JP5096980B2 - 移動体、移動体方向制御方法および移動体方向制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動体、移動体方向制御方法および移動体方向制御プログラムに関する。

従来、巡回中に予め設定された場所に移動してきた場合や、人を検知した場合に、予め設定したメッセージを出力する移動ロボットが一般に知られている。このような移動ロボットは、メッセージの出力によって店舗案内等の情報提供や犯罪抑止を行っている。しかし、移動ロボットが人の方向を向いていないと、メッセージを伝えたい人の関心を引くことができず、メッセージの内容に注目してもらえないという問題があった。

このような問題を解決するものとして、人体の挙動を認識して説明を開始する無人案内装置が開示されている（特許文献１参照）。かかる無人案内装置では、通行人の移動速度が遅い場合は商品を見ていると判断する。さらに、無人案内装置は、ディスプレイに表示された販売員が声をかけたときに、通行人が立ち止まって販売員の方を向いていると判断した場合に説明を開始する。

特開平４−３０１６８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術は、特定の場所に商品が展示され、通行人が展示された商品に関心があると判断した場合に説明を行うものである。従って、移動ロボットのように説明を行う主体が移動するとともに、店舗案内のように説明の対象を持ち歩けないような場合には、通行人の関心を引くことができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、音声メッセージを出力する際に通行人の関心を引くことができる移動体、移動体方向制御方法および移動体方向制御プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、自律移動可能な移動体において、報知手段と、前記移動体の移動領域における対象の位置を記憶する記憶手段と、前記位置を向いた方向から前記移動体が回転可能な範囲を記憶する回転範囲記憶手段と、検知領域内に存在する人体を検知する検知手段と、前記検知手段によって前記人体を検知した場合は、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内であるか否かを判断する方向決定部と、前記記憶手段に記憶された前記位置を向いた方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内である場合には、前記人体を検知した方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内でない場合には、前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲のうち、前記人体を検知した方向に最も近い方向である回転方向に前記移動体を回転する回転手段と、前記回転手段によって前記移動体が回転した後に、所定のメッセージを前記報知手段から出力するメッセージ出力手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、請求項１に記載の移動体において、前記回転手段は、前記移動体の前面を前記回転方向に向けるように前記移動体を回転すること、を特徴とする。

また、本発明は、請求項１または２に記載の移動体において、前記報知手段は、前記移動体の前面に設置されていること、を特徴とする。

また、本発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の移動体において、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像情報に人が存在するか否かを判定する人判定手段と、をさらに備え、前記回転手段は、さらに前記人判定手段によって人が存在すると判定した場合は、前記撮像手段が撮像した方向に前記移動体を回転すること、を特徴とする。

また、本発明は、自律移動可能な移動体で実行される移動体方向制御方法において、前記移動体は、報知手段と、前記移動体の移動領域における対象の位置を記憶する記憶手段と、前記位置を向いた方向から前記移動体が回転可能な範囲を記憶する回転範囲記憶手段と、を備え、検知手段が、検知領域内に存在する人体を検知する検知工程と、方向決定部が、前記検知工程によって前記人体を検知した場合は、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内であるか否かを判断する方向決定工程と、回転手段が、前記記憶手段に記憶された前記位置を向いた方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内である場合には、前記人体を検知した方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内でない場合には、前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲のうち、前記人体を検知した方向に最も近い方向である回転方向に前記移動体を回転する回転工程と、メッセージ出力手段が、前記回転工程によって前記移動体が回転した後に、所定のメッセージを前記報知手段から出力するメッセージ出力工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、自律移動可能なコンピュータに実行させるための移動体方向制御プログラムにおいて、前記コンピュータは、報知手段と、前記移動体の移動領域における対象の位置を記憶する記憶手段と、前記位置を向いた方向から前記移動体が回転可能な範囲を記憶する回転範囲記憶手段と、を備え、検知領域内に存在する人体を検知する検知工程と、前記検知工程によって前記人体を検知した場合は、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内であるか否かを判断する方向決定工程と、前記記憶手段に記憶された前記位置を向いた方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内である場合には、前記人体を検知した方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内でない場合には、前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲のうち、前記人体を検知した方向に最も近い方向である回転方向に前記移動体を回転する回転工程と、前記回転工程によって前記移動体が回転した後に、所定のメッセージを前記報知手段から出力するメッセージ出力工程と、前記コンピュータに実行させる。

本発明によれば、移動ロボットは、対象の方向を向き、さらに人体を検知した場合は人体の方向を向いてメッセージを出力するため、メッセージを出力する際に通行人の関心を引くことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる移動体、移動体方向制御方法および移動体方向制御プログラムの最良な実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態では音声メッセージにより報知を行うものとして説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、他にも文字メッセージや画像メッセージなどを用いて報知してもよい。

まず、本発明が適用される移動体の一例である移動ロボット１００の構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる移動ロボット１００の構成を示すブロック図である。また、図２は、本実施の形態にかかる移動ロボット１００の外観の一例を示す説明図である。

本実施の形態にかかる移動ロボット１００は、センサ１０１と、検知情報受信部１０２と、監視カメラ１０３と、画像情報受信部１０４と、操作パネル部１０５と、操作パネル制御部１０６と、スピーカ１０７と、音声出力制御部１０８と、人体判定部１０９と、方向決定部１１０と、移動制御部１１１と、回転制御部１１２と、通信部１１３と、位置情報記憶部１１４と、回転範囲記憶部１１５と、経路情報記憶部１１６と、メッセージ情報記憶部１１７とを備えている。

センサ１０１は、検知領域での人体を検知する。センサ１０１は、例えば超音波を用いた測距センサ、赤外線の受光量の変化をもとに人体を検知する赤外線センサ等の各種センサである。センサ１０１は、図２に示すように移動ロボット１００の足元に設置されている。検知情報受信部１０２は、センサ１０１が人体を検知した際の検知情報を受信する。

監視カメラ１０３は、監視領域を撮像する。監視カメラ１０３は、図２に示すように移動ロボット１００の頭部に設置されている。画像情報受信部１０４は、監視カメラ１０３が撮像した画像情報を受信する。操作パネル部１０５は、移動ロボット１００に対する操作のメニューや種々の情報を表示し、メニューからの指示を受け付ける。操作パネル制御部１０６は、操作パネル１０５に対する制御を行う。

位置情報記憶部１１４は、移動領域における案内対象の位置情報を格納する。図３は、位置情報記憶部１１４のデータ構成の一例を示す説明図である。位置情報記憶部１１４は、案内対象識別情報と、位置情報とを対応付けて記憶する。

回転範囲記憶部１１５は、位置情報記憶部１１４に記憶された案内対象の位置を向いた方向を基準として移動ロボット１００が回転可能な範囲を格納する。図４は、回転範囲記憶部１１５のデータ構成の一例を示す説明図である。回転範囲記憶部１１５は、回転可能範囲である最大角度および最小角度を記憶する。

経路情報記憶部１１６は、移動ロボット１００が移動領域を巡回する際の経路情報を格納する。経路情報には、移動ロボット１００が巡回するための移動領域における位置情報と、移動ロボット１００が停止する位置を示す停止位置情報、移動速度等が格納されている。

人体判定部１０９は、検知情報受信部１０２で受信した検知情報から人体であるか否かと、人体を検知した方向（以下、人体検知方向という）を判定する。方向決定部１１０は、移動ロボット１００を回転する方向を案内対象の位置を向く方向に決定する。また、方向決定部１１０は、人体判定部１０９で人体を判定した場合に、人体検知方向と回転範囲記憶部１１５に記憶された回転可能範囲から、移動ロボット１００を回転する方向を決定する。

移動制御部１１１は、経路情報記憶部１１６に記憶された経路情報に基づいて移動ロボット１００の移動を制御する。具体的には、移動ロボット１００の車輪モータを駆動するモータドライバである。回転制御部１１２は、移動ロボット１００の回転を制御する。

通信部１１３は、図示していない監視装置２００と各種情報の送受信を行う。具体的には、監視装置２００から巡回経路の巡回の開始、停止などの指示を受信する。また、監視カメラ１０３で撮像した画像情報や、センサ１０１が検知した検知情報を監視装置２００に送信してもよい。

メッセージ情報記憶部１１７は、案内対象に対するメッセージ情報を格納する。図５は、メッセージ情報記憶部１１７のデータ構成の一例を示す説明図である。メッセージ情報記憶部１１７は、案内対象識別情報と、メッセージ情報とを対応付けて記憶する。なお、メッセージ情報に加えて、操作パネル部１０５に表示する画像情報等を格納し、音声メッセージとともに出力してもよい。

スピーカ１０７は、音声メッセージを出力する。スピーカ１０７は、図２に示すように移動ロボット１００の前面に配置されている。音声出力制御部１０８は、案内対象識別情報に対応するメッセージ情報をメッセージ情報記憶部１１７から取得し、取得したメッセージ情報をスピーカ１０７から出力するよう制御する。

次に、上述したように構成されている移動ロボット１００による移動体方向制御処理について説明する。図６−１、図６−２は、移動ロボット１００が行う移動体方向制御処理手順を示すフローチャートである。

まず、方向決定部１１０は、位置情報記憶部１１４から案内対象の位置情報を取得する（ステップＳ６０１）。移動制御部１１１は、経路情報記憶部１１６に記憶された経路情報を取得する（ステップＳ６０２）。図７は、移動領域内での案内対象や移動経路の一例を示す説明図である。図７に示すように、移動ロボット１００は移動開始位置１３から移動経路１２を巡回し、移動終了位置１４に戻る。また、移動ロボット１００の移動領域１１内における案内対象である店舗Ａの位置情報を（ｘ１，ｙ１）、店舗Ｂの位置情報を（ｘ２，ｙ２）とする。なお、移動領域１１の左上の位置を原点（０，０）とする。

移動制御部１１１は、移動ロボット１００を経路情報に従って移動する（ステップＳ６０３）。移動制御部１１１は、現在位置が停止位置であるか否かを判断する（ステップＳ６０４）。現在位置が停止位置でないと判断した場合は（ステップＳ６０４：Ｎｏ）、ステップＳ６０３に戻る。現在位置が停止位置であると判断した場合は（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、移動制御部１１１は移動ロボット１００を停止する（ステップＳ６０５）。

方向決定部１１０は、停止位置と案内対象の位置情報から案内対象を向いた方向である回転方向を算出する（ステップＳ６０６）。回転制御部１１２は、算出した回転方向に移動ロボット１００を回転する（ステップＳ６０７）。図８は、移動ロボット１００が案内対象の方向に回転した状態を示す説明図である。図８に示すように、まず案内対象の方向１５に移動ロボット１００が向くことにより、移動ロボット１００がどの対象についての案内のメッセージを出力するのかを通行人が把握しやすい。

人体判定部１０９は、検知情報受信部１０２が受信した検知情報から人体を検知したか否かを判断する（ステップＳ６０８）。人体を検知したと判断した場合に（ステップＳ６０８：Ｙｅｓ）、方向決定部１１０は人体検知方向を算出する（ステップＳ６０９）。方向決定部１１０は、回転範囲記憶部１１５に記憶された最大角度と最小角度を取得する（ステップＳ６１０）。方向決定部１１０は、移動ロボット１００の回転可能範囲を算出する（ステップＳ６１１）。

方向決定部１１０は、人体検出方向が回転可能範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ６１２）。人体検出方向が回転可能範囲内であると判断した場合は（ステップＳ６１２：Ｙｅｓ）、移動制御部１１１は人体検知方向に移動ロボット１００を回転する（ステップＳ６１３）。図９は、移動ロボット１００を人体検知方向に回転した場合の例を示す説明図である。図９に示すように、店舗Ａを向いた方向から最大角度３０°と最小角度−４５°である移動ロボット１００の回転可能範囲内で人体１６が検知された場合は、人体１６を検知した方向１７に移動ロボット１００を回転する。

人体検出方向が回転可能範囲内でないと判断した場合は（ステップＳ６１２：Ｎｏ）、回転可能範囲のうち、最も人体検知方向に近い方向に移動ロボット１００を回転する（ステップＳ６１４）。図１０は、移動ロボット１００を回転可能範囲のうち、最も人体検知方向に近い方向に回転した場合の例を示す説明図である。回転可能範囲内で人体１８が検知されなかった場合は、図１０に示すように回転可能範囲内で人体１８を検知した方向に最も近い方向１９に移動ロボット１００を回転する。なお、この移転可能範囲は、移動ロボット１００の移動領域での停止位置や、移動経路が時計回りか反時計回りかの違い、移動領域内での通行人の人数等で最適な値を設定する。また、移動ロボットが巡回する時間で通行人の人数が異なる場合には、時間帯ごとに異なる移動可能範囲を設定してもよい。

ステップＳ６０８において、人体を検知していないと判断した場合に（ステップＳ６０８：Ｎｏ）、ステップＳ６１５に進む。この場合、移動ロボット１００は案内対象を向いた方向に向いたままである。

音声出力制御部１０８は、案内対象に対応したメッセージ情報をメッセージ情報記憶部１１７から取得し、スピーカ１０７からメッセージを出力する（ステップＳ６１５）。なお、この場合に出力するメッセージは、音声メッセージであるが、音声メッセージに代えて、または音声メッセージとともに、文字メッセージや画像メッセージを操作パネル部１０５に表示するようにしてもよい。

このように、移動ロボット１００が停止した位置でまず案内対象の方向に向かって回転することにより、通行人が案内対象を認識することができ、その後通行人の方向に移動ロボット１００が向いて音声メッセージを出力するため、音声メッセージで通行人の関心を引くことができる。

また、移動ロボット１００のスピーカ１０７は、移動ロボット１００の前面に設置されているため、移動ロボット１００が通行人の方向を向くことにより、音声メッセージが聞き取りやすくなる。

また、移動ロボット１００は、案内対象の方向を基準とした回転可能範囲を超えて通行人が検知された場合は、移動ロボット１００を回転可能範囲のうちで、最も通行人を検知した方向に近い方向まで回転させるため、通行人が案内対象を認識でき、かつ、音声メッセージが最も聞きやすい位置に移動ロボット１００を回転することができる。

図１１は、本実施の形態にかかる移動ロボット１００のハードウェア構成を示す図である。移動ロボット１００は、ハードウェア構成として、移動ロボット１００における制御処理を実行する制御プログラムなどが格納されているＲＯＭ２２と、ＲＯＭ２２内のプログラムに従って移動ロボット１００の各部を制御するＣＰＵ２１と、移動ロボット１００の制御に必要な種々のデータを記憶するＲＡＭ２３と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ２４と、各部を接続するバス２５とを備えている。検知情報受信部１０２、画像情報受信部１０４、操作パネル制御部１０６、音声出力制御部１０８、人体判定部１０９、方向決定部１１０、移動制御部１１１、回転制御部１１２、通信部１１３、位置情報記憶部１１４、回転範囲記憶部１１５、経路情報記憶部１１６、メッセージ情報記憶部１１７は、これらのハードウェアの協働により実現される。

移動ロボット１００の制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

この場合には、制御プログラムは、移動ロボット１００において上記記録媒体から読み出して実行することにより主記憶装置上にロードされ、上記ソフトウェア構成で説明した各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

また、本実施の形態の制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。

本実施の形態にかかる移動ロボットの構成を示すブロック図である。 本実施の形態にかかる移動ロボットの外観の一例を示す説明図である。 位置情報記憶部のデータ構成の一例を示す説明図である。 回転範囲記憶部のデータ構成の一例を示す説明図である。 メッセージ情報記憶部のデータ構成の一例を示す説明図である。 移動ロボットが行う移動体方向制御処理手順を示すフローチャートである。 移動ロボットが行う移動体方向制御処理手順を示すフローチャートである。 移動領域内での案内対象や移動経路の一例を示す説明図である。 移動ロボットが案内対象の方向に回転した状態を示す説明図である。 移動ロボットを人体検知方向に回転した場合の例を示す説明図である。 移動ロボットを回転可能範囲のうち、最も人体検知方向に近い方向に回転した場合の例を示す説明図である。 本実施の形態にかかる移動ロボットのハードウェア構成を示す図である。

符号の説明

１００ 移動ロボット
１０１ センサ
１０２ 検知情報受信部
１０３ 監視カメラ
１０４ 画像情報受信部
１０５ 操作パネル部
１０６ 操作パネル制御部
１０７ スピーカ
１０８ 音声出力制御部
１０９ 人体判定部
１１０ 方向決定部
１１１ 移動制御部
１１２ 回転制御部
１１３ 通信部
１１４ 位置情報記憶部
１１５ 回転範囲記憶部
１１６ 経路情報記憶部
１１７ メッセージ情報記憶部

Claims (6)

1. 自律移動可能な移動体において、
   報知手段と、
   前記移動体の移動領域における対象の位置を記憶する記憶手段と、
   前記位置を向いた方向から前記移動体が回転可能な範囲を記憶する回転範囲記憶手段と、
   検知領域内に存在する人体を検知する検知手段と、
   前記検知手段によって前記人体を検知した場合は、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内であるか否かを判断する方向決定手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記位置を向いた方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内である場合には、前記人体を検知した方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内でない場合には、前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲のうち、前記人体を検知した方向に最も近い方向である回転方向に前記移動体を回転する回転手段と、
   前記回転手段によって前記移動体が回転した後に、所定のメッセージを前記報知手段から出力するメッセージ出力手段と、
   を備えることを特徴とする移動体。
2. 前記回転手段は、前記移動体の前面を前記回転方向に向けるように前記移動体を回転すること、を特徴とする請求項１に記載の移動体。
3. 前記報知手段は、前記移動体の前面に設置されていること、を特徴とする請求項１または２に記載の移動体。
4. 監視領域を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって撮像された画像情報に人が存在するか否かを判定する人判定手段と、をさらに備え、
   前記回転手段は、さらに前記人判定手段によって人が存在すると判定した場合は、前記撮像手段が撮像した方向に前記移動体を回転すること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の移動体。
5. 自律移動可能な移動体で実行される移動体方向制御方法において、
   前記移動体は、
   報知手段と、前記移動体の移動領域における対象の位置を記憶する記憶手段と、前記位置を向いた方向から前記移動体が回転可能な範囲を記憶する回転範囲記憶手段と、を備え、
   検知手段が、検知領域内に存在する人体を検知する検知工程と、
   方向決定手段が、前記検知工程によって前記人体を検知した場合は、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内であるか否かを判断する方向決定工程と、
   回転手段が、前記記憶手段に記憶された前記位置を向いた方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内である場合には、前記人体を検知した方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内でない場合には、前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲のうち、前記人体を検知した方向に最も近い方向である回転方向に前記移動体を回転する回転工程と、
   メッセージ出力手段が、前記回転工程によって前記移動体が回転した後に、所定のメッセージを前記報知手段から出力するメッセージ出力工程と、
   を含むことを特徴とする移動体方向制御方法。
6. 自律移動可能なコンピュータに実行させるための移動体方向制御プログラムにおいて、
   前記コンピュータは、
   報知手段と、前記移動体の移動領域における対象の位置を記憶する記憶手段と、前記位置を向いた方向から前記移動体が回転可能な範囲を記憶する回転範囲記憶手段と、を備え、
   検知領域内に存在する人体を検知する検知工程と、
   前記検知工程によって前記人体を検知した場合は、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内であるか否かを判断する方向決定工程と、
   前記記憶手段に記憶された前記位置を向いた方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内である場合には、前記人体を検知した方向である回転方向に前記移動体を回転し、前記人体を検知した方向が前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲内でない場合には、前記回転範囲記憶手段に記憶された前記範囲のうち、前記人体を検知した方向に最も近い方向である回転方向に前記移動体を回転する回転工程と、
   前記回転工程によって前記移動体が回転した後に、所定のメッセージを前記報知手段から出力するメッセージ出力工程と、
   を前記コンピュータに実行させるための移動体方向制御プログラム。

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