JP2011110644A - 自律移動ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】人の移動したい方向が不明な場合でも、自律移動ロボットの適切な移動を実現する。
【解決手段】動作決定部８０及び走行制御部６６は、音声認識部５６の認識結果に基づいて人が自律移動ロボットを退かそうとしているか否かを判定するとともに、人物検出部６０と顔検出部５２の検出結果に基づいて人が移動したい方向を判定する。この判定の結果、人に自律移動ロボットを退かそうとする意志があるが移動したい方向が不明と判定された場合には、自律移動ロボットを、人から離れる方向に移動させ、自律移動ロボットが人から離れる方向に移動した後に人が動いた方向に基づいて、自律移動ロボットを人から離れる方向に移動する。
【選択図】図２

Description

本件は、自律移動ロボットに関する。

従来、ショッピングセンタやオフィスなど、人が共存する環境で移動し、人と対話、応対して情報提供や案内などの作業を行う自律移動ロボット（サービスロボット）がある。

この種の自律移動ロボットに適用可能な技術として、例えば、特許文献１、２のような人の視線や顔の方向を検出して制御に利用する技術がある。特許文献１に記載の技術は、視線判定手段と発話判定手段を持つぬいぐるみ等の擬人的媒体で、ユーザの発話状態と視線方向の情報を連続的に取得し、当該情報に基づいて擬人的媒体の動作を制御する技術である。具体的には、擬人的媒体は、例えば、人が発話しながら横を向いた場合に、その視線方向を向くなどの動作を行う。また、特許文献２に記載の技術は、利用者の顔方向検出手段と無発話状態を検出する手段を備え、顔方向と発話状態の情報に基づいて会話モードと、作業モードとを切り換えるシステムに関するものである。会話モードでは顔方向に従って複数カメラを切り換えて顔の正面を映し出し、作業モードでは作業に集中できるよう相手の映像を正面ディスプレイから消す等の制御を行う。

また、自律移動ロボットに適用可能な技術として、例えば特許文献３のような接触回避技術がある。特許文献３に記載の技術は、自己の移動軌道と相手移動体の移動軌道を拡張してそれぞれ移動空間を作成し、移動空間が接触する可能性が高い場合に、接触を回避する軌道を探索して、その軌道を目標軌道に変更する技術である。この技術では、目標軌道が探索できない場合には、通行可能領域の境界に近づく軌道を探索し、相手移動体が通過後に再び軌道を探索し移動を行う。

特開２００９−１０６３２５号公報 特開２００６−１３９０２８号公報 特開２００９−１３１９４０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のように人の視線や顔の方向を検出しても、人の意図（自律移動ロボットに退いてもらいたいのか、応対してもらいたいのか）が不明な場合もある。このような場合、特許文献１、２や特許文献３を用いても、自律移動ロボットの動きを適切に制御することはできない。

具体的には、人に「退いてください」と声掛けされたときに、人が止まっていたり、人の移動方向と顔の方向が異なっていたりすると、人がどの方向に行きたいのか、ロボットはどの方向に退けば良いのかを判別することが難しい。また、上記の場合、人が単に通り抜けたい場合に限らず、ロボットの横の棚や扉に用がある場合もあるため、ロボットが単純に広い方向に退くのでは人の意図に反する場合がある。

そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、適切な移動を行うことが可能な自律移動ロボットを提供することを目的とする。

本明細書に記載の自律移動ロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体の周囲に存在する人の位置及び移動方向を検出する人物検出部と、前記人の顔が向いている方向を検出する顔検出部と、前記人が発する音声を認識する音声認識部と、前記人物検出部と前記顔検出部の検出結果及び前記音声認識部の認識結果に基づいて、前記ロボット本体の動作を決定し、当該動作を前記ロボット本体に実行させる実行部と、前記実行部の指示により前記ロボット本体を移動させる移動部と、を備え、前記実行部が、前記音声認識部の認識結果に基づいて前記人が前記ロボット本体を退かそうとする意志があるか否かを判定するとともに、前記人物検出部と前記顔検出部の検出結果に基づいて前記人が移動したい方向を判定し、当該判定の結果、前記人に前記意志があるが、前記人が移動したい方向が不明であった場合に、前記ロボット本体を前記人から離れる方向に前記移動部により移動させ、前記ロボット本体が前記人から離れる方向に移動された後に、前記人物検出部により検出される前記人が動いた方向に基づいて、前記人から離れる方向に前記ロボット本体を前記移動部により移動させる自律移動ロボットである。

本明細書に記載の自律移動ロボットは、適切な移動を行うことができるという効果を奏する。

一実施形態に係る自律移動ロボットを概略的に示す斜視図である。 自律移動ロボットの制御系を示すブロック図である。 図３（ａ）は、自律移動ロボットが配置される領域の地図情報を模式的に示した図であり、図３（ｂ）は、地図情報ＤＢに実際に格納される、ＸＹ座標を用いた地図情報のデータを示す図である。 自律移動ロボットの動作を示すフローチャート（その１）である。 自律移動ロボットの動作を示すフローチャート（その２）である。 図４のステップＳ２４の動作を説明するための図である。 図７（ａ）、図７（ｂ）は、人がロボットに向かって近づいてなく、ロボットを見ていない場合を示す図である。 図８（ａ）は、人が停止中の場合を示す図であり、図８（ｂ）は、人がロボットに向かって近づいており、ロボットを見ている場合を示す図である。 図９（ａ）は、人がロボットに向かって近づいているが、ロボットを見ていない場合を示す図であり、図９（ｂ）は、人がロボットに向かって近づいていないが、ロボットを見ている場合を示す図である。 図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、図５のステップＳ５０を説明するための図である。 図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、図５のステップＳ５２を説明するための図である。 図５のステップＳ５８のサブルーチンの処理を示すフローチャートである。 図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、図１２のステップＳ６８、Ｓ７０の判断の結果を説明するための図である。 図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、移動場所の設定方法の例を示す図である。 図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、移動場所の設定方法の変形例を示す図である。

以下、自律移動ロボットの一実施形態について、図１〜図１４に基づいて詳細に説明する。図１には、自律移動ロボット１００が斜視図にて示されている。また、図２には、自律移動ロボット１００の制御系のブロック図が示されている。この自律移動ロボット１００は、ショッピングセンタやオフィスなどに配置され、人との対話、人に対する応対を行うロボットである。また、自律移動ロボット１００は、対話や応対を行わないときには、人に接触しないように回避動作を行う。

自律移動ロボット１００は、図１に示すように、ロボット本体１０と、ロボット本体１０を２次元面内で移動させる移動部２０と、を備えている。ロボット本体１０は、頭部１０ａ、胴体部１０ｂ、及び首部１０ｃを有する。頭部１０ａには、カメラ１２と、図２に示すアレイマイク１４と、距離センサ１６と、が設けられている。カメラ１２は、例えばステレオカメラであり、撮影される映像は、図２に示すように、制御系３０の人物検出部６０、位置検出部６２及び顔検出部５２に送られる。アレイマイク１４は、周囲の音声を取得し、当該音声情報を図２に示す音源方向検出部５４及び音声認識部５６に送る。距離センサ１６は、ＬＲＦ（レーザ・レンジ・ファインダ）などを含み、周囲に存在する物体までの距離を検出することで、周辺物体の位置を検出する。当該検出結果は、図２の障害物検出部５８に送られる。

胴体部１０ｂには、図１及び図２に示すスピーカ１８と、図２に示すジャイロセンサ３２と、地図情報保持部としての地図情報ＤＢ３４と、が設けられている。スピーカ１８は、人に対して、問い掛けや応対のための音声を出力する。ジャイロセンサ３２は、自律移動ロボット１００の角速度及び角度を検出し、当該検出結果を位置検出部６２に送る。地図情報ＤＢ３４は、自律移動ロボット１００が配置される場所の地図情報を格納する。なお、地図情報については後述する。なお、図２では、制御系３０が頭部１０ａや胴体部１０ｂとは別に記載されているが、制御系３０は、頭部１０ａや胴体部１０ｂの内部に設けられても良い。

首部１０ｃは、図２に示す首モータ３６の回転駆動により回転される。これにより、頭部１０ａやカメラ１２等が回転されるようになっている。

移動部２０は、制御系３０からの指示を受けて、ロボット本体１０を移動させるものであり、図２に示すように、複数の車輪（タイヤなど）２２と、当該車輪を回転駆動する走行モータ２４と、走行モータ２４、複数の車輪２２の回転角度及び回転数を検出するエンコーダ２６と、有する。複数の車輪２２が走行モータ２４により回転されることで、自律移動ロボット１００は、前後左右に移動可能となっている。エンコーダ２６は、複数の車輪２２それぞれの回転角度及び回転数を検出するため、結果的に自律移動ロボット１００の移動方向および移動量を検出することができる。

図２の制御系３０は、顔検出部５２と、音源方向検出部５４と、音声認識部５６と、障害物検出部５８と、人物検出部６０と、ロボット本体位置検出部としての位置検出部６２と、を備える。また、制御系３０は、首制御部６４と、走行制御部６６と、発声制御部６８と、地図更新部７２と、動作決定部８０と、を備える。

顔検出部５２は、カメラ１２により撮影された画像から、人の顔を検出するとともに、人の顔の方向（向き）を検出する。音源方向検出部５４は、アレイマイク１４で取得された音声情報に基づいて、人により声が発せられた方向を検出する。音声認識部５６は、アレイマイク１４で取得された音声情報から、人が発した言葉を解析して認識する。障害物検出部５８は、距離センサ１６において検出された周辺物体の位置を用いて、障害物の位置を検出する。

人物検出部６０は、カメラ１２により撮影された画像から人の位置を検出する。また、人の位置をリアルタイム連続検出した結果から、人の移動方向及び移動速度を算出する。なお、人物検出部６０は、検出精度を高めるために、距離センサ１６の検出結果を併用して、人の位置や移動方向及び速度を検出することとしても良い。また、周囲に複数の人が存在しているような場合には、音源方向検出部５４で検出される、声の発せられた方向を用いて、声を発した人を特定する。

位置検出部６２は、例えば、カメラ１２により検出される画像から、画像処理で判別しやすい特徴的な物体（マークや構造物など）の特徴データを抽出する。そして、当該特徴データと、カメラ１２又は距離センサ１６により検出される周辺の障害物の位置とを、地図情報ＤＢ３４に格納されている地図情報とマッチングし、自律移動ロボット１００（ロボット本体１０）の初期位置を検出する。なお、周辺の障害物の位置は、カメラ１２及び距離センサ１６の両方の検出結果を用いて検出することとしてもよい。これにより検出精度を向上することができる。また、位置検出部６２は、移動を開始した後は、初期位置と、エンコーダ２６の検出結果（移動方向及び移動量）とを用いて、自律移動ロボット１００の位置を検出する。なお、移動方向及び移動量の検出精度を向上するため、移動方向や移動量の検出に、ジャイロセンサ３２やカメラ１２、距離センサ１６などの検出結果を用いることとしても良い。

首制御部６４は、首モータ３６の回転を制御して、頭部１０ａの向き（カメラ１２の向き）を調整する。走行制御部６６は、走行モータ２４の回転を制御して、自律移動ロボット１００を移動させる。発声制御部６８は、状況に応じた音声を、音声合成などを用いて、スピーカ１８から出力する。スピーカ１８からは、人に対する応対のための音声も出力される。すなわち、スピーカ１８と発声制御部６８とを含んで、応対部としての機能が実現される。地図更新部７２は、障害物検出部５８の検出結果に基づいて、障害物の存在位置に自律移動ロボット１００が入らないようにするために、地図情報を更新する。

動作決定部８０は、制御系３０の各部の検出結果を用いて、自律移動ロボット１００の動作を決定し、首制御部６４、走行制御部６６、発声制御部６８、地図更新部７２に対して指示を出す。このうち、動作決定部８０、首制御部６４、走行制御部６６、及び発声制御部６８を含んで、ロボット本体１０（自律移動ロボット１００）の動作を決定し、当該動作を移動部２０に実行させる実行部が実現される。

次に、地図情報ＤＢ３４に格納されている地図情報について、図３（ａ）、図３（ｂ）に基づいて説明する。図３（ａ）は、自律移動ロボット１００が配置される領域の地図情報を模式的に示した図であり、図３（ｂ）は、地図情報ＤＢ３４に実際に格納される、図３（ａ）のＸＹ座標を用いた地図情報のデータを示す図である。

図３（ａ）の地図情報では、移動可能範囲と、移動不可範囲と、ロボット応対可能範囲と、応対不可範囲とが定義されている。移動可能範囲は、自律移動ロボット１００が移動できる範囲を意味し、移動不可範囲は、自律移動ロボット１００が侵入できない範囲を意味する。また、ロボット応対可能範囲は、幅が狭い通路などの領域で、人に対して応対する自律移動ロボット１００が位置すべき範囲を意味する。このロボット応対範囲は、狭い通路でも、自律移動ロボット１００が人の通行の邪魔にならない範囲である。更に、応対不可範囲は、ドアなどが近傍に存在するため、応対のときに自律移動ロボット１００が位置すべきでない範囲を意味する。また、図３（ｂ）のデータでは、各ＸＹ座標に対応して、オリジナルデータとして移動可能範囲や移動不可範囲、ロボット応対可能範囲、応対不可範囲等が定義されている。また、例えば、移動可能範囲等に障害物（人など）が存在している場合には、障害物検出部５８の検出結果に基づいて、地図更新部７２が地図情報のデータの更新の項目を、「障害物あり」に更新する。更新の項目が「障害物あり」となっている場合には、オリジナルが移動可能範囲等であっても、移動不可範囲と同等の取り扱いがなされる。

次に、自律移動ロボット１００の動作について、図４、図５、図１２のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ説明する。

まず、図４のステップＳ１０では、動作決定部８０が、人物検出部６０の検出結果に基づいて、人が近づいてきたか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合には、ステップＳ１２に移行し、判断が肯定された場合には、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１２に移行した場合、動作決定部８０は、音声認識部５６が音声を認識したか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合には、ステップＳ１０に戻り、判断が肯定された場合には、ステップＳ１４に移行する。すなわち、ステップＳ１４に移行する場合とは、人が近づいてきたか、あるいは人の発する音声を認識した場合である。動作決定部８０は、近づいてきた人あるいは音声を発した人を、動作対象と認識する。

ステップＳ１４では、人物検出部６０が、人（動作対象）の位置及び進行方向を検出する。次いで、動作決定部８０は、ステップＳ１６において、人（動作対象）が退いて欲しい意味の音声を発したことで、音声認識部５６が当該音声を認識したか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合には、ステップＳ３８に移行する。なお、ステップＳ３８以降の処理については後述する。一方、ステップＳ１６の判断が肯定された場合には、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、動作決定部８０が、人物検出部６０の検出結果に基づいて、人（動作対象）が移動中であるか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合には、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、動作決定部８０が、位置検出部６２において検出される自律移動ロボット１００の位置と、人物検出部において検出される人の位置及び移動方向とを結ぶ線を算出し、当該線と人の進行方向との角度差を計算する。そして、動作決定部８０は、ステップＳ２２において、角度差が所定範囲内か否かを判断する。ここで、所定範囲としては、自律移動ロボット１００と人の位置を結ぶ線と、人の進行方向とがほぼ一致するとみなせる範囲を定めることができる。ここでの判断が否定された場合、すなわち、人が退いてほしいとの声を発し（ステップＳ１６が肯定）、人がロボットを避ける方向に移動していると判断された場合には、ステップＳ３６において、動作決定部８０は、自律移動ロボット１００の回避処理開始を決定する。具体的には、動作決定部８０は、人の移動を妨げず、人が移動しやすくなる方向、例えば、人の移動方向に垂直な方向、に移動を開始するように決定する。そして、動作決定部８０が回避処理を行うことを決定すると、走行制御部６６は、当該決定に基づいて走行モータ２４を駆動し、回避処理を行う。この回避処理が完了すると、図４、図５の全処理を終了する。

一方、ステップＳ２２の判断が肯定された場合には、ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４に移行する場合とは、人（動作対象）が退いてほしいとの声を発し、当該人が自律移動ロボット１００の方向に向かって移動している又は停止している（ステップＳ１８が否定）場合である。すなわち、自律移動ロボット１００は、どの方向に避けるべきかが判別不能な状況であるといえる。この場合、動作決定部８０は、ステップＳ２４において、人に対して反対に移動するように決定し、走行制御部６６を介して、走行モータ２４を駆動して、人と反対方向に移動する。具体的には、図６に示すような動作を実行する。図６では、人をＨで示し、自律移動ロボット１００をＲで示している。ここで、人は、ロボットを避けて通行したいという意志を有している場合でも、ロボットとの位置関係からどちらに避ければ良いか判断できない場合がある。しかるに、人は、このような場合でもロボットと人との間隔が変われば、どちらに避ければ良いかを判断することができる場合がある。したがって、ステップＳ２４では、自律移動ロボット１００が人と反対方向に移動して、人との間隔を変えることで、人に判断及び動作を促している。

次いで、ステップＳ２６では、人物検出部６０が、人（動作対象）の位置及び進行方向を検出する。次いで、ステップＳ２８では、動作決定部８０が、人（動作対象）が移動中であるか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合、すなわち、人が移動している場合には、ステップＳ３２において、ステップＳ２０と同様、動作決定部８０が、自律移動ロボット１００の位置と人の位置とを結ぶ線と、人の進行方向との角度差を計算する。そして、ステップＳ３４では、ステップＳ２２と同様、動作決定部８０が、角度差が所定範囲内であるか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合は、自律移動ロボット１００が人の進行方向とは反対の方向に移動して、様子を見た結果、人が異なる方向に移動したと推定される。このような場合には、ステップＳ３６に移行し、動作決定部８０は、前述と同様に、人が移動している方向から離れる方向を回避方向として決定する。そして、動作決定部８０は、走行制御部６６を介して、走行モータ２４を駆動して、上記回避方向に回避処理を実行する。一方、ステップＳ３４の判断が肯定された場合、すなわち、自律移動ロボット１００を人の進行方向とは反対の方向に移動させて様子を見た結果、人がまだ自律移動ロボット１００に向けて移動している場合には、ステップＳ２４に戻る。そして、ステップＳ２４を再度実行して、自律移動ロボット１００を人の進行方向と反対の方向に更に移動させて様子を見る（ステップＳ２６）。

これに対し、ステップＳ２８の判断が否定された場合、すなわち、人の進行方向に対して反対方向に移動した結果、人が移動を止めた場合には、ステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０では、動作決定部８０が、位置検出部６２及び人物検出部６０の検出結果から、人と自律移動ロボット１００とが一定距離離れたか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合には、全処理を終了し、動作対象であった人を動作対象から解除する。一方、ステップＳ３０の判断が否定された場合には、ステップＳ２４に戻る。その後は、ステップＳ３０が肯定されるまで、あるいはステップＳ３６の処理が完了するまで、ステップＳ２４以降の処理を繰り返す。

ところで、図４のステップＳ１６の判断が否定された場合、すなわち、人が退いてほしい意味の音声を発していない場合には、図５に移行して、ステップＳ３８の処理を実施する。具体的には、ステップＳ３８では、動作決定部８０が、地図情報ＤＢ３４に格納されている地図情報を用いて、自律移動ロボット１００が位置している場所の幅が一定以下か否かを判断する。ここでの判断が否定された場合、すなわち、自律移動ロボット１００が、広い場所に位置していると判断された場合には、自律移動ロボット１００が人の邪魔とならないと推定される。このため、図４、図５の全処理を終了する。一方、ステップＳ３８の判断が肯定された場合には、ステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０では、動作決定部８０が、人（動作対象）が移動中であるか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合にはステップＳ５２に移行する。一方、ステップＳ４０の判断が肯定された場合には、ステップＳ４２に移行し、ステップＳ２０、Ｓ３２と同様、動作決定部８０が、自律移動ロボット１００の位置と人の位置とを結ぶ線と、人の進行方向との角度差を計算する。そして、ステップＳ４４では、ステップＳ２２、Ｓ３４と同様、動作決定部８０が、角度差が所定範囲内であるか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合、ステップＳ５２に移行する。一方、ステップＳ４４の判断が否定された場合にも、ステップＳ４８において、動作決定部８０が、顔検出部５２の検出結果に基づいて、人が自律移動ロボット１００に顔を向けているか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合には、ステップＳ５２に移行する。また、ここでの判断が否定された場合には、ステップＳ５０に移行する。

ここで、ステップＳ４０〜Ｓ４８の処理・判断について、図７〜図９に基づいて具体的に説明する。なお、図７〜図９では、一例として、自律移動ロボット１００が棚の前に位置している場合を図示している。

（Ａ） ステップＳ４０〜Ｓ４８の処理・判断の結果、ステップＳ５０に移行する場合
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、人が、自律移動ロボット１００に向かって近づいてなく、かつ人が自律移動ロボット１００に顔を向けていない場合であり、自律移動ロボット１００に用がないと推定される場合である。このような場合、ステップＳ４０（肯定）、ステップＳ４２、ステップＳ４４（否定）、ステップＳ４８（否定）を経て、ステップＳ５０に移行するようになっている。

（Ｂ） ステップＳ４０〜Ｓ４８の処理・判断の結果、ステップＳ５２に移行する場合
（１）人が停止している場合
図８（ａ）に示すように人が停止している場合、人が自律移動ロボット１００に退いて欲しいと考えているのか、人が棚にアクセスしたいと考えているのかが不明であると推定される。このような場合、ステップＳ４０の判断が否定された後、ステップＳ５２に移行するようになっている。

（２）人が自律移動ロボット１００に向かって近づいており、かつ自律移動ロボット１００の方向に顔を向けている場合
図８（ｂ）に示すように、人が自律移動ロボット１００に向かって近づいており、かつ自律移動ロボット１００の方向に顔を向けている場合も、人が自律移動ロボット１００に退いて欲しいと考えているのか、自律移動ロボット１００に用があるのかが不明であると推定される。このような場合、ステップＳ４０（肯定）、ステップＳ４２、ステップＳ４４（肯定）を経て、ステップＳ５２に移行するようになっている。

（３）人が自律移動ロボット１００に向かって近づいているが、自律移動ロボット１００の方向に顔を向けていない場合
図９（ａ）に示すように、人が自律移動ロボット１００に向かって近づいているが自律移動ロボット１００の方向に顔を向けていない場合も、人が自律移動ロボット１００に退いて欲しいと考えているのか不明であると推定される。このような場合も上記（２）と同様に、ステップＳ４０（肯定）、ステップＳ４２、ステップＳ４４（肯定）を経て、ステップＳ５２に移行するようになっている。

（４）人が自律移動ロボット１００に向かって近づいていないが、自律移動ロボット１００の方向に顔を向けている場合
図９（ｂ）に示すように、人が自律移動ロボット１００に向かって近づいていないが自律移動ロボット１００の方向に顔を向けている場合も、人が自律移動ロボット１００に退いて欲しいと考えているのか不明であると推定される。このような場合、ステップＳ４０（肯定）、ステップＳ４２、ステップＳ４４（否定）、ステップＳ４８（肯定）を経て、ステップＳ５２に移行するようになっている。

図５に戻り、ステップＳ５０では、前述したステップＳ３６と同様にして、回避処理を実行する。具体的には、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、自律移動ロボット１００が、人の進行方向から離れる方向に移動するように、動作決定部８０が移動方向を決定し、走行制御部６６を介して走行モータ２４を駆動する。

一方、ステップＳ５２では、動作決定部８０は、発声制御部６８を介してスピーカ１８から音声を出力して、人の意志を確認する。具体的には、「何か御用でしょうか」などの音声をスピーカ１８から出力する。次いで、ステップＳ５４では、動作決定部８０が、音声認識部５６において、人からの回答があったことが認識されたか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合にはステップＳ５６に移行し、否定された場合には、図４のステップＳ２４に移行する。

ステップＳ５６では、動作決定部８０が、人からの回答が退いて欲しい意味の音声であったと、音声認識部５６において認識されたか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合には、図４のステップＳ２４に移行する。

図４のステップＳ２４に移行した場合、すなわち、人からの回答が無かったり、回答があったが、当該回答が退いて欲しいという意味であった場合には、ステップＳ２４以降の処理を、前述したのと同様に実行する。具体的には、図１１（ａ）のように人が停止している場合（図８（ａ）に対応）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）のように人が自律移動ロボット１００に向かって移動している場合（図８（ｂ）、図９（ａ）に対応）、及び図１１（ｄ）に示すように人の顔が自律移動ロボット１００に向いている場合（図９（ｂ）に対応）のいずれにおいても、人から離れる方向に移動する。そして、自律移動ロボット１００の移動後における人の動きを見て、当該人の動きから離れる方向に自律移動ロボット１００が回避するようにする（ステップＳ３６）。

図５に戻り、ステップＳ５４の判断が否定された場合、すなわち、人に自律移動ロボット１００に退いてほしいという意志がない場合には、動作決定部８０等が、人（動作対象）に対する応対を処理を実行する（ステップＳ５８）。

ステップＳ５８のサブルーチンでは、図１２に示す処理を実行する。

図１２の処理では、まず、ステップＳ６０において、動作決定部８０が、位置検出部６２で検出される自律移動ロボット１００の位置を取得する。次いで、ステップＳ６２において、動作決定部８０が、人物検出部６０で検出された人（動作対象）の位置を取得する。次いで、ステップＳ６４では、動作決定部８０の指示の下、首制御部６４が首モータ３６を駆動して、人に頭部１０ａ正面を向けるとともに、発声制御部６８がスピーカ１８を介して発話などを行うことで、応対を開始することを示す。

次いで、ステップＳ６６では、動作決定部８０が、地図情報ＤＢ３４に格納されている地図情報（図３（ｂ）参照）と、ステップＳ６０で取得した位置から、自己位置情報及び通路幅を取得する。動作決定部８０は、自己位置情報として、図３に示すデータからオリジナルの項目（例えば、移動可能範囲や応対不可範囲など）の情報を取得する。次いで、ステップＳ６８では、動作決定部８０が、自律移動ロボット１００が位置する領域における通路幅が規定幅より狭いか否かを判断する。すなわち、自律移動ロボット１００（ロボット本体１０）の周囲に所定広さ、例えば、自律移動ロボット１００の幅と人の幅（予め設定されているものとする）の合計よりも広い通路幅、が確保されているか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合、すなわち、図１３（ａ）に示すように、通路幅が規定幅より広い場合には、ステップＳ８２に移行する。そして、ステップＳ８２では、動作決定部８０の指示の下、走行制御部６６が走行モータ２４を駆動したり、首制御部６４が首モータ３６を駆動したりすることで、自律移動ロボット１００の方向を人に向けて、応対を行う。このように、通路幅が規定幅より広い場合には、図１３（ｃ）に示すように、その場で応対を行っても、動作対象の人以外の人の通行等を邪魔することが無いことから、自律移動ロボット１００は、その場で応対を行うようにしている。なお、応対は、発声制御部６８がスピーカ１８から音声を出力したり、音声認識部５６が人の音声を認識し、人の問いかけに適切に答えたりすることにより、行われる。

一方、ステップＳ６８の判断が肯定されると、ステップＳ７０に移行して、動作決定部８０は、自律移動ロボット１００の位置がロボット応対可能範囲であるか否かを判断する。ここでの判断が肯定された場合、すなわち、図１３（ｂ）に示すように、既に、自律移動ロボット１００がロボット応対可能範囲に存在している場合には、特に移動することなく、前述と同様、ステップＳ８２の処理（応対）を行う。

一方、ステップＳ７０の判断が否定された場合、すなわち図１３（ｃ）に示すように、自律移動ロボット１００がロボット応対可能範囲に存在していない場合には、ステップＳ７２に移行する。ステップＳ７２では、動作決定部８０が、障害物検出部５８で検出される障害物の位置を取得し、地図情報を更新する。具体的には、図３（ｂ）に示すように、更新の項目を「障害物あり」と更新する。

次いで、ステップＳ７４では、動作決定部８０が、自律移動ロボット１００の移動場所を決定する。例えば、図１４（ａ）に示すように、自律移動ロボット１００近傍に移動不可範囲や応対不可範囲が存在しない場合には、動作決定部８０は、ロボット応対可能範囲のうちで最も近い位置を移動場所として決定する。この決定においては、ポテンシャル法などの既存技術を用いることができる。また、図１４（ｂ）に示すように、自律移動ロボット１００の近傍に障害物としての人が存在している場合には、当該人に接触せずに移動でき、かつロボット応対可能範囲のうちで最も近い位置を移動場所として決定する。更に、図１４（ｃ）のように、自律移動ロボット１００の近傍に応対不可範囲がある場合には、応対不可範囲を除き、ロボット応対可能範囲のうちで最も近い位置を移動場所として決定する。図１４（ｂ），図１４（ｃ）のような場合にもポテンシャル法を用いることができる。

次いで、ステップＳ７６では、動作決定部８０の指示の下、発声制御部６８がスピーカ１８を介して、人に対して移動開始を通知する。次いで、ステップＳ７８では、動作決定部８０の指示の下、走行制御部６６が、走行モータ２４を駆動して、自律移動ロボット１００を、ステップＳ７４で決定した移動場所まで移動させる。次いで、動作決定部８０は、ステップＳ８０において、移動が完了するまで待機し、移動が完了した段階で、ステップＳ８２に移行する。ステップＳ８２では、前述したのと同様に、自律移動ロボット１００の向きを人に向け、応対を行う。

以上のようにして、図１２の処理が終了すると、図５に戻り、全処理を終了する。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、動作決定部８０及び走行制御部６６は、音声認識部５６の認識結果に基づいて人が自律移動ロボット１００を退かそうとしているか否かを判定するとともに、人物検出部６０と顔検出部５２の検出結果に基づいて人が移動したい方向を判定する。そして、判定の結果、人に退かそうとする意志があるが移動したい方向が不明であった場合には、自律移動ロボット１００を人から離れる方向に移動させ（ステップＳ２４）、自律移動ロボット１００が人から離れる方向に移動した後に、人が動いた方向に基づいて、人から離れる方向に自律移動ロボット１００を移動する。ここで、人は、ロボットを避けて通行したいという意志を有している場合でも、ロボットとの位置関係からどちらに避ければ良いかという判断ができない場合がある。このような場合でも、人は、ロボットとの間隔が変化すると、自発的にどちらに避ければ良いかを判断し、その方向への動作を実行する習性を有している。このため、本実施形態の自律移動ロボット１００は、人が自律移動ロボット１００を退かしたいと考え、かつ人が移動したい方向が不明な場合に、人から一旦離れ、そのときの様子を見て人の移動したい方向を確認し、人から離れるように移動するようにしている。これにより、人の移動したい方向が不明な場合でも、適切な移動（回避動作）を行うことが可能である。

また、本実施形態では、動作決定部８０及び走行制御部６６は、人の移動方向が自律移動ロボット１００に向かう方向でなく、かつ人の顔の向きが自律移動ロボット１００の方向でない場合に、自律移動ロボット１００に、人に接触しないように回避動作を実行させる。このように、人の移動方向が自律移動ロボット１００に向かう方向でなく、かつ人の顔の向きが自律移動ロボット１００の方向でない場合には、人が自律移動ロボット１００に用がある可能性が低い。したがって、自律移動ロボット１００は人に接触しないように回避動作を実行することで、人の邪魔をすることなく、同一の空間で人と共存することができるようになる。

また、本実施形態では、動作決定部８０及び走行制御部６６並びに発声制御部６８は、音声認識部５６の認識結果に基づいて人が自律移動ロボット１００を退かそうとする意志が無いと判定した場合で、かつ、（ａ）人が移動していない場合、（ｂ）人が移動中で当該人の顔が自律移動ロボット１００の方向を向いている場合、及び（ｃ）人が自律移動ロボットの方向に移動中で当該人の顔が自律移動ロボット１００の方向を向いていない場合のいずれかに該当する場合に、スピーカ１８から人に対して意志を確認する音声を発生させ、音声認識部５６の認識結果に基づいて人が自律移動ロボット１００を退かそうとする意志があるか否かを判定する。このように、人の移動方向と人の顔の向きを確認した結果、人に自律移動ロボット１００を退かそうとする意志があるか否かが不明と判定されたときに、人の意志を確認することができる。これにより、確認結果を用いることで、自律移動ロボット１００を適切に動作させることができるようになる。

また、本実施形態では、自律移動ロボット１００の位置する通路の幅が狭い場合、すなわち、自律移動ロボット１００の周囲に所定広さ、例えば、自律移動ロボット１００の幅と人の幅の合計よりも広い通路幅、が確保されていない場合に、人の意志を確認する。したがって、自律移動ロボット１００が退かなくても人の邪魔にならないような場合まで、自律移動ロボット１００を動作させなくても良くなるので、動作を効率よく行うことが可能である。

また、本実施形態では、人が自律移動ロボットを退かそうとする意志が無いと判定された場合に、邪魔にならない場所に移動した後、人に対する応対を行う。これにより、動作対象の人以外の人にとっても自律移動ロボット１００が邪魔にならずに、動作対象の人に対する応対を行うことができる。

また、本実施形態では、応対不可範囲や移動不可範囲を除く領域内で自律移動ロボット１００を移動させるので、自律移動ロボット１００を適切な範囲で移動させることが可能である。

また、本実施形態では、検出した障害物の位置を、新たな応対不可範囲として地図情報に設定するため、障害物（応対する人以外の人など）に自律移動ロボット１００が接触するのを回避することができる。

なお、上記実施形態では、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）の回避動作に代えて、図１５（ａ）、図１５（ｂ）のような回避動作を、自律移動ロボット１００に行わせても良い。具体的には、図１５（ａ）に示すように、自律移動ロボット１００近傍に障害物（人）が存在する場合、自律移動ロボット１００は、図１５（ａ）の紙面上側及び下側のロボット応対可能範囲のいずれかに移動することができる。ここでは、動作決定部８０は、人との距離が離れないように移動場所を決定することとする。例えば、図１５（ａ）の場合であれば、人（動作対象）との距離の増加しない範囲（円Ｌ内）で、かつ移動距離が最も少なくなる位置１００’を移動場所とする。このようにすることで、場所１００”に移動する場合よりも応対時の人との位置関係を適切に保つことができる。同様に、図１５（ｂ）に示すように、応対不可範囲が自律移動ロボット１００の近傍にある場合にも、人との距離の増加しない範囲（円Ｌ内）で、かつ移動距離が最も少ない位置を移動場所とする。これにより、動作対象の人との位置関係を適切に保つことができる。

なお、上記実施形態では、カメラ１２としてステレオカメラを用い、当該カメラ１２で撮影される画像を用いて、顔検出及び人の位置検出を行う場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、顔検出用のカメラを別途設け、当該顔検出用のカメラで撮影される画像を用いて人の顔を検出することとしても良い。

なお、上記実施形態では、前述のように、ジャイロセンサ３２は、自律移動ロボット１００の向きを精度良く検出するために用いるためのものである。このため、然程精度が要求されないような場合には、ジャイロセンサ３２を設けないこととしても良い。

また、上記実施形態では、首部１０ｃが回転可能である場合について説明したが、これに限らず、首部１０ｃは回転しなくても良い。この場合、首モータ３６や首制御部６４を省略することができる。カメラ１２の撮影方向を変更する場合には、移動部２０の走行モータ２４を用いることとすれば良い。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０ ロボット本体
１８ スピーカ（応対部の一部）
２０ 移動部
３４ 地図情報ＤＢ（地図情報保持部）
５６ 音声認識部
６０ 人物検出部
６２ 位置検出部（ロボット本体位置検出部）
６４ 首制御部（実行部の一部）
６６ 走行制御部（実行部の一部）
６８ 発声制御部（実行部の一部、発声部、応対部の一部）
８０ 動作決定部（実行部の一部）
１００ 自律移動ロボット

Claims (8)

1. ロボット本体と、
   前記ロボット本体の周囲に存在する人の位置及び移動方向を検出する人物検出部と、
   前記人の顔が向いている方向を検出する顔検出部と、
   前記人が発する音声を認識する音声認識部と、
   前記人物検出部と前記顔検出部の検出結果及び前記音声認識部の認識結果に基づいて、前記ロボット本体の動作を決定し、当該動作を前記ロボット本体に実行させる実行部と、
   前記実行部の指示により前記ロボット本体を移動させる移動部と、
   を備え、
   前記実行部は、
   前記音声認識部の認識結果に基づいて前記人が前記ロボット本体を退かそうとする意志があるか否かを判定するとともに、前記人物検出部と前記顔検出部の検出結果に基づいて前記人が移動したい方向を判定し、
   当該判定の結果、前記人に前記意志があるが、前記人が移動したい方向が不明であった場合に、前記ロボット本体を前記人から離れる方向に前記移動部により移動させ、
   前記ロボット本体が前記人から離れる方向に移動された後に、前記人物検出部により検出される前記人が動いた方向に基づいて、前記人から離れる方向に前記ロボット本体を前記移動部により移動させることを特徴とする自律移動ロボット。
2. 前記実行部は、前記人物検出部で検出される前記人の移動方向が前記ロボット本体に向かう方向でなく、かつ前記顔検出部で検出される前記人の顔の向きが前記ロボット本体の方向でない場合には、前記ロボット本体に、前記人に接触しないように回避動作を前記移動部に実行させることを特徴とする請求項１に記載の自律移動ロボット。
3. 前記実行部は、音声を発する発声部を有し、
   前記音声認識部の認識結果に基づいて前記人が前記ロボット本体を退かそうとする意志が無いと判定した場合で、かつ、前記人が移動していない場合、前記人が移動中で当該人の顔が前記ロボット本体の方向を向いている場合、及び前記人が前記ロボット本体の方向に移動中で当該人の顔が前記ロボット本体の方向を向いていない場合のいずれかに該当する場合に、
   前記発声部から前記人に対して意志を確認する音声を発生し、その後の前記音声認識部の認識結果に基づいて前記人が前記ロボット本体を退かそうとする意志があるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の自律移動ロボット。
4. 前記ロボット本体が配置される領域の地図情報を保持する地図情報保持部と、
   前記ロボット本体の位置を検出するロボット本体位置検出部と、を更に備え、
   前記実行部は、前記ロボット本体位置検出部で検出された前記ロボット本体の位置と、前記地図情報保持部に保持されている地図情報とに基づいて、前記ロボット本体の周囲に所定広さが確保されているか否かを判断し、
   前記所定広さが確保されていない場合に、前記発声部から前記人に対して意志を確認する音声を発生させることを特徴とする請求項３に記載の自律移動ロボット。
5. 前記人と応対を行う応対部を更に備え、
   前記地図情報には、前記ロボット本体が位置しても邪魔にならない場所が設定されており、
   前記実行部は、前記人が前記ロボット本体を退かそうとする意志が無いと判定した場合に、前記邪魔にならない場所に前記ロボット本体を移動させて、前応対部に応対を実行させることを特徴とする請求項４に記載の自律移動ロボット。
6. 前記実行部は、前記邪魔にならない場所のうち、前記ロボット本体と前記人との距離が大きくならない場所に、前記ロボット本体を前記移動部により位置させて、前記応対部に応対を実行させることを特徴とする請求項５に記載の自律移動ロボット。
7. 前記地図情報には、前記ロボット本体が位置できない禁止場所が設定されており、
   前記実行部は、前記禁止場所を除く場所に前記ロボット本体を前記移動部により位置させて、前記応対部に応対を実行させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の自律移動ロボット。
8. 前記ロボット本体周辺に位置する障害物を検出する障害物検出部を更に備え、
   前記障害物検出部は、検出した障害物の位置を、新たな禁止場所として地図情報に設定することを特徴とする請求項７に記載の自律移動ロボット。

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