(57)【要約】    【課題】自身の発する作動音に阻害されずに音声認識を行うことのできる移動ロボットの制御装置を提供する。    【解決手段】可動部の運動を制御する行動制御手段（７）、少なくとも移動速度を含む運動状態量検出手段（５）、音声入力手段（マイクロフォン１）、及び音声入力手段への入力から注目音声を識別する音声認識手段（２）を備える移動ロボットの制御装置において、音声入力手段への入力からロボットの作動音を識別させ、人間と話す際には作動音が減少するように可動部の動作を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部の運動を制御する行動制御手段、少なくとも移動速度を含む運動状態量検出手段、音声入力手段、及び音声入力手段への入力から注目音声を識別する音声認識手段を備える移動ロボットの制御装置であって、
前記音声認識手段は、前記運動状態量検出手段の信号に基づいて前記音声入力手段への入力から当該ロボットの作動音を識別し、
前記行動制御手段は、前記作動音の識別結果に基づいて該作動音が減少するように前記可動部の運動を制御することを特徴とする移動ロボットの制御装置。
【請求項２】
当該ロボットが脚式歩行ロボットであり、前記作動音の識別結果に基づいて歩容を変更することを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの制御装置。
【請求項３】
前記作動音の識別結果に基づいて音源方向へ転回し且つ音源に接近させることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの制御装置。
【請求項４】
冷却ファンを備え、前記作動音の識別結果に基づいて前記冷却ファンの風量を変更することを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの制御装置。
【請求項５】
前記作動音の識別結果に基づいて発話者に再度の発声を依頼することを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声入力手段への入力から注目音声を識別する音声識別手段を備える移動ロボットの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラから得た視覚情報と、マイクロフォンから得た聴覚情報とに基づいて周囲の状況を認識しつつ二足歩行で自律的に移動するヒト型ロボットの開発が近時盛んである。そして一般的な生活環境における人間とヒト型ロボットとの親和性の向上および作業性の向上を図るために、音声による対話機能の充実が望まれている。
【０００３】
このような音声対話機能に適用可能な音声認識に関する技術として、音声入力装置に入力された音声パターンを予め設定された標準パターンと比較して注目音声であるか否かを判別するに際し、騒音の影響を回避するため、環境騒音を加味した標準パターンを設定する手法が特許文献１に提案されている。また騒音スペクトルを推定し、音声入力から騒音成分を除去する手法が特許文献２に提案されている。
【特許文献１】特開平５−１３４６９４号公報
【特許文献２】特開２０００−１６３０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、ロボットの頭部に設けたマイクロフォンで集音して音声認識を行う際には、例えば、手足の関節に設けられたサーボモータや電子制御ユニットの冷却ファンの回転音、各可動部の動作音、あるいは歩行中の足音など、ロボット自身が発する騒音の影響を受けることが問題となる。因みに本出願人の開発したロボットの場合、歩行時の脚部が発する着地音（足音）が、１メートル離れた位置からの「おい」という呼び掛け音声と同等の音量であり、かつ波形も似ている（図３を参照されたい）。
【０００５】
つまり特許文献１、２に記載の従来の騒音対策手法は、不規則に入り込む騒音や、注目音声に似たパターンの騒音には対処し難いため、これを移動ロボットの聴覚に適用しても、周囲の騒音から人間の声を識別することの確実性は必ずしも高められないことがあり得た。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の欠点を解消することを課題として案出されたものであり、その主な目的は、自身の発する作動音に阻害されずに音声認識を行うことのできる移動ロボットの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するため、本発明の請求項１は、可動部の運動を制御する行動制御手段、少なくとも移動速度を含む運動状態量検出手段、音声入力手段、及び音声入力手段への入力から注目音声を識別する音声認識手段を備える移動ロボットの制御装置において、音声入力手段への入力からロボットの作動音を識別させ、人間と話す際には作動音が減少するように可動部の動作を制御するものとした。
【０００８】
特に当該ロボットが脚式歩行ロボットの場合は、作動音の識別結果に基づいて歩容を変更すると良く（請求項２）、さらに、作動音の識別結果に基づいて音源方向へ転回し且つ音源に接近するようにしたり（請求項３）、冷却ファンを備える場合は、作動音の識別結果に基づいて冷却ファンの風量を変更するようにしたり（請求項４）、また作動音の識別結果に基づいて発話者に再度の発声を依頼するようにしたりしても良い（請求項５）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、運動状態量検出手段の信号から作動音を発するタイミングを予測でき、これによってロボット自身が発する作動音を把握することができる。そして人間との対話の時は、極力静止して音声を取り込むようにすることにより、注目音声の識別に作動音が干渉することを回避し得る。
【００１０】
特に、歩容を変更して着地音が注目音声の識別の妨げとなることを回避したり、音源方向へ転回し且つ音源に接近して聞き取り易くなるようにしたり、冷却ファンの回転を低下させて自身の発する騒音レベルが低くなるようにしたり、発話者に再度の発声を依頼したりするようにすれば、音声認識の確実性を高める上に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、移動ロボットに適用された本発明の要部構成を示すブロック図である。このロボットには、一対のマイクロフォン１が頭部に設けられており、マイクロフォン１からの音声信号が音声認識部２に入力され、一対のマイクロフォン１間の音圧差及び音の到達時間差に基づいて音源位置の特定が行われる。
【００１３】
音声認識部２では、騒音データ管理部３に格納されたその環境の騒音レベルに対応した入力ゲイン、ノイズフィルタの周波数応答特性、およびスピーカ４の音量レベルなどの各パラメータを参照すると共に、運動状態量検出器５からのロボットの脚部・腕部６の動きを入力し、ロボットが発する動作音や足音を把握して注目音声を識別し易くすると共に、音の波形から、人が発する音声であるか、何らかの物体同士がぶつかり合う衝撃音であるかを推定すると共に、人が発する音声パターンを標準パターンと比較してその内容を理解する処理を行う。
【００１４】
行動制御部７では、所定の動作指令に基づいて設定されたアクション指示値を脚部・腕部６に設けられたアクチュエータなどに与えてロボットの運動を制御する。特に脚部は、音声認識部２での識別結果に基づいて必要に応じて歩幅を小さくしたり、重心を下げて着地衝撃を緩和したり、歩速を低くして着地間隔を長くしたりするなどの静音モードでの歩行が指示される。さらに、適宜な合成音声生成手段で生成された発話信号をスピーカ４から出力したり、電子制御ユニットの冷却ファン８などの風量を制御して自身が発する騒音を極力低減したりする。
【００１５】
またカメラ9及び画像認識部10が設けられ、カメラの撮像画像を分析し、発話者までの距離、ジェスチュア並びに口の動きの認識などを行うと共に発話者の特定を行い、それらの情報に適合した対応動作を行わせるように、行動制御部７から指示を発する。
【００１６】
次に本発明の音声認識に関わる処理について説明する。音声認識部２では、音声信号の入力を行う（ステップ１）と共に、行動制御部７の動作指令値に基づいて脚部６の運動状態量を検出し、着地タイミングを推定する（ステップ２）。そして音声信号に着地音が重畳しているか否かを推定し、且つ着地時には音源位置の検出は行わず、ロボット固有の名前が含まれているか等注目音声の識別を行い（ステップ３）、注目音声信号が独立している場合は音声認識処理を行い（ステップ４）、着地音が重畳している場合は、採取した音声の完全な認識は困難と判断し、一旦停止や音源方向への正対などを行い、また必要に応じて静音モードで歩行しつつ音源に接近する（ステップ５）。
【００１７】
また周囲の騒音レベルを判断し（ステップ６）、騒音レベルが高い場所であった場合は、電子制御ユニットの冷却ファン８や関節部に設けられたサーボモータなどの出力を最低限にし（ステップ７）、自身の発生する騒音を下げて注目音声をより一層聞き取り易くする。
【００１８】
さらに場合によっては、声をもっと大きくしてもらえるように発話によって依頼する（ステップ８）。
【００１９】
このようにして、得た音声信号を音声認識部２で処理して注目音声を識別することにより、ロボット自身が発する騒音で注目音声の正確な識別が妨げられることを回避し、音声をきっかけとした対人対話機能の高度な推進を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の音声認識処理に関わるフロー図である。
【図３】ロボットの頭部に設けたマイクロフォンの入力波形図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  マイクロフォン
２  音声認識部
５  運動状態量検出器
６  脚部・腕部
７  行動制御部
８  冷却ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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