JP6559051B2 - 発声機能を備えたロボット装置、発声制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

この発明は、発声機能を備えたロボット装置と、このロボット装置による発声制御方法およびプログラムに関する。

近年、例えば人型ロボットにユーザが希望する様々な手伝いをさせる利用法が検討されている。例えば、カラオケボックス等にロボットを持参し、ユーザが歌唱する曲の一部区間やパートをロボットに歌わせたり、ユーザがロボットとデュエットするといった利用が考えられている。

ロボットに歌唱区間を指定して歌わせるには、ロボットに対しユーザの指示を的確に与える必要がある。しかし、一般にカラオケボックス等では、可聴音域の大きな音が発生していたり、照明環境が暗かったり、部屋が狭く一か所に人が密集することが多いため、ユーザの音声やジェスチャでは動作指示を忠実にロボットに伝えることが困難である。

そこで、レーザポインタを使用してロボットに対し位置や行動を指示するユーザインタフェースが提案されている（例えば非特許文献１を参照）。また、タブレット型端末を使用して、マルチタッチ操作によりロボットに歩行指示を指示するユーザインタフェースも提案されている（例えば非特許文献２を参照）。

Kentaro Ishii, Shengdong Zhao, Masahiko Inami, Takeo Igarashi, and Michita Imai. "Designing Laser Gesture Interface for Robot Control." Proceedings of the 12th IFIP Conference on Human-Computer Interaction, INTERACT2009, pp.479-492． Yuta Sugiura, Charith L. Fernando, Anusha I. Withana, Gota Kakehi, Daisuke Sakamoto, Maki Sugimoto, Masahiko Inami, Takeo Igarashi and Masa Inakage, "An Operating Method for a Bipedal Walking Robot for Entertainment", ACM SIGGRAPH Asia 2009 Emerging Technologies, pp. 79-79, Yokohama, December 2009.

しかしながら、レーザポインタやタブレット型端末を使用して歌唱区間を指示する動作は、歌唱する際のユーザの慣習上には存在しないため不自然である。また、レーザポインタやタブレット型端末を使って歌唱区間を指示するには、その操作をユーザが事前に習得する必要があり、ユーザにとっては煩わしく負担が大きい。さらに、歌唱中にロボットに指示を与えるには、ユーザが歌唱しながらマイクをユーザインタフェース機器に持ち替えて操作する必要があり、操作性が悪く、円滑な歌唱動作を行わせる際の障害になる。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ユーザが発声中に特別な機器を操作することなく簡単かつ自然な動作で的確に指示を与えることができるようにした発声機能を備えたロボット装置、発声制御方法およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の第１の態様は、外部の装置から受信した音データまたは予め記憶した音データに基づいて発声動作を行う発声手段を備え、かつマイクロフォンにより検出された音声をスピーカから拡声出力する外部装置と共に使用されるロボット装置にあって、自装置に対し上記マイクロフォンが所定の範囲内に接近したことを検知する接近検知手段と、上記接近検知手段による検知結果に基づいて、上記マイクロフォンの接近が検知されている期間に、上記発声手段を起動して上記音データに基づく発声動作を行わせる発声制御手段とを備え、上記接近検知手段は、可聴外域音波を発生する可聴外域音波発生器と、上記可聴外域音波発生器から発生された可聴外域音波のうち上記マイクロフォンにより検出されたのち上記スピーカから拡声出力された可聴外域音波を受信する可聴外域音波受信器と、上記可聴外域音波受信器により受信された可聴外域音波が上記スピーカから出力されているという条件を満たしているかどうかを判定する判定手段とを備える。そして、上記発声制御手段は、上記判定手段の判定結果に基づいて、上記受信された超音波がスピーカから出力されているという条件を満たしていると判定された期間に、上記発声手段を起動して上記音データに基づく発声動作を行わせるようにしたものである。

この発明の第２の態様は、上記マイクロフォンが微弱電力の無線信号を送信する無線送信機を備えている場合に、上記接近検知手段は、上記微弱電力無線送信機から送信される微弱無線信号を受信する無線受信機と、この無線受信機により受信された微弱電力の無線信号の受信レベルが予め設定したしきい値を超えているか否かを判定する判定手段とを備える。そして、上記発声制御手段は、上記判定手段による判定結果に基づいて、上記微弱電力無線信号の受信レベルが上記しきい値を超えている期間に、上記発声手段を起動して上記音データに基づく発声動作を行わせるようにしたものである。

この発明の第１の態様によれば、ロボット装置はマイクロフォンが所定範囲内に接近している期間にのみ発声する。このため、ユーザはロボット装置に対しマイクロフォンを近づけるという自然な操作を行うだけでロボット装置に対し発声指示を与えることが可能となる。したがって、ユーザは発声中にレーザポインタやタブレット端末等の特別な機器を操作することなく、簡単かつ自然な動作でしかも的確に発声指示を与えることが可能となる。また、この発明の第１の態様によれば、ロボット装置に可聴外域音波の発生器と受信器を設けるだけで、マイクロフォンと外部装置には特別な付加機能を設けることなく、マイクロフォンの接近を検知することが可能となる。

この発明の第２の態様によれば、マイクロフォンに微弱電力の無線信号を送信する無線送信機を設け、ロボット装置に当該微弱電力の無線信号を受信する無線受信機を設けるだけで、マイクロフォンの接近を検知することが可能となる。

すなわちこの発明によれば、ユーザが発声中に特別な機器を操作することなく簡単かつ自然な動作で的確に指示を与えることができるようにした、発声機能を備えたロボット装置、発声制御方法およびプログラムを提供することができる。

この発明の第１の実施形態に係るロボット装置と共に使用されるカラオケシステムの構成を示す図。 図１に示したロボット装置の機能構成を示すブロック図。 図２に示したロボット装置が備えるマイク接近検知部の処理手順と処理内容を示すフローチャート。 図２に示したロボット装置が備えるロボット音声出力制御部の処理手順と処理内容を示すフローチャート。 図２に示したロボット装置が備える歌唱出力ユニットの処理手順と処理内容を示すフローチャート。 図２に示したロボット装置の非歌唱状態と歌唱状態との変更動作を説明するための図。 この発明の第１の実施形態に係るロボット装置の機能構成を示すブロック図。 図７に示したロボット装置が備えるマイク接近検知部の処理手順と処理内容を示すフローチャート。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
（構成）
図１は、この発明の第１の実施形態に係るロボット装置と共に使用されるカラオケシステムの構成を示す図であり、１Ａはロボット装置（以後ロボットと呼称する）、ＵＳはユーザをそれぞれ示している。

カラオケシステムは、カラオケ装置ＫＳと、このカラオケ装置ＫＳに接続されるワイヤレス型のマイクロフォンＫＭＣ、表示部ＫＤＳおよびカラオケ用スピーカＫＳＰを備えている。カラオケ装置ＫＳは、ユーザが選択指定した歌唱曲の歌詞と背景映像を時系列に従い表示部ＫＤＳに表示させると共に、マイクロフォンＫＭＣからユーザＵＳの歌唱音声信号を受信してカラオケの楽曲信号と合成し、合成された音をカラオケ用スピーカＫＰＳから拡声出力させる。

またカラオケ装置ＫＳは、ユーザＵＳが選択指定した歌唱曲の歌唱音声データを、所定の単位、例えば小節ごとにタイミング信号を付して、ロボット１Ａに向け送信する機能も備えている。

マイクロフォンＫＭＣは、上記ユーザＵＳの歌唱音信号を上記カラオケ装置ＫＳへ送信するための第１の無線送信機に加え、微弱な電力の無線信号を送信する第２の無線送信機３を備えている。第２の無線送信機３は、例えばＲＦＩＤ等で使用される微弱な電力の無線信号を送信するもので、電源がオンになっている期間に常に一定の電力の無線信号を送信する。

ロボット１Ａは人型ロボットからなり、以下のように構成される。図２はその機能構成を示すブロック図である。
すなわち、ロボット１Ａは、第１の無線受信部１１と、歌唱出力ユニット１２と、音声出力部１３と、ロボット用のスピーカ１４とを備えている。第１の無線受信部１１は、上記カラオケ装置ＫＳから送信される歌唱音声データを受信する。歌唱出力ユニット１２は、上記第１の無線受信部１１により受信された歌唱音声データを、音声出力部１３へ出力する。音声出力部１３は、上記歌唱出力ユニット１２から出力された歌唱音声データをディジタル信号からアナログ信号に変換したのち、所定の信号レベルに増幅してロボット用のスピーカ１４から拡声出力させる。

ロボット１Ａはさらに、第２の無線受信部１５と、マイク接近検知部１６と、ロボット音声出力制御部１７とを備えている。第２の無線受信部１５は、上記マイクロフォンＫＭＣの第２の無線送信機３から送信される微弱な電力の無線信号を受信し、その無線受信強度、具体的には受信電界強度を表す信号をマイク接近検知部１６へ出力する。マイク接近検知部１６は、上記第２の無線受信部１５から出力された無線受信強度を表す信号を予め設定したしきい値と比較し、その判定結果を表す情報をロボット音声出力制御部１７へ出力する。ロボット音声出力制御部１７は、上記マイク接近検知部１６から出力された判定結果を表す情報を上記歌唱出力ユニット１２に与え、当該歌唱出力ユニット１２による歌唱音声データの出力を制御する。

（動作）
次に、以上のように構成されたロボット１Ａの動作を説明する。
ユーザＵＳがカラオケ装置ＫＳに対し希望する歌唱曲を選択指定すると、当該指定された歌唱曲データの再生が開始されて、そのカラオケ用の楽曲がカラオケ用スピーカＫＳＰから拡声出力されると共に、歌詞と背景映像が表示部ＫＤＳに表示される。

そして、この状態でユーザＵＳが歌唱を開始すると、その歌唱音声がマイクロフォンＫＭＣにより検出され、その歌唱音声信号がマイクロフォンＫＭＣからカラオケ装置ＫＳへ送信されて、上記カラオケ用の楽曲と合成されたのち、カラオケ用スピーカＫＳＰから拡声出力される。またそれと並行して、上記歌唱曲データに含まれる歌唱音声のデータが、小節ごとにタイミング信号が付与された状態で、ロボット１Ａに向け送信される。

これに対しロボット１Ａでは、上記カラオケ装置ＫＳから送信された歌唱音声データが第１の無線受信部１１で受信され、歌唱出力ユニット１２に入力される。しかし、このときマイクロフォンＫＭＣはユーザＵＳが歌唱に使用しており、マイク接近検知部１６ではマイクロフォンＫＭＣの接近が検知されない。このため、ロボット音声出力制御部１７から歌唱出力ユニット１２へは、音声出力をしないことを指示する“false”が出力され、これにより歌唱出力ユニット１２はミュート状態となる。この結果、ロボット１Ａのスピーカ１４からは上記歌唱音声データによる歌唱音声は出力されない。

一方、この状態でユーザＵＳが、任意の小節を歌い終わった時点でマイクロフォンＫＭＣを自身の口から離してロボット１Ａに接近させたとする。そうするとロボット１Ａでは、上記マイクロフォンＫＭＣの第２の無線送信機３から送信されている微弱な無線信号が第２の無線受信部１５で受信され、その受信電界強度を表す情報がマイク接近検知部１６に入力される。

マイク接近検知部１６は、上記受信電界強度を表す情報を受け取ると、図３に示すように先ずステップＳ１１により上記受信電界強度をしきい値と比較し、受信電界強度がしきい値以上か否かを判定する。この判定の結果、受信電界強度がしきい値以上であれば、ステップＳ１３において、マイクロフォンＫＭＣの接近を検知したことを示す接近判定結果“true”をロボット音声出力制御部１７に与える。

ロボット音声出力制御部１７は、上記マイク接近検知部１６から接近判定結果を受け取ると、図４に示すように先ずステップＳ２１により上記接近判定結果が“true”であるか否かを判定する。そして、“true”であれば、ステップＳ２３において、音声出力を許可することを表す判定結果“true”を歌唱出力ユニット１２へ出力する。

歌唱出力ユニット１２は、図５に示すように先ずステップＳ３１において、上記ロボット音声出力制御部１７から出力された音声出力の判定結果が“true”であるか否かを判定する。この判定の結果、“true”であれば、ステップＳ３２において、カラオケ装置ＫＳから受信した歌唱音声データに付与されているタイミング信号をもとに、最も直近に受信された小節の開始タイミングを検出する。そして、当該小節の開始タイミングから歌唱音声データの出力音量値を一定値まで増加させ、音声出力部１３へ出力する。なお、このとき歌唱出力ユニット１２は、歌唱音声データの音質に関するパラメータをロボット１Ａの発声音声に応じた音質に変換する。

音声出力部１３は、上記歌唱出力ユニット１２から出力された歌唱音声データをアナログ信号に変換したのち上記指定された出力音量値まで増幅し、ロボット用のスピーカ１４から拡声出力する。この結果、ロボット用のスピーカ１４からは、ユーザＵＳが歌い終わった小節の次の小節から、あたかもロボット１Ａが引き継いで歌唱しているかのように歌唱音声が拡声出力される。なお、上記歌唱音声の音質の変換は、音声出力部１３においてフィルタ等を用いて行ってもよい。

またこの状態で、任意の小節が終了した時点でユーザＵＳがマイクロフォンＫＭＣをロボット１Ａから遠ざけ、ユーザ自身の口元に戻したとする。そうするとロボット１Ａでは、上記マイクロフォンＫＭＣの第２の無線送信機３から送信されている微弱な無線信号が第２の無線受信部１５で受信できなくなる。このため、マイク接近検知部１６は、図３に示すステップＳ１１による判定により、上記微弱な無線信号の受信電界強度がしきい値未満となるため、ステップＳ１２により、マイクロフォンＫＭＣが遠ざかったことを示す接近判定結果“false”をロボット音声出力制御部１７へ出力する。

ロボット音声出力制御部１７は、上記マイク接近検知部１６から接近判定結果を受け取ると、図４に示すステップＳ２１により上記接近判定結果が“true”であるか否かを判定する。この結果、いまは、“false”であるため、ステップＳ２２において、音声出力の禁止を表す判定結果“false”を歌唱出力ユニット１２へ出力する。

歌唱出力ユニット１２は、上記ロボット音声出力制御部１７から出力された音声出力の判定結果が“false”であることから、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行する。そして、カラオケ装置ＫＳから受信した歌唱音声データに付与されているタイミング信号をもとに、最も直近に受信された小節の開始タイミングを検出する。そして、当該小節の開始タイミングから歌唱音声データの出力音量値をミュートレベルまで低下させる。この結果、ロボット用のスピーカ１４からの歌唱音声の出力は停止される。

以後、同様にマイクロフォンＫＭＣをロボット１Ａに接近させたり、また遠ざけたりするごとに、図６に示すようにロボット１Ａの動作状態を歌唱状態と非歌唱状態との間で任意に切り替えることが可能となる。

（効果）
以上詳述したように第１の実施形態に係るロボット装置では、カラオケ用のマイクロフォンＫＭＣに設けられた第２の無線送信機３から送信される微弱の無線信号の受信電界強度を監視し、受信電界強度がしきい値以上になったときマイクロフォンＫＭＣが接近したと判断して、カラオケ装置ＫＳから送られた歌唱音をロボット用のスピーカ１４から拡声出力し、受信電界強度がしきい値未満のときは歌唱音声の出力をミュートするようにしている。

したがって、ユーザはロボット１Ａに対しマイクロフォンＫＭＣを近づけるというきわめて自然な操作を行うだけで、ロボット１Ａに対し歌唱指示を与えることが可能となる。このため、ユーザは歌唱中にレーザポインタやタブレット端末等の特別な機器を操作することなく、簡単かつ自然な動作でしかも的確に歌唱指示を与えることが可能となる。

また、マイクロフォンＫＭＣにＲＦＩＤ等に使用される微弱な無線信号を送信する第２の無線送信機３を設け、ロボット１Ａに上記微弱な無線信号を受信する第２の受信機１５を設けるだけで、マイクロフォンＫＭＣの接近を検知することが可能となる。

［第２の実施形態］
この発明の第２の実施形態は、ロボットに超音波の発信器および受信器を設け、ロボットから送信された超音波のマイクロフォンで検出される音圧を、カラオケ用のスピーカから出力される超音波をロボットで受信することで判定することにより、マイクロフォンの接近を検知するようにしたものである。

図７は、この発明の第２の実施形態に係るロボット装置の機能構成を示すブロック図である。なお、同図において前記図２と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

ロボット装置（以後ロボットと称する）１Ｂは、第１の無線受信部１１、歌唱出力ユニット１２、音声出力部１３、スピーカ１４、およびロボット音声出力制御部１７に加え、超音波発生器２１と、超音波受信用のマイクロフォン２２と、超音波受信器２３と、超音波の受信音圧に応じてマイクロフォンの接近を検知するマイク接近検知部２４とを備えている。

超音波発生器２１は、一定音圧の超音波を常時発生する。超音波受信器２３は、上記超音波発生器２１から発生された超音波のうち、カラオケ用のマイクロフォンＫＭＣで検出された後、カラオケ装置ＫＳを経由してカラオケ用のスピーカＫＳＰから出力される超音波を上記超音波受信用のマイクロフォン２２を介して受信する。

マイク接近検知部２４は、上記超音波受信器２３により受信された超音波を例えばフーリエ解析により抽出し、その音圧が予め設定したしきい値以上か否かを判定し、その判定結果を表す情報をロボット音声出力制御部１７へ出力する。ロボット音声出力制御部１７は、上記マイク接近検知部２４から出力された判定結果を表す情報を上記歌唱出力ユニット１２に与え、当該歌唱出力ユニット１２による歌唱音声データの出力を制御する。

（動作）
次に、以上のように構成されたロボット１Ｂの動作を説明する。
ユーザＵＳが歌唱を行っている状態では、マイクロフォンＫＭＣはロボット１Ｂから離れている。このため、ロボット１Ｂの超音波発生器２１から発生された超音波はマイクロフォンＫＭＣに到達しないか、或いは到達してもその音圧は小レベルとなる。このため、マイクロフォンＫＭＣからカラオケ装置ＫＳに伝達されたのちカラオケ用のスピーカＫＳＰから拡声出力され、ロボット１Ｂの超音波受信器２３で受信される超音波の音圧レベルはゼロか或いはきわめて小さなレベルとなる。

ロボット１Ｂのマイク接近検知部２４は、図８に示すように先ずステップＳ４１において、上記超音波受信器２３から出力される受信音をフーリエ解析して超音波帯の受信音圧を検出する。次にステップＳ４２により、上記検出された超音波帯の受信音圧をしきい値と比較して、受信音圧がしきい値以上か否かを判定する。この判定の結果、いまは受信音圧がしきい値未満となるので、マイク接近検知部２４はステップＳ４３に移行して、マイクロフォンＫＭＣは遠方にあることを示す接近判定結果“false”をロボット音声出力制御部１７へ出力する。

ロボット音声出力制御部１７は、上記マイク接近検知部２４から接近判定結果を受け取ると、図４に示したようにステップＳ２１により上記接近判定結果が“true”であるか否かを判定する。そして、いまは、“false”であるため、ステップＳ２２において、音声出力の禁止を表す判定結果“false”を歌唱出力ユニット１２へ出力する。

歌唱出力ユニット１２は、上記ロボット音声出力制御部１７から出力された音声出力の判定結果が“false”であることから、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行する。そして、歌唱音声データの出力音量値をミュートレベルに維持する。この結果、ロボット用のスピーカ１４からはロボット１Ｂの歌唱音声は出力されない。

一方、この状態でユーザＵＳが、任意の小節を歌い終わった時点でマイクロフォンＫＭＣを自身の口から離してロボット１Ｂに接近させたとする。そうするとロボット１Ｂの超音波発生器２１２から発生された超音波がマイクロフォンＫＭＣで検出される。そして、当該超音波は、マイクロフォンＫＭＣからカラオケ装置ＫＳを経由してカラオケ用のスピーカＫＳＰから楽曲の音と共に拡声出力され、当該超音波を含む音がマイクロフォン２２を介して超音波受信器２３で受信される。

マイク接近検知部２４は、上記超音波受信器２３から受信音を受け取ると、図８に示したようにステップＳ４１において、上記超音波受信器２３から出力された受信音をフーリエ解析して超音波帯の受信音圧を検出する。そしてステップＳ４２により、上記検出された超音波帯の受信音圧をしきい値と比較して、受信音圧がしきい値以上か否かを判定する。この判定の結果、いまは受信音圧がしきい値以上となるため、ステップＳ４４において、マイクロフォンＫＭＣの接近を検知したことを示す接近判定結果“true”をロボット音声出力制御部１７に与える。

ロボット音声出力制御部１７は、上記マイク接近検知部２４から接近判定結果を受け取ると、図４に示したようにステップＳ２１により上記接近判定結果が“true”であるか否かを判定する。そして、“true”であれば、ステップＳ２３において、音声出力を許可することを表す判定結果“true”を歌唱出力ユニット１２へ出力する。

歌唱出力ユニット１２は、図５に示したように先ずステップＳ３１において、上記ロボット音声出力制御部１７から出力された音声出力の判定結果が“true”であるか否かを判定する。この結果、“true”であれば、ステップＳ３２において、カラオケ装置ＫＳから受信した歌唱音声データに付与されているタイミング信号をもとに、最も直近に受信された小節の開始タイミングを検出する。そして、当該小節の開始タイミングから歌唱音声データの出力音量値を一定値まで増加させ、音声出力部１３へ出力する。なお、このとき歌唱出力ユニット１２は、歌唱音声データの音質に関するパラメータをロボット１Ｂの発声音声に応じた音質に変換する。

音声出力部１３は、上記歌唱出力ユニット１２から出力された歌唱音声データをアナログ信号に変換したのち上記指定された出力音量値まで増幅し、ロボット用のスピーカ１４から拡声出力する。この結果、ロボット用のスピーカ１４からは、ユーザＵＳが歌い終わった小節の次の小節から、あたかもロボット１Ｂが引き継いで歌唱しているかのように歌唱音声が拡声出力される。

またこの状態で、任意の小節が終了した時点でユーザＵＳがマイクロフォンＫＭＣをロボット１Ｂから遠ざけ、再びユーザ自身の口元に戻したとする。そうするとロボット１Ｂでは、上記超音波受信器２３により受信される超音波帯の音圧レベルがゼロまたはきわめて小さくなる。このため、マイク接近検知部２４は、図８に示すステップＳ４１による判定により、上記超音波帯の受信音圧レベルがしきい値未満となるため、ステップＳ４３により、マイクロフォンＫＭＣが遠ざかったことを示す接近判定結果“false”をロボット音声出力制御部１７へ出力する。

ロボット音声出力制御部１７は、上記マイク接近検知部２４から接近判定結果“false”を受け取ると、図４に示したようにステップＳ２２において、音声出力の禁止を表す判定結果“false”を歌唱出力ユニット１２へ出力する。

歌唱出力ユニット１２は、上記ロボット音声出力制御部１７から出力された音声出力の判定結果が“false”であることから、図５に示すようにステップＳ３１からステップＳ３２に移行する。そして、カラオケ装置ＫＳから受信した歌唱音声データに付与されているタイミング信号をもとに、最も直近に受信された小節の開始タイミングを検出する。そして、当該小節の開始タイミングから歌唱音声データの出力音量値をミュートレベルまで低下させる。この結果、ロボット用のスピーカ１４からの歌唱音声の出力は停止される。

以後、同様にマイクロフォンＫＭＣをロボット１Ｂに接近させたり、また遠ざけたりするごとに、本実施形態においても図６に示したようにロボット１Ｂの動作状態を歌唱状態と非歌唱状態との間で任意に切り替えることが可能となる。

（効果）
以上詳述したように第２の実施形態に係るロボット装置では、ロボット１Ｂに超音波発生器２１と超音波受信用のマイクロフォン２２および超音波受信器２３を設け、ロボット１Ｂから送信された超音波のマイクロフォンＫＭＣによる受信音圧レベルを、カラオケ用のスピーカＫＳＰから出力される超音波の音圧をもとにマイク接近検知部２４で判定することにより、マイクロフォンＫＭＣの接近を検知する。そして、その検知結果に基づいて、ロボット１Ｂからの歌唱音の出力をオン／オフするようにしている。

したがって、前記第１の実施形態と同様に、本実施形態においても、ユーザはロボット１Ｂに対しマイクロフォンＫＭＣを近づけるというきわめて自然な操作を行うだけで、ロボット１Ｂに対し歌唱指示を与えることが可能となる。このため、ユーザは歌唱中にレーザポインタやタブレット端末等の特別な機器を操作することなく、簡単かつ自然な動作でしかも的確に歌唱指示を与えることが可能となる。

しかも本実施形態によれば、ロボット１Ｂに超音波発生器２１と、超音波受信用のマイクロフォン２２および超音波受信器２３を設けるだけで、マイクロフォンＫＭＣには特別な付加機能を設けることなく、マイクロフォンＫＭＣの接近を検知することが可能となる。

［その他の実施形態］
第２の実施形態では、ロボット１Ｂの超音波発生器２１から一定音圧の超音波を発送するようにしたが、超音波の代わりに超低周波音波を発生するようにしてもよい。要するに、カラオケ用のマイクロフォンＫＭＣとスピーカＫＳＰ、およびロボット１Ｂが備えるマイクロフォン２２が検出または発生可能な可聴外域音波であれば、如何なる周波数の音波を用いてもよい。

さらに、第２の実施形態では、超音波発生器２１から一定音圧の超音波を発生し、超音波受信器２３で受信された音圧が予め設定されたしきい値を超えているか否かを判定するようにした。しかし、それに限るものではなく、例えば周波数を一定の周期で変化させながらロボット１Ｂから発生した音と、カラオケ用のスピーカＫＳＰから拡声出力された音との間の周期のずれを検出し、検出された周期のずれが予め設定した時間を超えているか否かを判定することで、マイクロフォンＫＭＣの接近を検知するようにしてもよい。

また第１および第２の実施形態では、ユーザＵＳの歌唱中にカラオケ装置ＫＳから、小節ごとにタイミング信号を付与した歌唱音声データをリアルタイムにロボット１Ａまたは１Ｂに伝送するようにした。しかし、それに限らず、例えばユーザＵＳがカラオケ装置ＫＳに対し希望する歌唱曲を選択指定した時点から当該歌唱曲の前奏が始まるまでの期間に、当該歌唱曲の歌唱音声データをロボット１Ａまたは１Ｂへ一括してダウンロードするようにしてもよい。

この場合、ロボット１Ａまたは１Ｂは、上記ダウンロードされた歌唱音声データを歌唱出力ユニット１２内のメモリに記憶し、マイクロフォンＫＭＣの接近が検知されたときに、上記歌唱曲のプレイ中にカラオケ装置ＫＳから小節ごとに送信される小節識別情報に基づいて、上記記憶された歌唱音声データを読み出して拡声出力する。

このようにすると、カラオケ装置ＫＳとロボット１Ａまたは１Ｂとの間の無線環境の変化によらず、ロボット１Ａまたは１Ｂにおいて安定した歌唱音の出力動作を行うことが可能となる。

また、第１および第２の実施形態では、ロボットに歌唱をさせる場合を例にとって説明したが、他には例えば講演会や演芸会などのイベントにおいてロボットに発言をさせる場合にも、この発明は適用できる。

その他、ロボット装置の構成やマイクロフォンの接近を検知するための手法、歌唱音声の出力制御の処理手順と処理内容等ついても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

ＵＳ…ユーザ、ＫＳ…カラオケ装置、ＫＤＳ…表示部、ＫＳＰ…カラオケ用スピーカ、ＫＭＣ…マイクロフォン、１Ａ，１Ｂ…ロボット、３…無線送信機、１１，１５…無線受信部、１２…歌唱出力ユニット、１３…音声出力部、１４…ロボット用のスピーカ、１６，２４…マイク接近検知部、１７…ロボット音声出力制御部、２１…超音波発生器、２２…ロボット用のマイクロフォン、２３…超音波受信器。

Claims (3)

1. 外部の装置から受信した音データまたは予め記憶した音データに基づいて発声動作を行う発声手段を備え、かつマイクロフォンにより検出された音声をスピーカから拡声出力する外部装置と共に使用されるロボット装置であって、
   自装置に対し前記マイクロフォンが所定の範囲内に接近したことを検知する接近検知手段と、
   前記接近検知手段による検知結果に基づいて、前記マイクロフォンの接近が検知されている期間に、前記発声手段を起動して前記音データに基づく発声動作を行わせる発声制御手段と
   を具備し、
   前記接近検知手段は、
   可聴外域音波を発生する可聴外域音波発生器と、
   前記可聴外域音波発生器から発生された可聴外域音波のうち、前記マイクロフォンにより検出されたのち前記スピーカから拡声出力された可聴外域音波を受信する可聴外域音波受信器と、
   前記可聴外域音波受信器により受信された可聴外域音波が前記スピーカから出力されているという条件を満たしているかどうかを判定する判定手段と
   を備え、
   前記発声制御手段は、
   前記判定手段の判定結果に基づいて、前記受信された可聴外域音波が前記スピーカから出力されているという条件を満たしていると判定された期間に、前記発声手段を起動して前記音データに基づく発声動作を行わせる手段
   を備えることを特徴とする発声機能を備えたロボット装置。
2. 外部の装置から受信した音データまたは予め記憶した音データに基づいて発声動作を行う発声手段を備え、かつマイクロフォンにより検出された音声をスピーカから拡声出力する外部装置と共に使用されるロボット装置が実行する発声制御方法であって、
   自装置に対し前記マイクロフォンが所定の範囲内に接近したことを検知する接近検知過程と、
   前記接近検知過程による検知結果に基づいて、前記マイクロフォンの接近が検知されている期間に、前記発声手段を起動して前記音データに基づく発声動作を行わせる発声制御過程と
   を具備し、
   前記接近検知過程は、
   可聴外域音波を発生する過程と、
   前記発生された可聴外域音波のうち、前記マイクロフォンにより検出されたのち前記スピーカから拡声出力された可聴外域音波を受信する過程と、
   前記受信された可聴外域音波が前記スピーカから出力されているという条件を満たしているかどうかを判定する判定過程と、
   を備え、
   前記発声制御過程は、
   前記判定過程による判定結果に基づいて、前記受信された可聴外域音波が前記スピーカから出力されているという条件を満たしていると判定された期間に、前記発声手段を起動して前記音データに基づく発声動作を行わせる過程
   を備えることを特徴とする発声制御方法。
3. 請求項１に記載の発声機能を備えたロボット装置が備える前記接近検知手段および発声制御手段による処理を、前記ロボット装置が備えるプロセッサに実行させるプログラム。