以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実� ��するための最良の形態について説明する。
〔音響再生ロボット〕
 図1は、本発明の実施形態に係る音響再生ロ ボット1を示す模式図である。音響再生ロボ� �ト1は自律走行するロボットであり、例えば� ��1に示すように、撮影センサーやセンサー窓 部を介して内蔵されている測位センサーで自 らの位置や移動速度を測定しながら駆動機構 で左右一対の車輪2a,2bを回転することで、前� ��に直進したり左右に旋回したりすることが� ��きる。車輪2a,2bの外側には半円球状のスピ� �カーボックス3a,3bが、駆動機構で回転しない ようにロボット本体4に固定されている。ス� �ーカーボックス3a,3bには大小のスピーカー3c, 3dが設けられ、大小のスピーカー3c,3dの一方� �低音用、他方は高音用である。音響再生ロ� �ット1のロボット本体4には、携帯音響デバイ ス5が取り外し可能に搭載される。携帯音響� �バイス5は、内蔵メモリに音楽ファイルその� ��の一以上の音響ファイルを格納し、音響フ� ��イルの再生機能によりユーザが選択した音� ��ファイルを再生することができる。また、� ��ボット本体4の正面には出力表示部6が設け� �れている。

 図2は、図1に示す音響再生ロボット1に設� ��られている各種センサーを模式的に示す図� ��、(A)は平面図、(B)は車輪2aの車輪2bと対向す る面を部分的に示す図である。障害物検出セ ンサー21は5個備え付けられている。即ち、こ れらのセンサーは、ロボット本体4の前側即� �ロボットの進行側において、進行方向の障� �物を検知するための障害物検出センサー21a� �、左側車輪2aを支持する支持円盤部8aの前側� ��部に進行方向右斜め前方の障害物を検知す� ��障害物検出センサー21bと、左側車輪2aを支� �する支持円盤部8aの後側上部に後退方向右斜 め後方の障害物を検知する障害物検出センサ ー21cと、右側車輪2bを支持する支持円盤部8b� �前側上部に進行方向左斜め前方の障害物を� �知する障害物検出センサー21dと、右側車輪2b を支持する支持円盤部8bの後側上部に後退方� ��左斜め後方の障害物を検知する障害物検出� ��ンサー21eと、が具備されている。

 一方、段差検出センサー22は4個備え付け� ��れている。即ち、左側車輪2aを支持する支� �円盤部8aの前側下部に進行方向右斜め前方の 段差を検知する段差検出センサー22aと、左側 車輪2aを支持する支持円盤部8aの後側下部に� �退方向右斜め後方の段差を検知する段差検� �センサー22bと、右側車輪2bを支持する支持円 盤部8bの前側下部に進行方向左斜め前方の段� ��を検知する段差検出センサー22cと、右側車� ��2bを支持する支持円盤部8bの後側下部に後退 方向右斜め後方の段差を検知する段差検出セ ンサー22dと、である。

 このように、車輪2a,2bを支持する支持円� �部8a,8bに、それぞれ対向する側に斜め方向に 障害物を検出する障害物検出センサー21、段� ��を検出する段差検出センサー22が設けられ� �いる。

 図3は、図1に示す音響再生ロボット1の機� ��ブロック構成図である。音響再生ロボット1 は、図1に示す左右一対の車輪2a,2bを回転させ るなど移動手段を動作させる駆動機構11と、� ��動機構11を制御する駆動機構制御部12と、音 響再生ロボット1の移動空間内の障害物位置� �報をマップデータとして記憶するマップデ� �タ格納部13と、音響再生ロボット1の位置を� �定する位置推定部14と、音響再生ロボット1� �行動パターンに関するデータを記憶する行� �パターンデータ格納部15と、現在位置から移 動経路を計画し駆動機構制御部12に対して移� ��経路情報として出力する移動経路計画部16� �、を備える。

 これにより、移動経路計画部16は、行動� �ターンデータ格納部15から行動パターンに関 するデータを参照し、かつマップデータ格納 部13に格納されているマップデータを参照し� ��がら、位置推定部14で推定した現在位置か� �移動経路を求めて移動経路情報として駆動� �構制御部12に出力する。移動経路情報の入力 を受けた駆動機構制御部12は、移動経路情報� ��基づいて駆動機構11を制御し移動経路情報� �基づいて移動経路に沿って自律移動する。

 また、図3に示す音響再生ロボット1には� �衝突センサーや赤外線センサーなどの各種� �ンサーからの出力信号を受けて障害物を検� �する障害物検出センサー21が設けられ、さら に、障害物検出センサー21から障害物の存在� ��びその方向に関する情報の入力を受けると� ��位置推定部14で推定された位置を参照し、� �終的な障害物の位置情報を生成したり更新� �たりするマップデータ生成更新部17が備えら れている。衝突センサーはロボットの周囲と の接触を検知する。赤外線センサーは、ロボ ットの進行方向及びその他の方向に所定距離 離れてある物体を検知する。これらのセンサ ーからの出力信号を受けると、障害物検出セ ンサー21は、音響再生ロボット1近傍における 障害物の有無やロボットからの障害物の方向 を判定し、マップデータ生成更新部17にその� ��果を出力する。マップデータ生成更新部17� �、障害物検出センサー21から障害物の存在及 びその方向に関する情報の入力を受けると、 位置推定部14で推定した位置を参照し、最終� ��な位置情報を作成してマップデータとして� ��得する。マップデータは、例えば格子状に� ��分された二次元空間座標に障害物の有無に� ��する情報を対応して構成される。ここで、� ��ップデータの作成や更新は、CMOSやCCDを搭載 したカメラで撮影した情報に基づいて作成し てもよい。

 更に、音響再生ロボット1の周りの状況を 入手するために、段差検出センサー22を備え� ��いる。段差検出センサー22は、赤外線を照� �して床面や壁などで反射する光を検知し、� �射から検出までの時間が連続している場合� �は段差なしと判断し、不連続になると段差� �りと判断する。この判断結果によりマップ� �ータ生成更新部17でマップデータ格納部13に� ��納されているマップデータに障害物の位置� ��報のほか、段差の有無に関する情報を付属� ��せても良い。

 一方、駆動機構制御部12で駆動機構11が制 御されることで音響再生ロボット1は移動す� �ので、例えば左右一対の車輪2a,2bに測位セン サー23を設けることで移動距離を計算するこ� ��もできる。この測位センサー23から出力さ� �る移動距離や移動方向に関する情報は位置� �定部14にフィードバックされ、音響再生ロボ ット1の現状位置を正確に求めることができ� �。

 以上のように、音響再生ロボット1は、自 らロボット移動空間内の障害物位置情報をマ ップデータとして作成し、既にマップデータ 格納部13に記憶されている障害物位置情報が� ��状とあわない場合にはマップデータを更新� ��、移動経路に沿って移動することができる� ��

 本発明の音響再生ロボット1は、携帯音響 デバイス5を搭載することで携帯音響デバイ� �5の外部出力部として機能させることができ� ��。即ち、音響再生ロボット1は、携帯音響デ バイス5から配信される音響データを受けて� �要な処理を行う音響処理部32と、音響処理部 32から音響データの入力を受けスピーカー3c,3 dからの出力制御を行う音響信号出力制御部33 とを備えている。また、音響再生ロボット1� �音響ファイルを格納するための音響ファイ� �格納部31を設け、音響処理部32で音響信号に� ��換して音響信号出力制御部33を経由してス� �ーカー3c及び3dから出力できるように構成さ� ��ていてもよい。

 本発明の音響再生ロボット1は、自律走行 機能と音響出力機能とを単に備えるだけでな く、出力する音響データに基づいて駆動機構 制御部12で駆動機構11を制御することにより� �「踊るロボット」として演じることもでき� �。以下詳細に説明する。

 本発明の音響再生ロボット1は、携帯音響 デバイス5から順次配信される音響データ列� �蓄積するバッファー処理部34と、バッファー 処理部34に蓄積されている音響データ列から� ��響に関する特徴量を抽出して音響解析を行� ��音響解析部35とを備える。

 バッファー処理部34は音響データ列を順� �蓄積する際、携帯音響デバイス5から一定の� ��則に従ってデータ列が配信されてバッファ� ��処理を行う。バッファー処理を行う際、一� ��のデータ圧縮がなされるため、音響解析部3 5で容易にかつ再生される音響出力とタイミ� �グを合わせて音響解析を行うことができる� �

 ここで、バッファー処理について説明する� ��
 図4は、バッファー処理について模式的に示 す図である。音響データは、例えば4.8kHzのサ ンプリング周波数で時系列に元データD ₀ (i)の列で構成される。この状態を図では最上 段に元データD ₀ として模式的に示している。ここで、iはデ� �タの番号を示す数であるので任意の整数で� �る。また、再生出力しようとするデータをD ₀ (0)と表現することにする。このデータは音響 信号波形の振幅に相当する。

 先ず、一段階目の圧縮として、元データD ₀ の32サンプルを1サンプルとして圧縮する。一 段階圧縮されたデータ列をD ₁ (i)とする。この状態を図では中段に一段階圧 縮データD ₁ として模式的に示している。即ち、例えばD ₀ (-31)からD ₀ (0)までのデータを圧縮してD ₁ (0)とする。次に、二段階目の圧縮として一段 階圧縮データD ₁ (i)の16サンプルを1サンプルとして圧縮する。 この状態を図では最下段に二段階圧縮データ D ₂ として模式的に示している。即ち、例えばD ₁ (-15)からD ₁ (0)までのデータを圧縮してD ₂ (0)とする。

 音響解析部35は、バッファー処理部34に蓄 積されている音響データ列から音響に関する 特徴量を抽出する。ここで、音響に関する特 徴量とは、テンポ、ピーク及びゲインの何れ か一つ又はその組み合わせである。テンポは 、音楽などの音調を決める単位時間当たりの 拍数(Beat Per Minute:BPM)であり、ビート密度に� ��当するものでもある。ピークは、横軸が時� ��軸で示した場合の音響波形の振幅が最大と� ��る時点に相当する。ゲインはピーク時の音� ��波形の振幅に相当する。

 音響解析部35が音響に関する特徴量をどの� �うに抽出するかについて説明する。特徴量� �してテンポの解析処理について説明する。
 バッファー処理部34には、前述のように圧� �処理されたデータ列D ₂ が蓄積されている。よって、最新のNサンプ� �区間(Nは例えば8)について、過去のデータ列� ��どの区間と似ているか判断する。x秒前のN� �間のデータ列と似ていると判断すると、(60/x )テンポとして求まる。具体的には、60~120を� �ンポ候補とし、例えば60テンポの場合には1� �前のN区間のサンプルと比較し、120テンポの� ��合には0.5秒前のN区間と比較する。テンポ候 補毎に類似する値を加算して最も類似する値 の高いテンポ候補をその時点でのテンポとし て求める。

 ピーク解析及びゲイン解析の場合、バッフ� ��ー処理部34に蓄積されているデータ列D ₂ が蓄積されているので、先ず、最新のN区間(N は例えば5)についてD ₂ の大小関係を検討する。次いでその区間での 最大時点を求め、最大時点のデータ列の値が 閾値を越えている場合に求めた最大時点にピ ークがあり、その時のデータ列の値をゲイン として求めることができる。
 例えば、データ列の最小関係が次のような� ��係式で示される場合、
  D ₂ (-4)<D ₂ (-3)<D ₂ (-2)>D ₂ (-1)>D ₂ (-0)
 D ₂ (-2)が閾値を超えている場合に、i=-2のときピ� ��クがあり、即ち音響信号の振幅が最大と判� ��でき、D ₂ (-2)がゲイン即ち音響信号の振幅の最大値と� �断できる。ここで、次のピークが発見され� �と、ゲインが更新される。

 ところで、本発明の音響再生ロボット1は 一定の振る舞いを行うよう行動パターンデー タ格納部15には、音響再生ロボット1が人の姿 を検知すると検知した人に追尾するような行 動パターンや、障害物検出センサー21で障害� ��を検出した際障害物を回避するような移動� ��画を行う行動パターンや、段差検出センサ� ��22で段差を検出した際段差を回避するよう� �移動計画を行う行動パターンのほか、出力� �る音響、特に音楽のジャンルに合わせて行� �パターンがデータとして複数格納されてい� �。出力する音響に合わせて駆動させるため� �行動パターンに関するデータは、音楽ジャ� �ルに合わせてグルーピングされて格納され� �いる。一方、障害物や段差を回避する行動� �ターンとして、音響再生ロボット1の現在位� ��から前・後・左斜め前・右斜め前・左斜め� ��・右斜め前に移動するようデータが格納さ� ��ている。

 また、音響再生ロボット1には、行動パタ ーンデータ格納部15に格納されている複数の� ��動パターンデータを適切に選択できるよう� ��ジャンル解析部36が備えられている。ジャ� �ル解析部36は、ジャンル名を特定するための キーワード群がジャンル毎にテーブルとして 有しているので、携帯音響デバイス5から音� �データ列が配信されてくる際音響データの� �属情報と照合してジャンル名を特定する。� �こで、付属情報は、曲名、ジャンル名、ア� �バム名、アーティスト名など音響データに� �係する情報である。一方、ジャンル解析部36 には、ジャンル特定用のキーワード群を格納 したテーブルと、携帯音響デバイス5から配� �される付属情報とこのテーブルとを照合し� �ットしたテーブル名からジャンルを特定す� �照合機能とを備えている。付属情報のみな� �ず音響データ中に含まれる歌詞を用いてジ� �ンルを特定してもよい。一例を挙げると、� �属情報として「フラダンス」、「ハワイ」� �「癒し」、「ヒーリング」がある音響ファ� �ルでは、「フラダンス」のジャンルである� �特定できる。

 ところで、音響再生ロボット1には、ユー ザとのインタフェースとなる制御指令情報入 力部41と、この制御指令情報入力部41から入� �されたユーザからの指令を解析する制御指� �情報解析部42とを備え、音響再生ロボット1� �対してユーザからの指令入力を行える。こ� �で、制御指令情報入力部41は押しボタン式や スイッチ式の入力部で構成されるか、リモー トコントローラー(図示せず)から赤外線をキ� ��リアとした遠隔操作をするための受光部な� ��で構成されてよい。

 一方、音響再生ロボット1には出力表示部 6を制御するための出力表示制御部44が備えら れる。出力表示制御部44は、出力表示部6に対 し、ユーザから音響再生ロボット1に対する� �種指令、例えば出力する音響データの選択� �ニューを表示したり、出力中の曲名などを� �力表示する。

 さらに、音響再生ロボット1には、外部コ ンピュータ(図示しない)とネットワーク接続� ��るネットワーク接続部43が備えられ、外部� �ンピュータからの指令を受けたり、音響処� �部32やバッファー処理部34を受けとしてスト� ��ーミング配信を受けたりすることができる� ��

 よって、音響再生ロボット1の制御指令情 報入力部41に、音響データの出力と同時に音� ��データの曲調に沿って演出するよう指令が� ��力されると、先ず、制御指令情報解析部42� �おいて指令内容が解析される。すると、音� �処理部32は、携帯音響デバイス5から音響デ� �タの配信を受ける。これと同時に、配信さ� �てくる音響データの付属情報からジャンル� �析部36は出力する音響のジャンルを解析し、 解析結果に基づいて行動パターンデータ格納 部15からジャンルに対応した行動パターンデ� ��タを取得し、駆動機構制御部12へ出力する� �これにより、音響処理部32は、順次配信され る音響データを処理して音響信号出力制御部 33を経由してスピーカー3c及び3dから音響出力 すると同時に、駆動機構制御部12は、出力す� ��音響データのジャンルに沿った行動パター� ��を演じるよう、駆動機構11を制御する。

 本発明の音響再生ロボット1は以上のよう に構成されているので、音響出力と同時に、 出力される音響のジャンルに沿った行動パタ ーンを演じる。さらに、出力されようとする 音響データは順次バッファー処理部34で圧縮� ��理され、音響解析部35は圧縮データの解析� �より音響に関する特徴量、即ち、テンポ、� �ーク及び/又はゲインを抽出する。そして新� ��に抽出した特徴量は駆動機構制御部12に入� �されるので、駆動機構制御部12は入力された 特徴量に応じて駆動機構11を制御して、音響� ��沿って実演することができる。以下この点� ��詳しく説明する。

 図5は、本発明の音響再生ロボット1におけ� �駆動機構制御部12を主とした制御を示すフロ ー図である。
 音響再生ロボット1は、前述のように、ジャ ンル解析部36で出力する音楽ジャンルを特定� ��、この特定された音楽ジャンルに合った行� ��パターンを行動パターンデータ格納部15か� �取得して駆動機構制御部12に入力する。よっ て、駆動機構制御部12は出力する音響データ� ��ジャンルに対応した行動パターンに沿って� ��動機構11を制御するので、音響再生ロボッ� �1は出力する音響に合わせて実演している。

 いま、バッファー処理部34に対して、出� �されようとする音響データ列が入力され(STEP 1)、入力されたデータ列が圧縮処理される(STE P2)とする。すると、音響解析部35は、バッフ� ��ー処理部34に蓄積されているデータ列から� �響に係る特徴量を抽出しようとする(STEP3)。� ��動機構制御部12は、音響解析部35から新たな 特徴量の抽出がされなかった場合には、いま 駆動機構11で行っている行動パターンを続行� ��てモーション再生を行う(STEP4)。よって、音 響再生ロボット1は、数秒間の規則的な動き� �繰り返す。

 一方、出力しようとする音響のスピード� ��変化するために音響解析部35で新たにテン� �が抽出されると、駆動機構制御部12には抽出 された新たなテンポに関する情報が入力され る。すると、駆動機構制御部12は入力された� ��たなテンポに対応するよう駆動機構11を制� �するので、音響再生ロボット1は、動きの速� ��を変化させる。即ち、音響再生ロボット1は 再生出力しようとする音響のテンポに合わせ てモーションの再生スピードを変動させる(ST EP4a)。例えば音響再生ロボット1は、テンポが 60の場合では一倍速の動きをするのに対し、1 20テンポでは二倍速の動きをする。

 出力しようとする音響のゲインが変化す� ��ために音響解析部35で新たにゲインが抽出� �れると、駆動機構制御部12には抽出された新 たなゲインに関する情報が入力される。する と、駆動機構制御部12は入力された新たなゲ� ��ンに対応するよう駆動機構11を制御するの� �、音響再生ロボット1は、動きの大きさを変� ��させる。即ち、音響再生ロボット1は出力し ようとする音響のゲインに合わせてモーショ ンの大きさを変動させる(STEP4b)。これにより� ��ーザに対し音響再生ロボット1の振り付けが 大きくなったり小さくなったりすると感じさ せることができる。

 音響解析部35において出力しようとする� �響にピークを抽出すると、駆動機構制御部12 には抽出された新たなピークに関する情報が 入力される。すると、駆動機構制御部12は、� ��イフ値を1減少させる。ここで、ライフ値と はモーションの繰り返し回数であり、予めラ イフ値の初期値が定められており、ピークが 生じる毎にライフ値を減少させて所定の繰り 返し数を超えると、モーションの切り替えを 行う。即ち、行動パターンデータ格納部15で� ��一カテゴリーのジャンルの行動パターンか� ��異なるデータを取得し、取得した行動パタ� ��ンに沿って駆動機構11を制御する。よって� �音響再生ロボット1が演じるモーションの切� ��替えがなされる(STEP4c)。即ち、音響解析部35 から特徴量としてピークを抽出した旨の入力 を受ける毎に繰り返し数をカウントし、予め 規定されている回数(当初のライフ値)を超え� ��と行動パターンデータ格納部15から行動パ� �ーンに関する新たなデータを取得し、取得� �たデータに基づいて駆動機構11を制御する。

 ここで、駆動機構制御部12は、当初のラ� �フ値が大きい程モーションの切り替えがさ� �難いことになる。当初のライフ値は再生さ� �る音響のジャンル毎に設定されてもよい。� �ークが生じ難い音響では当初のライフ値が� �きいとモーションの切り替えが生じず、同� �行動パターンを繰り返しているに過ぎない� �判断されるためである。

 逆に、当初のライフ値を再生される音響� ��ジャンル毎にあまり変化させないようにし� ��、音響がビートの利いた激しい曲の場合で� ��、頻繁にモーションの切り替えが発生し、� ��に穏やかな曲の場合では、なかなかモーシ� ��ンの切り替えが発生しないことになる。こ� ��により、音響再生ロボット1がダンス音楽を 出力しようとしても、曲調によってかなり異 なった実演を行うことになるという利点があ る。これは例えば、同じ繰り返しモーション においても、1繰り返し中に4回規則的にキッ� ��するモーションを行う場合を想定すると、� ��となしい曲では規則的に4回キックして実演 しているように見えるのに対し、激しい曲で はキックの途中で別のモーションに切り替え られるため、モーションの切り替えで音響再 生ロボット1の動きを大きく変化させること� �できる。これにより、激しい曲では音のピ� �クに合わせて複雑なキックを繰り出してい� �印象をユーザに与えることができる。

 以上のように、駆動機構制御部12は、音� �解析部35による音響に係る特徴量に応じて音 響再生ロボット1の演じる行動の要素を変更� �る。特徴量としてのテンポに応じてモーシ� �ンの再生スピードを変更し、特徴量として� �ピークに応じてモーションの切り替えを生� �させ、特徴量としてのゲインに応じて再生� �幅を変更する。

 次に、音響再生ロボット1が同一のジャンル の音響データを出力して演じる場合について 更に説明する。
 行動パターンデータ格納部15には、同じジ� �ンルの行動パターンであっても、基本モー� �ョンとして例えば10の行動パターンに関する データが格納されており、さらに、音響再生 ロボット1に設けられている段差検出センサ� �22により段差を検出した場合に用いる段差回 避の行動パターンに関するデータと、音響再 生ロボット1に設けられている障害物検出セ� �サー21により障害物を検出した場合に用いる 障害物回避の行動パターンに関するデータと が格納されている。

 駆動機構制御部12は、音響データからジ� �ンル解析部36でジャンルが特定されると、行 動パターンデータ格納部15からジャンルに対� ��した行動パターンのうち基本パターンの一� ��を取得する。そして、前述したように音響� ��析部35で出力しようとする音響データ列中� �ピークを発見したとする(図5のSTEP3)。すると 、駆動機構制御部12は、行動パターンデータ� ��納部15中の基本パターンから一つをランダ� �に選択するか否かを判断する。選択するか� �かの判断は、再生中のモーションのライフ� �に応じて決定され、例えばライフ値の逆数� �求めることができる。よって、駆動機構制� �部12は、ライフ値の逆数で選択の有無を判断 し、行動パターンデータ格納部15に格納され� ��いる同一カテゴリー中の基本モーションか� ��行動パターンに関するデータを取得し、取� ��した行動パターンのデータに基づいて駆動� ��構11を制御する。その際、音響再生ロボッ� �1が演じているモーションの終了如何を問わ� ��、取得した行動パターンデータの最初のフ� ��ームから開始する。このようにして、音響� ��生ロボット1が演じるモーションの切り替え がなされる(STEP4c)。

 駆動機構制御部12は、以上のように、出� �しようとする音響データ列を音響解析した� �果に基づいて駆動機構11を制御する。ところ で、駆動機構制御部12は、音響再生ロボット1 に設けられた障害物検出センサー21や段差検� ��センサー22により、音響再生ロボット1の周� ��の状況を把握することができる。従って、� ��動機構制御部12は、これらのセンサーの検� �結果と組み合わせて駆動機構11を制御する。

 再度図5を参照して説明する。段差検出セ ンサー22で段差を検出すると(STEP6)、駆動機構 制御部12に検出結果が入力される。すると、� ��ップデータ格納部13からマップデータを参� �し、位置推定部14から音響再生ロボット1の� �在の推定位置を取得し、段差を回避する必� �があるか否かを判断する(STEP7)。

 段差を回避することが必要であると駆動� ��構制御部12が判断すると、行動パターンデ� �タ格納部15から同じジャンル中の段差回避の 行動パターンに関するデータを取得し、この 取得したデータに基づいて駆動機構11を制御� ��る。これにより、音響再生ロボット1が演じ るモーションが切り替えられる(STEP4c)。この� ��き、駆動機構制御部12は、段差回避の行動� �ターンに関するデータの最初のフレームか� �開始せず、回避前に用いた行動パターンの� �ータの中断するフレームに対応するフレー� �から開始する。これで、音響再生ロボット1� ��演じるモーションは、前に演じていたモー� ��ョンの再生フレームを引き続いて再生する� ��よって、音楽性と関係のないタイミングで� ��ーションを切り替えても、音響再生ロボッ� ��1はリズムを外さずダンスステップを演じる ように見える。

 逆に、駆動機構制御部12が、段差を回避� �る必要がないと判断した場合には、さらに� �害物検出センサー21から障害物の検出情報が 入力されないと音響再生ロボット1はモーシ� �ンの切り替えを行わない。

 障害物検出センサー21で障害物を検出す� �と(STEP8)、駆動機構制御部12に検出結果が入� �される。すると、マップデータ格納部13から マップデータを参照し、位置推定部14から音� ��再生ロボット1の現在の推定位置を取得し、 障害物を回避する必要があるか否かを判断す る(STEP9)。

 駆動機構制御部12が障害物を回避する必� �があると判断すると、行動パターンデータ� �納部15から同じジャンル中の障害物回避の行 動パターンに関するデータを取得し、この取 得したデータに基づいて駆動機構11を制御す� ��。これにより、音響再生ロボット1が演じる モーションが切り替えられる(STEP4c)。このと� ��、駆動機構制御部12は、障害物回避の行動� �ターンに関するデータの最初のフレームか� �開始せず、回避前に用いた行動パターンの� �ータの中断するフレームに対応するフレー� �から開始する。これで、音響再生ロボット1� ��演じるモーションは、前に演じていたモー� ��ョンの再生フレームを引き続いて再生する� ��よって、障害物を回避する場合も段差を回� ��する場合と同様、音楽性と関係のないタイ� ��ングでモーションを切り替えても、音響再� ��ロボット1はリズムを外さずダンスステップ を演じるように見える。

 逆に、駆動機構制御部12が、障害物を回� �する必要がないと判断した場合には、さら� �音響解析部35からピーク発見の入力がされな いと音響再生ロボット1はモーションの切り� �えを行わない。

 さらに、本発明の音響再生ロボット1は姿 勢制御のために一軸、二軸又は三軸の加速度 センサー24を備え、常時許容範囲を超えて傾� ��ないように駆動機構制御部12で制御してい� �。すなわち、駆動機構制御部12は加速度セン サー24から傾きに関する情報の入力を受ける� ��(STEP10)、音響再生ロボット1のロボット本体4 が許容範囲を超えて傾斜していないか判断し (STEP11)、傾斜していると判断した場合にロボ� ��ト本体4がさらに傾斜するように駆動機構11� ��制御しようとするか否かを判断する(STEP12)� �その結果、ロボット本体4がさらに傾斜する� ��合には、傾斜を抑制するために駆動機構11� �制御を補正して、ロボット本体4のモーショ� ��補正を行う(STEP4d)。これで、音響再生ロボ� �ト1に障害物検出センサー21として設けたバ� �パー7a,7bが床面などの設置面と接触すること が防止される。

 次に、変形例を説明する。
 変形例は、携帯音響デバイス5から配信され る音響データ中にジャンルを特定するための 付属情報が格納されていない場合や、ジャン ルを特定できない場合に対処するためのもの である。

 行動パターンデータ格納部15は、予備的行� �パターンに関するデータを、ジャンル毎の� �動パターンに関するデータとは別に格納す� �。例えば、リズミカルな曲、穏やかな曲、� �ラシック的な曲の三種類の予備的行動パタ� �ンに関するデータを格納している。
 ジャンル解析部36は、出力する音響データ� �ジャンルが解析できない場合には、ジャン� �解析結果に拘らず所定の一定の結果を算出� �る。

 駆動機構制御部12は、出力する音響のジ� �ンルが特定不可又は不能である場合には、� �ャンル解析部36から一定の結果の入力を受け るので、この入力があった場合には、出力し ようとする音響のジャンルが解析不可又は不 能であると判断し、予め行動パターンデータ 格納部15中に格納されているデフォルトの行� ��パターンに関するデータを取得し、駆動機� ��11を制御する。それと同時に、音響解析部35 では出力しつつある音響データのテンポ、ピ ーク及びゲインが適宜求められるので、この 結果に基づいて、行動パターンデータ格納部 15にジャンル解析不可又は不能の場合に対処� ��るために格納されている予備的行動パター� ��のうちのどれかを選択する。その際、テン� ��、ピーク数及びゲイン毎に、行動パターン� ��ータ格納部15中の予備的行動パターンを一� �に特定するためのテーブルを用いる。この� �ーブルは駆動機構制御部12に参照可能に格納 されている。

 図6は、出力しようとする音響のジャンル が特定できない場合に使用されるテーブルの 具体例を示す図である。テンポが60~75、76~90� �91~105、106~120のどれであっても、ゲインが大� ��くピークの回数が多い場合には再生しよう� ��する音響は「リズミカルな曲」であり、ゲ� ��ンが小さくピークの回数が少ない場合には� ��生しようとする音響は「穏やかな曲」であ� ��とする。一方、テンポが不安定な場合には� ��ゲイン、ピークの回数を問わず「クラシッ� ��的な曲」であるとする。

 以上のように、実際に出力される音響デ� ��タ列のテンポ、ピーク回数及びゲインを音� ��解析部35で求め、この求めた各値から行動� �ターンデータ格納部15中に予備的に備えてい る行動パターンのデータを選択し、予備的行 動パターンのデータに沿って駆動機構11を制� ��する。よって、ジャンルが特定されなくて� ��、音響データ列の解析結果に基づいて、駆� ��機構11を制御することができる。

 以上説明したように、駆動機構制御部12� �、出力される音響データ列の解析結果に基� �いて行動パターンを選択して駆動機構11を制 御するので、音響再生ロボット1は出力され� �音響にマッチした演出を行うことができる� �従ってエンターテイメントに富んだ音響再� �ロボット1を実現することができる。また、� ��力される音響データ列を常に解析し、テン� ��、ピーク及び/又はゲインを取得し、これら の特徴量に基づいて駆動機構11を制御するの� ��、これらの特徴量が変化し易い曲にも対応� ��て演出することができる。なお、上述した� ��では携帯音響デバイス5からストリーミング 配信される場合を想定して説明しているが、 音響ファイル格納部31を備えている場合には� ��納されている音響ファイルを再生する場合� ��、ネットワーク接続部43を経由してインタ� �ネットと接続したり外部コンピュータから� �楽のストリーミング配信など各種の配信を� �て出力する場合にも適用できることは言う� �でもない。

 次に音響再生ロボット1の別の実施形態を説 明する。
 図3に示す音響再生ロボット1内の駆動機構� �御部12において障害物検出センサー21から障� ��物の検出情報を受けると、障害物を検出す� ��度に障害物回避のモーションを行う。する� ��、音響再生ロボット1にとって障害物が多い 空間では、音響再生ロボット1は再生する音� �に基づいた振舞いを演じ得ない場合も生じ� �。そこで、図3に示す音響再生ロボット1の機 能ブロック図を次のように変形してもよい。

 図7は音響再生ロボット10の機能ブロック図� ��ある。図3とは以下の点で異なる。
 行動パターンデータ格納部15は、駆動機構11 で実現される複数の行動パターンに関するデ ータと、行動パターン毎に障害物を避けるた めに駆動機構11で実現される回避パターンに� ��する補助データとを格納する。
 駆動機構制御部12は、さらに、障害物分布� �況把握部12Aと、モーション決定部12Bとを有� �る。これにより、障害物分布状況把握部12A� �障害物検出センサー21からの検出データに基 づいて障害物の分布状況を把握し、モーショ ン決定部12Bが、障害物の多い方向に行動しな いように行動パターンデータ格納部15から補� ��データを取得し、補助データに基づいて駆� ��機構11を制御する。

 障害物分布状況把握部12Aは、絶対座標系� ��マップを備え、障害物検出センサー21b~21eか ら各検出データが入力されると、マップに障 害物検出センサー21の位置をプロットする。� ��のプロットは一定時間経過するとマップか� ��消去される。以下、具体的に説明すると、� ��2に示すように、障害物検出センサー21bで進 行方向右斜め前方の障害物を検知し、障害物 検出センサー21cで後退方向右斜め後方の障害 物を検知し、障害物検出センサー21dで前方方 向左斜め前方の障害物を検知し、障害物検出 センサー21eで後退方向右斜め後方の障害物を 検知する。なお、前後方向及び左右方向は進 行方向及び後退方向を問わず進行方向を基準 にしている。各障害物検出センサー21b~21eは� �音響再生ロボット10からそれぞれの方向で所 定の距離、例えば40cm±5cm離れた点に障害物の 位置を特定する。よって、障害物分布状況把 握部12Aのマップには、近時の障害物の分布状 況が観測点として表される。

 モーション決定部12Bは、音響再生ロボッ� ��10の現に存在する位置及び音響再生ロボッ� �10の向きを基準として、音響再生ロボット10� ��周りの空間を区分けし、その区分けされた� ��領域内の障害物スコアを計算する。以下、� ��体的に説明する。

 図8は、音響再生ロボット10の周りの空間� ��どのように区分けされるかを示す平面図で� ��る。音響再生ロボット10はその中心の回り� �等間隔で8領域に区分けされる。この区分け� ��は4区間でも16区間でもよい。図示した例で� ��、時計回りの順に、「前領域」、「右斜め� ��領域」、「右領域」、「右斜め後領域」、� ��後領域」、「左斜め後領域」、「左領域」� ��「左斜め前領域」の8領域である。

 モーション決定部12Bは、障害物分布状況把� ��部12Aに保持されている情報を元に、8領域に 存在する障害物の数を求め、各領域の障害物 スコアを計算する。各領域に存在する障害物 観測数をC(i)とする。なお、iは、8領域を示す 変数であり、F(Front)、FR(Front of the Right)、R(R ight)、BR(Back of the Right)、B(Back)、BL(Back of th e Left)、L(Left)、FL(Front of the Left)とする。
 各領域に存在する障害物数は、障害物分布� ��況把握部12A内のマップ上に現に存在するプ� ��ット数により決定される。これは、時間の� ��過によりマップ上のプロットは消去される� ��でマップ上に存在するプロット数は障害物� ��を決定する毎に変化するからである。

 一方、障害物分布状況把握部12Aは、左右� ��対の車輪2a,2bに設けた測位センサー23により 、左右の各車輪2a,2bの回転量、即ちオドメト� ��を常に得る。よって、駆動機構制御部12に� �り駆動機構11を制御し始めた時、即ち音響再 生を開始して音響に合わせて演出し始めた時 、マップの原点(0,0)に音響再生ロボット10が� �るとして、左右の各車輪2a,2bの回転量から、 絶対座標系での音響再生ロボット10の位置と� ��向きを絶えず計算することができる。つま� ��、マップを絶対座標系で規定し、音響再生� ��ボット10が絶えず移動しても、マップ上で� �音響再生ロボット10の位置と向きを正確に求 めことできる。

 よって、障害物分布状況把握部12Aは、マッ� ��を用いて各領域の障害物スコアS(i)を次の要 領で計算する。
 音響再生ロボット10は例えば前に障害物が� �ると後に避けるため、前領域の障害物観測� �C(F)から後領域の障害物観測数C(B)を引いて求 めた数を、前領域の障害物スコアS(F)として� �める。即ち、S(F)=C(F)-C(B)で求める。
 音響再生ロボット10は例えば後に障害物が� �ると前に避けるため、後領域の障害物観測� �C(B)から前領域の障害物観測数C(F)を引いて求 めた数を、後領域の障害物スコアS(B)として� �める。即ち、S(B)=C(B)-C(F)で求める。
 音響再生ロボット10は例えば左に障害物が� �ると右に避けるため、左領域の障害物観測� �C(L)から右領域の障害物観測数C(R)を引いて求 めた数を、左領域の障害物スコアS(L)として� �める。即ち、S(L)=C(L)-C(R)で求める。
 音響再生ロボット10は例えば右に障害物が� �ると左に避けるため、右領域の障害物観測� �C(R)から左領域の障害物観測数C(L)を引いて求 めた数を、右領域の障害物スコアS(R)として� �める。即ち、S(R)=C(R)-C(L)で求める。
 音響再生ロボット10は例えば左斜め前に障� �物があると左斜め後に避けるため、左斜め� �領域の障害物観測数C(FL)から左斜め後領域の 障害物観測数C(BL)を引いて求めた数を、左斜� ��前領域の障害物スコアS(FL)として求める。� �ち、S(FL)=C(FL)-C(BL)で求める。
 音響再生ロボット10は例えば右斜め前に障� �物があると右斜め後に避けるため、右斜め� �領域の障害物観測数C(FR)から右斜め後領域の 障害物観測数C(BR)を引いて求めた数を、右斜� ��前領域の障害物スコアS(FR)として求める。� �ち、S(FR)=C(FR)-C(BR)で求める。
 音響再生ロボット10は例えば左斜め後に障� �物があると左斜め前に避けるため、左斜め� �領域の障害物観測数C(BL)から左斜め前領域の 障害物観測数C(FL)を引いて求めた数を、左斜� ��後領域の障害物スコアS(BL)として求める。� �ち、S(BL)=C(BL)-C(FL)で求める。
 音響再生ロボット10は例えば右斜め後に障� �物があると右斜め前に避けるため、右斜め� �領域の障害物観測数C(BR)から右斜め前領域の 障害物観測数C(FR)を引いて求めた数を、右斜� ��後領域の障害物スコアS(BR)として求める。� �ち、S(BR)=C(BR)-C(FR)で求める。
 なお、各障害物スコアS(i)の計算式は駆動機 構11が二軸構造であるので、障害物に接近す� ��側の車輪を障害物に近づかないように逆側� ��回転させていることに基づいている。

 モーション決定部12Bは、上述のように求� ��た各障害物スコアS(i)から最も点数の高い方 向に向かないように、音響再生ロボット10の� ��きを決定する。具体的には、モーション決� ��部12Bは、先ず、現に駆動機構11を制御して� �る行動パターンに関するデータに対応した� �助データを、行動パターンデータ格納部15か ら取得する。なお、この補助データの取得は 、行動パターンを選択して基本となるデータ を取得する際に行ってもよい。この補助デー タは、各領域への移動を回避するために駆動 機構11をどのように制御すべきかに関するデ� ��タで構成されている。よって、モーション� ��定部12Bは、補助データのうち、障害物スコ� ��が最も大きい領域への移動を回避するため� ��データを選択し、選択したデータに基づい� ��駆動機構を制御する。よって音響再生ロボ� ��ト10は、障害物の多い方向に行動しない。

 以上説明したように、図7に示すブロック 機能を搭載した音響再生ロボット10では、音� ��再生ロボット10が置かれた状態において、� �害物の分布状況を把握しながら、障害物に� �近しないように駆動機構11を駆動させること ができる。よって、図5に示すフローにおい� �STEP4cのようにモーション切替を行わないで� �音響再生ロボット10が障害物の分布状況を把 握し、音響再生ロボット10が接近すべきでな� ��方向を障害物スコアから算出し、障害物ス� ��アの低い方に誘導する。これにより、音響� ��生ロボット10にとって障害物が多くあるよ� �な環境の下で、モーション切替が繰り返し� �われることで音響再生ロボットの軌跡が直� �やカーブに限定されない。即ち、音響再生� �ボット10がブレイクダンスのように高速回転 する場合でも、その回転軸を僅かにずらしな がら、再生される音響のリズムに沿って回転 することができる。

〔駆動機構制御装置〕
 音響再生ロボット1,10に内蔵される駆動機構 制御装置について説明する。
 図9は、本発明の実施形態に係る駆動機構制 御装置を組み込んだ遠隔操作システムを模式 的に示すブロック図である。図9に示すよう� �、遠隔操作システム101は、遠隔操作のため� �リモートコントローラー110と、リモートコ� �トローラーによって制御される被制御装置12 0とで構成され、被制御装置120に駆動機構制� �装置130が組み込まれている。

 リモートコントローラー110は、ユーザが� ��作入力するための各種ボタンと、各種ボタ� ��の押圧入力に対応して発光ダイオードのス� ��ッチをON/OFFして信号を生成して送信する制� ��部と、を備える。この信号は所定のフォー� ��ットで送信され、リーダコードと送信デー� ��を構成するカスタムコード及びデータコー� ��とで構成されている。このデータコードは� ��タンの押圧入力に対応してユーザからの操� ��情報に該当する。

 被制御装置120は、スピーカーなどの音響� ��力部、液晶ディスプレイ画面出力部などの� ��力部121と、出力部121から出力する画像や音� ��等を制御する出力制御部122と、本発明の駆� ��機構制御装置130と、を備える。被制御装置1 20には、テレビジョン装置その他の表示装置� ��オーディオコンポやスピーカーなどの音響� ��置のほか、表示装置や音響装置を載置する� ��ャビネット、送風口を備えた空調設備など� ��含まれる。

 駆動機構制御装置130はモータや歯車を組� ��合わせて構成された駆動機構123を備え、被� ��御装置120の出力部121の向きを変えることが� ��きるように構成されている。また、駆動機� ��制御装置130は、リモートコントローラー110� ��らの信号を受信するための複数の受光セン� ��ー131と、複数の受光センサー131における信� ��受信の有無を検出し、何れの受光センサー1 31が有効にリモートコントローラー110からの� ��号を受信したかを判断する受信処理部132と� ��受信処理部131で検出した信号を処理し駆動� ��構123を制御する演算処理部133とを備える。

 受光センサー131は、所定の波長領域を検� ��するよう設計されている受光素子とプリア� ��プ回路とを含み、受光素子で受光検出によ� ��生じる検出信号をアンプで増幅し、帯域フ� ��ルターでキャリア周波数成分だけ抽出して� ��波器で検波し、波形成形回路で波形成形を� ��い、リモートコントローラー110からの遠隔� ��号を再生する。受光センサー131は被制御装� ��120の所定位置にそれぞれ配置されている。� ��受光センサー131には番号などのセンサー情� ��が付されており、受光センサー131に付され� ��センサー情報と被制御装置120の中心位置か� ��見た位置情報とが対として、演算処理部133� ��設けられている位置情報テーブル(図示せず )に格納されている。

 受信処理部132は、受光センサー131毎に再� ��された信号が入力され、入力される信号の� ��度と閾値とを比較することで受光センサー1 31毎に受光の有無と、入力される信号の配列� ��ら有効なカスタムコード及びデータコード� ��あるか否かを判断する検出処理部132aと、検 出処理部132aで受光したか否かの基準となる� �値を設定する感度調整処理部132bとを備える� ��よって、受信処理部131は、一定以上の強度� ��有する信号のみに関しカスタムコード及び� ��ータコードの有効性を受光センサー131毎に� ��断し、受光した受光センサーの情報を付属� ��報とし、リモートコントローラー110からの� ��令、即ちデータコードを演算処理部133へ出� ��する。

 演算処理部133は、受信処理部132から入力� ��れたデータコード、即ちリモートコントロ� ��ラー110からの指令を判断する指令判断部133a と、リモートコントローラー110の方向を求め る方向判断部133bと、駆動機構制御装置130の� �定方向が方向判断部133bで求めた方向に一致� ��るよう駆動機構123に対する指令情報を生成� ��る指令情報生成部133cと、この指令情報生成 部133cで生成した指令情報に基づいて駆動機� �123を制御する機構制御部133dと、を備える。� ��お、「既定方向」の意義については後述す� ��。

 以下、演算処理部133での処理について詳細� ��説明する。
 演算処理部133は、前述のように、リモート� ��ントローラー110からの信号を有効に受光し� ��受光センサー131のセンサー情報と、リモー� ��コントローラー110からの信号を変換したデ� ��タコード、即ちリモートコントローラー110� ��らの指令とが、受信処理部132から随時入力� ��れる。先ず、指令判断部133aでは、入力され た指令、即ちデータコードから実行すべきコ マンドを判断する。そのため、指令判断部133 aにはデータコードとコマンドとの対応関係� �示すコマンドテーブルが格納されている。� �令判断部133aで、データコードを翻訳した結� ��コマンドが方向転換に関するコマンドであ� ��か否かも判断される。判断が否定的であれ� ��、コマンドを従来のように実行させる。例� ��ば、被制御装置120が音響装置や表示装置で� ��って、音量を増加させるコマンドである場� ��には、出力制御部122に対して、コマンドを� ��力する。これに対し、判断が肯定的、即ち� ��方向転換に関するコマンドである場合には� ��受信処理部132から入力された一以上のセン� ��ー情報と共に方向判断部133bに入力する。

 すると、方向判断部133bは、被制御装置120 から見たリモートコントローラー110の方向を 求める。図10は、方向判断部133b及び指令情報 生成部133cで行われる処理を説明するための� �式図である。被制御装置120には、複数の受� �センサー131(131a~131f)が配置されており、図10� ��示す場合には被制御装置120の中心位置を示� ��符号「O」(白丸)を囲むように、受光センサ� ��131が6個配置されている。

 方向判断部133bは、方向転換に関するコマ ンドとかかるコマンドを受信した受光センサ ー131のセンサー情報とが入力されるので、位 置情報テーブルを参照し、入力されたセンサ ー情報に基づいてリモートコントローラーの 方向を算出する。方向転換に関するコマンド を実質的に同時に入力されたセンサー情報が 一つである場合には、一つの受光センサー131 しか有効に受光していないことから、被制御 装置120の中心位置からみた受光センサー131の 方向にリモートコントローラー110があると判 断する。これに対し、方向転換に関するコマ ンドを実質的に同時に入力されたセンサー情 報が複数である場合には、入力された各セン サー情報に対応する位置情報を位置情報テー ブルから取得し、有効に受光した受光センサ ー131で構成される多角形などの図形の重心位 置を求め、被制御装置120の中心から見た多角 形の重心位置の方向をリモートコントローラ ー110の方向とする。例えば、図10に示すよう� ��、受光センサー131a,131b及び131cの3つのセン� �ーがほぼ同時に方向転換のコマンドを受信� �たとすると、受光センサー131a,131b及び131cで� ��成される三角形の重心位置Gを求め、OGベク� ��ルを計算することでリモートコントローラ� ��110の方向を求めることができる。このよう� ��して求められたリモートコントローラー110� ��方向に関する情報(以下、「方向情報」とす る。)は、指令情報生成部133cに随時出力され� ��。

 指令情報生成部133cは、方向判断部133bか� �入力されたリモートコントローラー110の方� �情報に基づいて、駆動機構制御装置の既定� �向がリモートコントローラー110の方向に一� �するよう、駆動機構123に対する指令情報を� �成する。

 ここで、駆動機構制御装置の既定方向と� ��、駆動機構制御装置を組み込んだ被制御装� ��120の出力部121に応じて決められた方向であ� ��。例えば、被制御装置120が表示装置である� ��合には、既定方向は表示装置が表示出力す� ��方向と定められる。よって、被制御装置120� ��しての表示装置は、リモートコントローラ� ��110の方向に出力表示するように、駆動機構1 23に対する指令情報を生成する。被制御装置� ��一対のスピーカー装置である場合には、同� ��に、一対のスピーカー装置がそれぞれ配置� ��れている位置の中点からみて前側の向きが� ��既定方向と定められる。逆に、被制御装置1 20がルームエアコンなどの空調設備である場� ��には、駆動機構123がルーバー(風向板)の軸� �直接又は間接的に回転させることで風向き� �調整するので、風向きが既定方向と定めら� �る。部屋の窓際に設けられたウインドウカ� �テンにおいても同様であり、外光が入射す� �方向が既定方向と定められる。このように� �既定方向は、被制御装置120において出力情� �が出力部から出力される方向や通過するも� �が進む方向として定められるが、場合によ� �てはその逆向きに定めても良い。よって、� �制御装置120において駆動機構が制御された� �果、被制御装置120から出力される方向が被� �御装置120から見たリモコンの方向となるが� �既定方向の定め方によっては逆向きとなる� �で、本発明において、「駆動機構制御装置� �既定方向がリモートコントローラーの方向� �一致する」とは方向が一致する場合と方向� �向きが一致する場合を含む。

 図11は、図9における指令情報生成部133cで 指令情報がどのように生成されるかを説明す るための説明図であり、(A)は駆動機構123が被 制御装置120の中心Oに対して二軸方向にそれ� �れ旋回できる場合を説明した図で、(B)は駆� �機構123が被制御装置120の中心Oに対して一軸� ��向にそれぞれ旋回できる場合を説明した図� ��ある。なお、被制御装置120には中心座標Oを 中心としてローカル座標としてxyz座標が設置 されるものとする。ここでローカル座標とは 被制御装置120上に設けられた座標軸であり、 被制御装置120が駆動機構123により動いても変 化しない座標系である。

 先ず、駆動機構123が被制御装置120の中心Oに 対して二軸方向にそれぞれ旋回できる場合を 説明する。xyz軸は、一つの軸が中心座標Oのy� ��回りに旋回し、他方の軸が中心座標Oのz軸� �りに旋回できるように、設定されているも� �とする。
 いま、リモートコントローラー110の方向が� ��図示するようにOGベクトルの方向であると� �、既定方向がx軸方向であるとする。ここで� ��OGベクトルは、x軸の向きをy軸回りにφ度回� ��し、さらにz軸回りにθ度回転した向きであ� ��とする。すると、駆動機構123によりy軸回り に-φ度だけ回転し、かつz軸回りに-θ度回転� �ればよいことが分かる。そして、例えばy軸� ��z軸に対する回転速度が予め設定されている 場合には、例えば何秒だけそれぞれ回転させ ればよいかを算出する。即ち、指令情報生成 部133cは、駆動機構123の駆動軸、一般には二� �に対するそれぞれの回動量を指令情報とし� �算出してもよいし、回転速度が定められて� �る場合には回動させる軸毎の回動時間を指� �情報として算出してもよい。指令情報生成� �133cは、求められた指令情報を機構制御部133d に出力する。

 次に、駆動機構123が、被制御装置120の中心� ��対して一軸方向に旋回する場合を説明する� ��xyz軸は、旋回軸がy軸であり、旋回軸に垂直 な面上にx軸及びy軸が設定されているものと� ��る。
 いま、リモートコントローラー110の方向が� ��図示するようにOGベクトルの方向であると� �、既定方向がx軸方向であるとする。ここで� ��OGベクトルは、x軸の向きをy軸回りにφ度回� ��し、さらにz軸回りにθ度回転した向きであ� ��とする。この場合、リモートコントローラ� ��110の方向を、旋回軸に垂直な面となるxy平� �に正射影したベクトルの方向、即ち、図11(B) に示すOG1ベクトルの方向とみなし、駆動機構 123によりy軸回りに-φ度だけ回転すればよい� �そして、例えばy軸回りの回転速度は予め設� ��されている場合には、例えば何秒だけ回転� ��せればよいかを算出する。即ち、指令情報� ��成部133cは、駆動機構123の旋回軸回りの回動 量を指令情報として算出してもよいし、回転 速度が定められている場合には回動させる軸 の回転時間を指令情報として算出してもよい 。
 以上のようにして求められた指令情報は、� ��令情報生成部133cにより機構制御部133dに出� �される。

 機構制御部133dは、入力された指令情報か ら駆動機構123の構成及び配置関係に応じて制 御情報を作成し、駆動機構123に出力する。例 えば駆動機構123が図9に示すように、左右一� �の駆動モータ123a,123bと、各駆動モータ123a,123 bからギアなどの左右一対の伝達手段123c,123d� �、各伝達手段123c,123dにより直接駆動される� �対の車輪123e,123fとで構成されている場合に� �、指令情報に対応して左右の各車輪123e,123f� �駆動する駆動モータ123a,123bの回転速度及び� �転時間とを、左右の駆動モータ123a,123b毎に� �めて駆動機構123へ出力する。

 駆動機構123は、入力された制御情報に応� ��て制御を行い、出力部121が既定方向に向く� ��う、即ちユーザの方向を向くよう制御する� ��これで、例えば出力部121が出力画面である� ��合にはリモートコントローラー110の方向に� ��行となり、ユーザの対向向きに出力部121が� ��回することになる。

 本発明の駆動機構制御装置130を含む被制御� ��置120は以上のように構成されているので、� ��に示す駆動機構制御方法が実現される。
 図12は、図9に示す遠隔操作システム101にお� ��る駆動機構制御方法の一形態を示すフロー� ��である。図12に示すフロー図は、ユーザが� �モートコントローラー110の所定ボタンが一� �の短時間のみ、例えば数秒だけ押圧した場� �を想定している。受光センサー131が赤外線� �どの電磁波を受信する(STEP11-1)。すると、受� ��センサー131は、リモートコントローラー110� ��らの信号を検波して波形整形し、カスタム� ��ード及びデータコードに変換し受信処理部1 32に出力する。このとき、受光センサー131毎� ��信号受信及び信号処理が行われ、受信処理� ��132に出力される。

 次に、受信処理部132の検出処理部132aが、 感度調整処理部132bで設定されている閾値よ� �信号強度が高いものだけを有効な信号と判� �すると共に、入力された信号のコードを検� �する(STEP11-2)。この際、複数の受光センサー1 31で実質的に同時に受信検出した信号は受光� ��ンサー131毎に判断され、その受光センサー1 31のセンサー情報と検出したコードとが演算� ��理部133に判断結果として送信される。する� ��、演算処理部133は、指令判断部133aに入力さ れたコードに基づいて実行すべきコマンドを 判断して実行する(STEP11-3)。このとき指令判� �部133aが、データコードを翻訳した結果コマ� ��ドが方向転換に関するコマンドであるか否� ��を判断し、方向転換に関するコマンドであ� ��場合には、受信処理部132から入力された一� ��上のセンサー情報と共に方向判断部133bに入 力する。

 方向判断部133bは、方向転換に関するコマ ンドとかかるコマンドを受信した受光センサ ー131のセンサー情報との入力を受けると、位 置情報テーブルを参照し、入力されたセンサ ー情報に基づいて被制御装置120からのリモー トコントローラーの方向を求め、方向情報と して指令情報生成部133cに随時出力する(STEP11- 4)。方向情報の入力を受けた指令情報生成部1 33cは、駆動機構制御装置130の既定方向がリモ ートコントローラー110の方向に沿うよう、駆 動機構123に対する指令情報を方向情報に基づ いて生成し、機構制御部133dに入力される(STEP 11-5)。機構制御部133dは入力された指令情報を 基に駆動機構123の構成及び配置関係に応じて 制御情報を作成し、作成された制御情報に沿 って駆動機構123へ出力する(STEP11-6)。ここで� �御情報とは、駆動機構の駆動モータ123a,123b� �幾らの回転駆動速度で何秒回転させるかと� �う情報である。

 制御情報の入力を受けた駆動機構123は、� ��力された制御情報に応じて制御を行い、出� ��部121が既定方向に向くよう制御する(STEP11-7) 。これで、例えば出力部121が出力画面である 場合にはリモートコントローラー110の方向が 既定方向と一致し、ユーザの対向向きに出力 部121が旋回することになる。

 次に、図12に示すフロー図の変形例を説� �する。変形例1として、ユーザがリモートコ� ��トローラー110の所定ボタンを長時間押圧し� ��場合を想定する。ここで、長時間とは、出� ��部121がユーザの正面を向くまでの時間であ� ��、例えば数秒から十数秒の範囲を想定して� ��る。

 ユーザがリモートコントローラー110の方� ��転換を行うボタンを押圧している限り、受� ��センサー131の何れかはリモートコントロー� ��ー110から同一コマンドを含む信号を受信し� ��ける。この場合も受信処理部132で有効なコ� ��ド検出がなされ、演算処理部133に出力され� ��ける。演算処理部133に入力されたコードが� ��指令判断部133aでデータコードが方向転換に 関するものか否かが判断され、肯定的判断の 場合には、受信処理部132から入力された一以 上のセンサー情報と共に方向判断部133bに入� �され続ける。

 方向判断部133bは、方向転換に関するコマ ンドとかかるコマンドを受信した受光センサ ー131のセンサー情報との入力を受けると、位 置情報テーブルを参照し、入力されたセンサ ー情報に基づいて被制御装置120からのリモー トコントローラー110の方向を求め、方向情報 として指令情報生成部133cへ出力する。その� �、リモートコントローラー110の方向が求め� �れない場合が生じる。例えば受光している� �光センサー131の数が多い場合には、感度調� �処理部132bにおける受光感度を下げ、有効な� ��出であるか否かを判断するための閾値を下� ��るよう調整する一方、例えば受光している� ��光センサー131の数が少ない場合には、受信� ��理部132の感度調整処理部132bにおける受光感 度を上げて有効な検出であるか否かを判断す るための閾値を上げるように調整する。これ で受光センサー131の数を適切に調整し、効率 よくかつ正確にリモートコントローラー110の 方向を求めることができる。つまり、受信処 理部132の感度調整処理部132bには予め閾値が� �ンク毎に設定されており、演算処理部133に� �ける方向判断部133bは、リモートコントロー� ��ー110の方向が求められてないと判断した場� ��、受信処理部132の感度調整処理部132bに対し 閾値をワンランク上下するための指示を通知 し、感度調整処理部132bのランクを変動する� �とができる。

 被制御装置120がリモートコントローラー1 10から同一コマンドを含む信号を受信してい� ��場合においては、指令判断部133aにおいて方 向転換のコマンドを受信したと判断した際に 求めたリモートコントローラー110の当初の方 向が一時的に格納されており、リモートコン トローラー110の当初の方向と機構制御部133d� �駆動機構123を制御して被制御装置120におけ� �中心位置回りの旋回量とを比較することで� �現在のリモートコントローラー110の方向を� �出することができる。よって、駆動機構123� �駆動制御し始めた時からの任意時間経過し� �際のリモートコントローラー110の方向を、� �動機構123からのフィードバック量と当初の� �向とから推測することができる。そのため� �駆動機構123には駆動モータ123a,123b毎にエン� �ーダー(図示せず)が設けられ、エンコーダー で駆動モータ123a,123bの回転数を測定すること で、駆動機構123による被制御装置120の旋回量 を求め、方向判断部133bはこの旋回量をフィ� �ドバック量として入力を受けることで、入� �のタイミング毎にリモートコントローラー11 0の方向を推測することもできる。なお、こ� �リモートコントローラー110の推測は前述し� �図12の場合でも適用することができる。

 方向判断部133bは以上のようにしてリモー トコントローラー110の方向を任意のタイミン グ毎に方向情報として求め、指令情報生成部 133cへ出力する。指令情報生成部133cは、入力� ��れた方向情報に基づいて、駆動機構制御装� ��の既定方向がリモートコントローラーの方� ��に一致するよう駆動機構123に対する指令情� ��を生成し、機構制御部133dに入力する。機構 制御部133dは入力された指令情報を基に駆動� �構123の構成及び配置関係に応じて制御情報� �作成し、作成された制御情報に沿って駆動� �構123に出力する。ここで、制御情報は、既� �述べたように、駆動機構123の駆動モータ123a, 123bに幾らの回転駆動速度で何秒回転させる� �という情報である。制御情報の入力を受け� �駆動機構123は、入力された制御情報に応じ� �制御を行い、出力部121が既定方向に向くよ� �制御する。

 さらに、変形例2を説明する。同一コマン ドを含む信号をリモートコントローラー110が 送信する点では変形例1と同じであるが、リ� �ートコントローラー110の絶対位置が変化す� �点で変形例1とは異なる。この場合、受光セ� ��サー131によるリモートコントローラー110か� ��の受信、受信処理部132における信号に含ま� ��るコードの有効性判断、指令判断部133aでの コマンド解釈などのコード受信処理、方向判 断部133bにおけるリモートコントローラー110� �方向判断処理が適宜繰り返して行われ、指� �情報生成部133cでは被制御装置120の旋回の向� ��が変わる可能性がある。よって、旋回の向� ��が変化する度に旋回の速度を減少させ一定� ��方向に向くよう収束させることもできる。� ��のとき、旋回速度の大きさが所定量以下で� ��れば、受光センサー131で受信した信号に含� ��れる方向転換のコマンド処理を終了する。

 以上のように、本発明の実施形態に係る� ��動機構制御装置130では、リモートコントロ� ��ラー110からの指令を受光センサー131で受信� ��て指令に係るコマンドを実行するだけでな� ��、複数の受光センサー131のうちどれがリモ� ��トコントローラー110からの信号を検知した� ��を判断することでリモートコントローラー1 10の方向を求め、出力部121がリモートコント� ��ーラー110の方向に向くよう駆動機構を制御� ��ることができる。よって、ユーザがリモー� ��コントローラー110から方向転換コマンドを� ��む信号を送信することで、各種情報機器や� ��備の出力部121がリモートコントローラー110� ��方向に向くよう制御することができる。

 次に、駆動機構制御装置130を搭載した被制� ��装置120の具体例を説明する。
 図13は、被制御装置120の具体例1を示す斜視� ��である。具体例1は自律走行するロボット150 であり、撮影センサーやセンサー窓部を介し て内蔵されている距離センサーで自らの位置 や移動速度を測定しながら、内蔵された駆動 機構で左右一対の車輪151a、151bを回転して自� ��走行するものである。車輪151a,151bの外側に� ��円球状のスピーカーボックス152a,152bが回転� ��ないようにロボット本体151に固定されてい� ��。スピーカーボックス152a,152bには大小のス� ��ーカー153a,153bが収容され、一方は低音用で� ��り他方は高音用である。ロボット本体151に� ��携帯音響デバイス154を搭載することができ� ��携帯音響デバイス154により各種音楽ファイ� ��を再生して左右の各スピーカー153a,153bから� ��力する。

 ここで、リモートコントローラー110から� ��信号を受信する受光センサー131は、ロボッ� ��本体151の表側及び裏側にそれぞれ1個ずつ、 車輪151a,151bを回転可能に支持する一対の支持 円盤部155a,155bの対向裏側に2個ずつ設けられ� �いる。具体的には、受光センサー131はロボ� �ト本体151表側の表示部156の鉛直下方近傍と� �側のセンサー窓部の鉛直下方近傍とに対称� �に1個ずつ設けられ、支持円盤部155a,155bの対� ��裏面に2個ずつ設置され、合計6個設けられ� �いる。その際、支持円盤部155a,155bに設置さ� �る受光センサー131は、左右対称の位置に設� �ても良いし、左右非対称に設けても良い。� �た、支持円盤部155a,155bのそれぞれにおいて� �前後対称に設けても良いし、前後非対称に� �けても良い。

 よって、ロボット150に対しリモートコン� ��ローラー110から正面を向くよう方向転換の� ��令を出力すると、内蔵されている駆動機構� ��御装置130により、受光センサー131がリモー� ��コントローラー110からの信号を受信し、受� ��信号が方向転換のコマンドを含んだ信号を� ��断すると、ロボット150の中心位置に対する� ��モートコントローラー110の方向を判断し、� ��モートコントローラー110の方向に対向する� ��う駆動機構が制御される。このロボット150� ��、音楽データファイルの再生音楽リズムに� ��わせて駆動機構を制御することで、前進、� ��退、回転、反転など恰も踊るように振舞う� ��ともできる。

 図14は、被制御装置120の具体例2を示す斜視� ��である。
 具体例2はテレビモニター装置160であり、左 右のスピーカー161a,161bやセンタースピーカー 161cやウーハー161dを載置する筐体162と、液晶� ��蛍光表示管など各種表示デバイスで構成さ� ��た表示部163と、駆動機構を備えた支持手段1 64と、を備えている。筐体162には左右両端部� ��中央部とに同一線上に受光センサー131a,131b, 131cが設置されている。よって、ユーザの正� �を向くよう方向転換の指令がリモートコン� �ローラー110からテレビモニター装置160に対� �出力されると、支持手段164に内蔵されてい� �駆動機構制御装置130は、受光センサー131a,131 b及び131cがリモートコントローラー110からの� ��号を受信し、受信信号が方向転換のコマン� ��を含んだ信号であると判断すると、リモー� ��コントローラー110の方向を求め、表示部163� ��リモートコントローラー110の方向に向くよ� ��駆動機構が制御される。また、左右のスピ� ��カー161a,161bとセンタースピーカー161cとウー ハー161dとで構成されたスピーカーコンポな� �の音響システムに駆動機構が備えられてい� �場合には、これらスピーカー161a,161bなどの� �響システム中の各音響出力手段がユーザの� �向を向くよう駆動機構で制御され、各音響� �力の方向と音響システムから見たユーザの� �向とが一致し、その結果ユーザの左右の聴� �で聴く音響が実質的に同じになるよう制御� �れる。このように、本発明の駆動機構制御� �置130は、例えば5.1CHの音響システム中に組み 込まれて臨場感のある音響空間を実現させる ことができる。

 図15は、被制御装置120の具体例3を示す斜視� ��である。
 具体例3は照明装置170であり、円盤状の取付 台座171に駆動機構(図示せず)で回動可能に回� ��台172が設けられ、回動台172から鉛直下方に� ��対の支柱173a,173bが延設されて構成されてい� ��。一対の支柱173a,173bに円筒状の照明部174が� ��り付けられている。この照明装置170には、� ��付台座171の外周縁に等間隔に6個の受光セン サー131と、各支柱173a,173bの表側にそれぞれ鉛 直方向に等間隔に3個の受光センサー131とが� �けられている。よって、ユーザの正面を向� �よう方向転換の指令がリモートコントロー� �ー110から照明装置170に対し出力されると、� �蔵されている駆動機構制御装置130により、� �光センサー131がリモートコントローラー110� �らの信号を受信し、受信信号が方向転換の� �マンドを含んだ信号であると判断すると、� �モートコントローラー110の方向を求め、ユ� �ザの方向に照明部174からの照明が照射され� �ように駆動制御される。さらには、照明装� �170の鉛直軸回りの回転のみならず、照明部17 4が一対の支柱173a,173bに対する支持軸で回動� �るよう駆動機構が構築され、ユーザに対す� �照射角度も合うよう構成されている方が好� �しい。

 図16は、被制御装置120の具体例4を示す斜視� ��である。
 具体例4はエアコンディショナー180であり、 送風口に設けられたルーバー181を駆動機構(� �示せず)で制御することで風向きを変えるこ� ��ができる。このエアコンディショナー180の� ��体には等間隔で一直線上に受光センサー131� ��複数(図示の場合は3個)取り付けられている� ��ユーザが静止位置でリモートコントローラ� ��110を操作して、ユーザ側に向かって送風す� ��よう方向転換の指令をエアコンディショナ� ��180に対して出力すると、内蔵されている駆� ��機構制御装置130により、受光センサー131が� ��モートコントローラー110からの信号を受信� ��、受信信号が方向転換のコマンドを含むと� ��断すると、リモートコントローラー110の方� ��を求め、ユーザの方向に送風するよう駆動� ��構が制御される。

 図17は、被制御装置120の具体例5を示す斜視� ��である。
 具体例5はブラインド装置190であり、上下の 支持部191a,191bでルーバー192を回動可能に支持 し、ルーバー192を駆動機構(図示せず)で回動� ��御することで、ブラインド装置190の裏側か� ��入射する光の量を変えることができる。こ� ��ブラインド装置180の上側支持部191aには等間 隔で一直線上に受光センサー131が複数(図示� �場合は3個)取り付けられている。よって、ユ ーザ側に入射する光を多くするよう方向転換 の指令がリモートコントローラー110からブラ インド装置190に対し出力されると、内蔵され ている駆動機構制御装置130で、受光センサー 131がリモートコントローラー110からの信号を 受信し、受信信号が方向転換のコマンドを含 んでいると判断すると、リモートコントロー ラー110の方向を求め、ブラインドを開けるよ うに駆動制御される。

 本発明の駆動機構制御装置はテレビモニ� ��ー装置や音響装置など各種に組み込まれ、� ��れぞれ出力する方向などを制御することが� ��きる。

 本発明は請求の範囲に記載した発明の範� ��を逸脱しない範囲において、様々な形態で� ��施することができる。即ち、音響再生ロボ� ��トは、上述した具体例のみならず、自律移� ��型に限定されることなく、ミラーボールの� ��うな音響に合わせて駆動されるロボットに� ��適用される。また、駆動機構制御装置は、� ��述した具体例のみならず、各種分野におい� ��適用される。