(57)【要約】【課題】比較的安価な構成で各種の行動の制御を信頼性よく行うことのできるロボット、その行動制御方法およびその行動制御プログラムを得ること。【解決手段】モード切替スイッチ１１７がオンのとき、ロボット１０１のカラーセンサ取付部１１４は、ＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５で対象物を３原色で照射し、その反射光をＲ、Ｇ、Ｂの各センサでそれぞれ分離して検出する。検出後のＲ、Ｇ、Ｂの各信号レベルは動作制御テーブルで比較され、一致する行動が実行される。対象物のカラープレートは、ダイクロイックミラーを使用することで、長期間特性が安定する。【選択図】図３
2009154240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野の特定領域に可視光を照射する光照射手段と、
この光照射手段によって光の照射された状態でこの特定領域からの反射光に存在する可視光の波長成分を検出する波長成分検出手段と、
この波長成分検出手段によって検出された波長成分の少なくとも一部に対して採るべき行動を対応付けた波長成分・行動対応テーブルと、
前記波長成分検出手段が検出した波長成分に対応する行動が存在するかを前記波長成分・行動対応テーブルを用いて検索するテーブル検索手段と、
このテーブル検索手段によって対応する行動の検索がヒットするたびにその行動を実行する行動実行手段
とを具備することを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記検出された波長成分は、ＲＧＢの３原色のそれぞれに対応する信号レベルの組み合わされた値として特定されていることを特徴とする請求項１記載のロボット。
【請求項３】
前記ＲＧＢの３原色のそれぞれに対応する信号レベルの組み合わされた値は複数通りであり、互いに近接した場所に存在する前記ＲＧＢの３原色のそれぞれに対応する信号レベルの異なった組み合わせであることを特徴とする請求項２記載のロボット。
【請求項４】
前記ＲＧＢの３原色のそれぞれに対応する信号レベルの組み合わされた値は所定の領域内で同一となっており、その領域はあらかじめ定めた特定の形状をなしていることを特徴とする請求項２記載のロボット。
【請求項５】
前記検出された波長成分は、予め定めた波長の光を選択的に透過し、これ以外の波長の光を反射するダイクロイックミラーを所定の黒色のプレートに貼り合わせて形成したものから得られる反射光であることを特徴とする請求項１記載のロボット。
【請求項６】
前記波長成分検出手段は、移動方向の前方の視界における水平方向に対する受光角を調整する調整機構を備えていることを特徴とする請求項１記載のロボット。
【請求項７】
視野の特定領域に可視光を照射した状態で、この特定領域からの反射光に存在する可視光の波長成分を検出する波長成分検出ステップと、
この波長成分検出ステップによって検出された波長成分の少なくとも一部に対して採るべき行動を対応付けた波長成分・行動対応テーブルに、前記波長成分検出ステップで検出した波長成分に対応する行動が存在するかを検索するテーブル検索ステップと、
このテーブル検索ステップで対応する行動の検索がヒットするたびにその行動を実行する行動実行ステップ
とを具備することを特徴とするロボットの行動制御方法。
【請求項８】
ロボットの制御を行うコンピュータに、
そのロボットの視野の特定領域に可視光を照射した状態で、この特定領域からの反射光に存在する可視光の波長成分を検出する波長成分検出処理と、
この波長成分検出処理で検出した波長成分の少なくとも一部に対して採るべき行動を対応付けた波長成分・行動対応テーブルに、前記波長成分検出処理で検出した波長成分に対応する行動が存在するかを検索するテーブル検索処理と、
このテーブル検索処理で対応する行動の検索がヒットするたびにその行動を実行する行動実行処理
とを実行させることを特徴とするロボットの行動制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、行動を制御するようにしたロボット、その行動制御方法およびその行動制御プログラムに係わり、特にユーザが簡易に行動を制御することが可能なロボット、その行動制御方法およびその行動制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのロボットが開発されており、その一部として人とのコミュニケーションを目的とした主として家庭用または幼児や老人を対象とした施設向け（以下、家庭用と総称する。）のロボットの開発も盛んに行われている。
【０００３】
家庭用のロボットは、比較的廉価でありながら、人（ユーザ）とのコミュニケーションを図ることができる能力が重要視されている。従来から、ユーザが発声した指示または命令をロボット側に認識させ、行動させることが一般に行われている。しかしながら、この手法を採用した場合、ユーザの音声を正常に認識できない場合が多く、この結果、誤動作をしたり、全く反応しないという結果が発生することになる。
【０００４】
そこで、本発明に関連する第１の関連技術としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを使用してロボットの行動を制御することが提案されている（例えば特許文献１参照）。この第１の関連技術では、たとえばロボットの可動領域を限定する場合、床面における境界線に相当する位置に、ＲＦＩＤタグを１０ｃｍ間隔で配置するようにしている。そして、ロボットが境界線に近づくとＲＦＩＤタグに書き込まれた情報を読み取り、境界線を越えないように移動を制御する。
【０００５】
ところが、この第１の関連技術では、床面にＲＦＩＤタグをテープで張り付けるようにしているので、移動を規制する領域が大きい場合、多くのＲＦＩＤタグが必要となって、経済的ではない。また、ロボットの移動する床面が人間の歩きまわる床面と共通している場合には、ＲＦＩＤタグが足によって踏み付けられるおそれがあり、破損する危険性がある。更に、このような破損を防止しようとすると、衝撃を吸収したり変形を防止する材料をＲＦＩＤタグの周囲に配置する必要が生じる。この結果、テープで止めた床面部分が周囲からかなり盛り上がってしまい、ユーザがつまずきやすくなるという新たな問題も発生させる。
【０００６】
そこで、所定のパターンが記載されたカードをロボットが読み取ることで、制御動作をコントロールするようにした第２の関連技術が提案されている（たとえば特許文献２参照）。この第２の関連技術では、個々のカードにコマンドを対応付けておき、撮像装置でカードの画面を撮像して画像認識を行う。そして、認識結果に対応するコマンドとして、たとえばお座り、充電、追跡といったようなコマンドを実行する。
【特許文献１】特開２００４−１４８４３９号公報（第００５３段落、図７）
【特許文献２】特開２００５−０７４５６２号公報（第００段落、図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、第２の関連技術では、周囲の明るさにカードの認識率が大きな影響を受ける。また、頻繁に使用するカードはその表面が汚れたり、折れる等の破損が発生することがあり、これにより認識率が低下するという問題がある。更に、カードを床面に並べてしまうと、場所をとるという問題もある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、比較的安価な構成で各種の行動の制御を信頼性よく行うことのできるロボット、その行動制御方法およびその行動制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、（イ）視野の特定領域に可視光を照射する光照射手段と、（ロ）この光照射手段によって光の照射された状態でこの特定領域からの反射光に存在する可視光の波長成分を検出する波長成分検出手段と、（ハ）この波長成分検出手段によって検出された波長成分の少なくとも一部に対して採るべき行動を対応付けた波長成分・行動対応テーブルと、（ニ）前記した波長成分検出手段が検出した波長成分に対応する行動が存在するかを前記した波長成分・行動対応テーブルを用いて検索するテーブル検索手段と、（ホ）このテーブル検索手段によって対応する行動の検索がヒットするたびにその行動を実行する行動実行手段とをロボットに具備させる。
【００１０】
また、本発明では、（イ）視野の特定領域に可視光を照射した状態で、この特定領域からの反射光に存在する可視光の波長成分を検出する波長成分検出ステップと、（ロ）この波長成分検出ステップによって検出された波長成分の少なくとも一部に対して採るべき行動を対応付けた波長成分・行動対応テーブルに、前記した波長成分検出ステップで検出した波長成分に対応する行動が存在するかを検索するテーブル検索ステップと、（ハ）このテーブル検索ステップで対応する行動の検索がヒットするたびにその行動を実行する行動実行ステップとをロボットの行動制御方法に具備させる。
【００１１】
更に本発明では、ロボットの制御を行うコンピュータに、ロボットの行動制御プログラムとして、（イ）そのロボットの視野の特定領域に可視光を照射した状態で、この特定領域からの反射光に存在する可視光の波長成分を検出する波長成分検出処理と、（ロ）この波長成分検出処理で検出した波長成分の少なくとも一部に対して採るべき行動を対応付けた波長成分・行動対応テーブルに、前記した波長成分検出処理で検出した波長成分に対応する行動が存在するかを検索するテーブル検索処理と、（ハ）このテーブル検索処理で対応する行動の検索がヒットするたびにその行動を実行する行動実行処理とを実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、光照射手段で特定領域に光を照射して、反射光の波長成分を検出するので、周囲の照明等によって波長成分に偏りが存在する場合であっても、波長成分の検出を高い信頼性で行うことができる。また、可視光を照射してその反射光を使用するので、ロボットだけでなく人間もロボットの実行する行動を読み取ることができる。したがって、ロボットの制御のための作業を行う段階で色の種類による点検が可能であり、作業ミスの発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明を一実施の形態と共に説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態のロボットとこれが動き回る空間の一例を表わしたものである。ロボット１０１は、リビングルーム等の床面１０２上を自律的に移動できるようになっている。床面１０２には、ループ状の境界識別マーク１０３が標されている。ロボット１０１は、この境界識別マーク１０３を越えて移動することができない仕様になっている。境界識別マーク１０３で囲まれた領域の外には、たとえば階段１０４のようにロボット１０１が移動できない設備や移動が禁止される環境がある。境界識別マーク１０３は、たとえば黒色のように周囲の色と区別できる特定の色が施されている。したがって、たとえば接着テープを床板等の床面１０２の表面に接着するだけで、境界識別マーク１０３を形成することができる。
【００１５】
本実施の形態では、境界識別マーク１０３で囲まれた領域の内部に、家具や植木鉢等の所定の置物１０５が配置されている。置物１０５の表面等の所定の位置には、カラープレート１０６が取り付けられており、これによってロボット１０１の制御が行われるようになっている。
【００１６】
このようなロボット制御システム１０７では、図示しないユーザがロボット１０１を制御する際にこれに対して声を掛けたり、あるいは同じく図示しない携帯通信端末を通じて無線による指示を行うことができる。また、ユーザは所定の事項についてロボット１０１を直接操作することもできる。
【００１７】
図２は、本実施の形態のロボットの外観を表わしたものである。ロボット１０１は、頭部１１１とこれを回動自在に保持する胴体部１１２と、この胴体部１１２の底部に取り付けられた移動用車輪部１１３によって構成されている。また、胴体部１１２の前面のやや下方には、筒状のカラーセンサ取付部１１４が上下に振れ角を調整自在に配置されている。カラーセンサ取付部１１４は、胴体部１１２の前方に存在する特定のカラーを検出して、これに応じた制御を実現するためのものである。
【００１８】
胴体部１１２の前面におけるカラーセンサ取付部１１４よりも上の位置には、フルカラーで点灯制御が可能なフルカラーＬＥＤ（Light Emitting Diode）部１１５が配置されている。フルカラーＬＥＤ部１１５の左右にはスピーカ１１６が配置されており、ここからはロボット１０１の音声やユーザの希望する音楽が出力されるようになっている。また、胴体部１１２の側面には、モード切り替えを行うためのモード切替スイッチ１１７が配置されている。
【００１９】
図３は、本実施の形態のロボットの回路構成のうち本発明に直接関係するものを表わしたものである。ロボット１０１は、その胴体部１１２内部にＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１と半導体メモリ１２２を備えた制御部１２３を有している。制御部１２３は、ロボット１０１の各部と接続されている。その主要なものは次の通りである。
【００２０】
（ａ）カラーセンサ取付部１１４
カラーセンサ取付部１１４内には、ＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５と、カラーセンサ部１２６が配置されている。このうちのＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５は、その内部にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光を１色ずつ個別に出力する３個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、これら３個のＬＥＤを個別に駆動する駆動回路（共に図示せず）を配置しており、これらの駆動回路が制御部１２３と接続されている。ＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５からは比較的狭い照射角で光がカラーセンサ取付部１１４の前方に照射される。カラーセンサ部１２６は、ＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５によって照射された対象物から反射される光を検出するようになっている。カラーセンサ取付部１１４は、図示しないが振れ角を調整するためのモータおよび角度を補正するためのセンサを備えている。もちろん、振れ角の調整は手動で行うような構造となっていてもよい。
【００２１】
（ｂ）フルカラーＬＥＤ部１１５
フルカラーＬＥＤ部１１５は、図示しないＲＧＢ３色のＬＥＤと、同じく図示しないこれらの駆動回路を備えており、ＣＰＵ１２１の制御によって各種の状態に応じて点灯する色を各種の色（フルカラー）に変化させるようになっている。
【００２２】
（ｃ）スピーカ１１６
左右１対のスピーカ１１６は、それぞれのアナログ音声信号を増幅するアンプ部１２７およびディジタル信号をアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換部１２８を介して制御部１２３に接続されている。
【００２３】
（ｄ）モード切替スイッチ１１７
モード切替スイッチ１１７は、前記した対象物のカラーによって各種制御を行うカラー制御モードと、このような制御を行わないカラー非制御モードとの切り替えを行う手動スイッチである。本実施の形態ではモード切替スイッチ１１７を胴体部１１２の表面に配置してモードの切り替えを手動で行うようにしているが、これに限るものではない。たとえばモード切替スイッチ１１７は、ユーザがリモートコントローラを使用したり、同じく図示しない携帯電話機等の携帯通信端末を使用してロボット１０１の制御を行う場合には、無線の操作によって切り替えるスイッチであってもよい。
【００２４】
ハードディスク１２９
比較的大容量の記憶装置であり、ここには制御部１２３を制御するための制御プログラムが格納されている他に、制御用の各種のテーブルが格納されている。また、スピーカ１１６から音楽を出力する際に使用される各種の音楽データが格納されている。音楽データは、ロボット１０１の図示しない背面に配置されたＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタを介してユーザが所望のものを格納したり、インターネットにアクセスしてダウンロードすることができる。なお、本実施の形態では記憶装置としてハードディスク１２９を使用しているが、光ディスク、大容量半導体メモリ等の他の記憶装置を使用することも可能である。
【００２５】
モータ部１３０
移動用車輪部１１３を構成する一対の前輪を独立して駆動する動力源としての図示しない１対のモータおよび同じく図示しないこれらの駆動回路から構成されている。図示しない１個の後輪には動力が伝達されない。なお、本実施の形態では３輪構成の移動用車輪部１１３を使用することでロボット１０１の移動制御の容易化と姿勢の安定性を図っているが、脚部を備えたロボットについても本発明は適用可能である。
【００２６】
図４は、図３に示したカラーセンサ取付部内のカラーセンサ部とこれに関連する制御部を具体的に表わしたものである。カラーセンサ部１２６は、Ｒ色を受光するＲ受光部１３１と、Ｇ色を受光するＧ受光部１３２と、Ｂ色を受光するＢ受光部１３３の合計３種類の受光部を備えており、それぞれ波長の異なる光を個別に受光するようになっている。Ｒ受光部１３１の出力はＲアンプ部１３４に入力され、微小なアナログレベルの信号が増幅される。同様にＧ受光部１３２の出力側にはＧアンプ部１３５が、Ｂ受光部１３３の出力側にはＢアンプ部１３６がそれぞれ配置されており、それぞれ微小なアナログレベルの信号を増幅している。
【００２７】
３色の増幅出力１３７〜１３９は、制御部１２３の入力インタフェースとして配置されたＡ／Ｄ変換部１４１に入力され、増幅後のアナログレベルの信号がそれぞれ２５６段階（８ビット）のディジタル信号に変換される。変換後の各色を時分割で表わしたディジタル信号１４２はＣＰＵ１２１に入力され、図３に示したＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５によって照射された対象物の色の解析が行われることになる。
【００２８】
図５は、図１に示したカラープレートの構造を示したものである。カラープレート１０６は、板状のプレート１５１の上にダイクロイックミラー１５２を形成した構造となっている。ダイクロイックミラー１５２は、たとえば誘電体の多層膜からなり、特定の波長を反射し、それ以外の波長を透過させる特性を持っている。板状のプレート１５１は、ダイクロイックミラー１５２を透過した波長成分を吸収するようにその表面が黒色となっている。ダイクロイックミラー１５２を用いたカラープレート１０６は、通常のカラーフィルターを用いる場合に比べると、色分離の精度が高く、良好な反射特性を得ることができる。また、塗料を塗布したプレートと較べると、反射特性が高いだけでなく、耐久性が高く経年劣化を起こしにくい。
【００２９】
図６はＲ色のみを反射するダイクロイックミラーの透過特性を表わしたものである。また、図７はＧ色のみを反射し、図８はＢ色のみを反射するダイクロイックミラーの透過特性をそれぞれ表わしたものである。一般にＲ色（赤〜橙赤）は、６２５〜７４０ｎｍの波長の範囲とされている。また、Ｇ色（緑）は５００〜５６５ｎｍの波長の範囲とされ、Ｂ色（青〜紫青）は４５０〜４８５ｎｍの波長の範囲とされている。
【００３０】
図６に示した特性のダイクロイックミラーでは、長波長側から６００ｎｍ近くの波長までが透過して、図５に示したプレート１５１に吸収される。この結果、可視光のこれ以外の波長としてのＲ色（赤〜橙赤）が反射される。図７に示した特性のダイクロイックミラーでは、同様にしてＧ色（緑）が反射され、図８に示した特性のダイクロイックミラーではＢ色（青〜紫青）が反射される。
【００３１】
図９は、図３に示したＲＧＢ−ＬＥＤ部から出力される光による発光強度特性を表わしたものである。ＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５には、前記したようにＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤが組み込まれているので、それぞれ図９に示した波長特性の光が対象物としてのカラープレート１０６（図５）に照射されることになる。
【００３２】
図１０は、一例としてＧ色のみを選択的に反射するダイクロイックミラーを配置したカラープレートにＲＧＢ−ＬＥＤ部からの光が照射された場合を示したものである。Ｒ色とＢ色は図６および図８に示すようにダイクロイックミラー１５２を通過してプレート１５１に吸収される。このため、これらの色の反射は行われない。Ｇ色については図７に示すようにダイクロイックミラー１５２で反射される。したがって、この例のダイクロイックミラー１０６の場合には、図３に示すＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５からＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤの発光による白色光が照射されると、Ｇ色のみが反射されて、反射光は緑色に見えることになる。
【００３３】
図１１は、境界識別マークの構成を表わしたものである。境界識別マーク１０３は、幅の比較的狭い黒色のビニールテープであり、裏面に接着剤１６１が塗布されている。
【００３４】
図１２は、カラーセンサ取付部のＲＧＢ−ＬＥＤ部の制御の様子を表わしたものである。図３と共に説明する。制御部１２３はモード切替スイッチ１１７がカラー制御モードに設定されているかをチェックする(ステップＳ２０１)。
【００３５】
図１３は、モード切替スイッチに現われた信号とモードとの関係を表わしたものである。図３と共に説明する。モード切替スイッチ１１７が、たとえばＨ（ハイ）レベルの電源ラインにプルアップ抵抗を介して接地側との間に接続されたオン・オフスイッチであるとする。この場合、前記したプルアップ抵抗における電源ラインの接続されていない側の端部の電位をＣＰＵ１２１が検出するものとすると、図１３に示すようにモード切替スイッチ１１７がオンとなっている状態で、ＣＰＵ１２１が検出する信号はＬＶ−ＣＭＯＳ（Low Voltage−Complementary Metal Oxide Semiconductor）レベルのＬ（Low）レベルとなる。また、モード切替スイッチ１１７がオフとなっている状態で、ＣＰＵ１２１が検出する信号はこのＬＶ−ＣＭＯＳレベルのＨ（High）レベルとなる。
【００３６】
図１２に戻って説明を続ける。ＣＰＵ１２１がカラー制御モードに設定されていると判別した場合（ステップＳ２０１：Ｙ）、発光用のＨレベルの信号がＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５に供給される（ステップＳ２０２）。ＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５はこれにより、内部のＲ、Ｇ、Ｂの３色のＬＥＤを共に発光させる（ステップＳ２０３）。これにより、合成された白色光が対象物に照射されることになる。
【００３７】
以上の処理は、モード切替スイッチ１１７がカラー制御モードに設定されている間、同様に繰り返される（リターン）。カラー制御モード以外のモードとしてのカラー非制御モードに設定されている場合、あるいはある時点からカラー非制御モードに設定された場合には（ステップＳ２０１：Ｎ）、その時点から、ステップＳ２０２およびステップＳ２０３の処理が行われない（リターン）。
【００３８】
図１４は、カラーセンサ取付部のカラーセンサ部の制御の様子を表わしたものである。図３および図４と共に説明する。制御部１２３はモード切替スイッチ１１７がカラー制御モードに設定されているかをチェックする(ステップＳ２２１)。カラー制御モードに設定されていれば（Ｙ）、カラーセンサ部１２６のＲ受光部１３１、Ｇ受光部１３２およびＢ受光部１３３の各受光の出力を、Ｒアンプ部１３４、Ｇアンプ部１３５あるいはＢアンプ部１３６のうちの対応するものによって増幅した後のＡ／Ｄ変換出力を、次に説明する動作制御テーブルと比較する（ステップＳ２２２）。そして、該当する制御が存在した場合には（ステップＳ２２３：Ｙ）、対応する周辺機器の接続されている図示しないポートにＬＶ−ＣＭＯＳレベルのＨレベルの信号を供給してその制御動作を実行させることになる（ステップＳ２２４）。
【００３９】
これに対して、前記した動作制御テーブルに該当する制御が存在しない場合には（ステップＳ２２３：Ｎ)、ステップＳ２２４の処理を実行することなく、ステップＳ２２１に処理が戻る（リターン）ことになる。また、カラー非制御モードの場合には（ステップＳ２２１：Ｎ）、カラー制御モードに切り替わるまで、以上説明した制御は行われない（リターン）。
【００４０】
図１５は、動作制御テーブルの内容を表わしたものである。動作制御テーブル１７１は、図３に示したハードディスク１２９内に記憶されており、ユーザが適宜その内容を変更したり、制御動作を追加したりすることができる。動作制御テーブル１７１には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の信号レベルのディジタル値を８ビットずつこの順序に表わした合計２４ビットからなるビット列と、このビット列に対応する制御動作が登録されている。たとえば、制御番号（Ｎｏ．）が「１」では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の信号レベルが共に「オール０」であり、前記したビット列は２４ビットすべてが信号「０」である。このときのロボット１０１の制御動作は「動作停止」である。たとえば、図１に示したロボットがこの図に示した境界識別マーク１０３を検出すると、前方に移動する動作を停止することになる。これは、展示会場等のスペースの限られた場所で、ロボットを動作させる場合に特に有効である。
【００４１】
動作制御テーブル１７１で、制御番号が「２」では、３色のビット列が上位１６桁がオール「０」であり、下位の８桁がオール「１」となっている。このようなＢ色に対応するビット列が検出されたときにはフルカラーＬＥＤ部１１５がフルカラーで点灯する制御動作が実行される。また、制御番号が「３」では、上位と下位のそれぞれ８桁がオール「０」で、中位の８桁がオール「１」となっている。このようなＧ色に対応するビット列が検出されたとき、ロボット１０１はハードディスク１２９に格納された音楽の再生を開始することになる。以下、同様に検出された色に対応する制御動作が実行されることになる。
【００４２】
なお、動作制御テーブル１７１に格納されているビット列によって定められる色は、予め定めた許容度の範囲でカラーセンサ部１２６の検出した色と比較される。許容度をＲ、Ｇ、Ｂの３色のそれぞれ何ビットの範囲とするかは、ユーザが使用環境に応じて自由に設定することができる。
【００４３】
図１６は、ロボットに地面あるいはその近傍のマークを検出して動作させる場合におけるロボットの状態を表わしたものである。この図に示すようにロボット１０１のカラーセンサ取付部１１４が前方下の方向から来る光線を検出するように下に傾いた状態に設定されている。この状態でカラーセンサ取付部１１４は、地面あるいはその近傍の色を検出して、そのときの３色の信号レベルが動作制御テーブル１７１の内容と一致する場合には、対応する動作を行うことになる。たとえば図１に示す境界識別マーク１０３を検出して移動を停止したり、他の色の識別マークを検出してその箇所を回避して移動する等の各種の制御を行わせることができる。
【００４４】
また、図１および図２に示すようにロボット１０１のカラーセンサ取付部１１４が水平方向前方を向いた状態で置物１０５のカラープレート１０６を検出し、これがＧ色の反射を行っていたとすると、前記したようにこの検出時点から図３に示す制御部１２３はハードディスク１２９に格納した音楽データの読み出しを開始する。この音楽データはＤ／Ａ変換部１２８に送られてディジタルデータがアナログデータに変換され、アンプ部１２７がこれを増幅して、スピーカ１１６から出力することになる。
【００４５】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、対象物に境界識別マーク１０３やカラープレート１０６といった可視光による色を使用している。このためロボット１０１だけでなく、ユーザも色によってロボット１０１の採るべき制御内容を事前に知ることができ、制御内容の事前チェックが可能になる。
【００４６】
さらに、本実施の形態ではロボット１０１がＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５を備えており、自ら発光して対象物の色を検出することができる。したがって、周囲が明るい場合はもちろんのこと、暗い場所でも制御内容を認識することができる。また、赤色等の特殊な色の照明が行われている場所でも、ＲＧＢ−ＬＥＤ部１２５が対象物に対する入射光の光の波長成分の不足を補うので、他の色（たとえば赤色の照明に対する緑色）の検出を間違いなく行うことができる。
【００４７】
更に本実施の形態では、カラーセンサ取付部１１４が上下方向に傾斜角を調整できるようにしている。このため、床に配置した境界識別マーク１０３を各種用いてロボット１０１の移動制御を行う場合には、カラーセンサ取付部１１４を下向きに設定することで比較的高い位置に存在する物体の色を検出することで誤動作発生の事態を回避することができる。また、この一方で、絨毯の上を走行させる場合のように床面に各種の色が混在して誤動作を生じるおそれがあるような場合には、比較的高い位置を検出できるようにカラーセンサ取付部１１４の調整を行って該当位置にカラープレート１０６を配置するようにすればよい。
【００４８】
図１６は、ロボットのカラーセンサ取付部が下向きに配置された状態を表わしている。カラーセンサ取付部１１４がこのように下向きに配置されることで、地面に描いたマークの検出が可能になる。
【００４９】
なお、ロボット１０１が色の検出を行うカラープレート１０６に対する測距機能も備えるようにすれば、カラープレート１０６の画像の背景に距離を置いて他の色が混入している環境でも、距離との関係でカラープレート１０６の色のみを抽出して所望の制御動作に対応させることができる。
【００５０】
更に実施の形態では、単色の検出内容を動作制御テーブル１７１で制御動作と対応付けたが、これに限るものではない。例えば、該当する色がハート型の図形に描かれているかといったように色と形を組み合わせたり、所定方向に対象物をスキャンすると第１の色と第２の色が交互に認識されるといった複数色の反復性によって制御動作を特定するようにしてもよい。後者の場合には、たとえば色の違うダイクロイックミラーを同心円状に配置したり、層状に配置することになる。このように複数の色を使い分けることによって、周囲の色のノイズに影響されることが少なくなり、ロボット１０１の制御の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、実施の形態ではロボット１０１の本体前面に比較的大きな筒状のカラーセンサ取付部１１４を配置したが、これに限るものではない。たとえば、頭部の目の位置に配置したテレビカメラから得られた画像から一部の領域を切り出して、その色や色のパターンから制御内容を対応付けるようにしてもよい。この場合には、たとえば周囲が暗くなったような場合には、フルカラーＬＥＤ部１１５から対象物に対して光線を照射するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施の形態のロボットとこれが動き回る空間の一例を表わした斜視図である。
【図２】本実施の形態のロボットの外観を表わした斜視図である。
【図３】本実施の形態のロボットの内部の回路構成を表わした説明図である。
【図４】本実施の形態のカラーセンサ取付部内のカラーセンサ部とこれに関連する制御部を表わしたブロック図である。
【図５】図１に示したカラープレートの構造を示す斜視図である。
【図６】Ｒ色のみを反射するダイクロイックミラーの透過特性を表わした特性図である。
【図７】Ｇ色のみを反射するダイクロイックミラーの透過特性を表わした特性図である。
【図８】Ｂ色のみを反射するダイクロイックミラーの透過特性を表わした特性図である。
【図９】図１に示したＲＧＢ−ＬＥＤ部から出力される光による発光強度特性を表わした特性図である。
【図１０】Ｇ色を反射するダイクロイックミラーを配置したカラープレートにＲＧＢ−ＬＥＤ部からの光が照射された場合を示した説明図である。
【図１１】本実施の形態の境界識別マークの構成を表わした要部斜視図である。
【図１２】本実施の形態のＲＧＢ−ＬＥＤ部の制御の様子を表わした流れ図である。
【図１３】本実施の形態でモード切替スイッチに現われた信号とモードとの関係を表わした説明図である。
【図１４】本実施の形態のカラーセンサ部の制御の様子を表わした流れ図である。
【図１５】本実施の形態の動作制御テーブルの内容を表わした説明図である。
【図１６】カラーセンサ取付部が下向きに配置された状態のロボットの斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  ロボット
１０２  床面
１０３  境界識別マーク
１０５  置物
１０６  カラープレート
１０７  ロボット制御システム
１１４  カラーセンサ取付部
１１５  フルカラーＬＥＤ部
１１６  スピーカ
１１７  モード切替スイッチ
１２１  ＣＰＵ
１２３  制御部
１２５  ＲＧＢ−ＬＥＤ部
１２６  カラーセンサ部
１２９  ハードディスク
１３１  Ｒ受光部
１３２  Ｇ受光部
１３３  Ｂ受光部
１４１  Ａ／Ｄ変換部
１５１  プレート
１５２  ダイクロイックミラー
１７１  動作制御テーブル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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