1(57)【特許請求の範囲】【請求項１】移動経路上にある障害物を検出する検出手
段、
前記検出手段によって検出された検出障害物が第１メモ
リに予め記憶された所定障害物であるかどうかを判断す
る第１判断手段、
前記第１判断手段によって前記所定障害物ではないと判断したときのみ周囲に人が存在するかどうかを判断する
第２判断手段、および前記第２判断手段によって人が存在すると判断したとき 10
のみ音声ヘルプメッセージを発生する手助け要求手段を備える、自律移動ロボット。
【請求項２】前記第１判断手段は前記検出障害物を前記複数の所定障害物と比較して判断を行う、請求項１記載の自律移動ロボット。

2【請求項３】前記複数の所定障害物に対応する複数の回避プログラムを記憶した第２メモリ、および前記検出障害物がいずれかの前記所定障害物であるとき前記検出障害物に対応する回避プログラムを前記第２メモリから読み出して回避行動を行う回避手段をさらに備える、請求項２記載の自律移動ロボット。
【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】この発明は、自律移動ロボットに関し、特にたとえば、ペットロボット、介護ロボット、掃除ロボットなどに適用され、障害物を回避しながら移動する、自律移動ロボットに関する。
【０００２】【背景の技術】無人工場などにおいて、ロボットが工場内を動き回り、部品を搬送している。この中には、床上

(2)3に表示されたマークに従って移動する単純なロボットもあれば、カメラや超音波センサを使って周囲の状況を認識しながら所定の行動をとる自律的なロボットもある。
また、自律型ロボットは、通常のオフィスビル内で掃除ロボットや資料配達ロボットとしての利用も検討されており、さらに一部では実際に利用されている。
【０００３】【発明が解決しようとする課題】しかし、自律型ロボットには行動命令を予め与えておく必要があり、かつ全ての事態を想定して行動命令を設定するのは不可能に近い。つまり、普段は障害物が何もないはずの廊下に大きな段ボール箱が放置され、ロボットの進行を妨げている
場合、ロボットは段ボール箱を押して通路から片付けることもできるが、段ボール箱はその場から移動してはならないものなのかも知れない。このため、ロボットに与える行動命令としては、単純な「進行を妨げるものがあれば押して片付ける」では不十分である。このように、全ての事態に対処できる完全な行動命令を予め用意しておくことは実際には不可能である。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、あらゆる事態を想定した行動命令を用意することなく事態の解決を図ることができる、自律移動ロボットを提供することである。
【０００５】【課題を解決するための手段】この発明は、移動経路上にある障害物を検出する検出手段、検出手段によって検出された検出障害物が第１メモリに予め記憶された所定障害物であるかどうかを判断する第１判断手段、第１判
断手段によって所定障害物ではないと判断したときのみ周囲に人が存在するかどうかを判断する第２判断手段、および第２判断手段によって人が存在すると判断したときのみ音声ヘルプメッセージを発生する手助け要求手段を備える、自律移動ロボットである。
【０００６】【作用】移動経路上にある障害物が検出手段によって検出され、この検出障害物が所定障害物であるかどうかが第１判断手段によって判断される。第１判断手段が障害物を所定障害物ではないと判断したとき、つまり未知の障害物に遭遇したとき、周囲に人が存在するかどうかが第２判断手段によって判断される。第２判断手段によって人の存在が判断されると、手助け要求手段が音声ヘルプメッセージを発生する。
【０００７】【０００８】この発明のある実施例では、第２判断手段
は、検出障害物が所定障害物でないとき、人の存在を判断する。好ましくは、複数の前記所定障害物が第１メモリに記憶され、第１判断手段は、検出障害物を複数の所定障害物と比較して判断を行う。また、複数の所定障害物に対応する複数の回避プログラムが第２メモリに記憶される。検出障害物がいずれかの所定障害物である場

1020304050

特許３４１１５２９4合、回避手段は、検出障害物に対応する回避プログラムを第２メモリから読み出して回避行動を行う。
【０００９】【発明の効果】この発明によれば、自律移動ロボットが未知の障害物に遭遇したとき周囲に人が存在するかどうかを判断し、人が存在するときに手助けを要求するようにしたため、あらゆる事態を想定した行動命令を用意することなく事態の解決を図ることができる。
【００１０】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。
【００１１】【実施例】図１は、この発明の一実施例の自律移動ロボット１０を示す正面図である。この図１を参照して、この実施例の自律移動ロボット（以下、単に「ロボット」という。）１０は、本体ないし筐体１２を含み、筐体１２の下部に軸１６で回転可能に車輪１４が設けられる。
この車輪１４すなわち軸１６がモータ３６（図２）によって駆動され、これによってロボット１０が任意の方向に移動できる。
【００１２】なお、図示は省略しているが、左右の車輪を独立して制御できるような動力伝達機構、たとえばデファレンシャルギアなどが軸１６または車輪１４に関連して組み込まれている。また、左右の車輪１４を独立制御するために、モータは２つ用いられてもよい。このような駆動系自体に特徴がある訳ではないので、駆動系の構成は他に考えられる。
【００１３】筐体１２は平面ほぼ矩形に形成され、その４つの側面には超音波センサ１８が配置される。各超音波センサ１８は送波器と受波器との組合せであり、超音波が送波器から出力されてから超音波が受波器によって受信されるまでの時間を後述のマイクロコンピュータ２６（図２）に出力する。マイクロコンピュータ２６は、超音波センサ１８からの時間データによって部屋内でのロボット１０の位置や障害物の存在等を検出する。筐体
１２の前面には、たとえばＣＣＤカメラを有するイメージセンサ２０が設けられる。イメージセンサ２０は、ＣＣＤカメラによって前方の物体を撮影し、撮影画像データをマイクロコンピュータ２６に出力する。
【００１４】筐体１２の上面には、熱線を検知するＩＲセンサ２２が設けられる。周囲に熱源（たとえば人間や動物）が存在する場合、検知データがＩＲセンサ２２からマイクロコンピュータ２６に出力され、マイクロコンピュータ２６は、この検知データによって周囲に熱源が存在することを認識する。筐体１２の上面にはまた、スピーカ２４が設けられる。スピーカ２４は、マイクロコ
ンピュータ２６によって生成された合成音声データを取り込み、対応する合成音声を発する。
【００１５】図２を参照して、図１の筐体１２内にはマイクロコンピュータ２６が設けられる。図２では１つの(3)5
マイクロコンピュータ２６が図示されているが、必要に応じて、複数のマイクロコンピュータを設けて、それぞれに画像処理，音声処理，駆動制御等のタスクを分担させるようにしてもよい。しかしながら、ここでの説明では、便宜上、１つまたは複数のマイクロコンピュータをマイクロコンピュータ２６で代表させる。
【００１６】マイクロコンピュータ２６は、図１を参照
して説明した超音波センサ１８，イメージセンサ２０およびＩＲセンサ２２からの入力を受けるとともに、スピーカ２４に合成音声データを与える。図１では図示しなかったが、ロボット１０にはさらにエンコーダ３２およびコンパス３４が設けられる。エンコーダ３２は左右の車輪１４に個別に設けられ、各車輪１４の回転数に応じた数のパルス信号をマイクロコンピュータ２６に入力する。マイクロコンピュータ２６では、各エンーダ３２からのパルス信号をカウントしてロボット１０が移動している速度や刻々変化する位置を計算する。コンパス３４はロボット１０の方位（移動方向）を知るためのものである。
【００１７】ここで、発明者等がロボット１０の実験に使った部屋は、図３に示すように、４ｍ四方のほぼ正方形の部屋で、部屋の中は４つのブロックに分割されている。ドアの部分がスタートで、対角の位置にゴール（目標位置）が設定されている。この部屋の地図データはマイクロコンピュータ２６のＲＡＭ３０に予め記憶されており、ロボット２６は、地図データと上述のエンコーダ３２およびコンパス３４からの入力とによって、現在位置を知ることができる。ＲＡＭ３０にはまた、移動経路データが記憶されており、ロボット１０は、この移動経路データに従って部屋の中を移動する。記憶された移動経路は、図２に矢印で示される。一方、ＲＯＭ２８には、自律移動のためのメインプログラムが記憶されているほか、複数の障害物の画像データおよび各障害物に対応する複数の回避プログラムが記憶されている。
【００１８】マイクロコンピュータ２６は、具体的にはＲＯＭ２８に記憶された図４に示すフロー図を処理する。まずステップＳ１で超音波センサ１８から時間データを取り込み、障害物に遭遇したかどうか判断する。図３に示すようにロボット１０の移動経路上に障害物３８がある場合、時間データの値は、ロボット１０が障害物３８にぶつかる手前で所定の閾値を下回る。このとき、マイクロコンピュータ２６はステップＳ１でＹＥＳと判断し、ステップＳ３に進む。一方、時間データが所定の閾値以上のときは、ステップＳ７で移動経路データに従って所定距離だけ移動し、その後処理を終了する。
【００１９】ステップＳ３では、遭遇した障害物３８の撮影画像データをイメージセンサ２０から取り込み、この障害物３８がＲＯＭ２８に登録済みの障害物であるか未知の障害物であるかを判断する。具体的には、撮影された障害物３８の画像を予め登録された複数の障害物の1020304050

特許３４１１５２９6画像と比較して判断を行う。ここで、障害物３８が登録済みのものであればステップＳ５に進み、この障害物３８に対応する回避プログラムに従った回避行動を行う。
つまり、ＲＯＭ２８から障害物３８に対応する回避プログラムを読み出し、この回避プログラムを処理する。回
避行動を終えると、マイクロコンピュータ２６はステップＳ７で所定距離だけ移動し、処理を終了する。
【００２０】障害物３８が予め登録された障害物と異なる場合（未知の障害物の場合）、マイクロコンピュータ
２６はステップＳ９に進み、ロボット１０と同じブロックに人間がいるかどうか判断する。具体的には、まずＩ
Ｒセンサ２２から検知信号を取り込み、取り込んだ検知信号に基づいて近くに熱源が存在するかどうか判断する。ここで、熱源が存在しなければ、ステップＳ１３で処理を中断し、所定時間経過してからステップＳ９に戻る。一方、熱源が存在すれば、次はこの熱源の方向を向き、熱源の撮影画像データをイメージセンサ２０から取り込む。撮影画像データが取り込まれると、この撮影画像から熱源の画像を抽出し、さらに抽出した熱源の画像から肌色領域を検出する。そして、検出した肌色領域のデータに基づいて、熱源が人間であるかどうか判断する。
【００２１】熱源が人間でない場合（たとえば動物の場合）も、マイクロコンピュータ２６は、ステップＳ１３に進み、所定時間だけ処理を中断してからステップＳ９に戻る。一方、熱源が人間である場合、マイクロコンピ
ュータ２６はステップＳ９からステップＳ１１に進み、スピーカ２４から合成音声によるヘルプメッセージを発する。ここで、ヘルプメッセージとしては、「助けて下さい。」のような漠然としたメッセージや、「前方の障害物をどけてください。」のような具体的なメッセージが考えられる。ヘルプメッセージの出力を終えると、ステップＳ１に戻る。
【００２２】このように、熱源が近くにないか、熱源があってもその熱源が人間でなければステップＳ１３およびＳ９の処理が繰り返される。この結果、ロボット１０は障害物３８の手前で停止し続ける。一方、熱源が近くに存在し、かつこの熱源が人間であれば、ヘルプメッセージによって人間に手助けを要求する。ヘルプメッセージに応答して人間が障害物３８を取り除いてやると、マイクロコンピュータ２６はステップＳ１でＮＯと判断し、ステップＳ７で移動経路データに従って所定距離だけ移動する。そして、処理を終了する。マイクロコンピ
ュータ２６は以上のようなフロー図の処理を繰り返し行い、これによって、ロボット１０は移動経路に沿ってゴールに向かう。
【００２３】この実施例によれば、遭遇した障害物が登録済みの障害物であればその障害物に対応する回避プログラムに従って回避行動を行い、遭遇した障害物が登録されていない未知の障害物であれば周囲の人に手助けを(4)

特許３４１１５２９78
要求するようにしたため、あらゆる事態を想定した回避＊ できず助けが得られない場合、ロボットは、過去に最もプログラムを用意することなく事態の解決を図ることが多く助けってもらった人の名前を発して、その人に連絡できる。
してもらう。ロボットが発する名前の初期値は、ロボッ【００２４】ただし、ロボットが近くにいる人間に助けトの製作者であってもよい。ロボットの要求を理解できを求める場合、単にロボットがメッセージを発するだけなかった人は、ロボットが発した名前の人を呼んできてでは人間は注意を払いにくく、注意を払っても助けるとその人の手助けの様子を観察すれば、どのような手助けいう行動まで至らないことが多い。このような問題を解が必要だったかを理解でき、次回から自分で手助けでき決する方法として、いわゆるアイキャッチのような人間る。の気を引き付ける行動をとることが考えられる。たとえ【図面の簡単な説明】ば、障害物によって移動を妨げられたときに、手で頭を 10 【図１】この発明の一実施例のロボットを示す正面図解
抱えて首を振るなどの大げさな行動を行う場合である。
図である。
【００２５】しかし、ロボットが急に人の気を引くよう【図２】図１実施例のロボットの構成を示すブロック図な行動をしても、逆に怖がられたりするおそれがある。
である。
このような問題は、普段から周囲の人間との間で違和感【図３】実験に用いた部屋の概要を示す図解図である。のない関係を作っておくことで解決できる。具体的に【図４】図１実施例の動作の一部を示すフロー図であは、以下に述べる方法で周囲の人間と良好な関係を築いる。ておけばよい。
【符号の説明】【００２６】ロボットは、普段から、すれ違う人間に誰１０…ロボット
彼となく挨拶する。もし、すれ違う人間が無線バッジの１４…車輪ようなＩＤ装置を携帯していれば、相手の名前を呼んで 20 １８…超音波センサ挨拶する。また、「おはようございます、○○さん。」
２０…イメージセンサ
や「△△さん、こんばんは。」というように、挨拶の内２２…ＩＲセンサ
容を時間によって変化させる。さらに、ロボッットが助
２４…スピーカ
けを必要とする場合に、近くにいる人間の名前が特定で２６…マイクロコンピュータ
きれば、ロボットはその人間の名前を呼んで助けを求め３２…エンコーダる。また、助けてもらった人の名前が特定できる場合
３４…コンパスに、助けてもらった回数を名前毎にカウントする。
３６…モータ【００２７】助けを求めた相手がロボットの要求を理解＊
【図１】

【図２】

(5)

特許３４１１５２９【図３】【図４】─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き(72)発明者(72)発明者(72)発明者(72)発明者(72)発明者

高田 司郎
京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷
５番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所内
石黒 浩
京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷
５番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所内
西村 竜一
京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷
５番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所内
野間 春生
京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷
５番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所内
杉原 敏昭
京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷
５番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所内(72)発明者(72)発明者(56)参考文献

宮里 勉
京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷
５番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所内
中津 良平
京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷
５番地 株式会社エイ・ティ・アール知能映像通信研究所内
特開特開
特開
特開
特公

平９−185412（ＪＰ，Ａ)
平２−230409（ＪＰ，Ａ)
昭57−25001（ＪＰ，Ａ)
昭59−195175（ＪＰ，Ａ)
平７−44911（ＪＰ，Ｂ２)
7(58)調査した分野(Int.Cl. ，ＤＢ名)
B25J 19/06
B25J 5/00
G05D 1/00