(57)【要約】【課題】試験装置の動作をロボットの動作に調和させながら当該ロボットの移動性能を試験しうる装置を提供する。【解決手段】本発明の移動性能試験装置１によれば、ロボット動作計画に基づいてモータ動作計画が作成され、当該モータ動作計画にしたがってモータ１２の動作が駆動される。これにより、エンドレスベルト１１の駆動速度変化パターンが、当該エンドレスベルト１１の上で移動性能が試験されているロボット２の移動速度変化パターンに応じて制御されうる。そして、エンドレスベルト１１の動きのテンポがロボット２の動きのテンポに歩み寄るように、両者の動きのテンポの調和が図られ、この状態で当該ロボット２の移動性能が安定に試験されうる。【選択図】  図１
2008114311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の脚体のそれぞれの離床および着床の繰り返しを伴う動きによって移動可能なロボットの移動性能を試験する装置であって、
エンドレスベルトと、
該エンドレスベルトを回転駆動するモータと、
該エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを定めるモータ動作計画にしたがって該モータの動作を制御するモータ制御部とを備え、
該モータ制御部が、
少なくとも前記ロボットの移動速度変化パターンを定めるロボット動作計画にしたがって当該ロボットの動作を制御するロボット制御部との通信によって当該ロボット動作計画を認識する第１処理部と、
該第１処理部により認識された該ロボット動作計画に基づき、当該モータ動作計画を作成する第２処理部とを備えていることを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項２】
請求項１記載の移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット動作計画により定められる前記ロボットの目標ＺＭＰおよび安定支持領域に基づき、該目標ＺＭＰが該安定支持領域に収まるように当該エンドレスベルトの駆動速度を定める前記モータ動作計画を作成することを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット動作計画により定められる前記ロボットの移動速度変化パターンに対して位相差を有する、前記エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを定める前記モータ動作計画を作成することを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項４】
請求項３記載の移動性能試験装置において、前記第２処理部が、前記ロボットの運動状態、または前記第１処理部により認識された前記ロボット動作計画に基づき、前記位相差を設定することを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット制御部との通信によって、該ロボット制御部に前記モータ動作計画を認識させ、かつ、該モータ動作計画に基づいて前記ロボットの目標ＺＭＰが安定支持領域に収まるように該ロボット動作計画を作成させることを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項６】
請求項５記載の移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット動作計画により定められる前記ロボットとの通信によって、該ロボット制御部に前記モータ動作計画に応じて定まる前記エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを認識させ、かつ、該駆動速度変化パターンに対して位相差を有する、前記ロボットの移動速度変化パターンを定める前記ロボット動作計画を作成させることを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項７】
請求項６記載の移動性能試験装置において、前記第２処理部が、前記ロボット制御部に前記ロボットの運動状態または前記ロボット動作計画に基づき、前記位相差を設定させることを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の移動性能試験装置において、複数のエンドレスベルトと、該複数のエンドレスベルトのそれぞれを回転駆動する複数のモータとを備え、前記モータ制御部が当該複数のモータのそれぞれの動作を制御することを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項９】
複数の脚体のそれぞれの離床および着床の繰り返しを伴う動きによって移動可能なロボットの移動性能を試験する装置であって、
エンドレスベルトと、
該エンドレスベルトを回転駆動するモータと、
該エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを定めるモータ動作計画にしたがって該モータの動作を制御するモータ制御部とを備え、
該モータ制御部が、前記ロボットの移動速度変化パターンを定めるロボット動作計画にしたがって該ロボットの動作を制御するロボット制御部との通信によって、該ロボット制御部に該モータ動作計画を認識させ、かつ、該モータ動作計画に基づいて該ロボット動作計画を作成させることを特徴とする移動性能試験装置。
【請求項１０】
請求項９記載の移動性能試験装置において、複数のエンドレスベルトと、該複数のエンドレスベルトのそれぞれを回転駆動する複数のモータとを備え、前記モータ制御部が当該複数のモータのそれぞれの動作を制御することを特徴とする移動性能試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の脚体の動きにより移動可能なロボットの移動性能を試験する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータにより回転駆動されるエンドレスベルトの上で歩行または走行の訓練をしているランナーの前後位置に応じて、当該エンドレスベルトの回転駆動速度を調節するトレッドミルが提案されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０７−１３６２９５号公報  第００１０段落〜第００１４段落、図３
【特許文献２】特開平１０−０７１２１６号公報  第０００５段落〜第０００７段落、図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、トレッドミルを用いて脚式移動ロボットの移動性能を試験する場合、トレッドミルおよびロボットのそれぞれの動作リズムまたはテンポが調和せず、満足な試験が実施できない場合がある。
【０００４】
そこで、本発明は、試験装置の動作をロボットの動作に調和させながら当該ロボットの移動性能を試験しうる装置を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための第１発明の移動性能試験装置は、複数の脚体のそれぞれの離床および着床の繰り返しを伴う動きによって移動可能なロボットの移動性能を試験する装置であって、エンドレスベルトと、該エンドレスベルトを回転駆動するモータと、該エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを定めるモータ動作計画にしたがって該モータの動作を制御するモータ制御部とを備え、該モータ制御部が、前記ロボットの移動速度変化パターンを定めるロボット動作計画を、当該ロボット動作計画にしたがって該ロボットの動作を制御するロボット制御部との通信によって認識する第１処理部と、該第１処理部により認識された該ロボット動作計画に基づき、当該モータ動作計画を作成する第２処理部とを備えていることを特徴とする。
【０００６】
第１発明の移動性能試験装置によれば、ロボット動作計画に基づいてモータ動作計画が作成され、当該モータ動作計画にしたがってモータの動作が駆動される。これにより、エンドレスベルトの駆動速度変化パターンが、当該エンドレスベルトの上で移動性能が試験されているロボットの移動速度変化パターンに応じて制御されうる。そして、エンドレスベルトの動きのテンポがロボットの動きのテンポに歩み寄るように、両者の動きのテンポの調和が図られ、この状態で当該ロボットの移動性能が安定に試験されうる。なお「速度」とは向き（ベクトル）および大きさ（スカラー）の両方を包含する概念であり、「速度変化」とは速度が有する向きまたは大きさのうち一方または両方の変化を意味する。また「ロボットの移動速度」とは、ロボットの静的座標系における移動速度ではなく、回転駆動されているエンドレスベルトの上の動的座標系における移動速度を意味する。さらに「ロボット動作計画」には、たとえば一定速度での移動、連続的または段階的加速移動、連続的または段階的減速、ランダムウォーク等が含まれる。
【０００７】
また、第２発明の移動性能試験装置は、前記第２処理部が前記ロボット動作計画により定められる前記ロボットの目標ＺＭＰおよび安定支持領域に基づき、該目標ＺＭＰが該安定支持領域に収まるように当該エンドレスベルトの駆動速度を定める前記モータ動作計画を作成することを特徴とする。
【０００８】
第２発明の移動性能試験装置によれば、ロボットの目標ＺＭＰが安定支持領域（ロボットの脚体のうち接地している領域を凹にならないように囲んだ領域をいう。）に収まるように当該エンドレスベルトの駆動速度が制御される。したがって、ロボットの挙動変化等によってその目標ＺＭＰが安定支持領域から外れてしまうことによってロボットの姿勢が不安定になる事態を回避しながら、当該ロボットの移動性能試験を実行することができる。
【０００９】
さらに、第３発明の移動性能試験装置は、第１または第２発明の移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット動作計画により定められる前記ロボットの移動速度変化パターンに対して位相差を有する、前記エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを定める前記モータ動作計画を作成することを特徴とする。
【００１０】
第３発明の移動性能試験装置によれば、エンドレスベルトの駆動速度変化パターンが、エンドレスベルトの上で移動性能が試験されているロボットの移動速度変化パターンと位相差を有するように制御されうる。ここで「位相差」とは、ロボットの移動速度の変化に対するエンドレスベルトの駆動速度の変化の時間的ずれを定める因子である。たとえば位相差の符号により、ロボットの移動速度の変化に対して、エンドレスベルトの駆動速度が先んじて変化しているかまたは遅れて変化しているかが定められうる。また、位相差の大きさにより、エンドレスベルトの駆動速度の変化がロボットの移動速度の変化に対してどの程度ずれているかが定められうる。したがって、エンドレスベルトの動きのテンポとロボットの動きのテンポとが、当該位相差に応じた関係を維持するような調和が図られる。
【００１１】
また、第４発明の移動性能試験装置は、第３発明の移動性能試験装置において、前記第２処理部が、前記ロボットの運動状態、または前記第１処理部により認識された前記ロボット動作計画に基づき、前記位相差を設定することを特徴とする。
【００１２】
第４発明の移動性能試験装置によれば、ロボットの動きのテンポをロボットの運動状態または動作計画に鑑みて当該ロボットの動きのテンポに適当に調和させた状態で、ロボットの移動性能が試験されうる。ロボットの「運動状態」としては、たとえば、歩行状態（一部の脚体が離床している一方、他の脚体が着床している期間が連続する移動状態）、走行状態（すべての脚体が離床している期間が断続的に現れる移動状態）、一定速度での移動状態、連続的または段階的加速移動状態、連続的または段階的減速状態、水平面移動状態、傾斜面上昇移動状態、傾斜面下降状態、ランダムウォーク状態等が挙げられる。
【００１３】
さらに、第５発明の移動性能試験装置は、第１〜第４発明のうちいずれか１つの移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット制御部との通信によって、該ロボット制御部に前記モータ動作計画を認識させ、かつ、該モータ動作計画に基づいて前記ロボットの目標ＺＭＰが安定支持領域に収まるように該ロボット動作計画を作成させることを特徴とする。
【００１４】
第５発明の移動性能試験装置によれば、ロボットの目標ＺＭＰが安定支持領域に収まるように、当該ロボットにその歩行動作または走行動作を制御させることができる。したがって、エンドレスベルトの駆動速度の変化等によってその目標ＺＭＰが安定支持領域から外れてしまうことによってロボットの姿勢が不安定になる事態を回避しながら、当該ロボットの移動性能試験を実行することができる。
【００１５】
また、第６発明の移動性能試験装置は、第５発明の移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット動作計画により定められる前記ロボットとの通信によって、該ロボット制御部に前記モータ動作計画に応じて定まる前記エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを認識させ、かつ、該駆動速度変化パターンに対して位相差を有する、前記ロボットの移動速度変化パターンを定める前記ロボット動作計画を作成させることを特徴とする。
【００１６】
第６発明の移動性能試験装置によれば、エンドレスベルトの駆動速度変化パターンに対して、エンドレスベルトの上で移動性能が試験されているロボットの移動速度変化パターンが位相差を有するように、当該ロボットにその歩行動作または走行動作を制御させることができる。これにより、エンドレスベルトの動きのテンポにロボットの動きのテンポを、当該位相差に応じた形態で調和させながら当該ロボットの移動性能が試験されうる。
【００１７】
さらに、第７発明の移動性能試験装置は、第６発明の移動性能試験装置において、前記第２処理部が前記ロボット制御部に前記ロボットの運動状態または前記ロボット動作計画に基づき、前記位相差を設定させることを特徴とする。
【００１８】
第７発明の移動性能試験装置によれば、ロボットの動きのテンポをロボットの運動状態または動作計画に鑑みて適当にエンドレスベルトの動きのテンポに調和させながらロボットの移動性能が試験されうる。
【００１９】
また、第８発明の移動性能試験装置は、第１〜第７発明のうちのいずれか１つの移動性能試験装置において、複数のエンドレスベルトと、該複数のエンドレスベルトのそれぞれを回転駆動する複数のモータとを備え、前記モータ制御部が当該複数のモータのそれぞれの動作を制御することを特徴とする。
【００２０】
第８発明の移動性能試験装置によれば、複数のエンドレスベルトのそれぞれの動きのテンポと、複数の脚体のそれぞれの動きを含むロボットの動きのテンポとの調和を図りながら、ロボットの移動性能が試験されうる。また、ロボットの複数の脚体のそれぞれの動きの違いに応じて複数のエンドレスベルトのそれぞれの動きが差別化されうる。これにより、当該複数のエンドレスベルトの上でロボットの位置および向きを一定に維持しながらロボットの左右への旋回等、前進または後退とは異なる移動性能が試験されうる。
【００２１】
さらに、第９発明の移動性能試験装置は、複数の脚体のそれぞれの離床および着床の繰り返しを伴う動きによって移動可能なロボットの移動性能を試験する装置であって、エンドレスベルトと、該エンドレスベルトを回転駆動するモータと、該エンドレスベルトの駆動速度変化パターンを定めるモータ動作計画にしたがって該モータの動作を制御するモータ制御部とを備え、該モータ制御部が、前記ロボットの移動速度変化パターンを定めるロボット動作計画にしたがって該ロボットの動作を制御するロボット制御部との通信によって、該ロボット制御部に該モータ動作計画を認識させ、かつ、該モータ動作計画に基づいて該ロボット動作計画を作成させることを特徴とする。
【００２２】
第９発明の移動性能試験装置によれば、モータ動作計画に基づいてロボット動作計画が作成され、当該ロボット動作計画にしたがってロボットの動作が制御される。これにより、エンドレスベルトの上で移動性能が試験されているロボットの移動速度変化パターンが、当該エンドレスベルトの駆動速度変化パターンに応じて制御されうる。そして、ロボットの動きのテンポがエンドレスベルトの動きのテンポに歩み寄るように、両者の動きのテンポの調和が図られ、この状態で当該ロボットの移動性能が安定に試験されうる。
【００２３】
また、第１０発明の移動性能試験装置は、第９発明の移動性能試験装置において、複数のエンドレスベルトと、該複数のエンドレスベルトのそれぞれを回転駆動する複数のモータとを備え、前記モータ制御部が当該複数のモータのそれぞれの動作を制御することを特徴とする。
【００２４】
第１０発明の移動性能試験装置によれば、複数のエンドレスベルトのそれぞれの動きのテンポと、複数の脚体のそれぞれの動きを含むロボットの動きのテンポとの調和を図りながら、ロボットの移動性能が試験されうる。また、ロボットの複数の脚体のそれぞれの動きの違いに応じて複数のエンドレスベルトのそれぞれの動きが差別化されうる。これにより、当該複数のエンドレスベルトの上でロボットの位置および向きを一定に維持しながらロボットの左右への旋回等、前進または後退とは異なる移動性能が試験されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の移動性能試験装置の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
図１〜図２は本発明の移動性能試験装置の構成説明図であり、図３〜図５は本発明の移動性能試験装置の機能説明図である。
【００２７】
まず、移動性能試験装置の構成について図１〜図２を用いて説明する。以下、左右を区別するために符号「Ｌ」および「Ｒ」を用いるが、左右両方をまとめて指す場合には当該符号を適宜省略する。
【００２８】
移動性能試験装置１はロボット２等の移動性能を試験するためのものであり、トレッドミル１０と、ロボット２の移動性能を表示するモニタやその他計測機器１６（図２参照）と、モータ制御部１００とを備えている。
【００２９】
トレッドミル１０は一対の並列されたエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒと、一対のエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれを回転駆動する２つのモータ１２Ｌおよび１２Ｒと、ロボット２を吊り下げた状態で上げ下げ自在なリフタ１４とを備えている。
【００３０】
エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれは、一対のローラ１０２Ｌおよび１０４Ｌ、ならびに一対のローラ１０２Ｒおよび１０４Ｒのそれぞれに掛け渡されている。ローラ１０２Ｌおよび１０２Ｒのそれぞれがモータ１２Ｌおよび１２Ｒのそれぞれにより駆動されることにより、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれが回転駆動される。エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれには当該駆動速度に応じた信号を出力するエンコーダ（図示略）が設けられている。
【００３１】
トレッドミル１０の後部には、トレッドミル１０の前部に配置された横並びの発光素子アレイ１１１から発せられた光を検知する横並びの受光素子アレイ（第１センサ）１１２が設けられている。第１センサ１１２の出力状態、すなわち、第１センサ１１２を構成する各受光素子の受光状態および非受光状態の別は、ロボット２の横方向の立ち位置に応じて変化する。トレッドミル１０の前部左右には、トレッドミル１０の後部左右に配置された反射体１１３Ｌおよび１１３Ｒに向けて光を発し、当該反射体１１３Ｌおよび１１３Ｒのそれぞれによる反射光を検知する第１リミットセンサ１１４Ｌおよび１１４Ｒが配置されている。第１リミットセンサ１１４Ｌおよび１１４Ｒはそれぞれロボット２の一部がトレッドミル１０における許容エリアからその左右にはみ出したか否かに応じた信号を出力する。
【００３２】
トレッドミル１０の前部にはロボット２にレーザー光を照射し、このレーザー光のロボット２からの反射光に基づき、当該ロボット２の前後方向の立ち位置に応じた信号を出力する第２センサ１２２が配置されている。トレッドミル１０の前部左右および後部左右にはそれぞれ第２リミットセンサ１２４１および１２４２が配置されている。第２リミットセンサ１２４１および１２４２はそれぞれロボット２の一部がトレッドミル１０における許容エリアからその前後にはみ出したか否かに応じた信号を出力する。
【００３３】
モータ制御部１００はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ等により構成されており、「ロボット動作計画」に基づいて作成された「モータ動作計画」にしたがってモータ１２Ｌおよび１２Ｒのそれぞれの動作を制御する。また、モータ制御部１００は第１センサ１１１および１１２、ならびに第２センサ１２２の出力に応じて、ロボット２の前後左右の位置または方向の目標位置または目標方向との偏差を測定し、当該偏差が解消されるようにモータ１２Ｌおよび１２Ｒのそれぞれの動作を制御することもできる。さらに、モータ制御部１００は第１処理部１１０と第２処理部１２０とを備えている。
【００３４】
第１処理部１１０はロボット２の目標ＺＭＰ、安定支持領域、および速度変化パターン等を定める「ロボット動作計画」を、ロボット２のロボット制御部２００との通信によって認識する。目標ＺＭＰはロボット２の重心の位置、当該重心に作用する力の鉛直成分（たとえば、ロボット２の質量に基づいて求められる。）および当該力の水平成分（たとえば、ロボット２の水平方向の加速度に基づいて求められる。）に基づいて定められる。安定支持領域は、ロボット２の脚体２２Ｌおよび２２Ｒのうち接地または着床している領域（足裏）に基づき、当該領域を凹にならないように囲んだ領域として定められる（たとえば再表０３／０５７４２７号公報図４５、再表０３／０６１９１７号公報図３９における「支持多角形」参照。）。
【００３５】
第２処理部１２０は第１処理部１１０により認識されたロボット動作計画に基づき、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動制御のための「モータ動作計画」を作成する。具体的には、ロボット２の目標ＺＭＰを安定支持領域に収める観点から適当にエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒが駆動制御されるようにモータ動作計画が作成される。また、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒの駆動速度変化パターンと、ロボット２の移動速度変化パターンとの位相差δθを目標位相差δθ0に近づける観点から適当にエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒが駆動制御されるようにモータ動作計画が作成される。
【００３６】
ロボット２は基体（胴体）２０と、基体２０の上部から左右に延設された一対の腕体２１と、基体２０の下部から延設された左右一対の脚体２２と、基体２０の上側に設けられた頭部２３と、脚体２２等の動作を「ロボット動作計画」にしたがって制御するロボット制御部２００とを備えている。ロボット２は左右の脚体２２のそれぞれの離床および着床を伴う動きにより、歩行または走行する機能を有している。
【００３７】
続いて、前記構成の移動性能試験装置１によるロボット２の移動性能の試験方法について図３〜図５を用いて説明する。
【００３８】
まず、ロボット２がリフタ１４によって吊り下げられたまま動かされ、静止しているエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれに左右の脚体２２Ｌおよび２２Ｒのそれぞれがつくようにその初期位置に置かれる。ロボット２が歩行または走行を開始すると、これに応じてモータ１２Ｌおよび１２Ｒのそれぞれが動作を開始し、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれが同じ速度で回転駆動され始める。ロボット２の動作開始は、たとえばモータ制御部１００によりロボット制御部２００との通信によってロボット２の動作開始が検知される。そのほか、モータ制御部１００により、第２センサ１２２の出力に基づいてロボット２の動作開始が検知されてもよい。
【００３９】
図１および図２に示されているようにロボット２の左右両肩に付されたベルトを介してリフタ１４によってロボット２が吊り上げられうる状態で当該ロボット２の移動性能が試験される。なお、ロボット２がリフタ１４から解放された状態で当該ロボット２の移動性能が試験されてもよい。
【００４０】
第１処理部１１０はロボット２が動作を開始する前後において、ロボット制御部２００との通信により、ロボット制御部２００のメモリに格納されているロボット動作計画を逐次的に認識または受信する（図３／Ｓ００２）。
【００４１】
ロボット動作計画により、たとえば図４に破線で示されているように歩行開始、速度維持、加速、速度維持および歩行停止の順で変化するロボット２の移動速度ｖ2の変化パターンが特定されうる。
【００４２】
また、ロボット動作計画により、ロボット２の挙動に応じて変化する各時点における目標ＺＭＰおよび安定支持領域が認識される。目標ＺＭＰは図５に示されているようにロボット２の重心に作用する力ｆの作用線が地面（エンドレスベルト１１Ｌ、１１Ｒ）と交わる点として求められる。たとえば当該作用力ｆの鉛直成分ｆzはロボット２の質量Ｍおよび重力加速度ｇを用いてｆz＝Ｍｇと表され、当該作用力ｆの水平成分ｆxはロボット２の質量Ｍおよび加速度の水平成分αを用いてｆx＝Ｍαと表される。安定支持領域はロボット２の脚体２２Ｌおよび２２Ｒのうち接地している領域を凹ができないように囲う領域として求められる。たとえば、図５に示されているようにロボット２が左脚体２２Ｌの下端部（足平部）において着床している場合、左脚体２２Ｌの足裏領域が安定支持領域として認識される。
【００４３】
続いて、第２処理部１２０はロボット動作計画に基づき、モータ動作計画を作成する（図３／Ｓ００４）。このモータ動作計画により、図４に実線で示されているように加速、速度維持、再加速、速度維持、減速および停止の順で変化することで、ロボット２の前後左右の位置を目標位置に維持するためのエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの移動速度ｖ1の変化パターンが特定されうる。エンドレスベルト１１の駆動速度ｖ1の変化パターンは、ロボット２の移動速度ｖ2の変化パターンに対して位相差δθを有する。図４に示されているように位相差δθはロボット２の移動速度ｖ2の変化に対するエンドレスベルト１１の駆動速度ｖ1の変化の時間ずれを表す因子であり、固定的に設定されてもよいが、可変的に設定されうる。なお、位相差δθがロボット２の運動状態に基づいて設定されてもよい。ロボット２の運動状態としては、加速移動状態、減速移動状態等が挙げられる。ロボット２が安定に歩行動作または走行動作しているときは第２センサ１２２により測定されるロボット２の前後方向の立ち位置と、エンドレスベルト１１１の駆動速度ｖ1とに基づいてロボット２の運動状態が認識される。また、ロボット２の歩行開始または歩行停止の前後においても、第２センサ１２２により測定されるロボット２の前後方向の立ち位置と、エンドレスベルト１１１の駆動速度ｖ1とに基づいてロボット２の運動状態が認識される。なお、ロボット２の歩行開始または歩行停止の前後においてはＣＣＤカメラ等の撮像装置（図示略）を通じて得られた画像の第２処理部１２０による解析に基づいて当該ロボット２の運動状態が認識されてもよい。
【００４４】
さらに、ロボット２の目標ＺＭＰが安定支持領域に含まれるように各時点における左右のエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rが設定される。たとえば、左脚体（着床している脚体）２２Ｌが図５に実線で示されている状態となることによりロボット２の目標ＺＭＰが左脚体２２Ｌの足裏領域（安定支持領域）から外れないように左右のエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rの変化パターンが設定される。すなわち、左脚体２２Ｌが図５に破線で示されているような状態となり、ロボット２の目標ＺＭＰが左脚体２２Ｌの足裏領域に含まれるようにエンドレスベルト１１の駆動速度ｖ1の変化パターンが設定される。なお、安定支持領域のうちロボット２の姿勢安定維持の観点からさらに限定された領域に目標ＺＭＰが収まるように、左右のエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rが設定されてもよい。また、ロボット２に基体２０の動作により重心に加速度を作用させることで目標ＺＭＰを自律的に調節する機能がある場合、当該調節機能に応じた範囲内で安定支持領域よりも拡張された領域に目標ＺＭＰが収まるように、左右のエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rが設定されてもよい。
【００４５】
そして、モータ制御部１００は第２処理部１２０により作成されたモータ動作計画にしたがってモータ１２Ｌおよび１２Ｒのそれぞれの動作を制御する（図３／Ｓ００６）。これにより、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1が同じくモータ動作計画にしたがって制御される。また、ロボット２が回転駆動されているエンドレスベルト１１の上で、ロボット動作計画にしたがって歩行または走行し、この状態でロボット２の移動性能が試験される。
【００４６】
図１および図２に示されているようにロボット２の左右両肩に付されたベルトを介してリフタ１４によってロボット２が吊り上げられうる状態で当該ロボット２の移動性能が試験される。なお、モータ制御部１００によりリフタ１４に加わる荷重またはその変動が測定され、当該荷重またはその変動が許容範囲を超えた場合、リフタ１４によってロボット２が吊り上げられてもよい。これにより、ロボット２がバランスを崩している蓋然性が高い状態で移動性能試験が続行されることが回避されうる。また、ロボット２がリフタ１４から解放された状態で当該ロボット２の移動性能が試験されてもよい。
【００４７】
また、第１センサ１１２、第１リミットセンサ１１４Ｌおよび１１４Ｒのいずれかによりロボット２の一部（特に脚体２２Ｌおよび２２Ｒ）がトレッドミル１０における許容範囲から左右外側に外れたことが検知された場合、たとえばリフタ１４によってロボット２が吊り上げられ、あるいはモータ１２Ｌおよび１２Ｒが徐々に減速されて停止され、試験が強制的に終了されてもよい。さらに、第２センサ１２２、第２リミットセンサ１２４１および１２４２のいずれかによりロボット２の一部（特に脚体２２Ｌおよび２２Ｒ）がトレッドミル１０における許容範囲から前後外側に外れたことが検知された場合、たとえばリフタ１４によってロボット２が吊り上げられ、あるいはモータ１２Ｌおよび１２Ｒが徐々に減速されて停止され、試験が強制的に終了されてもよい。
【００４８】
その後、ロボット２の移動が停止されたか否かが判定される（図３／Ｓ００８）。ロボット２が移動中であると判定された場合（図３／Ｓ００８‥ＮＯ）、ロボット動作計画の認識等、前述の処理が繰り返される（図３／Ｓ００２〜Ｓ００８）。一方、ロボット２の移動が停止されたと判定された場合（図３／Ｓ００８‥ＹＥＳ）、モータ制御部１００によりモータ１２Ｌおよび１２Ｒの動作が徐々に停止される（図３／Ｓ０１０）。
【００４９】
前記機能を発揮する本発明の移動性能試験装置１によれば、ロボット動作計画に基づいてモータ動作計画が作成され、当該モータ動作計画にしたがってモータの動作が駆動される（図３／Ｓ００２，Ｓ００４，Ｓ００６参照）。これにより、エンドレスベルト１１の駆動速度ｖ1の変化パターンが、当該エンドレスベルト１１の上で移動性能が試験されているロボット２の移動速度ｖ2の変化パターンに応じて制御されうる。
【００５０】
また、ロボット２の移動速度ｖ2の変化パターンに対して位相差δθを有するような、エンドレスベルト１１の駆動速度ｖ1の変化パターンを定めるモータ動作計画が作成される。これにより、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rの変化パターンが、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒの上で移動性能が試験されているロボット２の移動速度ｖ2の変化パターンと位相差δθを有するように制御されうる。
【００５１】
前述の処理により、エンドレスベルト１１の動きのテンポがロボット２の動きのテンポに、当該位相差に応じた関係を維持しつつ歩み寄るように、両者の動きのテンポの調和が図られ、この状態で当該ロボット２の移動性能が安定に試験されうる。
【００５２】
さらに、ロボット２の目標ＺＭＰが安定支持領域に収まるようにエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rが制御される。したがって、ロボット２の目標ＺＭＰが安定支持領域から外れてしまうことによってその姿勢が不安定になる事態を回避しながら、当該ロボット２の移動性能試験を実行することができる。たとえば、ロボット２の左脚体２２Ｌが接地している間に左側のエンドレスベルト１１Ｌが過剰に動かされてしまい、左脚体２２Ｌの姿勢が図５に実線で示されている姿勢となることで目標ＺＭＰが左足裏領域から外れるような事態が回避される。これにより、図５に示されているようにロボット２を前のめりにするような重心まわりのモーメントＭがロボット２に作用する事態、ひいてはロボット２の姿勢が不安定になる事態を回避しながら、当該ロボット２の移動性能試験を実行することができる。
【００５３】
また、エンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rが相違するように制御されることで、ロボット２の位置および向きを一定に維持しながらロボット２の左旋回性能および右旋回性能が試験されうる。左右のエンドレスベルト１１Ｌおよび１１Ｒのそれぞれの駆動速度ｖ1Lおよびｖ1Rの差が、ロボット２の旋回半径の下限値に応じて制限されていてもよい。
【００５４】
なお、前記実施形態では２つの脚体２２Ｌおよび２２Ｒを有するロボット２の移動性能が試験されたが、他の実施形態として３つ以上の脚体を有するロボットの歩行または走行試験が実施されてもよく、複数のタイヤの回動により移動しうる装置の移動性能が試験されてもよい。
【００５５】
第２処理部１２０がロボット制御部２００との通信によって、ロボット制御部２００に「モータ動作計画」を認識させ、かつ、このモータ動作計画に基づいてロボット２の目標ＺＭＰが安定支持領域に収まるように「ロボット動作計画」を作成させてもよい。これにより、エンドレスベルト１１Ｌ，１１Ｒの駆動速度の変化等によってその目標ＺＭＰが安定支持領域から外れてしまうことによってロボット２の姿勢が不安定になる事態を回避しながら、当該ロボット２の移動性能試験を実行することができる。
【００５６】
また、当該通信によってロボット制御部２００に「モータ動作計画」に応じて定まるエンドレスベルト１１Ｌ，１１Ｒの駆動速度変化パターンを認識させ、かつ、この駆動速度変化パターンに対して位相差を有する、ロボット２の移動速度変化パターンを定める「ロボット動作計画」を作成させてもよい。これにより、エンドレスベルト１１Ｌ，１１Ｒの動きのテンポにロボット２の動きのテンポを、当該位相差に応じた形態で調和させながら当該ロボット２の移動性能が試験されうる。
【００５７】
さらに、ロボット２にその運動状態またはロボット動作計画に基づいて当該位相差を設定させてもよい。これにより、ロボット２の動きのテンポをロボット２の運動状態または動作計画に鑑みて適当にエンドレスベルト１１Ｌ．１１Ｒの動きのテンポに調和させながらロボット２の移動性能が試験されうる。
【００５８】
前記実施形態では独立に回転駆動される２つのエンドレスベルト１１Ｌ，１１Ｒを有するトレッドミル１０が用いられてロボット２の移動性能が試験されたが、他の実施形態として単独のエンドレスベルトを有するトレッドミルが用いられてロボット２の前進性能または後退性能が試験されてもよい。
【００５９】
前記実施形態では受光素子により構成された第１センサ１１２およびレーザー光を用いる第２センサ１２２によりロボット２の前後左右の立ち位置が測定されたが、他の実施形態としてスキャニング式の広域レーザー距離センサによってロボット２の前後左右の立ち位置が測定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の移動性能試験装置の構成説明図
【図２】本発明の移動性能試験装置の構成説明図
【図３】本発明の移動性能試験装置の機能説明図
【図４】本発明の移動性能試験装置の機能説明図
【図５】本発明の移動性能試験装置の機能説明図
【符号の説明】
【００６１】
１‥移動性能試験装置、１０‥トレッドミル、１１‥エンドレスベルト、１２‥モータ、１４‥リフタ、１００‥モータ制御部、１１０‥第１処理部、１２０‥第２処理部、２‥ロボット（対象物体）、２２‥脚体、２００‥ロボット制御部
【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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