JPH07213753A

JPH07213753A - パーソナルロボット装置

Info

Publication number: JPH07213753A
Application number: JP6010811A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nonaka; 進一野中; Hiroshi Akai; 寛赤井; Takuya Imaide; 宅哉今出; Ryushi Nishimura; 龍志西村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1994-02-02
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】パソコンなどに接続してプログラミング可能な
ロボット装置において、ユーザの簡単な指示により自ら
の判断で方向転換や移動することの出来るロボット装置
を提供すること。【構成】ロボット装置を走行させる走行手段と、物体を
撮像する撮像手段と、物体の色、大きさ、形状、障害物
までの距離等の特徴量の抽出をする画像処理手段と、プ
ログラムを記憶するメモリ手段と、プログラムを逐次実
行する計算手段と、学習内容を記憶する読み書き可能な
不揮発性メモリ手段と、認識情報などを音声で出力する
音声合成手段と、音声出力手段、パソコンと通信を行な
う通信手段から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プログラミングを行な
うことが可能なロボット装置にかかり、特に、自己の判
断で移動したり、学習したり、ユーザの命令を実行した
りすることの出来るパーソナルロボット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ユーザのプログラムによって、動作する
プログラミングロボットの従来の技術としては、特開昭
６１−８２７７７号公報の「ホビー用走行ロボット」に
見られるように、パーソナルコンピュータを介してプロ
グラムを受け入れた後に、そのプログラムによって走行
するロボットや、特表平４−５０１６６８号公報の「プ
ログラマブルロボット装置」に見られるように、ロボッ
トに備え付けられた端末から直接プログラミングを行な
うことにより走行することの出来るロボットが知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、ユーザがロボットを動作させる時
には、右に向かせる、左に向かせる、前進させる、後退
させるといった命令をあらかじめプログラミングしてお
く必要があるために、使い勝手が悪く、環境の変化に対
応出来ないという問題があった。そこで、本発明の第１
の目的は、ロボットが、自動的判断して行動したり、ユ
ーザとの対話によって行動する知的なロボット装置を提
供することにある。

【０００４】この様に知的なロボットでは、学習機能を
持たせることが有効であるが、パーソナルコンピュータ
などを用いて通信を行なうことで内部のパラメータを書
き替えることを可能にしたロボット装置に学習機能を持
たせようとする場合において、パーソナルコンピュータ
との通信中に、学習の成果であるパラメータを誤って書
き替えてしまう可能性がある。そこで、本発明の第２の
目的は、この様な学習パラメータが通信により破壊する
ことを減じることにある。

【０００５】また、従来のロボット装置において、ロボ
ット装置が動作する際にロボット装置の動作状態を外部
に示す手段を具備していないために、ロボット装置がユ
ーザの意図する動作状態に或るのかどうかといったこと
を確認することが出来なかった。そこで、本発明の第３
の目的は、ロボット思考状況や判断状況をユーザに判り
易く示すことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本ロボット装置は、第１の目的を達成するために、光
を電気信号に変換し物体やその背景を撮像する撮像手段
と、撮像画像中に存在する物体の色、大きさ、形状、位
置、物体までの距離といった情報を生成する画像処理手
段と、プログラムを記憶しておくメモリ手段と、プログ
ラムを逐次実行する計算手段と、該計算手段からの制御
信号によりロボット装置を移動させる走行手段とを設け
る。第２の目的を達成するため、パーソナルコンピュー
タと該ロボット装置の通信において、学習内容を記憶す
る不揮発性メモリに対する書き込みがランダムな入力に
たいして事項されにくくする暗号手段を設ける。第３の
目的を達成するため、音声を合成する音声合成手段と、
合成された音声を出力する音声出力手段を設ける。ある
いは、第３の目的達成のために文字などの画像を合成す
る画像合成手段と、文字情報の画像を表示する画像表示
手段を設けることもある

【０００７】

【作用】本発明においては、まず始めに、ロボットの周
囲の映像は撮像手段により撮像される。そして、撮像さ
れた物体の画像情報は、画像処理手段により物体の色、
大きさ、形状、位置、物体までの距離といった情報に変
換される。これらの情報を用いて、ロボット自身の置か
れている環境の認識を行い、自己の取るべき行動（前進
する、後退する、右に回る、左に回る等）を選択する。
そして、走行手段に制御信号を送ることにより、走行手
段は車輪を回転させ前進、後退、あるいは方向転換をさ
せて、ロボット装置をユーザが意図する場所へ移動す
る。学習型のプログラムを実行する場合には、この行動
の結果に対してユーザから善し悪しの評価を受けること
によりロボット装置では、ユーザの評価をフィードバッ
クして学習用不揮発性メモリ内のパラメータ変更を行な
い、次第にユーザの意図する要な行動を取るようにな
る。また、パーソナルコンピュータで通信を行なって、
計算手段内のメモリのパラメータ等を書き替える場合に
おいて、学習の結果が格納されている不揮発性メモリの
アドレス領域に書き込みを行なう場合には予めその旨を
示す暗号コードを送るように制限を設ける。これによ
り、ユーザが意図してその暗号コードを転送した場合に
のみ、学習領域への書き込みを行なえるようにするの
で、ユーザが予期せず誤って学習の成果を失うことを防
ぐことが出来る。また更に、音声合成手段を具備するこ
とにより、ユーザの呼び掛けにたいして、音声で反応す
ることが出来るのでユーザの呼び掛けが伝わったどうか
といった確認が取れるようになるし、ロボット装置の認
識情報を解説させることも可能になるのでユーザと対話
するロボット装置になる。また、これら認識情報に関し
ては、ディスプレイなどの表示手段に文字情報として、
表示しても同様の効果を期待することが出来る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２、及び
図３を用いて説明する。図１は本発明の構成を示すブロ
ック図である。本発明においてロボット装置は、画像抽
出処理カメラ１０１、音声入力装置１０２、メインプロ
セスユニット１０３、走行装置１０４、通信用モデム１
０５、画像記録装置１０６、画像合成装置１０７、画像
モニタ１０８、音声合成装置１０９、音声出力装置１１
０、バッテリー１１１、サブバッテリー１１２から構成
されている。該ロボット装置の動作原理は以下のとおり
である。該ロボット装置において、メインプロセスユニ
ット１０３は、ロボット全体を制御するための計算手段
として動作する。先ず、該メインプロセスユニットによ
り、音声入力装置１０２や、画像抽出処理カメラ１０１
によって周囲の状況をセンシングをする。画像抽出処理
カメラ１０１は、メインプロセスユニット１０３が指定
する任意の色と輝度の条件が該当する領域を撮像中の画
像から抽出する。そして抽出結果をサンプリングして撮
像中の画像における対象物が占める領域に関する情報を
画像抽出処理カメラ１０１内に設けられたメモリ内に書
き込む。メインプロセスユニット１０３は、画像抽出処
理カメラ１０１から対象物体の占める領域に関する情報
と、画像抽出処理カメラ１０１のレンズのフォーカス距
離をもとにして計算される物体までの距離の情報を得
る。そして、物体までの距離とズーム倍率と撮像素子上
で物体が占める領域の大きさから撮像画像中に存在する
物体の実際の大きさ、形状、位置を、そして、その物体
を抽出するときに指定した色や輝度によりその物体の色
を認識する。また、音声入力装置１０２はマイクロフォ
ンでとらえた音声を周波数成分、その継続時間、周波数
変化の量などに分解し音声の特徴に関する情報を生成す
るものである。これは、例えば、ユーザが予め該ロボッ
ト装置の名前を登録しておき、ユーザがロボットの名前
を呼び掛けたときに、その呼び掛けの音声の特徴情報と
結果と登録されている名前の音声の特徴情報との比較を
行なうことで音声が自己に対する呼びかであるのかを判
定し、その判定結果をロボットの行動に活かすことが出
来る。さらにマイクロフォンとしては、対になった指向
性のマイクロフォンを各々水平な位置に配置することに
より、左右の音声の入力レベル大小関係から、左右どち
らの方角から音声が到来したのかを認識することが出来
る。そして、これらの認識情報を、メインプロセスユニ
ット１０３はメモリ内の内部パラメータを用いて計算す
る。そして、計算の結果を内部のパラメータと比較して
行動パターンを選択する。そして、ここで移動が選択さ
れた場合には、走行装置１０４に制御信号を送り移動を
する。対話が選択されれば、音声合成装置１０９に制御
信号を送り音声を合成する。そして、合成された音声
は、音声出力装置１１０により増幅されスピーカから出
力され、言葉や叫び声を発させる。以上のような機能を
用いて呼ぶと近づいてくるロボット装置のプログラム例
を図７のフローチャートを用いて説明する。初めにロボ
ットは音声入力待ちの状態で待機する。そして、音声の
入力が検知されたらその音声データと予め登録されてい
た自己の名前のデータ比較を行なう。登録データと検知
データが不一致であれば再び音声入力待ち状態で待機す
る。登録データと検知データが一致したら、音声合成装
置１０９に制御信号を送り返事をさせる。例えば「ハ
イ」と返事をさせるのであれば「ハ」を出力させる制御
コードと、「イ」を出力させる制御コードを送る。そし
て、検知された音声の左右のマイクロフォンの入力レベ
ルの差から求められる音声の到来方向の情報をもちい
て、ロボットを音声の到来方向に向けて回転させる制御
信号を走行装置１０４に送る。同時に、画像抽出処理カ
メラ１０１が肌色を抽出する様に設定をする。そして、
肌色の物体が抽出されるまでロボットを回転させ続け、
抽出された肌色の物体が撮像画像中で画面の中心線上に
来た時点で回転を止める。そして、その肌色の物体に向
けて前進する様に走行装置１０４に前進させるための制
御信号を送る。そして距離がゼロ付近になったところで
走行装置１０４に停止の制御信号を送信して停止させ
る。以上のようにプログラミングすることで名前を呼ぶ
と近づいてくる様になる。

【０００９】また、画像記録装置１０６は、画像抽出処
理カメラ１０１で撮像した画像を記録するためのもの
で、記録された画像を再生することにより、該ロボット
装置が移動する過程でどの様な映像を見てきたのかをユ
ーザにも楽しむ事ができる。更に、画像合成装置１０７
は、文字や人物の顔等を合成する映像信号を生成する。
そして、画像モニタ１０８により、画像合成装置１０７
に合成された文字や人物の顔を表示する。ここで表示さ
れる文字情報は、例えば、「通信中です」「エラー発
生」等のロボットの動作状況であり、画像としては、エ
ラー発生個所やそのエラーのシンボルによるロボット装
置の運転状況のインフォメーションや、合成した人物の
顔の口を合成した音声にあわせて動かしたりすることに
よってユーザを楽しませるものである。

【００１０】また、本ロボット装置においては、画像認
識を用いているので、ロボット装置を走行させる場合に
おいて、画像認識情報を自己の移動量にフィードバック
することも可能なので、床面とロボット装置の走行装置
の車輪との滑り量に無関係にユーザの意図した地点に着
実に到達させることができる。

【００１１】図２はメインプロセスユニット１０３の構
成を示したものである。メインプロセスユニット１０３
は、不揮発性メモリ２０１、ＲＯＭ２０２、着脱可能な
外部ＲＯＭ２０３、命令デコーダ２０４、デ−タ演算器
２０５、演算データレジスタ２０６、Ｉ／Ｏポート２０
７ａ〜ｈ、学習用不揮発性メモリ２０８、汎用レジスタ
群２０９、ＲＡＭ２１０、プログラムカウンタ２１１か
ら構成されている。ここで、不揮発性メモリとは、例え
ば、バッテリーバックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等の
電気的に読み書き可能な非破壊メモリの総称を示してい
る。以下メインプロセスユニット１０３の動作について
説明すると、メインプロセスユニット１０３は、不揮発
性メモリ２０１、ＲＯＭ２０２、外部ＲＯＭ２０３から
プログラム読みだして、読みだされた命令を命令デコー
ダ２０４によってデコードし、画像抽出処理カメラ１０
１や音声入力装置１０２から得られる符号化された画像
情報や音声情報をＩ／Ｏポート２０７ａ及びｂによりメ
インプロセスユニット１０３に取り込んでデ−タの演算
を実行する。Ｉ／Ｏポート２０７ｃ、ｄの夫れ夫れに
は、走行装置１０４と音声合成装置１０９が接続されて
いる。そして、データの演算結果から制御信号を生成し
該Ｉ／Ｏポートを介して該ロボット装置を動作させる。
Ｉ／Ｏポート２０７ｅには、通信用モデム１０５が接続
され、パーソナルコンピュータ１１３と通信が行なえ
る。更にＩ／Ｏポート２０７ｆ〜ｈは、拡張用のＩ／Ｏ
ポートで、画像合成装置１０３、マニピュレータなどの
物を掴んだりする装置などを接続する。また、不揮発性
メモリ２０１、ＲＯＭ２０２、外部ＲＯＭ２０３にはそ
れぞれ共通のアドレスバスからアドレスを供給し、各々
違ったアドレスを割り当てる。このうち、ＲＯＭ２０２
は初期設定や非常時の回避行動や外部とのインターフェ
イス等の基本的なプログラムを格納するメモリ領域とな
る。不揮発性メモリ２０１はユーザプログラム領域で、
ユーザがパーソナルコンピュータ１１３などで該ロボッ
ト装置にプログラムを書き込む領域となる。そして、外
部ＲＯＭ２０３は着脱式になっており、外部ＲＯＭ２０
３のプログラムは、ゲームソフトや該ロボット装置の周
辺機器を動作させるための基本ソフトウエアを納める領
域となり使用用途に応じて交換される。さらに、メイン
プロセスユニット１０３は、データの演算結果を一時保
存する汎用レジスタ群２０９と各種パラメータを記憶す
るＲＡＭ２１０及び、学習用不揮発性メモリ２０８を具
備している。この二つのメモリにはハードウェアを簡素
化するために共通のアドレスバスよりアドレスを与え各
々異なったアドレス割り当てる。これらメモリのうち学
習用不揮発性メモリ２０８は該ロボット装置の学習機能
を実現するためのメモリであり、該ロボット装置が学習
した結果を保存しておくためのメモリである。そのた
め、学習用不揮発性メモリ２０８としてＲＡＭを用いる
場合には、該ロボット装置本体とは別系統の電源が常時
供給し、該ロボット装置の電源を落しても学習の成果を
失わないようにする。また、学習用不揮発性メモリ２０
８の一部は、該ロボット装置本体の電源を落す前の動作
モードの保存にも用いることもある。この他、学習用不
揮発性メモリ２０８はパソコン通信を行なうことで必要
に応じてメモリ内容を読みだしたり、更新したりするこ
とも出来る。

【００１２】図３は、該ロボット装置のパッケージの一
実施例である。本実施例において、該ロボット装置は胴
部３０１と頭部３０２から構築されている。まず、頭部
３０２には、人物などの顔をイメージさせるがごとく正
面に画像モニタ１０８を配する。この画像モニタ１０８
は、画像合成装置１０３により合成される喜びや悲しみ
の表情、あるいは該ロボット装置の動作状況を示すパラ
メータやインフォメーション、あるいは画像記録装置１
０６で録画された映像を再生画像を表示するモニタとな
る。画像モニタ１０８の前面には保護カバー３０３を配
し、保護カバー３０３左右の対称な位置に音声を拾うた
めの指向性マイクロフォン３０４Ｌと３０４Ｒを配す
る。各々の指向性マイクロフォンは音声入力装置１０２
に接続され、これら指向性マイクロフォンに入力される
音声の特徴量の抽出と音声の振幅の差分や位相差などか
ら音声の到来方位の推定を行なう。さらに、保護カバー
３０３の上方には画像抽出処理カメラ１０１を取り付け
るが、この時二つの指向性マイクロフォン３０４Ｌと３
０４Ｒの指向方向の軸は、画像抽出処理カメラ１０１の
光軸に対して対称な関係にあるように指向性マイクロフ
ォンと画像抽出処理カメラを配置する必要がある。以上
により、例えば、該ロボット装置の前面に肌色っぽい物
体があり、しかもその方向から、人の声が到来している
というようなとき該ロボット装置はそれが人間であると
判断することが可能になる。そして、保護カバー３０３
の下部にはスピーカ３０５を取り付け、音声合成装置１
０９に合成された後音声出力装置１１０によって増幅さ
れた音声を出力する。さらに、頭頂付近には、空中線３
０６を配し、空中線３０６は通信用モデム１０５に設け
た無線機に接続することでロボット装置同志での無線通
信を可能にする。また、胴部３０１には、四つの脚部が
取り付けられ、それら脚部の各々に駆動輪３０７ａ〜ｄ
を取り付ける。これら四つの駆動輪３０７ａ〜ｄは、脚
部のケーシング内に納められたモータによって駆動さ
れ、各々独立に回転方向と速さを制御できる。これによ
り、前進、後退、方向転換と自由に動き回ることが出来
る。さらに、胴部３０１には、外部ＲＯＭ２０３を差し
込むためのスリット３０８、バッテリー収納ケース３０
９を設ける。更に、胴部３０１の底部には、マザーボー
ド３１０を配する。画像抽出処理カメラ１０１、音声入
力装置１０２、メインプロセスユニット１０３、走行装
置１０４、通信用モデム１０５、画像合成装置１０７、
音声合成装置１０９、外部ＲＯＭ２０３は、このマザー
ボード３１０上に載せられる。また、パーソナルコンピ
ュータを用いて該ロボット装置と無線通信するには、無
線通信ユニット３１２をパソコンのインターフェースに
取付け通信用モデム１０５を介して通信する。

【００１３】図４は、本発明における、該ロボット装置
のマザーボード３１０の一実施例をモデル化したもので
ある、同図において４０１はバスライン、４０２ａ〜ｈ
はカードユニット、４０３ａ〜ｈはコネクタ、４０４は
カードユニットの端子部である。カードユニット４０２
ａ〜ｈは、画像抽出処理カメラ１０１の信号処理部、音
声入力装置１０２、メインプロセスユニット１０３、走
行装置１０４のドライバ、通信用モデム１０５、画像合
成装置１０７、音声合成装置１０９、外部ＲＯＭ２０３
を各々独立にユニット化したものである。また、カード
ユニット４０２ａ〜ｈは各々共通の形状をした端子部４
０４を持ち、その端子部４０４は、表裏逆に差し込まれ
ることを防止するために、例えば、切り込み４０５を付
けて左右非対象の形状を取る。マザーボード３１０の表
面にはのマザーボード３１０にカードユニット４０２ａ
〜ｈを差し込むためのコネクタ４０３ａ〜ｈ取り付けら
れている。各コネクタにはメインプロセスユニット１０
３のＲＯＭアドレス、ＲＯＭデータ、Ｉ／Ｏポートｄ〜
ｈ入出力端子に加えて不揮発性メモリのチップイネーブ
ル、不揮発性メモリのライトネーブル、電源、ＧＮＤ
（接地線）をバスライン４０１と接続するための端子が
設けられている。以上のような構成にすることにより、
目的に応じてカードユニットを自在に組み替えることで
き、非常に拡張性の高いロボット装置になる。また、メ
インプロセスユニット１０３も容易に交換できるのでバ
ージョンアップにも対応する。更に、空いているコネク
タを使って、メインプロセスユニット１０３内の不揮発
性メモリ２０１へのプログラムロードやプログラムリー
ドなどが直接可能になる。更に、いづれかのユニットが
故障した場合でも、その修理はユニットを交換だけで済
むので修理がスムーズに行なえる。

【００１４】図５は、本発明におけるロボット装置の制
御について図示したものである。図５に示したように該
ロボット装置は、３つのモードを大きな柱としている。
各モードの選択は、パーソナルコンピュータで各モード
を表すコード信号を転送することによって行なう。１つ
目は、通常動作モードである。通常動作モードとは不揮
発性メモリに書かれたユーザプログラムや外部ＲＯＭに
書かれたゲームプログラムなどによって実行されるモー
ドである。通常動作モードは、教育モード、自己学習モ
ード、学習停止モードの３つのモードから構成される。
教育モードは、ユーザがパーソナルコンピュータを用い
て、音声認識機能、画像認識機能などを使用してロボッ
ト装置を教育するモードである。自己学習モードは、ロ
ボット装置が勝手気儘に行動しユーザがそれをなんらか
の形で評価し、その評価の善し悪しに応じてパラメータ
が変更されて学習を行なうモードである。学習停止モー
ドは、文字通り学習を停止するモードである。２つ目
は、プログラミングモードで、プログラミングモード
は、ユーザがパーソナルコンピュータを用いて、メイン
プロセスユニット１０３の不揮発性メモリ２０１（プロ
グラミング領域）にプログラムを書き込んだり、不揮発
性メモリ２０１からプログラムを読みだしたりするモー
ドである。３つ目は、通信モードで、通信モードはリー
ドモードとライトモードに分かれる。リードモードは、
通信によりメインプロセスユニットのＲＡＭ２１０のデ
ータや学習用不揮発性メモリ２０８のデータを読むため
のモードである。もう一方のライトモードは、更に、Ｒ
ＡＭライトモードと学習用不揮発性メモリライトモード
に分かれる。ＲＡＭライトモードはＲＡＭ２１０内に書
かれたパラメータなどを書き替えるモードである。もう
一方の学習用不揮発性メモリライトモードは、学習用不
揮発性メモリ２０８の内容を強制的に書き替えてしまう
ものである。バックアップラム２０８には学習の成果が
書き込まれているので、学習用不揮発性メモリライトモ
ードには、プロテクトをかけておく。そこで、通視ソフ
トウエアを用いたプロテクトの一例を図６フローチャー
トを用いて説明する。まず、通信モードに入るために
「リード」「ＲＡＭライト」「学習用不揮発性メモリラ
イト」のいずれかのモード示すコードを転送する。そし
て「学習用不揮発性メモリライトモード」を選択したの
であれば、「プロテクトオフ」のコードを転送する。そ
して「プロテクトオフ」コードに引き続き「スタートシ
グナル」を転送する。その他のモードであれば、「プロ
テクトオフ」のコードを転送せずに「スタートシグナ
ル」だけを転送する。メインプロセスユニットはスター
トシグナルのスキャンを行ない、スキャン中に「プロテ
クトオフ」のコードのが検出されたら学習用不揮発性メ
モリ２０８のライトイネーブルを書き込み許可の状態に
し現在「プロテクトオフ」状態であるフラッグを立て
る。そして、スタートシグナルが検出された時点で通信
処理を開始する。そして、リードモードならリードの処
理ルーティンに制御を移し、ＲＡＭライトモードならＲ
ＡＭライトの処理ルーティンに制御を移す。そして、学
習用不揮発性メモリライトモードで且つプロテクトオフ
のフラッグが立っていれば、学習用不揮発性メモリライ
トの処理ルーティンに制御を移す。学習用不揮発性メモ
リライトモードでありながらプロテクトオン状態である
ときにはエラーを返して処理を終了することにする。ま
た、ＲＡＭライトモードでありなら、学習用不揮発性メ
モリを書き換えようとしたときは、やはりその旨をエラ
ーとして返すようにする。この様に、学習用不揮発性メ
モリにたいしてライトプロテクトをメインプロセスユニ
ット１０３内の通信プログラムに設けることにより、予
期せずして学習用不揮発性メモリ内の学習内容を書き換
えてしまうことを防ぐことが出来る。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、パソコンと通信可能で
プログラマブルなロボット装置において、画像認識機能
により自己の判断で行動するロボット装置が提供され
る。又、ロボット装置操作する場合においても、画像情
報を用いることにより自己の移動量や方向転換量をフィ
ードバックすることが出来るので目的の場所へ到達でき
る。さらに、ロボットに学習機能を持たせる場合におい
ても、パソコンと通信し、パラメータなどの書替を行な
うときに、誤って学習内容を破壊する危険性を減じるこ
とが出来る。さらに、音声合成手段により、ロボット動
作状況などを喋べらせることによりユーザが動作状況の
確認を行なうことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボット装置の構成を示すブロック図である。

【図２】メインプロセスユニットの構成を示すブロック
図である。

【図３】ロボット装置のパッケージの実施例を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明におけるロボット装置の主基板とロボッ
ト装置を構成するブロックのユニット構造の実施例の概
念図である。

【図５】ロボット装置の動作モードの説明図である。

【図６】通信モード時のフローチャートである。

【図７】ロボット装置のプログラム例を示す図である。

【符号の説明】

１０１…画像抽出処理カメラ、１０２…音声入力装置、１０３…メインプロセスユニット、１０４…走行装置、１０５…通信用モデム、１０６…映像記録装置、１０７…画像合成装置、１０８…画像モニタ、１０９…音声合成装置、１１０…音声出力装置、１１１…バッテリ、１１２…サブバッテリ、１１３…パーソナルコンピュータ、２０１…不揮発性メモリ、２０２…ＲＯＭ、２０３…外部ＲＯＭ、２０４…命令デコーダ、２０５…データ演算機、２０６…演算データレジスタ、２０７…Ｉ／Ｏポートレジスタ、２０８…学習用不揮発性メモリ、２０９…汎用レジスタ群、２１０…ＲＡＭ、３０１…胴部、３０２…頭部、３０３…保護カバー、３０４Ｒ、Ｌ…指向性マイク、３０５…スピーカ、３０６…空中線、３０７ａ〜ｄ…駆動輪、３１０…マザーボード、４０１…バスライン、４０２ａ〜ｇ…カードユニット、４０３ａ〜ｇ…コネクタ、４０４…端子部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村龍志神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プログラムを記憶するメモリ手段と、該プ
ログラムを逐次実行する計算手段（ｃｏｍｐｕｔｅ手
段）と、該計算手段の出力に応じて走行する走行手段と
を有するパーソナルロボット装置において、光像を映像
信号に変換する撮像手段と、撮像手段の出力信号を処理
して映像の特徴を出力する画像処理手段を有し、該映像
の特徴を該計算手段に取りこんで行動を決定することを
特徴とするパーソナルロボット装置。
【請求項２】プログラムを記憶するメモリ手段と、該プ
ログラムを逐次実行する計算手段（ｃｏｍｐｕｔｅ手
段）と、該計算手段の出力に応じて走行する走行手段と
を有するパーソナルロボット装置において、計算手段が
自動的にデータを更新する学習用不揮発性メモリを設
け、該学習用不揮発性メモリに外部から暗号を介して通
信する通信手段を設けたことを特徴とするパーソナルロ
ボット装置。
【請求項３】プログラムを記憶するメモリ手段と、該プ
ログラムを逐次実行する計算手段（ｃｏｍｐｕｔｅ手
段）と、該計算手段の出力に応じて走行する走行手段と
を有するパーソナルロボット装置において、音声を生成
する音声合成手段と、音声出力手段とを設け、該計算手
段の計算状況を音声で出力するようにしたことを特徴と
するパーソナルロボット装置。
【請求項４】プログラムを記憶するメモリ手段と、該プ
ログラムを逐次実行する計算手段（ｃｏｍｐｕｔｅ手
段）と、該計算手段の出力に応じて走行する走行手段と
を有するパーソナルロボット装置において、文字を生成
する画像合成手段と、生成した文字を表示する画像表示
手段を設け、該計算手段の計算状況を文字で出力するす
るようにしたことを特徴とするパーソナルロボット装
置。
【請求項５】プログラムを記憶するメモリ手段と、該プ
ログラムを逐次実行する計算手段（ｃｏｍｐｕｔｅ手
段）と、該計算手段の出力に応じて走行する走行手段と
を有するパーソナルロボット装置において、撮像手段
と、画像処理手段、音声合成手段と、音声出力手段、走
行手段、計算手段、通信手段等の各手段をモジュール化
することにより、ユーザが自由に各モジュールを付け足
し、交換することが可能なようにしたことを特徴とする
パーソナルロボット装置。
【請求項６】請求項２又は３のパーソナルロボット装置
において、音声認識手段を設けることにより、音声や文
字などのロボットの意思表示手段と該音声認識手段によ
りユーザと対話することが可能なようにしたことを特徴
とするパーソナルロボット装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４又は５のパーソナル
ロボット装置において、外部ＲＯＭを用いることにより
ユーザがプログラムしなくても動作させることが可能な
ようにしたことを特徴とするパーソナルロボット装置。
【請求項８】請求項２、６又は７のパーソナルロボット
装置において、パソコンと通信することによりパソコン
に付随する磁気記憶媒体や光記憶媒体に学習用不揮発性
メモリの内容を保存することが可能なようにしたことを
特徴とするパーソナルロボット装置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５又は７のパーソ
ナルロボット装置において、ロボット装置動作させるプ
ログラムをパソコンに用いる磁気記憶媒体や光記憶媒体
により供給を受けることにより、ユーザがプログラムし
なくても動作することが可能なようにしたことを特徴と
するパーソナルロボット装置。