JP2015145043A - 投影制御装置、ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】映像を適切な位置に投影させる。【解決手段】位置情報と投影時刻とから、投影時刻における太陽の方向を特定する太陽方向特定部（１３）と、太陽の方向に応じて、ロボットの影を特定する影特定部（１４１）または物体により生じる日陰領域を特定する日陰領域特定部（１４２）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、映像の投影を制御する投影制御装置に関する。

人間とロボットとのコミュニケーションにおいて、ロボットが画像または動画を用いて人間に情報を伝達する方法が従来技術として知られている。例えば、下記の特許文献１には、室内レイアウトと人間の位置とにより、当該人間が最も見やすい最適投影対象面を選択するロボットが開示されている。

特開２００５‐３１３２９１号公報（２００５年１１月１０日公開）

しかしながら、上述のような従来技術を用いても、映像を適切な位置に投影できない場合がある。例えば、屋外で日光が当たっている場所に映像を投影すると、当該映像は見づらくなる。ところが、日光は時間により照射角度が変化するため、予め周辺環境のレイアウトを記憶しておくことでは、当該照射角度の変化に対応することができない。また、初めて訪れる場所など、周囲の環境の情報（地図やレイアウトなど）が得られない状況で映像の投影を行う場合も、映像を適切な位置に投影できない虞があった。

本発明は、上記問題点に鑑みたものであり、その目的は、映像を適切な位置に投影させることが可能な投影制御装置を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る投影制御装置は、投影装置に映像を投影させる投影制御装置であって、上記投影装置の位置と、上記投影装置が映像を投影する時刻を示す投影時刻とから、上記投影時刻における太陽の方向を特定する太陽方向特定手段と、上記太陽方向特定手段が特定した太陽の方向に応じて、物体により生じる日陰の範囲を特定する日陰特定手段と、特定された上記日陰の範囲内から上記映像が投影される投影位置を決定する投影位置決定手段と、を備える。

本発明の一態様によれば、映像を適切な位置に投影させることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係るロボットの要部構成を示すブロック図である。 上記ロボットの動作の一例を示す模式図である。 上記ロボットの行う処理の流れを示すフローチャートである。 上記ロボットの動作の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係るロボットの要部構成を示すブロック図である。 上記ロボットの行う処理の流れを示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
以下、本発明の第１の実施形態について、図１から図３を用いて説明する。なお、本実施形態では、本発明に係る投影制御装置をロボットに搭載した例について説明する。

≪ロボット１の動作概要≫
まず始めに、図２を用いて、本実施形態に係るロボット１の動作の一例を説明する。図２は、ロボット１の動作の一例を示す模式図である。ロボット１は、ユーザの操作により映像の投影が指示される、または、自機の処理制御の結果映像の投影が決定されると、所定の方向に映像を投影する自走式装置である。ロボット１は、映像を投影する投影装置を搭載可能なものであればよい。なお、以降の説明では、ロボット１は、自機の目に当たる部分から映像を投射し、所定の平面上に投影させることとする。すなわち、ロボット１は、自機が向いている方向（ロボット１の目線の向き）に映像を投影することとする。

ロボット１は、上記映像の投影を開始するときに太陽１００の光（日光）が一定以上の明るさである場合、太陽１００のある方向に背を向けるように自機の向きを変える。そして、ロボット１は図示の通り、映像を、太陽１００の日光により生じる自機の影ａの範囲内に所定の大きさ（投影位置ｂ）で投影する。このように、本実施形態に係るロボット１は、太陽１００の位置に応じて自機の向きを変更し、太陽光により生じる自機の影に映像を投影する。

≪ロボット１の要部構成≫
次に、図１を用いてロボット１の構成を説明する。図１は、ロボット１の要部構成を示すブロック図である。ロボット１は図示の通り、制御部１０（投影制御装置）、入力部２０、駆動部３０、記憶部４０、および投影部５０（投影装置）を備えている。

入力部２０は、ロボット１の位置と、ロボット１の向きとを特定し、制御部１０へと送信するものである。なお、入力部２０の各ブロックは、制御部１０からの要求に応じてロボット１の位置または向きを特定し制御部１０へと送信してもよいし、所定の時間間隔でロボット１の位置または向きを特定して制御部１０へと送信してもよい。入力部２０は、少なくともＧＰＳ受信機２１と、電子コンパス２２とを含む。

ＧＰＳ受信機２１は、ロボット１の位置を特定するものである。ＧＰＳ受信機２１は、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信することによりそれぞれのＧＰＳ衛星からの距離を測位し、当該距離からロボット１の位置（緯度および経度）を特定する。特定されたロボット１の位置を示す情報は、位置情報として制御部１０へと送信される。なお、ＧＰＳ受信機２１は、少なくともロボット１の緯度および経度を、後述する太陽の方向を算出可能な程度に正確に算出できれば、その算出方式および算出精度は問わない。例えば、ＧＰＳ受信機２１は、相対測位方式（ＤＧＰｓ）などを用いて、ＧＰＳ衛星からの電波伝播の誤差を補正し、より正確にロボット１の位置を特定してもよい。また、ＧＰＳ受信機２１は、ロボット１が居る大まかな地域（例えば、日本国内のどの都市に居るか）等を特定し、当該地域の所定の位置の緯度および経度を位置情報として送信してもよい。

電子コンパス２２は、ロボット１の向き（ロボット１の向いている方角）を検出するものである。電子コンパス２２は、内蔵している地磁気センサにより地磁気を検出し、当該検出結果から、ロボット１の向きを特定する。検出されたロボット１の向きは、向き情報として制御部１０へと送信される。なお、電子コンパスは、地平面におけるロボット１の向きを検出可能な２軸コンパスでもよいし、当該ロボット１の向きに加え、ロボット１の傾きを検出可能な３軸コンパスでもよい。さらには、電子コンパス２２は、少なくともロボット１の向きを検出可能であればよく、その構成は特に限定されない。例えば、地磁気センサの代わりに、ジャイロセンサまたは加速度センサを用いてロボット１の向きを特定してもよい。

記憶部４０は、ロボット１の制御部１０が実行する制御プログラム、および、ロボット１が使用する各種データを記憶するものである。記憶部４０は映像データ４１を格納している。記憶部４０はまた、ロボット１の高さおよび横幅（ロボット１の身長および形状）など、ロボット１の大きさを示す情報（図示せず）を記憶している。さらに、記憶部４０は、位置（緯度および経度）および日付に対応づけて、当該位置における日中の時間帯を記憶している。なお、「日中の時間帯」とは、太陽光の明るさが一定以上である時間帯であればよい。例えば、日中の時間帯とは、日の出時刻から日の入り時刻までの時間帯であればよい。

映像データ４１は、ロボット１が投影する映像のデータである。映像データ４１は、制御部１０により読み出され、投影部５０へと送信される。なお、映像データ４１は、投影部５０が出力（投影）可能なデータであればよく、その形式は特に限定されない。また、映像データ４１は、静止画のデータであっても動画データであっても構わない。

投影部５０は、制御部１０の制御に従って映像データ４１を出力するものである。投影部５０は具体的にはプロジェクタなどで実現される。投影部５０は、投影部５０自体、または投影部５０を搭載した装置全体の制御により映像を投影する方向が変更可能な投影装置であればよい。なお、本実施形態では、ロボット１の向き（ロボット１の目線の方向）を変更することにより、映像を投影する方向を変更することとする。

制御部１０はロボット１を統括的に制御するものである。制御部１０は、入力部２０から位置情報および向き情報を取得し、位置情報から割り出される太陽の方向に応じて駆動部３０の駆動と、投影部５０の映像投影とを制御する。制御部１０はまた、投影部５０を、後述の投影位置決定部１４ａが決定した投影位置に映像を投影するよう制御する。制御部１０は、さらに詳しくは、入力情報取得部１１と、計時部１２と、太陽方向特定部１３（太陽方向特定手段）と、投影位置決定部１４ａ（投影位置決定手段）と、向き調節部１５（姿勢制御手段）とを含む。

入力情報取得部１１は、位置情報および向き情報を取得するものである。入力情報取得部１１が取得した位置情報は太陽方向特定部１３に供給され、向き情報は投影位置決定部１４ａおよび向き調節部１５に供給される。

太陽方向特定部１３は、位置情報と投影時刻とから、当該位置情報が示す位置において、投影時刻が日中の時間帯であるか否かを判断するものである。また、太陽方向特定部１３は、投影時刻が日中の時間帯である場合に、位置情報と投影時刻とから、当該投影時刻における太陽の方向を特定するものである。特定された太陽の方向は、投影位置決定部１４ａおよび向き調節部１５へと供給される。

ここで、「投影時刻」とは、ロボット１が映像の投影を開始する時刻を示す。なお、以降の説明では、ロボット１は投影時刻を計時部１２の計時している時刻、すなわち投影動作（または投影に係る準備動作）を行うときの現在時刻を投影時刻とみなすこととする。また、「太陽の方向」とは、ロボット１から見た３次元的な太陽の方向を示す。具体的には、太陽の方向とは、例えば太陽の方位（および高度）である。

太陽方向特定部１３は、入力情報取得部１１から位置情報を供給され、計時部１２の投影時刻を参照する。そして、太陽方向特定部１３は、上記位置情報が示す位置で、上記投影時刻が示す投影日において日中である時間帯（例えば、太陽が出ている時間帯）の情報を、記憶部４０から読み出す。そして、太陽方向特定部１３は、投影時刻が、日中の時間帯であるか否かを判定する。投影時刻が日中の時間帯である場合、太陽方向特定部１３は、位置情報と投影時刻とから、当該投影時刻における太陽の方向を特定する。

太陽の方向として、太陽の方位および高度を用いる場合、太陽の方位および高度は位置情報にて示されるロボット１の存在する位置の緯度および経度と、投影時刻とから算出することができる。例えば、まず投影時刻が示す日付から投影日の太陽赤緯および均時差を求めておき、投影時刻と位置情報に含まれるロボット１の位置の経度とから、太陽の時角を求める。そして、太陽赤緯と、ロボット１の位置の緯度と、太陽の時角とから、太陽の方位および高度を求めればよい。

なお、太陽方向特定部１３は太陽の方向を特定することさえできれば、その特定方法は上記算出方法に限定されない。例えば、記憶部４０に、位置情報（緯度および経度）と時刻とに対応する太陽の方向をデータテーブル等で記憶しておき、当該データテーブルを参照することにより、太陽の方向を特定してもよい。また、太陽方向特定部１３は、記憶部４０に記憶されている日中の時間帯を参照する代わりに、位置情報と投影時刻から先に太陽の方向を算出し、算出した太陽の方向が所定の範囲内である場合を、「投影時刻が日中の時間帯である場合」としてもよい。この場合、太陽の方向の範囲（所定の範囲）は、例えば太陽の高度（地平線からの仰角）が０度以上９０度以下の（すなわち、太陽が地平線から出ている）範囲内としてもよい。

また、ロボット１は、ユーザに予め指示された、または自機にて予め決定または記憶していた時刻を投影時刻としてもよい。例えば、ロボット１は、ユーザから、「映像データＡを２０１４年１月１日１２時から投影開始する」という旨の指示を受けた場合、記憶部４０または制御部１０にて、映像データＡの投影時刻を２０１４年１月１日１２時と記憶しておく。そして、当該時間（２０１４年１月１日１２時）になったときに、入力情報取得部１１から位置情報を取得し、当該位置情報および投影時刻から太陽の方向を特定すればよい。また、例えばロボット１は、映像データ４１に投影時刻（ロボット１が当該データを投影する予定の時刻）を含んでいてもよい。その場合、映像データ４１に含まれる投影時刻（予定時刻）になったときに制御部１０は位置情報を取得し、映像データ４１に記載の投影時刻と、取得した位置情報とから太陽の方向を特定すればよい。

計時部１２は、時を計るものである。より具体的には、計時部１２は制御部１０におけるリアルタイムクロックである。計時部１２の計時する時刻は、太陽方向特定部１３に参照される。なお、計時部１２は制御部１０の外部に設けられていてもよい。

投影位置決定部１４ａは、太陽の方向に応じて投影位置を決定するものである。ここで、「投影位置」とは、投影部５０が所定の物体に映像データ４１の映像を投影する場合の、当該映像の上記物体上での投影位置を示す。投影位置決定部１４ａは、投影時刻が日中の時間帯である場合は、投影位置が、後述する影特定部１４１が特定したロボット１の影に含まれるように投影位置を決定する。一方、投影位置決定部１４ａは、投影時刻が日中の時間帯でない場合は、予め規定された条件に従って投影位置を決定する。例えば、投影位置決定部１４ａは、ロボット１の向き（投影部５０が映像を投影する方向）にある平面または曲面上に、既定の大きさで映像を投影するように、投影位置を決定してもよい。

影特定部１４１（日陰特定手段）は、太陽方向特定部１３が特定した太陽の方向と、記憶部４０に記憶されているロボット１の大きさ（高さおよび横幅）とからロボット１の影となる領域を特定するものである。なお、投影位置決定部１４ａは、投影位置を、ロボット１の影のうち、凹凸がなるべく少ない略平面に含まれるように決定することが望ましい。具体的には、投影位置決定部１４ａは投影位置を、地面や床に映ったロボット１の影、建物の壁に映ったロボット１の影、またはロボット１の一部分に映った影の範囲内に含まれるように決定することが望ましい。また、投影位置決定部１４ａは、ロボット１の影よりも投影位置の方が大きい場合は、投影位置がロボット１の影に収まるように、投影部５０が出力する画像または動画（映像データ４１）の拡大率を小さくしてもよい。また、投影位置決定部１４ａは、ロボット１の影の方が投影位置よりも大きい場合、投影部５０が出力する画像または動画の画面サイズを、ロボット１の影に収まる範囲内で拡大率を大きくしてもよい。

向き調節部１５は、必要に応じて、駆動部３０にロボット１の向き変更を指示するものである。向き調節部１５は、投影時刻が日中の時間帯である場合、入力情報取得部１１から供給される向き情報（ロボット１の現在の向き）と、太陽方向特定部１３から供給される太陽の方向とから、太陽方向特定部１３が特定した太陽の方向と反対側を向くようにロボット１の向きを調節する。なお、向き調節部１５は、ロボット１が少なくとも太陽がある方角と反対側の方角を向くように上記調節を行えばよいが、太陽の角度、すなわち太陽の高度も考慮してロボット１の向きを決定することが望ましい。すなわち、向き調節部１５は、太陽の高度の高低に応じて、ロボット１の目線の上下（ロボット１の俯き具合）を調節することが望ましい。また、向き調節部１５は、ロボット１の向きを変更する必要が無い（ロボット１がはじめから太陽の方向と反対側を向いている）場合は、駆動部３０に向き変更の指示をしなくてもよい。

さらには、向き調節部１５は、影特定部１４１がロボット１の影を特定する前に、ロボット１の形状やポーズなどを変更するように駆動部３０を駆動させてもよい。より具体的には、向き調節部１５は、ロボット１のポーズおよび形状の少なくともいずれかを、ロボット１の影がより大きくなるようなポーズおよび形状、または、ロボット１の影が映像をより投影し易い形（例えば、四角形や円形に近い形など）になるようなポーズおよび形状に変更させてもよい。

駆動部３０は、向き調節部１５の指示に従いロボット１の各種部品を駆動させ、実際にロボット１の向きを変更するものである。駆動部３０は、具体的には、各種モータとドライバにて実現される。なお、駆動部３０は、少なくともロボット１の向きを変更できればよいが、ロボット１の移動（ロボット１の位置や姿勢の変更）のための制御および駆動も行うことが望ましい。

なお、ロボット１は、予め設定された、またはユーザにより設定された位置情報を記憶部４０等に記憶しておき、入力情報取得部１１が当該記憶された位置情報を取得し、太陽方向特定部１３および向き調節部１５に供給する構成であってもよい。例えば、ユーザがロボット１の位置を「東京」と設定した場合は、入力情報取得部１１は予め記憶されている「東京（の所定の位置）」の緯度および経度を読み出し、位置情報として太陽方向特定部１３および向き調節部１５に供給してもよい。

また、ロボット１は、入力部２０にロボット１の周辺の環境を検知するためのセンサ等を備えていてもよい。例えば、入力部２０に３Ｄカメラや超音波センサを備えていてもよい。この場合、３Ｄカメラが撮影した画像または超音波センサの出力信号を制御部１０（入力情報取得部１１）に送信し、制御部１０にて当該画像または出力信号を解析することにより、制御部１０は当該ロボット１の向き（目線）上にある物体（建物や障害物など）を検知（認識）することができる。そして、投影位置決定部１４ａは、投影時刻が日中の時間帯でない場合、３Ｄカメラまたは超音波センサ等でロボット１の周囲（一定の検出可能な距離範囲内）から、凹凸の少ない略平面または曲面を含む物体を特定し、当該略平面または曲面に映像を投影することができる。

また、入力部２０は、後述する影特定部１４１におけるロボット１の影の特定をより正確に行うためのセンサ等を備えていてもよい。例えば、入力部２０が２Ｄカメラを備える場合、２Ｄカメラで撮像した画像を、制御部１０へと送信し、影特定部１４１が当該画像を用いて色（または色のコントラスト）やエッジの解析を行うことにより、当該解析結果と、太陽の方向と、ロボット１の大きさとからロボット１の影の領域をより正確に決定することができる。

また、ロボット１は上記構成に加え、通信部を備えていてもよい。ロボット１が通信部を備える場合、太陽方向特定部１３は、計時部１２の時刻を参照する代わりに、通信部を介しインターネットから現在時刻を取得し、取得した現在時刻を投影時刻とみなしてもよい。また、制御部１０は、記憶部４０の映像データ４１の代わりに、通信部を介しインターネットから映像データをダウンロード（またはストリーミング）し、当該映像データを投影部５０に投影させてもよい。

≪ロボット１の処理の流れ≫
続いて、図３を用いて、ロボット１が映像を投影する際に行う処理の流れを説明する。図３は、ロボット１の行う処理の流れを示すフローチャートである。ユーザにより映像の投影を指示される、または、制御部１０にて映像の投影開始が決定されると、ロボット１は、始めにＧＰＳ受信機２１を用いて自機の位置を特定し、位置情報を入力情報取得部１１へと送信する（Ｓ１０）。また、ロボット１は電子コンパス２２を用いて自機の向きを特定し、向き情報を制御部１０の入力情報取得部１１へと送信する（Ｓ１１）。

制御部１０の入力情報取得部１１が位置情報および向き情報を取得すると、太陽方向特定部１３は、投影時刻を確認する（Ｓ１２）。具体的には、太陽方向特定部１３は、計時部１２が計時している時刻（現在時刻）を参照し、当該時刻を投影時刻と決定する。次に、太陽方向特定部１３は、投影時刻が日中の時間帯であるか否かを判定する（Ｓ１３）。

太陽方向特定部１３が、投影時刻が日中の時間帯であると判定した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、太陽方向特定部１３は、投影時刻と、入力情報取得部１１が取得した位置情報とから太陽の方向を特定する（Ｓ１４）。そして、向き調節部１５は、入力情報取得部１１から供給される向き情報と、太陽方向特定部１３から供給される太陽の方向とに基づき駆動部３０にロボット１の向き変更の指示を出す。そして、ロボット１の駆動部３０は当該指示に従い、太陽に背を向けるように自機の向きを変える（Ｓ１５）。また、影特定部１４１は、太陽方向特定部１３から供給される太陽の方向と、記憶部４０が記憶しているロボット１の大きさとから、自機の影となる領域を特定する（Ｓ１６）。続いて、投影位置決定部１４ａは、上記自機の影となる領域に含まれるように投影位置を決定する（Ｓ１７）。

最後に、ロボット１の制御部１０は、記憶部４０から映像データ４１を読み出し、投影部５０に対し、投影位置決定部１４ａが決定した投影位置に、読み出した映像データ４１を投影するよう指示する。そして、投影部５０は、投影位置、すなわちロボット１の影の範囲内に映像データ４１を投影する（Ｓ１８）。

一方、太陽方向特定部１３が、投影時刻が日中の時間帯でないと判定した場合（Ｓ１３でＮＯ）、制御部１０は、所定の投影位置に映像データ４１を投影する（Ｓ１９）。

なお、上記Ｓ１０〜Ｓ１２の処理の順番は特に限定されない。例えば、太陽方向特定部１３は計時部１２の時刻（投影時刻）を参照した後に入力情報取得部１１に位置情報を要求し、入力情報取得部１１がＧＰＳ受信機２１から位置情報を受信してもよい。また、Ｓ１５と、Ｓ１６〜１７の処理の順番も特に限定されない。例えば、投影時刻が日中の時間帯である場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、先に投影位置決定部１４ａの影特定部１４１がロボット１の影の領域を特定し、続いて、向き調節部１５がロボット１の向き、すなわち映像を投影する方向を調節してもよい。また、この場合、向き調節部１５は、ロボット１の向きを「太陽に背を向ける（太陽の反対側を向く）」ように調節するのではなく、影特定部１４１の特定したロボット１の影がある方向、または投影位置決定部１４ａが特定した投影位置の方向を向くように調節してもよい。

また、Ｓ１３とＳ１４の処理の順序を入れ替えてもよい。すなわち、太陽方向特定部１３は、太陽の方向を特定してから、投影時刻が日中の時間帯であるか否かを判定してもよい。さらにこの場合、太陽方向特定部１３は、特定した太陽の方向が所定の範囲内である場合に投影時刻が日中の時間帯であると判定し、太陽の方向が所定の範囲内でない場合に投影時刻が日中の時間帯でないと判定してもよい。

〔実施形態２〕
以下、本発明の他の実施形態について、図４〜図６に基づいて説明する。なお、以下の説明では便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

≪ロボット２の動作概要≫
図４は、ロボット２の動作の一例を示す模式図である。ロボット２は、日中の時間帯に映像を投影する場合、太陽１００の方向を向くように自機の向きを制御する。次に、ロボット２は、太陽１００と自機の間にある物体を、太陽１００の日光を遮る遮蔽物と特定する。そして、ロボット２は図示の通り、当該遮蔽物において太陽１００の日陰になっている面ｃに映像を投影する（投影位置ｂ）。このように、本実施形態に係るロボット２は、投影時刻が日中の時間帯である場合に、太陽１００の方向を向くように自機の向きを制御する点と、太陽１００の日光を遮っている遮蔽物に映像を投影する点において、実施形態１のロボット１と異なる。

≪ロボット２の要部構成≫
図５は、ロボット２の要部構成を示すブロック図である。ロボット２は、実施形態１に係るロボット１に対し、カメラ２３および超音波センサ２４をさらに備える点で異なる。また、ロボット２は、影特定部１４１の代わりに日陰領域特定部１４２を備える点でロボット１と異なる。さらに、ロボット２は、投影位置の決定（投影位置決定部１４ｂ）およびロボット２の駆動調節（駆動調節部１６）に係る制御がロボット１と異なる。

カメラ２３は、ロボット２の周囲を撮影するものである。カメラ２３が撮影した撮影データは入力情報取得部１１へと送信される。なお、カメラ２３は、ロボット１の周囲にある物体の立体構造を検出可能な３Ｄカメラであってもよい。この場合、カメラ２３の撮影データからロボット２の周囲の物体の大きさと、立体構造との両方を判別することができるので、ロボット２は後述の超音波センサ２４を備えていなくてもよい。

超音波センサ２４は、ロボット２の周囲の凹凸を信号として検出するセンサである。以降、超音波センサ２４が出力するセンサ信号を、単に「出力信号」と称する。超音波センサ２４は、超音波を発し、跳ね返ってきた超音波を受信および検出する。なお、本実施形態では一例として、カメラ２３はロボット１の向いている方向を所定の画角で撮影し、超音波センサ２４はロボット１の向いている方向に超音波を発することとする。

駆動調節部１６は、必要に応じて駆動部３０にロボット１の駆動および向きの変更を指示するものである。駆動調節部１６は、投影時刻が日中の時間帯である場合、入力情報取得部１１から供給される向き情報と、太陽方向特定部１３から供給される太陽の方向とから、太陽方向特定部１３が特定した太陽の方向を向くようにロボット２の向きを調節する。また、駆動調節部１６は、後述の投影位置決定部１４ｂが決定した投影位置に映像を投影するように、ロボット２の移動に係る駆動を調節する。

投影位置決定部１４ｂ（投影位置決定手段）は、投影位置決定部１４ａと同様に、太陽の方向に応じて投影位置を決定するものである。投影位置決定部１４ｂは、投影時刻が日中の時間帯である場合、後述の日陰領域特定部１４２が特定した物体の日陰領域に含まれるように投影位置を決定する。「物体」および「日陰領域」の意味については後述する。

日陰領域特定部１４２（日陰特定手段）は、ロボット２の周辺に存在する、日光を遮り日陰を生じさせている物体（遮蔽物）を特定し、当該物体により生じる日陰の領域（日陰領域）を特定するものである。なお、「ロボット２の周辺」が示す距離範囲は特に限定しないが、例えば、ロボット２が備えたカメラ２３または超音波センサ２４で検知可能な範囲であってもよい。または、「ロボット２の周辺」とは、ロボット２が移動可能および映像を投影可能な範囲の少なくともいずれかであってもよい。

日陰領域特定部１４２は、遮蔽物の平面または曲面のうち、その一部または全部が太陽光の日陰になっている平面または曲面を日陰領域として特定すればよい。なお、日陰領域特定部１４２は、上記物体の影を日陰領域として特定してもよい。また、日陰領域特定部１４２は、遮蔽物の代わりに、自己の少なくとも一部が日陰に存在する物体、または当該日陰そのものを特定し、当該日陰に存在している平面または曲面（または日陰そのもの）を日陰領域と特定してもよい。また、日陰領域は、平面であっても曲面であってもよいが、できるだけ凹凸の少ない略平面であることが望ましい。

より詳しくは、日陰領域特定部１４２はまず、入力情報取得部１１から供給される撮影データ（および出力信号）から、ロボット２の周囲（ロボット１の向きの方向）に存在する物体（建物や障害物など）の立体構造（大きさ、形状、凹凸など）およびロボット２との位置関係を特定する。さらに、日陰領域特定部１４２は、太陽方向特定部１３が特定した太陽の方向と、上記立体構造とから、ロボット２の周辺に存在する物体を特定する。最後に、日陰領域特定部１４２は、太陽の方向と、特定した物体の立体構造（各面、または物体が曲面で構成されている場合は、各曲面や部位の形状および位置関係）とから、当該物体により生じる日陰を、日陰領域として特定する。

なお、ロボット１の周辺に物体が複数存在する場合、日陰領域特定部１４２は予め定められた条件（例えば、物体の色、大きさ、凹凸の少なさなど）に基づき各物体の優先順位を設け、最も優先順位の高い（条件に合致する）物体を特定すればよい。また、日陰領域特定部１４２は、供給された撮影データから物体の色を認識し、物体の色に基づいて、日陰領域を決定してもよい。例えば日陰領域特定部１４２は、物体の各面または各部位において最も明度が低い部分を、当該物体の日陰領域と特定してもよい。この場合、日陰領域特定部１４２は、撮影データ、または太陽方向特定部１３が特定した太陽の方向から太陽光の日陰を特定し、少なくとも一部が当該日陰に存在する物体を特定すればよい。

≪ロボット２の処理の流れ≫
図６は、ロボット２の行う処理の流れを示すフローチャートである。なお、図６のＳ２０〜２４、およびＳ３０はそれぞれ、図３のＳ１０〜１４、およびＳ１９と同様の処理であるので、説明を省く。投影時刻が日中の時間帯である場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、ロボット２の太陽方向特定部１３は太陽の方向を特定し（Ｓ２４）、駆動調節部１６は入力情報取得部１１から供給される向き情報と、太陽方向特定部１３から供給される太陽の方向とに基づき駆動部３０にロボット２の向き変更の指示を出す。そして、ロボット２の駆動部３０は当該指示に従い、太陽の方向を向くように自機の向きを変える（Ｓ２５）。

また、入力情報取得部１１は、カメラ２３（および超音波センサ２４）から撮影データ（および出力信号）を取得し、投影位置決定部１４ｂへと供給する（Ｓ２６）。そして、日陰領域特定部１４２は、太陽方向特定部１３から供給される太陽の方向と、入力情報取得部１１から供給される撮影データ（および出力信号）とから、物体（遮蔽物）を特定し、当該物体の日陰領域を特定する（Ｓ２７）。続いて、投影位置決定部１４ｂは、上記物体の日陰領域に含まれるように投影位置を決定する（Ｓ２８）。

最後に制御部１０は、投影位置決定部１４ｂが決定した投影位置に、読み出した映像データ４１を投影するよう投影部５０に指示する。そして、駆動部３０は駆動調節部１６の指示に従いロボット２を移動させ、投影部５０は、投影位置、すなわち物体の日陰領域に映像データ４１を投影する（Ｓ２９）。

〔実施形態３〕
制御部１０の各制御ブロック（特に太陽方向特定部１３および投影位置決定部１４ａまたは投影位置決定部１４ｂ）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、制御部１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る投影制御装置（制御部１０）は、投影装置（投影部５０）に映像（映像データ４１）を投影させる投影制御装置であって、上記投影装置の位置（位置情報）と、上記投影装置が映像を投影する時刻を示す投影時刻とから、上記投影時刻における太陽の方向を特定する太陽方向特定手段（太陽方向特定部１３）と、上記太陽方向特定手段が特定した太陽の方向に応じて、物体により生じる日陰の範囲を特定する日陰特定手段と、特定された上記日陰の範囲内から上記映像が投影される投影位置を決定する投影位置決定手段（投影位置決定部１４ａまたは投影位置決定部１４ｂの少なくとも一方）と、を備えている。

上記の構成によれば、投影制御装置は、投影位置を、物体により太陽の方向に応じて生じる日陰の範囲内から決定する。これにより、投影制御装置は、太陽光の影響を考慮した適切な位置に映像を投影させることができるという効果を奏する。

また、投影制御装置は、投影装置や投影範囲の周辺の情報（地図または障害物、建物のレイアウトなど）を事前に記憶しておかずとも、映像を適切な位置に投影させることができる。

本発明の態様２に係る投影制御装置は、上記態様１において、上記物体は、上記投影装置を備えるロボット（ロボット１およびロボット２）であり、上記日陰特定手段は、上記太陽方向特定手段が特定した太陽の方向において生じる、上記ロボットの影を上記日陰として特定してもよい。

上記の構成によれば、投影制御装置は、太陽光の明るさの影響を受けづらい領域であるロボットの影に映像を投影させるように、投影装置を制御する。これにより、投影制御装置は投影装置に、より適切な位置に映像を投影させることができる。

加えて、投影制御装置は、投影装置を備えるロボットの影を利用するので、映像の投影にあたり他の物体や地面等の日陰を探す必要がない。そのため、投影制御装置は、投影装置に、投影装置（投影装置を備えたロボット）の周辺の環境（周辺にある物体等のレイアウト）に関わらず、適切な位置に映像を投影させることができる。

本発明の態様３に係る投影制御装置は、上記態様１において、上記物体は上記投影装置の周辺にある物体であってもよい。

上記の構成によれば、投影制御装置は、投影装置周辺の物体により生じる日陰に映像を投影させるように投影装置を制御する。したがって、投影制御装置は投影装置に、太陽光の明るさの影響を受けづらい領域に映像を投影させることができる。

本発明の態様４に係る投影制御装置は、上記態様３において、上記日陰特定手段は、上記物体の日光が当たっていない面の領域または上記物体の影の領域を、上記日陰の範囲として特定してもよい。

上記の構成によれば、投影制御装置は、投影装置周辺の物体の、日光が当たっていない面の領域または上記物体の影の領域に映像を投影させるように投影装置を制御する。したがって、投影制御装置は投影装置に、太陽光の明るさの影響を受けづらい領域に映像を投影させることができる。

本発明の態様５に係るロボットは、上記態様１〜４のいずれか１態様に記載の投影制御装置と、上記投影装置と、を備えていてもよい。

本発明の態様６に係るロボットは、上記態様２に記載の投影制御装置と、上記投影装置とを備えたロボットであって、影を作るように上記ロボットの姿勢を変更させる姿勢制御手段（向き調節部１５）を備えていてもよい。

上記の構成によれば、投影制御装置は、ロボットの姿勢（ポーズまたは形状）を変更させることにより、ロボットの影を作ることができる。これにより、投影制御装置は投影装置に、ロボットの影、すなわち太陽光の明るさの影響を受けづらい領域に映像を投影させることができる。

本発明の各態様に係る投影制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記投影制御装置が備える各手段として動作させることにより上記投影制御装置をコンピュータにて実現させる投影制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、映像の投影を制御する投影制御装置に利用することができる。

１、２ ロボット、１０ 制御部（投影制御装置）、１３ 太陽方向特定部（太陽方向特定手段）、１４ａ、１４ｂ 投影位置決定部（投影位置決定手段）、１４１ 影特定部（日陰特定手段）、１４２ 日陰領域特定部（日陰特定手段）、１５ 向き調節部（姿勢制御手段）、５０ 投影部（投影装置）

Claims (5)

1. 投影装置に映像を投影させる投影制御装置であって、
   上記投影装置の位置と、上記投影装置が映像を投影する時刻を示す投影時刻とから、上記投影時刻における太陽の方向を特定する太陽方向特定手段と、
   上記太陽方向特定手段が特定した太陽の方向に応じて、物体により生じる日陰の範囲を特定する日陰特定手段と、
   特定された上記日陰の範囲内から上記映像が投影される投影位置を決定する投影位置決定手段と、を備えることを特徴とする投影制御装置。
2. 上記物体は、上記投影装置を備えるロボットであり、
   上記日陰特定手段は、上記太陽方向特定手段が特定した太陽の方向において生じる、上記ロボットの影を上記日陰として特定することを特徴とする、請求項１に記載の投影制御装置。
3. 上記物体は上記投影装置の周辺にある物体であることを特徴とする、請求項１に記載の投影制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の投影制御装置と、
   上記投影装置と、を備えたロボット。
5. 請求項２に記載の投影制御装置と、上記投影装置とを備えたロボットであって、
   影を作るように上記ロボットの姿勢を変更させる姿勢制御手段を備えることを特徴とするロボット。

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