JP3277279B2 - ロボット聴覚装置 - Google Patents
ロボット聴覚装置Info
- Publication number
- JP3277279B2 JP3277279B2 JP34124099A JP34124099A JP3277279B2 JP 3277279 B2 JP3277279 B2 JP 3277279B2 JP 34124099 A JP34124099 A JP 34124099A JP 34124099 A JP34124099 A JP 34124099A JP 3277279 B2 JP3277279 B2 JP 3277279B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- microphone
- external
- internal
- exterior
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/026—Acoustical sensing devices
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L15/00—Speech recognition
- G10L15/20—Speech recognition techniques specially adapted for robustness in adverse environments, e.g. in noise, of stress induced speech
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L21/00—Processing of the speech or voice signal to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
- G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
- G10L21/0208—Noise filtering
- G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
- G10L2021/02161—Number of inputs available containing the signal or the noise to be suppressed
- G10L2021/02165—Two microphones, one receiving mainly the noise signal and the other one mainly the speech signal
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L21/00—Processing of the speech or voice signal to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
- G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
- G10L21/0208—Noise filtering
- G10L21/0216—Noise filtering characterised by the method used for estimating noise
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はロボット、特に人型
または動物型ロボットにおける聴覚装置に関するもので
ある。
または動物型ロボットにおける聴覚装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、このような人型または動物型ロボ
ットにおいては、視覚，聴覚の能動知覚が注目されてき
ている。能動知覚とは、ロボット視覚やロボット聴覚等
の知覚を担当する知覚装置を、知覚すべき目標に追従す
るように、これらの知覚装置を支持する例えば頭部を、
駆動機構により姿勢制御するものである。
ットにおいては、視覚，聴覚の能動知覚が注目されてき
ている。能動知覚とは、ロボット視覚やロボット聴覚等
の知覚を担当する知覚装置を、知覚すべき目標に追従す
るように、これらの知覚装置を支持する例えば頭部を、
駆動機構により姿勢制御するものである。
【０００３】ここで、能動視覚に関しては、少なくとも
知覚装置であるカメラが、駆動機構による姿勢制御によ
ってその光軸方向が目標に向かって保持され、目標に対
して自動的にフォーカシングやズームイン，ズームアウ
ト等が行なわれることにより、目標がカメラによって撮
像されるようになっており、種々の研究が行なわれてい
る。
知覚装置であるカメラが、駆動機構による姿勢制御によ
ってその光軸方向が目標に向かって保持され、目標に対
して自動的にフォーカシングやズームイン，ズームアウ
ト等が行なわれることにより、目標がカメラによって撮
像されるようになっており、種々の研究が行なわれてい
る。
【０００４】これに対して、能動聴覚に関しては、少な
くとも知覚装置であるマイクが、駆動機構による姿勢制
御によって、その指向性が目標に向かって保持され、目
標からの音がマイクによって集音される。このとき、能
動聴覚の不利な点として、駆動機構が作動している間
は、マイクが駆動機構の作動音を拾ってしまうため、目
標からの音に比較的大きなノイズが混入してしまい、目
標からの音を認識できなくなってしまうことがある。
くとも知覚装置であるマイクが、駆動機構による姿勢制
御によって、その指向性が目標に向かって保持され、目
標からの音がマイクによって集音される。このとき、能
動聴覚の不利な点として、駆動機構が作動している間
は、マイクが駆動機構の作動音を拾ってしまうため、目
標からの音に比較的大きなノイズが混入してしまい、目
標からの音を認識できなくなってしまうことがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな駆動機構を停止させた状態での聴覚研究では、特に
目標が移動しているような場合、目標の移動に追従しな
がらの所謂能動聴覚を行なうことが困難であった。
うな駆動機構を停止させた状態での聴覚研究では、特に
目標が移動しているような場合、目標の移動に追従しな
がらの所謂能動聴覚を行なうことが困難であった。
【０００６】さらに、上述した駆動機構だけでなく、ロ
ボット内部で発生する各種動作音及び定常的に発生する
ノイズも、聴覚装置としてのマイクが集音してしまうの
で、同様に完全な能動聴覚を得ることが困難であった。
ボット内部で発生する各種動作音及び定常的に発生する
ノイズも、聴覚装置としてのマイクが集音してしまうの
で、同様に完全な能動聴覚を得ることが困難であった。
【０００７】この発明は、以上の点にかんがみて、駆動
機構等のロボット内部で発生するノイズに影響されるこ
となく、外部の目標からの音を集音して能動知覚を行な
うことができるようにした、ロボット聴覚装置を提供す
ることを目的としている。
機構等のロボット内部で発生するノイズに影響されるこ
となく、外部の目標からの音を集音して能動知覚を行な
うことができるようにした、ロボット聴覚装置を提供す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
よれば、内部にノイズ発生源を備えたロボットにおい
て、少なくともロボットの一部を覆う防音性の外装と、
この外装の外側に設けられ主として外部の音を集音する
少なくとも一つの外部マイクと、上記外装の内側に設け
られ主として内部のノイズ発生源からのノイズを集音す
る少なくとも一つの内部マイクと、上記外部マイクの指
向性の方向をロボット外部の目標に追従させるよう姿勢
制御を行う駆動機構と、少なくとも上記駆動機構による
姿勢制御中に、上記外部マイク及び内部マイクからの信
号に基づいて外部マイクからの音響信号から内部のノイ
ズ発生源からのノイズ信号をキャンセルする処理回路と
を含んでいるロボット聴覚装置により、達成される。
よれば、内部にノイズ発生源を備えたロボットにおい
て、少なくともロボットの一部を覆う防音性の外装と、
この外装の外側に設けられ主として外部の音を集音する
少なくとも一つの外部マイクと、上記外装の内側に設け
られ主として内部のノイズ発生源からのノイズを集音す
る少なくとも一つの内部マイクと、上記外部マイクの指
向性の方向をロボット外部の目標に追従させるよう姿勢
制御を行う駆動機構と、少なくとも上記駆動機構による
姿勢制御中に、上記外部マイク及び内部マイクからの信
号に基づいて外部マイクからの音響信号から内部のノイ
ズ発生源からのノイズ信号をキャンセルする処理回路と
を含んでいるロボット聴覚装置により、達成される。
【０００９】また、上記目的は、この発明によれば、内
部に駆動機構等のノイズ発生源を備えた人型または動物
型のロボットにおいて、少なくともロボットの頭部を覆
う防音性の外装と、この外装の外側にて両側の耳に対応
する両耳位置に設けられ主として外部の音を集音する一
対の外部マイクと、上記外装の内側に設けられ主として
内部のノイズ発生源からのノイズを集音する少なくとも
一つの内部マイクと、上記外部マイクの指向性の方向を
ロボット外部の目標に追従させるために姿勢制御を行う
駆動機構と、少なくとも上記駆動機構による姿勢制御中
に、上記外部マイク及び内部マイクからの信号に基づい
て外部マイクからの音響信号から内部のノイズ発生源か
らのノイズ信号をキャンセルする処理回路と、を含んで
いるロボット聴覚装置により、達成される。
部に駆動機構等のノイズ発生源を備えた人型または動物
型のロボットにおいて、少なくともロボットの頭部を覆
う防音性の外装と、この外装の外側にて両側の耳に対応
する両耳位置に設けられ主として外部の音を集音する一
対の外部マイクと、上記外装の内側に設けられ主として
内部のノイズ発生源からのノイズを集音する少なくとも
一つの内部マイクと、上記外部マイクの指向性の方向を
ロボット外部の目標に追従させるために姿勢制御を行う
駆動機構と、少なくとも上記駆動機構による姿勢制御中
に、上記外部マイク及び内部マイクからの信号に基づい
て外部マイクからの音響信号から内部のノイズ発生源か
らのノイズ信号をキャンセルする処理回路と、を含んで
いるロボット聴覚装置により、達成される。
【００１０】この発明によるロボット聴覚装置は、好ま
しくは、上記内部マイクが外部マイクと同様に両側にそ
れぞれ設けられている。本発明によるロボット聴覚装置
は、好ましくは、上記内部マイクが外装の内側にて各外
部マイクの近傍に配設されている。本発明によるロボッ
ト聴覚装置は、好ましくは、上記内部マイクが外装の内
側にて移動可能に配設されている。本発明によるロボッ
ト聴覚装置は、好ましくは、上記外部マイクが頭部の両
耳位置にて前方に向かって指向性を有するように配設さ
れている。本発明によるロボット聴覚装置は、好ましく
は、上記外装の両耳位置付近の領域が、外部マイクが前
方に向かって指向性を有するように、形成されている。
しくは、上記内部マイクが外部マイクと同様に両側にそ
れぞれ設けられている。本発明によるロボット聴覚装置
は、好ましくは、上記内部マイクが外装の内側にて各外
部マイクの近傍に配設されている。本発明によるロボッ
ト聴覚装置は、好ましくは、上記内部マイクが外装の内
側にて移動可能に配設されている。本発明によるロボッ
ト聴覚装置は、好ましくは、上記外部マイクが頭部の両
耳位置にて前方に向かって指向性を有するように配設さ
れている。本発明によるロボット聴覚装置は、好ましく
は、上記外装の両耳位置付近の領域が、外部マイクが前
方に向かって指向性を有するように、形成されている。
【００１１】上記構成によれば、外部マイクが主として
外部の目標からの音を集音し、内部マイクが主としてロ
ボット内部の駆動機構等のノイズ発生源からのノイズを
集音する。その際、外部マイクが集音した音響信号に
は、ロボット内部のノイズ発生源からのノイズ信号が混
入しているが、この混入したノイズ信号は、内部マイク
が集音したノイズ信号によりキャンセルされることによ
り著しく低減される。したがって、外部マイクからの音
響信号は、ロボット内部の駆動機構等のノイズ発生源か
らのノイズが著しく低減されることにより、そのＳ／Ｎ
比が大幅に改善され、能動知覚をより一層良好に行なう
ことができる。
外部の目標からの音を集音し、内部マイクが主としてロ
ボット内部の駆動機構等のノイズ発生源からのノイズを
集音する。その際、外部マイクが集音した音響信号に
は、ロボット内部のノイズ発生源からのノイズ信号が混
入しているが、この混入したノイズ信号は、内部マイク
が集音したノイズ信号によりキャンセルされることによ
り著しく低減される。したがって、外部マイクからの音
響信号は、ロボット内部の駆動機構等のノイズ発生源か
らのノイズが著しく低減されることにより、そのＳ／Ｎ
比が大幅に改善され、能動知覚をより一層良好に行なう
ことができる。
【００１２】上記内部マイクが、外部マイクと同様に両
側にそれぞれ設けられている場合には、各外部マイクの
音響信号に含まれるノイズ信号を、対応する内部マイク
が集音するノイズ信号により、それぞれ良好にキャンセ
ルすることができる。
側にそれぞれ設けられている場合には、各外部マイクの
音響信号に含まれるノイズ信号を、対応する内部マイク
が集音するノイズ信号により、それぞれ良好にキャンセ
ルすることができる。
【００１３】上記内部マイクが、外装の内側にて各外部
マイクの近傍に配設されている場合には、各内部マイク
が、それぞれ対応する外部マイクが集音する音響信号に
混入するノイズと近似したノイズを集音するので、各外
部マイクのノイズ信号を、対応する内部マイクが集音す
るノイズ信号によって、より良好にキャンセルすること
ができる。
マイクの近傍に配設されている場合には、各内部マイク
が、それぞれ対応する外部マイクが集音する音響信号に
混入するノイズと近似したノイズを集音するので、各外
部マイクのノイズ信号を、対応する内部マイクが集音す
るノイズ信号によって、より良好にキャンセルすること
ができる。
【００１４】上記内部マイクが、外装の内側にて移動可
能に配設されている場合には、ロボット内部のノイズ発
生源からのノイズをより良好に集音するように内部マイ
クを移動することができ、外部マイクが集音する音響信
号からより良好にノイズをキャンセルすることができ
る。
能に配設されている場合には、ロボット内部のノイズ発
生源からのノイズをより良好に集音するように内部マイ
クを移動することができ、外部マイクが集音する音響信
号からより良好にノイズをキャンセルすることができ
る。
【００１５】上記外部マイクが、頭部の両耳位置にて前
方に向かって指向性を有するように配設されていて、特
に上記外装の両耳位置付近の領域が、外部マイクが前方
に向かって指向性を有するように形成されている場合に
は、外部マイクが所謂両耳聴マイク（バイノーラルマイ
ク）として作用することになり、外部マイクが集音する
音が、より人間の聴覚に近い音になる。
方に向かって指向性を有するように配設されていて、特
に上記外装の両耳位置付近の領域が、外部マイクが前方
に向かって指向性を有するように形成されている場合に
は、外部マイクが所謂両耳聴マイク（バイノーラルマイ
ク）として作用することになり、外部マイクが集音する
音が、より人間の聴覚に近い音になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて、この発明を詳細に説明する。図１乃至図４はこ
の発明によるロボット聴覚装置の一実施形態を備えた実
験用の人型ロボットの全体構成を示している。図１にお
いて、人型ロボット１０は、４ＤＯＦ（自由度）のロボ
ットとして構成されており、ベース１１と、ベース１１
上にて一軸（垂直軸）周りに回動可能に支持された胴体
部１２と、胴体部１２上にて、三軸方向（垂直軸，左右
方向の水平軸及び前後方向の水平軸）の周りに揺動可能
に支持された頭部１３と、を含んでいる。
づいて、この発明を詳細に説明する。図１乃至図４はこ
の発明によるロボット聴覚装置の一実施形態を備えた実
験用の人型ロボットの全体構成を示している。図１にお
いて、人型ロボット１０は、４ＤＯＦ（自由度）のロボ
ットとして構成されており、ベース１１と、ベース１１
上にて一軸（垂直軸）周りに回動可能に支持された胴体
部１２と、胴体部１２上にて、三軸方向（垂直軸，左右
方向の水平軸及び前後方向の水平軸）の周りに揺動可能
に支持された頭部１３と、を含んでいる。
【００１７】上記ベース１１は固定配置されていてもよ
く、脚部として動作可能としてもよい。また、ベース１
１は、移動可能な台車等の上に載置されていてもよい。
く、脚部として動作可能としてもよい。また、ベース１
１は、移動可能な台車等の上に載置されていてもよい。
【００１８】上記胴体部１２は、ベース１１に対して垂
直軸の周りに、図１にて矢印Ａで示すように回動可能に
支持されており、図示しない駆動手段によって回転駆動
されると共に、図示の場合、防音性の外装によって覆わ
れている。
直軸の周りに、図１にて矢印Ａで示すように回動可能に
支持されており、図示しない駆動手段によって回転駆動
されると共に、図示の場合、防音性の外装によって覆わ
れている。
【００１９】上記頭部１３は胴体部１２に対して連結部
材１３ａを介して支持されており、この連結部材１３ａ
に対して前後方向の水平軸の周りに、図１にて矢印Ｂで
示すように揺動可能に、また左右方向の水平軸の周り
に、図２にて矢印Ｃで示すように揺動可能に支持されて
いると共に、上記連結部材１３ａが、胴体部１２に対し
てさらに前後方向の水平軸の周りに、図１にて矢印Ｄで
示すように揺動可能に支持されており、それぞれ図示し
ない駆動手段によって、各矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ方向に回
転駆動される。
材１３ａを介して支持されており、この連結部材１３ａ
に対して前後方向の水平軸の周りに、図１にて矢印Ｂで
示すように揺動可能に、また左右方向の水平軸の周り
に、図２にて矢印Ｃで示すように揺動可能に支持されて
いると共に、上記連結部材１３ａが、胴体部１２に対し
てさらに前後方向の水平軸の周りに、図１にて矢印Ｄで
示すように揺動可能に支持されており、それぞれ図示し
ない駆動手段によって、各矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ方向に回
転駆動される。
【００２０】ここで、上記頭部１３は、図３に示すよう
に全体が防音性の外装１４により覆われていると共に、
前側にロボット視覚を担当する視覚装置としてのカメラ
１５を、また両側にロボット聴覚を担当する聴覚装置と
しての一対の外部マイク１６（１６ａ，１６ｂ）を備え
ている。さらに、上記頭部１３は、図３に示すように、
外装１４の内側にて左右に離隔して配設された一対の内
部マイク１７（１７ａ，１７ｂ）を備えている。
に全体が防音性の外装１４により覆われていると共に、
前側にロボット視覚を担当する視覚装置としてのカメラ
１５を、また両側にロボット聴覚を担当する聴覚装置と
しての一対の外部マイク１６（１６ａ，１６ｂ）を備え
ている。さらに、上記頭部１３は、図３に示すように、
外装１４の内側にて左右に離隔して配設された一対の内
部マイク１７（１７ａ，１７ｂ）を備えている。
【００２１】上記外装１４は、例えばウレタン樹脂等の
吸音性の合成樹脂から構成されており、頭部１３の内部
をほぼ完全に密閉することにより、頭部１３の内部の遮
音を行なうように構成されている。尚、胴体部１２の外
装も、同様にして吸音性の合成樹脂から構成されてい
る。
吸音性の合成樹脂から構成されており、頭部１３の内部
をほぼ完全に密閉することにより、頭部１３の内部の遮
音を行なうように構成されている。尚、胴体部１２の外
装も、同様にして吸音性の合成樹脂から構成されてい
る。
【００２２】上記カメラ１５は公知の構成であって、例
えば所謂パン，チルト，ズームの３ＤＯＦ（自由度）を
有する市販のカメラが適用され得る。
えば所謂パン，チルト，ズームの３ＤＯＦ（自由度）を
有する市販のカメラが適用され得る。
【００２３】上記外部マイク１６は、それぞれ頭部１３
の側面において、前方に向かって指向性を有するように
取り付けられている。ここで、外部マイク１６の左右の
各外部マイク１６ａ，１６ｂは、それぞれ図１及び図２
に示すように、外装１４の両側にて前方に向いた段部１
４ａ，１４ｂにて、内側に取り付けられ、段部１４ａ，
１４ｂに設けられた貫通穴を通して、前方の音を集音す
ると共に、外装１４の内部の音を拾わないように、適宜
の手段により遮音されている。これにより、外部マイク
１６ａ，１６ｂは、所謂バイノーラルマイクとして構成
されている。尚、外部マイク１６ａ，１６ｂの取付位置
の近傍において、外装１４は人間の外耳形状に形成され
ていてもよい。
の側面において、前方に向かって指向性を有するように
取り付けられている。ここで、外部マイク１６の左右の
各外部マイク１６ａ，１６ｂは、それぞれ図１及び図２
に示すように、外装１４の両側にて前方に向いた段部１
４ａ，１４ｂにて、内側に取り付けられ、段部１４ａ，
１４ｂに設けられた貫通穴を通して、前方の音を集音す
ると共に、外装１４の内部の音を拾わないように、適宜
の手段により遮音されている。これにより、外部マイク
１６ａ，１６ｂは、所謂バイノーラルマイクとして構成
されている。尚、外部マイク１６ａ，１６ｂの取付位置
の近傍において、外装１４は人間の外耳形状に形成され
ていてもよい。
【００２４】上記内部マイク１７は、それぞれ外装１４
の内側において、上述した各外部マイク１６ａ，１６ｂ
の近傍に、図示の場合には、前記カメラ１５の両端付近
の上方に配設されている。尚、上記内部マイク１７は、
外装１４の内側に任意の位置に備えられていてもよい。
の内側において、上述した各外部マイク１６ａ，１６ｂ
の近傍に、図示の場合には、前記カメラ１５の両端付近
の上方に配設されている。尚、上記内部マイク１７は、
外装１４の内側に任意の位置に備えられていてもよい。
【００２５】図４は、上記外部マイク１６及び内部マイ
ク１７を含む音響処理のための電気的構成を示してい
る。図４において、各外部マイク１６ａ，１６ｂ及び内
部マイク１７ａ，１７ｂからの音響信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４は、それぞれ処理回路１８に入力される。この
処理回路１８は、外部マイク１６ａ，１６ｂからの音響
信号を、内部マイク１７ａ，１７ｂが集音したロボット
内部のノイズ発生源からのノイズ信号に基づいて、例え
ば最も簡便には、外部マイク１６ａ，１６ｂからの音響
信号から、レベル調整した内部マイク１７ａ，１７ｂか
らの音響信号を減算する等の適宜の演算処理によるノイ
ズキャンセル処理によって、外部マイク１６ａ，１６ｂ
からの音響信号Ｓ１，Ｓ２に混入したロボット内部の各
駆動機構等のノイズ発生源からのノイズを除去する。
ク１７を含む音響処理のための電気的構成を示してい
る。図４において、各外部マイク１６ａ，１６ｂ及び内
部マイク１７ａ，１７ｂからの音響信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４は、それぞれ処理回路１８に入力される。この
処理回路１８は、外部マイク１６ａ，１６ｂからの音響
信号を、内部マイク１７ａ，１７ｂが集音したロボット
内部のノイズ発生源からのノイズ信号に基づいて、例え
ば最も簡便には、外部マイク１６ａ，１６ｂからの音響
信号から、レベル調整した内部マイク１７ａ，１７ｂか
らの音響信号を減算する等の適宜の演算処理によるノイ
ズキャンセル処理によって、外部マイク１６ａ，１６ｂ
からの音響信号Ｓ１，Ｓ２に混入したロボット内部の各
駆動機構等のノイズ発生源からのノイズを除去する。
【００２６】本発明実施形態による人型ロボット１０は
以上のように構成されており、外部マイク１６ａ，１６
ｂが集音しようとする目標からの音は、以下のようにし
て集音され、ノイズキャンセルされる。先ず、外部マイ
ク１６ａ，１６ｂが、主として目標からの外部の音を集
音してそれぞれ音響信号Ｓ１，Ｓ２を出力する。ここ
で、外部マイク１６ａ，１６ｂはロボット内部からのノ
イズも集音するが、外装１４自体が頭部１３の内部を密
閉しており、また外部マイク１６ａ，１６ｂが頭部１３
の内部に対して遮音されていることにより、混入するノ
イズが比較的低いレベルに抑えられている。
以上のように構成されており、外部マイク１６ａ，１６
ｂが集音しようとする目標からの音は、以下のようにし
て集音され、ノイズキャンセルされる。先ず、外部マイ
ク１６ａ，１６ｂが、主として目標からの外部の音を集
音してそれぞれ音響信号Ｓ１，Ｓ２を出力する。ここ
で、外部マイク１６ａ，１６ｂはロボット内部からのノ
イズも集音するが、外装１４自体が頭部１３の内部を密
閉しており、また外部マイク１６ａ，１６ｂが頭部１３
の内部に対して遮音されていることにより、混入するノ
イズが比較的低いレベルに抑えられている。
【００２７】これに対して、内部マイク１７ａ，１７ｂ
は、主としてロボット内部からのノイズ、例えば前述し
た各駆動機構の作動音や冷却ファンの作動音等のノイズ
発生源からのノイズを集音する。ここで、内部マイク１
７ａ，１７ｂは、外部からの音も集音するが、外装１４
が内部を密閉していることから、そのレベルは比較的低
く抑えられている。
は、主としてロボット内部からのノイズ、例えば前述し
た各駆動機構の作動音や冷却ファンの作動音等のノイズ
発生源からのノイズを集音する。ここで、内部マイク１
７ａ，１７ｂは、外部からの音も集音するが、外装１４
が内部を密閉していることから、そのレベルは比較的低
く抑えられている。
【００２８】このようにして集音された外部マイク１６
ａ，１６ｂ及び内部マイク１７ａ，１７ｂからの音響信
号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、それぞれ処理回路１８に
入力される。処理回路１８は、外部マイク１６ａ，１６
ｂからの音響信号Ｓ１，Ｓ２と、内部マイク１７ａ，１
７ｂからの音響信号Ｓ３，Ｓ４とを適宜に演算処理する
ことにより、外部マイク１６ａ，１６ｂからの音響信号
Ｓ１，Ｓ２から、ロボット内部のノイズ発生源からのノ
イズ信号を除去することにより、ノイズを除去した音響
信号ＳＬ，ＳＲを外部に出力する。そして、この音響信
号ＳＬ，ＳＲに基づいて、図示しない制御部により音響
認識を行ない、能動知覚を行なうことができる。
ａ，１６ｂ及び内部マイク１７ａ，１７ｂからの音響信
号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、それぞれ処理回路１８に
入力される。処理回路１８は、外部マイク１６ａ，１６
ｂからの音響信号Ｓ１，Ｓ２と、内部マイク１７ａ，１
７ｂからの音響信号Ｓ３，Ｓ４とを適宜に演算処理する
ことにより、外部マイク１６ａ，１６ｂからの音響信号
Ｓ１，Ｓ２から、ロボット内部のノイズ発生源からのノ
イズ信号を除去することにより、ノイズを除去した音響
信号ＳＬ，ＳＲを外部に出力する。そして、この音響信
号ＳＬ，ＳＲに基づいて、図示しない制御部により音響
認識を行ない、能動知覚を行なうことができる。
【００２９】このようにして、本発明実施形態による人
型ロボット１０によれば、処理回路１８により、外部マ
イク１６ａ，１６ｂからの音響信号Ｓ１，Ｓ２から、内
部マイク１７ａ，１７ｂからの音響信号に基づいて、ノ
イズキャンセルを行なうことにより、各駆動機構によっ
て外部マイク１６ａ，１６ｂの指向性の方向を目標に向
けながら、Ｓ／Ｎ比の良好な音響信号を得ることがで
き、より正確な音声認識を行なうことができる。従っ
て、例えば目標が移動している場合であっても、各駆動
機構によって、外部マイク１６ａ，１６ｂの指向性の方
向を常に目標に対して追従させながら、目標の音響認識
を行なうことができる。
型ロボット１０によれば、処理回路１８により、外部マ
イク１６ａ，１６ｂからの音響信号Ｓ１，Ｓ２から、内
部マイク１７ａ，１７ｂからの音響信号に基づいて、ノ
イズキャンセルを行なうことにより、各駆動機構によっ
て外部マイク１６ａ，１６ｂの指向性の方向を目標に向
けながら、Ｓ／Ｎ比の良好な音響信号を得ることがで
き、より正確な音声認識を行なうことができる。従っ
て、例えば目標が移動している場合であっても、各駆動
機構によって、外部マイク１６ａ，１６ｂの指向性の方
向を常に目標に対して追従させながら、目標の音響認識
を行なうことができる。
【００３０】上述した実施形態において、人型ロボット
１０は、４ＤＯＦ（自由度）を有するように構成されて
いるが、これに限らず、任意の動作を行なうように構成
されたロボットに本発明によるロボット聴覚装置を組み
込むことも可能である。また、上述した実施形態におい
ては、本発明によるロボット聴覚装置を人型ロボット１
０に組み込んだ場合について説明したが、これに限ら
ず、犬型等の各種動物型ロボットや、その他の形式のロ
ボットに組み込むことも可能であることは明らかであ
る。さらに、上述した実施形態においては、内部マイク
１７は、一対のマイク１７ａ，１７ｂから構成されてい
るが、唯一つのマイクであってもよく、また例えばノイ
ズ発生源毎に設けられた多数のマイクであってもよい。
さらにまた、上述した実施形態においては、外部マイク
１６は、一対のマイク１６ａ，１６ｂから構成されてい
るが、唯一つのマイクであってもよく、また三つ以上の
マイクから構成されていてもよい。
１０は、４ＤＯＦ（自由度）を有するように構成されて
いるが、これに限らず、任意の動作を行なうように構成
されたロボットに本発明によるロボット聴覚装置を組み
込むことも可能である。また、上述した実施形態におい
ては、本発明によるロボット聴覚装置を人型ロボット１
０に組み込んだ場合について説明したが、これに限ら
ず、犬型等の各種動物型ロボットや、その他の形式のロ
ボットに組み込むことも可能であることは明らかであ
る。さらに、上述した実施形態においては、内部マイク
１７は、一対のマイク１７ａ，１７ｂから構成されてい
るが、唯一つのマイクであってもよく、また例えばノイ
ズ発生源毎に設けられた多数のマイクであってもよい。
さらにまた、上述した実施形態においては、外部マイク
１６は、一対のマイク１６ａ，１６ｂから構成されてい
るが、唯一つのマイクであってもよく、また三つ以上の
マイクから構成されていてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
外部マイクが主として外部の目標からの音を集音し、内
部マイクが主としてロボット内部の駆動機構等のノイズ
発生源からのノイズを集音する。その際、外部マイクが
集音した音響信号には、ロボット内部のノイズ発生源か
らのノイズ信号が混入しているが、この混入したノイズ
信号が、内部マイクが集音したノイズ信号によりキャン
セルされることにより、ノイズ信号は著しく低減され
る。したがって、外部マイクからの音響信号は、ロボッ
ト内部の駆動機構等のノイズ発生源からのノイズ信号が
著しく低減されることにより、そのＳ／Ｎ比が大幅に改
善され、能動知覚をより一層良好に行なうことができ
る。これにより、本発明によれば、駆動機構等のロボッ
ト内部で発生するノイズに影響されることなく、外部の
目標からの音を集音して能動知覚を行なうことができる
ようにした、極めて優れたロボット聴覚装置が提供され
る。
外部マイクが主として外部の目標からの音を集音し、内
部マイクが主としてロボット内部の駆動機構等のノイズ
発生源からのノイズを集音する。その際、外部マイクが
集音した音響信号には、ロボット内部のノイズ発生源か
らのノイズ信号が混入しているが、この混入したノイズ
信号が、内部マイクが集音したノイズ信号によりキャン
セルされることにより、ノイズ信号は著しく低減され
る。したがって、外部マイクからの音響信号は、ロボッ
ト内部の駆動機構等のノイズ発生源からのノイズ信号が
著しく低減されることにより、そのＳ／Ｎ比が大幅に改
善され、能動知覚をより一層良好に行なうことができ
る。これにより、本発明によれば、駆動機構等のロボッ
ト内部で発生するノイズに影響されることなく、外部の
目標からの音を集音して能動知覚を行なうことができる
ようにした、極めて優れたロボット聴覚装置が提供され
る。
【図１】この発明によるロボット聴覚装置の一実施形態
を組み込んだ人型ロボットの外観を示す正面図である。
を組み込んだ人型ロボットの外観を示す正面図である。
【図２】図１の人型ロボットの側面図である。
【図３】図１の人型ロボットにおける頭部の構成を示す
概略拡大図である。
概略拡大図である。
【図４】図１の人型ロボットにおけるロボット聴覚装置
の電気的構成を示すブロック図である。
の電気的構成を示すブロック図である。
１０ 人型ロボット １１ ベース １２ 胴体部 １３ 頭部 １３ａ 連結部材 １４ 外装 １５ カメラ（ロボット知覚） １６，１６ａ，１６ｂ 外部マイク １７，１７ａ，１７ｂ 内部マイク １８ 処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−246599（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−99558（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−127982（ＪＰ，Ａ) 三田太一（外５名），雑音環境下にお ける音声認識，日本機械学会ロボティク ス・メカトロニクス’97講演会講演論文 集Ｖｏｌ．Ｂ，日本，（社）日本機会学 会，1997年 ６月 ４日，971−972 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 13/08 B25J 5/00 B25J 19/02 G10L 15/20 G10L 21/02
Claims (7)
- 【請求項１】 内部にノイズ発生源を備えたロボットに
おいて、 少なくともロボットの一部を覆う防音性の外装と、 上記外装の外側に設けられ、主として外部の音を集音す
る少なくとも一つの外部マイクと、 上記外装の内側に設けられ、主として内部のノイズ発生
源からのノイズを集音する少なくとも一つの内部マイク
と、上記外部マイクの指向性の方向をロボット外部の目標に
追従させるよう姿勢制御を行う駆動機構と、 少なくとも上記駆動機構による姿勢制御中に、 上記外部
マイク及び内部マイクからの信号に基づいて、外部マイ
クからの音響信号から内部のノイズ発生源からのノイズ
信号をキャンセルする処理回路と、 を含んでいることを特徴とする、ロボット聴覚装置。 - 【請求項２】 内部にノイズ発生源を備えた人型または
動物型のロボットにおいて、 少なくともロボットの頭部を覆う防音性の外装と、 上記外装の外側にて両側の耳に対応する両耳位置に設け
られ、主として外部の音を集音する一対の外部マイク
と、 上記外装の内側に設けられた、主として内部のノイズ発
生源からのノイズを集音する少なくとも一つの内部マイ
クと、上記外部マイクの指向性の方向をロボット外部の目標に
追従させるよう姿勢制御を行う駆動機構と、 少なくとも上記駆動機構による姿勢制御中に、 上記外部
マイク及び内部マイクからの信号に基づいて、外部マイ
クからの音響信号から内部のノイズ発生源からのノイズ
信号をキャンセルする処理回路と、 を含んでいることを特徴とする、ロボット聴覚装置。 - 【請求項３】 前記内部マイクが、外部マイクと同様に
両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求
項２に記載のロボット聴覚装置。 - 【請求項４】 前記内部マイクが、外装の内側にて各外
部マイクの近傍に配設されていることを特徴とする、請
求項３に記載のロボット聴覚装置。 - 【請求項５】 前記内部マイクが、外装の内側にて移動
可能に配設されていることを特徴とする、請求項３に記
載のロボット聴覚装置。 - 【請求項６】 前記外部マイクが、頭部の両耳位置にて
前方に向かって指向性を有するように配設されているこ
とを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載のロボ
ット聴覚装置。 - 【請求項７】 前記外装の両耳位置付近の領域が、外部
マイクが前方に向かって指向性を有するように形成され
ていることを特徴とする、請求項６に記載のロボット聴
覚装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34124099A JP3277279B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ロボット聴覚装置 |
| US10/130,295 US7016505B1 (en) | 1999-11-30 | 2000-11-01 | Robot acoustic device |
| PCT/JP2000/007697 WO2001039934A1 (fr) | 1999-11-30 | 2000-11-01 | Dispositif acoustique pour robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34124099A JP3277279B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ロボット聴覚装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001157988A JP2001157988A (ja) | 2001-06-12 |
| JP3277279B2 true JP3277279B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=18344490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34124099A Expired - Lifetime JP3277279B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | ロボット聴覚装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7016505B1 (ja) |
| JP (1) | JP3277279B2 (ja) |
| WO (1) | WO2001039934A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215786B2 (en) * | 2000-06-09 | 2007-05-08 | Japan Science And Technology Agency | Robot acoustic device and robot acoustic system |
| US7587053B1 (en) * | 2003-10-28 | 2009-09-08 | Nvidia Corporation | Audio-based position tracking |
| US7697827B2 (en) | 2005-10-17 | 2010-04-13 | Konicek Jeffrey C | User-friendlier interfaces for a camera |
| WO2007132571A1 (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Murata Kikai Kabushiki Kaisha | ロボット |
| US20090164123A1 (en) * | 2006-05-17 | 2009-06-25 | Murata Kikai Kabushiki Kaisha | Travel device for self-propelled device |
| EP1870215A1 (en) * | 2006-06-22 | 2007-12-26 | Honda Research Institute Europe GmbH | Robot head with artificial ears |
| EP1870212A1 (en) * | 2006-06-22 | 2007-12-26 | Honda Research Institute Europe GmbH | Robot having a head with artificial ears |
| CN104808670B (zh) * | 2015-04-29 | 2017-10-20 | 成都陌云科技有限公司 | 一种智能互动机器人 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118900A (ja) * | 1987-11-01 | 1989-05-11 | Ricoh Co Ltd | 雑音抑圧装置 |
| JP2680401B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1997-11-19 | 三菱電機株式会社 | 雑音抑制マイクロホンシステム |
| JP2687712B2 (ja) * | 1990-07-26 | 1997-12-08 | 三菱電機株式会社 | 一体型ビデオカメラ |
| JPH05344011A (ja) * | 1992-06-04 | 1993-12-24 | Sony Corp | 雑音低減方法及び装置 |
| US5737431A (en) * | 1995-03-07 | 1998-04-07 | Brown University Research Foundation | Methods and apparatus for source location estimation from microphone-array time-delay estimates |
| JP2990051B2 (ja) * | 1995-10-27 | 1999-12-13 | 日本電気ロボットエンジニアリング株式会社 | 音声認識装置 |
| JPH1099558A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-21 | Sony Corp | 対戦装置及びロボツト装置 |
| JPH11231900A (ja) * | 1998-02-17 | 1999-08-27 | Nagano Japan Radio Co | 雑音低減方法および雑音低減装置 |
| JP4196431B2 (ja) * | 1998-06-16 | 2008-12-17 | パナソニック株式会社 | 機器内蔵型マイクロホン装置及び撮像装置 |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP34124099A patent/JP3277279B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-11-01 WO PCT/JP2000/007697 patent/WO2001039934A1/ja active Application Filing
- 2000-11-01 US US10/130,295 patent/US7016505B1/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 三田太一（外５名），雑音環境下における音声認識，日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス’９７講演会講演論文集Ｖｏｌ．Ｂ，日本，（社）日本機会学会，１９９７年 ６月 ４日，９７１−９７２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001157988A (ja) | 2001-06-12 |
| US7016505B1 (en) | 2006-03-21 |
| WO2001039934A1 (fr) | 2001-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10097921B2 (en) | Methods circuits devices systems and associated computer executable code for acquiring acoustic signals | |
| JP3780516B2 (ja) | ロボット聴覚装置及びロボット聴覚システム | |
| JP5401760B2 (ja) | ヘッドフォン装置、音声再生システム、音声再生方法 | |
| CN105263083B (zh) | 喇叭模块、显示装置、调整系统及控制方法、同播方法 | |
| JP3277279B2 (ja) | ロボット聴覚装置 | |
| JPWO2005076661A1 (ja) | 超指向性スピーカ搭載型移動体 | |
| RU2004136294A (ru) | Диалоговое управление для электрического устройства | |
| JP4716291B2 (ja) | 人工耳を有するロボットヘッド | |
| JP5799650B2 (ja) | ヘッドホン装置 | |
| US11178488B2 (en) | Acoustic device | |
| JP2001215990A (ja) | ロボット聴覚装置 | |
| US20230319463A1 (en) | Acoustic input-output devices | |
| CN113179464A (zh) | 可穿戴式话筒扬声器 | |
| JP2001215989A (ja) | ロボット聴覚システム | |
| JP2001215991A (ja) | ロボット聴覚装置 | |
| CN115150716A (zh) | 基于设备位置确定音频滤波器的音频系统和方法 | |
| JP3319176B2 (ja) | 電子聴診器 | |
| WO2001057853A1 (fr) | Dispositif auditif de robot | |
| US20190306618A1 (en) | Methods circuits devices systems and associated computer executable code for acquiring acoustic signals | |
| WO2001057852A1 (fr) | Systeme auditif de robot | |
| JP3552391B2 (ja) | 撮像機器用マイクロホン及び撮像機器 | |
| EP1870212A1 (en) | Robot having a head with artificial ears | |
| JPH05308695A (ja) | 内蔵型ステレオマイクロフォン | |
| JP3010428U (ja) | 拡声装置付きヘルメット | |
| JP2748446B2 (ja) | ヘッドホン装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3277279 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080215 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090215 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100215 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |