JP3848890B2 - 移動ロボットを用いた描画システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動ロボットを用いた似顔絵等の描画システムに係り、主に、アミューズメント施設等に配備されて、高いインタラクティブ性を発揮しながら、似顔絵を描くパフォーマンスを実行し得る、移動ロボットを用いた描画システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の似顔絵描画システムとして、特定のブース内でCCDカメラにより人の顔を撮像し、撮像した人の顔画像データに基づいて各顔面部品(目、鼻、口、眉毛等)の特徴を抽出した線画データを作成し、その線画データを指令値として、産業用ロボットのアームの先端軌跡を制御しながら、ロボットアームの先端に取り付けた筆ペンなどの筆記具によって、紙等の描画媒体に似顔絵を描画する、固定ロボットを用いた描画システムが知られている。
【0003】
また、移動ロボットを用いた似顔絵描画システムとして、人の顔画像データをCCDカメラによって取得し、この顔画像データを文字パターンデータ化して、そのデータによりプリンタに印字出力するシステムが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者のものは、固定した産業用ロボットを使用したシステムであったため、適当なエリアを動き回って観客にアピールするようなパフォーマンス性がなく、面白みに欠けていた。つまり、観客を相手に画家が似顔絵を描くときのようなインタラクティブな面が全くなかった。
【0005】
また、後者のものは、ロボットが自由に動き回れることから、観客に対するインタラクティブ性が向上するメリットはあるものの、画家が似顔絵を実際に描くような描画する動作を伴わないので、観客に対して似顔絵パフォーマンスを行っているという認識を与えることはできない。しかも、文字パターンによって出力される似顔絵は、絵としての品質においても十分ではなかった。
【0006】
本発明は、上記事情を考慮し、高いインタラクティブ性を与えることの可能な移動ロボットを用いて、実際に似顔絵を描いているという認識を観客に与えながら、品質の良い似顔絵を描くことのできる描画システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、作画しようとする対象物を撮影して画像データを得るカメラと、前記画像データを処理して作画データを作成する作画データ作成手段と、特定エリア内を移動し得ると共にアームの先端に設けた描画具を用いて描画媒体に対して描画する移動ロボットと、前記作画データに基づいて前記移動ロボットに描画を実行させるための描画動作データを作成する描画動作データ作成手段と、前記移動ロボットの移動を制御すると共に前記描画動作データに基づいてアームの先端の動作軌跡を制御することにより前記描画媒体に絵を描かせるロボット制御手段と、前記移動ロボットが描画を実行するための位置に移動したとき移動ロボットを前記描画媒体に対して位置決めする位置決め手段とを備え、前記位置決め手段が、前記移動ロボットの床面走行部に設けられた受座に対し床面から突出して係合する位置決めピンと、該位置決めピンを床面から突出させて受座に係合させることにより前記移動ロボットに位置決め目標位置への移動外力を与える位置決めピン昇降機構とを備えていることを特徴とする。
【0008】
移動ロボットは、固定した産業用ロボットに比べて豊富なパフォーマンスを実行し得るものの、固定した描画媒体に対して描画を実行する場合には、描画媒体に対し適正な位置関係を保っておく必要がある。そこで、請求項1の発明では、移動ロボットが描画を実行するための位置に移動したとき移動ロボットを描画媒体に対して位置決めする位置決め手段を設けている。この位置決め手段を備えることによって、自由に動き回れる移動ロボットを用いながらも、精度の良い描画を行うことができる。更に、このシステムでは、床面から突出させた位置決めピンを移動ロボット側の受座に係合させることで、目標位置に対し偏差を持っている状態の移動ロボットを適正に位置決めすることができる。よって、簡単で確実な手段により高精度の位置決めが可能である。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1において、前記位置決めピンと受座の突当面が、両者を突き当てるに従って芯合わせ作用を発揮し移動ロボットに水平方向の移動力を与える円錐面で構成されていることを特徴とする。
【0010】
この描画システムでは、円錐面同士の突き合わせによる芯合わせ作用によって移動ロボットの位置決めを行うので、確実で無理のない動作で位置決めを行うことができる。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1または請求項2において、前記移動ロボットの位置決め時に、(1)前記位置決めピンを床面から突出させて受座の突当面に接触させる第1の動作、(2)その状態で、位置決めピンで受座を突き上げて移動ロボットの床面に対する接触荷重を軽減しながら、移動ロボットを位置決め位置へ移動させる第2の動作、(3)移動ロボットを位置決め位置へ移動させた後に位置決めピンを下降させることで移動ロボットの床面に対する接触荷重を定常値に戻す第3の動作を順次連続して前記位置決めピン昇降機構に行わせる位置決めピン昇降制御手段を備えていることを特徴とする。
【0012】
この描画システムでは、位置決めを行った後に、位置決めピンを下降させることによって移動ロボットを定常通りに床面に着地させるので、移動ロボット自身の発するブレーキ力によって、無理のない確実な姿勢で移動ロボットを適正位置に保持することができる。
【0013】
請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記描画媒体が、コンピュータのペンタブレット付きディスプレイであり、前記描画具としてのペンの移動軌跡に対応した線を画面上に表示するものであることを特徴とする。
【0014】
このシステムでは、移動ロボットがペンタブレット付きディスプレイに似顔絵を描くので、観客はその場で似顔絵を描くパフォーマンスを楽しむことができるし、描いた似顔絵を操作パネル等に設けた他のディスプレイに同時に表示させることができる。
【0015】
請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれかにおいて、前記コンピュータが、ディスプレイ画面上に出来上がった似顔絵を、前記操作パネル上に装備されたプリンタに印字出力させることを特徴とする。
【0016】
このシステムでは、出来上がった似顔絵を、操作パネル上に装備したプリンタに印字出力させるので、客がその場で出来上がった似顔絵を見て楽しむことができるし、それを持ち帰ることもできる。
【0017】
請求項6の発明は、請求項1から請求項5のいずれかにおいて、前記カメラが移動ロボット上に装備されていることを特徴とする。
【0018】
カメラはどの位置に設けてもよいが、請求項6の発明では、カメラを移動ロボット自身に搭載している。こうすることにより、移動ロボットが、作画しようとする対象物を自分で観察して描画するというパフォーマンスを示すことができる。また、対象物の近くにカメラが固定されないので、設備のシンプル化が図れる。
【0019】
請求項7の発明は、請求項1から請求項6のいずれかにおいて、前記作画データ作成手段、描画動作データ作成手段、ロボット制御手段が、移動ロボット上に装備されていることを特徴とする。
【0020】
このシステムでは、移動ロボットに制御系のほとんどを搭載したので、設備のシンプル化を図ることができる。なお、移動ロボットと固定側設備との通信は、無線LAN等の無線通信手段を使用するのが望ましい。
【0021】
請求項8の発明は、請求項1から請求項7のいずれかに記載の移動ロボットを用いた描画システムにおいて、赤外線受光ユニットと、該赤外線受光ユニットと連動した非常停止リレースイッチとを備え、前記赤外線受光ユニットを介して遠隔的に電源が遮断可能とされていることを特徴とする。
【0022】
この発明においては、赤外線発光ユニットによってOFF信号を発することで、移動ロボットを遠隔的に停止させることができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は実施形態の描画システムの概略構成図であり、(a)は全体図、(b)は要部詳細図、図2は同システムの平面図である。
【0040】
図において、1は展示エリア、2はそれに隣接した撮像ブースである。展示エリア1の床面3には、その上を自由に移動することのできるロボット(移動ロボット)50が配備されている。また、展示エリア1内の所定箇所には、パーソナルコンピュータ(以下、略して「パソコン(PC)」という)4が設置されている。このパソコン4は、専用のペン5によって入力可能なペンタブレット付きの液晶ディスプレイ6を備えており、この液晶ディスプレイ6の画面が、ロボット50が似顔絵を描画する対象の描画媒体となっている。そして、ペン5の移動軌跡に沿った線を画面上に表示することができるようになっている。
【0041】
撮像ブース2には、お客(人物)Mが座る椅子7が設けられ、その背後には衝立8が設けられている。また、椅子7の前には操作パネル9が設けられている。操作パネル9の内部あるいは操作パネル9の上側には、椅子7に座ったお客Mの顔を正面から撮影するためのCCDカメラ10が設けられている。
【0042】
また、このシステムには、作画データを作成するための似顔絵コントローラ11と、ロボット50を含めた全体を統括してコントロールする全体統括コントローラ12とが備えられている。似顔絵コントローラ11は、作画データ作成手段としての機能を発揮し、CCDカメラ10によって取得した画像データを処理して似顔絵の線画データ(作画データ)を作成する。また、全体統括コントローラ12は、描画動作データ作成手段としての機能を発揮し、似顔絵コントローラ11から送られてくる線画データに基づいてロボット50に似顔絵を描かせるための描画動作データを作成する。また、全体統括コントローラ12は、ロボット制御手段としての機能を発揮し、ロボット50の移動を含めた全体動作を制御すると共に、描画動作データに基づいてロボットアーム先端の動作軌跡を制御することにより、ペンタブレット付き液晶ディスプレイ4に似顔絵を描く。
【0043】
前記パソコン4、コントローラ11、12、操作パネル9等は、システム全体の制御系に含まれており、その制御系内の各要素間では自由に信号の授受が行われる。また、全体統括コントローラ12とロボット50間では、無線通信手段(無線LAN等)により信号の授受が自由に行われる。パソコン4のディスプレイ4上で作成された似顔絵データは、似顔絵コントローラ11に送信され、操作パネル9上に装備されたプリンタにて印字出力される。操作パネル9には、図示しない液晶モニタ、プリンタ、操作ボタン、マイク等が装備されており、客Mは操作パネル9を介して、描画システムの制御系に動作指令を発して、似顔絵を描かせることができる。
【0044】
この場合のロボット50は、人体を模してデザインされており、展示エリア1内を移動するための車輪式の走行部51を底部に持ち、その上に腰関節52を介して胴体部53、その上に首関節54を介して頭部55、胴体部53の左右に多軸(6軸)式のアーム56を有している。そして、お客Mに向けて人間の行動を真似た演技並びに発声をすることができるようになっている。更にアーム56の先端には、例えば鉛筆、筆、液晶ディスプレイ6用のペン5等の似顔絵筆記具(描画具)を把持するためのハンド57を備えている。また、腰部のサイドには筆記具収納ホルダ58が設けられている。
【0045】
また、このシステムは、ロボット50が描画を実行するためにペンタブレット付き液晶ディスプレイ6の前の所定位置に移動したときに、ロボット50を描画に適した最適位置に位置決めする位置決め装置(位置決め手段)30を備えている。位置決め装置30は、似顔絵パフォーマンスを行う際にロボット50と液晶ディスプレイ6との相対的な位置決め再現性を確保するためのものであり、ロボット50に外力を与えて機械的に位置決めする。
【0046】
この位置決め装置30は、ロボット50の床面走行部51に設けられた受座61に対し床面3から突出して係合する2本の位置決めピン31と、これら2本の位置決めピン31を床面3から突出させて受座61に係合させることにより、ロボット50に位置決め目標位置への移動外力を与える位置決めピン昇降用の油圧シリンダ(位置決めピン昇降機構)32とを主要構成要素とするものである。
【0047】
図3に示すように、位置決めピン31と受座61の突当面31a、61aは、両者を突き当てるに従って芯合わせ作用を発揮しロボット50に水平方向の移動力を与える円錐面で構成されている。位置決め装置30の主要部は、展示エリア1の床下空間34に配置されている。油圧シリンダ32は、ロッド35を上向きにしてフロア床面33に設置され、ロッド35の先端に装着した位置決め治具36に、2本の位置決めピン31が垂直上向きに突設されている。そして、油圧シリンダ32のロッド35を伸縮することで、位置決めピン31の先端を、展示エリア1の床面3より上側に突出させたり、床面3内に引っ込めたりすることができるようになっている。また、図4に示すように、この位置決め装置30には、位置決めピン31を精度良く鉛直方向に昇降させることができるようにするための直線ガイド37が設けられている。
【0048】
更に、この位置決め装置30には、油圧シリンダ32を駆動制御するための電磁弁38を備えた油圧制御ユニット39が備えられると共に、油圧シリンダ32のロッド35の伸縮上限位置(上死点)と下限位置(下死点)とそれらの中間位置とをそれぞれ検知する上死点リミットスイッチULS、下死点リミットスイッチLLS、中間点検知スイッチHSとが設けられている。そして、位置決め装置30の駆動系は、油圧シリンダ32をアクチュエータとし、前記各スイッチULS、LLS、HSの信号に応じて電磁弁38を駆動して、ロッド35の昇降状態を制御する油圧サーボ系で構成されている。
【0049】
ここで油圧シリンダ32は、ロボット50を持ち上げられる推力(ロボット重量以上)を持っている。また、上死点は、ロボット50が浮き上がる位置、下死点は、位置決めピン31が床面3に完全に隠れる位置に設定されている。なお、中間状態を検知するスイッチHSは、固定側のホールICと移動側(ロッド側)の磁石で構成されている。また、図4において、41は油圧ポンプ、42はタンク、43はメインスイッチ、44は油圧ホースを示す。
【0050】
図5はロボット50の走行部51の構造を示している。走行部51には、それぞれ独立して駆動し得る左右一対の駆動車輪63と、倒れ防止のためにロボット50の前後に配した方向転回自在な従動車輪64とが設けられている。そして、走行部51の底部の幅方向中央の前後位置に間隔をおいて2つの受座61が設けられている。
【0051】
また、図2に示すように、展示エリア1の床面3上には、ロボット50の移動経路を形成する磁気テープ71が貼り付けられている。ロボット50には、この磁気テープ71を検知する磁気センサ(図示略)が設けられており、磁気センサの信号に基づいて走行部51を駆動制御することにより、ロボット50を磁気テープ50に沿って移動させることができる。
【0052】
次に、お客の似顔絵を描く際の一連の動作について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、お客(観客)が操作パネル9の呼び出しボタン(後述する)をONすると動作がスタートし、ロボット50がお客の前に移動する(ステップS1)。そして、ロボット50がお客に向かって挨拶し(ステップS2)、CCDカメラ10がお客の顔の画像データを取得する(ステップS3)。
【0053】
次いで、似顔絵コントローラ11が、CCDカメラ10で取得した画像データに基づいて、目、鼻、口、眉毛等の顔部品の特徴抽出を行い、似顔絵を描く上で必要な線画データを作成し(ステップS4)、線画データを全体統括コントローラ12に送信する(ステップS5)。全体統括コントローラ12は、送られて来た線画データに基づいて、ロボットアーム先端軌跡データ(アーム関節角データ=描画動作データ)を作成し(ステップS6)、ロボット50を液晶ディスプレイ6の前の似顔絵描画位置に移動させる(ステップS7)。
【0054】
次いで、液晶ディスプレイ6の前にてロボット50が停止したら、停止確認の信号を位置決め装置30の制御部(図示略)に送る。そうすると、位置決め装置30が駆動されて、所定の動作によりロボット50の位置決め(後で詳述する)が行われる(ステップS8)。位置決めが完了したら、全体統括コントローラ12は、ロボット50に関節角データを送信し(ステップS9)、ロボット50が似顔絵を液晶ディスプレイ6に描画する(ステップS10)。そして、似顔絵が完成したら、パソコン4が描画結果を似顔絵コントローラ11に送信し(ステップS11)、似顔絵コントローラ11が、操作パネル9のプリンタに印字出力させる(ステップS12)。あるいは、操作パネル9の液晶画面にモニタ出力させる。以上の動作が全部済んだら動作を終了する。
【0055】
次に位置決め動作時の制御内容について説明する。
まず、位置決め装置30の制御部(=位置決めピン昇降制御手段:図示せず)は、ロボット50の位置決め時に、(1)位置決めピン31を床面3から突出させて受座61の突当面に接触させる第1の動作、(2)その状態で、位置決めピン31で受座61を突き上げてロボット50の床面3に対する接触荷重を軽減しながら、ロボット50を位置決め位置へ移動させる第2の動作、(3)ロボット50を位置決め位置へ移動させた後に位置決めピン31を下降させることで、ロボット50の床面3に対する接触荷重を定常値に戻す第3の動作、を順次連続して油圧シリンダ32に行わせる。
【0056】
より具体的に説明すると、まず、位置決めピン31と受座61による位置合わせが可能な許容範囲内にロボット50が移動して来て停止し、その状態を確認する完全停止信号が、油圧シリンダ32の制御部に送られて来たら、制御部は、油圧シリンダ32のロッド35が下死点位置にあることをチェックする。次いで、電磁弁38の位置確認後、メインスイッチ43をONし、油圧ポンプ41を起動して油圧を発生させる。次いで、電磁弁38を切換操作することで、油圧シリンダ32のロッド35を上昇させて位置決めピン31を受座61に接触させる。
【0057】
そのままの状態で上死点に向かってロッド35を上昇させると、ロボット50が徐々に持ち上げられ、走行部51の車輪63と床面3との接触荷重が軽減されて、車輪63と床面3との摩擦力が低減し、ロボット50が横滑り可能な状態となる。そして、更にロッド35を上昇させることにより、位置決めピン31の先端の円錐部が、受座61の円錐凹部に嵌まり込むようにロボット50が横滑りし、やがて位置決めピン31に対しロボット50が適正に位置決めされる。
【0058】
上死点に到達したことがリミットスイッチULSの信号により確認されたら、電磁弁38を切換操作して、油圧シリンダ32を停止し、ロボット50の走行部51のモータブレーキをONする。次いで、電磁弁38を切換操作して油圧シリンダ32のロッド35を下降させ、ロッド35が中間状態に達したら、電磁弁38を切換操作して油圧シリンダ32を停止させ、その状態を維持する。
【0059】
中間状態の確認は、中間点検知スイッチHSの信号に基づいて行う。中間状態では、位置決めピン31の先端が受座61の凹部に挿入されているが、接触しない状態となっている。このように位置決めピン31を中間状態となるまで下降させることにより、ロボット50は、位置決めピン31によって持ち上げられた状態から下降し、走行部51の車輪63と床面3とが通常の接触状態に戻る。つまり、車輪63にブレーキがかかっていれば、車輪63と床面3との摩擦により、ロボット50は定位置に保持される。なお、中間状態では位置決めピン31の先端が受座61に収まった状態にあるので、ロボット50の動きが拘束される。
【0060】
この状態で、似顔絵パフォーマンスを開始する。その間、ロボット50は液晶ディスプレイ6に対して適正な位置関係に保持される。そして、似顔絵パフォーマンスが終了したら、電磁弁38を切り換えて油圧シリンダ32のロッド35を下降させ、ロッド35が下死点に到達したことをリミットスイッチLLSの信号で確認したら、位置決め装置30のメインスイッチ43をOFFして、ロボット5のブレーキを解除する。そうすることで、受座61から位置決めピン31が完全に抜けて、ロボット50が自由に移動できる状態となる。
【0061】
このように位置決め装置30を設けたことで、ロボット50は適正な位置でペンタブレット付き液晶ディスプレイ6に対し似顔絵を描画することができる。
【0062】
なお、上記の実施形態では、CCDカメラ10をロボット50とは別に固定的に設けていたが、図7の実施形態に示すように、ロボット50の例えば頭部55に搭載してもよい。その場合、CCDカメラ10で取得した顔画像は、LANあるいは無線LAN等の通信手段で似顔絵コントローラ11に送信すればよい。また、似顔絵コントローラ11や全体統括コントローラ12の小型化が実現できれば、図8の実施形態に示すように、それらをロボット50に搭載させてもよい。その場合、操作パネル9との通信を無線で行えばよい。
【0063】
また、上記の実施形態では、ロボット50に機械的な外力を及ぼすことで位置決めする場合を示したが、ロボット50自体に精度の良い例えば光学センサを取り付けておき、ロボット自身の位置を精度良く認識できるようにすれば、位置決め目標値にマークを付けておくだけで、似顔絵描画位置に適正にロボットを自力で位置決めすることができる。
【0064】
また、上記の説明では、液晶ディスプレイ6を描画媒体として似顔絵を描く場合を示したが、紙等を描画媒体として筆等で描くようにしてもよい。また、上記の説明では、似顔絵を描く場合を例に出したが、似顔絵以外の絵を描く場合にも本発明は適用できる。
【0065】
次に似顔絵パフォーマンスの実例について説明する。
ここでは、ロボットの名前は「神ちゃん」としてある。また、以下の説明において、各カッコは、
・<>…ロボットの動作
・『』…ロボットの会話
・「」…液晶モニタの表示
を示している。図9は最初の場面を示すイメージ図である。図において、9は操作パネルで、操作パネル9には、お呼び出しボタン91、マイクボタン92、液晶モニタ93、マイク94、カメラ95、モニタ96等が設けられている。
【0066】
(1)ロボットが待機している状態では、ロボットの動作及び液晶モニタ表示は次のようになる。
・ロボットの動作…<基本姿勢(肘を若干曲げて腕を下げた姿勢)で待機>
・液晶モニタ表示…「ボタンを押して呼んでね」
【0067】
(2)その状態で、お客が呼び出しボタンを押す。
(3)そうすると、ロボットが移動する。そのときの挙動は次のようになる。
・図9参照
・ロボットの動作…<似顔絵ブースの前へ移動>
・ロボットの動作…<お客の前で左腕を振りながら発声>
・ロボットの会話…『ハーイ。お待たせ。』
【0068】
(4)その後、ロボットの挙動は次のようになる。
・ロボットの動作…<左腕を下げて基本姿勢に戻る>
(5)ロボットが挨拶する。
【0069】
(6)そのままマイクからの音声入力を待ち、入力があったら発声する。
・図11参照
・ロボットの会話…『科学館に来てくれてどうもありがとう。』
・ロボットの動作…<腰を曲げてお辞儀>
【0070】
(7)次に注意を促す。
・図12参照
・ロボットの会話…『これから似顔絵を描くので、椅子に座ってね。』
・ロボットの動作…<右腕を前に伸ばして示す>
・ロボットの会話…『手前のモニタを見ててね。』
【0071】
(8)そして撮影の準備をする。
・図13参照
・ロボットの会話…『準備OK。』
・ロボットの動作…<首をかしげる>
・ロボットの会話…『シャッターを切るまで、じっとしててね。』
・<首を前後に振り、左腕を肘上に立てて説得風の動きをする>
【0072】
(9)その状態で撮影する。
・ロボットの会話…『それじゃ、正面向いて、ハーイ。』
・ロボットの動作…お客の目線を挙げるため<左腕を振る>
・カメラのシャッターを切る
【0073】
(10)次いで画像確認する。
・図14参照
・ロボットの会話…『うまく撮れてる?』
・ロボットの動作…<両腕を前に出して振る>
・液晶モニタに画像処理した線画を表示。
【0074】
(11)更に画像確認する。
・ロボットの会話…『良ければ右の緑のボタンを押してね。』
『撮り直しは、左の赤いボタンを押してね。』
【0075】
(12)確認したら似顔絵を描く位置へ移動する。
【0076】
(13)似顔絵描画の準備をする。
・図15参照
・ロボットの動作…<右腕をキャンバスに近づけて左右に振る>
・ロボットの会話…『どこに描こうかな?』
・似顔絵データの無線LAN伝送。
・ロボットの会話…『ヨシ。この辺だ。』
【0077】
(14)似顔絵描画の準備をする。
・ロボットの動作…<右腕でペンホルダからペンを把持して取り出す>
・ロボットの会話…『準備OK。これから描くよ。』
【0078】
(15)似顔絵描画を実行する。
【0079】
(16)描画が完了する。
【0080】
(17)似顔絵ブースのプリンタから似顔絵が出力される。
(18)ロボットが移動する。
・ロボットの動作…<回転して似顔絵ブースへ移動>
【0081】
(19)客の反応を伺う。
・ロボットの会話…『どう。似てるかな?』
『気に入ったらお返事してね。』
【0082】
(20)お客の音声入力がある。
(21)ロボットが返事をする。
・ロボットの会話…『どういたしまして。』
【0083】
(22)ロボットが挨拶する。
・ロボットの会話…『今日はどうもありがとう。』
・ロボットの動作…<腰曲げお辞儀>
・ロボットの会話…『それじゃ、またね。』
・ロボットの動作…<左腕肘を曲げて前に出し、左手でバイバイ>
【0084】
(23)ロボットが似顔絵ブース正面へ戻る。
(24)ロボットが待機する。
・ロボットの会話…『次は誰かな?』
・液晶モニタ表示…「ボタンを押して呼んでね」
【0085】
なお、上記実施形態は、以下の変形を施してもよい。
図17の変形例においては、音声認識コントローラ101、サウンドボード102を備えた音声認識システム103が追加されている。音声認識コントローラ101では、お客の音声を操作パネル9に設置したマイク104により取得する。マイク音声はサウンドボード102に入力され、音声認識コントローラ101では、この音声を認識することで所定の会話アルゴリズムにしたがって音声データを生成し、これをサウンドボード102へ出力する。
サウンドボード102では、当該音声データをFMトランスミッタ105を介してロボット本体に内蔵したFMラジオ106に出力し、あたかもロボットが発話をしているようにする。
これにより、所定のシナリオにしたがって、観客とのアトラクティブなインタラクションを図りながら似顔絵描画パフォーマンスを進行できる。
なお、音声認識システム103、FMトランスミッタ105はロボット本体に内蔵してもよい。
【0086】
図18の変形例では、全体統括コントローラ12に、ジャンケンなどの動作が行えるようなアーム関節、腰関節に関する振り付けデータを記憶する振り付けデータ格納手段110を設け、前記のシナリオの中で観客とのインタラクションを図りながら全体統括コントローラ12がロボットにジャンケン動作をさせるようにする。
さらに、図17の変形例と組み合わせることによって、本描画システムを構成するロボットが「ジャンケンポン」と発話すると、これに合せて観客が操作パネル9に設けられた「グー」、「チョキ」、「パー」のいずれかのボタンを押すようにし、一方で、ロボットは「グー」「チョキ」「パー」のいずれかの姿勢をとるようにする。この操作パネル9における押しボタン信号をロボット動作への司令と比較することで勝敗を判定できる。この勝敗に応じて全体統括コントローラ12が異なるアクションをロボットにさせることにより、インタラクティブでアクティブなパフォーマンスを実現できる。
【0087】
図19の変形例では、赤外線受光ユニット120が追加されている。赤外線受光ユニット120はロボット本体の非常停止リレースイッチ(不図示)に連動している。赤外線発光ユニット121を用いてON/OFF信号を赤外線受光ユニット120に送信することにより、遠隔的にロボットの停止動作を可能とする。
【0088】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、移動ロボットを用いて描画するので、豊富なパフォーマンスを実行することができる。また、移動ロボットが描画を実行するための位置に移動したとき移動ロボットを描画媒体に対して位置決めする位置決め手段を設けているので、自由に動き回れる移動ロボットを用いながらも、精度の良い高品質の描画を行うことができる。更に、簡単で確実な手段により高精度の位置決めが可能である。
【0089】
請求項2の発明によれば、円錐面同士の突き合わせによる芯合わせ作用によって移動ロボットの位置決めを行うので、確実で無理のない位置決めを行うことができる。
【0090】
請求項3の発明によれば、移動ロボット自身の発するブレーキ力によって、無理のない確実な姿勢で移動ロボットを適正位置に保持することができる。
【0091】
請求項4の発明によれば、移動ロボットがペンタブレット付きディスプレイに似顔絵を描くので、観客はその場で似顔絵を描くパフォーマンスを楽しむことができる。また、描いた似顔絵を操作パネル等に設けた他のディスプレイに同時に表示させることができる。
【0092】
請求項5の発明によれば、出来上がった似顔絵をプリンタに印字出力させるので、客がその場で出来上がった似顔絵を見て楽しむことができる。
【0093】
請求項6の発明によれば、カメラを移動ロボット自身に搭載したので、移動ロボットが、作画しようとする対象物を自分で観察して描画するというパフォーマンスを示すことができる。
【0094】
請求項7の発明によれば、移動ロボットに制御系のほとんどを搭載してあるから、設備のシンプル化を図ることができる。
【0095】
請求項8の発明によれば、遠隔的にロボットの停止動作を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の描画システムの概略構成図であり、(a)は全体構成図、(b)は要部構成図である。
【図2】 同描画システムの概略平面図である。
【図3】 同描画システムの位置決め機構を構成する位置決めピンの先端と受座の関係を示す拡大図である。
【図4】 前記位置決め機構の駆動系の構成図である。
【図5】 前記描画システムの移動ロボットの走行部の構成図で、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図6】 前記描画システムの動作フローの概略を示すフローチャートである。
【図7】 本発明の他の実施形態の描画システムの概略構成図である。
【図8】 本発明の更に他の実施形態の描画システムの概略構成図である。
【図9】 本発明の描画システムによる似顔絵パフォーマンスの内容説明のために示す場面イメージ図である。
【図10】 図9の次の場面イメージ図である。
【図11】 図10の次の場面イメージ図である。
【図12】 図11の次の場面イメージ図である。
【図13】 図12の次の場面イメージ図である。
【図14】 図13の次の場面イメージ図である。
【図15】 図14の次の場面イメージ図である。
【図16】 図15の次の場面イメージ図である。
【図17】 変形例として示した描画システムの概略構成図である。
【図18】 他の変形例として示した描画システムの概略構成図である。
【図19】 更に他の変形例として示した描画システムの概略構成図である。
【符号の説明】
M お客(対象物)
1 展示エリア
2 撮像ブース(似顔絵ブース)
3 床面
5 ペン(描画具)
6 ペンタブレット付き液晶ディスプレイ(描画媒体)
9 操作パネル
10 CCDカメラ
11 似顔絵コントローラ(作画データ作成手段)
12 全体統括コントローラ(描画動作データ作成手段、ロボット制御手段)
30 位置決め装置
31 位置決めピン
31a 突当面
32 油圧シリンダ(位置決めピン昇降機構)
50 ロボット
51 走行部
56 アーム
61 受座
61a 突当面
Claims (8)
- 作画しようとする対象物を撮影して画像データを得るカメラと、
前記画像データを処理して作画データを作成する作画データ作成手段と、
特定エリア内を移動し得ると共にアームの先端に設けた描画具を用いて描画媒体に対して描画する移動ロボットと、
前記作画データに基づいて前記移動ロボットに描画を実行させるための描画動作データを作成する描画動作データ作成手段と、
前記移動ロボットの移動を制御すると共に前記描画動作データに基づいてアームの先端の動作軌跡を制御することにより前記描画媒体に絵を描かせるロボット制御手段と、
前記移動ロボットが描画を実行するための位置に移動したとき移動ロボットを前記描画媒体に対して位置決めする位置決め手段と
を備え、
前記位置決め手段が、前記移動ロボットの床面走行部に設けられた受座に対し床面から突出して係合する位置決めピンと、
該位置決めピンを床面から突出させて受座に係合させることにより前記移動ロボットに位置決め目標位置への移動外力を与える位置決めピン昇降機構と
を備えていることを特徴とする移動ロボットを用いた描画システム。 - 前記位置決めピンと受座の突当面が、両者を突き当てるに従って芯合わせ作用を発揮し、移動ロボットに水平方向の移動力を与える円錐面で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の移動ロボットを用いた描画システム。
- 前記移動ロボットの位置決め時に、
(1)前記位置決めピンを床面から突出させて受座の突当面に接触させる第1の動作、
(2)その状態で、位置決めピンで受座を突き上げて移動ロボットの床面に対する接触荷重を軽減しながら、移動ロボットを位置決め位置へ移動させる第2の動作、
(3)移動ロボットを位置決め位置へ移動させた後に位置決めピンを下降させることで移動ロボットの床面に対する接触荷重を定常値に戻す第3の動作
を順次連続して前記位置決めピン昇降機構に行わせる位置決めピン昇降制御手段を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の移動ロボットを用いた描画システム。 - 前記描画媒体が、コンピュータのペンタブレット付きディスプレイであって、前記描画具としてのペンの移動軌跡に対応した線を画面上に表示するものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の移動ロボットを用いた描画システム。
- 前記コンピュータが、ディスプレイ画面上に出来上がった似顔絵を、前記操作パネル上に装備されたプリンタに印字出力させることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の移動ロボットを用いた描画システム。
- 前記カメラが前記移動ロボット上に装備されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の移動ロボットを用いた描画システム。
- 前記作画データ作成手段、描画動作データ作成手段、及びロボット制御手段が、前記移動ロボット上に装備されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の移動ロボットを用いた描画システム。
- 赤外線受光ユニットと、該赤外線受光ユニットと連動した非常停止リレースイッチとを備え、前記赤外線受光ユニットを介して遠隔的に電源が遮断可能とされていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の移動ロボットを用いた描画システム。
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