JP2003291084A - ロボット並びにロボットの視野制御装置及び方法 - Google Patents
ロボット並びにロボットの視野制御装置及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ロボットに搭載されたカメラによる視野を適切
に制御でき、プライバシーを保護しつつ必要なコミュニ
ケーション情報を提供可能なロボット及びその視野制御
装置及び方法を提供することを目的とする 【解決手段】画像を撮像するカメラを備え、その視線方
向を変更可能な視覚機能付きロボットの視野を制御する
べく、カメラの視線方向と所定の基準方向例えば水平方
向とがなす視線角度を検出し、この視線角度が一定角度
以上である場合に、このときカメラにより撮像された画
像に解像度を低下させるなどの画像処理を施す。
に制御でき、プライバシーを保護しつつ必要なコミュニ
ケーション情報を提供可能なロボット及びその視野制御
装置及び方法を提供することを目的とする 【解決手段】画像を撮像するカメラを備え、その視線方
向を変更可能な視覚機能付きロボットの視野を制御する
べく、カメラの視線方向と所定の基準方向例えば水平方
向とがなす視線角度を検出し、この視線角度が一定角度
以上である場合に、このときカメラにより撮像された画
像に解像度を低下させるなどの画像処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は視覚機能を備え、人
間と協調して行動するようなロボット及びその視野制御
装置及び方法に関する。
間と協調して行動するようなロボット及びその視野制御
装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】社会生活を営む人間にとって相手が誰で
あるかということは不可欠な情報である。このため、人
間と協調して働くロボット等の機械にも視覚機能を設け
る必要性が認識されてきた。視覚機能のなかでも、とり
わけ顔画像認識技術は優れた個人識別機能として近年急
速に進歩しており、これをロボット等の機械に適用する
試みがなされている。
あるかということは不可欠な情報である。このため、人
間と協調して働くロボット等の機械にも視覚機能を設け
る必要性が認識されてきた。視覚機能のなかでも、とり
わけ顔画像認識技術は優れた個人識別機能として近年急
速に進歩しており、これをロボット等の機械に適用する
試みがなされている。
【０００３】一般的な視覚機能を備えたロボットの従来
例としては、例えば愛玩用の犬型ロボットへのＣＣＤカ
メラ等の搭載例がある。このロボットは、音声を発した
り特殊な動作をするなどして人間の注意を引き、その人
間を被写体として捉えて画像を撮影するというものであ
り、撮影画像を外部出力することもできる。たとえば、
着脱可能な小型メモリカードに撮影画像を記録したり、
通信機能を利用して携帯電話やパーソナルコンピュータ
（ＰＣ）等の別の機器に撮影画像を転送することができ
る。
例としては、例えば愛玩用の犬型ロボットへのＣＣＤカ
メラ等の搭載例がある。このロボットは、音声を発した
り特殊な動作をするなどして人間の注意を引き、その人
間を被写体として捉えて画像を撮影するというものであ
り、撮影画像を外部出力することもできる。たとえば、
着脱可能な小型メモリカードに撮影画像を記録したり、
通信機能を利用して携帯電話やパーソナルコンピュータ
（ＰＣ）等の別の機器に撮影画像を転送することができ
る。
【０００４】このような視覚機能を備えたロボットにあ
っては、ロボットならではの次のような問題点がある。
すなわち、小型で愛玩用ロボットなどが、いわゆる「盗
撮」に悪用されるといった公序良俗上の問題である。愛
玩用の犬型ロボットなどは公共場所等に持ち込まれる場
合が多いと想定され、例えば公園で散歩させているとき
に、その所有者らによって盗撮に悪用されるかもしれな
い。
っては、ロボットならではの次のような問題点がある。
すなわち、小型で愛玩用ロボットなどが、いわゆる「盗
撮」に悪用されるといった公序良俗上の問題である。愛
玩用の犬型ロボットなどは公共場所等に持ち込まれる場
合が多いと想定され、例えば公園で散歩させているとき
に、その所有者らによって盗撮に悪用されるかもしれな
い。
【０００５】人間が地面にはりついて上を見上げていた
ら、それはまさしく何かを覗いている様であるから、女
性は警戒感を抱くであろう。しかし、犬型など愛玩用の
ロボットがそのようにしている場合、外形が犬型である
ことなどから、生物の愛玩犬に対してそうであるのと同
様に警戒感が生じにくい。したがって、例えば女性の足
下に接近し、ロボットが備えるカメラによってスカート
下が覗き見されるといった不適切な使用が故意又は過失
によらず行われる可能性がある。この場合、特に問題と
なるのは、ロボットにて撮影された画像がその外部に取
り出されることである。
ら、それはまさしく何かを覗いている様であるから、女
性は警戒感を抱くであろう。しかし、犬型など愛玩用の
ロボットがそのようにしている場合、外形が犬型である
ことなどから、生物の愛玩犬に対してそうであるのと同
様に警戒感が生じにくい。したがって、例えば女性の足
下に接近し、ロボットが備えるカメラによってスカート
下が覗き見されるといった不適切な使用が故意又は過失
によらず行われる可能性がある。この場合、特に問題と
なるのは、ロボットにて撮影された画像がその外部に取
り出されることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情を
考慮してなされたものであり、ロボットに搭載されたカ
メラによる視野を適切に制御でき、プライバシーを保護
しつつ必要なコミュニケーション情報を提供可能なロボ
ット及びその視野制御装置及び方法を提供することを目
的とする。
考慮してなされたものであり、ロボットに搭載されたカ
メラによる視野を適切に制御でき、プライバシーを保護
しつつ必要なコミュニケーション情報を提供可能なロボ
ット及びその視野制御装置及び方法を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために本発明は次のように構成されている。
達成するために本発明は次のように構成されている。
【０００８】本発明に係るロボットは、画像を撮像する
カメラと、前記カメラの視線方向と所定の基準方向とが
なす視線角度を検出する検出手段と、前記検出手段によ
り検出された視線角度が一定角度以上である場合に、こ
のとき前記カメラにより撮像された画像を画像処理する
ことに基づいてロボットの視野を制御する視野制御手段
と、を具備することを特徴とする。
カメラと、前記カメラの視線方向と所定の基準方向とが
なす視線角度を検出する検出手段と、前記検出手段によ
り検出された視線角度が一定角度以上である場合に、こ
のとき前記カメラにより撮像された画像を画像処理する
ことに基づいてロボットの視野を制御する視野制御手段
と、を具備することを特徴とする。
【０００９】ここで、前記視野制御手段が、前記カメラ
により撮像された画像の解像度を低下させる画像処理手
段を具備する構成としてもよい。この場合、画像の解像
度を低下させる画像処理は、（１）全体の解像度を落と
す、又は（２）被写体の輪郭情報を抽出し、これを出力
画像とする、又は（３）予め用意された情報を出力する
といった処理を含む。
により撮像された画像の解像度を低下させる画像処理手
段を具備する構成としてもよい。この場合、画像の解像
度を低下させる画像処理は、（１）全体の解像度を落と
す、又は（２）被写体の輪郭情報を抽出し、これを出力
画像とする、又は（３）予め用意された情報を出力する
といった処理を含む。
【００１０】また、前記カメラにより撮像された画像か
ら人物の顔を認識する顔画像認識手段を具備し、前記視
野制御手段が、前記顔画像認識手段により認識された顔
及びその周辺部分のみを前記撮像画像から抽出して出力
画像とする構成としてもよい。
ら人物の顔を認識する顔画像認識手段を具備し、前記視
野制御手段が、前記顔画像認識手段により認識された顔
及びその周辺部分のみを前記撮像画像から抽出して出力
画像とする構成としてもよい。
【００１１】また、前記カメラにより撮像された画像を
ロボットから外部に出力する出力手段と、前記検出手段
により検出された視線角度が一定角度以上である場合
に、このとき前記カメラにより撮像された画像が前記出
力手段から出力されることを禁止する出力制御手段と、
を具備する構成としてもよい。
ロボットから外部に出力する出力手段と、前記検出手段
により検出された視線角度が一定角度以上である場合
に、このとき前記カメラにより撮像された画像が前記出
力手段から出力されることを禁止する出力制御手段と、
を具備する構成としてもよい。
【００１２】本発明に係るロボットの視野制御装置は、
画像を撮像するカメラを備え、該カメラの視線方向を変
更可能な視覚機能付きロボットの視野を制御する視野制
御装置であって、前記カメラの視線方向と所定の基準方
向とがなす視線角度を検出する検出手段と、前記検出手
段により検出された視線角度が一定角度以上である場合
に、このとき前記カメラにより撮像された画像を画像処
理することに基づいて前記ロボットの視野を制御する視
野制御手段と、を具備することを特徴とする。
画像を撮像するカメラを備え、該カメラの視線方向を変
更可能な視覚機能付きロボットの視野を制御する視野制
御装置であって、前記カメラの視線方向と所定の基準方
向とがなす視線角度を検出する検出手段と、前記検出手
段により検出された視線角度が一定角度以上である場合
に、このとき前記カメラにより撮像された画像を画像処
理することに基づいて前記ロボットの視野を制御する視
野制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】また、本発明に係るロボットの視野制御方
法は、画像を撮像するカメラを備え、該カメラの視線方
向を変更可能な視覚機能付きロボットの視野を制御する
視野制御方法であって、前記カメラの視線方向と所定の
基準方向とがなす視線角度を検出するステップと、前記
ステップにおいて検出された視線角度が一定角度以上で
ある場合に、このとき前記カメラにより撮像された画像
を画像処理することに基づいて前記ロボットの視野を制
御する視野制御ステップと、を具備することを特徴とす
る。
法は、画像を撮像するカメラを備え、該カメラの視線方
向を変更可能な視覚機能付きロボットの視野を制御する
視野制御方法であって、前記カメラの視線方向と所定の
基準方向とがなす視線角度を検出するステップと、前記
ステップにおいて検出された視線角度が一定角度以上で
ある場合に、このとき前記カメラにより撮像された画像
を画像処理することに基づいて前記ロボットの視野を制
御する視野制御ステップと、を具備することを特徴とす
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。
の実施形態を説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施形態に係るロボット
視野制御システムの概略構成を示すブロック図、図２は
ロボット視野制御システムが適用された視覚機能を搭載
するロボットの一例を示す正面図（ａ）及び側面図
（ｂ）である。図２に示すロボットは二足歩行型のもの
であるが、これに限定されず種々のロボット、例えば四
足歩行型、車輪駆動型、あるいは据え置き型で移動能力
を備えていないものなど、視線方向を移動可能な視覚機
能を備えているものであれば本発明に係るロボット視野
制御システムは適用可能である。
視野制御システムの概略構成を示すブロック図、図２は
ロボット視野制御システムが適用された視覚機能を搭載
するロボットの一例を示す正面図（ａ）及び側面図
（ｂ）である。図２に示すロボットは二足歩行型のもの
であるが、これに限定されず種々のロボット、例えば四
足歩行型、車輪駆動型、あるいは据え置き型で移動能力
を備えていないものなど、視線方向を移動可能な視覚機
能を備えているものであれば本発明に係るロボット視野
制御システムは適用可能である。
【００１６】本実施形態に係るロボット視野制御システ
ムは、カメラ２及びセンサ６に接続されており、画像認
識部４、画像処理部８、カメラ角度判定部１０、画像圧
縮部１２、判定部１４、出力制御部１６、通信部１７、
補助記憶装置１９、小型メモリカード２０から構成され
ている。本実施形態に係るロボットは、視覚機能を担う
カメラ２によって外界の画像（例えば人間等の被写体）
を静止画像又は動画像として撮影することができる。そ
して本実施形態に係るロボット視野制御システムは、こ
のようなカメラ２による視野を画像処理によって適切に
制御し、プライバシーを保護しつつ必要なコミュニケー
ション情報を提供するというものである。
ムは、カメラ２及びセンサ６に接続されており、画像認
識部４、画像処理部８、カメラ角度判定部１０、画像圧
縮部１２、判定部１４、出力制御部１６、通信部１７、
補助記憶装置１９、小型メモリカード２０から構成され
ている。本実施形態に係るロボットは、視覚機能を担う
カメラ２によって外界の画像（例えば人間等の被写体）
を静止画像又は動画像として撮影することができる。そ
して本実施形態に係るロボット視野制御システムは、こ
のようなカメラ２による視野を画像処理によって適切に
制御し、プライバシーを保護しつつ必要なコミュニケー
ション情報を提供するというものである。
【００１７】本実施形態の視野制御システムにおいて、
本発明に直接的に対応する構成要素はカメラ角度判定部
１０、画像処理部８、出力制御部１６であり、その他の
構成要素は本発明を実施する上で適宜省略され得る。例
えば顔画像認識を行わない実施形態では、画像認識部４
や判定部１４は必ずしも設けらる必要はない。
本発明に直接的に対応する構成要素はカメラ角度判定部
１０、画像処理部８、出力制御部１６であり、その他の
構成要素は本発明を実施する上で適宜省略され得る。例
えば顔画像認識を行わない実施形態では、画像認識部４
や判定部１４は必ずしも設けらる必要はない。
【００１８】カメラ２及びセンサ６はロボットの基本構
成部として設けられる。カメラ２は例えばＣＣＤカメラ
及びレンズ光学系等からなり、図２に示すようにロボッ
ト頭部１において外界を良く見渡せるような顔の位置に
配置される。同図に示すようにこのロボットは大別して
頭部１、本体部３、脚部５からなる。
成部として設けられる。カメラ２は例えばＣＣＤカメラ
及びレンズ光学系等からなり、図２に示すようにロボッ
ト頭部１において外界を良く見渡せるような顔の位置に
配置される。同図に示すようにこのロボットは大別して
頭部１、本体部３、脚部５からなる。
【００１９】頭部１は本体部１に対して駆動機構部を介
して接続されていて上下又は左右に傾斜可能であり、ち
ょうど人間が頭を上下させたり左右を向いたりするよう
な動きをする。また本体部３は、脚部５に対して駆動機
構部を介して接続されていて前方又は後方に傾斜可能で
あり、ちょうど人間が腰を曲げるような動きをする。ま
た脚部５は人間の膝や足首の関節に相当する位置に駆動
機構部を有しており、人間が膝を屈伸させたりするよう
な動きをする。
して接続されていて上下又は左右に傾斜可能であり、ち
ょうど人間が頭を上下させたり左右を向いたりするよう
な動きをする。また本体部３は、脚部５に対して駆動機
構部を介して接続されていて前方又は後方に傾斜可能で
あり、ちょうど人間が腰を曲げるような動きをする。ま
た脚部５は人間の膝や足首の関節に相当する位置に駆動
機構部を有しており、人間が膝を屈伸させたりするよう
な動きをする。
【００２０】図１に示すセンサ６は、このようなロボッ
トの各可動部分にそれぞれ設けられるロータリーエンコ
ーダ等の角度センサからなり、頭部１と本体部３との間
の駆動機構部に設けられる。このセンサ６は、本体部３
の主軸（長軸）に対して頭部１の主軸がなす角度θ４を
検出するセンサ６０、脚部５の太股部分の主軸に対して
本体部３がなす角度θ３を検出するセンサ６１、脚部５
の脛部分の主軸に対して太股部分の主軸がなす角度θ２
を検出するセンサ６２、鉛直方向と脚部５の脛部分の主
軸がなす角度θ１を検出するセンサ６３から構成されて
いる。これらのセンサからは、検出された角度に応じた
信号が出力され、図１に示すカメラ角度判定部１０に送
られる。各駆動機構部により可動部分が駆動し、自律的
または外部からのコントロールによってロボットは歩行
や移動することができる。また、正面を向いたり、上方
を見上げたりといった様々な姿勢（体位）をとることが
できる。ロボットの姿勢変化に伴って、カメラ２の視線
方向も変わり、視野が変化する。
トの各可動部分にそれぞれ設けられるロータリーエンコ
ーダ等の角度センサからなり、頭部１と本体部３との間
の駆動機構部に設けられる。このセンサ６は、本体部３
の主軸（長軸）に対して頭部１の主軸がなす角度θ４を
検出するセンサ６０、脚部５の太股部分の主軸に対して
本体部３がなす角度θ３を検出するセンサ６１、脚部５
の脛部分の主軸に対して太股部分の主軸がなす角度θ２
を検出するセンサ６２、鉛直方向と脚部５の脛部分の主
軸がなす角度θ１を検出するセンサ６３から構成されて
いる。これらのセンサからは、検出された角度に応じた
信号が出力され、図１に示すカメラ角度判定部１０に送
られる。各駆動機構部により可動部分が駆動し、自律的
または外部からのコントロールによってロボットは歩行
や移動することができる。また、正面を向いたり、上方
を見上げたりといった様々な姿勢（体位）をとることが
できる。ロボットの姿勢変化に伴って、カメラ２の視線
方向も変わり、視野が変化する。
【００２１】図１に示す構成において、画像認識部４
は、カメラ２により得られた撮影画像から顔画像を認識
する部分である。顔画像認識については公知技術を利用
できる。例えばカメラ２から得られた１枚の静止画像を
用いるものや、異なる視点の複数画像を用いて認識を行
うものである。多視点画像を用いた顔画像認識処理で
は、まずカメラ２から得られた画像中から顔領域を抽出
する。次に、分離度フィルタとパターン認識の組み合わ
せにより両瞳（ひとみ）、両鼻孔を検出する。さらに、
検出されたこれらの特徴点を基準に正規化された顔パタ
ーンを抽出する。この一連の処理を視点移動しながら繰
り返し行い、正規化パターンが抽出されるたびに入力部
分空間を更新する。入力部分空間と辞書部分空間を制約
部分空間へ射影し、射影された二つの部分空間のなす正
準角を類似度とする。全登録人物に対してこのような類
似度算出を行い、得られた類似度のなかでもっとも類似
度が高い人物を本人と認識する。
は、カメラ２により得られた撮影画像から顔画像を認識
する部分である。顔画像認識については公知技術を利用
できる。例えばカメラ２から得られた１枚の静止画像を
用いるものや、異なる視点の複数画像を用いて認識を行
うものである。多視点画像を用いた顔画像認識処理で
は、まずカメラ２から得られた画像中から顔領域を抽出
する。次に、分離度フィルタとパターン認識の組み合わ
せにより両瞳（ひとみ）、両鼻孔を検出する。さらに、
検出されたこれらの特徴点を基準に正規化された顔パタ
ーンを抽出する。この一連の処理を視点移動しながら繰
り返し行い、正規化パターンが抽出されるたびに入力部
分空間を更新する。入力部分空間と辞書部分空間を制約
部分空間へ射影し、射影された二つの部分空間のなす正
準角を類似度とする。全登録人物に対してこのような類
似度算出を行い、得られた類似度のなかでもっとも類似
度が高い人物を本人と認識する。
【００２２】このような画像認識部４は、撮影画像中に
顔画像が含まれているか否かを示すフラグ、撮影画像中
のどの領域に顔部分が存在するかを示す位置情報、およ
び顔画像の特徴量（顔インデックス）を出力する。
顔画像が含まれているか否かを示すフラグ、撮影画像中
のどの領域に顔部分が存在するかを示す位置情報、およ
び顔画像の特徴量（顔インデックス）を出力する。
【００２３】図１に示す構成において、画像処理部８は
カメラ角度判定部１０から出力されたカメラ２の視線角
度（θcamera）について角度条件の判定処理を行い、そ
の結果に応じてカメラ２から得られた撮影画像に対しロ
ボット視野制御に係る画像処理を施す部分である。この
画像処理部８から出力された画像は画像圧縮部１２によ
り圧縮処理が施された後、出力制御部１６に送られる。
画像処理部８における画像処理の内容は本発明の特徴に
係る事項であり、後に詳細に説明する。
カメラ角度判定部１０から出力されたカメラ２の視線角
度（θcamera）について角度条件の判定処理を行い、そ
の結果に応じてカメラ２から得られた撮影画像に対しロ
ボット視野制御に係る画像処理を施す部分である。この
画像処理部８から出力された画像は画像圧縮部１２によ
り圧縮処理が施された後、出力制御部１６に送られる。
画像処理部８における画像処理の内容は本発明の特徴に
係る事項であり、後に詳細に説明する。
【００２４】判定部１４は、家庭内利用におけるいわゆ
る番犬ロボットやロボット監視システムへの応用例に係
る構成要素であり、画像認識部４によって認識された被
写体の顔画像の特徴量に基づき、個人情報データベース
を参照して人識別を行う。個人情報データベースには、
事前に登録されたロボット所有者の家族や知人の個人情
報として、これらの人々の顔画像認識結果（特徴量）等
が記録されている。このような判定部１４は、個人情報
データベースの参照結果に基づいて不審人物等を特定
し、その撮影画像情報（顔画像の特徴量を含む）を外部
に転送し、警報を発するよう出力制御部１６に指示を与
える。また、いわゆる留守番ロボットへの応用例として
は、子供が外出から帰宅した際に、留守番ロボットが子
供をカメラで撮影して顔認識し、子供が帰宅した旨を外
出している母親に通知したり、その子供の顔画像を転送
したりすることなどが挙げられる。
る番犬ロボットやロボット監視システムへの応用例に係
る構成要素であり、画像認識部４によって認識された被
写体の顔画像の特徴量に基づき、個人情報データベース
を参照して人識別を行う。個人情報データベースには、
事前に登録されたロボット所有者の家族や知人の個人情
報として、これらの人々の顔画像認識結果（特徴量）等
が記録されている。このような判定部１４は、個人情報
データベースの参照結果に基づいて不審人物等を特定
し、その撮影画像情報（顔画像の特徴量を含む）を外部
に転送し、警報を発するよう出力制御部１６に指示を与
える。また、いわゆる留守番ロボットへの応用例として
は、子供が外出から帰宅した際に、留守番ロボットが子
供をカメラで撮影して顔認識し、子供が帰宅した旨を外
出している母親に通知したり、その子供の顔画像を転送
したりすることなどが挙げられる。
【００２５】出力制御部１６は、画像圧縮部１２から出
力された圧縮処理後の撮影画像を通信部１７や補助記憶
装置１９、小型メモリカード２０等へ出力する際の制御
を行う。また出力制御部１６は、カメラ角度判定結果や
画像処理部８による画像処理の結果等に基づき、ロボッ
ト視野制御の一環として、特定の撮影画像が外部に出力
されないよう、通信部１７、補助記憶装置１９、小型メ
モリカード２０等への出力（書き込み）動作を禁止する
ような制御を行うこともできる。
力された圧縮処理後の撮影画像を通信部１７や補助記憶
装置１９、小型メモリカード２０等へ出力する際の制御
を行う。また出力制御部１６は、カメラ角度判定結果や
画像処理部８による画像処理の結果等に基づき、ロボッ
ト視野制御の一環として、特定の撮影画像が外部に出力
されないよう、通信部１７、補助記憶装置１９、小型メ
モリカード２０等への出力（書き込み）動作を禁止する
ような制御を行うこともできる。
【００２６】通信部１７は、例えばブルートゥース
（Ｒ）やＩＥＥＥ８０２．１１、同８０２．１１ａ、同
８０２．１１ｂ（及びそれ以降）等の無線通信規格に準
拠した通信機能部であり、出力制御部１６から与えられ
た撮影画像等を無線通信によって外部機器に送信するた
めの部分である。外部機器は、ＬＡＮ接続されたホーム
サーバやネット家電機器、セキュリティサーバ等に相当
する。なお、無線に加え、イーサネット（Ｒ）等による
有線通信機能を備えていても勿論良い。
（Ｒ）やＩＥＥＥ８０２．１１、同８０２．１１ａ、同
８０２．１１ｂ（及びそれ以降）等の無線通信規格に準
拠した通信機能部であり、出力制御部１６から与えられ
た撮影画像等を無線通信によって外部機器に送信するた
めの部分である。外部機器は、ＬＡＮ接続されたホーム
サーバやネット家電機器、セキュリティサーバ等に相当
する。なお、無線に加え、イーサネット（Ｒ）等による
有線通信機能を備えていても勿論良い。
【００２７】補助記憶装置１９は例えばハードディスク
装置等の大容量記憶装置からなる。また小型メモリカー
ド２０は、スロットを介してロボットから着脱可能な記
録媒体からなる。
装置等の大容量記憶装置からなる。また小型メモリカー
ド２０は、スロットを介してロボットから着脱可能な記
録媒体からなる。
【００２８】以上のように構成された本実施形態につい
て、カメラ角度検出に応じたロボット視野制御の手順を
図３のフローチャートを参照して説明する。
て、カメラ角度検出に応じたロボット視野制御の手順を
図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】ロボット２のカメラ２が起動され撮影動作
が開始されると、先ずステップＳ１においてカメラ２の
角度が所定の角度以上であるか否か、すなわちカメラ２
の視線が異常に上向いているか否かを判定する。なお、
角度条件については、ロボットの外形寸法やカメラ２の
配置位置、ロボットが取り得る姿勢等に応じて適宜定め
れば良い。
が開始されると、先ずステップＳ１においてカメラ２の
角度が所定の角度以上であるか否か、すなわちカメラ２
の視線が異常に上向いているか否かを判定する。なお、
角度条件については、ロボットの外形寸法やカメラ２の
配置位置、ロボットが取り得る姿勢等に応じて適宜定め
れば良い。
【００３０】カメラ角度判定部１０によるカメラ２の視
線角度（θcamera）の検出は次のようにして行われる。
図４は、図２に示した本実施形態のロボットが上方を見
上げている場合を示す図である。この例ではロボットの
接地面は水平である。カメラ２の視線角度（θcamera）
は、水平を基準方向とするとき、この基準方向とカメラ
２の視線方向とがなす角度とし、センサ６０、６１、６
２、および６３からそれぞれ出力された角度信号θ４、
θ３、θ２、およびθ１を利用して、次のように幾何学
的に求めることができる。 θcamera ＝ Ｆ（θ１，θ２，θ３，θ４） 通常、ロボットは運動制御のために傾斜計を備えてい
る。この場合を図５に示す。この例ではロボットの接地
面は斜面である。１８は傾斜計であって、ロボットにお
いて最も質量が大きい本体部３に取り付けられている。
この傾斜計１８は本体部３の主軸と鉛直方向のなす角度
θｂを検出する。ここで、カメラ２の視線角度（θcame
ra）をセンサ６０から出力された角度信号θ４と、傾斜
計１８から出力されたθｂを利用して次のように求める
ことができる。 θcamera ＝ Ｆ（θｂ，θ４） また、傾斜計１８のみならずジャイロセンサーを併用す
ることでダイナミックレンジを広げているロボットもあ
り、カメラ２の視線角度（θcamera）をこれらの信号の
両者を利用して求めてもよい。
線角度（θcamera）の検出は次のようにして行われる。
図４は、図２に示した本実施形態のロボットが上方を見
上げている場合を示す図である。この例ではロボットの
接地面は水平である。カメラ２の視線角度（θcamera）
は、水平を基準方向とするとき、この基準方向とカメラ
２の視線方向とがなす角度とし、センサ６０、６１、６
２、および６３からそれぞれ出力された角度信号θ４、
θ３、θ２、およびθ１を利用して、次のように幾何学
的に求めることができる。 θcamera ＝ Ｆ（θ１，θ２，θ３，θ４） 通常、ロボットは運動制御のために傾斜計を備えてい
る。この場合を図５に示す。この例ではロボットの接地
面は斜面である。１８は傾斜計であって、ロボットにお
いて最も質量が大きい本体部３に取り付けられている。
この傾斜計１８は本体部３の主軸と鉛直方向のなす角度
θｂを検出する。ここで、カメラ２の視線角度（θcame
ra）をセンサ６０から出力された角度信号θ４と、傾斜
計１８から出力されたθｂを利用して次のように求める
ことができる。 θcamera ＝ Ｆ（θｂ，θ４） また、傾斜計１８のみならずジャイロセンサーを併用す
ることでダイナミックレンジを広げているロボットもあ
り、カメラ２の視線角度（θcamera）をこれらの信号の
両者を利用して求めてもよい。
【００３１】図３のステップＳ１においてカメラ２の角
度が所定角度以上ではないと判定された場合、画像処理
部８はカメラ２から得られた被写体の撮影画像を原画像
のまま画像圧縮部１２に送る。この場合、被写体の撮影
画像には視野制御に係る画像処理は何ら行われず、視野
全体の画像が出力されることになる。これを図６（ａ）
に示す。
度が所定角度以上ではないと判定された場合、画像処理
部８はカメラ２から得られた被写体の撮影画像を原画像
のまま画像圧縮部１２に送る。この場合、被写体の撮影
画像には視野制御に係る画像処理は何ら行われず、視野
全体の画像が出力されることになる。これを図６（ａ）
に示す。
【００３２】一方、ステップＳ１においてカメラ２の角
度が所定角度以上であると判定された場合、すなわち図
６（ｂ）に示すようにカメラ２の視線が異常に上向いて
いると判定された場合、カメラ２から得られた撮影画像
に顔部分が含まれているか否かを判定する（ステップＳ
３）。これは画像認識部４による上述した顔認識処理の
結果に基づいて判定される。なお、顔認識を行わない実
施形態の場合、当該ステップは省略され、ステップ５に
移行する。
度が所定角度以上であると判定された場合、すなわち図
６（ｂ）に示すようにカメラ２の視線が異常に上向いて
いると判定された場合、カメラ２から得られた撮影画像
に顔部分が含まれているか否かを判定する（ステップＳ
３）。これは画像認識部４による上述した顔認識処理の
結果に基づいて判定される。なお、顔認識を行わない実
施形態の場合、当該ステップは省略され、ステップ５に
移行する。
【００３３】ステップＳ３において撮影画像に顔部分が
含まれていると判定された場合、ステップＳ４において
顔の周辺より外側の画像解像度を低下させるための画像
処理を行う。かかる画像処理の一例を図７に示す。この
図において、Ｉ０はカメラ２による撮影画像の原画像を
示し、Ｉ１は処理後の画像を示している。なお、原画像
Ｉ０は厳密には図６（ｂ）に示す視野全体の画像とは異
なっているが、説明の便宜上、このように示してある。
画像Ｉ１は、画像認識部４による顔画像の認識結果に基
づいて図に示すように被写体の顔の周辺部分（ここでは
楕円を境界としている）から外側の画像領域をマスク画
像Ｍによりマスクしたものである。これは当該外側の画
像領域の解像度を完全に消失させたものであるが、その
他、モザイク処理を施すなどして解像度を低下させても
よい。当該ステップＳ４における画像処理は、広義には
顔画像の抽出処理ということができる。かかる抽出処理
によれば、被写体のスカート下などが盗撮され、プライ
バシーが侵害されるといった事態を回避できる。しか
も、顔画像については視野制御に拘わらず必ず出力され
ることになるから、通信部１７等を通じて撮影画像をリ
アルタイムで外部伝送するような場合に、被写体につい
ての必要なコミュニケーション情報をロボットから提供
可能になる。
含まれていると判定された場合、ステップＳ４において
顔の周辺より外側の画像解像度を低下させるための画像
処理を行う。かかる画像処理の一例を図７に示す。この
図において、Ｉ０はカメラ２による撮影画像の原画像を
示し、Ｉ１は処理後の画像を示している。なお、原画像
Ｉ０は厳密には図６（ｂ）に示す視野全体の画像とは異
なっているが、説明の便宜上、このように示してある。
画像Ｉ１は、画像認識部４による顔画像の認識結果に基
づいて図に示すように被写体の顔の周辺部分（ここでは
楕円を境界としている）から外側の画像領域をマスク画
像Ｍによりマスクしたものである。これは当該外側の画
像領域の解像度を完全に消失させたものであるが、その
他、モザイク処理を施すなどして解像度を低下させても
よい。当該ステップＳ４における画像処理は、広義には
顔画像の抽出処理ということができる。かかる抽出処理
によれば、被写体のスカート下などが盗撮され、プライ
バシーが侵害されるといった事態を回避できる。しか
も、顔画像については視野制御に拘わらず必ず出力され
ることになるから、通信部１７等を通じて撮影画像をリ
アルタイムで外部伝送するような場合に、被写体につい
ての必要なコミュニケーション情報をロボットから提供
可能になる。
【００３４】ステップＳ３において撮影画像に顔部分が
含まれていないと判定された場合は、ステップＳ５にお
いて視野制御に係る次のような画像処理が行われる。す
なわち、この画像処理は、カメラ２からの撮影画像につ
いて（１）全体の解像度を落とす、又は（２）被写体の
輪郭情報を抽出し、これを出力画像とする、又は（３）
予め用意された情報を出力するといった処理である。こ
れら画像処理例を図８に示す。画像Ｉ２は、撮影画像の
原画像Ｉ０の全画像領域にノイズパターンＮを重畳して
解像度を下げたものであり、上記（１）の画像処理例で
ある。解像度を落とすことによれば、撮影画像の内容は
見づらくなる。
含まれていないと判定された場合は、ステップＳ５にお
いて視野制御に係る次のような画像処理が行われる。す
なわち、この画像処理は、カメラ２からの撮影画像につ
いて（１）全体の解像度を落とす、又は（２）被写体の
輪郭情報を抽出し、これを出力画像とする、又は（３）
予め用意された情報を出力するといった処理である。こ
れら画像処理例を図８に示す。画像Ｉ２は、撮影画像の
原画像Ｉ０の全画像領域にノイズパターンＮを重畳して
解像度を下げたものであり、上記（１）の画像処理例で
ある。解像度を落とすことによれば、撮影画像の内容は
見づらくなる。
【００３５】画像Ｉ３は、原画像Ｉ０から被写体の外輪
郭線Ｏを抽出したものであり上記（２）に相当する。画
像から輪郭線を抽出する処理は公知の手法を利用でき
る。そして、画像Ｉ４は、原画像Ｉ０をキャンセルし、
これに代えて「画像は出力されません」といったメッセ
ージＭの画像としたものである。これらの画像処理によ
れば、図６（ｂ）のようにカメラ２の視線が異常に上向
いている場合に、被写体のスカート下などが盗撮され、
プライバシーが侵害されるといった事態を回避できる。
なお、これらステップＳ５の画像処理は、広義には、秘
匿されるべきものがロボットの視野に存在するかもしれ
ない場合に対応すべく、カメラ２の角度検出結果に応じ
てその視野を遮るような制御を画像処理に基づいて行う
ことに相当する。もちろん、このための画像処理として
は図８に例示したものに限定されない。
郭線Ｏを抽出したものであり上記（２）に相当する。画
像から輪郭線を抽出する処理は公知の手法を利用でき
る。そして、画像Ｉ４は、原画像Ｉ０をキャンセルし、
これに代えて「画像は出力されません」といったメッセ
ージＭの画像としたものである。これらの画像処理によ
れば、図６（ｂ）のようにカメラ２の視線が異常に上向
いている場合に、被写体のスカート下などが盗撮され、
プライバシーが侵害されるといった事態を回避できる。
なお、これらステップＳ５の画像処理は、広義には、秘
匿されるべきものがロボットの視野に存在するかもしれ
ない場合に対応すべく、カメラ２の角度検出結果に応じ
てその視野を遮るような制御を画像処理に基づいて行う
ことに相当する。もちろん、このための画像処理として
は図８に例示したものに限定されない。
【００３６】なお、本発明に係るロボット視野制御は、
これまで述べたような画像処理のみに基づくもののみで
はない。例えば、カメラ角度判定部１０から出力された
カメラ２の視線角度（θcamera）が所定角度以上であっ
て、かつ撮影画像に顔画像が含まれていることを認識し
たとき、カメラ２の視線方向がそれ以上の角度とならな
いようにロボットの駆動機構部の動作を規制してもよ
い。この場合、何らかの警告音声を発したり、特別な行
動シーケンスを実行させることも有効である。
これまで述べたような画像処理のみに基づくもののみで
はない。例えば、カメラ角度判定部１０から出力された
カメラ２の視線角度（θcamera）が所定角度以上であっ
て、かつ撮影画像に顔画像が含まれていることを認識し
たとき、カメラ２の視線方向がそれ以上の角度とならな
いようにロボットの駆動機構部の動作を規制してもよ
い。この場合、何らかの警告音声を発したり、特別な行
動シーケンスを実行させることも有効である。
【００３７】また、本発明に係るロボット視野制御は、
秘匿されるべきものがロボットの視野に存在し得る状況
をカメラ視線角度の検出及び顔画像の認識によって検知
した際に、このときカメラ２によって撮影された画像が
ロボットの外部に取り出されることを防止するための制
御動作も含む。これは、上述したように出力制御部１６
が通信部１７、補助記憶装置１９、小型メモリカード２
０等への撮影画像の出力（書き込み）動作を禁止するよ
うな制御を行うことに相当する。
秘匿されるべきものがロボットの視野に存在し得る状況
をカメラ視線角度の検出及び顔画像の認識によって検知
した際に、このときカメラ２によって撮影された画像が
ロボットの外部に取り出されることを防止するための制
御動作も含む。これは、上述したように出力制御部１６
が通信部１７、補助記憶装置１９、小型メモリカード２
０等への撮影画像の出力（書き込み）動作を禁止するよ
うな制御を行うことに相当する。
【００３８】以上説明したように、本実施形態のロボッ
ト視野制御システムによれば、ロボットのカメラ２によ
る視野を画像処理によって適切に制御し、プライバシー
を保護しつつ必要なコミュニケーション情報を提供する
ことができる。
ト視野制御システムによれば、ロボットのカメラ２によ
る視野を画像処理によって適切に制御し、プライバシー
を保護しつつ必要なコミュニケーション情報を提供する
ことができる。
【００３９】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず種々変形して実施可能である。
れず種々変形して実施可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロボットに搭載されたカメラによる視野を適切に制御で
き、プライバシーを保護しつつ必要なコミュニケーショ
ン情報を提供可能なロボット及びその視野制御装置及び
方法を提供できる。
ロボットに搭載されたカメラによる視野を適切に制御で
き、プライバシーを保護しつつ必要なコミュニケーショ
ン情報を提供可能なロボット及びその視野制御装置及び
方法を提供できる。
【図１】本発明の一実施形態に係るロボット視野制御シ
ステムの概略構成を示すブロック図
ステムの概略構成を示すブロック図
【図２】同実施形態に係るロボットの正面図および側面
図
図
【図３】同実施形態に係るロボット視野制御システムの
動作を示すフローチャート
動作を示すフローチャート
【図４】同実施形態に係るロボットのカメラ角度を示す
図であって、同ロボットが上方を見上げている場合を示
す図
図であって、同ロボットが上方を見上げている場合を示
す図
【図５】同実施形態に係るロボットのカメラ角度を示す
他の図であって、斜面において同ロボットが上方を見上
げている場合を示す図
他の図であって、斜面において同ロボットが上方を見上
げている場合を示す図
【図６】同実施形態に係るロボットの視界及び被写体を
説明するための図
説明するための図
【図７】同実施形態に係るロボット視野制御による出力
画像を説明するための図
画像を説明するための図
【図８】同実施形態に係るロボット視野制御による出力
画像の他の例を説明するための図
画像の他の例を説明するための図
１…ロボット頭部
２…カメラ
３…ロボット本体部
４…画像認識部
５…ロボット脚部
６…センサ
８…画像処理部
１０…カメラ角度判定部
１２…画像圧縮部
１４…判定部
１６…出力制御部
１７…通信部
１９…補助記憶装置
２０…小型メモリカード
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 清水 秀夫
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 上林 達
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 鈴木 康彦
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 岡崎 彰夫
神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社
東芝柳町事業所内
(72)発明者 平松 憲一
神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社
東芝柳町事業所内
(72)発明者 和田 素直
東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社
東芝本社事務所内
(72)発明者 三上 宏治
東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社
東芝本社事務所内
(72)発明者 戸島 明
神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社
東芝柳町事業所内
(72)発明者 遠藤 直樹
東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝
府中事業所内
(72)発明者 野口 幸一
東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社
東芝本社事務所内
Ｆターム(参考） 3C007 CS08 KS20 KS21 KS24 KT02
MT00 WA03 WA13
Claims (12)
- 【請求項１】 画像を撮像するカメラと、 前記カメラの視線方向と所定の基準方向とがなす視線角
度を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された視線角度が一定角度以上
である場合に、このとき前記カメラにより撮像された画
像を画像処理することに基づいてロボットの視野を制御
する視野制御手段と、を具備することを特徴とする視覚
機能を備えたロボット。 - 【請求項２】 前記視野制御手段は、前記カメラにより
撮像された画像の解像度を低下させる画像処理手段を具
備することを特徴とする請求項１に記載のロボット。 - 【請求項３】 前記カメラにより撮像された画像から人
物の顔を認識する顔画像認識手段を具備し、 前記視野制御手段は、前記顔画像認識手段により認識さ
れた顔及びその周辺部分のみを前記撮像画像から抽出し
て出力画像とすることを特徴とする請求項１又は２のい
ずれか一項に記載のロボット。 - 【請求項４】 前記カメラにより撮像された画像をロボ
ットから外部に出力する出力手段と、 前記検出手段により検出された視線角度が一定角度以上
である場合に、このとき前記カメラにより撮像された画
像が前記出力手段から出力されることを禁止する出力制
御手段と、を具備することを特徴とする請求項１ないし
３のいずれか一項に記載のロボット。 - 【請求項５】 画像を撮像するカメラを備え、該カメラ
の視線方向を変更可能な視覚機能付きロボットの視野を
制御する視野制御装置であって、 前記カメラの視線方向と所定の基準方向とがなす視線角
度を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された視線角度が一定角度以上
である場合に、このとき前記カメラにより撮像された画
像を画像処理することに基づいて前記ロボットの視野を
制御する視野制御手段と、を具備することを特徴とする
ロボットの視野制御装置。 - 【請求項６】 前記視野制御手段は、前記カメラにより
撮像された画像の解像度を低下させる画像処理手段を具
備することを特徴とする請求項５に記載の視野制御装
置。 - 【請求項７】 前記カメラにより撮像された画像から人
物の顔を認識する顔画像認識手段を具備し、 前記視野制御手段は、前記顔画像認識手段により認識さ
れた顔及びその周辺部分のみを前記撮像画像から抽出し
て出力画像とすることを特徴とする請求項６又は７のい
ずれか一項に記載の視野制御装置。 - 【請求項８】 前記カメラにより撮像された画像を前記
ロボットから外部に出力する出力手段と、 前記検出手段により検出された視線角度が一定角度以上
である場合に、このとき前記カメラにより撮像された画
像が前記出力手段から出力されることを禁止する出力制
御手段と、を具備することを特徴とする請求項５ないし
７のいずれか一項に記載の視野制御装置。 - 【請求項９】 画像を撮像するカメラを備え、該カメラ
の視線方向を変更可能な視覚機能付きロボットの視野を
制御する視野制御方法であって、 前記カメラの視線方向と所定の基準方向とがなす視線角
度を検出するステップと、 前記ステップにおいて検出された視線角度が一定角度以
上である場合に、このとき前記カメラにより撮像された
画像を画像処理することに基づいて前記ロボットの視野
を制御する視野制御ステップと、を具備することを特徴
とするロボットの視野制御方法。 - 【請求項１０】 前記視野制御ステップは、前記カメラ
により撮像された画像の解像度を低下させる画像処理ス
テップを含むことを特徴とする請求項９に記載の視野制
御方法。 - 【請求項１１】 前記カメラにより撮像された画像から
人物の顔を認識する顔画像認識ステップを含み、 前記視野制御ステップは、前記顔画像認識ステップにお
いて認識された顔及びその周辺部分のみを前記撮像画像
から抽出して出力画像とすることを特徴とする請求項９
又は１０のいずれか一項に記載の視野制御方法。 - 【請求項１２】 前記カメラにより撮像された画像を前
記ロボットから外部に出力する出力ステップと、 前記検出ステップにおいて検出された視線角度が一定角
度以上である場合に、このとき前記カメラにより撮像さ
れた画像が前記出力ステップにおいて出力されることを
禁止する出力制御ステップと、を含むことを特徴とする
請求項９ないし１１のいずれか一項に記載の視野制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002093093A JP3910871B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ロボット及びロボットの視野制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002093093A JP3910871B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ロボット及びロボットの視野制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003291084A true JP2003291084A (ja) | 2003-10-14 |
| JP3910871B2 JP3910871B2 (ja) | 2007-04-25 |
Family
ID=29237719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002093093A Expired - Fee Related JP3910871B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ロボット及びロボットの視野制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3910871B2 (ja) |
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-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002093093A patent/JP3910871B2/ja not_active Expired - Fee Related
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