警備ロボット
【課題】車などの移動体に搭乗可能なロボットであって、ロボット自ら異常の度合を判定し、それに応じて動作するようにした警備ロボットを提供する。
【解決手段】加速度センサ（内界センサ）およびＣＣＤカメラ、マイクロフォンなどの外界センサを備え、それらの出力から得られる情報に基づいて車Ｖに生じつつある異常の度合をＳＭＡＬＬ，ＭＥＤＩＵＭ，ＬＡＲＧＥと判定し（Ｓ１０から１６）、判定された異常の度合に応じて注意、警告、制止のいずれかからなる防止動作を行う（Ｓ１８から２８）。
【解決手段】加速度センサ（内界センサ）およびＣＣＤカメラ、マイクロフォンなどの外界センサを備え、それらの出力から得られる情報に基づいて車Ｖに生じつつある異常の度合をＳＭＡＬＬ，ＭＥＤＩＵＭ，ＬＡＲＧＥと判定し（Ｓ１０から１６）、判定された異常の度合に応じて注意、警告、制止のいずれかからなる防止動作を行う（Ｓ１８から２８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は警備ロボットに関し、より具体的には車などの移動体に乗車（搭乗）し、移動体を盗難から守るようにした警備ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
警備ロボットとしては、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。その技術にあっては、マイクロフォンやＣＣＤカメラからなる外界センサを備えた、屋内を移動自在なペット型のロボットにおいて、ロボットが得た周辺の環境情報とオーナ情報などを警備会社などの外部に送信し、外部において送信された情報から周辺の環境に異常があると判断されるとき、オーナに通知するように構成している。
【特許文献１】特開２００１−２２２３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、車などの移動体に搭乗可能なロボットではないことは勿論として、ロボットはセンサとして機能するに止まり、自ら異常の度合を判定して動作するものではなかった。即ち、ロボットは周辺の環境情報などを外部に送信し、外部側がそれに応じて動作するように構成されているため、異常事態に対処するに際して迅速性や即効性に欠ける憾みがあった。
【０００４】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、移動体に搭乗可能なロボットであってロボット自ら異常の度合を判定し、それに応じて動作するようにした警備ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、移動体に搭乗可能なロボットであって、前記ロボットの内部状態を検出する少なくとも１個の内界センサ、前記ロボットの外部状態を検出する少なくとも１個の外界センサ、前記内界センサおよび外界センサの出力から得られる情報に基づいて前記移動体に生じつつある異常の度合を判定する異常度合判定手段、および前記判定された異常の度合に応じて防止動作を行う防止動作手段を備える如く構成した。
【０００６】
請求項２に係る警備ロボットにあっては、さらに、少なくとも前記外界センサの出力から得られる情報を前記移動体の外部に送信する送信手段を備える如く構成した。
【０００７】
請求項３に係る警備ロボットにあっては、前記内界センサが、前記ロボットに作用する加速度を検出する加速度センサである如く構成した。
【０００８】
請求項４に係る警備ロボットにあっては、前記外界センサが、視覚センサである如く構成した。
【０００９】
請求項５に係る警備ロボットにあっては、前記視覚センサが保護カバーの内側に収容されると共に、前記保護カバーの、前記視覚センサの受光孔に対応する位置に、前記受光孔と略同径の孔が穿設される如く構成した。
【００１０】
請求項６に係る警備ロボットにあっては、前記外界センサが、聴覚センサである如く構成した。
【００１１】
請求項７に係る警備ロボットにあっては、前記ロボットが、２足歩行して移動する２足歩行ロボットである如く構成した。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にあっては、移動体に搭乗可能なロボットであって、その内部状態と外部状態を検出する少なくとも内界センサおよび外界センサの出力から得られる情報に基づいて移動体に生じつつある異常の度合を判定し、判定された異常の度合に応じて防止動作を行う如く構成したので、盗難などの異常事態に対して迅速に対処できると共に，異常の度合に応じて動作することで、その状況で最も適切な対策をとることができる。
【００１３】
請求項２に係る警備ロボットにあっては、さらに、少なくとも外界センサの出力から得られる情報を移動体の外部に送信する如く構成したので、上記した効果に加え、移動体の外部、例えばオーナに送信することで、外部側にあっては、離間した位置から移動体を監視できると共に、状況に応じて必要な対策を講じることができる。
【００１４】
請求項３に係る警備ロボットにあっては、内界センサがロボットに作用する加速度を検出する加速度センサである如く構成したので、上記した効果に加え、移動体に作用する振動を検出することができて移動体が盗難に遭遇する状況などを迅速に検知することができる。
【００１５】
請求項４に係る警備ロボットにあっては、外界センサが視覚センサである如く構成したので、上記した効果に加え、移動体の周囲環境を視覚的に検出することができ、不審者が存在する状況などを的確に検出して必要な対策を講じることができる。
【００１６】
請求項５に係る警備ロボットにあっては、視覚センサが保護カバーの内側に収容されると共に、それの視覚センサの受光孔に対応する位置に受光孔と略同径の孔が穿設される如く構成したので、上記した効果に加え、保護カバーの外側にシールドを設けるときも、視覚センサの移動によってシールドを透過する光の屈折率が変化することがないことから、視覚センサから得られる撮影画像に歪みが生じることがなく、常に鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００１７】
請求項６に係る警備ロボットにあっては、外界センサが聴覚センサである如く構成したので、上記した効果に加え、移動体の周囲環境を聴覚的に検出することができ、移動体をこじ開けようとする異音などを的確に検出して必要な対策を講じることができる。
【００１８】
請求項７に係る警備ロボットにあっては、ロボットが２足歩行して移動する２足歩行ロボットである如く構成したので、上記した効果に加え、車などの移動体に乗車（搭乗）するのが容易であると共に、腕部などを動作させて警告することも可能となり、警備効果を一層上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に即してこの発明に係る警備ロボットを実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２０】
以下、添付図面を参照してこの発明の第１実施例に係る警備ロボットを説明する。
【００２１】
図１はこの実施の形態に係る警備ロボットの正面図、図２はその側面図である。尚、警備ロボットとしては、２個の脚部と２個の腕部を備え、２足歩行して移動するヒューマノイド型（人間型）の脚式移動ロボットを例にとる。
【００２２】
図１に示すように、警備ロボット（以下「ロボット」という）１は、複数個（本）、より具体的には２個（本）の脚部２を備えると共に、その上方には基体（上体）３が設けられる。基体３のさらに上方には頭部４が形成されると共に、基体３の両側には２個（本）の腕部５が連結される。また、図２に示すように、基体３の背部には格納部６が設けられ、その内部には電子制御ユニット（後述）およびバッテリなどが収容される。
【００２３】
尚、図１および図２に示すロボット１は、内部構造を保護するためのカバーで被覆される。
【００２４】
図３はロボット１をスケルトンで示す説明図である。同図を参照してその内部構造を関節を中心に説明すると、図示の如く、ロボット１は、左右それぞれの脚部２および腕部５に、１１個の電動モータで動力化された６個の関節を備える。
【００２５】
即ち、ロボット１は、腰部（股部）の股関節に、脚部２を鉛直軸（Ｚ軸あるいは鉛直軸）まわりに回転させる関節を駆動する電動モータ１０Ｒ，１０Ｌ（右側をＲ、左側をＬとする。左右対称であることから、以下Ｒ，Ｌの表記を省略する）と、脚部２をピッチ（進行）方向（Ｙ軸まわり）に揺動させる関節を駆動する電動モータ１２と、脚部２をロール（左右）方向（Ｘ軸まわり）に回転させる関節を駆動する電動モータ１４を備えると共に、膝部に脚部２の下部をピッチ方向（Ｙ軸まわり）に回転させる膝関節を駆動する電動モータ１６を備え、さらに足首に脚部２の先端側をピッチ方向（Ｙ軸まわり）に回転させる足（足首）関節を駆動する電動モータ１８とロール方向（Ｘ軸まわり）に回転させる足（足首）関節を駆動する電動モータ２０を備える。
【００２６】
上記したように、図３において、関節はそれを駆動する電動モータ（あるいは電動モータに接続されてその動力を伝動するプーリなどの伝動要素）の回転軸線で示す。尚、脚部２の先端には足部２２が取着される。
【００２７】
このように、脚部２の股関節には電動モータ１０，１２，１４がそれらの回転軸線が直交するように配置されると共に、足関節（足首関節）には電動モータ１８，２０がそれらの回転軸線が直交するように配置される。尚、股関節と膝関節は大腿リンク２４で、膝関節と足関節は下腿リンク２６で連結される。
【００２８】
脚部２は股関節を介して基体３に連結されるが、図３では基体３を基体リンク２８として簡略的に示す。前記したように、基体３には腕部５が連結される。
【００２９】
腕部５も、脚部２と同様に構成される。即ち、ロボット１は、肩部の肩関節に、腕部５をピッチ方向に回転させる関節を駆動する電動モータ３０とロール方向に回転させる関節を駆動する電動モータ３２を備えると共に、その自由端側を回転させる関節を駆動する電動モータ３４と、肘部にそれ以降の部位を回転させる関節を駆動する電動モータ３６を備え、さらにその先端側にそれを回転させる手首関節を駆動する電動モータ３８を備える。手首の先にはハンド（エンドエフェクタ）４０が取着される。
【００３０】
即ち、腕部５の肩関節には電動モータ３０，３２，３４がそれらの回転軸線が直交するように配置される。尚、肩関節と肘関節とは上腕リンク４２で、肘関節と手首関節とは下腕リンク４４で連結される。
【００３１】
図示は省略するが、ハンド４０は５本のフィンガ（指）４０ａの駆動機構を備え、フィンガ４０ａで物を把持するなどの作業ができるように構成される。
【００３２】
また、頭部４は、鉛直軸まわりの電動モータ（首関節を構成）４６と、それと直交する軸まわりに頭部４を回転させる頭部揺動機構４８を介して基体３に連結される。図３に示す如く、頭部４の内部には２個のＣＣＤカメラ（外界センサ）５０がステレオ視自在に配置されると共に、音声入出力装置５２が配置される。音声入出力装置５２は、後で図６に示す如く、マイクロフォン（外界センサ）５２ａおよびスピーカ５２ｂを備える。
【００３３】
上記の構成により、脚部２は左右の足について６個の関節を備えて合計１２の自由度を与えられ、６個の関節を適宜な角度で駆動（関節変位）することで、脚部２に所望の動きを与えることができ、ロボット１を任意に３次元空間において歩行させることができる。また、腕部５も左右の腕について５個の関節を備えて合計１０の自由度を与えられ、５個の関節を適宜な角度で駆動（関節変位）することで所望の作業を行わせることができる。さらに、頭部４は２つの自由度からなる関節あるいは揺動機構を与えられ、これらを適宜な角度で駆動することにより所望の方向に頭部４を向けることができる。
【００３４】
図４は、ロボット１が車（移動体）Ｖの助手席に着座した状態を示す側面図である。このように、ロボット１は上記した関節を駆動することで、車Ｖなどの移動体に搭乗可能に構成される。この実施例にあっては、ロボット１は、車Ｖが駐車されていて運転者が不在な夜間などに助手席に乗車し、その警備を行う。
【００３５】
電動モータ１０などのそれぞれにはロータリエンコーダ（図示せず）が設けられ、電動モータの回転軸の回転を通じて対応する関節の角度、角速度、および角加速度の少なくともいずれかを示す信号を出力する。
【００３６】
足部２２には公知の６軸力センサ（内界センサ。以下「力センサ」という）５６が取着され、ロボットに作用する外力の内、接地面からロボット１に作用する床反力の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚを示す信号を出力する。
【００３７】
手首関節とハンド４０の間には同種の力センサ（６軸力センサ）５８が取着され、ロボット１に作用する床反力以外の外力、具体的にはハンド４０に対象物から作用する外力（対象物反力）の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚを示す信号を出力する。
【００３８】
基体３には傾斜センサ（内界センサ）６０が設置され、鉛直軸に対する基体３の傾き（傾斜角度）とその角速度の少なくともいずれか、即ち、ロボット１の基体３の傾斜（姿勢）などの状態量を示す信号を出力する。
【００３９】
頭部４の内部には、上記したＣＣＤカメラ５０および音声入出力装置５２に加え、ＧＰＳ（Global Positioning System）からの信号を受信するＧＰＳ受信器６２およびジャイロ６４が配置される。また、傾斜センサ６０の付近のロボット１の重心位置の付近には加速度センサ（内界センサ）６６が配置され、ロボット１に作用する加速度に応じた信号を出力する。
【００４０】
ここで、図５を参照して頭部４の頭部揺動機構４８とＣＣＤカメラ５０の取り付けについて説明すると、頭部揺動機構４８は、鉛直軸まわりに回転自在な第１の支持台４８ａと、ロール軸まわりに回転自在な第２の支持台４８ｂとからなる。
【００４１】
頭部揺動機構４８は、その第１の支持台４８ａを電動モータ（首関節）４６に結合しつつ、第２の支持台４８ｂを第１の支持台４８ａに結合してなり、ＣＣＤカメラ５０は第２の支持台４８ｂに取り付けられる。そして、ロータリアクチュエータ４８ｃ（および図示しない残りの１個）を含む、それら第１、第２の支持台４８ａ，４８ｂを覆う、頭部４を構成するヘルメット部４ａを、第２の支持台４８ｂと実質的に一体をなすステー４８ｄに紙面の前後方向において結合することで、頭部４が完成される。尚、図５で音声入出力装置５２の図示は省略した。
【００４２】
頭部４のヘルメット部４ａは、前面側でバイザ（保護カバー）４ｂに取り付けられると共に、その外側において透明のアクリル樹脂で曲面に形成されたシールド４ｃが同様にヘルメット部４ａに取り付けられる。ＣＣＤカメラ５０はバイザ４ｂの内側に収容され、バイザ４ｂのＣＣＤカメラ５０の受光孔が対応する位置、即ち、ＣＣＤカメラ５０のレンズ窓５０ａが覗く位置に対応するには、それと略同形の孔４ｂ１が穿設される。図示は省略するが、ＣＣＤカメラは２個設けられることから、孔４ｂ１も、人の眼窩と同様、２個穿設される。
【００４３】
かかる構成により、頭部４を構成するヘルメット部４ａは第２の支持台４８ｂと実質的に一体をなしているので、第２の支持台４８ｂに固定されるＣＣＤカメラ５０の受光方向とヘルメット部４ａの動きは常に一致する。さらに、シールド４ｃはヘルメット部４ａに取り付けられているので、ＣＣＤカメラ５０がどの方向を向いても、シールド４ｃを透過する光は常に同一の部位を通ることになる。その結果、シールド４ｃの曲面が厳密に均一でなくても、シールド４ｃを透過する光の屈折率が変化することがないことから、ＣＣＤカメラ５０から得られる撮影画像に歪みが生じることがなく、常に鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００４４】
図３の説明に戻ると、これら力センサ５６などの出力群は、格納部６に収容されたマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electric Control Unit 。以下「ＥＣＵ」という）７０に送られる（図示の便宜のためロボット１の右側についてのみ、入出力を図示する）。
【００４５】
図６は、ＥＣＵ７０の構成を示すブロック図である。
【００４６】
図示の如く、ＥＣＵ７０はＣＰＵ１００ａ、記憶装置１００ｂおよび入出力インターフェース１００ｃからなるマイクロコンピュータ１００を備え、ロボット１が安定な姿勢で移動できるように、関節角変位指令を算出して各関節を構成する電動モータ１０などの駆動を制御する。また、ＥＣＵ７０は、後述するように警備に必要な種々の処理を行うが、それについては後述する。
【００４７】
図７は、ＥＣＵ７０のマイクロコンピュータ１００においてＣＰＵ１００ａが行う処理をブロック化して示すブロック図である。尚、図７でセンサなどの図示は多く省略した。
【００４８】
図７から明らかな如く、ＣＰＵ１００ａは、画像認識部１０２、音声認識部１０４、自己位置推定部１０６、地図データベース１０８、それらが出力する情報に基づいてロボット１の行動を決定する行動決定部１１０、および行動決定部１１０によって決定された行動に基づいてロボット１の行動を制御する動作制御部１１２などを備える。
【００４９】
以下、それぞれ説明すると、画像認識部１０２は、距離認識部１１０２ａ、移動体認識部１０２ｂ、ジェスチャ認識部１０２ｃ、姿勢認識部１０２ｄ、顔領域認識部１０２ｅ、指示領域認識部１０２ｆ、不審者判別部１０２ｇならびに顔データベース１０２ｈからなる。尚、２個のＣＣＤカメラ５０で周囲の環境をステレオ視して得られた撮影画像は、画像入力部１１４から距離認識部１０２ａに入力される。
【００５０】
距離認識部１０２ａは入力した撮影画像の視差から撮影対象までの距離情報を算出し、距離画像を生成する。移動体認識部１０２ｂは、距離画像を入力し、複数フレーム間の撮像画像の差分を算出して人や車などの移動するものを認識（検出）する。
【００５１】
ジェスチャ認識部１０２ｃは、先に提案した特開２００３−０７７６７３号公報に記載される技術に基づいて人の手の動きを認識し、予め記憶されている手の特徴的な動きと比較して人が発話と共に行う、ジェスチャによる指示を認識する。
【００５２】
姿勢認識部１０２ｄは、同様に先に提案した特開２００３−０３９３６５号に開示される技術に基づいて人の姿勢を認識する。また、顔領域認識部１０２ｅは、同様に先に提案した特開２００２−２１６１２９号に記載される技術に基づいて人の顔領域を認識する。また、指示領域認識部１０２ｆは、同様に先に提案した特開２００３−０９４２８８号に開示される技術に基づいて人が手などで指示する方向を認識する。
【００５３】
不審者判別部１０２ｇは、認識された顔領域の顔を顔データベース１０２ｈに登録された顔と比較し、一致しないとき、撮影された人は不審者と判別する。顔データベース１０２ｈには、車Ｖのオーナ、その家族など、ロボット１が車Ｖの助手席に乗車している状態において車Ｖに接近しても、後述する警告などの防止動作を行う必要のない人の顔が予め登録される。
【００５４】
音声認識部１０４は指示範囲特定部１０４ａを備える。指示範囲特定部１０４ａは、音声入出力装置のマイクロフォン５２ａから入力された人の音声を入力し、記憶装置１００ｂに予め記憶された語彙に基づき、人の指示を認識する。尚、マイクロフォン５２ａから入力された音声は音源特定部１１６にも入力され、そこで音源の位置が特定されると共に、人の音声か、あるいはそれ以外のドアをこじ開けようとする異音などであるか否かが判別される。
【００５５】
自己位置推定部１０６は、ＧＰＳ受信器６２を介して受信されたＧＰＳ信号などを入力し、ロボット１の現在位置と、向いている方向を推定（検出）する。
【００５６】
地図データベース１０８は記憶装置１００ｂに格納されてなり、そこには周囲環境について障害物の位置が登録された地図データが予め作成されて記憶される。
【００５７】
行動決定部１１０は、特定位置決定部１１０ａ、移動容易度判断部１１０ｂおよび異常度合判定部１１０ｃを備える。
【００５８】
特定位置決定部１１０ａは、画像認識部１０２で認識された人の指示領域と、音声認識部１０４で絞り込まれた指示領域とから、移動の目標値として人が特定した位置を決定する。
【００５９】
移動容易度判断部１１０ｂは、地図データ１０８から読み出されたロボット１の現在位置の周辺の地図データ上において障害物の位置を認識し、その付近を警戒領域として設定すると共に、設定された警戒領域から所定距離離れるまでの領域をマージン領域として設定し、それらから移動の容易度を「困難」、「要注意」などと判断する。
【００６０】
行動決定部１１０は、画像認識部１０２および音声認識部１０４の認識結果に基づき、特定位置決定部１１０ａによって決定された特定位置への移動が必要か否か判断する。さらに、行動決定部１１０は、移動容易度判断部１１０ｂによって判断された容易度に基づき、例えば「困難」と判断された場合、歩行速度を低下させるなどの決定を行うと共に、画像認識部１０２や音声認識部１０４などから入力される情報に応じてロボット１の次の行動を決定、例えば音源特定部１１６から音源の位置情報が出力された場合、ロボット１の向きを音源の方向に変えるなどの行動を決定する。
【００６１】
尚、異常度合判定部１１０ｃについては後述する。
【００６２】
行動決定部１１０で決定された行動は、動作制御部１１２に送られる。動作制御部１１２は、決定された行動に応じ、移動制御部１３０や発話生成部１３２に行動の指示を出力する。
【００６３】
移動制御部１３０は、動作制御部１１２の指示に応じ、脚部２、頭部４、腕部５の電動モータ１０などに駆動信号を出力し、ロボット１を移動（動作）させる。
【００６４】
発話生成部１３２は、動作制御部１１２の指示に従って記憶装置１００ｂに記憶された発話すべき文字列データから発話すべき音声信号を合成し、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動する。尚、発話すべき文字列データとしては、警備の都合上、「止めなさい。警察に通報するぞ」などのデータを含む。また、発話生成部１３２は、人の音声のみならず、警告音からなる音声信号も合成し、スピーカ５２ｂを駆動して発生させる。
【００６５】
次いで、異常度合判定部１１０ｃについて説明する。
【００６６】
上に述べた如く、この発明の目的は、移動体に搭乗可能なロボットであって、ロボット自ら異常の度合を判定し、それに応じて動作するようにした警備ロボットを提供することにある。
【００６７】
その意図から、この実施例にあっては、ロボット１の内部状態を検出する加速度センサ（内界センサ）６６と、ロボット１の外部状態を検出するＣＣＤカメラ（外界センサ）５０とマイクロフォン（外界センサ）５２ａと、それらセンサ群の出力から得られる情報、具体的にはロボット１に作用する加速度情報、画像認識部１０２で得られる画像情報および音声認識部１０４で得られる音声情報を入力し、入力した情報に基づいて車（移動体）Ｖに生じつつある異常の度合を判定する異常度合判定部（異常度合判定手段）１１０ｃを備えると共に、動作制御部１１２を、判定された異常の度合に応じて防止動作を行う防止動作手段として動作させる如く構成した。
【００６８】
さらに、ＥＣＵ７０は、無線装置（送信手段）１４０を備え、無線装置１４０を介して外部、例えば車Ｖのオーナが所持するパーソナルコンピュータ２００（あるいは車Ｖのオーナが所持する携帯電話）に、図示しないその無線通信端末を介してと通信自在に構成され、少なくとも上記した外界センサ５０，５２ａの出力から得られる画像情報および音声認識情報を車（移動体）Ｖの外部に送信するように構成した。尚、車Ｖのオーナに代え、車Ｖの販売店あるいは警備会社などであっても良い。
【００６９】
図８に、異常度合判定部１１０ｃが入力した情報に基づいて行う異常の度合と、それに応じて移動制御部１３０などが行う防止動作を示す。図示の如く、異常の度合は、ＳＭＡＬＬ（軽微）、ＭＥＤＩＵＭ（中程度）およびＬＡＲＧＥ（重大）の３種に区分され、それに応じて注意、警告、制止からなる３種の防止動作が行われる。
【００７０】
尚、図８の検出加速度に関し、第１、第２、第３の所定値はそれぞれ、例えば、０．０５Ｇ，０．１Ｇ，０．２Ｇとする（Ｇ：重力加速度）。加速度センサ６６を設けてロボット１に作用する加速度を検出するようにしたのは、不審者が車Ｖのドアをこじ開けるなどして侵入し、運転席に座ってエンジンを始動させて車Ｖを移動させた場合、乗車しているロボット１にＸ，Ｙ軸（図３に示す）方向の加速度が作用、即ち、振動が作用することから、その検出値から車Ｖが移動されたか否か推定できるためである。
【００７１】
次いで、図９フロー・チャートを参照して図１に示すロボット１の動作を説明する。これは具体的には、ＥＣＵ７０のマイクロコンピュータ１００においてＣＰＵ１００ａが行う動作である。
【００７２】
尚、図９に示す処理は、車Ｖが駐車されて停止しており、運転者は不在であって、助手席にロボット１が警備ロボットとして乗車している状況を前提とする。
【００７３】
以下説明すると、Ｓ１０において加速度センサ６６の出力、および画像認識部１０２と音声認識部１０４の処理結果、即ち、それらの出力を読み出す。次いで、Ｓ１２に進み、車Ｖのオーナなどのパーソナルコンピュータ２００からその無線通信端末およびＥＣＵ７０側の無線装置１４０を介して送信リクエストがなされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１４に進み、無線装置１４０などを介してパーソナルコンピュータ２００に得られた出力の中、画像認識部１０２の処理結果を送信する。
【００７４】
これにより、オーナなどは、離れた位置から車Ｖを監視することができる。尚、Ｓ１２で否定されるとき、Ｓ１４をスキップする。
【００７５】
次いでＳ１６に進み、読み出された出力（情報）に基づいて上記したように異常の度合を判定し、Ｓ１８に進み、判定された度合がＳＭＡＬＬか否か判断する。Ｓ１８で肯定されるときはＳ２０に進み、防止動作として図８に示す注意を実行する。この動作は具体的には、ＣＰＵ１００ａにおいて動作制御部１１２は、異常度合判定部１１０ｃの判定結果から発話生成部１３２で警告音を合成させ、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動して警告音を発生させることで行う。
【００７６】
Ｓ１８で否定されるときはＳ２２に進み、判定された度合がＭＥＤＩＵＭか否か判断し、肯定されるときはＳ２４に進み、防止動作として図８に示す警告を実行する。この動作は具体的には、ＣＰＵ１００ａにおいて動作制御部１１２は、異常度合判定部１１０ｃの判定結果から発話生成部１３２で音声信号を合成させ、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動して発話させると共に、移動制御部１３０で腕部５を構成する電動モータ３０などの駆動を制御させることで行う。
【００７７】
また、Ｓ２２で否定されるときはＳ２６に進み、判定された度合がＬＡＲＧＥか否か判断し、肯定されるときはＳ２８に進み、防止動作として図８に示す制止を実行する。この動作は具体的には、ＣＰＵ１００ａにおいて動作制御部１１２は、異常度合判定部１１０ｃの判定結果から発話生成部１３２で音声信号を合成させ、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動して発話させると共に、移動制御部１３０で脚部２を構成する電動モータ１０など種々の電動モータの駆動を制御させることで行う。
【００７８】
尚、上記のＳ１６からＳ２８までの処理、特にＳ２８の処理をＥＣＵ７０のマイクロコンピュータ１００の記憶装置１００ｂに記憶しておき、盗難などの異常の発生の経過を記録しておくものとする。
【００７９】
上記した如く、この実施例に係る警備ロボット１は車（移動体）Ｖに搭乗可能なロボットであって、ロボット１の内部状態を検出する少なくとも１個の加速度センサ（内界センサ）６６、ロボット１の外部状態を検出する少なくとも１個の外界センサ、より具体的にはＣＣＤカメラ５０とマイクロフォン５２ａと、加速度センサ（内界センサ）６６およびＣＣＤカメラ５０とマイクロフォン５２ａ（外界センサ）の出力から得られる情報に基づいて車Ｖに生じつつある異常の度合をＳＭＡＬＬ，ＭＥＤＩＵＭ，ＬＡＲＧＥと判定する異常度合判定手段（ＣＰＵ１００ａ、異常度合判定部１１０ｃ，Ｓ１０から１６）、および判定された異常の度合に応じて注意、警告、制止のいずれかからなる防止動作を行う防止動作手段（ＣＰＵ１００ａ、動作制御部１１２，Ｓ１８から２８）を備える如く構成したので、盗難などの異常事態に対して迅速に対処できると共に、異常の度合に応じて動作することで、その状況で最も適切な対策をとることができる。
【００８０】
さらに、少なくとも外界センサの出力から得られる情報、より具体的にはＣＣＤカメラ５０の出力を入力する画像認識部１０２の処理結果から得られる情報を車Ｖ（移動体）の外部、より具体的にはオーナのパーソナルコンピュータ２００などに送信する無線装置（送信手段）１４０を備える如く構成したので、上記した効果に加え、車の外部に所在するオーナ側にあっては、離間した位置から車Ｖを監視できると共に、状況に応じて必要な対策を講じることができる。
【００８１】
また、内界センサがロボット１に作用する加速度を検出する加速度センサ６６である如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖに作用する振動などを検出することができて車Ｖが盗難に遭遇する状況などを迅速に検知することができる。
【００８２】
また、外界センサがＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０である如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖの周囲環境を視覚的に検出することができ、不審者が存在する状況などを的確に検出して警告するなど必要な対策を講じることができる。
【００８３】
また、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０がバイザ（保護カバー）４ｂの内側に収容されると共に、バイザ（保護カバー）４ｂの、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０のレンズ窓（受光孔）５０ａに対応する位置に、受光孔と略同径の孔４ｂ１が穿設される如く構成したので、上記した効果に加え、バイザ（保護カバー）４ｂの外側にシールド４ｃを設けるときも、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０の移動によってシールド４ｃを透過する光の屈折率が変化することがないことから、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０から得られる撮影画像に歪みが生じることがなく、常に鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００８４】
また、外界センサがマイクロフォン（聴覚センサ）５２ａである如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖの周囲環境を聴覚的に検出することができ、車Ｖをこじ開けようとする異音などを的確に検出して警告するなど必要な対策を講じることができる。
【００８５】
また、ロボット１が２足歩行して移動する２足歩行ロボットである如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖなどの移動体に搭乗するのが容易であると共に、腕部５などを動作させて警告することも可能となり、警備効果を一層上げることができる。
【００８６】
尚、上記において、移動体の例として車Ｖを例にとったが、この発明はそれに限られるものではなく、移動体は船舶、航空機などであっても良い。
【００８７】
また、上記においてロボットとして２足歩行ロボットを例示したが、それに限られるものではなく、３足以上のロボットであっても良い。さらには、脚式移動ロボットに限られるものではなく、車輪式やクローラ式のロボットであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の第１実施例に係る警備ロボットの正面図である。
【図２】図１に示す警備ロボットの側面図である。
【図３】図１に示す警備ロボットをスケルトンで示す説明図である。
【図４】図１に示す警備ロボットが車（移動体）に乗車した状態を示す説明図である。
【図５】図１に示す警備ロボットの頭部の内部構造を示す断面図である。
【図６】図３に示す電子制御ユニット（ＥＣＵ）の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す電子制御ユニット（ＥＣＵ）のマイクロコンピュータの処理を構成として機能的に示すブロック図である。
【図８】図７に示す異常度合判定部が判別する異常の度合などを示す説明図である。
【図９】図１に示す警備ロボットの動作を示すフロー・チャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１ ロボット（脚式移動ロボット、警備ロボット）
５０ ＣＣＤカメラ（外界センサ）
５２ａ マイクロフォン（外界センサ）
６６ 加速度センサ（内界センサ）
７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００ マイクロコンピュータ
１００ａ ＣＰＵ
１０２ 画像認識部
１０４ 音声認識部
１１０ 行動決定部
１１０ｃ 異常度合判定部
１１２ 動作制御部
１４０ 無線装置
２００ パーソナルコンピュータ
Ｖ 車（移動体）
【技術分野】
【０００１】
この発明は警備ロボットに関し、より具体的には車などの移動体に乗車（搭乗）し、移動体を盗難から守るようにした警備ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
警備ロボットとしては、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。その技術にあっては、マイクロフォンやＣＣＤカメラからなる外界センサを備えた、屋内を移動自在なペット型のロボットにおいて、ロボットが得た周辺の環境情報とオーナ情報などを警備会社などの外部に送信し、外部において送信された情報から周辺の環境に異常があると判断されるとき、オーナに通知するように構成している。
【特許文献１】特開２００１−２２２３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、車などの移動体に搭乗可能なロボットではないことは勿論として、ロボットはセンサとして機能するに止まり、自ら異常の度合を判定して動作するものではなかった。即ち、ロボットは周辺の環境情報などを外部に送信し、外部側がそれに応じて動作するように構成されているため、異常事態に対処するに際して迅速性や即効性に欠ける憾みがあった。
【０００４】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、移動体に搭乗可能なロボットであってロボット自ら異常の度合を判定し、それに応じて動作するようにした警備ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、移動体に搭乗可能なロボットであって、前記ロボットの内部状態を検出する少なくとも１個の内界センサ、前記ロボットの外部状態を検出する少なくとも１個の外界センサ、前記内界センサおよび外界センサの出力から得られる情報に基づいて前記移動体に生じつつある異常の度合を判定する異常度合判定手段、および前記判定された異常の度合に応じて防止動作を行う防止動作手段を備える如く構成した。
【０００６】
請求項２に係る警備ロボットにあっては、さらに、少なくとも前記外界センサの出力から得られる情報を前記移動体の外部に送信する送信手段を備える如く構成した。
【０００７】
請求項３に係る警備ロボットにあっては、前記内界センサが、前記ロボットに作用する加速度を検出する加速度センサである如く構成した。
【０００８】
請求項４に係る警備ロボットにあっては、前記外界センサが、視覚センサである如く構成した。
【０００９】
請求項５に係る警備ロボットにあっては、前記視覚センサが保護カバーの内側に収容されると共に、前記保護カバーの、前記視覚センサの受光孔に対応する位置に、前記受光孔と略同径の孔が穿設される如く構成した。
【００１０】
請求項６に係る警備ロボットにあっては、前記外界センサが、聴覚センサである如く構成した。
【００１１】
請求項７に係る警備ロボットにあっては、前記ロボットが、２足歩行して移動する２足歩行ロボットである如く構成した。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にあっては、移動体に搭乗可能なロボットであって、その内部状態と外部状態を検出する少なくとも内界センサおよび外界センサの出力から得られる情報に基づいて移動体に生じつつある異常の度合を判定し、判定された異常の度合に応じて防止動作を行う如く構成したので、盗難などの異常事態に対して迅速に対処できると共に，異常の度合に応じて動作することで、その状況で最も適切な対策をとることができる。
【００１３】
請求項２に係る警備ロボットにあっては、さらに、少なくとも外界センサの出力から得られる情報を移動体の外部に送信する如く構成したので、上記した効果に加え、移動体の外部、例えばオーナに送信することで、外部側にあっては、離間した位置から移動体を監視できると共に、状況に応じて必要な対策を講じることができる。
【００１４】
請求項３に係る警備ロボットにあっては、内界センサがロボットに作用する加速度を検出する加速度センサである如く構成したので、上記した効果に加え、移動体に作用する振動を検出することができて移動体が盗難に遭遇する状況などを迅速に検知することができる。
【００１５】
請求項４に係る警備ロボットにあっては、外界センサが視覚センサである如く構成したので、上記した効果に加え、移動体の周囲環境を視覚的に検出することができ、不審者が存在する状況などを的確に検出して必要な対策を講じることができる。
【００１６】
請求項５に係る警備ロボットにあっては、視覚センサが保護カバーの内側に収容されると共に、それの視覚センサの受光孔に対応する位置に受光孔と略同径の孔が穿設される如く構成したので、上記した効果に加え、保護カバーの外側にシールドを設けるときも、視覚センサの移動によってシールドを透過する光の屈折率が変化することがないことから、視覚センサから得られる撮影画像に歪みが生じることがなく、常に鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００１７】
請求項６に係る警備ロボットにあっては、外界センサが聴覚センサである如く構成したので、上記した効果に加え、移動体の周囲環境を聴覚的に検出することができ、移動体をこじ開けようとする異音などを的確に検出して必要な対策を講じることができる。
【００１８】
請求項７に係る警備ロボットにあっては、ロボットが２足歩行して移動する２足歩行ロボットである如く構成したので、上記した効果に加え、車などの移動体に乗車（搭乗）するのが容易であると共に、腕部などを動作させて警告することも可能となり、警備効果を一層上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に即してこの発明に係る警備ロボットを実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２０】
以下、添付図面を参照してこの発明の第１実施例に係る警備ロボットを説明する。
【００２１】
図１はこの実施の形態に係る警備ロボットの正面図、図２はその側面図である。尚、警備ロボットとしては、２個の脚部と２個の腕部を備え、２足歩行して移動するヒューマノイド型（人間型）の脚式移動ロボットを例にとる。
【００２２】
図１に示すように、警備ロボット（以下「ロボット」という）１は、複数個（本）、より具体的には２個（本）の脚部２を備えると共に、その上方には基体（上体）３が設けられる。基体３のさらに上方には頭部４が形成されると共に、基体３の両側には２個（本）の腕部５が連結される。また、図２に示すように、基体３の背部には格納部６が設けられ、その内部には電子制御ユニット（後述）およびバッテリなどが収容される。
【００２３】
尚、図１および図２に示すロボット１は、内部構造を保護するためのカバーで被覆される。
【００２４】
図３はロボット１をスケルトンで示す説明図である。同図を参照してその内部構造を関節を中心に説明すると、図示の如く、ロボット１は、左右それぞれの脚部２および腕部５に、１１個の電動モータで動力化された６個の関節を備える。
【００２５】
即ち、ロボット１は、腰部（股部）の股関節に、脚部２を鉛直軸（Ｚ軸あるいは鉛直軸）まわりに回転させる関節を駆動する電動モータ１０Ｒ，１０Ｌ（右側をＲ、左側をＬとする。左右対称であることから、以下Ｒ，Ｌの表記を省略する）と、脚部２をピッチ（進行）方向（Ｙ軸まわり）に揺動させる関節を駆動する電動モータ１２と、脚部２をロール（左右）方向（Ｘ軸まわり）に回転させる関節を駆動する電動モータ１４を備えると共に、膝部に脚部２の下部をピッチ方向（Ｙ軸まわり）に回転させる膝関節を駆動する電動モータ１６を備え、さらに足首に脚部２の先端側をピッチ方向（Ｙ軸まわり）に回転させる足（足首）関節を駆動する電動モータ１８とロール方向（Ｘ軸まわり）に回転させる足（足首）関節を駆動する電動モータ２０を備える。
【００２６】
上記したように、図３において、関節はそれを駆動する電動モータ（あるいは電動モータに接続されてその動力を伝動するプーリなどの伝動要素）の回転軸線で示す。尚、脚部２の先端には足部２２が取着される。
【００２７】
このように、脚部２の股関節には電動モータ１０，１２，１４がそれらの回転軸線が直交するように配置されると共に、足関節（足首関節）には電動モータ１８，２０がそれらの回転軸線が直交するように配置される。尚、股関節と膝関節は大腿リンク２４で、膝関節と足関節は下腿リンク２６で連結される。
【００２８】
脚部２は股関節を介して基体３に連結されるが、図３では基体３を基体リンク２８として簡略的に示す。前記したように、基体３には腕部５が連結される。
【００２９】
腕部５も、脚部２と同様に構成される。即ち、ロボット１は、肩部の肩関節に、腕部５をピッチ方向に回転させる関節を駆動する電動モータ３０とロール方向に回転させる関節を駆動する電動モータ３２を備えると共に、その自由端側を回転させる関節を駆動する電動モータ３４と、肘部にそれ以降の部位を回転させる関節を駆動する電動モータ３６を備え、さらにその先端側にそれを回転させる手首関節を駆動する電動モータ３８を備える。手首の先にはハンド（エンドエフェクタ）４０が取着される。
【００３０】
即ち、腕部５の肩関節には電動モータ３０，３２，３４がそれらの回転軸線が直交するように配置される。尚、肩関節と肘関節とは上腕リンク４２で、肘関節と手首関節とは下腕リンク４４で連結される。
【００３１】
図示は省略するが、ハンド４０は５本のフィンガ（指）４０ａの駆動機構を備え、フィンガ４０ａで物を把持するなどの作業ができるように構成される。
【００３２】
また、頭部４は、鉛直軸まわりの電動モータ（首関節を構成）４６と、それと直交する軸まわりに頭部４を回転させる頭部揺動機構４８を介して基体３に連結される。図３に示す如く、頭部４の内部には２個のＣＣＤカメラ（外界センサ）５０がステレオ視自在に配置されると共に、音声入出力装置５２が配置される。音声入出力装置５２は、後で図６に示す如く、マイクロフォン（外界センサ）５２ａおよびスピーカ５２ｂを備える。
【００３３】
上記の構成により、脚部２は左右の足について６個の関節を備えて合計１２の自由度を与えられ、６個の関節を適宜な角度で駆動（関節変位）することで、脚部２に所望の動きを与えることができ、ロボット１を任意に３次元空間において歩行させることができる。また、腕部５も左右の腕について５個の関節を備えて合計１０の自由度を与えられ、５個の関節を適宜な角度で駆動（関節変位）することで所望の作業を行わせることができる。さらに、頭部４は２つの自由度からなる関節あるいは揺動機構を与えられ、これらを適宜な角度で駆動することにより所望の方向に頭部４を向けることができる。
【００３４】
図４は、ロボット１が車（移動体）Ｖの助手席に着座した状態を示す側面図である。このように、ロボット１は上記した関節を駆動することで、車Ｖなどの移動体に搭乗可能に構成される。この実施例にあっては、ロボット１は、車Ｖが駐車されていて運転者が不在な夜間などに助手席に乗車し、その警備を行う。
【００３５】
電動モータ１０などのそれぞれにはロータリエンコーダ（図示せず）が設けられ、電動モータの回転軸の回転を通じて対応する関節の角度、角速度、および角加速度の少なくともいずれかを示す信号を出力する。
【００３６】
足部２２には公知の６軸力センサ（内界センサ。以下「力センサ」という）５６が取着され、ロボットに作用する外力の内、接地面からロボット１に作用する床反力の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚを示す信号を出力する。
【００３７】
手首関節とハンド４０の間には同種の力センサ（６軸力センサ）５８が取着され、ロボット１に作用する床反力以外の外力、具体的にはハンド４０に対象物から作用する外力（対象物反力）の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚとモーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚを示す信号を出力する。
【００３８】
基体３には傾斜センサ（内界センサ）６０が設置され、鉛直軸に対する基体３の傾き（傾斜角度）とその角速度の少なくともいずれか、即ち、ロボット１の基体３の傾斜（姿勢）などの状態量を示す信号を出力する。
【００３９】
頭部４の内部には、上記したＣＣＤカメラ５０および音声入出力装置５２に加え、ＧＰＳ（Global Positioning System）からの信号を受信するＧＰＳ受信器６２およびジャイロ６４が配置される。また、傾斜センサ６０の付近のロボット１の重心位置の付近には加速度センサ（内界センサ）６６が配置され、ロボット１に作用する加速度に応じた信号を出力する。
【００４０】
ここで、図５を参照して頭部４の頭部揺動機構４８とＣＣＤカメラ５０の取り付けについて説明すると、頭部揺動機構４８は、鉛直軸まわりに回転自在な第１の支持台４８ａと、ロール軸まわりに回転自在な第２の支持台４８ｂとからなる。
【００４１】
頭部揺動機構４８は、その第１の支持台４８ａを電動モータ（首関節）４６に結合しつつ、第２の支持台４８ｂを第１の支持台４８ａに結合してなり、ＣＣＤカメラ５０は第２の支持台４８ｂに取り付けられる。そして、ロータリアクチュエータ４８ｃ（および図示しない残りの１個）を含む、それら第１、第２の支持台４８ａ，４８ｂを覆う、頭部４を構成するヘルメット部４ａを、第２の支持台４８ｂと実質的に一体をなすステー４８ｄに紙面の前後方向において結合することで、頭部４が完成される。尚、図５で音声入出力装置５２の図示は省略した。
【００４２】
頭部４のヘルメット部４ａは、前面側でバイザ（保護カバー）４ｂに取り付けられると共に、その外側において透明のアクリル樹脂で曲面に形成されたシールド４ｃが同様にヘルメット部４ａに取り付けられる。ＣＣＤカメラ５０はバイザ４ｂの内側に収容され、バイザ４ｂのＣＣＤカメラ５０の受光孔が対応する位置、即ち、ＣＣＤカメラ５０のレンズ窓５０ａが覗く位置に対応するには、それと略同形の孔４ｂ１が穿設される。図示は省略するが、ＣＣＤカメラは２個設けられることから、孔４ｂ１も、人の眼窩と同様、２個穿設される。
【００４３】
かかる構成により、頭部４を構成するヘルメット部４ａは第２の支持台４８ｂと実質的に一体をなしているので、第２の支持台４８ｂに固定されるＣＣＤカメラ５０の受光方向とヘルメット部４ａの動きは常に一致する。さらに、シールド４ｃはヘルメット部４ａに取り付けられているので、ＣＣＤカメラ５０がどの方向を向いても、シールド４ｃを透過する光は常に同一の部位を通ることになる。その結果、シールド４ｃの曲面が厳密に均一でなくても、シールド４ｃを透過する光の屈折率が変化することがないことから、ＣＣＤカメラ５０から得られる撮影画像に歪みが生じることがなく、常に鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００４４】
図３の説明に戻ると、これら力センサ５６などの出力群は、格納部６に収容されたマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electric Control Unit 。以下「ＥＣＵ」という）７０に送られる（図示の便宜のためロボット１の右側についてのみ、入出力を図示する）。
【００４５】
図６は、ＥＣＵ７０の構成を示すブロック図である。
【００４６】
図示の如く、ＥＣＵ７０はＣＰＵ１００ａ、記憶装置１００ｂおよび入出力インターフェース１００ｃからなるマイクロコンピュータ１００を備え、ロボット１が安定な姿勢で移動できるように、関節角変位指令を算出して各関節を構成する電動モータ１０などの駆動を制御する。また、ＥＣＵ７０は、後述するように警備に必要な種々の処理を行うが、それについては後述する。
【００４７】
図７は、ＥＣＵ７０のマイクロコンピュータ１００においてＣＰＵ１００ａが行う処理をブロック化して示すブロック図である。尚、図７でセンサなどの図示は多く省略した。
【００４８】
図７から明らかな如く、ＣＰＵ１００ａは、画像認識部１０２、音声認識部１０４、自己位置推定部１０６、地図データベース１０８、それらが出力する情報に基づいてロボット１の行動を決定する行動決定部１１０、および行動決定部１１０によって決定された行動に基づいてロボット１の行動を制御する動作制御部１１２などを備える。
【００４９】
以下、それぞれ説明すると、画像認識部１０２は、距離認識部１１０２ａ、移動体認識部１０２ｂ、ジェスチャ認識部１０２ｃ、姿勢認識部１０２ｄ、顔領域認識部１０２ｅ、指示領域認識部１０２ｆ、不審者判別部１０２ｇならびに顔データベース１０２ｈからなる。尚、２個のＣＣＤカメラ５０で周囲の環境をステレオ視して得られた撮影画像は、画像入力部１１４から距離認識部１０２ａに入力される。
【００５０】
距離認識部１０２ａは入力した撮影画像の視差から撮影対象までの距離情報を算出し、距離画像を生成する。移動体認識部１０２ｂは、距離画像を入力し、複数フレーム間の撮像画像の差分を算出して人や車などの移動するものを認識（検出）する。
【００５１】
ジェスチャ認識部１０２ｃは、先に提案した特開２００３−０７７６７３号公報に記載される技術に基づいて人の手の動きを認識し、予め記憶されている手の特徴的な動きと比較して人が発話と共に行う、ジェスチャによる指示を認識する。
【００５２】
姿勢認識部１０２ｄは、同様に先に提案した特開２００３−０３９３６５号に開示される技術に基づいて人の姿勢を認識する。また、顔領域認識部１０２ｅは、同様に先に提案した特開２００２−２１６１２９号に記載される技術に基づいて人の顔領域を認識する。また、指示領域認識部１０２ｆは、同様に先に提案した特開２００３−０９４２８８号に開示される技術に基づいて人が手などで指示する方向を認識する。
【００５３】
不審者判別部１０２ｇは、認識された顔領域の顔を顔データベース１０２ｈに登録された顔と比較し、一致しないとき、撮影された人は不審者と判別する。顔データベース１０２ｈには、車Ｖのオーナ、その家族など、ロボット１が車Ｖの助手席に乗車している状態において車Ｖに接近しても、後述する警告などの防止動作を行う必要のない人の顔が予め登録される。
【００５４】
音声認識部１０４は指示範囲特定部１０４ａを備える。指示範囲特定部１０４ａは、音声入出力装置のマイクロフォン５２ａから入力された人の音声を入力し、記憶装置１００ｂに予め記憶された語彙に基づき、人の指示を認識する。尚、マイクロフォン５２ａから入力された音声は音源特定部１１６にも入力され、そこで音源の位置が特定されると共に、人の音声か、あるいはそれ以外のドアをこじ開けようとする異音などであるか否かが判別される。
【００５５】
自己位置推定部１０６は、ＧＰＳ受信器６２を介して受信されたＧＰＳ信号などを入力し、ロボット１の現在位置と、向いている方向を推定（検出）する。
【００５６】
地図データベース１０８は記憶装置１００ｂに格納されてなり、そこには周囲環境について障害物の位置が登録された地図データが予め作成されて記憶される。
【００５７】
行動決定部１１０は、特定位置決定部１１０ａ、移動容易度判断部１１０ｂおよび異常度合判定部１１０ｃを備える。
【００５８】
特定位置決定部１１０ａは、画像認識部１０２で認識された人の指示領域と、音声認識部１０４で絞り込まれた指示領域とから、移動の目標値として人が特定した位置を決定する。
【００５９】
移動容易度判断部１１０ｂは、地図データ１０８から読み出されたロボット１の現在位置の周辺の地図データ上において障害物の位置を認識し、その付近を警戒領域として設定すると共に、設定された警戒領域から所定距離離れるまでの領域をマージン領域として設定し、それらから移動の容易度を「困難」、「要注意」などと判断する。
【００６０】
行動決定部１１０は、画像認識部１０２および音声認識部１０４の認識結果に基づき、特定位置決定部１１０ａによって決定された特定位置への移動が必要か否か判断する。さらに、行動決定部１１０は、移動容易度判断部１１０ｂによって判断された容易度に基づき、例えば「困難」と判断された場合、歩行速度を低下させるなどの決定を行うと共に、画像認識部１０２や音声認識部１０４などから入力される情報に応じてロボット１の次の行動を決定、例えば音源特定部１１６から音源の位置情報が出力された場合、ロボット１の向きを音源の方向に変えるなどの行動を決定する。
【００６１】
尚、異常度合判定部１１０ｃについては後述する。
【００６２】
行動決定部１１０で決定された行動は、動作制御部１１２に送られる。動作制御部１１２は、決定された行動に応じ、移動制御部１３０や発話生成部１３２に行動の指示を出力する。
【００６３】
移動制御部１３０は、動作制御部１１２の指示に応じ、脚部２、頭部４、腕部５の電動モータ１０などに駆動信号を出力し、ロボット１を移動（動作）させる。
【００６４】
発話生成部１３２は、動作制御部１１２の指示に従って記憶装置１００ｂに記憶された発話すべき文字列データから発話すべき音声信号を合成し、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動する。尚、発話すべき文字列データとしては、警備の都合上、「止めなさい。警察に通報するぞ」などのデータを含む。また、発話生成部１３２は、人の音声のみならず、警告音からなる音声信号も合成し、スピーカ５２ｂを駆動して発生させる。
【００６５】
次いで、異常度合判定部１１０ｃについて説明する。
【００６６】
上に述べた如く、この発明の目的は、移動体に搭乗可能なロボットであって、ロボット自ら異常の度合を判定し、それに応じて動作するようにした警備ロボットを提供することにある。
【００６７】
その意図から、この実施例にあっては、ロボット１の内部状態を検出する加速度センサ（内界センサ）６６と、ロボット１の外部状態を検出するＣＣＤカメラ（外界センサ）５０とマイクロフォン（外界センサ）５２ａと、それらセンサ群の出力から得られる情報、具体的にはロボット１に作用する加速度情報、画像認識部１０２で得られる画像情報および音声認識部１０４で得られる音声情報を入力し、入力した情報に基づいて車（移動体）Ｖに生じつつある異常の度合を判定する異常度合判定部（異常度合判定手段）１１０ｃを備えると共に、動作制御部１１２を、判定された異常の度合に応じて防止動作を行う防止動作手段として動作させる如く構成した。
【００６８】
さらに、ＥＣＵ７０は、無線装置（送信手段）１４０を備え、無線装置１４０を介して外部、例えば車Ｖのオーナが所持するパーソナルコンピュータ２００（あるいは車Ｖのオーナが所持する携帯電話）に、図示しないその無線通信端末を介してと通信自在に構成され、少なくとも上記した外界センサ５０，５２ａの出力から得られる画像情報および音声認識情報を車（移動体）Ｖの外部に送信するように構成した。尚、車Ｖのオーナに代え、車Ｖの販売店あるいは警備会社などであっても良い。
【００６９】
図８に、異常度合判定部１１０ｃが入力した情報に基づいて行う異常の度合と、それに応じて移動制御部１３０などが行う防止動作を示す。図示の如く、異常の度合は、ＳＭＡＬＬ（軽微）、ＭＥＤＩＵＭ（中程度）およびＬＡＲＧＥ（重大）の３種に区分され、それに応じて注意、警告、制止からなる３種の防止動作が行われる。
【００７０】
尚、図８の検出加速度に関し、第１、第２、第３の所定値はそれぞれ、例えば、０．０５Ｇ，０．１Ｇ，０．２Ｇとする（Ｇ：重力加速度）。加速度センサ６６を設けてロボット１に作用する加速度を検出するようにしたのは、不審者が車Ｖのドアをこじ開けるなどして侵入し、運転席に座ってエンジンを始動させて車Ｖを移動させた場合、乗車しているロボット１にＸ，Ｙ軸（図３に示す）方向の加速度が作用、即ち、振動が作用することから、その検出値から車Ｖが移動されたか否か推定できるためである。
【００７１】
次いで、図９フロー・チャートを参照して図１に示すロボット１の動作を説明する。これは具体的には、ＥＣＵ７０のマイクロコンピュータ１００においてＣＰＵ１００ａが行う動作である。
【００７２】
尚、図９に示す処理は、車Ｖが駐車されて停止しており、運転者は不在であって、助手席にロボット１が警備ロボットとして乗車している状況を前提とする。
【００７３】
以下説明すると、Ｓ１０において加速度センサ６６の出力、および画像認識部１０２と音声認識部１０４の処理結果、即ち、それらの出力を読み出す。次いで、Ｓ１２に進み、車Ｖのオーナなどのパーソナルコンピュータ２００からその無線通信端末およびＥＣＵ７０側の無線装置１４０を介して送信リクエストがなされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１４に進み、無線装置１４０などを介してパーソナルコンピュータ２００に得られた出力の中、画像認識部１０２の処理結果を送信する。
【００７４】
これにより、オーナなどは、離れた位置から車Ｖを監視することができる。尚、Ｓ１２で否定されるとき、Ｓ１４をスキップする。
【００７５】
次いでＳ１６に進み、読み出された出力（情報）に基づいて上記したように異常の度合を判定し、Ｓ１８に進み、判定された度合がＳＭＡＬＬか否か判断する。Ｓ１８で肯定されるときはＳ２０に進み、防止動作として図８に示す注意を実行する。この動作は具体的には、ＣＰＵ１００ａにおいて動作制御部１１２は、異常度合判定部１１０ｃの判定結果から発話生成部１３２で警告音を合成させ、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動して警告音を発生させることで行う。
【００７６】
Ｓ１８で否定されるときはＳ２２に進み、判定された度合がＭＥＤＩＵＭか否か判断し、肯定されるときはＳ２４に進み、防止動作として図８に示す警告を実行する。この動作は具体的には、ＣＰＵ１００ａにおいて動作制御部１１２は、異常度合判定部１１０ｃの判定結果から発話生成部１３２で音声信号を合成させ、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動して発話させると共に、移動制御部１３０で腕部５を構成する電動モータ３０などの駆動を制御させることで行う。
【００７７】
また、Ｓ２２で否定されるときはＳ２６に進み、判定された度合がＬＡＲＧＥか否か判断し、肯定されるときはＳ２８に進み、防止動作として図８に示す制止を実行する。この動作は具体的には、ＣＰＵ１００ａにおいて動作制御部１１２は、異常度合判定部１１０ｃの判定結果から発話生成部１３２で音声信号を合成させ、音声入出力装置５２のスピーカ５２ｂを駆動して発話させると共に、移動制御部１３０で脚部２を構成する電動モータ１０など種々の電動モータの駆動を制御させることで行う。
【００７８】
尚、上記のＳ１６からＳ２８までの処理、特にＳ２８の処理をＥＣＵ７０のマイクロコンピュータ１００の記憶装置１００ｂに記憶しておき、盗難などの異常の発生の経過を記録しておくものとする。
【００７９】
上記した如く、この実施例に係る警備ロボット１は車（移動体）Ｖに搭乗可能なロボットであって、ロボット１の内部状態を検出する少なくとも１個の加速度センサ（内界センサ）６６、ロボット１の外部状態を検出する少なくとも１個の外界センサ、より具体的にはＣＣＤカメラ５０とマイクロフォン５２ａと、加速度センサ（内界センサ）６６およびＣＣＤカメラ５０とマイクロフォン５２ａ（外界センサ）の出力から得られる情報に基づいて車Ｖに生じつつある異常の度合をＳＭＡＬＬ，ＭＥＤＩＵＭ，ＬＡＲＧＥと判定する異常度合判定手段（ＣＰＵ１００ａ、異常度合判定部１１０ｃ，Ｓ１０から１６）、および判定された異常の度合に応じて注意、警告、制止のいずれかからなる防止動作を行う防止動作手段（ＣＰＵ１００ａ、動作制御部１１２，Ｓ１８から２８）を備える如く構成したので、盗難などの異常事態に対して迅速に対処できると共に、異常の度合に応じて動作することで、その状況で最も適切な対策をとることができる。
【００８０】
さらに、少なくとも外界センサの出力から得られる情報、より具体的にはＣＣＤカメラ５０の出力を入力する画像認識部１０２の処理結果から得られる情報を車Ｖ（移動体）の外部、より具体的にはオーナのパーソナルコンピュータ２００などに送信する無線装置（送信手段）１４０を備える如く構成したので、上記した効果に加え、車の外部に所在するオーナ側にあっては、離間した位置から車Ｖを監視できると共に、状況に応じて必要な対策を講じることができる。
【００８１】
また、内界センサがロボット１に作用する加速度を検出する加速度センサ６６である如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖに作用する振動などを検出することができて車Ｖが盗難に遭遇する状況などを迅速に検知することができる。
【００８２】
また、外界センサがＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０である如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖの周囲環境を視覚的に検出することができ、不審者が存在する状況などを的確に検出して警告するなど必要な対策を講じることができる。
【００８３】
また、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０がバイザ（保護カバー）４ｂの内側に収容されると共に、バイザ（保護カバー）４ｂの、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０のレンズ窓（受光孔）５０ａに対応する位置に、受光孔と略同径の孔４ｂ１が穿設される如く構成したので、上記した効果に加え、バイザ（保護カバー）４ｂの外側にシールド４ｃを設けるときも、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０の移動によってシールド４ｃを透過する光の屈折率が変化することがないことから、ＣＣＤカメラ（視覚センサ）５０から得られる撮影画像に歪みが生じることがなく、常に鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００８４】
また、外界センサがマイクロフォン（聴覚センサ）５２ａである如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖの周囲環境を聴覚的に検出することができ、車Ｖをこじ開けようとする異音などを的確に検出して警告するなど必要な対策を講じることができる。
【００８５】
また、ロボット１が２足歩行して移動する２足歩行ロボットである如く構成したので、上記した効果に加え、車Ｖなどの移動体に搭乗するのが容易であると共に、腕部５などを動作させて警告することも可能となり、警備効果を一層上げることができる。
【００８６】
尚、上記において、移動体の例として車Ｖを例にとったが、この発明はそれに限られるものではなく、移動体は船舶、航空機などであっても良い。
【００８７】
また、上記においてロボットとして２足歩行ロボットを例示したが、それに限られるものではなく、３足以上のロボットであっても良い。さらには、脚式移動ロボットに限られるものではなく、車輪式やクローラ式のロボットであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の第１実施例に係る警備ロボットの正面図である。
【図２】図１に示す警備ロボットの側面図である。
【図３】図１に示す警備ロボットをスケルトンで示す説明図である。
【図４】図１に示す警備ロボットが車（移動体）に乗車した状態を示す説明図である。
【図５】図１に示す警備ロボットの頭部の内部構造を示す断面図である。
【図６】図３に示す電子制御ユニット（ＥＣＵ）の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す電子制御ユニット（ＥＣＵ）のマイクロコンピュータの処理を構成として機能的に示すブロック図である。
【図８】図７に示す異常度合判定部が判別する異常の度合などを示す説明図である。
【図９】図１に示す警備ロボットの動作を示すフロー・チャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１ ロボット（脚式移動ロボット、警備ロボット）
５０ ＣＣＤカメラ（外界センサ）
５２ａ マイクロフォン（外界センサ）
６６ 加速度センサ（内界センサ）
７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００ マイクロコンピュータ
１００ａ ＣＰＵ
１０２ 画像認識部
１０４ 音声認識部
１１０ 行動決定部
１１０ｃ 異常度合判定部
１１２ 動作制御部
１４０ 無線装置
２００ パーソナルコンピュータ
Ｖ 車（移動体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭乗可能なロボットであって、
ａ．前記ロボットの内部状態を検出する少なくとも１個の内界センサ、
ｂ．前記ロボットの外部状態を検出する少なくとも１個の外界センサ、
ｃ．前記内界センサおよび外界センサの出力から得られる情報に基づいて前記移動体に生じつつある異常の度合を判定する異常度合判定手段、
および
ｄ．前記判定された異常の度合に応じて防止動作を行う防止動作手段、
を備えたことを特徴とする警備ロボット。
【請求項２】
さらに、
ｅ．少なくとも前記外界センサの出力から得られる情報を前記移動体の外部に送信する送信手段、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の警備ロボット。
【請求項３】
前記内界センサが、前記ロボットに作用する加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１または２記載の警備ロボット。
【請求項４】
前記外界センサが、視覚センサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の警備ロボット。
【請求項５】
前記視覚センサが保護カバーの内側に収容されると共に、前記保護カバーの、前記視覚センサの受光孔に対応する位置に、前記受光孔と略同径の孔が穿設されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の警備ロボット。
【請求項６】
前記外界センサが、聴覚センサであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の警備ロボット。
【請求項７】
前記ロボットが、２足歩行して移動する２足歩行ロボットであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の警備ロボット。
【請求項１】
移動体に搭乗可能なロボットであって、
ａ．前記ロボットの内部状態を検出する少なくとも１個の内界センサ、
ｂ．前記ロボットの外部状態を検出する少なくとも１個の外界センサ、
ｃ．前記内界センサおよび外界センサの出力から得られる情報に基づいて前記移動体に生じつつある異常の度合を判定する異常度合判定手段、
および
ｄ．前記判定された異常の度合に応じて防止動作を行う防止動作手段、
を備えたことを特徴とする警備ロボット。
【請求項２】
さらに、
ｅ．少なくとも前記外界センサの出力から得られる情報を前記移動体の外部に送信する送信手段、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の警備ロボット。
【請求項３】
前記内界センサが、前記ロボットに作用する加速度を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１または２記載の警備ロボット。
【請求項４】
前記外界センサが、視覚センサであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の警備ロボット。
【請求項５】
前記視覚センサが保護カバーの内側に収容されると共に、前記保護カバーの、前記視覚センサの受光孔に対応する位置に、前記受光孔と略同径の孔が穿設されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の警備ロボット。
【請求項６】
前記外界センサが、聴覚センサであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の警備ロボット。
【請求項７】
前記ロボットが、２足歩行して移動する２足歩行ロボットであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の警備ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１５４３５（Ｐ２００６−１５４３５Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９３７５６（Ｐ２００４−１９３７５６）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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