JP2021174328A - Pilot-guide robot controller and control method - Google Patents

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徹志 池田
Tetsushi Ikeda
敏 岩城
Satoshi Iwaki
壮也 小野
Takeya Ono
亜希 玉井
Aki Tamai
翔平 山下
Shohei Yamashita
智貴 吉田
Tomoki Yoshida
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Hiroshima City University
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Abstract

To provide a pilot-guide robot apparatus capable of pleasantly and efficiently piloting or guiding a person to be guided according to an environmental situation of a venue in a facility where many visitors (persons to be guided) come, such as, a museum, art gallery, or any of various event sites.SOLUTION: An imaging device that images an own ambient environmental condition and a projector placed on a pan-tilt actuator are mounted on a robot capable of autonomously moving. A combination of a moving action of the robot (selection of a pilot-guide course) and a projecting action using the projector (magnification, reduction, or size retention of a projection image) is selected and determined according to the ambient environmental situation obtained by the imaging device, whereby piloting and guiding is performed with the positional relationship among an exhibit, the robot, and a person to be guided controlled.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明は、博物館、美術館、各種イベント会場等の多くの来訪者(以下、被案内者と記すことがある。)が訪れる施設において、案内者に代わって案内業務を行う自律移動が可能な先導案内ロボット(以下、ロボットと略記することがある。)の制御装置及び制御方法に関し、詳細には、ロボット上に自らの周辺環境状態を撮像する撮像装置とパンチルトアクチュエータ上に載置されたプロジェクタ(以下、プロジェクタと略記することがある。)を設置し、撮像装置によって得られた周辺環境状態に応じて、ロボットの移動行動とプロジェクタによる被案内者への説明用プロジェクション投影行動(以下、投影行動と略記することがある。)を組み合わせて制御することで、被案内者にとって快適で効率的な先導案内を実現するための先導案内ロボットの制御装置及び制御方法に関し、さらに詳細には、前記ロボットの移動行動が展示物と並行方向(以下、進行方向と記すことがある。)及び展示物と直角方向(以下、隔たり方向と記すことがある。)への移動の組み合せであり、前記プロジェクタでの投影行動が、予めその大きさが設定されている標準サイズの画像、サイズが拡大された画像あるいは縮小された画像(以下、それぞれを、標準画像、拡大画像、縮小画像と記すことがある。)のいずれか一つを投影することである、先導案内ロボットの制御装置及び制御方法に関する。 The present invention is a lead capable of autonomous movement in which guidance services are performed on behalf of a guide in facilities visited by many visitors (hereinafter, may be referred to as guided persons) such as museums, art galleries, and various event venues. Regarding the control device and control method of the guide robot (hereinafter, may be abbreviated as robot), in detail, an image pickup device that images the surrounding environment state of the robot on the robot and a projector mounted on the pan-tilt actuator ( Hereinafter, a projector may be abbreviated), and the robot's moving behavior and the projection projection behavior for explanation to the guided person by the projector (hereinafter, projection behavior) according to the surrounding environment state obtained by the imaging device. The control device and control method of the leading guidance robot for realizing comfortable and efficient leading guidance for the guided person by controlling in combination with the above-mentioned robot. The movement behavior is a combination of movement in a direction parallel to the exhibit (hereinafter, may be referred to as a traveling direction) and in a direction perpendicular to the exhibit (hereinafter, may be referred to as a distance direction). The projection behavior of the above may be referred to as a standard size image, an enlarged size image, or a reduced size image (hereinafter, each of them is referred to as a standard image, an enlarged image, and a reduced image) whose size is set in advance. ), Which is a control device and a control method for a leading guide robot.

業務の効率化やサービス向上等の観点から、博物館、美術館、各種イベント会場等の多くの来訪者が訪れる施設(以下、会場と略記することがある。)において、案内者に代わって先導案内業務を行うロボットへの関心が高まっており、幾つかの方式が提案されている。
これら従来の方式は、被案内者がロボットに追従して移動することを前提としているが、実際の会場では、被案内者がロボットを追い越す、ロボットの移動の邪魔になる位置に侵入するなどの問題が生じており、その都度、ロボットからの注意喚起等のアナウンスをする必要があることから、快適で効率的な先導案内という観点での課題があった。
From the viewpoint of improving work efficiency and service, leading guidance work on behalf of guides at facilities visited by many visitors such as museums, art galleries, and various event venues (hereinafter, may be abbreviated as venues). There is growing interest in robots that perform the above, and several methods have been proposed.
These conventional methods assume that the guided person follows the robot and moves, but in the actual venue, the guided person overtakes the robot, invades a position that interferes with the movement of the robot, and so on. Since problems have arisen and it is necessary to make announcements such as alerting from the robot each time, there is a problem from the viewpoint of comfortable and efficient guidance.

特許文献1には、会場などに配置されている擬人的な姿を有する人間型ロボットが不特定多数の被案内者を先導して目的地まで案内する際に、後ろ方向を向いた状態で移動する方式が開示されている。
被案内者の関心を引き付けながらの案内が可能となり、移動中に他の来訪者が合流することも容易になるという特徴を有しているが、案内ルートの混雑状態等を基に、ロボット自らの移動行動とプロジェクタでの投影行動の組み合わせによって、被案内者の行動を積極的にコントロールするための手段については開示されておらず、ロボット移動ルート上に他の来訪者等が侵入した場合には、快適かつ効率的な先導案内行動ができるか否かには不安がある。
According to Patent Document 1, when an anthropomorphic humanoid robot placed at a venue or the like leads an unspecified number of guided persons and guides them to a destination, they move in a backward direction. The method of doing so is disclosed.
It has the feature that it is possible to guide while attracting the attention of the guided person, and it is easy for other visitors to join while moving, but the robot itself is based on the congestion state of the guidance route etc. The means for positively controlling the behavior of the guided person by the combination of the movement behavior of the robot and the projection behavior of the projector is not disclosed, and when another visitor or the like invades on the robot movement route. Is worried about whether or not he can perform comfortable and efficient leading guidance actions.

特許文献2には、会場などに配置されている先導案内ロボットが、顔認識技術等によって特定された被案内者の歩行速度に応じた速度で先導案内する方式が開示されている。
被案内者の歩行状態に応じたきめ細かい先導案内ができるという特徴を有しているが、案内ルートの混雑状態や他の来訪者の行動等を考慮しつつ、歩行状態の異なる多数の被案内者を快適かつ効率的に先導案内できるか否かには不安がある。
Patent Document 2 discloses a method in which a leading guidance robot arranged at a venue or the like guides leading at a speed corresponding to the walking speed of the guided person specified by face recognition technology or the like.
It has the feature of being able to provide detailed guidance according to the walking condition of the guided person, but many guided persons with different walking conditions take into consideration the congestion state of the guidance route and the behavior of other visitors. I'm worried about whether or not I can lead the way comfortably and efficiently.

特許文献3には、会場などに配置されている先導案内ロボットが、最初に説明可能時間が長くかつ移動距離の短い案内ルートを選択・決定し、ひとたび案内を開始したときはなるべく止まらず、人間が歩く程度の速度を保った状態のまま案内をする方式が開示されている。
ロボットが停止した時の子供たちの割り込みを防止することで効率的な先導案内が可能になるという特徴を有しているが、ロボット移動ルート上への他の来訪者の侵入等によってロボットが一定の速度で移動することが破綻する可能性があり、その際への対応等が示されておらず、快適かつ効率的に先導案内できるか否かには不安がある。
According to Patent Document 3, a leading guidance robot located at a venue or the like first selects and determines a guidance route having a long explainable time and a short travel distance, and once the guidance is started, it does not stop as much as possible and is a human being. A method of guiding while maintaining a walking speed is disclosed.
It has the feature that efficient guidance can be provided by preventing children from interrupting when the robot stops, but the robot is constant due to the invasion of other visitors on the robot movement route. There is a possibility that moving at the speed of the above will break down, and there is no indication of how to deal with it, so there is concern about whether or not it will be possible to guide the leader comfortably and efficiently.

非特許文献1には、自律移動が可能なロボット上に自らの周辺環境状態を撮像する撮像装置とパンチルトアクチュエータ上に載置されたプロジェクタを設置し、撮像装置によって得られた周辺環境状態に応じてロボットの進行方向の移動行動とプロジェクタでの投影位置を選択する投影行動の組み合せによって、進行方向への快適な先導案内が可能な方式が開示されているが、ロボット及び被案内者の隔たり方向への動きを考慮した先導案内方式に関する検討はなされていない。 In Non-Patent Document 1, an imaging device that captures an image of its own surrounding environment state on a robot capable of autonomous movement and a projector mounted on a pan-tilt actuator are installed, and according to the surrounding environment state obtained by the imaging device. A method is disclosed that enables comfortable leading guidance in the direction of travel by combining the movement action of the robot in the direction of travel and the projection action of selecting the projection position on the projector. No study has been made on a leading guidance system that takes into account the movement toward.

特開2011−000656公開公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-000656 特開2003−340764公開公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-340764 特開2018−144118公開公報JP-A-2018-144118

A.Tamai, T.Ikeda, and S.Iwaki, ”A Method for Guiding a Person Combining Robot Movement and Projection”,in Proc.IEEE/RSJ Int.Conf. on Intelligent Robots and Systems(IROS),2019,pp.1265-1270A.Tamai, T.Ikeda, and S.Iwaki, "A Method for Guiding a Person Combining Robot Movement and Projection", in Proc.IEEE / RSJ Int.Conf. On Intelligent Robots and Systems (IROS), 2019, pp. 1265-1270

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、博物館、美術館、各種イベント会場等の多くの来訪者が訪れる施設において、会場内の環境状態に応じた、快適かつ効率的な先導案内を可能とする先導案内ロボットの制御装置及び制御方法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 comfortable and efficient leading guidance according to the environmental conditions in the venue in facilities visited by many visitors such as museums, art galleries, and various event venues. It is an object of the present invention to provide a control device and a control method of a leading guidance robot that enables it.

発明者等は、博物館、美術館、各種イベント会場等の多くの来訪者が訪れる施設において、会場内の環境状態に応じた、快適かつ効率的な先導案内を可能にする先導案内ロボットの開発を目的として、先導案内ロボットの移動行動と、展示物説明用プロジェクタでの投影行動が、被案内者の行動に及ぼす影響について研究した。
鋭意研究の結果、新たな知見として、先導案内ロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動の組み合わせが被案内者の行動に影響を及ぼし、1.投影画面を縮小してロボットが展示物に近づく方向に進路を変更すると、被案内者はロボットに追従して展示物に近づく方向に進路を変更して移動する(以下、知見Aと略記することがある。)、2.投影画像のサイズはそのままでロボットが展示物に近づく方向に進路を変更して移動しても、被案内者はロボットには追従せず、現状の展示物からの距離を保って移動する(以下、知見Bと略記することがある。)、3.投影画像を縮小してロボットが展示物からの現状距離を保った進路で移動すると、被案内者はロボットには追従せず、展示物に近づく方向に進路を変更して移動する(以下、知見Cと略記することがある。)、4.投影画像のサイズはそのままでロボットが展示物からの現状距離を保った進路で移動すると、被案内者はロボットに追従して、現状の進路を保って移動する(以下、知見Dと略記することがある。)、5.投影画像を拡大してロボットが展示物からの現状距離を保った進路で移動すると、被案内者はロボットには追従せず、展示物から遠ざかる方向に進路を変更して移動する(以下、知見Eと略記することがある。)、6.投影画像を拡大してロボットが展示物から遠ざかる方向に進路を変更して移動すると、被案内者はロボットに追従して、展示物から遠ざかる方向に進路を変更して移動する(以下、知見Fと略記することがある。)、ことを確認した。
The inventor, etc. aims to develop a leading guidance robot that enables comfortable and efficient leading guidance according to the environmental conditions in the venue at facilities visited by many visitors such as museums, art galleries, and various event venues. As a result, we studied the effects of the moving behavior of the leading guidance robot and the projection behavior of the projector for explaining the exhibits on the behavior of the guided person.
As a result of diligent research, as a new finding, the combination of the moving behavior of the leading guidance robot and the projection behavior of the projector affects the behavior of the guided person. When the projection screen is reduced and the robot changes its course in the direction of approaching the exhibit, the guided person follows the robot and changes its course in the direction of approaching the exhibit (hereinafter, abbreviated as Knowledge A). There is.) 2. Even if the robot changes its course and moves in the direction closer to the exhibit while keeping the size of the projected image, the guided person does not follow the robot and moves while keeping the distance from the current exhibit (hereinafter). , It may be abbreviated as Finding B.) 3. When the projected image is reduced and the robot moves in a course that maintains the current distance from the exhibit, the guided person does not follow the robot and moves by changing the course in the direction closer to the exhibit (hereinafter, knowledge). It may be abbreviated as C.) 4. When the robot moves in a course that keeps the current distance from the exhibit while keeping the size of the projected image, the guided person follows the robot and moves while keeping the current course (hereinafter abbreviated as Knowledge D). There is.) 5. When the projected image is enlarged and the robot moves in a course that keeps the current distance from the exhibit, the guided person does not follow the robot and moves by changing the course in the direction away from the exhibit (hereinafter, knowledge). It may be abbreviated as E), 6. When the projected image is enlarged and the robot changes its course in the direction away from the exhibit and moves, the guided person follows the robot and changes its course in the direction away from the exhibit (hereinafter, Knowledge F). It may be abbreviated as.), Confirmed.

本発明は、かかる新たな知見A乃至知見Fを活用した先導案内ロボットの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control device and a control method for a leading guidance robot utilizing the new findings A to F.

かかる目的を達成するための本発明の先導案内ロボットの制御装置は、ロボット自らの周辺環境状態を撮像するロボットに設置された周辺環境撮像部と、ロボットに載置されたパンチルトアクチュエータ上に設置されたプロジェクタと、周辺環境撮像部によって撮像された周辺環境状態からロボット自らの移動行動とプロジェクタでの被案内者への説明用プロジェクション投影行動の組み合わせを選択決定する行動選択決定部と、行動選択決定部での決定に基づいて自律移動が可能なロボットの移動行動とプロジェクタでの被案内者への説明用プロジェクション投影行動を制御するための制御部を有することを特徴とする。 The control device for the leading guidance robot of the present invention for achieving such an object is installed on a peripheral environment imaging unit installed on the robot that images the surrounding environment state of the robot itself and on a pan-tilt actuator mounted on the robot. The action selection decision unit and the action selection decision unit that select and determine the combination of the robot's own movement action and the projection projection action for explanation to the guided person by the projector from the surrounding environment state imaged by the projector and the surrounding environment imaging unit. It is characterized by having a control unit for controlling the movement behavior of the robot capable of autonomous movement based on the decision of the unit and the projection projection behavior for explanation to the guided person by the projector.

前記行動選択決定部で決定する前記先導案内ロボットの移動行動が、1.予め設定された展示物からの隔たり距離を保った進路(以下、標準進路と略記することがある。)を移動する、2.予め設定された展示物からの隔たり距離より近い距離の進路(以下、近接進路と略記することがある。)を移動する、3.予め設定された展示物からの隔たり距離より遠い進路(以下、遠隔進路と略記することがある。)を移動する、の中の一つであることとしてもよい。 The movement behavior of the leading guide robot determined by the action selection determination unit is 1. 2. Move a course that maintains a distance from the preset exhibit (hereinafter, may be abbreviated as the standard course). 2. Move a course that is closer than the preset distance from the exhibit (hereinafter, may be abbreviated as a proximity course). It may be one of moving in a course farther than a preset distance from the exhibit (hereinafter, may be abbreviated as a remote course).

前記行動選択決定部で決定する前記プロジェクタによる前記被案内者への説明用プロジェクションの投影行動が、1.予め設定された大きさの標準画像を投影する、2.予め設定された大きさの画像を縮小した縮小画像を投影する、3.予め設定された大きさの画像を拡大した拡大画像を投影する、の中の一つであることとしてもよい。 The projection action of the explanatory projection to the guided person by the projector determined by the action selection determination unit is 1. 2. Project a standard image of a preset size. 2. Project a reduced image that is a reduced image of a preset size. It may be one of projecting an enlarged image obtained by enlarging an image having a preset size.

かかる目的を達成するための本発明の先導案内ロボットの制御方法は、ロボット上に載置した周辺環境撮像部によって自らの周辺環境状態を撮像し、得られた周辺環境状態に基づいて行動選択決定部でロボット自らの移動行動とプロジェクタでの被案内者への説明用プロジェクション投影行動の組み合わせを選択決定し、行動選択決定部での決定結果に基づいて、制御部でロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動を制御することを特徴とする。 In the control method of the leading guidance robot of the present invention for achieving such an object, the surrounding environment imaging unit mounted on the robot images its own surrounding environment state, and the action selection is determined based on the obtained surrounding environment state. The unit selects and determines the combination of the robot's own movement behavior and the projection projection behavior for explanation to the guided person on the projector, and based on the decision result in the action selection determination unit, the control unit uses the robot's movement behavior and the projector. It is characterized by controlling the projection behavior of.

行動選択決定部は、ロボットによる案内行動中の展示物とロボットと被案内者の位置関係を制御するため、ロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動の組み合わせを、1.縮小画像を投影した状態で、ロボットは近接進路を移動する(以下、方式1と略記することがある。)、2.標準画像を投影した状態で、ロボットは標準進路を移動する(以下、方式2と略記することがある。)、3.拡大画像を投影した状態で、ロボットは遠隔進路を移動する(以下、方式3と略記することがある。)、4.縮小画像を投影した状態で、ロボットは標準進路を移動する(以下、方式4と略記することがある。)、5.拡大画像を投影した状態で、ロボットは標準進路を移動する(以下、方式5と略記することがある。)、6.標準画像を投影した状態で、ロボットは近接進路を移動する(以下、方式6と略記することがある。)、7.標準画像を投影した状態で、ロボットは遠隔進路を移動する(以下、方式7と略記することがある。)、8.縮小画像を投影した状態で、ロボットは遠隔進路を移動する(以下、方式8と略記することがある。)、9.拡大画像を投影した状態で、ロボットは近接進路を移動する(以下、方式9と略記することがある。)、の中から一つを選択することとしても良い。 In order to control the positional relationship between the exhibit and the robot and the guided person during the guidance action by the robot, the action selection decision unit combines the movement action of the robot and the projection action by the projector. 2. The robot moves in a close path with the reduced image projected (hereinafter, may be abbreviated as method 1). 3. The robot moves in the standard course with the standard image projected (hereinafter, it may be abbreviated as method 2). 4. The robot moves in a remote path with the enlarged image projected (hereinafter, may be abbreviated as method 3). 4. The robot moves in the standard course while the reduced image is projected (hereinafter, it may be abbreviated as method 4). 6. The robot moves in the standard course with the enlarged image projected (hereinafter, may be abbreviated as method 5). In the state where the standard image is projected, the robot moves in a close path (hereinafter, may be abbreviated as method 6). In the state where the standard image is projected, the robot moves in a remote path (hereinafter, may be abbreviated as method 7). In the state where the reduced image is projected, the robot moves in a remote path (hereinafter, may be abbreviated as method 8). The robot may move in a close path in a state where the enlarged image is projected (hereinafter, may be abbreviated as method 9), and one of them may be selected.

方式1は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、標準進路に障害となる他の来訪者等が存在し、ロボットと被案内者の両方が近接進路に移動した状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In method 1, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is obstructed by the action selection determination unit in the standard course, and there are other visitors, etc., and both the robot and the guided person move to the proximity course. It may be selected when it is judged that the explanation in the above-mentioned state is appropriate.

方式2は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、標準進路に障害となる他の来訪者等が存在せず、ロボットと被案内者の両方が標準進路を進行して説明を継続することとして良いと判断された場合に選択することとしても良い。 In method 2, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is determined by the action selection determination unit, so that there are no other visitors or the like that obstruct the standard course, and both the robot and the guided person take the standard course. It may be selected when it is judged that it is good to proceed and continue the explanation.

方式3は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、標準進路に障害となる他の来訪者等が存在し、ロボットと被案内者の両方が遠隔進路に移動した状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In the method 3, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is obstructed by the action selection determination unit in the standard course, and there are other visitors, etc., and both the robot and the guided person move to the remote course. It may be selected when it is judged that the explanation in the above-mentioned state is appropriate.

方式4は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、ロボットは次の移動経路を確保するために標準進路を保持し、被案内者のみを展示の詳細な閲覧のために近接進路に移動させた状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In method 4, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is determined by the action selection determination unit, and the robot holds a standard course in order to secure the next movement route, and only the guided person can view the exhibition in detail. Therefore, it may be selected when it is judged that the explanation in the state of being moved to the proximity course is appropriate.

方式5は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、ロボットは標準進路を保持し、被案内者のみを次の案内経路に誘導するために先に遠隔進路に移動させた状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In the method 5, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is changed to the remote route first by the action selection determination unit so that the robot holds the standard course and guides only the guided person to the next guidance route. It may be selected when it is judged that the explanation in the moved state is appropriate.

方式6は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、被案内者は展示物の閲覧に適した標準進路に留まらせ、ロボットは移動経路を確保するために先に近接進路に移動した状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In the method 6, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is kept in the standard course suitable for viewing the exhibit by the action selection determination unit, and the robot first secures the movement route. It may be selected when it is judged that the explanation in the state of moving to the proximity course is appropriate.

方式7は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、被案内者は展示の閲覧に適した標準進路に留まらせ、ロボットは移動経路を確保するために先に遠隔進路に移動した状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In the method 7, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is kept in the standard course suitable for viewing the exhibition by the action selection determination unit, and the robot first secures the movement route. It may be selected when it is judged that the explanation in the state of moving to a remote course is appropriate.

方式8は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、被案内者は展示の詳細な閲覧のために近接進路に移動させ、ロボットは移動経路を確保するために先に遠隔進路へ移動した状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In the method 8, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is moved by the action selection determination unit to the guided person for detailed viewing of the exhibition, and the robot secures the movement route. It may be selected when it is judged that the explanation in the state of moving to the remote course first is appropriate.

方式9は、周辺環境撮像部によって得られた周辺環境状態が、行動選択決定部によって、被案内者は展示全体の閲覧が可能な遠隔進路に移動させ、ロボットは移動経路を確保するために先に近接進路に移動した状態での説明が適切であると判断された場合に選択することとしても良い。 In the method 9, the surrounding environment state obtained by the surrounding environment imaging unit is moved to a remote path where the guided person can view the entire exhibition by the action selection determination unit, and the robot first secures the moving route. It may be selected when it is judged that the explanation in the state of moving to the proximity course is appropriate.

なお、先導案内行動中の方式1乃至方式9の切り換えは、展示物の説明開始時点、現在の展示物の説明が終了した時点、あるいは周辺環境撮像部で案内進路上の他の来訪者や障害物を検知した時点などのタイミングで、実施することが可能である。 It should be noted that the switching between methods 1 and 9 during the leading guidance action is performed at the time when the explanation of the exhibit starts, when the explanation of the current exhibit ends, or at the surrounding environment imaging unit, other visitors or obstacles on the guidance path. It is possible to carry out at the timing such as when an object is detected.

また、標準画像、拡大画像、縮小画像の大きさや、標準進路、近接進路、遠隔進路の展示物からの隔たり距離は、展示説明の内容、会場の大きさ等を考慮して、予め所定の値に設定しておくことができるのは勿論である。 In addition, the sizes of the standard image, enlarged image, and reduced image, and the distance between the standard course, the near course, and the remote course from the exhibits are predetermined values in consideration of the contents of the exhibition explanation, the size of the venue, and the like. Of course, it can be set to.

これまでの説明では、標準画像、拡大画像、縮小画像の投影を、プロジェクタに内蔵された機能を用いて能動的に行う方式を念頭に説明したが、プロジェクタから投影される画像サイズを一定に保った状態で、ロボットが展示物から離れて遠隔進路に進路変更することの結果として得られる画像の拡大、ロボットが展示物に近づいて近接進路に進路変更することの結果として得られる画像の縮小といった、受動的な画像の拡大効果、縮小効果も併せて利用できることは勿論である。 In the explanation so far, the method of actively projecting the standard image, the enlarged image, and the reduced image by using the function built in the projector has been taken into consideration, but the image size projected from the projector is kept constant. Enlargement of the image obtained as a result of the robot moving away from the exhibit and diverting to a remote course, reduction of the image obtained as a result of the robot approaching the exhibit and diverting to a closer course, etc. Of course, passive image enlargement and reduction effects can also be used.

ロボットは、案内を行う会場の地図と、あらかじめ定められた案内経路に従って被案内者を先導案内し、先導案内の途中で、上記方式1乃至方式9のいずれかを選択して、あらかじめ定められた展示物等の説明を行う。ロボットの移動・走行制御には、案内目的地点、案内経路等の設定と誘導が必要であることは勿論であるが、GPSを利用する方法、誘導用のラインを用いる方法等の従来技術での対応が可能であり、そのための具体的な装置、方法については説明を割愛する。 The robot guides the guided person according to a map of the venue to be guided and a predetermined guidance route, and during the guidance guidance, one of the above methods 1 to 9 is selected and predetermined. Explain the exhibits. It goes without saying that it is necessary to set and guide the guidance destination point, guidance route, etc. for the movement / running control of the robot, but in the conventional technology such as the method using GPS and the method using the guidance line. It is possible to deal with it, and the explanation of the specific device and method for that is omitted.

また、被案内者へのプロジェクション位置はプロジェクタが載置されたパンチルトアクチュエータのパン角、チルト角の調整によって変更可能であり、プロジェクション位置制御のための詳細方法については説明を割愛する。 Further, the projection position for the guided person can be changed by adjusting the pan angle and tilt angle of the pan-tilt actuator on which the projector is mounted, and the detailed method for controlling the projection position will not be described.

本発明によれば、博物館、美術館、各種イベント会場等の多くの来訪者が訪れる施設において、人間に代わってロボットに案内業務を行わせるとき、ロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動を組み合わせることで、音声やジェスチャーなどを用いた明示的な指示を最小限に抑えて、展示物とロボットと被案内者の位置関係を制御した案内の実施が可能になり、快適で効率的な先導案内を提供することができる。 According to the present invention, when a robot is made to perform guidance work on behalf of a human in a facility visited by many visitors such as a museum, an art museum, and various event venues, the movement behavior of the robot and the projection behavior by a projector are combined. By minimizing explicit instructions using voices and gestures, it is possible to provide guidance that controls the positional relationship between the exhibit, the robot, and the person being guided, providing comfortable and efficient guidance. Can be provided.

本発明の実施形態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the Embodiment of this invention. 本発明の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control device of this invention. 本発明の基となる知見A乃至知見Fの概要を示す図であり、Aは知見Aを、Bは知見Bを、Cは知見Cを、Dは知見Dを、Eは知見Eを、Fは知見Fを示している。It is a figure which shows the outline of the knowledge A to the knowledge F which is the basis of this invention, A is the knowledge A, B is the knowledge B, C is the knowledge C, D is the knowledge D, E is the knowledge E, F. Shows finding F. 本発明の方式1を示す図である。It is a figure which shows the method 1 of this invention. 本発明の方式2を示す図である。It is a figure which shows the method 2 of this invention. 本発明の方式3を示す図である。It is a figure which shows the method 3 of this invention. 本発明の方式4を示す図である。It is a figure which shows the method 4 of this invention. 本発明の方式5を示す図である。It is a figure which shows the method 5 of this invention. 本発明の方式6を示す図である。It is a figure which shows the method 6 of this invention. 本発明の方式7を示す図である。It is a figure which shows the method 7 of this invention. 本発明の方式8を示す図である。It is a figure which shows the method 8 of this invention. 本発明の方式9を示す図である。It is a figure which shows the method 9 of this invention. 本発明での移動行動、投影行動の制御手順を示す図である。It is a figure which shows the control procedure of the movement behavior and the projection behavior in this invention. 実施例での、実験を行った際の環境を示す図である。It is a figure which shows the environment at the time of performing an experiment in an Example. 実施例で使用した自律移動が可能なロボット、パンチルトアクチュエータ、プロジェクタ、撮像装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the robot, the pan-tilt actuator, the projector, and the image pickup apparatus which can move autonomously used in an Example. 実施例での、説明対象写真の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the photograph to be explained in an Example. 実施例での、プロジェクションされた説明文の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the projected explanatory text in an Example.

以下、図を用いて、本発明の先導案内ロボットの制御装置及び制御方法について説明する。
図において、類似の要素については同一の番号を附して説明を省略することがある。
Hereinafter, the control device and the control method of the leading guide robot of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the figure, similar elements may be given the same number and description may be omitted.

図1は本発明の先導案内ロボットによる先導案内状況を示したものであり、自律移動が可能な先導案内ロボット1は停止状態で、所定の位置に留まっている被案内者2に対してプロジェクション3を提示している状況を示したものである。 FIG. 1 shows a leading guidance situation by the leading guiding robot of the present invention. The leading guiding robot 1 capable of autonomous movement is in a stopped state, and the projection 3 is projected onto the guided person 2 staying at a predetermined position. It shows the situation that presents.

図2は本発明の先導案内ロボット制御装置の構成を示したものであり、4はロボット1上に設置されてロボット周辺環境状態を測定するための周辺環境撮像部であり、5はロボット1上に載置されたパン角、チルト角の調整が可能なパンチルトアクチュエータであり、6はパンチルトアクチュエータ5上に設置された、プロジェクション画像の拡大、縮小の調整設定が可能なプロジェクタであり、7はロボット1に内蔵されているロボット駆動装置である。8は周辺環境撮像部4によって撮像された画像から、次の展示物を、方式1乃至方式9のどの方式によって案内すべきかを選択決定する行動選択決定部であり、9は行動選択決定部8で決定された方式に基づいて、ロボット1の移動行動とプロジェクタ6での投影行動を制御するための制御部である。
制御部9からは、パンチルトアクチュエータ5に対してはプロジェクション3を表示する位置によって定まるパン角、チルト角の制御用信号が送出され、プロジェクタ6に対してはプロジェクション画像の大きさ(すなわち、投影行動)を調整する制御用信号が送出され、ロボット駆動装置7に対してはロボット1の進行方向と隔たり方向への移動量(すなわち、移動行動)を調整する制御用信号が送出される。
図2では行動選択決定部8、制御部9を別々の構成要素として示したが、例えば、これらを1台のコンピュータ中に組み込んだ形で構成できることは勿論である。
FIG. 2 shows the configuration of the leading guidance robot control device of the present invention, where 4 is a peripheral environment imaging unit installed on the robot 1 for measuring the peripheral environment state of the robot, and 5 is on the robot 1. A pan-tilt actuator that can adjust the pan-tilt angle and tilt angle mounted on the robot, 6 is a projector installed on the pan-tilt actuator 5 that can adjust the enlargement / reduction of the projection image, and 7 is a robot. It is a robot drive device built in 1. Reference numeral 8 denotes an action selection determination unit that selects and determines which of the methods 1 to 9 the next exhibit should be guided from the image captured by the surrounding environment imaging unit 4, and 9 is an action selection determination unit 8. This is a control unit for controlling the movement behavior of the robot 1 and the projection behavior of the projector 6 based on the method determined in.
The control unit 9 sends a control signal for the pan angle and tilt angle determined by the position where the projection 3 is displayed to the pan / tilt actuator 5, and the size of the projection image (that is, the projection action) to the projector 6. ) Is transmitted, and a control signal for adjusting the amount of movement (that is, movement behavior) of the robot 1 in the direction away from the traveling direction of the robot 1 is transmitted to the robot driving device 7.
In FIG. 2, the action selection determination unit 8 and the control unit 9 are shown as separate components, but it goes without saying that these can be incorporated into one computer, for example.

図3は本発明の基となる知見A乃至知見Fの概要を示す図である。図3Aは、縮小画像を投影した状態でロボットが近接進路に進路を変更すると、被案内者はロボットに追従して近接進路に進路を変更して移動するという知見Aを、図3Bは、標準画像を投影した状態でロボットが近接進路に進路を変更しても、被案内者はロボットには追従せず標準進路を移動するという知見Bを、図3Cは、縮小画像を投影した状態でロボットが標準進路を移動すると、被案内者はロボットには追従せず近接進路に進路を変更するという知見Cを、図3Dは、標準画像を投影した状態でロボットが標準進路を移動すると、被案内者はロボットに追従して標準進路を移動するという知見Dを、図3Eは、拡大画像を投影した状態でロボットが標準進路を移動すると、被案内者はロボットには追従せず遠隔進路に進路を変更するという知見Eを、図3Fは、拡大画像を投影した状態でロボットが遠隔進路を移動すると、被案内者はロボットに追従して遠隔進路に進路を変更するという知見Fを示している。 FIG. 3 is a diagram showing an outline of findings A to F, which are the basis of the present invention. FIG. 3A shows the finding A that when the robot changes its course to the proximity course while the reduced image is projected, the guided person changes the course to the proximity course and moves following the robot, and FIG. 3B shows the standard. FIG. 3C shows the robot in a state where a reduced image is projected, based on the finding B that the guided person does not follow the robot and moves in the standard course even if the robot changes its course to a close course while the image is projected. 3D shows the finding C that when the robot moves the standard course, the guided person does not follow the robot and changes the course to the proximity course. FIG. 3D shows that the guided person is guided when the robot moves the standard course while the standard image is projected. Based on the finding D that a person follows a robot and moves in a standard course, FIG. 3E shows that when the robot moves in the standard course while a magnified image is projected, the guided person does not follow the robot and moves in a remote course. FIG. 3F shows the finding F that when the robot moves the remote course while the enlarged image is projected, the guided person follows the robot and changes the course to the remote course. ..

図4乃至図12は、図3に示した知見A乃至知見Fから得られる、ロボットによる案内行動中の、展示物とロボットと被案内者の位置関係を制御するための方式1乃至方式9を示す図である。
図4は、知見Aに基づいて、縮小画像を投影した状態でロボットが近接進路に進路を変更して移動することで、被案内者を近接進路に誘導する方式1を、
図5は、知見Dに基づいて、標準画像を投影した状態でロボットが標準進路を移動することで、被案内者を標準進路で誘導する方式2を、
図6は、知見Fに基づいて、拡大画像を投影した状態でロボットが遠隔進路に進路を変更して移動することで、被案内者を遠隔進路に誘導する方式3を、
図7は、知見Cに基づいて、縮小画像を投影した状態でロボットが標準進路を移動することで、被案内者を近接進路に誘導する方式4を、
図8は、知見Eに基づいて、拡大画像を投影した状態でロボットが標準進路を移動することで、被案内者を遠隔進路に誘導する方式5を、
図9は、知見Bに基づいて、標準画像を投影した状態でロボットが近接進路を移動することで、被案内者を標準進路に残す方式6を、
図10は、知見Bと知見Dに基づいて、標準画像を投影した状態でロボットが遠隔進路を移動することで、被案内者を標準進路に残す方式7を、
図11は、知見Cに基づいて、縮小画像を投影した状態でロボットが遠隔進路を移動することで、被案内者を近接進路に誘導する方式8を、
図12は、知見Eに基づいて、拡大画像を投影した状態でロボットが近接進路を移動することで、被案内者を遠隔進路に誘導する方式9を示している。
4 to 12 show methods 1 to 9 for controlling the positional relationship between the exhibit, the robot, and the guided person during the guidance action by the robot, which are obtained from the findings A to F shown in FIG. It is a figure which shows.
FIG. 4 shows a method 1 in which a robot guides a guided person to a proximity course by changing the course to a proximity course and moving in a state where a reduced image is projected based on the knowledge A.
FIG. 5 shows a method 2 in which the robot guides the guided person in the standard course by moving the standard course in a state where the standard image is projected based on the knowledge D.
FIG. 6 shows a method 3 in which a robot guides a guided person to a remote course by changing the course to a remote course and moving in a state where an enlarged image is projected based on the knowledge F.
FIG. 7 shows a method 4 in which the robot guides the guided person to a close course by moving the standard course in a state where a reduced image is projected based on the knowledge C.
FIG. 8 shows a method 5 in which the robot guides the guided person to a remote course by moving the standard course in a state where the enlarged image is projected based on the finding E.
FIG. 9 shows a method 6 in which the guided person is left in the standard course by moving the robot in the proximity course in a state where the standard image is projected based on the knowledge B.
FIG. 10 shows a method 7 in which the robot moves a remote course in a state where a standard image is projected based on the knowledge B and the knowledge D, so that the guided person is left in the standard course.
FIG. 11 shows a method 8 in which the robot guides the guided person to a close course by moving the robot in a remote course while projecting a reduced image based on the knowledge C.
FIG. 12 shows a method 9 in which a robot guides a guided person to a remote course by moving a nearby course in a state where an enlarged image is projected based on the finding E.

図13は本発明の先導案内ロボットの制御方法の概要を示したものである。
ステップ1:初期設定
案内を行う会場の地図、予め定められた案内経路、案内情報等を読み込み、予め定められた標準画像、標準進路を設定する。
ステップ2:先導案内の開始
先導案内を開始する。
ステップ3:周辺環境状態の把握
展示物の説明開始時、現在の展示物の説明が終了した時点、あるいは周辺環境撮像部で案内進路上の他の来訪者や障害物を検知した時点などのタイミングで、周辺環境撮像部4によって周辺環境状態を把握する。
標準進路、近接進路、遠隔進路のすべてについて他の来訪者や障害物が存在する時は、「進路の開放」をお願いするアナウンス等を行い、ステップ3を繰り返す。
ステップ4:行動選択決定部8での先導案内方式1乃至方式9の選択決定
周辺環境状態が、標準進路、近接進路、遠隔進路の少なくとも一つに他の来訪者や障害物がない場合は、周辺環境撮像部4によって把握された周辺環境状態に基づいて、行動選択決定部8で、次の展示物の説明は被案内者をロボットに追従させた方式で実施すべきか、ロボットは標準進路を移動して被案内者をロボットから遠ざける方式で実施すべきか、被案内者は標準進路を移動してロボットが被案内者から遠ざかる方式で実施すべきか、ロボットと被案内者の両方が標準進路から外れて移動する方式で実施すべきか、被案内者をロボットに追従させた方式で実施する場合は標準進路で行うべきか(方式2)、あるいは遠隔進路で行うべきか(方式3)、あるいは近接進路で行うべきか(方式1)、被案内者をロボットから遠ざけた方式で実施する場合は近接進路に遠ざけるか(方式4)、あるいは遠隔進路に遠ざけるか(方式5)、ロボットが被案内者から遠ざかる方式で実施する場合は近接進路に遠ざかるか(方式6)、あるいは遠隔進路に遠ざかるか(方式7)、ロボットと被案内者の両方が標準進路から外れて移動する場合はロボットが遠隔進路を移動して被案内者は近接進路を移動するか(方式8)、あるいはロボットが近接進路を移動して被案内者は遠隔進路を移動するか(方式9)を選択決定する。周辺環境状態が複数の方式が選択可能な場合は、予め方式の優先順位を定めておくことで、選択決定が可能となる。
ステップ5:制御部9での制御用信号の決定と送出
ステップ4で選択決定されたロボットの移動行動、プロジェクタの投影行動を基に、ロボット駆動装置7、パンチルトアクチュエータ5、プロジェクタ6への制御用信号を決定して送出し、展示物の説明を行う。
ステップ6:案内の終了/継続の判定
現在の展示物の説明終了の都度、継続して説明すべき展示物があるか否かの判定を行い、説明すべき展示物が無ければ先導案内を終了し、継続して説明すべき展示物があればステップ3に戻って先導案内を継続する。
FIG. 13 shows an outline of the control method of the leading guide robot of the present invention.
Step 1: Initial setting Read the map of the venue to be guided, the predetermined guidance route, guidance information, etc., and set the predetermined standard image and standard course.
Step 2: Start leading guidance Start leading guidance.
Step 3: Understanding the state of the surrounding environment Timing such as when the explanation of the exhibit starts, when the explanation of the current exhibit ends, or when the surrounding environment imaging unit detects other visitors or obstacles in the guidance path. Then, the surrounding environment imaging unit 4 grasps the surrounding environment state.
When there are other visitors or obstacles in all of the standard course, the near course, and the remote course, an announcement or the like asking for "opening the course" is made, and step 3 is repeated.
Step 4: Selection determination of the leading guidance method 1 to 9 in the action selection determination unit 8 If the surrounding environment condition is that there are no other visitors or obstacles in at least one of the standard course, the near course, and the remote course, Based on the surrounding environment state grasped by the surrounding environment imaging unit 4, the action selection determination unit 8 should explain the next exhibit in a manner in which the guided person follows the robot, or the robot sets the standard course. Should it be carried out by moving and moving the guided person away from the robot, or should the guided person move the standard course and carry out by moving the robot away from the guided person, or both the robot and the guided person should be carried out from the standard course. Should it be carried out by a method of moving away from the robot, should be carried out by a method in which the guided person follows the robot (method 2), should be carried out by a remote course (method 3), or close proximity Whether it should be done in the course (method 1), if the guided person is kept away from the robot, the robot should move away from the robot (method 4), or the robot should move away from the robot (method 5). If the robot and the guided person move away from the standard course, the robot will move away from the standard course (method 6) or the remote course (method 7). (Method 8), or the robot moves the proximity path and the guided person moves the remote path (method 9). When a plurality of methods can be selected in the surrounding environment state, the selection can be determined by setting the priority of the methods in advance.
Step 5: Determination and transmission of control signals by the control unit 9 Control to the robot drive device 7, the pan-tilt actuator 5, and the projector 6 based on the robot movement behavior and the projector projection behavior selected and determined in step 4. Determine the signal, send it out, and explain the exhibits.
Step 6: Judgment of end / continuation of guidance Each time the explanation of the current exhibit is completed, it is judged whether or not there is an exhibit to be explained continuously, and if there is no exhibit to be explained, the lead guidance is finished. Then, if there is an exhibit to be explained continuously, return to step 3 and continue the leading guidance.

以下、発明者等が行った、「先導案内ロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動が、被案内者の行動に及ぼす影響に関する実験」とその結果について説明する。 Hereinafter, the "experiment on the influence of the moving behavior of the leading guide robot and the projection behavior on the projector on the behavior of the guided person" conducted by the inventors and the like will be described.

21歳から22歳の男女7名(以下、被験者と記すことがある。)が実験に参加した。実験を行った際の環境を図14に示す。幅3mの通路を作り、通路のロボット進行方向右側に、床から0.2m程離れた位置に高さ約1.6m、幅約2.7mのスクリーンを2つ設置した。通路の進行方向左側は仕切りを置き、壁を作った。スクリーンには説明を行う対象として、1枚の動物の写真が床から1.2mほどの高さに貼られており、プロジェクタによって、写真の下に説明文を投影した。
図15は実験に使用したロボット、パンチルトアクチュエータ、プロジェクタの概略を示したものであり、屋内外用の小型移動ロボット(T-frog社製 i-Cart mini)の上にパンチルトアクチュエータ(TrackLabs社製 Biclops PT)を載置しており、プロジェクタ(aigo社製 PT6316L)の投影方向を制御する構成となっている。また、撮像装置(北陽電機社製・測域センサ UTM-30LX)を載置し、事前に取得した環境内の地図と照合して自己位置を推定する。ロボットによる環境内の地図の取得や、自己位置の推定方法は、Sebastian Thrun et al, “Probabilistic Robotics, “ MIT Pressの方法によって行った。
Seven men and women between the ages of 21 and 22 (hereinafter sometimes referred to as subjects) participated in the experiment. The environment when the experiment was performed is shown in FIG. A passage with a width of 3 m was created, and two screens with a height of about 1.6 m and a width of about 2.7 m were installed at a position about 0.2 m away from the floor on the right side of the passage in the direction of robot travel. A partition was placed on the left side of the passage in the direction of travel to create a wall. A picture of an animal was pasted on the screen at a height of about 1.2 m from the floor for explanation, and the explanation was projected under the picture by a projector.
FIG. 15 shows an outline of the robot, pan-tilt actuator, and projector used in the experiment. The pan-tilt actuator (TrackLabs Biclops PT) is placed on a small mobile robot (T-frog i-Cart mini) for indoor and outdoor use. ) Is installed, and the projector (PT6316L manufactured by aigo) is configured to control the projection direction. In addition, an imaging device (Hokuyo Electric Co., Ltd., range sensor UTM-30LX) is mounted, and the self-position is estimated by collating with a map in the environment acquired in advance. Sebastian Thrun et al, “Probabilistic Robotics,” MIT Press method was used to obtain a map of the environment by a robot and to estimate the self-position.

ロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動の組み合わせは、4種類の基本案内行動(条件1:投影画面を縮小しながらロボットが標準進路から近接進路に進路変更して移動する、条件2:投影画像の大きさはそのままでロボットが標準進路から近接進路に進路変更して移動する、条件3:投影画像を縮小しながらロボットは標準進路を保って移動する、条件4:投影画像の大きさはそのままでロボットも標準進路を保って移動する)の下での、被験者の動きを調査した。 The combination of the robot's movement action and the projection action on the projector consists of four types of basic guidance actions (Condition 1: The robot changes course from the standard course to the proximity course while reducing the projection screen, and moves, Condition 2: Projection image. The robot moves from the standard course to the proximity course while keeping the size of, Condition 3: The robot moves while keeping the standard course while reducing the projected image, Condition 4: The size of the projected image remains the same The robot also moves while maintaining the standard course), and the movement of the subject was investigated.

実験の評価は、ロボットの移動行動に伴う被験者の動きを記録し、ロボットによる案内の開始から終了までの間に、被験者が投影面からの隔たり方向に移動する距離を計測することにより行った。また被験者が投影画像を見ているか否かを確認するため、1回の案内が終了する毎に、投影された内容に関しての簡単な3択質問を行った。 The evaluation of the experiment was performed by recording the movement of the subject accompanying the movement behavior of the robot and measuring the distance that the subject moves in the direction away from the projection surface from the start to the end of the guidance by the robot. In addition, in order to confirm whether or not the subject was viewing the projected image, a simple three-choice question regarding the projected content was asked after each guidance.

実験は図14に示す環境で次のような手順で進めた。被験者には、壁に貼られている写真の説明を、案内ロボットがプロジェクタを用いた投影によって説明するので、案内を受けるように指示した。この際に、ロボットについて行くようには指示していない。また実験は4回行うこと、案内が1回終わるごとに投影された内容について簡単な質問を行うことを伝えた。被験者は実験の説明を受けた後、案内ロボットに慣れるため、事前にロボットによる案内を体験した。
被験者が初期位置に立った後に、ロボットが案内を開始した。ロボットははじめに説明対象の画像の前まで10mの距離を直進し、直進の途中で静止画の説明文の投影を開始し、投影しながら移動を行った。投影された投影画像の大きさは,標準サイズを横100cm×縦75cm,縮小サイズを横39cm×縦30cmとした。図16は説明対象の写真の例を、図17は静止画の説明文の例を示す。ロボットは説明対象の写真の前まで移動しながら、1つの条件での案内行動を実行した。1つの条件による案内が終わるたび、投影された内容についての3択質問と、アンケートを記入した。前記4つの条件1乃至条件4の順番は被験者毎に入れ替えた。
The experiment proceeded in the following procedure in the environment shown in FIG. The subject was instructed to receive guidance because the guidance robot explained the explanation of the photograph attached to the wall by projection using a projector. At this time, he did not instruct him to follow the robot. He also told them that the experiment would be conducted four times, and that each time the guidance was completed, a simple question would be asked about the projected content. After receiving the explanation of the experiment, the subjects experienced the guidance by the robot in advance in order to get used to the guidance robot.
After the subject stood in the initial position, the robot started guiding. The robot first went straight for a distance of 10 m to the front of the image to be explained, started projecting the explanation of the still image in the middle of the straight line, and moved while projecting. The size of the projected projected image was 100 cm wide x 75 cm long for the standard size and 39 cm wide x 30 cm long for the reduced size. FIG. 16 shows an example of a photograph to be explained, and FIG. 17 shows an example of an explanatory text of a still image. The robot performed a guiding action under one condition while moving to the front of the photograph to be explained. After each guidance under one condition, I filled out a three-choice question about the projected content and a questionnaire. The order of the four conditions 1 to 4 was changed for each subject.

実験の結果、ロボットが廊下に沿って前進を始めると、すべての被験者が追従して移動した。引き続きロボットが4つの条件で案内行動を行った際の、被験者の行動をロボットまたは投影面への追従および留まりと判断する基準として、ロボットの案内の開始から終了までの間に被験者が前後方向に移動した距離によって評価を行った。ゆっくり歩行したときの歩幅程度である40cm以上の距離を投影面の方向に移動した場合に、移動したと判断した。
条件1の、投影画面を縮小しながらロボットが標準進路から近接進路に進路変更して移動する場合は、ロボットに追従して投影面に接近した被験者は5人、直進した被験者は2人であり、多くの被験者が、ロボットに追従して展示物案内を受ける行動を示した。
条件2の、投影画像のサイズはそのままでロボットが標準進路から近接進路に進路変更して移動する場合では、ロボットに追従した被験者は1人、直進した被験者は6人であり、多くの被験者が、ロボットの先行移動に追従せず、標準進路を移動しながら展示物案内を見る行動を示した。
条件3の、投影画像を縮小しながらロボットは標準進路を保って移動する場合では、投影面に接近した被験者は4人、ロボットに追従して直進した被験者は3人であり、被験者によって行動が分かれる結果となったが、投影面に接近した被験者が比較的多い結果となった。
条件4の、投影画像の大きさはそのままでロボットも標準進路を保って移動する場合は、ロボットに追従して直進した被験者は7人、投影面に接近した被験者はいなかった。
As a result of the experiment, when the robot started to move forward along the corridor, all the subjects followed and moved. When the robot continues to guide the robot under four conditions, the subject moves back and forth between the start and end of the robot guidance as a criterion for judging the subject's behavior as following and staying at the robot or the projection surface. Evaluation was made based on the distance traveled. It was judged that the person had moved when he / she moved in the direction of the projection plane at a distance of 40 cm or more, which is about the stride length when walking slowly.
In condition 1, when the robot changes course from the standard course to the proximity course and moves while reducing the projection screen, 5 subjects approach the projection surface following the robot and 2 subjects go straight. , Many subjects showed the behavior of following the robot and receiving the exhibit guidance.
In condition 2, when the robot changes course from the standard course to the proximity course and moves while keeping the size of the projected image, one subject follows the robot and six subjects go straight, and many subjects , The behavior of looking at the exhibit guide while moving the standard course without following the preceding movement of the robot was shown.
In condition 3, when the robot moves while maintaining the standard course while reducing the projected image, there are 4 subjects who approach the projection surface and 3 subjects who follow the robot and go straight, and the behavior depends on the subject. The result was divided, but the result was that there were relatively many subjects who approached the projection plane.
In condition 4, when the size of the projected image remains the same and the robot also moves while maintaining the standard course, seven subjects followed the robot and went straight, and no subject approached the projection surface.

条件1と条件2を比較すると、ロボットは同じ経路を移動して投影面に接近するのに対して、投影面上の画像のサイズの変化が異なる。この条件の違いにより、条件1では多くの被験者が投影面に接近したのに対し、条件2では多くの被験者は接近せず、投影面からの隔たり方向の移動が大きく異なる結果となった。
また条件3と条件4を比較すると、ロボットは同じ経路を直進しているのに対して、投影面上の画像のサイズの変化が異なる。この条件の違いにより、条件3ではやや多くの被験者が投影面に接近したのに対し、条件4ではすべての被験者は投影面に接近せず、投影面からの隔たり方向の移動が大きく異なる結果となった。
Comparing condition 1 and condition 2, the robot moves on the same path and approaches the projection plane, whereas the change in the size of the image on the projection plane is different. Due to this difference in conditions, many subjects approached the projection plane under condition 1, whereas many subjects did not approach the projection plane under condition 2, resulting in a large difference in movement in the direction away from the projection plane.
Further, when the condition 3 and the condition 4 are compared, the robot travels straight on the same path, but the change in the size of the image on the projection surface is different. Due to this difference in conditions, a slightly larger number of subjects approached the projection plane under condition 3, whereas all subjects did not approach the projection plane under condition 4, resulting in a large difference in movement in the direction away from the projection plane. became.

上述の条件1乃至条件4とその結果から、ロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動が被案内者の移動行動に及ぼす影響に関する以下の知見A乃至知見Fが得られる。
知見A乃至知見Dは今回の実験結果から直接的に得られる知見であり、知見E及び知見Fは、被案内者は投影画像の大きさに影響されて展示物からの隔たり距離を変更するという知見A乃至知見Dから敷衍的に推察される知見である。
知見A:投影画面を縮小してロボットが展示物に近づく方向に進路を変更すると、被案内者はロボットに追従して展示物に近づく方向に進路を変更して移動する。
知見B:投影画像のサイズはそのままでロボットが展示物に近づく方向に進路を変更して移動しても、被案内者はロボットには追従せず、現状の展示物からの距離を保って移動する。
知見C:投影画像を縮小してロボットが展示物からの現状距離を保った進路で移動すると、被案内者はロボットには追従せず、展示物に近づく方向に進路を変更して移動する。
知見D:投影画像のサイズはそのままでロボットが展示物からの現状距離を保った進路で移動すると、被案内者はロボットに追従して、現状の進路を保って移動する。
知見E:投影画像を拡大してロボットが展示物からの現状距離を保った進路で移動すると、被案内者はロボットには追従せず、展示物から遠ざかる方向に進路を変更して移動する。
知見F:投影画像を拡大してロボットが展示物から遠ざかる方向に進路を変更して移動すると、被案内者はロボットに追従して、展示物から遠ざかる方向に進路を変更して移動する。
From the above-mentioned conditions 1 to 4 and the results thereof, the following findings A to F regarding the influence of the robot's moving behavior and the projection behavior on the projector on the moving behavior of the guided person can be obtained.
Knowledge A to Knowledge D are findings directly obtained from the results of this experiment, and Knowledge E and Knowledge F indicate that the guided person changes the distance from the exhibit depending on the size of the projected image. This is a finding that can be inferred from the findings A to D.
Knowledge A: When the projection screen is reduced and the robot changes its course in the direction of approaching the exhibit, the guided person follows the robot and changes its course in the direction of approaching the exhibit.
Knowledge B: Even if the robot changes its course and moves in the direction closer to the exhibit while keeping the size of the projected image, the guided person does not follow the robot and moves while keeping the distance from the current exhibit. do.
Knowledge C: When the projected image is reduced and the robot moves in a course that maintains the current distance from the exhibit, the guided person does not follow the robot, but changes the course in the direction closer to the exhibit and moves.
Knowledge D: When the robot moves in a course that keeps the current distance from the exhibit while keeping the size of the projected image, the guided person follows the robot and moves while keeping the current course.
Finding E: When the robot moves in a course that keeps the current distance from the exhibit by enlarging the projected image, the guided person does not follow the robot, but changes the course in the direction away from the exhibit and moves.
Knowledge F: When the robot changes its course in the direction away from the exhibit by enlarging the projected image and moves, the guided person follows the robot and changes its course in the direction away from the exhibit.

本発明の実施形態によれば、博物館、美術館、各種イベント会場等の多くの来訪者が訪れる施設において、案内者に代わってロボットに先導案内業務を行わせる場合において、ロボットの移動行動とプロジェクタでの投影行動を組み合わせることで、音声やジェスチャーなどを用いた明示的な指示を最小限に抑えて、展示物とロボットと被案内者の位置関係を制御した案内の実施が可能となり、快適で効率的な先導案内を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, in a facility visited by many visitors such as a museum, an art museum, and various event venues, when the robot is made to perform the leading guidance work on behalf of the guide, the robot's moving behavior and the projector are used. By combining the projection behaviors of the above, it is possible to perform guidance that controls the positional relationship between the exhibit, the robot, and the guided person by minimizing explicit instructions using voices and gestures, making it comfortable and efficient. Guidance can be provided.

1 先導案内ロボット
2 被案内者
3 プロジェクション
4 周辺環境撮像部
5 プロジェクタ
6 パンチルトアクチュエータ
7 ロボット駆動装置
8 行動選択決定部
9 制御部














1 Leading guidance robot 2 Guided person 3 Projection 4 Surrounding environment imaging unit 5 Projector 6 Pan-tilt actuator 7 Robot drive device 8 Action selection determination unit 9 Control unit














Claims (6)

案内者に代わって被案内者への案内業務を行う自律移動が可能な先導案内ロボットにおいて、前記先導案内ロボット上に設置された前記先導案内ロボット自らの周辺環境状態を撮像する周辺環境撮像部と、前記先導案内ロボット上に載置されたパンチルトアクチュエータ上に設置されたプロジェクタと、前記周辺環境撮像部によって撮像された周辺環境状態から前記先導案内ロボット自らの移動行動と、前記プロジェクタによる前記被案内者への説明用プロジェクションの投影行動の組み合わせを決定する行動選択決定部と、前記行動選択決定部での選択決定結果に基づいて前記先導案内ロボットの移動行動と前記プロジェクタでの投影行動を制御するための制御部を有することを特徴とする、先導案内ロボットの制御装置 In a leading guidance robot capable of autonomous movement that performs guidance work to a guided person on behalf of a guide, a peripheral environment imaging unit that images the surrounding environment state of the leading guidance robot itself installed on the leading guidance robot. , The moving behavior of the leading guidance robot itself from the projector installed on the pan-tilt actuator mounted on the leading guidance robot and the surrounding environment state imaged by the peripheral environment imaging unit, and the guided by the projector. The action selection determination unit that determines the combination of projection actions of the projection for explanation to the person, and the movement action of the leading guidance robot and the projection action by the projector are controlled based on the selection decision result in the action selection decision unit. A control device for a leading guidance robot, which comprises a control unit for 前記行動選択決定部で決定する前記先導案内ロボット自らの移動行動が、1.予め設定された展示物からの隔たり距離を保った標準進路を移動する、2.予め設定された展示物からの隔たり距離が小さい方向に進路を変更して移動する、3.予め設定された展示物からの隔たり距離が大きい方向に進路を変更して移動することであることを特徴とする、請求項1に記載の先導案内ロボットの制御装置。 The movement behavior of the leading guide robot itself, which is determined by the action selection determination unit, is 1. 2. Move in a standard course that keeps a distance from the preset exhibits. 2. Change the course and move in the direction where the distance from the preset exhibit is small. The control device for a leading guidance robot according to claim 1, wherein the robot moves by changing its course in a direction in which a distance from a preset exhibit is large. 前記行動選択決定部で決定する前記プロジェクタによる前記被案内者への説明用プロジェクションの投影行動が、1.予め設定された大きさの画像を投影する、2.予め設定された大きさの画像を縮小した画像を投影する、3.予め設定された大きさの画像を拡大した画像を投影することであることを特徴とする、請求項1に記載の先導案内ロボットの制御装置 The projection action of the explanatory projection to the guided person by the projector determined by the action selection determination unit is 1. 2. Project an image of a preset size. 2. Project a reduced image of a preset size image. The control device for a leading guidance robot according to claim 1, wherein an enlarged image of an image having a preset size is projected. 案内者に代わって被案内者への案内業務を行う自律移動が可能な先導案内ロボットにおいて、前記先導案内ロボット上に設置した周辺環境撮像部によって前記先導案内ロボット自らの周辺環境状態を撮像し、得られた周辺環境状態に基づいて、前記行動選択決定部で前記先導案内ロボット自らの移動行動と前記プロジェクタでの投影行動の組み合わせを選択決定し、前記行動選択決定部での選択決定結果に基づいて、前記制御部で前記先導案内ロボット自らの移動行動と前記プロジェクタでの投影行動を制御することを特徴とする、先導案内ロボットの制御方法。 In a leading guidance robot capable of autonomous movement that performs guidance work to a guided person on behalf of a guide, the surrounding environment imaging unit installed on the leading guidance robot images the surrounding environment state of the leading guidance robot itself. Based on the obtained surrounding environment state, the action selection determination unit selects and determines a combination of the movement action of the leading guide robot itself and the projection action by the projector, and based on the selection decision result in the action selection determination unit. A control method for a leading guidance robot, wherein the control unit controls the movement behavior of the leading guidance robot itself and the projection behavior of the projector. 前記行動選択決定部は、前記先導案内ロボット自らの移動行動と前記プロジェクタでの投影行動の組み合わせを、1.前記プロジェクタでの投影画面を予め設定された大きさより縮小し、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離が小さい方向に進路を変更して移動する方式1、2.前記プロジェクタでの投影画像を予め設定された大きさに保ち、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離を保持して移動する方式2、3.前記プロジェクタでの投影画面を予め設定された大きさより拡大し、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離が大きい方向に進路を変更して移動する方式3、4.前記プロジェクタでの投影画面を予め設定された大きさより縮小し、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離を保持して移動する方式4、5.前記プロジェクタでの投影画面を予め設定された大きさより拡大し、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離を保持して移動する方式5、6.前記プロジェクタでの投影画像を予め設定された大きさに保ち、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離が小さい方向に進路を変更して移動する方式6、7.前記プロジェクタでの投影画像を予め設定された大きさに保ち、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離が大きい方向に進路を変更して移動する方式7、8.前記プロジェクタでの投影画面を予め設定された大きさより縮小し、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離が大きい方向に進路を変更して移動する方式8、9.前記プロジェクタでの投影画面を予め設定された大きさより拡大し、前記ロボットが予め設定された展示物からの隔たり距離が小さい方向に進路を変更して移動する方式9、の中からいずれか一つを選択することを特徴とする、請求項4に記載の先導案内ロボットの制御方法。 The action selection determination unit sets the combination of the movement action of the leading guide robot itself and the projection action by the projector. A method in which the projection screen of the projector is reduced from a preset size, and the robot moves by changing its course in a direction in which the distance from the preset exhibit is small. 2. A method in which the projected image by the projector is kept at a preset size, and the robot moves while maintaining a distance from a preset exhibit. 3. A method in which the projection screen of the projector is enlarged beyond a preset size, and the robot moves by changing its course in a direction in which the distance from the preset exhibit is large. A method in which the projection screen of the projector is reduced from a preset size, and the robot moves while maintaining a distance from a preset exhibit. 6. A method in which the projection screen of the projector is enlarged beyond a preset size, and the robot moves while maintaining a distance from a preset exhibit. 6. A method in which the projected image by the projector is kept at a preset size, and the robot moves by changing its course in a direction in which the distance from the preset exhibit is small. A method in which the projected image by the projector is kept at a preset size, and the robot moves by changing its course in a direction in which the distance from the preset exhibit is large. A method in which the projection screen of the projector is reduced from a preset size, and the robot moves by changing its course in a direction in which the distance from the preset exhibit is large. One of the methods 9 in which the projection screen of the projector is enlarged from a preset size, and the robot moves by changing its course in a direction in which the distance from the preset exhibit is small. The method for controlling a leading guidance robot according to claim 4, wherein the robot is selected. 前記方式1乃至前記方式9の切り替えを、展示物の説明開始時、次の説明対象展示物への移動を開始する時点、あるいは前記周辺環境撮像部で案内経路上に他の来訪者や障害物を検知した時点で行うことを特徴とする、請求項5に記載の先導案内ロボットの制御方法。



























The switching between the methods 1 and 9 is performed at the start of the explanation of the exhibit, at the time of starting the movement to the next exhibit to be explained, or at the peripheral environment imaging unit on the guide path to other visitors or obstacles. The method for controlling a leading guidance robot according to claim 5, wherein the method is performed when the above is detected.



























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