型ロボット１を支持している接地点からなる多角形の対角線となる組み合わせを除外し、それ以外の残りの組み合わせに限定している。
【００４６】
走行安定性算出部１１５は、式(２)に基づいて評価した安定性の指標ＳＳＶを、単位時間ごとに統合し、以下の式(６)に示すように、走行経路における遠隔操作型ロボット１の走行安定性を評価する。
【００４７】
【数６】
2019209421.tif 000008
【００４８】
上述の式(６)において、ｎｔは、動的安定性算出部１１４によって算出される単位時間ごとの安定性の指標ＳＳＶの個数を表した値である。ｎｈは、θ≦ＳＳＶを満たす、動的安定性算出部１１４によって算出される単位時間ごとの安定性の指標ＳＳＶの個数を表した値である。ｎｌは、０＜ＳＳＶ＜θを満たす、動的安定性算出部１１４によって算出される単位時間ごとの安定性の指標ＳＳＶの個数を表した値である。ここで、θは、例えば、平地のような走行しやすい整地上を遠隔操作型ロボット１が走行した際の、安定性の指標ＳＳＶに基づいて定義される閾値である。例えば、走行安定性算出部１１５は、θの値を、平地上を遠隔操作型ロボット１が走行した際の安定性の指標ＳＳＶの半分に設定し、遠隔操作型ロボット１の走行安定性を評価する。なお、θの値は、安定性の指標ＳＳＶの半分の値に制限されない。
【００４９】
具体的には、走行安定性算出部１１５は、ｎｈ＋ｎｌ＝０と算出した場合、遠隔操作型ロボット１が転倒する可能性が高い危険領域であると評価する。走行安定性算出部１１５は、ｎｌ≧（ｎｔ／２）と算出された場合、遠隔操作型ロボット１の安定性は相対的に低いが、転倒することなく走行できる低安定領域であると評価する。走行安定性算出部１１５は、ｎｈ、ｎｌ、ｎｔが上記以外の場合、遠隔操作型ロボット１の安定性が相対的に高く、転倒せずに走行できる高安定領域であると評価する。
【００５０】
出力制御部１１６は、走行安定性算出部１１５によって評価された走行経路における遠隔操作型ロボット１の走行安定性をユーザに提供する。出力制御部１１６は、例えば、走行経路における遠隔操作型ロボット１の走行安定性を評価した結果を、遠隔操作型ロボット１の周囲環境に重畳させて、表示部２０に表示する。すなわち、出力制御部１１６は、走行経路における遠隔操作型ロボット１の走行安定性を評価した結果を可視化する。
【００５１】
図３を用いて、出力制御部１１６が出力する評価結果の一例について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る評価装置が安全性を評価する方法を説明するための図である。
【００５２】
図３に示すように、出力制御部１１６は、周辺画像４０において、遠隔操作型ロボット１の進行方向と、走行経路における走行安定性とを可視化して表示部２０に表示する。これにより、ユーザは、遠隔操作型ロボット１の走行経路における、高安定領域と、低安定領域と、危険領域とを把握することができる。また、出力制御部１１６は、高安定領域と、低安定領域と、危険領域とを、異なる色で表示するようにしてもよい。この場合、出力制御部１１６は、例えば、高安定領域を青色、低安定領域を黄色、危険領域を赤色に表示させればよい。
【００５３】
再び図２を参照する。記憶部１２０は、制御部１１０が評価システム１０を制御するためのプログラムを記憶している。記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ（Flash  Memory）などの半導体メモリ素子、またはハードディスク、ソリッドステートドライブ、光ディスクなどの記憶装置である。また、記憶部１２０は、図示しない通信ネットワークによって接続された外部記憶装置であってもよい。
【００５４】
図４を用いて、本実施形態に係る評価装置１００の制御部１１０の処理の流れを説明する。図４は、本発明の実施形態に係る評価装置１００の制御部１１０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、制御部１１０は、遠隔操作型ロボット１の周辺情報を取得する(ステップＳ１０１)。具体的には、制御部１１０は、周辺情報取得部１１１によって、遠隔操作型ロボット１の周辺情報を取得する。そして、制御部１１０は、ステップＳ１０２に進む。
【００５６】
制御部１１０は、遠隔操作型ロボット１の状態を取得する(ステップＳ１０２)。具体的には、制御部１１０は、状態取得部１１２によって、遠隔操作型ロボット１の状態を取得する。そして、制御部１１０は、ステップＳ１０３に進む。
【００５７】
制御部１１０は、遠隔操作型ロボット１の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングする(ステップＳ１０３)。具体的には、制御部１１０は、サンプリング部１１３によって、遠隔操作型ロボット１の走行安定性を評価するために必要な時系列データをサンプリングする。そして、制御部１１０は、ステップＳ１０４に進む。
【００５８】
制御部１１０は、サンプリングした時系列データにおいて遠隔操作型ロボット１の単位時間ごとの動的安定性を算出する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部１１０は、動的安定性算出部１１４によって、サンプリングした時系列データにおいて遠隔操作型ロボット１の単位時間ごとの動的安定性を動力学シミュレーションによって算出する。そして、制御部１１０は、ステップＳ１０５に進む。
【００５９】
制御部１１０は、遠隔操作型ロボット１の単位時間ごとの走行安定性を算出する(ステップＳ１０５)。具体的には、制御部１１０は、走行安定性算出部１１５によって、遠隔操作型ロボット１の単位時間ごとの走行安定性を算出する。そして、制御部１１０は、ステップＳ１０６に進む。
【００６０】
制御部１１０は、算出された遠隔操作型ロボット１の走行安定性の評価結果を出力する(ステップＳ１０６)。具体的には、制御部１１０は、出力制御部１１６によって、遠隔操作型ロボット１の走行安定性の評価結果を出力する。そして、制御部１１０は、図４の処理を終了する。
【００６１】
上述のとおり、本実施形態は、遠隔操作型ロボット１の走行経路における走行安定性を周辺画像とともに可視化してユーザに提供することができる。これにより、ユーザは、遠隔操作型ロボット１の走行経路における走行安定性を容易に把握することができる。
【００６２】
(実施例)
次に本実施形態に係る評価システム１０の実施例について説明する。なお、以下で説明する実施例は、本発明を何ら限定するものではない。
【００６３】
図５に示す傾斜台５０を利用し、遠隔操作型ロボット１が傾斜台５０を上る場合と下る場合とにおける、走行経路の走行安定性を評価した。評価条件は、遠隔操作型ロボット１の総重量を８２ｋｇ、傾斜台５０の傾斜角を２４度、高さを７３２ｍｍとして。そして、以下の表１に示す３つの走行パターンに関する遠隔操作型ロボット１の走行安定性の評価を行った。
【００６４】
【表１】
2019209421.tif 000009
【００６５】
パターン１は、遠隔操作型ロボット１の走行方向が図５に図示の「上り方向」であり、アーム部３の状態が屈曲状態である。ここで、屈曲状態とは、遠隔操作型ロボット１のアーム部３の状態が図６に図示の状態のことを意味する。パターン２は、遠隔操作型ロボット１の走行方向が図５に図示の「下り方向」であり、アーム部３の状態が屈曲状態である。パターン３は、遠隔操作型ロボット１の走行方向が図５に図示の「下り方向」であり、アーム部３の状態が伸展状態である。ここで、伸展状態とは、遠隔操作型ロボット１のアーム部３の状態が図７に図示の状態のことを意味する。
【００６６】
実施例において、安定性評価のための単位時間は１秒とし、１秒ごとに６０サンプル分の安定性の指標ＳＳＶを用いて安定性を評価した。アーム部３を屈曲させた状態で、平坦な環境に遠隔操作型ロボット１を静止させた場合における安定性の指標ＳＳＶの値は０．１ｍであった。そのため、安定性の判断基準に関する閾値θの値を、安定性の指標ＳＳＶの半分の０．０５ｍとした。
【００６７】
図８と、図９と、図１０とを用いて、遠隔操作型ロボット１の走行安定性の評価結果について説明する。図８は、パターン１における、遠隔操作型ロボット１の走行安定性の評価結果を示す図である。図９は、パターン２における、遠隔操作型ロボット１の走行安定性の評価結果を示す図である。図１０は、パターン３における、遠隔操作型ロボット１の走行安定性の評価結果を示す図である。
【００６８】
図８に示すように、パターン１の場合、走行経路には、高安定領域と、低安定領域とが含まれており、危険領域が含まれていない。この場合、ユーザは、遠隔操作型ロボット１が、転倒することなく傾斜台５０を上ることができると判断することができる。
【００６９】
図９に示すように、パターン２の場合、走行経路は、高安定領域と、低安定領域とが僅かであり、大半の領域が危険領域である。この場合、ユーザは、遠隔操作型ロボット１が、アーム部３を屈曲させた状態で傾斜台５０を下ると、転倒してしまう可能性が高いと判断することができる。
【００７０】
図１０に示すように、パターン３の場合、走行経路には、高安定領域と、低安定領域とが含まれており、危険領域が含まれていない。この場合、ユーザは、遠隔操作型ロボット１が、アーム部３を伸展させた状態で傾斜台５０を下ると、安定して下れると判断することができる。言い換えれば、ユーザは、アーム部の状態を屈曲状態から伸展状態に変更することで、遠隔操作型ロボット１が傾斜台５０を転倒せずに下れるようになると判断することができる。
【００７１】
本発明者らは、評価結果を検証するために、パターン２と、パターン３との条件で、実機を用いた検証実験を行った。その結果、評価結果のとおり、遠隔操作型ロボット１はパターン２では転倒してしまったが、アーム部３を伸展状態としたパターン３では転倒せずに傾斜台５０を下れることが確認できた。
【００７２】
このように、実施例によれば、遠隔操作型ロボット１の走行経路における走行安定性や、遠隔操作型ロボット１の状態の変化に伴う走行安定性の変化を評価することができる。これにより、ユーザは、遠隔操作型ロボット１の走行安定性を正確に判断することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  遠隔操作型ロボット
２  移動部
３  アーム部
３ａ  第１アーム
３ｂ  第２アーム
３ｃ  第３アーム
４ａ  第１軸
４ｂ  第２軸
４ｃ  第３軸
４ｄ  第４軸
１０  評価システム
２０  表示部
３０  操作部
４０  周辺画像
５０  傾斜台
１００  評価装置
１１０  制御部
１１１  周辺情報取得部
１１２  状態取得部
１１３  サンプリング部
１１４  動的安定性算出部
１１５  走行安定性算出部
１１６  出力制御部
１２０  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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