触覚センサシステム
【課題】触覚センサの配置密度が部位毎に異なるロボットに、触覚センサからの出力信号を情報統合装置へ中継する中継装置を配置するに際し、中継装置の好適な配置態様を提供する。
【解決手段】ヒューマノイドロボット１の触覚センサシステム１００は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の表面に配置された複数のセンサノード２００と、複数のセンサノード２００から出力された出力信号を中継する中継部４０１を有するリレーノード１２０と、リレーノード１２０の中継部４０１によって中継された出力信号を受信して処理するホストノード１４０と、を備える。複数のセンサノード２００をヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、リレーノード１２０を配置した。
【解決手段】ヒューマノイドロボット１の触覚センサシステム１００は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の表面に配置された複数のセンサノード２００と、複数のセンサノード２００から出力された出力信号を中継する中継部４０１を有するリレーノード１２０と、リレーノード１２０の中継部４０１によって中継された出力信号を受信して処理するホストノード１４０と、を備える。複数のセンサノード２００をヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、リレーノード１２０を配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は触覚センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１は、シンクノードとソースノード、リレーノードから成るセンサーネットワークを開示している。シンクノードは、データ受信部である。ソースノードは、データ送信部である。リレーノードは、ソースノードからシンクノードまでのデータ伝送経路を構成するノードである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２８６８５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、活発に研究が行われている触覚センサシステムをロボットなどの表面に用いることで、高度な処理が可能となる。例えば、触覚センサシステムを指先に適用すれば、物の形状を把握したり、物を掴んだりすることが可能となる。或いは、触覚センサシステムをロボットの表面の全体に適用し、接触によって視聴覚だけでは把握し得ない対象物や周辺の状況を把握することで、人と触れ合ったり、様々な障害物が複雑に配置された場所で自律的に移動したりすることが可能になる。
【０００５】
このようなロボットにおいては、部位ごとに触覚センサの配置密度を変えるのが一般的である。例えば、ロボットの「手」には触覚センサが高密度で配置され、「背中」には触覚センサが低密度で配置されている。
【０００６】
本願発明の目的は、触覚センサの配置密度が部位毎に異なる機器に、触覚センサからの出力信号を情報統合装置へ中継する中継装置を配置するに際し、中継装置の好適な配置態様を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の観点によれば、機器の触覚センサシステムは、機器の本体の表面に配置された複数の触覚センサと、前記複数の触覚センサから出力された出力信号を中継する中継手段を有する中継装置と、前記中継装置の前記中継手段によって中継された前記出力信号を受信して処理する情報統合装置と、を備える。前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置した。即ち、一般に、前記複数の触覚センサの配置密度は、前記機器の本体のすべての部位で均一となっているのではなく、前記機器の本体の部位ごとに疎密のメリハリを持たせている。なぜなら、前記機器の本体の部位ごとに、必要とされる情報の性質が異なるからである。そこで、以上の構成によれば、前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置しているので、前記中継装置の好適で合理的な配置態様が実現されていると言うことができる。
【０００８】
好ましくは、各触覚センサは、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶手段を備える。以上の構成によれば、各触覚センサは、自己が有する前記設定情報記憶手段に記憶されている設定情報に基づいて動作する。
【０００９】
好ましくは、各触覚センサの前記設定情報記憶手段は、随時、書き換え可能に構成されている。以上の構成によれば、各触覚センサの動作条件を必要に応じて随時、変更することが可能になる。
【００１０】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換え可能な書き換え手段を更に備える。以上の構成によれば、専用の書き換え装置をその都度各触覚センサに接続する場合と比較して、各触覚センサの前記設定情報記憶手段を簡単に書き換えることができるようになる。
【００１１】
好ましくは、前記中継装置の前記書き換え手段は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を、前記中継装置の前記書き換え手段にとっても各触覚センサにとっても把握可能な特定のタイミングで書き換えるように構成されている。以上の構成によれば、各触覚センサが出力信号を出力するタイミングと、前記中継装置の前記書き換え手段が各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換えるタイミングとをずらすことが可能となる。従って、前記中継装置と、自己に接続された属する各触覚センサと、の間の通信を半二重通信で実現することが可能となる。
【００１２】
好ましくは、前記特定のタイミングとは、前記複数の触覚センサへの電力供給開始時である。以上の構成によれば、前記特定のタイミングが極めてシンプルに実現される。
【００１３】
好ましくは、各区分毎に、前記複数の触覚センサへの電力供給をオンオフ可能に構成されている。以上の構成によれば、特定の区分に属する各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換える際、他の区分に属する各触覚センサへの電力供給供給をそのまま継続させることができるようになる。
【００１４】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサへの電力供給をオンオフするための電力供給制御手段を備える。以上の構成によれば、専用のオンオフ装置を設ける場合と比較して、前記複数の触覚センサへの電力供給供給をオンオフ可能な構成を極めてシンプルに実現することができる。
【００１５】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサを優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶手段を更に備える。前記中継装置の前記中継手段は、前記優先情報記憶手段に記憶されている前記優先情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサのうち優先度の高い触覚センサから受信した信号を前記情報統合装置へ優先的に中継する。以上の構成によれば、前記情報統合装置の処理の負担をメリハリよく軽減することができる。
【００１６】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶手段を更に備える。前記中継装置の前記中継手段は、前記空間座標記憶手段に記憶されている前記空間座標情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサから受信した信号を、前記空間座標情報を付加した上で前記情報統合装置へ中継する。以上の構成によれば、前記情報統合装置の処理の負担を軽減することができる。
【００１７】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサから受信した信号に基づいて、その触覚センサの動作が正常であるかを判定する動作判定手段を更に備える。前記中継装置の前記中継手段は、動作が正常であると前記動作判定手段が判定した前記触覚センサからの信号のみを前記情報統合装置に中継する。以上の構成によれば、前記情報統合装置の処理の負担を軽減することができる。
【００１８】
好ましくは、各接触センサは、前記中継装置へ信号を非同期で出力するように構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明によれば、前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置しているので、前記中継装置の好適で合理的な配置態様が実現されていると言うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、ロボットの全体図である。
【図２】図２は、ロボット本体の手部に配置されたセンサノードの配置態様を示す図である。
【図３】図３は、バス上に取り付けられたセンサノードの斜視図である。
【図４】図４は、センサノードの機能ブロック図である。
【図５】図５は、設定情報記憶部の記憶内容を示す図である。
【図６】図６は、各種データ記憶部の記憶内容を示す図である。
【図７】図７は、リレーノードの機能ブロック図である。
【図８】図８は、センサノード設定用メモリの記憶内容を示す図である。
【図９】図９は、センサノードデータメモリの記憶内容を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、センサノードが故障した場合におけるリレーノードの役割を説明するための図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、センサノードが故障した場合に備えて予備のセンサノードを用意した構成を説明するための図である。
【図１２】図１２（ａ）及び（ｂ）は、センサノードが故障した場合に備えて予備のセンサノード群を用意した構成を説明するための図である。
【図１３】図１３は、センサノードが故障した場合に備えて予備のセンサノード群を用意した構成を説明するための図である。
【図１４】図１４は、ホストノードとリレーノード、センサノードによって構成される触覚センサシステムの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本願発明の第１実施形態を説明する。図１に示すヒューマノイドロボット１（ロボット、機器）は、ロボット本体２（本体）と触覚センサシステム１００によって構成されている。
【００２２】
（ロボット本体２）
ロボット本体２は、体幹部３、頭部４、右上腕部５、右手部６、左上腕部７、左手部８、右下肢部９、左下肢部１０によって構成されている。
【００２３】
（触覚センサシステム１００）
触覚センサシステム１００は、複数のセンサノード２００（触覚センサ）、複数のリレーノード１２０（中継装置）、ホストノード１４０（情報統合装置）によって構成されている。
【００２４】
センサノード２００は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の表面に配置される触覚センサである。図１において、センサノード２００は、小さな黒塗り四角で表現されている。ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６の表面には、センサノード２００が高い配置密度で取り付けられている。これに対し、例えば、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の体幹部３の表面には、センサノード２００が低い配置密度で取り付けられている。これは、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位によっては、要求されるセンサの配置密度に違いがあるためである。
【００２５】
リレーノード１２０は、複数のセンサノード２００から出力された出力信号を中継する中継装置である。図１において、リレーノード１２０は、センサノード２００を示す四角よりも僅かに大きな黒塗り四角で表現されている。
【００２６】
ホストノード１４０は、リレーノード１２０によって中継された出力信号を受信して処理する情報統合装置である。ホストノード１４０は、受信した出力信号に基づいて、ヒューマノイドロボット１の動作等を制御する。
【００２７】
そして、本実施形態においては、図１に示すように、複数のセンサノード２００は、破線で示すように、ロボット本体２の部位に応じて８つの区分に区分されている。各リレーノード１２０は、その８つの区分毎に少なくとも１つ、配置されている。
【００２８】
触覚センサシステム１００内におけるデータや指令の送受信の概要を図１４に示したので、以降、必要に応じて適宜、参照されたい。
【００２９】
次に、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６における触覚センサシステム１００の構成を詳しく説明する。
【００３０】
図２に示すように、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６には、複数のセンサノード２００、５本のバス１１０、５つのリレーノード１２０と、１つのUSBハブ１３０が設けられている。
【００３１】
各バス１１０は、何れかのリレーノード１２０に一対一で接続すると共に、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６の各指の長手に沿って配置されている。各バス１１０は、図３に示すように、フレキシブル基板１１１と、２本の電源ライン１１２と、２本の信号ライン１１３と、によって構成されている。信号ライン１１３は、差動シリアル伝送用の信号ラインである。また、通信ラインにシングルエンドの１本でグランドを共通にする方法も使える。
【００３２】
複数のセンサノード２００は、図２及び図３に示すように、各バス１１０上に並べて配置されている。
【００３３】
複数のリレーノード１２０は、図２に示すように、USBケーブル１３１によってUSBハブ１３０に接続されている。
【００３４】
そして、USBハブ１３０は、USBケーブル１３２によってホストノード１４０に接続されている。
【００３５】
以上の構成で、各センサノード２００とリレーノード１２０との間、及び各リレーノード１２０とホストノード１４０との間には、半二重通信が確立されている。
【００３６】
（センサノード２００）
次に、図４〜７に基づいて、センサノード２００の構成を説明する。
【００３７】
センサノード２００は、センサ部２１０と、信号処理部３００と、から構成されている。センサ部２１０と信号処理部３００とは互いに貼り合わされており、ワンチップ化されている（図３参照）。
【００３８】
センサ部２１０は、力やモーメント、温度に応じたアナログセンサ信号を出力する。
【００３９】
信号処理部３００は、センサ部２１０から出力されたアナログセンサ信号を信号処理する。信号処理部３００は、クロック制御部３１０と、デジタル変換部３２０と、閾値判定部３３０と、データ生成部３４０と、シリアル化部３５０と、バス状態判定部３６０と、データ送信部３７０と、初期送信指令部３８０と、設定情報記憶部３９０、各種データ記憶部３９１、設定部３９２によって構成されている。
【００４０】
設定情報記憶部３９０は、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶手段である。設定情報記憶部３９０には、分解能データ３９０ａ、閾値データ３９０ｂ、測定レンジデータ３９０ｃ、サンプリング間隔データ３９０ｄ、サンプリング回数データ３９０ｅ、クロック周波数データ３９０ｆ、送信間隔時間データ３９０ｈ、最大待機時間データ３９０ｉ、送信可否データ３９０ｊが記憶されている。設定情報記憶部３９０は、例えばRAM（Random Access Memory）によって構成され、随時、書き換え可能に構成されている。
【００４１】
各種データ記憶部３９１には、再送回数データ３９１ａ、待ち時間データ３９１ｂが記憶される。
【００４２】
クロック制御部３１０は、設定情報記憶部３９０に記憶されているクロック周波数データ３９０ｆに基づいてクロックを生成するとともに、所定の分周を行ったうえで各機能部にクロックを供給する。
【００４３】
デジタル変換部３２０は、センサ部２１０から受け取ったアナログセンサ信号をデジタル変換する。このとき、デジタル変換部３２０は、設定情報記憶部３９０に記憶されている分解能データ３９０ａの分解能や、測定レンジデータ３９０ｃの測定レンジ、サンプリング間隔データ３９０ｄのサンプリング間隔等に基づいて、アナログセンサ信号をデジタル変換する。
【００４４】
閾値判定部３３０は、デジタル変換部３２０から受け取ったデジタルセンサ信号を、設定情報記憶部３９０に記憶されている閾値データ３９０ｂと比較する。そして、デジタルセンサ信号が閾値データ３９０ｂを超えなかった場合には、そのデジタルセンサ信号を破棄する。一方、デジタルセンサ信号が閾値データ３９０ｂを超えた場合には、そのデジタルセンサ信号をデータ生成部３４０に送信する。
【００４５】
データ生成部３４０は、閾値判定部３３０から受け取ったデジタルセンサ信号に基づいて、リレーノード１２０に送信する送信データを生成する。ここで、各センサノード２００にはそれぞれ異なる送信者識別番号ＩＤが設定されている。送信者識別番号ＩＤは、同じバス１１０に配設されているセンサノード２００同士では重複することなく互いに異なるように設定されている。データ生成部３４０は、閾値判定部３３０から受け取ったデジタルセンサ信号に対して、送信者識別番号ＩＤと、プリアンブル、スタートビット、ＣＲＣビット（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）、ストップビットを付加した上で、予め決定されている伝送方式（例えば４B5B符号化など）に応じて符号する。
【００４６】
シリアル化部３５０は、データ生成部３４０にて生成された送信データをシリアル伝送用にシリアル化する。
【００４７】
バス状態判定部３６０は、一定周期でバス１１０の信号ライン１１３の状態を判定する。具体的には、バス状態判定部３６０は、バス１１０の信号ライン１１３がビジーかフリーかを判定する。そして、バス状態判定部３６０は、判定結果をデータ送信部３７０に出力する。即ち、バス状態判定部３６０は、バス１１０がビジーである場合には送信待機指示指令をデータ送信部３７０に出力する。一方で、バス状態判定部３６０は、バス１１０がフリーである場合には送信許可指令をデータ送信部３７０に出力する。
【００４８】
バス状態判定部３６０は、バス１１０がビジーであった場合、所定の待ち時間待機し、再度バス１１０の状態を判定する。
【００４９】
データ送信部３７０は、データ生成部３４０から受け取った送信データをバス１１０の信号ライン１１３に出力する。このとき、データ送信部３７０は、送信データを出力する前に、バス状態判定部３６０からの指令を確認する。即ち、データ送信部３７０は、バス状態判定部３６０から送信待機指示指令を受け取っていた場合は、送信データを出力せずに待機する。一方で、データ送信部３７０は、バス状態判定部３６０から送信許可指令を受け取っていた場合は、送信データを直ちにバス１１０の信号ライン１１３に出力する。出力する際、データ送信部３７０は、送信データに予め各種データ記憶部３９１の再送回数データ３９１ａと待ち時間データ３９１ｂを付加する。なお、再送回数データ３９１ａとは、同じデータをバス１１０の信号ライン１１３に再送した回数を保存したものであって、データ送信中にバス１１０の状態を監視するときに送信データが他のデータと衝突したと判断した後に再送するたびにカウントアップされる回数データである。また、待ち時間データ３９１ｂとは、データ送信時にバス１１０がビジーのときに待機する時間、もしくは連続して送信するときに待機する時間や、バス１１０の輻輳回避のために挿入したランダム若しくは決められた待ち時間をカウントしたものである。また、データ送信部３７０は、カウンタを有しており、送信データの送信を待機している時間をカウントし、カウント値を各種データ記憶部３９１の待ち時間データ３９１ｂに保存する。
【００５０】
そして、この時間が設定情報記憶部３９０に記憶されている最大待機時間データ３９０ｉの最大待機時間を超過した場合、データ送信部３７０は、送信データを破棄する。再送回数データ３９１ａはデータが送信された時にリセットされる。待ち時間データ３９１ｂはデータが送信されたときにリセットされ、すぐに時間のカウントを開始する。
【００５１】
また、データ送信部３７０は、続けて送信データを出力しようとする場合、待ち時間データ３９１ｂで得られる連続する出力の時間間隔が、設定情報記憶部３９０に記憶されている送信間隔時間データ３９０ｈの送信間隔時間以上となるように、送信データの出力を行う。
【００５２】
なお、データ送信部３７０は、送信データを出力するにあたっては、差動シリアル伝送方式を採用している。また、データ送信部３７０は、クロック制御部３１０にて生成されたクロックを基準に用いて、調歩同期式で送信データを出力する。即ち、リレーノード１２０との間でリクエストパケットのやり取りなどを行うことなく、データ送信部３７０は送信許可指令がバス状態判定部３６０から得られた後、自己のタイミングで（即ち、非同期で）送信データの出力を開始する。即ち、センサノード２００とリレーノード１２０間では、ＡＣＫやＮＡＫに代表されるハンドシェイクを実施しない。
【００５３】
また、設定情報記憶部３９０の送信可否データ３９０ｊは、データ送信部３７０からの送信データの出力の可否を規定するデータである。データ送信部３７０は、送信可否データ３９０ｊが可（True）である場合に限って、送信データを出力する。一方、データ送信部３７０は、送信可否データ３９０ｊが否（False）である場合、送信データを破棄する。つまり、データ送信部３７０は、送信データを出力可能な活性化状態と、送信データを出力不能な休止状態の二つの状態を実質的に有している。
【００５４】
初期送信指令部３８０は、センサノード２００への電力供給が開始された場合にデータ生成部３４０に送信者識別番号ＩＤの送信を指令する。各センサノード２００にはそれぞれ異なる送信者識別番号ＩＤが設定されているところ、初期送信指令部３８０は電力供給を検知してから送信者識別番号ＩＤに応じた待機時間だけ待機したのちに、データ生成部３４０に送信者識別番号ＩＤの送信を指令する。
【００５５】
設定部３９２は、センサノード２００への電力供給が開始され、送信者識別番号ＩＤがリレーノード１２０に送信された後に、リレーノード１２０から、設定情報を受信して取得し、取得した設定情報を設定情報記憶部３９０に記憶する。端的に言えば、センサノード２００は、電力供給直後のタイミングで、リレーノード１２０から設定情報を受信して取得し、取得した設定情報を設定情報記憶部３９０に記憶する。更に言えば、センサノード２００は、電力供給が開始される度に、リレーノード１２０から設定情報を受信して取得し、取得した設定情報を設定情報記憶部３９０に記憶する。
リレーノード１２０からセンサノード２００への設定情報の提供とセンサノード２００内で設定情報記憶部３９０への書込みタイミングは３つの方法が用意されている。
第１の方法はセンサノード２００への電力供給が開始され、ｎ番目のリレーノード１２０の送信者識別番号ＩＤがリレーノード１２０に送信された後に、直ちに該当するｎ番目のセンサノード２００へ、リレーノード１２０から設定情報を送る方法。この時、次に該当するｎ+１番目のセンサノード２００は予め定められた時間待機することにより、バス１１０の衝突なしに、ｎ番目のセンサノード２００の設定が完了し、次のサイクルでｎ+１番目のセンサノード２００の送信者識別番号ＩＤがリレーノード１２０に送信される。１つのリレーノード１２０には最大個数が例えば２５５個と予め定められているので、１つのセンサノード２００が送受信を完了し、これを２５５回繰り返すことにより、リレーノード１２０以下のセンサノード２００全体の設定が完了する。これが完了すると、センサノード２００は触覚センサとしての測定を自律的に開始する。この方法は送受信が一対となるので、手順が簡単で確実性が高いことが利点である。
第２の方法はセンサノード２００への電力供給が開始された時、各センサノード２００が送信者識別番号ＩＤのみを順次送る。例えば、送信者識別番号ＩＤ送信のみ最大２５５回を完了し、次にリレーノード１２０から順次、センサノード２００に対して、設定情報送信を最大２５５回行い、完了する。これが完了すると、センサノード２００は触覚センサとしての測定を自律的に開始する。この方法は、リレーノード１２０が自分の配下にあるセンサノード数と送信者識別番号ＩＤ群を把握してから、設定情報送信を行うので、効率がよく、センサノード群の情報を下に設定情報送信を変化できるという利点がある。
第３の方法は、センサノード２００への電力供給が開始された時、各センサノード２００が送信者識別番号ＩＤのみを順次送る。例えば、送信者識別番号ＩＤ送信のみ最大２５５回を完了し、次にリレーノード１２０から一気にセンサノード２００群に対して、設定情報送信をブロードキャストとして送り１回で完了する。このとき、ブロードキャストを表す送信者識別番号ＩＤ例えば２５６を用いる。各センサノード２００はID256で受け取ったら、各自の設定情報を更新し、速やかに触覚センサとしての測定を自律的に開始する。これにより、簡便、迅速にセンサノード２００群の設定が完了する。
これら３つの方法以外に、リレーノード１２０が設定情報送信を不要と判断したときは、リレーノード１２０からの設定情報送信は行わない。この時は、センサノード２００に予め設定されている設定情報に基づいて、センサノード２００は測定を開始する。この判断は、センサノード２００内で予め定められた時間が経過しても自分に該当する送信者識別番号ＩＤ或いはブロードキャストに対応する設定情報が配達されない場合になされる。
【００５６】
（リレーノード１２０）
リレーノード１２０は、中継部４０１、書き換え部４０２、電力供給制御部４０３、優先情報記憶部４０４、空間座標記憶部４０５、動作判定部４０６、複数のセンサノード設定用メモリ４０７、複数のセンサノードデータメモリ４０８、センサノード通信部４０９、ホストノード通信部４１０、ネットワーク制御部４１１、マップ作成部４１２、センサノード修復部４１３を備えて構成されている。リレーノード１２０の各構成要素は、CPU（Central Processing Unit）、FPGA（Field Programmable Gate Array）,ROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory)などによって実現されている。
【００５７】
中継部４０１は、複数のセンサノード２００から出力された出力信号をホストノード１４０に中継する中継手段である。
【００５８】
書き換え部４０２は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換える書き換え手段である。
【００５９】
電力供給制御部４０３は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００への電力供給をオンオフするための電力供給制御手段である。
【００６０】
優先情報記憶部４０４は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００を優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶手段である。
【００６１】
空間座標記憶部４０５は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００の空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶手段である。
【００６２】
動作判定部４０６は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００から受信した信号に基づいて、そのセンサノード２００の動作が正常であるかを判定する動作判定手段である。
【００６３】
センサノード設定用メモリ４０７は、各センサノード２００に供給する設定情報と、各センサノード２００の状態監視情報を記憶する記憶手段である。センサノード設定用メモリ４０７は、図８に示すように、各センサノード２００（ID_0〜ID_255）毎に、設定情報と状態監視情報を記憶している。また、ID_255の設定情報は、ブロードキャスト用の設定情報である。「設定情報」は、図５に示す設定情報記憶部３９０の設定情報と対応している。「状態監視情報」は、「動作中／故障中／休止中の別に関する情報」と「再送回数情報」、「待ち時間情報」を含む。
【００６４】
センサノードデータメモリ４０８は、各センサノード２００から受け取ったデータを記憶する記憶手段である。センサノードデータメモリ４０８には、図９に示すように、各センサノード２００（ID_0〜ID_255）毎に、受け取ったデータをマトリクス状に記憶している。また、ID_255のデータは、予備として通常は使用しないものである。
【００６５】
センサノード通信部４０９は、センサノード２００と通信するための通信手段である。
【００６６】
ホストノード通信部４１０は、ホストノード１４０と通信するための通信手段である。
【００６７】
ネットワーク制御部４１１は、バス１１０上のトラフィックを監視し、管理する制御手段である。
【００６８】
マップ作成部４１２は、各センサノード２００から受信したデータに基づいて、各センサノード２００の空間座標情報を生成し、生成した空間座標情報を空間座標記憶部４０５に記憶する、マップ生成手段である。
【００６９】
センサノード修復部４１３は、故障したセンサノード２００の修復するセンサノード修復手段である。
【００７０】
図２においては、１つのリレーノード１２０には１本のバス１１０のみが接続されているとしたが、以降の説明では、図７にも示すように、１つのリレーノード１２０に複数本のバス１１０が接続されているものとする。そして、各バス１１０毎に、センサノード２００をSN群Mとして分類することとする。「SN群」とは、「センサノード群」を意味する。SN群Mの「M」は、SN群のインデックスである。
【００７１】
次に、各構成要素を更に詳しく説明する。
【００７２】
（中継機能）
リレーノード１２０の中継機能は、リレーノード１２０の最も基本的な機能であって、センサノード２００から受け取ったデータをホストノード１４０へ中継する機能である。
【００７３】
即ち、中継部４０１は、センサノード通信部４０９を介して、センサノード２００からバス１１０を介してデータを受信し、受信したデータをセンサノードデータメモリ４０８に保存する。
【００７４】
中継部４０１は、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータをデータパケットにしてパケットを分割する。そして、中継部４０１は、パケットを適宜圧縮した上で、ホストノード通信部４１０やUSBケーブル１３１、USBハブ１３０、USBケーブル１３２を介してホストノード１４０に中継する。
リレーノード１２０はセンサノード２００からの送信者識別番号ＩＤ、自己のリレーノードＩＤを負荷して、ホストノード１４０へ送信する。これによりホストノード１４０は、センサノード２００を一義的に識別できる。そのため、センサノード２００側に付与する送信者識別番号ＩＤの桁数を、例えば８ビット（０〜２５５）と小さく設定できるという利点がある。
【００７５】
また、中継部４０１は、センサノード２００から受信したデータから「再送回数データ」と「待ち時間データ」（図６を併せて参照）を取り出して取得し、逐次、センサノード設定用メモリ４０７に状態監視情報として保存する。
【００７６】
なお、中継部４０１は、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータにタイムスタンプ情報を付与し、そのデータをホストノード１４０に中継するまでに所定時間以上、時間が経過していたら、そのデータをホストノード１４０に中継することなく破棄するようにしてもよい。
【００７７】
（データチェック機能）
次に、リレーノード１２０のデータチェック機能を説明する。動作判定部４０６は、中継部４０１がセンサノード通信部４０９を介して受信したデータをモニタリングする。そして、中継部４０１が受信したデータに異常があると動作判定部４０６が判定した場合は、中継部４０１は、そのデータをホストノード１４０へ中継せずに破棄する。一方、中継部４０１が受信したデータに異常がないと動作判定部４０６が判定した場合は、中継部４０１は、そのデータを前述したようにホストノード１４０へ中継する。
【００７８】
中継部４０１が受信したデータに異常があるとは、例えば、中途半端なデータが中継部４０１に連続して送られてきたり、中継部４０１が受信したデータのCRC値が異常であったり、中継部４０１が受信したデータが想定外のデータだったり、信号ライン１１３上で信号衝突があったと考えられる場合等である。ここで、「想定外のデータ」とは、測定レンジ外のデータや、力が印加されていないのにセンサノード２００からデータが出力されてくる場合、差動信号の場合の異常信号で例えばプルアップの場合は両方ともLowLowの信号のときである。
【００７９】
（設定機能）
次に、リレーノード１２０の設定機能を説明する。リレーノード１２０の設定機能とは、図５に示すセンサノード２００の設定情報記憶部３９０をリレーノード１２０が設定乃至随時、書き換える機能である。
【００８０】
本実施形態において、各センサノード２００は、バス１１０を介してリレーノード１２０から電力供給を受けている。説明の便宜上、現在は、図７において、SN群１（センサノード群１）には、リレーノード１２０からの電力供給がストップしているものとする。
【００８１】
先ず、電力供給制御部４０３は、SN群１への電力供給を開始する。すると、SN群１の各センサノード２００は、自己の送信者識別番号ＩＤをリレーノード１２０へ送信すると共に、設定情報の受信待ち状態となる。
【００８２】
次いで、書き換え部４０２は、センサノード設定用メモリ４０７（センサノード群１）に記憶されている設定情報をID_0から順次、センサノード通信部４０９を介してバス１１０に出力する。このとき、書き換え部４０２は、設定情報に送信者識別番号ＩＤを付加した上で出力する。
【００８３】
各センサノード２００の設定部３９２は、バス１１０を流れる設定情報を受信して取得し、取得した設定情報に含まれる送信者識別番号ＩＤが自己の送信者識別番号ＩＤと一致していたら、その設定情報を設定情報記憶部３９０に保存する。設定情報の具体的な内容については、図５を参照されたい。
【００８４】
また、各センサノード２００の設定部３９２は、バス１１０を流れる設定情報を受信して取得し、取得した設定情報に含まれる送信者識別番号ＩＤがID_255であった場合は、自己の送信者識別番号ＩＤの如何に拘わらず（つまりブロードキャストとして）、その設定情報を設定情報記憶部３９０に保存する。
【００８５】
この状態で、SN群１に属する各センサノード２００の設定情報記憶部３９０の設定情報を書き換える場合は、SN群１に属する各センサノード２００を再起動させる。即ち、一旦、電力供給制御部４０３がSN群１への電力供給を停止し、その後に、SN群１への電力供給を開始する。これによれば、SN群１の各センサノード２００は、自己の送信者識別番号ＩＤをリレーノード１２０へ送信すると共に、設定情報の受信待ち状態となる。なお、このとき、SN群２やSN群３・・・SN群Mへの電力供給は停止する必要はない。
センサノード２００は、送信者識別番号ＩＤをリレーノード１２０へ送信するがこのとき、自分の設定情報をリレーノード１２０へ送信することもできる。リレーノード１２０はセンサノード２００からの設定情報を受け取り、リレーノード１２０内の設定情報と比較する。両者の設定情報が一致していれば、センサノード２００の設定が完了し正常に動作していると判定できる。もし、設定情報が一致していなければ、リレーノード１２０は再度設定動作を実施する。もし、再度の設定でもセンサノード２００からの設定情報とリレーノード１２０内の設定情報が一致しない場合は、該当するセンサノード２００が異常と判断し、リレーノード１２０は該当するセンサノード２００を停止するか、或いは該当するセンサノード２００からのデータを削除し、ホストノード１４０へ送らない。これにより、センサノード２００の健康状態や動作状態を監視し、良好なデータのみを取り扱うことができる。また、センサノード２００の異常を検知することができる。
リレーノード１２０が配下のセンサノード２００群の電源をOFF/ONしてセンサノード２００の設定情報を書き換えるタイミングとして、下記の方法がある。
ホストノード１４０からの命令で該当するリレーノード１２０が該当するセンサノード２００群の感度（分解能、閾値、測定レンジ）や応答性（サンプリング間隔、送信間隔）などを変更する。これにより、動作が変化したときの対応が可能となる。例えば、手に物をもっていないときは、手部の信号はあまり要らないので、測定レンジを大きくし、応答も減らす。手に物をもとうとするときは、手部からの触覚情報が欲しいので、測定レンジを適当な幅に縮め、応答も増やすことにより、動的に触覚センサシステム１００の感度、応答性を変えることができる。
リレーノード１２０自体で配下のセンサノード２００群の状態がおかしいと判断したときは配下のセンサノード２００群の電源をOFF/ONしてセンサノード２００群の動作状態を確認することができる。
センサノード２００が複数のセンサ機能を持っている場合は、ホストノード１４０からの命令、或いはリレーノード１２０の判断でセンサノード２００の機能をセンサノード２００群の電源をOFF／ONして、センサノード２００の機能を選択できる。例えば、単軸力センサ出力を多軸力センサ出力としたり、内蔵する温度センサと切り替えたりすることができる。
また、バス１１０に制御線を追加し、リレーノード１２０側に制御線を制御、例えばON/OFFする部位をもたせ、センサノード２００に制御線による設定モードと動作モードを判定する部位を持たせる。制御線によってリレーノード１２０がセンサノード２００の設定モードと動作モードとを制御することで、リレーノード１２０からセンサノード２００の設定情報記憶部３９０への設定が、電源ONの状態の動作時でもできるようにすることもできる。
【００８６】
（ネットワーク輻輳制御機能）
次に、リレーノード１２０のネットワーク輻輳制御機能について説明する。即ち、ネットワーク制御部４１１は、バス１１０上のデータ間の衝突を検知したり、センサノード設定用メモリ４０７に記憶されている状態監視情報を読み込んだりすることで、バス１１０上でのネットワークトラフィックを監視し、管理する。ネットワーク制御部４１１は、上記の検知や監視等の結果として、バス１１０上の通信が混雑していると判断した場合は、バス１１０上の通信の混雑を緩和するよう、当該バス１１０上のセンサノード２００の設定情報記憶部３９０の設定情報を書き換え部４０２に書き換えさせる。その際、当該バス１１０上での衝突率（単位時間あたりの衝突回数）や再送回数、待ち時間が所定値よりも下がるように、ネットワーク制御部４１１は、書き換え部４０２に設定情報記憶部３９０を書き換えさせる。バス１１０上の通信の混雑を緩和するには、例えば、図５に示す閾値データ３９０ｂを増大させることが有効である。これによれば、閾値判定部３３０は、より多くのデジタルセンサ信号を破棄するようになり、結果、バス１１０上に送信データが出力される頻度が低下する。
【００８７】
なお、好ましくは、ネットワーク制御部４１１は、バス１１０上での信号の衝突やトラフィックの混雑状況などを適宜、ホストノード１４０に報告するように構成する。また、ホストノード１４０からの指令に基づいて、ネットワーク制御部４１１が、バス１１０のトラフィックの混雑状況を制御するようにしてもよい。
【００８８】
（マップ作成機能）
次に、リレーノード１２０のマップ作成機能について説明する。即ち、マップ作成部４１２は、中継部４０１が各センサノード２００から受信し、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータに基づいて、各センサノード２００の空間座標情報を生成し、生成した空間座標情報を空間座標記憶部４０５に保存する。空間座標情報とは、自己に接続されている各センサノード２００の空間座標に関する情報である。例えば、マップ作成部４１２は、右手部６をサイコロ形状のオブジェクトに意図的に接触させたり、球状のオブジェクトに意図的に接触させる等を繰り返すことで、各センサノード２００が右手部６のどの位置に配置されているかを特定することができる。そして、中継部４０１は、空間座標記憶部４０５に保存されている空間座標情報に基づいて、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータを空間的に正規化（アドレス化）した上で、ホストノード１４０に当該データを送信する。ここで、「空間的に正規化」とは、例えば各データにXYZ値又はｒθ値を付加することを意味する。
【００８９】
（優先中継機能）
次に、リレーノード１２０の優先中継機能について説明する。即ち、中継部４０１は、各センサノード２００から受信したデータを単にFIFO方式でホストノード１４０に中継するのではなく、優先情報記憶部４０４に記憶されている優先情報に従ってホストノード１４０に中継することが望ましい。つまり、中継部４０１に優先度付キューを記憶させておく記憶部を設けるということである。ここで、優先情報とは、自己にバス１１０を介して接続されている各センサノード２００を優先付けするための情報である。例えば、ホストノード１４０からの指令により特定箇所のセンサノード２００のデータが優先的に要求される場合、そのセンサノード２００の優先度は高いレベルに設定される。そして、中継部４０１は、優先情報記憶部４０４に記憶されている優先情報に基づいて、そのセンサノード２００のデータを、他のセンサノード２００のデータよりも先にホストノード１４０へ中継する。
【００９０】
その他にも、中継部４０１は、例えば、各センサノード２００のデータうち、特にデータの変化の幅が大きいデータを優先的にホストノード１４０へ中継するようにしてもよい。
【００９１】
また、空間座標記憶部４０５に記憶されている空間座標情報に基づいて、ロボット本体２の例えば右手部６のエッジに配置されているセンサノード２００のデータを優先的にホストノード１４０へ中継するようにしてもよい。
【００９２】
（修復機能）
次に、リレーノード１２０の修復機能を説明する。
【００９３】
図１０（ａ）には、リレーノード１２０とバス１１０と複数のセンサノード２００の組み合わせを図示している。図１０（ｂ）に示すように、複数のセンサノード２００のうち何れかが故障し、この故障をリレーノード１２０の動作判定部４０６が検知したとする。この場合、先ず、センサノード修復部４１３は、電力供給制御部４０３によってバス１１０上のすべてのセンサノード２００を再起動する。仮に、その故障したセンサノード２００がリレーノード１２０からの指令を受信可能であるとしたら、この再起動のみで、そのセンサノード２００が元通り正常に稼働する可能性があるからである。
【００９４】
もし、これでもセンサノード２００が元通り正常に稼働するようにならなければ、センサノード修復部４１３は、センサノード２００を再度、再起動し、そのセンサノード２００の設定情報記憶部３９０の送信可否データ３９０ｊを否（False）に設定する。これにより、以降、センサノード２００は、いかなる信号もバス１１０上に出力しなくなる。或いは、センサノード修復部４１３は、センサノード２００を再度、再起動し、そのセンサノード２００の設定情報記憶部３９０の閾値データ３９０ｂを非常に高いレベルに設定する。これにより、以降、センサノード２００は、いかなるデジタルセンサ信号も破棄することになるので、いかなる信号もバス１１０上に出力しなくなる。
【００９５】
また、図１１（ａ）に示すように、初めから休止状態のままの予備としてのセンサノード２００をバス１１０上に用意しておけば、図１１（ｂ）に示すように、複数のセンサノード２００のうち何れかが故障しても、図１１（ｃ）に示すように、センサノード修復部４１３は、その故障したセンサノード２００を休止状態に切り替えると共に、予備のセンサノード２００を活性化させることにしてもよい。
【００９６】
或いは、センサノード修復部４１３は、単に、故障したセンサノード２００が取り付けられているバス１１０自体への電力供給を停止させてもよい。
【００９７】
また、図１２（ａ）に示すように、正常時に使用するSN群の近傍に予備的なSN群を用意しておけば、図１２（ｂ）に示すように、いくつかのセンサノード２００が故障しても、図１３に示すように、センサノード修復部４１３は、故障したセンサノード２００が取り付けられているバス１１０への電力供給を停止すると共に、他の予備的なバス１１０へ電力供給を開始するようにしてもよい。
【００９８】
（ホストノード１４０）
そして、ホストノード１４０は、センサノード２００からの送信データを受信し、全情報を統合する。ホストノード１４０による情報統合により、触覚センサシステム１００のどこにどの程度の力が印加されているか等が検出される。
【００９９】
リレーノード１２０は、もっとも小さな系ではホストノード１４０を兼ねてもよい。この場合、見かけ上、ホストノード１４０は存在しなくなる。つまり、リレーノード１２０とホストノード１４０を一体構成にすることは可能である。
【０１００】
以上に本願発明の好適な実施形態を説明したが、要するに、上記実施形態は以下のような特長を有している。
【０１０１】
ヒューマノイドロボット１の触覚センサシステム１００は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の表面に配置された複数のセンサノード２００（触覚センサ）と、複数のセンサノード２００から出力された出力信号を中継する中継部４０１を有するリレーノード１２０（中継装置）と、リレーノード１２０の中継部４０１によって中継された出力信号を受信して処理するホストノード１４０（情報統合装置）と、を備える。複数のセンサノード２００をヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、リレーノード１２０を配置した。
【０１０２】
即ち、一般に、複数のセンサノード２００の配置密度は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２のすべての部位で均一となっているのではなく、例えば図１に示すように、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位ごとに疎密のメリハリを持たせている。なぜなら、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位ごとに、必要とされる情報の性質が異なるからである。そこで、以上の構成によれば、複数のセンサノード２００をヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、リレーノード１２０を配置しているので、リレーノード１２０の好適で合理的な配置態様が実現されていると言うことができる。
リレーノード１２０によりセンサノード２００群を区分することにより、センサ密度、センサ感度群（低、中、高群）、センサ種群をリレーノード１２０がまとめて管理できるようになる。即ち、手部ではセンサ感度が高い群をまとめる。足踏ではセンサ感度が低い群でまとめる。体部では中の感度でセンサ密度が低い群をまとめる。また、力センサ群、圧力センサ群、温度センサ群を各リレーノード１２０でまとめることにより、設定が容易となり、ホストノード１４０の付加が大幅に低減されると共に、センサ群を設定する時に非常にわかりやすく、リレーノード１２０以下をまとめて設定、測定できるので、設置、メンテ、修復、データ処理が容易となる。
【０１０３】
また、各センサノード２００は、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶部３９０（設定情報記憶手段）を備える。以上の構成によれば、各センサノード２００は、自己が有する設定情報記憶部３９０に記憶されている設定情報に基づいて動作する。
【０１０４】
また、各センサノード２００の設定情報記憶部３９０は、随時、書き換え可能に構成されている。以上の構成によれば、各センサノード２００の動作条件を必要に応じて随時、変更することが可能になる。
【０１０５】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換え可能な書き換え部４０２（書き換え手段）を更に備える。以上の構成によれば、専用の書き換え装置をその都度各センサノード２００に接続する場合と比較して、各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を簡単に書き換えることができるようになる。
【０１０６】
また、リレーノード１２０の書き換え部４０２は、自己に接続された各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を、リレーノード１２０の書き換え部４０２にとっても各センサノード２００にとっても把握可能な特定のタイミングで書き換えるように構成されている。以上の構成によれば、各センサノード２００が出力信号を出力するタイミングと、リレーノード１２０の書き換え部４０２が各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換えるタイミングとをずらすことが可能となる。従って、リレーノード１２０と、自己に接続された属する各センサノード２００と、の間の通信を半二重通信で実現することが可能となる。
【０１０７】
また、上記の「特定のタイミング」とは、複数のセンサノード２００への電力供給開始時である。以上の構成によれば、「特定のタイミング」が極めてシンプルに実現される。
【０１０８】
また、各区分毎に、複数のセンサノード２００への電力供給をオンオフ可能に構成されている。以上の構成によれば、特定の区分に属する各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換える際、他の区分に属する各センサノード２００への電力供給供給をそのまま継続させることができるようになる。
【０１０９】
上記実施形態では、更に、各バス１１０毎に（即ち、各SN群毎に）、複数のセンサノード２００への電力供給をオンオフ可能に構成されている。
【０１１０】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００への電力供給をオンオフするための電力供給制御部４０３（電力供給制御手段）を備える。以上の構成によれば、専用のオンオフ装置を設ける場合と比較して、複数のセンサノード２００への電力供給供給をオンオフ可能な構成を極めてシンプルに実現することができる。
【０１１１】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００を優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶部４０４（優先情報記憶手段）を更に備える。リレーノード１２０の中継部４０１は、優先情報記憶部４０４に記憶されている優先情報に基づいて、自己に接続された各センサノード２００のうち優先度の高い触覚センサから受信した信号をホストノード１４０へ優先的に中継する。以上の構成によれば、ホストノード１４０の処理の負担をメリハリよく軽減することができる。
【０１１２】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００の空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶部４０５（空間座標記憶手段）を更に備える。リレーノード１２０の中継部４０１は、空間座標記憶部４０５に記憶されている空間座標情報に基づいて、自己に接続された各センサノード２００から受信した信号を、空間座標情報を付加した上でホストノード１４０へ中継する。以上の構成によれば、ホストノード１４０の処理の負担を軽減することができる。
【０１１３】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００から受信した信号に基づいて、そのセンサノード２００の動作が正常であるかを判定する動作判定部４０６（動作判定手段）を更に備える。リレーノード１２０の中継部４０１は、動作が正常であると動作判定部４０６が判定したセンサノード２００からの信号のみをホストノード１４０に中継する。以上の構成によれば、ホストノード１４０の処理の負担を軽減することができる。
【０１１４】
また、各センサノード２００は、リレーノード１２０へ信号を非同期で出力するように構成されている。
【０１１５】
上記実施形態は、例えば以下のように変更できる。
【０１１６】
即ち、上記実施形態では、リレーノード１２０とUSBハブ１３０、USBハブ１３０とホストノード１４０をUSBケーブル１３１、USBケーブル１３２で接続することとしているが、これに代えて、IEEE1394やEthrenet、RS232Cを使用してもよい。
【０１１７】
また、触覚センサシステム１００を適用する機器として、ヒューマノイドロボット１を取り上げたが、これに代えて、他の形式のロボットや乗用車など、幅広い機器に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ ヒューマノイドロボット
２ ロボット本体
１２０ リレーノード
１４０ ホストノード
２００ センサノード
【技術分野】
【０００１】
本発明は触覚センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１は、シンクノードとソースノード、リレーノードから成るセンサーネットワークを開示している。シンクノードは、データ受信部である。ソースノードは、データ送信部である。リレーノードは、ソースノードからシンクノードまでのデータ伝送経路を構成するノードである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２８６８５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、活発に研究が行われている触覚センサシステムをロボットなどの表面に用いることで、高度な処理が可能となる。例えば、触覚センサシステムを指先に適用すれば、物の形状を把握したり、物を掴んだりすることが可能となる。或いは、触覚センサシステムをロボットの表面の全体に適用し、接触によって視聴覚だけでは把握し得ない対象物や周辺の状況を把握することで、人と触れ合ったり、様々な障害物が複雑に配置された場所で自律的に移動したりすることが可能になる。
【０００５】
このようなロボットにおいては、部位ごとに触覚センサの配置密度を変えるのが一般的である。例えば、ロボットの「手」には触覚センサが高密度で配置され、「背中」には触覚センサが低密度で配置されている。
【０００６】
本願発明の目的は、触覚センサの配置密度が部位毎に異なる機器に、触覚センサからの出力信号を情報統合装置へ中継する中継装置を配置するに際し、中継装置の好適な配置態様を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の観点によれば、機器の触覚センサシステムは、機器の本体の表面に配置された複数の触覚センサと、前記複数の触覚センサから出力された出力信号を中継する中継手段を有する中継装置と、前記中継装置の前記中継手段によって中継された前記出力信号を受信して処理する情報統合装置と、を備える。前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置した。即ち、一般に、前記複数の触覚センサの配置密度は、前記機器の本体のすべての部位で均一となっているのではなく、前記機器の本体の部位ごとに疎密のメリハリを持たせている。なぜなら、前記機器の本体の部位ごとに、必要とされる情報の性質が異なるからである。そこで、以上の構成によれば、前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置しているので、前記中継装置の好適で合理的な配置態様が実現されていると言うことができる。
【０００８】
好ましくは、各触覚センサは、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶手段を備える。以上の構成によれば、各触覚センサは、自己が有する前記設定情報記憶手段に記憶されている設定情報に基づいて動作する。
【０００９】
好ましくは、各触覚センサの前記設定情報記憶手段は、随時、書き換え可能に構成されている。以上の構成によれば、各触覚センサの動作条件を必要に応じて随時、変更することが可能になる。
【００１０】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換え可能な書き換え手段を更に備える。以上の構成によれば、専用の書き換え装置をその都度各触覚センサに接続する場合と比較して、各触覚センサの前記設定情報記憶手段を簡単に書き換えることができるようになる。
【００１１】
好ましくは、前記中継装置の前記書き換え手段は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を、前記中継装置の前記書き換え手段にとっても各触覚センサにとっても把握可能な特定のタイミングで書き換えるように構成されている。以上の構成によれば、各触覚センサが出力信号を出力するタイミングと、前記中継装置の前記書き換え手段が各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換えるタイミングとをずらすことが可能となる。従って、前記中継装置と、自己に接続された属する各触覚センサと、の間の通信を半二重通信で実現することが可能となる。
【００１２】
好ましくは、前記特定のタイミングとは、前記複数の触覚センサへの電力供給開始時である。以上の構成によれば、前記特定のタイミングが極めてシンプルに実現される。
【００１３】
好ましくは、各区分毎に、前記複数の触覚センサへの電力供給をオンオフ可能に構成されている。以上の構成によれば、特定の区分に属する各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換える際、他の区分に属する各触覚センサへの電力供給供給をそのまま継続させることができるようになる。
【００１４】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサへの電力供給をオンオフするための電力供給制御手段を備える。以上の構成によれば、専用のオンオフ装置を設ける場合と比較して、前記複数の触覚センサへの電力供給供給をオンオフ可能な構成を極めてシンプルに実現することができる。
【００１５】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサを優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶手段を更に備える。前記中継装置の前記中継手段は、前記優先情報記憶手段に記憶されている前記優先情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサのうち優先度の高い触覚センサから受信した信号を前記情報統合装置へ優先的に中継する。以上の構成によれば、前記情報統合装置の処理の負担をメリハリよく軽減することができる。
【００１６】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶手段を更に備える。前記中継装置の前記中継手段は、前記空間座標記憶手段に記憶されている前記空間座標情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサから受信した信号を、前記空間座標情報を付加した上で前記情報統合装置へ中継する。以上の構成によれば、前記情報統合装置の処理の負担を軽減することができる。
【００１７】
好ましくは、前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサから受信した信号に基づいて、その触覚センサの動作が正常であるかを判定する動作判定手段を更に備える。前記中継装置の前記中継手段は、動作が正常であると前記動作判定手段が判定した前記触覚センサからの信号のみを前記情報統合装置に中継する。以上の構成によれば、前記情報統合装置の処理の負担を軽減することができる。
【００１８】
好ましくは、各接触センサは、前記中継装置へ信号を非同期で出力するように構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明によれば、前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置しているので、前記中継装置の好適で合理的な配置態様が実現されていると言うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、ロボットの全体図である。
【図２】図２は、ロボット本体の手部に配置されたセンサノードの配置態様を示す図である。
【図３】図３は、バス上に取り付けられたセンサノードの斜視図である。
【図４】図４は、センサノードの機能ブロック図である。
【図５】図５は、設定情報記憶部の記憶内容を示す図である。
【図６】図６は、各種データ記憶部の記憶内容を示す図である。
【図７】図７は、リレーノードの機能ブロック図である。
【図８】図８は、センサノード設定用メモリの記憶内容を示す図である。
【図９】図９は、センサノードデータメモリの記憶内容を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、センサノードが故障した場合におけるリレーノードの役割を説明するための図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、センサノードが故障した場合に備えて予備のセンサノードを用意した構成を説明するための図である。
【図１２】図１２（ａ）及び（ｂ）は、センサノードが故障した場合に備えて予備のセンサノード群を用意した構成を説明するための図である。
【図１３】図１３は、センサノードが故障した場合に備えて予備のセンサノード群を用意した構成を説明するための図である。
【図１４】図１４は、ホストノードとリレーノード、センサノードによって構成される触覚センサシステムの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本願発明の第１実施形態を説明する。図１に示すヒューマノイドロボット１（ロボット、機器）は、ロボット本体２（本体）と触覚センサシステム１００によって構成されている。
【００２２】
（ロボット本体２）
ロボット本体２は、体幹部３、頭部４、右上腕部５、右手部６、左上腕部７、左手部８、右下肢部９、左下肢部１０によって構成されている。
【００２３】
（触覚センサシステム１００）
触覚センサシステム１００は、複数のセンサノード２００（触覚センサ）、複数のリレーノード１２０（中継装置）、ホストノード１４０（情報統合装置）によって構成されている。
【００２４】
センサノード２００は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の表面に配置される触覚センサである。図１において、センサノード２００は、小さな黒塗り四角で表現されている。ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６の表面には、センサノード２００が高い配置密度で取り付けられている。これに対し、例えば、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の体幹部３の表面には、センサノード２００が低い配置密度で取り付けられている。これは、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位によっては、要求されるセンサの配置密度に違いがあるためである。
【００２５】
リレーノード１２０は、複数のセンサノード２００から出力された出力信号を中継する中継装置である。図１において、リレーノード１２０は、センサノード２００を示す四角よりも僅かに大きな黒塗り四角で表現されている。
【００２６】
ホストノード１４０は、リレーノード１２０によって中継された出力信号を受信して処理する情報統合装置である。ホストノード１４０は、受信した出力信号に基づいて、ヒューマノイドロボット１の動作等を制御する。
【００２７】
そして、本実施形態においては、図１に示すように、複数のセンサノード２００は、破線で示すように、ロボット本体２の部位に応じて８つの区分に区分されている。各リレーノード１２０は、その８つの区分毎に少なくとも１つ、配置されている。
【００２８】
触覚センサシステム１００内におけるデータや指令の送受信の概要を図１４に示したので、以降、必要に応じて適宜、参照されたい。
【００２９】
次に、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６における触覚センサシステム１００の構成を詳しく説明する。
【００３０】
図２に示すように、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６には、複数のセンサノード２００、５本のバス１１０、５つのリレーノード１２０と、１つのUSBハブ１３０が設けられている。
【００３１】
各バス１１０は、何れかのリレーノード１２０に一対一で接続すると共に、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の右手部６の各指の長手に沿って配置されている。各バス１１０は、図３に示すように、フレキシブル基板１１１と、２本の電源ライン１１２と、２本の信号ライン１１３と、によって構成されている。信号ライン１１３は、差動シリアル伝送用の信号ラインである。また、通信ラインにシングルエンドの１本でグランドを共通にする方法も使える。
【００３２】
複数のセンサノード２００は、図２及び図３に示すように、各バス１１０上に並べて配置されている。
【００３３】
複数のリレーノード１２０は、図２に示すように、USBケーブル１３１によってUSBハブ１３０に接続されている。
【００３４】
そして、USBハブ１３０は、USBケーブル１３２によってホストノード１４０に接続されている。
【００３５】
以上の構成で、各センサノード２００とリレーノード１２０との間、及び各リレーノード１２０とホストノード１４０との間には、半二重通信が確立されている。
【００３６】
（センサノード２００）
次に、図４〜７に基づいて、センサノード２００の構成を説明する。
【００３７】
センサノード２００は、センサ部２１０と、信号処理部３００と、から構成されている。センサ部２１０と信号処理部３００とは互いに貼り合わされており、ワンチップ化されている（図３参照）。
【００３８】
センサ部２１０は、力やモーメント、温度に応じたアナログセンサ信号を出力する。
【００３９】
信号処理部３００は、センサ部２１０から出力されたアナログセンサ信号を信号処理する。信号処理部３００は、クロック制御部３１０と、デジタル変換部３２０と、閾値判定部３３０と、データ生成部３４０と、シリアル化部３５０と、バス状態判定部３６０と、データ送信部３７０と、初期送信指令部３８０と、設定情報記憶部３９０、各種データ記憶部３９１、設定部３９２によって構成されている。
【００４０】
設定情報記憶部３９０は、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶手段である。設定情報記憶部３９０には、分解能データ３９０ａ、閾値データ３９０ｂ、測定レンジデータ３９０ｃ、サンプリング間隔データ３９０ｄ、サンプリング回数データ３９０ｅ、クロック周波数データ３９０ｆ、送信間隔時間データ３９０ｈ、最大待機時間データ３９０ｉ、送信可否データ３９０ｊが記憶されている。設定情報記憶部３９０は、例えばRAM（Random Access Memory）によって構成され、随時、書き換え可能に構成されている。
【００４１】
各種データ記憶部３９１には、再送回数データ３９１ａ、待ち時間データ３９１ｂが記憶される。
【００４２】
クロック制御部３１０は、設定情報記憶部３９０に記憶されているクロック周波数データ３９０ｆに基づいてクロックを生成するとともに、所定の分周を行ったうえで各機能部にクロックを供給する。
【００４３】
デジタル変換部３２０は、センサ部２１０から受け取ったアナログセンサ信号をデジタル変換する。このとき、デジタル変換部３２０は、設定情報記憶部３９０に記憶されている分解能データ３９０ａの分解能や、測定レンジデータ３９０ｃの測定レンジ、サンプリング間隔データ３９０ｄのサンプリング間隔等に基づいて、アナログセンサ信号をデジタル変換する。
【００４４】
閾値判定部３３０は、デジタル変換部３２０から受け取ったデジタルセンサ信号を、設定情報記憶部３９０に記憶されている閾値データ３９０ｂと比較する。そして、デジタルセンサ信号が閾値データ３９０ｂを超えなかった場合には、そのデジタルセンサ信号を破棄する。一方、デジタルセンサ信号が閾値データ３９０ｂを超えた場合には、そのデジタルセンサ信号をデータ生成部３４０に送信する。
【００４５】
データ生成部３４０は、閾値判定部３３０から受け取ったデジタルセンサ信号に基づいて、リレーノード１２０に送信する送信データを生成する。ここで、各センサノード２００にはそれぞれ異なる送信者識別番号ＩＤが設定されている。送信者識別番号ＩＤは、同じバス１１０に配設されているセンサノード２００同士では重複することなく互いに異なるように設定されている。データ生成部３４０は、閾値判定部３３０から受け取ったデジタルセンサ信号に対して、送信者識別番号ＩＤと、プリアンブル、スタートビット、ＣＲＣビット（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）、ストップビットを付加した上で、予め決定されている伝送方式（例えば４B5B符号化など）に応じて符号する。
【００４６】
シリアル化部３５０は、データ生成部３４０にて生成された送信データをシリアル伝送用にシリアル化する。
【００４７】
バス状態判定部３６０は、一定周期でバス１１０の信号ライン１１３の状態を判定する。具体的には、バス状態判定部３６０は、バス１１０の信号ライン１１３がビジーかフリーかを判定する。そして、バス状態判定部３６０は、判定結果をデータ送信部３７０に出力する。即ち、バス状態判定部３６０は、バス１１０がビジーである場合には送信待機指示指令をデータ送信部３７０に出力する。一方で、バス状態判定部３６０は、バス１１０がフリーである場合には送信許可指令をデータ送信部３７０に出力する。
【００４８】
バス状態判定部３６０は、バス１１０がビジーであった場合、所定の待ち時間待機し、再度バス１１０の状態を判定する。
【００４９】
データ送信部３７０は、データ生成部３４０から受け取った送信データをバス１１０の信号ライン１１３に出力する。このとき、データ送信部３７０は、送信データを出力する前に、バス状態判定部３６０からの指令を確認する。即ち、データ送信部３７０は、バス状態判定部３６０から送信待機指示指令を受け取っていた場合は、送信データを出力せずに待機する。一方で、データ送信部３７０は、バス状態判定部３６０から送信許可指令を受け取っていた場合は、送信データを直ちにバス１１０の信号ライン１１３に出力する。出力する際、データ送信部３７０は、送信データに予め各種データ記憶部３９１の再送回数データ３９１ａと待ち時間データ３９１ｂを付加する。なお、再送回数データ３９１ａとは、同じデータをバス１１０の信号ライン１１３に再送した回数を保存したものであって、データ送信中にバス１１０の状態を監視するときに送信データが他のデータと衝突したと判断した後に再送するたびにカウントアップされる回数データである。また、待ち時間データ３９１ｂとは、データ送信時にバス１１０がビジーのときに待機する時間、もしくは連続して送信するときに待機する時間や、バス１１０の輻輳回避のために挿入したランダム若しくは決められた待ち時間をカウントしたものである。また、データ送信部３７０は、カウンタを有しており、送信データの送信を待機している時間をカウントし、カウント値を各種データ記憶部３９１の待ち時間データ３９１ｂに保存する。
【００５０】
そして、この時間が設定情報記憶部３９０に記憶されている最大待機時間データ３９０ｉの最大待機時間を超過した場合、データ送信部３７０は、送信データを破棄する。再送回数データ３９１ａはデータが送信された時にリセットされる。待ち時間データ３９１ｂはデータが送信されたときにリセットされ、すぐに時間のカウントを開始する。
【００５１】
また、データ送信部３７０は、続けて送信データを出力しようとする場合、待ち時間データ３９１ｂで得られる連続する出力の時間間隔が、設定情報記憶部３９０に記憶されている送信間隔時間データ３９０ｈの送信間隔時間以上となるように、送信データの出力を行う。
【００５２】
なお、データ送信部３７０は、送信データを出力するにあたっては、差動シリアル伝送方式を採用している。また、データ送信部３７０は、クロック制御部３１０にて生成されたクロックを基準に用いて、調歩同期式で送信データを出力する。即ち、リレーノード１２０との間でリクエストパケットのやり取りなどを行うことなく、データ送信部３７０は送信許可指令がバス状態判定部３６０から得られた後、自己のタイミングで（即ち、非同期で）送信データの出力を開始する。即ち、センサノード２００とリレーノード１２０間では、ＡＣＫやＮＡＫに代表されるハンドシェイクを実施しない。
【００５３】
また、設定情報記憶部３９０の送信可否データ３９０ｊは、データ送信部３７０からの送信データの出力の可否を規定するデータである。データ送信部３７０は、送信可否データ３９０ｊが可（True）である場合に限って、送信データを出力する。一方、データ送信部３７０は、送信可否データ３９０ｊが否（False）である場合、送信データを破棄する。つまり、データ送信部３７０は、送信データを出力可能な活性化状態と、送信データを出力不能な休止状態の二つの状態を実質的に有している。
【００５４】
初期送信指令部３８０は、センサノード２００への電力供給が開始された場合にデータ生成部３４０に送信者識別番号ＩＤの送信を指令する。各センサノード２００にはそれぞれ異なる送信者識別番号ＩＤが設定されているところ、初期送信指令部３８０は電力供給を検知してから送信者識別番号ＩＤに応じた待機時間だけ待機したのちに、データ生成部３４０に送信者識別番号ＩＤの送信を指令する。
【００５５】
設定部３９２は、センサノード２００への電力供給が開始され、送信者識別番号ＩＤがリレーノード１２０に送信された後に、リレーノード１２０から、設定情報を受信して取得し、取得した設定情報を設定情報記憶部３９０に記憶する。端的に言えば、センサノード２００は、電力供給直後のタイミングで、リレーノード１２０から設定情報を受信して取得し、取得した設定情報を設定情報記憶部３９０に記憶する。更に言えば、センサノード２００は、電力供給が開始される度に、リレーノード１２０から設定情報を受信して取得し、取得した設定情報を設定情報記憶部３９０に記憶する。
リレーノード１２０からセンサノード２００への設定情報の提供とセンサノード２００内で設定情報記憶部３９０への書込みタイミングは３つの方法が用意されている。
第１の方法はセンサノード２００への電力供給が開始され、ｎ番目のリレーノード１２０の送信者識別番号ＩＤがリレーノード１２０に送信された後に、直ちに該当するｎ番目のセンサノード２００へ、リレーノード１２０から設定情報を送る方法。この時、次に該当するｎ+１番目のセンサノード２００は予め定められた時間待機することにより、バス１１０の衝突なしに、ｎ番目のセンサノード２００の設定が完了し、次のサイクルでｎ+１番目のセンサノード２００の送信者識別番号ＩＤがリレーノード１２０に送信される。１つのリレーノード１２０には最大個数が例えば２５５個と予め定められているので、１つのセンサノード２００が送受信を完了し、これを２５５回繰り返すことにより、リレーノード１２０以下のセンサノード２００全体の設定が完了する。これが完了すると、センサノード２００は触覚センサとしての測定を自律的に開始する。この方法は送受信が一対となるので、手順が簡単で確実性が高いことが利点である。
第２の方法はセンサノード２００への電力供給が開始された時、各センサノード２００が送信者識別番号ＩＤのみを順次送る。例えば、送信者識別番号ＩＤ送信のみ最大２５５回を完了し、次にリレーノード１２０から順次、センサノード２００に対して、設定情報送信を最大２５５回行い、完了する。これが完了すると、センサノード２００は触覚センサとしての測定を自律的に開始する。この方法は、リレーノード１２０が自分の配下にあるセンサノード数と送信者識別番号ＩＤ群を把握してから、設定情報送信を行うので、効率がよく、センサノード群の情報を下に設定情報送信を変化できるという利点がある。
第３の方法は、センサノード２００への電力供給が開始された時、各センサノード２００が送信者識別番号ＩＤのみを順次送る。例えば、送信者識別番号ＩＤ送信のみ最大２５５回を完了し、次にリレーノード１２０から一気にセンサノード２００群に対して、設定情報送信をブロードキャストとして送り１回で完了する。このとき、ブロードキャストを表す送信者識別番号ＩＤ例えば２５６を用いる。各センサノード２００はID256で受け取ったら、各自の設定情報を更新し、速やかに触覚センサとしての測定を自律的に開始する。これにより、簡便、迅速にセンサノード２００群の設定が完了する。
これら３つの方法以外に、リレーノード１２０が設定情報送信を不要と判断したときは、リレーノード１２０からの設定情報送信は行わない。この時は、センサノード２００に予め設定されている設定情報に基づいて、センサノード２００は測定を開始する。この判断は、センサノード２００内で予め定められた時間が経過しても自分に該当する送信者識別番号ＩＤ或いはブロードキャストに対応する設定情報が配達されない場合になされる。
【００５６】
（リレーノード１２０）
リレーノード１２０は、中継部４０１、書き換え部４０２、電力供給制御部４０３、優先情報記憶部４０４、空間座標記憶部４０５、動作判定部４０６、複数のセンサノード設定用メモリ４０７、複数のセンサノードデータメモリ４０８、センサノード通信部４０９、ホストノード通信部４１０、ネットワーク制御部４１１、マップ作成部４１２、センサノード修復部４１３を備えて構成されている。リレーノード１２０の各構成要素は、CPU（Central Processing Unit）、FPGA（Field Programmable Gate Array）,ROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory)などによって実現されている。
【００５７】
中継部４０１は、複数のセンサノード２００から出力された出力信号をホストノード１４０に中継する中継手段である。
【００５８】
書き換え部４０２は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換える書き換え手段である。
【００５９】
電力供給制御部４０３は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００への電力供給をオンオフするための電力供給制御手段である。
【００６０】
優先情報記憶部４０４は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００を優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶手段である。
【００６１】
空間座標記憶部４０５は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００の空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶手段である。
【００６２】
動作判定部４０６は、自己にバス１１０を介して接続された各センサノード２００から受信した信号に基づいて、そのセンサノード２００の動作が正常であるかを判定する動作判定手段である。
【００６３】
センサノード設定用メモリ４０７は、各センサノード２００に供給する設定情報と、各センサノード２００の状態監視情報を記憶する記憶手段である。センサノード設定用メモリ４０７は、図８に示すように、各センサノード２００（ID_0〜ID_255）毎に、設定情報と状態監視情報を記憶している。また、ID_255の設定情報は、ブロードキャスト用の設定情報である。「設定情報」は、図５に示す設定情報記憶部３９０の設定情報と対応している。「状態監視情報」は、「動作中／故障中／休止中の別に関する情報」と「再送回数情報」、「待ち時間情報」を含む。
【００６４】
センサノードデータメモリ４０８は、各センサノード２００から受け取ったデータを記憶する記憶手段である。センサノードデータメモリ４０８には、図９に示すように、各センサノード２００（ID_0〜ID_255）毎に、受け取ったデータをマトリクス状に記憶している。また、ID_255のデータは、予備として通常は使用しないものである。
【００６５】
センサノード通信部４０９は、センサノード２００と通信するための通信手段である。
【００６６】
ホストノード通信部４１０は、ホストノード１４０と通信するための通信手段である。
【００６７】
ネットワーク制御部４１１は、バス１１０上のトラフィックを監視し、管理する制御手段である。
【００６８】
マップ作成部４１２は、各センサノード２００から受信したデータに基づいて、各センサノード２００の空間座標情報を生成し、生成した空間座標情報を空間座標記憶部４０５に記憶する、マップ生成手段である。
【００６９】
センサノード修復部４１３は、故障したセンサノード２００の修復するセンサノード修復手段である。
【００７０】
図２においては、１つのリレーノード１２０には１本のバス１１０のみが接続されているとしたが、以降の説明では、図７にも示すように、１つのリレーノード１２０に複数本のバス１１０が接続されているものとする。そして、各バス１１０毎に、センサノード２００をSN群Mとして分類することとする。「SN群」とは、「センサノード群」を意味する。SN群Mの「M」は、SN群のインデックスである。
【００７１】
次に、各構成要素を更に詳しく説明する。
【００７２】
（中継機能）
リレーノード１２０の中継機能は、リレーノード１２０の最も基本的な機能であって、センサノード２００から受け取ったデータをホストノード１４０へ中継する機能である。
【００７３】
即ち、中継部４０１は、センサノード通信部４０９を介して、センサノード２００からバス１１０を介してデータを受信し、受信したデータをセンサノードデータメモリ４０８に保存する。
【００７４】
中継部４０１は、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータをデータパケットにしてパケットを分割する。そして、中継部４０１は、パケットを適宜圧縮した上で、ホストノード通信部４１０やUSBケーブル１３１、USBハブ１３０、USBケーブル１３２を介してホストノード１４０に中継する。
リレーノード１２０はセンサノード２００からの送信者識別番号ＩＤ、自己のリレーノードＩＤを負荷して、ホストノード１４０へ送信する。これによりホストノード１４０は、センサノード２００を一義的に識別できる。そのため、センサノード２００側に付与する送信者識別番号ＩＤの桁数を、例えば８ビット（０〜２５５）と小さく設定できるという利点がある。
【００７５】
また、中継部４０１は、センサノード２００から受信したデータから「再送回数データ」と「待ち時間データ」（図６を併せて参照）を取り出して取得し、逐次、センサノード設定用メモリ４０７に状態監視情報として保存する。
【００７６】
なお、中継部４０１は、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータにタイムスタンプ情報を付与し、そのデータをホストノード１４０に中継するまでに所定時間以上、時間が経過していたら、そのデータをホストノード１４０に中継することなく破棄するようにしてもよい。
【００７７】
（データチェック機能）
次に、リレーノード１２０のデータチェック機能を説明する。動作判定部４０６は、中継部４０１がセンサノード通信部４０９を介して受信したデータをモニタリングする。そして、中継部４０１が受信したデータに異常があると動作判定部４０６が判定した場合は、中継部４０１は、そのデータをホストノード１４０へ中継せずに破棄する。一方、中継部４０１が受信したデータに異常がないと動作判定部４０６が判定した場合は、中継部４０１は、そのデータを前述したようにホストノード１４０へ中継する。
【００７８】
中継部４０１が受信したデータに異常があるとは、例えば、中途半端なデータが中継部４０１に連続して送られてきたり、中継部４０１が受信したデータのCRC値が異常であったり、中継部４０１が受信したデータが想定外のデータだったり、信号ライン１１３上で信号衝突があったと考えられる場合等である。ここで、「想定外のデータ」とは、測定レンジ外のデータや、力が印加されていないのにセンサノード２００からデータが出力されてくる場合、差動信号の場合の異常信号で例えばプルアップの場合は両方ともLowLowの信号のときである。
【００７９】
（設定機能）
次に、リレーノード１２０の設定機能を説明する。リレーノード１２０の設定機能とは、図５に示すセンサノード２００の設定情報記憶部３９０をリレーノード１２０が設定乃至随時、書き換える機能である。
【００８０】
本実施形態において、各センサノード２００は、バス１１０を介してリレーノード１２０から電力供給を受けている。説明の便宜上、現在は、図７において、SN群１（センサノード群１）には、リレーノード１２０からの電力供給がストップしているものとする。
【００８１】
先ず、電力供給制御部４０３は、SN群１への電力供給を開始する。すると、SN群１の各センサノード２００は、自己の送信者識別番号ＩＤをリレーノード１２０へ送信すると共に、設定情報の受信待ち状態となる。
【００８２】
次いで、書き換え部４０２は、センサノード設定用メモリ４０７（センサノード群１）に記憶されている設定情報をID_0から順次、センサノード通信部４０９を介してバス１１０に出力する。このとき、書き換え部４０２は、設定情報に送信者識別番号ＩＤを付加した上で出力する。
【００８３】
各センサノード２００の設定部３９２は、バス１１０を流れる設定情報を受信して取得し、取得した設定情報に含まれる送信者識別番号ＩＤが自己の送信者識別番号ＩＤと一致していたら、その設定情報を設定情報記憶部３９０に保存する。設定情報の具体的な内容については、図５を参照されたい。
【００８４】
また、各センサノード２００の設定部３９２は、バス１１０を流れる設定情報を受信して取得し、取得した設定情報に含まれる送信者識別番号ＩＤがID_255であった場合は、自己の送信者識別番号ＩＤの如何に拘わらず（つまりブロードキャストとして）、その設定情報を設定情報記憶部３９０に保存する。
【００８５】
この状態で、SN群１に属する各センサノード２００の設定情報記憶部３９０の設定情報を書き換える場合は、SN群１に属する各センサノード２００を再起動させる。即ち、一旦、電力供給制御部４０３がSN群１への電力供給を停止し、その後に、SN群１への電力供給を開始する。これによれば、SN群１の各センサノード２００は、自己の送信者識別番号ＩＤをリレーノード１２０へ送信すると共に、設定情報の受信待ち状態となる。なお、このとき、SN群２やSN群３・・・SN群Mへの電力供給は停止する必要はない。
センサノード２００は、送信者識別番号ＩＤをリレーノード１２０へ送信するがこのとき、自分の設定情報をリレーノード１２０へ送信することもできる。リレーノード１２０はセンサノード２００からの設定情報を受け取り、リレーノード１２０内の設定情報と比較する。両者の設定情報が一致していれば、センサノード２００の設定が完了し正常に動作していると判定できる。もし、設定情報が一致していなければ、リレーノード１２０は再度設定動作を実施する。もし、再度の設定でもセンサノード２００からの設定情報とリレーノード１２０内の設定情報が一致しない場合は、該当するセンサノード２００が異常と判断し、リレーノード１２０は該当するセンサノード２００を停止するか、或いは該当するセンサノード２００からのデータを削除し、ホストノード１４０へ送らない。これにより、センサノード２００の健康状態や動作状態を監視し、良好なデータのみを取り扱うことができる。また、センサノード２００の異常を検知することができる。
リレーノード１２０が配下のセンサノード２００群の電源をOFF/ONしてセンサノード２００の設定情報を書き換えるタイミングとして、下記の方法がある。
ホストノード１４０からの命令で該当するリレーノード１２０が該当するセンサノード２００群の感度（分解能、閾値、測定レンジ）や応答性（サンプリング間隔、送信間隔）などを変更する。これにより、動作が変化したときの対応が可能となる。例えば、手に物をもっていないときは、手部の信号はあまり要らないので、測定レンジを大きくし、応答も減らす。手に物をもとうとするときは、手部からの触覚情報が欲しいので、測定レンジを適当な幅に縮め、応答も増やすことにより、動的に触覚センサシステム１００の感度、応答性を変えることができる。
リレーノード１２０自体で配下のセンサノード２００群の状態がおかしいと判断したときは配下のセンサノード２００群の電源をOFF/ONしてセンサノード２００群の動作状態を確認することができる。
センサノード２００が複数のセンサ機能を持っている場合は、ホストノード１４０からの命令、或いはリレーノード１２０の判断でセンサノード２００の機能をセンサノード２００群の電源をOFF／ONして、センサノード２００の機能を選択できる。例えば、単軸力センサ出力を多軸力センサ出力としたり、内蔵する温度センサと切り替えたりすることができる。
また、バス１１０に制御線を追加し、リレーノード１２０側に制御線を制御、例えばON/OFFする部位をもたせ、センサノード２００に制御線による設定モードと動作モードを判定する部位を持たせる。制御線によってリレーノード１２０がセンサノード２００の設定モードと動作モードとを制御することで、リレーノード１２０からセンサノード２００の設定情報記憶部３９０への設定が、電源ONの状態の動作時でもできるようにすることもできる。
【００８６】
（ネットワーク輻輳制御機能）
次に、リレーノード１２０のネットワーク輻輳制御機能について説明する。即ち、ネットワーク制御部４１１は、バス１１０上のデータ間の衝突を検知したり、センサノード設定用メモリ４０７に記憶されている状態監視情報を読み込んだりすることで、バス１１０上でのネットワークトラフィックを監視し、管理する。ネットワーク制御部４１１は、上記の検知や監視等の結果として、バス１１０上の通信が混雑していると判断した場合は、バス１１０上の通信の混雑を緩和するよう、当該バス１１０上のセンサノード２００の設定情報記憶部３９０の設定情報を書き換え部４０２に書き換えさせる。その際、当該バス１１０上での衝突率（単位時間あたりの衝突回数）や再送回数、待ち時間が所定値よりも下がるように、ネットワーク制御部４１１は、書き換え部４０２に設定情報記憶部３９０を書き換えさせる。バス１１０上の通信の混雑を緩和するには、例えば、図５に示す閾値データ３９０ｂを増大させることが有効である。これによれば、閾値判定部３３０は、より多くのデジタルセンサ信号を破棄するようになり、結果、バス１１０上に送信データが出力される頻度が低下する。
【００８７】
なお、好ましくは、ネットワーク制御部４１１は、バス１１０上での信号の衝突やトラフィックの混雑状況などを適宜、ホストノード１４０に報告するように構成する。また、ホストノード１４０からの指令に基づいて、ネットワーク制御部４１１が、バス１１０のトラフィックの混雑状況を制御するようにしてもよい。
【００８８】
（マップ作成機能）
次に、リレーノード１２０のマップ作成機能について説明する。即ち、マップ作成部４１２は、中継部４０１が各センサノード２００から受信し、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータに基づいて、各センサノード２００の空間座標情報を生成し、生成した空間座標情報を空間座標記憶部４０５に保存する。空間座標情報とは、自己に接続されている各センサノード２００の空間座標に関する情報である。例えば、マップ作成部４１２は、右手部６をサイコロ形状のオブジェクトに意図的に接触させたり、球状のオブジェクトに意図的に接触させる等を繰り返すことで、各センサノード２００が右手部６のどの位置に配置されているかを特定することができる。そして、中継部４０１は、空間座標記憶部４０５に保存されている空間座標情報に基づいて、センサノードデータメモリ４０８に保存されているデータを空間的に正規化（アドレス化）した上で、ホストノード１４０に当該データを送信する。ここで、「空間的に正規化」とは、例えば各データにXYZ値又はｒθ値を付加することを意味する。
【００８９】
（優先中継機能）
次に、リレーノード１２０の優先中継機能について説明する。即ち、中継部４０１は、各センサノード２００から受信したデータを単にFIFO方式でホストノード１４０に中継するのではなく、優先情報記憶部４０４に記憶されている優先情報に従ってホストノード１４０に中継することが望ましい。つまり、中継部４０１に優先度付キューを記憶させておく記憶部を設けるということである。ここで、優先情報とは、自己にバス１１０を介して接続されている各センサノード２００を優先付けするための情報である。例えば、ホストノード１４０からの指令により特定箇所のセンサノード２００のデータが優先的に要求される場合、そのセンサノード２００の優先度は高いレベルに設定される。そして、中継部４０１は、優先情報記憶部４０４に記憶されている優先情報に基づいて、そのセンサノード２００のデータを、他のセンサノード２００のデータよりも先にホストノード１４０へ中継する。
【００９０】
その他にも、中継部４０１は、例えば、各センサノード２００のデータうち、特にデータの変化の幅が大きいデータを優先的にホストノード１４０へ中継するようにしてもよい。
【００９１】
また、空間座標記憶部４０５に記憶されている空間座標情報に基づいて、ロボット本体２の例えば右手部６のエッジに配置されているセンサノード２００のデータを優先的にホストノード１４０へ中継するようにしてもよい。
【００９２】
（修復機能）
次に、リレーノード１２０の修復機能を説明する。
【００９３】
図１０（ａ）には、リレーノード１２０とバス１１０と複数のセンサノード２００の組み合わせを図示している。図１０（ｂ）に示すように、複数のセンサノード２００のうち何れかが故障し、この故障をリレーノード１２０の動作判定部４０６が検知したとする。この場合、先ず、センサノード修復部４１３は、電力供給制御部４０３によってバス１１０上のすべてのセンサノード２００を再起動する。仮に、その故障したセンサノード２００がリレーノード１２０からの指令を受信可能であるとしたら、この再起動のみで、そのセンサノード２００が元通り正常に稼働する可能性があるからである。
【００９４】
もし、これでもセンサノード２００が元通り正常に稼働するようにならなければ、センサノード修復部４１３は、センサノード２００を再度、再起動し、そのセンサノード２００の設定情報記憶部３９０の送信可否データ３９０ｊを否（False）に設定する。これにより、以降、センサノード２００は、いかなる信号もバス１１０上に出力しなくなる。或いは、センサノード修復部４１３は、センサノード２００を再度、再起動し、そのセンサノード２００の設定情報記憶部３９０の閾値データ３９０ｂを非常に高いレベルに設定する。これにより、以降、センサノード２００は、いかなるデジタルセンサ信号も破棄することになるので、いかなる信号もバス１１０上に出力しなくなる。
【００９５】
また、図１１（ａ）に示すように、初めから休止状態のままの予備としてのセンサノード２００をバス１１０上に用意しておけば、図１１（ｂ）に示すように、複数のセンサノード２００のうち何れかが故障しても、図１１（ｃ）に示すように、センサノード修復部４１３は、その故障したセンサノード２００を休止状態に切り替えると共に、予備のセンサノード２００を活性化させることにしてもよい。
【００９６】
或いは、センサノード修復部４１３は、単に、故障したセンサノード２００が取り付けられているバス１１０自体への電力供給を停止させてもよい。
【００９７】
また、図１２（ａ）に示すように、正常時に使用するSN群の近傍に予備的なSN群を用意しておけば、図１２（ｂ）に示すように、いくつかのセンサノード２００が故障しても、図１３に示すように、センサノード修復部４１３は、故障したセンサノード２００が取り付けられているバス１１０への電力供給を停止すると共に、他の予備的なバス１１０へ電力供給を開始するようにしてもよい。
【００９８】
（ホストノード１４０）
そして、ホストノード１４０は、センサノード２００からの送信データを受信し、全情報を統合する。ホストノード１４０による情報統合により、触覚センサシステム１００のどこにどの程度の力が印加されているか等が検出される。
【００９９】
リレーノード１２０は、もっとも小さな系ではホストノード１４０を兼ねてもよい。この場合、見かけ上、ホストノード１４０は存在しなくなる。つまり、リレーノード１２０とホストノード１４０を一体構成にすることは可能である。
【０１００】
以上に本願発明の好適な実施形態を説明したが、要するに、上記実施形態は以下のような特長を有している。
【０１０１】
ヒューマノイドロボット１の触覚センサシステム１００は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の表面に配置された複数のセンサノード２００（触覚センサ）と、複数のセンサノード２００から出力された出力信号を中継する中継部４０１を有するリレーノード１２０（中継装置）と、リレーノード１２０の中継部４０１によって中継された出力信号を受信して処理するホストノード１４０（情報統合装置）と、を備える。複数のセンサノード２００をヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、リレーノード１２０を配置した。
【０１０２】
即ち、一般に、複数のセンサノード２００の配置密度は、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２のすべての部位で均一となっているのではなく、例えば図１に示すように、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位ごとに疎密のメリハリを持たせている。なぜなら、ヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位ごとに、必要とされる情報の性質が異なるからである。そこで、以上の構成によれば、複数のセンサノード２００をヒューマノイドロボット１のロボット本体２の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、リレーノード１２０を配置しているので、リレーノード１２０の好適で合理的な配置態様が実現されていると言うことができる。
リレーノード１２０によりセンサノード２００群を区分することにより、センサ密度、センサ感度群（低、中、高群）、センサ種群をリレーノード１２０がまとめて管理できるようになる。即ち、手部ではセンサ感度が高い群をまとめる。足踏ではセンサ感度が低い群でまとめる。体部では中の感度でセンサ密度が低い群をまとめる。また、力センサ群、圧力センサ群、温度センサ群を各リレーノード１２０でまとめることにより、設定が容易となり、ホストノード１４０の付加が大幅に低減されると共に、センサ群を設定する時に非常にわかりやすく、リレーノード１２０以下をまとめて設定、測定できるので、設置、メンテ、修復、データ処理が容易となる。
【０１０３】
また、各センサノード２００は、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶部３９０（設定情報記憶手段）を備える。以上の構成によれば、各センサノード２００は、自己が有する設定情報記憶部３９０に記憶されている設定情報に基づいて動作する。
【０１０４】
また、各センサノード２００の設定情報記憶部３９０は、随時、書き換え可能に構成されている。以上の構成によれば、各センサノード２００の動作条件を必要に応じて随時、変更することが可能になる。
【０１０５】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換え可能な書き換え部４０２（書き換え手段）を更に備える。以上の構成によれば、専用の書き換え装置をその都度各センサノード２００に接続する場合と比較して、各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を簡単に書き換えることができるようになる。
【０１０６】
また、リレーノード１２０の書き換え部４０２は、自己に接続された各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を、リレーノード１２０の書き換え部４０２にとっても各センサノード２００にとっても把握可能な特定のタイミングで書き換えるように構成されている。以上の構成によれば、各センサノード２００が出力信号を出力するタイミングと、リレーノード１２０の書き換え部４０２が各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換えるタイミングとをずらすことが可能となる。従って、リレーノード１２０と、自己に接続された属する各センサノード２００と、の間の通信を半二重通信で実現することが可能となる。
【０１０７】
また、上記の「特定のタイミング」とは、複数のセンサノード２００への電力供給開始時である。以上の構成によれば、「特定のタイミング」が極めてシンプルに実現される。
【０１０８】
また、各区分毎に、複数のセンサノード２００への電力供給をオンオフ可能に構成されている。以上の構成によれば、特定の区分に属する各センサノード２００の設定情報記憶部３９０を書き換える際、他の区分に属する各センサノード２００への電力供給供給をそのまま継続させることができるようになる。
【０１０９】
上記実施形態では、更に、各バス１１０毎に（即ち、各SN群毎に）、複数のセンサノード２００への電力供給をオンオフ可能に構成されている。
【０１１０】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００への電力供給をオンオフするための電力供給制御部４０３（電力供給制御手段）を備える。以上の構成によれば、専用のオンオフ装置を設ける場合と比較して、複数のセンサノード２００への電力供給供給をオンオフ可能な構成を極めてシンプルに実現することができる。
【０１１１】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００を優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶部４０４（優先情報記憶手段）を更に備える。リレーノード１２０の中継部４０１は、優先情報記憶部４０４に記憶されている優先情報に基づいて、自己に接続された各センサノード２００のうち優先度の高い触覚センサから受信した信号をホストノード１４０へ優先的に中継する。以上の構成によれば、ホストノード１４０の処理の負担をメリハリよく軽減することができる。
【０１１２】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００の空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶部４０５（空間座標記憶手段）を更に備える。リレーノード１２０の中継部４０１は、空間座標記憶部４０５に記憶されている空間座標情報に基づいて、自己に接続された各センサノード２００から受信した信号を、空間座標情報を付加した上でホストノード１４０へ中継する。以上の構成によれば、ホストノード１４０の処理の負担を軽減することができる。
【０１１３】
また、リレーノード１２０は、自己に接続された各センサノード２００から受信した信号に基づいて、そのセンサノード２００の動作が正常であるかを判定する動作判定部４０６（動作判定手段）を更に備える。リレーノード１２０の中継部４０１は、動作が正常であると動作判定部４０６が判定したセンサノード２００からの信号のみをホストノード１４０に中継する。以上の構成によれば、ホストノード１４０の処理の負担を軽減することができる。
【０１１４】
また、各センサノード２００は、リレーノード１２０へ信号を非同期で出力するように構成されている。
【０１１５】
上記実施形態は、例えば以下のように変更できる。
【０１１６】
即ち、上記実施形態では、リレーノード１２０とUSBハブ１３０、USBハブ１３０とホストノード１４０をUSBケーブル１３１、USBケーブル１３２で接続することとしているが、これに代えて、IEEE1394やEthrenet、RS232Cを使用してもよい。
【０１１７】
また、触覚センサシステム１００を適用する機器として、ヒューマノイドロボット１を取り上げたが、これに代えて、他の形式のロボットや乗用車など、幅広い機器に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１ ヒューマノイドロボット
２ ロボット本体
１２０ リレーノード
１４０ ホストノード
２００ センサノード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器の本体の表面に配置された複数の触覚センサと、
前記複数の触覚センサから出力された出力信号を中継する中継手段を有する中継装置と、
前記中継装置の前記中継手段によって中継された前記出力信号を受信して処理する情報統合装置と、
を備え、
前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置した、
機器の触覚センサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の機器の触覚センサシステムであって、
各触覚センサは、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶手段を備える、
機器の触覚センサシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の機器の触覚センサシステムであって、
各触覚センサの前記設定情報記憶手段は、随時、書き換え可能に構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換え可能な書き換え手段を更に備える、
機器の触覚センサシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置の前記書き換え手段は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を、前記中継装置の前記書き換え手段にとっても各触覚センサにとっても把握可能な特定のタイミングで書き換えるように構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記特定のタイミングとは、前記複数の触覚センサへの電力供給開始時である、
機器の触覚センサシステム。
【請求項７】
請求項６に記載の機器の触覚センサシステムであって、
各区分毎に、前記複数の触覚センサへの電力供給をオンオフ可能に構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサへの電力供給をオンオフするための電力供給制御手段を備える、
機器の触覚センサシステム。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサを優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶手段を更に備え、
前記中継装置の前記中継手段は、前記優先情報記憶手段に記憶されている前記優先情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサのうち優先度の高い触覚センサから受信した信号を前記情報統合装置へ優先的に中継する、
機器の触覚センサシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶手段を更に備え、
前記中継装置の前記中継手段は、前記空間座標記憶手段に記憶されている前記空間座標情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサから受信した信号を、前記空間座標情報を付加した上で前記情報統合装置へ中継する、
機器の触覚センサシステム。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサから受信した信号に基づいて、その触覚センサの動作が正常であるかを判定する動作判定手段を更に備え、
前記中継装置の前記中継手段は、動作が正常であると前記動作判定手段が判定した前記触覚センサからの信号のみを前記情報統合装置に中継する、
機器の触覚センサシステム。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
各接触センサは、前記中継装置へ信号を非同期で出力するように構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【請求項１】
機器の本体の表面に配置された複数の触覚センサと、
前記複数の触覚センサから出力された出力信号を中継する中継手段を有する中継装置と、
前記中継装置の前記中継手段によって中継された前記出力信号を受信して処理する情報統合装置と、
を備え、
前記複数の触覚センサを前記機器の本体の部位に応じて少なくとも２つ以上の区分に区分し、各区分毎に、前記中継装置を配置した、
機器の触覚センサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の機器の触覚センサシステムであって、
各触覚センサは、自己の動作条件に関する設定情報を記憶する設定情報記憶手段を備える、
機器の触覚センサシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の機器の触覚センサシステムであって、
各触覚センサの前記設定情報記憶手段は、随時、書き換え可能に構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を書き換え可能な書き換え手段を更に備える、
機器の触覚センサシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置の前記書き換え手段は、自己に接続された各触覚センサの前記設定情報記憶手段を、前記中継装置の前記書き換え手段にとっても各触覚センサにとっても把握可能な特定のタイミングで書き換えるように構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記特定のタイミングとは、前記複数の触覚センサへの電力供給開始時である、
機器の触覚センサシステム。
【請求項７】
請求項６に記載の機器の触覚センサシステムであって、
各区分毎に、前記複数の触覚センサへの電力供給をオンオフ可能に構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサへの電力供給をオンオフするための電力供給制御手段を備える、
機器の触覚センサシステム。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサを優先付けする優先情報を記憶する優先情報記憶手段を更に備え、
前記中継装置の前記中継手段は、前記優先情報記憶手段に記憶されている前記優先情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサのうち優先度の高い触覚センサから受信した信号を前記情報統合装置へ優先的に中継する、
機器の触覚センサシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサの空間座標に関する情報としての空間座標情報を記憶する空間座標記憶手段を更に備え、
前記中継装置の前記中継手段は、前記空間座標記憶手段に記憶されている前記空間座標情報に基づいて、自己に接続された各触覚センサから受信した信号を、前記空間座標情報を付加した上で前記情報統合装置へ中継する、
機器の触覚センサシステム。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
前記中継装置は、自己に接続された各触覚センサから受信した信号に基づいて、その触覚センサの動作が正常であるかを判定する動作判定手段を更に備え、
前記中継装置の前記中継手段は、動作が正常であると前記動作判定手段が判定した前記触覚センサからの信号のみを前記情報統合装置に中継する、
機器の触覚センサシステム。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れかに記載の機器の触覚センサシステムであって、
各接触センサは、前記中継装置へ信号を非同期で出力するように構成されている、
機器の触覚センサシステム。
【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】
【公開番号】特開２０１２−８１５５４（Ｐ２０１２−８１５５４Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２９７６１（Ｐ２０１０−２２９７６１）
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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