机器人的示教装置
技术领域
本发明涉及机器人的示教装置。
背景技术
通常，作为对机器人示教作业的方法，具有直接示教(direct teaching)方式。在该直接示教方式中，作业人员抓住机器人的末端，使机器人移动到所希望的位置或者取得所希望的姿势，通过存储此时的位置或姿势来对机器人示教动作。作业人员除了进行使机器人直接移动到示教位置的作业之外，还需要进行基于示教盒(teaching pendant)的操作。示教盒具有通过远程操作而使机器人沿所希望的方向移动的微动模式。在微动模式下，由于使用示教盒的操作键，因此作业人员不得不观察机器人的同时还要观察示教盒。
最近，为了减轻作业负担而提出了通过语音输入来进行微动的机器人的示教装置(参照专利文献1以及专利文献2)。
专利文献1：日本特开2003-80482号公报
专利文献2：日本特开2005-88114号公报
然而，在上述现有技术中，在不使用示教盒而是通过语音进行微动的情况下，作业人员例如说出“X轴正方向6mm”、“Z轴负方向2mm”等。通常，对于语音识别率而言，存在语音越长，识别越需要时间，错误也越多的趋势。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提高基于语音输入的机器人的微动模式下的语音识别精度。
为了实现上述目的，本发明的一方式所涉及的机器人的示教装置是用于对机器人示教动作的机器人的示教装置，上述机器人的示教装置具备：语音输入部，供操作人员的语音输入；语音识别部，识别输入到上述语音输入部的操作人员的语音；存储部，预先存储有与上述机器人的操作相关联的特定词；特定词提取部，从上述存储部提取与由上述语音识别部识别出的词一致的特定词；以及操作指令生成部，根据与由上述特定词提取部提取出的特定词相关联的操作信息，生成对机器人的操作指令，上述特定词包括：第一词，确定与使上述机器人从指定的位置向规定方向移动时的移动量相当的间距；和第二词，确定上述机器人的移动方向，上述操作指令生成部在不更新由上述第一词指定的间距，而由上述第二词指定了上述机器人的移动方向的情况下，生成使上述机器人以上述指定的间距向指定的方向移动的操作指令。
根据上述结构，例如在微动模式下，若操作人员向语音输入部(例如麦克风)发出语音，则通过语音识别部识别输入到语音输入部的操作人员的语音，通过特定词提取部从存储部提取与由语音识别部识别出的词一致的特定词。通过操作指令生成部，根据与由特定词提取部提取出的特定词相关联的操作信息(指定命令)，生成对机器人的操作指令。这里，特定词例如包括确定使机器人从通过直接示教而指定的位置向规定方向移动时的间距的词、和确定机器人的移动方向的词，因此在通过特定词提取部，继第一词之后提取了第二词的情况下，由第二词指定机器人的移动方向，而不更新由第一词指定的间距。在该情况下，生成使机器人以指定的间距向指定的方向移动的操作指令。由此，通过语音输入，指定移动间距(例如说出“间距2mm”)，之后，能够指定机器人的移动方向(例如说出“右、右、右、下”)。由于操作员的一次语音变短，因此语音识别的识别精度提高。
上述特定词还可以包括用于使机器人向上述指定的方向以上述指定的间距前进移动或后退移动的容易说出的第三词，上述操作指令生成部在不更新由上述第一词指定的间距，而由上述第二词指定了上述机器人的移动方向的情况下，生成通过上述第三词使机器人以上述指定的间距向指定的方向前进移动或后退移动的操作指令。
根据上述结构，由于特定词还包括容易说出的第三词，因此在指定了机器人的移动方向后，能够通过该容易说出的词，使机器人以指定的间距向指定的方向前进移动或后退移动。例如，指定“2mm”作为间距，并且将方向指定为“右上30度”。而且，不更新这些间距和方向，如果说出“go”一次，则机器人向右上方向移动2mm。另外，不更新间距和方向，如果说出“back”一次，则机器人向右上方向移动-2mm。即，向左下30度方向移动2mm。另外，不更新间距和方向，如果说出“go、go、go”，则机器人向右上方向移动合计6mm。这样，由于通过容易说出的词使机器人前进移动或后退移动，因此语音识别的识别精度提高。
另外，上述第一词也可以包括用于确定使上述机器人从指定的位置向规定方向移动时的间距的模糊表达(ambiguity)，在上述存储部中，预先将与上述模糊表达对应的数值及其单位与该模糊表达相关联地存储起来，上述操作指令生成部在不更新由上述第二词指定的移动方向，而通过与上述模糊表达对应的数值及其单位指定了上述机器人的间距的情况下，生成使上述机器人向上述指定的移动方向以指定的间距移动的操作指令。
上述机器人具备多个机器人手臂，上述特定词还可以包括确定上述多个机器人手臂中的成为移动对象的机器人手臂的词。
根据上述结构，能够通过说话来确定多个机器人手臂中的成为移动对象的机器人手臂(例如“上臂”、“下臂”、“双臂”)。
此外，上述示教装置也可以在通过直接示教来对机器人示教动作的情况下使用。
本发明具有以上说明的结构，能够提高基于语音输入的机器人的微动模式下的语音识别精度。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的机器人的示教装置的结构的框图。
图2是表示通过语音识别而提取出的特定词的一个例子的表。
图3是表示机器人的示教作业的状况的图。
图4是表示机器人的示教作业中的信号的流动的示意图。
图5是表示通过语音识别而提取出的特定词的其他例子的表。
具体实施方式
以下，参照附图对优选的实施方式进行说明。此外，以下在所有的附图中对相同或相当的要素标注相同的附图标记，省略其重复的说明。另外，对于附图，为了便于理解而示意性地示出了各个结构要素。
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的机器人的示教装置的结构的框图。示教装置1是用于通过直接示教来对机器人3示教动作的机器人的示教装置。在本实施方式中，示教装置1具备语音识别功能，由可通信地与机器人的控制装置4连接的示教用终端构成。示教装置1与收集操作员50所发出的声音的麦克风(语音输入部)2连接。麦克风2优选具备减少除操作员50所发出的声音以外的语音的输入的噪声屏蔽单元。作为这样的噪声屏蔽单元，可列举反射从操作员50的嘴发出的声音而收集到麦克风的反射板、遮挡来自除操作员50的嘴以外的方向的声音的隔音部件。另外，优选使用对来自操作员50的嘴的方向的语音具有高灵敏度的定向麦克风。或者，还优选使用收集操作员50的骨导音的骨传导麦克风。这样的麦克风切断工厂的生产线等设置机器人3的场所的噪声并清晰地收集操作员50的声音。
示教装置1具备：语音识别部11，识别输入到麦克风2的操作人员的语音；存储部12，预先存储与机器人3的操作相关联的特定词；特定词提取部13，从存储部12提取与由语音识别部11识别出的词一致的特定词；以及操作指令生成部14，根据与由特定词提取部13提取出的特定词相关联的操作信息(指定命令)，生成对机器人的操作指令。这里，示教装置1是具备一个以上的处理器、存储器、输入输出接口、通信接口等的计算机。语音识别部11、特定词提取部13、操作指令生成部14是通过在处理器中执行规定的程序而实现的功能模块。
存储部12预先存储有通过语音识别而提取出的特定词、与该特定词相关联的机器人操作相关的命令等各种数据、其他语音识别处理程序。图2是表示通过语音识别而提取出的特定词的一个例子的图。如图2所示，特定词与机器人3的操作相关联。例如“记录”这样的特定词与示教模式下的“向当前位置的移动命令的生成命令”相关联。“发送”这样的特定词与在示教模式下生成的“机器人的程序传输命令”相关联。“开始”这样的特定词与再现模式下的“程序执行命令”相关联。“间距○○mm”这样的特定词与微动模式下的“间距指定命令”相关联。是确定使机器人从通过直接示教而指定的位置向规定方向移动时的间距的词。○○相当于数值。“右(或左)”这样的特定词与微动模式下的机器人的“右或左的移动方向的指定命令”相关联。“上(或下)”这样的特定词与微动模式下的机器人的“上或下的移动方向的指定命令”相关联。“前(或后)”这样的特定词与微动模式下的机器人的“前或后的移动方向的指定命令”相关联。“上臂(或下臂)”、“双臂”这样的特定词与双臂机器人的微动模式下的“对象臂的指定命令”相关联。
特定词提取部13从存储部12提取与由语音识别部11识别出的词一致的特定词。操作指令生成部14根据与由特定词提取部13提取出的特定词相关联的操作信息(指定命令)，生成对机器人的操作指令，并将该指令输出到控制装置4。
机器人3具有用于根据来自控制装置4的操作指令，示教动作的示教模式、和用于自动地进行被示教的动作的再现模式中的任一个模式。机器人3与控制装置4连接。控制装置4是具备运算处理器、伺服放大器、存储器、输入输出接口、通信接口等的机器人控制器。控制装置4具备直接示教部21、动作指令生成部22以及存储部23。直接示教部21在示教模式下检测被操作员50引导的机器人的位置或姿势并将示教点等示教信息存储于存储部23。动作指令生成部22在示教模式下根据来自示教装置1的操作指令，将对机器人3的动作进行指令的信号发送给机器人3。为了在再现模式下执行所示教的动作程序的回放等，而将对机器人3的动作进行指令的信号发送给机器人3。存储部23存储在示教模式下生成的动作程序等示教信息。
接下来，对基于示教装置1的机器人3的直接示教进行说明。图3是表示机器人3的示教作业的状况的图。如图3所示，机器人3是具备支承于基座30的一对机器人手臂31、31的双臂机器人。机器人3设置在相当于一个人的有限的空间(例如610mm×620mm)。在示教模式下，机器人手臂31的位置和姿势(各关节、手臂前端的角度)由操作员50手动操作。另外，在本实施方式中，操作员50安装有徒手收集操作员50所发出的声音的麦克风2，因此能够通过语音输入而进行机器人3的操作。
操作员50抓住机器人手臂31的末端，使机器人手臂31移动到所希望的位置或者取得所希望的姿势，存储此时的位置或姿势。此时，如果操作员50发出“记录”这样的文字，则在示教装置1中，通过语音识别部11识别输入到麦克风2的操作员50的语音。通过特定词提取部13，从存储部12提取与由语音识别部11识别出的词一致的特定词(参照图2)。这里，通过特定词提取部13，从存储部12提取与特定词“记录”相关联的“向当前位置的移动命令的生成命令”，并输出到操作指令生成部14。通过操作指令生成部14，根据“向当前位置的移动命令的生成命令”，生成对机器人的操作指令，并输出到控制装置4。由控制装置4接收操作指令，将机器人的当前位置或姿势存储于存储部23。
另外，本实施方式的示教装置1能够通过语音输入，执行使机器人从在直接示教中登记的位置和姿势向规定方向移动的微动模式。在存储部12，存储有确定使机器人从通过直接示教指定的位置向规定方向移动时的间距的词、和确定机器人的移动方向的词。如图2所示，“间距○○mm”这样的特定词与微动模式下的“间距指定命令”相关联。“右(或左)”这样的特定词与微动模式下的机器人的“右或左的移动方向的指定命令”相关联。
图4是表示基于语音输入的机器人操作中的信号的流动的示意图。如图4所示，如果操作员50发出“间距2mm”这样的文字，则在示教装置1中，通过语音识别部11，识别输入到麦克风2的操作员50的语音。通过特定词提取部13，从存储部12提取与由语音识别部11识别出的词一致的特定词(参照图2)。这里，通过特定词提取部13，从存储部12提取与特定词“间距○○mm”相关联的“间距指定命令”，并输出到操作指令生成部14。通过操作指令生成部14，根据“间距指定命令”，生成对机器人的操作指令，并输出到控制装置4。由控制装置4接收操作指令，指定微动模式下的间距。指定的间距存储于存储部23。
接下来，如果操作员50发出“右”、“右”、“右”、“下”这样的文字，则在示教装置1中，通过语音识别部11，识别输入到麦克风2的操作员50的语音。通过特定词提取部13，从存储部12提取与由语音识别部11识别出的词一致的特定词(参照图2)。这里，通过特定词提取部13，从存储部12提取与特定词“右”相关联的“右的移动方向的指定命令”三次后，提取与特定词“下”相关联的“下的移动方向的指定命令”一次，并将它们输出到操作指令生成部14。
通过操作指令生成部14，根据三个“右的移动方向的指定命令”和一个“下的移动方向的指定命令”，生成对机器人的操作指令，并输出到控制装置4。控制装置4接收操作指令，根据接收到的操作指令，参照存储于存储部23的间距(2mm)，在微动模式下机器人向右方向移动6mm，向下方向仅移动2mm。这样，操作指令生成部14在未更新确定的间距(2mm)，而确定了机器人的移动方向的情况下，生成使机器人以确定的间距向确定的方向移动的操作指令。
因此，根据本实施方式，在基于语音输入的微动模式下，操作员50的一次发声变短，因此语音识别的识别精度提高。
此外，在本实施方式中，在一旦指定了间距后，不更新该间距，仅说出表示方向的词的情况下，机器人以该间距向所说出的方向移动与一个间距对应的距离。但是，存在表示方向的词难以反复说出的情况。例如，如果是“右”，则反复说出不困难，但如果是“右上30度”这样的词，则难以反复说出。
因此，特定词还可以包括用于使机器人向指定的方向以指定的间距前进移动或后退移动的容易说出的词，在指定了机器人的移动方向后，通过容易说出的词，使机器人向指定的方向以规定间距移动。
图5是表示通过语音识别而提取的特定词的其他例子的表。如图5所示，用于使机器人前进移动或后退移动的容易说出的词是“前进(go)或后退(back)”。这些词的元音为一个，因此在出现时容易进行语音识别。例如指定2mm作为间距，并且将方向指定为“右上30度”。而且，不更新这些间距和方向，如果说出“go”一次，则机器人向右上方向移动2mm。另外，不更新间距和方向，如果说出“back”一次，则机器人向右上方向移动-2mm。(即向左下30度方向移动2mm)。另外，不更新间距和方向，如果说出“go、go、go”，则机器人向右上方向移动合计6mm。
即，如果操作人员说出“go”这样的词且示教装置识别出该词，则生成向已经指定的方向以已经指定的间距移动与一个间距对应的距离的操作指令。另外，如果操作人员说出“back”这样的词且示教装置1(语音识别部11)识别出该词，则生成向与已经指定的方向相反的方向以已经指定的间距移动与一个间距对应的距离的操作指令。这样，由于通过容易说出的词使机器人前进移动或后退移动，因此语音识别的识别精度提高。
此外，在本实施方式中，在不更新指定的间距，而指定了机器人的移动方向的情况下，使机器人以指定的间距向指定的方向移动，但也可以在不更新指定的移动方向而指定了间距的情况下，使机器人向指定的移动方向以指定的间距移动。例如也可以指定右方向作为移动方向，不更新其移动方向，如果操作人员说出“2mm”这样的词，则生成向右方向移动2mm的操作指令。另外，也可以不变更移动方向，如果操作人员说出“0.2mm”这样的词，则生成向右方向移动0.2mm的操作指令。
用于特定间距的词可以是包括“2mm”、“0.2mm”这样的具体数值的词，也可以是包括图5所示的“一点”、“一点点”、“多一点”、“再多一点”这样的模糊表达(ambiguity)的词。这些词被登记(存储)，与这些词对应的具体的间距(数值及其单位)的关系也被登记(存储)。例如“一点”、“一点点”这样的词被登记(存储)，且作为与这些词对应的间距，2mm和0.2mm相关联。即，“一点”这样的词与2mm的间距相关联，“一点点”这样的词与0.2mm的间距相关联。例如已经指定右方向作为移动方向，不更新其移动方向，如果操作员说出“一点”这样的词，则生成向右方向移动2mm的操作指令。另外，不变更移动方向，如果操作人员说出“一点点”这样的词，则生成向右方向移动0.2mm的操作指令。另外，不变更移动方向，如果操作人员说出“一点、一点点、一点点”，则机器人向右方向移动合计2.4mm。在人与人之间的日常对话中使用模糊表达来表示各种程度的情况较多。因此，对于操作员而言，与具体数值相比，包括模糊表达(ambiguity)的词更容易直观地指定间距。
此外，机器人3是具备两个机器人手臂31的双臂机器人，因此在微动模式下，也可以通过语音输入来确定成为移动对象的机器人手臂。例如操作员50通过说出“上臂”、“下臂”和“双臂”中的任一个，从而能够确定成为微动对象的机器人手臂31。
此外，在本实施方式中，示教装置1是用于通过直接示教来对机器人示教动作的装置，但也可以用于其他的机器人示教。
根据上述说明，对本领域技术人员而言，本发明的许多改进、其他的实施方式是显而易见的。因此，上述说明应仅作为例示来解释，并且是以向本领域技术人员示教执行本发明的最优的形态为目的而提供的。不脱离本发明的精神，就能够实质性地变更其构造和/或功能的详细内容。
工业上的利用可能性
本发明对机器人的示教是有用的。
附图标记说明
1…示教装置；2…麦克风(语音输入部)；3…机器人；4…控制装置(机器人控制器)；11…语音识别部；12…存储部；13…特定词提取部；14…操作指令生成部；21…直接示教部；22…动作指令部；23…存储部；31…机器人手臂；50…操作员。
