JP2003326479A - 自律行動ロボット - Google Patents
自律行動ロボットInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 人間に対してペットのような振る舞いで応答
し、人間が親近感を感じられる自律行動ロボットのため
の行動制御装置を提供する。 【解決手段】 ステレオカメラによる画像入力装置１、
画像処理によって人物が検出され、人物の顔領域を追跡
する人物検出装置２、ステレオカメラの画像から距離を
算出する距離算出装置３、人物情報記憶部５の情報から
人物を識別する人物識別装置４、ボディに付けられたマ
イクから構成される音声入力装置６、音源方向検出装置
７、音声認識装置８、ロボットの前後左右に設置され、
障害物検出装置１０に障害物情報を送出する超音波セン
サ９、撫でられた場合と叩かれた場合に、それぞれを識
別できる信号を行動制御装置１２に送出するタッチセン
サ１１、二つの車輪による脚部モータ１３、頭部を回転
させる頭部モータ１４、およびロボットの口に付けられ
た音声出力装置１５から構成される。
し、人間が親近感を感じられる自律行動ロボットのため
の行動制御装置を提供する。 【解決手段】 ステレオカメラによる画像入力装置１、
画像処理によって人物が検出され、人物の顔領域を追跡
する人物検出装置２、ステレオカメラの画像から距離を
算出する距離算出装置３、人物情報記憶部５の情報から
人物を識別する人物識別装置４、ボディに付けられたマ
イクから構成される音声入力装置６、音源方向検出装置
７、音声認識装置８、ロボットの前後左右に設置され、
障害物検出装置１０に障害物情報を送出する超音波セン
サ９、撫でられた場合と叩かれた場合に、それぞれを識
別できる信号を行動制御装置１２に送出するタッチセン
サ１１、二つの車輪による脚部モータ１３、頭部を回転
させる頭部モータ１４、およびロボットの口に付けられ
た音声出力装置１５から構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭などにおい
て、ペットとしての役割をはたす自律行動ロボットに関
する。
て、ペットとしての役割をはたす自律行動ロボットに関
する。
【０００２】
【従来の技術】家庭において、ペットと同等の位置づけ
を持って人間と接する自律行動ロボットの開発が一般化
している。例えば、犬のような形状を持ち、人間の声に
反応してあらかじめプログラムされた動作を行ったり、
色のついた物体に反応して近づいてきたりするロボット
が開発されている。
を持って人間と接する自律行動ロボットの開発が一般化
している。例えば、犬のような形状を持ち、人間の声に
反応してあらかじめプログラムされた動作を行ったり、
色のついた物体に反応して近づいてきたりするロボット
が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなロボットでは人物を検出・識別できないので、人
とコミュニケーションをしたり、特定の人になつくな
ど、ペットとしての重要な機能が欠落しており、人間が
ペットと同じような親近感を持てない原因となってい
る。人間が親近感を持てるようにするには、ロボットが
そこにいる人物を検出し、また、その人物が誰であるか
を識別し、また、その人物を好きであるとか嫌いである
とかの情報を持つ必要があり、さらには、これらの認識
結果や情報に基づいてロボットをペットらしく振る舞わ
せることが必須となるという課題があった。このとき、
外界の様々な情報を得ると同時に適切に処理を行い、ペ
ットらしく振る舞うことが重要な課題である。
ようなロボットでは人物を検出・識別できないので、人
とコミュニケーションをしたり、特定の人になつくな
ど、ペットとしての重要な機能が欠落しており、人間が
ペットと同じような親近感を持てない原因となってい
る。人間が親近感を持てるようにするには、ロボットが
そこにいる人物を検出し、また、その人物が誰であるか
を識別し、また、その人物を好きであるとか嫌いである
とかの情報を持つ必要があり、さらには、これらの認識
結果や情報に基づいてロボットをペットらしく振る舞わ
せることが必須となるという課題があった。このとき、
外界の様々な情報を得ると同時に適切に処理を行い、ペ
ットらしく振る舞うことが重要な課題である。
【０００４】本発明は、このような点を鑑みてなされた
もので、様々な外界の情報を得ると同時に適切な処理を
行うことによって、人間に対してできるだけペットのよ
うな振る舞いで応答し、人間が親近感を感じることがで
きるような自律行動ロボットのための行動制御装置を提
供することを目的とする。
もので、様々な外界の情報を得ると同時に適切な処理を
行うことによって、人間に対してできるだけペットのよ
うな振る舞いで応答し、人間が親近感を感じることがで
きるような自律行動ロボットのための行動制御装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、画像入力装置と、該画像入力装置により入力された
画像から人物を検出する人物検出手段と、該人物検出手
段により検出された人物までの距離を算出する距離算出
手段と、前記人物検出手段により検出された人物を識別
する人物識別手段と、人物の情報を記憶する人物情報記
憶手段と、音声入力装置と、該音声入力装置により入力
された音声の方向を検出する音源方向検出手段と、前記
音声入力装置により入力された音声を認識する音声認識
手段と、超音波センサにより周囲の障害物を検出する障
害物検出手段と、撫でられたか叩かれたかを検出する接
触検出手段と、前記人物検出手段により検出された人物
検出情報と前記人物識別手段により識別された人物識別
情報と前記音源方向検出手段により検出された音源方向
と前記音声認識手段により認識された音声情報と前記障
害物検出手段により検出された障害物情報と前記接触検
出手段により検出された接触情報とを用いてロボットの
行動を制御する行動制御手段と、該行動制御手段の制御
により可動する脚部と頭部と、前記行動制御手段の制御
により応答を出力する応答出力手段とを備える自律行動
ロボットにおいて、前記行動制御手段が、前記人物検出
手段及び前記人物識別手段及び前記音源方向検出手段及
び前記音声認識手段及び前記障害物検出手段及び前記接
触検出手段の出力を順々に記憶する入力情報記憶部と、
該入力情報記憶部に記憶されている入力情報を参照し、
前記障害物検出手段により検出された障害物情報を用い
て周囲の障害物に衝突しないようにロボットを移動さ
せ、前記人物検出手段により人物が検出された場合なら
びに前記音源方向検出手段により音源方向が検出された
場合ならびに前記接触検出手段により接触が検出された
場合に終了する移動制御処理部と、前記入力情報記憶部
に記憶されている入力情報を参照し、その場でロボット
を停止させ、前記音源方向検出手段により音源方向が検
出されたらロボットを該方向に向け、前記人物検出手段
により人物が検出された場合とあらかじめ決められた時
間人物が検出されない場合に終了する人物探索処理部
と、前記入力情報記憶部に記憶されている入力情報を参
照し、ロボットに前記人物検出手段により検出している
人物の方向を向かせ、前記距離算出手段により算出され
た人物までの距離があらかじめ決められた値よりも大き
くかつ前記障害物検出手段により人物までの間に障害物
が検出されないときに人物へ接近し、前記距離があらか
じめ決められた値よりも小さいときに接近を止め、前記
音声認識手段により音声を認識した場合に認識した音声
に応じた反応を前記応答出力手段により出力し、前記接
触検出手段により接触が検出されたときに撫でられたか
叩かれたかによって異なる応答を前記応答出力手段によ
り出力し、前記人物識別手段により検出している人物を
識別した場合に前記人物情報記憶手段に記憶されている
前記人物の情報を参照して該人物に応じた応答をし、前
記人物を見失った場合ならびにあらかじめ決められた音
声を認識した場合に終了することを特徴とする対話処理
部と、ロボットが起動されたときに前記移動制御処理部
を起動し、該移動制御処理部が前記人物検出手段により
人物が検出されたために終了した場合に前記対話処理部
を起動し、前記移動制御処理部が前記音源方向検出手段
により終了した場合と前記接触検出手段により終了した
場合に人物探索処理部を起動し、該人物探索処理部が前
記人物検出手段により人物が検出されたために終了した
場合に対話処理部を起動し、前記人物探索処理部があら
かじめ決められた時間人物が検出されないために終了し
た場合に移動制御処理部を起動し、前記対話処理部が人
物を見失ったために終了した場合に人物探索処理部を起
動し、前記対話処理部があらかじめ決められた音声を認
識したために終了した場合に移動制御手段を起動する、
ことを特徴とする制御切替部とからなることを特徴とす
る自律行動ロボットを提供する。
は、画像入力装置と、該画像入力装置により入力された
画像から人物を検出する人物検出手段と、該人物検出手
段により検出された人物までの距離を算出する距離算出
手段と、前記人物検出手段により検出された人物を識別
する人物識別手段と、人物の情報を記憶する人物情報記
憶手段と、音声入力装置と、該音声入力装置により入力
された音声の方向を検出する音源方向検出手段と、前記
音声入力装置により入力された音声を認識する音声認識
手段と、超音波センサにより周囲の障害物を検出する障
害物検出手段と、撫でられたか叩かれたかを検出する接
触検出手段と、前記人物検出手段により検出された人物
検出情報と前記人物識別手段により識別された人物識別
情報と前記音源方向検出手段により検出された音源方向
と前記音声認識手段により認識された音声情報と前記障
害物検出手段により検出された障害物情報と前記接触検
出手段により検出された接触情報とを用いてロボットの
行動を制御する行動制御手段と、該行動制御手段の制御
により可動する脚部と頭部と、前記行動制御手段の制御
により応答を出力する応答出力手段とを備える自律行動
ロボットにおいて、前記行動制御手段が、前記人物検出
手段及び前記人物識別手段及び前記音源方向検出手段及
び前記音声認識手段及び前記障害物検出手段及び前記接
触検出手段の出力を順々に記憶する入力情報記憶部と、
該入力情報記憶部に記憶されている入力情報を参照し、
前記障害物検出手段により検出された障害物情報を用い
て周囲の障害物に衝突しないようにロボットを移動さ
せ、前記人物検出手段により人物が検出された場合なら
びに前記音源方向検出手段により音源方向が検出された
場合ならびに前記接触検出手段により接触が検出された
場合に終了する移動制御処理部と、前記入力情報記憶部
に記憶されている入力情報を参照し、その場でロボット
を停止させ、前記音源方向検出手段により音源方向が検
出されたらロボットを該方向に向け、前記人物検出手段
により人物が検出された場合とあらかじめ決められた時
間人物が検出されない場合に終了する人物探索処理部
と、前記入力情報記憶部に記憶されている入力情報を参
照し、ロボットに前記人物検出手段により検出している
人物の方向を向かせ、前記距離算出手段により算出され
た人物までの距離があらかじめ決められた値よりも大き
くかつ前記障害物検出手段により人物までの間に障害物
が検出されないときに人物へ接近し、前記距離があらか
じめ決められた値よりも小さいときに接近を止め、前記
音声認識手段により音声を認識した場合に認識した音声
に応じた反応を前記応答出力手段により出力し、前記接
触検出手段により接触が検出されたときに撫でられたか
叩かれたかによって異なる応答を前記応答出力手段によ
り出力し、前記人物識別手段により検出している人物を
識別した場合に前記人物情報記憶手段に記憶されている
前記人物の情報を参照して該人物に応じた応答をし、前
記人物を見失った場合ならびにあらかじめ決められた音
声を認識した場合に終了することを特徴とする対話処理
部と、ロボットが起動されたときに前記移動制御処理部
を起動し、該移動制御処理部が前記人物検出手段により
人物が検出されたために終了した場合に前記対話処理部
を起動し、前記移動制御処理部が前記音源方向検出手段
により終了した場合と前記接触検出手段により終了した
場合に人物探索処理部を起動し、該人物探索処理部が前
記人物検出手段により人物が検出されたために終了した
場合に対話処理部を起動し、前記人物探索処理部があら
かじめ決められた時間人物が検出されないために終了し
た場合に移動制御処理部を起動し、前記対話処理部が人
物を見失ったために終了した場合に人物探索処理部を起
動し、前記対話処理部があらかじめ決められた音声を認
識したために終了した場合に移動制御手段を起動する、
ことを特徴とする制御切替部とからなることを特徴とす
る自律行動ロボットを提供する。
【０００６】請求項２に記載の発明は、前記人物情報記
憶手段が、前記構成に加えて人物に対する好感度を記憶
することを特徴とし、前記行動制御手段における対話処
理部が、前記構成に加えて好感度と距離の対応表を持
ち、前記人物識別手段によって人物を識別したときに前
記人物情報記憶手段を参照して記憶されている該人物の
好感度を得、前記対応表から該好感度に対応する距離値
Ｌ１を得、前記距離算出手段により算出される該人物ま
での距離値Ｌ２を得、Ｌ１＞Ｌ２であるときにロボット
を人物から遠ざけ、Ｌ１＜Ｌ２であるときにロボットを
人物に近づけ、前記音声認識手段により単語を認識した
ときに認識した単語と人物に対する好感度を参照して応
答することを特徴とする、請求項１記載の自律行動ロボ
ットを提供する。
憶手段が、前記構成に加えて人物に対する好感度を記憶
することを特徴とし、前記行動制御手段における対話処
理部が、前記構成に加えて好感度と距離の対応表を持
ち、前記人物識別手段によって人物を識別したときに前
記人物情報記憶手段を参照して記憶されている該人物の
好感度を得、前記対応表から該好感度に対応する距離値
Ｌ１を得、前記距離算出手段により算出される該人物ま
での距離値Ｌ２を得、Ｌ１＞Ｌ２であるときにロボット
を人物から遠ざけ、Ｌ１＜Ｌ２であるときにロボットを
人物に近づけ、前記音声認識手段により単語を認識した
ときに認識した単語と人物に対する好感度を参照して応
答することを特徴とする、請求項１記載の自律行動ロボ
ットを提供する。
【０００７】また、請求項３に記載の発明は、前記行動
制御手段が、前記構成に加えて入力情報解析処理部を有
し、前記入力情報解析処理部が、前記入力情報記憶部に
記憶されている入力情報を参照して、前記音源方向検出
手段による出力が複数存在するときに最も新しいものだ
けを残して他の前記音源方向検出手段による出力を前記
入力情報記憶部から削除し、前記障害物検出手段による
出力が複数存在するときに最も新しい出力だけを残して
他の前記障害物検出手段による出力を前記入力情報記憶
部から削除し、前記接触検出手段による出力が複数存在
するときに最も新しい出力だけを残して他の前記接触検
出手段による出力を前記入力情報記憶部から削除するこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の自律行動ロボ
ットを提供する。
制御手段が、前記構成に加えて入力情報解析処理部を有
し、前記入力情報解析処理部が、前記入力情報記憶部に
記憶されている入力情報を参照して、前記音源方向検出
手段による出力が複数存在するときに最も新しいものだ
けを残して他の前記音源方向検出手段による出力を前記
入力情報記憶部から削除し、前記障害物検出手段による
出力が複数存在するときに最も新しい出力だけを残して
他の前記障害物検出手段による出力を前記入力情報記憶
部から削除し、前記接触検出手段による出力が複数存在
するときに最も新しい出力だけを残して他の前記接触検
出手段による出力を前記入力情報記憶部から削除するこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の自律行動ロボ
ットを提供する。
【０００８】本発明に係る自律行動ロボットの行動制御
装置は、移動制御処理、人物探索処理、対話処理とこれ
らを切り替える切替処理とから構成され、人物の検出・
識別、音源方向検出、音声認識、タッチセンサ、超音波
センサによる障害物検出、などの様々な入力を適切に処
理して、ペットらしく自然に応答することを特徴とす
る。
装置は、移動制御処理、人物探索処理、対話処理とこれ
らを切り替える切替処理とから構成され、人物の検出・
識別、音源方向検出、音声認識、タッチセンサ、超音波
センサによる障害物検出、などの様々な入力を適切に処
理して、ペットらしく自然に応答することを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
より詳細に説明する。図１に本発明に従う自律行動ロボ
ットの第一の実施形態の概略構成を示す。図１を参照し
て、本装置の構成及び動作の概要を説明する。また、図
５に本発明の実施形態において想定するロボットの外観
を示す。本装置は、画像入力装置１、人物検出装置２、
距離算出装置３、人物識別装置４、人物情報記憶部５、
音声入力装置６、音源方向検出装置７、音声認識装置
８、超音波センサ９、障害物検出装置１０、タッチセン
サ１１、行動制御装置１２、脚部モータ１３、頭部モー
タ１４、音声出力装置１５を有する。
より詳細に説明する。図１に本発明に従う自律行動ロボ
ットの第一の実施形態の概略構成を示す。図１を参照し
て、本装置の構成及び動作の概要を説明する。また、図
５に本発明の実施形態において想定するロボットの外観
を示す。本装置は、画像入力装置１、人物検出装置２、
距離算出装置３、人物識別装置４、人物情報記憶部５、
音声入力装置６、音源方向検出装置７、音声認識装置
８、超音波センサ９、障害物検出装置１０、タッチセン
サ１１、行動制御装置１２、脚部モータ１３、頭部モー
タ１４、音声出力装置１５を有する。
【００１０】画像入力装置１はステレオカメラとなって
いて、片方のカメラの画像が人物検出装置２へ入力さ
れ、両方のカメラの画像が距離算出装置３へ入力され
る。人物検出装置２では、画像処理によって人物が検出
され、人物の顔領域が抽出され、以後顔領域を追跡す
る。人物を検出したときには検出を示す信号を行動制御
装置１２へ出力し、人物を見失ったときには見失ったこ
とを示す信号を行動制御装置１２へ出力する。また、人
物検出装置２が保持する人物の顔の画像上の位置情報は
行動制御装置１２から参照することが可能となってい
る。人物検出装置２で抽出された顔領域は距離算出装置
３と人物識別装置４へ供給される。
いて、片方のカメラの画像が人物検出装置２へ入力さ
れ、両方のカメラの画像が距離算出装置３へ入力され
る。人物検出装置２では、画像処理によって人物が検出
され、人物の顔領域が抽出され、以後顔領域を追跡す
る。人物を検出したときには検出を示す信号を行動制御
装置１２へ出力し、人物を見失ったときには見失ったこ
とを示す信号を行動制御装置１２へ出力する。また、人
物検出装置２が保持する人物の顔の画像上の位置情報は
行動制御装置１２から参照することが可能となってい
る。人物検出装置２で抽出された顔領域は距離算出装置
３と人物識別装置４へ供給される。
【００１１】距離算出装置３では、ステレオマッチング
によって人物までの距離が算出される。この距離値は距
離算出装置３に保持され、行動制御装置１２から参照す
ることが可能となっている。人物識別装置４では、人物
情報記憶部５に記憶されている人物の顔画像の情報を参
照して、検出された人物が登録された人物のうちの誰で
あるか、または登録されていない人物であるかが識別さ
れ、結果が出たときに行動制御装置１２へその結果が供
給される。
によって人物までの距離が算出される。この距離値は距
離算出装置３に保持され、行動制御装置１２から参照す
ることが可能となっている。人物識別装置４では、人物
情報記憶部５に記憶されている人物の顔画像の情報を参
照して、検出された人物が登録された人物のうちの誰で
あるか、または登録されていない人物であるかが識別さ
れ、結果が出たときに行動制御装置１２へその結果が供
給される。
【００１２】音声入力装置６はボディに付けられた三つ
のマイクから構成され、ボディ正面のマイクの入力が音
声認識装置８へ供給される。音声認識装置８では、入力
された音声が、あらかじめ登録された単語のどれかと一
致するときにその単語が行動制御装置１２へ供給され
る。また、音声入力装置６の三つのマイクの入力が音源
方向検出装置７へ出力される。音源方向検出装置７で
は、複数のマイクによる音声信号を解析して、その音が
発生した方向を検出し、ロボットに固定された座標系に
おける方向ベクトルを算出して音がしたという情報とと
もに行動制御装置１２へ出力する。
のマイクから構成され、ボディ正面のマイクの入力が音
声認識装置８へ供給される。音声認識装置８では、入力
された音声が、あらかじめ登録された単語のどれかと一
致するときにその単語が行動制御装置１２へ供給され
る。また、音声入力装置６の三つのマイクの入力が音源
方向検出装置７へ出力される。音源方向検出装置７で
は、複数のマイクによる音声信号を解析して、その音が
発生した方向を検出し、ロボットに固定された座標系に
おける方向ベクトルを算出して音がしたという情報とと
もに行動制御装置１２へ出力する。
【００１３】超音波センサ９はロボットの前後左右に設
置され、その出力は障害物検出装置１０へ供給される、
障害物検出装置１０では、各超音波センサ毎の障害物ま
での距離値を算出して保持し、これらの距離値のうちの
どれか又は複数が、あらかじめ決められた距離以下であ
るとき、障害物が存在すると判断して、障害物が存在す
るという信号とその方向を行動制御装置１２へ供給す
る。障害物検出装置１０が保持する距離情報は行動制御
装置１２から参照することが可能である。タッチセンサ
１１は、ロボットの頭部に設置され、このタッチセンサ
が撫でられた場合と叩かれた場合に、それぞれを識別で
きる信号を行動制御装置１２へ供給する。
置され、その出力は障害物検出装置１０へ供給される、
障害物検出装置１０では、各超音波センサ毎の障害物ま
での距離値を算出して保持し、これらの距離値のうちの
どれか又は複数が、あらかじめ決められた距離以下であ
るとき、障害物が存在すると判断して、障害物が存在す
るという信号とその方向を行動制御装置１２へ供給す
る。障害物検出装置１０が保持する距離情報は行動制御
装置１２から参照することが可能である。タッチセンサ
１１は、ロボットの頭部に設置され、このタッチセンサ
が撫でられた場合と叩かれた場合に、それぞれを識別で
きる信号を行動制御装置１２へ供給する。
【００１４】脚部モータ１３は、図５にあるようにロボ
ットの下部の左右にある二つの車輪をそれぞれ独立に回
転させることができる。また、頭部モータ１４はロボッ
トの頭部を上下左右に回転させることができる。音声出
力装置１５は、ロボットの口に付けられたスピーカであ
る。行動制御装置１２は、移動制御処理部２１、人物探
索処理部２２、対話処理部２３、制御切替部２４、入力
情報記憶部２５とからなる。入力情報記憶部２５には、
人物検出装置２、人物識別装置４、音源方向検出装置
７、音声認識装置８、障害物検出装置１０、タッチセン
サ１１から行動制御装置１２へ出力される情報が順次記
憶される。
ットの下部の左右にある二つの車輪をそれぞれ独立に回
転させることができる。また、頭部モータ１４はロボッ
トの頭部を上下左右に回転させることができる。音声出
力装置１５は、ロボットの口に付けられたスピーカであ
る。行動制御装置１２は、移動制御処理部２１、人物探
索処理部２２、対話処理部２３、制御切替部２４、入力
情報記憶部２５とからなる。入力情報記憶部２５には、
人物検出装置２、人物識別装置４、音源方向検出装置
７、音声認識装置８、障害物検出装置１０、タッチセン
サ１１から行動制御装置１２へ出力される情報が順次記
憶される。
【００１５】移動制御処理部２１、人物探索処理部２
２、対話処理部２３は、ループ処理を終了するまで繰り
返し、そのループ処理の中で、記憶部２５を参照してそ
こに何らかの出力情報があれば、それに対応した命令を
脚部モータ１３、頭部モータ１４、音声出力装置１５へ
送り、脚部を稼働してロボットを移動させたり、頭部を
稼働したり、音声を出力したりする。この記憶部２５に
記憶されている情報を行動制御装置側からは入力情報と
呼ぶことにする。
２、対話処理部２３は、ループ処理を終了するまで繰り
返し、そのループ処理の中で、記憶部２５を参照してそ
こに何らかの出力情報があれば、それに対応した命令を
脚部モータ１３、頭部モータ１４、音声出力装置１５へ
送り、脚部を稼働してロボットを移動させたり、頭部を
稼働したり、音声を出力したりする。この記憶部２５に
記憶されている情報を行動制御装置側からは入力情報と
呼ぶことにする。
【００１６】次に、本実施形態の行動制御装置１２の動
作について詳細に説明する。図３に行動制御装置１２の
概略図を示す。まずはじめに、移動制御処理部２１につ
いて図２を参照して説明する。移動制御処理部２１は、
図２に示すようにループ（繰り返し）処理を行う。ルー
プ処理の中には、入力情報参照部２１１と制御処理部２
１２とがあり、入力情報参照部２１１では入力情報記憶
部２５に記憶されている入力情報のうちのもっとも古い
情報を取り出してこれを制御処理部２１２へ渡す。制御
処理部２１２では、渡された入力情報に応じた命令を脚
部モータ１３および頭部モータ１４へ送り、次に、入力
された情報に応じて、ループ処理を抜けるかループ処理
を続けるかの判断を行う。ループ処理を抜けた場合、移
動制御処理部２１は終了する。
作について詳細に説明する。図３に行動制御装置１２の
概略図を示す。まずはじめに、移動制御処理部２１につ
いて図２を参照して説明する。移動制御処理部２１は、
図２に示すようにループ（繰り返し）処理を行う。ルー
プ処理の中には、入力情報参照部２１１と制御処理部２
１２とがあり、入力情報参照部２１１では入力情報記憶
部２５に記憶されている入力情報のうちのもっとも古い
情報を取り出してこれを制御処理部２１２へ渡す。制御
処理部２１２では、渡された入力情報に応じた命令を脚
部モータ１３および頭部モータ１４へ送り、次に、入力
された情報に応じて、ループ処理を抜けるかループ処理
を続けるかの判断を行う。ループ処理を抜けた場合、移
動制御処理部２１は終了する。
【００１７】以下に制御処理部２１２の動作を具体的に
説明する。入力情報が障害物検出装置１０の出力である
場合、脚部モータ１３に停止命令を送る。次に、障害物
の存在する方向と逆の方向を向くように脚部モータ１３
に命令を送る。このときにはループ処理を続ける。入力
情報が人物検出装置２の出力であり、その内容が人物検
出であるときには、ループを抜ける。入力情報が音源方
向検出装置７の出力であるときには、脚部モータ１３に
命令を送り、音のした方向にロボットを向け、ループ処
理を抜ける。入力情報がタッチセンサ１１の出力である
ときには、撫でられたか叩かれたかに関わらず、ループ
処理を抜ける。入力情報が上記以外の場合（入力情報が
空の場合も含む）には脚部モータ１３に命令を送りロボ
ットを前進させ、ループ処理を続ける。
説明する。入力情報が障害物検出装置１０の出力である
場合、脚部モータ１３に停止命令を送る。次に、障害物
の存在する方向と逆の方向を向くように脚部モータ１３
に命令を送る。このときにはループ処理を続ける。入力
情報が人物検出装置２の出力であり、その内容が人物検
出であるときには、ループを抜ける。入力情報が音源方
向検出装置７の出力であるときには、脚部モータ１３に
命令を送り、音のした方向にロボットを向け、ループ処
理を抜ける。入力情報がタッチセンサ１１の出力である
ときには、撫でられたか叩かれたかに関わらず、ループ
処理を抜ける。入力情報が上記以外の場合（入力情報が
空の場合も含む）には脚部モータ１３に命令を送りロボ
ットを前進させ、ループ処理を続ける。
【００１８】次に、人物探索処理部２２の動作について
説明する。人物探索処理部２２は移動制御処理部２１と
同様に、ループ処理からなる。ループ処理の中には、入
力情報参照部２１１と制御処理部２１２とがあり、入力
情報参照部２１１では入力情報記憶部２５に記憶されて
いる入力情報のうちのもっとも古い情報を取り出してこ
れを制御処理部２１２へ渡す。制御処理部２１２では、
渡された入力情報に応じた命令を脚部モータ１３および
頭部モータ１４へ送り、入力された情報に応じて、ルー
プ処理を抜けるかループ処理を続けるかの判断を行う。
ループ処理を抜けた場合、人物探索処理部２２は終了す
る。
説明する。人物探索処理部２２は移動制御処理部２１と
同様に、ループ処理からなる。ループ処理の中には、入
力情報参照部２１１と制御処理部２１２とがあり、入力
情報参照部２１１では入力情報記憶部２５に記憶されて
いる入力情報のうちのもっとも古い情報を取り出してこ
れを制御処理部２１２へ渡す。制御処理部２１２では、
渡された入力情報に応じた命令を脚部モータ１３および
頭部モータ１４へ送り、入力された情報に応じて、ルー
プ処理を抜けるかループ処理を続けるかの判断を行う。
ループ処理を抜けた場合、人物探索処理部２２は終了す
る。
【００１９】以下に制御処理部２１２の動作を具体的に
説明する。入力情報が人物検出装置２の出力であり、そ
の内容が人物検出である場合、ループを抜ける。入力情
報が音源方向検出装置７の出力であるときには、脚部モ
ータ１３に命令を送り、音のした方向にロボットを向け
る。このときにはループ処理を抜けない。入力情報が上
記以外の場合（入力情報が空の場合も含む）、人物探索
処理部２２が起動されてからの時間をチェックし、この
時間があらかじめ決められた時間よりも長いときにルー
プ処理を抜ける。
説明する。入力情報が人物検出装置２の出力であり、そ
の内容が人物検出である場合、ループを抜ける。入力情
報が音源方向検出装置７の出力であるときには、脚部モ
ータ１３に命令を送り、音のした方向にロボットを向け
る。このときにはループ処理を抜けない。入力情報が上
記以外の場合（入力情報が空の場合も含む）、人物探索
処理部２２が起動されてからの時間をチェックし、この
時間があらかじめ決められた時間よりも長いときにルー
プ処理を抜ける。
【００２０】次に、対話処理部２３の動作について説明
する。対話処理部２３は移動制御処理部２１と同様に、
入力情報参照部２１１と制御処理部２１２とから構成さ
れるループ処理になっている。入力情報参照部２１１で
は入力情報記憶部２５に記憶されている入力情報のうち
のもっとも古い情報を取り出してこれを制御処理部２１
２へ渡す。制御処理部２１２では、渡された入力情報に
応じた命令を脚部モータ１３および頭部モータ１４およ
び音声出力装置１５へ送り、入力された情報に応じて、
ループ処理を抜けるかループ処理を続けるかの判断を行
う。ループ処理を抜けた場合、対話処理部２３は終了す
る。
する。対話処理部２３は移動制御処理部２１と同様に、
入力情報参照部２１１と制御処理部２１２とから構成さ
れるループ処理になっている。入力情報参照部２１１で
は入力情報記憶部２５に記憶されている入力情報のうち
のもっとも古い情報を取り出してこれを制御処理部２１
２へ渡す。制御処理部２１２では、渡された入力情報に
応じた命令を脚部モータ１３および頭部モータ１４およ
び音声出力装置１５へ送り、入力された情報に応じて、
ループ処理を抜けるかループ処理を続けるかの判断を行
う。ループ処理を抜けた場合、対話処理部２３は終了す
る。
【００２１】以下に制御処理部２１２の動作を具体的に
説明する。入力情報が人物検出装置２の出力であり、そ
の内容が「人物を見失った」である場合にはループを抜
ける。入力情報が音声認識装置８の出力であるとき、認
識した単語に応じた音声を音声出力装置１５から出力す
る。このとき人物識別結果がすでに得られている場合に
は、識別した人物の好感度を参照して、好感度に応じた
応答をする。例えば、好感度が一定値よりも小さいとき
には何も応答しない、であるとか、頭部モータに命令を
送って横を向く、などが考えられる（この場合には人物
を見失うので対話処理部２３は終了することになる）。
このときループは抜けない。また、認識した単語があら
かじめ決められた特定の単語であるときには、ループを
抜ける。これは例えば、人間が「さようなら」と言った
ときに対話を終了するということである。
説明する。入力情報が人物検出装置２の出力であり、そ
の内容が「人物を見失った」である場合にはループを抜
ける。入力情報が音声認識装置８の出力であるとき、認
識した単語に応じた音声を音声出力装置１５から出力す
る。このとき人物識別結果がすでに得られている場合に
は、識別した人物の好感度を参照して、好感度に応じた
応答をする。例えば、好感度が一定値よりも小さいとき
には何も応答しない、であるとか、頭部モータに命令を
送って横を向く、などが考えられる（この場合には人物
を見失うので対話処理部２３は終了することになる）。
このときループは抜けない。また、認識した単語があら
かじめ決められた特定の単語であるときには、ループを
抜ける。これは例えば、人間が「さようなら」と言った
ときに対話を終了するということである。
【００２２】入力情報が人物識別装置４の出力であると
きには識別結果を保持してループ処理を抜けない。入力
情報が障害物検出装置１０の出力であるときにはロボッ
トを停止させるが、ループ処理は抜けない。入力情報が
タッチセンサ１１の出力であるとき、撫でられた場合に
は、喜びを表現する音声を音声出力装置１５から出力
し、人物が識別できているときにはその人物の好感度を
増やす。叩かれた場合には、怒りを表現する音声を音声
出力装置１５から出力し、人物が識別できているときに
はその人物の好感度を減少させる。入力情報が上記以外
の場合（入力情報が空の場合も含む）には、人物検出装
置２に保持されている人物の顔の中心の画像上の位置座
標を参照し、この位置が画像の中心から一定値以上離れ
ている場合には、顔の中心位置が画像上の中心に来るよ
うにロボットを動かす。
きには識別結果を保持してループ処理を抜けない。入力
情報が障害物検出装置１０の出力であるときにはロボッ
トを停止させるが、ループ処理は抜けない。入力情報が
タッチセンサ１１の出力であるとき、撫でられた場合に
は、喜びを表現する音声を音声出力装置１５から出力
し、人物が識別できているときにはその人物の好感度を
増やす。叩かれた場合には、怒りを表現する音声を音声
出力装置１５から出力し、人物が識別できているときに
はその人物の好感度を減少させる。入力情報が上記以外
の場合（入力情報が空の場合も含む）には、人物検出装
置２に保持されている人物の顔の中心の画像上の位置座
標を参照し、この位置が画像の中心から一定値以上離れ
ている場合には、顔の中心位置が画像上の中心に来るよ
うにロボットを動かす。
【００２３】また、顔の中心位置が画像の中心から一定
値以内にあり、かつ、人物がすでに識別されている場合
には、その人物の好感度を人物情報記憶部５から取得
し、好感度毎に設定されている距離値Ｌ１を取得する。
この距離値Ｌ１は、例えば、好感度が０から１まで変化
するときに、好感度が０．３未満であればＬａ、０．３
以上０．７未満であればＬｂ、０．７以上であればＬｃ
（Ｌａ＞Ｌｂ＞Ｌｃ）のようにあらかじめ設定されてい
る。次に距離算出装置３に保持されている人物までの距
離値Ｌ２を取得し、Ｌ２＞Ｌ１であればロボットを距離
Ｌｔだけ人物に接近させ、逆に、Ｌ２＜Ｌ１であればロ
ボットを距離Ｌｔだけ人物から遠ざける。
値以内にあり、かつ、人物がすでに識別されている場合
には、その人物の好感度を人物情報記憶部５から取得
し、好感度毎に設定されている距離値Ｌ１を取得する。
この距離値Ｌ１は、例えば、好感度が０から１まで変化
するときに、好感度が０．３未満であればＬａ、０．３
以上０．７未満であればＬｂ、０．７以上であればＬｃ
（Ｌａ＞Ｌｂ＞Ｌｃ）のようにあらかじめ設定されてい
る。次に距離算出装置３に保持されている人物までの距
離値Ｌ２を取得し、Ｌ２＞Ｌ１であればロボットを距離
Ｌｔだけ人物に接近させ、逆に、Ｌ２＜Ｌ１であればロ
ボットを距離Ｌｔだけ人物から遠ざける。
【００２４】次に制御切替部２４の動作について説明す
る。制御切替部２４は、自律行動ロボットが起動された
ときに、移動制御処理部２１を起動する。移動制御処理
部２１が、人物を検出して終了した場合には対話処理部
２３を起動し、音源方向検出及びタッチセンサによって
終了した場合、人物探索処理部２２を起動する。人物探
索処理部２２が、人物を検出して終了した場合には対話
処理部２３を起動し、あらかじめ決められた時間よりも
長いという条件で終了した場合には移動制御処理部２１
を起動する。対話処理部２３が、人物を見失って終了し
た場合には人物探索処理部２２を起動し、特定の単語を
認識して終了した場合には移動制御処理部２１を起動す
る。
る。制御切替部２４は、自律行動ロボットが起動された
ときに、移動制御処理部２１を起動する。移動制御処理
部２１が、人物を検出して終了した場合には対話処理部
２３を起動し、音源方向検出及びタッチセンサによって
終了した場合、人物探索処理部２２を起動する。人物探
索処理部２２が、人物を検出して終了した場合には対話
処理部２３を起動し、あらかじめ決められた時間よりも
長いという条件で終了した場合には移動制御処理部２１
を起動する。対話処理部２３が、人物を見失って終了し
た場合には人物探索処理部２２を起動し、特定の単語を
認識して終了した場合には移動制御処理部２１を起動す
る。
【００２５】次に、本発明の第二の実施形態について説
明する。本発明の第二の実施形態は、画像入力装置１、
人物検出装置２、距離算出装置３、人物識別装置４、人
物情報記憶部５、音声入力装置６、音源方向検出装置
７、音声認識装置８、超音波センサ９、障害物検出装置
１０、タッチセンサ１１、行動制御装置１２、脚部モー
タ１３、頭部モータ１４、および音声出力装置１５を有
する。本発明の第二の実施形態は、上で述べた第一の実
施形態の構成と比較し、図４にあるように、行動制御装
置１２が、人物情報解析処理部２６を有する点で、第一
の実施形態における行動制御装置１２と異なる。したが
って、第二の実施形態の説明では、人物情報解析処理部
２６の説明を以下に行う。
明する。本発明の第二の実施形態は、画像入力装置１、
人物検出装置２、距離算出装置３、人物識別装置４、人
物情報記憶部５、音声入力装置６、音源方向検出装置
７、音声認識装置８、超音波センサ９、障害物検出装置
１０、タッチセンサ１１、行動制御装置１２、脚部モー
タ１３、頭部モータ１４、および音声出力装置１５を有
する。本発明の第二の実施形態は、上で述べた第一の実
施形態の構成と比較し、図４にあるように、行動制御装
置１２が、人物情報解析処理部２６を有する点で、第一
の実施形態における行動制御装置１２と異なる。したが
って、第二の実施形態の説明では、人物情報解析処理部
２６の説明を以下に行う。
【００２６】人物情報解析処理部２６は、人物情報記憶
部２５に記憶されているすべての人物情報を取り出し、
音源方向検出装置７による出力が複数存在するときに最
も新しいものだけを残して他の音源方向検出装置７によ
る出力を人物情報記憶部から削除し、障害物検出装置１
０による出力が複数存在するときに最も新しい出力だけ
を残して他の障害物検出装置１０による出力を人物情報
記憶部から削除し、タッチセンサ１１による出力が複数
存在するときに最も新しい出力だけを残して他のタッチ
センサ１１による出力を人物情報記憶部から削除する。
部２５に記憶されているすべての人物情報を取り出し、
音源方向検出装置７による出力が複数存在するときに最
も新しいものだけを残して他の音源方向検出装置７によ
る出力を人物情報記憶部から削除し、障害物検出装置１
０による出力が複数存在するときに最も新しい出力だけ
を残して他の障害物検出装置１０による出力を人物情報
記憶部から削除し、タッチセンサ１１による出力が複数
存在するときに最も新しい出力だけを残して他のタッチ
センサ１１による出力を人物情報記憶部から削除する。
【００２７】以上、本発明の好適な実施形態を説明した
が、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、他の種々の態様
で実施した場合も本発明に含まれる。
が、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、他の種々の態様
で実施した場合も本発明に含まれる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
人物の検出・識別、音源方向検出、音声認識、タッチセ
ンサ、超音波センサによる障害物検出、などの様々な入
力を適切に処理して、ペットらしく自然に応答すること
ができるので、人間にとって親しみやすいペットのよう
な自律行動ロボットを提供することができるという効果
が得られる。
人物の検出・識別、音源方向検出、音声認識、タッチセ
ンサ、超音波センサによる障害物検出、などの様々な入
力を適切に処理して、ペットらしく自然に応答すること
ができるので、人間にとって親しみやすいペットのよう
な自律行動ロボットを提供することができるという効果
が得られる。
【図１】 本発明の第一の実施形態の全体の構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図２】 本発明の第一の実施形態における移動制御処
理部の処理の流れをを示す図。
理部の処理の流れをを示す図。
【図３】 本発明の第一の実施形態における行動制御装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図４】 本発明の第二の実施形態における行動制御装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図５】 本発明の実施形態における自律行動ロボット
の外観の概略を示す図。
の外観の概略を示す図。
１…画像入力装置
２…人物検出装置
３…距離算出装置
４…人物識別装置
５…人物情報記憶部
６…音声入力装置
７…音源方向検出装置
８…音声認識装置
９…超音波センサ
１０…障害物検出装置
１１…タッチセンサ
１２…行動制御装置
１３…脚部モータ
１４…頭部モータ
１５…音声出力装置
２１…移動制御処理部
２２…人物探索処理部
２３…対話処理部
２４…制御切替部
２５…人物情報記憶部
２６…人物情報解析処理部
２１１…人物情報参照部
２１２…制御処理部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２５Ｊ 13/08 Ｂ２５Ｊ 13/08 Ｚ
Ｆターム(参考） 2C150 CA04 DA06 DA24 DA28 DC28
DF02 DF31 DJ01 EB01 ED02
ED08 ED21 ED37 ED42 EE02
EF01 EF13 EF16 EF23 EF29
EF32 EH08 FA01
3C007 AS36 CS08 KS04 KS11 KS12
KS31 KS36 KS39 KT03 KT04
WA16 WB19 WB21 WB23 WB25
Claims (3)
- 【請求項１】 画像入力装置と、該画像入力装置により
入力された画像から人物を検出する人物検出手段と、該
人物検出手段により検出された人物までの距離を算出す
る距離算出手段と、前記人物検出手段により検出された
人物を識別する人物識別手段と、人物の情報を記憶する
人物情報記憶手段と、音声入力装置と、該音声入力装置
により入力された音声の方向を検出する音源方向検出手
段と、前記音声入力装置により入力された音声を認識す
る音声認識手段と、超音波センサにより周囲の障害物を
検出する障害物検出手段と、撫でられたか叩かれたかを
検出する接触検出手段と、前記人物検出手段により検出
された人物検出情報と前記人物識別手段により識別され
た人物識別情報と前記音源方向検出手段により検出され
た音源方向と前記音声認識手段により認識された音声情
報と前記障害物検出手段により検出された障害物情報と
前記接触検出手段により検出された接触情報とを用いて
ロボットの行動を制御する行動制御手段と、該行動制御
手段の制御により可動する脚部と頭部と、前記行動制御
手段の制御により応答を出力する応答出力手段とを備え
る自律行動ロボットにおいて、 前記行動制御手段が、 前記人物検出手段及び前記人物識別手段及び前記音源方
向検出手段及び前記音声認識手段及び前記障害物検出手
段及び前記接触検出手段の出力を順々に記憶する入力情
報記憶部と、 該入力情報記憶部に記憶されている入力情報を参照し、
前記障害物検出手段により検出された障害物情報を用い
て周囲の障害物に衝突しないようにロボットを移動さ
せ、前記人物検出手段により人物が検出された場合なら
びに前記音源方向検出手段により音源方向が検出された
場合ならびに前記接触検出手段により接触が検出された
場合に終了する移動制御処理部と、 前記入力情報記憶部に記憶されている入力情報を参照
し、その場でロボットを停止させ、前記音源方向検出手
段により音源方向が検出されたらロボットを該方向に向
け、前記人物検出手段により人物が検出された場合とあ
らかじめ決められた時間人物が検出されない場合に終了
する人物探索処理部と、 前記入力情報記憶部に記憶されている入力情報を参照
し、ロボットに前記人物検出手段により検出している人
物の方向を向かせ、前記距離算出手段により算出された
人物までの距離があらかじめ決められた値よりも大きく
かつ前記障害物検出手段により人物までの間に障害物が
検出されないときに人物へ接近し、前記距離があらかじ
め決められた値よりも小さいときに接近を止め、前記音
声認識手段により音声を認識した場合に認識した音声に
応じた反応を前記応答出力手段により出力し、前記接触
検出手段により接触が検出されたときに撫でられたか叩
かれたかによって異なる応答を前記応答出力手段により
出力し、前記人物識別手段により検出している人物を識
別した場合に前記人物情報記憶手段に記憶されている前
記人物の情報を参照して該人物に応じた応答をし、前記
人物を見失った場合ならびにあらかじめ決められた音声
を認識した場合に終了することを特徴とする対話処理部
と、 ロボットが起動されたときに前記移動制御処理部を起動
し、該移動制御処理部が前記人物検出手段により人物が
検出されたために終了した場合に前記対話処理部を起動
し、前記移動制御処理部が前記音源方向検出手段により
終了した場合と前記接触検出手段により終了した場合に
人物探索処理部を起動し、該人物探索処理部が前記人物
検出手段により人物が検出されたために終了した場合に
対話処理部を起動し、前記人物探索処理部があらかじめ
決められた時間人物が検出されないために終了した場合
に移動制御処理部を起動し、前記対話処理部が人物を見
失ったために終了した場合に人物探索処理部を起動し、
前記対話処理部があらかじめ決められた音声を認識した
ために終了した場合に移動制御手段を起動する、ことを
特徴とする制御切替部とからなることを特徴とする自律
行動ロボット。 - 【請求項２】 前記人物情報記憶手段は、前記構成に加
えて人物に対する好感度を記憶することを特徴とし、 前記行動制御手段における対話処理部は、前記構成に加
えて好感度と距離の対応表を持ち、前記人物識別手段に
よって人物を識別したときに前記人物情報記憶手段を参
照して記憶されている該人物の好感度を得、前記対応表
から該好感度に対応する距離値Ｌ１を得、前記距離算出
手段により算出される該人物までの距離値Ｌ２を得、Ｌ
１＞Ｌ２であるときにロボットを人物から遠ざけ、Ｌ１
＜Ｌ２であるときにロボットを人物に近づけ、前記音声
認識手段により単語を認識したときに認識した単語と人
物に対する好感度を参照して応答することを特徴とす
る、請求項１記載の自律行動ロボット。 - 【請求項３】 前記行動制御手段は、前記構成に加えて
入力情報解析処理部を有し、 前記入力情報解析処理部は、前記入力情報記憶部に記憶
されている入力情報を参照して、前記音源方向検出手段
による出力が複数存在するときに最も新しいものだけを
残して他の前記音源方向検出手段による出力を前記入力
情報記憶部から削除し、前記障害物検出手段による出力
が複数存在するときに最も新しい出力だけを残して他の
前記障害物検出手段による出力を前記入力情報記憶部か
ら削除し、前記接触検出手段による出力が複数存在する
ときに最も新しい出力だけを残して他の前記接触検出手
段による出力を前記入力情報記憶部から削除することを
特徴とする、請求項１または２記載の自律行動ロボッ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003147615A JP2003326479A (ja) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | 自律行動ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003147615A JP2003326479A (ja) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | 自律行動ロボット |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11144090A Division JP2000326274A (ja) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 自律行動ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003326479A true JP2003326479A (ja) | 2003-11-18 |
Family
ID=29707508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003147615A Withdrawn JP2003326479A (ja) | 2003-05-26 | 2003-05-26 | 自律行動ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003326479A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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