JP2007139710A - Walking assist robot - Google Patents
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Abstract
Translated fromJapaneseDescription
Translated fromJapaneseこの発明は歩行補助ロボットに関し、特にたとえば歩行する人とともに移動する、歩行補助ロボットに関する。 The present invention relates to a walking assist robot, and more particularly to a walking assist robot that moves with a walking person, for example.
従来、高齢者、身体障害者などの利用者を搭乗させて自律走行する車椅子ロボットがあった。たとえば特許文献１の技術では、ＧＰＳ受信機で得た現在地情報と走行コースとを逐次比較して移動方向と走行距離とを制御することによって、車椅子のみでの目的地への自律走行を可能にしている。
従来技術は車椅子であり、利用者はこれに搭乗するのであるが、安全性の確保が困難であった。たとえば、対向車や自転車などが迫るなどの危険時には、自動車のように高剛性ボディで守られているわけではないのでユーザは車椅子から降りる必要があるが、車椅子を利用する必要のあるユーザがとっさに逃げたり降りたりする回避運動を行うのは困難である。もし利用者が健常者であれば逃げることも可能であろうが、車椅子の利用の必要性のない人が車椅子に搭乗すると、身体を動かさないため足腰を弱らせてしまうという弊害がある。また、人が搭乗するために車椅子ロボットのサイズは大きくなり、幅の狭い歩道で健常者が使用するのは問題があろう。このように、たとえば健康な高齢者や子供などが散歩や買い物に出掛けるような状況で、道に迷わないからといって車椅子ロボットを使用することは、問題が多く現実的ではない。 The prior art is a wheelchair, and a user gets on it, but it has been difficult to ensure safety. For example, when there is a danger such as an oncoming vehicle or bicycle approaching, the user needs to get off the wheelchair because it is not protected by a highly rigid body like a car, but there are users who need to use the wheelchair. It is difficult to perform avoidance exercises that run away and descend. If the user is a healthy person, it may be possible to escape, but if a person who does not need to use a wheelchair gets on the wheelchair, the body does not move and the legs and legs are weakened. In addition, the size of wheelchair robots increases because people board, and it may be problematic for healthy people to use on narrow walkways. Thus, for example, in a situation where a healthy elderly person or a child goes out for a walk or shopping, it is problematic and impractical to use a wheelchair robot just because he does not get lost.
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、歩行補助ロボットを提供することである。 Therefore, the main object of the present invention is to provide a novel walking assist robot.
この発明の他の目的は、歩行者を連れて移動できる、歩行補助ロボットを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a walking assist robot that can move with a pedestrian.
この発明のその他の目的は、歩行者を目的地へ誘導できる、歩行補助ロボットを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a walking assist robot that can guide a pedestrian to a destination.
この発明のさらに他の目的は、利用者の健康を促進する、歩行補助ロボットを提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a walking assist robot that promotes the health of the user.
請求項１の発明は、自走式の移動機構、ユーザがつかまることが可能に形成されたつかみ部、および移動機構の移動を制御する制御手段を備え、制御手段による移動によってつかみ部につかまったユーザを動かす、歩行補助ロボットである。 The invention of claim 1 includes a self-propelled moving mechanism, a grip portion formed so as to be able to be gripped by a user, and a control means for controlling the movement of the moving mechanism, and is gripped by the grip portion by the movement of the control means. It is a walking assist robot that moves the user.
請求項１の発明では、歩行補助ロボットは、たとえば、車輪、モータ、モータドライバなど自走式移動機構を備え、制御手段によってその移動が制御される。ユーザがつかまることの可能に形成されたつかみ部が設けられ、当該つかみ部につかまったユーザを移動機構の移動によって動かすことができる。したがって、歩行するユーザを連れて移動することができる。 In the invention of claim 1, the walking assist robot includes a self-propelled moving mechanism such as a wheel, a motor, and a motor driver, and the movement is controlled by the control means. A grip portion formed so as to be grasped by the user is provided, and the user gripped by the grip portion can be moved by the movement of the moving mechanism. Therefore, it can move with the user who walks.
請求項２の発明は、請求項１の発明に従属し、ユーザの発話音声または操作に基づいて目的地を取得する第１目的地取得手段、および現在地の位置情報を環境インフラを利用して取得する現在地取得手段をさらに備える。制御手段は、現在地取得手段によって取得された現在地および第１目的地取得手段によって取得された目的地に基づいて生成された経路情報によって移動を制御する。 The invention of claim 2 is dependent on the invention of claim 1, and obtains first destination acquisition means for acquiring a destination based on a user's uttered voice or operation, and position information of the current location using an environmental infrastructure. The present location acquisition means is further provided. The control unit controls movement based on the route information generated based on the current location acquired by the current location acquisition unit and the destination acquired by the first destination acquisition unit.
請求項２の発明では、第１目的地取得手段によって目的地が取得される。たとえば、コミュニケーションによって目的地が入力されてよい。つまり、ユーザの発話音声をマイクで取り込み、目的地を音声認識によって取得してよい。あるいは、タッチパネル操作などによって画面入力で目的地が設定されてよい。目的地は、屋外のある場所であってもよいし、何らかの建物であってもよいし、屋内のある場所であってもよい。現在地取得手段は、環境インフラを利用して現在地の位置情報を取得する。環境インフラは、たとえばＧＰＳ、ネットワーク、ネットワークロボットプラットフォーム、環境埋め込み型情報発信機器などであってよい。ネットワークロボットプラットフォームは、ネットワークに接続する歩行補助ロボットや各種ロボットの位置情報を記憶している。環境埋め込み型情報発信機器は、たとえば当該位置の識別情報を発信していて、歩行補助ロボットは当該識別情報をタグリーダ等によって検出して、ネットワークを介してネットワークロボットプラットフォームに送信する。これに応じて、ネットワークロボットプラットフォームが歩行補助ロボットの位置を記憶する。制御手段は、現在地と目的地に基づいて生成された経路情報によって移動を制御する。現在地から目的地までの経路情報は、当該歩行補助ロボットで地図情報に基づいて探索および生成してもよい。あるいは、ネットワーク上の他の装置で探索および生成された現在地から目的地までの経路情報をネットワークを介して取得するようにしてもよい。なお、当該歩行補助ロボットが屋外も含めて使用される場合には、屋外の地図情報に基づいて目的地までの経路が作成され、さらに当該目的地が建物である場合には当該建物内の地図情報に基づいて屋内目的地までの経路が作成されてよい。あるいは、当該歩行補助ロボットが建物内で使用される場合には、当該建物内の地図情報が使用されて経路が作成される。このように、現在地から目的地までの経路に沿ってユーザを目的地まで誘導することができる。 In the invention of claim 2, the destination is acquired by the first destination acquisition means. For example, the destination may be input by communication. That is, the user's speech may be captured by a microphone and the destination may be acquired by speech recognition. Alternatively, the destination may be set by screen input through a touch panel operation or the like. The destination may be an outdoor location, some building, or an indoor location. The current location acquisition means acquires the location information of the current location using the environmental infrastructure. The environmental infrastructure may be, for example, a GPS, a network, a network robot platform, an environment-embedded information transmission device, or the like. The network robot platform stores position information of walking assist robots and various robots connected to the network. The environment-embedded information transmitting device transmits, for example, identification information of the position, and the walking assist robot detects the identification information with a tag reader or the like and transmits it to the network robot platform via the network. In response, the network robot platform stores the position of the walking assist robot. The control means controls movement based on route information generated based on the current location and the destination. The route information from the current location to the destination may be searched and generated based on the map information by the walking assist robot. Alternatively, route information from the current location to the destination searched and generated by another device on the network may be acquired via the network. When the walking assist robot is used including the outdoors, a route to the destination is created based on the outdoor map information, and if the destination is a building, the map in the building A route to the indoor destination may be created based on the information. Alternatively, when the walking assist robot is used in a building, map information in the building is used to create a route. In this way, the user can be guided to the destination along the route from the current location to the destination.
請求項３の発明は、請求項１または２の発明に従属し、ユーザの位置を検出する位置検出手段をさらに備える。制御手段は、位置検出手段によって検出された位置が所定の範囲内でないとき、当該位置に近付ける位置調整手段を含む。 The invention of claim 3 is dependent on the invention of claim 1 or 2, and further comprises position detecting means for detecting the position of the user. The control means includes position adjusting means for approaching the position when the position detected by the position detecting means is not within a predetermined range.
請求項３の発明では、位置検出手段によって、ユーザの位置が検出される。位置検出手段は、たとえば、つかみ部を含む体表に設けられた分布型の触覚センサを含み、当該触覚センサによって取得した触覚情報と予め記憶手段に記憶しておいたマップとに基づいて、ユーザの位置および姿勢を推定してよい。あるいは、位置検出手段は、カメラで全方向を撮影し、予め記憶しておいたユーザの服の色などの特徴を、撮影した画像から検出することで、当該ユーザの位置を検出してよいし、さらに、音声発話に対する音声入力によって当該ユーザの位置を確認してよい。あるいは、ユーザに装着した無線タグを計測することによって、ユーザの位置を検出してもよい。位置調整手段は、所定の範囲内、たとえば、当該歩行補助ロボットの音声の届く範囲内にユーザが存在していないと判断されるとき、当該ユーザの位置に近付く移動を行う。このように、ユーザと離れないように調整できるので、ユーザを連れて移動することができる。 In the invention of claim 3, the position of the user is detected by the position detecting means. The position detecting means includes, for example, a distributed tactile sensor provided on the body surface including the grip part, and the user is based on the tactile information acquired by the tactile sensor and a map stored in the storage means in advance. May be estimated. Alternatively, the position detection means may detect the user's position by capturing all directions with a camera and detecting a pre-stored feature such as the color of the user's clothes from the captured image. Furthermore, the position of the user may be confirmed by voice input for voice utterance. Alternatively, the position of the user may be detected by measuring a wireless tag attached to the user. When it is determined that the user does not exist within a predetermined range, for example, within a range where the voice of the walking assist robot reaches, the position adjusting unit moves to approach the position of the user. Thus, since it can adjust so that it may not leave | separate with a user, it can move with a user.
請求項４の発明は、請求項１ないし３の発明のいずれかに従属し、体表に設けられた触覚センサによって取得した触覚情報と記憶手段に記憶されたマップとに基づいてユーザの位置および姿勢を推定する推定手段を含む。制御手段は、推定手段によって推定された位置および姿勢の変化に応じて移動速度を調整する第１速度調整手段を含む。 The invention of claim 4 is dependent on any one of the inventions of claims 1 to 3, and based on the tactile information acquired by the tactile sensor provided on the body surface and the map stored in the storage means, An estimation means for estimating the posture is included. The control means includes first speed adjustment means for adjusting the movement speed in accordance with changes in position and posture estimated by the estimation means.
請求項４の発明では、推定手段によって、触覚センサからの触覚情報とマップとに基づいてユーザの位置および姿勢が推定される。マップでは、触覚センサの触覚情報のパターンと人の位置および姿勢に関する情報とが対応付けられているので、触覚センサから触覚情報を取得することによって、そのときのユーザの位置および姿勢を推定できる。第１速度調整手段は、ユーザの位置および姿勢の変化に応じて、移動速度を調整する。たとえば、ユーザが位置および姿勢を激しく変化させている場合には、ユーザの歩行ペースと歩行補助ロボットの移動速度とが合っていないと考えられるので、移動速度をユーザに合わせて調整する。新たな移動速度は、たとえばユーザとのコミュニケーションによって設定されてよい。このようにして、ユーザの状態を見ながら速度が調整できるので、ユーザのペースに合わせて移動することができる。 In the invention of claim 4, the position and orientation of the user are estimated by the estimating means based on the tactile information from the tactile sensor and the map. In the map, the tactile information pattern of the tactile sensor is associated with information related to the position and orientation of the person, so that the position and orientation of the user at that time can be estimated by acquiring the tactile information from the tactile sensor. The first speed adjusting means adjusts the moving speed according to changes in the position and posture of the user. For example, when the user is changing the position and posture violently, it is considered that the user's walking pace does not match the moving speed of the walking assisting robot, so the moving speed is adjusted according to the user. The new movement speed may be set by communication with the user, for example. In this way, the speed can be adjusted while looking at the user's state, so that the user can move according to the user's pace.
請求項５の発明は、請求項１ないし４の発明のいずれかに従属し、ユーザとの距離を検出する距離検出手段を含む。制御手段は、距離検出手段によって検出された距離の変化に応じて移動速度を調整する第２速度調整手段を含む。 The invention of
請求項５の発明では、たとえば距離センサのような距離検出手段によってユーザとの距離が検出される。第２速度調整手段は、ユーザとの距離の変化に応じて移動速度を調整する。たとえば、ユーザとの距離が変化している場合には、ユーザの歩行ペースと歩行補助ロボットの移動速度とが合っていないと考えられるので、移動速度をユーザに合わせて調整する。この場合も、ユーザとのコミュニケーションで新たな移動速度を設定してよい。このように、ユーザとの距離を見ながら速度調整できるので、ユーザのペースに合わせて移動することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the distance to the user is detected by distance detection means such as a distance sensor. The second speed adjusting means adjusts the moving speed according to a change in the distance to the user. For example, when the distance to the user is changing, it is considered that the user's walking pace does not match the moving speed of the walking assist robot, so the moving speed is adjusted according to the user. Also in this case, a new moving speed may be set by communication with the user. Thus, since the speed can be adjusted while looking at the distance to the user, the user can move according to the user's pace.
請求項６の発明は、請求項１ないし５の発明のいずれかに従属し、ユーザの位置を検出する位置検出手段を含む歩行補助ロボットであり、ユーザが座ることが可能に形成された座部をさらに備える。制御手段は、位置検出手段によって検出された位置が座部上である場合に長距離移動をキャンセルし、必要に応じて回転または短距離移動のみを実行する。 A sixth aspect of the present invention is a walking assist robot according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, comprising a position detecting means for detecting the position of the user, wherein the seat is formed so that the user can sit. Is further provided. The control means cancels the long distance movement when the position detected by the position detection means is on the seat, and executes only rotation or short distance movement as necessary.
請求項６の発明では、位置検出手段によってユーザの位置が検出され、当該検出位置が座部上であるときには、たとえば目的地までの誘導のような長距離移動がキャンセルされ、必要に応じて回転または短距離移動のみが実行される。つまり、ユーザが座部に座った場合には、たとえば、向きを変えたり、近付いてくる物体を回避したりするような移動のみが許可され、ユーザを搭乗させたまま長距離移動することがない。したがって、ユーザが歩行している場合には、当該ユーザを連れて移動することができるので、健康を促進できる。一方、ユーザが座部に座っている場合には、当該ユーザを休憩させることができる。さらに、ユーザを搭乗させて長距離を移動するようなことがないので安全である。 According to the sixth aspect of the present invention, when the position of the user is detected by the position detecting means and the detected position is on the seat, the long distance movement such as guidance to the destination is canceled and the rotation is performed as necessary. Or only short distance movement is performed. In other words, when the user sits on the seat, for example, only movement that changes the direction or avoids an approaching object is permitted, and the user does not move for a long distance while on board. . Therefore, when the user is walking, the user can move with the user, and health can be promoted. On the other hand, when the user is sitting on the seat, the user can be rested. Furthermore, it is safe because the user does not travel long distances.
請求項７の発明は、請求項１ないし６の発明のいずれかに従属し、現在地の位置情報を環境インフラを利用して取得する現在地取得手段を含む歩行補助ロボットであり、現在地取得手段によって取得された現在地の位置情報に付随する情報を出力する情報提供手段をさらに備える。 A seventh aspect of the invention is a walking assist robot according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, comprising a current position acquisition means for acquiring position information of the current position using environmental infrastructure, and acquired by the current position acquisition means. It further comprises information providing means for outputting information attached to the current location information.
請求項７の発明では、現在地取得手段によって、環境インフラを利用して現在地の位置情報が取得される。情報提供手段は、現在地に付随する情報、たとえば、現在地の特徴、問題点、注意事項などの情報を出力する。位置に付随する情報は、たとえばネットワークから取得されてよいし、予め記憶手段に記憶しておいてもよい。また、当該付随情報は音声や画面表示によって提供されてよい。したがって、ユーザに現在地に関する情報を提示することができ、注意を喚起することができる。 In the seventh aspect of the present invention, the current location information is acquired by the current location acquisition means using the environmental infrastructure. The information providing means outputs information associated with the current location, for example, information such as features of the current location, problems, and notes. Information associated with the position may be acquired from a network, for example, or may be stored in advance in a storage unit. Further, the accompanying information may be provided by voice or screen display. Therefore, it is possible to present information related to the current location to the user and call attention.
請求項８の発明は、請求項２ないし７の発明のいずれかに従属し、第１目的地取得手段によって取得された目的地が建物である場合に当該建物内における屋内目的地をユーザの発話音声または操作に基づいて取得する第２目的地取得手段をさらに備える。制御手段は、第１目的地入力手段によって取得された目的地に到達後、第２目的地入力手段によって取得された屋内目的地と現在地とに基づいて生成された屋内の経路情報によって移動を制御する。 The invention of claim 8 is dependent on any of claims 2 to 7, and when the destination acquired by the first destination acquisition means is a building, the user utters the indoor destination in the building. Second destination acquisition means for acquiring based on voice or operation is further provided. The control means, after reaching the destination acquired by the first destination input means, controls the movement by the indoor route information generated based on the indoor destination and the current position acquired by the second destination input means. To do.
請求項８の発明では、第２目的地取得手段によって、目的地が建物である場合には、当該建物内における目的地を取得する。建物内の目的地は、同様に、音声または操作に基づくユーザとのコミュニケーションによって入力されてよい。また、建物内の目的地の設定は、たとえば、第１目的地取得手段による目的地の設定と同時に行われてもよいし、当該建物に到着後に行われてもよい。制御手段は、建物に到着した後は、屋内目的地と現在地とに基づいて生成された屋内の経路情報によって移動を制御する。建物内での現在地は、たとえば建物内の環境インフラを利用して取得する。屋内の目的地までの経路情報は、当該歩行補助ロボットで当該屋内の地図情報に基づいて探索および生成してもよいし、あるいは、ネットワーク上の他の装置で探索および生成された屋内の経路情報をネットワークを介して取得するようにしてもよい。このように、目的地が建物である場合には、さらに屋内の目的地までの経路に沿って、当該屋内目的地まで誘導することができる。 In the invention of claim 8, when the destination is a building, the second destination acquisition means acquires the destination in the building. The destination in the building may also be entered by communication with the user based on voice or operation. In addition, the setting of the destination in the building may be performed simultaneously with the setting of the destination by the first destination acquisition unit, or may be performed after arrival at the building. After arriving at the building, the control means controls movement based on indoor route information generated based on the indoor destination and the current location. The current location in the building is acquired using, for example, the environmental infrastructure in the building. The route information to the indoor destination may be searched and generated based on the indoor map information by the walking assist robot, or the indoor route information searched and generated by another device on the network. May be obtained via a network. Thus, when the destination is a building, it can be further guided to the indoor destination along the route to the indoor destination.
この発明によれば、つかみ部を備えて自走可能にしているので、歩行者を連れて、たとえばその手を引いて移動することができ、人の歩行を補助することができる。 According to the present invention, since the grip portion is provided so as to be able to run on its own, it can be moved with a pedestrian, for example, by pulling its hand, thereby assisting the walking of a person.
また、目的地を入力しかつ現在地から目的地までの経路情報に従って移動するようにした場合には、ユーザを目的地まで誘導することができる。 In addition, when the destination is input and the user moves according to the route information from the current location to the destination, the user can be guided to the destination.
さらに、人を搭乗させず連れて移動するようにしているので、利用者の健康を促進できる。 Furthermore, since the user moves with the person without boarding, the health of the user can be promoted.
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
図１および図２を参照して、この実施例の歩行補助ロボット１０は、歩く人を連れて移動するためのロボットであり、自走式の移動機構を備えている。歩行補助ロボット１０はこの実施例では車輪移動型であるが、他の実施例では脚移動型であってもよい。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the walking assist
歩行補助ロボット１０は、図示しないメインフレームに設けられた車輪１２を含む。車輪１２は、進行方向（前後方向）に並べられた２つの駆動輪１２ａと、進行方向に直交する方向（左右方向）に並べられた２つの従輪１２ｂとを含む。前輪１２ａおよび後輪１２ａは操舵輪でもある。前輪１２ａおよび後輪１２ａは、後述する前輪モータ１４および後輪モータ１６（図３参照）によってそれぞれ駆動される。なお、メインフレームには、この歩行補助ロボット１０の各コンポーネントに電源を供給するバッテリなども設けられる。メインフレームは、所定形状（円柱状、截頭円錐状など）を有したとえばＦＲＰ製のハウジング１８内に設けられる。 The walking
ハウジング１８の前壁には、たとえば無色透明な樹脂で形成された２つの窓２０が設けられ、２つの窓２０の内側のメインフレームには、距離センサ２２（図３参照）が設けられる。たとえば、２つの窓２０内には、複数の（たとえば８つ）距離センサ２２のそれぞれが、異なる所定の方向へ向けて配置される。距離センサ２２によって、歩行補助ロボット１０の前方の所定の範囲に存在する物体との距離が計測される。距離センサ２２はたとえば赤外線、超音波またはレーザを用いるデバイスであってよい。なお、距離センサ２２は、歩行補助ロボット１０の前方だけでなく後方や全方向に向けて設けられてよいし、ハウジング１８の外側に設けられてもよい。後方の所定範囲に向けて距離センサ２２を設けることによって歩行補助ロボット１０の後方を歩行するユーザとの距離を計測できる。距離センサ２２を全方向をカバーするように設ける場合には、歩行補助ロボット１０の周囲のどの方位でユーザが歩行していても、当該ユーザとの距離を計測できる。 Two
ハウジング１８の上端にはたとえば円盤状の座部２４が設けられる。この座部２４を設ける場合には、当該歩行補助ロボット１０は椅子として機能する。ユーザはこの座部２４に腰掛けることによって休憩することができる。ただし、後述するように、ユーザが座った場合には長距離移動は実行されない。 For example, a disc-shaped
ハウジング１８の後壁の上端部からは支柱２６が上方に立ち上げられ、支柱２６の上端にはたとえばＵ字状の支持部２８が固定的に形成される。支持部２８のＵ字の２つの直線部分の先端には、２つのつかみ部３０がそれぞれ左右方向に延びて固定的に形成される。つかみ部３０は、ユーザにつかませるために設けられた取っ手であり、進行方向に向かって右側に形成される右つかみ部３０ａと、左側に形成される左つかみ部３０ｂとを含む。たとえば、各つかみ部３０は、ユーザが楽に握ることができるように、適宜な径および長さを有する棒状に形成される。また、つかみ部３０の高さは、ユーザが楽な姿勢で歩行できるように適宜に設定される。移動時には、理想的には図２に示すようにユーザが右手で右つかみ部３０ａを握りかつ左手で左つかみ部３０ｂを握った状態で歩行することを想定している。したがって、この歩行補助ロボット１０によれば、ユーザの手を引いて移動をすることができる。なお、ユーザはこのつかみ部３０以外の部分、たとえば支柱２６、支持部２８、後述する球体３２および操作部３６などに触れながら歩行することも可能である。 From the upper end portion of the rear wall of the
つかみ部３０ａおよび３０ｂの先端にはそれぞれ球体３２ａおよび３２ｂが固定的に形成される。球体３２には図示しない複数の孔が形成されており、内部にはステレオのスピーカ３４（図３参照）が設けられる。つまり、球体３２ａには右スピーカが設置され、球体３２ｂには左スピーカが設置される。スピーカ３４は、この歩行補助ロボット１０がユーザに対して音声によってコミュニケーションを図ったり情報を提供したりするために使用されてよい。
支持部２８のＵ字形の内面には、コンピュータが収められユーザインターフェースとしても機能する操作部３６が設けられる。操作部３６は、たとえば正面視で縦長の楕円形状に形成されたハウジングを有している。操作部３６は、支持部２８に対して１軸の自由度を有して取り付けられる。つまり、操作部３６は、ヨー軸（図１で「Ａ」軸）周りに回転可能に形成される。なお、操作部３６を歩行補助ロボット１０の模擬の頭部と捉えることもでき、したがって、頭部３６のＡ軸周りの回転は首における回転と捉えることもできる。 On the U-shaped inner surface of the
操作部３６のハウジングの一方主面の下部の開口には、ＬＣＤ３８の表示面が配置される。ＬＣＤ３８の表示面上にはタッチパネル４０が重ねられている。タッチパネル４０は図１では便宜上破線で示される。ＬＣＤ３８には、ユーザに対して提供される情報や、ユーザがタッチパネル４０を使って操作するための入力画面等が表示されてよい。 A display surface of the
また、操作部３６のハウジングの一方主面の上部の開口からは、球体４２の一部が露出している。この球体４２は、操作部３６に対して２軸の自由度を有して設けられている。つまり、球体４２は、ヨー軸（図１で「Ｂ」軸）およびピッチ軸（図１で「Ｃ」軸）周りにそれぞれ回転可能に形成されている。球体４２には、２つの縦長孔が形成されており、当該孔の内側には、カメラ４４（図３参照）が設置されている。したがって、この球体４２をヨー軸Ｂおよびピッチ軸Ｃ回りに回転することによって、歩行補助ロボット１０の前方の全範囲をカメラ４４で撮影することができる。さらに、操作部３６をヨー軸Ａ回りに１８０度回転すればカメラ４４の視線方向を歩行補助ロボット１０の後方に向けることができるので、後方の全範囲をカメラ４４で撮影できる。したがって、カメラ４４によって歩行補助ロボット１０の周囲の全方向を撮影できる。カメラ４４はたとえばＣＭＯＳやＣＣＤのような固体撮像素子を用いるカメラであってよい。カメラ４４は主としてユーザを撮影ないし検出するために使用されてよい。 Further, a part of the
また、球体４２の孔の内側にはカメラ４４とともにマイク４６（図３参照）も設置されている。マイク４６は、周囲の音、主としてユーザの声を取り込むために用いられる。 A microphone 46 (see FIG. 3) is also installed inside the hole of the
なお、球体４２を歩行補助ロボット１０の模擬の顔と捉えることもできる。図２に示したように、移動時においては、操作部３６は、基本的には図１の状態から１８０度回転された状態にされ、球体４２（カメラ４４およびマイク４６）およびＬＣＤ３８の設けられた面がユーザに向けられる。 The
また、歩行補助ロボット１０の体表であって歩行中のユーザに触れられそうな箇所には、触覚センサ４８（図３参照）が設けられる。具体的には、触覚センサ４８は、つかみ部３０、球体３２、操作部３６、支持部２８、支柱２６等の表面に設けられてよく、したがって、歩行補助ロボット１０には分布型触覚センサ４８が形成される。 Further, a tactile sensor 48 (see FIG. 3) is provided at a location on the body surface of the walking assist
触覚センサ４８としては、本件出願人による特開２００４−２８３９７５号公報に開示したように、シリコン皮膚にピエゾフィルムを埋め込んだセンサが使用されてよい。具体的には、触覚センサ４８のセンサデバイスとしてたとえばＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオロイド）フィルムのようなピエゾフィルムが使用される。ピエゾフィルムは圧電センサであり、圧力等で変形されるとそのひずみ速度に応じた電圧を出力する。所定サイズの複数のピエゾフィルムがシリコンゴムのような柔軟な皮膚に埋め込まれる。センサデバイス（ピエゾフィルム）の近傍に読取装置および演算装置が設けられており、読取装置はセンサデバイスの出力信号をディジタルデータに変換する。触覚センサ４８では、複数の演算装置がセンサネットワークを形成しており、各演算装置は、読取装置から得たデータに基づく触覚情報をセンサネットワークを介してホストコンピュータ（すなわち歩行補助ロボット１０全体を制御するコンピュータであるＣＰＵ５０（図３参照））へ送信する。なお、送信される触覚情報は、たとえばセンサデバイスの識別情報と圧力値に関する情報とを含むので、ホストコンピュータは、触覚情報に基づいてどの箇所がどの程度の圧力を受けたかなどを検出できる。 As the
そして、この歩行補助ロボット１０は、分布型の触覚センサ４８の出力パターンとユーザの位置および姿勢とを対応付けたマップデータを記憶している。このため、触覚センサ４８の出力を計測してマップと比較することによって、当該歩行補助ロボット１０に触れているユーザがどのような位置に存在してどのような姿勢であるかを推定することができる。マップを作成するためには、人間がこの歩行補助ロボット１０に触れながら歩行をする試験を行う。触覚センサ４８の出力データを計測するとともにモーションキャプチャによって３次元座標を計測し、これら計測データを基にマップを作成することができる。 The walking
なお、上述のような分布型の触覚センサ４８、マップを使用した相手の位置および姿勢の推定、マップ作成方法などに関する技術の一例は、たとえば本件出願人による特開２００５−２７９８３４号公報に詳細に開示されるので参照されたい。また、触覚センサ４８として他のものが用いられてもよく、たとえば、本件出願人が２００５年３月３１日に出願した特願２００５−１０３５８２号には、上記特開２００５−２７９８３４号公報の技術とは異なる形態の触覚センサネットワークに関する技術の一例が記載されるので参照されたい。また、マップを使用したユーザの位置および姿勢の推定を行わない場合には、単に接触のオン・オフを検出する接触センサのような他の触覚センサを各部位の体表に設けるようにしてもよい。 An example of a technique related to the distributed
図３には歩行補助ロボット１０の電気的な構成の一例を示すブロック図が示される。歩行補助ロボット１０は、全体の制御のためにマイクロコンピュータまたはＣＰＵ５０を含み、このＣＰＵ５０には、バスを介して、ＲＡＭ５２、ＨＤＤ５４および入出力インターフェース５６が接続される。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the walking assist
ＨＤＤ５４や図示しないＲＯＭには、この歩行補助ロボット１０の動作を制御するプログラムおよびデータが予め格納されている。ＲＡＭ５２はバッファメモリやワーキングメモリとして使用される。ＣＰＵ５０は、ＨＤＤ５４から必要なプログラムおよびデータをＲＡＭ５２に読み出し、当該プログラムに従って生成しまたは取得したデータをＲＡＭ５２に記憶しつつ処理を実行する。 A program and data for controlling the operation of the walking assist
入出力インターフェース５６は、接続される各機器に適した回路およびインターフェースを含む。ＣＰＵ５０には、入出力インターフェース５６を介して、ＬＣＤ３８、タッチパネル４０、無線通信装置５８、アンプ６０、触覚センサ４８、距離センサ２２、ＧＰＳ受信機６２およびハブ６４が接続される。 The input /
ＣＰＵ５０は、表示する画面のデータを入出力インターフェース５６を介して図示しないＬＣＤコントローラに与え、当該画像をＬＣＤ３８に表示する。タッチパネル４０は、ユーザによってタッチされた位置を検出して当該位置を示す座標データを出力する。ＣＰＵ５０は入出力インターフェース５６を介してタッチパネル４０からの座標データを取得する。 The
無線通信装置５８は他の装置と無線通信するためのものであり、たとえば無線ＬＡＮアクセスポイントや基地局などを介してネットワークの他の装置と通信する。ＣＰＵ５０は無線通信装置５８を介してデータを送受信する。 The
アンプ６０にはスピーカ３４が接続される。ＣＰＵ５０は音声データを入出力インターフェース５６に与え、アンプ６０を介して左右のスピーカ３４のそれぞれに音声信号を与えて当該音声を出力する。 A
触覚センサ４８は、上述のように複数のセンサデバイス、複数の読取装置および複数の演算装置などを備えたセンサネットワークであり、センサデバイスの識別情報と圧力情報等を含む触覚情報を出力する。ＣＰＵ５０は入出力インターフェース５６を介して触覚センサ４８からの出力データを取得する。 The
距離センサ２２は、検出した物体までの距離ないし位置に関する情報を当該距離センサ２２の識別情報とともに出力し、ＣＰＵ５０は入出力インターフェース５６を介して距離センサ２２からの出力データを取得する。なお、上述のようにこの歩行補助ロボット１０には複数の距離センサが設置されるが、図３ではこれらをまとめて距離センサ２２として示す。 The
ＧＰＳ受信機６２は、４つのＧＰＳ衛星またはディファレンシャルＧＰＳ基準局からの信号を受信して、現在地の緯度、経度、高度を算出し、現在の位置情報を出力する。ＣＰＵ５０は入出力インターフェース５６を介してＧＰＳ受信機６２からの出力データを取得する。 The
ハブ６４はたとえばＵＳＢ２．０ハブであり、ハブ６４には、タグリーダ６６、カメラ４４、マイク４６およびサーボコントローラ６８が接続される。 The
タグリーダ６６は、無線タグ（ＲＦＩＤタグ）から発信されるデータを読み取るためのものであり、ＣＰＵ５０は入出力インターフェース５６およびハブ６４を介してタグリーダ６６からの出力データを取得する。なお、環境に埋め込まれる無線タグやユーザに取り付けられる無線タグにパッシブ型無線タグが使用される場合には、タグリーダ６６がアンテナから電波を発信して、電磁誘導で当該無線タグを駆動する。 The
なお、赤外線ＬＥＤタグが使用される場合には、赤外線ＬＥＤタグの発信する情報を読み取るために、赤外線カメラないし赤外線受光素子などを備えるタグリーダが設けられる。 When an infrared LED tag is used, a tag reader including an infrared camera or an infrared light receiving element is provided to read information transmitted from the infrared LED tag.
カメラ４４は撮影した映像に基づく画像データを出力し、ＣＰＵ５０は入出力インターフェース５６およびハブ６４を介してカメラ４４からの出力データを取得する。マイク４６は入力された声または音に基づく音声データを出力し、ＣＰＵ５０は入出力インターフェース５６およびハブ６４を介してマイク４６からの出力データを取得する。 The
サーボコントローラ６８は、たとえばＵＳＢシリアル変換ケーブルを用いてハブ６４に接続される。サーボコントローラ６８には、サーボコントローラ７０、モータドライバ７２およびモータドライバ７４がたとえばデイジーチェーンで接続される。 The
サーボコントローラ６８は操作部３６を駆動するための首サーボモータ７６を制御する。つまり、サーボコントローラ６８はＣＰＵ５０からの制御データを受けて、操作部３６のヨー軸Ａ周りの角度を制御する１つのモータ（すなわち「首サーボモータ」）７６の回転角度を調節する。また、サーボコントローラ７０は球体４２を駆動するための顔サーボモータ７８を制御する。つまり、サーボコントローラ７０は、ＣＰＵ５０からの制御データを受けて、球体４２のヨー軸Ｂおよびピッチ軸Ｃ周りの各角度を制御する２つのモータ（まとめて「顔サーボモータ」と呼ぶ。）７８の回転角度を調節する。このように、ＣＰＵ５０は、サーボコントローラ６８および７０に適切な制御データを与えることによって、操作部３６の向きを所望の方向に制御できるし、球体４２の向き、すなわち、これに取り付けられたカメラ４４およびマイク４６の向きを所望の方向に制御できる。 The
また、モータドライバ７２は、ＣＰＵ５０からの制御データを受けて、後輪１２ａを駆動するための後輪モータ１６を制御する。後輪モータ１６は、後輪１２ａを回転させるための駆動用モータと、後輪１２ａを操舵するための操舵用モータとを含む。したがって、モータドライバ７２は後輪１２ａの方向および回転を制御できる。なお、各モータの動力は各減速機を介して車輪１２ａに伝達される。また、モータドライバ７４は、ＣＰＵ５０からの制御データを受けて、前輪１２ａを駆動するための前輪モータ１４を制御する。前輪モータ１４は、前輪１２ａを回転させるための駆動用モータと、前輪１２ａを操舵するための操舵用モータとを含む。したがって、モータドライバ７４は前輪１２ａの方向および回転を制御できる。このように、ＣＰＵ５０は、モータドライバ７２および７４に適切な制御データを与えることによって、歩行補助ロボット１０の移動方向、移動距離（移動速度）などを制御できる。 The
たとえば、この歩行補助ロボット１０は、人間を連れて移動する際、環境のインフラと連携して現在地を把握しつつ移動をすることができる。利用する環境のインフラは、代表的にはＧＰＳであり、また、ネットワークロボット技術等である。 For example, when the walking assist
図４には、歩行補助ロボット１０と環境のインフラとの連携の概要の一例が示される。歩行補助ロボット１０が利用する環境インフラとして、ネットワーク８０を介して接続可能なネットワークロボットプラットフォーム（以下、単に「プラットフォーム」ともいう。）８２、ネットワーク８０に接続するための無線ＬＡＮアクセスポイント８４、環境埋め込み型情報発信機器８６、ネットワーク８０に接続されている他のロボット８８、およびＧＰＳ衛星９０等が存在する。なお、無線ＬＡＮアクセスポイント８４は基地局であってもよい。また、歩行補助ロボット１０は４つのＧＰＳ衛星９０からの信号を受信することによって高精度に現在地を検出できるが、ディファレンシャルＧＰＳ基準局の発信する補正情報を使用してもよい。 FIG. 4 shows an example of the outline of cooperation between the walking assist
プラットフォーム８２は、ネットワーク８０に接続されている各種ロボットやアンコンシャスセンサなどのようなロボット８８が計測した情報を登録するデータベースである。この歩行補助ロボット１０や他のロボット８８はプラットフォーム８２に登録されているデータをネットワーク８０経由で受信して利用することができる。また、この歩行補助ロボット１０が計測した情報も、プラットフォーム８２に登録することができる。プラットフォーム８２は、たとえばロボット位置情報ＤＢ（データベース）８２ａ、人位置情報ＤＢ８２ｂおよび位置付属情報ＤＢ８２ｃなどを含む。ロボット位置情報ＤＢ８２ａには、ネットワークに接続されている各ロボットの現在位置を示すデータが記憶され、この歩行補助ロボット１０の位置データもその識別情報に対応付けて登録されている。人位置情報ＤＢ８２ｂには、計測対象に設定された人の現在位置を示すデータが記憶され、この歩行補助ロボット１０のユーザの位置データもその識別情報に対応付けて登録されてよい。位置付属情報ＤＢ８２ｃには、たとえば、位置データ（緯度、経度、高度）または位置の識別情報に対応付けて、当該位置に関してユーザに提供すべき情報が記憶されている。一例として、転びやすい、車がよく通って危ないなど、歩行者に警告ないし提示すべき情報が登録される。位置付属情報は、当該情報を音声出力で提供する場合には音声データであってよいし、当該情報を画面表示で提供する場合には画像データまたはテキストデータ等であってよい。あるいは、提供される複数の情報について、歩行補助ロボット１０に音声データまたは画像データもしくはテキストデータ等を予め記憶しておく場合には、位置付属情報ＤＢ８２ｃには、当該情報の識別情報を登録しておくようにしてもよい。 The
歩行補助ロボット１０は、屋外を移動しながら、たとえば公衆無線ＬＡＮの無線ＬＡＮアクセスポイント８４に通信接続して、ネットワーク８０を介してプラットフォーム８２にアクセスできる。また、歩行補助ロボット１０は、屋内では、たとえば当該建物内の無線ＬＡＮの無線ＬＡＮアクセスポイント８４に通信接続して、ネットワーク８０を介してプラットフォーム８２にアクセスできる。 The walking
歩行補助ロボット１０は、環境埋め込み型の情報発信機器８６からの情報を取得する。環境埋め込み型情報発信機器８６は、たとえば、環境中に埋め込まれたインテリジェント基準点や、ＩＣタグ付き点字ブロック、無線マーカ、赤外線マーカなどの情報発信機器である。インテリジェント基準点は、国土地理院によって設置される位置情報の基準となる基準点であり、無線タグなどの情報発信機器が設定される。各情報発信機器８６は、屋内または屋外の所定の位置に設置され、当該機器の設置された位置情報を電波または赤外線等を用いて発信する。なお、無線タグが使用される場合パッシブ型であることが望ましい。ただし、外部電源を容易に確保できる場所であればこれに限られない。発信される位置情報は、当該埋め込み位置の識別情報であり、歩行補助ロボット１０はタグリーダ６６で当該識別情報を読み取ると、無線通信装置５８を用いてネットワーク８０経由でプラットフォーム８２に当該識別情報を送信する。プラットフォーム８２は、位置の識別情報を受信すると、たとえばネットワーク８０に接続された他のデータベースから、当該識別情報に対応付けられた位置データ（緯度、経度、高度）を取得して、歩行補助ロボット１０の識別情報に対応付けて当該位置データをロボット位置情報ＤＢ８２ａに記憶する。 The walking
なお、情報発信機器８６は、当該位置の識別情報を発信せずに、当該位置の緯度、経度および高度を示す位置データ自体を発信するようにしてもよい。この場合には、歩行補助ロボット１０は情報発信機器８６から現在地の位置データを直接取得できるし、また、現在地の位置データをプラットフォーム８２に送信してロボット位置情報ＤＢ８２ａに登録できる。 The
ユーザには当該ユーザの識別情報を発信するタグ９２が装着される。タグ９２は無線タグであり、場合によっては赤外線ＬＥＤタグであってもよい。歩行補助ロボット１０は、タグ９２を検出したとき、当該読み取ったユーザ識別情報をプラットフォーム８２に送信する。プラットフォーム８２はユーザ識別情報を受信すると、たとえば、当該ユーザ識別情報を送信してきたロボットの現在地をロボット位置情報ＤＢ８２ａから取得し、当該位置データを当該ユーザ識別情報に対応付けて人位置情報ＤＢ８２ｂに記憶する。あるいは、歩行補助ロボット１０が現在地を把握している場合、検出したユーザ識別情報とともに現在地の位置データをプラットフォーム８２に送信するようにしてもよい。 A
他のロボット８８は、ビジブル型ロボットや環境に埋め込まれたアンコンシャス型ロボットであり、人に装着されたタグ９２を検出するタグリーダを備えている。ビジブル型ロボットは、目に見えるロボットで、人型、ペット型など一体性のある身体を持つ。自律的または遠隔操作などで行動するパートナーロボットや、情報提供ないしガイドを行うサポートロボット等がこれに相当する。アンコンシャス型ロボットは、道路、街、室内、機器などの環境に埋め込まれたロボットであり、身体が見えないロボットをいう。人間の行動モニタリングをベースに必要に応じた情報を提供する。このような他のロボット８８も、タグ９２を検出すると、歩行補助ロボット１０と同様に、当該読み取ったユーザ識別情報をネットワーク８０経由でプラットフォーム８２に送信する。これに応じて、プラットフォーム８２は、上述の歩行補助ロボット１０が送信した場合と同様にして、ユーザ識別情報に対応付けて位置データを人位置情報ＤＢ８２ｂに記憶する。 The
なお、この実施例では、歩行補助ロボット１０にタグは装着されない。しかし、他の実施例では、歩行補助ロボット１０にタグが装着されてもよい。この場合には、他のロボット８８は、歩行補助ロボット１０のタグを検出すると、当該読み取った歩行補助ロボット１０の識別情報をネットワーク８０経由でプラットフォーム８２に送信する。したがって、この場合には、歩行補助ロボット１０の現在地を他のロボット８８によって検出し、プラットフォーム８２に登録することができる。 In this embodiment, no tag is attached to the walking assist
また、このプラットフォーム８２を備えるシステムでは、歩行補助ロボット１０のユーザの家族の人等は、ネットワーク８０に接続されたＰＣ９４からプラットフォーム８２にアクセスして歩行補助ロボット１０またはユーザの識別情報を入力することによって、当該歩行補助ロボット１０またはユーザの現在地を確認することができる。なお、ＰＣ９４はネットワーク８０に接続可能な携帯端末や携帯電話であってもよい。 In the system including the
このように、歩行補助ロボット１０は、ＧＰＳ衛星９０、ネットワーク８０、プラットフォーム８２、環境埋め込み型情報発信機器８６等の環境インフラを利用することによって、屋内屋外を問わず現在地を把握することができるので、ユーザを目的地まで正確に案内することができる。しかも、ユーザを搭乗させた移動ではなく、たとえばつかみ部３０につかまってまたは当該歩行補助ロボット１０に接触せずに歩行するユーザを連れた移動を実現することができるので、ユーザの健康を促進できる。 As described above, the walking assist
この歩行補助ロボット１０の誘導処理における具体的な動作を、図５のフロー図を参照しながら説明する。誘導処理を開始すると、歩行補助ロボット１０のＣＰＵ５０は、ステップＳ１で、プラットフォーム８２またはＧＰＳ等から現在地の位置データを取得する。位置データは、たとえば緯度、経度、高度（標高）である。具体的には、無線通信装置５８を用いて無線ＬＡＮアクセスポイント８４と通信接続できたときには、ネットワーク８０を介してプラットフォーム８２に現在地の要求を送信する。これに応じて、プラットフォーム８２は、受信した歩行補助ロボット１０の識別情報に対応する位置データをロボット位置情報ＤＢ８２ａから読み出して、当該位置データを当該歩行補助ロボット１０にネットワーク８０を介して送信する。これに応じて、歩行補助ロボット１０は現在地の位置データを受信してＲＡＭ５２に記憶する。または、ＧＰＳ受信機６２から出力される位置データを取得してＲＡＭ５２に記憶する。あるいは、タグリーダ６６を使用して環境埋め込み型情報発信機器８６を検出できた場合には、当該情報発信機器８６が位置データを発信しているときには、当該位置データを現在地としてＲＡＭ５２に記憶してもよい。なお、環境埋め込み型情報発信機器８６が位置データではなく位置の識別情報を発信しているときには、当該識別情報をネットワーク８０を介してプラットフォーム８２に送信する。これに応じて、プラットフォーム８２は、当該識別情報に対応する位置データを特定して、当該位置データを当該歩行補助ロボット１０に返信する。また、プラットフォーム８２は、当該歩行補助ロボット１０の識別情報に対応付けてロボット位置情報ＤＢ８２ａに当該位置データを記憶する。また、歩行補助ロボット１０がユーザのタグ９２を検出して当該ユーザ識別情報も送信している場合には、プラットフォーム８２は当該ユーザの識別情報に対応付けて人位置情報ＤＢ８２ｂに当該位置データを記憶する。 A specific operation in the guidance process of the walking assist
次に、ステップＳ３で、目的地入力処理を実行する。この処理では、コミュニケーションによってユーザに目的地を入力してもらう。この実施例では、ユーザは音声発話またはタッチパネル４０の操作によって目的地を設定できる。この目的地入力処理の動作の一例が図６に示される。目的地入力処理が開始されると、ＬＣＤ３８には目的地設定の開始を指示するための起動ボタンが表示される。図６のステップＳ２１で、起動ボタンがタッチされたか否かを、タッチパネル４０からの座標データと起動ボタンの位置データとに基づいて判定する。なお、ＬＣＤ３８に表示されるボタンやアイコンなどの位置データは予めＨＤＤ５４に記憶されており、処理の開始時など必要に応じてＲＡＭ５２に読み出されている。ステップＳ２１で“ＮＯ”であれば、ステップＳ２３で、触覚センサ４８が触られているか否かを、触覚センサ４８から取得した触覚情報によって判定する。ステップＳ２３で“ＮＯ”であれば処理はステップＳ２１に戻る。 Next, in step S3, a destination input process is executed. In this process, the user inputs a destination by communication. In this embodiment, the user can set the destination by voice utterance or operation of the
一方、ステップＳ２１で“ＹＥＳ”である場合、またはステップＳ２３で“ＹＥＳ”である場合には、ステップＳ２５で、たとえば「目的地を教えて下さい」のようなメッセージの画像ないし文字をＬＣＤ３８に表示し、また、同メッセージの音声をスピーカ３４から出力する。なお、ＬＣＤ３８に画面を表示するための画像データおよびスピーカ３４から音声を出力するための音声データは予めＨＤＤ５４に記憶される。 On the other hand, if “YES” in the step S21 or “YES” in the step S23, a message image or character such as “Tell me your destination” is displayed on the
そして、ステップＳ２７で、歩行者すなわちユーザの音声発話またはタッチパネル４０の操作に応じて目的地を設定する。具体的には、マイク４６によって取得された音声データに音声認識を行うことによってユーザの発話した目的地を認識する。または、ＬＣＤ３８に、目的地を名称または住所などから選択または指定可能な目的地設定用画面を表示しておく。そして、タッチパネル４０からの座標データと画面に表示されているボタンやアイコン等の位置データとに基づいて、ユーザによって指示ないし選択された目的地を特定する。入力された目的地の位置データ（緯度、経度、高度）は、ＨＤＤ５４に記憶されていた地図データから取得され、目的地データとしてＲＡＭ５４に記憶される。なお、目的地として、その緯度、経度、高度が入力されてもよい。ステップＳ２７を終了すると、この目的地入力処理を終了して処理は図５のステップＳ５へ戻る。 In step S27, the destination is set according to the voice utterance of the pedestrian, that is, the user or the operation of the
図５のステップＳ５では、現在地から目的地までの経路を、探索用経路に関する情報を含む地図データに基づいて探索して、移動経路情報を生成し、ＲＡＭ５２記憶する。なお、地図データは予めＨＤＤ５４に記憶されている。現在地から目的地までの経路の探索および生成は、公知のカーナビゲーションシステムなどの手法を使用すればよい。なお、この実施例では、歩行補助ロボット１０で経路を探索および生成するようにしているが、他の実施例では、目的地までの移動経路情報をネットワーク８０から取得するようにしてもよい。たとえば、現在地と目的地の情報をネットワーク８０上の経路探索用サーバに送信して、当該サーバが地図データに基づいて現在地から目的地までの経路の探索および生成を行って、当該移動経路情報を歩行補助ロボット１０に送信するようにしてもよい。なお、プラットフォーム８２に上記経路探索用サーバとしての機能を備えさせてもよい。この場合、プラットフォーム８２は歩行補助ロボット１０の現在地だけでなく目的地も把握することができる。 In step S5 of FIG. 5, a route from the current location to the destination is searched based on map data including information related to the search route, travel route information is generated, and stored in the
そして、ステップＳ７で移動処理を実行する。これによって、作成した経路に沿って歩行者と共に移動する。この移動処理では、歩行者と当該歩行補助ロボット１０との位置関係を所定の範囲内に保つように位置調整を行いながら、経路に沿う方向に一定距離だけ進む移動が行われ、当該移動処理を繰返すことによって目的地まで歩行者を誘導する。この移動処理の動作の一例が図７に示される。 And a movement process is performed by step S7. Thereby, it moves with the pedestrian along the created route. In this movement process, the position is adjusted so that the positional relationship between the pedestrian and the walking assist
移動処理を開始すると、ステップＳ４１で、たとえば触覚センサ４８、カメラ４４および音声、またはプラットフォーム８２を用いて、歩行者の位置を確認する。具体的には、触覚センサ４８からの触覚情報に基づいて歩行者が歩行補助ロボット１０に触っているか否かを判定し、反応がある場合には歩行者が歩行補助ロボット１０から離れていない、つまり、当該ロボット１０の声が届く範囲内に存在していることが確認できる。また、顔サーボモータ７８および首サーボモータ７６を制御してカメラ４４で全方向を撮影することによって取得した画像データに基づいて歩行者の特徴（予め設定しておいた服の色など）の検出を行う。歩行者の特徴が検出される場合には当該歩行者が歩行補助ロボット１０から離れていないことが確認できる。また、スピーカ３４からの音声出力によって歩行者の名前を呼びかけたり話しかけたりして、歩行者からの応答をマイク４６で取得した音声データから検出する。応答が検出される場合には当該歩行者が歩行補助ロボット１０から離れていないことが確認できる。または、プラットフォーム８２に歩行者の識別情報を含む要求を送信して、プラットフォーム８２から当該歩行者の現在地を示す位置データを取得する。そして、当該歩行補助ロボット１０の現在地と歩行者の現在地から両者の距離を算出し、当該算出距離が所定の閾値以下であるか否かを判定する。なお、所定の閾値は、たとえば当該ロボット１０の出力音声が届く最大距離を実験によって計測することで得られる。なお、ステップＳ４１では、距離センサ２２で歩行者との距離を計測するようにしてもよい。または、後述する他の実施例のような歩行者位置検出処理（図９）を実行してもよい。 When the movement process is started, in step S41, for example, the position of the pedestrian is confirmed by using the
次に、ステップＳ４３で、歩行者が当該歩行補助ロボット１０の声の届く範囲内に存在しているか否かを判定し、“ＮＯ”であれば、ステップＳ４５で歩行者の近隣に移動する。たとえば、プラットフォーム８２から取得した歩行者の現在地、当該ロボット１０の現在地および向き（進行方向）等から、歩行者の近隣に設定した目標位置へ向かうための方向と距離とを算出する。そして、当該算出した方向および距離の移動を行うための制御データを生成し、当該制御データをモータドライバ７２および７４に与えて、後輪モータ１６および前輪モータ１４の回転を制御する。これによって、ユーザと離れないように位置関係を調整することができるので、ユーザを連れて移動することができる。ステップＳ４５を終了すると処理はステップＳ４１に戻って歩行者の位置を確認する。 Next, in step S43, it is determined whether or not the pedestrian is within the range where the voice of the walking assist
一方、ステップＳ４３で“ＹＥＳ”であれば、つまり、歩行者が歩行補助ロボット１０の近くに存在している場合には、作成した経路に沿った一定距離Ａの移動を行う。具体的には、ステップＳ４７で、上述のステップＳ１と同様にして、プラットフォーム８２またはＧＰＳ等から歩行補助ロボット１０の現在地を取得する。続いて、ステップＳ４９で、現在地の位置データと作成した経路データに基づいて当該経路に沿う方向を計算し、当該方向へ一定距離Ｂだけ移動する。具体的には、算出した方向および一定距離Ｂの移動を行うための制御データを生成し、当該制御データをモータドライバ７２および７４に与えて、後輪モータ１６および前輪モータ１４の回転を制御する。なお、制御データの生成では、設定された移動速度も考慮される。移動速度はデフォルトであってもよいが、たとえば、ユーザの発話またはタッチパネル操作によって予め複数の候補から選択されたり入力されたりしてもよい。また、一定距離ＡおよびＢの値は適宜に設定される。ただし、距離Ｂの値は距離Ａの値よりも小さい。そして、ステップＳ５１で、歩行補助ロボット１０は今回の移動処理を開始してから一定距離Ａだけ移動したか否かを判定する。ステップＳ５１で“ＮＯ”であれば処理はステップＳ４７へ戻り、一方、“ＹＥＳ”であればこの移動処理を終了して、処理は図５のステップＳ９へ戻る。このようにして、距離Ｂの移動ごとに経路に沿うように移動方向が決められ、当該方向への移動が行われる。また、移動処理が開始されるたびに、歩行者の位置が確認され、離れている場合には歩行補助ロボット１０は歩行者に近付いて、位置調整を行う。 On the other hand, if “YES” in the step S43, that is, if the pedestrian is present in the vicinity of the walking assist
図５のステップＳ９では、目的地に到着したか否かが判定される。たとえば、ＧＰＳまたはプラットフォーム８２等の環境インフラから現在地の位置データを取得して、現在地の位置データと目的地の位置データとが一致するか否かを判定する。現在地が目的地から所定距離内であれば両者は一致すると判定してよい。ステップＳ９で“ＮＯ”であれば、処理はステップＳ７へ戻って再び移動処理を行う。 In step S9 of FIG. 5, it is determined whether the destination has been reached. For example, the current location data is acquired from environmental infrastructure such as GPS or
このようにして、目的地に到着するまでは、距離Ａの移動ごとに歩行者の位置が確認されるとともに、距離Ｂの移動ごとに経路に沿った方向が決められて移動が行われる。したがって、この実施例によれば、歩行者を連れて移動することができるとともに、歩行者を目的地まで正確に誘導することができる。 In this way, the position of the pedestrian is confirmed for each movement of the distance A and the direction along the route is determined for each movement of the distance B until the arrival at the destination. Therefore, according to this embodiment, while being able to move with the pedestrian, the pedestrian can be accurately guided to the destination.
なお、移動速度は一定にされてもよいが、他の実施例では、歩行者に合わせて移動速度を調整するようにしてもよい。たとえば、歩行者の状態（位置および姿勢など）の変化や歩行者と歩行補助ロボット１０との距離の変化などに応じて、速度が調整されてよい。 In addition, although a moving speed may be made constant, in another Example, you may make it adjust a moving speed according to a pedestrian. For example, the speed may be adjusted according to a change in a pedestrian's state (position and posture, etc.), a change in the distance between the pedestrian and the walking assist
図８には速度調整処理の動作の一例が示される。この速度調整処理は、たとえば、一定時間ごとに他の処理（移動処理）と並列的に実行されてもよいし、図５のステップＳ７の移動処理の終了後に実行されてもよいし、所定の距離の移動ごとに実行されてもよい。 FIG. 8 shows an example of the operation of the speed adjustment process. This speed adjustment processing may be executed in parallel with other processing (movement processing) at regular intervals, for example, or may be executed after the completion of the movement processing in step S7 in FIG. It may be executed for each movement of the distance.
速度調整処理を開始すると、ステップＳ６１で、歩行者位置検出処理が実行され、当該歩行補助ロボット１０と一緒に移動している人の位置が検出される。この歩行者位置検出処理の動作の一例が図９に示される。 When the speed adjustment process is started, a pedestrian position detection process is executed in step S61, and the position of the person moving with the walking assist
図９のステップＳ９１で、タグリーダ６６を用いて周囲を計測し、歩行者に装着されるタグ９２の検出を試みる。歩行者に装着されるタグ９２は、たとえばパッシブ型の無線タグであり、タグリーダ６６の放つ電波で駆動されて、識別情報を発信する。この種のタグの交信可能範囲はたとえば１ｍ程度の短距離であり、したがって、ここでは短距離で反応する無線タグが検出され得る。 In step S91 of FIG. 9, the circumference is measured using the
次に、ステップＳ９３で、対象としている人のＩＤが存在するか否かを判定する。つまり、歩行者のＩＤを検出できたか否かを判断する。歩行者の所持するタグ９２の識別情報すなわちＩＤは、当該歩行者の識別情報に対応付けて、予めまたは移動前に歩行補助ロボット１０に登録される。あるいは、タグ９２は、歩行者の識別情報を発信してもよい。ステップＳ９３で“ＮＯ”であれば、つまり、歩行者が近くにいない場合には、ステップＳ９５で、音声発話によって、対象としている人の名前を呼びかける。たとえば、歩行者の名前は、移動前にタッチパネル操作等によって歩行補助ロボット１０に登録されている。当該名前を発音する合成音声データが生成されて当該名前の音声が出力される。これによって、歩行者を歩行補助ロボット１０の方へ近付けさせる。ステップＳ９５を終了すると処理はステップＳ９１に戻る。 Next, in step S93, it is determined whether or not the ID of the target person exists. That is, it is determined whether or not the pedestrian ID has been detected. The identification information of the
一方、ステップＳ９３で“ＹＥＳ”であれば、つまり、歩行者が当該歩行補助ロボット１０の近距離範囲内に存在している場合には、ステップＳ９７で、触覚センサ４８からの触覚情報を取得して、触覚センサ４８が触られているか否かを判定する。 On the other hand, if “YES” in the step S93, that is, if the pedestrian is present within the short distance range of the walking assist
なお、タグリーダ６６で歩行者のＩＤを検出した場合には、当該歩行者ＩＤをネットワーク８０を介してプラットフォーム８２に送信し、人位置情報ＤＢ８２ｂに当該歩行者の位置を記録させるようにしてよい。 When the
ステップＳ９７で“ＹＥＳ”であれば、つまり、歩行者が歩行補助ロボット１０に触っている場合には、ステップＳ９９で、取得した触覚情報とＨＤＤ５４に記憶されているマップデータとに基づいて、歩行補助ロボット１０に触れている歩行者の位置および姿勢を推定する。 If “YES” in the step S97, that is, if the pedestrian is touching the walking assist
続いて、ステップＳ１０１で、推定した位置および姿勢から当該歩行者の顔の位置を推定して、当該顔の位置をカメラ４４で確認する。具体的には、推定した顔の位置にカメラ４４を向けるための制御データを生成し、当該制御データをサーボコントローラ６８および７０に与えて、首サーボモータ７６および顔サーボモータ７８の回転を制御し、球体４２すなわちカメラ４４を当該顔の位置へ向ける。そして、カメラ４４からの画像データを取得して、当該画像データに基づいて歩行者の顔（たとえば肌色領域あるいは顔の特徴）の検出を試みる。 Subsequently, in step S101, the position of the face of the pedestrian is estimated from the estimated position and posture, and the position of the face is confirmed by the
そして、ステップＳ１０３で、歩行者が推定位置に存在するか否かを判断する。このステップＳ１０３で“ＮＯ”であれば、つまり、触覚情報から推定した位置に歩行者が存在していない場合には、処理はステップＳ１０５へ進む。一方、ステップＳ１０３で“ＹＥＳ”であれば、処理はステップＳ１０９へ進む。また、ステップＳ９７で“ＮＯ”であれば、つまり、歩行者が歩行補助ロボット１０に触れていない場合には、処理はステップＳ１０５へ進む。 In step S103, it is determined whether a pedestrian is present at the estimated position. If “NO” in this step S103, that is, if a pedestrian is not present at the position estimated from the tactile information, the process proceeds to a step S105. On the other hand, if “YES” in the step S103, the process proceeds to a step S109. If “NO” in the step S97, that is, if the pedestrian is not touching the walking assist
ステップＳ１０５では、カメラ４４などで歩行補助ロボット１０の周囲３６０度全てを計測する。たとえば、サーボコントローラ６８を用いて首サーボモータ７６を制御してヨー軸Ａ周りで操作部３６を回転して後方に向ける。そして、サーボコントローラ７０を用いて顔サーボモータ７８を制御してヨー軸Ｂおよびピッチ軸Ｃ周りで球体４２すなわちカメラ４４の向きを変化させながら、歩行補助ロボット１０の後方の全範囲を撮影する。さらに、サーボコントローラ６８を用いて首サーボモータ７６を制御してヨー軸Ａ周りで操作部３６を回転して前方に向けて、その後同様に球体４２の向きを変化させながら、歩行補助ロボット１０の前方の全範囲を撮影する。 In step S105, all 360 degrees around the walking assist
続いて、ステップＳ１０７で、撮影した画像データに基づいて、対象としている人の特徴と合致する人の位置を検出する。タグ９２の検出により歩行者が当該歩行補助ロボットの近くに存在していることは確認されているので、全方向の撮影によって歩行者の位置を検出することが可能である。対象としている人すなわち歩行者の特徴はたとえばその服の色であってよい。当該特徴は、たとえば、移動前にカメラ４４で撮影することによってＨＤＤ５４またはＲＡＭ５２に記憶されてよい。全方向の画像のうち特徴の検出された画像が撮影されたときの各軸のサーボモータの回転角度、および当該画像における特徴の位置などから、人の位置を特定する。 Subsequently, in step S107, based on the captured image data, the position of a person that matches the characteristics of the target person is detected. Since it is confirmed by the detection of the
続くステップＳ１０９では、検出した位置に当該歩行補助ロボット１０の顔すなわち球体４２を向けて、音声発話により話しかける。そして、ステップＳ１１１で、検出した位置に対象としている人が存在するか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０９における顔を向けての話しかけに対して、歩行者から所定の反応があったか否かを判定する。顔を向けられて話しかけられたとき、人間は何らかの反応を返すことが予期されるので、当該予期される反応の認識を行う。代表的には、話しかけに対する発話があったか否かをマイク４６から取得したデータに基づいて判定する。ステップＳ１１１で“ＮＯ”であれば、顔を向けた位置には歩行者が存在していないと考えられるので、処理はステップＳ１０５に戻って人の位置の検出からやり直す。一方、ステップＳ１１１で“ＹＥＳ”であれば、人の位置を確認できたのでこの歩行者位置検出処理を終了して、処理は図８のステップＳ６３に戻る。 In the subsequent step S109, the face of the walking assist
続いて、図８のステップＳ６３で、触覚センサ４８から取得した触覚情報に基づいて触覚センサ４８に反応があるか否かを判定する。ステップＳ６３で“ＹＥＳ”であれば、つまり、歩行者が歩行補助ロボット１０に触れている場合には、ステップＳ６５で、触覚センサ４８の出力とマップから推定される歩行者の位置および姿勢を、たとえば現時刻に対応付けてＲＡＭ５２に記録する。これによって、歩行者の位置および姿勢について、所定回数分の履歴（少なくとも今回と前回）を記録する。そして、ステップＳ６７で、歩行者の位置および姿勢の変化が激しいか否かを判定する。歩行者の歩行ペースと歩行補助ロボット１０の移動ペースとが合っていない場合には、歩行補助ロボット１０に触れている歩行者は、歩行補助ロボット１０に近付き過ぎたり遠ざかり過ぎたりして、その位置および姿勢を大きくまたは頻繁に変えることになると考えられる。したがって、ここでは、歩行者の歩行補助ロボット１０に対する触行動に基づいて推定される位置および姿勢の変化に着目して、速度変更の必要性を判定している。 Subsequently, in step S63 of FIG. 8, it is determined whether or not there is a response to the
ステップＳ６７で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ６９で速度変更処理を実行し、“ＮＯ”であれば、ステップＳ７１で現在の移動速度を維持する。ステップＳ６９の速度変更処理の動作は後述される。 If “YES” in the step S67, a speed changing process is executed in a step S69, and if “NO”, the current moving speed is maintained in a step S71. The operation of the speed change process in step S69 will be described later.
一方、ステップＳ６３で“ＮＯ”であれば、つまり、歩行者が歩行補助ロボット１０に触れていない場合には、ステップＳ７３で、距離センサ２２などによって歩行者との距離を計測して、当該距離をたとえば現時刻に対応付けてＲＡＭ５２に記録する。ステップＳ６１の歩行者位置検出処理で歩行者の位置が検出されているので、当該歩行者の位置に向けられている距離センサ２２からの計測データを元に距離を記録する。これによって、歩行者と歩行補助ロボット１０との距離について、所定回数分の履歴（少なくとも今回と前回）を記録する。そして、ステップＳ７５で、歩行者との距離が変化しているか否かを判断する。歩行者の歩行ペースと歩行補助ロボット１０の移動ペースとが合っていない場合には、歩行者は、歩行補助ロボット１０に近付いたり遠ざかったりして、両者間の距離が変化することになると考えられる。したがって、ここでは、歩行者と歩行補助ロボット１０との距離の変化に着目して、速度変更の必要性を判定している。 On the other hand, if “NO” in the step S63, that is, if the pedestrian is not touching the walking assist
ステップＳ７５で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ６９で速度変更処理を実行し、“ＮＯ”であれば、ステップＳ７７で現在の移動速度を維持する。ステップＳ６９の速度変更処理の動作は後述される。ステップＳ７１、Ｓ７７またはＳ６９を終了すると、この速度調整処理を終了する。 If “YES” in the step S75, a speed changing process is executed in a step S69, and if “NO”, the current moving speed is maintained in a step S77. The operation of the speed change process in step S69 will be described later. When step S71, S77 or S69 ends, the speed adjustment processing ends.
ステップＳ６９の速度変更処理の動作の一例が図１０に示される。図１０のステップＳ１２１で、対象としている人に向けて、たとえば「ゆっくり移動しますか？」と発話する。具体的には、図９の歩行者位置検出処理におけるステップＳ１０９と同様に、当該位置に顔すなわち球体４２を向けるとともに、上記音声をスピーカ３４から出力する。 An example of the operation of the speed change process in step S69 is shown in FIG. In step S121 of FIG. 10, for example, “Do you move slowly?” Is spoken toward the target person. Specifically, similarly to step S109 in the pedestrian position detection process of FIG. 9, the face, that is, the
続いて、ステップＳ１２３で、上記発話に対して肯定する返答が得られたか否かを、マイク４６からの音声入力データの音声認識によって判定する。ステップＳ１２５で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ１２５で移動速度を減少する。たとえば、現在の移動速度の値から一定値だけ減算して、当該新たな移動速度をＲＡＭ５２に記憶する。 Subsequently, in step S123, it is determined by voice recognition of voice input data from the
一方、ステップＳ１２３で“ＮＯ”であれば、つまり、否定的な返答が得られた場合、または一定時間経過しても返答が得られなかった場合等には、ステップＳ１２７で、対象としている人に向けて、たとえば「はやく移動しますか？」と発話する。そして、ステップＳ１２９で、上記発話に対して肯定する返答が得られたか否かを判定する。ステップＳ１２９で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ１３１で移動速度を増加する。たとえば、現在の移動速度の値に一定値を加算し、当該新たな移動速度をＲＡＭ５２に記憶する。 On the other hand, if “NO” in the step S123, that is, if a negative response is obtained, or if a response is not obtained even after a lapse of a certain time, the target person in the step S127. For example, say "Do you want to move quickly?" In step S129, it is determined whether or not an affirmative reply has been obtained for the utterance. If “YES” in the step S129, the moving speed is increased in a step S131. For example, a fixed value is added to the current moving speed value, and the new moving speed is stored in the
また、ステップＳ１２９で“ＮＯ”であれば、つまり、否定的な返答が得られた場合、または一定時間経過しても返答が得られなかった場合には、ステップＳ１３３で現在の移動速度を維持する。ステップＳ１２５、Ｓ１３１またはＳ１３３を終了すると、この速度変更処理を終了する。このようにして、歩行補助ロボット１０と歩行者とのコミュニケーションによって、簡単に速度を変更することができる。 If “NO” in the step S129, that is, if a negative response is obtained, or if a response is not obtained even after a predetermined time has passed, the current moving speed is maintained in the step S133. To do. When step S125, S131, or S133 ends, the speed change process ends. In this way, the speed can be easily changed by communication between the walking assist
したがって、図８の速度調整処理によれば、歩行者の状態を見ながら歩行ペースを調整することができるので、歩行者を連れて歩行者に合わせたペースで移動することができる。 Therefore, according to the speed adjustment process of FIG. 8, the walking pace can be adjusted while looking at the state of the pedestrian, so that the pedestrian can be moved at a pace that matches the pedestrian.
また、上述の各実施例の歩行補助ロボット１０には座部２４を設けて、移動に疲れた歩行者が当該歩行補助ロボット１０の移動を停止させて、当該座部２４に座って休憩することができるようにしている。つまり、座部２４は、人間を搭乗させて移動させるためのものではなく、歩行補助ロボット１０を休憩用椅子として機能させる。したがって、他の実施例では、ユーザが歩行補助ロボット１０を椅子として扱って座部２４に腰掛けたときには、目的地への移動などの長距離移動を自動的にキャンセルするようにしてよい。この機能を実現するための休止処理の動作の一例が図１１に示される。この休止処理は、たとえば、図５の誘導処理と並列的に、一定時間ごとに実行される。 In addition, the walking assist
図１１のステップＳ１５１では、距離センサ２２や圧力センサ等で椅子上を計測する。たとえば、この実施例の歩行補助ロボット１０では、座部２４の上方をセンシングするように、支柱２６などにおける適宜な位置に距離センサ２２が設置される。したがって、当該座部２４上をセンシングする距離センサ２２からのデータを取得する。また、座部２４に圧力センサまたは接触センサ等を設置し、座部２４上に物体が置かれたことを検知するようにしてもよい。この場合、当該圧力センサ等からの出力データを取得する。あるいは、上述の触覚センサ４８を座部２４の上面にも設けるようにしてもよい。この場合、触覚センサ４８からの出力データを取得して、当該データから座部２４上のセンサデバイスのデータを取得する。 In step S151 in FIG. 11, the chair is measured by the
そして、ステップＳ１５３で、計測したデータに基づいて、椅子上に物体が存在するか否かを判定する。なお、距離センサ２２の場合には、計測された物体までの距離が座部２４の上方の範囲内であるか否かを判定する。ステップＳ１５３で“ＮＯ”であれば、座部２４上に物体がないので、そのままこの休止処理を終了する。 In step S153, it is determined whether an object exists on the chair based on the measured data. In the case of the
一方、ステップＳ１５３で“ＹＥＳ”であれば、つまり、座部２４上に何らかの物体が存在する場合には、当該座部２４上の物体がユーザであるか否かを確認するために、ステップＳ１５５で歩行者位置検出処理を実行する。この歩行者位置検出処理は上述の図９と同じ処理であってよい。つまり、触覚センサ４８に基づく位置および姿勢の推定、カメラ４４による位置検出、および音声発話に基づく確認などによって位置が検出される。 On the other hand, if “YES” in the step S153, that is, if any object exists on the
そして、ステップＳ１５７で、検出位置は椅子の上であったか否かを判定する。ステップＳ１５７で“ＮＯ”であれば、つまり、座部２４上に物体はあるが、ユーザではない場合には、そのままこの休止処理を終了する。したがって、座部２４上にカバンや手荷物などを載せて移動することが可能である。 In step S157, it is determined whether or not the detection position is on the chair. If “NO” in the step S157, that is, if there is an object on the
一方、ステップＳ１５７で“ＹＥＳ”であれば、つまり、座部２４にユーザが座っている場合には、ステップＳ１５９で、長距離移動をキャンセルするとともに、回転および短距離移動のみを許可する。たとえば、ＲＡＭ５２上に設けた長距離移動キャンセルフラグをオンにする。これによって、図７の移動処理では、ステップＳ４９の一定距離Ｂの移動処理が実行されない。たとえば、ステップＳ４９の前などで、長距離移動キャンセルフラグの判定を行い、当該フラグがオフのときに処理をステップＳ４９へ進め、当該フラグがオンのときには処理をステップＳ５１に進めるようにしてもよい。あるいは、移動処理のプログラムの実行を中断するようにしてもよい。また、長距離移動キャンセルフラグがオンである場合には、回転と短距離（たとえば３０ｃｍ程度）の移動の実行は許可される。これによって、たとえば、その場で回転して、歩行補助ロボット１０の向き（進行方向）を変えることが可能である。また、人や物体が近付いて来たことが距離センサ２２等の出力データに基づいて検出された場合等には、当該人や物体を回避することができる。ステップＳ１５９を終了するとこの休止処理を終了する。なお、図１１では省略したが、長距離移動キャンセルフラグがオンである場合において、座部２４上にユーザが検出されなくなったときには、長距離移動キャンセルフラグをオフにする。これによって、図７の移動処理が再開される。このように、休止処理を実行することによって、座部２４上に座らせてユーザにその場で休憩をしてもらうことができる。しかも、ユーザが座部２４に座っているときには、長距離移動が実行されないようにしているので、ユーザを搭乗させた状態で長距離たとえば目的地まで移動するような危険を回避できる。 On the other hand, if “YES” in the step S157, that is, if the user is sitting on the
また、プラットフォーム８２には付属位置情報ＤＢ８２が設けられるので、他の実施例では、移動時に経路上の特徴や問題点などの情報を歩行者に提供するようにしてもよい。この機能を実現するための警告処理（情報提供処理）の動作の一例が図１２に示される。この警告処理は、図５のステップＳ７の移動処理と並列的に、一定時間ごとに実行されてよい。あるいは、図７の移動処理のステップＳ４９の一定距離Ｂの移動ごとに、この警告処理を他の処理と並列的に実行するようにしてもよい。 In addition, since the attached
警告処理を開始すると、図１２のステップＳ１７１で、プラットフォーム８２またはＧＰＳ等に基づく現在地を取得する。なお、図７の移動処理のステップＳ４７で現在地がＲＡＭ５２に取得されているので、当該現在地の位置データを読み出すようにしてよい。 When the warning process is started, the current location based on the
次に、ステップＳ１７３で、現在地に付随する情報をプラットフォーム８２に問い合わせる。具体的には、現在地の位置データを含む問い合わせデータをネットワーク８０を介してプラットフォーム８２に送信する。これに応じて、プラットフォーム８２は、受信した位置データを条件として位置付属情報ＤＢ８２ｃを検索する。プラットフォーム８２は、当該位置データに対応付けられた情報が登録されている場合には、当該情報を位置付属情報ＤＢ８２ｃから読み出して、歩行補助ロボット１０にネットワーク８０を介して返信する。一方、当該位置に付随する情報が登録されていない場合には、プラットフォーム８２は、たとえば付随情報なしを示すデータを返信する。 Next, in step S173, the
続いて、ステップＳ１７５で、付随情報（付属情報）ありか無しかを判定する。“ＮＯ”であれば、つまり、付随情報なしを示すデータをネットワーク８０を介して受信した場合には、そのままこの警告処理を終了する。 Subsequently, in step S175, it is determined whether or not accompanying information (attached information) is present. If “NO”, that is, if data indicating no accompanying information is received via the
一方、ステップＳ１７５で“ＹＥＳ”であれば、つまり、プラットフォーム８２からの付随情報を受信した場合には、ステップＳ１７７で、受信した現在地に付随する情報をＲＡＭ５２に取得する。この付随情報は、上述のように、画面表示用のデータと音声出力用のデータであってよい。 On the other hand, if “YES” in the step S175, that is, if accompanying information from the
続いて、ステップＳ１７９で、歩行者位置検出処理を実行する。なお、この歩行者位置検出処理は図９の処理と同じであってよい。だたし、図８の速度調整処理も同時に実行されるような実施例では、速度調整処理のステップＳ６１の歩行者位置検出処理で検出された位置を使用することができる。 Then, a pedestrian position detection process is performed at step S179. In addition, this pedestrian position detection process may be the same as the process of FIG. However, in the embodiment in which the speed adjustment process of FIG. 8 is also executed at the same time, the position detected in the pedestrian position detection process in step S61 of the speed adjustment process can be used.
そして、ステップＳ１８１で、顔、すなわち、操作部３６の球体４２およびＬＣＤ３８の設けられた面を、検出された歩行者の位置に向けて、現在地に付随する情報を提供する。具体的には、当該情報の音声をスピーカ３４から出力し、当該情報を示す画面をＬＣＤ３８に表示する。ステップＳ１８１を終了するとこの警告処理を終了する。このようにして、経路上を移動中に、歩行者に提供すべき情報、たとえば特徴、問題点、注意事項などが登録されている地点にさしかかったときには、当該情報が出力される。したがって、歩行者の注意を喚起することができ、安全に目的地まで誘導することができる。 In step S181, the face, that is, the surface on which the
なお、環境埋め込み型情報発信機器８６が位置付属情報を発信している場合には、当該情報発信機器８６から読み取った当該付属情報に基づいて、当該付属情報の提供を行うようにしてよい。 If the environment-embedded
また、上述の各実施例では、図５のステップＳ９で目的地に到着したと判定されたときに誘導を終了するようにしていた。しかし、他の実施例では、目的地が博物館、店舗などのような建物や屋内を有する施設等であった場合には、当該目的地に到着後に、屋内の誘導処理を実行するようにしてもよい。この機能を実現するための屋内誘導処理の動作の一例が図１３に示される。この屋内誘導処理は、図５のステップＳ９で“ＹＥＳ”と判定された場合に実行される。 In each of the above-described embodiments, the guidance is terminated when it is determined in step S9 in FIG. 5 that the vehicle has arrived at the destination. However, in another embodiment, when the destination is a building or a facility having an indoor structure such as a museum or a store, an indoor guidance process may be executed after arrival at the destination. Good. An example of the operation of the indoor guidance process for realizing this function is shown in FIG. This indoor guidance process is executed when “YES” is determined in step S9 of FIG.
屋内誘導処理を開始すると、ステップＳ１９１で、到着した目的地が建物であるか否かを判定する。建物を示すデータは、経路を作成するための地図データ等に予め登録しておくようにしてもよい。あるいは、プラットフォーム８２やネットワーク８０上の他の装置等に問い合わせするなどしてもよい。ステップＳ１９１で“ＮＯ”であれば、つまり、目的地の位置に建物が登録されていない場合には、そのままこの屋内誘導処理を終了する。 When the indoor guidance process is started, it is determined in step S191 whether or not the arrival destination is a building. Data indicating a building may be registered in advance in map data or the like for creating a route. Alternatively, inquiries may be made to other devices on the
一方、ステップＳ１９１で“ＹＥＳ”であれば、ステップＳ１９３で、図５のステップＳ１と同様にして、プラットフォーム８２またはＧＰＳ等から現在地を取得する。続いてステップＳ１９５で、ネットワーク８０から当該建物内の地図情報を取得する。ネットワーク８０には、当該建物内の無線ＬＡＮアクセスポイント８４等からアクセスすることができる。たとえば、ネットワーク８０上には、建物内の地図情報を提供するサーバが設けられていて、当該サーバに建物の識別情報等を送信することによって当該屋内の検索用経路情報を含む屋内地図情報を取得することができる。あるいは、当該屋内の地図情報を予めＨＤＤ５４に、記憶媒体やネットワーク８０を介して上記サーバ等から取得しておいてもよい。 On the other hand, if “YES” in the step S191, the current location is acquired from the
そして、ステップＳ１９７で当該建物内の目的地を設定するための目的地入力処理を実行する。この処理は図６の処理と同様であり、音声入力やタッチパネル操作で目的地を設定できる。なお、この建物内のある場所を目的地に設定する処理は、屋外のある場所や建物などを目的地として設定する図６の目的地入力処理において、当該目的地が建物か否かの判定を行い、当該目的地が建物であると判定される場合に、続けて実行するようにしてもよい。 In step S197, a destination input process for setting a destination in the building is executed. This process is the same as the process of FIG. 6, and the destination can be set by voice input or touch panel operation. Note that the process of setting a certain place in the building as the destination is performed by determining whether or not the destination is a building in the destination input process of FIG. 6 in which a certain place or building outside is set as the destination. If it is determined that the destination is a building, it may be executed continuously.
続いて、ステップＳ１９９で、図５のステップＳ５と同様にして、当該建物内の経路に関する情報を含んだ屋内地図情報に基づいて現在地から目的地までの経路を探索して、屋内の移動経路情報を生成しＲＡＭ５２記憶する。なお、他の実施例では、ネットワーク８０上の他の装置に屋内目的地等の情報を送信して、当該他の装置で作成された屋内の移動経路情報を取得するようにしてもよい。 Subsequently, in step S199, as in step S5 of FIG. 5, a route from the current location to the destination is searched based on indoor map information including information related to the route in the building, and indoor movement route information is obtained. Is generated and stored in the
そして、ステップＳ２０１で、移動処理を実行する。この移動処理は、図７の処理と同様である。ただし、屋内だとＧＰＳ信号の受信が困難であるので、現在地は、プラットフォーム８２または屋内の埋め込み型情報発信機器８６等から取得される。ステップＳ２０３で目的地に到着したと判定されるまで、移動処理を繰返し実行し、ステップＳ２０３で“ＹＥＳ”であればこの屋内誘導処理を終了する。このようにして、屋内でも目的地までユーザを連れて誘導することができる。歩行補助ロボット１０が屋内のみで使用される場合には、図５の屋外の誘導処理に代えてこの屋内誘導処理を初めから実行すればよい。 In step S201, a movement process is executed. This movement process is the same as the process of FIG. However, since it is difficult to receive GPS signals indoors, the current location is acquired from the
また、上述の各実施例の歩行補助ロボット１０とプラットフォーム８２とを含むシステムでは、ネットワーク８０に接続されたＰＣ９４によって、歩行補助ロボット１０や歩行者が現在どこにいるのかを確認することができる。図１４には、当該ＰＣ９４のロボット位置確認処理の動作の一例が示される。 Further, in the system including the walking assist
図１４のステップＳ２１１では、ＰＣ９４のユーザ操作によって入力される歩行補助ロボット１０のＩＤ（識別情報）を取得する。たとえば、ＰＣ９４の画面にはＩＤ入力画面が表示されており、当該画面では、当該ＰＣ９４のユーザ、すなわち、歩行補助ロボット１０と散歩や買い物などの出掛けている歩行者の家族などは、キーボードやマウスなどの入力装置を操作して、当該歩行補助ロボット１０のＩＤを入力することができる。 In step S211 of FIG. 14, the ID (identification information) of the walking assist
次に、ステップＳ２１３で、入力された歩行補助ロボット１０のＩＤをプラットフォーム８２にネットワーク８０を介して送信する。これに応じて、プラットフォーム８２は、ロボット位置情報ＤＢ８２ａを検索して、当該ＩＤに対応づけられた位置データを読み出し、ＰＣ９４に当該位置データをネットワーク８０を介して返信する。これに応じて、ＰＣ９４は、ステップＳ２１５で、歩行補助ロボット１０の位置データをプラットフォーム８２から受信して記憶する。 Next, in
そして、ステップＳ２１７で、歩行補助ロボット１０の位置を地図などの背景を伴ってＰＣ９４のディスプレイに表示する。歩行補助ロボット１０の位置は、たとえば当該ロボットを示すアイコンを用いて地図上に表示されてよい。 In step S217, the position of the walking assist
なお、歩行補助ロボット１０の現在地とともに歩行者の現在地も一緒に表示するようにしてもよいし、歩行者の現在地のみを表示するようにしてもよい。歩行者の位置は歩行者のＩＤの入力に応じて表示されてもよい。あるいは、プラットフォーム８２で歩行者のＩＤと歩行補助ロボット１０のＩＤとを対応付けて登録しておくことによって、歩行補助ロボット１０のＩＤのみの入力で、歩行者の位置が表示されるようにしてもよい。また、プラットフォーム８２に目的地も登録している場合には、目的地も表示するようにしてもよく、その場合、家族の人等は歩行者の現在地とともに目的地も確認できる。 Note that the current location of the pedestrian may be displayed together with the current location of the walking assist
１０ …歩行補助ロボット
１２ …車輪
１４ …前輪モータ
１６ …後輪モータ
２２ …距離センサ
２４ …座部
３０ …つかみ部
３４ …スピーカ
３６ …操作部（頭部）
３８ …ＬＣＤ
４０ …タッチパネル
４２ …球体（顔）
４４ …カメラ
４６ …マイク
４８ …触覚センサ
５０ …ＣＰＵ
５２ …ＲＡＭ
５４ …ＨＤＤ
５８ …無線通信装置
６２ …ＧＰＳ受信機
６６ …タグリーダ
６８，７０ …サーボコントローラ
７２，７４ …モータドライバ
７６ …首サーボモータ
７８ …顔サーボモータ
８０ …ネットワーク
８２ …ネットワークロボットプラットフォーム
８４ …無線ＬＡＮアクセスポイント
８６ …環境埋め込み型情報発信機器
８８ …他のロボット
９０ …ＧＰＳ衛星
９２ …タグ
９４ …ＰＣDESCRIPTION OF
38 ... LCD
40 ...
44 ...
52 ... RAM
54 HDD
58 ...
Claims (8)
Translated fromJapaneseユーザがつかまることが可能に形成されたつかみ部、および
前記移動機構の移動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段による移動によって前記つかみ部につかまった前記ユーザを動かす、歩行補助ロボット。Self-propelled movement mechanism,
A grip portion formed so that a user can grip, and a control means for controlling the movement of the moving mechanism,
A walking assist robot that moves the user grasped by the grip portion by movement by the control means.
現在地の位置情報を環境インフラを利用して取得する現在地取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記現在地取得手段によって取得された前記現在地および前記第１目的地取得手段によって取得された前記目的地に基づいて生成された経路情報によって前記移動を制御する、請求項１記載の歩行補助ロボット。A first destination acquisition means for acquiring a destination based on the user's uttered voice or operation; and a current location acquisition means for acquiring location information of the current location using an environmental infrastructure,
The said control means controls the said movement by the route information produced | generated based on the said present location acquired by the said present location acquisition means and the said destination acquired by the said 1st destination acquisition means. Walking assist robot.
前記制御手段は、前記位置検出手段によって検出された前記位置が所定の範囲内でないとき、当該位置に近付ける位置調整手段を含む、請求項１または２記載の歩行補助ロボット。Further comprising position detecting means for detecting the position of the user;
The walking assist robot according to claim 1, wherein the control unit includes a position adjustment unit that approaches the position when the position detected by the position detection unit is not within a predetermined range.
前記制御手段は、前記推定手段によって推定された前記位置および姿勢の変化に応じて移動速度を調整する第１速度調整手段を含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の歩行補助ロボット。Including estimation means for estimating the position and posture of the user based on tactile information acquired by a tactile sensor provided on the body surface and a map stored in the storage means,
4. The walking assist robot according to claim 1, wherein the control unit includes a first speed adjustment unit that adjusts a moving speed according to a change in the position and posture estimated by the estimation unit. 5.
前記制御手段は、前記距離検出手段によって検出された前記距離の変化に応じて移動速度を調整する第２速度調整手段を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の歩行補助ロボット。A distance detecting means for detecting a distance to the user;
5. The walking assist robot according to claim 1, wherein the control unit includes a second speed adjustment unit that adjusts a moving speed according to a change in the distance detected by the distance detection unit.
前記ユーザが座ることが可能に形成された座部をさらに備え、
前記制御手段は、前記位置検出手段によって検出された前記位置が前記座部上である場合に長距離移動をキャンセルし、必要に応じて回転または短距離移動のみを実行する、請求項１ないし５のいずれかに記載の歩行補助ロボット。A walking assist robot including position detecting means for detecting the position of the user;
And further comprising a seat portion formed to allow the user to sit down,
The control means cancels long-distance movement when the position detected by the position detection means is on the seat, and performs only rotation or short-distance movement as necessary. The walking assist robot according to any one of the above.
前記現在地取得手段によって取得された前記現在地の位置情報に付随する情報を出力する情報提供手段をさらに備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の歩行補助ロボット。It is a walking assist robot that includes current location acquisition means for acquiring current location information using environmental infrastructure,
The walking assist robot according to any one of claims 1 to 6, further comprising information providing means for outputting information accompanying position information of the current location acquired by the current location acquiring means.
前記制御手段は、前記第１目的地取得手段によって取得された前記目的地に到達後、前記第２目的地取得手段によって取得された前記屋内目的地と前記現在地とに基づいて生成された屋内の経路情報によって前記移動を制御する、請求項２ないし７のいずれかに記載の歩行補助ロボット。When the destination acquired by the first destination acquisition means is a building, the apparatus further comprises second destination acquisition means for acquiring an indoor destination in the building based on a user's speech or operation,
The control means, after reaching the destination acquired by the first destination acquisition means, an indoor generated based on the indoor destination and the current location acquired by the second destination acquisition means The walking assist robot according to claim 2, wherein the movement is controlled based on route information.
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