(57)【要約】【目的】精密に制御できるロボットを、簡潔な構成かつ安価に実現でき、また、ロボットの自由度および台数の変更にも柔軟に対応できる、ロボットシステムなどを提供することを目的とする。【構成】ロボットシステムであって、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置と、前記合成音電気信号からロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置と、を有する用に構成する。【選択図】　　　図１
2004034250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置と、
前記合成音電気信号からロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置と、
を有することを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記ロボットは複数の可動部を備え、
前記ロボット制御信号配信装置が備える電気信号生成手段は、
前記ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生部を備える、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項３】
前記ロボット制御装置の分離抽出手段は、前記合成音電気信号をディジタル信号に変換する波形整形部と、
前記合成音電気信号の周波数をカウントする周波数カウンタと、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
【請求項５】
ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置であり、
前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、
同期のとれた前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、
を備えることを特徴とするロボット制御信号配信装置。
【請求項６】
請求項５に記載のロボット制御信号配信装置であって、
前記ロボットは複数の可動部を備え、
前記電気信号生成手段は、
前記ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生部を備える、
ことを特徴とするロボット制御信号配信装置。
【請求項７】
前記合成音電気信号を、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信することを特徴とする請求項５または請求項６にロボット制御信号配信装置。
【請求項８】
ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置、が配信する前記合成音電気信号から、前記ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、
前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするロボット制御装置。
【請求項９】
前記分離抽出手段は、前記合成音電気信号をディジタル信号に変換する波形整形部と、
前記合成音電気信号の周波数をカウントする周波数カウンタと、
を備えることを特徴とする請求項８に記載のロボット制御装置。
【請求項１０】
前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、配信されることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のロボット制御装置。
【請求項１１】
ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置、におけるロボット制御信号配信方法であって、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、
前記ロボット制御信号配信装置が、同期のとれた前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御信号配信方法。
【請求項１２】
ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置、におけるロボット制御信号配信方法であって、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記ロボットが複数の可動部を備える場合に、当該ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生ステップと、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記変調波発生ステップで多重変調されたロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御信号配信方法。
【請求項１３】
前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のロボット制御信号配信方法。
【請求項１４】
ロボット制御装置が、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置、が配信する前記合成音電気信号から前記ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出ステップと、
ロボット制御装置が、前記分離抽出ステップで分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御方法。
【請求項１５】
ロボット制御装置が、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置、が配信する前記合成音電気信号をディジタル信号に変換する波形整形ステップと、
ロボット制御装置が、前記ディジタル信号を用いて前記合成音電気信号の周波数をカウントする周波数カウンタステップと、
ロボット制御装置が、前記分離抽出ステップで分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御方法。
【請求項１６】
前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のロボット制御方法。
【請求項１７】
ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置に、
前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、同期のとれた前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
を実行させることを特徴とするロボット制御信号配信プログラム。
【請求項１８】
ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置に、
前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、前記ロボットが複数の可動部を備える場合に、当該ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生ステップと、
前記変調波発生ステップで多重変調されたロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、を実行させることを特徴とするロボット制御信号配信プログラム。
【請求項１９】
前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のロボット制御信号配信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットシステム、ロボット制御信号配信装置、ロボット制御装置、ロボット制御信号配信方法、ロボット制御方法、プログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特に、オーディオ機器から発せられる音声信号や音楽信号を用いてロボットを制御する、ロボットシステム、ロボット制御信号配信装置、ロボット制御装置、ロボット制御信号配信方法、ロボット制御方法、プログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
［従来の技術１］
従来より、制御のための信号線（たとえばＲＳ２３２Ｃなど）でコンピュータとロボットとを常時接続して、ロボットを、この常時接続されるコンピュータで制御する方法が知られている。
［従来の技術２］
また、従来より、人間の耳に聞こえにくい高周波音波で表現したロボットの制御信号をＡＭ変調またはＦＭ変調し、これをＡＭ変調またはＦＭ変調された通常の音声信号に重畳して空中に放射することにより（特開２００２―１２７０６２）、ロボットに信号線を接続することなくロボットを制御する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術１のように、ロボットとコンピュータとをＲＳ２３２Ｃなどの信号線で常時接続しなければならないとすると、ロボットの使用中は、ターミナルアダプタやスキャナやプリンターなどのＲＳ２３２Ｃ接続を必要とする他の機器をコンピュータに接続できない。
【０００４】
したがって、上記従来の技術１では、ターミナルアダプタやスキャナやプリンターなどのＲＳ２３２Ｃ接続を必要とする他の機器とロボットとを同時に使用できないという問題があった。
【０００５】
また、上記従来の技術２のように、ＦＭ変調波またはＡＭ変調波を空中に放射してロボットの制御信号を伝送する場合は、空中に放射されたＦＭ変調波またはＡＭ変調波を受信したロボットの信号処理の過程において、非常に急峻な帯域フィルタが必要となる。
【０００６】
したがって、上記従来の技術２には、ロボットにおける上記ＦＭ変調波またはＡＭ変調波のフィルタリングの処理に、非常なコストがかかるという問題があった。
【０００７】
また、上記従来の技術１では、音声信号や音楽信号と首の回転や腕の振りなどのロボットの動作との連動について精密な制御ができないという問題があった。
【０００８】
さらに、上記従来の技術１および従来の技術２では、ロボットの自由度やロボットの台数を追加すると、ロボットの回路構成が非常に複雑になる。
【０００９】
したがって、上記従来の技術１および従来の技術２では、エンタテイメント向けの玩具やエンタテイメント向けコミュニケーション端末の制御の方法（特に、遠隔地同士のロボットコミュニケーション端末の制御の方法）を、かならずしも単純かつ安価に製作できないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、精密に制御できるロボットを、簡潔な構成かつ安価に実現でき、また、ロボットの自由度および台数の変更にも柔軟に対応できる、ロボットシステム、ロボット制御信号配信装置、ロボット制御装置、ロボット制御信号配信方法、ロボット制御方法、プログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題は、前記特許請求の範囲に記載の手段により、解決される。
【００１２】
すなわち、請求項１に記載の発明は、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置と、
前記合成音電気信号からロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置と、を有することを特徴とするロボットシステムである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記ロボットは複数の可動部を備え、
前記ロボット制御信号配信装置が備える電気信号生成手段は、
前記ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生部を備える、ことを特徴とするロボットシステムである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記ロボット制御装置の分離抽出手段は、前記合成音電気信号をディジタル信号に変換する波形整形部と、前記合成音電気信号の周波数をカウントする周波数カウンタと、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボットシステムである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステムである。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置であり、
前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、
を備えることを特徴とするロボット制御信号配信装置である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のロボット制御信号配信装置であって、
前記ロボットは複数の可動部を備え、
前記電気信号生成手段は、
前記ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生部を備える、ことを特徴とするロボット制御信号配信装置である。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、前記合成音電気信号を、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信することを特徴とする請求項５または請求項６にロボット制御信号配信装置である。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置、が配信する前記合成音電気信号から、前記ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、
前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするロボット制御装置である。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、前記分離抽出手段は、前記合成音電気信号をディジタル信号に変換する波形整形部と、前記合成音電気信号の周波数をカウントする周波数カウンタと、を備えることを特徴とする請求項８に記載のロボット制御装置である。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、配信されることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のロボット制御装置である。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置、におけるロボット制御信号配信方法であって、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、
前記ロボット制御信号配信装置が、同期のとれた前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御信号配信方法である。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置、におけるロボット制御信号配信方法であって、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記ロボットが複数の可動部を備える場合に、当該ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生ステップと、
前記ロボット制御信号配信装置が、前記変調波発生ステップで多重変調されたロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御信号配信方法である。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のロボット制御信号配信方法である。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、ロボット制御装置が、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置、が配信する前記合成音電気信号から前記ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出ステップと、　ロボット制御装置が、前記分離抽出ステップで分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御方法である。
【００２６】
請求項１５に記載の発明は、ロボット制御装置が、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とを同期させる信号同期手段と、同期のとれた、ロボット制御信号と可聴音信号とを電気的に合成して合成音電気信号を生成する電気信号生成手段と、を備えるロボット制御信号配信装置、が配信する前記合成音電気信号をディジタル信号に変換する波形整形ステップと、
ロボット制御装置が、前記ディジタル信号を用いて前記合成音電気信号の周波数をカウントする周波数カウンタステップと、
ロボット制御装置が、前記分離抽出ステップで分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御方法である。
【００２７】
請求項１６に記載の発明は、前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のロボット制御方法である。
【００２８】
請求項１７に記載の発明は、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置に、
前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、同期のとれた前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
を実行させることを特徴とするロボット制御信号配信プログラムである。
【００２９】
請求項１８に記載の発明は、ロボットの可動部を制御するロボット制御信号と可聴音信号とが電気的に合成された合成音電気信号から当該ロボット制御信号を分離抽出する分離抽出手段と、前記分離抽出手段で分離抽出したロボット制御信号に基づきロボットの可動部を制御する制御手段と、を備えるロボット制御装置に対して、前記合成音電気信号を配信するロボット制御信号配信装置に、
前記ロボット制御信号と前記可聴音信号とを同期させる信号同期ステップと、前記ロボットが複数の可動部を備える場合に、当該ロボットが備える複数の可動部それぞれについてのロボット制御信号を、時分割多重変調方式または周波数分割多重変調方式で多重変調する変調波発生ステップと、
前記変調波発生ステップで多重変調されたロボット制御信号と前記可聴音信号とを電気的に合成して前記合成音電気信号を生成する電気信号生成ステップと、
を実行させることを特徴とするロボット制御信号配信プログラムである。
【００３０】
請求項１９に記載の発明は、前記合成音電気信号は、前記ロボット制御信号配信装置から、電気通信回線を介して、前記ロボット制御装置に配信されることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のロボット制御信号配信プログラムである。
【００３１】
本発明は、複数のロボットへの制御信号を音信号に変調し、これを音声信号や音楽信号の上に重畳する。
したがって、本発明によれば、コンピュータからロボットへのロボット制御信号の伝送を、音声信号や音楽信号の伝送路上で音声信号や音楽信号とともに行うことができる。
【００３２】
また、本発明に係る変調方法、送信回路、送信アルゴリズム、受信回路、受信アルゴリズムよれば、ロボットにおける計算量および回路規模を小さくできる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態に係るロボットシステムを示す図である。
【００３５】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るロボットシステムは、Ｗｅｂサーバやストリーミングサーバやメールサーバなどのロボット制御信号配信装置を有するコンピュータ１と、パーソナルコンピュータやＣＤプレイヤーやラジオなどの受信者が有するオーディオ機器２と、受信者が有する熊の形態をしたロボット３と、ロボット制御信号を生成してコンピュータ１にアップロードする送信者が有するコンピュータ４と、を有している。
【００３６】
本実施の形態のロボットシステムにおけるロボットは、次のようにして動作する。
送信者のコンピュータ４で生成されたロボット制御信号は、ロボット制御信号配信装置を有するコンピュータ１にアップロードされ、当該ロボット制御信号配信装置の電気信号生成手段２１に入力される。この電気信号生成手段２１は、入力された音声信号や音楽信号などの可聴音信号とコンピュータ４からアップロードされたロボット制御信号とを合成して合成音電気信号を生成する。
【００３７】
生成された合成音電気信号は、図１に示すように、Ｗｅｂサーバ（コンピュータ１）を介してダウンロードされることにより、ストリーミングサーバ（コンピュータ１）を介してストリーミング配信されることにより、またはメールサーバ（コンピュータ１）を介してメールの添付ファイルとして配信されることにより、パーソナルコンピュータやＣＤプレイヤーやラジオなどの受信者が有するオーディオ機器２に配信される。
【００３８】
また、ロボット制御信号配信装置で生成された合成音電信号は、図１に示すように、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）などの記録媒体の中に格納されることによっても、受信者が有するオーディオ機器２に配信され得る。
【００３９】
配信された合成音電信号は、受信者が有するオーディオ機器２で再生され、空中を伝わり、受信者が有する熊の形態をしたロボット３に備え付けられたマイクで受信される。
【００４０】
図１の各ロボット３のマイクで受信された合成音電気信号は、ロボット３が備えるロボット制御装置で復調される。復調された合成音電気信号は、ロボットが備えるロボット制御装置の分離抽出手段に入力され、この分離抽出手段は、入力された合成音電気信号からロボット制御信号を分離し抽出する。抽出されたロボット制御信号は、ロボットが備えるロボット制御装置の制御手段に入力され、この制御手段は、入力されたロボット制御信号に基づき、ロボットの可動部を制御する。
【００４１】
図２は、図１のコンピュータ１が有するロボット制御信号配信装置の構成を示す図である。
【００４２】
図２に示すように、ロボット制御信号配信装置は、電気信号生成手段２１と、信号同期手段２２とを備えている。電気信号生成手段２１は、デジタルローパスフィルタ２１−１と変調波発生部２１−２と角度指令発生部２１−３と、を有しており、信号同期手段２２は、ユーザ入力部２２−１を有している。
【００４３】
ユーザが、コンピュータ４からコンピュータ１にアップロードした図１の各ロボット３への指令、または、ユーザが、コンピュータ１のロボット制御信号配信装置から直接配信しようとする図１の各ロボット３への指令は、図２のロボット制御信号配信装置の信号同期手段におけるユーザ入力部２２−１に入力され、このユーザ入力部２２−１で電気信号に変換される。
【００４４】
この各ロボット３への指令に基づく電気信号は、ユーザ入力部２２−１において、音楽ソースから出力された音声信号や音楽信号などの可聴音信号との同期がとられる。
なお、上記各ロボット３への指令とは、具体的には、各ロボット３の可動部（モータなど）への角度指令を意味する。
【００４５】
図３は、図２のユーザ入力部２２−１の構成例を示す図であり、横軸は時刻、縦軸は各ロボット３への指令に基づく電気信号を示す。
図３の上部の波形は、図２の音楽ソースからの音声信号や音楽信号の波形である。また中部、下部の二つの波形は、ユーザがユーザ入力部２２−１に入力した各ロボット３への指令に基づく上記電気信号であり、具体的には、各ロボット３の可動部（モータなど）への角度指令に基づく電気信号である。
【００４６】
具体的には、図３の中部の波形が、図１の各ロボット３の第１の可動部（モータなど）への角度指令に基づく電気信号であり、図３の下部の波形が、図１の各ロボット３の第２の可動部（モータなど）への角度指令に基づく電気信号である。
すなわち、図３は、図１の各ロボットがそれぞれ２つの可動部（モータなど）を有している場合のユーザ入力部２２−１の構成例を示すものである。
【００４７】
ユーザは、図３のユーザ入力部２２−１を用いることにより、特定の時刻における、各ロボット３の可動部（モータなど）への角度指令に基づく電気信号と、音声信号や音楽信号との関係を把握することができる。
したがって、ユーザは、ロボットへの角度指令値を、音楽信号に同期して教示することができる。
すなわち、ユーザは、図３の上部の音声信号や音楽信号の波形に合わせて、中部または下部における、各可動部への角度指令に基づく電気信号の波形を入力または編集していくことにより、音声や音楽のどの部分でロボットをどのように動作させるのかを自在に設定することができる。
【００４８】
同期が取られた電気信号は、角度指令発生部２１−３に入力される。角度指令発生部２１−３は、ユーザ入力部２２−１において同期がとられたロボットへの指令信号に基づいて、ロボットへの角度指令値を生成する。
なお、角度指令値は、図１の各ロボット３の可動部（モータなど）を直接制御できる具体的な値である点で、ユーザが理解できる表現であるため可動部を直接制御できない上記各ロボット３への指令と相違し、また、当該指令を角度指令値に変換するための信号に過ぎない上記各ロボット３への指令に基づく電気信号とも相違する。
【００４９】
生成された角度指令値は、変調波発生部２１−２に入力され、１８ｋＨｚ付近を中心とする正弦波に変調される。１８ｋＨｚ近傍の信号は、人間の耳の特性上、５０ｄＢ程度の音圧においても、ほとんどの人が聞き取れないことが知られている。
【００５０】
変調された角度指令値は、デジタルローパスフィルタ２１−１で１８ｋＨｚ近傍の周波数成分が抑圧された音楽ソースからの可聴音信号に重畳され、合成音電気信号となり、ロボット制御信号配信装置から出力される。
【００５１】
図４は、図２の電気信号生成手段２１が有する変調波発生部２１−２の動作を示すフローチャートである。
以下、本実施の形態における各ロボット３は、Ｍ１〜Ｍ４という４つのモータを有するものとして説明を進める。ただし、これは、説明の簡単のためであって、実際の適用によるロボットにおけるモータの個数の技術的限界を表すものではない。
【００５２】
図２の変調波発生部２１−２は、その内部のメモリ（図示せず）に、図５に示す変調波中心周波数対応テーブルと図６に示す時間モータ動作対応テーブルとを有している。
さらに、図２の変調波発生部２１−２は、その内部のメモリ（図示せず）に、モータへのポインタと時間へのポインタという２つのポインタを有している。モータへのポインタは、図５に示す変調波中心周波数対応テーブルにおける各モータＭのレコードを指し示し、時間へのポインタは、図６に示す時間モータ動作対応テーブルにおける各時間のレコードを指し示す。
【００５３】
（ステップ１）
変調波発生部２１−２は、変調波中心周波数対応テーブル（図５）においてモータへのポインタが指し示すレコードに格納されている中心周波数Ｆｃを読み出す。図５に示すように、変調波中心周波数対応テーブル（図５）の各レコードには、モータＭの番号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）と、このモータＭに対応する中心周波数Ｆｃ（Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３、Ｆｃ４）とが格納されている。
【００５４】
（ステップ２）
変調波発生部２１−２は、時間モータ動作対応テーブル（図６）において時間へのポインタが指し示しているレコードであって、かつ、モータへのポインタが変調波中心周波数対応テーブル（図５）で指し示しているモータＭの番号に係る時間モータ動作対応テーブル（図６）におけるフィールドから、モータの角度指令値Ａｉｊを読み出し、この読み出した角度指令値Ａｉｊと、ステップ１で読み出した中心周波数Ｆｃと、下記“数１”とを用いて、発生させる変調波の周波数Ｆｇを決定する。
【００５５】
【数１】
2004034250.tif 000003
ここで、ｋは定数を示す。また、Ａｉｊはモータの角度指令値であり、ｉは特定の時間帯を示し、ｊはモータＭの番号を示す。したがって、たとえば、Ａ３１は、第３の時間帯におけるモータＭ１に対する角度指令値を示し、Ａ２４は、第２の時間帯におけるモータＭ４に対する角度指令値を示す。
【００５６】
（ステップ３）
変調波発生部２１−２は、上記（ステップ２）で決定した周波数Ｆｇの正弦波（すなわち、変調波）を発生させる。
【００５７】
（ステップ４）
変調波発生部２１−２は、上記（ステップ３）で発生させた正弦波に適度な窓関数を乗じて、この正弦波の波形の立ち上がりおよび立下りをなめらかにする。
【００５８】
（ステップ５）
変調波発生部２１−２は、モータへのポインタを次のモータのレコードへ進め、上記（ステップ１）〜（ステップ４）を繰り返す。もしモータへのポインタの指し示すレコードが最後のモータのレコード（本実施の形態では、モータＭ４のレコード）であるならば、変調波発生部２１−２は、モータへのポインタを最初のモータのレコード（本実施の形態では、モータＭ１のレコード）に戻すとともに、時間へのポインタを次の時間のレコードに進める。
【００５９】
図６の時間モータ動作対応テーブルをみれば分かるように、図２の変調波発生部で発生する変調波は、時分割多重変調方式により、すべてのモータＭに対して、各時間帯の角度指令値を伝送する。また、各モータにそれぞれ固有の中心周波数が割り当てられている図５の変調波中心周波数対応テーブルと、図６の時間モータ動作対応テーブルとを見れば分かるように、図２の変調波発生部で発生する変調波は、周波数分割多重方式により、特定の時間帯における、各モータに対する角度指令値を伝送する。
したがって、図２の変調波発生部２１−２で発生する変調波は、図７の下部に示す波形になる。
【００６０】
図７は、図２の変調波発生部２１−２で発生する変調波を説明する図である。図７の下部に記載されている波形は、変調波発生部２１−２で発生する変調波であり、図７の上部に記載されている周波数スペクトラムは、この下部に記載されている変調波の周波数スペクトラムである。
【００６１】
本実施の形態においては、図１の各ロボット３はそれぞれ４つのモータを有するため、図７の下部に記載されている変調波には、Ｆｃ１、Ｆｃ２、Ｆｃ３、Ｆｃ４の４つの周波数の正弦波が混合されている。
図７の上部に記載されている周波数スペクトラムは、この４つの周波数の正弦波の混合を示している。
【００６２】
ただし、この変調波には、上述したように、適度な窓関数が乗じられており、波形の立ち上がりおよび立ち下りが滑らかになっている。このため、変調波発生部２１−２で発生する変調波は、図７の下部に示すように、包絡線形状になっている。
【００６３】
図８は、図１のロボット３が備えるロボット制御装置の構成を示す図である。図８に示すように、ロボット制御装置は、マイクロホンなどの入力手段８１と分離抽出手段８２と制御手段８３とを有している。そして、分離抽出手段８２は、ハイパスフィルタ８２−１と波形整形部８２−２と周波数カウンタ８２−３とタイマ回路８２−４とを有しており、制御手段８３はモータに接続されるモータ制御部８３−１とこのモータ制御部８３−１に接続されるタイマ回路８３−２とを有している。
【００６４】
ロボット制御装置におけるマイクロホンなどの入力手段８１でピックアップされた合成音電気信号は、ハイパスフィルタ８２−１に入力される。ハイパスフィルタ８２−１に入力された合成音電気信号は、ハイパスフィルタリングにより、その低周波部分に含まれている部屋内の背景雑音および音楽信号が除去される。ハイパスフィルタ８２−１を通過した合成音電気信号は、波形整形部８２−２に入力され、図９に示すＴＴＬ（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　Ｌｏｇｉｃ）レベルのディジタル信号へ変換される。
【００６５】
この波形整形部８２−２は、図９に示すＴＴＬレベルのディジタル信号のような飽和特性をもつアンプや、入力波形と同様の矩形波を出力するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）回路などで実現できる。
【００６６】
波形整形部８２−２から出力されたディジタル信号は、周波数カウンタ８２−３に入力される。周波数カウンタ８２−３は、入力されたディジタル信号とタイマ回路８２−４とを用いて、ハイパスフィルタ８２−１を通過した合成音電気信号の周波数をカウントする。
【００６７】
周波数カウンタ８２−３でカウントされた周波数は、モータ制御部８３−１に入力される。モータ制御部８３−１は、タイマ回路８３−２の下、一定時間間隔で動作し、上記入力された周波数に基づきモータの制御信号を算出し、算出したモータの制御信号を用いて、モータの回転角度を精密に制御する。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、上記モータとしてサーボモータを用いるが、本発明は、これに限られるものではない。
また、本実施の形態においては、上記モータの制御信号として、パルス幅変調波（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いるが、本発明は、これに限られるものではない。
【００６９】
また、本実施の形態においては、タイマ回路８３−２がモータ制御部８３−１を動作させる上記一定時間間隔を約２０ミリ秒とするが、本発明はこれに限られるものではない。
【００７０】
図１０は、図８の周波数カウンタ８２−３の動作を示すフローチャートである。
【００７１】
（ステップ１）
周波数カウンタ８２−３は、入力されたディジタル信号の立ち上がりエッジの検出の回数（以下、「立ち上がりエッジ検出回数」という。）を、立ち上がりエッジ検出回数値としてカウントし、この立ち上がりエッジ検出回数値が、タイマ回路８２−４のカウント値のリセットのためにあらかじめ定められた値（以下、「第１の所定の値」という。）に達したか否かを判断する。
【００７２】
周波数カウンタ８２−３は、立ち上がりエッジ検出回数値が、第１の所定の値に達していないと判断した場合には、立ち上がりエッジ検出回数のカウントを続ける。
【００７３】
（ステップ２、ステップ３）
周波数カウンタ８２−３は、立ち上がりエッジ検出回数値が第１の所定の値に達したと上記（ステップ１）において判断した場合には、立ち上がりエッジ検出回数値をリセットする（ステップ２）とともに、タイマ回路８２−４のカウンタ値をリセットする（ステップ３）。
【００７４】
このように、タイマ回路８２−４のカウント値のリセットが、立ち上がりエッジ検出回数値が第１の所定の値に達した場合に行われるのは、周波数のカウントを安定的に行うためである。
【００７５】
（ステップ４、ステップ５）
周波数カウンタ８２−３は、上記（ステップ３）でタイマ回路８２−４のカウント値をリセットした場合、上記（ステップ２）でリセットされた立ち上がりエッジ検出回数値のカウントを再び開始し（ステップ４）、この立ち上がりエッジ検出回数値が、タイマ回路８２−４のカウンタ値を記録するためにあらかじめ定められた値（以下、「第２の所定の値」という。）に達したか否かを判断する（ステップ５）。
【００７６】
（ステップ６）
周波数カウンタ８２−３は、上記（ステップ４）で立ち上がりエッジ検出回数値のカウントを再び開始してから一定の時間（以下、「カウント時間」という。）が経過したにもかかわらず、立ち上がりエッジ検出回数値が第２の所定の値に達しない場合には、上記（ステップ１）に戻る。
一方、周波数カウンタ８２−３は、上記カウント時間が経過するまでは、立ち上がりエッジ検出回数値が第２の所定の値に達しなくとも、立ち上がりエッジ検出回数のカウントを続ける。
【００７７】
（ステップ７）
周波数カウンタ８２−３は、上記（ステップ５）で、立ち上がりエッジ検出回数値が、第２の所定の値に達したと判断した場合には、ディジタル信号が立ち上がった時点、すなわち、立ち上がりエッジ検出回数値が第２の所定の値に達した時点、におけるタイマ回路８２−４のカウンタ値（以下、「計測時間」という。）を、保持する。
【００７８】
（ステップ８）
周波数カウンタ８２−３は、この保持している計測時間で上記第２の所定の値を割った値、すなわち、（第２の所定の値）／（計測時間）が、下記“数２”を満足させるか否かを判断する。
【００７９】
【数２】
2004034250.tif 000004
ここで、Ｆｃは上記した中心周波数の設定値、Ａｍａｘは最大角度指令値、Ａｍｉｎは最小角度指令値である
【００８０】
周波数カウンタ８２−３は、（第２の所定の値）／（計測時間）が、“数２”を満足させないと判断した場合には、計測時間を破棄して上記（ステップ１）に戻る。
【００８１】
（ステップ９）
一方、周波数カウンタ８２−３は、（第２の所定の値）／（計測時間）が、“数２”を満足させる場合には、上記ハイパスフィルタ８２−１を通過した合成音電気信号が自己と接続しているモータへの指令であると判断し、この合成電気音信号に基づく計測時間を自己が有するメモリ（図示せず）に書き込んだ後、上記（ステップ１）に戻る。
【００８２】
図１１は、図８のモータ制御部８３−１の動作を示すフローチャートである。
【００８３】
（ステップ１）
モータ制御部８３−１は、分離抽出手段の周波数カウンタ８２−３が有するメモリに書き込まれた上記計測時間を読み出す。
【００８４】
（ステップ２）
モータ制御部８３−１は、読み出した計測時間に、サーボモータの仕様および制御ボードのクロック周波数に合った定数を乗じる（以下、この定数を乗じられた計測時間を、「第２の計測時間」という。）。
【００８５】
（ステップ３）
モータ制御部８３−１は、ＰＷＭ出力ピンに対して“１”を出力する。
【００８６】
（ステップ４）
モータ制御部８３−１は、第２の計測時間を、０になるまでデクリメントし、０になった場合に、ＰＷＭ出力ピンに“０”を出力する。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、音楽信号および音声信号にあわせて動くロボットにおいて、動作と音声の同期のための機構を設ける必要がない。
【００８８】
また、本発明に係るロボットは、オーディオ機器を用意するだけで容易に制御できる。
【００８９】
したがって、本発明によれば、ロボットの構成を簡潔にできるため、音楽・音声メッセージとともに「動き」を伝えるエンタテイメント要素の高いロボットを用いた新しいコミュニケーションを容易に実現できる。
【００９０】
また、本発明によれば、ロボット制御信号配信装置で生成される合成音電気信号に複数の制御信号を埋め込むことができる。
【００９１】
したがって、本発明によれば、一台のロボットでも複数のロボットでも容易に制御できるため、ユーザは、制御の困難性を考慮することなく、予算の都合に合わせて、ロボットの購入台数を決定できる。
【００９２】
また、本発明によれば、ユーザは後から買い足したロボットについても、先に購入したロボットと同様に制御できる。したがって、本発明によれば、ユーザは、徐々にロボットの台数を増せるため、ユーザのロボットの購買欲を高めることができる。
【００９３】
さらに、本発明に係るロボット制御信号は、インターネットやＣＤ−Ｒなどで配信される。したがって、本発明によれば、ロボット制御信号を遠隔地から配信することにより、ロボットを遠隔地から制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るロボットシステムを示す図である。
【図２】図１のコンピュータ１が有するロボット制御信号配信装置の構成を示す図である。
【図３】図２のユーザ入力部２２−１の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における変調波発生部２１−２の動作を示すフローチャートである。
【図５】変調波中心周波数対応テーブルを示す図である。
【図６】時間モータ動作対応テーブルを示す図である。
【図７】図２の変調波発生部２１−２で発生する変調波を説明する図である。
【図８】図１のロボット３が備えるロボット制御装置の構成を示す図である。
【図９】ＴＴＬレベルのディジタル信号へ変換される。
【図１０】図８の周波数カウンタ８２−３の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図８のモータ制御部８３−１の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　Ｗｅｂサーバやストリーミングサーバやメールサーバなどのロボット制御信号配信装置を有するコンピュータ
２　　パーソナルコンピュータやＣＤプレイヤーやラジオなどの受信者が有するオーディオ機器
３　　受信者が有する熊の形態をしたロボット
４　　ロボット制御信号を生成してコンピュータ１にアップロードする送信者が有するコンピュータ
２１　　電気信号生成手段
２１−１　　デジタルローパスフィルタ
２１−２　　変調波発生部
２１−３　　角度指令発生部
２２　　信号同期手段
２２−１　　ユーザ入力部
８１　　マイクロホンなどの入力手段
８２　　分離抽出手段
８２−１　　ハイパスフィルタ
８２−２　　波形整形部
８２−３　　周波数カウンタ
８２−４　　タイマ回路
８３　　制御手段
８３−１　　モータ制御部
８３−２　　タイマ回路
【図１】
2004034250.tif 000005
【図２】
2004034250.tif 000006
【図３】
2004034250.tif 000007
【図４】
2004034250.tif 000008
【図５】
2004034250.tif 000009
【図６】
2004034250.tif 000010
【図７】
2004034250.tif 000011
【図８】
2004034250.tif 000012
【図９】
2004034250.tif 000013
【図１０】
2004034250.tif 000014
【図１１】
2004034250.tif 000015