ロボットナビゲーションシステム
【課題】ロボットを用い、そのロボットが有する腕部等の案内部の動きで所定の目的地への案内を行うロボットナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】ロボットナビゲーションシステム１００は、目的地Ｔに信号発信装置１２を設置し、信号発信装置１２から発信される信号をユーザＵが携行するロボット１４に受信させて、そのロボット１４の動作によりユーザＵを目的地Ｔへ案内する。ロボット１４は、本体部２１と、２軸回りに回転自在な腕部２３と、信号発信装置１２から発信される信号を検知してその信号の発信元方向および信号発信装置１２までの距離を検出するセンサ部２２と、センサ部２２が検出した信号の発信元方向を指し示し、検出した距離に応じて腕部２３の動作を変化させ、その距離が予め設定された距離よりも短くなったときに腕部２３の動作を停止するように腕部２３の動作を制御する動作制御部２４を有している。
【解決手段】ロボットナビゲーションシステム１００は、目的地Ｔに信号発信装置１２を設置し、信号発信装置１２から発信される信号をユーザＵが携行するロボット１４に受信させて、そのロボット１４の動作によりユーザＵを目的地Ｔへ案内する。ロボット１４は、本体部２１と、２軸回りに回転自在な腕部２３と、信号発信装置１２から発信される信号を検知してその信号の発信元方向および信号発信装置１２までの距離を検出するセンサ部２２と、センサ部２２が検出した信号の発信元方向を指し示し、検出した距離に応じて腕部２３の動作を変化させ、その距離が予め設定された距離よりも短くなったときに腕部２３の動作を停止するように腕部２３の動作を制御する動作制御部２４を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型ロボットを携行したユーザをそのロボットの動作を通して目的地に案内するためのロボットナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人が所望の目的地へ到達するためのナビゲーションシステムとしては、携帯電話のウォークナビゲーションシステムのように、ＧＰＳを利用して現在地から目的地への進路を画面や音声で案内するものが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、ＧＰＳは屋内では利用することができないので、大規模商業施設や病院、イベント会場等の面積の広い建造物内で、所望の部屋やブース等へ移動するためのナビゲーションには適していない。そのため、このような施設では地図の配布や案内係員による説明案内が主流となっているが、常に途中にある目印に注意を払いながら目的地を探さなければならず、労力を必要とする。また、ルートが複雑な場合には、途中で現在地やルートがわからなくなったりすることもある。
【０００４】
そこで近時、ユーザを目的地に案内する手段として自走式ロボットを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、このような自走式ロボットは高価であり、また、目的地までのルートが平坦である必要がある等の制限がある等、汎用性に乏しい。
【０００５】
人が所望の目的地へ到達するためのナビゲーションシステムとしては、乗用車等に搭載されるカーナビゲーションシステムがある。このカーナビゲーションシステムもまたＧＰＳを用いて現在地を特定し、目的地を設定して目的地までのルートを探索、決定し、そのルートにしたがって画像と音声でドライバーをナビゲーションするものである。
【０００６】
しかしながら、例えば、五差路等の変則形状の交差点に差し掛かり、音声が「右斜め方向です」とガイドした場合に、右側に２つの道があって即座にどちらの道が正しいかをドライバーが判断しかねる場合がある。また、細い道に入る場合にも、この道でいいのかどうかをドライバーが判断しかねる場合もある。
【特許文献１】特開２００１−２７５４３号公報（段落［００２２］、［００２５］等）
【特許文献２】特開２００３−３４０７６４号公報（段落［０００２］〜［０００５］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものあり、ロボットを用い、そのロボットの動きの変化を利用してユーザを所定の目的地へ案内するためのロボットナビゲーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係るロボットナビゲーションシステムは、目的地に所定の信号を発信する信号発信装置を設置し、この信号発信装置から発信される信号をユーザが携行するロボットに受信させて、そのロボットを携行したユーザを信号発信装置が設置されている目的地へそのロボットの動作により案内するものであり、このロボットは、本体部と、この本体部に可動に設けられた案内部と、前記信号発信装置から発信される信号を検知してその信号の発信元方向を検出するセンサ部と、このセンサ部が検出した信号の発信元方向を案内し、その際にこのセンサ部が検出した信号内容に応じて前記案内部の動作を変化させ、その信号内容が予め設定された閾値以下のときに前記案内部の動作を停止するように前記案内部の動作を制御する動作制御部を有していることを特徴としている。
【０００９】
また本発明の第２の観点に係るロボットナビゲーションシステムは、ユーザが指定した目的地へロボットの動きを通じてユーザを案内するものであり、現在地を把握するための位置検出部と、所定の目的地を設定するための目的地設定部と、現在地から目的地への到達ルートを検索するためのルート探索部と、このルート探索部が検索した複数のルートから１つのルートを決定するルート決定部と、決定されたルートにしたがった進路方向を指し示すロボットから構成されており、このロボットは、本体部と、少なくとも１軸回りに回転自在に設けられた方向指示部と、目的地に到達するまで進路方向を方向指示部が指し示すように方向指示部の動作を制御する動作制御部とを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロボットが有する腕部等の案内部の動きによりそのロボットを携行したユーザを的確に目的地へと案内することができる。また、ナビゲーション中はロボットの動きに興味や親しみを持つことができるので、利用していて楽しいと感じることができ、従来のように経路途中に余計な注意を払う必要もなくなるというメリットがある。さらに、ロボットの構成が簡単なので安価に構成することができる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に第１の実施形態に係るロボットナビゲーションシステム（以下「システム」と略す）の構成を示す。このシステム１００は、目的地Ｔに信号発信装置１２を設置し、この信号発信装置１２から発信される信号をユーザＵが携行するロボット１４に受信させて、そのロボット１４の動作によりユーザＵを目的地Ｔへ案内するものである。
【００１２】
信号発信装置１２が発信する信号としては、赤外線、超音波、電波（無線電波）等が挙げられる。ロボット１４に、ロボット１４の現在位置から信号発信装置１２までの距離とその方向を同時に検出させるためには、信号発信装置１２から発信させる信号として赤外線を用いることが好ましく、これに対応させてロボット１４には赤外線受信センサを装備すればよい。
【００１３】
図２にロボット１４の構成をより詳細に示す。ロボット１４は、胴体部２１ａおよび頭部２１ｂからなる本体部２１と、信号発信装置１２から発信される信号を検知するセンサヘッド２２ａおよびセンサヘッド２２ａが検知した信号を解析するための信号解析部（ＩＣチップ）２２ｂとからなるセンサ部２２と、胴体部２１ａに設けられた２本の案内部たる腕部２３と、腕部２３を動作させるための駆動機構２３ａと、駆動機構２３ａを制御する動作制御部（ＩＣチップ）２４を有している。
【００１４】
頭部２１ｂは、胴体部２１ａに対して固定されていてもよいし、胴体部２１ａに対して回転可能に構成されていてもよい。図１および図２では、センサヘッド２２ａを頭部２１ｂに設置した構造を示しているが、センサヘッド２２ａは、ユーザＵがロボット１４を手にしたときに通常の持ち方であればその手によって隠れない部位に設置することができる。
【００１５】
信号解析部２２ｂ、腕部２３を動かすための駆動機構２３ａおよび電源（図示せず）、動作制御部２４は、本体部２１の内部に設けられている。本体部２１を構成する材料には特に制限はないが、軽量で生産性に優れる樹脂（例えば、ＡＢＳ系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂等）が好適に用いられる。
【００１６】
センサ部２２は、信号発信装置１２が設置されている場所の方向（信号の発信元方向）と、信号発信装置１２までの距離を同時に検出することができるものが好ましい。また、センサ部２２としては、ユーザＵによるロボット１４の保持状態（例えば、ユーザＵがロボット１４を寝かして保持しているか、立てて保持しているか等）に依存することなく信号を受信することができる全方位センサが好適に用いられる。
【００１７】
このような全方位センサについては、例えば特開２００５−４５３４０号公報に開示されているように、回転自在な遮光部材の内部に受光素子を配置し、かつ、この遮光性部材の側面に光透過性窓を設け、遮光部材の回転位相を検出するとともに、受光素子が得た光信号を増幅してその増幅信号から強度の大きな信号を識別して周期信号を検出し、回転位相と周期信号の差から得られる光線飛来方向を検出するものがある。
【００１８】
腕部２３は、例えば２軸駆動により、ロボット１４の腹面側（図１の紙面上側）のどの方向をも指し示すことができるようになっている。すなわち、図２に示すように、ロボット１４の腹面と平行な面をＸ−Ｙ平面（紙面）、このＸ−Ｙ平面に垂直な方向をＺ方向とすると、腕部２３を動かすための第１回転軸はＺ軸と平行（紙面に垂直）になるように胴体部２１ａに埋設されており、第２回転軸はこの第１回転軸と直交するようにこの第１回転軸の先端に設けられている。第１回転軸をその軸芯回りに回転させることで、腕部２３はＸ−Ｙ平面内の任意の方向を指し示すことができ、第２回転軸をその軸心回りに回転させることで、腕部２３をＸ−Ｙ平面に垂直な一面内で半円を描くように回動させることができる。これら２軸の回転を制御することにより、腕部２３はロボット１４の腹面側の任意の方向を指し示すことができる。
【００１９】
なお、ロボット１４では、腕部２３はロボット１４の背面側を直接的に指し示すことはできない構成となっているが、これは、ユーザＵのロボット１４の持ち方に自由度があること、また、ロボット１４が反応しない場合にはユーザＵはロボット１４の向きを変えたりすることが容易にできること、さらにユーザＵがロボット１４を手にしてロボット１４が指し示す方向へ歩いていく場合にはユーザＵの視覚認識による判断が働くこと等から、腕部２３はある程度の範囲を指し示すことができれば、十分にユーザＵを目的地に向けてナビゲーションすることができることを考慮したものである。
【００２０】
これに対して、腕部２３がロボット１４の腹面側を指していることを明らかにしたい場合には、例えば、腕部２３または頭部２１ｂ等にＬＥＤ等を埋設しておいて、腹面側を指しているときにはそのＬＥＤを無灯火とし、背面側を指しているときにはそのＬＥＤを点灯させる構成としたり、ロボット１４の頭部２１ｂを首回り（頭部２１ｂと胴体部２１ａとを連結する枢軸部材を指す）に回転自在とし、腕部２３が背面側を指す場合には頭部２１ｂが背中側を向くように頭部２１ｂを１８０度回転させるような構成とする等、すればよい。また、腕部２３を関節数が３〜５の多関節構造として、最先端の腕部の長さ方向が指示方向になるという構成にすることもできる。
【００２１】
さらに、腕部２３を胴体部２１ａの側面に設けて、腕部２３がＹ−Ｚ面内で回転自在であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内で半円を描くように回動させるように配置することによっても、ロボット１４の背面側を指し示すことができる。但し、この場合にはＹ−Ｚ面内の方向を除き、片腕のみの指示となる。これは、Ｘ−Ｙ面内の動きでは、必ず一方の腕は本体部２１を指すような動きを強いられるが、そのような動きはできないからである。しかしながら、腕部を多関節構造とすることで容易に両腕での指示を行うことができる構成とすることができる。
【００２２】
動作制御部２４は、センサ部２２が検出した信号内容に応じて腕部２３の動作を変化させ、その信号内容が予め設定された閾値以下のときに腕部２３の動作を停止させる。ここでは、この「信号内容」はロボット１４から信号発信装置１２までの距離を表す受信信号強度であるとし、「閾値」はロボット１４から信号発信装置１２まで距離が予め設定された距離となったときの受信信号の強度し、これらの信号内容は信号解析部２２ｂにより「ロボット１４から信号発信装置１２まで距離」へと変換される。
【００２３】
したがって、動作制御部２４は、センサヘッド２２ａが検出して信号解析部２２ｂが解析した信号の発信元方向を腕部２３が指し示すように、かつ、信号発信装置１２までの距離に応じて腕部２３の動作が変化していくように、腕部２３の動作を制御する。
【００２４】
その具体的な腕部２３の動作例を図３に示す。センサ部２２が信号発信装置１２からの信号を受信していないときには、ロボット１４は何ら反応を示さない（図３の信号未検知状態）。センサ部２２が信号発信装置１２からの信号を受信しているが、ロボット１４から信号発信装置１２までの距離が長いと判断しているとき（例えば、７ｍ以上離れていると判断しているとき）には、腕部２３は大まかな信号発信元方向を指し示し、ユーザＵの移動に合わせてリアルタイムに、腕部２３は指し示す方向を変化させる（図３の信号検知状態：弱）。
【００２５】
さらにユーザＵが移動することによって、ロボット１４から信号発信装置１２までの距離が近くなってくると（例えば、４ｍ以内の距離に入った場合）、腕部２３は信号の発信元方向を中心として一定角度（例えば、２０°）の範囲内を往復運動（腕振り運動）し、信号発信装置１２に近づいていることをユーザＵに知らせる（図３の信号検知状態：強）。このとき、ロボット１４から信号発信装置１２までの距離が短くなるにつれて、腕部２３の腕振り速度を速めるようにすることで、ユーザＵは目的地に近いことを認識しやすくなる。
【００２６】
さらにロボット１４が信号発信装置１２に近づいて、ロボット１４と信号発信装置１２との距離が予め設定された距離以下（例えば、５０ｃｍ以下）となったときには、２本の腕部２３の指す方向がクロスして静止した状態となり、目的地に到達していることをユーザＵに知らせる（図３の目的地到着状態）。腕部２３が静止する前に指し示した方向の５０ｃｍ先が目的地であるので、ユーザＵはその場所に信号発信装置１２を認識することができる。
【００２７】
腕部２３の動作は、このような動作の逆でもよい。すなわち、目的地から離れているときには、腕部２３を一定角度範囲内でゆっくり往復運動させ、ユーザＵはその角度範囲の方向に移動する。そうすると、徐々に腕部２３の腕振り角度の範囲が狭くなり、かつ、腕振り速度が速くなることで、ユーザＵに進むべき方向をより明確に指示するとともに、目的地が近付いていることを示す。そして、目的地にかなり近付いたら、一点を指すような動作をさせる。さらに目的地から予め設定された距離の範囲内に到達したら、腕部２３の動作が停止するようにしてもよい。
【００２８】
上述したロボット１４の変形例としては、センサ部２２として、全方位センサに代えて、例えば円錐状に広がる一定の範囲から信号が飛来する場合にその信号を受信することができるものを用いたものを挙げることができる。この場合には、ユーザＵがそのセンサヘッドをいろいろな方向に向けるようにロボット１４の保持状態を変化させることが必要になる。検出する信号の強度変化をロボット１４の腕部２３の動きで示すように、動作制御部２４は腕部２３の動作を制御する。
【００２９】
上述した、１台の信号発信装置１２と１台のロボット１４からなるシステム１００は、例えば、宝探しゲームのような用途に用いることができるが、このシステム１００を、複数台の信号発信装置を配置し、ロボットが各信号発信装置からの信号を区別して検出することができるシステムに発展させることで、その用途を拡げることができる。そこで次にシステム１００をベースにした応用システムについて説明する。
【００３０】
図４に本発明の第２の実施形態に係るシステム１００Ａの概略構成を示す。このシステム１００Ａでは、信号発信装置は複数の目的地にそれぞれ１個ずつ配置されている。図４に示されるように、ここでは４個の信号発信装置１２ａ〜１２ｄがそれぞれ目的地Ｔ１〜Ｔ４に配置されているとする。但し、設定可能な目的地の数はこれに制限されるものではなく、２カ所以上で任意である。
【００３１】
信号発信装置１２ａ〜１２ｄは個々に異なるＩＤ情報を有する赤外線信号（図４に信号１〜信号４で示す）を発信する。例えば、テレビリモコンで放送局を選択する場合と同様にして、各赤外線信号は異なるパターンコードをＩＤ情報として含んでいる。
【００３２】
システム１００Ａでは、ロボットが複数の信号発信装置１２ａ〜１２ｄを識別することができるように、ロボットのセンサ部に信号コードの識別機能を付与する必要がある。図５にシステム１００Ａで用いるロボット１４Ａの構成を示す。ロボット１４Ａが先に示したロボット１４と異なる点は、ロボット１４Ａは、複数の目的地Ｔ１〜Ｔ４のうちの１つの目的地を設定するための目的地設定部２６と、設定された目的地を解除するための目的地消去部２７と、目的地の選択を制限する設定制限部２８とを有している点である。
【００３３】
例えば、ロボット１４Ａの腹部等に開閉パネルを設けて、その中に目的地Ｔ１〜Ｔ４の選択ボタンを設ける。例えば、ユーザＵがＴ１のボタンを押下すると、そのボタンが点灯し、これによりユーザＵは目的地Ｔ１に目的地が設定されたことを確認することができる。その他、液晶パネルを備え、目的地が選択されていない場合には「未設定」と表示され、所定の目的地ボタンを押下するとその目的地がその液晶パネルに表示されるようにしてもよい。
【００３４】
システム１００Ａでは、ユーザＵがロボット１４Ａに目的地Ｔ１〜Ｔ４のうちの１カ所を目的地に設定すると、その後は、先に説明したシステム１００の場合と同様に、腕部２３による動作でユーザＵを設定された目的地に案内する。システム１００Ａでは、設定されていた目的地にユーザＵが到達してロボット１４Ａの動きが停止すると同時に、設定されていた目的地が目的地消去部２７によって消去される。これにより新たな目的地を入力することができるようになる。
【００３５】
設定制限部２８は、目的地Ｔ１〜Ｔ４の全てに到達するまでは既に到達した目的地を再設定することができないように、目的地設定部２６の設定機能を制限することができる。そして設定制限部２８は、目的地Ｔ１〜Ｔ４の全てに到達した際にこの再設定制限を解除し、その後は目的地Ｔ１〜Ｔ４のうちの１つの目的地の再設定を可能とする。このような構成とすることで、ユーザＵは、目的地Ｔ１〜Ｔ４の全てを所望の順番で回ることができ、一巡した後には、ロボット１４Ａを他のユーザの使用に供する等することができるようになる。
【００３６】
システム１００Ａの構成は、例えば、システム１００Ａを住宅展示場やショールーム、イベント会場、テーマパーク等の来訪者を対象としたスタンプラリー等に用いる場合に好適である。例えば、システム１００Ａの適用場所が住宅展示場である場合、目的地Ｔ１〜Ｔ４は、住宅展示場に設置された１展示家屋内の異なる部屋としたり、複数の家屋のそれぞれのリビングとすることができる。
【００３７】
このシステム１００Ａの変形例としては、目的地設定部２６が、ロボット１４Ａを携行したユーザＵが目的地Ｔ１〜Ｔ４を所定の順番で巡るために、その順番を自動設定する構成のものが挙げられる。この場合には、目的地設定のためのボタン等は特に必要ではない。
【００３８】
このような変形システムは、例えば、イベント会場等でのルート案内に好適である。また、イベント会場において、来訪者がロボットの案内にしたがってチェックポイント（信号発信装置１２ａ〜１２ｄがそれぞれ設置された目的地Ｔ１〜Ｔ４に同じ）を巡るというスタンプラリーにも好適である。
【００３９】
次に本発明の第３の実施形態に係るシステムについて説明する。図６にそのシステム１００Ｂの概略構成を示す。このシステム１００Ｂでは、信号発信装置１２が設けられた目的地Ｔへ到達するための経路に中継点ｔ１〜ｔ３が設けられており、これらの中継点ｔ１〜ｔ３にそれぞれ中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃが配置されている。
【００４０】
なお、中継点の数には制限はなく、１カ所以上であれば、何カ所でもよい。中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃの機能は信号発信装置１２と同じである。中継点の設置は、例えば、中継点ｔ１から目的地ＴへユーザＵが直線的には移動することができないような障害物があるような場合に、その障害物を迂回することができるルートに中継点ｔ２を設ける。同様に、中継点ｔ２から直線的には目的地Ｔへ到達することもできない場合に中継点ｔ３が設けられる。この例では、中継点ｔ３と目的地Ｔとの間には障害物はない。
【００４１】
信号発信装置１２と中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃはそれぞれ異なるＩＤ情報（コード）を含ませた赤外線信号を発信し、かつ、これらのＩＤ情報に目的地Ｔからの距離に応じた序列情報を含ませる。
【００４２】
図７にこのシステム１００Ｂで用いるロボット１４Ｂのブロック構成図を示す。このロボット１４Ｂがロボット１４と異なる点は、信号発信装置１２および中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃからの赤外線信号を受信したときに、その序列情報を解析し、最も目的地Ｔに近い序列情報を有する赤外線信号を特定して、逐次、目的地Ｔに近い序列情報を有する赤外線信号が受信されるように、腕部２３の動作によるナビゲーションを動作制御部２４との間での制御信号の送受信により実現させる序列解析部２９を備えている点である。
【００４３】
例えば、ユーザＵが図６のＰ１点にいる場合には、ロボット１４Ｂのセンサ部２２が仮に目的地Ｔおよび中継点ｔ１〜ｔ３からの全ての信号を受信したとしても、序列解析部２９はもっとも距離的に近い地点を最初の到達目標として設定するので、中継点ｔ１がユーザＵに最も近い中継点として認識される。この場合、序列解析部２９はさらにユーザＵが中継点ｔ１，ｔ２，ｔ３の順番で経路案内されて目的地Ｔに到達できるように、受信可能な信号を逐次切り替える。この間のロボット１４Ｂの腕部２３の動きは、ロボット１４と同じである。
【００４４】
これに対して、ユーザＵが図６のＰ２点にいる場合、例えば、ロボット１４Ｂの電源を誤って切ってしまい、再び電源投入を行った場合には、ロボット１４Ｂは中継点ｔ３を最もユーザＵに近い中継点として認識し、ユーザＵは中継点ｔ３を経由して目的地Ｔに到達することができる。
【００４５】
なお、システム１００Ｂでは、目的地Ｔに設置された信号発信装置１２からの信号発信は中継点ｔ３方向に指向性を持たせて行う構成とすることもできる。同様に、中継点ｔ３からは中継点ｔ２方向へ、中継点ｔ２からは中継点ｔ１方向へ、中継点ｔ１からは例えば、ユーザＵがロボットを受け取る場所へそれぞれ指向性を持たせることができる。このようなシステムは、スーパーマーケットや商業施設における売り場案内、官公庁における訪問先案内、病院における診察室案内等に適用することができる。
【００４６】
また、このシステム１００Ｂでは目的地を１カ所のみ設定しているが、複数の目的地を設定し、各目的地への経路に必要な中継点を設け、これらの目的地を適宜ユーザＵが選択してロボット１４Ｂに案内させる構成とすることができる。この場合にさらに、ロボット１４Ｂには予め目的地を巡るルートが設定されており、その設定にしたがってユーザＵが目的地を回る構成とすることもできる。すなわち、システム１００Ｂをシステム１００Ａの態様に変形することができる。
【００４７】
次に本発明の第４の実施形態に係るシステムについて説明する。図８にそのシステム２００の概略構成を示すブロック図を示す。このシステム２００は、ＧＰＳを利用したカーナビゲーションシステムにロボットによる動作案内を付加したものである。
【００４８】
システム２００は、カーナビゲーションシステム３０とロボット４０から構成されており、カーナビゲーションシステム３０は、広く知られているように、ユーザＵの現在地を把握するための位置検出部３１と、目的地を設定するための目的地設定部３２と、現在地から目的地への到達ルートを検索するためのルート探索部３３と、ルート探索部３３が検索した複数のルートから１つのルートを決定するルート決定部３４と、目的地を設定したり、地図情報等を表示したりするためのディスプレイ３５等を備えている。
【００４９】
ロボット４０は、例えば、運転席前のダッシュボード上に配置される。ロボット４０の大きさと配置位置は、運転の支障にならず、かつ、運転者がロボット４０の動きを認識しやすい条件に設定される。ロボット４０は車両の進行方向を指し示すことができればよいので、ここでは、ロボット４０は、胴体部４１と、頭部４２と、頭部４２に設けられた指針４３から構成され、頭部４２が胴体部４１に対して首（図示せず）回りに回転自在となっている。
【００５０】
ロボット４０の動作を制御する動作制御部４４は、カーナビゲーションシステム３０に連動して、目的地に到達するまで決定されたルートにしたがった進路方向を指針４３が指し示すように、頭部４２の回転動作を制御する。
【００５１】
システム２００では、ユーザがカーナビゲーションシステム３０を利用して目的地を設定し、その後にユーザが運転を開始すると、ＧＰＳ機能により車両の現在地や進行方向等がディスプレイ３５に表示されると同時に、ディスプレイ３５に表示される方位情報がロボット４０に送られて、ロボット４０の指針４３が進行方向を指し示すように、頭部４２がリアルタイムに回動する。このロボット４０の動作によってユーザは変則交差点や細い路地に入るとき等に進行方向をより容易に把握することができるようになる。
【００５２】
このようなロボットによる方向指示機能は、カーナビゲーションシステムと同様にＧＰＳを利用した携帯電話のウォークナビゲーション機能や、ＰＨＳ中継局を利用したウォークナビゲーション機能と組み合わせることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、ロボット１４，１４Ａ，１４Ｂは動作のみでユーザＵに方向指示を行ったが、これに加えて、目的地までの距離および方向を音声によりガイドすることができる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【図２】図１のシステムで用いるロボットの構成を示す図。
【図３】図２のロボットの具体的な腕部の動作例を示す図。
【図４】第２の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【図５】図４のシステムで用いるロボットの構成を示す図。
【図６】第３の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【図７】図６のシステムで用いるロボットの構成を示す図。
【図８】第４の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１２・１２ａ〜１２ｄ…信号発信装置、１４・１４Ａ・１４Ｂ…ロボット、２１…本体部、２１ａ…胴体部、２１ｂ…頭部、２２…センサ部、２２ａ…センサヘッド、２２ｂ…信号解析部、２３…腕部、２３ａ…駆動機構、２４…動作制御部、２６…目的地設定部、２７…目的地消去部、２８…設定制限部、２９…序列解析部、３０…カーナビゲーションシステム、３１…位置検出部、３２…目的地設定部、３３…ルート探索部、３４…ルート決定部、３５…ディスプレイ、４０…ロボット、４１…胴体部、４２…頭部、４３…指針、４４…動作制御部、１００・１００Ａ・１００Ｂ・２００…ロボットナビゲーションシステム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型ロボットを携行したユーザをそのロボットの動作を通して目的地に案内するためのロボットナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人が所望の目的地へ到達するためのナビゲーションシステムとしては、携帯電話のウォークナビゲーションシステムのように、ＧＰＳを利用して現在地から目的地への進路を画面や音声で案内するものが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、ＧＰＳは屋内では利用することができないので、大規模商業施設や病院、イベント会場等の面積の広い建造物内で、所望の部屋やブース等へ移動するためのナビゲーションには適していない。そのため、このような施設では地図の配布や案内係員による説明案内が主流となっているが、常に途中にある目印に注意を払いながら目的地を探さなければならず、労力を必要とする。また、ルートが複雑な場合には、途中で現在地やルートがわからなくなったりすることもある。
【０００４】
そこで近時、ユーザを目的地に案内する手段として自走式ロボットを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、このような自走式ロボットは高価であり、また、目的地までのルートが平坦である必要がある等の制限がある等、汎用性に乏しい。
【０００５】
人が所望の目的地へ到達するためのナビゲーションシステムとしては、乗用車等に搭載されるカーナビゲーションシステムがある。このカーナビゲーションシステムもまたＧＰＳを用いて現在地を特定し、目的地を設定して目的地までのルートを探索、決定し、そのルートにしたがって画像と音声でドライバーをナビゲーションするものである。
【０００６】
しかしながら、例えば、五差路等の変則形状の交差点に差し掛かり、音声が「右斜め方向です」とガイドした場合に、右側に２つの道があって即座にどちらの道が正しいかをドライバーが判断しかねる場合がある。また、細い道に入る場合にも、この道でいいのかどうかをドライバーが判断しかねる場合もある。
【特許文献１】特開２００１−２７５４３号公報（段落［００２２］、［００２５］等）
【特許文献２】特開２００３−３４０７６４号公報（段落［０００２］〜［０００５］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものあり、ロボットを用い、そのロボットの動きの変化を利用してユーザを所定の目的地へ案内するためのロボットナビゲーションシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点に係るロボットナビゲーションシステムは、目的地に所定の信号を発信する信号発信装置を設置し、この信号発信装置から発信される信号をユーザが携行するロボットに受信させて、そのロボットを携行したユーザを信号発信装置が設置されている目的地へそのロボットの動作により案内するものであり、このロボットは、本体部と、この本体部に可動に設けられた案内部と、前記信号発信装置から発信される信号を検知してその信号の発信元方向を検出するセンサ部と、このセンサ部が検出した信号の発信元方向を案内し、その際にこのセンサ部が検出した信号内容に応じて前記案内部の動作を変化させ、その信号内容が予め設定された閾値以下のときに前記案内部の動作を停止するように前記案内部の動作を制御する動作制御部を有していることを特徴としている。
【０００９】
また本発明の第２の観点に係るロボットナビゲーションシステムは、ユーザが指定した目的地へロボットの動きを通じてユーザを案内するものであり、現在地を把握するための位置検出部と、所定の目的地を設定するための目的地設定部と、現在地から目的地への到達ルートを検索するためのルート探索部と、このルート探索部が検索した複数のルートから１つのルートを決定するルート決定部と、決定されたルートにしたがった進路方向を指し示すロボットから構成されており、このロボットは、本体部と、少なくとも１軸回りに回転自在に設けられた方向指示部と、目的地に到達するまで進路方向を方向指示部が指し示すように方向指示部の動作を制御する動作制御部とを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロボットが有する腕部等の案内部の動きによりそのロボットを携行したユーザを的確に目的地へと案内することができる。また、ナビゲーション中はロボットの動きに興味や親しみを持つことができるので、利用していて楽しいと感じることができ、従来のように経路途中に余計な注意を払う必要もなくなるというメリットがある。さらに、ロボットの構成が簡単なので安価に構成することができる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に第１の実施形態に係るロボットナビゲーションシステム（以下「システム」と略す）の構成を示す。このシステム１００は、目的地Ｔに信号発信装置１２を設置し、この信号発信装置１２から発信される信号をユーザＵが携行するロボット１４に受信させて、そのロボット１４の動作によりユーザＵを目的地Ｔへ案内するものである。
【００１２】
信号発信装置１２が発信する信号としては、赤外線、超音波、電波（無線電波）等が挙げられる。ロボット１４に、ロボット１４の現在位置から信号発信装置１２までの距離とその方向を同時に検出させるためには、信号発信装置１２から発信させる信号として赤外線を用いることが好ましく、これに対応させてロボット１４には赤外線受信センサを装備すればよい。
【００１３】
図２にロボット１４の構成をより詳細に示す。ロボット１４は、胴体部２１ａおよび頭部２１ｂからなる本体部２１と、信号発信装置１２から発信される信号を検知するセンサヘッド２２ａおよびセンサヘッド２２ａが検知した信号を解析するための信号解析部（ＩＣチップ）２２ｂとからなるセンサ部２２と、胴体部２１ａに設けられた２本の案内部たる腕部２３と、腕部２３を動作させるための駆動機構２３ａと、駆動機構２３ａを制御する動作制御部（ＩＣチップ）２４を有している。
【００１４】
頭部２１ｂは、胴体部２１ａに対して固定されていてもよいし、胴体部２１ａに対して回転可能に構成されていてもよい。図１および図２では、センサヘッド２２ａを頭部２１ｂに設置した構造を示しているが、センサヘッド２２ａは、ユーザＵがロボット１４を手にしたときに通常の持ち方であればその手によって隠れない部位に設置することができる。
【００１５】
信号解析部２２ｂ、腕部２３を動かすための駆動機構２３ａおよび電源（図示せず）、動作制御部２４は、本体部２１の内部に設けられている。本体部２１を構成する材料には特に制限はないが、軽量で生産性に優れる樹脂（例えば、ＡＢＳ系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂等）が好適に用いられる。
【００１６】
センサ部２２は、信号発信装置１２が設置されている場所の方向（信号の発信元方向）と、信号発信装置１２までの距離を同時に検出することができるものが好ましい。また、センサ部２２としては、ユーザＵによるロボット１４の保持状態（例えば、ユーザＵがロボット１４を寝かして保持しているか、立てて保持しているか等）に依存することなく信号を受信することができる全方位センサが好適に用いられる。
【００１７】
このような全方位センサについては、例えば特開２００５−４５３４０号公報に開示されているように、回転自在な遮光部材の内部に受光素子を配置し、かつ、この遮光性部材の側面に光透過性窓を設け、遮光部材の回転位相を検出するとともに、受光素子が得た光信号を増幅してその増幅信号から強度の大きな信号を識別して周期信号を検出し、回転位相と周期信号の差から得られる光線飛来方向を検出するものがある。
【００１８】
腕部２３は、例えば２軸駆動により、ロボット１４の腹面側（図１の紙面上側）のどの方向をも指し示すことができるようになっている。すなわち、図２に示すように、ロボット１４の腹面と平行な面をＸ−Ｙ平面（紙面）、このＸ−Ｙ平面に垂直な方向をＺ方向とすると、腕部２３を動かすための第１回転軸はＺ軸と平行（紙面に垂直）になるように胴体部２１ａに埋設されており、第２回転軸はこの第１回転軸と直交するようにこの第１回転軸の先端に設けられている。第１回転軸をその軸芯回りに回転させることで、腕部２３はＸ−Ｙ平面内の任意の方向を指し示すことができ、第２回転軸をその軸心回りに回転させることで、腕部２３をＸ−Ｙ平面に垂直な一面内で半円を描くように回動させることができる。これら２軸の回転を制御することにより、腕部２３はロボット１４の腹面側の任意の方向を指し示すことができる。
【００１９】
なお、ロボット１４では、腕部２３はロボット１４の背面側を直接的に指し示すことはできない構成となっているが、これは、ユーザＵのロボット１４の持ち方に自由度があること、また、ロボット１４が反応しない場合にはユーザＵはロボット１４の向きを変えたりすることが容易にできること、さらにユーザＵがロボット１４を手にしてロボット１４が指し示す方向へ歩いていく場合にはユーザＵの視覚認識による判断が働くこと等から、腕部２３はある程度の範囲を指し示すことができれば、十分にユーザＵを目的地に向けてナビゲーションすることができることを考慮したものである。
【００２０】
これに対して、腕部２３がロボット１４の腹面側を指していることを明らかにしたい場合には、例えば、腕部２３または頭部２１ｂ等にＬＥＤ等を埋設しておいて、腹面側を指しているときにはそのＬＥＤを無灯火とし、背面側を指しているときにはそのＬＥＤを点灯させる構成としたり、ロボット１４の頭部２１ｂを首回り（頭部２１ｂと胴体部２１ａとを連結する枢軸部材を指す）に回転自在とし、腕部２３が背面側を指す場合には頭部２１ｂが背中側を向くように頭部２１ｂを１８０度回転させるような構成とする等、すればよい。また、腕部２３を関節数が３〜５の多関節構造として、最先端の腕部の長さ方向が指示方向になるという構成にすることもできる。
【００２１】
さらに、腕部２３を胴体部２１ａの側面に設けて、腕部２３がＹ−Ｚ面内で回転自在であり、かつ、Ｘ−Ｙ平面内で半円を描くように回動させるように配置することによっても、ロボット１４の背面側を指し示すことができる。但し、この場合にはＹ−Ｚ面内の方向を除き、片腕のみの指示となる。これは、Ｘ−Ｙ面内の動きでは、必ず一方の腕は本体部２１を指すような動きを強いられるが、そのような動きはできないからである。しかしながら、腕部を多関節構造とすることで容易に両腕での指示を行うことができる構成とすることができる。
【００２２】
動作制御部２４は、センサ部２２が検出した信号内容に応じて腕部２３の動作を変化させ、その信号内容が予め設定された閾値以下のときに腕部２３の動作を停止させる。ここでは、この「信号内容」はロボット１４から信号発信装置１２までの距離を表す受信信号強度であるとし、「閾値」はロボット１４から信号発信装置１２まで距離が予め設定された距離となったときの受信信号の強度し、これらの信号内容は信号解析部２２ｂにより「ロボット１４から信号発信装置１２まで距離」へと変換される。
【００２３】
したがって、動作制御部２４は、センサヘッド２２ａが検出して信号解析部２２ｂが解析した信号の発信元方向を腕部２３が指し示すように、かつ、信号発信装置１２までの距離に応じて腕部２３の動作が変化していくように、腕部２３の動作を制御する。
【００２４】
その具体的な腕部２３の動作例を図３に示す。センサ部２２が信号発信装置１２からの信号を受信していないときには、ロボット１４は何ら反応を示さない（図３の信号未検知状態）。センサ部２２が信号発信装置１２からの信号を受信しているが、ロボット１４から信号発信装置１２までの距離が長いと判断しているとき（例えば、７ｍ以上離れていると判断しているとき）には、腕部２３は大まかな信号発信元方向を指し示し、ユーザＵの移動に合わせてリアルタイムに、腕部２３は指し示す方向を変化させる（図３の信号検知状態：弱）。
【００２５】
さらにユーザＵが移動することによって、ロボット１４から信号発信装置１２までの距離が近くなってくると（例えば、４ｍ以内の距離に入った場合）、腕部２３は信号の発信元方向を中心として一定角度（例えば、２０°）の範囲内を往復運動（腕振り運動）し、信号発信装置１２に近づいていることをユーザＵに知らせる（図３の信号検知状態：強）。このとき、ロボット１４から信号発信装置１２までの距離が短くなるにつれて、腕部２３の腕振り速度を速めるようにすることで、ユーザＵは目的地に近いことを認識しやすくなる。
【００２６】
さらにロボット１４が信号発信装置１２に近づいて、ロボット１４と信号発信装置１２との距離が予め設定された距離以下（例えば、５０ｃｍ以下）となったときには、２本の腕部２３の指す方向がクロスして静止した状態となり、目的地に到達していることをユーザＵに知らせる（図３の目的地到着状態）。腕部２３が静止する前に指し示した方向の５０ｃｍ先が目的地であるので、ユーザＵはその場所に信号発信装置１２を認識することができる。
【００２７】
腕部２３の動作は、このような動作の逆でもよい。すなわち、目的地から離れているときには、腕部２３を一定角度範囲内でゆっくり往復運動させ、ユーザＵはその角度範囲の方向に移動する。そうすると、徐々に腕部２３の腕振り角度の範囲が狭くなり、かつ、腕振り速度が速くなることで、ユーザＵに進むべき方向をより明確に指示するとともに、目的地が近付いていることを示す。そして、目的地にかなり近付いたら、一点を指すような動作をさせる。さらに目的地から予め設定された距離の範囲内に到達したら、腕部２３の動作が停止するようにしてもよい。
【００２８】
上述したロボット１４の変形例としては、センサ部２２として、全方位センサに代えて、例えば円錐状に広がる一定の範囲から信号が飛来する場合にその信号を受信することができるものを用いたものを挙げることができる。この場合には、ユーザＵがそのセンサヘッドをいろいろな方向に向けるようにロボット１４の保持状態を変化させることが必要になる。検出する信号の強度変化をロボット１４の腕部２３の動きで示すように、動作制御部２４は腕部２３の動作を制御する。
【００２９】
上述した、１台の信号発信装置１２と１台のロボット１４からなるシステム１００は、例えば、宝探しゲームのような用途に用いることができるが、このシステム１００を、複数台の信号発信装置を配置し、ロボットが各信号発信装置からの信号を区別して検出することができるシステムに発展させることで、その用途を拡げることができる。そこで次にシステム１００をベースにした応用システムについて説明する。
【００３０】
図４に本発明の第２の実施形態に係るシステム１００Ａの概略構成を示す。このシステム１００Ａでは、信号発信装置は複数の目的地にそれぞれ１個ずつ配置されている。図４に示されるように、ここでは４個の信号発信装置１２ａ〜１２ｄがそれぞれ目的地Ｔ１〜Ｔ４に配置されているとする。但し、設定可能な目的地の数はこれに制限されるものではなく、２カ所以上で任意である。
【００３１】
信号発信装置１２ａ〜１２ｄは個々に異なるＩＤ情報を有する赤外線信号（図４に信号１〜信号４で示す）を発信する。例えば、テレビリモコンで放送局を選択する場合と同様にして、各赤外線信号は異なるパターンコードをＩＤ情報として含んでいる。
【００３２】
システム１００Ａでは、ロボットが複数の信号発信装置１２ａ〜１２ｄを識別することができるように、ロボットのセンサ部に信号コードの識別機能を付与する必要がある。図５にシステム１００Ａで用いるロボット１４Ａの構成を示す。ロボット１４Ａが先に示したロボット１４と異なる点は、ロボット１４Ａは、複数の目的地Ｔ１〜Ｔ４のうちの１つの目的地を設定するための目的地設定部２６と、設定された目的地を解除するための目的地消去部２７と、目的地の選択を制限する設定制限部２８とを有している点である。
【００３３】
例えば、ロボット１４Ａの腹部等に開閉パネルを設けて、その中に目的地Ｔ１〜Ｔ４の選択ボタンを設ける。例えば、ユーザＵがＴ１のボタンを押下すると、そのボタンが点灯し、これによりユーザＵは目的地Ｔ１に目的地が設定されたことを確認することができる。その他、液晶パネルを備え、目的地が選択されていない場合には「未設定」と表示され、所定の目的地ボタンを押下するとその目的地がその液晶パネルに表示されるようにしてもよい。
【００３４】
システム１００Ａでは、ユーザＵがロボット１４Ａに目的地Ｔ１〜Ｔ４のうちの１カ所を目的地に設定すると、その後は、先に説明したシステム１００の場合と同様に、腕部２３による動作でユーザＵを設定された目的地に案内する。システム１００Ａでは、設定されていた目的地にユーザＵが到達してロボット１４Ａの動きが停止すると同時に、設定されていた目的地が目的地消去部２７によって消去される。これにより新たな目的地を入力することができるようになる。
【００３５】
設定制限部２８は、目的地Ｔ１〜Ｔ４の全てに到達するまでは既に到達した目的地を再設定することができないように、目的地設定部２６の設定機能を制限することができる。そして設定制限部２８は、目的地Ｔ１〜Ｔ４の全てに到達した際にこの再設定制限を解除し、その後は目的地Ｔ１〜Ｔ４のうちの１つの目的地の再設定を可能とする。このような構成とすることで、ユーザＵは、目的地Ｔ１〜Ｔ４の全てを所望の順番で回ることができ、一巡した後には、ロボット１４Ａを他のユーザの使用に供する等することができるようになる。
【００３６】
システム１００Ａの構成は、例えば、システム１００Ａを住宅展示場やショールーム、イベント会場、テーマパーク等の来訪者を対象としたスタンプラリー等に用いる場合に好適である。例えば、システム１００Ａの適用場所が住宅展示場である場合、目的地Ｔ１〜Ｔ４は、住宅展示場に設置された１展示家屋内の異なる部屋としたり、複数の家屋のそれぞれのリビングとすることができる。
【００３７】
このシステム１００Ａの変形例としては、目的地設定部２６が、ロボット１４Ａを携行したユーザＵが目的地Ｔ１〜Ｔ４を所定の順番で巡るために、その順番を自動設定する構成のものが挙げられる。この場合には、目的地設定のためのボタン等は特に必要ではない。
【００３８】
このような変形システムは、例えば、イベント会場等でのルート案内に好適である。また、イベント会場において、来訪者がロボットの案内にしたがってチェックポイント（信号発信装置１２ａ〜１２ｄがそれぞれ設置された目的地Ｔ１〜Ｔ４に同じ）を巡るというスタンプラリーにも好適である。
【００３９】
次に本発明の第３の実施形態に係るシステムについて説明する。図６にそのシステム１００Ｂの概略構成を示す。このシステム１００Ｂでは、信号発信装置１２が設けられた目的地Ｔへ到達するための経路に中継点ｔ１〜ｔ３が設けられており、これらの中継点ｔ１〜ｔ３にそれぞれ中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃが配置されている。
【００４０】
なお、中継点の数には制限はなく、１カ所以上であれば、何カ所でもよい。中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃの機能は信号発信装置１２と同じである。中継点の設置は、例えば、中継点ｔ１から目的地ＴへユーザＵが直線的には移動することができないような障害物があるような場合に、その障害物を迂回することができるルートに中継点ｔ２を設ける。同様に、中継点ｔ２から直線的には目的地Ｔへ到達することもできない場合に中継点ｔ３が設けられる。この例では、中継点ｔ３と目的地Ｔとの間には障害物はない。
【００４１】
信号発信装置１２と中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃはそれぞれ異なるＩＤ情報（コード）を含ませた赤外線信号を発信し、かつ、これらのＩＤ情報に目的地Ｔからの距離に応じた序列情報を含ませる。
【００４２】
図７にこのシステム１００Ｂで用いるロボット１４Ｂのブロック構成図を示す。このロボット１４Ｂがロボット１４と異なる点は、信号発信装置１２および中継信号発信装置１２ａ〜１２ｃからの赤外線信号を受信したときに、その序列情報を解析し、最も目的地Ｔに近い序列情報を有する赤外線信号を特定して、逐次、目的地Ｔに近い序列情報を有する赤外線信号が受信されるように、腕部２３の動作によるナビゲーションを動作制御部２４との間での制御信号の送受信により実現させる序列解析部２９を備えている点である。
【００４３】
例えば、ユーザＵが図６のＰ１点にいる場合には、ロボット１４Ｂのセンサ部２２が仮に目的地Ｔおよび中継点ｔ１〜ｔ３からの全ての信号を受信したとしても、序列解析部２９はもっとも距離的に近い地点を最初の到達目標として設定するので、中継点ｔ１がユーザＵに最も近い中継点として認識される。この場合、序列解析部２９はさらにユーザＵが中継点ｔ１，ｔ２，ｔ３の順番で経路案内されて目的地Ｔに到達できるように、受信可能な信号を逐次切り替える。この間のロボット１４Ｂの腕部２３の動きは、ロボット１４と同じである。
【００４４】
これに対して、ユーザＵが図６のＰ２点にいる場合、例えば、ロボット１４Ｂの電源を誤って切ってしまい、再び電源投入を行った場合には、ロボット１４Ｂは中継点ｔ３を最もユーザＵに近い中継点として認識し、ユーザＵは中継点ｔ３を経由して目的地Ｔに到達することができる。
【００４５】
なお、システム１００Ｂでは、目的地Ｔに設置された信号発信装置１２からの信号発信は中継点ｔ３方向に指向性を持たせて行う構成とすることもできる。同様に、中継点ｔ３からは中継点ｔ２方向へ、中継点ｔ２からは中継点ｔ１方向へ、中継点ｔ１からは例えば、ユーザＵがロボットを受け取る場所へそれぞれ指向性を持たせることができる。このようなシステムは、スーパーマーケットや商業施設における売り場案内、官公庁における訪問先案内、病院における診察室案内等に適用することができる。
【００４６】
また、このシステム１００Ｂでは目的地を１カ所のみ設定しているが、複数の目的地を設定し、各目的地への経路に必要な中継点を設け、これらの目的地を適宜ユーザＵが選択してロボット１４Ｂに案内させる構成とすることができる。この場合にさらに、ロボット１４Ｂには予め目的地を巡るルートが設定されており、その設定にしたがってユーザＵが目的地を回る構成とすることもできる。すなわち、システム１００Ｂをシステム１００Ａの態様に変形することができる。
【００４７】
次に本発明の第４の実施形態に係るシステムについて説明する。図８にそのシステム２００の概略構成を示すブロック図を示す。このシステム２００は、ＧＰＳを利用したカーナビゲーションシステムにロボットによる動作案内を付加したものである。
【００４８】
システム２００は、カーナビゲーションシステム３０とロボット４０から構成されており、カーナビゲーションシステム３０は、広く知られているように、ユーザＵの現在地を把握するための位置検出部３１と、目的地を設定するための目的地設定部３２と、現在地から目的地への到達ルートを検索するためのルート探索部３３と、ルート探索部３３が検索した複数のルートから１つのルートを決定するルート決定部３４と、目的地を設定したり、地図情報等を表示したりするためのディスプレイ３５等を備えている。
【００４９】
ロボット４０は、例えば、運転席前のダッシュボード上に配置される。ロボット４０の大きさと配置位置は、運転の支障にならず、かつ、運転者がロボット４０の動きを認識しやすい条件に設定される。ロボット４０は車両の進行方向を指し示すことができればよいので、ここでは、ロボット４０は、胴体部４１と、頭部４２と、頭部４２に設けられた指針４３から構成され、頭部４２が胴体部４１に対して首（図示せず）回りに回転自在となっている。
【００５０】
ロボット４０の動作を制御する動作制御部４４は、カーナビゲーションシステム３０に連動して、目的地に到達するまで決定されたルートにしたがった進路方向を指針４３が指し示すように、頭部４２の回転動作を制御する。
【００５１】
システム２００では、ユーザがカーナビゲーションシステム３０を利用して目的地を設定し、その後にユーザが運転を開始すると、ＧＰＳ機能により車両の現在地や進行方向等がディスプレイ３５に表示されると同時に、ディスプレイ３５に表示される方位情報がロボット４０に送られて、ロボット４０の指針４３が進行方向を指し示すように、頭部４２がリアルタイムに回動する。このロボット４０の動作によってユーザは変則交差点や細い路地に入るとき等に進行方向をより容易に把握することができるようになる。
【００５２】
このようなロボットによる方向指示機能は、カーナビゲーションシステムと同様にＧＰＳを利用した携帯電話のウォークナビゲーション機能や、ＰＨＳ中継局を利用したウォークナビゲーション機能と組み合わせることができる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、ロボット１４，１４Ａ，１４Ｂは動作のみでユーザＵに方向指示を行ったが、これに加えて、目的地までの距離および方向を音声によりガイドすることができる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【図２】図１のシステムで用いるロボットの構成を示す図。
【図３】図２のロボットの具体的な腕部の動作例を示す図。
【図４】第２の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【図５】図４のシステムで用いるロボットの構成を示す図。
【図６】第３の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【図７】図６のシステムで用いるロボットの構成を示す図。
【図８】第４の実施形態に係るロボットナビゲーションシステムの構成を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１２・１２ａ〜１２ｄ…信号発信装置、１４・１４Ａ・１４Ｂ…ロボット、２１…本体部、２１ａ…胴体部、２１ｂ…頭部、２２…センサ部、２２ａ…センサヘッド、２２ｂ…信号解析部、２３…腕部、２３ａ…駆動機構、２４…動作制御部、２６…目的地設定部、２７…目的地消去部、２８…設定制限部、２９…序列解析部、３０…カーナビゲーションシステム、３１…位置検出部、３２…目的地設定部、３３…ルート探索部、３４…ルート決定部、３５…ディスプレイ、４０…ロボット、４１…胴体部、４２…頭部、４３…指針、４４…動作制御部、１００・１００Ａ・１００Ｂ・２００…ロボットナビゲーションシステム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットを携行したユーザをそのロボットの動作によって所定の目的地へと案内するロボットナビゲーションシステムであって、
所定の目的地に設置され、所定の信号を発信する信号発信装置と、
本体部と、前記本体部に可動に設けられた案内部と、前記信号発信装置から発信される信号を検知してその信号の発信元方向を検出するセンサ部と、このセンサ部が検出した信号の発信元方向を案内し、その際に前記センサ部が検出した信号内容に応じて前記案内部の動作を変化させ、その信号内容が予め設定された閾値以下のときに前記案内部の動作を停止するように前記案内部の動作を制御する動作制御部とを有するロボットと、
を具備することを特徴とするロボットナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記センサ部は前記信号発信装置までの距離をさらに検出し、
前記案内部は少なくとも２軸回りに回転自在に前記本体部に取り付けられ、
前記動作制御部は、前記センサ部が検出した前記信号発信装置までの距離を前記信号内容として用い、前記案内部に前記信号の発信元方向を指し示させることを特徴とする請求項１に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記信号発信装置は赤外線信号を発信し、前記センサ部は全方向から赤外線信号を受信することができる全方位センサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記信号発信装置が複数の目的地にそれぞれ１個ずつ配置され、かつ、これらの信号発信装置は個々に異なるＩＤ情報を含む赤外線信号を発信するものであり、
前記ロボットは、前記複数の目的地のうちの１つの目的地を特定するためにその１つの目的地を設定する目的地設定部と、この目的地設定部で設定された目的地に到達した際にその目的地の設定条件を消去する目的地消去部とをさらに有することを特徴とする請求項３に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記ロボットは、前記複数の目的地の全てに到達するまでは既に到達した目的地を再設定することができず、前記複数の目的地の全てに到達した際にこの再設定制限を解除し、その後は前記複数の目的地のうちの１つの目的地を前記目的地設定部で設定可能にする設定制限部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記信号発信装置が複数の目的地にそれぞれ１個ずつ配置され、かつ、これらの信号発信装置は個々に異なるＩＤ情報を含む赤外線信号を発信するものであり、
前記ロボットを携行したユーザが前記複数の目的地を所定の順番で巡るためにその順番を自動設定する目的地設定部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項７】
前記目的地へ到達するための中間経路に設けられた１または複数の中継点にそれぞれ１個ずつ配置された中継信号発信装置をさらに具備し、
前記信号発信装置と前記中継信号発信装置は個々に異なるＩＤ情報を含む赤外線信号を発信し、かつ、前記ＩＤ情報は目的地からの距離に応じた序列情報を有しており、
前記ロボットは、前記信号発信装置および中継信号発信装置からの赤外線信号を受信したときにその序列情報を解析し、最も目的地に近い序列情報を有する赤外線信号を特定して、逐次、目的地に近い序列情報を有する赤外線信号が受信されるように前記案内部の動作によるナビゲーションを実行させるために前記動作制御部との間で制御信号を授受する序列解析部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項８】
前記ロボットは、前記センサ部が検出した前記目的地までの距離および方向を音声によりガイドする音声ガイダンス部をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項９】
ロボットを携行したユーザをそのロボットの動作によって所定の目的地へと案内するロボットナビゲーションシステムであって、
現在地を把握するための位置検出部と、
所定の目的地を設定するための目的地設定部と、
現在地から目的地への到達ルートを検索するためのルート探索部と、
前記ルート探索部が検索した複数のルートから１つのルートを決定するルート決定部と、
本体部と、少なくとも１本の軸回りに回転自在に設けられた方向指示部と、前記目的地に到達するまで決定されたルートにしたがった進路方向を前記方向指示部が指し示すように前記方向指示部の動作を制御する動作制御部とを有するロボットと、
を具備することを特徴とするロボットナビゲーションシステム。
【請求項１０】
前記ロボットの案内部が指し示す方向を音声でガイドする音声ガイダンス部をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項１】
ロボットを携行したユーザをそのロボットの動作によって所定の目的地へと案内するロボットナビゲーションシステムであって、
所定の目的地に設置され、所定の信号を発信する信号発信装置と、
本体部と、前記本体部に可動に設けられた案内部と、前記信号発信装置から発信される信号を検知してその信号の発信元方向を検出するセンサ部と、このセンサ部が検出した信号の発信元方向を案内し、その際に前記センサ部が検出した信号内容に応じて前記案内部の動作を変化させ、その信号内容が予め設定された閾値以下のときに前記案内部の動作を停止するように前記案内部の動作を制御する動作制御部とを有するロボットと、
を具備することを特徴とするロボットナビゲーションシステム。
【請求項２】
前記センサ部は前記信号発信装置までの距離をさらに検出し、
前記案内部は少なくとも２軸回りに回転自在に前記本体部に取り付けられ、
前記動作制御部は、前記センサ部が検出した前記信号発信装置までの距離を前記信号内容として用い、前記案内部に前記信号の発信元方向を指し示させることを特徴とする請求項１に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項３】
前記信号発信装置は赤外線信号を発信し、前記センサ部は全方向から赤外線信号を受信することができる全方位センサであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項４】
前記信号発信装置が複数の目的地にそれぞれ１個ずつ配置され、かつ、これらの信号発信装置は個々に異なるＩＤ情報を含む赤外線信号を発信するものであり、
前記ロボットは、前記複数の目的地のうちの１つの目的地を特定するためにその１つの目的地を設定する目的地設定部と、この目的地設定部で設定された目的地に到達した際にその目的地の設定条件を消去する目的地消去部とをさらに有することを特徴とする請求項３に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項５】
前記ロボットは、前記複数の目的地の全てに到達するまでは既に到達した目的地を再設定することができず、前記複数の目的地の全てに到達した際にこの再設定制限を解除し、その後は前記複数の目的地のうちの１つの目的地を前記目的地設定部で設定可能にする設定制限部をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項６】
前記信号発信装置が複数の目的地にそれぞれ１個ずつ配置され、かつ、これらの信号発信装置は個々に異なるＩＤ情報を含む赤外線信号を発信するものであり、
前記ロボットを携行したユーザが前記複数の目的地を所定の順番で巡るためにその順番を自動設定する目的地設定部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項７】
前記目的地へ到達するための中間経路に設けられた１または複数の中継点にそれぞれ１個ずつ配置された中継信号発信装置をさらに具備し、
前記信号発信装置と前記中継信号発信装置は個々に異なるＩＤ情報を含む赤外線信号を発信し、かつ、前記ＩＤ情報は目的地からの距離に応じた序列情報を有しており、
前記ロボットは、前記信号発信装置および中継信号発信装置からの赤外線信号を受信したときにその序列情報を解析し、最も目的地に近い序列情報を有する赤外線信号を特定して、逐次、目的地に近い序列情報を有する赤外線信号が受信されるように前記案内部の動作によるナビゲーションを実行させるために前記動作制御部との間で制御信号を授受する序列解析部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項８】
前記ロボットは、前記センサ部が検出した前記目的地までの距離および方向を音声によりガイドする音声ガイダンス部をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のロボットナビゲーションシステム。
【請求項９】
ロボットを携行したユーザをそのロボットの動作によって所定の目的地へと案内するロボットナビゲーションシステムであって、
現在地を把握するための位置検出部と、
所定の目的地を設定するための目的地設定部と、
現在地から目的地への到達ルートを検索するためのルート探索部と、
前記ルート探索部が検索した複数のルートから１つのルートを決定するルート決定部と、
本体部と、少なくとも１本の軸回りに回転自在に設けられた方向指示部と、前記目的地に到達するまで決定されたルートにしたがった進路方向を前記方向指示部が指し示すように前記方向指示部の動作を制御する動作制御部とを有するロボットと、
を具備することを特徴とするロボットナビゲーションシステム。
【請求項１０】
前記ロボットの案内部が指し示す方向を音声でガイドする音声ガイダンス部をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載のロボットナビゲーションシステム。
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２００８−５８２８３（Ｐ２００８−５８２８３Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３９０８７（Ｐ２００６−２３９０８７）
【出願日】平成１８年９月４日（２００６．９．４）
【出願人】（５０５４６６２９５）株式会社イクシスリサーチ (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月４日（２００６．９．４）
【出願人】（５０５４６６２９５）株式会社イクシスリサーチ (5)
【Ｆターム（参考）】
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