(57)【要約】【課題】旋回スペースが限られた場所においてもロボットを旋回させることを可能とする。【解決手段】物体までの距離が第１所定値未満である場合は、その場旋回モードを実行し、その場旋回モードにおいては、第２駆動機構を制御してロボットの前進及び後進を停止させた状態で重り駆動機構を制御して表示部が向いている方向に対して右側又は左側の第１側に重りを傾け、前記第１側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第１側と異なる第２側に前記重りを傾け、前記第２側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを後進させる。【選択図】図１９
2019041877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記メイン筐体の内部に設けられ前記シャフトと直交する重りの軸を中心に回転する重りと、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記第１駆動機構から独立し、前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる第２駆動機構と、
前記重りの軸を回転させる重り駆動機構と、
前記第１球冠部又は前記第２球冠部に設けられ前記表示部が向いている側に向けられた距離センサと、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が第１所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第１所定値未満である場合は、その場旋回モードを実行し、
前記その場旋回モードにおいては、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して右側又は左側の第１側に前記重りを傾け、前記第１側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第１側と異なる第２側に前記重りを傾け、前記第２側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを後進させることによって、前記ロボットを第１旋回半径で旋回させる、
ロボット。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第１所定値以上である場合は、前記距離が前記第１所定値より大きい第２所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第２所定値未満であると判断された場合は、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させる第１速度より遅い第２速度に減速させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第１側に前記重りを傾けることによって、前記ロボットを前記第１旋回半径よりも大きい第２旋回半径で旋回させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第１所定値以上である場合は、前記距離が前記第１所定値より大きい第２所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第２所定値以上であると判断された場合は、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前記第１速度で前進させる、
請求項２記載のロボット。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記ロボットを前記第１速度で前進させる際、
前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾けることによって、前記ロボットを蛇行走行させる、
請求項３記載のロボット。
【請求項５】
更に、
タイマーと、
前記ロボットの周辺の音を取得するマイクと、を備え、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから取得された第１音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているか判断し、
前記タイマーが時間を計測し始めてから所定時間以上、前記第１音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記ロボットのユーザの指示とは無関係に移動する周辺探索モードを実行する、
請求項１記載のロボット。
【請求項６】
更に、
前記ロボット周辺の映像を取得するカメラと、
音声を出力するスピーカと、を備え、
前記カメラは前記第１球冠部又は前記第２球冠部に設けられ、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから前記所定時間が経過するまでに前記マイクにより取得された第１音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれていると判断された場合は、
前記取得された映像に前記ユーザが含まれているかを判断し、
前記映像に前記ユーザが含まれていないと判断された場合は、
前記映像に前記ユーザが含まれていると判断されるまで、前記その場旋回モードを実行する、
請求項５記載のロボット。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記周辺探索モードが実行された後、前記所定期間が経過するまでに前記マイクにより取得された第２音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているかを判断し、
前記第２音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記周辺探索モードを継続する、
請求項５記載のロボット。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記メイン筐体の回転を停止させる停止制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で第１回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第１側に前記重りを傾け、前記第１側に前記重りを傾けた状態で前記メイン筐体を回転させる第１加速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記第１回転制御量と逆方向の制御量である第２回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第２側に前記重りを傾け、前記第２側に前記重りを傾けた状態で前記第１加速制御量と同一制御量の第２加速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを後進させる、
請求項１記載のロボット。
【請求項９】
前記制御回路は、
前記第２速度で前記ロボットを前進させる減速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、
第１回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第１側に前記重りを傾ける、
請求項２記載のロボット。
【請求項１０】
前記制御回路は、
前記第１速度で前記ロボットを前進させる等速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前記第１速度で前進させる、
請求項３記載のロボット。
【請求項１１】
前記制御回路は、
第１回転制御量と、前記第１回転制御量と逆方向の制御量である第２回転制御量とに従って、前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾ける、
請求項３記載のロボット。
【請求項１２】
前記制御回路は、
前記取得された映像に前記ユーザが含まれていると判断されたときは、回転停止制御量に従って前記重り駆動機構を制御することによって、前記重りを初期位置に停止させる、
請求項６記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、往復走行間距離を目的の値に近づけることを目的として以下の技術を開示する。すなわち、特許文献１は、進行方向を１８０度変化させる場合、まず、走行装置の重心位置を走行装置の後側の位置に設定した状態で、超信地旋回により走行装置を時計回りに９０度回転させ、次に、走行装置の重心位置を走行装置の前側に位置した状態で、超信地旋回により走行装置を時計回りに９０度回転させる技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１２６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術は更なる改良が必要であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係るロボットは、球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記メイン筐体の内部に設けられ前記シャフトと直交する重りの軸を中心に回転する重りと、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記第１駆動機構から独立し、前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる第２駆動機構と、
前記重りの軸を回転させる重り駆動機構と、
前記第１球冠部又は前記第２球冠部に設けられ前記表示部が向いている側に向けられた距離センサと、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が第１所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第１所定値未満である場合は、その場旋回モードを実行し、
前記その場旋回モードにおいては、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して右側又は左側の第１側に前記重りを傾け、前記第１側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第１側と異なる第２側に前記重りを傾け、前記第２側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを後進させることによって、前記ロボットを第１旋回半径で旋回させる、ものである。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば更なる改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本開示の実施の形態に係るロボットの外観斜視図である。
【図１Ｂ】本開示の実施の形態に係るロボットの外観正面図である。
【図２】本開示の実施の形態に係るロボットの内部斜視図である。
【図３】本開示の実施の形態に係るロボットの内部背面図である。
【図４】本開示の実施の形態に係るロボットの第１球冠部及び第２球冠部の連結状態を示す内部背面図である。
【図５】図３におけるロボットのＡＡ断面図である。
【図６Ａ】図３のＢ視におけるロボットの内部側面図である。
【図６Ｂ】図３のＢ視における、本開示の実施の形態に係るロボットの第１表示部、第２表示部、及び第３表示部が後方に傾いた状態を示す内部側面図である。
【図６Ｃ】図３のＢ視における、本開示の実施の形態に係るロボット１の第１表示部、第２表示部、及び第３表示部が前方に傾いた状態を示す内部側面図である。
【図７Ａ】図３のＣ視における、本開示の実施の形態に係るロボットの第２駆動機構を示す側面図である。
【図７Ｂ】図３のＣ視におけるロボットの直進動作を表す側面図である。
【図８Ａ】図３において、ロボットの重りが左方寄りに位置しているときのロボットの姿勢を示す内部背面図である。
【図８Ｂ】図３において、ロボットの重りが右方寄りに位置しているときのロボットの姿勢を示す内部背面図である。
【図９】メイン筐体が図７Ｂに示す矢印１３６の方向に回転を始めるまでのロボットの姿勢を示す図である。
【図１０】本開示の実施の形態に係るロボットが適用されたロボットシステムの全体構成の一例を示す図である。
【図１１】本開示の実施の形態に係るロボットを示すブロック図である。
【図１２】その場旋回処理を実行したときのロボットの状態を示す図である。
【図１３】本開示の実施の形態に係るロボットの処理を示すフローチャートである。
【図１４】周辺探索処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】その場旋回処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】比較例に係るロボットが壁際に向けて走行している様子を示す図である。
【図１７】比較例に係るロボットが旋回に失敗するケースを示す図である。
【図１８】比較例に係るロボットが旋回に失敗するケースを示す図である。
【図１９】本開示の実施の形態に係るロボットが旋回する様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示にかかる一態様を発明するに至った経緯）
まず、本発明者は、球体状の筐体を備え、この筐体を回転させることで家庭内等の室内で自律的に移動する球体ロボットを検討している。
【０００９】
本発明者が研究対象とする球体ロボットは、一対の球冠部と、一対の球冠部を連結するシャフトと、シャフトに取り付けられた表示部と、シャフト回りに回転可能に取り付けられたメイン筐体とを備え、メイン筐体をシャフト回りに回転させることで、地面に対して走行するように構成されている。また、この球体ロボットは、シャフトに対して直交する前進方向に向かう重り軸に対して左右に傾斜可能な重りを備え、重りを左方に傾斜させた状態でメイン筐体を回転させると左旋回し、重りを右方に傾斜させた状態でメイン筐体を回転させると右旋回させることが可能である。以下、この旋回のことを通常旋回と呼ぶ。
【００１０】
しかし、ロボットの向きを変えるに際して通常旋回を適用すると、旋回半径が大きいため、例えば、壁際のような旋回スペースが限られた場所においてロボットの向きを変えることが困難になるという問題がある。
【００１１】
旋回半径を小さくするには特許文献１に示されているような超信地旋回を適用することも考えられる。しかし、超信地旋回は一対の車輪を逆方向に回転させる旋回である。これに対して、本発明者が研究対象とする球体ロボットは、メイン筐体の回転により走行するものであるので、車輪に相当する部材は一つしかない。そのため、本開示において、特許文献１に示す技術を適用することはできない。
【００１２】
本開示は、旋回スペースが限られた場所においてもロボットを旋回させることができるロボットを提供する。
【００１３】
（１）本開示の一態様に係るロボットは、球体の第１側部と前記第１側部に対向する第２側部とをカットした球帯状のメイン筐体と、
前記第１側部に対応する第１球冠部と、
前記第２側部に対応する第２球冠部と、
前記第１球冠部と前記第２球冠部とを連結するシャフトと、
前記シャフトにアームを介して取り付けられた、少なくともロボットの顔の一部を表示する表示部と、
前記メイン筐体の内部に設けられ前記シャフトと直交する重りの軸を中心に回転する重りと、
前記シャフトの回転により前記第１球冠部及び前記第２球冠部を回転させる第１駆動機構と、
前記第１駆動機構から独立し、前記シャフトを中心に前記メイン筐体を回転させる第２駆動機構と、
前記重りの軸を回転させる重り駆動機構と、
前記第１球冠部又は前記第２球冠部に設けられ前記表示部が向いている側に向けられた距離センサと、
制御回路と、を備え、
前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が第１所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第１所定値未満である場合は、その場旋回モードを実行し、
前記その場旋回モードにおいては、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して右側又は左側の第１側に前記重りを傾け、前記第１側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第１側と異なる第２側に前記重りを傾け、前記第２側に前記重りを傾けた状態で前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを後進させることによって、前記ロボットを第１旋回半径で旋回させる、ものである。
【００１４】
本態様によれば、前方の物体までの距離が第１所定値未満であればその場旋回モードが実行される。その場旋回モードでは、ロボットの前進及び後進が停止された後、表示部が向いている方向に対して第１側に重りが傾けられた状態でロボットが前進される。ロボットの前進が開始されると、ロボットの前進及び後進が停止された後、表示部が向いている方向に対して第１側と異なる第２側に重りが傾けられた状態でロボットが後進される。このように、本態様では、第１側への前方旋回と第２側への後方旋回とのセットでロボットを旋回させることができ、通常旋回に比べて小さな旋回半径でロボットを旋回させることができる。その結果、本態様は、前方近傍と左方近傍又は右方近傍とに壁がある壁際のような旋回スペースが限られた場所において、ロボットを旋回させることができる。
【００１５】
（２）上記態様において、前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第１所定値以上である場合は、前記距離が前記第１所定値より大きい第２所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第２所定値未満であると判断された場合は、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させる第１速度より遅い第２速度に減速させた状態で前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第１側に前記重りを傾けることによって、前記ロボットを前記第１旋回半径よりも大きい第２旋回半径で旋回させてもよい。
【００１６】
本態様によれば、前方の物体までの距離が第１所定値以上であれば、通常前進時のロボットの速度である第１速度よりも遅い第２速度に減速され、且つ、重りが第１側に傾けられた状態でロボットが通常旋回される。そのため、ロボット１と前方の物体との衝突を回避させながら、ロボットの走行を継続させることができる。また、ロボットは、前進時のロボットの走行速度である第１速度よりも遅い第２速度で通常旋回するので、ロボットに作用する遠心力が低下され、安全に旋回することができる。
【００１７】
（３）上記態様において、前記制御回路は、
前記距離センサにより計測された前方の物体までの距離が前記第１所定値以上である場合は、前記距離が前記第１所定値より大きい第２所定値未満であるか判断し、
前記距離が前記第２所定値以上であると判断された場合は、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前記第１速度で前進させてもよい。
【００１８】
本態様によれば、前方の物体までの距離が第１所定値よりも大きい第２所定値以上である場合、ロボットは第１速度で前進される。その結果、前方の物体までの距離が離れており、当該物体との衝突の危険性が低いシーンにおいて、ロボットを第１速度で前進させることができる。
【００１９】
（４）上記態様において、前記制御回路は、
前記ロボットを前記第１速度で前進させる際、
前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾けることによって、前記ロボットを蛇行走行させてもよい。
【００２０】
本態様によれば、ロボットは蛇行走行しながら第１速度で前進するため、単に前進させる態様を採用する場合に比べて、ロボットをあたかもペットのように行動させることができる。
【００２１】
（５）上記態様において、更に、
タイマーと、
前記ロボットの周辺の音を取得するマイクと、を備え、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから取得された第１音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているか判断し、
前記タイマーが時間を計測し始めてから所定時間以上、前記第１音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記ロボットのユーザの指示とは無関係に移動する周辺探索モードを実行してもよい。
【００２２】
本態様によれば、タイマーが計時を開始してから所定時間が経過するまでに、ユーザがロボットを呼ぶ音声を発しなかった場合、ユーザの指示とは無関係に移動する周辺探索モードが実行される。そのため、ユーザがロボットを相手にしていないシーンにおいてもロボットを自律的に移動させることができ、ロボットをあたかもペットのように振る舞わせることができる。
【００２３】
（６）上記態様において、更に、
前記ロボット周辺の映像を取得するカメラと、
音声を出力するスピーカと、を備え、
前記カメラは前記第１球冠部又は前記第２球冠部に設けられ、
前記制御回路は、
前記タイマーが時間を計測し始めてから前記所定時間が経過するまでに前記マイクにより取得された第１音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれていると判断された場合は、
前記取得された映像に前記ユーザが含まれているかを判断し、
前記映像に前記ユーザが含まれていないと判断された場合は、
前記映像に前記ユーザが含まれていると判断されるまで、前記その場旋回モードを実行してもよい。
【００２４】
本態様によれば、タイマーが計時を開始してから所定時間が経過するまでに、ユーザがロボットを呼ぶ音声を発した場合、カメラが取得した映像にユーザが含まれていなければ、その場旋回が実行されてロボットの正面がユーザの方向に向けられる。そのため、ユーザの音声に反応したようにロボットを振る舞わせることができる。
【００２５】
（７）上記態様において、前記制御回路は、
前記周辺探索モードが実行された後、前記所定期間が経過するまでに前記マイクにより取得された第２音に前記ロボットのユーザが前記ロボットを呼ぶ音声が含まれているかを判断し、
前記第２音に前記音声が含まれていないと判断された場合に、前記周辺探索モードを継続してもよい。
【００２６】
本態様によれば、周辺探索モードが実行された後において、所定期間以内にユーザがロボットを呼ぶ音声を発話しなかった場合、周辺探索モードが継続されるので、周辺探索モードの終了後にロボットが停止することを防止できる。
【００２７】
（８）上記態様において、前記制御回路は、
前記メイン筐体の回転を停止させる停止制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で第１回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第１側に前記重りを傾け、前記第１側に前記重りを傾けた状態で前記メイン筐体を回転させる第１加速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、前記第２駆動機構を制御して前記ロボットの前進及び後進を停止させた状態で前記第１回転制御量と逆方向の制御量である第２回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記第２側に前記重りを傾け、前記第２側に前記重りを傾けた状態で前記第１加速制御量と同一制御量の第２加速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを後進してもよい。
【００２８】
本態様は、その場旋回モードにおけるロボットに対する制御の一例である。
【００２９】
（９）上記態様において、前記制御回路は、
前記第２速度で前記ロボットを前進させる減速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前進させ、
第１回転制御量に従って前記重り駆動機構を制御して前記第１側に前記重りを傾けてもよい。
【００３０】
本態様は、通常旋回を行わせる際のロボットに対する制御の一例である。
【００３１】
（１０）上記態様において、前記制御回路は、
前記第１速度で前記ロボットを前進させる等速制御量に従って前記第２駆動機構を制御して前記ロボットを前記第１速度で前進させてもよい。
【００３２】
本態様は、前進させる際のロボットに対する制御の一例である。
【００３３】
（１１）上記態様において、前記制御回路は、
第１回転制御量と、前記第１回転制御量と逆方向の制御量である第２回転制御量とに従って、前記重り駆動機構を制御して前記表示部が向いている方向に対して前記重りを左右に傾けてもよい。
【００３４】
本態様は、重りの軸に対して左方又は右方に重りを傾ける際のロボットに対する制御の一例である。
【００３５】
（１２）上記態様において、前記制御回路は、
前記取得された映像に前記ユーザが含まれていると判断されたときは、回転停止制御量に従って前記重り駆動機構を制御することによって、前記重りを初期位置に停止させてもよい。
【００３６】
本態様は、重りの軸に対して左方又は右方に傾いた重りを初期位置に戻す際のロボットに対する制御の一例である。
【００３７】
（実施の形態）
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図面において、同じ構成要素については同じ符号が用いられている。
【００３８】
（全体構成）
図１Ａは、本開示の実施の形態に係るロボット１の外観斜視図である。図１Ｂは、本開示の実施の形態に係るロボット１の外観正面図である。ロボット１は、図１Ａ、及び図１Ｂに示すように、球帯状のメイン筐体１０１、第１球冠部１０２、及び第２球冠部１０３を備える。メイン筐体１０１、第１球冠部１０２、及び第２球冠部１０３は全体として球体を構成する。即ち、ロボット１は、球体形状を有する。また、ロボット１は、図１Ａに示すように、第１球冠部１０２にカメラ１０４を備え、第２球冠部１０３に距離センサ１０５を備える。カメラ１０４は、光軸が例えばロボット１の正面を向くように第１球冠部１０２に設けられ、ロボット１の周辺環境の映像を取得する。また、距離センサ１０５は、光軸が例えばロボット１の正面を向くように第２球冠部１０３に取り付けられ、ロボット１の前方に位置する物体までの距離情報を取得する。
【００３９】
また、ロボット１は、図１Ａに示すように、第１球冠部１０２にマイク１０６とスピーカ１０７とを備える。マイク１０６は、ロボット１の周辺環境の音を取得する。また、スピーカ１０７は、ロボット１の音声情報を出力する。尚、本態様において、ロボット１は、第１球冠部１０２にカメラ１０４を、第２球冠部１０３に距離センサ１０５を備えるが、これに限られるものではなく、第１球冠部１０２、及び第２球冠部１０３の少なくともいずれか一方にカメラ１０４と距離センサ１０５とを備えればよい。本態様では、ロボット１は、第１球冠部１０２にマイク１０６とスピーカ１０７とを備えるが、これに限られるものではなく、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の少なくともいずれか一方にマイク１０６とスピーカ１０７とを備えればよい。
【００４０】
図２は、本開示の実施の形態に係るロボット１の内部斜視図である。図２に示すように、ロボット１は、メイン筐体１０１の内部に、第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０を備える。第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０は、固定板金１１１に備え付けられている。また、固定板金１１１は、第１アーム１１２及び第２アーム１１３を介してシャフト１１５（図３）に取り付けられている。図３は、本開示の実施の形態に係るロボット１の内部背面図である。図３に示すように第１アーム１１２及び第２アーム１１３は、シャフト１１５と直行する方向にシャフト１１５からロボット１の正面に延びるようにシャフト１１５に取り付けられている。第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０は、例えば、複数の発光ダイオードにより構成される。第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０は、ロボット１の表情の表示情報を表示する。具体的には、第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０は、前記複数の発光ダイオードの点灯を個別に制御することにより、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ロボット１の顔の一部、例えば、目や口を表示する。図２の例では、第１表示部１０８がロボット１を正面から見て左目の画像を表示し、第２表示部１０９がロボット１を正面から見て右目の画像を表示し、第３表示部１１０が口の画像を表示している。そして、左目、右目、口の画像は、透明又は半透明の部材からなるメイン筐体１０１を透過し、外部に放射されている。
【００４１】
なお、第１アーム１１２及び第２アーム１１３はロボット１の正面に延びるようにシャフト１１５に取り付けられている。そのため、第１表示部１０８及び第２表示部１０９が向いている方向、すなわち、表示部が向いている方向は正面方向に相当する。
【００４２】
図３に示すように、ロボット１は、メイン筐体１０１の内部の下方に重り１１４を備える。このため、ロボット１の重心は、メイン筐体１０１の中心から下方に位置する。これにより、ロボット１の動作を安定させることができる。また、図３は、シャフト１１５を回転させる第１駆動機構２０３（図１１）、メイン筐体１０１を回転させる第２駆動機構２０４（図１１）、及びロボット１の重心を移動させる重り駆動機構２０５（図１１）を示す図である。
【００４３】
図３において、シャフト１１５は、ロボット１の中心に位置し、ロボット１の中心軸となる。図４は、本開示の実施の形態に係るロボットの第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の連結状態を示す内部背面図である。図４において、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３はシャフト１１５によって連結されている。一方、シャフト１１５とメイン筐体１０１は固定されていない。従って、シャフト１１５を回転させると、シャフト１１５に連結された第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３は、シャフト１１５に同期して回転するが、メイン筐体１０１は回転しない。
【００４４】
また、図３において、第２駆動機構２０４（図１１）は、メイン筐体１０１に固定された第１ギア１１６、第１ギア１１６と噛み合う第２ギア１１７、第２ギア１１７に連結された第１モータ１１８、及び第１モータ１１８を固定するフレーム１１９を備える。フレーム１１９はシャフト１１５に吊り下げられているため、シャフト１１５が回転することがあっても、フレーム１１９は回転しない。また、フレーム１１９は、フレーム１１９の回転量を検出するジャイロセンサ１５５を備える。尚、本態様において、第１ギア１１６の中心とシャフト１１５の中心とは一致している。第２駆動機構２０４（図１１）の動作の詳細は後述する。
【００４５】
次に重り駆動機構２０５（図１１）について図３、及び図５を用いて説明する。図５は、図３におけるロボット１のＡＡ断面図である。なお、ＡＡ断面とは、Ｂ視（又はＣ視）と直交する平面であって、ロボット１の中心を通る平面でロボット１を切断したときの断面である。
【００４６】
図３及び図５に示すように、重り駆動機構２０５（図１１）は、重り１１４の一端を支持する第３アーム１２３、重り１１４の他端を支持する第４アーム１２４、及び第４アーム１２４に連結された第３モータ１２５を備える。尚、本態様においては、重り駆動機構２０５（図１１）は、フレーム１１９に対して回転自由な状態で取り付けられている。従って、第３モータ１２５を駆動しても、それに連動してフレーム１１９は回転しない。
【００４７】
詳細には、第３アーム１２３は、上端に重り軸１２３ａが取り付けられ、重り軸１２３ａを介して、フレーム１１９に回転自由に取り付けられている。第４アーム１２４は上端に重り軸１２４ａが取り付けられ、重り軸１２４ａを介して、フレーム１１９に回転自由に取り付けられている。
【００４８】
重り軸１２３ａ及び重り軸１２４ａは、シャフト１１５を通る鉛直面に対して直交するようにフレーム１１９に対して一直線上に取り付けられている。
【００４９】
より詳細には、重り軸１２３ａは、シャフト１１５側の一端がフレーム１１９に形成された孔に回転自由に挿入されている。重り軸１２４ａは、シャフト１１５側の一端がフレーム１１９に形成された孔に回転自由に挿入され、第３モータ１２５と連結されている。重り１１４は、例えば円筒状であり、長手方向が重り軸１２３ａ及び重り軸１２４ａと平行になるように第３アーム１２３の下端と第４アーム１２４の下端とにより挟持されている。これにより、重り１１４は、重り軸１２３ａ，１２４ａ回り、すなわち、ロール軸回りに回転可能となるように、フレーム１１９に取り付けられている。重り駆動機構２０５（図１１）の動作の詳細は後述する。
【００５０】
次に、第１駆動機構２０３（図１１）について図３及び図６Ａを用いて説明する。図６Ａは、図３のＢ視におけるロボット１の内部側面図である。なお、Ｂ視は、背面から正面を見て左方向からロボット１の側面を見た方向を指す。また、Ｃ視は、背面から正面を見て右方向からロボット１の側面を見た方向を指す。図３及び図６Ａに示すように、第１駆動機構２０３（図１１）は、フレーム１１９に固定された第２モータ１２１、第２モータ１２１と連結された第３ギア１２６、第３ギア１２６とシャフト１１５に固定された第４ギア１２７とを同期させる駆動ベルト１２２を備える。第１駆動機構２０３（図１１）の動作の詳細は後述する。
【００５１】
ロボット１は、図３に図示しないが、制御回路２００（図１１）、を備える。制御回路２００は、ロボット１の各種動作を制御する。制御回路２００（図１１）の詳細は後述する。
【００５２】
次に第１駆動機構２０３（図１１）の動作の詳細について図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照して説明する。
【００５３】
図６Ｂは、図３のＢ視における、本開示の実施の形態に係るロボット１の第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０が上方に傾いた状態を示す内部側面図である。図６Ｃは、図３のＢ視における、本開示の実施の形態に係るロボット１の第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０が下方に傾いた状態を示す内部側面図である。
【００５４】
図６Ａに示すように、第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０は、デフォルト位置において、ロボット１の正面を向いている。第２モータ１２１（図３）を駆動すると、第２モータ１２１に連結された第３ギア１２６が回転する。その動力が駆動ベルト１２２を介して第４ギア１２７に伝達され、第４ギア１２７が固定されたシャフト１１５は第２モータ１２１の駆動に同期して回転する。ここで、図２に示すように、固定板金１１１は、第１アーム１１２及び第２アーム１１３を介してシャフト１１５に連結されている。また、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３はシャフト１１５により連結されている（図４）。このため、シャフト１１５の回転、即ち、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３の回転により、固定板金１１１に備え付けえられた第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０もシャフト１１５に連動して回転する。
【００５５】
図６Ｂに示すように、上述のデフォルト位置から、矢印１２８及び矢印１２９に示す方向にシャフト１１５を回転させると、第１表示部１０８、第２表示部１０９（図２）及び第３表示部１１０は、矢印１３０が示す上方に傾く。ここで、矢印１２８及び１２９に示す方向は、Ｂ視（図３）において、シャフト１１５回りに時計回りの方向を指す。矢印１３０が示す上方とは、Ｂ視（図３）において、シャフト１１５回りに時計回りの方向を指す。
【００５６】
また、図６Ｂに図示していないが、シャフト１１５と同期して回転する第１球冠部１０２（図１Ｂ）及び第２球冠部１０３（図１Ｂ）も同様に矢印１３０が示す上方に傾く。即ち、第１球冠部１０２（図１Ｂ）及び第２球冠部１０３（図１Ｂ）に備え付けられたカメラ１０４及び距離センサ１０５の光軸も矢印１３０が示す上方に傾く。
【００５７】
一方、図６Ｃに示すように、上述のデフォルト位置から、矢印１３１に示す第３ギア１２６回りに反時計回りの方向及び矢印１３２に示す第４ギア１２７回りに反時計回りの方向にシャフト１１５を回転させると、第１表示部１０８、第２表示部１０９（図２）及び第３表示部１１０は、矢印１３３が示すように下方に傾く。ここで、矢印１３３が示す下方とは、Ｂ視（図３）において、シャフト１１５回りに反時計回りの方向を指す。また、図６Ｃに図示していないが、シャフト１１５と同期して回転する第１球冠部１０２（図１Ｂ）及び第２球冠部１０３（図１Ｂ）も同様に矢印１３３が示す下方に傾く。即ち、第１球冠部１０２（図１Ｂ）及び第２球冠部１０３（図１Ｂ）に備え付けられたカメラ１０４及び距離センサ１０５の光軸も矢印１３３が示す下方に傾く。
【００５８】
次に第２駆動機構２０４（図１１）の動作の詳細について図７Ａ、及び図７Ｂを参照して説明する。
【００５９】
図７Ａは、図３のＣ視における、本開示の実施の形態に係るロボット１の第２駆動機構２０４（図１１）を示す側面図である。図７Ｂは、図３のＣ視におけるロボット１の直進動作を表す側面図である。
【００６０】
図７Ａにおいて、第１モータ１１８（図３）を駆動すると、第１モータ１１８に連結された第２ギア１１７が回転する。そして、その動力が第２ギア１１７に噛み合う第１ギア１１６に伝達される。これにより、第１ギア１１６が固定されたメイン筐体１０１は第１モータ１１８の駆動に同期して回転する。
【００６１】
図７Ｂにおいて、第１モータ１１８（図３）を矢印１３４の方向に回転させると、第２ギア１１７に噛み合う第１ギア１１６は矢印１３５の方向に回転する。ここで、矢印１３４の方向はＣ視（図３）において第２ギア１１７回りに時計回りの方向を指す。また、矢印１３５の方向は、Ｃ視（図３）においてシャフト１１５回りに反時計回りの方向を指す。そして、第１ギア１１６が固定されたメイン筐体１０１は矢印１３６の方向に回転する。ここで、矢印１３６の方向は、Ｃ視（図３）においてシャフト１１５回りに反時計回りの方向を指す。これにより、ロボット１は前進する。また、矢印１３４とは逆方向に第１モータ１１８を回転させると、メイン筐体１０１は矢印１３６の方向に対して反対回りの方向に回転するので、ロボット１は後進する。このように、ロボット１は、第２駆動機構２０４（図１１）において、第１モータ１１８の回転方向を切り替えることにより、前後のいずれの方向にも移動できる。
【００６２】
次に、重り駆動機構２０５（図１１）の動作の詳細について図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。
【００６３】
図８Ａは、図３において、ロボット１の重り１１４が左方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す内部背面図である。図８Ｂは、図３において、ロボット１の重り１１４が右方寄りに位置しているときのロボット１の姿勢を示す内部背面図である。
【００６４】
図８Ａに示すように、第３モータ１２５（図５）を駆動することにより、重り１１４を中央線Ｃ８から矢印１３７が示す左方に移動させると、ロボット１の姿勢は矢印１３８が示す方向に傾く。ここで、中央線Ｃ８は、メイン筐体１０１の上側の頂点と下側の頂点とを通る線を指す。また、矢印１３７が示す左方は、ロボット１を背面から正面に見て時計回りの方向を指す。また、矢印１３８が示す方向は、地面とロボット１との接点を中心に反時計回りの方向を指す。
【００６５】
これとは逆方向に第３モータ１２５（図５）を駆動することにより、図８Ｂに示すように、重り１１４を中央線Ｃ８から矢印１３９が示す右方に移動させると、ロボット１の姿勢は矢印１４０が示す方向に傾く。ここで、矢印１３９が示す右方は、ロボット１を背面から正面に見て反時計回りの方向を指す。また、矢印１４０が示す方向は、地面とロボット１との接点を中心に時計回りの方向を指す。なお、図３に示すように重り１１４が右方及び左方に傾けられておらず、第３アーム１２３及び第４アーム１２４が鉛直方向を向いている場合の重り１１４の位置を初期位置と呼ぶ。
【００６６】
次に第２駆動機構２０４（図１１）の動作と重り駆動機構２０５（図１１）の動作とが同時に駆動している状態について図８Ａ及び図８Ｂを参照して説明する。
【００６７】
図８Ａに示すように、ロボット１の姿勢が矢印１３８の示す方向に傾いているときに、第１モータ１１８がロボット１の進行方向に移動するように駆動した場合、ロボット１は、上面視において左方に旋回移動する。また、図８Ｂに示すように、ロボット１の姿勢が矢印１４０の示す方向に傾いているときに、第１モータ１１８がロボット１の進行方向に移動するように駆動した場合、ロボット１は、上面視において右方に旋回移動する。
【００６８】
以上のように、ロボット１の走行方向は、重り駆動機構２０５（図１１）による重り１１４の左方または右方への切り替えと、第２駆動機構２０４（図１１）によるメイン筐体１０１の前進または後進動作とを組み合わせることにより、左右の方向へロボット１を旋回移動させることができる。
【００６９】
次に、走行開始時のロボット１の姿勢について図９を参照して説明する。
【００７０】
図９は、メイン筐体１０１が図７Ｂに示す矢印１３６の方向に回転を始めるまでのロボット１の姿勢を示す図である。メイン筐体１０１は、第２駆動機構２０４（図１１）が駆動することで発生する力が、床面１４３の摩擦等の外的要因による力よりも大きい場合に、矢印１３６（図７Ｂ）の方向に回転を始める。また、メイン筐体１０１は、第２駆動機構２０４（図１１）が駆動することで発生する力が、床面１４３の摩擦等の外的要因による力よりも小さい場合に、回転を始めることは無い。このとき、第１ギア１１６は、メイン筐体１０１に固定されているため、メイン筐体１０１が回転しない場合は、第１ギア１１６も回転することは無い。図９において、メイン筐体１０１が回転しない場合、第１モータ１１８を矢印１３４の方向に回転させると、第２ギア１１７は、噛み合う第１ギア１１６の歯に沿って移動する。第２ギア１１７及び第１モータ１１８は、フレーム１１９（図３）に固定されているため、フレーム１１９（図３）、及びフレーム１１９（図３）に固定されている重り駆動機構２０５（図１１）及びジャイロセンサ１５５（図３）とともに矢印１４４の方向へ回転する。ここで、矢印１４４の方向は、Ｃ視（図３）においてシャフト１１５回りに時計回りの方向を指す。
【００７１】
これにより、メイン筐体１０１は、ロボット１が走行を開始するまでの間、外的要因による力の影響によりピッチ角が増大していくのである。また、ジャイロセンサ１５５は、フレーム１１９に取り付けられており、メイン筐体１０１のピッチ角の増大に伴ってフレーム１１９もピッチ角が増大する。そのため、ジャイロセンサ１５５はメイン筐体１０１のピッチ方向の角度を検出できる。
【００７２】
次に、図１０を参照しつつ、本開示の実施の形態に係るロボット１が適用されたロボットシステム１２００の全体構成の一例について説明する。図１０は、本開示の実施の形態に係るロボット１が適用されたロボットシステム１２００の全体構成の一例を示す図である。ロボットシステム１２００は、クラウドサーバ２、携帯端末３、及びロボット１を備える。ロボット１は例えばＷｉｆｉ（登録商標）の通信を介してインターネットと接続し、クラウドサーバ２と接続する。また、ロボット１は例えばＷｉｆｉ（登録商標）の通信を介して携帯端末３と接続する。ユーザ１２０１は例えば、子供であり、ユーザ１２０２，１２０３は、例えば、その子供の両親である。
【００７３】
ロボット１は、例えば、携帯端末３からある絵本を子供に読み聞かせる指示があったとすると、その絵本の朗読を開始し、子供に読み聞かせる。ロボット１は、例えば、絵本の読み聞かせ中に子供から何らかの質問を受け付けると、その質問をクラウドサーバ２に送り、その質問に対する回答をクラウドサーバ２から受信し、回答を示す音声を発話する。
【００７４】
このように、ユーザ１２０１〜１２０３は、ロボット１をペットのように取り扱い、ロボット１との触れ合いを通じて、言語学習をすることができる。
【００７５】
（ブロック図）
次に、図１１を参照しつつ、本開示の実施の形態に係るロボット１の内部回路の詳細について説明する。図１１は、本開示の実施の形態に係るロボット１を示すブロック図である。
【００７６】
図１１に示すように、ロボット１は、制御回路２００、第１駆動機構２０３、第１駆動機構制御部２０７、第２駆動機構２０４、第２駆動機構制御部２０８、重り駆動機構２０５、重り駆動機構制御部２０９、電源２０６、電源制御部２１０、マイク１０６、カメラ１０４、ジャイロセンサ１５５、距離センサ１０５、及び加速度センサ１２０を備える。
【００７７】
制御回路２００は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２を備える。プロセッサ２０１は、例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、及びＡＳＩＣのいずれか１以上で構成され、主制御部２１１、音声認識処理部２１２、顔検出処理部２１３、ジャイロ処理部２１４、距離センサ処理部２１５、及び加速度センサ処理部２１６を備える。メモリ２０２は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。
【００７８】
主制御部２１１は、人物の音声の認識結果を音声認識処理部２１２から取得する。主制御部２１１は、人物の顔の認識結果を顔検出処理部２１３から取得する。主制御部２１１は、ロボット１の姿勢を示すジャイロセンサ１５５の計測値をジャイロ処理部２１４から取得する。主制御部２１１は、ロボット１の前方に位置する物体までの距離を示す距離センサ１０５の計測値を距離センサ処理部２１５から取得する。主制御部２１１は、ロボット１の加速度を示す加速度センサ１２０の計測値を加速度センサ処理部２１６から取得する。主制御部２１１は、電源２０６が充電状態にあるか否かを示す充電中フラグと、電源２０６の残容量を電源制御部２１０から取得する。
【００７９】
主制御部２１１は、音声認識処理部２１２、顔検出処理部２１３、ジャイロ処理部２１４、距離センサ処理部２１５、加速度センサ処理部２１６、及び電源制御部２１０から取得した情報を基にロボット１の制御コマンドを生成し、第１駆動機構制御部２０７、第２駆動機構制御部２０８、及び重り駆動機構制御部２０９に出力する。制御コマンドの詳細は後述する。
【００８０】
音声認識処理部２１２は、マイク１０６が取得した音声データから人物の音声の有無を認識し、音声認識結果を管理する。ここで、音声認識処理部２１２は、ロボット１を使用することが予め定められた１又は複数の人物の音声の特徴量と、各人物の識別子とが対応付けられた音声識別テーブルを備えている。そして、音声認識処理部２１２は、マイク１０６が取得した音声データから抽出した音声の特徴量と、音声識別テーブルに記憶された各人物の音声の特徴量との一致度をそれぞれ算出する。そして、音声認識処理部２１２は、音声識別テーブルに記憶された人物のうち、一致度が所定の閾値より高く且つ最大の音声の特徴量を持つ人物をマイク１０６が取得した音声データに含まれる音声を発話した人物であると認識する。そして、音声認識処理部２１２は、認識した人物の識別子を例えば認識時刻と対応付けたデータを人物の音声の認識結果として、主制御部２１１に出力する。なお、音声の特徴量としては、例えば、声紋データが採用できる。
【００８１】
顔検出処理部２１３は、カメラ１０４が取得した画像データに基づいてロボット１の前方に存在する人物を認識する。ここで、顔検出処理部２１３は、ロボット１を使用することが予め定められた１又は複数の人物の顔の特徴量と、各人物の識別子とが対応付けられた顔識別テーブルを備えている。そして、顔検出処理部２１３は、カメラ１０４が取得した画像データから抽出した１又は複数の顔の特徴量と、顔識別テーブルに記憶された各人物の顔の特徴量との一致度をそれぞれ算出する。そして、顔検出処理部２１３は、画像データに含まれるそれぞれの人物について、顔識別テーブルに記憶された人物の中から、特徴量の一致度が所定の閾値より高く且つ最大となる人物を、該当する人物として認識する。なお、顔の特徴量としては、顔における目、鼻、及び口の相対的な位置、並びに顔の輪郭等が採用できる。そして、顔検出処理部２１３は、画像データに含まれる各人物の顔の位置に人物の識別子をタグ付けした画像データを人物の顔の認識結果として主制御部２１１に出力する。
【００８２】
ジャイロ処理部２１４は、ジャイロセンサ１５５が所定のサンプリング周期で計測した計測値を逐次取得し、主制御部２１１に逐次出力する。
【００８３】
ジャイロセンサ１５５は、例えば、ロール角、ピッチ角、及びヨー角の３成分の角度を計測するジャイロセンサで構成される。ここで、図２に示すように、ロール角はＸ軸回りの角度を指し、ピッチ角はＹ軸回りの角度を指し、ヨー角はＺ軸回りの角度を指す。Ｘ軸はロール軸であり、ロボット１の正面方向に向かう軸である。Ｙ軸はピッチ軸であり、ロボット１の左右方向に向かう軸である。Ｚ軸はヨー軸であり、ロボット１の上下方向に向かう軸である。なお、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸はそれぞれ直交する。
【００８４】
距離センサ処理部２１５は、距離センサ１０５が所定のサンプリング周期で計測した計測値を逐次取得し、主制御部２１１に逐次出力する。
【００８５】
距離センサ１０５は、例えば、赤外線を前方の物体に照射して、その光が戻ってくるまでの時間を計測することで、物体までの距離を計測する赤外線距離センサで構成されている。なお、距離センサ１０５は、例えば、ロボット１の前方の周囲環境の距離分布を計測する距離画像センサで構成されてもよいし、ステレオカメラで構成されてもよい。
【００８６】
加速度センサ処理部２１６は、加速度センサ１２０が所定のサンプリング周期で計測した計測値を逐次取得し、主制御部２１１に逐次出力する。
【００８７】
加速度センサ１２０は、例えば、図２に示すＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の３つの加速度成分を計測する３軸の加速度センサで構成されている。
【００８８】
第１駆動機構制御部２０７は、例えば、第１駆動機構２０３を構成する第２モータ１２１を制御する制御回路で構成され、主制御部２１１から送信される制御コマンドに従って第１駆動機構２０３を駆動する。第１駆動機構２０３は、上述した、第１球冠部１０２及び第２球冠部１０３を連結するシャフト１１５（図３）、シャフト１１５に取り付けられた第４ギア１２７（図６Ａ）、第４ギア１２７に取り付けられた駆動ベルト１２２（図６Ａ）、駆動ベルト１２２に動力を伝達する第３ギア１２６（図６Ａ）、第３ギア１２６に連結された第２モータ１２１（図３）、及び第２モータ１２１を固定するフレーム１１９（図３）により構成される。第１駆動機構２０３は、シャフト１１５の回転を司る機構であり、シャフト１１５を回転させることで、第１球冠部１０２、第２球冠部１０３、第１表示部１０８、第２表示部１０９、及び第３表示部１１０をピッチ方向に回転させる。また、このピッチ方向の回転に伴って距離センサ１０５及びカメラ１０４の光軸もピッチ方向に回転する。
【００８９】
第２駆動機構制御部２０８は、例えば、第２駆動機構２０４を構成する第１モータ１１８を制御する制御回路で構成され、主制御部２１１から出力される制御コマンドに従って第２駆動機構２０４を駆動する。第２駆動機構２０４は、メイン筐体１０１に固定された第１ギア１１６（図７Ａ）、第１ギア１１６と噛み合う第２ギア１１７（図７Ａ）、及び第２ギア１１７に連結された第１モータ１１８（図３）により構成される。第２駆動機構２０４は、メイン筐体１０１の回転を司る機構であり、メイン筐体１０１を回転させることで、ロボットを移動させる。
【００９０】
重り駆動機構制御部２０９は、例えば、重り駆動機構２０５を構成する第３モータ１２５を制御する制御回路で構成され、主制御部２１１から送信される制御コマンドに従って、重り駆動機構２０５を駆動する。重り駆動機構２０５は、重り１１４の一端を支持する第３アーム１２３（図５）、重り１１４の他端を支持する第４アーム１２４、第４アーム１２４に重り軸１２４ａを介して連結された第３モータ１２５（図５）により構成される。重り駆動機構２０５は、重り軸１２３ａ，１２４ａ回りの重り１１４の回転を司る機構であり、重り軸１２３ａ，１２４ａを回転させることで、重り１１４を左方又は右方（ロール方向）に傾ける。
【００９１】
電源制御部２１０は、電源２０６が充電中か否かを示す充電中フラグと電源２０６の残容量とを管理する。電源制御部２１０は、主制御部２１１に充電中フラグと残容量とを出力する。さらに、電源制御部２１０は、ロボット１が充電器に接続されている場合は、充電器から供給される電力を電源２０６に蓄積させる。
【００９２】
電源２０６は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、ロボット１の電力源を構成する。
【００９３】
（その場旋回処理）
図８Ａで説明したように、ロボット１は、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して重り１１４を左方に回転させた状態で、第１モータ１１８を前進方向に回転させると、左方に旋回移動する。同様に、ロボット１は、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して重り１１４を右方に回転させた状態で、第１モータ１１８を前進方向に回転させると、右方に旋回する。
【００９４】
以下、これらの左方への旋回と右方への旋回とを総称して「通常旋回」と記述する。通常旋回をすることで、ロボット１は前方の物体との衝突を回避して走行することができる。しかし、通常旋回を行ったときのロボット１の旋回半径（第２旋回半径）は大きいので、例えば、壁際のような旋回スペースが限られた場所で通常旋回を行うと、ロボット１は壁と衝突して旋回できない可能性がある。
【００９５】
そこで、本開示では、ロボット１は、通常旋回よりも小さい旋回半径（第１旋回半径）で旋回するその場旋回を行うことで、旋回スペースが限られた場所での旋回を可能としている。
【００９６】
図１２は、その場旋回処理を実行したときのロボット１の状態を示す図である。図１２において、「その場旋回行動状態」は、その場旋回処理を実行したときのロボット１の状態を分類したものである。その場旋回行動状態は「１」から「４」で示す４つの状態がある。その場旋回処理において、ロボット１は、「１」から「４」で示されるその場旋回状態をこの順番にとる。
【００９７】
「重り駆動機構に設定する制御量」は、その場旋回処理を実行するときの重り駆動機構２０５に対する制御量を示す。ここでは、重り駆動機構に設定する制御量として「右回転制御量」（第１回転制御量の一例）と「左回転制御量」（第２回転制御量の一例）との２種類の制御量がある。
【００９８】
「右回転制御量」は、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して重り１１４を右側に回転させる制御量であり、「左回転制御量」は、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して重り１１４を左側に回転させる制御量である。なお、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して重り１１４を右側に回転させるとは、後方から前方に見て重り１１４をＸ軸回りに反時計回りに所定角度だけ、回転させることを指し、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して重り１１４を左側に回転させるとは、後方から前方に見て重り１１４をＸ軸回りに時計回りに所定角度だけ、回転させることを指す。
【００９９】
「第２駆動機構に設定する制御量」は、その場旋回処理を実行するときの第２駆動機構２０４に対する制御量を指す。ここでは、「第２駆動機構に設定する制御量」として、「停止制御量」、「前進方向への加速制御量」（第１加速制御量の一例）、及び「後進方向への加速制御量」（第２加速制御量の一例）の３つの制御量がある。
【０１００】
「停止制御量」は第２駆動機構２０４を構成する第１モータ１１８の回転を停止させる制御量である。「前進方向への加速制御量」は、ロボット１の前進方向の速度を所定の加速度で増大させる制御量である。「後進方向への加速制御量」は、ロボット１の後進方向の速度を所定の加速度で増大させる制御量である。
【０１０１】
まず、主制御部２１１は、「停止制御量」を第２駆動機構制御部２０８に出力し、メイン筐体１０１の前進及び後進を停止させた状態で、「右回転制御量」を重り駆動機構制御部２０９に出力し、ロボット１をその場旋回状態「１」にする。これにより、「ロボットの状態」の欄で示されるように、重り１１４は、後方から前方に見て、Ｚ軸に対する角度が矢印１５１で示す角度だけ右側に傾く。その結果、後方から前方に見て、ロボット１は、重心が右側に移動し、Ｚ軸が鉛直方向ＤＨに対して矢印１５１で示す角度だけ右側に傾く。その場旋回状態「１」は、ジャイロセンサ１５５のロール角の計測値をモニタすることにより、ロボット１が実際に右側に所定角度傾いたことが主制御部２１１によって確認される又は確認されてから一定期間経過するまで継続される。
【０１０２】
次に、主制御部２１１は、「右回転制御量」を重り駆動機構制御部２０９に出力した状態で、「前進方向への加速制御量」を第２駆動機構制御部２０８に出力し、ロボット１をその場旋回状態「２」にする。これにより、「ロボットの状態」の欄で示されるように、ロボット１は、Ｚ軸を鉛直方向ＤＨに対して右側に傾けた状態で前進する。その結果、ロボット１は矢印１５２に示すように上側から見て右方に前方旋回する。その場旋回状態「２」は、第１モータ１１８が備えるロータリエンコーダの計測値をモニタすることにより、第１モータ１１８が実際に回転したことが主制御部２１１によって確認される又は確認されてから一定期間経過するまで継続される。
【０１０３】
次に、主制御部２１１は、「停止制御量」を第２駆動機構制御部２０８に出力し、メイン筐体１０１の前進及び後進を停止させた状態で、「左回転制御量」を重り駆動機構制御部２０９に出力し、ロボット１をその場旋回状態「３」にする。これにより、「ロボットの状態」の欄で示されるように、重り１１４は、後方から前方に見て、Ｚ軸に対する角度が矢印１５３で示す角度だけ左側に傾く。その結果、後方から前方に見て、ロボット１は、重心が左側に移動し、Ｚ軸が鉛直方向ＤＨに対して矢印１５３で示す角度だけ左側に傾く。その場旋回状態「３」は、ジャイロセンサ１５５のロール角の計測値をモニタすることにより、ロボット１が実際に左側に所定角度傾いたことが主制御部２１１によって確認される又は確認されてから一定期間経過するまで継続される。
【０１０４】
次に、主制御部２１１は、「左回転制御量」を重り駆動機構制御部２０９に出力した状態で、「後進方向への加速制御量」を第２駆動機構制御部２０８に出力し、ロボット１をその場旋回状態「４」にする。これにより、「ロボットの状態」の欄で示されるように、ロボット１は、Ｚ軸を鉛直方向ＤＨに対して左側に傾けた状態で後進する。その結果、ロボット１は矢印１５４に示すように上側から見て左方に後方旋回する。その場旋回状態「４」は、第１モータ１１８が備えるロータリエンコーダの計測値をモニタすることにより、第１モータ１１８が実際に回転したことが主制御部２１１によって確認される又は確認されてから一定期間経過するまで継続される。
【０１０５】
主制御部２１１は、その場旋回状態「１」〜「４」を１サイクルのその場旋回動作とし、ジャイロセンサ１５５のヨー角の計測値をモニタすることで、ロボット１の正面が目標の方向を向くまで、その場旋回動作をサイクリックに実行する。
【０１０６】
このように、その場旋回は、右方への前方旋回と左方への後方旋回とを小刻みに繰り返す旋回であるため、通常旋回に比べて旋回半径を小さくすることができる。その結果、ロボット１は、移動量を可能な限り短くしつつ、目標の方向に正面を向けることができ、旋回スペースが限られた場所においても、安全に旋回することができる。
【０１０７】
（フローチャート）
図１３は、本開示の実施の形態に係るロボット１の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、所定の条件が成立した場合に開始される。所定の条件としては、例えば、ロボット１の電源がオンされた条件、及び図１３のフローチャートが終了してから一定期間経過した条件が該当する。
【０１０８】
まず、主制御部２１１は、後述する周辺探索処理を実行するか否かを判定するための経過時間の計測を図略のタイマーに開始させる（Ｓ１０１）。次に、主制御部２１１は、ユーザがロボット１を呼ぶ音声を発したことを検出するために、マイク１０６が取得した音声データに基づいて音声認識処理部２１２に音声認識を行わせる（Ｓ１０２）。次に、主制御部２１１は、ロボット１を呼ぶ音声を発したユーザのロボット１に対する向きを検出するために、カメラ１０４が取得した画像データに基づいて、顔検出処理部２１３に画像認識を行わせる（Ｓ１０３）。
【０１０９】
次に、主制御部２１１は、Ｓ１０２の音声認識の認識結果からロボット１がユーザに呼ばれたか否かを判定する（Ｓ１０４）。ここで、主制御部２１１は、マイク１０６が取得した音声データに、上述した音声識別テーブルに登録されたいずれかの１のユーザの音声が含まれ、且つ、その音声がユーザがロボット１を呼ぶ所定のキーワードを示す音声であるとの音声認識結果を音声認識処理部２１２が出力した場合、ロボット１がユーザに呼ばれたと判定すればよい。所定のキーワードとしては、「こっちへおいで」というような、ロボット１を呼び寄せる言葉、及び「○○ちゃん」というような、ロボット１に対して予め名付けられた愛称を示す言葉が採用できる。
【０１１０】
ロボット１がユーザに呼ばれていない場合（Ｓ１０４でＮＯ）、主制御部２１１は、タイマーが計測した経過時間を取得する（Ｓ１０５）。
【０１１１】
次に、主制御部２１１は、Ｓ１０５で取得した経過時間を用いて、所定時間以上、ロボット１がユーザに呼ばれていないか否かを判定する（Ｓ１０６）。Ｓ１０５で取得した経過時間が所定時間以上である場合、すなわち、経過時間の計測を開始してから所定時間以上、ロボット１がユーザにより呼ばれていない場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、主制御部２１１は、周辺探索処理を実行し（Ｓ１０７）、処理をＳ１０２に戻す。これにより、ロボット１は、ロボット１は周辺探索モードになる。周辺探索処理の詳細は、図１４を用いて後述する。
【０１１２】
一方、Ｓ１０５で取得した経過時間が所定時間未満である場合（Ｓ１０６でＮＯ）、主制御部２１１は、処理をＳ１０２に戻す。すなわち、経過時間の計測が開始されてから所定時間、ロボット１がユーザによって呼ばれない場合、Ｓ１０２〜Ｓ１０６の処理が繰り返される。
【０１１３】
Ｓ１０４において、ロボット１がユーザに呼ばれたと判定された場合（Ｓ１０４でＹＥＳ）、主制御部２１１は、タイマーが計測する経過時間をリセットする（Ｓ１０８）。
【０１１４】
次に、主制御部２１１は、メイン筐体１０１の回転を停止させるための停止制御量と、重り１１４を初期位置に戻すための回転停止制御量とを生成する（Ｓ１０９）。
【０１１５】
次に、主制御部２１１は、停止制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力し、回転停止制御量を重り駆動機構制御部２０９に出力する（Ｓ１１０）。これにより、第２駆動機構制御部２０８は第２駆動機構２０４を構成する第１モータ１１８の回転を停止させ、メイン筐体１０１の回転を停止させる。また、重り駆動機構制御部２０９は、重り１１４が初期位置に位置決めされるように、重り駆動機構２０５を構成する第３モータ１２５を回転させる。その結果、ロボット１は、Ｚ軸が鉛直方向を向いた状態で停止した状態になる。
【０１１６】
次に、主制御部２１１は、Ｓ１０３での画像認識結果から、ロボット１の正面がロボット１を呼んだユーザの方向に向いているか否かを判定する（Ｓ１１１）。ここで、主制御部２１１は、カメラ１０４が取得した画像データ内にロボット１を呼んだユーザが含まれていることを示す画像認識結果がＳ１０３で得られた場合、ロボット１を呼んだユーザがロボット１の正面に位置すると判定すればよい。なお、主制御部２１１は、カメラ１０４が取得した画像データにおいて、ロボット１の正面に対応する領域にロボット１を呼んだユーザが含まれていることを示す画像認識結果がＳ１０３で得られた場合、ロボット１を呼んだユーザがロボット１の正面に位置すると判定してもよい。ここで、画像データ内の正面に対応する領域としては、例えば、画像データの中心から左右に一定範囲の帯状の領域が採用できる。また、主制御部２１１は、カメラ１０４が取得した画像データに含まれるユーザの顔の位置に、ロボット１を呼んだユーザの識別子がタグ付けされている場合、ロボット１を呼んだユーザが画像データに含まれていると判定すればよい。
【０１１７】
ロボット１の正面がユーザの方向を向いている場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、ロボット１の正面をユーザの方向に向ける必要はないので、主制御部２１１は、処理を終了する。
【０１１８】
一方、ロボット１の正面がユーザの方向を向いていない場合（Ｓ１１１でＮＯ）、主制御部２１１は、ロボット１を呼んだユーザを探索していることを示す音声メッセージを、スピーカ１０７に出力する（Ｓ１１２）。これにより、ユーザの呼びかけに対してロボット１が対処していることをユーザに知らせることができる。
【０１１９】
次に、主制御部２１１は、その場旋回処理を実行する（Ｓ１１３）。これにより、ロボット１は、その場旋回モードになる。その場旋回処理の詳細は、図１５を用いて後述する。
【０１２０】
次に、主制御部２１１は、ロボット１の正面がロボット１を呼んだユーザの方向を向いているか否かを判定するために、顔検出処理部２１３に画像認識処理を実行させる（Ｓ１１４）。
【０１２１】
次に、主制御部２１１は、Ｓ１１４の画像認識結果から、ロボット１の正面がロボット１を呼んだユーザの方向を向いているか否か判定する（Ｓ１１５）。そして、ロボット１の正面がロボット１を呼んだユーザの方向を向いていると判定した場合（Ｓ１１５でＹＥＳ）、主制御部２１１は、処理をＳ１１６に進める。一方、ロボット１の正面がロボット１を呼んだユーザの方向を向いていないと判定した場合（Ｓ１１５でＮＯ）、主制御部２１１は、処理をＳ１１３に戻す。
【０１２２】
すなわち、主制御部２１１は、カメラ１０４が取得した画像データ内にロボット１を呼んだユーザが表れるまで、ロボット１にその場旋回処理を行わせる。
【０１２３】
Ｓ１１６では、主制御部２１１は、メイン筐体１０１の回転を停止させる停止制御量と、重り１１４を初期位置に戻すための回転停止制御量とを生成する（Ｓ１１６）。
【０１２４】
次に、主制御部２１１は、停止制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力し、回転停止制御量を重り駆動機構制御部２０９に出力する（Ｓ１１７）。これにより、ロボット１は、Ｚ軸が鉛直方向を向いた状態で停止した状態になる。
【０１２５】
図１４は、周辺探索処理の詳細を示すフローチャートである。まず、主制御部２１１は、距離センサ処理部２１５から距離センサ１０５の計測値を、ロボット１の前方に存在する物体までの距離として取得する（Ｓ２０１）。
【０１２６】
次に、主制御部２１１は、物体までの距離が閾値ＴＨ２より小さいか否かを判定する（Ｓ２０２）。閾値ＴＨ２は第２所定値の一例である。ここで、前方の物体としては、例えば、部屋の壁が該当する。したがって、閾値ＴＨ２としては、例えば、通常旋回によってロボット１が壁との衝突を確実に回避できる値が採用でき、通常旋回におけるロボット１の旋回半径に所定の余裕量を加えた値が採用できる。具体的には、閾値ＴＨ２としては、例えば、５０ｃｍ以上１ｍ未満程度の値が採用できる。
【０１２７】
物体までの距離が閾値ＴＨ２より小さい場合（Ｓ２０２でＹＥＳ）、主制御部２１１は、物体までの距離が閾値ＴＨ１より小さいか否かを判定する（Ｓ２０３）。閾値ＴＨ１は、閾値ＴＨ２未満であり、第１所定値の一例である。ここで、閾値ＴＨ１としては、例えば、ロボット１が壁と衝突することなく通常旋回を行うことができる壁との最小距離が採用でき、通常旋回におけるロボット１の旋回半径程度の値が採用できる。具体的には、閾値ＴＨ１としては、例えば、３０ｃｍ以上５０ｃｍ未満程度の距離が採用できる。
【０１２８】
物体までの距離が閾値ＴＨ１より小さい場合（Ｓ２０３でＹＥＳ）、主制御部２１１は、その場旋回処理を実行し（Ｓ２０４）、周辺探索処理を終了する。
【０１２９】
一方、物体までの距離が閾値ＴＨ１以上の場合（Ｓ２０３でＮＯ）、主制御部２１１は、ロボット１を前進させるときの速度である第１速度よりも遅い第２速度でロボットを走行させる制御量である減速制御量を生成する（Ｓ２０５）。次に、主制御部２１１は、重り１１４を右方に傾ける右回転制御量を生成する（Ｓ２０６）。
【０１３０】
次に、主制御部２１１は、減速制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力し、右回転制御量を重り駆動機構制御部２０９に出力し（Ｓ２０７）、周辺探索処理を終了する。これにより、第２駆動機構制御部２０８は、メイン筐体１０１が第２速度で前進方向に回転するように第２駆動機構２０４を構成する第１モータ１１８を駆動する。また、重り駆動機構制御部２０９は、重り１１４が所定角度、右方に傾くように重り駆動機構２０５を構成する第３モータ１２５を駆動する。その結果、重り１１４が右方に傾いた状態でメイン筐体１０１が第２速度で回転し、ロボット１は右方に通常旋回する。
【０１３１】
Ｓ２０２において、物体までの距離が閾値ＴＨ２以上の場合（Ｓ２０２でＮＯ）、主制御部２１１は、ロボット１を第１速度で走行させる等速制御量を生成する（Ｓ２０８）。次に、主制御部２１１は、重り１１４を右方に傾ける右回転制御量と重り１１４を左方に傾ける左回転制御量とを一定の時間間隔で交互に生成する（Ｓ２０９）。
【０１３２】
次に、主制御部２１１は、等速制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力すると共に、右回転制御量及び左回転制御量の一方とを重り駆動機構制御部２０９に出力し（Ｓ２１０）、周辺探索処理を終了する。これにより、第２駆動機構制御部２０８は、メイン筐体１０１が第１速度で前進方向に回転するように第２駆動機構２０４を構成する第１モータ１１８を駆動する。その結果、ロボット１は第１速度で前進する。また、右回転制御量と左回転制御量とが一定の時間間隔で交互に出力されることで、ロボット１は、第１速度で蛇行走行を行う。
【０１３３】
図１５は、その場旋回処理の詳細を示すフローチャートである。まず、主制御部２１１は、停止制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力し、右回転制御量を重り駆動機構制御部２０９に出力する（Ｓ３０１）。これにより、図１２に示すように、ロボット１は、その場旋回行動状態「１」の状態になる。
【０１３４】
次に、主制御部２１１は、ジャイロセンサ１５５のロール角の計測値をモニタし、ロボット１が実際に右側に所定角度傾いたか否かを検知する（Ｓ３０２）。そして、ロボット１が実際に右側に所定角度傾いたことを検知できなかった場合（Ｓ３０２でＮＯ）、主制御部２１１は、処理をＳ３０１に戻す。一方、ロボット１が実際に右側に所定角度傾いたこをと検知できた場合（Ｓ３０２でＹＥＳ）、主制御部２１１は、処理をＳ３０３に進める。すなわち、ロボット１が実際に右側に所定角度傾くことが確認されるまで、Ｓ３０１、Ｓ３０２の処理が継続される。
【０１３５】
次に、主制御部２１１は、右回転制御量を重り駆動機構制御部２０９に出力し、前進方向への加速制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力する（Ｓ３０３）。これにより、図１２に示すように、ロボット１は、その場旋回行動状態「２」の状態になる。
【０１３６】
次に、主制御部２１１は、第１モータ１１８が備えるロータリエンコーダの計測値をモニタし、ロボット１が実際に前進を開始したか否かを検知する（Ｓ３０４）。そして、ロボット１が実際に前進を開始したことを検知できなかった場合（Ｓ３０４でＮＯ）、主制御部２１１は、処理をＳ３０３に戻す。一方、ロボット１が実際に前進を開始したことを検知できた場合（Ｓ３０４でＹＥＳ）、主制御部２１１は、処理をＳ３０５に進める。すなわち、ロボット１が実際に前進を開始したことが確認されるまで、Ｓ３０３、Ｓ３０４の処理が継続される。
【０１３７】
次に、主制御部２１１は、停止制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力し（Ｓ３０５）、左回転制御量を重り駆動機構制御部２０９に出力する（Ｓ３０６）。これにより、図１２に示すように、ロボット１は、その場旋回行動状態「３」の状態になる。
【０１３８】
次に、主制御部２１１は、ジャイロセンサ１５５のロール角の計測値をモニタし、ロボット１が実際に左側に所定角度傾いたか否かを検知する（Ｓ３０７）。そして、ロボット１が実際に左側に所定角度傾いたことを検知できなかった場合（Ｓ３０７でＮＯ）、主制御部２１１は、処理をＳ３０６に戻す。一方、ロボット１が実際に左側に所定角度傾いたこをと検知できた場合（Ｓ３０７でＹＥＳ）、主制御部２１１は、処理をＳ３０８に進める。すなわち、ロボット１が実際に左側に所定角度傾くことが確認されるまで、Ｓ３０６、Ｓ３０７の処理が継続される。
【０１３９】
次に、主制御部２１１は、左回転制御量を重り駆動機構制御部２０９に出力し、後進方向への加速制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力する（Ｓ３０８）。これにより、図１２に示すように、ロボット１は、その場旋回行動状態「４」の状態になる。
【０１４０】
次に、主制御部２１１は、第１モータ１１８が備えるロータリエンコーダの計測値をモニタし、ロボット１が実際に後進を開始したか否かを検知する（Ｓ３０９）。そして、ロボット１が実際に後進を開始したことを検知できなかった場合（Ｓ３０９でＮＯ）、主制御部２１１は、処理をＳ３０８に戻す。一方、ロボット１が実際に後進を開始したことを検知できた場合（Ｓ３０９でＹＥＳ）、主制御部２１１は、処理をＳ３１０に進める。すなわち、ロボット１が実際に後進を開始したことが確認されるまで、Ｓ３０８、Ｓ３０９の処理が継続される。
【０１４１】
次に、主制御部２１１は、停止制御量を第２駆動機構制御部２０８に出力する（Ｓ３１０）。これにより、ロボット１の後進が停止される。
【０１４２】
図１５のフローチャートは、１セットのその場旋回処理を示しており、図１５のフローチャートが繰り返されることで、ロボット１はその場旋回を繰り返し、目標となる方向にロボット１の正面を向かせることができる。
【０１４３】
（具体例）
図１６は、比較例に係るロボット１０００が壁際に向けて走行している様子を示す図である。図１７は、比較例に係るロボット１０００が旋回に失敗するケースＣ１を示す図である。図１８は、比較例に係るロボット１０００が旋回に失敗するケースＣ２を示す図である。
【０１４４】
比較例に係るロボット１０００は、その場旋回機能を備えていない。そのため、ロボット１０００は、旋回スペースが限られた場所であっても通常旋回しか行うことができない。壁際は、図１６に示すように、室内の部屋の隅で見られるような、直交する２枚の壁１６０１，１６０２が存在する場所である。
【０１４５】
図１７の例では、ロボット１０００は、前方に位置する壁１６０１との距離が所定距離未満になったので右方又は左方への通常旋回を開始している。通常旋回は旋回半径が大きいため、図１７の例では、右方に通常旋回したロボット１０００は前方の壁１６０１と衝突し、旋回に失敗している。また、図１７の例では、左方に通常旋回したロボット１０００は、壁１６０１との衝突は回避できたものの、左方にあるソファ１６０３と衝突し、旋回に失敗している。
【０１４６】
図１８の例では、ロボット１０００は、壁１６０１との衝突は回避できたものの、壁１６０１に直交する壁１６０２と衝突し、旋回に失敗している。このように、壁際では図１８に示すように、前方の壁１６０１に対する旋回に成功したとしても、旋回終了後に前方間近に壁１６０２が表れるので、旋回半径が大きな通常旋回を実施した場合、ロボット１０００は壁１６０２と衝突し、結局、壁１６０１，１６０２を曲がりきることができないことが分かる。
【０１４７】
図１９は、本開示の実施の形態に係るロボット１が旋回する様子を示した図である。なお、図１９で示すシーンは、図１６〜図１８と同じであり、ロボット１は壁際で旋回している。図１９に示すように、ロボット１は通常旋回に比べて旋回半径が短いその場旋回機能を備えている。したがって、ロボット１は、壁際ではその場旋回を実行することで、壁１６０１，１６０２と衝突することなく、壁１６０１，１６０２を曲がりきることができる。その結果、ロボット１は、壁１６０１に対して１８０度の向きに正面を向けることができ、走行を継続することができる。
【０１４８】
次に、図１４のフローチャートを用いて、ロボット１の動作の具体例について説明する。前方の壁までの距離が閾値ＴＨ２以上の状態であれば（Ｓ２０２でＮＯ）、ロボット１は第１速度で蛇行走行を行う（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）。そして、壁までの距離が閾値ＴＨ２より小さくなると（Ｓ２０２でＹＥＳ且つＳ２０３でＮＯ）、ロボット１は、第２速度で右方に通常旋回する（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）。このとき、通常旋回した場所において、右方近傍に壁が存在していなければ、右方への通常旋回を継続すると、やがて、前方の物体までの距離が閾値ＴＨ２以上なるので（Ｓ２０２でＮＯ）、ロボット１は第１速度での蛇行走行を再開する（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）。
【０１４９】
一方、通常旋回した場所が図１６〜図１９で示すような前方及び右方の両近傍に壁１６０１，１６０２が存在する壁際であれば、右方への通常旋回を継続すると（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）、やがて、前方近傍に壁１６０２が現れ、壁１６０２までの距離が閾値ＴＨ１より小さければ（Ｓ２０３でＹＥＳ）、ロボット１はその場旋回処理を開始する（Ｓ２０４）。
【０１５０】
Ｓ２０４のその場旋回処理を繰り返すによって前方近傍に壁１６０２が存在しなくなると、物体までの距離が閾値ＴＨ２以上になり（Ｓ２０２でＮＯ）、ロボット１は第１速度での蛇行走行を再開する（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）。
【０１５１】
このように、本実施の形態によれば、前方の物体までの距離が閾値ＴＨ１未満であればその場旋回処理が実行される。その場旋回処理では、ロボット１の前進及び後進が停止された後、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して右方に重り１１４が傾けられた状態でロボット１が前進される。ロボット１の前進が開始されると、ロボット１の前進及び後進が停止された後、重り軸１２３ａ，１２４ａに対して左方に重り１１４が傾けられた状態でロボット１が後進される。このように、本態様では、右方への前方旋回と左方への後方旋回とのセットでロボットを旋回させることができ、通常旋回に比べて小さな旋回半径でロボットを旋回させることができる。その結果、本態様は、壁際のような旋回スペースが限られた場所において、ロボット１を旋回させることができる。
【０１５２】
本開示は以下の変形例が採用できる。
【０１５３】
（１）図１５のフローチャートでは、その場旋回処理を行うに際し、まず、重り１１４を右方に傾けた状態でロボット１を前進させ、次に、重り１１４を左方に傾けた状態でロボット１を後進させているが、本開示はこれに限定されない。本開示は、まず、重り１１４を左方に傾けた状態でロボット１を前進させ、次に、重り１１４を右方に傾けた状態でロボット１を後進させてもよい。
【０１５４】
（２）図１４のフローチャートにおいては、物体までの距離が閾値ＴＨ１以上の場合（Ｓ２０３でＮＯ）、右方に通常旋回させたが（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）、本開示はこれに限定されない。本開示は、左方に通常旋回させてもよい。
【０１５５】
（３）図１４のフローチャートにおいては、物体までの距離が閾値ＴＨ２以上の場合（Ｓ２０２でＮＯ）、ロボット１は蛇行しながら前進したが（Ｓ２０８〜Ｓ２１０）、本開示はこれに限定されず、前進のみ行ってもよい。この場合、Ｓ２０９の処理は不要となる。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本開示によるロボットは、旋回スペースが限られた場所であっても旋回することができるので、壁際の多い環境下である家庭内で使用されるロボットとして有用である。
【符号の説明】
【０１５７】
１  ロボット
１０１  メイン筐体
１０２  第１球冠部
１０３  第２球冠部
１０４  カメラ
１０５  距離センサ
１０６  マイク
１０７  スピーカ
１０８  第１表示部
１０９  第２表示部
１１０  第３表示部
１１４  重り
１１５  シャフト
１１６  第１ギア
１１７  第２ギア
１１８  第１モータ
１２０  加速度センサ
１２１  第２モータ
１２２  駆動ベルト
１２３  第３アーム
１２３ａ  重り軸
１２４  第４アーム
１２４ａ  重り軸
１２５  第３モータ
１２６  第３ギア
１２７  第４ギア
１５５  ジャイロセンサ
２００  制御回路
２０１  プロセッサ
２０２  メモリ
２０３  第１駆動機構
２０４  第２駆動機構
２０５  重り駆動機構
２０７  第１駆動機構制御部
２０８  第２駆動機構制御部
２０９  重り駆動機構制御部
２１１  主制御部
２１２  音声認識処理部
２１３  顔検出処理部
２１４  ジャイロ処理部
２１５  距離センサ処理部
２１６  加速度センサ処理部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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