JP2005288623A - 移動ロボットの外部検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動ロボットの周囲に位置する検知対象の方向を確実に検知することができる移動ロボットの外部検出装置を提供する。
【解決手段】 移動ロボッＲの頭部Ｒ１には、予め設定された検出可能範囲を有する複数の発光部Ｌ１〜Ｌ８が設けられており、これら発光部Ｌ１〜Ｌ８は、移動ロボットＲに設定された基準軸Ｓｔを中心としてその周囲に配置される。移動ロボットＲの周囲の検知対象Ｄには、前記発光部Ｌ１〜Ｌ８からの光信号を受光する検知用タグＴが設けられている。検知用タグＴは、発光部Ｌ１〜Ｌ８に個別に設定された光信号に含まれる発光部ＩＤを取得することにより、発光方向を特定することができ、検知対象Ｄの方向を検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動ロボットの周囲の外部状態を検出する外部検出装置に関し、特に移動ロボット周囲の検出範囲を拡大できるようにした移動ロボットの外部検出装置に関する。

ロボットには、外部状態を検出するための各種の外部検出装置が搭載されている。例えば、特許文献１に記載のロボットでは、ロボットの頭部に、撮像手段、マイクロフォン、タッチセンサ、光センサなどの各種のセンサが設けられており、これら各種のセンサからの出力に基づいて、ロボットが自律的に行動し得るようになっている。

また、特許文献２に示すように、ロボット頭部に撮像手段が設けられているものでは、ロボット頭部が垂直軸回りと水平軸回りにそれぞれ回動可能に支持されている。ロボット頭部が回動したときに、撮像手段の視線とロボット頭部の動きを常に一致させることで、視線移動に伴う画像の歪みが防止されるようになっている。
特開２００３−２６６３５３号公報（段落００３０、００３３、図１） 特開２００２−１５４０８４号公報（段落００１１〜００１６、図３）

しかしながら、前記特許文献１と特許文献２に記載のものは、いずれも検知対象を検出するための外部検出装置として撮像手段（カメラ）を使用して、撮像手段の前方に位置する検知対象の形状等を検出している。このため、ロボット頭部が前方を向いている場合には、前方の所定領域しか検出することができず、ロボットの背面側に位置する検知対象や背面側から近づく検知対象などを検知することができない。

また、カメラによって検知対象が移動したことを検知するものでは、撮像された前後の画像を比較するなど非常に複雑な処理が必要になる。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、ロボットの全周囲の外部状態を確実に検知することができ、しかも検知対象の方向を簡単な処理で検知することができる移動ロボットの外部検出装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、移動ロボットからの光信号に基づいて所定の受信信号を前記移動ロボットに返す、検知対象に設けた検知用タグを用いて、前記検知用タグが位置する方向を検出する移動ロボットの外部検出装置であって、
前記移動ロボットには、周囲に複数の検出可能範囲が予め設定されており、前記各検出可能範囲に向けて照射する発光部が、前記検出可能範囲に対応して設けられ、前記移動ロボットの設置面に交叉する方向を基準軸として設定したときに、前記移動ロボットには、前記各発光部が前記基準軸の周囲に位置するように設けられて、前記移動ロボットの周囲全体において前記検知用タグを検出可能にしたことを特徴とするものである。

前記第１の発明では、複数の検出可能範囲が移動ロボットの周囲を向くように発光部が配置されているので、検知用タグを設けた検知対象が移動ロボットの周囲のどの位置に存在していても確実に検知することができる。さらに、各発光部にはそれぞれ所定の検出可能範囲が設定されているので、指向性が発揮されて、検知用タグを設けた検知対象の方向を確実に検知できるようになる。しかも、検知対象に設けた検知用タグの受光した光が発せられた発光部を特定するだけという簡単な処理で検知用タグが位置している方向を特定することができる。

例えば、前記移動ロボットは、少なくとも頭部とこの頭部を支える胴体部を有しており、前記発光部が、前記頭部に設けられている。このように、発光部を高い位置に設置することで、より高い位置から検知用タグを検知できるので、より広範囲にわたって検知用タグを検知できるようになり、検知用タグを検出できる確実性を向上させることができる。

この場合、前記頭部には外部撮像手段が設けられており、前記発光部が前記外部撮像手段の上部に設けられていることが好ましい。これにより、検知用タグの方向を外部撮像手段の撮像高さ位置で判断することができるので、検知用タグを設けた検知対象をより的確に検知することができる。したがって、検知用タグを設けた検知対象が移動している場合であっても、外部撮像手段を容易に検知用タグに追従させて撮像することができる。

また、前記移動ロボットは、少なくとも頭部とこの頭部を支える胴体部を有しており、前記発光部が、前記胴体部に設けられていてもよい。このように発光部を低い位置に設置することで、移動ロボット近くで低い場所に位置する検知用タグを確実に検出できる。

また、前記頭部が、前記基準軸に対して、少なくとも前記発光部の並び方向に回動自在に支持されていることが好ましい。このように頭部を回転させる機構を設けることで、前記機構と前記発光部の双方によって、検知対象に設けた検知用タグをより確実に検出できるようになる。例えば、頭部に外部撮像手段が設けられている場合には、この外部撮像手段を直ちに検知用タグが位置する方向に向けることができるので、検知対象をより迅速に認識できるようになる。

また第２の発明は、移動ロボットからの電波信号に基づいて所定の受信信号を前記移動ロボットに返す、検知対象に設けた検知用タグを用いて、前記検知用タグが位置する方向を検出する移動ロボットの外部検出装置であって、
前記移動ロボットには、周囲に複数の検出可能範囲が予め設定されており、前記各検出可能範囲に向けて発信する発信部が、前記検出可能範囲に対応して設けられ、前記移動ロボットの設置面に交叉する方向を基準軸として設定したときに、前記移動ロボットには、前記各発信部が前記基準軸の周囲に位置するように設けられて、前記移動ロボットの周囲全体において前記検知用タグを検出可能にしたことを特徴とするものである。

前記第２の発明では、電波の周波数を高く設定することで、指向性を高くできるので、移動ロボットの周囲に複数の検出可能範囲を設定することができる。よって、第１の発明と同様に、移動ロボットの周囲全体における検知用タグを設けた検知対象の存在と、その検知対象の方向を確実に検知できるようになる。

本発明は、移動ロボットに複数の発光部が設けられるとともに移動ロボットの周囲に各発光部からの光を受光する検知用タグが設けられたものであって、移動ロボットの周囲全体において検知対象の存在とその方向を簡単な処理で確実に検知することができる。

図１は、本実施形態の外部検出装置が搭載された移動ロボットの外観を示す斜視図、図２は、移動ロボットの頭部を上方から見たときの平面図、図３は、本実施形態の外部検出装置が搭載された移動ロボットの応用例を示すシステム構成図、図４は、移動ロボットの構成を示すブロック図、図５は、対象検知部の構成を示すブロック図、図６（ａ）は、移動ロボットの周囲に設定された検出可能範囲を説明する説明図、図６（ｂ）は、高さ方向の検出可能範囲を説明する説明図、図７は、発光部の動作順序を示す説明図、図８は、移動ロボットと検知対象との距離を検出する方法を説明する説明図、図９は、検知対象の方向を検出する方法を説明する説明図、図１０は、検知対象の位置を特定する方法を説明する説明図、図１１は、検知対象に設けられた検知用タグの構成を示すブロック図、図１２は、移動ロボットの対象検知部７０で行われる処理について説明するフローチャート、図１３は、検知用タグ側で行われる処理について説明するフローチャート、図１４は、検知対象検知システムが会社来訪者の検知に応用された場合の、検知対象検知システムの動作を説明するフローチャートである。

（第１実施形態）
図１に示すように、この外部検出装置Ｗは、移動ロボットＲ側に設けられた複数の発光部Ｌ１〜Ｌ８を有しており、移動ロボットＲの周囲に位置する検知用タグＴが位置する方向を検出するものである。

移動ロボットＲは、頭部Ｒ１と、一対の腕部Ｒ２と、一対の脚部Ｒ３と、胴体部Ｒ４とで構成されており、前記頭部Ｒ１は、前記胴体部Ｒ４の上部に設けられ、前記各腕部Ｒ２は、前記胴体部Ｒ４の両側部に設けられ、前記脚部Ｒ３は、前記胴体部Ｒ４の下部に設けられている。前記頭部Ｒ１、腕部Ｒ２及び脚部Ｒ３は、それぞれアクチュエータにより駆動され、自律移動制御部５０（図４参照）により２足歩行の制御がなされる。この２足歩行についての詳細は、例えば特開２００１−６２７６０号公報に開示されている。

図１及び図２に示すように、８個の前記発光部Ｌ１〜Ｌ８は、いずれも赤外光などを発することのできるＬＥＤ（発光ダイオード）で形成され、前記移動ロボットＲの頭部Ｒ１に設けられている。なお、図２では、説明の便宜上、各発光部Ｌ１〜Ｌ８が頭部Ｒ１の外面から突出した状態で図示されているが、実際には各発光部Ｌ１〜Ｌ８の先端が、頭部Ｒ１の外面と同一面上に位置しており、各発光部Ｌ１〜Ｌ８が、頭部Ｒ１の外面から突出しないように構成されている。

また、前記頭部Ｒ１には、外部撮像手段として機能する一対のカメラＣ，Ｃが設けられている。このカメラＣ，Ｃは、映像をデジタルデータとして取り込むことができるものであり、例えばカラーＣＣＤ(Charge-Coupled Device)カメラが使用される。カメラＣ，Ｃは、頭部Ｒ１の正面に左右に平行に並んで配置されており、図１に示すように、前記カメラＣ，Ｃの上部に前記各発光部Ｌ１〜Ｌ８が位置している。

図１に示すように、移動ロボットＲの設置面Ｆに交叉する方向、すなわち本実施形態では設置面Ｆに対して垂直方向を基準軸Ｓｔとしている。この基準軸Ｓｔを移動ロボットＲの中心を通るように設定したときに、前記発光部Ｌ１〜Ｌ８が、前記基準軸Ｓｔを中心としてその周囲に位置するように設けられている。前記基準軸Ｓｔは、図２に示すように、頭部Ｒ１の中心を通るように紙面垂直方向に設定されており、前記頭部Ｒ１には、前記基準軸Ｓｔを中心として、その前方に発光部Ｌ１〜Ｌ３が、後方に発光部Ｌ６が、右側方に発光部Ｌ４及びＬ５が、左側方に発光部Ｌ７及びＬ８に位置している。なお、頭部Ｒ１が正面を向いたときの各発光部Ｌ１〜Ｌ８の前記設置面Ｆからの高さ寸法は、必ずしも互いに一致するものでなくてもよく、上下にずれて配置されてもよい。

なお、本実施形態の外部検出装置を説明するに当たっては、図３に示す応用例（検知対象検知システムＡ）を参照して説明する。
図３に示すように、この検知対象検知システムＡは、検知装置である移動ロボットＲの周辺領域に、検知対象Ｄ、例えば検知用タグＴを装着した人が検知されるかを確認すると共に、検知対象Ｄが検知された場合には、検知対象Ｄが、移動ロボットＲを基準として、どの方向に、そしてどの位離れた位置に存在するのかを特定する、すなわち検知対象Ｄの位置を特定するものである。ただし、第１実施形態（第２実施形態も同様）は、移動ロボットＲを基準として、どの方向に位置して存在するかを特定するものである。

図３に示すように、検知対象検知システムＡは、移動ロボットＲと、この移動ロボットＲと無線通信によって接続された基地局１と、この基地局１とロボット専用ネットワーク２を介して接続された管理用コンピュータ３と、この管理用コンピュータ３にネットワーク４を介して接続された端末５と、検知対象Ｄが備える検知用タグＴとから構成される。
ここで、検知用タグＴを装着した人が、検知対象Ｄとして規定されている。

この検知対象検知システムＡにおいて、移動ロボットＲは、前記移動ロボットＲの周辺領域に、検知対象Ｄ、例えば検知用タグＴを装着した人が存在するか否かを検知し、検知した検知対象Ｄの位置を特定すると共に、必要に応じて、検知対象Ｄが誰であるのかという個人識別を行うものである。
管理用コンピュータ３は、基地局１、ロボット専用ネットワーク２を介して移動ロボットＲの移動・発話などの各種制御を行うと共に、移動ロボットＲに対して必要な情報を提供するものである。ここで、必要な情報とは、検知された検知対象Ｄの氏名や、移動ロボットＲの周辺の地図などがこれに相当し、これらの情報は、前記管理用コンピュータ３に設けられた記憶手段（図示せず）に記憶されている。
ロボット専用ネットワーク２は、基地局１と、管理用コンピュータ３と、ネットワーク４とを接続するものであり、ＬＡＮなどにより実現されるものである。
端末５は、ネットワーク４を介して管理用コンピュータ３に接続し、前記管理用コンピュータ３の記憶手段(図示せず)に、検知用タグＴに関する情報及び前記検知用タグＴを装着した人物（検知対象Ｄ）に関する情報などを登録する、若しくは登録されたこれらの情報を修正するものである。
そして検知用タグＴとは、例えばＩＣタグがこれに相当する。

以下、移動ロボットＲ、そして検知対象Ｄの構成についてそれぞれ詳細に説明する。
図４に示すように、本実施形態での移動ロボットＲは、前記発光部Ｌ１〜Ｌ８及び前記カメラＣ，Ｃとともに、スピーカＳ、マイクＭＣ、画像処理部１０、音声処理部２０、画像伝送部３０、制御部４０、自律移動制御部５０、無線通信部６０、及び対象検知部７０を有する。さらに、移動ロボットＲには、移動ロボットＲの位置を検出するためのジャイロセンサＳＲ１やＧＰＳ受信機ＳＲ２が設けられている。

前記画像処理部１０は、前記カメラＣ，Ｃが撮影した画像を処理して、撮影された画像から移動ロボットＲの周囲の状況を把握するため、周囲の障害物や人物の認識を行う部分である。
この画像処理部１０は、ステレオ処理部１１ａ、移動体抽出部１１ｂ、及び顔認識部１１ｃを含んで構成される。

前記ステレオ処理部１１ａは、左右のカメラＣ，Ｃが撮影した２枚の画像の一方を基準としてパターンマッチングを行い、左右の画像中の対応する各画素の視差を計算して視差画像を生成し、生成した視差画像及び元の画像を移動体抽出部１１ｂに出力する。なお、この視差は、移動ロボットＲから撮影された物体までの距離を表すものである。

前記移動体抽出部１１ｂは、前記ステレオ処理部１１ａから出力されたデータに基づき、撮影した画像中の移動体を抽出するものである。移動する物体（移動体）を抽出するのは、移動する物体は人物であると推定して、人物の認識をするためである。
移動体の抽出をするために、移動体抽出部１１ｂは、過去の数フレーム（コマ）の画像を記憶しており、最も新しいフレーム（画像）と、過去のフレーム（画像）を比較して、パターンマッチングを行い、各画素の移動量を計算し、移動量画像を生成する。そして、視差画像と、移動量画像とから、カメラＣ，Ｃから所定の距離範囲内で、移動量の多い画素がある場合に、人物があると推定し、その所定距離範囲のみの視差画像として、移動体を抽出し、顔認識部１１ｃへ移動体の画像を出力する。

前記顔認識部１１ｃは、抽出した移動体から肌色の部分を抽出して、その大きさ、形状などから顔の位置を認識する。なお、同様にして、肌色の領域と、大きさ、形状などから手の位置も認識される。
認識された顔の位置は、移動ロボットＲが移動するときの情報として、また、その人とのコミュニケーションを取るため、制御部４０に出力されると共に、前記無線通信部６０に出力される。

図４に示すように、前記音声処理部２０は、音声合成部２１ａと、音声認識部２１ｂとを有する。
前記音声合成部２１ａは、制御部４０が決定し、出力してきた発話行動の指令に基づき、文字情報から音声データを生成し、スピーカＳに音声を出力する部分である。音声データの生成には、予め記憶している文字情報と音声データとの対応関係を利用する。
前記音声認識部２１ｂは、マイクＭＣから音声データが入力され、予め記憶している音声データと文字情報との対応関係に基づき、音声データから文字情報を生成し、制御部４０に出力するものである。

前記画像伝送部３０は、無線通信部６０を介してカメラＣ，Ｃから入力された画像データを前記管理用コンピュータ３へ出力する部分である。

前記自律移動制御部５０は、頭部制御部５１ａ、腕部制御部５１ｂ、脚部制御部５１ｃを有している。
前記頭部制御部５１ａは、制御部４０の指示に従い頭部Ｒ１を駆動し、腕部制御部５１ｂは、制御部４０の指示に従い腕部Ｒ２を駆動し、脚部制御部５１ｃは、制御部４０の指示に従い脚部Ｒ３を駆動する。
前記頭部Ｒ１は、図２に示す発光部Ｌ１〜Ｌ８の並び方向Ｑに回動自在に支持されており、前記頭部制御部５１ａは、制御部４０の指示に従い頭部Ｒ１を前記並び方向、すなわちカメラＣ，Ｃは水平状態を維持したまま、カメラＣ，Ｃとともに頭部Ｒ１が時計回り方向及び反時計回り方向に回動自在に制御される。なお、前記頭部Ｒ１には、前記方向に加えて、斜め上方や斜め下方を向く機構が設けられていてもよい。前記した頭部Ｒ１の向きを各方向に駆動する機構は、従来から一般的に採用される機構を利用することができ、その内部機構についての説明は省略する。

前記ジャイロセンサＳＲ１、及びＧＰＳ受信機ＳＲ２が検出したデータは、制御部４０に出力され、移動ロボットＲの行動を決定するのに利用されると共に、制御部４０から無線通信部６０を介して管理用コンピュータ３に送信される。

前記無線通信部６０は、管理用コンピュータ３とデータの送受信を行う通信装置である。無線通信部６０は、公衆回線通信装置６１ａ及び無線通信装置６１ｂを有する。
前記公衆回線通信装置６１ａは、携帯電話回線やＰＨＳ（Personal Handyphone System）回線などの公衆回線を利用した無線通信手段である。一方、無線通信装置６１ｂは、IEEE802.11b規格に準拠するワイヤレスＬＡＮなどの、近距離無線通信による無線通信手段である。
前記無線通信部６０は、管理用コンピュータ３からの接続要求に従い、公衆回線通信装置６１ａ又は無線通信装置６１ｂを選択して管理用コンピュータ３とデータ通信を行う。

前記対象検知部７０は、移動ロボットＲの周囲に検知用タグＴを備える検知対象Ｄが存在するか否かを検知すると共に、検知対象Ｄの存在が検知された場合、前記検知対象Ｄの位置を特定するものである。
図５に示すように、前記対象検知部７０は、制御手段８０と、電波送受信手段９０と、発光手段１００と、記憶手段１１０とを含んで構成される。

前記制御手段８０は、後記する電波送受信手段９０から無線送信される検索信号と、後記する発光手段１００から赤外光として出力される方向検査信号を生成すると共に、検索信号を受信した検知用タグＴから送信された受信報告信号を基に、検知対象Ｄの位置を特定するものである。
ここで、前記検索信号とは、移動ロボットＲの周囲に検知対象Ｄが存在するか否かを検知するための信号であり、前記方向検査信号とは、検知対象Ｄが移動ロボットＲを基準としてどの方向に位置するかを検知するための信号である。
また、前記受信報告信号とは、前記検知用タグＴが、少なくとも検索信号を受信したことを示す信号である。

図５に示すように、前記制御手段８０は、データ処理部８１と、暗号化部８２と、時分割部８３と、復号化部８４と、電解強度検出部８５とを含んで構成される。

前記データ処理部８１は、前記検索信号と前記方向検査信号を生成すると共に、検知対象Ｄの位置を特定するものであり、信号生成部８１ａと、位置特定部８１ｂとを含んで構成される。

前記データ処理部８１の信号生成部８１ａは、所定時間毎に、若しくは移動ロボットＲの制御部４０から電波の発信を命令する信号（発信命令信号）が入力されるたびに、記憶手段１１０を参照して、対象検知部７０が設けられた移動ロボットＲに固有の識別番号（以下、ロボットＩＤという）を取得する。そして、信号生成部８１ａは、前記ロボットＩＤと受信報告要求信号とを含んで構成される検索信号を生成する。
ここで、前記受信報告要求信号とは、検索信号を受信した検知対象Ｄ（検知用タグＴ）に対して、前記検索信号を受信した旨を示す信号（受信報告信号）を生成するように要求する信号である。

また、前記信号生成部８１ａは、前記検索信号を生成する際に、後記する発光手段１００から赤外線信号として照射される方向検査信号も生成する。
前記方向検査信号は、発光手段１００に設けられた発光部Ｌ１〜Ｌ８の総てについて、個別に生成されるものであり、前記したロボットＩＤと、発光部Ｌ１〜Ｌ８を特定する識別子（発光部ＩＤ）を含んで構成される。
なお、前記発光部ＩＤを含む方向検査信号が、請求項における、移動ロボットＲから検知用タグＴに向けて送られる光信号に相当する。
また、前記方向検査信号は、前記復号化部８４から入力される受信報告信号に発光要求信号が含まれている場合にも生成される。

前記移動ロボットＲには、発光部Ｌ１〜Ｌ８が合計８つ設けられているので、前記データ処理部８１は、前記ロボットＩＤと前記発光部ＩＤとから構成される方向検査信号を、合計８つ生成する。
例えば、ロボットＩＤが「０２」であり、発光部Ｌ１〜Ｌ８の発光部ＩＤが「Ｄ１〜Ｄ８」である場合、発光部Ｌ１について生成される方向検査信号は、ロボットＩＤ＝「０２」と、発光部ＩＤ＝「Ｄ１」とを含み、発光部Ｌ２について生成される方向検査信号は、ロボットＩＤ＝「０２」と、発光部ＩＤ＝「Ｄ２」とを含むことになる。

そして、前記信号生成部８１ａは、前記方向検査信号と前記検索信号とを、暗号化部８２に出力する。なお、前記データ処理部８１の位置特定部８１ｂは、検索信号を受信した検知用タグＴから送信された受信報告信号をもとに、検知対象Ｄの位置を特定するものであるが、その際にこの位置特定部８１ｂで行われる処理は、制御手段８０に含まれる復号化部８４と電解強度検出部８５における処理と共に、後に詳細に説明する。

前記暗号化部８２は、入力された信号を暗号化した後、出力するものである。そして、暗号化部８２は、検索信号の暗号化により得られた検索信号（暗号化検索信号）を、後記する電波送受信手段９０に出力する。これにより、暗号化検索信号は、変調されたのち、電波送受信手段９０から無線送信されることになる。

また、前記暗号化部８２は、データ処理部８１から入力された方向検査信号を、同様にして暗号化する。そして、暗号化部８２は、方向検査信号の暗号化により得られた方向検査信号（暗号化方向検査信号）を、後記する時分割部８３に出力する。

前記方向検査信号は、前記したデータ処理部８１において発光手段１００の発光部ごとに一つずつ生成される。よって、図５に示すように、前記発光手段１００には合計８つの発光部Ｌ１〜Ｌ８が設けられているので、暗号化部８２には、合計８つの方向検査信号がデータ処理部８１から入力される。その結果、合計８つの暗号化方向検査信号がこの暗号化部８２において生成され、時分割部８３に出力されることになる。

前記時分割部８３は、発光手段１００の各発光部Ｌ１〜Ｌ８の発光順序と、発光タイミングを設定するものである。具体的には、前記暗号化部８２から暗号化方向検査信号が入力されると、時分割部８３は、各発光部Ｌ１〜Ｌ８の発光順序及び発光タイミングを決定し、決定した発光順序及び発光タイミングで、暗号化方向検査信号を発光手段１００に出力する

例えば、発光部Ｌ１、発光部Ｌ５、発光部Ｌ２、発光部Ｌ６、発光部Ｌ３、発光部Ｌ７、発光部Ｌ４、そして発光部Ｌ８の順番で、各発光部Ｌ１〜Ｌ８を所定時間（例えば、０．５秒）間隔で発光させる場合、前記時分割部８３は、前記暗号化方向検査信号を、前記所定時間間隔で、発光部Ｌ１の変調部、発光部Ｌ５の変調部、発光部Ｌ２の変調部、発光部Ｌ６の変調部、発光部Ｌ３の変調部、発光部Ｌ７の変調部、発光部Ｌ４の変調部、そして発光部Ｌ８の変調部という順番で出力する。

合計８つの暗号化方向検査信号が時分割部８３に入力される。そして、これら暗号化方向検査信号は、前記したデータ処理部８１において、出力される発光部があらかじめ決められている。したがって、時分割部８３は、暗号化方向検査信号が入力されると、暗号化方向検査信号に含まれる発光部ＩＤを確認し、発光部ＩＤにより特定される発光部に隣接する変調部に向けて、決められた順序及びタイミングで、暗号化方向検査信号を出力する。

例えば、発光部Ｌ１〜Ｌ８の発光部ＩＤが「Ｄ１〜Ｄ８」で規定される場合、時分割部８３は、発光部ＩＤが「Ｄ１」である暗号化方向検査信号を、発光部Ｌ１に隣接する変調部に出力し、発光部ＩＤが「Ｄ２」である暗号化方向検査信号を、発光部Ｌ２に隣接する変調部に出力することになる。

前記発光手段１００は、移動ロボットＲを基準として前記移動ロボットＲの周囲において予め設定された検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８に向けて光を照射するものである。

図５及び図６（ａ）に示すように、前記発光手段１００は、８つの前記発光部Ｌ１〜Ｌ８と、各発光部Ｌ１〜Ｌ８に対応させて設けられた変調部とを含んで構成されている。
前記変調部は、前記時分割部８３から入力された暗号化方向検査信号を、所定の変調方式で変調し、変調信号とするものである。各発光部Ｌ１〜Ｌ８は、変調信号を赤外線信号（赤外光）として、予め決められた検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８に向けて照射するものである。

図６（ａ）に示すように、前記各発光部Ｌ１〜Ｌ８には、所定の検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８が設定されている。具体的には、発光部Ｌ１〜Ｌ３には、周方向に角度αの検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ３がそれぞれ設定され、発光部Ｌ４〜Ｌ８には、周方向に角度βの検出可能範囲Ｓａ４〜Ｓａ８がそれぞれ設定され、さらに角度β＞角度αとなるように設定されている。

このように検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８を設定すると、移動ロボットＲが検知対象Ｄを検知し、検知対象Ｄの方向に顔を向ける動作を行うときに、移動ロボットＲの顔の正面（視線の方向）と、検知対象Ｄの位置とでズレが生じると、移動ロボットＲの視線が自分を向いていないと検知対象Ｄが感じる場合があるという不都合を解消することができる。なお、この不都合を解消する方法として、検出可能範囲の数を多く設定するということが考えられるが、必ずしも移動ロボットＲの周囲全体の検出可能範囲を増やす必要はなく、前方のみの検出可能範囲を増やして、前方側の位置特定を細かくできるようにすることで、検知対象Ｄの位置する方向に移動ロボットＲの視線の方向を向けることができる。前記のように検出可能範囲を設定することにより、発光部の設置個数を無駄に増やす必要がなくなる。

このため、本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、移動ロボットＲの頭部Ｒ１の前方において、各検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ３の赤外光の照射範囲を狭くすることで、移動ロボットＲの正面側にある各検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ３内における検知対象Ｄの位置をより正確に特定できるようにしている。
これにより、検知対象Ｄが人であり、かつ移動ロボットＲに設けられたカメラＣ，Ｃで人の顔の撮像を行う場合に、移動ロボットＲの正面側における検知対象Ｄの位置特定をより正確に行って、移動ロボットＲの移動制御やカメラＣ，Ｃの画角の調整に反映させることができるので、移動ロボットＲのカメラＣ，Ｃを、検知対象Ｄである人の顔の正面にきちんと位置させることが可能となる。

また本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、移動ロボットＲの周囲に検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８を設定することにより、移動ロボットＲの全周囲（３６０度方向）の外部状態を一度に検出できるようになる。したがって、検知用タグＴが設けられた検知対象Ｄが、カメラＣ，Ｃの正面側に位置していない場合であっても、検知対象Ｄを検出することができる。

また本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８に含まれない領域、すなわち検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８の死角を最小限にするために、隣接する検出可能範囲は、その周方向（幅方向）の端部において互いに重なるように設定されている。しかし、隣接する検出可能範囲が重なるように設定されると、隣接する検出可能範囲に対して、同時若しくは連続して発光部Ｌ１〜Ｌ８から赤外光が照射されたときに、検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８の重なる部分において干渉が生じることとなる。
そこで、このような干渉を防止するために、隣接する検出可能範囲に対して赤外光が連続して照射されることで干渉が生じないように、前記した制御手段８０の時分割部８３において、暗号化方向検査信号を出力する順序とタイミングを調整している。

例えば、図７に示すように、検出可能範囲Ｓａ１、検出可能範囲Ｓａ４、検出可能範囲Ｓａ７、検出可能範囲Ｓａ２、検出可能範囲Ｓａ５、検出可能範囲Ｓａ８、検出可能範囲Ｓａ３、検出可能範囲Ｓａ６、検出可能範囲Ｓａ１、・・・というような順番で発光部Ｌ１〜Ｌ８から赤外光が照射されるように、時分割部８３が、暗号化方向検査信号を変調部に向けて出力する順序とタイミングを調整している。

また、図６（ｂ）に示すように、発光部Ｌ１〜Ｌ８から赤外光が照射される高さ方向の検出可能範囲は、人と人とが向かい合って話をする場合の平均的な距離（対人距離）Ｘにおいて、子供から大人までその存在を検知できる範囲に設定されている。なお、図６（ｂ）では、発光部Ｌ２のみについて図示しているが、その他の発光部Ｌ１，Ｌ３〜Ｌ８についても発光部Ｌ２と同様な範囲となるように設定されている。

例えば、移動ロボットＲから距離Ｘ離れた位置において、大人の胸の高さＹの位置と、子供の胸の高さＺの位置とが、赤外光により確実に照射されるように設定されており、この際に各発光部Ｌ１〜Ｌ８から赤外光が照射される高さ方向の角度範囲を角度γとすることにより、前記設定を満たすようになっている。

図５に示すように、前記電波送受信手段９０は、移動ロボットＲの周辺領域に向けて電波を発信すると共に、前記電波を受信した検知対象Ｄから送信された受信報告信号を受信するものである。

前記電波送受信手段９０は、変調部９１と、復調部９２と、送受信アンテナ９３とから構成される。
前記変調部９１は、前記データ処理部８１から入力された検索信号（実際には、暗号化検索信号）を所定の変調方式で変調して変調信号とした後、これを、送受信アンテナ９３を介して無線送信するものである。
また、前記復調部９２は、検知対象Ｄの検知用タグＴから無線送信された変調信号を、送受信アンテナ９３を介して受信し、受信した変調信号の復調により、受信報告信号（実際には、暗号化受信報告信号）を取得するものである。
そして、この復調部９２は、取得した受信報告信号を、制御手段８０の復号化部８４と電界強度検出部８５にそれぞれ出力するものである。

前記復号化部８４は、暗号化された受信報告信号である暗号化受信報告信号を復号化して、受信報告信号を取得し、取得した受信報告信号を、データ処理部８１に出力するものである。

なお、前記受信報告信号には、後に詳細に説明するが、発光部ＩＤとロボットＩＤとタグ識別番号とが少なくとも含まれているので、復号化部８４は、これらをデータ処理部８１に出力することになる。
また、受信報告信号に発光要求信号が含まれていた場合、この発光要求信号もまたデータ処理部８１に出力されることになる。

前記電界強度検出部８５は、検知対象Ｄの検知用タグＴから送信された変調信号を電波送受信手段９０が受信した際に、前記変調信号の強度を求めるものである。
具体的には、電界強度検出部８５は、電波送受信手段９０の復調部９２から入力された、暗号化受信報告信号の電力を検波し、この検波された電力の平均値を電界強度として求め、この求めた電界強度をデータ処理部８１に出力する。

前記データ処理部８１の位置特定部８１ｂは、検知対象Ｄの位置を特定するものである。具体的には、検知対象Ｄの検知用タグＴから送信された変調信号を電波送受信手段９０において受信した際の、前記変調信号の電界強度から、移動ロボットＲから検知対象Ｄまでの距離を求める。さらに、位置特定部８１ｂは、受信報告信号に含まれる発光部ＩＤを参照して、検知対象Ｄが受信した光が、どの発光部から発光されたのかを特定し、特定された発光部の発光方向を、すなわち前記発光部に対応する検出可能範囲の方向を検知対象Ｄの存在する方向とみなし、検知対象Ｄの位置を特定するものである。

このように、移動ロボットＲの頭部Ｒ１に複数の発光部Ｌ１〜Ｌ８を設けて、各発光部Ｌ１〜Ｌ８に所定の検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８を設定して指向性を持たせたことにより、検知用タグＴが設けられた検知対象Ｄの方向を確実に検出することができるようになる。しかも、各発光部Ｌ１〜Ｌ８に個別の発光部ＩＤ（Ｄ１〜Ｄ８）を設定し、受光した発光部Ｌ１〜Ｌ８の発光部ＩＤ（Ｄ１〜Ｄ８）を検出するだけという簡単な処理により、検知対象Ｄが位置する方向を検知できるようになる。したがって、カメラＣ，Ｃによって検知対象Ｄの方向を検知する場合のような高度な処理をする必要がない。

前記位置特定部８１ｂは、復号化部８４から入力された受信報告信号の中からロボットＩＤを取得する。そして取得したロボットＩＤと記憶手段１１０に記憶されたロボットＩＤを比較し、両ロボットＩＤが一致した場合、位置特定部８１ｂは、検知対象Ｄの位置の特定を開始する。

また、図８に示すように、移動ロボットＲの周辺領域は、移動ロボットＲからの距離に応じて４つのエリアに区分されている。すなわち、移動ロボットＲからの距離が短い順に、エリアＩ、エリアＩＩ、エリアＩＩＩ、エリアＩＶとなるように設定されている。
この各エリアＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶと電界強度とは、電界強度の大きさを基準として予め関連づけられており、この関連づけを示すテーブル（距離テーブル）が、記憶手段１１０に記憶されている。

従って、位置特定部８１ｂは、電界強度検出部８５から入力された電界強度をもとに、記憶手段１１０に記憶された距離テーブルを参照し、受信報告信号を発信した検知対象Ｄがどのエリアにいるのかを示す情報（エリア情報）を取得する。
例えば、電界強度検出部８５から入力された電界強度Ｅ１が、エリアＩＩＩを規定する閾値Ｅ２とＥ３（Ｅ２は下限、Ｅ３は上限）との間の値である場合、位置特定部８１ｂは、エリアＩＩＩを示す情報（エリア情報）を取得する。

さらに、位置特定部８１ｂは、復号化部８４から入力された受信報告信号に含まれる発光部ＩＤを参照して、受信報告信号を送信した検知対象Ｄが、移動ロボットＲの発光手段１００のどの発光部から発光された光を受信したのかを特定し、特定された発光部の発光方向を示す情報（方向情報）を取得する。

図９に示すように、移動ロボットＲの周辺領域には、移動ロボットＲを基準として合計８つの検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８が設定されている。そして、記憶手段１１０には、各発光部Ｌ１〜Ｌ８がどの検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８に向けて設置されているのかを示すテーブル（方向テーブル）が記憶されている。

従って、データ処理部８１は、発光部ＩＤをもとに記憶手段１１０に記憶された前記方向テーブルを参照し、前記発光部ＩＤを持つ発光部から発せられる赤外光が、予め設定された検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８のうち、どの領域に照射されるのかを確認する。そして、データ処理部８１は、確認された検出可能範囲を示す情報を、検知対象Ｄが存在する方向を示す情報（方向情報）として取得する。
なお、図９において、本来ならば各検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８の端部は隣接する検出可能範囲の端部と重なっている（図６（ａ）参照）のであるが、この図９では、説明の便宜上、検出可能範囲が重なっている部分は省略してある。また、図１０についても同様である。

そして、位置特定部８１ｂは、取得した前記エリア情報と前記方向情報とから検知対象Ｄの位置を示す情報（位置情報）を生成する。

この位置情報について、図１０を用いて具体的に説明する。この図１０は、図８と図９とを重ねて表示したものに該当する。
ここで、エリア情報が「エリアＩＩＩ」を示し、方向情報が「Ｓａ２」を示す場合、データ処理部８１は、移動ロボットＲの周囲において「エリアＩＩＩ」と「Ｓａ２」とが重なる範囲（図中において、符号Ｐ１で示す範囲）を検知対象が存在する位置と見なし、この範囲を示す情報（位置情報）を生成する。

これにより、図１０に示すように、移動ロボットＲが受信した受信報告信号の強度と、この受信報告信号に含まれる発光部ＩＤとから、移動ロボットＲと検知対象Ｄとの位置関係が特定される。言い換えれば、検知対象Ｄが、移動ロボットＲを基準としてどの方向に、どれだけ離れた位置に存在するのか、すなわち、検知対象Ｄの位置が特定される。
なお、発光部ＩＤを含む受信報告信号が、請求項における受信信号に相当する。

そして、位置特定部８１ｂは、位置情報を、復号化部８４から入力された受信報告信号に含まれるタグ識別番号と共に、移動ロボットＲの制御部４０に出力する。
これにより、移動ロボットＲの制御部４０は、自律移動制御部５０を制御して、移動ロボットＲを検知対象Ｄの正面に移動させることや、検知対象Ｄが人である場合、カメラＣの仰角や向きを修正して、前記検知対象Ｄの顔の撮像を行うことが可能となる。

本実施形態では、前記発光部Ｌ１〜Ｌ８が設けられた移動ロボットＲの頭部Ｒ１が、発光部Ｌ１〜Ｌ８の並び方向（図２参照）に回動自在に支持されているので、カメラＣ，Ｃを検知対象Ｄの正面に直ちに向けることができ、検知対象Ｄが位置する方向とともに検知対象Ｄの撮像によって検知対象Ｄをより正確に検知できるようになる。
また、図６（ａ）に示すように、検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ３が他の検出可能範囲Ｓａ４〜Ｓａ８より狭く設定されている場合、検知対象Ｄが検出可能範囲Ｓａ４〜Ｓａ８内に位置しているときに、頭部Ｒ１を回転させることによって、検知対象Ｄを検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ３の範囲内に位置するように設定することができるので、検知対象Ｄの方向をより詳細に検知できるようなる。

なお、前記受信報告信号に発光要求信号が含まれている場合、信号生成部８１ａは方向検査信号を生成し、暗号化部８２に出力する。これにより、発光手段１００の各発光部Ｌ１〜Ｌ８から赤外線信号が発光されることになる。

さらに、移動ロボットＲの制御部４０は、タグ識別番号を前記管理用コンピュータ３に送信する。これにより、管理用コンピュータ３は、タグ識別番号をもとに記憶手段（図示せず）を参照し、前記タグ識別番号の付された検知用タグを装着した検知対象（人）の特定を行うと共に、特定された検知対象（人）の情報と共に、必要な動作命令などを移動ロボットＲに送信する。
従って、この動作命令などに従って、移動ロボットＲの制御部４０は、移動ロボットＲの各部を制御することになる。

前記検知用タグＴは、移動ロボットＲから送信された電波と、照射された光とを受信し、これらを受信したことを示す受信報告信号を、移動ロボットＲに送信するものである。
検知用タグＴが取り付けられた人が検知対象Ｄであるので、移動ロボットＲから送信された電波と照射された光は、この検知用タグＴにおいて受信される。この検知用タグＴについて以下に説明する。

図１１に示すように、この検知用タグＴは、電波送受信手段１４０と、受光手段１５０と、受信報告信号生成手段１６０と、記憶手段１７０とを備えて構成される。

前記電波送受信手段１４０は、移動ロボットＲから無線送信された変調信号を受信すると共に、前記受信報告信号生成手段１６０において生成された受信報告信号を、変調した後、移動ロボットＲに向けて無線送信するものである。
この電波送受信手段１４０は、送受信アンテナ１４１と、復調部１４２と、変調部１４３とを含んで構成される。

前記復調部１４２は、移動ロボットＲから発信されると共に、送受信アンテナ１４１を介して受信した変調信号を復調し、検索信号（実際には、暗号化検索信号）を取得し、取得した検索信号を前記受信報告信号生成手段１６０に出力するものである。

前記変調部１４３は、前記受信報告信号生成手段１６０の暗号化部１６３から入力された暗号化後の受信報告信号（暗号化受信報告信号）を変調して変調信号を生成すると共に、前記変調信号を、送受信アンテナ１４１を介して、無線送信するものである。

前記受光手段１５０は、移動ロボットＲに設けられた各発光部Ｌ１〜Ｌ８から照射された赤外光を受光するものである。この受光手段１５０は、フォトダイオードなどで形成された受光部１５１と、光復調部１５２とから構成される。
受光部１５１は、移動ロボットＲから照射された赤外光（赤外線信号）を直接受光するものである。光復調部１５２は、受光部１５１において受光した赤外線信号を復調して、方向検査信号（実際には、暗号化方向検査信号）を取得するものである。

具体的には、受光手段１５０は、移動ロボットＲから照射された赤外光を受光部１５１で受光すると、受光した赤外線信号を光復調部１５２において復調して、暗号化方向検査信号を取得する。そして、取得した暗号化方向検査信号を受信報告信号生成手段１６０に出力する。

前記受信報告信号生成手段１６０は、移動ロボットＲから発信された検索信号を電波送受信手段１４０で受信した場合、この検索信号に含まれる受信報告要求信号に従って、移動ロボットＲから発信された検索信号を受信したことを示す信号（受信報告信号）を生成するものである。

図１１に示すように、この受信報告信号生成手段１６０は、復号化部１６１と、データ処理部１６２と、暗号化部１６３とを含んで構成される。

前記復号化部１６１は、入力された暗号化信号を復号化して、信号を取得するものである。この復号化部１６１は、電波送受信手段１４０から入力された暗号化検索信号と、受光手段１５０から入力された暗号化方向検査信号とを復号化して、検索信号と方向検査信号とを取得する。そして、復号化部１６１は、取得した検索信号と方向検査信号とをデータ処理部１６２に出力する。

前記データ処理部１６２は、受信報告信号を生成するものである。
前記検索信号には、検索信号を発信した移動ロボットＲを特定する識別子であるロボットＩＤと、前記電波を受信した検知対象Ｄに対し、所定の処理を命ずる受信報告要求信号とが含まれている。
前記方向検査信号には、方向検査信号を発信したロボットを特定する識別子であるロボットＩＤと、方向検査信号を発信した発光部を特定する発光部ＩＤとが含まれている。

従って、データ処理部１６２は、検索信号が入力されると、この検索信号に含まれる受信報告要求信号に従って、この検知用タグＴの受光手段１５０を待機状態から起動状態にする。
そして、受光手段１５０を起動状態にした後、所定時間経過するまでの間に方向検査信号が入力された場合、データ処理部１６２は、方向検査信号に含まれるロボットＩＤと、検索信号に含まれるロボットＩＤとを比較する。

データ処理部１６２は、両ロボットＩＤが一致した場合、記憶手段１７０を参照し、検知用タグＴに割り当てられた固有の識別番号（タグ識別番号）を取得する。
続いて、データ処理部１６２は、タグ識別番号と、検索信号に含まれていたロボットＩＤと、そして方向検査信号に含まれていた発光部ＩＤとを含んで構成される受信報告信号を生成し、生成した受信報告信号を暗号化部１６３に出力する。

一方、検知用タグＴの受光手段１５０を起動状態にした後、所定時間経過しても方向検査信号が入力されない場合、又は検索信号に含まれていたロボットＩＤと方向検査信号に含まれていたロボットＩＤとが異なる場合、データ処理部１６２は、発光要求信号をさらに含む受信報告信号を生成し、生成した受信報告信号を、暗号化部１６３に出力する。
ここで、発光要求信号とは、検知装置である移動ロボットＲに対して、赤外光を発光するように命令する信号である。

暗号化部１６３は、入力された受信報告信号を暗号化して、暗号化受信報告信号とした後、これを電波送受信手段１４０に出力する。
これにより、暗号化受信報告信号は、前記した電波送受信手段１４０の変調部１４３において変調された後、送受信アンテナ１４１を介して、無線送信されることになる。

前記のように、本実施形態の外部検出装置Ｗでは、頭部Ｒ１に、所定の検出可能範囲Ｓａ１〜Ｓａ８が設定された複数の発光部Ｌ１〜Ｌ８が設けられているので、各発光部Ｌ１〜Ｌ８の指向性によって、検知用タグＴが設けられた検知対象Ｄの方向を確実に特定することができる。
また、本実施形態では、カメラＣ，Ｃの上部に発光部Ｌ１〜Ｌ８を設けたので、移動ロボットＲの撮像高さから検知対象Ｄを検知できるので、検知対象Ｄをより的確に検出できるようになる。

次に、検知対象検知システムＡにおいて行われる処理について図１２乃至図１４のフローチャートを参照して説明する。

はじめに、図１２を参照して、移動ロボットＲの対象検知部７０で行われる処理について説明する。

制御手段８０の信号生成部８１ａは、所定時間間隔毎に、記憶手段１１０を参照して、対象検知部７０が設けられた移動ロボットＲに固有の識別番号（ロボットＩＤ）を取得する（ステップＳ１）。

そして、信号生成部８１ａは、前記ロボットＩＤと、受信報告要求信号とを含んで構成される検索信号を生成する（ステップＳ２）と共に、発光手段１００の各発光部から赤外線信号として照射される方向検査信号を、発光部Ｌ１〜Ｌ８毎に個別に生成する（ステップＳ３）。
ここで、この方向検査信号は、ステップＳ１において取得されたロボットＩＤと、前記方向検査信号が発信される発光部を特定する発光部ＩＤとを含んで構成される。

制御手段８０の暗号化部８２は、信号生成部８１ａで生成された検索信号を暗号化した後、電波送受信手段９０に出力する。これにより、電波送受信手段９０は、暗号化された検索信号（暗号化検索信号）を所定の変調方式で変調して変調信号とした後、送受信アンテナ９３を介して無線送信する（ステップＳ４）。

さらに、制御手段８０の暗号化部８２は、信号生成部８１ａで生成された方向検査信号を暗号化した後、時分割部８３に出力する。
制御手段８０の時分割部８３は、暗号化された方向検査信号（暗号化方向検査信号）が入力されると、発光手段１００の各発光部Ｌ１〜Ｌ８の発光順序及び発光タイミングを決定し（ステップＳ５）、決定した発光順序及び発光タイミングで、発光部Ｌ１〜Ｌ８毎に用意された暗号化方向検査信号を、対応する発光部Ｌ１〜Ｌ８の変調部に出力する（ステップＳ６）。

発光手段１００の各発光部Ｌ１〜Ｌ８に設けられた変調部は、入力された暗号化方向検査信号を所定の変調方式で変調し、所定の波長の赤外線信号とする。そして、前記赤外線信号は、変調部に隣接する発光部から、対応する検出可能範囲に向けて照射される（ステップＳ７）。
これにより、移動ロボットＲの周囲に設けられた各検出可能範囲に対し、時分割部８３で決定された順序かつタイミングで、光信号を有する赤外光が照射されることになる。

電波送受信手段９０の送受信アンテナ９３から発信された検索信号（変調信号）を検知用タグＴが受信すると、検知用タグＴは、受信報告信号（変調信号）を生成し、これを無線送信する。

電波送受信手段９０の復調部９２は、検知用タグＴから無線送信された受信報告信号（変調信号）を、送受信アンテナを介して受信する（ステップＳ８、Ｙｅｓ）と、前記変調信号を復調して暗号化された受信報告信号（暗号化受信報告信号）を取得する。
そして、復調部９２は、取得した暗号化受信報告信号を制御手段８０の復号化部８４と電界強度検出部８５に出力する。

制御手段８０の復号化部８４は、暗号化受信報告信号を復号化して、受信報告信号を取得し、取得した受信報告信号をデータ処理部８１に出力する。

制御手段８０の電界強度検出部８５は、電波送受信手段９０の復調部９２から入力された、暗号化受信報告信号の電力を検波し、この検波された平均電力を電界強度として求め、この求めた電界強度をデータ処理部８１に出力する。

データ処理部８１の位置特定部８１ｂは、電界強度検出部８５から入力された電界強度をもとに、記憶手段１１０に記憶された距離テーブルを参照し、受信報告信号を発信した検知用タグＴがどのエリアにいるのかを示す情報（エリア情報）を取得する（ステップＳ９）。

さらに、位置特定部８１ｂは、復号化部８４から入力された受信報告信号に含まれる発光部ＩＤをもとに、記憶手段１１０に記憶された方向テーブルを参照し、受信報告信号を送信した検知用タグＴが、移動ロボットＲのどの発光部から発光された赤外光を受信したのかを示す情報（方向情報）を取得する（ステップＳ１０）。
そして、位置特定部８１ｂは、エリア情報と方向情報とから検知対象Ｄの位置を特定し、特定した位置を示す位置情報を生成する（ステップＳ１１）。

なお、電波送受信手段９０の復調部９２は、前記したステップＳ８において、検知用タグＴから無線送信された受信報告信号（変調信号）を受信しない場合（ステップＳ８、Ｎｏ）は、受信報告信号を受信するまで待機状態を維持することになる。

次に、図１１に示すブロック図、そして図１３に示すフローチャートを参照して、検知対象Ｄである検知用タグＴ側で行われる処理について説明する。

電波送受信手段１４０の復調部１４２は、送受信アンテナ１４１を介して受信した移動ロボットＲから発信された電波（変調信号）を受信する（ステップＳ２０、Ｙｅｓ）と、受信した変調信号を復調して暗号化検索信号とし、前記暗号化検索信号を後記する受信報告信号生成手段１６０に出力する。

受信報告信号生成手段１６０の復号化部１６１は、電波送受信手段１４０から入力された暗号化検索信号を復号化して、検索信号を取得する。そして、取得した検索信号をデータ処理部１６２に出力する。

受信報告信号生成手段１６０のデータ処理部１６２は、検索信号に含まれる受信報告要求信号に従って、この検知用タグＴの受光手段１５０を待機状態から起動状態にする（ステップＳ２１）。

起動状態にした後、所定時間経過するまでの間に、移動ロボットＲから照射された赤外線信号が、受光手段１５０の受光部１５１で受光されると（ステップＳ２２、Ｙｅｓ）、受光手段１５０の光復調部１５２は、受光した赤外線信号を復調して、暗号化方向検査信号を取得する。そして、取得した暗号化方向検査信号を受信報告信号生成手段１６０に出力する。
すると、受信報告信号生成手段１６０の復号化部１６１は、受光手段１５０から入力された暗号化方向検査信号を復号化して、方向検査信号を取得する。そして、取得した方向検査信号をデータ処理部１６２に出力する。

受信報告信号生成手段１６０のデータ処理部１６２は、方向検査信号に含まれるロボットＩＤと、検索信号に含まれるロボットＩＤとを比較する。

そして、データ処理部１６２は、両ロボットＩＤが一致した場合に（ステップＳ２３、Ｙｅｓ）、受信報告信号を生成する。この際、データ処理部１６２は、記憶手段１７０を参照し、前記検知用タグＴに割り当てられた固有の識別番号（タグ識別番号）を取得する。

続いて、データ処理部１６２は、タグ識別番号と、検索信号に含まれていたロボットＩＤと、そして方向検査信号に含まれていた発光部ＩＤとを含んで構成される受信報告信号を生成し、生成した受信報告信号を暗号化部１６３に出力する（ステップＳ２４）。

一方、検知用タグＴの受光手段１５０を起動状態にした後、所定時間経過しても受光手段１５０から、方向検査信号が入力されない場合（ステップＳ２２、Ｎｏ）、又は検索信号に含まれていたロボットＩＤと方向検査信号に含まれていたロボットＩＤとが異なる場合（ステップＳ２３、Ｎｏ）、受信報告信号生成手段１６０のデータ処理部１６２は、発光要求信号をさらに含む受信報告信号を生成し、生成した受信報告信号を、暗号化部１６３に出力する（ステップＳ２５）。

電波送受信手段１４０の変調部１４３は、暗号化部１６３から入力された暗号化後の受信報告信号（暗号化受信報告信号）を変調して変調信号を生成すると共に、前記変調信号を、送受信アンテナ１４１を介して、無線送信する（ステップＳ２６）。

最後に、図４、図５、図１１に示す各ブロック図、そして図１４に示すフローチャートを参照して、検知対象検知システムＡが会社来訪者の検知に応用された場合を例に挙げて、検知対象検知システムＡの動作について説明する。

会社来訪者が、例えば受付において検知用タグＴを受け取り、受付に設けられた端末５から、前記来訪者の情報（氏名、訪問先部署名など）が入力される（ステップＳ５０）。
すると、端末５において入力された情報が、端末５にネットワーク４を介して接続された管理用コンピュータ３の記憶手段（図示せず）に登録される（ステップＳ５１）。
来訪者は、端末５における入力が完了した後、検知用タグＴを身につけ、訪問先に向かって移動を開始する。

移動ロボットＲの制御手段８０は、所定間隔毎に検索信号と方向検査信号を生成し（ステップＳ５２）、生成された検索信号は、電波送受信手段９０が無線送信する（ステップＳ５３）。一方、生成された方向検査信号は、発光手段１００において変調され、赤外線信号として予め決められた検出可能範囲に照射される。（ステップＳ５４）。

来訪者の検知用タグＴは、検索信号と共に方向検査信号を受信した場合（ステップＳ５５、Ｙｅｓ）、受信報告信号を生成し（ステップＳ５６）、これを無線送信する（ステップＳ５７）。

移動ロボットＲの制御手段８０は、検知用タグＴから無線送信された受信報告信号を受信すると、受信した受信報告信号の電界強度から、移動ロボットＲから検知対象Ｄまでの距離を求め（ステップＳ５８）、検知用タグＴが受信した光を発光した発光部を特定し、特定された発光部の発光方向を、検知対象Ｄの存在する方向とする（ステップＳ５９）。これにより、検知対象Ｄの位置が特定される（ステップＳ６０）。

そして、移動ロボットＲの制御手段８０は、特定された位置を示す位置情報と、受信報告信号から取得したタグ識別番号を移動ロボットＲの制御部４０に出力する。

移動ロボットＲの制御部４０は、タグ識別番号を管理用コンピュータ３に送信する（ステップ６１）。これにより、管理用コンピュータ３は、タグ識別番号をもとに記憶手段（図示せず）を参照し、前記タグ識別番号の付された検知用タグＴを装着した検知対象Ｄ（人）の特定を行う（ステップＳ６２）と共に、特定された検知対象Ｄ（人）の情報と共に、必要な動作命令などを移動ロボットＲに出力する（ステップＳ６３）。

そして、移動ロボットＲでは、管理用コンピュータ３からの命令に基づいて、移動・発話などを行う（ステップＳ６４）。
例えば、１）検知用タグＴを装着した検知対象Ｄ（人）の正面に移動し、検知対象Ｄの顔をカメラＣで撮像する。２）検知対象Ｄ（人）に、「おはようございます」と声をかける。３）検知対象Ｄ（人）用に予め用意されていたメッセージを伝える、などの動作を行う。

（第２実施形態）
図１５は、第２実施形態の外部検出装置が搭載された移動ロボットの外観を示す斜視図である。図１６は、第２実施形態の外部検出装置に係る発光部の胴体部への設置位置を示す平面図である。
この外部検出装置Ｗ１では、図１５及び図１６に示すように、発光部Ｌ１〜Ｌ８が、移動ロボットＲの胴体部Ｒ４に設けられたものであり、胴体部Ｒ４の中心部に紙面垂直方向に設定された基準軸Ｓｔを中心としてその周囲に位置するように設けられている。第２実施形態も第１実施形態と同様に、基準軸Ｓｔを基準として、発光部Ｌ１〜Ｌ３が前方に、発光部Ｌ６が後方に、発光部Ｌ４，Ｌ５が右側方に、発光部Ｌ７，Ｌ８が左側方に設けられている。なお、第２実施形態では、発光部Ｌ１〜Ｌ８の設置場所が異なるだけで、その他の構成は、第１実施形態と同じであり、その説明を省略する。

このように、移動ロボットＲの胴体部Ｒ４に発光部Ｌ１〜Ｌ８を設けることにより、移動ロボットＲの周囲全体における検知対象Ｄに設けた検知用タグＴの検知が可能になる。また、各発光部Ｌ１〜Ｌ８には、それぞれ予め所定の検出可能範囲が設定されているので、指向性が発揮されて、検知対象Ｄに設けた検知用タグＴの方向を検出できるようになる。また、図６（ｂ）において、検出可能範囲Ｓａ２´（一点鎖線で囲む範囲）で示すように、移動ロボットＲ近くに位置してタグＴ´が低い位置にあるものでも、確実に検出できるようになる。

図１７は、第１実施形態の外部検出装置の変形例を示す平面図である。
この実施形態では、移動ロボットＲの頭部Ｒ１に、合計１２個の発光部Ｌ１〜Ｌ１２が設けられており、２個の発光部が１組となって頭部Ｒ１の６箇所に配置されているものである。ただし、２個に限定されるものではなく、３個の発光部、４個の発光部、またはそれ以上の個数の発光部が１組となって配置されるものでもよい。一対の発光部Ｌ１及びＬ２、一対の発光部Ｌ７及びＬ８、一対の発光部Ｌ３及びＬ４、一対の発光部Ｌ５及びＬ６、一対の発光部Ｌ９及びＬ１０、一対の発光部Ｌ１１及びＬ１２が、それぞれひとつの部品として構成されて、頭部Ｒ１に設けられている。すなわち、頭部Ｒ１の中心に設定された基準軸Ｓｔを中心にして、前方に一対の発光部Ｌ１及びＬ２が、後方に一対の発光部Ｌ７及びＬ８が、右側方に一対の発光部Ｌ３，Ｌ４、及び一対の発光部Ｌ５，Ｌ６が、左側方に一対の発光部Ｌ９，Ｌ１０、及び一対の発光部Ｌ１１，Ｌ１２が、それぞれ配置されている。

なお、図１７では、各発光部Ｌ１〜Ｌ１２が頭部Ｒ１の外面から突出した状態で図示されているが、実際には、第１実施形態と同様に、各発光部Ｌ１〜Ｌ１２が頭部Ｒ１の外面から突出しないように設定されている。
また、各発光部Ｌ１〜Ｌ１２は、隣接する発光部の検出可能範囲が互いに干渉しないようにその向きが設定されているものでもよく、または図６（ａ）で説明したように、隣接する発光部を同時に発光させたときに、隣接する発光部の検出可能範囲が互いに干渉するように設定されているものであれば、発光部の発光順序及び発光タイミングを調整して、隣接する発光部が互いに干渉しないように制御される。
この実施形態では、発光部を対にして設けることにより、多くの発光部を少ない部品点数で構成することができ、また設置工程も簡略化できる。

また、発光部Ｌ１〜Ｌ１２は、すべての発光部が設置面Ｆからの高さ位置が一致するように配置される必要はなく、上下方向にずれて配置されていてもよい。例えば、発光部Ｌ３〜Ｌ６及び発光部Ｌ９〜Ｌ１２を、頭部Ｒ１の上部側に互いに高さが一定となるように設置し、他の発光部Ｌ１及びＬ２と、発光部Ｌ７及びＬ８を、前記発光部Ｌ３〜Ｌ６，Ｌ９〜Ｌ１２よりも低い高さ位置となるように設置することができる。

なお、本発明において検知対象の方向を検出するための手段としては、光に限らず、超音波や、マイクロ波などの狭い指向性を持った周波数帯の電磁波を利用して実現することもできる。例えば、超音波センサや、２．４ＧＨｚ、１０ＧＨｚ、２４ＧＨｚのマイクロ波センサなどを用いて、同等のシステムを構成することができる。

（第３実施形態）
図１８は、移動ロボットから電波を発信して検知対象の方向を検知する場合の概略図である。この第３実施形態は、第１実施形態での発光部を、電波を発信可能な発信部に替えて、同様な検出可能範囲が設定されたものであり、その他の構成については、第１実施形態と同様に形成されたものである。

このように、発光部に替えて電波を発信する発信部を搭載したとしても、電波の周波数を高く設定することで指向性が発揮されるようになるので、第１実施形態と同様に、検知用タグＴが設けられた検知対象Ｄの方向を検知できるようになる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発光部の個数、位置、各発光部の検出可能範囲の角度などは、適宜変更することができる。
例えば、第１及び第２実施形態で示したように、前記発光部Ｌ１〜Ｌ８の設置場所は、頭部Ｒ１のみ、または胴体部Ｒ４のみに限定されるものではなく、前記頭部Ｒ１と胴体部Ｒ４のそれぞれに発光部Ｌ１〜Ｌ８を搭載してもよい。このように、所定の検出可能範囲Ｓａ２，Ｓａ２´が設定された発光部（図６（ｂ）参照）を、移動ロボットＲの高さ方向に並べて配置することにより、検知対象Ｄの方向とともに、検知対象Ｄの高さも検出できるようになる。この高さ方向を検出することにより、例えば子供と大人を識別して、発話の種類を変更するように制御できる。

第１実施形態の外部検出装置が搭載された移動ロボットの外観を示す斜視図である。 移動ロボットの頭部を上方から見たときの平面図である。 外部検出装置の応用例である検知対象検知システムのシステム構成図である。 移動ロボットの構成を示すブロック図である。 対象検知部の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、移動ロボットの周囲に設定された検出可能範囲を説明する説明図、 （ｂ）は、高さ方向の検出可能範囲を説明する説明図である。 移動ロボットに設けられた発光部の作動順序を示す説明図である。 移動ロボットと検知対象との距離を検出する方法を説明する説明図である。 検知対象の方向を検出する方法を説明する説明図である。 検知対象の位置を特定する方法を説明する説明図である。 検知用タグの構成を示すブロック図である。 移動ロボットの対象検知部で行われる処理について説明するフローチャートである。 検知対象である検知用タグ側で行われる処理について説明するフローチャートである。 検知対象検知システムの動作を説明するフローチャートである。 第２実施形態の外部検出装置が搭載された移動ロボットの外観を示す斜視図である。 第２実施形態の外部検出装置に係る発光部の胴体部への設置位置を示す平面図である。 第１実施形態の外部検出装置の変形例を示す平面図である。 第３実施形態の外部検出装置に係るものであって、移動ロボットから電波を発信して検知対象の方向を検知する場合の概略図である。

符号の説明

Ｃ カメラ（外部撮像手段）
Ｄ 検知対象
Ｆ 設置面
Ｌ１〜Ｌ８ 発光部
Ｒ 移動ロボット
Ｒ１ 頭部
Ｒ２ 腕部
Ｒ３ 脚部
Ｒ４ 胴体部
Ｓｔ 基準軸
Ｓａ１〜Ｓａ８ 検出可能範囲
Ｔ 検知用タグ

Claims (6)

1. 移動ロボットからの光信号に基づいて所定の受信信号を前記移動ロボットに返す、検知対象に設けた検知用タグを用いて、前記検知用タグが位置する方向を検出する移動ロボットの外部検出装置であって、
   前記移動ロボットには、周囲に複数の検出可能範囲が予め設定されており、前記各検出可能範囲に向けて照射する発光部が、前記検出可能範囲に対応して設けられ、前記移動ロボットの設置面に交叉する方向を基準軸として設定したときに、前記移動ロボットには、前記各発光部が前記基準軸の周囲に位置するように設けられて、前記移動ロボットの周囲全体において前記検知用タグを検出可能にしたことを特徴とする移動ロボットの外部検出装置。
2. 前記移動ロボットは、少なくとも頭部とこの頭部を支える胴体部を有しており、前記発光部が、前記頭部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの外部検出装置。
3. 前記頭部には外部撮像手段が設けられており、前記発光部が前記外部撮像手段の上部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の移動ロボットの外部検出装置。
4. 前記移動ロボットは、少なくとも頭部とこの頭部を支える胴体部を有しており、前記発光部が、前記胴体部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの外部検出装置。
5. 前記頭部が、前記基準軸に対して、少なくとも前記発光部の並び方向に回動自在に支持されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の移動ロボットの外部検出装置。
6. 移動ロボットからの電波信号に基づいて所定の受信信号を前記移動ロボットに返す、検知対象に設けた検知用タグを用いて、前記検知用タグが位置する方向を検出する移動ロボットの外部検出装置であって、
   前記移動ロボットには、周囲に複数の検出可能範囲が予め設定されており、前記各検出可能範囲に向けて発信する発信部が、前記検出可能範囲に対応して設けられ、前記移動ロボットの設置面に交叉する方向を基準軸として設定したときに、前記移動ロボットには、前記各発信部が前記基準軸の周囲に位置するように設けられて、前記移動ロボットの周囲全体において前記検知用タグを検出可能にしたことを特徴とする移動ロボットの外部検出装置。
   

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