JP6810533B2 - 制御端末、ロボット、制御端末の制御方法、および、そのプログラム - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態において、図1〜図4に基づいて説明すれば以下のとおりである。
まず、図1を参照して、本発明の一態様に係るロボット制御システム100の構成について説明する。図1は実施形態1に係るロボット制御システム100の構成を示すブロック図である。ロボット制御システム100は、制御端末1およびロボット2を備えている。本発明では、ロボット2を入出力端末と位置づけ、ロボット2を制御する制御端末1と組み合わせることで上記システムが構成される。制御端末1とロボット2とはブルートゥース(登録商標)等の近距離無線通信により相互に通信を行う。
図2の(a)および図2の(b)はロボットの外観を示す正面図および側面図である。図2の(c)は図2の(b)のA−A断面図である。ロボット2は、図1および図2に示すように、ロボット側制御部21、ロボット側無線通信部22、バッテリ部23、モータ24、表示部25、スピーカ26、センサ27、および記憶部28を備えている。本実施形態では、ロボット2は、手のひらに乗るサイズであり、外形をひよこ型としている。
制御端末1は、制御端末側制御部11、制御端末側無線通信部12、および、記憶部13を備えている。制御端末1は環境データを処理してロボット2の動作を制御する。制御端末1は、例えば、携帯端末である。
記憶部13には、動作内容決定テーブルが記憶されている。図3は、動作内容決定テーブルの一例を示している。動作内容決定テーブルは、環境データ(ここでは、温度、湿度、匂い、照度の度合いを示す値)とロボット2の動作内容とが対応付けられたテーブルである。動作内容決定テーブルを参照することにより、取得した環境データにより、ロボット2の動作内容を決定することができる。図3に基づいて説明すると、環境データ受信部113が受信した測定時刻データおよび環境データが、測定時刻データT1、温度A1、湿度B1、匂いC1、および照度L1である場合、動作内容決定部114は、測定時刻データがT1である環境データに対応するロボット2の制御パターンは「1」であると特定し、ロボット2の動作内容を、音声の内容D1、振動の大きさE1、LEDの光り方F1に決定する。
図4に基づき、ロボット制御システム100の動作内容決定処理について説明する。図4は、ロボット制御システム100の動作内容決定処理を示すシーケンス図である。なお、ロボット2の処理の流れから制御端末1の処理の流れにまたがる矢印は、データの送受信を示している。
本実施形態の変形例を説明する。環境データ取得部212は、環境データを所定間隔で取得し、測定時刻データと共に環境データを記憶部28に記憶するものであってもよい。その場合、データ送受信部213は、環境データ要求信号を受信した際に受信時の環境データを制御端末1に送信してもよく、受信するまでの複数の環境データを制御端末1に纏めて送信してもよい。
図5は、ロボット制御システム100の動作内容決定処理の他の例を示すシーケンス図である。図5に示すように、ロボット2はタイマの計時を開始する(S31)、環境データ取得部212は環境データの測定時間になったか否かを判定する(S32)。測定時間になった場合(S32でYES)、環境データ取得部212は、センサ27から環境データを取得し記憶部28に記憶する(S33)。その後S34の処理を行う。S34〜S39は、図4で示すS11〜S16と同じ処理である。環境データの測定時間になっていない場合(S32でNO)、測定時間になるまでS32の処理を繰り返す。
複数の環境データが纏めて制御端末1に送信される場合、例えば、複数の環境データを環境データ処理部(図示なし)で処理し、複数の環境データに対して一つの動作制御信号を生成する。具体的には、例えば、ロボット2はセンサ27により、温度、湿度、匂い、および照度等を継続的にサンプリングし、時系列データとして記憶部28に記憶する。環境データ受信部113は、サンプリングされた時系列データを受信する。環境データ処理部(図示なし)は、受信した複数の環境データから、温度、湿度、匂い、および照度等の時間変化、または変化傾向等を算出する。
本発明の実施形態2について、図6および図7を参照して説明する。図6は実施形態2に係るロボット制御システム100Aの構成を示すブロック図である。図7はロボット制御システム100Aの動作内容決定処理を示すシーケンス図である。図6に示すロボット制御システム100Aは、図1に示すロボット制御システム100に比べて、制御端末1およびロボット2に代えて制御端末1aおよびロボット2aが設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。本実施形態では、ロボット2aに備えられたマイク29を使って、ユーザが発した音声を取得し、この音声出力値が所定値以上であることでロボット2aと制御端末1aとの距離が所定の範囲内であると判定し、環境データをロボット2aから制御端末1aに送信するように要求する。
図6に示すロボット2aは、図1に示すロボット2に比べて、マイク29および音声データ取得部214が設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。
図6に示す制御端末1aは、図1に示す制御端末1に比べて、制御端末側制御部11aにおいて、距離測定部111および距離判定部112に代えて、距離判定部112aおよび音声出力レベル判定部116が設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。
図7に基づき、ロボット制御システム100Aの動作内容決定処理について説明する。図7は、ロボット制御システム100Aの動作内容決定処理の他の例を示すシーケンス図である。図7で示すS51〜S55は、図5で示すS31〜S35と同じ処理である。
本発明の実施形態3について、図8〜図11を参照して説明する。図8は実施形態3に係るロボット制御システム100Bの構成を示すブロック図である。図9はロボット制御システム100Bのユーザの行動パターンを推定するために用いるデータの一例を示す図である。図8に示すロボット制御システム100Bは、図1に示すロボット制御システム100に比べて、制御端末1に代えて制御端末1bが設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。本実施形態では、制御端末1bは、ユーザの行動パターンおよび環境データに応じた動作内容を決定する。
図8に示す制御端末1bは、図1に示す制御端末1に比べて、制御端末側制御部11bにおいて、動作内容決定部114に代えて動作内容決定部114b、行動パターン取得部15が設けられている点と、GPS受信部14がさらに設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。
図10に基づき、行動パターン推定処理について説明する。図10はユーザの行動パターン推定処理を示すフロー図である。図10に示すように、位置情報取得部151は位置情報の測定時間になったか否かを判定する(S101)。測定時間になった場合(S101でYES)、位置情報取得部151は、GPS受信部14から位置情報を測定時刻とともに取得し(S102)、記憶部13に記憶する。その後、行動パターン推定部152は、記憶部13に記憶された測定時刻および位置情報に基づいて、所定期間におけるユーザの移動速度および移動距離を算出し(S103)、算出した移動速度および移動距離に基づいて、行動パターンを推定する(S104)。測定時間になっていない場合(S101でNO)、測定時間になるまでS101の処理を繰り返す。
図11に基づき、ロボット制御システム100Bの動作内容決定処理について説明する。図11は、ロボット制御システム100Bの動作内容決定処理の他の例を示すシーケンス図である。図11で示すS81〜S91およびS93〜S95は、図5で示すS31〜S41およびS43〜45と同じ処理である。S92とS42との違いは、動作内容決定部114bが、環境データ受信部113が受信した環境データと行動パターンとに応じて、ロボットが行うべき動作内容を決定する点である。
本発明の実施形態4について、図12〜図14を参照して説明する。図12は実施形態4に係るロボット制御システム100Cの構成を示すブロック図である。図13はロボット制御システム100Cのロボット2cの動作内容を決定するために用いるデータの一例を示す図である。図12に示すロボット制御システム100Cは、図6に示すロボット制御システム100Aに比べて、制御端末1aおよびロボット2aに代えて制御端末1cおよびロボット2cが設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。本実施形態では、制御端末1cは、音声認識結果および環境データに応じた動作内容を決定する。なお、ロボット2aとロボット2cとは同じ構成である。
図12に示す制御端末1cは、図6に示す制御端末1aに比べて、制御端末側制御部11cにおいて、距離判定部112a、動作内容決定部114に代えて、距離判定部112c、音声認識処理部117、および動作内容決定部114cが設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。
記憶部13には、動作内容決定テーブルが記憶されている。図13は、動作内容決定テーブルの一例を示している。動作内容決定テーブルは、環境データ(図13では、温度、湿度、匂いの度合いを示す値)および音声認識結果で得られたテキストデータの組み合わせと、ロボット2cの動作内容とが対応付けられたテーブルである。
図14に基づき、ロボット制御システム100Cの動作内容決定処理について説明する。図14はロボット制御システム100Cの動作内容決定処理を示すシーケンス図である。図14で示すS111〜S125およびS130〜S132は、図7で示すS51〜S65およびS69〜71と同じ処理である。
制御端末1の制御端末側制御部11・11a・11b・11cは、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
本発明の態様1に係る制御端末(1・1a・1b・1c)は、センサ(27)が検知した、ロボット(2・2a・2c)の周囲環境の状況を示す環境データを、前記ロボットから受信する環境データ受信部(113)と、前記環境データ受信部が受信した前記環境データに応じて、前記ロボットが行うべき動作内容を決定する動作内容決定部(114・114b・114c)と、前記動作内容決定部が決定した前記動作内容に対応する動作制御信号を前記ロボットに送信する動作制御信号送信部(115)と、前記ロボット(2・2a・2c)と自端末との距離が所定の範囲内であるか否かを判定する距離判定部(112・112a・112c)と、を備え、前記距離判定部により前記距離が前記所定の範囲内であると判定された場合に、前記環境データ受信部(113)は、前記環境データを受信する。
Claims (9)
- センサが検知した、ロボットの周囲環境の状況を示す環境データを、前記ロボットから受信する環境データ受信部と、
前記環境データ受信部が受信した前記環境データに応じて、前記ロボットが行うべき動作内容を決定する動作内容決定部と、
前記動作内容決定部が決定した前記動作内容に対応する動作制御信号を前記ロボットに送信する動作制御信号送信部と、
前記ロボットと自端末との距離が所定の範囲内であるか否かを判定する距離判定部と、を備え、
前記距離判定部により前記距離が前記所定の範囲内であると判定された場合に、前記環境データ受信部は、前記環境データを受信し、前記動作内容決定部は、前記環境データと前記ロボットの動作内容とが対応付けられた動作内容決定テーブルから前記ロボットの周囲環境に対応する当該ロボットの動作内容を決定し、前記動作制御信号送信部は、決定した前記ロボットの周囲環境に対応する当該ロボットの動作内容に対応する動作制御信号を前記ロボットに送信することを特徴とする制御端末。 - ユーザが発した音声の大きさを示す音声出力値が所定値以上であるか否かを判定する音声出力レベル判定部を備え、
前記距離判定部は、前記音声出力レベル判定部により前記音声出力値が所定値以上であると判定された場合に、前記距離が前記所定の範囲内であると判定することを特徴とする請求項1に記載の制御端末。 - 前記音声に対する音声認識処理を実行する音声認識処理部を備え、
前記動作内容決定部は、前記音声認識処理部による音声認識結果に応じて、前記動作内容を決定することを特徴とする請求項2に記載の制御端末。 - 前記センサは、前記距離判定部により前記距離が所定の範囲内であると判定された場合に、前記環境データの検知を開始することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の制御端末。
- ユーザの位置情報を経時的に取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部により経時的に取得された前記位置情報に基づいて、ユーザの行動パターンを推定する行動パターン推定部と、を備え、
前記動作内容決定部は、前記行動パターン推定部が推定した前記行動パターンに応じて、前記動作内容を決定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の制御端末。 - センサが検知した、ロボットの周囲環境の状況を示す環境データを、前記ロボットから受信する環境データ受信部と、
前記環境データ受信部が受信した前記環境データに応じて、前記ロボットが行うべき動作内容を決定する動作内容決定部と、
前記動作内容決定部が決定した前記動作内容に対応する動作制御信号を前記ロボットに送信する動作制御信号送信部と、
前記ロボットと自端末との距離が所定の範囲内であるか否かを判定する距離判定部と、を備え、
前記距離判定部により前記距離が前記所定の範囲内であると判定された場合に、前記環境データ受信部は、前記環境データを受信し、前記動作内容決定部は、前記環境データと前記ロボットの動作内容とが対応付けられた動作内容決定テーブルから前記ロボットの周囲環境に対応する当該ロボットの動作内容を決定し、前記動作制御信号送信部は、決定した前記ロボットの周囲環境に対応する当該ロボットの動作内容に対応する動作制御信号を前記ロボットに送信し、
当該制御端末は、
ユーザの位置情報を経時的に取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部により経時的に取得された前記位置情報に基づいて、ユーザの行動パターンを推定する行動パターン推定部と、を更に備え、
前記動作内容決定部は、前記行動パターン推定部が推定した前記行動パターンに応じて、前記動作内容を決定し、
前記行動パターン推定部は、
前記位置情報取得部により経時的に取得された前記位置情報に基づいて、所定期間におけるユーザの移動速度および移動距離を算出し、
算出した前記移動速度および移動距離に基づいて、前記行動パターンを推定することを特徴とする制御端末。 - 周囲環境の状況を示す環境データを取得するセンサを備えるロボットであって、
請求項1に記載の制御端末との距離が所定の範囲内である場合に前記制御端末からの要求に応じて前記環境データを前記制御端末に送信するデータ送信部と、
前記データ送信部によって送信された前記環境データに応じて前記制御端末が決定した前記ロボットが行うべき動作内容に対応する動作制御信号であって、前記環境データと当該ロボットの動作内容とが対応付けられた動作内容決定テーブルから決定された当該ロボットの周囲環境に対応する当該ロボットの動作内容に対応する動作制御信号を、前記制御端末から受信するデータ受信部と、
受信した前記動作制御信号に基づいて当該ロボットを駆動する駆動部と、を備えていることを特徴とするロボット。 - センサが検知した、ロボットの周囲環境の状況を示す環境データを、前記ロボットから受信する環境データ受信ステップと、
前記環境データ受信ステップにて受信した前記環境データに応じて、前記ロボットが行うべき動作内容を決定する動作内容決定ステップと、
前記動作内容決定ステップにて決定した前記動作内容に対応する動作制御信号を前記ロボットに送信する動作制御信号送信ステップと、
前記ロボットと自端末との距離が所定の範囲内であるか否かを判定する距離判定ステップと、を含み、
前記距離判定ステップにて前記距離が前記所定の範囲内であると判定された場合に、前記環境データ受信ステップにて、前記環境データを受信し、前記動作内容決定ステップにて、前記環境データと前記ロボットの動作内容とが対応付けられた動作内容決定テーブルから前記ロボットの周囲環境に対応する当該ロボットの動作内容を決定し、前記動作制御信号送信ステップにて、決定した前記ロボットの周囲環境に対応する当該ロボットの動作内容に対応する動作制御信号を前記ロボットに送信することを特徴とする、前記ロボットの動作を制御する制御端末における制御方法。 - 請求項1に記載の制御端末としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、上記環境データ受信部、上記動作内容決定部、および上記動作制御信号送信部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
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