JP2011000656A - 案内ロボット - Google Patents

Abstract

【構成】 案内ロボット１０は、擬人的な姿を有する人間型ロボットであり、イベント会場などに配置されて、人間を先導して目的地まで案内する案内サービスを提供する。案内ロボット１０は、タスク設定手段（６２，６６，Ｓ１）を備え、不特定多数の人間を対象とする案内タスクを実行するときには、体の向きを後ろ方向に向けた状態で移動する。
【効果】 後ろ方向を向いた状態で移動するので、人間の関心を惹きつけながらの案内が可能となる。したがって、無関係の人間が合流し易くなり、より多くの人間を集めて目的地まで案内できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は案内ロボットに関し、特にたとえば、人間を先導して目的地まで案内する、案内ロボットに関する。

従来技術の一例である特許文献１には、被案内者の歩行状態に応じた案内を行う案内ロボットが開示されている。特許文献１の案内ロボットは、被案内者の歩行速度および移動方向、すなわち歩行速度ベクトルを被案内者の歩行状態として検出する。そして、自身の走行速度ベクトルと被案内者の歩行速度ベクトルとを監視し、被案内者との距離が所定距離以上離れると、自身の速度を落とす速度制御を実行する。これによって、案内ロボットは、被案内者を置き去りにすることなく目的地まで案内することができる。

特開２００３−３４０７６４号公報 [Ｂ２５Ｊ １３／００]

特許文献１の技術などの従来の案内ロボットは、案内対象となる個人またはグループを特定してから案内を開始し、その特定した個人またはグループだけを目的地まで案内している。つまり、案内開始時に特定した人間以外の人間は案内しない（或いは考慮しない）ようにしている。たとえば、オフィスにおいて特定の顧客を応接室まで案内するような場合には、その応接室までの案内を希望する他の人間が存在する状況は考え難いので、特定した人間のみを案内する従来の案内ロボットで問題はない。

しかしながら、イベント会場などのように不特定多数の人間が混在する環境においては、案内を求める多くの人間が存在し、その中には目的地の共通する人間が存在する場合も多い。このような場合、目的地が共通する人間については、無関係の人間同士であっても同時に案内する方が効率的である。しかし、無関係の人間同士は、互いに遠慮してしまうので、たとえば或る人間が案内ロボットに案内を受けているときに、他の無関係の人間が一緒についていきたいと考えても、無関係の人間の集団に加わることにためらいを感じて諦めてしまう場合が多い。したがって、不特定多数の人間をより多く集めて目的地まで案内するためには、無関係の人間が自然と合流できる状況を作り出すことが重要となる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、案内ロボットを提供することである。

この発明の他の目的は、より多くの人間を集めて目的地まで案内できる、案内ロボットを提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、人間を先導して目的地まで案内する人間型の案内ロボットであって、案内タスクを設定するタスク設定手段、およびタスク設定手段に設定された案内タスクが不特定多数の人間を対象とするとき、体の向きを後ろ方向に向けた状態で移動するように制御する第１移動制御手段を備える、案内ロボットである。

第１の発明では、案内ロボット（１０）は、擬人的な姿を有する人間型ロボットであり、イベント会場などに配置されて、人間を先導して目的地まで案内する案内サービスを提供する。案内ロボットは、タスク設定手段（６２，６６，Ｓ１）を備え、第１移動制御手段（６２，６６，Ｓ９，Ｓ１５）は、タスク設定手段に設定された案内タスクが不特定多数の人間を対象とするとき、体の向きを後ろ方向に向けた状態で移動するように案内ロボットの動作を制御する。つまり、案内ロボットは、不特定多数の人間を案内するとき、体（３２）の正面側を後続する人間側（被案内者側）に向けて移動する。

ここで、「不特定多数の人間を対象とする案内タスク」とは、案内開始時に特定した人間以外の人間も案内する（或いは案内する可能性がある）案内タスクをいい、不特定多数の人間をより多く集めて目的地まで案内することが望まれる案内タスク、たとえば、環境内の或る場所で催し物が始まるときに、その場所まで人間を誘導するような誘導案内サービスを提供する案内タスクを含む。

第１の発明によれば、後ろ方向を向いた状態で移動するので、人間の関心を惹きつけながらの案内が可能となる。したがって、無関係の人間が合流し易くなり、より多くの人間を集めて目的地まで案内できる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、タスク設定手段に設定された案内タスクが特定の人間を対象とするとき、体の向きを進行方向に向けた状態で移動するように制御する第２移動制御手段を備える。

第２の発明では、第２移動制御手段（６２，６６，Ｓ９，Ｓ１１）は、タスク設定手段（６２，６６，Ｓ１）に設定された案内タスクが特定の人間を対象とするとき、体の向きを進行方向に向けた状態で移動するように案内ロボットの動作を制御する。つまり、案内ロボットは、特定の人間を案内するとき、体（３２）の正面側を進行方向に向けて移動する。

ここで、「特定の人間を対象とする案内タスク」とは、案内開始時に特定した人間のみをそのまま目的地まで案内する、つまり案内の途中に被案内者の数が増減しない案内タスクをいい、たとえば、オフィスにおいて顧客を応接室まで案内するような道案内サービスを提供する案内タスクを含む。

第２の発明によれば、案内タスクの内容および目的に応じて案内方法を変更するので、その状況により適した案内が可能となる。

この発明によれば、後ろ方向を向いた状態で移動するので、人間の関心を惹きつけながらの案内が可能となる。したがって、無関係の人間が合流し易くなり、より多くの人間を集めて目的地まで案内できる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例である案内ロボットが人間を案内する様子を示す図解図である。 図１の案内ロボットの外観の一例を示す図解図である。 図１の案内ロボットの電気的構成の一例を示す図解図である。 図３に示すＣＰＵの全体処理の動作の一例を示すフロー図である。 図３に示すＣＰＵの視線制御処理の動作の一例を示すフロー図である。 図３に示すＣＰＵの移動制御処理の動作の一例を示すフロー図である。 図３に示すＣＰＵの会話制御処理の動作の一例を示すフロー図である。

図１を参照して、この実施例の案内ロボット（以下、単に「ロボット」という。）１０は、音声および身体動作を用いて人間とコミュニケーションを実行する機能を備える相互作用指向の人間型ロボットである。ここで、人間型ロボットとは、擬人的な姿を有するロボットをいう。ただし、この発明における人間型ロボットは、移動可能であれば、自律２足歩行できるロボットに限定されない。

ロボット１０は、地下街、イベント会場、遊園地および美術館などの不特定多数の人間が存在する環境に配置され、人間（被案内者）を先導して目的地まで案内する案内サービスを提供する。ロボット１０が提供する案内サービス、つまりロボット１０に与えられる案内タスクには、展示案内サービス、誘導案内サービスおよび道案内サービス等が含まれ、ロボット１０は、不特定多数の人間をより多く集めて目的地まで案内したい状況において、特にその効果を発揮する。

ここで、展示案内サービスとは、たとえば、配置された環境内を巡回して人間を展示物（或いは商品）まで案内し、展示物に応じた説明を行うような案内サービスをいう。また、誘導案内サービスとは、たとえば、環境内の或る場所で催し物が始まるときに、その場所まで人間を誘導するような案内サービスをいう。さらに、道案内サービスとは、たとえば、目的地までの経路が分からない、つまり道に迷った人間を目的地まで案内するような案内サービスをいう。ただし、ロボット１０が提供するこれらの案内サービスはあくまで一例であり、人間を先導して目的地まで案内する案内サービスであれば、その具体的態様は限定されない。

図２は、ロボット１０の外観を示す正面図である。先ず、この図２を参照して、ロボット１０のハードウェアの構成について説明する。ロボット１０は台車２０を含み、この台車２０の下面にはロボット１０を自律移動させる２つの車輪２２および１つの従輪２４が設けられる。２つの車輪２２は車輪モータ２６（図３参照）によってそれぞれ独立に駆動され、台車２０すなわちロボット１０を前後左右任意の方向に動かすことができる。また、従輪２４は車輪２２を補助する補助輪である。このように、ロボット１０は、配置された環境内を自由に移動可能なものである。ただし、ロボット１０の移動機構は、車輪タイプに限定されず、公知の移動機構を適宜採用でき、たとえば２足歩行タイプの移動機構を採用することもできる。

台車２０の上には、円柱形のセンサ取付パネル２８が設けられ、このセンサ取付パネル２８には、赤外線距離センサ３０が取り付けられる。この赤外線距離センサ３０は、センサ取付パネル２８すなわちロボット１０の周囲の物体（人間や障害物など）との距離を計測するものである。

また、センサ取付パネル２８の上には、胴体３２が直立するように設けられる。胴体３２の前方中央上部（胸に相当する位置）には、上述した赤外線距離センサ３０がさらに設けられる。これは、ロボット１０の前方の主として人間との距離を計測する。また、胴体３２には、１つの全方位カメラ３４が設けられる。全方位カメラ３４は、たとえば背面側上端部のほぼ中央から延びる支柱３６上に設けられる。全方位カメラ３４は、ロボット１０の周囲を撮影するものであり、後述する眼カメラ６０とは区別される。この全方位カメラ３４としては、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いるカメラを採用することができる。なお、これら赤外線距離センサ３０および全方位カメラ３４の設置位置は当該部位に限られず適宜変更され得る。

胴体３２の両側面上端部（肩に相当する位置）のそれぞれには、肩関節３８Ｒおよび３８Ｌによって、上腕４０Ｒおよび４０Ｌが設けられる。図示は省略するが、肩関節３８Ｒおよび３８Ｌのそれぞれは、直交する３軸の自由度を有する。すなわち、肩関節３８Ｒは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕４０Ｒの角度を制御できる。肩関節３８Ｒの或る軸（ヨー軸）は、上腕４０Ｒの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それにそれぞれ異なる方向から直交する軸である。同様に、肩関節３８Ｌは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕４０Ｌの角度を制御できる。肩関節３８Ｌの或る軸（ヨー軸）は、上腕４０Ｌの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それにそれぞれ異なる方向から直交する軸である。

また、上腕４０Ｒおよび４０Ｌのそれぞれの先端には、肘関節４２Ｒおよび４２Ｌを介して、前腕４４Ｒおよび４４Ｌが設けられる。図示は省略するが、肘関節４２Ｒおよび４２Ｌは、それぞれ１軸の自由度を有し、この軸（ピッチ軸）の軸廻りにおいて前腕４４Ｒおよび４４Ｌの角度を制御できる。

前腕４４Ｒおよび４４Ｌのそれぞれの先端には、手に相当する球体４６Ｒおよび４６Ｌがそれぞれ固定的に設けられる。ただし、指や掌の機能が必要な場合には、人間の手の形をした「手」を用いることも可能である。

また、図示は省略するが、台車２０の前面、肩関節３８Ｒ，３８Ｌを含む肩に相当する部位、上腕４０Ｒ，４０Ｌ、前腕４４Ｒ，４４Ｌおよび球体４６Ｒ，４６Ｌには、それぞれ、接触センサ（図２で包括的に示す。：４８）が設けられている。台車２０の前面の接触センサ４８は、台車２０への人間や他の障害物の接触を検知する。したがって、ロボット１０の移動中に障害物との接触があると、それを検知し、直ちに車輪２２の駆動を停止してロボット１０の移動を急停止させることができる。また、その他の接触センサ４８は、主に、人間がロボット１０の当該各部位に触れたかどうかを検知する。なお、接触センサ４８の設置位置はこれらに限定されず、適宜な位置（胸、腹、脇、背中、腰など）に設けられてよい。

胴体３２の中央上部（首に相当する位置）には首関節５０が設けられ、さらにその上には頭部５２が設けられる。図示は省略するが、首関節５０は、３軸の自由度を有し、３軸の各軸廻りに角度制御可能である。或る軸（ヨー軸）はロボット１０の真上（鉛直上向き）に向かう軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それぞれ、それと異なる方向で直交する軸である。

頭部５２には、口に相当する位置に、スピーカ５４が設けられる。スピーカ５４は、ロボット１０が、それの周辺の人間に対して音声ないし音によってコミュニケーションを取るために用いられる。また、耳に相当する位置には、マイク５６Ｒおよび５６Ｌが設けられる。以下、右耳に相当するマイク５６Ｒと左耳に相当するマイク５６Ｌとをまとめて「マイク５６」ということがある。マイク５６は、周囲の音、とりわけコミュニケーションを実行する対象である人間の声を取り込む。さらに、目に相当する位置には、眼球部５８Ｒおよび５８Ｌが設けられる。眼球部５８Ｒおよび５８Ｌは、それぞれ眼カメラ６０Ｒおよび６０Ｌを含む。以下、右の眼球部５８Ｒと左の眼球部５８Ｌとをまとめて「眼球部５８」ということがあり、また、右の眼カメラ６０Ｒと左の眼カメラ６０Ｌとをまとめて「眼カメラ６０」ということがある。

眼カメラ６０は、ロボット１０に接近した人間の顔や他の部分ないし物体などを撮影して、それに対応する映像信号を取り込む。眼カメラ６０としては、上述した全方位カメラ３４と同様のカメラを用いることができる。たとえば、眼カメラ６０は眼球部５８内に固定され、眼球部５８は眼球支持部（図示せず）を介して頭部５２内の所定位置に取り付けられる。図示は省略するが、眼球支持部は、２軸の自由度を有し、それらの各軸廻りに角度制御可能である。たとえば、この２軸の一方は、頭部５２の上へ向かう方向の軸（ヨー軸）であり、他方は、一方の軸に直交しかつ頭部５２の正面側（顔）が向く方向に直交する方向の軸（ピッチ軸）である。眼球支持部がこの２軸の各軸廻りに回転されることによって、眼球部５８ないし眼カメラ６０の先端（正面）側が変位され、カメラ軸すなわち視線方向が移動される。

なお、上述のスピーカ５４、マイク５６および眼カメラ６０の設置位置は、これらに限定されず、適宜な位置に設けてられてよい。

図３は、ロボット１０の電気的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、ロボット１０は、全体を制御するＣＰＵ６２を含む。ＣＰＵ６２は、マイクロコンピュータ或いはプロセサとも呼ばれ、バス６４を介して、メモリ６６、モータ制御ボード６８、センサ入力／出力ボード７０および音声入力／出力ボード７２に接続される。

メモリ６６は、図示は省略するが、ＲＯＭやＨＤＤおよびＲＡＭを含む。ＲＯＭやＨＤＤには、ロボット１０の制御プログラム（人間１２との間でコミュニケーションを実行するための行動制御プログラム、人間１２を先導して案内するための移動制御プログラム、および外部コンピュータとの間で必要な情報を送受信するための通信プログラム等）が予め記憶される。また、ＲＯＭやＨＤＤには、コミュニケーションを実行する際にスピーカ５４から発生すべき音声または声の音声データ（音声合成データ）、および配置される現場（地下街やイベント会場など）の地図データなどの適宜なデータが記憶される。また、ＲＡＭは、ワークメモリやバッファメモリとして用いられる。

モータ制御ボード６８は、たとえばＤＳＰで構成され、各腕や首関節５０および眼球部５８などの各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、右眼球部５８Ｒの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図３では、まとめて「右眼球モータ」と示す。）７４の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、左眼球部５８Ｌの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図３では、まとめて「左眼球モータ」と示す。）７６の回転角度を制御する。

また、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、右肩関節３８Ｒの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと右肘関節４２Ｒの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図３では、まとめて「右腕モータ」と示す。）７８の回転角度を調節する。同様に、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、左肩関節３８Ｌの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと左肘関節４２Ｌの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図３では、まとめて「左腕モータ」と示す。）８０の回転角度を調節する。

さらに、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、首関節５０の直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータ（図３では、まとめて「頭部モータ」と示す。）８２の回転角度を制御する。さらにまた、モータ制御ボード６８は、ＣＰＵ６２からの制御データを受け、車輪２２を駆動する２つのモータ（図３では、まとめて「車輪モータ」と示す。）２６の回転角度を制御する。

なお、この実施例では、車輪モータ２６を除くモータは、制御を簡素化するために、ステッピングモータ或いはパルスモータを用いるようにしてある。ただし、車輪モータ２６と同様に、直流モータを用いるようにしてもよい。

センサ入力／出力ボード７０もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、各センサからの信号を取り込んでＣＰＵ６２に与える。すなわち、赤外線距離センサ３０のそれぞれからの反射時間に関するデータがこのセンサ入力／出力ボード７０を通してＣＰＵ６２に入力される。また、全方位カメラ３４からの映像信号が、必要に応じてこのセンサ入力／出力ボード７０で所定の処理を施された後、ＣＰＵ６２に入力される。眼カメラ６０からの映像信号も、同様にして、ＣＰＵ６２に入力される。また、上述した複数の接触センサ（図３では、まとめて「接触センサ４８」と示す。）からの信号がセンサ入力／出力ボード７０を介してＣＰＵ６２に与えられる。

音声入力／出力ボード７２もまた、同様に、ＤＳＰで構成され、ＣＰＵ６２から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ５４から出力される。また、マイク５６からの音声入力が、音声入力／出力ボード５６を介してＣＰＵ６２に取り込まれる。

また、ＣＰＵ６２は、バス６４を介して通信ＬＡＮボード８４に接続される。通信ＬＡＮボード８４は、ＤＳＰで構成され、ＣＰＵ６２から送られる送信データを無線通信装置８６に与え、無線通信装置８６から送信データを、たとえば、無線ＬＡＮのようなネットワークを介して外部コンピュータに送信する。また、通信ＬＡＮボード８４は、無線通信装置８６を介してデータを受信し、受信したデータをＣＰＵ６２に与える。つまり、この通信ＬＡＮボード８４および無線通信装置８６によって、ロボット１０は外部コンピュータなどと無線通信を行うことができる。

このような構成のロボット１０は、上述したように、イベント会場などに配置され、人間を先導して目的地まで案内する案内サービスを提供する。

ここで、ロボット１０のような人間型ロボットをイベント会場などに配置して自由に移動させておくと、人間型ロボットは未だ貴重で人気が高いため、人間型ロボットの行くところについていく人間が出てくる。つまり、人間型ロボット自体が人間を惹きつける高い能力を有するので、人間型ロボットは、多くの人間を集めて誘導することに向いていると言える。しかし、このような人間を惹きつける能力は、人間型ロボットの目新しさに依拠するところが大きいと考えられる。

そこで本発明者らは、近い将来、人間型ロボットの目新しさが薄れるであろうことを考慮して、より人間の関心を惹きつけながら案内できる人間型の案内ロボットの案内態様を鋭意検討した結果、体の向きを後ろ方向に向けた状態で移動する、つまり人間側（被案内者側）を向いて後ろ向きに移動する案内態様がよいことに想到した。

検証実験として、本発明者らは、多くの人間が集まるイベント会場に人間型ロボットを配置し、前向きの移動と後ろ向きの移動とを人間型ロボットに実行させた。すると、前向きに移動させたときよりも、後ろ向きに移動させたときの方が、より多くの人間が人間型ロボットについてくるという検証結果が得られた。これは、恐らく、人間型ロボットが人間に背中を向けて移動するよりも、人間側を向いて移動する方が、人間の関心が人間型ロボットに集中し易くなり、その結果人間は、人間型ロボットに先導される他の人間をあまり気にすることなくその集団に合流できるようになったためと推定される。

その上、人間型ロボットは、人間の方を向いて移動することによって、移動しながらのコミュニケーションを人間に対して行い易くなる。つまり、人間型ロボットは、人間に背中を向けて移動していてはできなかった様々なコミュニケーションを、人間に対して実行できるようになる。したがって、そのコミュニケーションによって人間の関心をより惹きつけながら案内することができるので、他の人間がより合流し易い環境を作りだすことができると共に、一度合流した人間が案内途中で離れていくことも防止でき、より多くの人間を集めて案内することができるようになる。

そこで、この実施例のロボット１０では、不特定多数の人間を対象とする案内タスクのとき、つまり案内開始時に特定した人間以外の人間も案内したいときには、より多くの人間を集めて目的地まで案内するために、体の向きを後ろ方向に向けた状態で移動するようにしている。ただし、ここでいう「後ろ方向」とは、真後ろ方向だけでなく、斜め後ろ方向も含む概念であり、ロボット１０は、後続する人間がロボット１０の体（胴体３２）の正面側（胸側）を視認できる状態で移動する。

また、ロボット１０は、特定の人間を対象とする案内タスクのとき、つまり案内開始時に特定した人間のみをそのまま目的地まで案内したいときには、体の向きを進行方向に向けた状態で移動するようにしている。特定の人間を案内する場合には、無関係の他の人間が合流し易い状況を作り出す必要がないからである。

したがって、この実施例における案内タスク（案内サービス）は、不特定多数の人間を対象とするものと、特定の人間を対象とするものとに分類されてメモリ６６等に適宜記憶されており、ロボット１０は、実行する案内タスクの内容や目的などに応じてその案内方法（前向きに移動するか、後ろ向きに移動するか）を変更する。

たとえば、環境内の或る場所で催し物が始まるときに、なるべく多くの人間を集めてその場所まで誘導するというような案内タスクは、不特定多数の人間を対象とするものに分類される。また、たとえば、イベント会場内を巡回案内し、展示物に応じた説明を無料で行うような案内タスク、つまり誰がついてきてもよいような案内タスクは、不特定多数の人間を対象とするものに分類される。

一方、たとえば、オフィスにおいて顧客を応接室まで案内するような案内タスクや、イベント会場において迷子をその保護者の所まで連れて行くような案内タスクは、特定の人間を対象とするものに分類される。また、たとえば、有料のバスツアー等に専属で配置され、そのツアー客を先導してイベント会場内を巡回案内するような案内タスクは、特定の人間を対象とするものに分類される。

言い換えると、ロボット１０は、不特定多数の人間を案内するときの第１案内モードと、特定の人間を案内するときの第２案内モードとを有し、実行する案内タスクの内容や目的などに応じてその案内モードを変更すると言える。

なお、ロボット１０が実行する案内タスクは、配置する環境に応じて予め固定的に設定しておいてもよいし、配置した環境のそのときの状況をオペレータが判断し、そのときの状況に応じて、たとえば外部コンピュータからオペレータが指示を送信することによって設定するようにしてもよい。また、ロボット１０或いは環境に設けられたセンサによって検出されたセンサ情報に基づいて、そのときの状況をロボット１０（ＣＰＵ６２）自身が判断し、その状況に応じて自身で案内タスクを設定（変更）することもできる。

以下には、具体例を挙げて、ロボット１０が提供する案内サービスの一連の流れについて説明する。ここでは、イベント会場の或る場所において催し物が始まるときに、人間を集めてその場所まで誘導する誘導案内サービス（案内タスク）を、ロボット１０が実行する場合を一例として説明する。

ロボット１０が案内サービスを開始する際には、先ず、提供する案内サービスの内容を規定する案内タスクを設定する。この場合には、不特定多数の人間を対象とする誘導案内サービスを提供するという案内タスクが設定される。

上述の案内タスクが設定されると、ロボット１０は、たとえばイベント会場の入場口や休憩室のような人間の多い場所に移動する。ただし、人間が多く集まるそのような場所に、ロボット１０を予め配置しておいてもよい。そして、ロボット１０は、検出した人間に対して積極的に話しかける。

ここで、ロボット１０は、上述したように、イベント会場の地図データを予めメモリ６６に記憶しているため、その地図データを参照して、自己位置を把握しながらイベント会場内を自由に自律移動できる。また、ロボット１０は、イベント会場内に存在する障害物（壁や柱、置物など）の位置を把握しているので、たとえば、赤外線距離センサ３０の検出結果に基づいて地図データに存在しないもの（障害物）を検出すると、それを人間とみなし、自身の周囲に存在する人間を認識することができる。この際、たとえば、イベント会場内の各人間に無線ＩＤタグ（ＲＦＩＣタグなど）を装着させ、その無線ＩＤタグの情報を読み取る無線ＩＤタグリーダをロボット１０が備える等して、各個人を識別可能に認識するようにすることもできる。ただし、ロボット１０自身に備えたセンサによって人間を検出する必要は無く、たとえば、外部コンピュータが管理する、環境に設置したセンサ（レーザレンジファインダ、無線ＩＤタグリーダ、床センサおよび天井カメラ等）によって人間を検出し、その検出結果を外部コンピュータからロボット１０に与えるようにしてもよい。

人間を検出すると、ロボット１０は、「○○でイベントが始まるけど一緒に行かない？案内するよ。」等とその人間に対して話しかける。そして、音声認識などによって肯定的な返事を得られたときには、現在地から目的地（催し物が行われる場所○○）までの移動経路を取得し、目的地への移動を開始する。このとき、周囲に他の人間が存在するときには、「○○でイベントが始まるけど、みんなも一緒に行かない？」等と他の人間に問いかけてから移動を開始するようにしてもよい。より多くの人間を集めてから案内を開始した方が、効率的だからである。ただし、周囲に複数の人間を検出した場合には、複数の人間全体に対して呼びかけるようにして案内が必要かどうかを問いかけ、少なくとも１人の人間が肯定的な返事をしたときに、目的地への移動を開始するようにすることもできる。

なお、現在地からの目的地までの移動経路は、ロボット１０自身が算出することもできるし、外部コンピュータで算出したものをロボット１０に与えることもできる。算出する移動経路は、最短経路であってもよいし、本件発明者らが先に出願した特開２００７−２６０８２２に記載されている見通し経路であってもよい。このような移動経路は、曲がり角などに設定される仮目的地（パス）を順次通過して、目的地まで到達するものである。

目的地までの移動経路を取得すると、ロボット１０は、先ず仮目的地に向けて移動するが、ここでの案内タスクは不特定多数の人間を対象としているので、体の向きを後ろ方向に向けた状態で移動する。つまり、案内している人間（被案内者）の方に体の正面側を向け、後ろ向きに移動する。

この移動の際には、ロボット１０は、被案内者の数や種類および被案内者との位置関係など応じて、顔の向きや移動速度、コミュニケーション内容などを変更する制御を適宜行う。

具体例を挙げると、ロボット１０は、被案内者が１人のときには、顔（または視線）の向きをその被案内者の方に向けて会話する。一方、被案内者が複数のときには、たとえば、その複数の被案内者の重心座標方向に顔の方向を向けたり、最も両側に位置する被案内者の方向に交互に顔を向けたり（つまり被案内者全体を見回す）して、複数の被案内者全体に話しかけるようにする。このような視線方向の制御は、ロボット１０が、体の正面側を被案内者の方に向けて移動しているからこそ自然に実行できる動作（コミュニケーション）の１つである。

また、ロボット１０は、被案内者が１人のときには、その被案内者までの距離を算出し、その距離に応じて移動速度を変更する。たとえば、距離が離れすぎると移動速度を遅くしたり、距離が近づきすぎると移動速度を速くしたりする。一方、被案内者が複数のときには、たとえば最後尾の被案内者までの距離を算出し、その距離に応じて移動速度を変更する。

なお、このときの被案内者の位置（座標）や自身との位置関係は、ロボット１０または環境に設けられたセンサからのセンサ情報に基づいてロボット１０自身が算出してもよいし、外部コンピュータで算出した情報を受信して取得してもよい。

さらに、ロボット１０は、無線ＩＤタグ等を用いて被案内者を個別に識別して検出することによって、被案内者に応じた動作をより緻密に行うこともできる。たとえば、被案内者の集団に幼い子供が含まれる場合には、移動速度を遅くしたり、子供向けの会話をしたりする。また、たとえば、被案内者の集団が１つのグループ（家族や友人など）であるときには、そのグループの種類に応じた会話を行う。

また、ロボット１０は、案内の途中に他の人間を検出したときには、その検出した他の人間の方に視線を向けて、「○○に行きたい人は僕についてきてね。」等と話しかけ、一緒についてくるように促す。移動途中に検出された人間に対してロボット１０が話しかけることにより、無関係の他の人間がより合流し易くなるからである。ただし、必ずしもロボット１０が積極的に呼びかけることによって他の人間を集める必要はなく、たとえば、「○○行き」等と書かれたガイド旗をロボット１０に持たせておくだけでも、人間を集め得る。

次に、上述のようなロボット１０の動作の一例を、フロー図を用いて説明する。具体的には、ロボット１０のＣＰＵ６２が、図４に示すフロー図に従って全体処理を実行する。

図４を参照して、ＣＰＵ６２は、全体処理を開始すると、ステップＳ１で案内タスクを設定する。たとえば、外部コンピュータから送信されるオペレータの指示を受信することによって案内タスクを設定してもよいし、ロボット１０或いは環境に備えられたセンサ情報に基づきそのときの状況を判断して案内タスクを設定してもよい。ただし、配置環境に応じた案内タスクが予め固定的に設定されている場合には、このステップＳ１は省略される。

続くステップＳ３では、対話ユーザが案内を求めているか否か、つまり案内を求める人間が存在するか否かを判断する。たとえば、検出した人間に対して、「もうすぐイベント△△が始まるけど、一緒に行かない？案内するよ。」などと話しかけ、人間の返答を音声認識することによって、その人間（対話ユーザ）が案内を求めているか否かを判断する。ステップＳ３で“ＮＯ”のとき、すなわち対話ユーザが案内を求めていない場合（案内を求める人間が存在しない場合）には、そのままこの全体処理を終了する。一方、ステップＳ３で“ＹＥＳ”のとき、すなわち対話ユーザが案内を求めている場合には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、目的地（たとえば、イベント△△の場所）までの経路情報を取得する。たとえば、メモリ６６に記憶した環境の地図データを参照して、曲がり角などに設定される仮目的地を含む、現在地から目的地までの見通し経路を算出し、メモリ６６等に記憶する。次のステップＳ７では、仮目的地を設定する。つまり、ステップＳ５で取得した経路情報を参照して、最初に（或いは次に）向かうべき仮目的地の座標を設定する。

次のステップＳ９では、ステップＳ１で設定された案内タスクが、不特定多数の人間を対象としているか否かを判断する。

ステップＳ９で“ＮＯ”のとき、たとえば、ロボット１０が有料のバスツアー等に専属で配置され、そのツアー客を先導して目的地まで案内するような、特定の人間を対象とする案内タスクを実行している場合には、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、体の向きを、進行方向つまり仮目的地の方向に設定し、当該仮目的地への移動を開始する。この移動の際には、会話などのコミュニケーションを被案内者との間で行ったり、被案内者との距離に応じて移動速度を変更したりする制御処理を適宜実行する。

続くステップＳ１３では、仮目的地に到着したか否かを判断する。ステップＳ１３で“ＮＯ”のとき、すなわち仮目的地の座標位置まで到着していないときには、そのまま移動を続ける。一方、ステップＳ１３で“ＹＥＳ”のとき、すなわち仮目的地の座標位置まで到着したときには、ステップＳ２５に進む。

また、ステップＳ９で“ＹＥＳ”のとき、つまり、誰がついてきてもよいような、不特定多数の人間を対象とする案内タスクを実行している場合には、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、体の向きを、後ろ方向つまり仮目的地の方向とは逆向きに設定し、当該仮目的地への移動を開始する。つまり、車輪モータ２６の駆動を制御する信号を送ることによって、仮目的地に背中側を向けるように体（具体的には台車２０および胴体３２）を回転し、その後ろ向きの状態で移動を開始する。なお、この移動を開始する際に、周囲に他の人間が存在するときには、「イベント△△が始まるけど、みんなも一緒に行かない？」等と他の人間に一緒についてくるように促してから移動を開始するとよい。また、移動途中に、他の人間を検出したときには、その検出した他の人間の方に視線を向けて、「イベント△△に行きたい人は、僕についてきてね。」等と話しかけ、一緒についてくるように促すとよい。

続くステップＳ１７、Ｓ１９およびＳ２１では、後述する、視線制御処理（図５）、移動制御処理（図６）および会話制御処理（図７）を実行し、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、仮目的地に到着したか否かを判断する。ステップＳ２３で“ＮＯ”のとき、すなわち仮目的地の座標位置まで到着していないときには、ステップＳ１７に戻り、仮目的地への移動を続ける。一方、ステップＳ２３で“ＹＥＳ”のとき、すなわち仮目的地の座標位置まで到着したときには、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、目的地に到着したか否かを判断する。つまり、ステップＳ１３またはステップＳ２３で到着したと判断した仮目的地が、最終目的地であるか否かを判断する。ステップＳ２５で“ＮＯ”のとき、すなわち目的地に到着していない場合には、ステップＳ７に戻って次の仮目的地を設定し、移動を続ける。一方、ステップＳ２５で“ＹＥＳ”のとき、すなわち目的地に到着した場合には、この全体処理を終了する。

図５は、図４に示した視線制御処理（ステップＳ１７）の動作の一例を示すフロー図であり、図６は、図４に示した移動制御処理（ステップＳ１９）の動作の一例を示すフロー図であり、図７は、図４に示した会話制御処理（ステップＳ２１）の動作の一例を示すフロー図である。これらの処理は、ロボット１０のＣＰＵ６２によって一定時間ごとに並列的に実行される。

図５を参照して、ＣＰＵ６２は、視線制御処理を開始すると、ステップＳ３１で、進行方向に障害物が存在するか否かを判断する。たとえば、赤外線距離センサ３０の検出情報に基づいて、所定距離内の進路上に障害物が存在するか否かを判断する。ステップＳ３１で“ＹＥＳ”のとき、すなわち進行方向に障害物が存在するときには、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、視線方向を障害物方向に設定する。すなわち、頭部モータ８２および眼球モータ７４，７６の駆動を制御する信号を送り、頭部５２および眼球部５８を障害物方向に向ける。ロボット１０（ＣＰＵ６２）は、赤外線距離センサ３０等の検出情報に基づいて障害物の存在の有無を判断できるため、実際には視線方向（眼カメラ６０）を障害物方向に向ける必要はない。しかし、追従している被案内者（人間）は、後進しているロボット１０が進行方向の障害物に気づいているかどうかは分からない。このため、視線方向を障害物方向に向けて、ロボット１０が障害物に気づいていることを示すことにより、被案内者の不安を除くようにしているのである。また、視線方向を障害物方向に向けることにより、被案内者に障害物の存在を気付かせることができ、注意を与えることもできる。ステップＳ３３の処理が終了すると、そのまま当該処理を図４の全体処理にリターンする。

また、ステップＳ３１で“ＮＯ”のとき、すなわち進行方向に障害物が存在しないときには、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、複数の被案内者が存在するか否かを判断する。たとえば、ロボット１０との距離が所定範囲内であり、かつロボット１０との距離の変化量が所定量よりも小さい人間が存在する場合には、その人間を被案内者とみなす。ステップＳ３５で“ＮＯ”のとき、すなわち被案内者が１人のときには、ステップＳ３７で視線方向をその被案内者の方向に設定し、当該処理を図４の全体処理にリターンする。一方、ステップＳ３５で“ＹＥＳ”のとき、すなわち複数の被案内者が存在するときには、ステップＳ３９で視線方向を複数の被案内者の重心座標方向に設定し、当該処理を図４の全体処理にリターンする。

なお、ステップＳ３５では、複数の被案内者が存在するか否かの代わりに、被案内者の人数に増減があるかないかを判断し、増減があったときに、視線方向を変更する制御処理を行うようにしてもよい。

また、図６を参照して、ＣＰＵ６２は、移動制御処理を開始すると、ステップＳ４１で、進行方向に障害物が存在するか否かを判断する。ステップＳ４１で“ＹＥＳ”のとき、すなわち進行方向に障害物が存在するときには、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、障害物を回避する回避行動処理を行う。たとえば、障害物が存在しない方向に回転した後、一定距離前進する従来の手法などを適宜用いるとよい。ステップＳ４３の処理が終了すると、そのまま当該処理を図４の全体処理にリターンする。また、ステップＳ４１で“ＮＯ”のとき、すなわち進行方向に障害物が存在しないときには、ステップＳ４５に進む。

ステップＳ４５では、仮目的地の方向と進行方向とがなす角度Ｄｅｇ_ｔがＭ度以上か否かを判断する。つまり、仮目的地の方向（進みたい方向）と現在の進行方向とにずれが生じているか否かを判断する。ステップＳ４５で“ＹＥＳ”のとき、すなわち仮目的地の方向と進行方向とがなす角度Ｄｅｇ_ｔがＭ度以上のときには、ステップＳ４７でＤｅｇ_ｔがＭ度未満になるように進行方向を修正し、ステップＳ４９に進む。一方、ステップＳ４５で“ＮＯ”のとき、すなわち仮目的地の方向と進行方向とがなす角度Ｄｅｇ_ｔがＭ度未満のときには、そのままステップＳ４９に進む。

ステップＳ４９では、複数の被案内者が存在するか否かを判断する。ステップＳ４９で“ＮＯ”のとき、すなわち被案内者が１人のときには、ステップＳ５１で被案内者までの距離をＤｉｓt_ｕとし、ステップＳ５５に進む。一方、ステップＳ５１で“ＹＥＳ”のとき、すなわち複数の被案内者が存在するときには、ステップＳ５３で最も離れた被案内者までの距離をＤｉｓt_ｕとし、ステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５では、距離Ｄｉｓt_ｕに応じて移動速度を調整する。たとえば、「Ｓｐｅｅｄ＝３５０ｍｍ／ｓｅｃ（Ｄｉｓｔ_ｕ≧１.５ｍ），Ｓｐｅｅｄ＝７００ｍｍ／ｓｅｃ（Ｄｉｓｔ_ｕ＜１.５ｍ）」のような式を用いて、距離Ｄｉｓt_ｕが小さい場合には低速移動を行い、距離Ｄｉｓt_ｕが大きい場合には高速移動を行うように、移動速度を決定するとよい。なお、各パラメータの値は、案内タスクに応じて変更するようにしてもよい。ステップＳ５５の処理が終了すると、当該処理を図４の全体処理にリターンする。

また、図７を参照して、ＣＰＵ６２は、会話制御処理を開始すると、ステップＳ６１で、目的地に到着したか否かを判断する。たとえば、目的地までの距離が所定距離より小さくなった場合には、目的地に到着したと判断する。ステップＳ６１で“ＹＥＳ”のとき、すなわち目的地に到着した場合には、ステップＳ６３に進む。ステップＳ６３では、「着きましたよ」等と発話して、被案内者に目的地に到着したことを伝え、当該処理を図４の全体処理にリターンする。一方、ステップＳ６１で“ＮＯ”のとき、すなわち目的地に到着していない場合には、ステップＳ６５に進む。ステップＳ６５では、案内タスクに応じた雑談などを行う。たとえば、環境内の設備や展示物に関する雑談や、ロボット１０自身の経験に関する雑談を行ったり、被案内者が１つのグループである場合には、グループに応じた雑談などを行ったりする。ステップＳ６５の処理が終了すると、当該処理を図４の全体処理にリターンする。

この実施例によれば、不特定多数の人間を対象とする案内タスクのときには、後ろ方向を向いた状態で移動するので、人間の関心を惹きつけながらの案内が可能となる。したがって、ロボット１０についてきている人間（集団）に無関係の人間が合流し易くなり、より多くの人間を集めて目的地まで案内することができる。つまり、効率的に案内サービスを提供できる。

また、ロボット１０は、人間の方を向いて移動することによって、人間との移動しながらのコミュニケーションを行い易くなるので、そのコミュニケーションによって人間の関心をより惹きつけることができる。したがって、無関係の人間がより合流し易い環境を作りだすことができると共に、一度合流した人間が案内途中で離れていくことも防止でき、より多くの人間を集めて案内することができる。

さらに、ロボット１０は、特定の人間を対象とする案内タスクのときには、進行方向を向いた状態で移動する。つまり、案内タスクの内容および目的に応じて案内方法を変更するので、その状況により適した案内が可能となる。

なお、上述の実施例では、特定の人間を対象とする案内タスクのときには、進行方向を向いた状態で移動するようにしたが、これに限定されず、ロボット１０は、特定の人間を案内するときでも、体の向きを後ろ方向、つまり被案内者側に向けて移動するようにしてもよい。これにより、移動しながらのコミュニケーションを実行し易くなるので、特定の人間の関心（興味）を惹きつけながらの案内が可能となる。

１０ …案内ロボット
２２ …車輪
２６ …車輪モータ
３２ …胴体
５２ …頭部
６２ …ＣＰＵ
６６ …メモリ

Claims (2)

1. 人間を先導して目的地まで案内する人間型の案内ロボットであって、
   案内タスクを設定するタスク設定手段、および
   前記タスク設定手段に設定された前記案内タスクが不特定多数の人間を対象とするとき、体の向きを後ろ方向に向けた状態で移動するように制御する第１移動制御手段を備える、案内ロボット。
2. 前記タスク設定手段に設定された前記案内タスクが特定の人間を対象とするとき、体の向きを進行方向に向けた状態で移動するように制御する第２移動制御手段を備える、請求項１記載の案内ロボット。

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