(57)【要約】【課題】  例えば「寝ている状態」なのか「倒れている状態」なのかを認識させるために必要な付加的な情報をも得ることができ、対象に対するさらに適切な処置をするのに資することができるロボットシステムを提供する。【解決手段】  従来と同様にして得る前記人の状態を表す情報に、オドメトリ情報１１に基づくその人が居る場所の情報を加味することにより、横たわっている状態が、異常である可能性が高いのか、又は通常状態である可能性が高いのかということまで、正常・異常状態の照合部９及び上位ソフト１３で一歩踏み込んで検出し得るようにした。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走して各場所に移動することができる移動ロボットで、対象となる人の画像を抽出して所定の情報処理を行うことにより前記人の状態情報を検知するように構成したロボットシステムにおいて、
前記人の状態情報と、前記移動ロボットの場所に基づき、前記人の異常状態を判定するのに必要な情報を提供するようにしたことを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載するロボットシステムにおいて、
前記移動ロボットが移動する環境内の場所情報とその位置座標とを対応付けた地図情報として記憶している環境情報データベースと、自走に伴う前記移動ロボットの現在位置の情報を得るオドメトリ情報と、このオドメトリ情報と前記環境データベースの地図情報とを突き合わせることにより前記移動ロボットがどの場所に居るかを検知する現在位置照合部を有することを特徴とするロボットシステム。
【請求項３】
請求項１に記載するロボットシステムにおいて、
前記移動ロボットの移動環境の各場所又は各物に、これらの場所又は物を特定するための情報を書き込んだ被センシング部を設置する一方、前記移動ロボットには前記被センシング部の情報を読み取るセンシング部を搭載しておき、
前記センシング部で読み込んだ情報に基づき前記ロボットの現在場所を認識し、この認識に基づく場所情報も異常状態の判定に加味するようにしたことを特徴とするロボットシステム。
【請求項４】
請求項３に記載するロボットシステムにおいて、
さらに複数台の移動ロボットにそれぞれ搭載した前記センシング部の出力情報がそれぞれ供給されるサーバを設け、このサーバにより各移動ロボットを一括制御するように構成したことを特徴とするロボットシステム。
【請求項５】
自走して各場所に移動することができる移動ロボットで対象となる人の画像情報を抽出して所定の情報処理を行うことにより前記人の状態を検知し、この人の状態が異常であるか否かを検出するように構成したロボットシステムにおいて、
前記移動ロボットにこの移動ロボットであることを表す被センシング部を設置する一方、
前記移動ロボットの移動環境の各場所にセンシング部を配設しておき、
各センシング部で前記被センシング部を検出するとともに、前記各センシング部の出力情報をサーバに供給し、このサーバにおける情報処理により前記移動ロボットが居る現在場所を認識するとともに、この認識に基づく場所情報も異常状態の判定に加味するようにしたことを特徴とするロボットシステム。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記被センシング部がＩＣタグであり、前記センシング部がＩＣタグ情報読取部であることを特徴とするロボットシステム。
【請求項７】
請求項３又は請求項４に記載するロボットシステムにおいて、
前記被センシング部がバーコードであり、前記センシング部がバーコードリーダであることを特徴とするロボットシステム。
【請求項８】
請求項３乃至請求項５に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記被センシング部がランドマークであり、前記センシング部が前記ランドマークを撮影する撮像手段であることを特徴とするロボットシステム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記人の情報が、人の姿勢情報であることを特徴とするロボットシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載するロボットシステムにおいて、
前記人の姿勢情報が人の特定部位の位置情報又は特定部位の動き情報に基づくことを特徴とするロボットシステム。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
さらに対象となる人の生活パターンを時刻の情報とともに記憶している生活パターンデータベースと、この生活パターンデータベースの情報を現在時刻を参照しながら処理することにより、特定の人の生活パターンに基づく現在の状態を検知し、このようにして検知した現在の状態も異常状態の判定に加味するようにしたことを特徴とするロボットシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載するロボットシステムにおいて、
マン・マシンインターフェースを介して生活パターンデータベースのデータを一時的に変更し得るようにしたことを特徴とするロボットシステム。
【請求項１３】
請求項３乃至請求項１２に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記センシング部のセンシング情報に基づき検出した場所の情報を用いて移動ロボットのオドメトリ情報を校正するようにしたことを特徴とするロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットシステムに関し、特に生活支援ロボットとして有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
移動ロボットが具備する視覚カメラや距離センサを用いて、「立っている」、「座っている」、「横たわっている」といった人の動作状態を前記移動ロボットに認識させる従来技術としては、特開２００２−２２４９８１号公報に開示するものが知られている。
【０００３】
かかる従来技術では、移動ロボットの頭部に搭載した視覚カメラで対象である人の顔を認識する。この頭部には、ピッチ、ロール、ヨーの各方向に回転駆動が可能な３自由度の回転駆動機構が取り付けられ、視覚カメラが捉えた対象となる人の顔位置を前記頭部の仰角（ピッチ）情報から認識する。同時に当該移動ロボットは、対象である人との距離を、当該移動ロボットに内蔵する距離センサである赤外線センサや超音波センサで測定し、この距離情報と、上記仰角情報及び移動ロボットの接地面から移動カメラまでの高さとに基づき地面からの前記人の顔の高さ位置を自動的に求める。
【０００４】
一方、上記移動ロボットが内蔵する記憶装置等には、身長等の前記人に関する個人情報が登録されており、当該移動ロボットは顔画像から識別した対象となる人に対する個人情報を参照する。これより、この個人情報と上述した方法で求めた顔の高さ位置から、「立っている」、「座っている」、「横たわっている」といった前記人の状態を認識している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２４９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如き従来技術においては、対象となる人の動作状態を認識することは可能であるが、これを前記人の異常状態を検知するために用いるには十分ではない。すなわち、横たわっている状態を移動ロボットに認識させ、この情報に基づいて、「寝ている状態」なのか「倒れている状態」なのかを認識させるためには、いずれの状態であるかを判断させるためのさらに付加的な情報が必要となる。
【０００７】
例えば、寝室で横たわっているのは通常の状態である可能性が高いが、廊下や浴室で横たわっている場合には何らかの異常が発生している可能性が高いし、かかる付加的な情報を得ることができれば、この情報から移動ロボットに対し「問い掛け」などの次の行動を起こさせることも可能となる。
【０００８】
しかし、上記特許文献１をはじめとする従来技術においては、これを判断するための付加的な情報が無いために、正常な状態なのか否かを判断させることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、例えば「寝ている状態」なのか「倒れている状態」なのかを認識させるために必要な付加的な情報をも得ることができ、対象に対するさらに適切な処置をするのに資することができるロボットシステム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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【００１１】
１）  自走して各場所に移動することができる移動ロボットで、対象となる人の画像を抽出して所定の情報処理を行うことにより前記人の状態情報を検知するように構成したロボットシステムにおいて、
前記人の状態情報と、前記移動ロボットの場所に基づき、前記人の異常状態を判定するのに必要な情報を提供するようにしたこと。
２）  上記１）に記載するロボットシステムにおいて、
前記移動ロボットが移動する環境内の場所情報とその位置座標とを対応付けた地図情報として記憶している環境情報データベースと、自走に伴う前記移動ロボットの現在位置の情報を得るオドメトリ情報と、このオドメトリ情報と前記環境データベースの地図情報とを突き合わせることにより前記移動ロボットがどの場所に居るかを検知する現在位置照合部を有すること。
３）  上記１）に記載するロボットシステムにおいて、
前記移動ロボットの移動環境の各場所又は各物に、これらの場所又は物を特定するための情報を書き込んだ被センシング部を設置する一方、前記移動ロボットには前記被センシング部の情報を読み取るセンシング部を搭載しておき、
前記センシング部で読み込んだ情報に基づき前記ロボットの現在場所を認識し、この認識に基づく場所情報も異常状態の判定に加味するようにしたこと。
４）  上記３）に記載するロボットシステムにおいて、
さらに複数台の移動ロボットにそれぞれ搭載した前記センシング部の出力情報がそれぞれ供給されるサーバを設け、このサーバにより各移動ロボットを一括制御するように構成したこと。
５）  自走して各場所に移動することができる移動ロボットで対象となる人の画像情報を抽出して所定の情報処理を行うことにより前記人の状態を検知し、この人の状態が異常であるか否かを検出するように構成したロボットシステムにおいて、
前記移動ロボットにこの移動ロボットであることを表す被センシング部を設置する一方、
前記移動ロボットの移動環境の各場所にセンシング部を配設しておき、
各センシング部で前記被センシング部を検出するとともに、前記各センシング部の出力情報をサーバに供給し、このサーバにおける情報処理により前記移動ロボットが居る現在場所を認識するとともに、この認識に基づく場所情報も異常状態の判定に加味するようにしたこと。
６）  上記３）乃至５）に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記被センシング部がＩＣタグであり、前記センシング部がＩＣタグ情報読取部であること。
７）  上記３）又は４）に記載するロボットシステムにおいて、
前記被センシング部がバーコードであり、前記センシング部がバーコードリーダであること。
８）  上記３）乃至５）に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記被センシング部がランドマークであり、前記センシング部が前記ランドマークを撮影する撮像手段であること。
９）  上記１）乃至８）に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記人の情報が、人の姿勢情報であること。
１０）  上記９）に記載するロボットシステムにおいて、
前記人の姿勢情報が人の特定部位の位置情報又は特定部位の動き情報に基づくこと。
１１）  上記１）乃至１０）に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
さらに対象となる人の生活パターンを時刻の情報とともに記憶している生活パターンデータベースと、この生活パターンデータベースの情報を現在時刻を参照しながら処理することにより、特定の人の生活パターンに基づく現在の状態を検知し、このようにして検知した現在の状態も異常状態の判定に加味するようにしたこと。
１２）  上記１１）に記載するロボットシステムにおいて、
マン・マシンインターフェースを介して生活パターンデータベースのデータを一時的に変更し得るようにしたこと。
１３）  上記３）乃至１２）に記載する何れか一つのロボットシステムにおいて、
前記センシング部のセンシング情報に基づき検出した場所の情報を用いて移動ロボットのオドメトリ情報を校正するようにしたこと。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成の本発明によれば、次の様な効果を得る。
【００１３】
請求項１に記載する発明は、上記１）に記載する通りの構成を有するので、
対象となる人の姿勢を検知するだけでなく、場所に関する情報を移動ロボットが認識することによって、人の正常、異常の状態を識別する確率を高めることができ、本発明における付加的な情報から移動ロボットに対し「問い掛け」などの次の行動を起こさせることが可能となる。
請求項２に記載する発明は、上記２）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１に記載する効果を、オドメトリ情報と場所の地図情報との比較により得ることができる。
請求項３に記載する発明は、上記３）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１に記載する効果を、場所側に設置する被センシング部とロボット側に設置するセンシング部との情報の授受により得ることができる。
請求項４に記載する発明は、上記４）に記載する通りの構成を有するので、
請求項３に記載する効果に加え、さらにサーバにより複数台のロボットを制御して、各ロボットを適切な場所に移動させる等、複数台のロボットを有するロボットシステムとして効率の良い適切な制御を行うことができるという効果を奏する。また、サーバは別の場所に固定的に配設することができるので、このサーバに必要な情報処理機能を集中させることにより、端末であるセンシング部及び被センシング部の構成を簡素化し得る。かかる簡素化は、移動体であるロボットの移動負荷を軽減する上で特に有効なものとなる。
請求項５に記載する発明は、上記５）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１に記載する効果を、場所側に設置するセンシング部とロボット側に設置する被センシング部との情報の授受により得ることができる。すなわち、ロボット側が受動側であるが、これはサーバを別途配置することにより所定の制御を実現している。また、サーバは別の場所に固定的に配設することができるので、このサーバに必要な情報処理機能を集中させることにより、端末であるセンシング部及び被センシング部の構成を簡素化し得る。かかる簡素化は、移動体であるロボットの移動負荷を軽減する上で特に有効なものとなる。さらに、当該ロボットが複数台のロボットからなる場合であっても、これらのロボットを合理的に一元管理することができる。
請求項６に記載する発明は、上記６）に記載する通りの構成を有するので、
請求項３、４、５に記載する効果を得ることができるばかりでなく、ＩＣタグは環境に簡単に設置でき、移動ロボットに、環境の場所に関する情報を非常に簡単に教示することが可能となる。また、ＩＣタグを適用すれば、ベッドや浴室など、地面からの高さが異なった環境では、ＩＣタグに地面からの高さに関する情報を付記することで、人の状態検出の精度をさらに向上させることも可能になる。
請求項７に記載する発明は、上記７）に記載する通りの構成を有するので、
基本的には請求項６に記載する同様の作用・効果を奏するが、バーコードはＩＣタグに較べてコストが安価であり、システムのコストダウンを図ることができる。
請求項８に記載する発明は、上記８）に記載する通りの構成を有するので、
請求項３、４、５、に記載する発明と同様の効果をランドマークを介して得ることができる。ここで、特にランドマークを認識する視覚カメラをロボット側に有する場合には、移動ロボットが通常搭載している既存の視覚カメラを利用することができるため、移動ロボットに新たな構成要素を付加する必要がなく、安価なシステムを構築することができる。
また、ランドマークには、ＬＥＤを面配置にしたもの、反射板等で形成することができるので、この点でも市販品を利用した安価なシステムとすることができる。
請求項９に記載する発明は、上記９）に記載する通りの構成を有するので、
寝ている、立っている、しゃがんでいる、横を向いている等の姿勢を媒介として場所の情報と突き合わせることにより精度良くその状態を判断することができる。
請求項１０に記載する発明は、上記１０）に記載する通りの構成を有するので、
さらに、例えば口の動きを媒介として、例えば食事をしているのか、何かを飲んでいるのかという行動を具体的に特定することができ、さらに判定精度を向上させることができる。
請求項１１に記載する発明は、上記１１）に記載する通りの構成を有するので、
特定の人の生活パターンも加味することによりさらに対象となる人の正常、異常の状態を識別する確率を高めることができる。
請求項１２に記載する発明は、上記１２）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１１に記載する発明の効果に加え、生活パターンの一時的な変更に対して簡単に
これに対応できる。
請求項１３に記載する発明は、上記１３）に記載する通りの構成を有するので、
各請求項の効果に加えオドメトリ情報の校正もできるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係るロボットシステムは、例えば対象となる人が寝室で横たわっているのは通常の状態である可能性が高いが、廊下や浴室で横たわっている場合には何らかの異常が発生している可能性が高い点に鑑み、従来と同様にして得る前記人の状態を表す情報に、その人が居る場所、時間の情報等、付加的な情報を加味することにより、横たわっている状態が異常である可能性が高いのか、又は通常状態である可能性が高いのかということまで、一歩踏み込んで検出し得るように構成した。
【００１５】
また、本形態に係るロボットシステムの移動ロボットは、従来技術に係る移動ロボットと同様に、その頭部に搭載した視覚カメラで対象である人の顔を認識するとともに、この頭部には、ピッチ、ロール、ヨーの各方向に回転駆動が可能な３自由度の回転駆動機構が取り付けられ、視覚カメラが捉えた対象となる人の顔位置を前記頭部の仰角（ピッチ）情報から認識するように構成してある。
【００１６】
かかる本形態は次の各実施例に示すロボットシステムで具体的に実現し得る。
【実施例１】
【００１７】
図１は本実施例１に係るロボットシステムを示すブロック図である。同図に示すように、本実施例１に係るロボットシステムの移動ロボットは、その頭部に搭載した視覚カメラで所定範囲の周囲の画像を取り込み、その結果として対象である人の顔画像を顔画像取得部１に取り込む。顔識別部２は、顔画像取得部１の顔画像情報と顔画像データベース３の情報とを比較して当該顔画像情報が誰の画像であるかを特定する。ここで、顔画像データベース３は、視覚カメラを介して現実に得られた顔画像と比較することにより前記顔識別部２でその人を個人的に特定し得るよう、対象となる単数又は複数の人の顔の画像情報を予め記憶している。
【００１８】
個人属性取得部４では、顔識別部２で特定した個人の属性に関する情報を個人属性データベース５から読み出して対応付けている。ここで、個人属性データベース５は特定の個人の身長、座高等の身体的な特徴である特定人の属性に関する情報を予め記憶している。
【００１９】
相対距離取得部６は、対象である人との距離を、当該移動ロボットに内蔵する距離センサである赤外線センサや超音波センサで測定してその情報を取得する。顔位置演算部７は、視覚カメラが捉えた対象となる人の顔位置を、前記頭部の仰角（ピッチ）情報と、相対距離取得部５で取得した距離情報と、当該移動ロボットの接地面から視覚カメラまでの高さとに基づき地面からの人の顔の高さ位置を自動的に演算して求める。姿勢状態判別部８は対象となる人の立っている、座っている、横たわっている等の各状態を顔位置演算部７から送出される顔位置情報に基づき判断する。
【００２０】
さらに、当該移動ロボットは環境情報データベース１０も内蔵している。この環境情報データベース１０は、これが移動する環境内の場所情報（リビング、ダイニング、寝室、廊下等）と位置座標とを対応付けた地図情報として記憶しているデータベースである。オドメトリ情報１１は、この種の移動ロボットに通常装備されているオドメトリ（モータの回転数を積算することで位置を割り出すセンサ）により得る位置情報であり、当該移動ロボットの自己位置（Ｘt，Ｙt，θt）を表す情報である。
【００２１】
現在場所照合部１２はオドメトリ情報１１により自己位置の情報と環境情報データベース１０の地図情報とを突き合わせることにより当該移動ロボットの現在位置がどの場所（リビング、ダイニング、寝室、廊下等）であるかを検出する。
【００２２】
正常・異常状態の確度照合部９は、姿勢状態判別部８で判別した対象となる人の状態を表す情報と、現在位置照合部１２で照合して得る移動ロボットが在る場所を表す情報とに基づき前記人の状態の異常の程度を判定する。例えば移動ロボットが対象となる人の状態を、「横たわっている」と認定した場合、認定した場所によって状態が異なる。すなわち、例えばリビングや寝室で横たわっている状態は、正常な状態と判断できる確率は高いが、廊下や洗面所で横たわっている場合には、異常な状態である確率は高くなる。そこで、対象となる人の状態とその人が居る場所の情報を対応づけて、例えば異常の程度に応じた重み係数を掛けて、異常の程度も含む人の状態情報として上位ソフト１３に送出している。
【００２３】
上位ソフト１３は正常・異常状態の確度照合部９で得る異常の程度も含む人の状態情報に基づき所定の処理を行うことによりその人の状態推定を行う。
【００２４】
上述の如く本実施例１に係るロボットシステムでは、移動ロボットに対し、移動する環境内の場所情報（リビング、ダイニング、寝室、廊下など）と位置座標を地図として登録するとともに、オドメトリで得られた２次元（Ｘ，Ｙ）位置座標情報から、現在走行中の環境における自己位置を認識する。
【００２５】
その後、移動ロボットは登録された環境地図情報と、自己位置情報とを照合して現在の自分の場所を認識するとともに、対象とする人の状態（立っている、座っている、寝ている）を検知すると、検知した場所の情報を使い、その状態が正常か、異常かについて判断する。ここで、  移動ロボットが、対象となる人の状態を、「横たわっている」と認識した場合、認識した場所によってその状態の評価が異なる。すなわち、リビングや寝室で横たわっている状態は正常な状態と判断できる確率は高いが、廊下や洗面所で横たわっている場合には、異常な状態にあると判断される確率は高くなる。
【００２６】
このように、人の姿勢を検知するだけでなく、場所に関する情報を移動ロボットが認識することによって、人の正常、異常の状態を識別する確率を高めることができ、本実施例における付加的な情報から移動ロボットに対し「問い掛け」などの次の行動を起こさせることが可能となる。
【実施例２】
【００２７】
図２は本実施例２に係るロボットシステムを示すブロック図である。同図に示すように、本実施例２では、移動ロボットの移動環境に、「リビング」、「ダイニング」、「寝室」、「廊下」等の場所又は「テーブル」、「いす」等の物の情報を書き込んだＩＣタグを設置する一方、移動ロボットには前記ＩＣタグの情報を読み取るＩＣタグ情報読取部１４を搭載している。
【００２８】
この結果、移動ロボットはＩＣタグの付近を通過すると、上述した場所の情報を前記ＩＣタグ情報読取部１４で読み取る。これにより、移動ロボットは、現在自分がどの場所に居るかを認識する。すなわち、現在場所認識部１５でＩＣタグ情報に基づき自己の位置を認識してその情報を正常・異常状態の確度照合部１６に供給する。
【００２９】
正常・異常状態の確度照合部１６は、現在場所認識部１５で認識した情報と姿勢状態判別部８で判別した対象となる人の状態を表す情報とを比較して、前記実施例１と同様に、前記人の状態の異常の程度を判定し、この場合の異常の程度も含む人の状態情報として前記実施例１と同様の機能を果たす上位ソフト１７に送出している。
【００３０】
なお、図２中、図１と同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する。
【００３１】
本実施例２によれば、上記実施例１と同様に、人の姿勢を検知するだけでなく、場所等に関する情報を移動ロボットが認識することによって、人の正常、異常の状態を識別する確率を高めることができる。
【００３２】
特に、本実施例２におけるＩＣタグは環境に簡単に設置でき、移動ロボットに、環境の場所に関する情報を非常に簡単に教示することが可能となる。また、ＩＣタグを適用すれば、ベッドや浴室など、地面からの高さが異なった環境では、ＩＣタグに地面からの高さに関する情報を付記することで、人の状態検知の精度をさらに向上させることも可能となる。
【実施例３】
【００３３】
本実施例３は上記実施例２において、ＩＣタグの代わりにバーコードを移動ロボットの移動環境に設置したものである。また、移動ロボットはＩＣタグ情報読取部１４の代わりにバーコードリーダを搭載している。
【００３４】
かかる本実施例３の作用・効果は、上記実施例２のそれと同様に考えることができるが、バーコードはＩＣタグに較べてコストが安価であり、システムのコストダウンを図ることができる。ただ、バーコードはＩＣタグに比べて信頼性に劣る。例えば、バーコードは線状マーク列をレーザスキャナで読み取るがバーコード表面が汚れると読み取り精度が悪くなる。したがって、環境等を考慮して設置場所等を合理的に選定する必要がある。
【実施例４】
【００３５】
図３は本実施例３に係るロボットシステムを概念的に示す説明図である。同図に示すように、本実施例４では、移動ロボット７１が走行する移動環境中の特定の場所（例えば、リビング７２、トイレ、浴室等）の所定部位（例えば、部屋の天井、壁、柱等）に特徴のあるランドマーク（ＬＥＤ、反射板など）７３を設置する一方、当該移動ロボット７１が搭載する視覚カメラ７１ａで前記ランドマーク７３を撮像して識別することにより移動ロボット７１が現在の場所を認識する、すなわち場所情報を得るようにしたものである。
【００３６】
ここで、対象となる人７４が付近に居る場合、移動ロボット７１は姿勢状態を認識する。このときの姿勢状態と、ランドマーク７３によって認識した場所情報とから、対象となる人７４が正常であるか、異常である可能性が高いかを判断する。判断のための情報処理手順は上記実施例１と同様である。
【００３７】
かかる本実施例４において、ランドマーク７３を認識する視覚カメラには、顔画像を取得するために移動ロボットに既設の視覚カメラを用いることができ、移動ロボット７１に新たな構成要素を付加する必要がなく、安価に構成できる。また、ランドマーク７３は、ＬＥＤを面配置にしたものや、反射板を使用することができ、いずれも市販で手に入りやすく、システムを構築するのが容易である。ちなみに、ＬＥＤを面配置してランドマーク７３とする場合、場所によって発光色を変える、発光周期を変える、複数の発光体で形成する全体の形状を変える及びこれらを適宜組み合わせる等により容易に所定の場所を他と区別して特定し得る。また、反射板をランドマーク７３とする場合、各場所で複数枚の反射板を組み合わせた場合の設置形状を変える、反射板自体の形状を変える等の構成が考えられる。そして、かかる反射板を設置した場合、移動ロボット７１に投光機を搭載しておき、この投光機で光を照射した場合の画像と、そうでない場合の画像とを比較することにより反射板の画像を容易に抽出することができ、このように抽出した画像に基づく反射板の形状等によりその場所を特定する。
【実施例５】
【００３８】
図４は本実施例５に係るロボットシステムを概念的に示す説明図である。図２に示す実施例２ではＩＣタグを移動環境に、またＩＣタグ情報読取部１４を移動ロボットに設置していたが、これを逆にしても構わない。図４に示す本実施例５は逆にした場合で、ＩＣタグ８１ａを移動ロボット８１に取り付け、ＩＣタグ情報読取部８３を移動環境の特定の場所、例えばリビンク８２等に設置した場合である。
【００３９】
本実施例５において、特定の場所に設置したＩＣタグ情報読取部８３はその場所に移動ロボット８１が入ってきたことをそのＩＣタグ８１ａの情報を読み取ることにより検知する。ここで、ＩＣタグ情報読取部８３はネットワーク８５を経由してサーバー８６に接続してあり、サーバー８６にＩＣタグ情報読取部８３の情報を送信するように構成してある。
【００４０】
かくして、例えばリビング８２に取り付けたＩＣタグ情報読取部８３では、リビング８２に移動ロボット８１が入ってくると、移動ロボット８１に設置したＩＣタグ８１の情報を読み取り、この情報をサーバー８６に送信することでサーバー８６は移動ロボット８１がリビング８２に入ってきたことを認識する。
【００４１】
移動ロボット８１は無線ＬＡＮ等のネットワーク８５を経由してサーバー８６から当該場所情報を取得し、例えばリビング８２に居ることを認識する。
【００４２】
このようにして場所情報を取得し、この場所情報を人の状態認識を行った結果に付加的に与えることで、対象となる人が正常な状態なのか、異常な状態である可能性が高いかを判断させる。この点は、上記各実施例と同様である。
【００４３】
ただ、本実施例の場合、移動ロボット８１はＩＣタグ８１ａのみを有していれば良く、当該移動ロボットに搭載された演算手段等の負荷は極めて小さくなる。すなわち、演算処理等の負荷は、固定式であるが故に大容量化が容易なサーバー８６に負担させることができる。したがって、特に複数の移動ロボット８１を有するシステムにおいて、各移動ロボットを一元的に制御する場合のシステムとして有効なものとなる。
【００４４】
実施例５ではＩＣタグ８１ａを移動ロボット８１に、またＩＣタグ読取部８３を移動環境の特定場所に設置した場合であるが、これが逆の場合であっても上位サーバを設けることにより、類似の特有の効果を得る。すなわち、この場合には、移動ロボットが一種の下位サーバとしての機能も有するので、上位サーバは、複数のロボットを制御対象として有する当該ロボットシステムの全体的な制御を行うものとして機能させることができ、かかる複数ロボットを有するシステムの制御を適切且つ迅速に行い得るという効果を得る。
【００４５】
なお、移動ロボット８１にＩＣタグ８１ａの代わりにランドマークを取り付け、例えばリビング８２等の特定の場所に、ＩＣタグ情報読取部８３の代わりに視覚カメラを設置しても同様のシステムを構築することができる。
【００４６】
かかるシステムにおいては、移動環境内に設置した視覚カメラの情報をネットワーク８５を経由してサーバー８６に送信し、その画像情報からサーバー８６が、視覚カメラが設置された環境内への移動ロボットの進入を認識する。続いて、この進入情報を同様にネットワーク８５を経由して移動ロボットに送信することで、移動ロボットは移動環境内での自己位置・場所を認識できるようになる。
【実施例６】
【００４７】
図５は本実施例６に係るロボットシステムを示すブロック図である。同図に示すように、本実施例６は、図１に示すロボットシステムに生活パターンデータベース１８、現在時刻２０を参照しながら所定の処理を行う行動様式照会部１９等を追加したものである。このことにより、時刻の情報を付加し、時刻に応じた人の生活パターン（起床、食事、就寝など）を移動ロボットに認識させることで、人の姿勢状態の認識確度を上げるようにした。
【００４８】
ここで、生活パターンデータベース１８は、対象となる単数又は複数の人の生活パターン、すなわち起床、食事、休息、就寝等に関する情報を予め記憶している。行動様式照会部１９は現在時刻２０と生活パターンデータベース１８の情報とに基づき対象となる人の行動様式を表す情報を正常・異常状態の確度照合部２１に供給する。このとき、生活パターンデータベース１８からは、現在時刻２０の情報に基づく行動様式照合部１９からの問いかけに対応して特定の個人の生活パターンに関する情報、すなわち顔識別部２で識別して特定した個人に対応する生活パターンに関する情報が供給される。
【００４９】
正常・異常状態の確度照合部２１では、実施例１と同様に、対象となる人の状態及びその人が居る場所の情報に加えて行動様式照合部１９から送出されてきた情報、すなわち前記人の生活パターンを加味した、例えば就寝中である可能性が高いとの情報をも付加して異常状態の確度を判定し、その情報を上位ソフト２２の入力情報として供給する。
【００５０】
かかる本実施例６によれば、移動ロボットに対象となる人の生活パターンを登録し、時刻に応じた行動様式を認識させることで、この情報を場所の情報とともに判断材料として使用できるため、人の姿勢状態を検知したときに、人の正常、異常の判定確度を向上できる。すなわち、就寝中という行動様式が規定された時刻に、寝室という場所で、「寝ている」状態は正常な状態である。また、テレビを見ている行動様式の時刻に、リビングで横たわっていることは正常であると判断できる。
【実施例７】
【００５１】
本実施例７は、上記実施例６にその生活パターンデータベース１８（図５参照）の内容を随時書き換えてその使い勝手がさらに向上するように工夫したものである。例えば、ある時刻に食事をすることになっていても、所用があって出かける時、当該移動ロボットに一言「お出かけ」というコマンドを入れることで、食事イベントをスキップする。また、帰宅時間を伝えて、その日だけのテンポラリな時間スケジュール管理をするようにして、汎用性を高めることができる。すなわち、ユーザである人が普段と異なる行動をとっても、移動ロボットの状態認識の融通性を高めることが可能となる。
【００５２】
本実施例７の具体的な態様を図６に基づき説明しておく。同図に示す処理は基本的には図５における行動様式照合部１９の処理となる。したがって、図５に示す各機能ブロックは同図の符号に準じるものとする。また、当該移動ロボットとユーザである人との会話は、図示しないマン・マシンインターフェースを介して行うことができるように構成してある。
【００５３】
図６（ａ）に示す処理手順はユーザである人が出かける場合の処理である。同図に示すように、行動様式照合部１９は、現在時刻２０の情報を確認して（ステップ３１）生活パターンデータベース１８の情報と照合する（ステップ３２）。この結果、例えば「食事」の時間であることが判明したとする（ステップ３３）。
【００５４】
ここで、当該移動ロボットがユーザである人から「お出掛け」である旨を告げられ（ステップ３４）、同時に帰宅時間を告げられたとする（ステップ３５）と、ユーザである人とのやりとりを反映するように生活パターンデータベース１８の本日生活パターンを書き換える（ステップ３６）。この結果、当該移動ロボットは、「留守番」モードとなり、以後不審者の監視等を行う。
【００５５】
図６（ｂ）に示す処理手順はユーザである人が旅行に出かける場合の処理である。同図に示すように、行動様式照合部１９は、マン・マシンインターフェースを介して伝えられたユーザが出かける旨（ステップ４１）及び帰宅日時を確認して（ステップ４２）生活パターンデータベース１８の情報を書き換える（ステップ４３）。その後、図６（ａ）に示す場合と同様の「留守番」モードとなる（ステップ４４）。
【００５６】
図６（ｃ）に示す処理手順はユーザである人の起床時間が遅れる場合の処理である。同図に示すように、行動様式照合部１９は、マン・マシンインターフェースを介して起床時間が遅れる旨を伝えられた場合（ステップ５１）、この起床時間に合わせて明日の生活パターンデータベース１８の情報を書き換える（ステップ５２）。
【００５７】
図６（ｄ）に示す処理手順はユーザである人からメール等で帰宅時間が遅くなる旨の連絡があった場合の処理である。同図に示すように、行動様式照合部１９は、ユーザである人からメール等で帰宅時間が遅くなる旨の連絡があった場合（ステップ６１）、生活パターンデータベース１８を照合し（ステップ６２）、帰宅時間が遅れる分だけ基本の生活パターンの時刻を修正する（ステップ６３）。ユーザである人は、帰宅後、修正された生活パターンを確認する（ステップ６４）。そして、必要に応じ修正された生活パターンをさらに修正する。
【００５８】
以上、本発明を各実施例に基づき具体的に説明したが、本発明はこれらの各実施例に限定されるものでは勿論ない。各実施例１乃至実施例７に次の１）乃至３）の機能を付加することによりさらに確度の高い異常状態に関する情報を提供することができる。
【００５９】
１）  場所、時刻等の情報に、視覚カメラで認識した顔面像から特定部位（例えば、口元、目など）の動きを検知し、この特定部位の動き情報を、場所、時刻等の情報に付加する。このことにより、例えばリビングで横たわっている場合には、「寝ている」か「倒れている」かの判断が難しいが、特定部位が静止していれば異常な状態である可能性が高いと判断することが可能になる。
【００６０】
２）  上述したような場所、時間、顔の高さ位置情報等から、対象となる人の姿勢状態を推定すると同時に、顔の高さ位置に関してはさらに細かく分割して、前記人の状態判断をさらに詳細に判断できるようにする。すなわち、例えば椅子に座り、正面のテーブルに突っ伏している（ただし、顔は横を向いたりして見えている）状態などが認識の範疇に含まれるようになる。
【００６１】
３）  上記各実施例によって、対象となる人の状態を認識したあとに、当該移動ロボットのリアクションとして、「声を掛ける」、「ユーザに触れる」をしてユーザからの反応（音声発生、動き）を確認する。この反応を加味することにより認識の確度を上げることができる。
【００６２】
また、図５に示す実施例６における生活パターンデータベース１８、行動様式照会部１９及び現在時刻２０の機能ブロックは実施例１乃至実施例５の何れとも組み合わせることができる。このように組み合わせた場合、実施例６と同様に対象となる人の生活パターンを考慮した行動様式も異常判定の基準として用いることができる。
【００６３】
さらに、ＩＣタグ、バーコード、ランドマークに基づく移動ロボットの自己位置の情報を利用して図１及び図５に示す実施例１及び実施例６のオドメトリ情報を適宜校正することができる。ちなみに、オドメトリ情報は当該移動ロボットの移動距離が長くなれば長くなる程、誤差が蓄積されるため、従来技術では、当該移動ロボットの所定距離の走行後にこれを校正していた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、生活支援ロボットとして介護、監視等の産業分野で有効に利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施例１に係るロボットシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例２に係るロボットシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例４に係るロボットシステムを示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例５に係るロボットシステムを示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例６に係るロボットシステムを示すブロック図である。
【図６】上記実施例６に付加する生活パターンの変更機能を有する本発明の実施例７に係るロボットシステムにおける前記変更処理に関する処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１        顔画像取得部
２        顔識別部
３        顔画像データベース
４        個人情報取得部
５        個人属性データベース
６        相対距離取得部
７        顔位置演算部
８        姿勢状態判別部
９、１６、２１        正常・異常状態の確度照合部
１０        環境情報
１１        オドメトリ情報
１２        現在場所照合部
１４        ＩＣタグ情報読取部
１５        現在場所認識部
１８        生活パターンデータベース
１９        行動様式照会部
７１、８１        移動ロボット
７１ａ        視覚カメラ
７２、８２        リビング
７３        ランドマーク
７４        人
８５        ネットワーク
８６        サーバー
【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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