JP2007276051A - 自律移動型ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】悪意のある人物から主人が被害を被るおそれを低減することが可能な自律移動型ロボットを提供する。
【解決手段】周辺環境を観測しつつその観測情報に基づいて自律して移動可能な自律移動型ロボットＲであって、主人Ｍと相手との会話を記録する会話記録手段８，５Ｆ，５Ｇと、話し手の意図と関連した言語情報を記憶する言語情報記憶手段５Ｉと、相手との会話と言語情報とを対比して、相手の意図を推定する推定手段５Ｈと、相手に悪意があると推定された場合に、主人Ｍに知らせる報知手段５Ｊ，５Ｋ、７と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自律移動型ロボットに関する。

バイオメトリクス認証技術を用いた防犯システムとして、例えば特許文献１に開示されているものがある。このシステムは、検出した生体識別情報と、予めデータベースに登録された人物の生体識別情報とを比較し、人物の認証を行っている。生体識別情報としては、音声の他、顔や指紋などが挙げられる。
特開２００５−３２０５１号公報

しかしながら、上記した従来の防犯システムでは、登録した悪意のある人物からの被害を回避できても、登録していない悪意のある人物からの被害を回避することが難しかった。

本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、相手の意図を推定して、悪意のある人物から主人が被害を被るおそれを低減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。

本発明に係る自律移動型ロボットは、周辺環境を観測しつつその観測情報に基づいて自律して移動可能な自律移動型ロボットであって、主人と相手との会話を記録する会話記録手段と、話し手の意図と関連した言語情報を記憶する言語情報記憶手段と、相手との会話と言語情報とを対比して、相手の意図を推定する推定手段と、相手に悪意があると推定された場合に、主人に知らせる報知手段と、を備えることを特徴とする。

この自律移動型ロボットによれば、主人と相手との会話の内容に基づいて相手の意図を推定し、相手に悪意があるか否かを推定できるため、悪意があると推定された場合には主人に知らせることで、悪意のある人物から主人が被害を被るおそれを低減することができる。

言語情報記憶手段は、言語情報として特定の特徴語および／または特徴パターンを記憶していると好ましい。推定手段は、相手との会話から抽出した特徴語および／または特徴パターンと、特定の特徴語および／または特徴パターンとを対比することで、相手の意図を推定すると好ましい。このようにすれば、特定の特徴語および／または特徴パターンを含むか否かで、相手の意図を容易に推定できる。

相手に悪意があると推定された場合に、その推定結果を特定の送信先に送信する送信手段を備えると好ましい。このようにすれば、特定の送信先に報知して助けを求めることができる。

本発明によれば、相手の意図を推定して、悪意のある人物から主人が被害を被るおそれを低減することが可能となる。

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。

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。

自律移動型ロボットは、図１に示すように、主人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、主人Ｍの近傍において、主人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、自律して主人Ｍに追従して移動する。

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。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。

一方、モビルロボットＲのヘッドＲ２には、主人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、主人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受信するための送受信アンテナ１０が設置されている。

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。

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。

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、送受信アンテナ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。

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、環境認識部５Ｃ、走行制御部５Ｄ、画像記録部５Ｅ、音声認識部５Ｆ、会話記録部５Ｇ、特徴語パターン判定部５Ｈ、特徴語パターンデータベース（ＤＢ）部５Ｉ、音声合成部５Ｊ、会話語データベース（ＤＢ）部５Ｋ、データ送受信部５Ｌ、表示制御部５Ｍがソフトウェアとして構成されている。

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主人Ｍの輪郭モデルとのマッチング処理により主人Ｍを検出する。そして、この特定人物検出部５Ａは、検出された主人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、主人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。

カメラ制御部５Ｂには、特定人物検出部５Ａから主人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、入力された主人Ｍの３次元位置データに基づき、後述する走行制御部５Ｄと協働して、主人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。

環境認識部５Ｃ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。

走行制御部５Ｄには、特定人物認識部５Ａから主人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５Ｃ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、入力された主人Ｍおよび障害物の３次元位置データに基づいて、モビルロボットＲが障害物を避けつつ主人Ｍに追従して自律して移動するように、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。

画像記録部５Ｅ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、これらを記録して蓄積する。

音声認識部５Ｆには、マイク８から主人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。そして、入力された音データに基づいて、主人Ｍと相手との会話を認識する。会話記録部５Ｇは、音声認識部５Ｆにおいて認識された主人Ｍと相手との会話を記録する。

特徴語パターン判定部５Ｈは、主人Ｍと相手との会話から特徴語や特徴パターンを抽出して会話を絞り込む。そして、抽出した特徴語や特徴パターンと予め特徴語パターンＤＢ部５Ｉに登録されている特定の特徴語や特徴パターンとを対比する。ここで、本実施形態では、言葉巧みな訪問販売など、相手が主人Ｍを騙そうとする意図があるか否かを推定する場合について説明する。この場合、話し手としての相手の意図と関連する言語情報として、特徴語パターンＤＢ部５Ｉには、「特定の特徴語」および／または「特定の特徴パターン」が予め登録される。「特定の特徴語」としては、例えば、「お子さんが病気です。」、「お得な話です。」、「儲かります。」、「今しかない。」など、詐欺犯がよく使用する言葉が挙げられる。また、「特定の特徴パターン」としては、早口、繰り返し、即座の判断を迫っている、音声レベルなど、詐欺犯がよく使用するパターンが挙げられる。そして、特徴語パターン判定部５Ｈは、会話から抽出した特徴語および／または特徴パターンが、予め登録されている特定の特徴語および／または特徴パターンと合致した場合に、その特定の特徴語および／または特徴パターンが示す意図が相手にあると推定する。そして、推定した意図が例えば相手を騙そうとするものである場合には、相手に悪意があると推定する。

音声合成部５Ｊは、特徴語パターン判定部５Ｈにおいて相手に悪意があると推定された場合に、種々の会話語が登録されている会話語ＤＢ部５Ｋから言葉を選択して合成し、合成した言葉をスピーカ７から発して、主人Ｍに相手に悪意がある旨を報知する。

データ送受信部５Ｌは、特徴語パターン判定部５Ｈにおいて相手に悪意があると推定された場合に、その推定結果と会話の内容とを、送受信アンテナ１０を通して特定の送信先に送信する。特定の送信先としては、親族や警察、弁護士などの相談員などが挙げられる。またデータ送受信部５Ｌは、送受信アンテナ１０を通して特定の送信先から送信されたアドバイスを受信する。

表示制御部５Ｍは、送受信アンテナ１０を通して特定の送信先から受信したアドバイスをデータ送受信部５Ｌから受け取り、ディスプレイ２に表示する。

ここで、マイク８、音声認識部５Ｆ、及び会話記録部５Ｇにより本発明の会話記録手段が構成されている。また、特徴語パターンＤＢ部５Ｉにより本発明の言語情報記憶手段が構成されている。また、特徴語パターン判定部５Ｈにより本発明の推定手段が構成されている。また、音声合成部５Ｊ、会話語ＤＢ部５Ｋ、及びスピーカ７により本発明の報知手段が構成されている。また、データ送受信部５Ｌ、及び送受信アンテナ１０により本発明の送信手段が構成されている。

次に、図３に示した制御装置５を備えるモビルロボットＲによる相手の意図の推定方法について、図４のフローチャートを参照してより詳細に説明する。

まず、ステップＳ１では、マイク８を通して所定時間毎に主人Ｍを含む周辺環境の音データを取得する。次のステップＳ２では、音声認識部５Ｆは、入力された音データに基づいて、主人Ｍと相手との会話を認識する。次のステップＳ３では、会話記録部５Ｇは、音声認識部５Ｆにおいて認識された主人Ｍと相手との会話を記録する。

次のステップＳ４では、特徴語パターン判定部５Ｈは、主人Ｍと相手との会話から特徴語や特徴パターンを抽出して会話を絞り込む。そして、抽出した特徴語および／または特徴パターンと特徴語パターンＤＢ部５Ｉに登録されている特定の特徴語および／または特徴パターンとを対比する。そして、特徴語パターン判定部５Ｈは、会話から抽出した特徴語および／または特徴パターンが、予め登録されている特定の特徴語および／または特徴パターンと合致した場合に、その特定の特徴語および／または特徴パターンが示す意図が相手にあると推定する。そして、推定した意図が例えば相手を騙そうとするものである場合には、相手に悪意があると推定する。そして、次のステップＳ５では、相手に悪意がないと推定された場合には、ステップＳ１に戻る。一方で、相手に悪意があると推定された場合には、ステップＳ６で、走行制御部５Ｄにより走行装置１を制御して、主人Ｍに近付く。

次に、ステップＳ７で、種々の会話語が登録されている会話語ＤＢ部５Ｋから言葉を選択して合成し、合成した言葉をスピーカ７から発して、主人Ｍに相手に悪意がある旨を報知する。この場合、「次の予定がありますよ。」とか、「鍋に火をかけたままですよ。」など、相手には警告と分からない言葉を話させ、相手に退散させるきっかけとすると好ましい。

また、ステップＳ８で、相手に悪意があるという推定結果と会話の内容とを、送受信アンテナ１０を通して特定の送信先に送信する。また、ステップＳ９で、データ送受信部５Ｌは、送受信アンテナ１０を通して特定の送信先から送信されたアドバイスを受信する。そして、ステップＳ１０で、受信したアドバイスをディスプレイ２に表示する。

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、主人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、障害物を避けつつ主人Ｍに追従して移動する。

その際、マイク８を通して主人Ｍと相手との会話を記録し、その会話の内容に基づいて相手の意図を推定することができる。従って、相手に悪意があると推定した場合には、主人Ｍに音声で知らせることで、悪意のある人物から主人Ｍが被害を被るおそれを低減することができる。この場合、「次の予定がありますよ。」とか、「鍋を火にかけたままですよ。」など、相手には警告と分からない言葉を話させることで、相手に退散してもらうきっかけを与えて、相手に警戒していることを悟られないようにして、自然な形で退散してもらうきっかけを与えることができる。

また、相手の意図は、会話から抽出した特徴語および／または特徴パターンが、予め記憶された特定の特徴語および／または特徴パターンに該当する否かで推定し、推定した意図が悪意を示すものである場合に相手に悪意があると推定しているため、悪意の有無を容易に信頼性高く判定できる。

また、相手に悪意があると推定した場合に、その推定結果を特定の送信先に送信することができるため、特定の送信先に報知して助けを求めることができる。また、特定の送信先からのアドバイスをディスプレイ２に表示することができるため、悪意のある相手に適切に対処することができる。

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、上記した実施形態では、相手に悪意があると推定した場合には、主人Ｍに音声で知らせるようにしていたが、音声と共にディスプレイ２にその旨を表示して、主人Ｍに報知するようにしてもよい。

また、移動手段は２足歩行や４足歩行などでもよい。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。

また、撮像データに基づいて監視対象物の認識を行う構成としたが、本発明はこれに限られず、例えば、携帯電話等の固有番号により、監視対象の認識を行う構成としてもよい。

また、断っても退散しない相手の場合で、警察への通報が完了している場合には、自動で会話の録音や相手の撮影ができることを相手に認知させ、退散するきっかけを与えることが好ましい。

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を模式的に示す平面図である。 図１に示したモビルロボットの構造を示す側面図である。 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である。 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。

符号の説明

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…環境認識部、５Ｄ…走行制御部、５Ｅ…画像記録部、５Ｆ…音声認識部、５Ｇ…会話記録部、５Ｈ…特徴語パターン判定部、５Ｉ…特徴語パターンＤＢ部、５Ｊ…音声合成部、５Ｋ…会話語ＤＢ部、５Ｌ…データ送受信部、５Ｍ…表示制御部、６Ａ，６Ｂ…ＣＣＤカメラ、７…スピーカ、８…マイク、１０…送受信アンテナ、Ｒ…モビルロボット、Ｍ…主人。

Claims (3)

1. 周辺環境を観測しつつその観測情報に基づいて自律して移動可能な自律移動型ロボットであって、
   主人と相手との会話を記録する会話記録手段と、
   話し手の意図と関連した言語情報を記憶する言語情報記憶手段と、
   前記相手との会話と前記言語情報とを対比して、該相手の意図を推定する推定手段と、
   前記相手に悪意があると推定された場合に、前記主人に知らせる報知手段と、
   を備えることを特徴とする自律移動型ロボット。
2. 前記言語情報記憶手段は、前記言語情報として特定の特徴語および／または特徴パターンを記憶しており、
   前記推定手段は、前記相手との会話から抽出した特徴語および／または特徴パターンと、前記特定の特徴語および／または特徴パターンとを対比することで、前記相手の意図を推定す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。
3. 前記相手に悪意があると推定された場合に、その推定結果を特定の送信先に送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の自律移動型ロボット。
   
   

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