2024-162407 ロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162407

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】ロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   A63H 11/00 20060101AFI20241114BHJP

   G06T 7/70 20170101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

A63H11/00 Z

G06T7/70 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077888

(22)【出願日】2023-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】植本 将史

(72)【発明者】

【氏名】藤原 康生

(72)【発明者】

【氏名】岡上 国弘

(72)【発明者】

【氏名】豊口 馨

【テーマコード（参考）】

2C150

5L096

【Ｆターム（参考）】

2C150CA01

2C150CA02

2C150DA05

2C150DA24

2C150DA26

2C150DA28

2C150DK02

2C150EB01

2C150ED42

2C150ED52

2C150EF33

5L096AA06

5L096AA09

5L096CA05

5L096FA69

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で、ロボットに現実の動体に似た動きを実行させることが可能なロボット制御装置を提供する。
【解決手段】ロボット制御装置４０は、複数位置に設置された動作機構を有するロボット３０に通信可能に接続され、３次元情報取得部４４２と位置情報抽出部４４３と動作制御部４４４とを備える。３次元情報取得部４４２は、所定の動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得する。位置情報抽出部４４３は、３次元情報取得部４４２が取得した情報の中から、ロボット３０の動作機構の設置位置に対応する動体の部位の３次元位置情報を抽出する。動作制御部４４４は、位置情報抽出部４４３が抽出した動体の部位ごとの３次元位置情報に基づいて、ロボット３０内の対応する位置の動作機構を動作させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数位置に設置された動作機構を有するロボットに通信可能に接続され、
所定の動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得する３次元情報取得部と、
前記３次元情報取得部が取得した情報の中から、前記ロボットの動作機構の設置位置に対応する前記動体の部位の３次元位置情報を抽出する位置情報抽出部と、
前記位置情報抽出部が抽出した前記動体の部位ごとの３次元位置情報に基づいて、前記ロボット内の対応する位置の前記動作機構を動作させる動作制御部と、を備えたロボット制御装置。

【請求項2】

複数の動体の中から、利用者により選択された動体、前記ロボットに形状が類似している動体、または、動きが最も大きい動体を、前記ロボットが動作を模倣する対象として決定する対象動体決定部をさらに備え、
前記３次元情報取得部は、前記対象動体決定部が決定した動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得する、請求項１に記載のロボット制御装置。

【請求項3】

前記位置情報抽出部は、前記３次元情報取得部が取得した情報の中に、前記ロボットの所定の動作機構の設置位置に対応する部位の３次元位置情報がないときには、前記所定の動作機構の設置位置に関して予め設定された他の部位の３次元位置情報を代替え情報として抽出する、請求項１に記載のロボット制御装置。

【請求項4】

複数位置に設置された動作機構を有するロボットに通信可能に接続されたロボット制御装置が、
所定の動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得し、
取得した情報の中から、前記ロボットの動作機構の設置位置に対応する前記動体の部位の３次元位置情報を抽出し、
抽出した前記動体の部位ごとの３次元位置情報に基づいて、前記ロボット内の対応する位置の前記動作機構を動作させる、ロボット制御方法。

【請求項5】

複数位置に設置された動作機構を有するロボットに通信可能に接続されたコンピュータに、
所定の動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得する機能と、
取得した情報の中から、前記ロボットの動作機構の設置位置に対応する前記動体の部位の３次元位置情報を抽出する機能と、
抽出した前記動体の部位ごとの３次元位置情報に基づいて、前記ロボット内の対応する位置の前記動作機構を動作させる機能と、
を実現させるロボット制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

動物の形状を有し、予め設定された動作を行うための動作機構を内部に備えたぬいぐるみ型等のロボットがある。このようなロボットの動作機構を駆動させることで、例えば、ぬいぐるみに動物のような動きをさせることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４４８７７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上述したようなロボットの動作機構は予め設定されたパターン以外の動きを行うことができず、ロボットの動きは現実の動物の動きとはかけ離れたものとなる。

【0005】

これに鑑み、既存のモーションキャプチャの技術を用いて、ロボットに現実の動物に似た動きを実行させることが考えられる。しかし、モーションキャプチャの技術を用いるためには動物に複数のセンサを設置して動作状態を計測する必要があり、装置が複雑であるため利用の際に手間がかかるという問題があった。

【0006】

本発明は、簡易な構成で、ロボットに現実の動体に似た動きを実行させることが可能な、ロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラ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】

【0007】

上記目的を達成するための本発明の一形態のロボット制御装置は、複数位置に設置された動作機構を有するロボットに通信可能に接続され、所定の動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得する３次元情報取得部と、前記３次元情報取得部が取得した情報の中から、前記ロボットの動作機構の設置位置に対応する前記動体の部位の３次元位置情報を抽出する位置情報抽出部と、前記位置情報抽出部が抽出した前記動体の部位ごとの３次元位置情報に基づいて、前記ロボット内の対応する位置の前記動作機構を動作させる動作制御部と、を備える。

【0008】

また、本発明のロボット制御方法は、複数位置に設置された動作機構を有するロボットに通信可能に接続されたロボット制御装置が、所定の動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得し、取得した情報の中から、前記ロボットの動作機構の設置位置に対応する前記動体の部位の３次元位置情報を抽出し、抽出した前記動体の部位ごとの３次元位置情報に基づいて、前記ロボット内の対応する位置の前記動作機構を動作させる。

【0009】

また、本発明のロボット制御プログラムは、複数位置に設置された動作機構を有するロボットに通信可能に接続されたコンピュータに、所定の動体に関する部位ごとの３次元位置情報を取得する機能と、取得した情報の中から、前記ロボットの動作機構の設置位置に対応する前記動体の部位の３次元位置情報を抽出する機能と、抽出した前記動体の部位ごとの３次元位置情報に基づいて、前記ロボット内の対応する位置の前記動作機構を動作させる機能と、を実現させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明のロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラムによれば、簡易な構成で、ロボットに現実の動体に似た動きを実行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態によるロボット制御装置を利用したロボットシステムの構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態によるロボット制御装置に接続された複数台のカメラ装置が、３次元画像情報の生成対象とする動物を撮影している状態を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態によるロボット制御装置に通信接続された３次元情報処理装置が、現実の動体に関する３次元位置情報を取得する際の処理を示すフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態によるロボット制御装置４０が、ロボットに現実の動体と似た動きを実行させる際の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明の一実施形態によるロボット制御装置を利用したロボットシステムを用いて、ロボットに、現実の動体に似た動きを実行させる場合について、図面を用いて説明する。

【0013】

〈一実施形態によるロボットシステムの構成〉
図１は、一実施形態によるロボットシステム１の構成を示す全体図である。ロボットシステム１は、複数のカメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄと、３次元情報処理装置２０と、ロボット３０と、ロボット制御装置４０とを備える。

【0014】

複数のカメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄおよび３次元情報処理装置２０は、例えば現実の動体がいる場所に設置され、ロボット３０およびロボット制御装置４０は、利用者がいる場所に設置されている。ロボット３０とロボット制御装置４０とは、例えば近距離無線通信を介して通信可能に接続されている。３次元情報処理装置２０とロボット制御装置４０とは、例えば広域通信ネットワーク５０を介して通信可能に接続されている。

【0015】

カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄは、複数の動体を異なる４方向から撮影するように設置される。図１においては、カメラ装置が４台の場合を示しているが、この数には限定されず、２台、３台、または５台以上であってもよい。

【0016】

３次元情報処理装置２０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータで構成され、第１ＣＰＵ２１と、撮像情報記憶部２２と、第１通信部２３とを有する。第１ＣＰＵ２１は、撮像情報取得部２１１と、３次元情報生成部２１２と、要求処理部２１３とを有する。

【0017】

撮像情報取得部２１１は、カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄで撮影された撮像情報を取得する。３次元情報生成部２１２は、撮像情報取得部２１１が取得した情報から、被写体である複数の動体の３次元画像情報を生成する。

【0018】

３次元情報生成部２１２は、さらに、生成した３次元画像情報から、所定位置を原点とする３次元空間内における、複数の動体それぞれの複数の部位の位置の座標を、３次元位置情報として取得する。３次元情報生成部２１２は、取得した複数の動体それぞれの部位ごとの３次元位置情報を、撮像情報記憶部２２に記憶させる。

【0019】

この３次元空間の原点は、撮影対象の動体内の１点、例えば頭部の１点でもよいし、カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄによる撮影画角内の固定物、例えば背景の木、建物、または家具等の１点でもよい。

【0020】

要求処理部２１３は、後述するようにロボット制御装置４０から所定の動体に関する３次元位置情報を要求する位置要求を取得すると、この要求に対応する動体の部位ごとの３次元位置情報を撮像情報記憶部２２から取得して、ロボット制御装置４０に送信する。

【0021】

第１通信部２３は、広域通信ネットワーク５０を介してロボット制御装置４０との通信を行う機能を有する。

【0022】

ロボット３０は、例えば猫の形状を有するぬいぐるみで構成され、ぬいぐるみ内の複数部分に設置された動作機構と、これらの動作機構を動作させるモータとを有する。具体的には、ロボット３０は、首部分に設置された第１動作機構３１１および第１動作機構３１１を動作させる第１モータ３１２と、左前足部分に設置された第２動作機構３２１および第２動作機構３２１を動作させる第２モータ３２２と、右前足部分に設置された第３動作機構３３１および第３動作機構３３１を動作させる第３モータ３３２と、左後ろ足部分に設置された第４動作機構３４１および第４動作機構３４１を動作させる第４モータ３４２と、右後ろ足部分に設置された第５動作機構３５１および第５動作機構３５１を動作させる第５モータ３５２と、背中部分に設置された第６動作機構３６１および第６動作機構３６１を動作させる第６モータ３６２とを有する。

【0023】

またロボット３０は、ロボット制御装置４０との無線通信を行うロボット無線通信部３７を有する。

【0024】

ロボット制御装置４０は、例えばスマートデバイスまたはパーソナルコンピュータで構成され、ロボット情報記憶部４１と、入出力部４２と、第２通信部４３と、第２ＣＰＵ４４と、第３通信部４５とを有する。

【0025】

ロボット情報記憶部４１は、制御対象とするロボット３０の構成に関する情報として、設置されている動作機構ごとの設置位置情報および可動域情報等を予め記憶する。

【0026】

入出力部４２は、例えばタッチパネルで構成され、利用者による操作情報を入力し、また第２ＣＰＵ４４による情報処理内容を表示する。

【0027】

第２通信部４３は、広域通信ネットワーク５０を介して３次元情報処理装置２０との通信を行う機能を有する。

【0028】

第２ＣＰＵ４４は、対象動体決定部４４１と、３次元情報取得部４４２と、位置情報抽出部４４３と、動作制御部４４４とを有する。

【0029】

対象動体決定部４４１は、利用者の操作等に基づいて、ロボット３０が動作を模倣する対象の動体を決定する。

【0030】

３次元情報取得部４４２は、対象動体決定部４４１が決定した動体に関する３次元位置情報を要求する位置要求を生成して３次元情報処理装置２０に送信し、送信した位置要求に応答して３次元情報処理装置２０から送信された動体の部位ごとの３次元位置情報を取得する。

【0031】

位置情報抽出部４４３は、ロボット情報記憶部４１に記憶された情報に基づいて、３次元情報取得部４４２が取得した情報の中から、ロボット３０の各動作機構の設置位置に対応する動体の部位の３次元位置情報を抽出する。

【0032】

動作制御部４４４は、位置情報抽出部４４３が抽出した部位の３次元位置情報に基づいて、ロボット３０内の対応する位置の動作機構を動作させる。

【0033】

第３通信部４５は、ロボット３０との無線通信を行う機能を有する。

【0034】

〈一実施形態によるロボットシステムの動作〉
ロボットシステム１の動作例として、(1) 現実の動体に関する３次元位置情報を取得する処理、および、(2) ロボット３０に現実の動体と似た動きを実行させる処理について説明する。本実施例では、動体が現実の猫であり、ロボット３０が猫の形状をしたぬいぐるみである。

【0035】

(1) 現実の動体に関する３次元位置情報を取得する処理
図２は、ロボット制御装置４０に接続されたカメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄが、３次元画像情報の生成対象の動体である猫Ｃおよび人間の子供Ｄを撮影している状態を示す図である。カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄは、猫Ｃおよび人間の子供Ｄを、異なる方向から撮影している。以降の説明では、人間の子供Ｄを単に子供Ｄを呼ぶ。

【0036】

図３は、本実施形態によるロボットシステム１の３次元情報処理装置２０が、現実の動体に関する３次元位置情報を取得する際の処理を示すフローチャートである。

【0037】

利用者からの開始指示操作により、カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄによる撮影が開始されると（Ｓ１の「YES」）、３次元情報処理装置２０の撮像情報取得部２１１が、カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄで所定時刻に撮影された撮像情報を取得する（Ｓ２）。

【0038】

３次元情報生成部２１２は、撮像情報取得部２１１がカメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄから取得した撮像情報から例えばボリュメトリック技術を用いて、被写体である複数の動体の３次元画像情報を生成する（Ｓ３）。

【0039】

３次元情報生成部２１２は、さらに、生成した３次元画像情報から、所定位置を原点とする３次元空間内における、猫Ｃおよび子供Ｄそれぞれの複数の部位、例えば首、左前足、右前足、左後ろ足、右後ろ足、背中、顔、耳、尻尾の位置の座標を、３次元位置情報として取得する。ここで３次元情報生成部２１２は、生成した３次元画像情報からなるべく多くの部位の座標を取得しておくことで、後述するようにロボット３０に現実の動体と似た動きを実行させる際に高い精度で動作を模倣させることができる。

【0040】

３次元情報生成部２１２は、取得した猫Ｃおよび子供Ｄそれぞれの部位ごとの３次元位置情報を、撮像情報記憶部２２に記憶させる（Ｓ４）。３次元情報生成部２１２は、取得した猫Ｃおよび子供Ｄの３次元位置情報とともに、ステップＳ２で生成した３次元画像情報を撮像情報記憶部２２に記憶させてもよい。

【0041】

撮像情報取得部２１１および３次元情報生成部２１２は、カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄが猫Ｃおよび子供Ｄの撮影を継続している間、ステップＳ２～Ｓ４の処理を所定時間間隔で実行する（Ｓ５の「NO」→Ｓ２）。これにより、撮像情報記憶部２２に、猫Ｃおよび子供Ｄを撮影した３次元画像情報が生成され、記憶される。その後、利用者からの終了指示操作により、(1) 現実の動体に関する３次元位置情報を取得する処理が終了する。

【0042】

(2) ロボット３０に現実の動体と似た動きを実行させる処理
図４は、本実施形態によるロボット制御装置４０が、ロボット３０に現実の動体と似た動きを実行させる際の処理を示すフローチャートである。

【0043】

利用者は、まずロボット３０の動作対象として選択可能な動体の情報を要求する操作を入出力部４２から行うと、対象動体決定部４４１が動体情報要求を生成して３次元情報処理装置２０に送信する。

【0044】

３次元情報処理装置２０では、ロボット制御装置４０から送信された動体情報要求を要求処理部２１３が取得し、この要求に応じて、撮像情報記憶部２２に３次元位置情報が記憶されている動体の情報を、ロボット制御装置４０に送信する。要求処理部２１３は、撮像情報記憶部２２に３次元位置情報が記憶されている動体の情報として例えば、撮像情報記憶部２２に記憶されている猫Ｃおよび子供Ｄの３次元画像情報をロボット制御装置４０に送信する。

【0045】

また、３次元位置情報が記憶されている動体の名称を撮像情報記憶部２２に予め登録しておくことにより、要求処理部２１３が、３次元位置情報が記憶されている動体の情報として、動体の名称を示すテキスト情報をロボット制御装置４０に送信してもよい。または要求処理部２１３は、カメラ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄのいずれか１つが撮影した撮像情報をロボット制御装置４０に送信してもよい。これらの情報のいずれかを送信するようにすることで、３次元画像情報を送信する場合よりも通信負荷を軽減させることができる。

【0046】

ロボット制御装置４０では、３次元情報処理装置２０から送信された猫Ｃおよび子供Ｄの３次元画像情報を対象動体決定部４４１が取得し、入出力部４２に表示させる。利用者は、表示された猫Ｃおよび子供Ｄの３次元画像情報を視認し、ロボット３０の動作対象として例えば猫Ｃの３次元画像情報を選択する操作を行う。

【0047】

利用者が猫Ｃの３次元画像情報を選択する操作を行うと、対象動体決定部４４１がロボット３０の動作対象を猫Ｃに決定する（Ｓ１１の「YES」）。３次元情報取得部４４２は、対象動体決定部４４１が決定した猫Ｃに関する３次元位置情報を要求する位置要求を生成して、３次元情報処理装置２０に送信する（Ｓ１２）。

【0048】

３次元情報処理装置２０では、ロボット制御装置４０から送信された位置要求を要求処理部２１３が取得し、この要求に応じて、撮像情報記憶部２２に記憶されている猫Ｃの３次元画像情報における部位ごとの３次元位置情報を読み出してロボット制御装置４０に送信する。ここで要求処理部２１３が読み出す猫Ｃの部位ごとの３次元位置情報は、３次元画像情報内において猫Ｃが動くことにより時間経過とともに変化する情報である。

【0049】

ロボット制御装置４０では、３次元情報処理装置２０から送信された猫Ｃの３次元位置情報を３次元情報取得部４４２が取得する（Ｓ１３の「YES」）。猫Ｃの３次元位置情報は、例えば、猫Ｃの首、左前足、右前足、左後ろ足、右後ろ足、背中、顔、耳、尻尾の位置の座標を含む。

【0050】

位置情報抽出部４４３は、ロボット情報記憶部４１に記憶された情報に基づいて、３次元情報取得部４４２が取得した情報の中から、ロボット３０の各動作機構の設置位置に対応する部位、つまり動作可能な部位の３次元位置情報を抽出する（Ｓ１４）。

【0051】

ロボット３０の各動作機構の設置位置に対応する部位は、例えば、猫Ｃとロボット３０との形状を照らし合わせて、体内における位置が近しいと判定される部位である。

【0052】

例えば、３次元情報取得部４４２が取得した情報の中には猫Ｃの顔、耳、尻尾の位置の座標が含まれるが、ロボット３０には対応する部分に動作機構がなく、ロボット情報記憶部４１にはこれらの部分に関する動作機構の情報が記憶されていない。この場合、位置情報抽出部４４３は、３次元情報取得部４４２が取得した猫Ｃの各部位の位置の座標のうち、ロボット情報記憶部４１に対応する部分の動作機構がある部位の座標、つまり顔、耳、尻尾以外の部位の位置の座標を抽出する。

【0053】

動作制御部４４４は、位置情報抽出部４４３が抽出した部位の時間経過とともに変化する３次元位置情報に基づいて猫Ｃの部位ごとの動き情報を取得し、ロボット３０内の対応する各部分の動作機構を動作させるための制御信号を生成し、第３通信部４５からロボット３０に無線送信させる（Ｓ１５）。

【0054】

具体的には、動作制御部４４４は、ロボット３０内の首部分の第１動作機構３１１を動作させるための第１制御信号、左前足部分の第２動作機構３２１を動作させるための第２制御信号、右前足部分の第３動作機構３３１を動作させるための第３制御信号、左後ろ足部分の第４動作機構３４１を動作させるための第４制御信号、右後ろ部分の第５動作機構３５１を動作させるための第５制御信号、背中部分の第６動作機構３６１を動作させるための第６制御信号を生成し、第３通信部４５からロボット３０に無線送信させる。

【0055】

ロボット３０では、ロボット制御装置４０から送信された制御信号をロボット無線通信部３７から受信し、受信した制御信号に基づいて、各部分の動作機構が動作する（Ｓ１５）。具体的には、送信された第１制御信号に基づいて第１モータ３１２が駆動され、第１動作機構３１１が動作する。同様にして、送信された第２制御信号に基づいて第２モータ３２２が駆動され、第２動作機構３２１が動作する。同様にして、送信された第３制御信号に基づいて第３モータ３３２が駆動され、第３動作機構３３１が動作する。同様にして、送信された第４制御信号に基づいて第４モータ３４２が駆動され、第４動作機構３４１が動作する。同様にして、送信された第５制御信号に基づいて第５モータ３５２が駆動され、第５動作機構３５１が動作する。同様にして、送信された第６制御信号に基づいて第６モータ３６２が駆動され、第６動作機構３６１が動作する。

【0056】

その後、所定の周期でステップＳ１２からＳ１５の処理を繰り返しても良いし、利用者からロボット３０の動作を終了させる操作が行われるまで３次元情報処理装置２０がロボット制御装置４０に所定の周期で３次元位置情報を送信するようにしてもよい。

【0057】

このように処理が実行されることで、例えば猫Ｃが右前足を上げる動作をしたときに撮影された撮像情報から生成された猫Ｃの各部位の時間経過とともに変化する３次元位置情報に基づいて、ロボット制御装置が猫のぬいぐるみの第３動作機構３３１を動作させて、猫Ｃと同じように右前足が上に上がる。

【0058】

以上の実施形態によれば、簡易なシステム構成で、現実の動物等の動体に似た動きをロボットに実行させることができる。

【0059】

上述した実施形態では、ロボット制御装置４０の対象動体決定部４４１がロボット３０の動作対象とする動体を、利用者の操作により決定する場合を示している。しかしこれには限定されず、ロボット情報記憶部４１がロボット３０の形状情報を予め記憶し、対象動体決定部４４１が、ロボット情報記憶部４１に記憶されたロボット３０の形状情報に類似する動体を、ロボット３０が動作を模倣する対象として決定してもよい。

【0060】

例えば、ロボット情報記憶部４１がロボット３０の形状情報として、動作部位が類似すると考えられる動体の分類情報である「四足歩行の動体」を予め記憶する。対象動体決定部４４１は、ロボット３０の動作対象として選択可能な動体の情報として、猫Ｃおよび子供Ｄの３次元画像情報を３次元情報処理装置２０から取得すると、この２つの動体のうち、ロボット情報記憶部４１に記憶された分類情報「四足歩行の動体」に該当する猫Ｃがロボット３０に形状が類似する動体であり、ロボット３０の動作対象として決定する。また対象動体決定部４４１は、ロボット情報記憶部４１に記憶された分類情報に該当する動体が複数あるときには、ロボット３０の形状との類似度が高い動体を、ロボット３０の動作対象として決定する。

【0061】

これ以外にも、対象動体決定部４４１は、撮影された被写体の中で動きが最も大きい動体、または予め設定された種類の動体（例えば「猫」）をロボット３０の動作対象として選択するなど、様々な手法で選択対象を設定可能である。

【0062】

また上述した実施形態において、位置情報抽出部４４３は、３次元情報取得部４４２が取得した情報の中に、ロボット３０の第１動作機構３１１～第６動作機構３６１のいずれかの設置位置と近い動作機能を有する部位の３次元位置情報がないと判定したときには、この動作機構の設置位置に関して予め設定された他の部位の３次元位置情報を、代替え情報として抽出してもよい。

【0063】

例えば、ロボット３０の首部分に設置された第１動作機構３１１に対応する部位の３次元位置情報がないときには、「首」に関して予め代替え可能な部位として設定された「顔」または「背中」の３次元位置情報を、代替え情報として抽出してもよい。動作制御部４４４は、ロボット３０の首部分の３次元位置情報の代替え情報として動体の顔の３次元位置情報を取得したときには、この代替え情報に基づいて首の動作を予測し、首部分の第１動作機構３１１を動作させるための第１制御信号を生成する。

【0064】

また位置情報抽出部４４３は、３次元情報取得部４４２が取得した情報の中に、ロボット３０の第１動作機構３１１～第６動作機構３６１の設置位置には対応しない部位の情報であっても、いずれかの動作機構に関する補足情報として用いるために抽出してもよい。

【0065】

例えば、「顔」の３次元位置情報は第１動作機構３１１～第６動作機構３６１の設置位置には対応しないが、第１動作機構の設置位置である「首」の動作に関する補足情報として用いるために抽出する。これにより、ロボット３０には顔を動かす動作機構はないが、猫が行った上を見上げる顔を模倣する際に、首を後ろに反らせる代替え動作を行わせることで、現実の猫と似た動きをロボット３０に実行させることができる。

【0066】

上述したロボットシステム１は、(1) 現実の動体に関する３次元位置情報を取得する処理を予め実行して３次元情報処理装置に様々な動体の３次元位置情報を記憶しておき、利用者がロボットを動作させるタイミングで、記憶した情報を用いて(2) ロボット３０に現実の動体と似た動きを実行させる処理を実行してもよい。

【0067】

また、(1) 現実の動体に関する３次元位置情報を取得する処理に継続して(2) ロボット３０に現実の動体と似た動きを実行させる処理を実行することで、リアルタイムに近い状態で、動体の動きをロボットに模倣させるようにしてもよい。この場合、ロボット制御装置側で予め対象動体を決定して３次元情報処理装置に送信し、３次元情報処理装置はカメラ装置で撮影された被写体の中で対象動体の撮像情報のみを抽出して３次元位置情報を生成してもよい。

【0068】

上述したロボット制御装置は、制御対象のロボットに内蔵してもよい。また、３次元情報処理装置の機能とロボット制御装置の機能とを同一の装置に搭載してもよい。

【0069】

また、上述したロボット制御装置４０の機能構成をプログラム化してコンピュータに組み込むことにより、当該コンピュータをロボット制御装置４０として機能させるロボット制御プログラムを構築することも可能である。

【符号の説明】

【0070】

１ ロボットシステム
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ カメラ装置
２０ ３次元情報処理装置
２１ 第１ＣＰＵ
２２ 撮像情報記憶部
２３ 第１通信部
３０ ロボット
４０ ロボット制御装置
４１ ロボット情報記憶部
４２ 入出力部
４３ 第２通信部
４４ 第２ＣＰＵ
４５ 第３通信部
５０ 広域通信ネットワーク
２１１ 撮像情報取得部
２１２ ３次元情報生成部
２１３ 要求処理部
３１１ 第１動作機構
３１２ 第１モータ
３２１ 第２動作機構
３２２ 第２モータ
３３１ 第３動作機構
３３２ 第３モータ
３４１ 第４動作機構
３４２ 第４モータ
３５１ 第５動作機構
３５２ 第５モータ
３６１ 第６動作機構
３６２ 第６モータ
４４１ 対象動体決定部
４４２ ３次元情報取得部
４４３ 位置情報抽出部
４４４ 動作制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】