(57)【要約】      （修正有）【解決手段】道案内ロボット１０は、見通しを考慮した道案内を実行するためのパスに関する情報が記憶される道案内データベースを含む。パスは、目的地に到達するための通過点或いは目印となり得る地点であり、他のパスを１つ以上見通せる地点に予め設定される。ロボット１０は、現在地情報および目的地情報を取得すると、必ず次のパスを見通せるパスを通過していく経路を示す見通し経路に沿って人間を誘導する。ロボット１０は、人間を誘導中に見通し経路に含まれるパスに到達すると、当該パスから目的地までの道順を発話やジェスチャを用いて説明する。この説明によって、人間が目的地までの道順を理解した場合は、その時点で道案内を終了する。【効果】人間を目的地まで誘導する必要は無く、最長でも目的地を見通せる地点まで人間を誘導すれば、人間は目的地の場所を理解できるので、効率よく道案内を実行することができる。【選択図】図１
2007260822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声および身体動作の少なくとも一方を用いて人間との間でコミュニケーションを実行可能な道案内ロボットであって、
道案内の目的地を示す目的地情報を取得する目的地情報取得手段、
現在地を示す現在地情報を取得する現在地情報取得手段、
目的地までの通過点となり得かつ少なくとも１つ以上の他の地点を見通せる地点であることを示すパスに関する情報を記憶する記憶手段、および
前記目的地情報取得手段によって取得された目的地情報、前記現在地情報取得手段によって取得された現在地情報および前記記憶手段によって記憶されたパスに関する情報に基づく見通し経路に沿って、人間を誘導する誘導手段を備える、道案内ロボット。
【請求項２】
前記見通し経路を生成する経路生成手段をさらに備え、
前記誘導手段は、前記経路生成手段によって生成された見通し経路に沿って前記人間を誘導する、請求項１記載の道案内ロボット。
【請求項３】
少なくとも自身の周囲に存在する人間を検出する人間検出手段、および
前記人間検出手段によって人間が検出されたとき、当該人間に道案内が必要であるか否かを問い合わせる第１問い合わせ手段をさらに備え、
前記目的地情報取得手段は、前記第１問い合わせ手段による問い合わせによって人間に道案内が必要であることが判断されたとき、当該人間から前記目的地情報を取得する、請求項１または２記載の道案内ロボット。
【請求項４】
前記見通し経路に含まれるパスに到達したとき、当該パスから前記目的地までの見通し経路に基づく順路を音声および身体動作の少なくとも一方を用いて説明する説明手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の道案内ロボット。
【請求項５】
前記説明手段による説明をした後、前記目的地までの順路を理解したかどうかを前記人間に対して問い合わせる第２問い合わせ手段をさらに備え、
前記誘導手段は、前記第２問い合わせ手段による問い合わせによって前記人間が前記目的地までの順路を理解していないことが判断されたとき、少なくとも次のパスまで前記人間を誘導し、前記第２問い合わせ手段による問い合わせによって前記人間が前記目的地までの順路を理解したことが判断されたとき、道案内を終了する、請求項４記載の道案内ロボット。
【請求項６】
前記誘導手段は、前記目的地を見通すことのできるパスまで人間を誘導する、請求項１ないし５のいずれかに記載の道案内ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は道案内ロボットに関し、特にたとえば、音声および身体動作の少なくとも一方を用いて人間との間でコミュニケーションを実行可能である、道案内ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の道案内ロボットの一例が特許文献１に開示される。特許文献１の技術は、被案内者の歩行状態に応じた案内を可能にする案内ロボットである。この案内ロボットは、被案内者による案内先の入力に応じて、案内先までの経路を生成する。この経路の生成は、最短経路が優先して生成される。案内ロボットは、被案内者の歩行状態を計測し、その歩行状態に合った速度で、生成した最短経路に沿って案内先まで被案内者を案内する。
【特許文献１】特開２００３−３４０７６４号公報［Ｂ２５Ｊ  １３／００］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術では、被案内者の歩行状態に合わせた速度で最短経路に沿って道案内することができたが、案内先（目的地）まで被案内者と一緒に移動する必要があった。つまり、非効率的であった。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、効率よく道案内することのできる、道案内ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、音声および身体動作の少なくとも一方を用いて人間との間でコミュニケーションを実行可能な道案内ロボットであって、道案内の目的地を示す目的地情報を取得する目的地情報取得手段、現在地を示す現在地情報を取得する現在地情報取得手段、目的地までの道案内を行うための通過点となり得かつ少なくとも１つ以上の他の地点を見通せる地点であることを示すパスに関する情報を記憶する記憶手段、および目的地情報取得手段によって取得された目的地情報、現在地情報取得手段によって取得された現在地情報および記憶手段によって記憶されたパスに関する情報に基づく見通し経路に沿って人間を誘導する誘導手段を備える、道案内ロボットである。
【０００６】
請求項１の発明では、道案内ロボット（１０：実施例で相当する参照番号。以下同じ）は、音声および身体動作の少なくとも一方を用いて人間との間でコミュニケーションを実行可能である。道案内ロボットは、たとえば、或る地下街やイベント会場などの人間が集まる場所に配置され、道案内を求める人間に対して道案内サービスを実行する。目的地情報取得手段（５６，６２，Ｓ７）は、人間から目的地情報を取得する。たとえば、人間が「〇〇はどこですか」などと話しかけてきたときに、その〇〇が示す場所を音声認識することによって、目的地情報を取得するようにしてよい。また、人間によるタッチパネルなどの入力に基づいて、目的地情報を取得するようにしてもよい。現在地情報取得手段（２６，６２，６６，８６，Ｓ１３）は、たとえば自身の現在地情報を取得する。記憶手段（８８）は、パスに関する情報を記憶する。ここで、パスとは、目的地までの道案内を行うための通過点（或いは目印）となり得る地点を意味する。このパスは、少なくとも１つ以上の他のパスを見通せる地点に設定される。また、パスには、或る地点（目的地となり得る地点）を示すために設定されたものが含まれてよい。誘導手段（２２，２６，６２，Ｓ２９）は、見通し経路に沿って人間を誘導する。ここで、見通し経路とは、少なくとも次のパスを見通すことのできるパスを通過していくことによって目的地まで到達する経路を意味する。この見通し経路は、目的地情報取得手段によって取得された目的地情報と、現在地情報取得手段によって取得された現在地情報と、記憶手段によって記憶されたパスに関する情報とに基づくものであり、たとえば、予め生成して記憶手段に記憶しておいてよい。目的地を見通せるパスまで、或いは人間が目的地までの残りの経路（道順）を理解できるパスまで人間を誘導することによって、人間に目的地の場所を認識させることができる。
【０００７】
請求項１の発明によれば、少なくとも次のパスを見通すパスを順次通過するように見通しを考慮した経路（見通し経路）に沿って人間を誘導することで、道案内の役割を果たすことができる。すなわち、目的地まで人間とともに移動する必要がないので、効率よく道案内を実行することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に従属し、見通し経路を生成する経路生成手段をさらに備え、誘導手段は、経路生成手段によって生成された見通し経路に沿って目的地が見通せるパスまで人間を誘導する。
【０００９】
請求項２の発明では、経路生成手段（６２，６６，８８，Ｓ１５）は、見通し経路を生成する。見通し経路の生成は、たとえば、記憶手段に予め記憶されたパスに関する情報を参照して、現在地と目的地とをパスで繋ぐことによって行ってよい。この際には、既存の経路探索アルゴリズム（ウォーシャルフロイド法やダイクストラ法など）を利用してよい。誘導手段は、当該生成された見通し経路に沿って人間を誘導する。したがって、全ての開始地点候補から全ての目的地候補までの見通し経路の情報を予め生成して記憶しておく必要が無いので、より広範な領域を対象とする場合にも、自動的に生成した見通し経路によって道案内を実行することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明に従属し、少なくとも自身の周囲に存在する人間を検出する人間検出手段、および人間検出手段によって人間が検出されたとき当該人間に道案内が必要であるか否かを問い合わせる第１問い合わせ手段をさらに備え、目的地情報取得手段は、第１問い合わせ手段による問い合わせによって人間に道案内が必要であることが判断されたとき当該人間から目的地情報を取得する。
【００１１】
請求項３の発明では、人間検出手段（３０，６２，６６，８６，Ｓ３）は、少なくとも自身の周囲に存在する人間を検出する。第１問い合わせ手段（５４，５６，６２，Ｓ５）は、人間検出手段によって人間が検出されたとき（人間と出会ったとき）、当該人間に対して道案内が必要であるかどうかを問い、それに応じた人間の行動によって、道案内を必要としているかどうかを判断する（問い合わせる）。たとえば、「道案内は必要ですか？」などと問い、その後人間の発する肯定的な返答を音声認識した場合に、道案内を必要としていると判断するようにしてもよい。目的地情報取得手段は、第１問い合わせ手段によって人間に道案内が必要であることが判断されたとき、当該人間から目的地情報を取得する。たとえば、「どこに行きたいの？」などと発話することによって人間に対して目的地を質問し、人間の返答した場所を目的地情報として取得（音声認識）するようにしてもよい。したがって、出会った人間に積極的に働きかけ、道案内サービスを提供することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の発明のいずれかに従属し、見通し経路に含まれるパスに到達したとき、当該パスから目的地までの見通し経路に基づく順路を音声および身体動作の少なくとも一方を用いて説明する説明手段をさらに備える。
【００１３】
請求項４の発明では、説明手段（２６，５４，６２，７４〜８２，Ｓ２３）は、見通し経路に沿って人間を誘導しているときに、当該見通し経路に含まれるパスに到達したとき、音声（発話）や身体動作（ジェスチャ）を用いて当該パスから目的地までの見通し経路に基づく順路（道順）を説明する。したがって、人間を誘導するだけでなく、発話やジェスチャによって順路を説明することで、人間に目的地の場所を認識させる（道案内サービスを提供する）ことができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明に従属し、説明手段による説明をした後、目的地までの順路を理解したかどうかを人間に対して問い合わせる第２問い合わせ手段をさらに備え、誘導手段は、第２問い合わせ手段による問い合わせによって人間が目的地までの順路を理解していないことが判断されたとき、少なくとも次のパスまで人間を誘導し、第２問い合わせ手段による問い合わせによって人間が目的地までの順路を理解したことが判断されたとき、道案内を終了する。
【００１５】
請求項５の発明では、第２問い合わせ手段（５４，５６，６２，Ｓ２５）は、説明手段によって目的地までの順路を説明した後、人間に対して当該順路（目的地の場所）を理解したかどうかを問い、それに応じた人間の行動によって、人間が当該順路を理解したかどうかを判断する（問い合わせる）。たとえば、「分かりましたか？」などと問い、その後人間の発する肯定的な返答を音声認識した場合に、当該人間は当該順路を理解したと判断するようにしてよい。この問い合わせによって、人間が目的地までの順路を理解していないことが判断されたとき、誘導手段は、少なくとも次のパスまで人間を誘導する。また、人間が目的地までの順路を理解したことが判断されたとき、誘導手段は、道案内を終了する。
【００１６】
請求項５の発明によれば、見通し経路に基づいた順路を説明することで、人間が道案内の目的地の場所を理解した場合は、その時点で道案内を終了することができる。したがって、より効率よく道案内を実行することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし５の発明のいずれかに従属し、誘導手段は、目的地を見通すことのできるパスまで人間を誘導する。
【００１８】
請求項６の発明では、誘導手段は、見通し経路に沿って目的地を見通すことのできるパスまで人間を誘導する。つまり、目的地を目視することができる地点まで人間を誘導することによって、人間に目的地の場所を認識させる。したがって、目的地まで人間とともに移動する必要は無く、効率よく道案内を実行することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、見通し経路によって誘導するようにしたので、人間を目的地まで案内する必要は無く、最長でも目的地を見通せる場所まで人間を誘導すればよい。したがって、効率よく道案内を実行することができる。さらに、誘導の途中で見通し経路に基づいた順路の説明を行うことによって人間が目的地までの順路を理解できた場合は、その時点で道案内（誘導）を終えることができるので、さらに効率よく道案内を実行することができる。
【００２０】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１を参照して、この実施例の道案内ロボット（以下、単に「ロボット」とも言う。）１０は、主として人間のようなコミュニケーションの対象とコミュニケーションを実行することを目的とした相互作用指向のもので、音声および身体動作の少なくとも一方を用いてコミュニケーションを実行する機能を備えている。ロボット１０は、たとえば、或る地下街やイベント会場などの当該場所に不慣れな人間が存在する場所や状況に配置され、道案内を求める人間に対して道案内サービスを提供する。
【００２２】
図１はロボット１０の外観を示す正面図であり、この図１を参照して、ロボット１０のハードウェアの構成について説明する。ロボット１０は台車２０を含み、この台車２０の下面にはロボット１０を自律移動させる２つの車輪２２および１つの従輪２４が設けられる。２つの車輪２２は車輪モータ２６（図２参照）によってそれぞれ独立に駆動され、台車２０すなわちロボット１０を前後左右任意の方向に動かすことができる。また、従輪２４は車輪２２を補助する補助輪である。このように、ロボット１０は、配置された空間内を移動可能なものである。
【００２３】
台車２０の上には、円柱形のセンサ取付パネル２８が設けられ、このセンサ取付パネル２８には、赤外線距離センサ３０が取り付けられる。この赤外線距離センサ３０は、センサ取付パネル２８すなわちロボット１０の周囲の物体（人間や障害物など）との距離を計測するものである。
【００２４】
また、センサ取付パネル２８の上には、胴体３２が直立するように設けられる。胴体３２の前方中央上部（胸に相当する位置）には、上述した赤外線距離センサ３０がさらに設けられる。これは、ロボット１０の前方の主として人間との距離を計測する。また。胴体３２には、１つの全方位カメラ３４が設けられる。全方位カメラ３４は、たとえば背面側上端部のほぼ中央から延びる支柱３６上に設けられる。全方位カメラ３４は、ロボット１０の周囲を撮影するものであり、後述する眼カメラ６０とは区別される。この全方位カメラ３４としては、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いるカメラを採用することができる。なお、これら赤外線距離センサ３０および全方位カメラ３４の設置位置は当該部位に限られず適宜変更され得る。
【００２５】
胴体３２の両側面上端部（肩に相当する位置）には、それぞれ、肩関節３８Ｒおよび３８Ｌによって、上腕４０Ｒおよび４０Ｌが設けられる。図示は省略するが、肩関節３８Ｒおよび３８Ｌは、それぞれ、直交する３軸の自由度を有する。すなわち、肩関節３８Ｒは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕４０Ｒの角度を制御できる。肩関節３８Ｒの或る軸（ヨー軸）は、上腕４０Ｒの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それにそれぞれ異なる方向から直交する軸である。同様に、肩関節３８Ｌは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕４０Ｌの角度を制御できる。肩関節３８Ｌの或る軸（ヨー軸）は、上腕４０Ｌの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それにそれぞれ異なる方向から直交する軸である。
【００２６】
また、上腕４０Ｒおよび４０Ｌのそれぞれの先端には、肘関節４２Ｒおよび４２Ｌを介して、前腕４４Ｒおよび４４Ｌが設けられる。図示は省略するが、肘関節４２Ｒおよび４２Ｌは、それぞれ１軸の自由度を有し、この軸（ピッチ軸）の軸廻りにおいて前腕４４Ｒおよび４４Ｌの角度を制御できる。
【００２７】
前腕４４Ｒおよび４４Ｌのそれぞれの先端には、手に相当する球体４６Ｒおよび４６Ｌがそれぞれ固定的に設けられる。ただし、指や掌の機能が必要な場合には、人間の手の形をした「手」を用いることも可能である。
【００２８】
また、図示は省略するが、台車２０の前面、肩関節３８Ｒ，３８Ｌを含む肩に相当する部位、上腕４０Ｒ，４０Ｌ、前腕４４Ｒ，４４Ｌおよび球体４６Ｒ，４６Ｌには、それぞれ、接触センサ（図２で包括的に示す。：４８）が設けられている。台車２０の前面の接触センサ４８は、台車２０への人間や他の障害物の接触を検知する。したがって、ロボット１０の移動中に障害物との接触があると、それを検知し、直ちに車輪２２の駆動を停止してロボット１０の移動を急停止させることができる。また、その他の接触センサ４８は、主に、人間がロボット１０の当該各部位に触れたかどうかを検知する。なお、接触センサ４８の設置位置はこれらに限定されず、適宜な位置（胸、腹、脇、背中、腰など）に設けられてよい。
【００２９】
胴体３２の中央上部（首に相当する位置）には首関節５０が設けられ、さらにその上には頭部５２が設けられる。図示は省略するが、首関節５０は、３軸の自由度を有し、３軸の各軸廻りに角度制御可能である。或る軸（ヨー軸）はロボット１０の真上（鉛直上向き）に向かう軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それぞれ、それと異なる方向で直交する軸である。
【００３０】
頭部５２には、口に相当する位置に、スピーカ５４が設けられる。スピーカ５４は、ロボット１０が、それの周辺の人間に対して音声ないし音によってコミュニケーションを取るために用いられる。また、耳に相当する位置には、マイク５６Ｒおよび５６Ｌが設けられる。以下、右耳に相当するマイク５６Ｒと左耳に相当するマイク５６Ｌとをまとめてマイク５６ということがある。マイク５６は、周囲の音、とりわけコミュニケーションを実行する対象である人間の声を取り込む。さらに、目に相当する位置には、眼球部５８Ｒおよび５８Ｌが設けられる。眼球部５８Ｒおよび５８Ｌは、それぞれ眼カメラ６０Ｒおよび６０Ｌを含む。以下、右の眼球部５８Ｒと左の眼球部５８Ｌとをまとめて眼球部５８ということがあり、また、右の眼カメラ６０Ｒと左の眼カメラ６０Ｌとをまとめて眼カメラ６０ということがある。
【００３１】
眼カメラ６０は、ロボット１０に接近した人間の顔や他の部分ないし物体などを撮影して、それに対応する映像信号を取り込む。眼カメラ６０としては、上述した全方位カメラ３４と同様のカメラを用いることができる。たとえば、眼カメラ６０は眼球部５８内に固定され、眼球部５８は眼球支持部（図示せず）を介して頭部５２内の所定位置に取り付けられる。図示は省略するが、眼球支持部は、２軸の自由度を有し、それらの各軸廻りに角度制御可能である。たとえば、この２軸の一方は、頭部５２の上へ向かう方向の軸（ヨー軸）であり、他方は、一方の軸に直交しかつ頭部５２の正面側（顔）が向く方向に直交する方向の軸（ピッチ軸）である。眼球支持部がこの２軸の各軸廻りに回転されることによって、眼球部５８ないし眼カメラ６０の先端（正面）側が変位され、カメラ軸すなわち視線方向が移動される。
【００３２】
なお、上述のスピーカ５４、マイク５６および眼カメラ６０の設置位置は、これらに限定されず、適宜な位置に設けてられてよい。
【００３３】
図２はロボット１０の電気的な構成を示すブロック図であり、この図２を参照して、ロボット１０は、全体を制御するＣＰＵ６２を含む。ＣＰＵ６２は、マイクロコンピュータ或いはプロセサとも呼ばれ、バス６４を介して、メモリ６６、モータ制御ボード６８、センサ入力／出力ボード７０および音声入力／出力ボード７２に接続される。
【００３４】
メモリ６６は、図示は省略するが、ＲＯＭやＨＤＤおよびＲＡＭを含む。ＲＯＭやＨＤＤには、ロボット１０の制御プログラム（人間との間でコミュニケーションを実行するための行動制御プログラム）が予め記憶されるとともに、コミュニケーションを実行する際にスピーカ５４から発生すべき音声または声の音声データ（音声合成データ）および所定の身振りを提示するための角度データなども記憶される。また、ＲＯＭやＨＤＤには、人間を後述する見通し経路に沿って誘導するための誘導プログラム、発話やジェスチャによって目的地までの道順（見通し経路に基づく順路）を説明するための説明プログラム、および外部コンピュータとの間で必要な情報を送受信するための通信プログラムなどが記録される。さらに、ＲＯＭやＨＤＤには、ロボット１０が配置される現場（或る地下街やイベント会場など）の地図データが予め記憶される。また、ＲＡＭは、ワークメモリやバッファメモリとして用いられる。
【００３５】
モータ制御ボード６８は、たとえばＤＳＰで構成され、各腕や首関節５０および眼球部５８などの各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、右眼球部５８Ｒの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図２では、まとめて「右眼球モータ」と示す。）７４の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、左眼球部５８Ｌの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図２では、まとめて「左眼球モータ」と示す。）７６の回転角度を制御する。
【００３６】
また、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、右肩関節３８Ｒの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと右肘関節４２Ｒの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図２では、まとめて「右腕モータ」と示す。）７８の回転角度を調節する。同様に、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、左肩関節３８Ｌの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと左肘関節４２Ｌの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図２では、まとめて「左腕モータ」と示す。）８０の回転角度を調節する。
【００３７】
さらに、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、首関節５０の直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータ（図２では、まとめて「頭部モータ」と示す。）８２の回転角度を制御する。さらにまた、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、車輪２２を駆動する２つのモータ（図２では、まとめて「車輪モータ」と示す。）２６の回転角度を制御する。
【００３８】
なお、この実施例では、車輪モータ２６を除くモータは、制御を簡素化するために、ステッピングモータ或いはパルスモータを用いるようにしてある。ただし、車輪モータ２６と同様に、直流モータを用いるようにしてもよい。
【００３９】
センサ入力／出力ボード７０もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、各センサからの信号を取り込んでＣＰＵ６２に与える。すなわち、赤外線距離センサ３０のそれぞれからの反射時間に関するデータがこのセンサ入力／出力ボード７０を通してＣＰＵ６２に入力される。また、全方位カメラ３４からの映像信号が、必要に応じてこのセンサ入力／出力ボード７０で所定の処理を施された後、ＣＰＵ６２に入力される。眼カメラ６０からの映像信号も、同様にして、ＣＰＵ６２に入力される。また、上述した複数の接触センサ（図２では、まとめて「接触センサ４８」と示す。）からの信号がセンサ入力／出力ボード７０を介してＣＰＵ６２に与えられる。
【００４０】
音声入力／出力ボード７２もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、ＣＰＵ６２から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ５４から出力される。また、マイク５６からの音声入力が、音声入力／出力ボード５６を介してＣＰＵ６２に取り込まれる。
【００４１】
また、ＣＰＵ６２は、バス６４を介して通信ＬＡＮボード８４に接続される。通信ＬＡＮボード８４は、ＤＳＰで構成され、ＣＰＵ６２から送られる送信データを無線通信装置８６に与え、無線通信装置８６から送信データを、たとえば、無線ＬＡＮのようなネットワークを介して外部コンピュータに送信する。また、通信ＬＡＮボード８４は、無線通信装置８６を介してデータを受信し、受信したデータをＣＰＵ６２に与える。つまり、この通信ＬＡＮボード８４および無線通信装置８６によって、ロボット１０は外部コンピュータなどと無線通信を行うことができる。
【００４２】
さらに、ＣＰＵ６２は、バス６４を介して道案内データベース（以下、「道案内ＤＢ」という）８８に接続される。道案内ＤＢ８８は、パスに関する情報（つまり、見通し経路の基となる情報）を記憶するデータベースである。ここで、パスとは、ロボット１０が配置される環境内において、目的地に到達するための通過点或いは目印（ランドマーク）となり得る地点であって、２つ以上の他の地点（パス）を見通せる地点であることを意味する。なお、パスには、特定の場所（目的地となり得る場所）を見通し経路上に示すために設けられる地点も含まれる。これは、実際の目的地となり得る場所は、必ずしも見通しを考慮して設計されたものではないので、目的地を見通し経路上に示すための目的地の代わりとなる（仮の目的地となる）地点（パス）を設けた方が効率よく見通し経路を生成することができるからである。この場合は少なくとも１つ以上の他のパスを見通せる地点であればよい。また、パスは、運営者等によって予め設定されて道案内ＤＢ８８に記憶されるが、たとえば、なるべく多くの他のパスが見通せることや、実際の環境内において目印となるようなもの（看板や標識など）があること、通過するのに安全な地点であることなどを考慮して設定されてよい。また、見通し経路とは、上述のパスを通過して目的地まで到達するための経路であって、少なくとも次のパスを見通すことのできるパスを通過していく経路であることを意味する。このような見通し経路においては、或るパスに到達したとき、必ず次のパスを見通すことができる。すなわち、見通し経路に沿って移動すると、目的地を示すパスの１つ前のパスからは必ず目的地を見通すことができる。したがって、１つ前のパスまで人間を誘導すれば、人間は目的地を目視することができる（見通せる）ので、ロボット１０は、目的地まで人間を誘導しなくても、人間に対して目的地の場所を認識させることができる。この見通し経路は、たとえば、目的地までに通過するパスの数が最少となり、目的地（または目的地を見通せるパス）までの距離が最短となるように生成されてよい。
【００４３】
図３および図４を用いて、従来の最短経路と見通し経路との違いを簡単に説明する。図３は従来の最短経路を説明するための図解図であり、図４は見通し経路を説明するための図解図である。現在地と目的地との位置関係が図３および図４に示すようなものである場合、従来の最短経路では、図３に示すように、現在地から目的地までの距離が最短になるような経路が選択（生成）される。また、従来の最短経路は、目的地まで人間を誘導することを前提とするものである。しかし、見通し経路では、図４に示すように、距離だけでなく、目的地までの見通しを考慮して経路を選択し、目的地を見通せる（目視できる）地点まで人間を誘導することを前提として経路を選択する。したがって、見通し経路を用いると、たとえば、図４に示す例では、２のマークの示す地点まで人間を誘導すれば、人間に対して目的地を認識させることができるので、この時点で道案内を終了することができる。さらに、人間を誘導する途中で目的地までの経路を説明するような場合、従来の最短経路では、見通しを考慮に入れずに経路が選択されるので、細かな方向転換が自然と多くなり、方向転換する地点に目印も無いので、最短経路に対応した説明が複雑になる。しかし、見通し経路を用いると、次のパス（目印）を常に見通す（目視する）ことができ、方向転換の回数も少なくなるような経路を選択するので、見通し経路に対応した説明（目的地までの経路の説明）が容易になる。
【００４４】
道案内ＤＢ８８には、上述したようなパスに関する情報を示すパス情報テーブルが記憶される。パス情報テーブルには、図５に示すように、上述したパスの識別情報（或いはパス名、たとえば、ｐ１やｐ２）に対応付けて、見通せるパス、隣接地、Ｘ座標およびＹ座標などの情報が記憶される。見通せるパスを示す情報としては、当該パスから見通せるパスの識別情報（或いはパス名）が登録される。隣接地を示す情報としては、当該パスの隣接地の識別情報（或いは隣接地名、たとえば、ＰＡやＰＢ、ＰＣ）が登録される。ここで、隣接地は、目的地となり得る場所であり、当該パスの見通せるパスから必ず見通せる場所である。言い換えると、隣接地情報を持つパスは、当該隣接地（目的地）を見通し経路上に示すために（仮の目的地となるために）設けられたパスである。たとえば、パスｐ４の隣接地は、ＰＡである。つまり、目的地ＰＡに行きたい場合は、ｐ４が見通せるパス（ｐ３或いはｐ５）まで行けばよい。Ｘ座標を示す情報としては、たとえば地図をグリッド上に分解し、地図の左上を原点（０，０）とした場合の当該パスのＸ座標が登録される。Ｙ座標を示す情報としては、同様に当該パスのＹ座標が登録される。
【００４５】
このような構成のロボット１０は、上述したように、或る地下街やイベント会場などに配置され、たとえば、配置された環境に設置された道案内センタ（道案内所）に滞在したり、当該環境内を自由に移動（巡回）したりして、検出した（出会った）人間に対して道案内サービスを提供する。
【００４６】
具体的には、ロボット１０は、人間を検出すると、当該人間に対して道案内が必要かどうかを問い合わせ、道案内が必要と判断した場合は、道案内サービスを開始する。ロボット１０は、上述したように、自身が配置された環境の地図データを予めメモリ６６に記憶しているため、当該環境内に存在する障害物（壁や柱、置物など）の位置を把握している。したがって、たとえば、赤外線距離センサ３０の検出結果に基づいて地図データに存在しないもの（障害物）を検出すると、それを人間とみなし、自身の周囲に存在する人間を認識することができる。ただし、人間を検出する方法はこれに限定されず、赤外線距離センサ３０の代えて、或いは赤外線距離センサ３０とともに、レーザレンジファインダや超音波距離センサを備えるようにし、これらを用いて人間を検出するようにしてもよい。また、ロボット１０自身に備えたセンサによって人間を検出する必要は無く、たとえば、外部コンピュータが管理する、環境に設置したセンサ（床センサや天井カメラなど）によって人間を検出し、その検出結果を外部コンピュータからロボット１０に与えるようにしてもよい。人間を検出する方法は、この他にも適宜な方法が採用され得る。
【００４７】
ロボット１０は、人間を検出すると、当該人間に対して道案内が必要かどうかを問い合わせる。これは、検出した人間が全て道案内を必要としているとは限らないからである。たとえば、ロボット１０は、「道案内は必要ですか？」などと人間に対して問いかけ、この問いかけに応じた人間の返答を音声認識し、それが肯定的なもの（たとえば、「はい」）である場合に、当該人間には道案内が必要であると判断してよい。また、たとえば、「道案内が必要な場合は僕の肩に触れてね」などと人間に対して発話し、それに応じて人間がロボット１０の肩に触れた場合（すなわち、肩部の接触センサ４８がオンになった場合）に、当該人間には道案内が必要であると判断するようにしてもよい。
【００４８】
検出した人間に道案内が必要であると判断すると、ロボット１０は当該人間から道案内の目的地を示す目的地情報を取得する。たとえば、「どこに行きたいの？」などと発話することによって人間に目的地を質問し、人間の返答した場所を音声認識することによって目的地情報を取得する。目的地情報を取得すると、ロボット１０は、自身（或いは検出した人間）の現在地を示す現在地情報を取得する。ただし、ロボット１０は、上述したように、配置される環境内の地図データを予め記憶しており、この地図データを参照して自律移動を行う。つまり、ロボット１０は、現在自身がどの地点にいるのかを、たとえば内蔵する或いは環境に設置されたセンサの情報に基づいて、常に把握している。したがって、ロボット１０は、当該地図データおよびセンサ情報を参照して現在地情報を取得することができる。なお、検出した人間の位置情報も、たとえば自身（ロボット１０）の位置情報を基準として、赤外線距離センサ３０などの検出結果に基づいて取得することができる。
【００４９】
現在地情報および目的地情報を取得すると、ロボット１０は、見通し経路を生成する。この実施例では、上述したようにパスに関する情報が予め道案内ＤＢ８８に記憶されている。したがって、見通し経路の生成には、既存の経路探索アルゴリズム（ウォーシャルフロイド法やダイクストラ法など）を用いて、現在地から目的地までをパスで繋げるという手法を用いた。なお、上述したように、見通し経路を生成する際には、目的地までに通過するパスの数が最少となり、目的地（厳密には目的地を見通せるパス）までの距離が最短となるということが考慮されてよい。ただし、見通し経路の生成は、必ずしもロボット１０自身が行う必要は無い。たとえば、外部コンピュータで見通し経路を生成するようにして、それを外部コンピュータからロボット１０に与えるようにしてもよい。したがって、道案内ＤＢ８８も外部コンピュータなどが備えるようにしてもよい。
【００５０】
図６に、或る地下街を想定した場合の見通し経路の具体例を簡単に示す。図６を参照して、ＰＡ、ＰＢおよびＰＣは、目的地となり得る地点を示し、ｐ1〜ｐ７（三角マーク）は、当該地下街に設定された（道案内ＤＢ８８に予め記憶された）パスを示す。なお、パスｐ４、ｐ５およびｐ７は、それぞれ、目的地ＰＡ、ＰＢおよびＰＣを示す（見通す）ために設けたパスである。たとえば、ロボット１０の現在地がｐ１であり、目的地がＰＡである場合は、ロボット１０は、ｐ１（現在地）→ｐ２→ｐ３→ｐ４（ＰＡ）という見通し経路を生成する。また、たとえば、ロボット１０の現在地がｐ７であり、目的地がＰＢである場合は、ロボット１０は、ｐ７（現在地）→ｐ２→ｐ３→ｐ５（ＰＢ）という見通し経路を生成する。さらに、たとえば、ロボット１０の現在地がｐ１であり、目的地がＰＣである場合は、ロボット１０は、ｐ１（現在地）→ｐ６→ｐ７（ＰＣ）という見通し経路を生成する。ただし、この説明では、簡単のため、現在地は予め設定したパス上にあることにしたが、現在地はパス上に限定されず、現在地が予め設定したパス上ではないときでも、同様に、通過するパスの数が最少となり、距離が最短となるような見通し経路が生成される。
【００５１】
見通し経路が生成されると、ロボット１０は、この見通し経路に沿って目的地が見通せる地点（つまり、当該見通し経路における目的地を示すパスの１つ前のパス）まで人間を誘導する。たとえば、図６を参照して、現在地がｐ１であり、目的地がＰＡである場合は、パスｐ３まで人間を誘導する。ただし、誘導する途中で見通し経路に基づく目的地までの順路の説明を人間に対して行い、当該人間が目的地までの順路を理解した場合は、その地点で道案内（誘導）を終了するようにしてもよい。この実施例では、見通し経路中に含まれるパスに到達したときに、人間に対して目的地の順路の説明を行うようにしている。なお、当該説明は、音声（発話）および身体動作（ジェスチャ）を用いて行われる。パスは、上述したように、たとえば目印となるようなもの（看板や標識など）が実際に在る地点に設けられるので、それを利用して目的地までの順路を説明してよい。たとえば、ロボット１０は、指差し動作や視線などを使って次のパスの方向を指し示しながら、「この方向を直進すると、赤い看板が見えるでしょ。そこから右の方向を見ると、○○（目的地）があるよ。」などと発話して、目的地までの順路を説明してよい。この発話とジェスチャとによる順路の説明は、たとえば、予め各パス同士の関係を計算して生成した説明データ（音声データおよび角度制御データ）をメモリ６６などに記憶しておき、生成した見通し経路および現在地のパスに基づいて該当するデータを読み出すことによって行ってもよい。或いは、地図データと道案内ＤＢ８８とに記憶されたパスの座標情報などから、見通し経路に含まれる各パス同士の位置関係（相対的な方向）を自動的に計算して、説明データを自動生成するようにしてもよい。
【００５２】
この発話とジェスチャとによる順路の説明を行った後、ロボット１０は、当該説明によって目的地までの順路を理解したかどうかを人間に対して問い合わせる。ロボット１０は、たとえば、「分かりましたか？」などと人間に対して問いかけ、この問いかけに応じた人間の返答を音声認識することによって、人間が当該順路を理解したかどうかを判断してよい。たとえば、肯定的な返答であった場合（たとえば、「はい」）は理解したと判断し、否定的な返答であった場合（たとえば、「いいえ」）は理解していないと判断してよい。また、たとえば、「道順が分かった場合は僕の頭を撫でてね」などと発話し、当該発話に応じて人間がロボット１０の頭を撫でた場合（つまり、頭部の接触センサ４８がオンになった場合）は、人間が当該順路を理解したと判断してもよい。
【００５３】
具体的には、図２に示したＣＰＵ６２が図７に示すフロー図に従って全体処理を実行する。図７を参照して、ＣＰＵ６２は、全体処理を開始すると、ステップＳ１で、停止命令が有るか否かを判断する。停止命令が有るか否かの判断は、たとえば、音声認識によって判断してもよいし、ロボット１０に停止命令用のボタンを設けておき、これが操作されたかどうかで判断してもよいし、外部コンピュータからロボット１０に停止命令のコマンドを送信するようにし、これを受信したかどうかで判断するようにしてもよい。ステップＳ１で“ＹＥＳ”のとき、すなわち、停止命令が有る場合は、そのまま全体処理を終了する。一方、ステップＳ１で“ＮＯ”のとき、すなわち、停止命令が無い場合は、ステップＳ３に進む。
【００５４】
ステップＳ３では、自身の周囲に人間が存在するか否かを赤外線距離センサ３０などのセンサ情報に基づいて判断する。ステップＳ３で“ＮＯ”のとき、すなわち、周囲に人間が存在しない場合は、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ３で“ＹＥＳ”のとき、すなわち、周囲に人間が存在する場合は、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ステップＳ３で検出した人間に道案内が必要かどうかを発話などで問い合わせることによって判断する。ステップＳ５で“ＮＯ”のとき、すなわち、人間に道案内が必要でない場合は、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ５で“ＹＥＳ”のとき、すなわち、人間に道案内が必要な場合は、ステップＳ７に進む。
【００５５】
ステップＳ７では、人間から道案内の目的地を示す目的地情報を音声認識によって取得し、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ステップＳ７で取得した目的地情報が道案内ＤＢ８８に入力されているか否かを判断する。この実施例では、道案内ＤＢ８８に記憶された目的地情報（図５を参照して隣接地情報）を参照して見通し経路を生成し、道案内を実行するようにしているので、道案内ＤＢ８８に情報が入力されていない目的地へは、道案内を実行することが不可能である。つまり、このステップＳ９では、道案内が可能かどうかを判断する。ステップＳ９で“ＹＥＳ”のとき、すなわち、道案内が可能である場合は、ステップＳ１３に進む。一方、ステップＳ９で“ＮＯ”のとき、すなわち、道案内が不可能の場合は、ステップＳ１１に進む。
【００５６】
ステップＳ１１では、「分からない」と発話し、頭を下げる。つまり、道案内サービスを提供することができないので、人間に対して当該目的地までの道順が分からないことを伝える。具体的には、メモリ６６から「分からない」に対応する音声合成データを読み出し、音声入力／出力ボード７２を介してスピーカ５４から当該音声を出力する。また、メモリ６６から頭部モータ８２についての角度データを読み出し、モータ制御ボード６８へ送信し、頭を下げるように頭の角度を制御する。
【００５７】
また、ステップＳ１３では、自身の現在地を示す現在地情報（座標情報）を取得する。続くステップＳ１５では、現在地情報、目的地情報およびパス情報テーブルの情報に基づいて見通し経路Ｒを生成し、Ｒ＝{ｒ１，・・・，ｒｎ}とする。ここで、ｎは、当該見通し経路Ｒに含まれるパスの総数を意味する。具体例としては、図６を参照して、現在地ｐ１から目的地ＰＡまでの道案内を行う場合、ロボット１０の生成する見通し経路は、ｐ１（現在地）→ｐ２→ｐ３→ｐ４（ＰＡ）である。したがって、見通し経路Ｒ（＝{ｒ１，・・・，ｒｎ}）は、Ｒ＝{ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４}となる。なお、この場合のパスの総数ｎは４である。
【００５８】
次のステップＳ１７では、変数ｉの初期化を行う。すなわち、ステップＳ１５で生成した見通し経路Ｒに含まれるパスｒを指定するための変数ｉに初期値「１」を設定する。続くステップＳ１９では、変数ｉがパス総数ｎ−１以上であるかどうかを判断する。ここで、ｎはパス総数であるので、パスｒ（ｎ−１）は、目的地の１つ前のパスということになる。したがって、変数ｉが（ｎ−１）以上になるということは、ロボット１０がパスｒ（ｎ−１）に到達したということを意味する。つまり、ステップＳ１９では、ロボット１０（人間）が目的地ｒｎを見通せる地点に到達したか否かを判定している。ステップＳ１９で“ＹＥＳ”のとき、すなわち、目的地を見通せるパスまで到達した場合は、ステップＳ２１に進む。
【００５９】
ステップＳ２１では、目的地ｒｎの方向を指差し、「あそこが目的地だよ」と発話する。つまり、人間に目的地の場所を理解（目視）させる。具体的には、メモリ６６から右腕モータ７８（或いは左腕モータ８０）についての角度データを読み出し、モータ制御ボード６８へ送信し、目的地ｒｎの方向を指差すように右腕（或いは左腕）の角度を制御する。また、メモリ６６から「あそこが目的地だよ」に対応する音声合成データを読み出し、音声入力／出力ボード７２を介してスピーカ５４から当該音声を出力する。ステップＳ２１の処理が終了すると、ステップＳ３１に進む。
【００６０】
一方、ステップＳ１９で“ＮＯ”のとき、すなわち、目的地を見通せるパスまで到達していない場合は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、次のパスｒ（ｉ＋１）の方向を指差し、当該パスｒｉから目的地ｒｎまでの道順を説明する。つまり、発話およびジェスチャを用いて、目的地ｒｎまでの見通し経路に従った道順の説明を行う。次のステップＳ２５では、人間が目的地ｒｎまでの道順を理解したかどうかを発話などで問い合わせることによって判断する。ステップＳ２５で“ＮＯ”のとき、すなわち、人間が目的地ｒｎまでの道順を理解していない場合は、ステップＳ２７で変数ｉをインクリメントしてステップＳ２９に進む。
【００６１】
ステップＳ２９では、人間を次のパスｒｉまで誘導し、ステップＳ１９に戻る。たとえば、「ついてきてね」などと発話してから見通し経路に沿って次のパスｒｉの座標まで移動することによって、人間を次のパスｒｉまで誘導する。このようにして、人間が目的地への道順（目的地の場所）を理解するパスまで、または目的地を見通せるパスまで人間を連れて移動する（誘導する）。
【００６２】
また、ステップＳ２５で“ＹＥＳ”のとき、すなわち、人間が目的地ｒｎまでの道順を理解した場合は、ステップＳ３１に進む。
【００６３】
ステップＳ３１では、「さようなら」と発話し、手を振る。つまり、目的地ｒｎを見通せるパスまで人間を誘導することや、目的地ｒｎまでの道順を説明することによって人間に目的地ｒｎの場所を理解させた場合は、当該人間に対する道案内サービスは終了したと判断して、ステップＳ３１で別れの挨拶を行う。ステップＳ３１の処理が終了すると、ステップＳ１に戻る。なお、簡単のため省略したが、或る人間に対する道案内サービスが終了した（ステップＳ３１の処理が終了した）後は、ロボット１０は、次の道案内を求める人間が現れる（検出する）まで、そのまま当該環境内を自由に移動（或いは巡回）したり、所定の位置（たとえば、道案内センタ）に移動（戻る）したりする。
【００６４】
この実施例によれば、人間を目的地まで誘導する必要は無く、最長でも目的地を見通せる場所まで人間を誘導すればよい。さらに、誘導の途中で道順の説明を行うことによって、人間が目的地までの道順を理解できた場合は、その時点で道案内（誘導）を終えることができる。すなわち、効率よく道案内をすることができる。
【００６５】
なお、上述の実施例では、見通し経路は、ロボット１０が目的地情報および現在地情報を取得したときに生成するようにしたが、これに限定する必要は無い。たとえば、複数の或る地点（基準点）から全ての目的地となり得る地点までの見通し経路を予め生成して道案内ＤＢ８８に記憶しておくようにする。そして、取得した現在地情報と目的地情報とに対応したデータを道案内ＤＢ８８から読み出すことによって、見通し経路を取得するようにしてもよい。この場合、たとえば、ロボット１０は、複数の基準点のいずれかの地点に滞在するようにして、当該基準点から目的地までの見通し経路を道案内ＤＢ８８から読み出すようにしてもよい。また、たとえば、ロボット１０の現在地が上述の基準点のいずれの地点でもないときは、メモリ６６に記憶された地図データを参照して目的地までの距離が最も短くなるような地点（上述の基準点のいずれか）まで移動した後、対応する見通し経路を道案内ＤＢ８８から読み出すようにしてもよい。
【００６６】
また、上述の各実施例では、パスに関する情報を予め設定して記憶しておくようにしたが、これに限定されない。たとえば、現在地情報および目的地情報を取得したときに、地図データを参照して、現在地側および目的地側から互いに見通せる地点（パス）を計算（生成）するようにしてもよい。そして、この生成したパスに基づく見通し経路を自動生成するようにしてもよい。
【００６７】
さらに、上述の各実施例では、人間から目的地情報を取得するときは、ロボット１０が人間に対して道案内が必要かどうかを問い合わせ、道案内が必要であると判断したときに、当該人間の発話内容を音声認識することによって目的地情報を取得するようにしたが、目的地情報を取得する方法はこれに限定されない。たとえば、人間から「〇〇（目的地）はどこですか？」などと話しかけてきたときに、当該人間には道案内が必要であると判断して、当該〇〇が示す場所を目的地情報として取得するようにしてもよい。また、たとえば、目的地を入力するためのタッチパネルやタッチスクリーンなどをロボット１０に設けるようにして、これらが人間に操作されることによって目的地情報を取得するようにしてもよい。さらにまた、ロボット１０が或る地点に滞在するような場合は、当該地点の近傍（環境）に外部コンピュータが管理するタッチパネルやタッチスクリーンなどを設置するようにし、この検出情報（すなわち、目的地情報）を外部コンピュータからロボット１０に与えるようにしてもよい。
【００６８】
また、上述の各実施例では、見通し経路に沿って人間を誘導している間に当該見通し経路に含まれるパスを通過する毎に、発話や音声を用いて当該パスから目的地までの順路を人間に対して説明するようにしたが、これに限定されない。たとえば、見通し経路に多くのパスが含まれるような場合などは、目的地の少し前（たとえば、３つ前）のパスに到達してから当該順路の説明を開始するようにしてもよいし、数個のパスを適宜選択するようにして、当該パスに到達したときにだけ、当該順路の説明を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の一実施例の道案内ロボットを正面から見た外観の一例を示す図解図である。
【図２】図１の道案内ロボットの電気的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】従来の道案内で使用される最短経路を説明するための図解図である。
【図４】見通し経路を説明するための図解図である。
【図５】図２に示す道案内ＤＢの内容の一例を示す図解図である。
【図６】或る地下街を想定した場合の見通し経路の一例を説明するための図解図である。
【図７】図２に示すＣＰＵの全体処理の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  …道案内ロボット
２２  …車輪
３０  …赤外線距離センサ
４８  …接触センサ
５４  …スピーカ
５６  …マイク
６２  …ＣＰＵ
６６  …メモリ
８６  …無線通信装置
８８  …道案内データベース
【図１】
2007260822.tif 000003
【図２】
2007260822.tif 000004
【図３】
2007260822.tif 000005
【図４】
2007260822.tif 000006
【図５】
2007260822.tif 000007
【図６】
2007260822.tif 000008
【図７】
2007260822.tif 000009