JP2006212717A

JP2006212717A - ロボット装置

Info

Publication number: JP2006212717A
Application number: JP2005025581A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Matsumoto; 信義松本
Original assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Current assignee: ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2006-08-17

Abstract

【課題】この発明は、ユーザのニーズや好みに応じてロボットの表情を容易に変更することができるロボット装置を提供する。
【解決手段】この発明は、表情を変化させることができるロボット装置であって、透光性の球形状のスクリーン１０からなる頭部１を胴体部２に取り付け、この胴体部２の内部に顔の表情を投影するための液晶プロジェクタ６を設ける。スクリーン１０の内周面に液晶プロジェクタ６から映像光を出射し、頭部１に表情映像を投影するとともに、液晶プロジェクタ６に与える映像を変化させることで顔の表情及び／または向きを変化させる。
【選択図】図４

Description

この発明は、ロボット装置に関し、特に、表情を変化させることができるロボット装置に関するものである。

従来、目や口を動かすことにより、人間にとって親近感を感じさせるようにさせた人間の顔を持ったロボットが知られている。この種のロボットは、顔部分に、眼球や瞼、下顎の器官に対応したメカニカルな駆動機構を設け、表面全体をゴム被覆に被覆し、これら機構を駆動させて、顔の表情を変化させている（例えば、特許文献１参照）。

一方、マネキンの上半身にプロジェクタを組み込み、モデルに合わせて成形したフェイシャルスクリーンに内側から顔の映像を投影することで、人物の顔、表情や口の動きを本物そっくりに表示するマネキン（商品名Ｃｈａｔｔｙ）が発表されている（例えば、非特許文献１参照）。

また、透光性の球殻状をなし、その一部に開口部を有するスクリーンと、前記開口部に出射面を臨ませて設けられており、映像光を出射するプロジェクタと、前記スクリーンの内周面の前記開口部に対向する位置に設けられており、前記プロジェクタから出射された映像光を反射する凸面鏡とを備えた映像表示装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開平６−２６１９８２号公報特開２００３―３５９３３号公報超立体映像「Ｃｈａｔｔｙ」インターネット <http://www.holoart.co.jp/cho01.html>

上記した特許文献１に示した装置においては、表情を変化させるために複雑な機構を必要とするとともに、年齢や性別を変える場合にはその都度新たな機構で修正する必要があり、作業が煩瑣になるとともにそのコストも嵩むという問題があった。

また、非特許文献１に記載のマネキンにおいては、映像で表情や口の動きを変化させることはできるが、モデルに合わせたフェイシャルスクリーンを準備する必要があり、ユーザの好みにより頻繁にモデルを変えることはできないとともに、首振りなどの動作はやはりメカニカルな機構が必要になるという問題があった。

また、特許文献２には、球状のスクリーンに地球などを表示することができる装置が示されているが、顔の向きや表情をユーザのニーズや好みに応じて適宜変更するという考えは示唆されていない。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、ユーザのニーズや好みに応じてロボットの表情を容易に変更することができるロボット装置を提供することを目的とする。

この発明は、表情を変化させることができるロボット装置であって、透光性の球形状のスクリーン部材からなる頭部を胴体部に取り付け、この胴体部の内部に顔の表情を投影するためのプロジェクタを設け、前記スクリーン部材の内周面にプロジェクタから映像光を出射し、前記頭部に表情映像を投影するとともに、前記プロジェクタに与える映像を変化させることで顔の表情及び／または向きを変化させることを特徴とする。

さらに、この発明は、前記頭部の頭頂部に全方位視覚センサを配置し、この全方位視覚センサの出力に応じて、前記プロジェクタに与える映像を変化させ、顔の表情及び／または向きを変化させるように構成できる。

また、この発明は、ロボット装置に命令を伝達する手段を設け、この命令伝達手段からの出力に応じて、前記プロジェクタに与える映像を変化させ、顔の表情及び／または向きを変化させるように構成できる。

この発明は、頭部を構成するスクリーンの内周面に、プロジェクタからの映像光で顔の表情等を投影表示するように構成しているので、プロジェクタに与える映像を処理することで、顔の表情、向きを自在に変化させることができる。

従って、この発明によれば、ユーザのニーズや好みに応じてロボットの表情を適宜変更させて、ユーザの好みに応じたロボット装置を提供することができる。

この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。図１はこの発明の実施形態にかかるロボット装置を示す正面図、図２は同側面図、図３は背面図である。図４は、この発明の一実施形態のロボット装置の表情投影機構の構成を示す概略断面図である。

図１ないし図４に示すように、この実施形態のロボット装置は、自律移動型のロボット装置であり、頭部１と胴体部２と一対の腕部３と人間の足代わりの走行駆動部４とロボットの目として機能する全方位視覚センサ装置５とを有している。

頭部１は、後述するように、ロボット内部に設けられた表情投影機構により、顔の表情等が投影表示され、各ユーザ毎にパーソナル化されたロボットや後天的な成長などが自在に表現可能に構成されている。このため頭部１は、表情投影機構から与えられる映像を投影するために、全体が球形状をなすスクリーン１０を備え、この球形状スクリーン１０が胴体部２に首部１２を介して取り付けられている。

胴部２内部には、表情投影機構として、この実施形態では、液晶プロジェクタ６並びにこのロボット装置の動作を制御するためのコントローラ２０や各種制御装置、電源装置などが備えられている。

腕部３は、人間の肩に当たる第１の関節部３１、肘に当たる第２の関節部３２、手首に当たる第３の関節部３３とを有しており、関節３１、３２、３３を中心に回動可能に支持されている。また、第３の関節部３３から先にはものをつかむことができるチャック部３４が備えられている。そして、この腕部３、３は、アクチュエータ３０、３０により、数々の動作をこなすことができきるようになっている。

走行駆動部４は、ロボットが倒れたり姿勢を崩したりすることなく移動できるものを採用することができる。ここでは、後述のモータ４２を用いて底面に設けられた車輪４１を駆動し、前後左右に自在に移動できるようになっている。

全方位視覚センサ装置５は、全方位（３６０度）を観測し、ユーザ位置や周囲の状態などを観測するものである。全方位視覚センサ装置５としては、例えば、双曲面ミラー（円錐形ミラー）５１とレンズ５２、ＣＣＤカメラ５３とを備え、全方位の画像をＣＣＤカメラ５３に導く全方位視覚センサ５０が用いられる。そして、全方位視覚センサ装置５の透明ケース５ａ内に、全方位視覚センサ５０が収容されている。移動ロボットに全方位視覚センサを搭載することはすでに知られている。例えば、山澤一誠、八木康史等、移動ロボットのための全方位視覚センサＨｙｐｅｒＯｍｎｉＶｉｓｉｏｎの提案、信学論（Ｄ−１１）、ＶｏｌＪ７８−Ｄ−ＩＩ、Ｎｏ．５、ｐｐ６９８−７０７、１９９６に詳しい。

また、この実施形態においては、頭部１が回転することはないので、頭部１の頂点部（頭頂部）に全方位視覚センサ装置５の中心が位置するように固定している。このように、表情投影のスクリーン１０と全方位視覚センサ装置５のカメラの位置を同軸上に配列することで、視差のない視線検出と視線追従を可能にしている。

上述したように、この実施形態のロボット装置においては、頭部１の内部に設けられた表情投影機構により、顔の表情等を投影表示するように構成されている。

図４に示すように、胴体３内部に液晶プロジェクタ６が、その映像光の出射面を頭部１の頂点部に向けて取り付けられている。液晶プロジェクタ６は、表示すべきロボットの表情に関するＲＧＢの映像データを作成するコントローラ２０に接続されており、コントローラ２０にて作成されたＲＧＢの映像データが液晶プロジェクタ６へ送られ、その映像データに応じた映像光が出射されるようになっている。

胴体７と頭部１とを接続する首部１２には、液晶プロジェクタ６の出射面に対応させて孔１２ａが形成されており、この孔１２ａを通って、液晶プロジェクタ６からＲＧＢの映像光が上方に出射される。

また、首部１２の上面には、内周面１０ａ及び外周面１０ｂを有して全体が球形状をなすスクリーン１０で構成された頭部１が一体的に取り付けられている。この頭部１を構成するスクリーン１０は、液晶プロジェクタ６の出射面に対応する部分が開口部となっており、この開口部が胴体部２の首部１２の上面に接続されている。また、スクリーン１０は、例えば、透光性のアクリル樹脂から構成される。内周面１０ａは、例えばフッ化マグネシウムなどの公知の反射抑制材料にてコーティングすることにより、所謂無反射コーティング処理が施されている。

スクリーン１０の開口部と対向する部分、（頭部１の天頂部分）の内周面１０ａには、円錐形ミラー１１が、ボルト／ナットからなる固定部材によって固定されている。円錐形ミラー１１の液晶プロジェクタ６側に向いた反射面１１ａは双曲面状をなしている。なお、この円錐形ミラー１１は、樹脂材の表面にクロム、アルミニウム、銀などの金属膜を設けて構成しても良い。また、反射面１１ａの形状は、双曲面状に限らず、軸対称形状であれば任意の形状であって良い。

このような構成により、液晶プロジェクタ６から上方に出射されたＲＧＢの映像光からなる表情映像は、円錐形ミラー１１の反射面１１ａにて反射され、その反射光はスクリーン１０の内周面１０ａに入射されてスクリーン１０を透過してその外周面１０ｂから外部に放射されるようになっている。そして、この放射光をユーザが認識することにより映像を視認する。この際、表示対象の物体の映像がこの球殻状のスクリーン１０に正確に表示されるように、スクリーン１０の半径、円錐形ミラー１１の反射面１１ａの形状などを考慮して、その映像データがコントローラ２０にて作成されるようになっている。

次に、動作について説明する。各ユーザ毎にパーソナル化されたロボットの表情や首振りなどその状態に応じたＲＧＢの映像データがコントローラ２０にて作成され、その作成された映像データは液晶プロジェクタ６へ送られる。この映像データに基づいて液晶プロジェクタ６からＲＧＢの映像光が出射される。

出射された映像光は、胴体部２の孔１２ａ及びスクリーン１０の開口部を通過して少し広がりながらスクリーン１０の中空内を上方に進み、円錐形ミラー１１の双曲面状をなす反射面１１ａにて、スクリーン１０の内周面１０ａに向けて反射される。その反射映像光は、スクリーン１０の内周面１０ａからスクリーン１０を透過して外周面１０ｂに到達されて、球形の物体の全体映像がその外周面１０ｂにおいてユーザに視認される。

このような映像光の進み方にあっては、スクリーン１０の内周面１０ａで反射される映像光の影響が懸念される。しかしながら、この発明にあっては、その内周面１０ａに無反射コーティング処理を施しているので、内周面１０ａに入射した映像光は殆ど反射しないため、反射光の影響を受けることがなく、鮮明な表情の映像が得られる。

図５は、この発明の一実施形態にかかるロボット装置の内部構成例を示すブロック図である。この図５に示すブロック図に従いこの発明のロボット装置の構成につきさらに説明する。

このロボット装置は、コントローラ部２０により、各部が制御される。コントローラ部２０には、ＣＰＵ２１やメモリ２２等を内蔵しており、ＣＰＵ２１にて、メモリ２２に記憶された制御プログラムが実行されることにより、各種の処理が行われる。

腕部３、３を動かす命令を実行する際には、コントローラ２０は、腕部３、３のアクチュエータ３０、３０の駆動を制御する。同じく、ロボット装置を移動させるときには、走行駆動部４のモータ４２等の駆動をコントローラ２０が制御して、所定の位置に移動させる。また、液晶プロジェクタ６にロボットの所定の表情を表示させる場合には、画像データ記憶部２３に記憶された、色々な表情画像データから所定の画像データをコントローラ２０が読み出し、その画像データをロボットの正面、側面、背面等に応じた画像データを作成し、液晶プロジェクタ６に与える。

どのような表情を投影表示するかは、ユーザの設定、全方位センサ装置５からの出力、音声認識部２５からの出力などに応じて適宜選択され、そのニーズに応じた表情の画像データが作成され、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーンに投影表示される。

音声認識部５は、内蔵するマイクからユーザからの声、周囲の音声を集音した音声信号により、その音声を認識し、その音声データをコントローラ２０に与える。コントローラ２０は、与えられた音声からユーザの指示、周りの音などからどのような表情をロボットがすべきかを判断し、画像データ記憶部２３から所定の画像データを読み出し、ニーズに応じた表情の画像データが作成され、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に投影表示される。さらに、音の方向を検出することにより、その音の方向に顔を向けるように、画像データ記憶部２３から所定の画像データを読み出し、音の方向にロボットの顔の正面画像が表示させるように、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に映像を投影表示させる。

スピーカ２４は、コントローラ部２０の制御に基づき、所定の音声、警告音などを出力する。

このロボット装置は、ユーザが所持する操作ユニット８からの指示信号に基づいても各種動作を行わせることができる。このため、操作ユニット８からの指示信号が通信ユニット２６を介してコントローラ２０に与えられ、コントローラ２０はユーザの指示に従った動作を行わせるように各部を制御する。

画像データ記憶部２３には、種々の感情表現に応じた画像データ、ユーザが好む表情の画像データ、後天的な成長に伴う表情の画像データ、髭、眼鏡など色々なアクセサリの画像データなどが格納されている。

コントローラ２０は、上述したように、ロボット装置の各種動作を制御するが、ここでは、頭部１のスクリーン１０に表示する表情処理の動作の一例につき、図６のフローチャートに従いさらに説明する。図６はこの発明の実施形態にかかるロボット装置の表情表示処理動作を説明するためのフローチャートである。この図６に示す動作は、全方位視覚センサ装置５からの出力とユーザが行う操作に基づいて行われる。

まず、表情表示処理動作を開始すると、コントローラ２０は初期表情を表示させるべく、画像データ記憶部２０に格納されたユーザによりパーソナル化された表情の画像データを読み出し、顔が正面に向いているように見えるように、画像データを液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に投影表示される（ステップＳ１）。図１ないし図３の表示状態は、この例では初期表情の表示としている。

続いて、全方位視覚センサ装置５から得られるデータに基づく指示か否か判断する（ステップＳ２）。このロボット装置は、全方位視覚センサ装置５において、得られた画像データにより、ユーザなどの人がどの位置に存在しているか否か判断し、人がいる方位に向かってロボット装置の顔を向けるように、頭部１のスクリーン１０に投影する映像を切り替えるようにコントローラ２０が制御する。全方位視覚センサ装置５により、人の位置を検出する方法としては、例えば、全方位視覚センサ５０により、全方位の画像データを逐次取り込み、その画像データの例えば、肌色領域とその領域の大きさを認識し、その領域の大きさ、移動量などにより、被写体の位置や移動を検出する。この検出結果に基づき、コントローラ２０が、全方位視覚センサ装置５により人を検出したと判断する。ステップＳ２において、全方位視覚センサ装置５により人を検出したと判断すると、全方位視覚センサ装置５からの映像の切り替えの指示があったと判断し、ステップＳ３に進む。

一方、全方位視覚センサ装置５から映像の切り替えの指示がないと判断している場合には、ステップＳ４へ進み、ステップＳ４にて、ユーザが操作ユニット８を用いて、ロボットの頭部１に投影される映像を変更するなどの指示があった否か判断される。ユーザからの指示があるとステップＳ１１に進み、指示がない場合にはステップＳ１０に進む。

ステップＳ３において、全方位視覚センサ装置５からの出力により、ロボット装置の正面に人がいると判断すると、ステップＳ５に進み、ステップＳ５において、コントローラ２０は、正面を向いている表示画像データを頭部１のスクリーンに表示するように、画像データ記憶部２３より、画像データを液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーンに正面の表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

ステップＳ３において、全方位視覚センサ装置５からの出力により、ロボット装置の正面には人がいないと判断すると、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、全方位視覚センサ装置５からの出力により、ロボット装置の側面に人がいると判断すると、ステップＳ７に進み、ステップＳ７において、コントローラ２０は、側面を向いている表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に側面の表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。図７に頭部１のスクリーン１０に側面の表情データを投影表示した状態を示す。図１に示す状態から図７に示す状態へと頭部１のスクリーンに表示させるデータを徐々に変化させることで、ロボットは首を振り頭を側面に回したようにユーザには認識される。このように、首を振るための機械的なメカニズムを必要とせずユーザに首を振ったように認識させることができる。そして、ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

ステップＳ６において、全方位視覚センサ装置５からの出力により、ロボット装置の側面には人がいないと判断すると、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、全方位視覚センサ装置５からの出力により、ロボット装置の背面に人がいると判断すると、ステップＳ９に進み、ステップＳ９において、コントローラ２０は、背面を向いている表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に背面の表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。図８に頭部１のスクリーン１０に側面の表情データを投影表示した状態を示す。図１または図７に示す状態から図８に示す状態へと頭部１のスクリーン１０に表示させるデータを徐々に変化させることで、ロボットは首を振り頭を背面に回したようにユーザには認識される。そして、ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

上記した処理は、便宜上代表的な処理について説明しており、実際には、正面と側面との中間位置、側面と背面との中間位置など全方位視覚センサ装置５により検出される全方位（３６０度）に対応し、その対応する位置にロボットの表情の正面が向くように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に投影表示させるように構成している。従って、全方位視覚センサ装置５により検出された人に追従してロボットが首を振っているように、ユーザに認識されることになる。

一方、ステップＳ２において、全方位視覚センサ装置５から映像の切り替えの指示がないと判断されると、ステップＳ４へ進み、ステップＳ４にて、ユーザが操作ユニット８を用いて、ロボットの頭部１に投影される映像を変更するなどの指示があったと判断されると、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１においては、ユーザの操作ユニット８の指示が正面画像の表示であると判断すると、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３において、コントローラ２０は、正面を向いている表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３より、画像データを液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーンに正面の表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

ステップＳ１１において、操作ユニット８からの指示が正面画像表示でないとと判断すると、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２においては、操作ユニット８からの指示により、ロボットの側面画像の表示と判断すると、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５において、コントローラ２０は、側面を向いている表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に側面の表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。図１に示す状態から図７に示す状態へと頭部１のスクリーンに表示させるデータを徐々に変化させることで、ロボットは首を振り頭を側面に回したようにユーザには認識される。そして、ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

ステップＳ１２において、操作ユニット８からの指示が側面画像の表示でないと判断すると、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、操作ユニット８からの指示がロボット装置の背面画像の表示であると判断すると、ステップＳ１７に進み、ステップＳ１７において、コントローラ２０は、背面を向いている表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーンに背面の表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。図１または図７に示す状態から図８に示す状態へと頭部１のスクリーンに表示させるデータを徐々に変化させることで、ロボットは首を振り頭を背面に回したようにユーザには認識される。そして、ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

上記した処理は、便宜上代表的な処理について説明しており、実際には、正面と側面との中間位置、側面と背面との中間位置などユーザが任意な位置に設定する位置に対応し、その対応する位置にロボットの表情の正面が向くように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に投影表示させるように構成している。

ステップＳ１４において、操作ユニット８からの指示が背面画像の表示でないと判断すると、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８において、操作ユニット８からの指示がロボット装置が上向き画像の表示であると判断すると、ステップＳ１９に進み、ステップＳ１９において、コントローラ２０は、上を向いている表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に背面の表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。図９は正面で上向きの画像を表示している状態を示す。なお、上向き表示は、正面以外に側面、背面でも行うように制御するようにしてもよい。そして、ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

また、この上向き処理は、ユーザが設定する場合に限らず、全方位視覚センサ装置５からの出力に応じて表示データを切り替える場合にも適用することもできる。例えば、上記ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ９の動作の後、上向き処理を行ったり、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９の動作とともに上向き処理を行うなど種々の対応を採用することができる。

ステップＳ１８において、操作ユニット８からの指示が上向き画像の表示でないと判断すると、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、操作ユニット８からの指示がロボット装置の下向き画像の表示であると判断すると、ステップＳ２１に進み、ステップＳ２１において、コントローラ２０は、下向きを向いている表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーン１０に下向きの表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。図１０は正面で下向きの画像を表示している状態を示す。なお、下向き表示は、正面以外に側面、背面でも行うように制御するようにしてもよい。そして、ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

また、この下向き処理は、ユーザが設定する場合に限らず、全方位視覚センサ装置５からの出力に応じて表示データを切り替える場合にも適用することもできる。例えば、上記ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ９の動作の後、下向き処理を行ったり、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９の動作とともに下向き処理を行うなど種々の対応を採用することができる。

ステップＳ２０において、操作ユニット８からの指示が下向き画像の表示でないと判断すると、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、操作ユニット８からの指示がロボット装置が感情のの表示であると判断すると、ステップＳ２３に進み、ステップＳ２３において、コントローラ２０は、感情に応じた表示画像データを頭部１のスクリーン１０に表示するように、画像データ記憶部２３からの画像データを作成し、液晶プロジェクタ６へ送り、液晶プロジェクタ６から頭部１のスクリーンに感情に応じた表情データを投影表示し、ステップＳ１０に進む。図１１は正面で怒った感情の画像を表示している状態、図１２は正面で悲しい感情の画像を表示している状態を示す。なお、感情表示は、正面以外に側面、背面、上向き、下向きで行うように制御するようにしてもよい。感情表示は、喜怒哀楽に応じてユーザが画像データ記憶部２３に格納された画像データを選択して作成するように構成してもよい。そして、ステップＳ１０では、表情処理を終了するか否か判断され、表情処理を終了する場合には動作を終了し、終了しない場合にはステップＳ２に戻る。

また、この感情処理は、ユーザが設定する場合に限らず、全方位視覚センサ装置５からの出力に応じて表示データを切り替える場合にも適用することもできる。例えば、上記ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ９の動作の後、感情表示処理を行ったり、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９の動作とともに感情表示処理を行うなど種々の対応を採用することができる。

なお、頭部１のスクリーンに投影する画像データとしては上記した例に限らず、赤ちゃんの画像から成人の画像に変化するものや、同じ部品の配置を異ならせて、年をとるようなロボットなどユーザの好みなどに応じて種々の変更が画像データを切り替えることで容易に行える。

また、擬人化した人間の画像データだけでなく、ペットの画像データを種々変更させてもよい。

また、上記した実施形態においては、全方位視覚センサ装置５の出力または操作ユニット８からの指示により、画像表示を変更させる場合につき例示したが、画像表示の変更はこれに限らず色々な条件に応じて変更するように構成できる。例えば、音声認識部２５で認識した音声に応じて表情を変える、例えば、ユーザの声を認識した場合に笑顔の表示になるなど色々な条件でニーズに応じて画像表示を容易に切り替えることが可能となる。もちろん、スピーカ２４からの音声に応じて口などの画像を変化させ、話をしているようにも容易に対応できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、擬人化されたロボット装置、ペットの代用となるロボット装置など種々のロボット装置に適用することができる。

この発明の実施形態にかかるロボット装置を示す正面図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置を示す側面図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置を示す背面図である。この発明の一実施形態のロボット装置の表情投影機構の構成を示す概略断面図である。この発明の一実施形態にかかるロボット装置の内部構成例を示すブロック図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置の表情表示処理動作を説明するためのフローチャートである。この発明の実施形態にかかるロボット装置において、頭部のスクリーンに側面の表情データを投影表示した状態を示す側面図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置において、頭部のスクリーンに背面の表情データを投影表示した状態を示す背面図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置において、頭部のスクリーンに上向き側面の表情データを投影表示した状態を示す正面図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置において、頭部のスクリーンに下向きの表情データを投影表示した状態を示す正面図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置において、頭部のスクリーンに怒った表情データを投影表示した状態を示す正面図である。この発明の実施形態にかかるロボット装置において、頭部のスクリーンに悲しい表情データを投影表示した状態を示す正面図である。

符号の説明

１頭部、２胴体部、３腕部、４走行駆動部、５全方位視覚センサ装置、６液晶プロジェクタ、１０スクリーン、２０コントローラ。

Claims

表情を変化させることができるロボット装置であって、透光性の球形状のスクリーン部材からなる頭部を胴体部に取り付け、この胴体部の内部に顔の表情を投影するためのプロジェクタを設け、前記スクリーン部材の内周面にプロジェクタから映像光を出射し、前記頭部に表情映像を投影するとともに、前記プロジェクタに与える映像を変化させることで顔の表情及び／または向きを変化させることを特徴とするロボット装置。
前記頭部の頭頂部に全方位視覚センサを配置し、この全方位視覚センサの出力に応じて、前記プロジェクタに与える映像を変化させ、顔の表情及び／または向きを変化させることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
ロボット装置に命令を伝達する手段を設け、この命令伝達手段からの出力に応じて、前記プロジェクタに与える映像を変化させ、顔の表情及び／または向きを変化させることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。