(57)【要約】【課題】追従対象物に追従する場合により自然な動作を表出することができるロボット装置及びロボット装置の動作制御方法を提供すること。【解決手段】ロボット装置１は、第１領域２０１及びこの第１領域２０１と部分的に重複する第２領域２０２を設定し、この重複領域を不感帯２２０として設定する不感帯設定部と、第１領域２０１に含まれ第１領域２０１より狭い第１特定領域２０２及び第２領域２１１に含まれ第２領域２１１より狭い第２特定領域２１２を設定する特定領域設定部と、追従対象物が不感帯２２０から外れた場合、第１特定領域２１１に追従対象物が位置するよう移動制御する旋回動作制御部と、追従対象物を第１特定領域２０２かつ第２特定領域２１２に位置するよう移動制御する前後動作制御部とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
追従対象物が不感帯内に位置するよう移動制御するロボット装置の移動制御方法であって、
自身から所定距離離れた目標位置を中心にした第１領域及び当該目標位置を中心に含み当該第１領域と部分的に重複する第２領域を設定し、当該重複領域を前記不感帯として設定する不感帯設定工程と、
前記第１領域に含まれ当該第１領域より狭い第１特定領域及び前記第２領域に含まれ当該第２領域より狭い第２特定領域を設定する特定領域設定工程と、
前記追従対象物が前記不感帯から外れた場合、前記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう移動制御する第１移動制御工程と、
前記追従対象物を前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に位置するよう移動制御する第２移動制御工程とを有する、ロボット装置の移動制御方法。
【請求項２】
前記第２移動制御工程は、前記第１移動制御工程の後工程として実施する
ことを特徴とする請求項１記載のロボット装置の移動制御方法。
【請求項３】
前記第１移動制御工程では、記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう第１移動モードで移動制御し、
前記第２移動制御工程では、前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に前記追従対象物が位置するよう第２移動モードで移動制御する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置の移動制御方法。
【請求項４】
前記ロボット装置は車輪を有し、前記第１移動モードは、旋回動作である
ことを特徴とする請求項３記載のロボット装置の移動制御方法。
【請求項５】
前記ロボット装置は車輪を有し、前記第２移動モードは、前後動作である
ことを特徴とする請求項３又は４記載のロボット装置の移動制御方法。
【請求項６】
前記第１移動モードは、前記第１領域に前記追従対象物が位置するよう低精度で移動制御する低精度第１移動モードと、前記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう高精度で移動制御する高精度第１移動モードとを有し、
前記第２移動モードは、前記第１特定領域かつ前記第２領域に前記追従対象物が位置するよう低精度で移動制御する低精度第２移動モードと、前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に前記追従対象物が位置するよう高精度で移動制御する高精度第２移動モードとを有する
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項記載のロボット装置の移動制御方法。
【請求項７】
前記追従対象物の位置を測定する位置測定工程を有し、
前記第１移動制御工程及び前記第２移動制御工程は、前記位置測定結果に基づき移動制御するものであり、
当該移動制御中に、定期的に前記位置測定工程を繰り返して前記位置測定結果を更新する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のロボット装置の移動制御方法。
【請求項８】
前記位置測定工程では、前記追従対象物を位置させる予め定められた目標位置と前記追従対象物の現在位置との偏差を求め、
前記第１移動制御工程及び前記第２移動制御工程では、前記偏差に応じて移動制御する
ことを特徴とする請求項７項記載のロボット装置の移動制御方法。
【請求項９】
追従対象物が不感帯内に位置するよう移動制御するロボット装置であって、
自身から所定距離離れた目標位置を中心にした第１領域及び当該目標位置を中心に含み当該第１領域と部分的に重複する第２領域を設定し、当該重複領域を前記不感帯として設定する不感帯設定部と、
前記第１領域に含まれ当該第１領域より狭い第１特定領域及び前記第２領域に含まれ当該第２領域より狭い第２特定領域を設定する特定領域設定部と、
前記追従対象物が前記不感帯から外れた場合、前記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう移動制御する第１移動制御部と、
前記追従対象物を前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に位置するよう移動制御する第２移動制御部とを有するロボット装置。
【請求項１０】
前記第１移動制御部は、前記第１領域に前記追従対象物が位置するよう低精度で移動制御する低精度第１移動モードと、前記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう高精度で移動制御する高精度第１移動モードとを有し、
前記第２移動制御部は、前記第１特定領域かつ前記第２領域に前記追従対象物が位置するよう低精度で移動制御する低精度第２移動モードと、前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に前記追従対象物が位置するよう高精度で移動制御する高精度第２移動モードとを有する
ことを特徴とする請求項９項記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、追従対象物が不感帯内に位置するよう移動制御するロボット装置及びその移動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脚式移動型のロボットにおいては、人間などの追従対象物に追従するような移動制御を行なわせることがある。この場合、追従対象物の位置座標に対する特定の相対位置関係を維持するような移動経路を生成するが、追従対象物の位置が微小な範囲で動いた場合には追従を行なわないために、一定領域を不感帯に設定する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、脚式移動ロボット１の所定方向の並進運動（例えば鉛直方向並進運動）に関する実際の状態量と目標歩容の状態量との偏差である状態量偏差（例えば上体の鉛直位置の偏差）を求め、その状態量偏差を０に近づけるように目標歩容の目標運動を決定するロボットが開示されている。目標歩容を生成する目標歩容生成手段は、状態量偏差を０に近づけるために動力学モデルに付加的に入力すべき外力操作量を該状態量偏差からフィードバック制御則により決定する手段を備え、外力操作量の値が０を含む所定の不感帯域に存在するときには、仮想外力を０に決定し、外力操作量の値が前記不感帯域から逸脱しているときには、仮想外力を該外力操作量が不感帯域から逸脱した分の値に決定する。これにより、状態量偏差が不感帯域にあるとき、すなわち、状態量偏差が微小であるときには、仮想外力を０としている。
【０００４】
このように不感帯を設けることで、ロボット装置は、目標位置と現在位置との偏差が微量な場合は動作を停止させ、より自然な動作を表出するようにしている。
【特許文献１】特表２００３−０９０９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、追従対象物として例えば人などの移動体を設定した場合、人が移動して不感帯からはずれるとロボット装置はそれに追従して移動することとなる。そして、不感帯内に人を位置させようとし、目標相対位置関係に近づいた付近、すなわち不感帯付近で動作したり停止したりの小刻みな動作を繰り返してしまう。
【０００６】
これは、不感帯に入るとロボット装置がすぐに動作を停止してしまうからで、この場合、追従対象物は不感帯とそれ以外の領域の境界線近傍に位置することとなる。よって、人が少し移動するのみで不感帯から外れることとなり、これを追従するためロボット装置は動作するが、追従対象物が再びすぐに不感帯内に入ってきて移動を停止するといったことを繰り返す。つまり、不感帯とそれ以外の境界領域近傍で追従対象物が動作するとロボット装置が急に移動を停止したり、移動を開始したりして、不自然な動作を表出することとなる。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、追従対象物に追従する場合により自然な動作を表出することができるロボット装置及びロボット装置の動作制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかるロボット装置の移動制御方法は、追従対象物が不感帯内に位置するよう移動制御するロボット装置の移動制御方法であって、自身から所定距離離れた目標位置を中心にした第１領域及び当該目標位置を中心に含み当該第１領域と部分的に重複する第２領域を設定し、当該重複領域を前記不感帯として設定する不感帯設定工程と、前記第１領域に含まれ当該第１領域より狭い第１特定領域及び前記第２領域に含まれ当該第２領域より狭い第２特定領域を設定する特定領域設定工程と、前記追従対象物が前記不感帯から外れた場合、前記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう移動制御する第１移動制御工程と、前記追従対象物を前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に位置するよう移動制御する第２移動制御工程とを有するものである。
【０００９】
本発明においては、第１領域及び第２領域が重複する領域を不感帯に設定し、不感帯から追従対象物が外れた場合に、第１特定領域であってかつ第２特定領域に位置するよう移動制御することから、追従対象物を不感帯の中央近傍に位置するよう移動制御することができる。これにより、追従対象物が微小に動作した場合は不感帯から外れず、不自然な動作を表出するのを防止する。
【００１０】
また、前記第２移動制御工程は、前記第１移動制御工程の後工程として実施することができ、先ず第１特定領域に位置させ、その後第２特定領域に位置させるようにすることで、例えば第１特定領域に位置させる方の動作により制御が容易な動作を割り当てることができる。
【００１１】
さらに、前記第１移動制御工程では、記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう第１移動モードで移動制御し、前記第２移動制御工程では、前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に前記追従対象物が位置するよう第２移動モードで移動制御することができ、第１特定領域に位置する動作に例えばより制御が容易な第１移動モードを割り当て、第２特定領域に位置する動作により詳細な制御が可能な第２移動モードを割り当てることができる。
【００１２】
さらにまた、前記ロボット装置は車輪を有し、前記第１移動モードは、旋回動作であり、前記第２移動モードは、前後動作とすることができる。旋回動作は前後動作より容易である場合、第１移動モードを旋回動作に割り当てることができる。
【００１３】
また、前記第１移動モードは、前記第１領域に前記追従対象物が位置するよう低精度で移動制御する低精度第１移動モードと、前記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう高精度で移動制御する高精度第１移動モードとを有し、前記第２移動モードは、前記第１特定領域かつ前記第２領域に前記追従対象物が位置するよう低精度で移動制御する低精度第２移動モードと、前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に前記追従対象物が位置するよう高精度で移動制御する高精度第２移動モードとを有することができる。これにより、第１特定領域、第２特定領域から追従対象物が外れた場合に、より高精度に移動制御が可能な高精度第１移動モード、高精度第２移動モードに切り替え動作制御することができる。
【００１４】
さらに、前記追従対象物の位置を測定する位置測定工程を有し、前記第１移動制御工程及び前記第２移動制御工程は、前記位置測定結果に基づき移動制御するものであり、当該移動制御中に、定期的に前記位置測定工程を繰り返して前記位置測定結果を更新するものとすることができる。これにより、定期的に位置測定結果を更新し、これに基づき動作出力を更新することができる。
【００１５】
さらにまた、前記位置測定工程では、前記追従対象物を位置させる予め定められた目標位置と前記追従対象物の現在位置との偏差を求め、前記第１移動制御工程及び前記第２移動制御工程では、前記偏差に応じて移動制御することができ、偏差により移動制御することができる。
【００１６】
本発明にかかるロボット装置は、追従対象物が不感帯内に位置するよう移動制御するロボット装置であって、自身から所定距離離れた目標位置を中心にした第１領域及び当該目標位置を中心に含み当該第１領域と部分的に重複する第２領域を設定し、当該重複領域を前記不感帯として設定する不感帯設定部と、前記第１領域に含まれ当該第１領域より狭い第１特定領域及び前記第２領域に含まれ当該第２領域より狭い第２特定領域を設定する特定領域設定部と、前記追従対象物が前記不感帯から外れた場合、前記第１特定領域に前記追従対象物が位置するよう移動制御する第１移動制御部と、前記追従対象物を前記第１特定領域かつ前記第２特定領域に位置するよう移動制御する第２移動制御部とを有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、追従対象物に追従する場合により自然な動作を表出することができるロボット装置及びロボット装置の動作制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるロボット装置を示す側面図である。図１は、特に、通常走行である２輪走行を行なう場合の構成を示している。この倒立振子型のロボット装置１は、車体１１と駆動ユニット１２を備えている。車体１１は、搭乗者が座って、この倒立振子型ロボット装置１を操縦可能な搭乗席を有する。車体１１は、図１には図示していないが、後述する入出力部を備え、また、ハウジング内には、後述する制御部、電源部、駆動部等が収納されている。
【００１９】
駆動ユニット１２は、左右に１対を有する。それぞれの駆動ユニット１２は、駆動輪と、駆動輪に対して離間して配置された従動輪を備えており、駆動輪と従動輪は、無限軌道（キャタピラ、ベルト、チューブタイヤ等）によって連結され、無限軌道が接地し、回転駆動されることによって走行が可能となる。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態１にかかる倒立振子型ロボット装置１は、通常走行時には、駆動ユニット１２における駆動輪側の無限軌道が接地した状態で倒立制御され、走行動作を行う。また、悪路や雪道等のように路面状態が悪い場合には、図１（ｂ）に示されるように、駆動ユニット１２が駆動輪の回転軸周りに回転し、駆動輪側のみならず、従動輪側の無限軌道も接地した状態で走行動作を行う。さらに、階段を昇降する場合にも、図１（ｂ）と同様に、駆動輪及び従動輪の双方における無限軌道が接地した状態で走行動作を行う。なお、本実施の形態においては、搭乗者が座ることができるロボット装置として説明するが、例えば無人の自律動作可能なロボット装置であってもよい。
【００２１】
図２は、本実施の形態にかかるロボット装置を示すブロック図である。ロボット装置１は、制御部１０１、入出力部１０２、駆動部１０３、電源部１０４、及び外部記憶部１０５などを有している。
【００２２】
入出力部１０２は、周囲の映像を取得するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）などからなるカメラ１２１、周囲の音を集音するための１又は複数の内蔵マイク１２２、音声を出力してユーザと対話等を行なうためのスピーカ１２３、ユーザへの応答や感情等を表現するためのＬＥＤ１２４、タッチセンサなどからなるセンサ部１２５などを備える。
【００２３】
また、駆動部１０３は、モータ１３１及びモータを駆動するドライバ１３２などを有し、ユーザの指示などに従って車輪を旋回動作させたり、前後動作させたりする。電源部１０４は、バッテリ１４１及びその放充電を制御するバッテリ制御部１４２を有し、各部に電源を供給する。
【００２４】
外部記憶部１０５は、着脱可能なＨＤＤ、光ディスク、光磁気ディスク等からなり、各種プログラムや制御パラメータなどを記憶し、そのプログラムやデータを必要に応じて制御部１０１内のメモリ（不図示）等に供給する。
【００２５】
制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、無線通信用のインターフェースなどを有し、ロボット装置１の各種動作を制御する。そして、この制御部１０１は、例えばＲＯＭに格納された制御プログラムに従って音声認識を行なう音声認識モジュール１２、認識結果に基づきユーザに発話動作をする音声発話モジュール１３、カメラ１２１により取得した映像を解析する画像認識モジュール１４、各種認識結果に基づき動作制御する動作制御モジュール１５などを有する。ここで、ロボット装置１の各モジュールは、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することが可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の伝送媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。
【００２６】
この本実施の形態にかかるロボット装置１は、上記動作制御モジュール１５にて追従対象物が不感帯内に位置するよう自律的に移動制御することができる。次に、本実施の形態にかかるロボット装置１の動作制御方法について詳細に説明する。図３は、動作制御モジュール１５の詳細を示す図である。
【００２７】
動作制御モジュール１５は、人等の追従対象物の位置を測定する位置測定部１５１と、自身から所定距離離れた目標位置を中心にした第１領域及びその目標位置を中心に含み第１領域と部分的に重複する第２領域を設定し、当該重複領域を不感帯として設定する不感帯設定部１５２と、第１領域に含まれ当該第１領域より狭い第１特定領域及び第２領域に含まれ当該第２領域より狭い第２特定領域を設定する特定領域設定部１５３と、人が不感帯から外れた場合、第１特定領域に人が位置するよう移動制御する旋回動作制御部１５４と、人を第１特定領域かつ第２特定領域に位置するよう移動制御する前後動作制御部１５５とを有する。
【００２８】
このロボット装置１は、カメラなど、追従対象物の位置及び向きを認識する機能を備え、ロボット装置１が追従対象物の向き及び移動方向に合わせて、追従対象物との相対関係を保つように移動する。そして、目標装置位置を中心に不感帯を設けたとき、ロボット装置が移動して追従対象物が不感帯内に入った時点でその動作を止めてしまわず、目標位置により近いエリア内に達するまで動いてから動作を止め、追従対象物がすぐに不感帯から外れてしまわないようにして、より自然な動作を表出させるものである。
【００２９】
先ず、不感帯について説明する。図４は、不感帯を説明するための図である。ロボット装置１は予め定められた目標位置（Ｘ，Ｙ）を有している。この目標位置（Ｘ，Ｙ）は、不感帯２２０の中心位置である。この目標位置（Ｘ，Ｙ）を中心にｙ方向にある程度の幅Ｗ１を有する帯状の領域を第１領域２０１とし、同じく目標位置（Ｘ，Ｙ）を中心にｘ方向にある程度の幅Ｗ２を有する帯状の領域を第２領域２１１に設定する。そして、この第１領域２０１と第２領域２１１とが重複する領域を不感帯２２０に設定する。更に、本実施の形態にかかるロボット装置１は、後述するように、第１領域２０１に含まれ第１領域２０１より狭い第１特定領域２０２と、第２領域２１１に含まれ第２領域２１１より狭い第２特定領域２１２とを設定する。本例においては、第１特定領域２０２は幅Ｗ３（Ｗ３＜Ｗ１）とし、第２特定領域２１２は幅Ｗ４（Ｗ４＜Ｗ２）としている。これら第１領域２０１、第２領域２１１、第１特定領域２０２、第２特定領域２１２、不感帯２２０と、追従対象物である人と目標位置（Ｘ，Ｙ）との相対位置関係を使用し、追従対象物が不感帯２２０から外れた場合に第１特定領域２０２及び第２特定領域２１２の重複領域に追従対象物を位置させるよう、ロボット装置１の移動を制御する。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、第１領域２０１をｘ軸方向、第２領域２１１を第１領域２０１に直交するｙ軸方向として説明するが、第１領域２０１と第２領域２１１は直交しなくともよい。また、本実施の形態においては、ロボット装置１が旋回動作と前後動作を行なうため、旋回動作用の第１領域と前後動作用の第２領域とを設けたが、例えば動作モードを３つ有する場合は、それに応じて第１乃至第３領域を設定し、各領域間の相対角度を６０度ずつとしてもよい。同様に、４つの動作モードを有する場合は、それに応じて第１乃至第４領域を設定し、各領域間の相対角度を４５度ずつとするなどしてもよい。いずれにおいも第１乃至第Ｎ領域は、目標位置を中心とした領域であって、目標位置を含んで部分的に重複する領域を有し、当該重複領域を不感帯に設定する。
【００３１】
位置測定部１５１は、例えば、カメラ１２１から取得した周囲の画像を画像認識モジュール１４にて処理し、処理結果に基づき追従対象物である人と目標位置との相対距離（偏差Δｘ、Δｙ）を測定する。または、追従対象物である人に例えば超音波を発生するタグを持たせ、ロボット装置１のセンサ部１２５にてそれを受信することで追従対象物の相対位置を認識するようにすることも可能である。本実施の形態においては、位置測定部１５１は、旋回動作制御部１５４、前後動作制御部１５５に対し、位置測定結果として、目標位置（Ｘ，Ｙ）に対する追従対象物の相対位置情報を出力する。ここで、位置測定部１５１は、例えば、所定のタイミングで位置測定を実施し、定期的に相対位置情報を出力する。または、必要に応じて位置測定を行なってもよい。ロボット装置１は、測定した位置測定結果である偏差Δｘ＝０、Δｙ＝０となるよう移動制御される。
【００３２】
不感帯設定部１５２は、上述した第１領域２０１、第２領域２１１を設定し、その重複領域を不感帯２２０に設定する。第１領域２０１は旋回動作用の不感帯領域となり、第２領域２１１は、前後動作用の不感帯領域となる。この不感帯２２０内に追従対象物である人が位置している間はロボット装置は移動しない。不感帯２２０を設定することにより、追従対象物である人が手を少し動かしたり首を少し動かしたりするのみでロボット装置１が動いてしまうことを防止し、より自然な動作を表出させる。ロボット装置１は、追従対象物である人が不感帯２２０から外れると後述する動作制御により不感帯２２０の中心位置近傍に人が位置するよう移動制御される。
【００３３】
特定領域設定部１５３は、不感帯設定部１５２にて設定される帯状の第１領域２０１、第２領域２１１に、それぞれそれらの領域より幅が狭い帯状の第１特定領域２０２、第２特定領域２１２を設定する。第１特定領域２０２は旋回動作用の特定領域であり、第２特定領域２１２は前後動作用の特定領域として使用する。ロボット装置１が不感帯２２０から外れた場合、先ず、第１特定領域２０２に追従対象物である人が位置するよう旋回動作し、第１特定領域２０２に位置したら、第１特定領域２０２内であってかつ第２特定領域２１２内に入るように前後動作することで、不感帯２２０の中心位置に人が位置するよう移動制御することができる。
【００３４】
旋回動作制御部１５４は、位置測定部１５１により測定した相対位置に基づき旋回角度を算出し、車輪を駆動するモータに動作出力値として制御信号を出力する。以下、旋回動作制御部１５４の制御により動作するモードを旋回モードという。ここで、旋回動作制御部１５４は、追従対象物が第１領域２０１内に位置するよう動作制御する低精度第１移動モードとしての旋回外れ判定モードと、第１特定領域２０２内に追従対象物が位置するよう制御する高精度第１移動モードとしての旋回高精度モードとを有する。旋回外れ判定モードは、旋回高精度モードより大まかな動作制御を行い、追従対象物が不感帯２２０から一旦外れ第１特定領域２０２外に追従対象物がある場合に旋回高精度モードで移動制御し、第１特定領域２０２内に追従対象物が位置したら、旋回高精度モードより低精度の旋回外れ判定モードに切り替える。
【００３５】
前後動作制御部１５５は、位置測定部１５１により測定した相対位置に基づき前後動作距離を算出し、上記モータに動作出力値として制御信号を出力する。以下、前後動作制御部１５５の制御により動作するモードを前後モードという。この前後動作制御部１５５においても、追従対象物が第２領域２１１内に位置するよう動作制御する低精度第２移動モードとしての前後外れ判定モードと、第２特定領域２１２内に追従対象物が位置するよう制御する高精度第２移動モードとしての前後高精度モードとを有する。前後外れ判定モードは、前後高精度モードより大まかな動作制御を行い、追従対象物が不感帯２２０から一旦外れた後、第１特定領域２０２内に追従対象物が位置した場合であって、第２特定領域２１２外に追従対象物がある場合に前後高精度モードで移動制御し、第２特定領域２１２内に追従対象物が位置したら、前後高精度モードより低精度の前後外れ判定モードに切り替える。
【００３６】
また、本実施の形態においては、先ず旋回動作により、第１特定領域２０２内に追従対象物を位置させ、次に、前後動作により、第１特定領域２０２かつ第２特定領域２１２に位置するよう移動制御する。例えば、旋回動作の方が前後動作より容易な場合などにおいては、先に動作容易な旋回動作することで第１特定領域２０２内に移動し、その後に第２特定領域２１２に位置させることで、前後動作量を減らすことができる。
【００３７】
次に、本実施の形態にかかるロボット装置の移動制御方法について説明する。図５及び図６は、不感帯から追従対象物が外れた場合のロボット装置の移動方法を示す図である。また、図７は、本実施の形態にかかるロボット装置の移動制御方法を示すフローチャートである。図５（ａ）に示すように、ロボット装置１は、不感帯２２０内に追従対象物である人がいる場合は動作しない。この時点では旋回モード及び前後モードは、高精度モードに設定する（ステップＳ１）。そして、位置測定部１５１が追従対象物と目標位置（Ｘ，Ｙ）との偏差Δｘ，Δｙを測定してこれを位置測定結果として旋回動作制御部１５４及び前後動作制御部１５５に出力し、旋回動作制御部１５４及び前後動作制御部１５５は偏差Δｘ，Δｙに基づき旋回動作出力及び前後動作出力を算出する（ステップＳ２）。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、人２００が移動し、不感帯２２０から人２００が外れた場合について説明する。ロボット装置１は、旋回モードが高精度モードか否かを判定し（ステップＳ３）、高精度モードであればｘ方向の第１特定領域２０２の内側か否かを判定する（ステップＳ１０）。第１特定領域２０２の内側ではない場合、第１特定領域２０２の内側に人２００が位置するよう旋回動作する。すなわち、前後動作出力＝０とし（ステップＳ１９）、旋回動作出力値をモータに出力する（ステップＳ９）。その後、定期的にステップＳ２の位置測定を実施する。このように人２００が第１特定領域２０２内に位置するようになるまで旋回動作するため、図５（ｃ）に示すように、不感帯２２０に人が位置するようになっても旋回動作を停止しない。そうして、図６（ａ）に示すように、人２００が第１特定領域２０２内に位置するようになるまで、ステップＳ２の位置測定から上述の処理を繰り返す。
【００３９】
次に、以上のようにして図６（ａ）に示すように、人２００が第１特定領域２０２内に位置するようになると、ステップＳ１０からステップＳ１１に進む。すなわち、旋回モードを外れ判定モードとし（ステップＳ１１）、旋回動作出力＝０とする（ステップＳ５）。そして、前後動作が高精度モードか否かを判定し（ステップＳ６）、高精度モードであれば、ｙ方向の第２特定領域２１２の内側か否かを判定し（ステップＳ１６）、第２特定領域２１２の内側でない場合は、ロボット装置１が第２特定領域２１２の内側に入るよう前後動作する。すなわち、旋回動作出力＝０とし（ステップＳ１８）、前後動作出力値をモータに出力する（ステップＳ９）。この場合も、定期的にステップＳ２の位置測定を実施し、定期的に偏差Δｘ，Δｙを更新して上記前後動作を繰り返し、最終的には図６（ｂ）に示すように、人２００が第１特定領域２０２かつ第２特定領域２１２に位置するまで前後動作を行なわせる。
【００４０】
なお、ステップＳ３で旋回モードが高精度モードではない場合は、ｘ方向が第１領域２０１内か否かが判断され、第１領域２０１内であれば、前後モードが高精度モードであるか否かが判断され（ステップＳ６）。高精度モードでない場合はｙ方向が第２領域２１１内であるか否かが判断される。ここで第２領域２１１内である場合、すなわち、人２００が不感帯２２０内に位置している場合は、前後動作も０とし、モータには旋回及び前後動作のいずれも０を出力することで停止状態とすることができる。
【００４１】
また、ステップＳ４でｘ方向が第１領域２０１の内側ではないと判断された場合は、旋回モードを高精度モードとして人２００が第１特定領域２０２に位置するよう動作制御される。すなわち、前後動作出力＝０とし（ステップＳ１３）、旋回動作出力値をモータに出力する（ステップＳ９）。また、ステップＳ６で前後モードが高精度モードであると判断された場合は、ｙ方向の第２特定領域２１２内か否かが判定され、第２特定領域２１２内であれば前後モードを外れ判定モードとし（ステップＳ１７）、前後動作出力＝０とし（ステップＳ８）、旋回及び前後のいずれも動作出力値＝０としてステップＳ２の位置測定に戻る。
【００４２】
更に、ステップＳ１６で第２特定領域２１２の内側ではないと判断した場合は旋回動作出力＝０とし（ステップＳ１８）、前後動作出力値をモータに出力する（ステップＳ９）。また、ステップＳ７で、第２領域２１１の内側でないと判断された場合は、前後モードを高精度モードとし（ステップＳ１４）、旋回動作出力＝０とし（ステップＳ１５）、前後動作出力値をモータに出力する（ステップＳ９）。
【００４３】
このように、人２００が不感帯２２０から外れた場合、先ず旋回動作する。このとき、不感帯２２０内に人２００が入っても動作停止せず、旋回動作用の特定領域である第１特定領域２０２内に人２００が位置するまで旋回動作する。そして、第１特定領域２０２内に人２００が位置したら、今度は前後動作により前後動作用の特定領域である第２特定領域２１２内に人が位置するように前後動作する。このことにより、追従対象物である人２００を不感帯２２０の中央近傍に位置させることができ、人２００の微小な動作によって不感帯２２０から人２００がすぐ外れてしまい、動作と停止を何度も繰り返してしまうようなことを防止し、ロボット装置１に自然な動作を表出させることができる。
【００４４】
次に、本実施の形態にかかるロボット装置の移動制御方法の変形例について説明する。図８は、本実施の形態の変形例にかかるロボット装置の移動制御方法を示すフローチャートである。図８に示すように、本実施の形態においては、旋回モードが高精度モードであり（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、第１特定領域２０２の内側に位置していない場合（ステップＳ３０：Ｎｏ）、前後動作出力＝０にするのではなく、前後動作出力を減少させる（ステップＳ３９）。すなわち、前後動作の出力を通常の例えば５〜８割程度とする。そしてこの状態で動作出力値をモータに出力する（ステップＳ２９）。これにより、旋回動作しつつ緩やかに前後動作も行なわせることができ、より自然な動作を表出させることができる。
【００４５】
本変形例においては、上述の実施の形態において旋回動作出力＝０としていたものを旋回動作出力値を減少とし、前後動作出力＝０としていたものを前後動作出力値を減少させるものとすることで、旋回動作中にゆるやかに前後動作を行なわせ、次の前後動作中に緩やかに旋回動作せることができる。
【００４６】
すなわち、旋回モードが高精度モードではなく（ステップＳ２３：Ｎｏ）、第１領域２０１の内側に人２００が位置していない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、旋回モードを高精度モードとし（ステップＳ３２）、前後動作出力値を減少させる（ステップＳ３３）。また、前後モードが高精度モードであり（ステップＳ２６）、第２特定領域２１２の内側に人２００が位置していない場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、旋回動作出力値を減少させる（ステップＳ３８）。さらに前後モードが高精度モードではなく（ステップＳ２６：Ｎｏ）、第２特定領域２１２の内側に人２００が位置していない場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、前後モードを高精度モードとし（ステップＳ３４）、前回動作出力値を減少させる。
【００４７】
本変形例においても、追従対象物である人２００が不感帯２２０から外れた場合、不感帯２２０内に人２００が入ってもすぐに動作を停止せず、不感帯２２０の中心位置になるまでロボット装置１を移動制御することで、その後に人２００が不感帯２２０からすぐ外れることを防止し、すなわち、ロボット装置１が小刻みに動作することを防止すると共に、旋回動作と前後動作を完全に分けるのではなく、旋回動作中にもゆるやかに前後動作させ、前後動作中にゆるやかに旋回動作させることで、より自然な動作を表出させることができる。
【００４８】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態にかかるロボット装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるロボット装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるロボット装置の動作制御モジュールの詳細を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかるロボット装置が設定する不感帯を説明するための図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、上記不感帯から追従対象物が外れた場合のロボット装置の移動方法を示す図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、同じく、上記不感帯から追従対象物が外れた場合のロボット装置の移動方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるロボット装置の移動制御方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態の変形例にかかるロボット装置の移動制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１２  音声認識モジュール
１３  音声発話モジュール
１４  画像認識モジュール
１５  動作制御モジュール
１０１  制御部
１０２  入出力部
１０３  駆動部
１０４  電源部
１０５  外部記憶部
１２１  カメラ
１２２  内蔵マイク
１２３  スピーカ
１２５  センサ部
１３１  モータ
１３２  ドライバ
１４１  バッテリ
１４２  バッテリ制御部
１５１  位置測定部
１５２  不感帯設定部
１５３  特定領域設定部
１５４  旋回動作制御部
１５５  前後動作制御部
２００  人
２０１  第１領域
２０２  第１特定領域
２１１  第２領域
２１２  第２特定領域
２２０  不感帯
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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