JPWO2019211932A1 - 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、及び自律行動ロボット制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
上記マップ生成部は、周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える自律行動ロボットの上記データ取得部が取得するデータを基に時空間マップを生成する。
上記行動制御信号生成部は、上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記自律行動ロボットの行動制御信号を生成する。
このように追加すべき情報が特定されることにより、効率的に、よりユーザの生活スタイルが反映された時空間マップを生成することができる。
これにより、時間的、空間的に万遍なく環境情報が蓄積された時空間マップを生成することができる。
これにより、ある一定期間、例えば1年間を通した季節毎のユーザの生活スタイルが反映された時空間マップを生成することができる。
これにより、周囲環境により適した行動を実施することができるようになる。
これにより、相関関係情報に基づいて、周囲環境に適した行動を実施することができる。
このように、バッテリの残量に基づいて行動範囲を制御するように行動制御信号が生成されてもよい。
このように、ユーザの指示に基づいて時空間マップを参考にして行動制御信号が生成されてもよい。
これにより、ユーザに対してより適切な、周囲環境に適した行動を実施することができるようになる。
このような画像データを用いて、人物認識、動物認識、物体認識、行動認識、状態認識等の処理を行い、人物情報、人物の行動情報、人物の状態情報、物体情報、物体の状態情報等の環境情報を得ることができる。
このような音声データを用いて、人物認識、動物認識、状態認識等の処理を行い、人物情報、人物の状態情報、物体の状態情報等の環境情報を得ることができる。
このような位置データを用いて、空間情報等を得ることができる。
これにより人物や動物等の所在の有無の情報を得ることができる。
上記自律行動ロボットは、周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える。
上記マップ生成部は、上記データを基に時空間マップを生成する。
上記行動制御信号生成部は、上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記自律行動ロボットの行動制御信号を生成する。
上記第1の自律行動ロボットは、周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える。
上記第2の自律行動ロボットは、周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備え、上記第1の自律行動ロボットとは異なる。
上記マップ生成部は、上記第1及び第2の自律行動ロボットから取得した上記データを基に時空間マップを生成する。
上記行動制御信号生成部は、上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記第1又は第2の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する。
上記第1の自律行動ロボットは、周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える。
上記第2の自律行動ロボットは、上記第1の自律行動ロボットとは異なる特性である。
上記マップ生成部は、上記第1の自律行動ロボットから取得した上記データを基に時空間マップを生成する。
上記行動制御信号生成部は、上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記第1の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する。
上記行動制御信号生成部は、上記時空間マップを基に、上記特性に応じた上記第2の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する。
物体に係る情報には、物体が何であるかという物体を特定する物体情報と、物体がどのような状態であるかという状態情報等がある。
ペットに係る情報には、ペットが何であるかというペットの種類を特定するペット情報と、ペットがどのような行動をしているかという行動情報等がある
以下、自律行動ロボットシステムについて詳細に説明する。
図1は、本実施形態の自律行動ロボット制御システムを説明する図であり、情報処理装置としての自律行動ロボットの構成を示すブロック図を示す。
図1に示すように、自律行動ロボット制御システム30は、自律行動ロボットとしてのペット型ロボット1と、サーバ12とを有する。
サーバ12は、年月日、曜日、時間、休祭日等の時間情報と、晴雨、気温、湿度、風等の、ペット型ロボット1の活動範囲となる家の周囲の環境を示す天気情報を提供する。ペット型ロボット1は、サーバ12と通信可能に接続され、サーバ12から時間情報及び天気情報を取得する。
また、ペット型ロボット1は、携帯電話やパーソナルコンピュータといった電子機器と通信可能に構成されていてもよい。
ペット型ロボット1は、データ取得部2と、通信部3と、移動部4と、バッテリ5と、バッテリセンサ6と、追加情報特定部7と、マップ生成部8と、記憶部9と、制御部10と、行動制御信号生成部11とを有する。
移動部4は、ペット型ロボット1の居場所を移動させる。移動部4は、行動制御信号生成部11で生成された行動制御信号に基づいてペット型ロボット1が移動するように、制御部10により制御される。
バッテリセンサ6は、バッテリ5の残量を検出する。バッテリセンサ6で検出されたバッテリ容量検出信号は行動制御信号生成部11に送信される。
また、記憶部9は、生成、更新された時空間マップを記憶する。
或いは、撮影画像データと音声データの両方を用いて人物、動物を認識するようにしてもよい。
例えば、行動制御信号生成部11は、バッテリ容量検出信号を加味して、ペット型ロボット1の移動範囲を制御するように行動制御信号を生成する。
時空間マップについて、図2〜図14を用いて説明する。
図2は、時空間マップを構成するデータベースを示す。図2に示すように、時空間マップ40は、複数のデータベース(DB)を有する。これらデータベースは、例えば、人物DB41、物体DB42、ペットDB43、相関情報DB44等である。
物体DB42には、ペット型ロボット1が動作する作業空間における物体の情報が登録される。物体には、テーブル、ソファ、テレビ、ベッド、机、オーブンレンジ、冷蔵庫等、ユーザがあまり移動させない固定物体や、鞄、傘、リモコン、本、包丁、鍋、弁当等、ユーザが把持して移動できる程度に小さな移動可能物体がある。
ペットDB43には、ペット情報が登録される。
一方、土曜日の23時半から24時の間では、寝室で、父、母、子は安らかに寝ており、入口には誰も人がおらず、居間でネコが遊んでいる。
また、図3に示す例では、天気は晴れであり、傘は入口に終日存在する。また通学鞄は、土曜日の23時半から24時の間では寝室に存在する。
図6は、休日の14時、天気が晴れの場合、天気が良いので家族で外出するため、家の中には誰もいないことを示す。
図7は、休日の14時、天気が雨の場合、天気が悪いので家族で映画鑑賞するため、居間に父、母、子が存在する確率が高いことを示す。
尚、このような人物の存在確率が可視化された図をユーザが表示機器を用いてみることができるようにしてもよい。
図9は、平日10時では、子は既に学校へ行っているため、通学鞄O1は家の中にはないことを示す。例えば、このような時空間マップを基に、平日の10時に、通学鞄O1が家の中にあることが認識された場合、子は通学鞄O1を忘れていると解釈される。
事例1は、土曜日の12時〜12時半に、お父さんは、座って、楽しそうに、テレビを見ている、テレビではサッカーの試合が放映されている、ネコは寝ている、家の外の天気は晴れ、気温は15℃であるという事例である。
事例2は、土曜日23時半〜24時に、居間には誰もいない、テレビは消えている、ネコは遊んでいる、家の外の天気は晴れ、気温は13℃であるという事例である。
図13に示すように、互いに紐づけされた人物情報及びその人物の状態情報と、互いに紐づけされた物体情報及びその物体の状態情報との関係をテーブル化することにより、「テレビがサッカーの試合」のときに「父は楽しそう」という相関関係が抽出される。
また、抽出された相関関係情報が短期間よりも長い中期間で抽出された場合、短期、中期の相関関係情報として獲得され、長期での相関関係情報は不明となる。
また、抽出された相関関係情報が中期間よりも長い長期間に抽出される場合、短期、中期、長期の相関関係情報として獲得される。
次に、行動制御信号を基に実施されるペット型ロボット1の行動例について説明する。
ペット型ロボット1の使用開始から間もない時期では、ペット型ロボット1は、時空間マップを生成するための探索以外の行動を行わない。しかし、数か月間、ユーザと一緒に生活することにより、ユーザの生活パターンが反映された時空間マップが生成されるので、この時空間マップを基に、ユーザとコミュニケーションをとるように行動する。
特定の人物に対し行動を実施する場合、ペット型ロボット1は、時空間マップを参考に、その時点での曜日、祝祭日の有無、時間帯と同一の時間領域で、時空間マップ内を検索し、該当時間領域における人物の存在確率分布を呼び出す。
本実施形態では、時空間マップ生成にあたり追加すべき情報が特定され、この特定結果を基に、ペット型ロボット1が自律的に移動して、データを取得することが可能に構成される。
ペット型ロボット1は、時空間マップをより充実させて、ユーザとより適切なコミュニケーションをとることができるように、追加すべき情報を特定して、その追加すべき情報を得るために、移動し、周囲の環境情報に係るデータを取得して時空間マップを更新する。
また、ペット型ロボット1は、時空間マップを基に行動した結果生じたフィードバック情報を時空間マップに登録し、更新していく。
ペット型ロボット1が生成した時空間マップに関する情報を可視化してユーザが確認できるようにしてもよく、例えば、携帯端末やパーソナルコンピュータといった表示部を備える表示機器からユーザは情報を確認することができる。
図20に示す例では、自律行動内容として、「朝の見送り」、「午後のパトロール」、「夜の出迎え」、「平日の目覚まし」の4つの項目が表示される。これら項目をタップし選択することにより、その行動の詳細情報が項目の右側に表示される。
第1の実施形態では、自律行動ロボットの行動制御信号生成に係る、マップ生成部、行動制御信号生成部、追加情報特定部が、自律行動ロボットに設けられていたが、自律行動ロボットと通信可能な情報処理装置としてのクラウドサーバに設けられていてもよい。
また、第1の実施形態では、自律行動ロボットが1台ある例をあげたが、複数台あってもよい。
図21に示すように、自律行動ロボット制御システム130は、第1の自律行動ロボットとしての第1のペット型ロボット101と、第2の自律行動ロボットとしての第2のペット型ロボット102と、サーバ112とを有する。
第1のペット型ロボット101と第2のペット型ロボット102とは別のロボットであり、同様の構成を有している。第1のペット型ロボット101及び第2のペット型ロボット102はそれぞれ、通信部103と、制御部113と、移動部4と、バッテリ5と、バッテリセンサ6と、データ取得部2とを備える。
また、制御部113は、バッテリ容量検出信号を、通信部103に送信する。
サーバ112は、通信部104と、制御部115と、行動制御信号生成部11と、追加情報特定部7と、マップ生成部8と、記憶部9とを有する。
本実施形態では、自律行動ロボットとしてペット型ロボット1台と掃除ロボット1台を使用し、自律行動ロボットの行動制御信号生成に係る、マップ生成部、行動制御信号生成部及び追加情報特定部が、クラウドサーバに設けられている例をあげて説明する。上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
図22に示すように、自律行動ロボット制御システム230は、第1の自律行動ロボットとしての第1のペット型ロボット101と、第2の自律行動ロボットとしての掃除ロボット201と、サーバ212とを有する。
掃除ロボット201は、通信部203と、制御部213と、移動部204と、バッテリ205と、バッテリセンサ206と、掃除部207とを備える。
移動部204は、掃除ロボット201の居場所を移動させる。移動部204は、制御部213により、行動制御信号生成部11で生成された行動制御信号に基づいて制御される。
バッテリセンサ206は、バッテリ205の残量を検出する。バッテリセンサ206は、検出した結果であるバッテリ容量検出信号を制御部213に送信する。
掃除部207は、ブラシと吸引ポンプ等を有する。
また、制御部213は、バッテリ容量検出信号を受信し、通信部203に送信する。
サーバ212は、通信部104と、制御部215と、行動制御信号生成部211と、追加情報特定部7と、マップ生成部8と、記憶部9とを有する。
(1) 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える自律行動ロボットの上記データ取得部が取得するデータを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備する情報処理装置。
(2) 上記(1)に記載の情報処理装置であって、
上記追加すべき情報を特定する追加情報特定部
を更に具備する情報処理装置。
(3) 上記(1)又は(2)に記載の情報処理装置であって、
上記追加すべき情報は、情報が不足している時空間領域の環境情報である
情報処理装置。
(4) 上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記追加すべき情報は、上記時空間マップの生成開始からある期間経過した後の環境情報である
情報処理装置。
(5) 上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記追加すべき情報は、上記自律行動ロボットが上記時空間マップを基に行動した際に、ユーザの反応が悪かった時の環境情報である
情報処理装置。
(6) 上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記時空間マップは、空間的及び時間的に変化する人物情報と、人物の行動情報と、人物の状態情報と、物体情報と、物体の状態情報を含む
情報処理装置。
(7) 上記(6)に記載の情報処理装置であって、
上記時空間マップは、空間情報、時間情報、人物情報、人物の行動情報、人物の状態情報、物体情報、物体の状態情報のうち少なくとも2つを互いに関連づけた相関関係情報を含む
情報処理装置。
(8) 上記(7)に記載の情報処理装置であって、
上記行動制御信号生成部は、上記相関関係情報に基づいて、上記行動制御信号を生成する
情報処理装置。
(9) 上記(1)〜(8)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記自律行動ロボットは、上記自律行動ロボットの電源を供給するバッテリを備え、
上記行動制御信号生成部は、上記バッテリの残量に基づいて上記行動制御信号を生成する
情報処理装置。
(10) 上記(1)〜(9)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記行動制御信号生成部は、ユーザの指示に基づいて上記行動制御信号を生成する
情報処理装置。
(11) 上記(1)〜(10)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記マップ生成部は、上記自律行動ロボットが上記時空間マップを基に行動した際の上記ユーザの反応を上記時空間マップにフィードバックする
情報処理装置。
(12) 上記(1)〜(11)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記データ取得部は、上記環境情報に係るデータとして画像データを取得する画像取得部を含む
情報処理装置。
(13) 上記(1)〜(12)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記データ取得部は、上記環境情報に係るデータとして周囲の音声データを取得する音声取得部を含む
情報処理装置。
(14) 上記(1)〜(13)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記データ取得部は、上記環境情報に係るデータとして位置データを取得する位置データ取得部を含む
情報処理装置。
(15) 上記(1)〜(14)のいずれか1つに記載の情報処理装置であって、
上記データ取得部は、上記環境情報に係るデータとして人物の所在を検知する人物検知部を含む
情報処理装置。
(16) 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える自律行動ロボットの上記データ取得部が取得したデータを基に時空間マップを生成し、
上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、上記自律行動ロボットを移動させて上記データ取得部に上記データを取得させる
情報処理方法。
(17) 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える自律行動ロボットの上記データ取得部が取得したデータを基に時空間マップを生成するステップと、
上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、上記自律行動ロボットを移動させて上記データ取得部に上記データを取得させるステップと
を含む処理を情報処理装置に実行させるためのプログラム。
(18) 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備えた自律行動ロボットと、
上記データを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備する自律行動ロボット制御システム。
(19) 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える第1の自律行動ロボットと、
周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える、上記第1の自律行動ロボットとは異なる第2の自律行動ロボットと、
上記第1及び第2の自律行動ロボットから取得した上記データを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記第1又は第2の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備する自律行動ロボット制御システム。
(20) 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える第1の自律行動ロボットと、
上記第1の自律行動ロボットとは異なる特性の第2の自律行動ロボットと、
上記第1の自律行動ロボットから取得した上記データを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
上記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して上記データ取得部からデータを取得するという上記第1の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備し、
上記行動制御信号生成部は、上記時空間マップを基に、上記特性に応じた上記第2の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する
自律行動ロボット制御システム。
2…データ取得部
5…バッテリ
7…追加情報特定部
8…マップ生成部
11…行動制御信号生成部
21…カメラ(画像取得部)
22…人感センサ(人物検知部)
23…マイク(音声取得部)
24…GPS(位置データ取得部)
30、130、230…自律行動ロボット制御システム
101…第1のペット型ロボット(第1の自律行動ロボット)
102…第2のペット型ロボット(第2の自律行動ロボット)
112、212…サーバ(情報処理装置)
201…掃除ロボット(第2の自律行動ロボット)
Claims (20)
- 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える自律行動ロボットの前記データ取得部が取得するデータを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
前記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して前記データ取得部からデータを取得するという前記自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備する情報処理装置。 - 請求項1に記載の情報処理装置であって、
前記追加すべき情報を特定する追加情報特定部
を更に具備する情報処理装置。 - 請求項2に記載の情報処理装置であって、
前記追加すべき情報は、情報が不足している時空間領域の環境情報である
情報処理装置。 - 請求項2に記載の情報処理装置であって、
前記追加すべき情報は、前記時空間マップの生成開始からある期間経過した後の環境情報である
情報処理装置。 - 請求項2に記載の情報処理装置であって、
前記追加すべき情報は、前記自律行動ロボットが前記時空間マップを基に行動した際に、ユーザの反応が悪かった時の環境情報である
情報処理装置。 - 請求項3に記載の情報処理装置であって、
前記時空間マップは、空間的及び時間的に変化する人物情報と、人物の行動情報と、人物の状態情報と、物体情報と、物体の状態情報を含む
情報処理装置。 - 請求項6に記載の情報処理装置であって、
前記時空間マップは、空間情報、時間情報、人物情報、人物の行動情報、人物の状態情報、物体情報、物体の状態情報のうち少なくとも2つを互いに関連づけた相関関係情報を含む
情報処理装置。 - 請求項7に記載の情報処理装置であって、
前記行動制御信号生成部は、前記相関関係情報に基づいて、前記行動制御信号を生成する
情報処理装置。 - 請求項8に記載の情報処理装置であって、
前記自律行動ロボットは、前記自律行動ロボットの電源を供給するバッテリを備え、
前記行動制御信号生成部は、前記バッテリの残量に基づいて前記行動制御信号を生成する
情報処理装置。 - 請求項8に記載の情報処理装置であって、
前記行動制御信号生成部は、ユーザの指示に基づいて前記行動制御信号を生成する
情報処理装置。 - 請求項8に記載の情報処理装置であって、
前記マップ生成部は、前記自律行動ロボットが前記時空間マップを基に行動した際の前記ユーザの反応を前記時空間マップにフィードバックする
情報処理装置。 - 請求項11に記載の情報処理装置であって、
前記データ取得部は、前記環境情報に係るデータとして画像データを取得する画像取得部を含む
情報処理装置。 - 請求項12に記載の情報処理装置であって、
前記データ取得部は、前記環境情報に係るデータとして周囲の音声データを取得する音声取得部を含む
情報処理装置。 - 請求項13に記載の情報処理装置であって、
前記データ取得部は、前記環境情報に係るデータとして位置データを取得する位置データ取得部を含む
情報処理装置。 - 請求項14に記載の情報処理装置であって、
前記データ取得部は、前記環境情報に係るデータとして人物の所在を検知する人物検知部を含む
情報処理装置。 - 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える自律行動ロボットの前記データ取得部が取得したデータを基に時空間マップを生成し、
前記時空間マップに追加すべき情報を得るために、前記自律行動ロボットを移動させて前記データ取得部に前記データを取得させる
情報処理方法。 - 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える自律行動ロボットの前記データ取得部が取得したデータを基に時空間マップを生成するステップと、
前記時空間マップに追加すべき情報を得るために、前記自律行動ロボットを移動させて前記データ取得部に前記データを取得させるステップと
を含む処理を情報処理装置に実行させるためのプログラム。 - 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備えた自律行動ロボットと、
前記データを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
前記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して前記データ取得部からデータを取得するという前記自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備する自律行動ロボット制御システム。 - 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える第1の自律行動ロボットと、
周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える、前記第1の自律行動ロボットとは異なる第2の自律行動ロボットと、
前記第1及び第2の自律行動ロボットから取得した前記データを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
前記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して前記データ取得部からデータを取得するという前記第1又は第2の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備する自律行動ロボット制御システム。 - 周囲の環境情報に係るデータを取得するデータ取得部を備える第1の自律行動ロボットと、
前記第1の自律行動ロボットとは異なる特性の第2の自律行動ロボットと、
前記第1の自律行動ロボットから取得した前記データを基に時空間マップを生成するマップ生成部と、
前記時空間マップに追加すべき情報を得るために、移動して前記データ取得部からデータを取得するという前記第1の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する行動制御信号生成部と
を具備し、
前記行動制御信号生成部は、前記時空間マップを基に、前記特性に応じた前記第2の自律行動ロボットの行動制御信号を生成する
自律行動ロボット制御システム。
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