专利名称：路径危险性评价装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据机器人等移动设备的移动路径的危险性，来计划移动设备的移动 行动的路径危险性评价装置。
背景技术：
以往就有被人所知的握持物体并移动的机器人(例如，参照专利文献1)。机器人 在握持物体之时，需要掌握机器人和握持对象物体的正确的相对位置，在得不到位置测定 精度之时会出现握持失败的情况。在握持失败的情况下，例如与机器人碰撞的握持对象物 体会被机器人弹出，而被移动到其他的场所。因此，为了不使握持对象物体被弹出而被移动 到其他的场所，从而提出了专利文献2所示的方法。在该方法中，使机器人快速移动到握持 对象物体附近。并且，在接近握持对象物体到规定距离之后，使机器人以低速来接近握持对 象物体。并且，作为其他的方法还提出了将位置传感器附加到机器人的方法(例如，参照专 利文献3)。若采用这种方法，即使机器人和握持对象物体相接触，碰撞时的速度也是很慢 的。因此，握持对象物体被弹出而被移动到其他的场所的情况就会减少。[现有技术文献][专利文献]专利文献1日本特许第3930490号公报专利文献2日本实开昭61-105594号公报专利文献3日本特开平9-70786号公报在以往的工厂等所使用的产业用机器人中，通过施行上述的对策，从而能够回避 与机器人相碰撞的握持对象物体被弹到其他的场所的情况。但是，在像家庭环境这种复杂的环境下被使用的机器人中，即使采用上述的对策 也仍然不能回避包括机器人和握持对象物体在内的与物体的碰撞的情况。第一个情况是，由于家庭环境中所使用的机器人与产业用机器人相比，物体的位 置识别精度比较低，因此机器人和物体之间发生碰撞。在家庭环境中，由于人与机器人共 存，因此能够设置位置传感器的位置被限制在不妨碍人的范围内。并且，除了考虑到握持对 象物体以外，还要考虑到握持对象物体的周围的各种物体。因此，容易错误地识别握持对象 物体的位置，从而机器人容易和物体发生碰撞。第二个情况是，在机器人的控制方面也不如产业用机器人的正确性高，因此在机 器人和物体之间发生碰撞。例如，由于在家庭环境中，机器人进行工作的地面形状与工厂相 比具有多样性，因此机器人会出现不稳定的姿势。并且，与工厂等相比，在家庭环境中很难 进行定期地维护。而且，由于为了使机器人冷却而装备的电动机等的振动，而会出现导致机 器人本身振动的情况。为此，容易导致不能正确地控制机器人，从而容易在机器人和物体之 间出现碰撞。第三个情况是，由于对任务的执行时间的限制比较严格，因此在机器人和物体之 间发生碰撞。在家庭环境中所使用的机器人为了不对人造成妨碍，因此被要求以较快的速度来移动。因此，在比起回避碰撞而言，而优先考虑快速移动计划了行动的情况下，机器人 和物体之间容易发生碰撞。如以上所述，在像家庭环境这种复杂的环境下，回避机器人和握持对象物体之间 的碰撞是比较困难的。并且，并非仅限于握持对象物体，也会有机器人和物体相碰撞的情 况。因此，机器人或其中的一部分与某第一物体碰撞，并因该碰撞，而出现第一物体或其中 的一部分移动的情况。而且，会出现移动了的第一物体或其中的一部分与周边的第二物体 接触或接近的情况。在这种情况下所出现的问题是，由于第一物体和第二物体的种类的组 合，而造成因第一物体和第二物体的接触或接近而导致的受害。
该问题的第一例子是在机器人移动时发生。也就是说，出现在机器人移动时与在 其移动路径上存在的第一物体碰撞的情况。进而，碰撞的第一物体移动，与其周边的第二物 体接触或接近，从而进一步造成受害。该问题的第二个例子是，在机器人握持物体时发生。也就是说，在机器人握持握持 对象物体之时，会出现机器人不能握持握持对象物体，而弹出握持对象物体的情况。进而， 被弹出的握持对象物体接触或接近其周边的物体从而造成受害。该问题的第三个例子是，在机器人搬运物体时发生。也就是说出现的情况是，机器 人在搬运物体时，被搬运的第一物体接触或接近在搬运第一物体的路径附近的第二物体。 此时，由于第一物体和第二物体的种类的组合，而造成因接触或接近而导致的受害。
发明内容
为了解决上述的课题，本发明的目的在于提供一种路径危险性评价装置，能够降 低在因机器人的移动而物体移动，并且由于移动的物体接触或接近其周边的物体而造成的 受害或危险。为了达成上述的目的，本发明所涉及的路径危险性评价装置评价移动设备的移动 路径的危险性，包括路径保持部，保持移动路径信息，该移动路径信息是示出移动设备的 移动路径的信息；物体位置属性保持部，保持位置信息，该位置信息是示出在所述移动设 备移动的环境内所存在的多个物体的位置的信息；危险属性组合信息保持部，保持示出在 所述环境内存在的物体彼此接触或接近时的受害程度的信息；二次碰撞可能性评价部，根 据所述移动设备的移动路径和所述多个物体的位置之间的关系，对第一物体进一步与第二 物体接触或接近的可能性进行评价，所述第一物体是指由于与所述移动设备接触而有可能 被移动的物体，所述移动设备的移动路径是由所述路径保持部所保持的移动路径信息示出 的，所述多个物体的位置是由所述物体位置属性保持部所保持的位置信息示出的；危险属 性组合评价部，通过参考所述危险属性组合信息保持部所保持的示出所述受害程度的信 息，来决定所述第一物体与所述第二物体接触或接近时的受害程度；以及路径评价部，根据 由所述二次碰撞可能性评价部评价的评价结果和由所述危险属性组合评价部决定的受害 程度，来评价所述移动路径对所述移动设备的危险性。通过此构成，因移动设备与第一物体接触或接近而使第一物体移动，根据第一物 体与第二物体接触或接近而发生的二次碰撞的可能性和发生二次碰撞时的受害程度，从而 能够对移动路径相对于移动设备的危险性进行评价。这样，作为移动设备的移动路径可以 不选择因二次碰撞而受害风险高的移动路径，从而降低了因二次碰撞造成的受害风险。
并且，本发明不仅可以作为具有这种特征性处理部的路径危险性评价装置来实 现，而且还可以作为将路径危险性评价装置所包含的特征性处理部作为步骤的路径危险性 评价方法来实现，并且还可以作为使计算机执行路径危险性评价方法中所包含的特征性步 骤的程序来实现。并且，像这样的程序也可以通过光盘(Compact Disc-Read Only Memory ⑶-ROM)等的计算机可读取的记录介质和互联网等的通信网络来流通的。通过本发明，能够降低因机器人的移动而物体移动，进而因移动的物体接触或接 近其周边的物体而造成的受害或危险。
图1是示出实施例1中的行动计划装置的构成的方框图。图2示出了实施例1中的物体位置属性保持部所保持的物体位置属性信息的一个 例子。图3示出了实施例1中的物体的设置的一个例子。图4示出了实施例1中的路径保持部所保持的路径的一个例子。图5示出了连接实施例1中的握持对象物体以及周边物体的直线，与机器人的路 径所成的角的一个例子。图6示出了实施例1中的危险属性组合信息保持部所保持的危险属性组合的一个 例子。图7是实施例1中的行动计划装置所执行的处理的流程的流程图。图8是用于说明在考虑了周边物体的大小的情况下的二次碰撞可能性方向评价 值以及二次碰撞可能性距离评价值的算出方法的说明图。图9是用于说明在考虑了周边物体的大小的情况下的二次碰撞可能性方向评价 值以及二次碰撞可能性距离评价值的算出方法的说明图。图10是用于说明在考虑了握持对象物体以及周边物体的大小的情况下的二次碰 撞可能性方向评价值以及二次碰撞可能性距离评价值的算出方法的说明图。图11示出了实施例2中的自动控制系统的构成。图12示出了实施例3中的机器人臂的构成。图13是示出实施例3中的行动计划装置的构成的方框图。图14是示出实施例4中的行动计划装置的构成的方框图。图15是示出实施例4中的行动计划装置所执行的处理的流程的流程图。图16示出了实施例5中的机器人的初期路径。图17示出了实施例5中的机器人的改良路径。图18是示出实施例5中的行动计划装置的构成的方框图。图19示出了能够执行实施例6中的同一任务的多个路径的一个例子。图20是示出实施例6中的行动计划装置的构成的方框图。图21是示出实施例7中的行动计划装置的构成的方框图。图22示出了实施例7中的一次碰撞危险属性信息保持部所保持的一次碰撞危险 属性信息的一个例子。图23是示出实施例7中的行动计划装置所执行的处理的流程的流程图。
图24是示出实施例8中的行动计划装置的构成的方框图。图25是示出实施例8中的行动计划装置所执行的处理的流程的流程图
具体实施例方式(实施例1)在本发明的实施例1中，对计划握持被指示的物体的机器人的行动的行动计划装 置进行说明。行动计划装置决定在机器人握持握持对象物体的情况下的机器人接近握持对 象物体时的移动速度。<关于二次碰撞>机器人在接近握持对象物体时会出现的情况是，机器人不能握持握持对象物体， 而与握持对象物体碰撞，并将握持对象物体弹出(以下称为“一次碰撞”)。其原因是获得 的物体的位置的不正确性、机器人的控制的不正确性、或者为了满足快速移动的要求而机 器人进行的快速移动等。并且，还会出现的情况是，被机器人弹出的物体进而接触或接近其 周边物体(以下称为“二次碰撞”)。此时，因机器人所直接接触的第一物体和与第一物体 接触的第二物体的组合而造成受害。例如，蒜被机器人弹出而与蛋糕碰撞的情况下，所造成的受害是蛋糕上会被附着 有蒜味。并且，磁铁被机器人弹出而接近软盘的情况下，所造成的受害是磁铁的磁力会损坏 软盘中的数据。<关于行动计划装置>图1是示出计划握持被指示物体的机器人的行动的行动计划装置100的构成的方 框图。行动计划装置100包括机器人位置获得部101、始点位置保持部102、物体位置 属性获得部103、物体位置属性保持部104、握持对象信息获得部105、路径生成部106、路径 保持部107、二次碰撞可能性方向评价部108、二次碰撞可能性距离评价部109、危险属性组 合信息保持部111、危险属性组合评价部112、路径评价部113、评价保持部114、行动计划部 115以及计划保持部116。行动计划装置100是通过在计算机的CPU上，执行用于实现构成 行动计划装置100的各个处理部的功能而被实现的。以下分别对各个构成要素进行说明。机器人位置获得部101是一处理部，获得机器人的位置，并将获得的机器人的位 置作为机器人的移动路径的始点，并存储到始点位置保持部102。关于机器人的位置的获 得，具体而言，例如可以通过GPS (全球定位系统)来获得，也可以通过对被设置在机器人移 动的环境或机器人的摄像机得到的图像进行图像处理来获得。并且，在以后的说明中不特 别拘泥于语言表达，将机器人的移动环境称为“环境”，将被设置在机器人的移动环境或机 器人上的摄像机称为“摄像机”。始点位置保持部102是存储机器人的位置的记忆装置，例如由HDD(Hard Disk Drive 硬盘驱动器)等构成，所述机器人的位置是指，机器人位置获得部101所获得的机器 人的移动路径的始点。物体位置属性获得部103是获得存在于环境内的物体的位置以及属性信息的处 理部。在此，属性信息例如是表示“蛋糕”、“蒜”、“磁铁”、“软盘”等物体种类的信息。
在获得物体的位置以及属性信息时例如使用RFID (Radio Frequency IDentification 射频识别)标签。即，事先将写有属性信息的RFID标签赋予给环境内的 各个物体，通过周知的RFID无线技术来获得物体的位置以及属性信息。并且，例如利用图 像处理。即，通过对从摄像机获得的图像信息进行周知的图像处理技术，从而获得位置以及 属性信息。
物体位置属性保持部104是保持由物体位置属性获得部103所获得的各个物体的 位置以及属性信息的记忆装置。图2示出了物体位置属性保持部104所保持的物体位置 属性信息的一个例子。物体位置属性保持部104保持零个以上的物体位置属性信息，该物 体位置属性信息由表示物体位置的信息和物体的属性信息的组构成。在图2的例子中示 出了，位于三维位置(50，15，0)上的蛋糕，位于三维位置(40，35，0)上的蒜，位于三维位置 (30,45,0)上的磁铁。图3示出了以该例子示出的物体位置上物体的属性信息所表示的物 体即蛋糕402、蒜403以及磁铁404被设置的情况下的物体的位置关系。在图3中所示的例 子是，除蛋糕402、蒜403、磁铁404以外，在三维位置(10，35，0)上还存在机器人401。握持对象信息获得部105是获得握持对象物体的位置以及种类的处理部。具体而 言，例如握持对象信息获得部105通过图中未示出的声音输入装置，获得用户所发出的握 持对象物体的种类的声音。握持对象信息获得部105通过利用周知的声音分析处理对获得 的声音进行声音分析，从而获得握持对象物体的种类。握持对象信息获得部105从物体位 置属性保持部104中获得与获得的种类具有相同的种类名的握持对象物体的位置。握持对 象信息获得部105将获得的握持对象物体的位置输出到二次碰撞可能性方向评价部108、 二次碰撞可能性距离评价部109以及路径评价部113，并将获得的属性信息输出到危险属 性组合评价部112。握持对象物体的指定的方法并非受此例所限，也可以是将物体位置属性保持部 104所保持的物体的位置以及属性信息显示在显示装置，通过用户的选择将其中的一个作 为握持对象物体来决定。并且，也可以根据用户的行动以及从其他的外部获得的信息来决 定握持对象物体。例如，行动计划装置可以从图中未示出的用于获得天气预报的处理部获 得预报，在预报有雨之时或有雨之日，在用户穿鞋了的情况下，将雨伞作为握持对象物体来 决定。路径生成部106是用于生成路径的处理部，该路径是使位于作为始点位置保持部 102所保持的机器人的移动路径的始点的机器人位置上的机器人，移动到由握持对象信息 获得部105所获得的握持对象物体所处的位置的路径。具体而言，例如将机器人位置作为 始点，将握持对象物体所处的位置作为终点，将这样的有向线段作为路径。路径保持部107是用于保持由路径生成部106生成的路径的记忆装置，例如由HDD 等构成。图4示出了路径保持部107所保持的路径的一个例子。在该例子中示出了，作为 始点位置保持部102所保持的机器人的移动路径的始点的机器人位置为(10，35，0)，以及 握持对象物体的位置为(40，30，0)的情况下的路径。这示出了图3的位置关系中的路径， 即在存在有物体(蛋糕402、蒜403以及磁铁404)和机器人401的状况下，机器人为了握持 蒜而进行移动时的路径。二次碰撞可能性方向评价部108是一处理部，用于评价存在于环境内的物体中的被指定的物体相对于握持对象物体，在方向上容易被碰撞的可能性有多大。在以后的说明 中将此评价称为“二次碰撞可能性方向评价”，将此时所算出的评价值称为“二次碰撞可能 性方向评价值”。该二次碰撞可能性方向评价是用于估计二次碰撞的可能性的评价之一。另 夕卜，关于物体的指定，也可以是从握持对象物体以外的物体中一个一个地选择任意的物体。通过二次碰撞可能性方向评价来估计二次碰撞的可能性的视点，与连接握持对象 物体以及周边物体的直线和机器人的路径所成的角度有关。握持对象物体具有容易滚转的 方向和不容易滚转的方向。例如，图3所示，在位置(10，35，0)上有机器人401，在位置(40， 35，0)上有蒜403的状况中，假设机器人401向X轴方向405移动了。此时，蒜403容易向X 轴方向的正的方向407滚转，而不容易向X轴方向的负的方向406滚转。S卩，蒜403在与机 器人401的移动路径相同的方向上容易滚转，在相反的方向上不容易滚转。这是因为在一 般常识中，在机器人所堵住的方向上，握持对象物体推开机器人本身而移动几乎是很少见 的。正确而言，在与机器人的移动路径的相同的方向上有墙，或者地板凹凸不 平等条件下， 会有不能断言在与机器人的路径相同的方向上容易滚转的情况。但是，在此为了说明的简 单化忽视考虑地板或墙等条件的条件判断。这样，能够估计出，在连接握持对象物体以及周 边物体的直线和机器人的路径所成的角度小的情况下，碰撞的可能性较高，在所成的角度 大的情况下，碰撞的可能性较低。在图3的例子中，位于位置(50，15，0)的蛋糕402与作为 握持对象物体的蒜403发生二次碰撞的可能性较高，位于位置(30，45，0)的磁铁404与作 为握持对象物体的蒜403发生二次碰撞的可能性就较低。作为一个例子，在此将连接握持对象物体的位置以及被指定的物体的位置的向量 和机器人的路径所成的角视为θ，将(i+cose)/2视为二次碰撞可能性方向评价值。在进 行这样的评价的情况下，二次碰撞可能性方向评价值的最大值为1，最小值为0。被指定的 物体相对于握持对象物体，越处于容易发生二次碰撞的方向上(所成的角θ越接近于ο 度)，二次碰撞可能性方向评价值就越成为接近于最大值ι的值。并且，越处于不容易发生 二次碰撞的方向(所成的角θ越接近于180度)，二次碰撞可能性方向评价值就越成为接 近于最小值0的值。并且，所成的角Θ可取的值在0度和180度之间。图5示出了连接握持对象物体的位置以及环境内的物体的位置的向量和机器人 的路径所成的角的一个例子。图中的α表示在将握持对象物体视为蒜，将环境内的物体视 为蛋糕的情况下的上述所成的角，图中β表示在将握持对象物体视为蒜，将环境内的物体 视为磁铁的情况下的上述所成的角。首先，二次碰撞可能性方向评价部108通过路径保持部107获得机器人的路径。即 获得机器人的路径的始点和终点。二次碰撞可能性方向评价部108从物体位置属性保持部 104获得被指定的物体的位置。二次碰撞可能性方向评价部108算出上述的二次碰撞可能 性方向评价值，并将算出结果输出到路径评价部113。二次碰撞可能性距离评价部109是一处理部，评价被指定的物体相对于握持对象 物体，在距离上容易被碰撞的可能性有多大。在以后的说明中，将该评价称为“二次碰撞可 能性距离评价”，将此时被算出的评价值称为“二次碰撞可能性距离评价值”。二次碰撞可能性距离评价是估计二次碰撞的可能性的评价中的一个。通过二次碰撞可能性距离评价而进行估计的视点与握持对象物体和周边物体之 间的距离有关。握持对象物体与机器人碰撞而移动了的情况下，由于与地板的摩擦握持对象物体总归会停止。因此，距离握持对象物体近的周边物体越容易与握持对象物体碰撞。并 且，假设地板没有摩擦，即使握持对象物体处于能够滑到任何的位置的状态，若周边物体距 离握持对象物体远，并且周边物体位于握持对象物体的滚转方向的可能性少，也不容易发 生二次碰撞。准确而言，这些估计有不能成立的情况。例如，在握持对象物体为像装有大豆的口 袋的情况下，口袋与机器人相碰撞，大豆有可能向所有的方向滚转。在大豆的数量非常多并 且地板没有摩擦的情况下，距离和方向的重要度就相对较少。本来应该考虑进行对是否符 合这种情况的判断处理，不过，在实施例1中省略这样的判断处理。在此，将握持对象物体的位置和被指定的物体的位置之间的距离设为r，将欧拉 数e的-r次方(e_r)设为二次碰撞可能性距离评价值。在进行了这样的评价的情况下，在 距离为0时，二次碰撞可能性距离评价值成为最大值1，在距离为无限大时，二次碰撞可能 性距离评价值成为最小值0。也就是说，被指定的物体越处于容易与握持对象物体碰撞的 近距离的情况下，越成为与最大值1接近的值，越处于不容易发生碰撞的远距离，越成为与 最小值0接近的值。并且，欧拉数也被称为纳皮尔常数(Napier’ s constant)，具体值为 2. 71828…。对于此处的二次碰撞可能性距离评价的公式，只要是距离越远值就越小的公 式，其他的公式也可以。并且，也可以是按照考虑了因摩擦而消耗能量的物理模式的公式。二次碰撞可能性距离评价部109从物体位置属性保持部104获得被指定的物体的 位置。二次碰撞可能性距离评价部109从握持对象信息获得部105获得握持对象物体的位 置。二次碰撞可能性距离评价部109算出两个物体之间的距离，并根据距离算出二次碰撞 可能性距离评价值，并将算出结果输出到路径评价部113。危险属性组合信息保持部111保持信息，该信息示出具有怎样的属性信息的物体 和具有怎样的属性信息的物体在发生二次碰撞时发生受害的可能性。图6示出了危险属性 组合信息的一个例子。例如，在发生了二次碰撞的情况下，发生受害的物体的组合有，蒜和 蛋糕的组合以及磁铁和软盘的组合。危险属性组合评价部112是一处理部，判断被指定的物体是否为在与握持对象物 体发生二次碰撞的情况下具有发生受害的可能性的物体。在以下说明中，将该评价称为“危 险属性组合评价”，将此时算出的评价值称为“危险属性组合评价值”。危险属性组合评价是用于估计在发生了二次碰撞时的受害程度的评价。即使握持 对象物体和周边物体发生二次碰撞，也未必发生受害。例如，没有被弄脏的勺子和叉子即使 发生二次碰撞也不会发生受害。并且，即使在发生受害的情况下，受害程度也不同。例如，在 磁铁和软盘发生了碰撞的情况下，被存储在软盘内的数据的价值将成为受害的数额，有时 会导致莫大的受害。相反，作为受害小的情况下可以考虑到磁铁和草莓相碰撞的情况。洗 草莓的人所花费的时间，或者机器人洗草莓的时间以及消耗的能量则成为受害，但受害的 程度较小。这样，受害程度是各种各样的，在实施例1中将受害程度分为两个阶段进行评价。 即分成的两个情况是，受害程度几乎是可以被忽视的程度小的情况和不能忽视的程度大的 情况。在受害程度小的情况下，进行的机器人的行动计划是不回避二次碰撞。对受害程度 是大还是小的判断，可以通过判断握持对象物体和周边物体的组合是否为能够导致受害的 组合来进行。
危险属性组合评价部112针对被指定的物体进行危险属性组合评价。 首先，危险属性组合评价部112获得握持对象物体的属性信息和被指定的物体的 属性信息。危险属性组合评价部112判断获得的两个属性信息的组合是否包含在危险属性 组合信息保持部111所保持的危险属性组合中。危险属性组合评价部112将判断结果输出 到路径评价部113。危险属性组合评价部112在两个属性信息的组合被包含在危险属性组 合的情况下，将判断结果视为“1”，在不包含的情况下，将判断结果视为“0”。另外，在图6 所示的危险属性组合信息中也可以设置金额的栏目，使两个属性信息的物体发生了碰撞时 的受害金额包含在内。在这种情况下，危险属性组合评价部112在两个属性信息的组合被 包含在危险属性组合内的情况下，可以将受害金额视为判断结果，在不包含的情况下，可以 将“0”视为判断结果。路径评价部113是一处理部，在机器人在由路径保持部107保持的路径中移动了 的情况下，评价由二次碰撞导致的受害风险。在实施例1中提供的机器人行动计划装置不是回避机器人和握持对象物体之间 的碰撞的一次碰撞，而是回避受害风险高的情况下的一次碰撞。在此，“受害风险”是指，针 对二次碰撞发生的可能性和发生了二次碰撞时的受害程度的组合的评价。具体而言，例如 取发生二次碰撞的可能性和发生了二次碰撞时的受害程度的乘积。即提供的行动计划装置 是，在预想发生二次碰撞的可能性高，并且发生了二次碰撞时的受害程度大的情况下，计划 回避一次碰撞的行动。< 二次碰撞的可能性的思考方式>以下，对二次碰撞的可能性进行说明。即使机器人和握持对象物体发生了一次碰 撞，也未必总是发生二次碰撞。对于握持对象物体和周边物体是否发生二次碰撞的大致的 预想是，可以通过模拟来获得。作为模拟之时的参数，除了有关于握持对象物体的、有关握持对象物体周边的物 体的、有关环境的之外，还有有关机器人行动计划的。与握持对象物体相关的参数可以考虑 到有握持对象物体的大小、形状、质量、摩擦系数以及位置。与周边的物体相关的参数可以 考虑到有周边的物体的大小、形状、质量、摩擦系数以及位置。作为与环境有关的参数可以 考虑到有地板的形状、摩擦系数、风力、气压等。作为与机器人的行动计划有关的参数可以 考虑到与机器人将以怎样的速度移动到哪个位置相关的参数等。但是，在利用这些所有的参数进行精密的模拟之时，会出现花费时间以及即使花 了时间也很难正确地预想的情况。首先，关于时间，模拟计算本身以及获得参数值均花费时 间。并且，对于正确性而言，由于一部分的参数中出现微小的误差，物理模型与实际的物理 现象出现微小的差异，因此，实际上是发生二次碰撞的，却发生与此相反的判断，即判断为 不发生。假设作为对策，对于值是未知的参数以及具有不正确的值的参数，设想各种参数 的值并进行综合地模拟的话，则需要花费庞大的时间。并且，即使进行这种综合地模拟，也会同样地预想到发生碰撞的可能性以及不发 生碰撞的可能性，虽然花费了时间却出现不能正确地预想的情况。因此，在实施例1中，不是进行精密地模拟，而是针对握持对象物体的各个周边物 体，利用是否发生二次碰撞的粗略的可能性这种比较容易获得的数据来进行估计。具体而言，利用由二次碰撞可能性方向评价部108所评价的二次碰撞可能性方向评价和由二次碰 撞可能性距离评价部109所评价的二次碰撞可能性距离评价，来进行二次碰撞的可能性的 估计。接着，对评价的方针进行说明。路径评价部113将握持对象物体和机器人以外的 环境内的物体作为二次碰撞对象的候补，针对各个候补进行由二次碰撞所导致的受害风险 的评价，将这些合计作为机器人的路径的评价。作为各个候补的受害风险，算出二次碰撞的可能性和发生了二次碰撞时的受害程 度的乘积。二次碰撞的可能性是根据二次碰撞可能性方向评价以及二次碰撞可能性距离评 价而被评价的，所述二次碰撞可能性方向评价以及二次碰撞可能性距离评价是分别从二次 碰撞可能性方向评价部108以及二次碰撞可能性距离评价部109获得的。在此，将二次碰 撞可能性方向评价和二次碰撞可能性距离评价的乘积作为二次碰撞的可能性的评价值。
发生了二次碰撞时的受害程度中采用了由危险属性组合评价部112获得的危险 属性组合评价。接着，对路径评价部113进行路径评价的处理进行说明。首先，路径评价部113由 握持对象信息获得部105获得握持对象物体的位置。路径评价部113指定与物体位置属性 保持部104中所保持的属性信息相对应的(握持对象物体以外的)各个物体，进行以下的 (A)-(D)的处理。(A)从二次碰撞可能性方向评价部108获得二次碰撞可能性方向评价。(b)从二次碰撞可能性距离评价部109获得二次碰撞可能性距离评价。(C)从危险属性组合评价部112获得危险属性组合评价。(D)将(二次碰撞可能性方向评价)X ( 二次碰撞可能性距离评价)X (危险属性 组合评价)作为被指定的物体的受害风险的评价。路径评价部113算出在上述的(D)被算出的各个物体与握持对象物体发生了二次 碰撞时的受害风险的合计值，将被算出的合计值作为路径评价值存储到评价保持部114。路 径评价值越小，受害风险也就越小，就越是好的评价，路径评价值越大，受害风险也就越大， 就越是不好的评价。评价保持部114是用于保持路径评价部113所评价的路径的评价的记忆装置，例 如由HDD等构成。行动计划部115是一处理部，根据作为评价保持部114所保持的路径的受害风险 的路径评价，在受害风险大的情况下，计划回避二次碰撞的行动。具体而言，路径评价若比 规定的值大，则计划低速移动的行动，若比规定的值小，则计划高速移动的行动。另外，也会 有从一开始就没有恰当地设定规定的值的情况，以及在中途出现与状况不相符的情况。因 此，规定的值的构成可以是利用一般的周知的学习算法来学习并进行更新。计划保持部116是用于保持示出行动计划部115所进行的行动计划的信息的记忆 装置，例如由HDD等构成。具体而言，计划保持部116保持移动路径速度。〈处理的流程〉行动计划装置100所进行的行动计划处理的流程由图7示出。机器人位置获得部101获得机器人位置，并存储到始点位置保持部102 (步骤 S701)。具体而言，在机器人401位于图3所示的位置的情况下，机器人位置获得部101将机器人401的位置(10，35，0)存储到始点位置保持部102物体位置属性获得部103获得存在于环境内的物体的物体位置属性信息，并存储 到物体位置属性保持部104 (步骤S702)。具体而言，在各个物体存在于图3所示的位置的情况下，将“磁铁”、“蒜”、“蛋糕” 的物体位置属性信息存储到物体位置属性保持部104。在这种情况下，物体位置属性保持部 104中所存储的物体位置属性信息成为图2所示的信息。握持对象信息获得部105获得握持对象物体的位置，并输出到二次碰撞可能性方 向评价部108、二次碰撞可能性距离评价部109以及路径评价部113。并且，握持对象信息 获得部105将握持对象物体的属性信息输出到危险属性组合评价部112 (步骤S703)。具体而言，例如在图3所示的“蒜”作为握持对象物体被获得的情况下，握持对象 信息获得部105将其位置(40，35，0)输出到二次碰撞可能性方向评价部108、二次碰撞可能 性距离评价部109以及路径评价部113。并且，握持对象信息获得部105将握持对象物体的 属性信息“蒜”输出到危险属性组合评价部112。路径评价部113判断在物体位置属性保持部104中保持的属性信息所对应物体 中，是否有作为二次碰撞候补物体而未被获得的物体(步骤S704)。在作为二次碰撞候补物 体而未被获得的物体存在的情况下(步骤S704的“是”)，路径评价部113任意选择未被获 得的物体中的一个，并将被选择的物体作为二次碰撞候补物体。在此，机器人和握持对象物 体本身不作为二次碰撞候补物体。具体而言，在图3所示的情况中，例如“磁铁”、“蛋糕”被 视为是二次碰撞候补物体。二次碰撞可能性方向评价部108算出被指定为二次碰撞候补物体的物体的二次 碰撞可能性方向评价值，并输出到路径评价部113 (步骤S706)。具体而言，在图3的情况下，在“蛋糕”为二次碰撞候补物体的情况下，连接“蒜”和 “蛋糕”的位置的向量成为(50-40，15-35，0)，即成为向量(10,-20,0) 0并且，连接作为握持 对象物体的“蒜”的位置(40，35，0)和机器人的位置(10，35，0)的移动路径成为向量(30， 0,0) 0因此，这些向量的内积由以下的公式1来计算。公式1 (10) X (30)+ (-20) X (0) + (0) X (0) = 300并且，各自的向量的长度成为公式2和公式3。[算式1]公式2 丨(IO)2 +(-20)2+(O)2P =IOVs公式3 {(30) 2+ (0) 2+ (0) 2} 1/2 = 30由于两个向量的内积的值等于各自的向量的长度的积与向量所成的角的余弦相 乘后的值，因此公式4成立。[算式2]公式4 :cos没= 300/(10λ/ χ30)= VJ/5因此，二次碰撞可能性方向评价值(1+COS θ )/2成为[算式3](1 + 7^/5 )/2 = (5 + S)!\ 0
二次碰撞可能性距离评价部109算出被指定为二次碰撞候补物体的物体的二次 碰撞可能性距离评价值，并输出到路径评价部113 (步骤S707)。具体而言，在图3的情况下，在“蛋糕”为二次碰撞候补物体的情况下，“蛋糕”的位 置(50,15,0)和“蒜”的位置(40,35,0)的距离成为，(50-40)的平方与(15-35)的平方的 和的平方根，即成为{(50-40)2+(15-35) 2I1720即成为[算式4]10^3 因此，二次碰撞可能性距离评价值成为e与[算式5]相乘后的值，[算式5]-10V3即成为[算式6]e~J0V3危险属性组合评价部112算出二次碰撞候补物体的危险属性组合评价值，并输出 到路径评价部113 (步骤S709)。具体而言，在图3的情况下，在“蛋糕”为二次碰撞候补物体时，由于“蒜”和“蛋糕” 被包括在图6的危险属性组合中，因此，危险属性组合评价值为1。在“磁铁”为二次碰撞候补物体时，由于“蒜”和“磁铁”没有被包括在图6的危险 属性组合中，因此，危险属性组合评价值为0。路径评价部113根据在二次碰撞可能性方向评价处理(步骤S706)算出的二次 碰撞可能性方向评价值、在二次碰撞可能性距离评价处理(步骤S707)算出的二次碰撞可 能性距离评价值、以及在危险属性组合获得处理(步骤S709)算出的危险属性组合评价值， 算出二次碰撞候补物体的评价值。即算出在发生了二次碰撞的情况下的受害风险(步骤 S710)。具体而言，在图3的情况下，在“蛋糕”为二次碰撞候补物体时，评价值由公式5算
出ο[算式7]公式5 (5 + VF)/lOX e~}oS χ 1 =(5 + e'^/l0在评价算出处理(步骤S710)之后返回到二次碰撞候补物体判断处理(步骤 S704)，对于剩下的二次碰撞候补物体重复同样的处理。在作为二次碰撞候补物体而未被获得的物体不存在的情况下(步骤S704的 “否”)，路径评价部113根据在评价算出处理(步骤S710)算出的各个候补的评价，算出路 径评价值。算出的路径评价值被存储在评价保持部114(步骤S711)。具体而言，在图3的情况下，通过算出在“蛋糕”为二次碰撞候补物体时的评价值[算式8](5 + V5)xe-loV5/lO和同样算出的“磁铁”为二次碰撞候补物体时的评价值0的和，从而求出路径评价值。
在此，路径评价值成为[算式9](5 + Js)xe-'oS /\0 行动计划部115从评价保持部114获得路径评价值，并根据获得的路径评价值进 行行动计划，并将表示计划出的行动的信息存储到计划保持部116 (步骤S712)。具体而言，在图3的情况下，在路径评价值[算式10](5 + V5)xe-loVJ/lO比规定的值大的情况下，存储表示低速的信息以作为机器人401的移动速度，在 规定值以下的情况下存储表示高速的信息。〈变形例1>在实施例1中示出的情况是，机器人位置获得部101利用GPS以及图像处理来获 得机器人位置，不过也可以是其他的方法。例如，也可以根据机器人的初始位置、使机器人 从初始位置移动到开始行动计划时刻为止距离以及方向，决定机器人的位置。〈变形例2>在实施例1中示出的情况是，属性信息是示出物体的种类的信息，不过也可以是 “气味强”、“产生磁性”这种与性质相关的信息。例如，可以考虑到危险属性组合信息保持部111保持“气味强、蛋糕”这种危险属 性组合的情况。在这种情况下，若“蒜”、“姜”、“芥末”的属性信息为“气味强”，则对于“蛋 糕”的危险可以由一个危险属性组合来表现。并且，在危险属性组合中属性信息也可以是被赋予在物体的属性信息的上位概
ο例如，可以考虑到危险属性组合信息保持部111保持“气味强、食品”这种危险属 性组合的情况。在这种情况下，由于“蛋糕”、“草莓”的上位属性信息是“食品”，因此对于 “气味强”的危险性可以由一个危险属性组合来表现。〈变形例3>在实施例1中示出的情况是，属性信息为表示物体的种类的信息，不过也可以是 这种“耐‘磁性’弱”、“怕‘气味’强的物体”的信息。〈变形例4>在实施例1由于为了简单说明而没有考虑到握持对象物体的大小，因此计划的是 在要握持物体时，到握持对象物体的位置为止的移动路径。但是，实际上物体是有大小的， 因此也可以考虑物体的大小，而建立在握持对象物体的跟前停止移动的计划。〈变形例5>在实施例1中，在考虑机器人和握持对象物体之间的路径之时，没有言及到两个 物体之间存在障碍物的情况以及两个物体不在同一个平面上的情况。在机器人和握持对象物体之间存在有墙等障碍物的情况下，也可以将避开障碍物 的多个有向线段分别作为路径。在这种情况下，路径评价部113针对各个路径进行评价，评 价保持部114保持针对各个评价的评价值。行动计划部115进行针对各个路径的行动计划。计划保持部116保持各个行动计划。另外，在包括障碍物的环境内生成路径可以采用周知 的技术。〈变形例6> 实施例1中的路径评价部113将环境内的物体作为二次碰撞的候补，算出针对各 个候补的受害风险，并将合计值作为了路径评价值。不过，也可以将受害风险的最大值作为 路径评价值。并且，在实施例1中是按照二次碰撞可能性方向评价值、二次碰撞可能性距离评 价值、危险属性组合评价值的顺序进行计算的，在这些值为预先规定的值以下的情况下，也 可以省略以后的评价值的计算。若利用这样的构成则可以缩短计算时间。并且，也可以是，在环境内物体多的情况下，先计算危险属性组合评价值，在物体 少的情况下，最后计算危险属性组合评价值。通过利用这种构成也可以缩短计算时间。并且，即使机器人和握持对象物体不在同一平面上的情况下，也能够与变形例5 同样根据多个有向线段来生成路径，并能够按照各个路径进行评价以及行动计划。并且，也可以是，在二次碰撞可能性距离评价部109算出握持对象物体和周边物 体的距离之时，以上述的方法形成多个路径，并利用多个路径的合计距离。〈变形例7>实施例1中的二次碰撞可能性方向评价部108以及二次碰撞可能性距离评价部 109没有考虑到物体的大小，而是分别算出二次碰撞可能性方向评价值以及二次碰撞可能 性距离评价值。不过，也可以是，利用考虑了物体的大小的公式来算出二次碰撞可能性方向 评价值以及二次碰撞可能性距离评价值。原因是，在与握持对象物体距离相同的位置上存 在两个物体的情况下，大小越大的物体引起二次碰撞的可能性就越高。并且，物体的大小也 可以被记忆在物体位置属性保持部104。例如，图8所示，从握持对象物体1801距离半径r的位置上有半径为s的周边物 体1802，以下对此情况进行说明。此时，半径r的握持对象物体1801的圆周长为2X π Xr0 握持对象物体1801的圆周上，周边物体1802约占2Xs的长度。因此，在忽视平面的摩擦 系数的情况下，以s/( π Xr)的概率发生二次碰撞。因此，也可以将S/(Ji Xr)作为二次碰 撞可能性距离评价值。并且，在满足s > = r的关系时，从传感器所获得的值来看，周边物 体1802和握持对象物体1801接触或重复。因此，也可以是，与二次碰撞可能性方向评价值 的大小无关，将引起二次碰撞的概率设为1。即，在s > = r时，将二次碰撞可能性方向评价 值以及二次碰撞可能性距离评价值均设为1。并且，在周边物体的底面不是圆形的情况下，代替半径s而利用周边物体的外接 圆的半径Si。并且，此外接圆的半径可以通过图像处理来获得，也可以事先记载到被赋予在 物体上的标签中，在行动计划时以标签读取器来读取。若利用这种构成，则能够更正确地预想发生二次碰撞的可能性。〈变形例8>实施例1中的二次碰撞可能性方向评价部108以及二次碰撞可能性距离评价部 109没有考虑到周边物体的大小，并且对于二次碰撞可能性方向评价值以及二次碰撞可能 性距离评价值是分别算出的。不过，二次碰撞可能性方向评价部108以及二次碰撞可能性 距离评价部109也可以利用考虑了周边物体的大小的公式来算出二次碰撞可能性方向评价值以及二次碰撞可能性距离评价值。原因是，在与握持对象物体距离相同的位置上存在 两个物体的情况下，大小越大的物体引起二次碰撞的可能性就越高。并且，物体的大小也可 以被记忆在物体位置属性保持部104例如，图9所示，在距离握持对象物体1801半径r的位置上有半径为s的周边物 体1802，机器人的移动路径1803也如该图所示，以下对这种情况进行说明。此时，在通过握 持对象物体1801的中心位置的直线1804上存在有周边物体1802的情况下，握持对象物体 1801和周边物体1802容易发生二次碰撞，所述直线1804是通过使移动路径1803平行移 动而得到的。在此，连接握持对象物体1801以及周边物体1802的中心的直线与直线1804 所成的角为Θ。并且，连接握持对象物体1801以及周边物体1802的中心的直线与通过握 持对象物体1801的周边物体1802的外接圆的切线所成的角为η。即，通过握持对象物体 1801的周边物体1802的外接圆的切线示出握持对象物体1801是否与周边物体1802碰撞 的分界线，η示出分界角度。并且，η按照以下的公式被算出。η = arcsin{s/r}此时，容易发生上述的二次碰撞的情况是指，可以考虑到满足-η < I θ I < η关 系。即，在满足-η < I θ I < n关系的情况下，将二次碰撞可能性方向评价值设为1。并且，也可以是，在满足s > = r的关系时，从传感器所获得的值来看，周边物体 1802和握持对象物体1801接触或重复，因此将二次碰撞的发生概率设为1。即，在s > = r时，将二次碰撞可能性方向评价值以及二次碰撞可能性距离评价值均设为1。〈变形例9>实施例1中的二次碰撞可能性方向评价部108以及二次碰撞可能性距离评价部 109没有考虑到握持对象物体的大小以及周边物体的大小，而是分别算出二次碰撞可能性 方向评价值以及二次碰撞可能性距离评价值。不过，也可以是，二次碰撞可能性方向评价部 108以及二次碰撞可能性距离评价部109利用考虑了两个物体的大小的公式，来算出二次 碰撞可能性方向评价值以及二次碰撞可能性距离评价值。原因是，在与握持对象物体距离 相同的位置上存在有两个物体的情况下，大小越大的物体发生二次碰撞的可能性就越高， 而且，握持对象物体的大小越大，发生二次碰撞的可能性就越大。并且，物体的大小也可以 被记忆在物体位置属性保持部104。例如图10所示，以下对握持对象物体1901的外接圆的半径为t，周边物体1802的 外接圆的半径为s，握持对象物体1901的中心和周边物体1802的中心的距离为r的情况 进行说明。并且，机器人的移动路径1803如图所示，是预先被规定的。此时，握持对象物体 1901和周边物体1802的共通的切线示出了，握持对象物体1901是否与周边物体1802碰撞 的边界线。并且，该切线与连接握持对象物体1901和周边物体1802的中心之间的直线所 成的角ζ示出了边界角。并且，ζ按照以下的公式被算出。ζ = arcsin{(s+t)/r}并且，将连接握持对象物体1901和周边物体1802的中心之间的直线与直线1804 所成的角作为θ，直线1804是通过使移动路径1803平行移动而得到的、经过握持对象物体 1901的中心位置的直线。S卩，在满足-ζ < θ < ζ关系的情况下，由于能够考虑到握持对象物体1901与 周边物体1802相碰撞，因此，将二次碰撞可能性方向评价值设为1。
并且，在满足t+s > r关系的情况下，从传感器所获得的值来看，发生二次碰撞。因 此，将二次碰撞可能性方向评价值以及二次碰撞可能性距离评价值均设为1。〈实施例1的效果〉 如以上说明，通过实施例1，在家庭内移动的机器人除了能够判断是否发生因移动 机器人接触或接近的物体而造成的一次受害，而且还能够判断是否发生因该物体进一步与 周边物体接触时而造成的二次受害。据此，能够进行移动机器人的行动计划。与此同时，还 能够减少二次受害。尤其是在实施例1中，在根据路径和物体间的位置关系以及物体的种类，因二次 碰撞而使受害风险增高的情况下，进行回避受害风险的机器人的行动计划。在受害风险小 的情况下，由于能够使机器人快速地移动，因此能够减少任务执行时间。并且，通过使机器 人快速移动，因此能够减少向机器人提供电力的时间，从而能够减少能源成本。并且，在因 二次碰撞受害风险低的情况下，可以不必使机器人时常进行低速移动，而使机器人高速移 动，这样可以不会给人带来因观察机器人的工作而产生的不安。在观察机器人的工作的人 感觉到不安的情况下，人也可以自己移动物体。这样，虽然浪费了一些机器人在搬运物体的 途中所使用的能源成本，但是在回避不安感方面效果较大。(实施例2)在实施例2中，对按照实施例1的行动计划装置100而行动的自动控制系统805 进行说明。图11示出了自动控制系统805。自动控制系统805是协助用户的烹饪作业的自动 控制系统。自动控制系统805包括工作台803、在工作台803上移动的机器人800、以及行 动变更指示装置802，该行动变更指示装置802用于用户在向机器人800发出紧急停止以及 作业变更的指示之时。机器人800是在作业台803上移动，握持由用户指示的物体，并将握持的物体搬运 到用户位置的机器人。机器人800包括行动计划装置100和移动装置801。行动计划装置100对在实 施例1说明的行动进行计划。即，对为了握持由用户指示的物体而在工作台803上移动的 行动进行计划。行动计划装置100被设置在机器人800的内部。移动装置801是按照行动计划装置100所计划的行动计划来使机器人800移动的
直ο作为行动计划装置100的一部分的物体位置属性获得部103，是用于获得工作台 803上的物体位置属性信息的处理部。其中的一部分被固定在环境内，不能被移动装置801 移动。在这样的构成中，行动计划装置100建立与实施例1相同的行动计划，机器人800 按照该行动计划进行行动。并且，通过由用户操作行动变更指示装置802，从而能够使机器 人紧急停止或变更握持对象物体。< 效果 >通过实施例2，能够在有二次碰撞的受害风险的情况下，使机器人以低速移动。因 此，机器人到达握持对象物体时的时间比高速移动的情况下花费的时间多。这样，即使机器 人在有可能发生二次碰撞的危险的路径上移动的情况下，注意到这一危险情况的用户也能够通过行动变更指示装置802来使机器人停止。尤其是在用户为上年纪的人的情况下，由于很难在短时间内判断危险状态，因此对于加长到判断为止的时间所具有的效果较大。另外，在用户正在烹饪之时，也有不能及时操作行动变更指示装置802的情况。在 这种情况下，只要注意到机器人接近到握持对象物体的哪个位置，就能够知道到指示紧急 停止为止在时间上有多少富余。因此，例如在手比较脏的情况下，能够选择是在洗完手以 后按下行动变更指示装置802所具有的紧急停止按钮，还是以现有的状态按下紧急停止按 钮，所以具有的效果较大。(实施例3)在实施例3中对进行机器人臂的行动计划的行动计划装置IOOa进行说明。图12示出了机器人臂901。机器人臂901按照行动计划装置IOOa所计划的行动， 来控制机器人臂901的关节，并使机器人臂移动。在多关节的机器人臂901的情况中，机器 人臂的各个关节分别移动到不同的位置。行动计划装置IOOa将各个关节等作为机器人臂 901的代表点，并按照各个代表点算出受害风险，并将算出的各个代表点的合计作为受害风 险的总量来利用。图13示出了实施例3所涉及的行动计划装置IOOa的构成。以下对行动计划装置IOOa和实施例1的行动计划装置100的不同之处进行说明。 在行动计划装置IOOa中，取代行动计划装置100中的机器人位置获得部101、始点位置保 持部102、路径生成部106、路径保持部107以及路径评价部113，而利用机器人位置获得部 101a、始点位置保持部102a、路径生成部106a、路径保持部107a以及路径评价部113a。其 他的构成与行动计划装置100相同。并且，物体位置属性获得部103的一部分被固定在机 器人臂901的环境内。机器人位置获得部IOla是一处理部，获得机器人臂的各个代表点的位置，并将获 得的代表点的位置存储到始点位置保持部102a。获得的方法与实施例1中的机器人位置获 得部101所进行的机器人位置获得方法相同。机器人臂901的代表点为机器人臂901的尖 端和各个关节的位置。始点位置保持部102a是用于存储由机器人位置获得部IOla所获得的机器人臂 901的各个代表点的位置的记忆装置，例如由HDD构成。路径生成部106a是用于生成路径的处理部，所述路径是将机器人臂901的尖端的 代表点移动到握持对象物体的位置的路径。具体而言，例如将机器人臂901的尖端的代表 点作为始点，将握持对象物体所处的位置作为终点的有向线段作为路径。而且，路径生成部 106a生成机器人臂901的尖端的代表点以外的代表点的路径。对于路径的生成，可以利用 有关多关节机器人臂的移动的周知方法。路径保持部107a是用于保持路径生成部106a所生成的各个代表点的路径的组的 记忆装置，例如由HDD等构成。路径评价部113a根据路径保持部107a所保持的路径的组，算出在机器人臂901 移动了的情况下的受害风险。路径评价部113和路径评价部113a的不同之处是，在路径评 价部113是针对一个路径算出一个评价值，而在路径评价部113a是针对路径的组算出一个 评价值。即，在路径评价部113a以与路径评价部113相同的方法算出针对各个代表点的路径的路径评价值(受害风险)，并将合计作为针对路径的组的评价值。路径评价部113a将 算出的路径评价值存储到评价保持部114。另外，在此虽然将机器人臂的尖端和各个关节作为了代表点，不过也可以将其他 的位置作为代表点。并且，也可以是这样的构成，即将各个关节的中间点追加到代表点，并 通过以规定的间隔设置代表点，从而使评价精确度提高。此时，若使规定间隔小于周边物体 的宽度，则不易疏忽与周边物体的碰撞。在这样的构成中，行动计划装置IOOa建立与实施例1相同的行动计划，机器人臂 901按照该行动计划进行行动。< 效果 > 通过实施例3的构成，即使在具有多个关节的机器人中，也能够进行回避因二次 碰撞而造成的受害的行动计划。(实施例4)在实施例1中所说明的行动计划装置是，根据机器人与握持对象物体的一次碰 撞，假定发生二次碰撞，并建立机器人的行动计划。但是，除握持对象物体以外，机器人也有 与机器人的移动路径上的物体发生一次碰撞的情况。其原因是，与握持对象物体的碰撞相 同，家庭环境内的机器人的位置识别精度比较低，或者机器人的位置控制精度比较低，或者 对于任务的执行时间的限制比较严格。在实施例4中将要说明的行动计划装置IOOb是，在考虑了与上述的握持对象物体 以外的物体发生的一次碰撞的情况下，来建立机器人的行动计划。<回避因移动行动中的二次碰撞所造成的受害的思考方式>在实施例1中说明的行动计划的情况是，握持对象物体与机器人发生一次碰撞， 并发生二次碰撞。在机器人移动的情况下，移动路径上存在的物体与机器人有可能发生一 次碰撞。而且，在机器人的位置识别以及控制中有误时，机器人与没有识别到的移动路径上 的物体发生一次碰撞。因此，在实施例4中的行动计划装置IOOb将环境内的物体作为与机 器人的一次碰撞的候补，将距离机器人的移动路径近的(以及机器人识别到的)物体评价 为容易与机器人发生一次碰撞。并且，将距离越远的物体评价为越不容易与机器人发生一 次碰撞。并且，对于各个候补，进一步将环境内的其他的物体作为二次碰撞的候补，评价是 否发生二次碰撞以及在发生了情况下的受害程度的大小。S卩，行动计划装置IOOb将作为一次碰撞的候补的物体与作为二次碰撞的候补的 物体发生二次碰撞时的受害风险，作为一次碰撞的可能性和二次碰撞的可能性以及与发生 了二次碰撞时的受害程度的乘积来定义并算出。这样，在被算出的受害风险比规定的值大 的情况下，计划回避二次碰撞的行动。<关于行动计划装置>图14示出了实施例4所涉及的行动计划装置IOOb的构成。以下对行动计划装置IOOb与实施例1的行动计划装置100的不同之处进行说明。 在行动计划装置IOOb中取代行动计划装置100中的路径生成部106、二次碰撞可能性方 向评价部108、二次碰撞可能性距离评价部109、危险属性组合评价部112以及路径评价部 113，而利用路径生成部106b、二次碰撞可能性方向评价部108b、二次碰撞可能性距离评价 部109b、危险属性组合评价部112b以及路径评价部113b。并且，行动计划装置IOOb包括一次碰撞可能性评价部1101。路径生成部106b是一处理部，从外部获得机器人的移动目的地，并生成路径。路 径生成部106b具有图中未示出的输入装置，将用户输入的三维坐标作为移动目的地来获 得。将作为始点位置保持部102所保持的机器人的移动路径的始点的机器人位置作为始 点，将获得的移动目的地作为终点，路径生成部106b将这样的有向线段作为路径。二次碰撞可能性方向评价部108b是一处理部，对被指定的二次碰撞候补物体相 对于被指定的一次碰撞候补物体处于怎样的容易发生碰撞的方向进行评价。二次碰撞可能 性方向评价部108b与二次碰撞可能性方向评价部108的不同之处是，取代二次碰撞可能性 方向评价部108中的握持对象物体，而使用一次碰撞候补物体。二次碰撞可能性距离评价部109b是一处理部，对被指定的二次碰撞候补物体相 对于被指定的一次碰撞候补物体处于怎样容易碰撞的位置进行评价。二次碰撞可能性距离 评价部109b与二次碰撞可能性距离评价部109的不同之处是，取代二次碰撞可能性距离评 价部109中的握持对象物体，而使用一次碰撞候补物体。危险属性组合评价部112b是一处理部，评价被指定的二次碰撞候补物体相对于 被指定的一次碰撞候补物体是否为危险物体。危险属性组合评价部112b与危险属性组合 评价部112的不同之处是，取代危险属性组合评价部112中的握持对象物体，而使用一次碰 撞候补物体。一次碰撞可能性评价部1101是一处理部，对被指定的一次碰撞候补物体相对于 机器人的移动路径处于怎样的容易被碰撞的位置进行评价。在以下的说明中，将此评价称 为“一次碰撞可能性评价”，将在此时所算出的评价值称为“一次碰撞可能性评价值”。此一 次碰撞可能性评价是在上述的 < 回避因移动行动中的二次碰撞所造成的受害的思考方式> 中所述的一次碰撞发生的可能性的评价。一次碰撞可能性评价部1101将机器人的移动路径和被指定的物体之间的距离设 为r3，将欧拉数e的-r3次方设为一次碰撞可能性评价值。在进行这样的评价的情 况下，在距离为0时，一次碰撞可能性评价值成为最大值1，在距离无限大时，一次碰撞可能 性评价值成为最小值0。即，被指定的物体越处于容易与路径碰撞的近距离，一次碰撞可能 性评价值就越接近最大值1，越处于不容易发生碰撞的远距离，一次碰撞可能性评价值就越 接近最小值0。在此的一次碰撞可能性评价的公式，只要能够满足距离越远值就越小，也可 以是其他的公式。并且，也可以是按照考虑了传感器的误差出现特性的模式的公式。路径评价部113b是一处理部，对机器人在路径保持部107所保持的路径上移动了 的情况下，因二次碰撞造成的受害风险进行评价。路径评价部113b是按照在上述的 < 回避 因移动行动中的二次碰撞所造成的受害的思考方式 > 中所述的思考方式对受害风险进行 评价的。<处理流程>行动计划装置IOOb进行的行动计划处理的流程由图15示出。机器人位置获得部101获得机器人位置，并存储到始点位置保持部102 (步骤 S701)。并且，物体位置属性获得部103获得在环境内的存在的物体的物体位置属性信息， 并存储到物体位置属性保持部104 (步骤S702)。机器人位置获得处理(步骤S701)以及物 体位置属性信息获得处理(步骤S702)与实施例1所示的处理相同。
路径评价部113b将评价存储用变数的值设为0 (步骤S1200)。路径评价部113b判断与物体位置属性保持部104所保持的属性信息相对应的物 体中，是否有作为一次碰撞候补物体而未被获得的物体(步骤S1201)。在有作为一次碰撞 候补物体而未被获得的物体的情况下(步骤S1201的“是”)，路径评价部113b任意选择未 获得的物体中的一个。一次碰撞可能性评价部1101算出针对被选择的一次碰撞候补物体 的一次碰撞可能性评价值(步骤S1202)。路径评价部113b判断与物体位置属性保持部104所保持的属性信息相对应的、 除一次碰撞候补物体以外的物体中，是否有作为二次碰撞候补而未被获得的物体(步骤 S1203)。在有作为二次碰撞候补物体而未被获得的物体的情况下(步骤S1203的“是”)， 路径评价部113b任意选择未获得的物体中的一个，并将被选择的物体作为二次碰撞候补 物体。二次碰撞可能性方向评价部108b算出二次碰撞可能性方向评价值(步骤S1204)， 该二次碰撞可能性方向评价值示出一次碰撞候补物体与二次碰撞候补物体发生二次碰撞 的可能性。并且，二次碰撞可能性距离评价部109b算出二次碰撞可能性距离评价值(步骤 S1205)，该二次碰撞可能性距离评价值示出一次碰撞候补物体与二次碰撞候补物体发生二 次碰撞的可能性。并且，危险属性组合评价部112b算出危险属性组合评价值(步骤S1206)，该危险 属性组合评价值示出在一次碰撞候补物体和二次碰撞候补物体发生了二次碰撞的情况下， 发生受害的可能性。二次碰撞可能性方向评价处理(步骤S1204)、二次碰撞可能性距离评价处理(步 骤S1205)以及危险属性组合获得处理(步骤S1206)分别与实施例1所示的二次碰撞可能 性方向评价处理(步骤S706)、二次碰撞可能性距离评价处理(步骤S707)以及危险属性组 合获得处理(步骤S709)相同。不过，不同之处是取代握持对象物体而采用一次碰撞候补 物体。路径评价部113b算出针对一次碰撞候补物体和二次碰撞候补物体的组合的受害 风险，并将算出结果和评价存储用变数的值相加后的相加结果存储为评价存储用变数(步 骤S1207)。并且，受害风险成为(二次碰撞可能性方向评价值)X ( 二次碰撞可能性距离评 价值)X ( —次碰撞可能性评价值)X (危险属性组合评价值)。在评价算出处理(步骤S1207)之后，返回到二次碰撞候补物体判断处理(步骤 S1203)，对剩下的二次碰撞候补物体重复进行同样的处理。并且，在二次碰撞候补物体没有了的情况下(步骤S1203的“否”)，返回到一次冲 突候补物体判断处理(步骤S1201)，对剩下的一次碰撞候补物体重复同样的处理。并且，在 每当一次碰撞候补物体改变时，就返回到将其他的所有的物体作为二次碰撞候补物体未被 获得的状态。在针对一次碰撞候补物体和二次碰撞候补的所有组合算出受害风险之后(步骤 S1201的“否”)，路径评价部113b将被存储为评价存储用变数的值作为路径评价值，并存储 到评价保持部114 (步骤S1208)。行动计划部115与实施例1同样从评价保持部114获得路径评价值，并根据获得的路径评价值进行行动计划，并将示出被计划的行动的信息存储到计划保持部116 (步骤 S712)。<变形例1>在实施例4中说明的路径的危险性的评价方法，是通过算出机器人的移动路径上 的第一物体和周边存在的第二物体发生二次碰撞时的受害风险而实现的。以下，针对实施 例4中的，根据受害风险，计划第一物体附近的机器人的移动速度的行动计划进行说明。不过，根据受害风险的评价进行的处理并非受此所限，可以是任意的处理。例如， 也可以是，在被算出的受害风险比规定的阈值大的情况下，由图中未示出的声音输出装置 输出作为声音的第一物体的名称，通知用户移动第一物体。在通常的情况下，在进行清扫的机器人清扫室内之时，需要事先使人对室内的众 多物体进行收拾整理。但是，如果采用上述的构成，可以减少收拾整理的物体的数量。因此， 能够达到在清扫时减少人的负担的效果。并且，即使在机器人握持电冰箱内的物体的情况 下，通过进行同样的处理，向用户通知应该收拾整理的物体，从而能够达到同样的效果。< 效果 >在实施例4的构成中，即使对于因机器人的移动路径上的物体和机器人发生碰撞 而发生的一次碰撞，也能够降低受害风险，因此效果较大。(实施例5)在实施例4中示出的行动计划装置100b，在二次碰撞的受害风险高的情况下，计 划以低速移动的行动。不过，也有仅以低速移动不能回避二次碰撞的情况。在实施例5，对 在二次碰撞的受害风险高的情况下，计划其他的移动路径的行动计划装置IOOc进行说明。<其他的路径计划的思考方式>实施例5中的行动计划装置IOOc将机器人移动到移动目的地的路径作为多个路 径的集合来计划。图16示出的例子是，位于位置(10，35，0)的机器人401在移动到位置为 (40,35,0)的移动目的地1304之时，将机器人401的移动路径作为由三个路径(路径1301、 1302以及1303)构成的路径群来计划。行动计划装置IOOc算出针对设计的各个路径的受害风险，在有受害风险高的路 径的情况下，重新设计不通过这个部分的其他的路径。例如，假设图16中的路径1302的受害风险比规定的值大。此时，行动计划装置 IOOc计划图17所示的新的其他的路径。即，例如设想在图16所示的路径1302的位置上 有障碍物1308，行动计划装置IOOc利用以往就有的在具有障碍物的环境内生成路径的方 法来生成其他的路径。即，生成在有像墙这样的障碍物1308的情况下的路径，并将被生成 的路径作为其他的路径。在图17所示的例子中，作为其他的路径生成了路径1301、1305、 1306,1307 以及 1303。行动计划装置IOOc对新生成的其他的路径也进行是否有二次碰撞的受害风险高 的路径的评价，在有受害风险高的路径的情况下，生成除了这部分以外的其他的路径。<关于行动计划装置>图18是示出实施例5所涉及的行动计划装置IOOc的结构的方框图。以下对行动计划装置IOOc和实施例4中的行动计划装置IOOb的不同之处进行说 明。行动计划装置IOOc取代行动计划装置IOOb中的路径生成部106b、路径保持部107、评
25价保持部114、行动计划部115以及计划保持部116，而利用路径生成部106c、路径保持部 107c、评价保持部114c、行动计划部115c以及计划保持部116c。并且，行动计划装置IOOc 利用除外区域保持部1501。除外区域保持部1501是用于保持在生成路径时的除外区域的记忆装置，由HDD等 构成。在初始状态中，除外区域保持部1501中什么也不记忆。路径生成部106c是一处理部，从外部获得机器人的移动目的地，并生成路径。路 径生成部106c例如具有图中未示出的输入装置，将用户输入的三维坐标作为移动目的地 来获得。实施例4中的路径生成部106b生成了一个路径，而路径生成部106c生成由多个 有向线段构成的路径群。路径生成部106c在生成路径之时，以除外区域保持部1501所保 持的区域中有障碍物的状态，来进行路径生成。路径保持部107c是用于保持由路径生成部106c生成的多个路径的记忆装置，例 如由HDD等构成。评价保持部114c是将路径评价部113针对各个路径作为受害风险而算出的评价 作为路径评价值来保持的记忆装置，例如由HDD等构成。实施例4中的评价保持部114保 持一个评价，而评价保持部114c保持针对路径保持部107c所保持的各个路径的评价。行动计划部115c判断在评价保持部114c所保持的路径评价值中是否有规定值以 上的路径评价值。在有规定值以上的路径评价值的情况下，行动计划部115c从路径保持部 107c中获得与该路径评价值相对应的路径。并且，行动计划部115c将除外区域追加到除 外区域保持部1501，所述除外区域是指，将获得的路径的始点和终点作为直径的圆(或球 形、圆柱)的区域。若除外区域被追加，则生成新的路径，由路径评价部113再次进行路径 评价。在没有规定值以上的路径评价值的情况下，行动计划部115c将路径保持部107c所 保持的路径群输出到计划保持部116c。计划保持部116c是用于保持示出行动计划部115c计划的行动计划的信息的记忆 装置，例如由HDD等构成。在这种构成中，行动计划装置IOOc —边变更机器人的移动路径，一边建立与实施 例4同样的行动计划，机器人按照该行动计划进行行动。<变形例1>在实施例5中的路径生成部106c虽然最初是将从机器人的位置到移动目的地作 为多个路径来进行路径设计的，不过若有能够设计一个直线路径的部分，也可以不设计多 个路径。例如，也可以是，作为一个直线算出受害风险，若受害风险比规定值低，则将该直线 设定为路径，若受害风险比规定值高，则对路径进行细分化，找出是哪个部分的路径的受害 风险高，并将这一部分除外后设计改良路径。通过利用这样的构成，从而能够减少算出受害 风险的计算符合。<变形例2>在实施例5中的行动计划部115c是在路径评价不好的情况下，将以路径的始点和 终点作为直径的圆(或球形)的区域作为了除外区域，不过也可以是其他的形状。即，在受 害风险高的路径较多的情况下，若取较大的除外区域，则能够防止多次重作改良路径。相反，在受害风险高的路径少的情况下，取较小的除外区域，在制作改良路径时可 以制作出不绕远的路径。
并且，也可以根据路径的评价值来决定除外区域的面积。例如，也可以是，在路径 的评价值大的情况下(即受害风险大的情况下)，使除外区域的面积增大，在路径评价值小 的情况下(即受害风险小的情况下)，使除外区域的面积减小。通过这样的构成，在受害风 险小的情况下，与总是除外大的区域相比，能够尽量找出短距离的移动路径。相反，在受害 风险大的情况下，与总是除外小的区域相比，能够以较少的次数找到受害风险小的路径。<变形例3>在实施例5中是针对实施例4所示的行动计划装置IOOb计划了其他的路径，不过 也可以针对实施例1所示的行动计划装置100计划其他的路径。即也可以是，不设置一次 碰撞可能形评价部1101，取代二次碰撞可能形方向评价部108b、二次碰撞可能形距离评价 部109b以及危险属性组合评价部112b，而使用二次碰撞可能形方向评价部108、二次碰撞 可能形距离评价部109以及危险属性评价部112。< 效果 >在实施例5的构成中，通过变更机器人的移动路径，从而能够降低受害风险，且效 果较大。(实施例6)在实施例4中示出了二次碰撞的受害风险高的情况下计划以低速移动的行动的 行动计划装置100b。不过，机器人在执行任务之时，也有被假定出多个移动路径的情况。在 实施例6将要说明的行动计划装置IOOd是，从多个行动计划中选择二次碰撞的受害风险低 的行动。图19示出了在假设了多个路径的情况。机器人在握持蒜时，若环境内有多个蒜 1603和1604，可以建立去取哪一个的计划。即，在有去取蒜1603的路径1601和去取蒜1604 的路径1602的情况下，实施例6的行动计划装置分别算出针对路径1601和1602的受害风 险，并选择受害小的移动路径。图20是示出实施例6所涉及的行动计划装置IOOd的结构的方框图。以下对行动计划装置IOOd和实施例4中的行动计划IOOb的不同之处进行说明。 行动计划装置IOOd取代路径生成部106b、路径保持部107、评价保持部114、行动计划部 115以及计划保持部116，而利用路径生成部106d、路径保持部107c、评价保持部114c、行动 计划部115d以及计划保持部116d。路径生成部106d计划到被指定的物体的位置的机器人的移动行动。例如，在“蒜” 被指定的情况下，路径生成部106d从物体位置属性保持部104获得环境内的“蒜”的位置。 在物体位置属性保持部104中被登记有多个被指定物体的情况下，路径生成部106d针对各 个物体计划路径，并保持到路径保持部107c。路径保持部107c与实施例5中同样，保持路径生成部106d所生成的多个路径。评价保持部114c与实施例5中同样，保持路径评价部113针对各个路径作为受害 风险而算出的评价。行动计划部115d从评价保持部114c所保持的评价中选择评价最小的路径，即选 择受害风险最小的路径，并将选择的路径保持到计划保持部116。计划保持部116d是保持行动计划部115d所生成的路径即机器人的行动计划的记 忆装置，例如由HDD等构成。
<变形例1>在实施例6中所说明的虽然是在相同名称的物体具有多个，且移动路径也具有多 个的情况下，选择其中受害风险小的路径，但是并非受此所限。例如，也可以是，在一个物体 具有多个握持点的情况下，从到各个握持点的路径中选择受害风险最小的路径。并且，在此虽然说明的是路径生成部106d事先生成多个路径的情况，不过也可以 是先计划一个路径，在其评价比事先规定的值大的情况下，再计划下一个路径。<变形例2>实施例6中的行动计划部115d的构成是选择受害风险最少的路径，不过也可以在 进一步考虑到其他的要素之后再进行路径选择。例如，移动路径长度较长的路径会消耗过 多的能量和时间等成本，因此，可以将受害风险和路径长度相组合，来进行路径评价。〈效果〉在实施例6的构成中，在机器人到达被指定的目的地的移动路径存在有多个的情 况下，能够选择二次碰撞的受害风险少的路径。因此，能够降低因机器人为了到达目的地所 造成的受害风险，且效果显著。(实施例7)在实施例4中根据二次碰撞所产生的受害风险，对机器人的移动路径的危险性进 行了评价。但是，实际上在机器人在某移动路径移动之时也存在因一次碰撞而造成的受害 风险。例如玻璃制的做工精细的花瓶等会因与机器人的一次碰撞而破损，存在因破损造 成的受害风险。在实施例7中将要说明的行动计划装置是，在考虑了因一次碰撞的受害风险以及 因二次碰撞的受害风险的基础上，对移动路径的危险性进行评价，并进行机器人的行动计 划。因一次碰撞的受害风险是根据机器人和环境内的物体的位置关系以及环境内的 物体的属性信息而被评价的。即，因一次碰撞的受害风险根据一次碰撞可能性评价的评价 结果和一次碰撞危险属性评价的评价结果而被评价。在此，一次碰撞可能性评价是指，评价 环境内的物体针对机器人的移动路径是否存在于容易发生碰撞的位置。并且，一次碰撞危 险属性评价是指，在机器人和环境中的物体之间发生冲突之时，评价该物体是否是容易发 生受害风险的属性信息。<关于行动计划装置>图21是示出实施例7所涉及的行动计划装置IOOe的构成的方框图。以下对行动计划装置IOOe和实施例4所涉及的行动计划装置IOOb的不同进行说 明。即，行动计划装置IOOe取代行动计划装置IOOb中的路径评价部113b而使用路径评价 部113e。并且，行动计划装置IOOe具有行动计划装置IOOb中没有的一次碰撞危险属性信 息保持部2101和一次碰撞危险属性评价部2102。一次碰撞危险属性信息保持部2101记忆一次碰撞危险属性信息，该一次碰撞危 险属性信息是示出在机器人和具有怎样的属性信息的物体发生一次碰撞之时是否有发生 受害的可能性的信息。图22示出了一次碰撞危险属性信息的一个例子。玻璃加工以及塑 料模型等物体在与机器人接触(即便不发生二次碰撞)时容易被损坏。并且，花盆、装有饮
28料的杯子以及面粉等物体在与机器人接触时内容物会洒出来。一次碰撞危险属性评价部2102是一处理部，判断被指定的物体在与机器人发生 一次碰撞的情况下是否为具有发生受害可能性的物体。在以下的说明中，将此评价称为“一 次碰撞危险属性评价”，将在此时所算出的评价值称为“一次碰撞危险属性评价值”。一次碰撞危险属性评价是用于估计在发生了一次碰撞时的受害程度的评价。即使 机器人和环境内物体发生一次碰撞，也未必发生受害。例如，即使机器人和曲别针发生一次 碰撞也几乎不会发生受害。并且，即使在发生受害的情况下，其受害程度也比较小。例如， 在机器人和玻璃制品发生碰撞，玻璃制品被损坏的情况下，玻璃制品的价格和清扫成为粉 末的玻璃制品的时间以及劳力将成为受害额，有时还会成为莫大的受害。另外，受害小的情 况可以考虑到机器人和勺子相碰撞的情况。从人在洗勺子时所花费的工夫，或者机器人在 洗勺子时花费的时间和能量虽然成为受害，但是受害程度较小。这样，虽然受害程度各种各 样，在实施例7中以两个阶段来评价受害程度。也就是说，一次碰撞危险属性评价部2102 将受害程度分为两个情况，即能够忽略的较小的情况和不能忽略的较大的情况。行动计划 部115在受害程度小的情况下，进行不回避一次碰撞的机器人的行动计划。并且，在被指定 的物体的属性信息被记忆在一次碰撞危险属性信息保持部2101的情况下，一次碰撞危险 属性评价部2102将与该被指定的物体发生一次碰撞时的受害程度判断为大。并且，在被指 定的物体的属性信息没有被记忆在一次碰撞危险属性保持部2101的情况下，一次碰撞危 险属性评价部2102将与该被指定的物体发生一次碰撞时的受害程度判断为小。以下对一次碰撞危险属性评价部2102所进行的一次碰撞危险属性评价进行详细 说明。一次碰撞危险属性评价部2102从物体位置属性保持部104获得被指定的物体的属 性信息。一次碰撞危险属性评价部2102判断获得的属性信息是否被包含在一次碰撞危险 属性信息保持部2101所保持的属性信息中。一次碰撞危险属性评价部2102将判断结果作 为一次碰撞危险属性评价值输出到路径评价部113e。在此，判断结果是，在被包含在一次碰 撞危险属性信息的情况下为“ 1 ”，在没有被包含在一次碰撞危险属性信息的情况下为“0”。 并且，一次碰撞危险属性信息保持部2101也可以针对图2所示的一次碰撞危险属性信息的 每一个，记忆对应的属性信息的物体与机器人碰撞时的受害金额。在这种情况下，被指定的 物体的属性信息被包含在一次碰撞危险属性信息保持部2101所保持的属性信息中的情况 下，将该属性信息的受害金额作为一次碰撞危险属性评价值，在没有被包含的情况下将“0” 作为一次碰撞危险属性评价值。路径评价部113e是一处理部，评价机器人在路径保持部107所保持的路径中移动 了的情况下的受害风险。路径评价部113e根据一次碰撞以及二次碰撞的受害风险，进行路 径的受害风险的评价。〈处理流程〉行动计划装置IOOe所进行的行动计划处理的流程由图23示出。机器人位置获得部101获得机器人位置，并存储到始点位置保持部102 (步骤 S701)。并且，物体位置属性获得部103获得在环境内的存在的物体的物体位置属性信息， 并存储到物体位置属性保持部104 (步骤S702)。机器人位置获得处理(步骤S701)以及物 体位置属性信息获得处理(步骤S702)与实施例1所示的处理相同。路径评价部113e将评价存储用变数的值设为0 (步骤S1200)。
路径评价部113e判断与物体位置属性保持部104所保持的属性信息相对应的物 体中，是否有作为一次碰撞候补物体而未被获得的物体(步骤S1201)。在有作为一次碰撞 候补物体而未被获得的物体的情况下(步骤S1201的“是”)，路径评价部113e任意选择未 获得的物体中的一个。一次碰撞可能性评价部1101算出针对被选择的一次碰撞候补物体 的一次碰撞可能性评价值(步骤S1202)。一次碰撞危险属性评价部2102算出针对被选择 的一次碰撞候补物体的一次碰撞危险属性评价值(步骤S2302)。路径评价部113e算出一次碰撞路径评价值。在此，一次碰撞路径评价值是表示 移动物体与被选择的物体发生一次碰撞时的受害风险的值，并且在此作为一次碰撞可能性 评价值和一次碰撞危险属性评价值的乘积。路径评价部113e对算出的一次碰撞路径评价 值和评价存储用变数的值进行加法运算，并将相加后的结果存储为评价存储用变数(步骤 S2303)。路径评价部113e判断与物体位置属性保持部104所保持的属性信息相对应的、 除一次碰撞候补物体以外的物体中，是否有作为二次碰撞候补而未被获得的物体(步骤 S1203)。在有作为二次碰撞候补物体而未被获得的物体的情况下(步骤S1203的“是”)， 路径评价部113e任意选择未获得的物体中的一个，并将被选择的物体作为二次碰撞候补 物体。二次碰撞可能性方向评价部108b算出二次碰撞可能性方向评价值(步骤S1204)， 该二次碰撞可能性方向评价值示出一次碰撞候补物体和二次碰撞候补物体发生二次碰撞 的可能性。并且，二次碰撞可能性距离评价部109b算出二次碰撞可能性距离评价值(步骤 S1205)，该二次碰撞可能性距离评价值示出一次碰撞候补物体和二次碰撞候补物体发生二 次碰撞的可能性。并且，危险属性组合评价部112b算出危险属性组合评价值(步骤S1206)，该危险 属性组合评价值示出在一次碰撞候补物体和二次碰撞候补物体发生了二次碰撞的情况下， 发生受害的可能性。路径评价部113e算出针对一次碰撞候补物体和二次碰撞候补物体的组合的二次 碰撞路径评价值，并将算出的二次碰撞路径评价值和评价存储用变数的值相加，并将相加 结果存储为评价存储用变数(步骤S2304)。并且，二次碰撞路径评价值成为(二次碰撞可 能性方向评价值)X ( 二次碰撞可能性距离评价值)X (危险属性组合评价值)。在二次碰撞路径评价值算出处理(步骤S2304)之后，返回到二次碰撞候补物体判 断处理(步骤S1203)，对剩下的二次碰撞候补物体重复进行同样的处理。并且，在二次碰撞候补物体没有了的情况下(步骤S1203的“否”)，返回到一次冲 突候补物体判断处理(步骤S1201)，对剩下的一次碰撞候补物体重复同样的处理。并且，在 每当一次碰撞候补物体改变时，就返回到将其他的所有的物体作为二次碰撞候补物体未被 获得的状态。在针对一次碰撞候补物体和二次碰撞候补的所有组合算出受害风险之后(步骤 S1201的“否”)，路径评价部113e将被存储为评价存储用变数的值作为路径评价值，并存储 到评价保持部114 (步骤S1208)。行动计划部115与实施例1同样从评价保持部114获得路径评价值，并根据获得的路径评价值进行行动计划，并将示出被计划的行动的信息存储到计划保持部116 (步骤 S712)。〈效果〉在实施例7的构成中，针对因机器人在移动路径上移动而发生的一次碰撞以及二 次碰撞能够降低受害风险，其效果较大。(实施例8)在实施例1说明的行动计划装置所设想的情况是，机器人与握持多项物体发生一 次碰撞，握持对象物体进一步与周边物体发生二次碰撞。在实施例8中将要说明的行动计划装置所设想的情况是，在机器人握持握持对象 物体之后，在搬运该握持对象物体之时，正在被搬运的握持对象物体(以下称为“搬运对象 物体”)与搬运路径周边物体相碰撞。具体而言，例如设想的情况是，机器人在位置(40，35， 0)握持蒜，沿X轴方向移动，并将蒜搬运到位置(70，35，0)。<关于搬运物与其周边物体的二次碰撞>机器人在搬运对象物体之时会有机器人弄掉搬运对象物体，或撞飞搬运对象物体 的情况。其原因是，为了不使搬运对象物体掉落而握住时没有正确地推定所需要的力量，或 者因地面不平以及机器人本身的动力造成的振动，或者因打滑而造成的跌倒等导致的。机 器人弄掉的搬运对象物体或机器人撞飞的搬运对象物体会与其周边物体发生二次碰撞。此 时，会因机器人搬运的第一物体和与第一物体接触的第二物体的组合造成受害。<关于行动计划装置>图24是示出实施例8所涉及的行动计划装置IOOf的构成的方框图。以下对行 动计划装置IOOf和实施例1的行动计划装置100的不同之处进行说明。即，行动计划装 置IOOf取代行动计划装置100中的握持对象信息获得部105、路径评价部113、路径生成 部106，而使用握持对象信息获得部105f、路径评价部113f、以及实施例4中的路径生成部 106b。并且，行动计划装置IOOf不使用二次碰撞可能性方向评价部108、二次碰撞可能 性距离评价部109、机器人位置获得部101，而使用搬运时二次碰撞可能性评价部2103。握持对象信息获得部105f是获得成为搬运对象的握持对象物体的位置以及种类 的处理部。握持对象信息获得部105f通过进行与实施例1中的握持对象信息获得部105 同样的处理，从而获得握持对象物体的位置以及种类。并且，握持对象信息获得部105f将 获得的握持对象物体的位置存储到始点位置保持部102。这样，通过将机器人握持握持对象 物体的位置作为始点，从而能够评价握持对象物体在搬运路径上的危险性。具体而言，例如 在图5中，机器人在位置(40，35，0)握持并搬运蒜的情况下，始点坐标成为(40，35，0)。另 外，对于机器人移动到握持对象物体的位置的危险性的评价已被记载在实施例1中。因此， 在此不再重复详细说明。搬运时二次碰撞可能性评价部2103，对被指定的环境内的物体相对于搬运对象物 体的移动路径处于怎样的容易被碰撞的位置进行评价。在以下的说明中，将此评价称为“搬 运时二次碰撞可能性评价”，将在此时所算出的评价值称为“一次碰撞可能性评价值”。搬 运时二次碰撞可能性评价值的算出方法与实施例4中的一次碰撞可能性评价值的算出方 法相同。具体而言，例如在图5中，机器人在从位置(40,35,0)将蒜搬运到位置(70,35,0)
31的情况下，蛋糕的一次碰撞可能性评价值是从连接位置(40，35，0)和位置(70，35，0)的线 段到蛋糕的位置(50，15，0)为止的距离，该距离的值为“20”。因此，根据与一次碰撞可能 性评价值采用相同的算出方法，则搬运时二次碰撞可能性评价值成为欧拉数e的-20次方
(e_20)。路径评价部113f是一处理部，对机器人在路径保持部107所保持的路径上移动了 的情况下，因搬运对象物体与环境内的物体接触或接近而造成的受害风险进行评价。受害 风险是根据以下的评价而被评价的，所根据的评价是搬运对象物体和环境中的物体是否 为容易接触或容易接近的位置关系的评价，以及对于搬运对象物体而言，环境内的物体是 否为危险物体的评价。<处理流程>行动计划装置IOOf所进行的行动计划处理的流程由图25示出。物体位置属性获得部103获得存在于环境内的物体的物体位置属性信息，并存储 到物体位置属性保持部104 (步骤S702)。握持对象信息获得部105f获得握持对象物体的位置，并输出到搬运时二次碰撞 可能性方向评价部2103以及路径评价部113f。并且，握持对象信息获得部105f将握持对 象物体的属性信息输出到危险属性组合评价部112。而且，握持对象信息获得部105f将握 持对象物体的位置存储到始点位置保持部102(步骤S703f)。具体而言，例如在图5中，机 器人在位置(40，35，0)握持并搬运蒜的情况下，始点位置坐标则成为(40，35，0)。路径生成部106b从外部获得机器人的移动目的地，生成路径，并将生成的路径存 储到路径保持部107(步骤S2501)。具体而言，例如在图5中，在机器人将蒜搬运到位置 (70,35,0)被指定的情况下，将位置(40,35,0)作为始点、位置(70,35,0)作为终点的有向 线段则成为路径。路径评价部113f判断与物体位置属性保持部104所保持的属性信息相对应的、除 搬运对象物体以外的物体中，是否有作为二次碰撞候补而未被获得的物体(步骤S1203)。 在有作为二次碰撞候补物体而未被获得的物体的情况下(步骤S1203的“是”)，路径评价 部113f任意选择未获得的物体中的一个，并将被选择的物体作为二次碰撞候补物体。搬运时二次碰撞可能性评价部2103算出被指定的二次碰撞候补物体针对搬运对 象物体的移动路径的搬运时二次碰撞可能性评价值(步骤S1202f)。在此，设搬运对象物体 的移动路径与机器人的移动路径近似。危险属性组合评价部112算出二次碰撞候补物体的危险属性组合评价值，并输出 到路径评价部113f (步骤S709)。路径评价部113f根据在搬运时二次碰撞可能性方向评价处理(步骤S1202f)算 出的搬运时二次碰撞可能性方向评价值、以及在危险属性组合获得处理(步骤S709)算出 的危险属性组合评价值，算出二次碰撞候补物体的评价值。即算出发生了二次碰撞情况下 的受害风险(步骤S710)。具体的算出方法与实施例1相同。即，搬运时二次碰撞可能性评 价值和危险属性组合评价值的乘积，成为在发生了二次碰撞的情况下的受害风险。在评价算出处理(步骤S710)之后，返回到二次碰撞候补物体判断处理(步骤 S1203)，对剩下的二次碰撞候补物体重复进行同样的处理。在作为二次碰撞候补物体而未被获得的物体不存在的情况下(步骤S704的“否”)，路径评价部113f根据在评价算出处理(步骤S710)算出的各个候补的评价，算出路 径评价值。算出的路径评价值被存储在评价保持部114(步骤S711)。具体的算出方法与实 施例1的情况相同。行动计划部115从评价保持部114获得路径评价值，并根据获得的路径评价值进 行行动计划，并将表示计划出的行动的信息存储到计划保持部116(步骤S712)。具体的算 出方法与实施例1的情况相同。<实施例8的效果>如以上说明所述，通过实施例8，在家庭内移动的机器人的情况下，能够判断与移 动机器人接触并被搬运的物体是否进一步在与该搬运路径的周边的物体接触了的情况下 发生二次受害。这样，能够进行移动机器人的行动计划。同时能够降低二次受害。以上根据实施例对本发明的路径危险性评价装置以及实施例进行了说明，不过， 本发明不受这些实施例所限定。只要是不超出本发明的主旨，本领域技术人员能够想到的 各种针对本实施方式的变形，以及由不同的实施方式中的构成要素的组合而构成的实施方 式均包含在本发明的范围内。另外，在上述的实施例中作为移动设备的一个例子采用了机器人，不过只要是能 够在移动路径中移动的自主行走车辆类的移动设备均适用于本发明。此次公开的实施方式在各个方面均为举例说明，并非受这些例子所限。本发明的 范围不是由以上所述的说明示出，而是由权利要求示出，并且与权利要求具有同等意义以 及在权利要求范围内的所有变形均属于本发明的范围。本发明由于能够在像家庭环境这种存在多个物体且发生二次碰撞的场所，建立在 考虑了二次碰撞所造成的风险的基础之上的机器人等移动设备的行动计划，因此能够适用 于建立移动设备的行动计划的行动计划装置等。符号说明100，100a，100b，100c，100d，100e，IOOf 行动计划装置101,101a 机器人位置获得部102,102a 始点位置保持部103 物体位置属性获得部104 物体位置属性保持部105，105f 握持对象信息获得部106,106a, 106b, 106c, 106d 路径生成部107,107a, 107c 路径保持部108,108b 二次碰撞可能性方向评价部109,109b 二次碰撞可能性距离评价部111 危险属性组合信息保持部112，112b 危险属性组合评价部113,113a, 113b, 113e, 113f 路径评价部114，114c 评价保持部115，115c，115d 行动计划部116，116c，116d 计划保持部
401,800
801
802
803
805
901
1101
1501
2101
2102
行动变更指示装置 工作台
自动控制系统 机器人臂
权利要求
一种路径危险性评价装置，评价移动设备的移动路径的危险性，包括路径保持部，保持移动路径信息，该移动路径信息是示出移动设备的移动路径的信息；物体位置属性保持部，保持位置信息，该位置信息是示出在所述移动设备移动的环境内所存在的多个物体的位置的信息；危险属性组合信息保持部，保持示出在所述环境内存在的物体彼此接触或接近时的受害程度的信息；二次碰撞可能性评价部，根据所述移动设备的移动路径和所述多个物体的位置之间的关系，对第一物体进一步与第二物体接触或接近的可能性进行评价，所述第一物体是指由于与所述移动设备接触而有可能被移动的物体，所述移动设备的移动路径是由所述路径保持部所保持的移动路径信息示出的，所述多个物体的位置是由所述物体位置属性保持部所保持的位置信息示出的；危险属性组合评价部，通过参考所述危险属性组合信息保持部所保持的示出所述受害程度的信息，来决定所述第一物体与所述第二物体接触或接近时的受害程度；以及路径评价部，根据由所述二次碰撞可能性评价部评价的评价结果和由所述危险属性组合评价部决定的受害程度，来评价所述移动路径对所述移动设备的危险性。
2.如权利要求1所述的路径危险性评价装置，在示出所述二次碰撞可能性评价部中的评价的评价值和示出由所述危险属性组合评 价部决定的所述受害程度的值进行乘法运算后得到的乘积越大，所述路径评价部就将所述 移动路径对所述移动设备的危险性评价得越高。
3.如权利要求1或2所述的路径危险性评价装置，所述二次碰撞可能性评价部包括二次碰撞可能性方向评价部，该二次碰撞可能性方向 评价部通过算出二次碰撞可能性方向评价值，从而对所述第一物体与所述第二物体接触或 接近的可能性进行评价，所述二次碰撞可能性方向评价值具有的特性是，在所述移动路径 中的所述移动设备的移动方向与连接所述第一物体的位置和所述第二物体的位置的直线 所成的角度越接近于零度，值就越大。
4.如权利要求3所述的路径危险性评价装置，所述二次碰撞可能性方向评价部通过算出二次碰撞可能性方向评价值，从而对所述第 一物体与所述第二物体接触或接近的可能性进行评价，所述二次碰撞可能性方向评价值具 有的特性是，在通过所述第一物体的中心位置的直线与所述第二物体的外接圆相交的情况 下，值成为最大，所述通过所述第一物体的中心位置的直线是通过使所述移动路径平行移 动而得到的。
5.如权利要求3所述的路径危险性评价装置，所述二次碰撞可能性方向评价部通过算出二次碰撞可能性方向评价值，从而对所述 第一物体与所述第二物体接触或接近的可能性进行评价，所述二次碰撞可能性方向评价值 具有的特性是，在假定所述第一物体的外接圆与通过所述第一物体的中心位置的直线相交 时，所述第一物体的外接圆与所述第二物体的外接圆接触的情况下，值成为最大，所述通过 所述第一物体的中心位置的直线是通过使所述移动路径平行移动而得到的。
6.如权利要求1至5的任一项所述的路径危险性评价装置，所述二次碰撞可能性评价部包括二次碰撞可能性距离评价部，该二次碰撞可能性距离 评价部通过算出二次碰撞可能性距离评价值，从而对所述第一物体与所述第二物体接触或 接近的可能性进行评价，所述二次碰撞可能性距离评价值具有的特性是，所述第一物体和 所述第二物体之间的距离越小，值就越大。
7.如权利要求6所述的路径危险性评价装置，所述二次碰撞可能性距离评价部通过算出二次碰撞可能性距离评价值，从而对所述第 一物体与所述第二物体接触或接近的可能性进行评价，所述二次碰撞可能性距离评价值具 有的特性是，所述第一物体和所述第二物体之间的距离越小且所述第二物体的大小越大， 值就越大。
8.如权利要求1至7的任一项所述的路径危险性评价装置，该路径危险性评价装置进一步具有一次碰撞可能性评价部，该一次碰撞可能性评价部 通过算出一次碰撞可能性评价值，从而对所述移动设备与所述第一物体接触或接近的可能 性进行评价，所述一次碰撞可能性评价值具有的特性是，所述移动路径和所述第一物体之 间的距离越小，值就越大；所述路径评价部根据由所述二次碰撞可能性评价部评价的评价结果、由所述危险属性 组合评价部决定的受害程度、以及由所述一次碰撞可能性评价部评价的评价结果，来评价 所述移动路径对所述移动设备的危险性。
9.如权利要求8所述的路径危险性评价装置，该路径危险性评价装置进一步具有一次碰撞危险属性信息保持部，保持示出所述移动设备与所述环境内存在的物体接触 或接近时的受害程度的信息；以及危险属性组合评价部，通过参考所述一次碰撞危险属性信息保持部所保持的示出所述 受害程度的信息，来决定所述移动设备与所述第一物体接触或接近时的受害程度；所述路径评价部根据由所述二次碰撞可能性评价部评价的评价结果、由所述危险属性 组合评价部决定的受害程度、由所述一次碰撞可能性评价部评价的评价结果、以及由所述 危险属性组合评价部决定的受害程度，来评价所述移动路径对所述移动设备的危险性。
10.如权利要求1至9的任一项所述的路径危险性评价装置，所述路径保持部保持移动路径信息，该移动路径信息是示出所述移动设备的多个部位 的移动路径的信息；所述二次碰撞可能性评价部针对所述移动设备的所述多个部位的每一个，评价所述第 一物体与所述第二物体接触或接近的可能性；所述路径评价部通过针对所述移动设备的各个部位评价所述移动路径的危险性，并累 计针对所述多个部位的各个部位的评价结果，从而评价所述移动路径对所述移动设备的危 险性。
11.如权利要求1至10的任一项所述的路径危险性评价装置，该路径危险性评价装置进一步包括行动计划部，该行动计划部按照由所述路径评价部 评价的评价结果，在所述移动路径对所述移动设备的危险性越高的情况下，就将所述移动 路径上的所述移动设备的移动速度决定为越慢的速度。
12.如权利要求1至11的任一项所述的路径危险性评价装置，所述第一物体是与成为被所述移动设备操作的对象的物体不同的物体；所述路径危险性评价装置进一步包括路径生成部，该路径生成部对所述路径评价部所 评价的所述移动路径的危险性是否超过规定的危险性进行判断，在超过的情况下，生成不 通过所述移动路径的所述移动设备的移动路径，并保持到所述路径保持部。
13.如权利要求1至10的任一项所述的路径危险性评价装置，所述第一物体是成为被所述移动设备操作的对象的物体；所述路径危险性评价装置进一步包括行动计划部，该行动计划部在所述第一物体存在 有多个的情况下，将到多个第一物体的多个移动路径之中由所述路径评价部判断为危险性 最低的移动路径，决定为所述移动设备的移动路径。
14.如权利要求1至13的任一项所述的路径危险性评价装置，所述危险属性组合信息保持部保持所述环境内所存在的物体彼此接触或接近时的受 害金额；所述危险属性组合评价部根据所述危险属性组合信息保持部所保持的所述受害金额， 将所述第一物体与所述第二物体接触或接近时的受害金额，决定为所述第一物体与所述第 二物体接触或接近时的受害程度。
15.如权利要求1至11的任一项所述的路径危险性评价装置，所述第一物体是由所述移动设备搬运的物体。
16.一种路径危险性评价方法，对移动设备的移动路径的危险性进行评价，包括可能性评价步骤，根据所述移动设备的移动路径和在所述移动设备移动的环境内存在 的多个物体的位置之间的关系，对第一物体进一步与第二物体接触或接近的可能性进行评 价，所述第一物体是指由于与所述移动设备接触或接近而被移动的物体，所述移动设备的 移动路径是由路径保持部所保持的移动路径信息示出的，所述多个物体的位置是由物体位 置属性保持部所保持的位置信息示出的；决定步骤，通过参考危险属性组合信息保持部所保持的、示出所述环境内所存在的物 体彼此接触或接近时的受害程度的信息，来决定所述第一物体与所述第二物体接触或接近 时的受害程度；以及危险性评价步骤，根据在所述可能性评价步骤的评价结果和在所述决定步骤决定的受 害程度，评价所述移动路径对所述移动设备的危险性。
17.—种能够由计算机执行的，并且用于评价移动设备的移动路径的危险性的程序，该 程序使计算机执行以下步骤可能性评价步骤，根据所述移动设备的移动路径和在所述移动设备移动的环境内存在 的多个物体的位置之间的关系，对第一物体进一步与第二物体接触或接近的可能性进行评 价，所述第一物体是指由于与所述移动设备接触或接近而被移动的物体，所述移动设备的 移动路径是由路径保持部所保持的移动路径信息示出的，所述多个物体的位置是由物体位 置属性保持部所保持的位置信息示出的；决定步骤，通过参考危险属性组合信息保持部所保持的、示出所述环境内所存在的物 体彼此接触或接近时的受害程度的信息，来决定所述第一物体与所述第二物体接触或接近 时的受害程度；以及危险性评价步骤，根据在所述可能性评价步骤的评价结果和在所述决定步骤决定的受害程度，评价所述移动路径对所述移动设备的危险性。
全文摘要
包括二次碰撞可能性方向评价部(108)和二次碰撞可能性距离评价部(109)，根据移动路径与存在于移动设备所移动的环境内的多个物体的位置的关系，对移动设备与第一物体发生一次碰撞，第一物体进而与第二物体发生二次碰撞的可能性进行评价；危险属性组合评价部(112)，通过参考示出危险属性组合信息保持部(111)中所保持的存在于环境内的物体彼此发生碰撞时的受害程度的信息，来决定上述二次碰撞发生时的受害程度；以及路径评价部(113)，根据由二次碰撞可能性方向评价部(108)和二次碰撞可能性距离评价部(109)评价的评价结果，以及由危险属性组合评价部(112)决定的受害程度，来评价移动路径对移动设备的危险性。
文档编号B25J5/00GK101959653SQ20098010652
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月9日
发明者佐藤太一, 水谷研治 申请人:松下电器产业株式会社