特開 2023-92695 ロボット、並びにその制御方法及び制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023092695

(43)【公開日】2023-07-04

(54)【発明の名称】ロボット、並びにその制御方法及び制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20230627BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20230627BHJP

【ＦＩ】

B25J13/00 Z

B25J5/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021207859

(22)【出願日】2021-12-22

(71)【出願人】

【識別番号】315014671

【氏名又は名称】東京ロボティクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098899

【弁理士】

【氏名又は名称】飯塚 信市

(74)【代理人】

【識別番号】100163865

【弁理士】

【氏名又は名称】飯塚 健

(72)【発明者】

【氏名】加藤 健太

(72)【発明者】

【氏名】大島 彩佳里

(72)【発明者】

【氏名】松尾 雄希

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS34

3C707BS11

3C707BS27

3C707CS08

3C707CS09

3C707CV07

3C707CY01

3C707HS27

3C707HT11

3C707KS03

3C707KS04

3C707KS10

3C707KT01

3C707KT04

3C707LU09

3C707LV14

3C707MT04

3C707WA16

3C707WL04

(57)【要約】

【課題】移動基体を扉のオモテ面側に移動させることができない状況において扉を閉める。
【解決手段】移動基体と、移動基体から延び姿勢を変更可能に駆動される腕部と、腕部の先端に設けられ扉に引っ掛けられる又は扉を保持するツールと、移動基体及び腕部の駆動を制御するコントローラと、を備え、扉は、閉状態において移動基体と対向する面となるオモテ面と、その背面のウラ面とを有し、コントローラは、開放された扉のウラ面側に移動基体が位置する状態において、移動基体及び／又は腕部を駆動して、ツールを扉に引っ掛ける又はツールに扉を保持させ、移動基体及び／又は腕部を駆動して、扉に引っ掛けられた又は扉を保持したツールを扉を閉じる方向に移動させて扉の開放角度を小さくし、移動基体及び／又は腕部を駆動して、開放角度が小さくされた扉のオモテ面を押す、ロボットが提供される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動基体と、
前記移動基体から延び、姿勢を変更可能に駆動される腕部と、
前記腕部の先端に設けられ、扉に引っ掛けられる又は扉を保持するツールと、
前記移動基体及び前記腕部の駆動を制御するコントローラと、を備え、
前記扉は、閉状態において前記移動基体と対向する面となるオモテ面と、その背面のウラ面とを有し、
前記コントローラは、
開放された前記扉の前記ウラ面側に前記移動基体が位置する状態において、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記ツールを前記扉に引っ掛ける又は前記ツールに前記扉を保持させ、
前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくし、
前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記開放角度が小さくされた前記扉の前記オモテ面を押す、
ロボット。

【請求項2】

前記コントローラは、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールが前記扉から離れたときに、前記扉を閉じる方向への前記ツールの移動を停止し、前記扉の前記オモテ面を押す動作を開始する、
請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記コントローラは、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させた後、前記扉の前記オモテ面を押すための前記腕部の目標位置を設定し、前記腕部を前記目標位置に移動させる前記腕部の軌道を計画できるか否かを試み、前記軌道を計画できた場合に前記扉のオモテ面を押す動作を開始する、
請求項１に記載のロボット。

【請求項4】

前記コントローラは、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させた後、前記扉の前記オモテ面を押すための前記腕部の目標位置を設定し、前記腕部の目標位置に基づいて前記移動基体の目標位置を設定し、前記移動基体の目標位置まで前記移動基体を移動させる経路の計画を試み、前記経路を計画できた場合に前記扉のオモテ面を押す動作を開始する、
請求項１に記載のロボット。

【請求項5】

移動基体と、前記移動基体から延び姿勢を変更可能に駆動される腕部と、前記腕部の先端に設けられ扉に引っ掛けられる又は扉を保持するツールと、を備えたロボットの制御方法であって、
前記扉は、閉状態において前記移動基体と対向する面となるオモテ面と、その背面のウラ面とを有し、
制御方法は、
開放された前記扉の前記ウラ面側に前記移動基体が位置する状態において、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記ツールを前記扉に引っ掛ける又は前記ツールに前記扉を保持させるステップと、
前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくするステップと、
前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記開放角度が小さくされた前記扉の前記オモテ面を押すステップと、
を備えた、制御方法。

【請求項6】

移動基体と、前記移動基体から延び姿勢を変更可能に駆動される腕部と、前記腕部の先端に設けられ扉に引っ掛けられる又は扉を保持するツールと、を備えたロボットの制御プログラムであって、
前記扉は、閉状態において前記移動基体と対向する面となるオモテ面と、その背面のウラ面とを有し、
制御プログラムは、
開放された前記扉の前記ウラ面側に前記移動基体が位置する状態において、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記ツールを前記扉に引っ掛ける又は前記ツールに前記扉を保持させるステップと、
前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくするステップと、
前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記開放角度が小さくされた前記扉の前記オモテ面を押すステップと、
を備えた、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ロボット、並びにロボットの制御方法及び制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ロボット技術の進展に伴い、移動型のロボットを様々な環境で活用することが検討されている。環境によっては、ロボットが扉を開閉する必要があり、扉を開閉することが可能なロボットが提案されている（非特許文献１）。

【0003】

非特許文献１に開示されたロボット（モバイルマニピュレータ）は、扉を開けるフェーズと、扉を閉めるフェーズと、を実行可能に構成されている。扉を閉めるフェーズでは、ロボットは、扉のオモテ面側に回り込んで扉をオモテ面側から押すことにより、扉を閉める。ここで、扉のオモテ面とは、扉の有する２つの面のうち、扉が閉じた状態にあるときにロボットと対向する面を意味し、ウラ面とは、オモテ面の背面を意味する。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Nagatani, Keiji, and S. Yuta. "Designing strategy and implementation of mobile manipulator control system for opening door." Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. Vol. 3. IEEE, 1996.

【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、幅の狭い通路等のロボットが通過可能な範囲が限られる環境において通過を妨げるように開いた状態の扉が存在すると、扉のオモテ面側にロボットの移動基体を回り込ませることができない場合がある。この場合、非特許文献１に開示されたロボットでは、扉をオモテ面から押すことができないため、扉を閉めることができない。

【0006】

本発明は、上述の技術的課題に解決するためになされたものであり、その目的とするところは、移動基体を扉のオモテ面側に移動させることができない状況において扉を閉めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の技術的課題は、以下の構成を有するロボット等により解決することができる。

【0008】

すなわち、本発明に係るロボットは、移動基体と、前記移動基体から延び姿勢を変更可能に駆動される腕部と、前記腕部の先端に設けられ扉に引っ掛けられる又は扉を保持するツールと、前記移動基体及び前記腕部の駆動を制御するコントローラと、を備え、前記扉は、閉状態において前記移動基体と対向する面となるオモテ面と、その背面のウラ面とを有し、前記コントローラは、開放された前記扉の前記ウラ面側に前記移動基体が位置する状態において、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記ツールを前記扉に引っ掛ける又は前記ツールに前記扉を保持させ、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくし、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記開放角度が小さくされた前記扉の前記オモテ面を押す。

【0009】

このような構成によれば、扉は、開放角度が小さくされた後に押され、扉枠に達するまで回転する。すなわち、２段階の動作により扉が閉じられる。したがって、移動基体を扉のオモテ面側に移動させることができない状況において効率的に扉を閉じることができる。

【0010】

前記コントローラは、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールが前記扉から離れたときに、前記扉を閉じる方向への前記ツールの移動を停止し、前記扉のオモテ面を押す動作を開始してもよい。

【0011】

このような構成によれば、開閉角度を小さくする動作中にツールが扉から離れてから扉のオモテ面を押す動作に移行するまでの時間が短くなる。したがって、効率よく扉を閉じることができる。

【0012】

前記コントローラは、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させた後、前記扉の前記オモテ面を押すための前記腕部の目標位置を設定し、前記腕部を前記目標位置に移動させる前記腕部の軌道を計画できるか否かを試み、前記軌道を計画できた場合に前記扉のオモテ面を押す動作を開始し、前記軌道を計画できない場合には、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくする動作を再度行ってもよい。

【0013】

このような構成によれば、扉の開放角度は、扉のオモテ面を押すための腕部の目標位置に腕部を移動させることができる程度まで小さくなる。したがって、扉をより確実に閉じることができる。

【0014】

前記コントローラは、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させた後、前記扉の前記オモテ面を押すための前記腕部の目標位置を設定し、前記腕部の目標位置に基づいて前記移動基体の目標位置を設定し、前記移動基体の目標位置まで前記移動基体を移動させる経路の計画を試み、前記経路を計画できた場合に前記扉のオモテ面を押す動作を開始し、前記経路を計画できない場合には、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくする動作を再度行う、
してもよい。

【0015】

このような構成によれば、扉の開放角度は、扉のオモテ面を押すための移動基体の目標位置に移動基体を移動させることができる程度まで小さくなる。したがって、扉をより確実に閉じることができる。

【0016】

別の側面から見た本発明は、移動基体と、前記移動基体から延び姿勢を変更可能に駆動される腕部と、前記腕部の先端に設けられ扉に引っ掛けられる又は扉を保持するツールと、を備えたロボットの制御方法であって、前記扉は、閉状態において前記移動基体と対向する面となるオモテ面と、その背面のウラ面とを有し、制御方法は、開放された前記扉の前記ウラ面側に前記移動基体が位置する状態において、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記ツールを前記扉に引っ掛ける又は前記ツールに前記扉を保持させるステップと、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくするステップと、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記開放角度が小さくされた前記扉の前記オモテ面を押すステップと、備えている。

【0017】

別の側面から見た本発明は、移動基体と、前記移動基体から延び姿勢を変更可能に駆動される腕部と、前記腕部の先端に設けられ扉に引っ掛けられる又は扉を保持するツールと、を備えたロボットの制御プログラムであって、前記扉は、閉状態において前記移動基体と対向する面となるオモテ面と、その背面のウラ面とを有し、制御プログラムは、開放された前記扉の前記ウラ面側に前記移動基体が位置する状態において、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記ツールを前記扉に引っ掛ける又は前記ツールに前記扉を保持させるステップと、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記扉に引っ掛けられた又は前記扉を保持した前記ツールを前記扉を閉じる方向に移動させて前記扉の開放角度を小さくするステップと、前記移動基体及び／又は前記腕部を駆動して、前記開放角度が小さくされた前記扉のオモテ面を押すステップと、を備えている。

【0018】

このような構成によれば、扉は、開放角度が小さくされた後に押され、扉枠に達するまで回転する。すなわち、２段階の動作により扉が閉じられる。したがって、移動基体を扉のオモテ面側に移動させることができない状況において効率的に扉を閉じることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、扉は、開放角度が小さくされた後に押され、扉枠に達するまで回転する。したがって、移動基体を扉のオモテ面側に移動させることができない状況において扉を閉じることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】（ａ）は、本発明の実施形態に係るロボットの側面図であり、（ｂ）は、当該ロボットの上面図である。

【図2】図１に示すロボットが活用される環境の例を示す平面図である。

【図3】図１に示すロボットのブロック図である。

【図4】扉の位置及び姿勢の認識について説明するための図であり、（ａ）は、扉の周辺を示す平面図であり、（ｂ）は、扉をウラ面の側から見た図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る閉扉動作処理のフローチャートである。

【図6】扉引き動作処理の詳細フローチャートである。

【図7】（ａ）及び（ｂ）は、ロボットによる扉引き動作を説明するための図であり、図２に対応して示す。

【図8】（ａ）は、扉のエッジの軌道を説明するための図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるツールの軌道を説明するための図である。

【図9】図７（ａ）に示される平面図に、扉のエッジの軌道を併記した図である。

【図10】扉押し動作処理の詳細フローチャートである。

【図11】（ａ）及び（ｂ）は、ロボットによる扉押し動作を説明するための図であり、図２に対応して示す。

【図12】本発明の第２実施形態におけるツールの軌道を説明するための図であり、図８に対応して示す。

【図13】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態の変形例におけるツールの軌道を説明するための図であり、図８に対応して示す。

【図14】本発明の第３実施形態におけるツールの軌道を説明するための図であり、図８に対応して示す。

【図15】本発明の第４実施形態におけるツールの軌道を説明するための図であり、図８に対応して示す。

【図16】本発明の第５実施形態における扉引き動作処理の詳細フローチャートである。

【図17】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５実施形態においてツールを扉のエッジに引っ掛ける動作を説明するための図であり、図４に対応して示す。

【図18】本発明の第６実施形態における扉引き動作処理の詳細フローチャートである。

【図19】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６実施形態においてツールを扉のエッジに引っ掛ける動作を説明するための図であり、図４に対応して示す。

【図20】本発明の第８実施形態に係る閉扉動作処理のフローチャートである。

【図21】ツールの引っ掛け場所の変形例を示す図であり、図４に対応して示す。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の好適な実施の形態について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0022】

（１．第１実施形態）
まず、第１実施形態として、本発明をロボットに適用した例について説明する。図１から図３は、第１実施形態に係るロボット１００の構成例を説明する図である。ロボット１００は、扉のある環境での活用が想定される。

【0023】

図１は、ロボット１００の構成を説明する図であって、図１（ａ）は、主にロボット１００の外観例を示す側面図であり、図１（ｂ）は、主にロボット１００の外観例を示す平面図である。図示するように、ロボット１００は、略人型の形状を有しており、移動台車１１と、移動台車１１に支持された脚部１２と、脚部１２に支持された胴体部１３と、胴体部１３に支持された頭部４０及び腕部５０と、を備えている。

【0024】

移動台車１１は、ロボット１００が置かれた面（床面）を移動可能に形成されている。具体的には、移動台車１１は、不図示の複数の駆動輪を備えている。複数の駆動輪が回転すると、移動台車１１が移動する。移動台車は、例えば、全方向に移動することができるように構成された全方位移動台車であり、駆動輪は、例えばオムニホイールである。

【0025】

以下において、「上方」及び「下方」は、それぞれ、移動台車１１が水平な面に配置されている状態を基準とした鉛直方向上側及び鉛直方向下側を意味する。

【0026】

脚部１２は、略人型のロボット１００において、人の脚に相当する構成として、移動台車１１から上方に延びている。胴体部１３は、略人型のロボット１００において、人の胴体に相当する構成として、脚部１２の上方に配置されており、略鉛直に延びる軸Ａ１を中心に回転可能に脚部１２に設けられている。

【0027】

以下において、移動台車１１、脚部１２及び胴体部１３を合わせて「移動基体１０」とも称する。

【0028】

頭部４０は、略人型のロボット１００において、人の頭に相当する構成として、胴体部１３の上方に配置されており、胴体部１３に揺動可能且つ回転可能に設けられている。頭部４０は、人が見た際に顔として認識できる正面を有している。

【0029】

頭部４０は、ロボット１００の周辺を撮影して撮影画像を生成する画像生成手段４１を備えている。画像生成手段４１には、例えば、モノクロカメラ、カラーカメラ、ＩＲカメラ、３Ｄカメラ及びＲＧＢＤカメラを用いることができる。

【0030】

腕部５０は、略人型のロボット１００において、人の腕に相当する構成として、胴体部１３から延びており、姿勢を変更可能である。具体的には、腕部５０は、胴体部１３に設けられた第１関節部５１と、第１関節部５１から延びる第１リンク部５２と、第１リンク部５２の先端に設けられた第２関節部５３と、第２関節部５３から延びる第２リンク部５４と、第２リンク部５４の先端に設けられた第３関節部５５と、を備えている。第３関節部５５は、「腕部５０の先端」とも称される。

【0031】

第１関節部５１は、略水平な軸Ａ２を中心に胴体部１３に対して回転可能である。第１関節部５１が回転すると、第１リンク部５２、第２関節部５３、第２リンク部５４及び第３関節部５５が軸Ａ２を中心に回転する。図１（ａ）及び（ｂ）では、第１リンク部５２を略水平に保持した状態が示されている。

【0032】

第１リンク部５２は、略水平に保持された状態（図１に示す状態）において第１関節部５１を通る略鉛直な軸Ａ３を中心に胴体部１３に対して揺動可能である。第２リンク部５４は、第１リンク部５２が略水平に保持された状態（図１に示す状態）において第２関節部５３を通る略鉛直な軸Ａ４を中心に第１リンク部５２に対して揺動可能である。換言すれば、腕部５０は、姿勢を変化可能である。

【0033】

このようなロボット１００を扉のある環境において活用する場合、開放された扉によりロボット１００の通過が妨げられることがある。図２は、扉のある環境の例を示す平面図である。

【0034】

図２に示される環境では、一対の壁１ａ，１ｂが互いに間隔を空けて設けられており、壁１ａ，１ｂの間に通路１が形成されている。一方の壁１ａには、扉２が略鉛直に延びる回転軸ＡＤを中心に回転可能に設けられている。扉２を開放した状態では、扉２と他方の壁１ｂとの間隔がロボット１００の移動台車１１よりも狭く、扉２によりロボット１００の通行が妨げられている。

【0035】

図２に示される状態では、扉２のオモテ面２ａの側にロボット１００を移動させることができない。そこで、ロボット１００は、扉２のウラ面２ｂの側から扉２の開放角度αを小さくすることができるように構成されている。ここで、扉２のオモテ面２ａとは、扉２の有する２つの大面積面（２ａ、２ｂ）のうち、扉が閉じた状態にあるときにロボット１００と対向する面を意味し、ウラ面２ｂとは、オモテ面２ａの背面を意味する。

【0036】

図１及び図２に示すように、ロボット１００は、腕部５０の第３関節部５５に設けられたツール６０を更に備えている。ツール６０は、第１リンク部５２が略水平に保持された状態（図１に示す状態）において第３関節部５５を通る略鉛直な軸Ａ５を中心に第２リンク部５４に対して揺動可能である。

【0037】

ツール６０は、略Ｌ字状に形成されており、扉２のエッジに引っ掛け可能である。隅部６１が扉２のエッジに近接するようにツール６０を移動させることにより、ツール６０が扉２のエッジに引っ掛けられる。

【0038】

図３は、ロボット１００のブロック図である。図３に示すように、ロボット１００は、台車駆動手段７１と、胴体部駆動手段７３と、頭部駆動手段７４と、腕部駆動手段７５と、ツール駆動手段７６と、コントローラ８０と、を備える。

【0039】

台車駆動手段７１は、移動台車１１における不図示の駆動輪を回転させる。台車駆動手段７１は、例えば、移動台車１１に搭載された一又は複数のモータである。胴体部駆動手段７３は、脚部１２に対して胴体部１３を回転させる。胴体部駆動手段７３は、例えば、脚部１２に搭載された一又は複数のモータである。頭部駆動手段７４は、胴体部１３に対して頭部４０を揺動させると共に回転させる。頭部駆動手段７４は、例えば、胴体部１３に搭載された一又は複数のモータである。

【0040】

腕部駆動手段７５は、腕部５０の姿勢を変化させる。腕部駆動手段７５は、例えば、胴体部１３に搭載され胴体部１３に対して第１関節部５１を回転させる一又は複数のモータと、第１関節部５１に搭載され胴体部１３に対して第１リンク部５２を揺動させる一又は複数のモータと、第２関節部５３に搭載され第１リンク部５２に対して第２リンク部５４を揺動させる一又は複数のモータと、を含む。

【0041】

ツール駆動手段７６は、腕部５０の第２リンク部５４に対してツール６０を揺動させる。ツール駆動手段７６は、例えば、腕部５０の第３関節部５５に搭載された一又は複数のモータである。

【0042】

コントローラ８０は、台車駆動手段７１、胴体部駆動手段７３、頭部駆動手段７４、腕部駆動手段７５及びツール駆動手段７６の駆動を制御する。コントローラ８０は、周辺環境認識部８１、動作決定部８２及び信号出力部８３等の機能部を有する。

【0043】

コントローラ８０は、例えば、プロセッサとしての中央演算装置（ＣＰＵ）、記憶媒体としての読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）等がバスを介して接続されて構成される情報処理装置である。ＲＯＭには、周辺環境認識部８１、動作決定部８２及び信号出力部８３の機能を実行するためのプログラム（制御プログラム）が格納されている。すなわち、コントローラ８０は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、周辺環境認識部８１、動作決定部８２及び信号出力部８３等の各機能部の機能を実現するように構成される。

【0044】

なお、コントローラ８０を構成するプロセッサおよび記憶媒体として上述した構成は例示であって、これらに加えて、或いは代えて、ＧＰＵ、フラッシュメモリ、ハードディスク、ストレージ等を含んでもよい。また、上述の各機能部の機能は、必ずしもコントローラ８０のみによって実現される必要はなく、機能部毎に適宜選択された複数のコントローラがそれぞれ、或いは協調することによって実現されるように構成されてもよい。

【0045】

コントローラ８０の各機能部の機能について以下説明する。

【0046】

周辺環境認識部８１は、ロボット１００の周辺環境を認識する。具体的には、周辺環境認識部８１は、画像生成手段４１により生成された撮影画像の情報をロボット１００の周辺環境の情報として取得し、取得した情報に基づいて、ロボット１００の周辺環境を認識する。撮影画像の情報は、例えば、輝度情報、ＲＧＢ値、３次元点群である。周辺環境認識部８１は、画像生成手段４１により生成された撮影画像に扉２（図２参照）が写っている場合には、扉２がロボット１００の周辺にあると認識すると共に、扉２の位置及び姿勢を認識する。

【0047】

図４は、扉２の位置及び姿勢の認識について説明するための図であり、図４（ａ）は、扉２の周辺を示す平面図であり、図４（ｂ）は、扉２をウラ面２ｂの側から見た図である。同図から明らかな通り、本実施形態では、扉２の位置及び姿勢の認識にマーカー２ｃを用いる。マーカー２ｃは、例えば、ＡｒＵｃｏマーカー及びＰｉｔａｇマーカー等である。マーカー２ｃは、扉２のウラ面２ｂに設置される。周辺環境認識部８１は、画像生成手段４１により生成された撮影画像に写ったマーカー２ｃに基づいて、扉２の位置及び姿勢を認識する。

【0048】

なお、扉２の撮影画像の情報と、扉２における代表点の特徴量と、から代表点の位置及び姿勢を算出し、扉２の位置及び姿勢を認識してもよい。代表点の位置及び姿勢の算出には、テンプレートマッチング、及びＰｏｉｎｔ Ｓｅｔ Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ等を用いることができる。

【0049】

また、扉２の多くは平板状であることから、３次元点群情報を用いて平面検出を行いその平面部の中心を扉２の位置として算出し、平面の法線方向から扉２の姿勢を算出してもよい。扉２の多くはウラ面２ｂが長方形であることから、矩形認識等を行い扉２の位置及び姿勢を算出してもよい。ＳＳＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｈｏｔ Ｍｕｌｔｉｂｏｘ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）及びＹｏＬｏ（Ｙｏｕ Ｏｎｌｙ Ｌｏｏｋ Ｏｎｃｅ）等の深層学習（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）を用いて、様々な扉画像を学習させて扉２の位置及び姿勢を検出してもよい。

【0050】

図３に戻り、動作決定部８２は、周辺環境認識部８１により認識されたロボット１００の周辺環境に基づいて、移動台車１１、胴体部１３、頭部４０、腕部５０及びツール６０の動作を決定する。具体的には、動作決定部８２は、扉２がロボット１００の周辺にあると周辺環境認識部８１が認識した場合には、認識された扉２の位置及び姿勢に基づいて、開放された扉２のウラ面２ｂの側に移動基体１０が位置するか否かを判定する。動作決定部８２は、開放された扉２のウラ面２ｂの側に移動基体１０が位置すると判定した場合には、扉２を引いて扉２の開放角度αを小さくしその後扉２を押して扉２を閉じるように移動台車１１、胴体部１３、頭部４０、腕部５０及びツール６０を動作させることを決定する。

【0051】

信号出力部８３は、動作決定部８２により決定された動作に基づいて、台車駆動手段７１、胴体部駆動手段７３、頭部駆動手段７４、腕部駆動手段７５及びツール駆動手段７６を駆動する制御信号を出力する。台車駆動手段７１、胴体部駆動手段７３、頭部駆動手段７４、腕部駆動手段７５及びツール駆動手段７６が制御信号に応じて駆動されると、移動台車１１、胴体部１３、頭部４０、腕部５０及びツール６０は、動作決定部８２により決定された動作を行う。

【0052】

図５は、扉２を閉じる動作の処理（以下、「閉扉動作処理」とも称する）のフローチャートである。同図から明らかな通り、閉扉動作処理が開始すると、コントローラ８０は、ロボット１００の周辺環境を認識する周辺環境認識処理を行う（Ｓ１１）。周辺環境認識処理（Ｓ１１）の後、コントローラ８０は、扉２がロボット１００の周辺にあるか否かを判定する（Ｓ１２）。扉２がロボット１００の周辺にある場合には（Ｓ１２ＹＥＳ）、コントローラ８０は、扉２の位置及び姿勢を認識する扉位置姿勢認識処理を行う（Ｓ１３）。扉２がロボット１００の周辺にない場合には（Ｓ１２ＮＯ）、閉扉動作処理は終了する。

【0053】

扉位置姿勢認識処理（Ｓ１３）では、コントローラ８０は、画像生成手段４１により生成された撮影画像に写ったマーカー２ｃに基づいて、扉２の位置及び姿勢を認識する。

【0054】

扉位置姿勢認識処理（Ｓ１３）の後、コントローラ８０は、認識された扉２の位置及び姿勢に基づいて、開放された扉２のウラ面２ｂの側に移動基体１０が位置するか否かを判定する処理を行う（Ｓ１４）。開放された扉２のウラ面２ｂの側に移動基体１０が位置する場合には（Ｓ１４ＹＥＳ）、扉２を引いて扉２の開放角度αを小さくする扉引き動作処理が行われる（Ｓ１５）。開放された扉２のウラ面２ｂの側に移動台車１１が位置しない場合には（Ｓ１４ＮＯ）、閉扉動作処理は終了する。

【0055】

図６は、扉引き動作処理（Ｓ１５）の詳細フローチャートである。図７は、ロボット１００による扉引き動作を説明するための図であり、図２に対応して示す。図６から明らかな通り、扉引き動作処理が開始すると、コントローラ８０は、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けるためのツール目標位置姿勢の情報を取得する処理を行う（Ｓ５１）。ツール目標位置姿勢の情報は、ユーザーによりマーカー２ｃの座標系で予め表現されており、不図示の記憶部に記憶されている。図４において、ツール目標位置姿勢が二点鎖線により示されている。動作決定部８２は、マーカー２ｃの座標系で表現されたツール目標位置姿勢の情報を記憶部から読み出して取得する。

【0056】

ツール目標位置姿勢の情報は、ユーザーによりマーカー２ｃの座標系で予め表現された形態に限られない。例えば、認識した扉２の位置及び姿勢と、一般的な扉厚又はユーザー入力によって得られる扉厚と、に基づいて扉２のエッジ（突き当て面）の姿勢を推定し、ツール目標位置姿勢の情報を取得してもよい。

【0057】

ツール目標位置姿勢情報取得処理（Ｓ５１）の後、コントローラ８０は、ツール６０を移動させてツール６０を扉２のエッジに引っ掛ける処理を行う（Ｓ５２）。具体的には、コントローラ８０は、ツール６０がツール目標位置に移動しツール６０の姿勢がツール目標姿勢となるように移動台車１１、胴体部１３、腕部５０及びツール６０を駆動する。これにより、図７（ａ）に示すように、ツール６０が扉２に引っ掛けられる。

【0058】

図６に戻り、ツール引っ掛け処理（Ｓ５２）の後、コントローラ８０は、扉２を閉じる方向にツール６０を移動させる処理を行う（Ｓ５３）。具体的には、コントローラ８０は、ツール６０が扉２を閉じる方向に移動するように移動台車１１、胴体部駆動手段７３、腕部５０及びツール６０を駆動する。これにより、図７（ｂ）に示すように、ツール６０が扉２を閉じる方向に移動する。ツール６０は扉２に引っ掛けられているため、扉２は、ツール６０に追随して閉じる方向に回転する。したがって、移動基体１０を扉２のオモテ面２ａの側に移動させることなく扉２の開放角度αを小さくすることができる。

【0059】

図８（ａ）は、扉２のエッジの軌道を説明するための図であり、図８（ｂ）は、扉２を閉じる方向に移動するツール６０の軌道を説明するための図である。扉２が閉まるときには、扉２のエッジの軌道は、図８（ａ）に２点鎖線で示すように回転軸ＡＤを中心とする円弧となる。ツール６０を用いて扉２を閉じる方向に回転させるためには、ツール６０の軌道が回転軸ＡＤを中心とする円弧となるようにツール６０を移動させる必要がある。

【0060】

そこで、本実施形態では、扉２の幅と開放角度αに基づいて円弧軌道を算出し、算出された円弧軌道をツール６０の目標軌道として設定しツール６０を移動させる。そのため、ツール６０は、図８（ｂ）に太鎖線矢印で示すように扉２のエッジの軌道に沿って移動する。したがって、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けた状態でツール６０を移動させることができ、扉２の開放角度αを小さくすることができる。

【0061】

扉２の幅の情報は、不図示の記憶部から読み出して取得されてもよいし、マーカー２ｃの認識により取得されてもよい。開放角度αの情報は、マーカー２ｃの認識により取得可能である。

【0062】

図９は、図７（ａ）に示される平面図に、扉２のエッジの軌道を併記した図である。同図から明らかなように、移動基体１０は、扉２が通過する領域に入っている。そのため、移動基体１０を移動させずに腕部５０のみを駆動してツール６０を移動させると、移動基体１０と扉２とが干渉することになる。

【0063】

このような理由から、扉２を閉じる方向にツール６０を移動させる処理（Ｓ５３）では、移動台車１１を移動させることが好ましい。この場合には、図７（ｂ）に示すように、移動基体１０は、扉２の回転に伴って扉２の通過領域から出る。したがって、移動基体１０と扉２との干渉を防ぐことができ、扉２の開放角度αをより小さくすることができる。

【0064】

図８に戻り、設定された目標軌道に従って目標軌道の終点Ｅまでツール６０を移動させると、扉２を閉じる方向にツール６０を移動させる処理（Ｓ５３）が終了する。以上により、扉引き動作は完了する。

【0065】

図５に戻り、扉引き動作処理（Ｓ１５）が完了すると、扉２を押して扉２を閉じる扉押し動作処理が行われる（Ｓ１６）。

【0066】

図１０は、扉押し動作処理（Ｓ１６）の詳細フローチャートである。図１１は、ロボット１００による扉押し動作を説明するための図であり、図２に対応して示す。図１０から明らかな通り、扉押し動作処理が開始すると、コントローラ８０は、腕部５０の先端を扉２のオモテ面２ａに接触させるための腕部目標位置姿勢の情報を取得する処理を行う（Ｓ６１）。腕部目標位置姿勢の情報は、マーカー２ｃの座標系で予め表現されており、不図示の記憶部に記憶されている。コントローラ８０は、マーカー２ｃの座標系で表現された腕部目標位置姿勢の情報を記憶部から読み出して取得する。

【0067】

腕部目標位置姿勢情報取得処理（Ｓ６１）の後、腕部５０の先端を扉２のオモテ面２ａに接触させる処理が行われる（Ｓ６２）。具体的には、コントローラ８０は、腕部５０が腕部目標位置に移動し腕部５０の姿勢が腕部目標姿勢となるように移動台車１１、胴体部１３、腕部５０及びツール６０駆動する。これにより、図１１（ａ）に示すように、腕部５０の先端が扉２のオモテ面２ａに接触する。

【0068】

図１０に戻り、腕部５０の先端を扉２のオモテ面２ａに接触させる処理（Ｓ６２）の後、コントローラ８０は、扉２を閉じる方向に腕部５０の先端を移動させる処理を行う（Ｓ６３）。具体的には、コントローラ８０は、腕部５０の先端が扉２を閉じる方向に移動するように移動台車１１、胴体部駆動手段７３、腕部５０及びツール６０を駆動する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、腕部５０の先端が扉２を閉じる方向に移動する。腕部５０の先端は扉２のオモテ面２ａに接触しているため、扉２は、腕部５０の先端に押され、扉枠３に達するまで回転する。したがって、扉２を閉じることができる。

【0069】

図１０に戻り、扉２を閉じる方向に腕部５０の先端を移動させる処理（Ｓ６３）が完了すると、扉押し動作処理（Ｓ１６）は終了する。

【0070】

図１１に示される例では、移動基体１０を扉２のオモテ面２ａの側に移動させることなく扉２を押している。扉引き動作処理（Ｓ１５）の後、扉２のオモテ面２ａの側に移動基体１０を移動させることができる場合には、扉２のオモテ面２ａの側に移動基体１０を移動させて扉２を押してもよい。

【0071】

扉押し動作では、移動台車１１、胴体部１３及び腕部５０のうちのいずれか１つのみを駆動して扉２を押してもよいし、移動台車１１、胴体部１３及び腕部５０のうちの２つ、又は全部を駆動して扉２を押してもよい。つまり、移動台車１１、胴体部１３及び腕部５０のうちの少なくとも１つを駆動して扉２を押せばよい。

【0072】

図５に戻り、扉押し動作処理（Ｓ１６）が完了すると、扉２を閉じる動作の処理が終了する。

【0073】

（２．第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0074】

上記の第１実施形態では、閉扉方向へのツール移動処理（図６におけるＳ５３）において、扉２の幅と開放角度αに基づいて円弧軌道を算出し、算出された円弧軌道をツール６０の目標軌道として設定する。そのため、扉２の幅及び開放角度αの情報が必要になると共に、目標軌道の設定処理が複雑になるおそれがある。

【0075】

そこで、本実施形態では、コントローラ８０は、ツール６０と扉２との間に仮想的な機械的インピーダンス（慣性、減衰係数及び剛性等）を設定しツール６０の位置とツール６０から扉２に加えられる力とを制御するインピーダンス制御によって腕部５０を駆動する。

【0076】

インピーダンス制御は、例えば腕部５０を柔らかく動かす制御である。具体的には、外力が腕部５０に加わらないときには、ツール６０が目標軌道に沿って移動するように腕部５０が駆動される。外力が腕部５０に加わるときには、ツール６０が目標軌道から外れることになっても、その外力を小さくするように腕部５０が駆動される。インピーダンス制御により駆動される腕部５０の軌道を、図１２を参照して説明する。

【0077】

図１２は、インピーダンス制御により駆動される腕部５０の軌道の図であり、図８に対応して示す。図１２では、扉２のエッジから扉２が閉まる方向に延びる直線軌道（太鎖線矢印参照）をツール６０の目標軌道として設定した例が示されている。このような目標軌道でインピーダンス制御により腕部５０が駆動されると、ツール６０は、ツール６０の目標軌道と扉２のエッジの軌道とが交差する点までは、扉２から反力を受けながら移動する。つまり、ツール６０は、図１２に太鎖線矢印で示すように扉２のエッジの軌道に沿って移動する。

【0078】

このように、閉扉方向へのツール移動処理（図６におけるＳ５３）において、インピーダンス制御により腕部５０を駆動することにより、扉２の幅と開放角度αに基づいて円弧軌道を算出することなく、ツール６０を扉２のエッジの軌道に沿って移動させることができる。したがって、動作決定部８２における処理を簡素化しつつ扉２の開放角度αを小さくすることができる。

【0079】

図１２に示す例では、ツール６０の目標軌道は、扉枠３と略平行に設定されているが、ツール６０の目標軌道は、扉枠３と平行でなくてもよい。例えば、図１３（ａ）に示すように、ツール６０の目標軌道は、扉枠３に近づくように扉枠３に対して傾斜して設定されてもよい。また、図１３（ｂ）に示すように、ツール６０の目標軌道は、扉枠３から離れるように扉枠３に対して傾斜して設定されてもよい。

【0080】

（３．第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0081】

上記の第２実施形態では、閉扉方向へのツール移動処理（図６におけるＳ５３）において、扉２のエッジから扉２が閉まる方向に延びる直線軌道（太鎖線矢印参照）をツール６０の目標軌道として設定している（図１２及び図１３参照）。ツール６０の目標軌道が図１３（ｂ）に示すように扉枠３から離れるように扉枠３に対して傾斜して設定されると、扉２のエッジの軌道に沿ったツール６０の移動距離が短くなる。そのため、扉２の開放角度αを１回の扉引き動作で十分に小さくすることができなくなるおそれがある。扉２の開放角度αを１回の扉引き動作で十分に小さくするためには、ツール６０の目標軌道を精度よく設定しツール６０を扉２のエッジの軌道に沿ってより長く移動させる必要があり、高度な技術が目標される。

【0082】

そこで、本実施形態では、図１４に太鎖線矢印で示すように、扉２の回転軸ＡＤに向けてツール６０から扉２に力Ｆを作用させるように腕部５０をインピーダンス制御により駆動する。そのため、ツール６０は、扉２が回転しても扉２の回転軸ＡＤに向けて扉２に押付けられる。したがって、ツール６０の目標軌道を精度よく設定することなくツール６０を扉２のエッジの軌道に沿ってより長く移動させることができ、扉２の開放角度αを容易に小さくすることができる。

【0083】

（４．第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0084】

図１５は、本実施形態におけるツール６０の目標軌道を説明するための図である。図１５に示すように、本実施形態におけるコントローラ８０は、第２実施形態と同様に、扉２が閉まる方向に扉２から延びる直線軌道をツール６０の目標軌道として設定し、インピーダンス制御により腕部５０を駆動する。ただし、第２実施形態（図１２及び図１３（ａ）及び（ｂ）参照）では、目標軌道は、扉２のエッジすなわちツール６０を通るように延びるのに対し、本実施形態では、図１５に示すように、目標軌道は、扉２のエッジすなわちツール６０よりも扉２の回転軸ＡＤの側を通るように延びている。そのため、扉２のエッジの軌道に沿ったツール６０の移動距離は、目標軌道が扉２のエッジすなわちツール６０を通る場合と比較して長くなる。したがって、ツール６０の目標軌道を精度よく設定することなくツール６０を扉２のエッジの軌道に沿ってより長く移動させることができ、扉２の開放角度αを容易に小さくすることができる。

【0085】

（５．第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0086】

上記の第１実施形態における扉引き動作処理（図５のＳ１５及び図６に示すフローチャート）では、ツール目標位置姿勢の情報を取得し、ツール６０をツール目標位置に移動させツール６０の姿勢をツール目標姿勢とすることで、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛ける。本実施形態では、扉２のエッジへのツール６０引っ掛けにインピーダンス制御を用いる。

【0087】

図１６は、本実施形態における扉引き動作処理（図５のＳ１５）の詳細フローチャートである。図１７は、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛ける動作の処理を説明するための図であり、図４に対応して示す。図１６から明らかな通り、扉引き動作処理が開始すると、動作決定部８２は、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けるためのツール準備位置の情報を取得する処理を行う（Ｓ５５１）。

【0088】

図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ツール準備位置は、鉛直方向に見て扉２の回転軸ＡＤを中心とする放射方向に扉２のエッジから離れた位置である。ツール準備位置の情報は、ユーザーによりマーカー２ｃの座標系で予め表現されており、不図示の記憶部に記憶されている。コントローラ８０は、マーカー２ｃの座標系で表現されたツール準備位置の情報を記憶部から読み出して取得する。

【0089】

図１６に戻って、ツール準備位置情報取得処理（Ｓ５５１）の後、ツール６０を移動させてツール６０を扉２のエッジに引っ掛ける処理が行われる（Ｓ５５２）。具体的には、コントローラ８０は、ツール６０をツール準備位置に移動させる。その後、ツール６０を通り扉２の回転軸ＡＤに向かう軌道をツール６０の目標軌道として腕部５０をインピーダンス制御により駆動する。これにより、ツール６０は扉２のエッジに向かって移動し、扉２のエッジに接触する。その後、ツール６０の移動が停止し、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛ける処理（Ｓ５５２）が完了する。

【0090】

ツール６０が扉２のエッジに接触したか否かは、ツール６０に加わる外力に基づいて判定される。具体的には、ツール６０に加わる外力が閾値未満のときにはツール６０が扉２のエッジに接触していないと判定し、閾値に達したときにツール６０が扉２のエッジに接触したと判定する。外力の検出には、例えば、力覚センサ及びトルクセンサ等を用いることができる。

【0091】

ツール６０を扉２に引っ掛ける処理（Ｓ５５２）の後、扉２を閉じる方向にツール６０を移動させる処理が行われる（Ｓ５５３）。扉２を閉じる方向にツール６０を移動させる処理（Ｓ５５３）は、第１～第４実施形態における処理とほぼ同じであるため、その詳細については省略する。

【0092】

（６．第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0093】

上記の第１実施形態における扉引き動作処理（図５のＳ１５及び図６に示すフローチャート）では、マーカー２ｃの座標系で表現されたツール目標位置姿勢の情報を取得し、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けている。

【0094】

本実施形態では、扉２のエッジ近傍を扉枠３の座標系の代表点２ｄとして認識し、代表点２ｄに基づいてツール目標位置を算出する。代表点２ｄとしては、例えば、扉２のエッジ近傍に設けたシールを用いることができる。

【0095】

図１８は、本実施形態における扉引き動作処理（図５のＳ１５）の詳細フローチャートである。図１９は、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛ける動作の処理を説明するための図であり、図４に対応して示す。図１８から明らかな通り、扉引き動作処理が開始すると、コントローラ８０は、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けるためのツール目標位置を算出する処理を行う（Ｓ６５１）。

【0096】

図１９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ツール目標位置は、鉛直方向に見て扉２のエッジから離れる方向に代表点２ｄから離れた位置である。代表点２ｄに対するツール目標位置の情報は、ユーザーにより扉枠３の座標系で予め表現されており、不図示の記憶部に記憶されている。コントローラ８０は、代表点２ｄに対するツール目標位置の情報を記憶部から読み出して取得すると共に、取得したツール目標位置の情報と認識した代表点２ｄの位置の情報とに基づいて、移動基体１０に対するツール目標位置を算出する。

【0097】

ツール目標位置算出処理（Ｓ６５１）の後、コントローラ８０は、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けるためのツール目標姿勢の情報を取得する処理を行う（Ｓ６５２）。ツール６０の目標姿勢の情報は、ユーザーにより扉枠３の座標系で予め表現されており、不図示の記憶部に記憶されている。コントローラ８０は、扉枠３の座標系で表現されたツール目標姿勢の情報を記憶部から読み出して取得する

【0098】

ツール目標姿勢情報取得処理（Ｓ６５２）の後、ツール６０を移動させてツール６０を扉２のエッジに引っ掛ける処理が行われ（Ｓ６５３）、その後、扉２を閉じる方向にツール６０を移動させる処理が行われる（Ｓ６５４）。ツール引っ掛け処理（Ｓ６５３）及び閉扉方向へのツール移動処理（Ｓ６５４）は、第１～第４実施形態における処理とほぼ同じであるため、その詳細については省略する。

【0099】

なお、本実施形態において、第５実施形態と同様に、扉２のエッジへのツール６０引っ掛けにインピーダンス制御を用いてもよい。すなわち、ツール目標位置の算出に代えて、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けるためのツール準備位置を算出し、算出したツール準備位置にツール６０を移動させ、その後、腕部５０をインピーダンス制御により駆動してツール６０を扉２のエッジに引っ掛けてもよい。

【0100】

（７．第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0101】

第１実施形態では、図５に示すように、扉引き動作処理（Ｓ１５）の後、扉押し動作処理（Ｓ１６）が行われる。扉引き動作処理は、図１２に示すように、設定された目標軌道に従って目標軌道の終点Ｅまでツール６０を移動させると、終了する。

【0102】

しかしながら、ツール６０は、扉引き動作において扉２のエッジから離れることがある。ツール６０が扉２のエッジから離れると、ツール６０が目標軌道に従って移動しても扉２は回転しない。つまり、ツール６０が扉２のエッジから離れた後のツール６０の移動は、扉２の回転に寄与しない。そのため、非効率である。

【0103】

そこで、本実施形態では、コントローラ８０は、ツール６０が扉２のエッジから離れたときに扉引き動作処理（図５におけるＳ１５）を終了し、扉押し動作処理（図５におけるＳ１６）を開始する。そのため、扉引き動作においてツール６０が扉２のエッジから離れてから扉押し動作に移行するまでの時間が短くなる。したがって、効率よく扉２を閉じることができる。

【0104】

ツール６０が扉２のエッジから離れたか否かは、ツール６０に加えられる外力に基づいて判定可能である。具体的には、コントローラ８０は、ツール６０に加えられる外力が閾値以上であればツール６０が扉２のエッジから離れていないと判定し、外力が閾値未満であればツール６０が扉２のエッジから離れていると判定する。外力の検出には、例えば、力覚センサ、トルクセンサを用いることができる。

【0105】

本実施形態は、第２実施形態～第４実施形態のようにインピーダンス制御によって腕部５０を駆動して扉２を閉じる方向に回転させる場合により好適である。

【0106】

（８．第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。なお、以下では、第１実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0107】

第１実施形態における扉押し動作では、図１１に示すように、扉引き動作後の扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させ、扉２を閉じる方向に扉２を押して扉２を閉じる。しかしながら、扉引き動作後の扉２の開放角度αの大きさによっては、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることが困難な場合がある。

【0108】

そこで、本実施形態では、コントローラ８０は、扉引き動作後の扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができるか否かを判定し、接触させることができると判定した場合に、扉押し動作処理を開始する。以下、図２０を参照して、本実施形態に係る動作のフローを具体的に説明する。

【0109】

図２０は、本実施形態に係る動作のフローチャートである。同図から明らかな通り、コントローラ８０は、扉引き動作処理（Ｓ１５）の後、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができるか否かを判定する処理を行う。（Ｓ８１７）。扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができる場合には（Ｓ８１７ＹＥＳ）、扉押し動作処理（Ｓ１６）が行われる。扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができない場合には（Ｓ８１７ＮＯ）、扉引き動作処理（Ｓ１５）が再び行われる。

【0110】

扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができるか否かは、腕部５０の軌道計画の結果に基づいて判定される。具体的には、コントローラ８０は、まず、扉２のオモテ面２ａを押すための腕部５０の先端の目標位置を設定する。次に、腕部５０の先端を目標位置に移動させる腕部５０の軌道を計画できるか否かを試みる。軌道を計画できた場合には、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができると判定し、軌道を計画できなかった場合には、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができないと判定する。腕部５０の軌道計画には、Ｒａｐｉｄｌｙ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ（ＲＲＴ）等を用いることができる。

【0111】

このように、本実施形態では、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができない場合に、再び扉引き動作処理が行われる。そのため、扉２の開放角度αは、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができるまで小さくなる。したがって、扉２をより確実に閉じることができる。

【0112】

（９．第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について説明する。なお、以下では、第８実施形態と同一の構成については同一の符号が付与される。

【0113】

第８実施形態では、腕部５０の軌道計画に基づいて、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができるか否かを判定する。本実施形態では、移動基体１０の経路計画に基づいて、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができるか否かを判定する。

【0114】

具体的には、コントローラ８０は、まず、扉２のオモテ面２ａを押すための腕部５０の先端の目標位置を設定する。次に、設定された目標位置から、事前に定めた距離、扉２から離れた位置を移動基体１０の目標位置とする。次に、移動基体１０の目標位置まで移動基体１０を移動させる経路の計画を試みる。経路を計画できた場合には、移動基体１０を移動させて扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができると判定し、軌道を計画できなかった場合には、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができないと判定する。移動基体１０の経路計画には、環境地図と、地図上の自己位置情報と、に基づいて、ダイクストラ法等を用いることができる。

【0115】

本実施形態においても、第８実施形態と同様に、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができない場合に、再び扉引き動作処理が行われる。そのため、扉２の開放角度αは、扉２のオモテ面２ａに腕部５０の先端を接触させることができるまで小さくなる。したがって、扉２をより確実に閉じることができる。

【0116】

（１０．変形例）
本発明は、様々に変更して実施することができる。

【0117】

（１０．１ ツール引っ掛け場所の変形例）
上記実施形態では、ツール６０を扉２のエッジに引っ掛けているが、ツール６０を引っ掛ける場所は、扉２のエッジに限られない。例えば、図２１に示すように、扉２がドアノブ２ｅを有する場合には、ドアノブ２ｅにツール６０を引っ掛けてもよい。

【0118】

図２１は、ツール６０を扉２のドアノブ２ｅに引っ掛けた状態を示す図であり、図４に対応して示す。図２１に示すように、ツール６０は、回転軸ＡＤ側からドアノブ２ｅに引っ掛けられる。このような場合においても、扉引き動作を行うことができ、扉２の開放角度αを小さくすることができる。

【0119】

ツール６０を扉２のドアノブ２ｅに引っ掛けた場合において、第３実施形態のようにインピーダンス制御により腕部５０を駆動するときには、扉２の回転軸ＡＤから離れる方向にツール６０から扉２に力Ｆを作用させることにより、ツール６０は、扉２が回転しても扉２のドアノブ２ｅに押付けられる。したがって、ツール６０の目標軌道を精度よく設定することなくツール６０を扉２のエッジの軌道に沿ってより長く移動させることができ、扉２の開放角度αを容易に小さくすることができる。

【0120】

ツール６０を引っ掛ける場所は、扉２のエッジ及びドアノブ２ｅに限られず、扉２のオモテ面２ａにおける中心付近及び扉２の突起等に引っ掛けてもよい。つまり、ツール６０は、扉２に引っ掛けられればよい。

【0121】

（１０．２ ツールの変形例）
ツール６０は、扉２に引っ掛けられる形態に限られない。ツール６０としてグリッパ又はハンドを用い、扉２のエッジやドアノブ２ｅをつかんで扉２を保持してもよい。また、ツール６０として磁石又は電磁石を用い、磁力により扉２を保持してもよい。ツール６０として真空発生器に接続されたノズルを用い、真空吸着により扉２を保持してもよい。

【0122】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記の実施形態は、矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせ可能である。

【産業上の利用可能性】

【0123】

本発明は、少なくともロボット等を製造する産業において利用可能である。

【符号の説明】

【0124】

１００ ロボット
２ 扉
２ａ オモテ面
２ｂ ウラ面
１０ 移動基体
１１ 移動台車
１２ 脚部
１３ 胴体部
４０ 頭部
４１ 画像生成手段
５０ 腕部
５１ 第１関節部
５２ 第１リンク部
５３ 第２関節部
５４ 第２リンク部
５５ 第３関節部
６０ ツール
６１ 隅部
７１ 台車駆動手段
７３ 胴体部駆動手段
７４ 頭部駆動手段
７５ 腕部駆動手段
７６ ツール駆動手段
８０ コントローラ
８１ 周辺環境認識部
８２ 動作決定部
８３ 信号出力部
ＡＤ 扉の回転軸
Ｆ 力
α 開放角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】