JP2007264950A - Autonomously moving robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定人物に随伴して移動可能な自律移動型ロボットに関する。 The present invention relates to an autonomous mobile robot that can move with a specific person.
近年、ストーカー等による犯罪が増加しており、社会問題化している。このような非常事態が発生したとき、発生現場の状況を警察署に正しく通報するために、携帯電話機を用いた防犯システムが開発されている。例えば、特許文献1に開示されたシステムでは、携帯電話機の非常ボタンを押下することにより、緊急呼を自動発信して、現場の画像データ、音声データ、及び時刻データを警察署に送信する。
しかしながら、上記した携帯電話機を用いた防犯システムでは、犯罪行為が発生したときの状況を正しく把握することができても、犯罪行為の発生自体を抑制する効果は少なかった。 However, in the crime prevention system using the above-described mobile phone, even if the situation when the criminal act occurs can be correctly grasped, the effect of suppressing the criminal act itself is small.
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、特定人物に随伴して移動しながら、特定人物に対する犯罪を効果的に抑制することが可能な自律移動型ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an autonomous mobile robot capable of effectively suppressing crimes against a specific person while moving along with the specific person. Objective.
本発明に係る自律移動型ロボットは、特定人物に随伴して移動可能な自律移動型ロボットであって、特定人物を監視していることを周囲に報知する報知手段を備えることを特徴とする。 The autonomous mobile robot according to the present invention is an autonomous mobile robot that can move along with a specific person, and includes an informing unit that notifies the surroundings that the specific person is being monitored.
この自律移動型ロボットでは、特定人物を監視していることを周囲に報知する報知手段を備えるため、犯罪行為の発生自体を抑制することができる。 Since this autonomous mobile robot is provided with notification means for notifying the surroundings that a specific person is being monitored, the occurrence of criminal acts can be suppressed.
自律移動型ロボットは、特定人物を含む周辺環境の画像情報又は音情報に基づいて、異変を検出する異変検出手段と、異変検出手段により異変を検出した場合に警報を発する警報手段と、を備えると好ましい。このようにすれば、警報を発することで犯罪者の行動抑制に繋がり、特定人物に危害が及ぶ虞を低減することができる。 The autonomous mobile robot includes an anomaly detection means for detecting an anomaly based on image information or sound information of a surrounding environment including a specific person, and an alarm means for issuing an alarm when an anomaly is detected by the anomaly detection means. And preferred. If it does in this way, it will lead to a criminal's action suppression by issuing a warning, and it can reduce a possibility of harming a specific person.
報知手段は、特定人物を含む周辺環境を照らす照明機能を有すると好ましい。このようにすれば、夜間等において犯罪の抑制効果をより高めることができると共に、特定人物の移動の安全性を高めることができる。 The notification means preferably has an illumination function for illuminating the surrounding environment including the specific person. In this way, the crime suppressing effect can be further enhanced at night and the like, and the safety of movement of the specific person can be increased.
本発明によれば、特定人物に対する犯罪を効果的に抑制することが可能となる。 According to the present invention, crimes against a specific person can be effectively suppressed.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
参照する図面において、図1は本実施形態に係る自律移動型ロボットとしてのモビルロボットおよびその主人としての特定人物を模式的に示す平面図、図2は図1に示したモビルロボットの構造を示す側面図、図3は図2に示したモビルロボットが備える制御装置の構成を示すブロック図、図4は図3に示した制御装置による処理手順の一部を示すフローチャートである。 In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a plan view schematically showing a mobile robot as an autonomous mobile robot according to the present embodiment and a specific person as its master, and FIG. 2 shows the structure of the mobile robot shown in FIG. FIG. 3 is a side view, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control device provided in the mobile robot shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a flowchart showing a part of a processing procedure by the control device shown in FIG.
自律移動型ロボットは、図1に示すように、主人としての特定人物Mに随伴して移動可能なモビルロボットRとして構成されている。このモビルロボットRは、特定人物Mの近傍において、特定人物Mおよびその周辺環境を観測しつつその観測情報に基づいて特定人物Mを先導し、あるいは特定人物Mに追従する。 As shown in FIG. 1, the autonomous mobile robot is configured as a mobile robot R that can move along with a specific person M as a master. The mobile robot R leads the specific person M or follows the specific person M based on the observation information while observing the specific person M and the surrounding environment in the vicinity of the specific person M.
図2に示すように、モビルロボットRは、走行装置1により移動可能なボディR1と、このボディR1に対して回転可能に接続されたヘッドR2とを備えており、ボディR1には、報知、警報、案内などの各種のメッセージを画像や文字により表示可能なディスプレイ2が設置されている。このディスプレイ2は、例えば高輝度のバックライト光源を含み、特定人物Mを含む周辺環境を照らす照明機能を有している。そして、このボディR1には、電源としてのバッテリ3、ヘッドR2を回転駆動するためのヘッド駆動モータ4、自身の位置を検出する位置センサ9の他、走行装置1、ディスプレイ2、ヘッド駆動モータ4などを制御するための制御装置5が内蔵されている。位置センサ9は、例えばGPS(グローバルポジショニングシステム)レシーバ、ジャイロコンバータなどを有しており、これらによって自身の現在位置を検出する。
As shown in FIG. 2, the mobile robot R includes a body R1 that can be moved by the
一方、モビルロボットRのヘッドR2には、特定人物Mおよびその周辺に存在する障害物(他の人物や動物、構造物、設置物、車両等)などを含む周辺環境をステレオ画像として観測するための撮像装置としての左右一対のCCDカメラ(または赤外線カメラ)6A,6Bと、報知、警報、案内などの各種メッセージの音声を発声可能なスピーカ7と、特定人物Mおよびその周辺環境の音を収集するためのマイク8と、無線によりデータを送信するための送信アンテナ10が設置されている。
On the other hand, the head R2 of the mobile robot R is used for observing the surrounding environment including a specific person M and obstacles (other persons, animals, structures, installations, vehicles, etc.) existing in the vicinity thereof as a stereo image. A pair of left and right CCD cameras (or infrared cameras) 6A and 6B as an imaging device, a
図1および図2に示すように、走行装置1は、例えば、ホイールインモータ1A,1Bにより回転方向および回転速度が左右独立に制御される左右一対の駆動車輪1C,1Dと、360度の旋回が可能なキャスタ車輪1Eとを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この走行装置1は、左右一対の駆動車輪1C,1Dが同方向に前転駆動または後転駆動されることでモビルロボットRを前進または後退させる。その際、左右一対の駆動車輪1C,1Dの回転速度が同速度であればモビルロボットRを直進させ、左右一対の駆動車輪1C,1Dの回転速度に差があれば駆動車輪1C,1Dのうち回転速度の遅い側にモビルロボットRを旋回させる。そして、この走行装置1は、左右一対の駆動車輪1C,1Dが同速度で相互に逆方向に回転駆動されると、モビルロボットRをその場で左右の何れかに回転させる。
The traveling
ここで、制御装置5は、ECU(Electric Control Unit)等のマイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成されている。この制御装置5は、ホイールインモータ1A,1Bやヘッド駆動モータ4の駆動回路、ディスプレイ2、CCDカメラ6A,6B、スピーカ7、マイク8、位置センサ9、送信アンテナ10等との間の入出力インターフェースI/OおよびA/Dコンバータの他、プログラムおよびデータを記憶したROM(Read Only Memory)、入力データ等を一時記憶するRAM(Random Access Memory)、プログラムを実行するCPU(CentralProcessing Unit)等をハードウェアとして備えている。
Here, the
そして、この制御装置5には、図3に示すように、特定人物認識部5A、カメラ制御部5B、画像記録部5C、異変検出部5D、データ送信部5E、走行制御モジュール5Mがソフトウェアとして構成されている。走行制御モジュール5Mは、地図データベース(DB)部5Ma、環境認識部5Mb、目的地入力受付部5Mc、追従走行計画部5Md、走行制御部5Meを含むように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
特定人物認識部5Aには、CCDカメラ6A,6Bから画像データが所定時間毎に入力される。そして、順次入力される画像データに基づいて撮影画像のエッジ処理を行い、予め記憶されている特定人物Mの輪郭モデルとのマッチング処理により特定人物Mを検出する。そして、この特定人物検出部5Aは、検出された特定人物Mのステレオ画像をステレオマッチング処理することにより、特定人物Mの3次元位置を三角測量の原理で所定時間毎に推測する。
Image data is input to the specific person recognition unit 5A from the
カメラ制御部5Bには、特定人物検出部5Aから特定人物Mの3次元位置データが所定時間毎に入力される。このカメラ制御部5Bは、入力された特定人物Mの3次元位置データに基づき、後述する走行制御部5Meと協働して、特定人物Mが画像中央に位置するようにヘッド駆動モータ4の回転を制御してモビルロボットRのヘッドR2を回転させる。
The
走行制御モジュール5Mは、モビルロボットRが特定人物Mの近傍において障害物を避けつつ特定人物Mを先導し、あるいは特定人物Mに追従するように、走行を制御する。地図DB部5Maには、所定範囲の地図データが収納されている。目的地入力受付部5Mcは、特定人物Mが向かおうとしている目的地の入力を受け付ける。この目的地入力受付部5Mcへの入力は、例えばディスプレイ2をタッチパネル式の入力手段として機能させることで行うことができる。追従走行計画部5Mdは、位置センサ9から入力される現在の位置データ、地図DB部5Maから入力される地図データ、及び目的地入力受付部5Mcから入力される目的地データに基づいて、目的地までの走行ルートを設定する。
The
環境認識部5Mbは、CCDカメラ6A,6Bから所定時間毎に順次入力された画像データに基づいて撮影画像のエッジ処理を行うことにより、撮影画像中に存在する障害物(他の人物や動物、構造物、設置物、車両等)を検出する。そして、検出された障害物のステレオ画像をステレオマッチング処理することにより、障害物の3次元位置を三角測量の原理で所定時間毎に推測する。
The environment recognition unit 5Mb performs edge processing of the captured image based on the image data sequentially input from the
追従走行計画部5Mdには、特定人物認識部5Aから特定人物Mの3次元位置データが所定時間毎に入力されると共に、環境認識部5Mbから障害物の3次元位置データが所定時間毎に入力される。そして、入力された特定人物Mおよび障害物の3次元位置データに基づき、モビルロボットRが特定人物Mの近傍において障害物を避けつつ特定人物Mを先導し、あるいは特定人物Mに追従するように、走行ルートの詳細を設定する。走行制御部5Meは、追従走行計画部5Mdで設定された走行ルートに沿って移動するように、ホイールインモータ1A,1Bの回転を個別に制御して走行装置1の駆動車輪1C,1Dの回転方向および回転速度を個別に制御する。
The following travel plan unit 5Md receives the 3D position data of the specific person M from the specific person recognition unit 5A every predetermined time and also inputs the 3D position data of the obstacle from the environment recognition unit 5Mb every predetermined time. Is done. Then, based on the input three-dimensional position data of the specific person M and the obstacle, the mobile robot R leads the specific person M while avoiding the obstacle in the vicinity of the specific person M, or follows the specific person M. Set the details of the driving route. The travel control unit 5Me individually controls the rotation of the wheel-in
画像記録部5Cは、CCDカメラ6A,6Bから画像データが所定時間毎に計測時刻情報と共に入力される。そして、過去5分間の特定人物Mが写った画像を記録して蓄積する。
The
異変検出部5Dには、CCDカメラ6A,6Bから画像データが所定時間毎に入力される。また、異変検出部5Dには、マイク8から特定人物Mを含む周辺環境の音データが所定時間毎に入力される。更に、異変検出部5Dには、位置センサ9からモビルロボットRの位置データが入力される。
Image data is input from the
異変検出部5Dは、入力された画像データに基づいて、特定人物Mの異変を検出する。また、入力された音データに基づいて、特定人物Mの異変を検出する。特定人物Mの異変の検出については、後述する。そして、異変検出部5Dは、このように特定人物Mの異変を検出し、特定人物Mを監視していることを、ディスプレイ2及びスピーカ7を通して周囲に報知する。報知の方法としては、例えば、ディスプレイ2に「オーナー監視中」という文字を表示したり、スピーカ7から「オーナー監視中です」という音声を発したりすることが挙げられる。
The
そして、異変検出部5Dは、画像データ及び音データの少なくともいずれかが異変を示した場合には、特定人物Mに異変が生じたとして、そのときの位置データと共に異変検出信号をデータ送信部5Eに送信する。また、ディスプレイ2及びスピーカ7を通して周囲に警報を発する。警報の方法としては、例えば、ディスプレイ2に「オーナーに異変発生」という文字を表示して点滅させたり、スピーカ7から「オーナーに異変発生。救助願います。」という音声や警報音を発したりすることが挙げられる。
Then, when at least one of the image data and the sound data shows an abnormality, the
データ送信部5Eは、異変検出部5Dから異変検出信号が入力されると、画像記録部5Cから過去5分間の特定人物Mが写った画像データを受け取り、入力された位置データと共に、送信アンテナ10からその画像データを所定のチャンネル(例えば、警備会社や警察署の通報チャンネル)に送信する。
When the abnormality detection signal is input from the
ここで、CCDカメラ6A,6Bおよび/またはマイク8と異変検出部5Dとにより本発明の異変検出手段が構成される。また、異変検出部5Dとディスプレイ2および/またはスピーカ7とにより本発明の報知手段が構成される。また、異変検出部5Dとディスプレイ2および/またはスピーカ7とにより本発明の警報手段が構成される。
Here, the anomaly detection means of the present invention is constituted by the
次に、図3に示した制御装置5を構成する異変検出部5Dによる処理手順を図4に示すフローチャートに沿ってより詳細に説明する。
Next, a processing procedure performed by the
まず、ステップS1では、異変検出部5Dは、CCDカメラ6A,6Bから所定時間毎に特定人物Mを含む周辺環境の画像データを取得する。次のステップS2では、異変検出部5Dは、マイク8から所定時間毎に特定人物Mを含む周辺環境の音データを取得する。
First, in step S1, the
続くステップS3では、異変検出部5Dは、取得した画像データ及び音データに基づいて、特定人物Mの異変を検出する。画像データに基づく異変の検出は、例えば次のようにして行うことができる。すなわち、特定人物Mの非定常の表情(驚きの表情など)を検出したとき、異変が発生したものと判定する。非定常の表情の検出は、特定人物Mの非定常の表情を予め登録しておき、これに該当するものを検索することで行うことができる。または、特定人物Mの顔の特徴点を抽出し、定常時における特徴点位置からの変位が閾値よりも大きいか否か判定することで行うことができる。また、画像データに基づく異変の検出は、特定人物Mに一定距離以下に近付く人物がいることを検出することで行うこともできる。
In subsequent step S3, the
一方、音データに基づく異変の検出は、例えば次のようにして行うことができる。すなわち、特定人物Mの非定常の音声を検出したとき、異変が発生したものと判定する。非定常の音声の検出は、「キャー」や「助けて」などのキーワードを予め登録しておき、これに該当するものを検索することで行うことができる。または、特定人物Mの音声の強度や周波数が所定の閾値よりも大きいか否か判定することで行うことができる。 On the other hand, anomaly detection based on sound data can be performed as follows, for example. That is, when an unsteady voice of the specific person M is detected, it is determined that an abnormality has occurred. Detection of unsteady speech can be performed by previously registering keywords such as “car” and “help” and searching for a corresponding keyword. Alternatively, it can be performed by determining whether the intensity or frequency of the voice of the specific person M is greater than a predetermined threshold.
そして、ステップS4では、特定人物Mに異変が発生していないと判定したとき、ステップS5に移って特定人物Mを監視中であることを周囲に報知する。一方、ステップS4で特定人物Mに異変が発生したと判定したとき、ステップS6に移って警報を発する。そして、ステップS7に移り位置センサ9からそのときの位置データを取得し、異変検出部5Dは、ステップS8において、位置データと共に異変検出信号をデータ送信部5Eに送信する。これにより、データ送信部5Eは、画像記録部5Cから過去5分間の特定人物Mが写った画像データを受け取り、入力された位置データと共に、送信アンテナ10からその画像データを所定のチャンネル(例えば、警備会社や警察署の通報チャンネル)に送信する。
In step S4, when it is determined that no abnormality has occurred in the specific person M, the process proceeds to step S5 to notify the surroundings that the specific person M is being monitored. On the other hand, when it is determined in step S4 that an abnormality has occurred in the specific person M, the process proceeds to step S6 to issue an alarm. Then, the process proceeds to step S7, the position data at that time is acquired from the
以上詳述したように、本実施形態の自律移動型ロボットとして構成されたモビルロボットRは、特定人物Mを含む周辺環境をCCDカメラ6A,6Bにより撮影しつつ、その撮影画像のデータに基づいて走行装置1の左右一対の駆動車輪1C,1Dの回転方向および回転速度を左右独立に制御することにより、特定人物Mの近傍に随伴して障害物を避けつつ特定人物Mを先導し、あるいは特定人物Mに追従する。
As described in detail above, the mobile robot R configured as the autonomous mobile robot according to the present embodiment captures the surrounding environment including the specific person M with the
その際、CCDカメラ6A,6Bにより取得した画像データ及びマイク8により取得した音データに基づいて、特定人物Mの異変を検出することができる。そして、異変が発生していないときは、ディスプレイ2やスピーカ7を通して特定人物Mを監視中であることを周囲に報知することができる。従って、ストーカーなど罪を犯そうとする者をしり込みさせて、犯罪行為の発生自体を抑制することができる。
At that time, the abnormality of the specific person M can be detected based on the image data acquired by the
また、特定人物Mの異変を検出したときには、ディスプレイ2やスピーカ7を通して周囲に警報を発することができる。従って、警報を発することで犯罪者の行動抑制に繋がり、特定人物に危害が及ぶ虞を低減することができる。
Further, when an abnormality of the specific person M is detected, an alarm can be issued to the surroundings through the
また、報知手段としてのディスプレイ2は、例えば高輝度のバックライト光源を含み、特定人物Mを含む周辺環境を照らす照明機能を有するため、夜間等において犯罪の抑制効果をより高めることができると共に、特定人物Mの移動の安全性を高めることができる。
In addition, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、特定人物Mを監視中であることを報知する報知手段や警報手段として、ディスプレイ2やスピーカ7を挙げたが、「監視中であること」「異変が発生したこと」を示しているという社会的なコンセンサスが得られているならば、これに限定されず、単にパイロットランプや所定の光を発する発光素子により報知手段や警報手段を構成してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, although the
また、上記した実施形態では、異変検出部5Dにより異変が発生していないと判定されたときに、特定人物Mを監視中であることを報知することとしていたが、例えば、モビルロボットRの電源が入った電源ON信号や、特定人物Mにより監視モードが選択されたモード信号などトリガーとなる信号を受け付ける報知制御部を設け、このような信号が入力されたときに特定人物Mを監視中であることを報知するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, when the
また、映像記録部5Cは、過去5分間の特定人物Mの画像を記録することとしたが、より長期の画像を記録するようにしてもよい。そして、データ送信部5Eから画像データの要求があったときに、最新の一定時間(例えば過去5分間)の画像を切り出し可能に構成してもよい。
In addition, the
また、画像記録部5Cと同様にマイク8で取得した音を記録する音記録部を設け、異変が発生したときには、データ送信部5Eは、音データも併せて送信するようにしてもよい。
Also, a sound recording unit that records the sound acquired by the
また、移動手段は2足歩行、4足歩行など他の構造のものであってもよい。また、周囲の障害物(物体)との距離等を認識する手段は、ステレオCCDカメラに限らず、イメージセンサとレーザ測距との組み合わせや、距離イメージセンサ等であってもよい。 Further, the moving means may have other structures such as bipedal walking and quadrupedal walking. In addition, the means for recognizing the distance from surrounding obstacles (objects) is not limited to a stereo CCD camera, and may be a combination of an image sensor and laser distance measurement, a distance image sensor, or the like.
1…走行装置、2…ディスプレイ、3…バッテリ、4…ヘッド駆動モータ、5…制御装置、5A…特定人物認識部、5B…カメラ制御部、5C…画像記録部、5D…異変検出部、5E…データ送信部、5M…走行制御モジュール、5Ma…地図DB部、5Mb…環境認識部、5Mc…目的地入力受付部、5Md…追従走行計画部、5Me…走行制御部、6A,6B…CCDカメラ、7…スピーカ、8…マイク、9…位置センサ、10…送信アンテナ、R…モビルロボット、M…特定人物。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記特定人物を監視していることを周囲に報知する報知手段を備えることを特徴とする自律移動型ロボット。 An autonomous mobile robot that can move with a specific person,
An autonomous mobile robot characterized by comprising notifying means for notifying the surroundings that the specific person is being monitored.
前記異変検出手段により異変を検出した場合に警報を発する警報手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の自律移動型ロボット。 Anomaly detection means for detecting an anomaly based on image information or sound information of the surrounding environment including the specific person;
Alarm means for issuing an alarm when anomaly is detected by the anomaly detection means;
The autonomous mobile robot according to claim 1, further comprising:
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