JP2005246502A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】 携帯通信端末の利便性を損うことなく遠隔操作し易いロボットを提供する。
【解決手段】 携帯通信端末３との通信接続を行う通信制御部４と、通信制御部４を介して携帯通信端末３から音声信号として送信した指令情報を解析する指令解析部７と、各コマンドに応じてロボット動作を実現する駆動機構としてのアクチュエータ８を制御する動作制御部５ｃを備え、指令解析部７には、携帯通信端末３からの音声信号を認識して解析を行う音声認識解析部７ａと、携帯通信端末３からＤＴＭＦ信号として通話接続中に送信された指令を解析するＤＴＭＦ信号解析部７ｂとを備え、それぞれ、音声認識解析部７ａでの認識結果とコマンドとを対応させた第一コマンド対応表と、ＤＴＭＦ信号とコマンドとを対応させた第二コマンド対応表を格納する。
【選択図】 図４

Description

本発明はロボットに関し、とくに、携帯通信端末からの指令情報を通話情報として組み込み遠隔操作できるロボットに関する。

移動型のロボットを操作するロボットシステムとして、例えば特許文献１〜３に示すように、種々考えられている。例えば、ロボットの各関節を操作する制御用プログラムをロボットに格納する一方で、制御用プログラムに対して指令を無線ＬＡＮで送信できるように組まれた遠隔操作用のソフトウエアをＣＤ（Compact Disc）で準備したシステムが考えられている。このシステムでは、パソコンに無線ＬＡＮカードを装着するとともに、遠隔操作用のソフトウエアを取り込んで起動させて、パソコンの表示画面に表示されたコントロールパネルを利用して操作者が指令を入力している。

特開２０００−７９５８７号公報 特開２００２−３５４１３９号公報 特開２００３−１３６４５５号公報

しかしながら、このようなシステムでは、遠隔操作用ソフトウエアにより実現される各種の操作入力キーやパソコンに取り付けられたジョイスティックなどの入力装置により入力を行っているため、パソコンの操作に精通した者しか利用することができない。
また、パソコンからロボットに対してデータ通信で指令を与え、ロボットからパソコンにデータ通信でロボットからの情報が戻ってくるので、特定のプロトコールに変換する必要がある。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、携帯通信端末の利便性を損うことなく遠隔操作し易いロボットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、駆動機構を備え、携帯通信端末で遠隔操作可能なロボットにおいて、上記携帯通信端末から音声信号として送信された指令情報を解析する指令解析部と、各コマンドに応じて上記駆動機構を制御する動作制御部と、を備えており、上記指令解析部は、音声信号を認識して解析を行う音声認識解析部と、この音声認識解析部での認識結果と上記コマンドとを対応させたコマンド対応表とを備える、ことを特徴とする。
この構成により、携帯通信端末からコマンドに対応した音声を入力することにより、ロボットを遠隔操作でき、操作者にとって利便性が高い。

好ましくは、前記指令解析部は、前記携帯通信端末からＤＴＭＦ（dual tone multi- frequency ）信号として通話接続中に送信された指令を解析するＤＴＭＦ信号解析部と、ＤＴＭＦ信号と前記コマンドとを対応させた別のコマンド対応表とを備えており、ＤＴＭＦ信号解析部は音声認識解析部に並列接続されている。この好ましい構成により、携帯通信端末からコマンドに対応した押しボタンを押圧してロボットを遠隔操作でき、操作者にとって利便性が更に高くなる。

前記ロボットは、好ましくは、音声出力部と、この音声出力部から出力される音声を合成する音声合成部と、前記コマンドに応じて予め格納された言語ファイルから発話文章を生成して上記音声合成部に出力する発話文章生成部とを備え、前記指令情報には、上記発話文章生成部に対する指令を含む。この好ましい構成により、ロボット動作に対する指令だけでなく、遠隔操作でロボットに音声を発生させることもできる。

前記ロボットは、好ましくは、周囲を観察するための撮像部と、前記コマンドに応じて撮像部を制御するための撮像制御部とを備え、前記指令情報には、撮像制御部に対する指令を含む。この好ましい構成により、ロボット動作に対する指令だけでなく、遠隔操作でロボットに装着された撮像部に対する制御を行うこともできる。

好ましくは、前記ロボットは、発光する照明部と、前記コマンドに応じて照明部を制御する照明制御部とを備え、前記指令情報には照明制御部に対する指令を含む。この好ましい構成により、ロボット動作に対する指令だけでなく、遠隔操作でロボットに装着された照明部に対する制御を行うこともできる。

前記指令情報として送信される音声信号は、好ましくは、前記携帯通信端末から送信される画像情報と併せて圧縮処理されて送信される。この好ましい構成により、携帯通信端末とロボットとの間の通信容量に配慮して、通信コストを下げてロボット遠隔操作を行うことができる。

本発明は、携帯通信端末から音声信号として送信された指令情報を解析する指令解析部と、各コマンドに応じてロボット動作を実現する駆動機構を制御する動作制御部と、を備え、指令解析部は、音声信号を認識して解析を行う音声認識解析部と、音声認識解析部での認識結果とコマンドとを対応させたコマンド対応表とを備えるので、ロボットに対して携帯通信端末と通話接続を行い、携帯通信端末に対してコマンドに対応した音声を入力することで、ロボットに送信された音声信号を音声認識解析部でコマンドに変換し、変換されたコマンドに応じてロボットの動作制御を行うことができる。よって、ロボットを遠隔操作する操作者にとってロボットの遠隔操作を行い易くなる。

また、ＤＴＭＦ信号として通話接続中に送信された指令を解析するＤＴＭＦ信号解析部が、音声認識解析部に並列接続させて接続されており、ＤＴＭＦ信号とコマンドとを対応させた別のコマンド対応表を備えることで、携帯通信端末から音声入力のみならず、押しボタンでもロボットを遠隔操作できる。よって、操作者のニーズに応じてロボットを遠隔操作できる。

また、ロボットは、音声出力部から出力される音声を合成する音声合成部と、コマンドに応じて予め格納された言語ファイルから発話文章を生成して音声合成部に出力する発話文章生成部とを備えることで、指令情報として、発話文章生成部に対する指令を含ませることができ、ロボットの動作のみならず、ロボットの音声出力部から音を発生させるように指令を行うこともできる。

また、ロボットは、周囲を観察するための撮像部と、コマンドに応じて撮像部を制御するための撮像制御部とを備えることで、指令情報として、撮像制御部に対する指令を含ませることができ、ロボットの動作のみならず、ロボットに装着した撮像部も遠隔操作できるようになる。

また、ロボットは、発光する照明部と、コマンドに応じて照明部を制御する照明制御部とを備えるので、指令情報として、照明制御部に対する指令を含ませることもでき、ロボットの動作のみならず、ロボットに装着した照明部も遠隔操作できるようになる。

また、携帯通信端末から送信される音声信号は、携帯通信端末から送信される画像情報と併せて圧縮処理されて送信されることで、携帯通信端末とロボットとの間の通信容量に配慮して、通信コストを下げてロボット遠隔操作を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための幾つかの実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１であるロボット遠隔操作システムの機能ブロック構成図である。
図１に示すように、ロボット遠隔操作システム１は、遠隔操作されるロボット２と、ロボット２を遠隔操作する者（以下「操作者」とする。）が指令を入力する携帯通信端末３とを備え、ロボット２と携帯通信端末３とは、例えば無線電話回線を含んだ電話回線などで接続可能になっている。

ロボット２は、外部からの動作指令により各駆動機構を制御して所定の動きを行うものである。ロボット２としては、例えば、テーブルなどの上に置かれて上半身の各関節部に設けられた駆動機構を作動して動作するような卓上ロボットや、肩、脚等の各関節部に設けられた駆動機構を作動して歩行する動物型ロボットや、肩、脚などの各関節部に設けられた駆動機構を作動して自立歩行する二足歩行ロボットなどの人型ロボットや、駆動機構で車輪やキャタピラで移動できるような移動型ロボットなどがある。以下の説明においては、図１に示すように、駆動機構として、各関節部２１に、関節状態を測るポテンショメータとモータとをアクチュエータとして内蔵しているロボットを例にとる。

携帯通信端末３は、一方の携帯通信端末３に装備されたＣＣＤ（Charge Couple Device）カメラなどの撮像素子で得た画像を処理して他方の携帯通信端末３に送信できる端末である。一例としては、携帯電話機を挙げることができる。なお、以下、全ての実施の形態では動画を送受信できる携帯テレビ電話端末を想定して説明するが、静止画像を送受信できる端末であっても構わない。

携帯通信端末３は、図１に示すように、通信時に相手先の携帯通信端末３から送信された画像情報を表示する第一表示領域３ａと、通信時に相手先の携帯通信端末３に送信している画像情報を表示する第二表示領域３ｂとからなる表示部の他に、「０」〜「９」、「＊」および「＃」の一連の押しボタン３ｃや、相手先に送信する画像を撮像する撮像部や、撮像部を機能させるために必要な押しボタンなどが備えられている。押しボタン３ｃが押されることで、相手先の携帯通信端末３へ通話セッションを確立するために、ＤＴＭＦ（dual tone multi-frequency ）信号に変換する信号変換部が内蔵されている。
なお、以下の説明においては、携帯通信端末３からロボット２に対して通話状態において、携帯通信端末３の撮像素子で撮像された画像情報と、音声入力された音声情報と、押しボタン３ｃの押し下げにより変換されたＤＴＭＦ信号とを一つの情報として圧縮処理して圧縮情報として送信できるとともに、他の同様の携帯通信端末３から送信された圧縮情報を解凍して、画像情報を第一表示領域３ａに表示し、音声信号およびＤＴＭＦ信号を携帯通信端末３に内蔵された音声出力部により出力できるものとする。なお、圧縮処理の方式としては、例えばＭＰＥＧ（moving picture experts group）方式が挙げられる。

図２は、ロボット２の機能ブロック構成図である。
ロボット２は、携帯通信端末３と通信を行うための通信制御部４を備えており、通信制御部４は、相手先と通話状態となるよう、例えば無線で中継局を介して、相手先との発呼処理、呼出し信号に対する応答処理や切断処理などの通信処理を行う通信処理部４ａと、通話状態で通信処理部４ａを介して相手先と情報を送受信する送受信部４ｂとで構成される。通信処理部４ａとして通信カードなどを挙げることができ、図１に示したロボット２では、通信カードを背中に内蔵している。なお、送受信部４ｂは、図示しないが、通話状態で通信処理部４ａを介して相手先から送信された圧縮情報を受信する受信部と、通話状態で通信処理部４ａを介して相手先に圧縮情報を送信する送信部とで構成される。

また、ロボット２には、後述するように、ロボット２の動作やセンサーなどを統括制御する制御部５が備えられている。通信制御部４と制御部５との間には、受信情報処理部６および指令解析部７とが直列接続されている。
受信情報処理部６は、携帯通信端末３から受信した圧縮情報に対して、携帯通信端末３での圧縮の方式に対応した解凍処理を行い、画像情報と、音声信号およびＤＴＭＦ信号とに分離する。

指令解析部７は、携帯通信端末３から音声信号として送信された指令情報、すなわち、携帯通信端末３で圧縮処理されて圧縮情報として送信された場合には、圧縮情報を解凍した結果としての音声信号を、指令情報として解析する。
第一の実施形態においては、指令解析部７は、音声信号を認識して解析を行う音声認識解析部７ａからなり、音声認識解析部７ａでの認識結果と各認識結果に対応する制御部５へのコマンドとを対応させた第一コマンド対応表を、指令解析部７内または音声認識解析部７ａ内に備えている。図３は第一コマンド対応表Ｔ１の一例である。
音声認識解析部７ａでは、入力された音声信号を音声認識して、第一コマンド対応表Ｔ１に認識結果を照らし合わせ、認識結果に符合するコマンドを出力する。第一コマンド対応表Ｔ１は、図３に示すように、複数の認識結果に一つのコマンドが対応するようになっており、例えば、「ぜんしん」、「まえにでて」、「まっすぐ」という認識結果は、「ＷａｌｋＦｏｒｗａｒｄ」に対応しており、操作者に対して操作の利便性を図っている。

制御部５は、指令解析部７からのコマンドの入力を受けるタイミング制御部５ａと、発信番号確認処理部５ｂとを備える。なお、後述するような、動作制御部５ｃ，発話文章生成部５ｄ，撮像制御部５ｅおよび照明制御部５ｆとともに一個のＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）に実装されて実現されるものの、複数のＭＰＵに実装されて実現してもよい。
発信番号確認処理部５ｂには、予めロボット２と通話接続を許可される携帯通信端末３の電話番号一覧が格納されている。
通信処理部４ａは、操作者の携帯通信端末３からの通話接続要求を受けたことを契機として、発信番号確認処理部５ｂに対して、携帯通信端末３から発信者番号通知で通知された携帯通信端末３の携帯番号とともに、通話接続を許可するか否かの判断要求を行う。
この判断要求を受けた発信番号確認処理部５ｂは、電話番号一覧に携帯通信端末３の携帯番号があるか否かの判断を行い、通信処理部４ａにその判断結果を返答する。
このとき、判断結果が番号ありの場合に限り、タイミング制御部５ａに対して、携帯通信端末３と通話接続中である旨の通知を行う。また、通信処理部４ａで相手先の携帯通信端末３による通話切断処理がなされると、発信番号確認処理部５ｂに対して通話切断が通知される。通話切断の通知を受けた発信番号確認処理部５ｂは、タイミング制御部５ａに対して通話切断である旨の通知を行う。

タイミング制御部５ａは、携帯通信端末３と通話接続中である場合に、指令解析部７から入力されたコマンドに対応してタイミングをとって、すなわち、予め定められた制御に関する優先順位に基づいて、被制御部をコントロールする。
図２に示したロボット２においては、被制御部として、ロボット２の各関節部２１に設けられた駆動機構としてのアクチュエータ８や、ロボッ２の口元に装着されたスピーカなどの音声出力部９ｂから発する音声を合成する音声合成部９ａ、一方の目に装着されたＣＣＤカメラなどの撮像部１０や、他方の目に装着されたＬＥＤなどの照明部１１などがある。

制御部５には、このような被制御部をそれぞれ制御するために、それぞれ、歩行パターン生成部５ｃ１と各モータ制御部５ｃ２とからなる動作制御部５ｃと、音声合成部９ａに生成した発話文章を出力する発話文章生成部５ｄと、撮像部１０を制御する撮像制御部５ｅと、照明部１１を制御する照明制御部５ｆとが備えられる。なお、これらの被制御部を制御する動作制御部５ｃ、発話文章生成部５ｄ、撮像制御部５ｅおよび照明制御部５ｆは、制御部５内に設けられているが、制御部５とは別に設けるようにしてもよい。

制御部５のタイミング制御部５ａは、指令入力部７から入力されたコマンドを判断し、入力されたコマンドが、動作制御部５ｃ，発話文章生成部５ｄ，撮像制御部５ｅおよび照明制御部５ｆの何れに対する指令かを判断する。そして、タイミング制御部５ａに格納された優先順位テーブルに従い、現状のロボット２の動作に配慮しつつ、入力されたコマンドに対応する被制御部、すなわち、動作制御部５ｃ，発話文章生成部５ｄ，撮像制御部５ｅおよび照明制御部５ｆの何れかに、コマンドに対応した指示を送信する。ここでは、説明上、指令解析部７から入力されたコマンドが、各被制御部に対するコマンドを兼ねるものとする。

ここで、タイミング制御部５ａは、入力されたコマンドが動作制御部５ｃに関すると判断すると、入力されたコマンドを、歩行者パターン生成部５ｃ１に入力する。
歩行者パターン生成部５ｃ１は、入力されたコマンドに応じて、予め格納された歩行パターンファイル５ｃ３を参照して、対応する歩行パターンを生成する。なお、歩行パターンファイル５ｃ３は、ロボット２の動作、例えば、一般的な動作（前進、左向き、右向き等）ではどの関節部２１に配設したアクチュエータ８を作動させるのかを一般化したファイルである。また、歩行パターンは、各アクチュエータ８に内蔵されたポテンショメータから現状の関節状態の結果を元に、各関節部２１に対応して設けられたモータ制御部５ｃ２に対してモータの回転速度および作動時間などを定量的に算出したものである。
歩行者パターン生成部５ｃ１で生成された歩行パターンが、各モータ制御部５ｃ２に入力され、各モータ制御部５ｃ２は対応するアクチュエータ８に内蔵されたモータを駆動して、タイミング制御部５ａに入力されたコマンドに対応した動作をロボット２が行う。

また、タイミング制御部５ａは、入力されたコマンドが発話文章生成部５ｄに関すると判断すると、入力されたコマンドを、発話文章生成部５ｄに入力する。この入力を受けた発話文章生成部５ｄは、入力されたコマンドに対して、予め格納された言語ファイルから発話文章を生成して音声合成部９ａに出力する。生成された発話文章の入力を受けた音声合成部９ａは入力された発話文章を音声出力部９ｂで音波として出力するように変換し、音声出力部９ｂから対応した音声として出力される。

また、タイミング制御部５ａは、入力されたコマンドが撮像制御部５ｅに関すると判断すると、入力されたコマンドを撮像制御部５ｅに入力する。この入力を受けた撮像制御部５ｅは、入力されたコマンドに対応するように、撮像部１０を制御する。これにより、ズーム切換えがなされたり、撮像部１０が右旋回したり、上旋回したりする。

また、タイミング制御部５ａは、入力されたコマンドが照明制御部５ｆに関すると判断すると、入力されたコマンドを、照明制御部５ｆに入力する。この入力を受けた照明制御部５ｆは、入力されたコマンドに対応するように、照明部１１を制御する。これにより、照明のＯＮ，ＯＦＦがなされる。

以上により、携帯通信端末３に対して操作者が音声入力を行うと、携帯通信端末３が音声入力を音声信号に変換して画像情報と併せて圧縮処理し、ロボット２に対して圧縮情報を送信する。この圧縮情報を受信したロボット２は、受信情報処理部６により圧縮情報を解凍処理して音声信号に戻し、この音声信号を指令解析部７の音声認識解析部７ａにより音声信号に対応するコマンドに変換処理する。この変換されたコマンドが制御部５のタイミング制御部５ａに入力される。さらに、タイミング制御部５ａでこのコマンドに対応する被制御部、例えば動作制御部５ｃに入力されることで、携帯通信端末３から音声信号で送信された指令情報に基づきロボット２の動作を遠隔操作することができる。

ところで、ロボット２は、マイクロフォンなどの音入力部１２と送信情報処理部１３とを備え、撮像部１０により撮像された画像情報と音入力部１２から入力された音声情報とを、送信情報処理部１３で一つの情報として圧縮処理し、通信制御部４を介して相手先の携帯通信端末３に送信する。そして、携帯通信端末３でロボット２からの圧縮情報を解凍処理して、撮像部１０で撮像した画像情報が第一表示領域３ａに表示され、また、携帯通信端末３に設けられた音声出力部から音声情報を音として出力される。

（実施の形態２）
次に、実施の形態１を改良した実施の形態２を説明する。
図４は本発明の実施の形態２におけるロボット２０の機能ブロック構成図である。ロボット２０を遠隔操作する携帯通信端末３は、実施の形態１と同様であり、また、ロボット２の機能ブロックで同一または同等のものについては同一の符号を付してある。

実施の形態２では、指令解析部７は、実施の形態１で説明した音声認識解析部７ａに並列にＤＴＭＦ信号解析部７ｂを接続して構成される。
ＤＴＭＦ信号解析部７ｂは、受信情報処理部６で解凍処理された情報のうち、携帯通信端末３の押しボタン入力で変換されたＤＴＭＦ（dual tone multi-frequency ）信号を解析する。ここで、ＤＴＭＦ信号解析部７ｂには、各ＤＴＭＦ信号と該ＤＴＭＦ信号に対応する制御部５へのコマンドとを対応させた第二コマンド対応表（図示しない）が格納されていたり、ＤＴＭＦ信号解析部７ｂが参照可能に指令解析部７に格納されている。第二コマンド対応表は、実施の形態１で説明した第一コマンド対応表における認識結果がＤＴＭＦ信号に相当するものである。
これにより、操作者は、音声による遠隔操作のみならず、携帯通信端末３の押しボタン３ｃを押圧することで、遠隔操作を行うこともできる。

ここで、各押しボタン３ｃがどのような遠隔操作に対応するかを操作者に対して教示する方法は、種々に考えられる。例えば、携帯通信端末３の表示部にコマンド一覧表を表示できるように、携帯通信端末３にプログラムをネットワークを介してダウンロードしておくこともできる。以下では、携帯通信端末３にロボット２０から送信される画像情報の中に、各押しボタン３ｃとこの押しボタン３ｃに対応するコマンドを組み込むことで、操作者に教示する例を説明する。

ロボット２０は、各押しボタン３ｃとこの押しボタン３ｃに対応したコマンドとを一覧表示した一以上の指令メニューを、指令メニューファイル１４として格納している。
図５は、指令メニューファイル１４の一例を示したものである。図５に示したように、指令メニューとしては、例えば、撮像制御部５ｅに関する撮像部制御メニューＭ１や、ロボット２０の動作に関するロボット動作メニューＭ２や、ロボット２０に会話をさせる会話コミュニケーションメニューＭ３などがある。ここで、撮像部制御メニューＭ１は、撮像部１０に対する撮像向きの変更およびズームの切換え指令を、携帯通信端末３の押しボタン３ｃに対応させて表示した指令メニューである。ロボット動作メニューＭ２は、ロボット動作の指令を、携帯通信端末３の押しボタン３ｃに対応させて表示した指令メニューである。会話コミュニケーションメニューＭ３は、音声出力に関する指令を、携帯通信端末３の押しボタン３ｃに対応させた指令メニューである。

なお、後述するように、貼付情報一時保持部１５は、タイミング制御部５ａからの指示により、指令メニューファイル１４に格納されている各指令メニューを切り換えることができる。図５には、携帯通信端末３の「＊」および「０」の押しボタン３ｃで、指令メニューがどのように切り換えられるかも示している。例えば、初期メニューＭ０から「＊」の押しボタン３ｃの入力があった場合には、タイミング制御部５ａからの指示で、ロボット動作メニューＭ２に切り換えられる。

また、ロボット２０は、撮像部１０で撮像した情報に対して貼り付ける貼付情報を一時的に保持する貼付情報一時保持部１５を備える。この貼付情報一時保持部１５は、指令メニューファイル１４から撮像部１０で撮像した画像情報に対して貼り付けるべき貼付情報を一時的に保持する。このとき、携帯通信端末３からの指令に基づいて制御部５のタイミング制御部５ａから貼付情報を切り換えるように指示を受けると、指令メニューファイル１４から次に貼り付ける貼付情報を取得して保持する。
また、ロボット２０には、貼付情報一時保持部１５に一時的に保持されている貼付情報を、撮像部１０で撮像した画像情報に貼り付けて画像合成を行って、合成画像情報を送信情報処理部１３に出力する画像合成部１６が備えられている。

この貼付情報一時保持部１５と画像合成部１６とで、撮像部１０で撮像された画像情報に貼付情報を貼り付けて画像合成を行い、さらに、送信情報処理部１３において、音入力部１２から入力された音声情報と併せて一つの情報として所定の形式で圧縮処理して圧縮情報とし、通信制御部４を介して、携帯通信端末３に送信する。
これにより、携帯通信端末３では、ロボット２０からの圧縮情報を解凍処理して、貼付情報が貼り付けられた画像情報が第一表示領域３ａに表示される。そこで、貼付情報一時保持部１５に指令メニュー、例えば、ロボット動作メニューＭ２を保持するようにタイミング制御部５ａが指示することで、第一表示領域３ａに対して、撮像部１０で撮像した画像情報と指令メニューとを表示させることができる。よって、操作者は表示された指令メニューに基づき、ロボット２０の遠隔操作を行うことができる。

（ロボット遠隔操作方法）
以下、実施の形態２を例にとって、図４を参照しながら、ロボット２０の遠隔操作方法を説明する。

［通話状態の確立］
ロボット２０を遠隔操作するには、先ず、携帯通信端末３とロボット２０とが通話状態になるようにする。
すなわち、携帯通信端末３からロボット２０の通信制御部４に対して、具体的には通信制御部４の通信処理部４ａとしての通信カードに対して、電話をかける。すると、通信処理部４ａから制御部５の発信番号確認処理部５ｂに対して、発信元である携帯通信端末３の発信者番号の通知がなされる。この通知を受けた発信番号確認処理部５ｂにおいて、通話接続が許可されているか否かの確認がなされ、通信処理部４ａに対して、通話許可であれば通話接続許可を、通話不許可であれば通話接続不許可の返答がなされる。通信処理部４ａは、通話接続許可の返答を受けると通話接続処理を行い、通話接続不許可の返答を受けると切断処理を行う。以下では通話接続処理がなされたことを前提とする。

［通話開始初期状態］
次に、携帯通信端末３とロボット２０とが通話接続状態になると、発信番号確認処理部５ｂからタイミング制御部５ａに対して通話中である旨の通知がなされる。すると、タイミング制御部５a は、貼付情報一時保持部１５に対して、指令メニューファイル１４から透明無地の初期メニューＭ０（図５参照）を選択して一時保持するように指示する。この指示を受けた貼付情報一時保持部１５は、初期メニューＭ０を指令メニューファイル１４から取得して保持して、画像合成部１６に対して出力する。画像合成部１６は、撮像部１０で撮像された画像情報に対して、貼付情報一部保持部１３から出力された初期メニューＭ０を貼り付けて画像を合成して、合成画像情報として送信情報処理部１３に出力する。なお、初期メニューＭ０は透明無地であるので、実質的には撮像部１０で撮像された画像情報が送信情報処理部１３に出力される。そして、送信情報処理部１３において、画像合成部１６からの合成画像情報と音入力部１２から入力された音声情報とを併せて圧縮処理されて、通信制御部４を介して、相手先の携帯通信端末３に送信される。これで、携帯通信端末３の第一表示領域３ａに、合成された画像情報が表示され、また、携帯通信端末３の音声出力部から音声情報を音波として出力される。

［ロボット動作メニューの表示］
次に、ロボット２０を携帯通信端末３から遠隔操作するために、携帯通信端末３の第一表示領域３ａにロボット動作メニューＭ２（図５参照）を表示させる。
すなわち、携帯通信端末３の押しボタン３ｃの「＊」が押圧される。すると、これに対応するＤＴＭＦ信号が生成されて、ロボット２０に送信される。このとき、携帯通信端末３により撮像された画像情報や音声入力の有無を問わず、これら画像情報や音声情報とともに圧縮処理されて圧縮情報として送信される。

ロボット２０では、通信制御部４を介して受信情報処理部６に圧縮情報が入力され、解凍処理がなされる。そして、ＤＴＭＦ信号が指令解析部７に入力される。指令解析部７では、ＤＴＭＦ信号は音声認識解析部７ａとＤＴＭＦ信号解析部７ｂに入力される。そして、音声認識解析部７ａではＤＴＭＦ信号の入力に対して何も出力しないが、ＤＴＭＦ信号解析部７ｂではこのＤＴＭＦ信号の入力に対して、第二コマンド対応表を参照し、対応するコマンドに変換される。この変換されたコマンドが、タイミング制御部５ａに対して入力される。

タイミング制御部５ａで、入力されたコマンドを認識して貼付情報一時保持部１５に対して、ロボット動作メニューＭ２を指令メニューファイル１４から選択して保持するように指示する。この指示を受けた貼付情報一時保持部１５は、ロボット動作メニューＭ２を選択して保持し、画像合成部１６に出力する。以下、前述と同様にして、画像合成部１６は、ロボット動作メニューＭ２を撮像部１０からの画像情報に貼り付けて画像合成を行い、合成された画像情報を送信情報処理部１３に出力する。送信情報処理部１３は、合成された画像情報と音声情報とを併せて圧縮処理して通信制御部４を介して、携帯通信端末３に送信する。

これにより、携帯通信端末３は解凍処理を行って、ロボット動作メニューＭ２が貼り付けられた画像情報を第一表示領域３ａに表示するので、操作者は、第一表示領域３ａに表示されたロボット動作メニューＭ２を見ながら、ロボット２０への指令を入力できる。

なお、携帯通信端末３ｃの第一表示領域３ａに表示されているロボット動作メニューＭ２が邪魔で見難い場合には、携帯通信端末３の「０」の押しボタン３ｃを押圧すれば、タイミング制御部５ａから貼付情報一時保持部１５に対して初期メニューＭ０を一時保持するように切換え指示がなされるので、撮像部１０で撮像した画像情報のみを携帯通信端末３の第一表示領域３ａに表示できる。

［ロボット動作指令（ＤＴＭＦ信号による指令）］
次に、ロボット動作指令をＤＴＭＦ信号により行う場合を説明する。なお、一例としてロボット２０を前進させる指令を行う場合を前提とする。
操作者は、携帯通信端末３の第一表示領域３ａに表示された動作メニューＭ２を参照して、ロボット２０を前進させる指令として、「２」の押しボタン３ｃを押圧する。すると、これに対応するＤＴＭＦ信号が生成されて、ロボット２０に送信される。このとき、携帯通信端末３で撮像された画像情報や音声入力の有無を問わず、これら画像情報や音声情報とともに圧縮処理されて圧縮情報として送信される。

ロボット２０では、通信制御部４を介して受信情報処理部６に圧縮情報が入力され、解凍処理がなされる。そして、ＤＴＭＦ信号が指令解析部７に入力される。指令解析部７では、ＤＴＭＦ信号が音声認識解析部７ａとＤＴＭＦ信号解析部７ｂとに入力される。そして、音声認識解析部７ａではＤＴＭＦ信号の入力に対して何も出力しないが、ＤＴＭＦ信号解析部７ｂでは、第二コマンド対応表を参照して、入力されたＤＴＭＦ信号に対応するコマンドに変換される。そして、この変換されたコマンドがタイミング制御部５ａに対して入力される。

タイミング制御部５ａでは、入力されたコマンドを認識して歩行パターン生成部５ｃ１に対して「前進」の歩行パターンを生成するように指示する。すると、歩行パターン生成部５ｃ１は「前進」の歩行パターンを歩行パターンファイル５ｃ３を参照して生成して、各モータ制御部５ｃ２に制御信号が入力される。これにより、各モータ制御部５ｃ２は入力された制御信号に対応して各アクチュエータ８のモータを制御することで、ロボット２０が前進する。

なお、「前進」以外のロボット動作指令、例えば「停止」や「右旋回」についても、操作者は、ロボット動作メニューＭ２を参照して携帯通信端末３の対応する押しボタン３ｃを押圧することで同様にロボット２０に対して遠隔操作を行うことができる。

［ロボット動作指令（音声入力による指令）］
次に、ロボット動作指令を音声入力により行う場合を説明する。なお、一例としてロボットを前進させる指令を行う場合を前提とする。
操作者は、携帯通信端末３に対して、「前進」という音声を入力する。すると、入力に対応した音声信号が生成されて、ロボット２０に送信される。このとき、携帯通信端末３で撮像された画像情報の有無を問わず、画像情報とともに圧縮処理されて圧縮情報として送信される。

ロボット２０では、通信制御部４を介して受信情報処理部６に圧縮情報が入力され、解凍処理がなされる。そして、「前進」に対応した音声信号が指令解析部７に入力される。入力された音声信号は音声認識解析部７ａとＤＴＭＦ信号解析部７ｂに入力される。そして、音声認識解析部７ａは、音声信号を認識し、第一コマンド対応表Ｔ１を参照して認識結果に符合するコマンドをタイミング制御部５ａに入力する。なお、ＤＴＭＦ信号解析部７ｂは音声信号の入力に対して何も出力しない。

タイミング制御部５ａは、入力されたコマンドを認識して歩行パターン生成部５ｃ１に対して「前進」の歩行パターンを生成するように指示する。すると、歩行パターン生成部５ｃ１は「前進」の歩行パターンを歩行パターンファイル５ｃ３を参照して生成し、各モータ制御部５ｃ２に制御信号が入力される。これにより、各モータ制御部５ｃ２は入力された制御信号に対応して各アクチュエータ８のモータを制御することで、ロボット２０が前進する。
なお、「前進」以外のロボット動作指令、例えば「停止」や「右旋回」についても、同様に行うことができる。

［ロボットへの音声出力指令］
次に、ロボット２０に対して特定の音声出力をさせるように指令を行う場合について説明する。なお、一例としてロボット２０に自己紹介させる場合を前提とする。
操作者は、携帯通信端末３に対して、「自己紹介」という音声を入力する。すると、入力に対応した音声信号が生成されて、ロボット２０に送信される。このとき、携帯通信端末３で撮像された画像情報の有無を問わず、画像情報とともに圧縮処理されて圧縮情報として送信される。

ロボット２では、通信制御部４を介して受信情報処理部６に圧縮情報が入力されて解凍処理がなされる。そして、「自己紹介」に対応した音声信号が、指令解析部７に入力される。指令解析部７では、この音声信号が音声認識解析部７ａとＤＴＭＦ信号解析部７ｂとに入力される。音声認識解析部７ａでは音声信号を認識して第一コマンド対応表Ｔ１を参照して認識結果に符合するコマンドをタイミング制御部５ａに入力する。

タイミング制御部５ａでは、入力されたコマンドを認識して発話文章生成部５ｄに対して「自己紹介」の文章を生成するように指示する。すると、発話文章生成部５ｄは「自己紹介」の言語ファイルを参照して自己紹介文を生成し、音声合成部９ａに出力する。これで、音声合成部９ａは音声出力部９ｂを制御して自己紹介文を音波として出力する。よって、ロボット２０はあたかも自己紹介を行う。

なお、携帯通信端末３の押しボタン３ｃで自己紹介を行うように指令を送信する場合には、次のようになる。
先ず、携帯通信端末３の第一表示領域３ａに表示されている指令メニューを、会話コミュニケーションメニューＭ３に変更する。すなわち、第一表示領域３ａにロボット動作メニューＭ２が表示されている場合には、図５に示すように、押しボタン３ｃの「＊」を押すことにより、前述のロボット動作メニューの表示で説明したのと同様に、タイミング制御部５ａから貼付情報一時保持部１５に対して、次の指令メニュー、すなわち会話コミュニケーションメニューＭ３に切り換えて保持するように指示する。これで、第一表示領域３ａに表示される指令メニューが会話コミュニケーションメニューＭ３に切り替わる。

次に、第一表示領域３ａに表示されている会話コミュニケーションメニューＭ３から「自己紹介」が「２」の押しボタン３ｃに対応することを、操作者は確認して、「２」の押しボタン３ｃを押圧する。これで、携帯通信端末３で「２」のＤＴＭＦ信号が生成されてロボット２０に送信される。このとき、携帯通信端末３で撮像された画像情報の有無を問わず、画像情報とともに圧縮処理されて圧縮情報として送信される。

ロボット２０では、通信制御部４を介して受信情報処理部６に圧縮情報が入力されて解凍処理がなされる。そして、「２」のＤＴＭＦ信号が指令解析部７に入力される。指令解析部７では、ＤＴＭＦ信号は音声認識解析部７ａとＤＴＭＦ信号解析部７ｂとに入力される。そして、ＤＴＭＦ信号解析部７ｂで第二コマンド対応表を参照して対応するコマンドをタイミング制御部５ａに入力する。以下、音声入力した場合と同様な処理を経て、音声合成部９ａは、音声出力部９ｂを制御して、自己紹介文を音波として出力する。よって、ロボット２０はあたかも自己紹介を行う。

［撮像部に対する指令］
次に、ロボット２０の撮像部１０に対して指令を行う場合を説明する。なお、一例として撮像部１０の撮像方向を右（「→」）に変更する場合を前提とする。
先ず、携帯通信端末３の第一表示領域３ａに表示されている指令メニューを、撮像部制御メニューＭ１に変更する。すなわち、図５に示すように、第一表示領域３ａに会話コミュニケーションメニューＭ３が表示されている場合には「＊」を一回押圧することで、ロボット動作メニューＭ２が表示されている場合には「＊」を二回押圧することで、初期メニューＭ０が表示されている場合には「＊」を三回押圧することで変更できる。

次に、第一表示領域３ａに表示されている撮像部制御メニューＭ１から、操作者は「→」が「６」の押しボタン３ｃに対応することを確認して、「６」の押しボタン３ｃを押圧する。これで、携帯通信端末３で「６」のＤＴＭＦ信号が生成されて、ロボット２０に送信される。このとき、携帯通信端末３で撮像された画像情報の有無を問わず、画像情報とともに圧縮処理されて圧縮情報として送信される。

ロボット２０では、通信制御部４を介して受信情報処理部６に圧縮情報が入力されて解凍処理がなされる。そして、「６」のＤＴＭＦ信号が指令解析部７に入力される。指令解析部７のＤＴＭＦ信号解析部７ｂで、第二コマンド対応表を参照して対応するコマンドに変換し、このコマンドをタイミング制御部５ａに入力する。

タイミング制御部５ａでは、入力されたコマンドを認識して撮像制御部５ｅに対して撮像部１０で撮像する方向を右に変更するように指示する。これにより、撮像部１０に対して撮像する方向を右に変更できる。
なお、操作者の音声入力でも同様に行うことができる。
また、図５に示した撮像部制御メニューＭ１には、照明部１１に対する指令メニュー、すなわち、照明部１１のＯＮ／ＯＦＦに対する指令も含まれているので、同様にして、照明制御部５ｆを制御して照明部１１のライトのＯＮ、ＯＦＦを行うことができる。

以上のように、操作者はロボット２，２０に対して携帯通信端末３から電話をかけて、携帯通信端末３とロボット２，２０とが通話接続状態になるようにして、携帯通信端末２，２０から音声入力によりロボット２，２０への遠隔操作や、押しボタン３ｃの押圧によりロボット２，２０への遠隔操作を行うことができる。よって、ロボット２，２０を携帯通信端末３で操作できるので、ロボット２，２０が家庭に広く受け入れられ、誰でもロボット２，２０を遠隔操作できるようになる。
また、ロボット２，２０を自宅やビルの一室、工場内に配置しておき、携帯通信端末３から電話をかけることで、ロボット２，２０の撮像部１０で撮像された画像を携帯通信端末３の第一表示部３ａに表示できるので、各種のセキュリティシステムの一道具として用いることができる。

なお、以上の説明では、携帯通信端末３は、携帯テレビ電話端末などの携帯電話端末であることを想定している。これは、現在、ゲームやメール送受信などもでき広く社会に受け入れられていることを考慮したものであるため、携帯通信端末３はこれに限定されることなく、ロボット２，２０の通信制御部４と通話接続可能な端末であればよい。携帯通信端末３としては、テンキー付きの音声通話装置、例えば、通信会社の交換機を介さずに接続可能なコードレス電話機の親機や子機などであってもよい。
また、本発明の実施の形態１および２では、ロボット２，２０と携帯通信端末３とはインターネットを用いて接続していないので、不特定の者がロボット２，２０の配置箇所、例えば室内を覗くことはできない。よって、ロボット２，２０と携帯通信端末３とで安全なセキュリティシステムを構築することができる。

以上説明した実施の形態は、本発明の一例に過ぎず、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々変更が可能である。

本発明の実施の形態１によるロボット遠隔操作システムの機能ブロック構成図である。 図１のロボットの機能ブロック構成図である。 図２の指令解析部に格納される第一コマンド対応表の一例である。 本発明の実施の形態２によるロボット遠隔操作システムを構成するロボットの機能ブロック構成図である。 図４の指令メニューファイルとして格納される一連の指令メニューを模式的に示したものである。

符号の説明

１ ロボット操作遠隔システム
２，２０ ロボット
２１ 関節部
３ 携帯通信端末
３ａ 第一表示領域
３ｂ 第二表示領域
３ｃ 押しボタン
４ 通信制御部
４ａ 通信処理部
４ｂ 送受信部
５ 制御部
５ａ タイミング制御部
５ｂ 発信番号確認処理部
５ｃ 動作制御部
５ｃ１ 歩行パターン生成部
５ｃ２ モータ制御部
５ｃ３ 歩行パターンファイル
５ｄ 発話文章生成部
５ｅ 撮像制御部
５ｆ 照明制御部
６ 受信情報処理部
７ 指令解析部
７ａ 音声認識解析部
７ｂ ＤＴＭＦ信号解析部
８ アクチュエータ
９ａ 音声合成部
９ｂ 音声出力部
１０ 撮像部
１１ 照明部
１２ 音入力部
１３ 送信情報処理部
１４ 指令メニューファイル
１５ 貼付情報一時保持部
１６ 画面合成部

Claims (6)

1. 駆動機構を備え、携帯通信端末で遠隔操作可能なロボットにおいて、
   上記携帯通信端末から音声信号として送信された指令情報を解析する指令解析部と、
   各コマンドに応じて上記駆動機構を制御する動作制御部と、を備えており、
   上記指令解析部は、
   音声信号を認識して解析を行う音声認識解析部と、
   該音声認識解析部での認識結果と上記コマンドとを対応させたコマンド対応表とを備える、ことを特徴とするロボット。
2. 前記指令解析部は、
   前記携帯通信端末からＤＴＭＦ（dual tone multi-frequency ）信号として通話接続中に送信された指令を解析するＤＴＭＦ信号解析部と、
   ＤＴＭＦ信号と前記コマンドとを対応させた別のコマンド対応表とを備えており、
   上記ＤＴＭＦ信号解析部は前記音声認識解析部に並列接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のロボット。
3. 前記ロボットは、
   音声出力部と、
   該音声出力部から出力される音声を合成する音声合成部と、
   前記コマンドに応じて予め格納された言語ファイルから発話文章を生成して上記音声合成部に出力する発話文章生成部と、を備え、
   前記指令情報には、上記発話文章生成部に対する指令を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記ロボットは、
   周囲を観察するための撮像部と、
   前記コマンドに応じて上記撮像部を制御するための撮像制御部と、を備え、
   前記指令情報には、上記撮像制御部に対する指令を含むことを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載のロボット。
5. 前記ロボットは、
   発光する照明部と、
   前記コマンドに応じて上記照明部を制御する照明制御部と、を備え、
   前記指令情報には上記照明制御部に対する指令を含むことを特徴とする、請求項１〜４に記載のロボット。
6. 前記指令情報として送信される音声信号は、前記携帯通信端末から送信される画像情報と併せて圧縮処理されて送信されることを特徴とする、請求項１〜５に記載のロボット。

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