(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの動力により、複数の脚部で路面への接触及び非接触を繰り返し行いながら移動する移動体の移動時に、前記路面の状況を認識する路面状況認識装置において、
移動時における前記移動体の状態を検出する検出手段と、当該検出手段の検出結果に基づいて、前記路面の状況に対応した路面情報を求める情報決定手段とを備え、
前記検出手段は、前記アクチュエータに対する負荷を検出する負荷検出部を備え、
前記情報決定手段は、前記負荷検出部で検出された前記負荷の経時的変化に基づき、前記路面の硬さに対応した硬さ推定値を求める硬さ推定部を備えたことを特徴とする路面状況認識装置。
【請求項２】
前記硬さ推定部では、前記移動体の所定の運動周期における前記負荷の極大値と極小値の差に基づいて、前記硬さ推定値が求められることを特徴とする請求項１記載の路面状況認識装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記脚部を分けて動作させるように複数設けられ、
前記硬さ推定部では、前記硬さ推定値が、前記アクチュエータ毎にそれぞれ求められ、当該アクチュエータ毎に重み付けをした状態で、当該アクチュエータ毎に求めた前記各硬さ推定値を加算することで、前記硬さ推定値の最終値が決定されることを特徴とする請求項２記載の路面状況認識装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出部を更に備え、
前記情報決定手段は、前記姿勢検出部で検出された姿勢の経時的変化に基づき、前記路面の凹凸の程度に対応した粗さ推定値を求める粗さ推定部を更に備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の路面状況認識装置。
【請求項５】
前記粗さ推定部では、前記移動体の所定の運動周期における前記移動体のピッチ方向とロール方向の傾きの変化と前記移動体のサイズに基づいて、前記粗さ推定値が求められることを特徴とする請求項４記載の路面状況認識装置。
【請求項６】
アクチュエータの動力により、複数の脚部で路面への接触及び非接触を繰り返し行いながら移動する移動体の移動時に、前記路面の状況を認識する路面状況認識装置のコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
移動時における前記移動体の状態に基づいて、前記路面の状況に対応した路面情報を求める情報決定手段として前記コンピュータを機能させ、
前記情報決定手段では、前記路面情報として、前記アクチュエータに対する負荷の経時的変化から前記路面の硬さに対応した硬さ推定値が求められることを特徴とする路面状況認識装置のプログラム。
【請求項７】
所定の路面を移動可能な移動体と、当該移動体の移動時に前記路面の状況を認識する路面状況認識装置と、前記移動体の動作制御を行う制御装置とを備えた移動体システムにおいて、
前記移動体は、前記路面に対して接触及び非接触を繰り返し行うことで前記移動体を移動させる脚部と、当該脚部の動力として駆動するアクチュエータとを備え、
前記路面状況認識装置は、移動時における前記移動体の状態に基づいて、前記路面の状況に対応した路面情報を求める情報決定手段を備え、
前記情報決定手段では、前記路面情報として、前記アクチュエータに対する負荷の経時的変化から前記路面の硬さに対応した硬さ推定値が求められ、
前記制御装置は、前記移動体に所望の動作させるために前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御手段と、前記路面状況認識装置で求められた前記路面情報に応じて、前記移動体の動作を変更するように、前記駆動制御手段に指令する動作変更指令手段とを備えたことを特徴とする移動体システム。
【請求項８】
前記情報決定手段では、前記移動体の姿勢の経時的変化から前記路面の凹凸の程度に対応した粗さ推定値が更に求められ、
前記動作変更指令手段では、前記硬さ推定値が所定の閾値以下のときに、又は、前記粗さ推定値が所定の閾値以上のときに、前記移動体を後退させ、及び／又は、前記移動体の移動経路を再設定するように、前記駆動制御手段に指令することを特徴とする請求項７記載の移動体システム。
【請求項９】
前記情報決定手段では、前記移動体の姿勢の経時的変化から前記路面の凹凸の程度に対応した粗さ推定値が更に求められ、
前記動作変更指令手段では、前記粗さ推定値の大きさに応じて前記移動体の移動速度を変化させるように、前記駆動制御手段に指令することを特徴とする請求項７記載の移動体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面状況認識装置、そのプログラム、及び移動体システムに係り、更に詳しくは、移動体が路面を移動する際に当該路面の状況を認識する路面状況認識装置及びそのプログラムと、当該路面状況認識装置で認識された路面の状況に応じて移動体の動作制御を行う移動体システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
日本では、土砂崩れや噴火などの多岐に亘る自然災害に悩まされており、近年では、災害の予知や状況把握等の理由から環境モニタリングに対する需要が増加している。そこで、本発明者らは、このような社会的需要を受け、森林などの特別な環境で長時間自律作業が可能な環境モニタリングロボットの研究を行っている。ここで、屋外環境には、木や石などの障害物や沼や草地などの走行の障害となる場が多く散在するため、ロボットを自律移動させるためには、ロボットが屋外環境を正しく認識し、それに併せてロボットの走行制御を行う必要がある。
【０００３】
ところで、下記特許文献１、２及び３には、ロボット等の移動体に搭載され、当該移動体が走行する路面の形状や種類を推定する装置が開示されている。すなわち、特許文献１には、レーザレンジファインダを用い、走行可能領域内に存在する起伏が斜面か段差かを判別する走行領域判別装置が開示されている。また、特許文献２には、車両進行方向の路面画像を取得し、当該取得画像と、予め記憶された砂利道等の複数の路面種類を表す基準パターン画像との対比により、最も近い基準パターン画像を特定して路面の種類を推定する路面状態推定装置が開示されている。更に、特許文献３には、足底部と路面との接地状態を検出する圧力センサの実測値と、砂地、コンクリート等の路面の種類に対応して予め記憶された圧力センサの記憶値とを対比することにより、現在走行している路面の種類を判定するロボット装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１９３４９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１３７９３号公報
【特許文献３】特開２０１４−２００８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記各引用文献の装置にあっては、路面の形状や種類の特定に留まり、路面の状況、すなわち、路面の硬さや凹凸の程度まで検出することができない。従って、前記各引用文献の装置では、例えば、山間部の土の路面のように、路面が同一の形状や種類であっても、降雨の前後による路面の軟弱性の変化までの情報を得ることはできず、このような特別な屋外環境において、ロボット等の移動体の正確な走行制御を行うことができない。加えて、遠隔操作によって環境モニタリングを行う災害対応用の小型の移動ロボットについては、前記各引用文献のような大型の装備やセンサ類の搭載に限界があり、路面状況の特定のために新たな機器類を設けることは実用的ではない。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、比較的簡易な構成や装備により、移動体が走行する路面の硬さや凹凸の程度等の路面状況を検出することができ、当該路面状況に基づき移動体の走行制御を正確に行うことに寄与する路面状況認識装置、そのプログラム、及び移動体システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、主として、アクチュエータの動力により、複数の脚部で路面への接触及び非接触を繰り返し行いながら移動する移動体の移動時に、前記路面の状況を認識する路面状況認識装置において、移動時における前記移動体の状態を検出する検出手段と、当該検出手段の検出結果に基づいて、前記路面の状況に対応した路面情報を求める情報決定手段とを備え、前記検出手段は、前記アクチュエータに対する負荷を検出する負荷検出部を備え、前記情報決定手段は、前記電流検出部で検出された前記負荷の経時的変化に基づき、前記路面の硬さに対応した硬さ推定値を求める硬さ推定部を備える、という構成を採っている。
【０００８】
なお、本特許請求の範囲及び本明細書において、「路面」は、道路の表面のみならず、移動体の走行時に脚部が接触する走行面全般を意味する用語として用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、路面の柔軟性や路面の凹凸の程度等、移動体の走行に影響を与え得る路面の状況を推定することができ、自律移動する移動体の走行制御を正確に行うために寄与できる。また、移動体の脚部を動作させるアクチュエータに対する負荷の経時的変化や、移動体の姿勢情報の経時的変化により、路面状況を認識できるため、当該路面状況の認識のために新たな機器や装備等を移動体に設ける必要が少なく、移動体の動作に利用される幾つかの機器を併用することができる。すなわち、本発明では、力センサやレーザレンジファインダなどの高価格や計算負荷が大きくなるセンサ類を必要とせずに、比較的簡単な構成や装備により路面状況を認識することができ、小型の移動体にも適用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る移動体システムの構成を表すブロック図。
【図２】移動ロボットの概略斜視図。
【図３】（Ａ）は、移動ロボットの概略左側面図であり、（Ｂ）は、移動ロボットの概略正面図である。
【図４】（Ａ）は、同位相モーションにおけるある時刻での移動ロボットの概略斜視図であり、（Ｂ）は、逆位相モーションにおけるある時刻での移動ロボットの概略斜視図である。
【図５】（Ａ）は、同位相モーションによる脚部の時系列変化を説明するための図であり、（Ｂ）は、逆位相モーションによる脚部の時系列変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１には、本実施形態における移動体システムの構成を表すブロック図が示されている。この図において、移動体システム１０は、種々の路面を移動可能な脚式の移動体としての移動ロボット１１と、移動ロボット１１の移動時に路面の状況を認識する路面状況認識装置１２と、操作者からの指令や路面状況認識装置１２で認識された路面の状況に基づいて、移動ロボット１１の動作制御を行う制御装置１４とを備えている。なお、特に限定されるものではないが、路面状況認識装置１２及び制御装置１４は、一体的に設けても別体に設けても良く、また、移動ロボット１１と離れて設けられていても一体であっても良い。
【００１３】
前記移動ロボット１１は、図示しないコンピュータからなる端末からの操作者の遠隔指令により、所定領域を自律移動可能となっている。この移動ロボット１１は、図２及び図３に示されるように、箱型のロボット本体１６と、ロボット本体１６の側方の複数箇所に設けられ、路面Ｇ（図３参照）に対して接触及び非接触を繰り返し行うことで、ロボット本体１６を移動させる脚部１８と、ロボット本体１６の内部に収容され、脚部１８の動力として駆動するアクチュエータとしてのモータ１９（図２参照）とを備えている。
【００１４】
なお、以下の説明において、移動ロボット１１について位置や方向を説明する際に用いる「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は、特に明記しない限り、図２に示された移動ロボット１１の位置を基準とし、同中ｘ軸に沿う方向を前後方向とし、同図中ｙ軸方向を左右方向とし、同図中ｚ軸方向を上下方向とする。
【００１５】
前記脚部１８は、ロボット本体１６の左側面に設けられた左側の脚部１８Ｌと、同右側面に設けられた右側の脚部１８Ｒとからなる。左右両側の脚部１８Ｌ，１８Ｒは、相互に同一の構成となっており、それぞれ、同一の形状及びサイズを有する楕円円盤状の楕円脚２０，２１，２２が３箇所ずつ設けられている。各楕円脚２０，２１，２２は、ロボット本体１６側に繋がる回転軸２４にそれぞれ固定されている。当該各回転軸２４は、モータ１９の駆動により回転し、当該回転に伴って各楕円脚２０，２１，２２が回転するようになっている。また、各回転軸２４は、各楕円脚２０，２１，２２の外周縁寄りに固定されており、楕円脚２０，２１，２２と回転軸２４の中心がずれた状態で相互に取り付けられている。従って、楕円脚２０，２１，２２は、モータ１９の駆動によってロボット本体１６に対して偏心回転することになる。
【００１６】
左右それぞれの楕円脚２０，２１，２２は、前後方向に次のように配置されている。すなわち、前後方向の両端に位置する前後の楕円脚２０，２２と、楕円脚２０，２２の間となる前後方向中央に位置する中央の楕円脚２１とは、上下方向に反転した向きで取り付けられている。また、図２及び図３（Ｂ）に示されるように、前後の楕円脚２０，２２と、中央の楕円脚２１とは、左右方向に相互にシフトして配置されており、中央の楕円脚２１が、前後の楕円脚２０，２２よりも外側に配置され、各楕円脚２０，２１，２２が相互に干渉せずに偏心回転可能となっている。また、前後の楕円脚２０，２２と、中央の楕円脚２１は、移動ロボット１１の移動に際してそれぞれが回転する過程で、前後の楕円脚２０，２２と中央の楕円脚２１の何れか一方が路面Ｇに接触している際には、何れか他方が路面Ｇから離れるようになっている。
【００１７】
前記モータ１９は、電気モータであり、図２に示されるように、左側の脚部１８Ｌを動作させる左側のモータ１９Ｌと、右側の脚部１８Ｒを動作させる右側のモータ１９Ｒとからなる。左右両側のモータ１９Ｌ，１９Ｒは、ロボット本体１６が所望の動作を行うように、制御装置１４によって駆動制御がなされる。なお、本発明の本質部分でないため図示省略しているが、左側のモータ１９Ｌと左側の脚部１８Ｌの間、及び右側のモータ１９Ｒと右側の脚部１８Ｒの間には、それぞれ、モータ１９Ｌ，１９Ｒの動力を脚部１８Ｌ，１８Ｒに伝達する駆動機構が設けられている。当該駆動機構は、複数のプーリと当該プーリに掛け回されるベルト等からなり、左側のモータ１９Ｌが回転すると、左側の脚部１８Ｌの３箇所の楕円脚２０，２１，２２を同期して回転させる構造となっており、右側のモータ１９Ｒが回転すると、右側の脚部１８Ｒの３箇所の楕円脚２０，２１，２２を同期して回転させ構造となっている。
【００１８】
前記左右の脚部１８Ｌ，１８Ｒは、沼や草地などの不整地等で移動ロボット１１を走行させる際には、後述する制御装置１４によるモータ１９Ｌ，１９Ｒの駆動制御により、左右の楕円脚２０，２１，２２が同位相となる走行モーション（以下、「同位相モーション」と称する。）が適用される。この同位相モーションは、図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示されるように、左右の脚部１８Ｌ，１８Ｒ間で、常時、各前後の楕円脚２０，２２の位置姿勢が同一になるとともに、各中央の楕円脚２１の位置姿勢も同一になるように、脚部１８が動作する。一方、整地等で移動ロボット１１を走行させる際には、後述する制御装置１４によるモータ１９Ｌ，１９Ｒの駆動制御により、左右の楕円脚２０，２１，２２が逆位相となる走行モーション（以下、「逆位相モーション」と称する。）が適用される。この逆位相モーションは、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示されるように、左右の脚部１８Ｌ，１８Ｒ間で、常時、各前後の楕円脚２０，２２の位置姿勢が１８０度ずれるとともに、各中央の楕円脚２１の位置姿勢も１８０度ずれるように、脚部１８が動作する。
【００１９】
なお、本実施形態において、脚部１８は、楕円円盤状の形状をなしているが、本発明はこれに限らず、路面Ｇへの接触及び非接触を繰り返し行えるものであれば、その形状や構造は問わない。また、脚部１８及びモータ１９は、本実施形態の設置数に限定されるものではなく、更に増減した態様にも本発明を適用可能となる。
【００２０】
前記路面状況認識装置１２は、図１に示されるように、移動時における移動ロボット１１の状態を検出する検出手段２６と、検出手段２６の検出結果に基づいて、脚部１８が接地している路面の状況に対応した路面情報を求める情報決定手段２７とを備えている。
【００２１】
前記検出手段２６は、左右両側の各モータ１９Ｌ，１９Ｒに対する負荷に応じて変化する電流値をそれぞれ検出する電流検出部２９（負荷検出部）と、移動ロボット１１の姿勢を検出する姿勢検出部３０とからなる。本実施形態において、電流検出部２９は、モータ１９Ｌ，１９Ｒに流れる電流値を計測するように、当該モータ１９Ｌ，１９Ｒに付随する電流センサにより構成され、姿勢検出部３０は、３次元の角速度と加速度を検出可能な慣性計測装置（ＩＭＵ）により構成されているが、本発明はこれに限らず、同様の情報を検出可能な限りにおいて、他のセンサや測定機器に代替することもできる。これら電流検出部２９及び姿勢検出部３０からの計測値は、所定時間毎に前記情報決定手段２７に送られるようになっている。
【００２２】
前記情報決定手段２７は、電流検出部２９で検出された左右両側の各モータ１９Ｌ，１９Ｒのそれぞれの電流値の経時的変化に基づき、路面の硬さに対応した硬さ推定値を求める硬さ推定部３２と、姿勢検出部３０で検出された移動ロボット１１の姿勢情報の経時的変化に基づき、路面の凹凸の程度に対応した粗さ推定値を求める粗さ推定部３３とを備えている。なお、路面状況認識装置１２は、その一部がＣＰＵ等の演算処理装置及びメモリやハードディスク等の記憶装置等からなるコンピュータによって構成され、当該コンピュータを情報決定手段２７として機能させるためのプログラムがインストールされている。
【００２３】
前記硬さ推定部３２では、次のようにして硬さ推定値が求められる。すなわち、移動ロボット１１の走行時に、当該移動ロボット１１が路面Ｇから受ける反力が大きいときに、モータ１９を流れる電流値が大きくなる。換言すると、路面Ｇの硬さに応じて、各楕円脚２０，２１，２２が接地する際に路面Ｇから受ける反力が変化することから、モータ１９を流れる電流のピーク値も硬さの異なる路面Ｇで異なる。このことから、硬さ推定部３２では、予め特定した移動ロボット１１の運動周期における電流値の極大値と極小値の差に基づいて、前記硬さ推定値が求められる。具体的には、予め記憶された次の数式に、電流検出部２９で検出された各モータ１９Ｌ，１９Ｒのそれぞれの電流値の極大値と極小値が代入され、硬さ推定値Ｈが求められる。ここで、特に限定されるものではないが、本実施形態における運動周期Ｔは、各脚部１８Ｌ，１８Ｒが同一の位置姿勢に戻るまでの時間に設定されている。
【数１】
0006601670.tif 000002
上式において、ｋをモータ１９の番号（ｋ＝１、２・・・Ｎ）とし、本実施形態では、左側のモータ１９Ｌをｋ＝１とし、右側のモータ１９Ｒをｋ＝２とする。そして、ｉｋ（ｔｐ）は、移動ロボット１１の運動周期Ｔ（時間）の中で、ｋ番のモータ１９の電流値が極大値を採る時刻ｔｐにおけるｋ番のモータ１９の電流値である。また、ｉｋ（ｔｂ）は、前記運動周期Ｔの中で、ｋ番のモータ１９の電流値が極小値を採る時刻ｔｂにおけるｋ番のモータ１９の電流値である。更に、ｉｋｍａｘは、ｋ番のモータ１９に流せる最大の電流値であり、各モータ１９Ｌ，１９Ｒで予め定められた値を採る。また、ωｋは、各モータ１９Ｌ，１９Ｒに設定された重み付けした係数である。つまり、上式では、モータ１９Ｌ，１９Ｒ毎に重み付けをした状態で、当該モータ１９Ｌ，１９Ｒ毎に求めた各硬さ推定値Ｈｋを加算することで、最終的な硬さ推定値Ｈが求められる。
【００２４】
前記粗さ推定部３３では、路面の凹凸が走行時の移動ロボット１１の姿勢に大きく影響を与えることから、移動ロボット１１の姿勢情報の経時的変化に基づき、路面の凹凸の程度に対応した粗さ推定値が求められる。すなわち、移動ロボット１１は、不整地の路面を走行する際、前後に搖動する方向（ピッチ方向）と、左右に搖動する方向（ロール方向）に姿勢が傾く。従って、粗さ推定部３３では、前記運動周期Ｔにおける移動ロボット１１のピッチ方向とロール方向の傾きの変化に加え、路面の凹凸による影響を左右する移動ロボット１１のサイズを考慮した粗さ推定値が求められる。具体的には、予め記憶された次の数式に、姿勢検出部３０で検出された時刻ｔにおける移動ロボット１１のピッチ方向の傾き角度θｐ（ｔ）とロール方向の傾き角度θｒ（ｔ）が代入され、粗さ推定値Ｕが求められる。
【数２】
0006601670.tif 000003
上式において、ｌ，ｗ，ｈは、予め特定された移動ロボット１１の長さ、幅、高さであり、定数として予め記憶されており、上式における粗さ推定値Ｕは、運動周期Ｔの間における移動ロボット１１の姿勢の変化を移動ロボット１１のサイズで無次元化したものとなっている。
【００２５】
このように、情報決定手段２７では、路面Ｇの硬さと粗さに関する路面情報である硬さ推定値Ｈ及び粗さ推定値Ｕが、前記運動周期Ｔ毎に求められ、求められた路面情報が制御装置１４に送られる。
【００２６】
前記制御装置１４は、コンピュータによって構成され、当該コンピュータを以下の各手段として機能させるためのプログラムがインストールされている。当該制御装置１４は、図１に示されるように、移動ロボット１１に所望の動作をさせるために各モータ１９Ｌ，１９Ｒの駆動を制御する駆動制御手段３５と、路面状況認識装置１２で求められた路面情報に応じて、移動ロボット１１の動作を変更するように、駆動制御手段３５に指令する動作変更指令手段３６とを備えている。
【００２７】
前記駆動制御手段３５では、移動ロボット１１から一定範囲内で離れた場所での操作者側の端末操作と、脚部１８の位置や速度を測定する図示しないエンコーダを含め移動ロボット１１の状態を検出する各種センサの測定値と、路面状況認識装置１２での路面状況の認識とにより、左右両側の脚部１８Ｌ，１８Ｒの動作と速度が制御される。すなわち、ここでは、操作者の操作による所望の動作に、路面状況認識装置１２で検出された路面状況が加味されて、次の走行パターンにより、各モータ１９Ｌ，１９Ｒの駆動状態と回転速度とが調整される。
【００２８】
本実施形態における前記走行パターンとしては、特に限定されるものではないが、前述した同位相モーション及び逆位相モーションのそれぞれついて、２種類の速度モード（高速モード、低速モード）で、前進及び後退を可能とするパターンが設定されている。
【００２９】
前記同位相モーションでは、図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示されるように、同一時刻で左右の脚部１８Ｌ，１８Ｒの配置関係が左右対称となる同位相になるように、左右のモータ１９Ｌ，１９Ｒの駆動が制御される。一方、前記逆位相モーションでは、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示されるように、同一時刻で左右の脚部１８Ｌ，１８Ｒの配置関係が１８０度ずれた時間差が生じるように、左右のモータ１９Ｌ，１９Ｒの駆動が制御される。
【００３０】
前記動作変更指令手段３６では、現在の移動ロボット１１の走行パターンと、路面状況認識装置１２で求められた現在の路面情報とから、予め記憶されたルールに従って異なる走行パターンに遷移させるように、モータ１９Ｌ，１９Ｒの駆動状態の変更が駆動制御手段３５に指令される。
【００３１】
本実施形態では、例えば、水平整地路面等を走行する際に適用され、高速モードの逆位相モーションで前進する第１の走行パターンと、水平不整地路面等を走行する際に適用され、低速モードの同位相モーションで前進する第２の走行パターンと、水平軟弱路面等を走行する際に適用され、低速モードの同位相モーションで後退する第３の走行パターン等が設定されている。なお、第３の走行パターンでは、移動ロボット１１の後退に加えて、或いは、当該後退に代えて、移動ロボット１１の移動経路を再設定しても良い。
【００３２】
（前記第１の走行パターンでの移動時）
第１の走行パターンで移動ロボット１１が移動している際に、粗さ推定値Ｕが予め設定された第１の閾値以上になった場合には、移動ロボット１１に影響を与える凹凸を有する不整地の路面に入ったとして、移動ロボット１１を低速で前進させる第２の走行パターンに遷移される。また、第１の走行パターンで移動ロボット１１が移動している際に、硬さ推定値Ｈが予め設定された第２の閾値以下になった場合には、移動ロボット１１が軟弱路面に入ったとして、移動ロボット１１を低速で後退させる第３の走行パターンに遷移される。
【００３３】
（前記第２の走行パターンでの移動時）
第２の走行パターンで移動ロボット１１が移動している際に、粗さ推定値Ｕが前記第１の閾値未満になった場合には、不整地の路面から整地された路面上の走行に変わったとして、移動ロボット１１を高速で前進させる第１の走行パターンに遷移される。また、第２の走行パターンで移動ロボット１１が移動している際に、硬さ推定値Ｈが前記第２の閾値以下になった場合、若しくは、粗さ推定値Ｕが前述と別に設定された第３の閾値以上になった場合には、移動ロボット１１が軟弱路面に入ったとして、移動ロボット１１を低速で後退させる第３の走行パターンに遷移される。ここで、前記第３の閾値は、前記第１の閾値よりも大きい値に設定されている。
【００３４】
以上の本実施形態によれば、路面の硬さに対応した硬さ推定値Ｈと、移動ロボット１１のサイズを考慮して、当該移動ロボット１１の移動に影響を与え得る路面の凹凸の状況に対応した粗さ推定値Ｕとを求めることができる。これら硬さ推定値Ｈ及び粗さ推定値Ｕを求める際には、演算処理が高負荷となる各種処理、例えば、力センサでの検出や、カメラによって撮像された画像の処理や、レーザレンジファインダ等を用いた処理等が不要である。従って、本実施形態の構成は、小型の移動ロボット１１にも十分適用が可能になるという効果を得る。また、硬さ推定値Ｈが所定の閾値以下のときに、又は、粗さ推定値Ｕが所定の閾値以上のときに、移動ロボット１１を後退させ、及び／又は、移動ロボット１１の移動経路が再設定され、また、粗さ推定値Ｕの大きさに応じて移動ロボット１１の移動速度が変化される。このため、人間の体性感覚に近い感覚で、路面状況に応じた移動ロボット１１の移動制御が可能になる。
【００３５】
なお、前記実施形態では、情報決定手段２７で、硬さ推定値Ｈ及び粗さ推定値Ｕの双方が求められているが、必要に応じて、何れか一方のみを求める構成にしても良い。
【００３６】
また、本発明は、前記実施形態の構成の移動ロボット１１に対する適用に限定されるものではなく、路面への接触及び非接触を繰り返し行うように動作する複数の脚部を備えた多足歩行ロボット等、あらゆる脚式の移動体に適用することができる。
【００３７】
更に、前記実施形態では、脚部１８を動作させるアクチュエータとして電気モータ１９を用いた脚式の移動体について説明したが、本発明はこれに限らず、アクチュエータとして油圧モータや油圧シリンダを用いた脚式の移動体への適用も可能である。この場合、前記硬さ推定部３２では、アクチュエータの負荷の経時的変化として、アクチュエータに繋がる油圧系統に設けられた油圧計を用いて、アクチュエータに流れる油圧の経時的変化を検出し、前記実施形態と同様にして硬さ推定値が求められる。
【００３８】
また、移動ロボット１１には、特許第５２６９７２９号公報に記載された手法又はそれに類する手法が適用された計測装置を搭載しても良い。
【００３９】
その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  移動体システム
１１  移動ロボット（移動体）
１２  路面状況認識装置
１４  制御装置
１８  脚部
１９  モータ（アクチュエータ）
２６  検出手段
２７  情報決定手段
２９  電流検出部（負荷検出部）
３０  姿勢検出部
３２  硬さ推定部
３３  粗さ推定部
３５  駆動制御手段
３６  動作変更指令手段
【図１】
0006601670.tif 000004
【図２】
0006601670.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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