(57)【要約】【課題】特定人物に随伴して移動する際、その移動地点付近に関連した適切な画像情報を適宜の投射面に投射して表示することができる自律移動型ロボットを提供する。【解決手段】モビルロボットが特定人物に随伴して移動する際、画像情報記憶部５Ｆに記憶されている画像情報からモビルロボットの現在位置に対応した画像情報を画像情報選択部５Ｇが選択し、その画像情報をプロジェクタ８が投射可能な投射面を投射面決定部５Ｈが決定する。そして、投射面に向けてプロジェクタ８から画像情報を投射可能な投射位置を投射位置算出部５Ｊが算出し、ホイールインモータ制御部５Ｅがホイールインモータ１Ａ，１Ｂを制御してモビルロボットを投射位置に向けて移動させる。その後、モビルロボットの移動地点に関連した広告や警告などの適切な画像情報をプロジェクタ８が特定人物の頭部や背中などの投射面に投射して表示する。【選択図】図３
2007229855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定人物を含む周辺状況を観測しつつその観測情報に基づき特定人物に随伴して移動可能な自律移動型ロボットにおいて、
自律移動型ロボットの移動地点付近に関連した画像情報を位置情報に対応付けて予め記憶している画像情報記憶手段と、
画像情報記憶手段に予め記憶されている画像情報から自律移動型ロボットの現在位置に対応した画像情報を選択する画像情報選択手段と、
画像情報選択手段により選択された画像情報を投射する投射手段と、
画像情報選択手段により選択された画像情報を投射手段により投射可能な投射面を決定する投射面決定手段と、
投射面決定手段により決定された投射面に向けて投射手段から画像情報を投射可能な投射位置を算出する投射位置算出手段と、
投射位置算出手段により算出された投射位置に向けて自律移動型ロボットを移動させる投射位置移動手段とを備えていることを特徴とする自律移動型ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定人物に随伴して移動可能な自律移動型ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行装置や歩行装置により自律的に移動して各種の作業を行うロボットの研究開発が盛んに行われており、その成果として各種の自律移動型ロボットが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１には、特定の被案内者の歩行状態に応じて自律的に移動することで特定の被案内者を所定の案内先まで案内するロボットが提案されている。また、特許文献２には、自律的に移動して広告や案内を表示するロボットが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３４０７６４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７２８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された従来の自律移動型ロボットにおいては、特定の被案内者を案内して移動することはできても、その移動の途中で移動地点に関連した適切な情報を表示することはできない。
【０００５】
この点、特許文献２に記載された自律移動型ロボットにおいては、その現在位置から案内場所までの道案内の表示を行うことができるが、現在位置に関連した広告や警告などの適切な情報を表示することはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、特定人物に随伴して移動する際、その移動地点付近に関連した適切な画像情報を適宜の投射面に投射して表示することができる自律移動型ロボットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る自律移動型ロボットは、特定人物を含む周辺状況を観測しつつその観測情報に基づき特定人物に随伴して移動可能な自律移動型ロボットにおいて、自律移動型ロボットの移動地点付近に関連した画像情報を位置情報に対応付けて予め記憶している画像情報記憶手段と、画像情報記憶手段に予め記憶されている画像情報から自律移動型ロボットの現在位置に対応した画像情報を選択する画像情報選択手段と、画像情報選択手段により選択された画像情報を投射する投射手段と、画像情報選択手段により選択された画像情報を投射手段から投射可能な投射面を決定する投射面決定手段と、投射面決定手段により決定された投射面に向けて投射手段から画像情報を投射可能な投射位置を算出する投射位置算出手段と、投射位置算出手段により算出された投射位置に向けて自律移動型ロボットを移動させる投射位置移動手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る自律移動型ロボットでは、特定人物に随伴して移動する際、画像情報記憶手段に予め記憶されている画像情報から自律移動型ロボットの現在位置に対応した画像情報を画像情報選択手段が選択し、選択された画像情報を投射手段により投射可能な投射面を投射面決定手段が決定する。そして、決定された投射面に向けて投射手段から画像情報を投射可能な投射位置を投射位置算出手段が算出し、算出された投射位置に向けて投射位置移動手段が自律移動型ロボットを移動させる。その後、自律移動型ロボットの移動地点である現在位置付近に関連した画像情報を投射手段が投射面に投射して表示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る自律移動型ロボットでは、特定人物に随伴して移動する際、画像情報記憶手段に予め記憶されている画像情報から自律移動型ロボットの現在位置に対応した画像情報を画像情報選択手段が選択し、選択された画像情報を投射手段により投射可能な投射面を投射面決定手段が決定する。そして、決定された投射面に向けて投射手段から画像情報を投射可能な投射位置を投射位置算出手段が算出し、算出された投射位置に向けて投射位置移動手段が自律移動型ロボットを移動させる。その後、自律移動型ロボットの移動地点である現在位置付近に関連した画像情報を投射手段が投射面に投射して表示する。従って、本発明に係る自律移動型ロボットによれば、特定人物に随伴して移動する際、その移動地点付近に関連した適切な画像情報を適宜の投射面に投射して表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係る自律移動型ロボットの実施形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る自律移動型ロボットとしてのモビルロボットおよびその主人としての特定人物を模式的に示す平面図、図２は図１に示したモビルロボットの構造を示す側面図、図３は図２に示した制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
一実施形態に係る自律移動型ロボットは、図１に示すように、主人としての特定人物Ｍに随伴して移動可能なモビルロボットＲとして構成されている。このモビルロボットＲは、特定人物Ｍの近傍において、特定人物Ｍおよびその周辺状況を観測しつつその観測情報に基づいて特定人物Ｍを先導し、あるいは特定人物Ｍに追従する。
【００１２】
図２に示すように、モビルロボットＲは、走行装置１により移動可能なボディＲ１と、このボディＲ１に対して回転可能に接続されたヘッドＲ２とを備えており、ボディＲ１には、各種のメッセージを画像や文字により表示可能なディスプレイ２が設置されている。そして、このボディＲ１には、電源としてのバッテリ３、ヘッドＲ２を回転駆動するためのヘッド駆動モータ４の他、走行装置１、ディスプレイ２、ヘッド駆動モータ４などを制御するための制御装置５が内蔵されている。
【００１３】
一方、モビルロボットＲのヘッドＲ２の顔面に相当する部分には、特定人物Ｍおよびその周辺に存在する障害物（他の人物や動物、構造物、設置物、車両等）などを含む周辺状況をステレオ画像として観測するための左右一対のＣＣＤカメラ（または赤外線カメラ）６Ａ，６Ｂと、各種の音声情報を発声可能なスピーカ７と、各種の画像情報を投射可能なプロジェクタ８と、現在位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）センサ９とが設置されている。
【００１４】
図１および図２に示すように、走行装置１は、例えば、ホイールインモータ１Ａ，１Ｂにより回転方向および回転速度が左右独立に制御される左右一対の駆動車輪１Ｃ，１Ｄと、３６０度の旋回が可能なキャスタ車輪１Ｅとを有する。
【００１５】
この走行装置１は、左右一対の駆動車輪１Ｃ，１Ｄが同方向に前転駆動または後転駆動されることでモビルロボットＲを前進または後退させる。その際、左右一対の駆動車輪１Ｃ，１Ｄの回転速度が同速度であればモビルロボットＲを直進させ、左右一対の駆動車輪１Ｃ，１Ｄの回転速度に差があれば駆動車輪１Ｃ，１Ｄのうち回転速度の遅い側にモビルロボットＲを旋回させる。そして、この走行装置１は、左右一対の駆動車輪１Ｃ，１Ｄが同速度で相互に逆方向に回転駆動されると、モビルロボットＲをその場で左右の何れかに回転させる。
【００１６】
ここで、制御装置５は、ＥＣＵ（Electric Control Unit）等のマイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成されている。この制御装置５は、ホイールインモータ１Ａ，１Ｂやヘッド駆動モータ４の駆動回路、ディスプレイ２、ＣＣＤカメラ６Ａ，６Ｂ、スピーカ７、プロジェクタ８、ＧＰＳセンサ９等との間の入出力インターフェースＩ／ＯおよびＡ／Ｄコンバータの他、プログラムおよびデータを記憶したＲＯＭ（ReadOnly Memory）、入力データ等を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラムを実行するＣＰＵ（CentralProcessing Unit）等をハードウェアとして備えている。
【００１７】
そして、この制御装置５には、図３に示すように、画像生成部５Ａ、特定人物検出部５Ｂ、ヘッド駆動モータ制御部５Ｃ、障害物検出部５Ｄ、ホイールインモータ制御部５Ｅ、画像情報記憶部５Ｆ、画像情報選択部５Ｇ、投射面決定部５Ｈ、投射位置算出部５Ｊがソフトウェアとして構成されている。
【００１８】
画像生成部５Ａには、ＣＣＤカメラ６Ａ，６Ｂから左右の撮影データが所定時間毎に計測時刻情報と共に入力される。この画像生成部５Ａは、所定時間毎に入力された左右の撮影データに基づいて各計測時刻におけるステレオ画像を順次生成し、その画像データを計測時刻情報と共に特定人物検出部５Ｂ、障害物検出部５Ｄおよび投射面決定部５Ｈへ所定時間毎に繰り返して出力する。
【００１９】
特定人物検出部５Ｂは、画像生成部５Ａから所定時間毎に順次入力される画像データに基づいて撮影画像のエッジ処理を行い、予め記憶されている特定人物Ｍの輪郭モデルとのマッチング処理により特定人物Ｍを検出する。そして、この特定人物検出部５Ｂは、検出された特定人物Ｍのステレオ画像をステレオマッチング処理することにより、特定人物Ｍの３次元位置を三角測量の原理で所定時間毎に推測する。
【００２０】
ヘッド駆動モータ制御部５Ｃには、特定人物検出部５Ｂから特定人物Ｍの３次元位置データが所定時間毎に入力される。このヘッド駆動モータ制御部５Ｃは、入力された特定人物Ｍの３次元位置データに基づき、特定人物Ｍが例えば画像中央に位置するようにヘッド駆動モータ４の回転を制御してモビルロボットＲのヘッドＲ２を回転させる。
【００２１】
障害物検出部５Ｄは、画像生成部５Ａから所定時間毎に順次入力された画像データに基づいて撮影画像のエッジ処理を行うことにより、撮影画像中に存在する障害物（モビルロボットＲの走行の障害となる他の人物や動物、構造物、設置物、車両等の）を検出する。そして、この走行障害物検出部５Ｄは、検出された障害物のステレオ画像をステレオマッチング処理することにより、障害物の３次元位置を三角測量の原理で所定時間毎に推測する。
【００２２】
ホイールインモータ制御部５Ｅには、特定人物検出部５Ｂから特定人物Ｍの３次元位置データが所定時間毎に入力されると共に、障害物検出部５Ｄから障害物の３次元位置データが所定時間毎に入力される。このホイールインモータ制御部５Ｅは、入力された特定人物Ｍおよび走行障害物の３次元位置データに基づき、モビルロボットＲが特定人物Ｍの近傍において走行障害物を避けつつ特定人物Ｍを先導し、あるいは特定人物Ｍに追従するように、ホイールインモータ１Ａ，１Ｂの回転を個別に制御して走行装置１の駆動車輪１Ｃ，１Ｄの回転方向および回転速度を個別に制御する。
【００２３】
画像情報記憶部（本発明の画像情報記憶手段）５Ｆには、モビルロボットＲの移動地点付近に関連した各種の画像情報が位置情報に対応付けて予め記憶されている。例えば、モビルロボットＲの移動地点付近に存在する各種店舗の案内情報や広告情報、あるいはモビルロボットＲの移動地点付近の治安の悪い場所において不審な人物が近づかないように警告する「監視中」などのメッセージが画像情報として予め画像情報記憶部５Ｆに記憶されている。
【００２４】
画像情報選択部（本発明の画像情報選択手段）５Ｇには、ＧＰＳセンサ９からモビルロボットＲの現在位置の情報が所定時間毎に計測時刻情報と共に入力される。この画像情報選択部５Ｇは、ＧＰＳセンサ９から入力される現在位置の情報に基づき、画像情報記憶部５Ｆに予め記憶されている画像情報から現在位置に対応した画像情報を選択する。そして、この画像情報選択部５Ｇは、現在位置に対応した画像情報を選択すると、選択した画像情報を投射面決定部５Ｈおよびプロジェクタ８に出力する。
【００２５】
投射面決定部（本発明の投射面決定手段）５Ｈは、画像生成部５Ａから所定時間毎に入力される画像データに基づいて撮影画像のエッジ処理を行うと共に、画像情報選択部５Ｇから入力される画像情報を投射可能な投射面をエッジ処理された撮影画像中から抽出して決定する。例えば、エッジ処理された撮影画像中から抽出される特定人物Ｍの頭部や背中を投射面として決定する。そして、この投射面決定部５Ｈは、決定された投射面のステレオ画像をステレオマッチング処理することにより、投射面の３次元位置を三角測量の原理で検出し、その３次元位置データを投射位置算出部５Ｊに出力する。
【００２６】
投射位置算出部（本発明の投射位置算出手段）５Ｊは、投射面決定部５Ｈにより決定された投射面の３次元位置データに基づき、プロジェクタ８から投射面に向けて画像情報を投射可能な投射位置を算出し、その算出位置の３次元位置データをホイールインモータ制御部５Ｅに出力する。
【００２７】
ここで、ホイールインモータ制御部５Ｅは、本発明の投射位置移動手段としても機能しており、投射位置算出部５Ｊから投射位置の３次元位置データが入力されると、ホイールインモータ１Ａ，１Ｂを適宜制御することにより、その投射位置に向けてモビルロボットＲを移動させる。
【００２８】
以下、図３に示した制御装置５を構成する画像生成部５Ａ、ホイールインモータ制御部５Ｅ、画像情報記憶部５Ｆ、画像情報選択部５Ｇ、投射面決定部５Ｈおよび投射位置算出部５Ｊによる処理手順を図４に示すフローチャートに沿って説明する。
【００２９】
まず、ステップＳ１では、ＧＰＳセンサ９から入力されるモビルロボットＲの現在位置の情報に基づき、画像情報記憶部５Ｆに予め位置情報と対応付けて記憶されている画像情報からモビルロボットＲの現在位置に対応した画像情報を画像情報選択部５Ｇが選択する。
【００３０】
つぎのステップＳ２では、画像情報選択部５ＧがモビルロボットＲの現在位置に対応した画像情報を選択したか否かが判定され、判定結果がＮＯであればステップＳ１に戻るが、判定結果がＹＥＳであれば続くステップＳ３へ進む。
【００３１】
ステップＳ３では、画像情報選択部５Ｇにより選択された画像情報をプロジェクタ８により投射可能な投射面を投射面決定部５Ｈが決定する。この投射面決定部５Ｈは、例えば特定人物Ｍの顔面や背中を投射面として決定する。
【００３２】
続くステップＳ４では、投射面決定部５Ｈにより決定された投射面の３次元位置データに基づき、プロジェクタ８から投射面に向けて画像情報を投射可能な投射位置を投射位置算出部５Ｊが算出する。
【００３３】
つぎのステップＳ５では、投射位置算出部５Ｊから入力される投射位置の３次元位置データに基づき、ホイールインモータ制御部５Ｅが走行装置１のホイールインモータ１Ａ，１Ｂを適宜制御してモビルロボットＲを投射位置に向けて移動させる。
【００３４】
続くステップＳ６では、モビルロボットＲが投射位置への移動を完了したか否かが判定され、判定結果がＮＯであればステップＳ５に戻るが、判定結果がＹＥＳであればつぎのステップＳ７へ進む。
【００３５】
ステップＳ７では、画像情報選択部５Ｇが選択した画像情報をプロジェクタ８に出力することで、モビルロボットＲの移動地点である現在位置付近に関連した案内や広告、あるいは警告などの適切な画像情報をプロジェクタ８が特定人物Ｍの頭部や背中などの投射面に投射して表示する。
【００３６】
以上のように一実施形態の自律移動型ロボットとして構成されたモビルロボットＲ（図１、図２参照）は、特定人物Ｍを含む周辺状況をＣＣＤカメラ６Ａ，６Ｂにより撮影しつつ、その撮影画像のデータに基づき、制御装置５のホイールインモータ制御部５Ｅによりホイールインモータ１Ａ，１Ｂの回転方向および回転速度を独立に制御して走行装置１の左右一対の駆動車輪１Ｃ，１Ｄの回転方向および回転速度を左右独立に制御することにより、特定人物Ｍの近傍に随伴して障害物を避けつつ特定人物Ｍを先導し、あるいは特定人物Ｍに追従する。
【００３７】
その際、制御装置５では、画像情報記憶部５Ｆに予め記憶されている画像情報からモビルロボットＲの現在位置に対応した画像情報を画像情報選択部５Ｇが選択し、選択された画像情報をプロジェクタ８により投射可能な投射面を投射面決定部５Ｈが決定する。そして、決定された投射面に向けてプロジェクタ８から画像情報を投射可能な投射位置を投射位置算出部５Ｊが算出し、ホイールインモータ制御部５Ｅが走行装置１のホイールインモータ１Ａ，１Ｂを制御することでモビルロボットを投射位置に向けて移動させる。その後、画像情報選択部５Ｇが選択した画像情報をプロジェクタ８に出力することで、モビルロボットＲの移動地点である現在位置付近に関連した案内や広告、あるいは警告などの適切な画像情報をプロジェクタ８が特定人物Ｍの背中などの投射面に投射して表示する。
【００３８】
従って、一実施形態の自律移動型ロボットとして構成されたモビルロボットＲによれば、特定人物Ｍに随伴して移動する際、その移動地点付近に関連した案内や広告、あるいは警告などの適切な画像情報をプロジェクタ８により特定人物Ｍの背中などの投射面に投射して表示することができる。
【００３９】
本発明に係る自律移動型ロボットは、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、図２に示したモビルロボットＲの走行装置１は、２足歩行が可能な歩行装置に変更することができる。
【００４０】
また、制御装置５の投射面決定部５Ｈは、特定人物Ｍの頭部や背中に限らず、路面を投射面として決定するように構成することができる。
【００４１】
さらに、モビルロボットＲのヘッドＲ２には、特定人物までの距離やその表面の凹凸状態などを観測するためのミリ波レーダ（またはレーザレーダ）を設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自律移動型ロボットとしてのモビルロボットおよびその主人としての特定人物を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示したモビルロボットの構造を示す側面図である。
【図３】図２に示した制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した制御装置による処理手順の一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１…走行装置、２…ディスプレイ、３…バッテリ、４…ヘッド駆動モータ、５…制御装置、５Ａ…画像生成部、５Ｂ…特定人物検出部、５Ｃ…ヘッド駆動モータ制御部、５Ｄ…障害物検出部、５Ｅ…ホイールインモータ制御部、５Ｆ…画像情報記憶部、５Ｇ…画像情報選択部、５Ｈ…投射面決定部、５Ｊ…投射位置算出部、６Ａ，６Ｂ…ＣＣＤカメラ、７…スピーカ、８…プロジェクタ、９…ＧＰＳセンサ、Ｒ…モビルロボット、Ｍ…特定人物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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