JP2004283956A - Charging system, robot device, charging device, and charging method - Google Patents

Charging system, robot device, charging device, and charging method Download PDF

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JP2004283956A JP2003079143A JP2003079143A JP2004283956A JP 2004283956 A JP2004283956 A JP 2004283956A JP 2003079143 A JP2003079143 A JP 2003079143A JP 2003079143 A JP2003079143 A JP 2003079143A JP 2004283956 A JP2004283956 A JP 2004283956A
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Kensuke Motomura
謙介 本村
Tsunetaro Matsuoka
恒太郎 松岡
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Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform an accurate and certain charging operation, in a robot device 1 which acts self-containedly using electric power from a built-in battery 61 as a power source. <P>SOLUTION: RFID tags 80 and 81 are disposed in a charging station 70 for charging the battery 61 and/or around the charging station 70. The robotic device 1 reads information stored in the RFID tags 80 and 81, calculates the position of the charging station 70 based on the information, moves toward the charging station 70 based on the calculated positional information, and performs automatic charging operation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源部を内蔵し、電源部の電力を動力源として自立的に行動するロボット装置、ロボット装置の充電システム、上記ロボット装置に電力を供給する充電装置、及び上記ロボット装置が自立的に充電動作を行う充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットの語源は、スラブ語のＲＯＢＯＴＡ（奴隷機械）に由来するといわれている。わが国では、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からであるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・無人化などを目的とした多関節アーム・ロボット（マニピュレータ）や搬送ロボットなどの産業用ロボット（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｏｂｏｔ）であった。
【０００３】
最近では、イヌやネコのように４足歩行の動物の身体メカニズムやその動作を模したペット型ロボット、あるいは、ヒトやサルなどの２足直立歩行を行う動物の身体メカニズムや動作を模した「人間形」若しくは「人間型」のロボットなど、脚式移動ロボットやその安定歩行制御に関する研究開発が進展し、実用化への期待も高まってきている。これら脚式移動ロボットは、クローラ式ロボットに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、階段の昇降や障害物の乗り越え等、柔軟な歩行・走行動作を実現できるという点で優れている。
【０００４】
アーム式ロボットのように、ある特定の場所に植設して用いるような据置きタイプのロボットは、部品の組立・選別作業など固定的・局所的な作業空間でのみ活動する。これに対し、移動式のロボットは、作業空間は非限定的であり、所定の経路上または無経路上を自在に移動して、所定の若しくは任意の作業を代行したり、ヒトやイヌその他の生命体に置き換わる種々のサービスを提供する。
【０００５】
また、「人間形」若しくは「人間型」と呼ばれる移動ロボット（ｈｕｍａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ）は、人間の住環境下で人間と共存し、産業活動や生産活動等における各種の単純作業や危険作業、難作業の代行を行うことができる。例えば、原子力発電プラントや火力発電プラント、石油化学プラントにおけるメンテナンス作業、製造工場における部品の搬送・組立作業、高層ビルにおける清掃作業、火災現場その他における救助活動といったように、さまざま場面において活躍の場が見出されている。人間型ロボットは、２足歩行により障害物を好適に乗り越えたり迂回しながら、所望の現場まで自律的に移動して、指示された作業を忠実に遂行することができる。
【０００６】
また、イヌやネコなどの愛玩動物を模したエンターティンメント向けの移動ロボット、すなわちペット型ロボットの場合、難作業の代行などの生活支援というよりも、生活密着型、すなわち人間との「共生」という性質が強い。ペット型ロボットは、実際の動物を扱うよりも手軽であるだけでなく、従来の玩具に比し、高機能・高付加価値を有する。
【０００７】
従来の玩具機械は、ユーザ操作と応答動作との関係が固定的であり、玩具の動作をユーザの好みに合わせて変更することはできない。これに対し、ペット型ロボットは、動作生成の時系列モデルに従って動作を実行するが、ユーザ操作などの外部からの刺激を検出したことに応答してこの時系列モデルを変更する。すなわち、ペット型ロボットは、「学習効果」を有し、ユーザや環境に適応した動作パターンで行動する。
【０００８】
この種のペット型ロボットは、飼い主としてのユーザによる「褒める」、「遊んであげる（可愛がる）」、「撫でる」、あるいは「叱る」、「叩く」などのユーザ入力に動的に反応して、「喜ぶ」、「甘える」、「すねる」、「叱る」、「吠える」、「尻尾を振る」などの感情的動作を実行するようにプログラムすることによって、育成シミュレーションを享受することができる。ペット型ロボットは、一般家庭内の部屋などを作業空間として、２足又は４足歩行により、障害物を好適に乗り越えたり迂回しながら、無経路上を自由且つ自律的に探索する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
ところで、上述した各種のロボットはいずれも、電気電動式の機械装置であり、装置への給電作業は当然欠かすことができない。
【００１０】
前述のアーム型ロボットのように特定の場所に固定的に設置するタイプのロボットや、行動半径や動きパターンが限定されたロボットの場合、商用ＡＣ電源から電源ケーブルを介して常時給電することができる。
【００１１】
これに対し、自律的且つ自在に動き回るタイプの移動ロボットの場合、電源ケーブルによって行動半径が制限されてしまうため、充電式バッテリによる自律駆動が導入される。バッテリ駆動によれば移動ロボットは、電源コンセントの場所や電源ケーブル長などの物理的な制約を意識せず、人間の住空間や各種の作業空間を自走することができる。
【００１２】
但し、バッテリ駆動式のロボットはバッテリの充電作業を伴うことが難点となる。移動ロボットは自動機器として使用するものであるにも拘らず、充電作業は完全自動化の障壁になる。また、充電のためのバッテリ交換や電源コネクタ接続は、ユーザにとって手間でもある。
【００１３】
そこで、移動ロボットのためのバッテリ充電を確実且つ完全に自動化する方式として、いわゆる「充電ステーション」が導入されている。充電ステーションとは、移動ロボットがバッテリ充電を行うための専用スペースのことである。
【００１４】
ロボットは、自走式・自律的な作業を行っている期間中にバッテリの残存容量が低下したことを検知すると、作業を中断して、自ら充電ステーションに立ち寄る。充電ステーション内では、ロボットと電源との間で所定の電気接続を果たし、バッテリへの給電を受ける。そして、バッテリが満充電若しくは所定容量まで回復したら、電源との電気接続を解除するとともに充電ステーションを立ち去って、中断していた作業を再開する。
【００１５】
例えば、作業空間内に複数の充電ステーションを設置することにより、移動ロボットは、最寄りの充電ステーションで給電を受けることができる。すなわち、移動ロボットは、充電ステーション間を跨いで移動することができ、行動半径が実質的に拡張される。また、１つの充電ステーションを複数のロボット間で共有することもでき、充電ステーション数を節約することもできる。また、充電機能の一部を充電ステーションに移管することにより、ロボット本体の要求仕様や重量、コストなどを削減することができる。
【００１６】
移動ロボットであっても、予め定義された固定的な経路上しか移動しないロボット（例えば搬送ロボット）の場合、ロボットを充電ステーション内にセットすることは比較的容易であろう。何故ならば、通常の作業経路上に充電ステーションを配設しておけば、ロボットは予め定義された工程の１つとして充電ステーションに立ち寄り、円滑且つ作業の途切れなく充電オペレーションを行うことができる。
【００１７】
これに対し、人間型ロボットやペット型ロボットのように、自律的な自由歩行が許容されたロボットの場合、その自由度がゆえに充電ステーションにロボットをセットするためには、充電ステーション内におけるロボットの位置検出や位置決めなどを行う必要がある。従来、ロボット装置と目的の物体との距離を測定する技術は存在する（例えば、特許文献２）。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−１６６３７８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１６１３１号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、充電ステーションを用いて作業期間中に自動的且つ円滑に充電動作を実行するためには、移動ロボットを充電ステーションに導き入れる（あるいは、移動ロボットは充電ステーションの場所を探索する）とともに、充電ステーションとの間で位置検出・位置決め制御を行わなければならない。このような制御は従来の位置検出手段では困難である。
【００２０】
本発明の目的は、正確且つ確実に自律的な充電動作を行うロボット装置、及びこのロボット装置の充電システム、このロボット装置に電力を供給する充電装置、及びこのロボット装置が自立的に充電を行うための充電方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明にかかる充電システムは、電源部を内蔵し、電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムであって、充電装置は、所定の情報を記憶し、情報を無線で出力する無線タグを備え、ロボット装置は、無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出手段と、位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動手段とを備える。
【００２２】
また、本発明にかかる充電システムは、電源部を内蔵し、電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムであって、充電装置の探索のための無線タグが、ロボット装置の移動する範囲に配設され、ロボット装置は、無線タグからの信号を読み取る無線タグ読取手段と、無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出手段と、位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動手段とを備える。
【００２３】
また、本発明にかかるロボット装置は、内蔵した電源部から供給される電力を動力源として自立的に行動し、充電装置で電源部を充電するロボット装置であって、無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出手段と、位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動手段とを備える。
【００２４】
また、本発明にかかる充電装置は、ロボット装置に内蔵された電源部を充電する充電装置であって、ロボット装置に対して、充電装置の位置を示す無線タグを備える。
【００２５】
また、本発明にかかる充電方法は、電源部を内蔵し、電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムにおけるロボット装置の充電方法であって、充電装置は、所定の情報を記憶し、情報を無線で出力する無線タグを備え、ロボット装置が無線タグの信号を読み取る無線タグ読取工程と、ロボット装置が上記無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出工程と、ロボット装置が上記位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動工程とを有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ロボット装置の自動充電動作に関するものであり、無線タグに書込まれた位置情報をもとに充電装置の位置を算出し、算出した位置に従い充電装置に移動することで、ロボット装置による自動充電動作が円滑に行われるようにしたものである。
【００２７】
以下、図面を参照して本発明を適用したロボット装置について説明する。図１は、四肢により脚式歩行を行うロボット装置１の外観構成を示している。ロボット装置１は、四肢を有する動物の形状や構造をモデルにして構成された多関節型のロボット装置１である。特に、このロボット装置１は、愛玩動物の代表例であるイヌの形状及び構造を模してデザインされたペット型ロボットであり、例えば、実際のイヌと同じように、人間の住環境において人間と共存するような形態でユーザ操作に応じた動作表現をする。
【００２８】
本実施の形態において、ロボット装置１は、４足歩行のロボットとしているが、ロボット装置は、２足、４足、６足などの脚式歩行を行うロボットのほか、クロール式など他の移動メカニズムによって移動するロボット装置にも、本発明を適用することができる。
【００２９】
ロボット装置１は、胴体部ユニット２と、頭部ユニット３と、尻尾４と、四肢すなわち脚部ユニット６Ａ〜６Ｄで構成される。
【００３０】
頭部ユニット３は、ロール、ピッチ及びヨーの各軸方向の自由度を持つ首関節５を介して、胴体部ユニット２の略前上端に配設されている。また、頭部ユニット３には、外部のＲＦＩＤタグ（無線タグ）から情報を読むＲＦＩＤリーダ部（無線タグ読取手段）３０と、イヌの「目」に相当するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）カメラ１５と、「耳」に相当するマイクロフォン１６と、「口」に相当するスピーカ１７と、触感に相当するタッチセンサ１８が搭載されている。
【００３１】
ここで、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とは、非接触型の自動認識技術のことであり、例えば、ＩＣと小型アンテナが組み込まれたタグ等の媒体から、電波を介して情報を読み取る。媒体となるタグ（付け札）は、ＲＦＩＤタグ、無線タグ、ＩＣタグ等と称され、カード状やラベル状、マイクロチップ状等、種々の形状がある。ＲＦＩＤタグには、バッテリ内包型とバッテリレス型とがあり、バッテリ内包型は電波発振が可能である。また、読み出し専用に用いられるもの、１回のみ書き込み可能なもの、複数回の書き込みが可能なもの等がある。使用周波数は、使用条件に合わせて、例えば、１２５〜１３５ＫＨｚの中波帯、１３．５６ＭＨｚの短波帯、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯を選択できる。ＲＦＩＤ識別技術は、バーコードに変わる技術として、ＲＦＩＤタグをあらゆる製品に埋め込んで製品の情報を管理することが期待されているのみならず、ゲートやドアの開閉、通過管理等の種々の利用形態が提案されている。ＲＦＩＤリーダ部３０は、このようなＲＦＩＤタグに記憶されているデータを読み取るためのものである。
【００３２】
また、ＲＦＩＤリーダ部３０は、頭部ユニット３に配設されており、ロボット装置１は、首関節を駆動させて、ＲＦＩＤリーダ部３０の読み取り方向を変更することができる。なお、ＲＦＩＤリーダ部３０は、頭部ユニット２のほかに、脚部ユニット６Ａ〜６Ｄ、尻尾４などに設けてもよい。
【００３３】
なお、ＲＦＩＤシステムの情報伝送方式には、電磁誘導方式、電磁結合方式、マイクロ波方式、静電結合方式、光方式等が挙げられるが、上記ＲＦＩＤリーダ部３０としては、何れの方式に対応する情報読み取り手段を用いてもよく、また、複数の方式に対応させてもよく、更に、書き込み機能を有するリーダ／ライタであってもよい。
【００３４】
尻尾４は、ロール及びピッチ軸の自由度を持つ尻尾関節８を介して、胴体部ユニット２の略後上端に湾曲自在若しくは揺動自在に取り付けられている。
【００３５】
脚部ユニット６Ａ及び６Ｂは、前脚を構成し、脚部ユニット６Ｃ及び６Ｄは、後脚を構成する。各脚部ユニット６Ａ〜６Ｄは、大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄ及び脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの組み合わせで構成され、胴体部ユニット２の底面の前後左右の各隅部に配設される。大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄは、ロール、ピッチ、ヨーの各軸の自由度を持つ股関節１１Ａ〜１１Ｄによって、胴体部ユニット２の所定部位に連結されている。また、大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄと脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの間は、ロール及びピッチ軸の自由度を持つ膝関節１２Ａ〜１２Ｄによって連結されている。
【００３６】
なお、ロボット装置１の関節自由度は、実際には各軸毎に配備されたモータ（図示省略）の回転駆動によって提供される。また、ロボット装置１が持つ関節自由度の個数は任意である。
【００３７】
図２は、ロボット装置１の電気・制御系統の構成を模式的に示している。図２に示すように、ロボット装置１は、動作の統括的制御やデータ処理を行う制御部２０と、外部状態を入力し、その応答を出力する入出力部４０と、ロボット装置１を構成する各部を駆動する駆動部５０と、ロボット装置１に電源を供給する電源部６０とで構成される。
【００３８】
入出力部４０は、入力部として、外部のＲＦＩＤの情報を読み出すＲＦＩＤリーダ部３０と、ロボット装置１の目に相当するＣＣＤカメラ１５、耳に相当するマイクロフォン１６、触感に相当するタッチセンサ１８など、五感に相当する各種のセンサを含む。また、出力部として、口に相当するスピーカ１７など、機械運動以外の手段によって外部出力を行う装置を含む。
【００３９】
ロボット装置１は、ＲＦＩＤリーダ部３０を含み、作業空間上に存在するＲＦＩＤタグ８０に記録された情報を認識することができる。また、ロボット装置１はカメラ１５を含み、作業空間上に存在する任意の物体の形状や色彩を認識することができる。
【００４０】
駆動部５０は、首関節５、尻尾関節８、股関節１１Ａ〜１１Ｄ、膝関節１２Ａ〜１２Ｄなどの関節における、ロール、ピッチ、ヨーなど各軸毎に設けられた駆動ユニットで構成される。駆動ユニットは、制御部２０が指令する所定の運動パターンに従って、頭部ユニット３、尻尾４、脚部ユニット６Ａ〜６Ｂなどを駆動する。駆動部５０は、例えば、ｎ個の駆動ユニットで構成され、ｎ個の関節自由度を有する。各駆動ユニットは、所定軸回りの回転動作を行うモータ５１と、モータの回転位置を検出するエンコーダ５２と、エンコーダの出力に基づいてモータの回転位置や回転速度を適応的に制御するドライバとの組み合わせで構成される。
【００４１】
電源部６０は、ロボット装置１に内蔵されており、ロボット装置１の各電気回路に対して給電を行う。電源部６０は、充電バッテリ６１と、充電バッテリ６１の充放電状態を管理する充放電制御部６２とで構成される。
【００４２】
充電バッテリ６１は、例えば、複数本のニッケル・カドミウム電池セルをカートリッジ式パッケージ化した「バッテリパック」の形態が一般的であるが、その他の形態の電池でもよい。
【００４３】
また、充電制御部６２は、バッテリ６１の端子電圧や充電／放電電流量、バッテリ６１の周囲温度などを測定することでバッテリ６１の残存容量を把握し、充電の開始時期や終了時期などを決定する。充電制御部６２が決定する充電の開始及び終了時期は、制御部２０に通知され、ロボット装置１が充電動作を開始及び終了するためのトリガとなる。充電オペレーションの詳細については後述する。
【００４４】
制御部２０は、ロボット装置１の「頭脳」に相当し、例えば、ロボット装置１の頭部ユニット３に搭載されている。制御部２０は、図３に示すように、メインコントローラとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１と、記憶手段としてのＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、不揮発性メモリ２４と、センサ及びドライバからとの接続を行うインターフェースとがバス２６を介して接続されている。バス２６上のブロックそれぞれには、固有のアドレス（メモリアドレス又はＩ／Ｏアドレス）が割り当てられており、ＣＰＵ２１はこのアドレスを指定することでバス２６上の特定のブロックと通信することができる。
【００４５】
また、制御部２１は、上述した各構成を統括して制御するとともに、具体的に、ＣＣＤカメラ１５やタッチセンサ１８といった他のセンサ等からの認識結果に応じて、ＲＦＩＤリーダ部３０における読み取り動作を制御している。例えば、ＣＣＤカメラ１５からの画像信号を画像認識することにより、充電ステーションらしき物体の認識結果が得られたとき、ＲＦＩＤリーダ部３０を動作させて、この充電ステーションらしき物体に設けられたＲＦＩＤタグを読み取り、ＲＦＩＤリーダ部３０から得られたＲＦＩＤ信号をＩＤ認識部に送って認識処理を行わせ、「充電ステーション」であることを正確に認識させる。
【００４６】
ＩＤ認識部は、制御部２１に備えられている。ＩＤ認識部２７は、図４に示すように、ＩＤ照合部２８とＩＤテーブル記憶部２９とを有し、ＩＤ照合部２８には、ＲＦＩＤリーダ部３０から出力されるＲＦＩＤ信号が供給される。ＩＤテーブル記憶部２９は、予め登録されたＲＦＩＤタグ（無線タグ）のＩＤ番号及びそのＩＤ番号に対応した状態認識情報（以下、ＩＤテーブルと記す。）が記録されている。ＩＤ認識部２７は、ＲＦＩＤリーダ部３０から与えられるＲＦＩＤ信号を用いてＲＦＩＤに記録された信号の認識処理を行う。その処理の結果、充電ステーションの前後を区別する情報等を認識する。制御部２１は、その認識結果に基づいて、例えば、充電ステーションに対する自機体の向き等を把握し、次の行動を決定する。制御部２１は、このようなＩＤ認識を実行することによってＲＦＩＤタグに書き込まれた情報を認識できる。
【００４７】
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）などの揮発性メモリで構成された書き込み可能なメモリである。ＲＡＭは、実行するプログラムをロードしたり、作業データを一時的に保存する作業スペースとして使用される。
【００４８】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３は、プログラムやデータを恒久的に格納する読み出し専用メモリである。ＲＯＭ２３に格納されるプログラムには、ロボット装置１の電源投入時に実行する自己診断テストプログラムや、ロボット装置１の動作を規定する制御プログラムなどが挙げられる。制御プログラムには、ＲＦＩＤリーダ部３０や、カメラ１５やマイクロフォン１６などのセンサ入力を処理する「センサ入力処理プログラム」。センサ入力と後述する「時系列モデル」とに基づいてロボット装置１の行動すなわち運動パターンを生成する「行動命令プログラム」、生成された運動パターンに従って各モータの駆動やスピーカ１７の音声出力などを制御する「駆動制御プログラム」などが含まれる。生成される運動パターンには、通常の歩行運動や走行運動のほかに、「お手」、「お預け」、「お座り」や、鳴き声の発声などエンターティンメント性の高い動作を含んでいてもよい。
【００４９】
不揮発性メモリ２４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）のように電気的に消去再書込み可能なメモリ素子で構成され、逐次更新すべきデータを不揮発的に保持するために使用される。逐次更新すべきデータには、例えば、ロボット装置１の行動パターンを規定する時系列モデルなどが挙げられる。
【００５０】
ロボット装置１は、飼い主としてのユーザによる「褒める」、「遊んであげる（可愛がる）」、「撫でる」、あるいは「叱る」、「叩く」などの行為を刺激としてセンサ入力し、不揮発メモリ２４に格納された時系列モデルに従って「喜ぶ」、「甘える」、「すねる」、「叱る」、「吠える」、「尻尾を振る」などの感情的な動作を実行する。また、センサ入力された刺激に応じて不揮発メモリ２４中の時系列モデルを逐次的に更新するという学習効果を付与することができる。このような学習効果により、ロボット装置１の行動パターンに変化を与え、ユーザの好みに適応した挙動を提供することができる。また、ユーザは、一種の育成シミュレーションをゲーム感覚で楽しむことができる。
【００５１】
インターフェース２５は、制御部２０外の機器と相互接続し、データ交換を可能にするための装置である。インターフェース２５は、例えば、ＲＦＩＤリーダ部３０、カメラ１５、マイクロフォン１６、スピーカ１７との間でデータ入出力を行う。また、インターフェース２５は、駆動部５０内の各ドライバ５３−１，…との間でデータやコマンドの入出力を行う。また、インターフェース２５は、電源部６０との間で充電開始及び充電終了信号の授受を行う。
【００５２】
ロボット装置１に代表される自律駆動式のロボットは、「充電ステーション」を用いてバッテリの充電を行うことができる。充電ステーションとは、ロボット装置１がバッテリ充電を行うためのロボット収容場所のことである。充電ステーションは、ロボット装置１のバッテリ充電を確実且つ完全に自動化する方式として、既に採用されている。
【００５３】
図５は、充電動作に必要となる充電ステーション７０とロボット装置１との構成を示す機能ブロック図である。
【００５４】
ロボット装置１は、自走式・自律的な作業を行っている期間中にバッテリ６１の残存容量が低下したことを検知すると、作業を中断して、自動的に充電ステーション７０に向かう。ロボット装置１は、充電ステーション７０で、バッテリ６１と供給電源との電気接続を果たし、バッテリ６１への給電を受ける。そして、バッテリ６１が満充電若しくは所定容量まで回復したら、ロボット装置１は、供給電源との電気接続を解除するとともに充電ステーション７０を立ち去って、中断していた作業を再開する。
【００５５】
本発明を実現する上で、充電ステーション７０の外観構成は特に限定されない。図１に示すようなイヌの構造を模したロボット装置１に対しては、例えば、イヌの寝床であるベッドやイヌ小屋をモデルにした充電ステーションに構成すれば、娯楽性が向上する。
【００５６】
また、作業空間内に複数の充電ステーション７０を設置することにより、ロボット装置１は、最寄りの充電ステーション７０で給電を受けることができる。すなわち、ロボット装置１は、充電ステーション７０間を跨いで移動することができ、行動半径が実質的に拡張される。また、１つの充電ステーション７０を複数のロボット装置１が共有すると、充電ステーション７０の数を節約することもできる。また、ロボット装置１の充電機能の一部を充電ステーション７０に移管することにより、ロボット装置１の要求仕様や重量、製造コストを削減することができる。
【００５７】
図５に示すように、充電ステーション７０は、ＲＦＩＤタグ８０、表示部７２、接近・接続検知部７３、給電制御部７４、及び制御部７１とを備えている。
【００５８】
制御部７１は、充電ステーション７０を構成する各ブロックを制御する。
【００５９】
ＲＦＩＤタグ８０は、ロボット装置１が充電ステーションに移動するときの基準となる。ここで、ＲＦＩＤタグ８０に書き込まれたＲＦＩＤ信号のフォーマットを図６を用いて説明する。ＲＦＩＤ信号フォーマット９０は、ヘッダ部９１と、識別子部９２と、データ部９３とを有し、全体として、例えば、２５６ビットで構成されている。データ部９３には、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号が書き込まれる。ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号とＲＦＩＤタグに書き込まれた情報とを対応付けて記憶している。
【００６０】
ＲＯＭ領域９４には、例えば、このＲＦＩＤタグの種類を示す情報、このＲＦＩＤタグを製造したメーカコード、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号、ＲＦＩＤタグの位置情報等が各番地に分けられて予め書き込まれている。
【００６１】
ここで、データ部９３に書き込まれるデータには、例えば、充電ステーションのＩＤ、充電ステーションの前部・後部といった部分を示す情報に対応するＩＤ番号がある。また、後述する充電ステーションから独立した位置にＲＦＩＤタグを設ける場合には、各ＲＦＩＤタグの位置情報、各ＲＦＩＤタグから充電ステーションへの方向・距離等の位置関係が書き込まれている。
【００６２】
ＲＦＩＤタグには、データ部９３の全体容量が大きいものもあるが、このようなＲＦＩＤタグを用いた場合、ＩＤ番号と対応テーブルを介すことなく、動作を起こさせるためのコマンド等の実データを直接書き込むことができる。
【００６３】
一般に、ＲＦＩＤタグは、バーコードに比べて記憶できる情報量が多いため、物体の識別能力が高く、物体の詳細なデータ等を盛り込むことができる。また、ＲＦＩＤタグは、非接触で情報通信ができるため、耐久性に優れ、汚れやほこり等の影響を受けないという利点がある。また、リード部とＲＦＩＤタグとが相対的に移動していても読み取りできたり、光量に関係なく暗闇でも物体認識が行えたりと非常に認識能力が高いのも特徴である。
【００６４】
本発明において、ＲＦＩＤタグ８０は、ロボット装置１が充電ステーション７０を探索する精度を向上させるとともに、視認性の識別データによる探索が困難な状況、例えば、周囲が暗く、ロボット装置１のカメラ１５が充電ステーション７０や表示部７２を識別することが困難な状況の代替手段として使用できる。
【００６５】
ＲＦＩＤタグ８０が記憶する情報には、例えば、ＲＦＩＤタグ自身のＩＤがある。この場合、ロボット装置１は、充電ステーション７０の位置、方向、距離などを示す情報を記憶し、ＲＦＩＤタグ８０のＩＤをもとにロボット装置から充電ステーション７０までの位置を把握する。
【００６６】
また、ＲＦＩＤタグ８０に、充電ステーション７０のＩＤを記憶してもよい。この場合、ロボット装置１は、充電ステーション７０のＩＤをもとに充電ステーションの向きなどの情報を得ることができる。
【００６７】
また、ＲＦＩＤタグ８０に、充電ステーション７０自身を示す情報を記憶してもよい。これにより、例えば、視認性識別データの誤認により、他の物体に向かって移動することが回避される。なお、ＲＦＩＤリーダ部３０とＲＦＩＤタグ８０との間で使用される信号は、ロボット装置１の作業空間において発生する他の信号とは、容易に区別・分離できるようになっている。
【００６８】
表示部７２は、色や模様の出力に応じて、所定のパターンを持たせた視認性の識別データ（例えば、２次元バーコード）を表示出力し、ロボット装置１からの視認性・識別性を高めている。ロボット装置１は、カメラ１５から充電ステーション７０の表示部７２の画像を入力し、表示部７２に表示された識別データをもとに、充電ステーション７０の位置を特定する。また、表示部７２は、充電ステーション７０がロボット装置１に給電動作をしている際、「充電中」、「充電完了」、「異常」など、給電動作の経過を表示する。
【００６９】
接近・接続検知部７３は、ロボット装置１が充電ステーション７０内に合体し、給電制御部７４と充放電制御部６２との電気接続が果たされたことを確認する。接近・接続検知部７３による検知出力は、例えば、給電制御部７４が給電を開始するトリガとなる。
【００７０】
ここで、給電制御部７４と充放電制御部６２との電気接続形態は特に限定されない。電気接続形態は、一般には、電極やコネクタといった機械式接点を持つ電気部品を接触させることによって通電する。また、これ以外にも、電磁誘導の原理を用いて非接触により給電する方式もある。この原理では、給電制御部７４と充放電制御部６２の双方に誘導コイルを内蔵し、各々のコイルを近接したとき、給電制御部７４のコイルに供給電流を流すことによって、電磁誘導作用により充放電制御部６２側のコイルに充電電流を発生させる。
【００７１】
給電制御部７４は、接近・接続検知部７３からの検知出力をトリガとして、商用ＡＣ電源から供給された電源電圧をロボット装置１に供給するための給電制御を行う。
【００７２】
充放電制御部６２は、給電制御部から供給される電圧をもとに充電電流を生成したバッテリ６１に供給する。充放電制御部６２は、充電電流の積算量、バッテリ６１の端子電圧、バッテリ６１の周囲温度などをもとに、バッテリ６１の満充電もしくは充電終了時期を検出して、制御部２０に通知する。また、充放電制御部６２は、ロボット装置１がバッテリ６１の電力を消費しているとき、バッテリ６１からロボット装置の各部へ供給する電流（放電電流）の積算量、端子電圧、バッテリ周囲温度などを計測することで残存容量の低下を常時監視して、充電開始時期を検出するとともに、制御部２０に通知する。
【００７３】
以上は、充電ステーション７０にＲＦＩＤタグ８０を配設した充電システムの説明である。このように、ＲＦＩＤリーダ部３０をロボット装置１に設け、充電ステーションにこの充電ステーションに関する情報が書き込まれたＲＦＩＤタグ８０を設けることにより、ロボット装置１が充電ステーションを探索する精度を向上させるとともに、視認性の識別データによる探索が困難な状況、例えば、周囲が暗くＣＣＤカメラ１５が充電ステーション７０や表示部７２を識別することが困難な状況に代替手段として用いれば、物体の識別が有効且つ確実に行える。
【００７４】
また、ロボット装置１は、充電ステーション７０との距離に応じて、充電ステーション７０を探索する手段を変更し、充電動作を高速化することができる。例えば、ロボット装置１は、充電ステーション７０から比較的遠い距離にある期間中は、充電ステーション７０全体を探索目標として、カメラ１５の撮像画像などをもとに充電ステーション７０に高速に接近し、充電ステーション７０にある程度接近すると、ＲＦＩＤタグ８０を用いて、充電ステーション７０に確実に接近することができる。
【００７５】
続いて、充電ステーション７０とは独立した場所にＲＦＩＤタグ８１を配設した例について説明する。なお、この例では、充電ステーション７０は、ＲＦＩＤタグ８１とは、独立した場所にのみ配設しているが、実際には、充電ステーション７０のみにＲＦＩＤタグ８０を配設してもよいし、充電ステーション７０と充電ステーション７０とは独立した場所との両方にＲＦＩＤタグ８０、８１を配設してもよい。
【００７６】
図７において、充電ステーションの周囲、すなわちロボット装置１の作業空間は、格子状に分割されている。格子は、例えば、ｍ行ｎ列であり、格子の交点にはＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎが固設されている。格子は一定間隔で形成されており、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎは、充電ステーション７０を示す基準点もしくは基準座標に配設されている。ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎは、ＲＦＩＤタグを識別するためのＩＤを記憶しており、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎのＩＤをもとに、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎの位置情報をメモリから読み出し、読み出した位置情報に基づいて、充電ステーション７０の位置を算出する。ここで、位置情報とは、例えば、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎの座標や、充電ステーション７０からの方向、距離などである。
【００７７】
なお、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎに記憶する情報は、上述のものとは限らない。例えば、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎに充電ステーション７０までの経路を示す情報などを記憶してもよい。また、ＲＦＩＤタグ８１の配置は、特に限定されない。
【００７８】
上述したように、ロボット装置１は、各ＲＦＩＤタグ８１の位置情報を記憶している。このとき、ロボット装置１がＲＦＩＤタグ８１の位置情報を記憶する方法として、例えば、以下の２通りの方法を挙げることができる。
【００７９】
第１の方法は、ＲＦＩＤタグ８１に対する充電ステーション７０の位置をロボット装置１が算出する方法である。この場合、ユーザは、充電ステーション７０とＲＦＩＤタグ８０との位置関係を記憶させるために、ロボット装置１を充電ステーション７０に装着する。充電ステーション７０に装着されたロボット装置１は、ロボット装置１自身に対するＲＦＩＤタグ８０の位置や充電ステーション７０からＲＦＩＤタグ８１までの距離や方向を計算し、計算した位置情報をメモリに記憶する。
【００８０】
第２の方法は、充電ステーションとＲＦＩＤタグ８１−１，…との相対位置を予め固定しておき、予め決められた位置情報をロボット装置１のメモリに書き込んでおく方法である。ロボット装置１は充電開始時期になると、充電ステーション７０の位置情報をメモリから読み出して、充電ステーション７０の位置を把握する。
【００８１】
以上のような、ロボット装置１の充電動作は、図８のフローチャートに従って実行される。ロボット装置１は、バッテリ残存容量が充足している間、通常動作を行っている。
【００８２】
通常動作とは、例えば、ＲＦＩＤリーダ部３０、カメラ１５、マイクロフォン１６、タッチセンサ１８などのセンサ入力に応答して、不揮発性メモリ２４中の時系列モデルに従ってロボット装置１が各種の動作表現を実行することを意味する。
【００８３】
充放電制御部６２は、通常動作中に、バッテリ６１の残存容量の低下、すなわち「ローバッテリ」状態を検出するとこれを制御部２０に通知する。制御部２０内のＣＰＵ２１は、ローバッテリの通知に応答して通常動作を中断する（ステップＳ１）。そして、ロボット装置１は、中断した通常動作の作業状態や作業位置を記憶し、充電動作を開始する（ステップＳ２）。
【００８４】
充電動作を開始したロボット装置１は、カメラ１５の撮像画像や、ＲＦＩＤタグ８０やＲＦＩＤタグ８１−１，…からの信号などを手掛かりにして、充電ステーション７０に接近する（ステップＳ３）。
【００８５】
ロボット装置１が充電ステーション７０に到着すると、ロボット装置１は、充電ステーション７０に合体し、ロボット装置１の充放電制御部６２と、充電ステーション７０の給電制御部とを電気的に接続する（ステップＳ４）。但し、充電ステーション７０が電磁誘導の原理を用いて非接触により給電する場合は、「接続」ではなく、充放電制御部６２の誘導コイルと、給電制御部７４の誘導コイルとの間の「接近」でよい。なお、本明細書では、この「接近」の意味も含めた上で「接続」という文言を使用する。
【００８６】
ロボット装置１と充電ステーション７０の電気的接続のメカニズムは、以下のようになる。まず、ロボット装置１は、カメラ１５からの撮像画像や、ＲＦＩＤタグ８１−１，…からの情報をもとに、充電ステーション７０に接近する。そして、充電ステーション７０に充分接近すると、ロボット装置１は、充電ステーション７０に設けられたＲＦＩＤタグ８０−１，…からの信号を手掛かりに、充電ステーション７０に確実に合体する。
【００８７】
図９〜図１１は、充電ステーション７０の外観構成を示している。充電ステーション７０は、イヌの寝床（ベッド）をモデルにした箱形である。充電ステーション７０の上面には、凹部が設けられ、この凹部は、ロボット装置１を収容する収容部７５となっている。
【００８８】
収容部７５は、ロボット装置１の胴体部ユニット２を収容することができる形状及び寸法であり、胴体部ユニット２と接する位置には、胴体部ユニット２との間で電気的接続を実現するための電気的接点（コネクタ）８２を備えている。
【００８９】
また、充電ステーション７０の前後の壁面は、赤及び青の色パターンで着色されている。赤及び青で着色された壁面には、それぞれＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＤタグ８０−２が固定されている。
【００９０】
ロボット装置１は、ＲＦＩＤリーダ部３０でＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＤタグ８０−２との情報を読み取ることで、充電ステーション７０の位置を確認するとともに、ＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＤタグ８０−２の位置関係をもとに、充電ステーション７０とロボット装置１との位置関係を計算する。さらに、ロボット装置１は、充電ステーション７０の前後壁面に着色された赤及び青の色パターンの配置関係をもとに、充電ステーション７０とロボット装置１との距離及び位置関係を計算する。ロボット装置１は、ＲＦＩＤと色パターンとの２つの手段で、ロボット装置１と、充電ステーション７０との位置関係を確実に把握する。
【００９１】
また、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０の位置をもとに、充電ステーション７０の進入位置に移動する。ここでいう進入位置とは、ロボット装置１が充電ステーション７０に合体するのに、都合のいい位置である。ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＧタグ８０−２が手前から奥に向かって一直線上に並ぶ位置、すなわち進入位置に移動する。また、ロボット装置１は、色パターンを参照し、赤の色パターンと青の色パターンが手前から奥に向かって一直線に並ぶ位置、すなわち進入位置に移動する。このように、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグと色パターンとの２つの手段で、確実に進入位置に移動する。
【００９２】
ロボット装置１は、進入位置に移動すると、充電ステーション７０へ直進し、２色の色パターンが視界から消えた後、所定のタイミングで歩行を停止する。さらに、ロボット装置１は腰を下ろし、胴体部ユニット２を収容部８１に収納して、コネクタ７６を介して充電ステーション７０との間で電気的接続を確立する。
【００９３】
ロボット装置１側のコネクタ（図示しない）は、胴体部ユニット２の底面（腹部）で、充電ステーション７０のコネクタ７６と対向する位置に配設されている。ロボット装置１が充電ステーション７０と合体すると、コネクタにはロボット装置の自重が加わるので、その他の機械的係合手段を特に設けなくとも、コネクタ７６との電気的接続状態が維持できる。
【００９４】
接近・接続検知部７３は、充放電制御部６２と給電制御部７４の接続を検出し、給電制御部７４は、この検出をトリガとして、充放電制御部６２に対しての給電を開始する。充放電制御部６２は、給電電流をバッテリ６１の充電特性に適した電圧レベルの充電電流に変換してバッテリ６１に供給する（ステップＳ５）。
【００９５】
充放電制御部６１は、充電期間中、バッテリ６１の端子電圧、充電電流の積算量、バッテリ６１の周囲温度などを計測して、バッテリ６１の充電状態を常時監視する。そして、充放電制御部６１は、バッテリ６１の満充電状態もしくは充電終了状態を検出すると、これを制御部２０に通知する（ステップＳ６）。
【００９６】
制御部２０は、充放電制御部６１からの充電終了の通知に応答して、ロボット装置１を充電ステーション７０から離脱させる（ステップＳ７）。ロボット装置１は、充電ステーション７０から離脱すると、通常動作を中断した位置に移動し（ステップＳ８）、中断していた通常動作の状態を復元し（ステップＳ９）、通常動作を再開する。
【００９７】
以上のように、本発明を適用した充電システムは、充電ステーション７０の位置を示すＲＦＩＤタグ８０，８１を充電ステーション７０本体やロボット装置１の作業空間に配置している。
【００９８】
ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０，８１からの情報をもとに充電ステーション７０の位置を把握し、充電ステーション７０の方向に移動する。このとき、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０，８１からの情報のほかに、カメラ１５が取得した画像情報によっても充電ステーション７０の位置を把握する。
【００９９】
このように、充電システムでは、ロボット装置１がＲＦＩＤタグ８０，８１の情報と、画像情報との２種類の情報をもとに充電ステーション７０を探索するため、充電ステーション７０を探索する動作の確実性が向上する。
【０１００】
また、周囲が暗く画像情報による充電ステーション７０が不可能な場合には、ＲＦＩＤタグ８０，８１からの情報のみをもとに充電ステーション７０の探索を行うことができる。
【０１０１】
また、ＲＦＩＤタグ８０を充電ステーション７０の前後に設けることにより、ロボット装置１は、充電ステーション７０の前後を認識することができる。これにより、ロボット装置１は、充電ステーション７０と合体するための進入位置を認識し、進入位置に確実に移動することができる。
【０１０２】
また、ＲＦＩＤタグ８０，８１の情報を読み取るＲＦＩＤリーダ９０は、ロボット装置１の頭部ユニット２に設けられており、頭部ユニット２を駆動することにより、ＲＦＩＤタグ８０，８１の読み取り方向を変化させることができる。なお、ＲＦＩＤリーダ９０は、頭部ユニット２の他に、脚部ユニット６Ａ〜６Ｄ、尻尾４などの可動部に設けても、読み取り方向を変化させることができる。
【０１０３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態において、ロボット装置１は、作業空間上を自立的に無経路に移動するとしたが、実際には、一定の経路を移動するロボット装置１に本発明を適用してもよい。
【０１０４】
また、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８１からの信号を基準として、充電ステーション７０の位置を算出するとしたが、ＲＦＩＤタグ８１は、必ずしも充電ステーション７０の位置のみを示すものではなく、他の情報を記憶してもよい。
【０１０５】
例えば、ロボット装置１にＲＦＩＤタグ８１を配設し、ロボット装置１同士の接触を回避したり、作業空間上に存在する物体の識別する情報、例えば、“テレビ”、“テーブル”などを記憶し、ロボット装置１がこれらの物体との接触を回避したり、充電ステーション７０を探索するための情報として使用してもよい。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロボット装置は、無線タグからの信号により充電装置の位置を算出し、確実に充電ステーションの方向に移動することができる。
【０１０７】
また、本発明によれば、ロボット装置は、充電装置に配設された無線タグの配置から充電装置の向きを算出し、確実に充電ステーションに装着することができる。
【０１０８】
また、本発明によれば、ロボット装置の可動部に無線タグの信号を読み取るための無線タグ読取手段を設け、可動部を可動させることで無線タグの読取方向を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロボット装置の外観構成を示す図である。
【図２】ロボット装置の内部構成を示す図である。
【図３】ロボット装置の制御部の内部構成を示す図である。
【図４】ＩＤ認識部の構成を示す図である。
【図５】ロボット装置及び充電ステーションの要部構成を示す図である。
【図６】ＲＦＩＤタグに記憶される情報の構成を示す図である。
【図７】充電装置とＲＦＩＤタグの配置例を示す図である。
【図８】充電動作の処理で順を示す図である。
【図９】充電ステーションの上面図である。
【図１０】充電ステーションの側面図である。
【図１１】充電ステーションの斜視図である。
【符号の説明】
１ ロボット装置、２ 胴体部ユニット、３ 頭部ユニット、４ 尻尾、５ 首関節、１５ カメラ、２０ 制御部、２１ ＣＰＵ、２２ ＲＡＭ、２３ ＲＯＭ、２４ 不揮発メモリ、２５ インターフェース、２７ ＩＤ認識部、２８ ＩＤ照合部、２９ ＩＤテーブル記憶部、３０ ＲＦＩＤリーダ部、４０ 入出力部、５０ 駆動部、６０ 電源部、６１ バッテリ、６２ 充放電制御部、７０ 充電ステーション、７１ 制御部、７２ 表示部、７３ 接近・接続検知部、７４ 給電制御部、７５ 収容部、７６ コネクタ、８０ ＲＦＩＤタグ、８１ ＲＦＩＤタグ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a robot device having a built-in power supply unit and acting autonomously using the power of the power supply unit as a power source, a charging system for the robot device, a charging device for supplying power to the robot device, and The present invention relates to a charging method for performing a charging operation.
[0002]
[Prior art]
It is said that the root of the robot is derived from the Slavic word ROBOTA (slave machine). In Japan, robots began to spread in the late 1960s, but many of them, such as articulated arm robots (manipulators) and transfer robots, aimed at automating and unmanned production work in factories. It was an industrial robot.
[0003]
Recently, pet-type robots that mimic the body mechanism and behavior of a four-legged animal such as dogs and cats, or the body mechanism and behavior of an animal that walks two-legged upright, such as a human or monkey, Research and development on legged mobile robots such as "humanoid" or "humanoid" robots and their stable gait control have been progressing, and expectations for their practical use have increased. These legged mobile robots are unstable compared to crawler type robots, making posture control and walking control difficult.However, they are excellent in that they can realize flexible walking and running operations such as climbing up and down stairs and over obstacles. I have.
[0004]
A stationary robot, such as an arm-type robot, which is implanted and used in a specific place, operates only in a fixed and local work space such as assembling and sorting parts. On the other hand, the mobile robot has a work space that is not limited, and can freely move on a predetermined route or a non-route to perform a predetermined or arbitrary work, or perform a human or dog or other work. Provides various services that replace living things.
[0005]
Also, a mobile robot (humanoid robot) called “humanoid” or “humanoid” coexists with humans in a human living environment, and performs various simple tasks, dangerous tasks, and difficult tasks in industrial activities, production activities, and the like. Can act on your behalf. For example, maintenance work in nuclear power plants, thermal power plants, petrochemical plants, transport and assembly of parts in manufacturing plants, cleaning work in high-rise buildings, rescue activities in fire sites and other places, Have been found. The humanoid robot can autonomously move to a desired site while bipedally walking over and bypassing obstacles, and can faithfully perform the instructed work.
[0006]
In addition, in the case of a mobile robot for entertainment that imitates pet animals such as dogs and cats, that is, a pet type robot, it is not a living support such as a substitute for difficult work etc. Strong nature. The pet-type robot is not only easier than handling actual animals, but also has higher functions and higher added value than conventional toys.
[0007]
In the conventional toy machine, the relationship between the user operation and the response operation is fixed, and the operation of the toy cannot be changed according to the user's preference. On the other hand, the pet-type robot executes an action according to a time-series model of action generation, and changes this time-series model in response to detecting an external stimulus such as a user operation. That is, the pet-type robot has a “learning effect” and behaves in an operation pattern adapted to the user and the environment.
[0008]
This type of pet robot dynamically responds to user input such as "praise", "play (love)", "stroke", or "scold" or "slap" by the owner user, A training simulation can be enjoyed by programming to execute emotional actions such as "please", "sweet", "snail", "scold", "bark", and "shake the tail". A pet-type robot freely and autonomously searches on a non-path while appropriately overcoming or bypassing an obstacle by bipedal or quadrupedal walking using a room or the like in a general household as a work space (for example, see Patent Reference 1).
[0009]
By the way, each of the various robots described above is an electric motor-driven mechanical device, and a power supply operation to the device is indispensable.
[0010]
In the case of a robot that is fixedly installed at a specific place like the above-mentioned arm type robot, or a robot with a limited radius of movement or movement pattern, power can be constantly supplied from a commercial AC power supply via a power cable. .
[0011]
On the other hand, in the case of a mobile robot that moves around freely and autonomously, the radius of action is limited by a power cable, so that autonomous driving using a rechargeable battery is introduced. According to the battery drive, the mobile robot can run in a human living space or various work spaces without being aware of physical restrictions such as a power outlet location and a power cable length.
[0012]
However, it is difficult for a battery-powered robot to involve a battery charging operation. Despite the fact that mobile robots are used as automated equipment, charging is a barrier to full automation. In addition, replacement of the battery for charging and connection of the power supply connector are troublesome for the user.
[0013]
Therefore, a so-called “charging station” has been introduced as a method for reliably and completely automating battery charging for a mobile robot. The charging station is a dedicated space for the mobile robot to charge the battery.
[0014]
When the robot detects that the remaining capacity of the battery has decreased during the period of self-propelled and autonomous work, the robot suspends the work and stops at the charging station by itself. In the charging station, a predetermined electrical connection is made between the robot and the power supply, and power is supplied to the battery. Then, when the battery is fully charged or recovered to a predetermined capacity, the electric connection with the power source is released, and the user leaves the charging station to resume the interrupted work.
[0015]
For example, by installing a plurality of charging stations in the work space, the mobile robot can receive power at the nearest charging station. That is, the mobile robot can move across the charging stations, and the radius of action is substantially extended. In addition, one charging station can be shared between a plurality of robots, and the number of charging stations can be reduced. Also, by transferring a part of the charging function to the charging station, the required specifications, weight, cost, and the like of the robot body can be reduced.
[0016]
Even if the robot is a mobile robot (for example, a transfer robot) that moves only on a predetermined fixed path, it will be relatively easy to set the robot in the charging station. This is because if the charging station is arranged on a normal work path, the robot can stop at the charging station as one of the predefined steps and perform the charging operation smoothly and without interruption.
[0017]
On the other hand, in the case of a robot that allows autonomous free walking, such as a humanoid robot or a pet robot, in order to set the robot at the charging station due to its degree of freedom, the robot in the charging station must It is necessary to perform position detection and positioning. Conventionally, there is a technique for measuring the distance between a robot device and a target object (for example, Patent Document 2).
[0018]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-166378
[Patent Document 2]
JP 2002-216131 A
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to perform the charging operation automatically and smoothly using the charging station during the working period, the mobile robot is guided to the charging station (or the mobile robot searches the location of the charging station) and the charging is performed. Position detection and positioning control must be performed with the station. Such control is difficult with conventional position detecting means.
[0020]
An object of the present invention is to provide a robot apparatus that performs an autonomous charging operation accurately and reliably, a charging system of the robot apparatus, a charging apparatus that supplies power to the robot apparatus, and a charging apparatus that performs autonomous charging. To provide a charging method.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a charging system according to the present invention includes a robot device having a built-in power supply unit and acting autonomously using power from the power supply unit as a power source, and a charging device for charging the power supply unit. A charging device, the charging device includes a wireless tag that stores predetermined information and wirelessly outputs the information, the robot device includes a wireless tag reading unit that reads a signal of the wireless tag, and a signal from the wireless tag. And a moving means for moving to the charging device based on the calculation result by the position calculating device.
[0022]
Further, a charging system according to the present invention is a charging system including a robot device that has a built-in power supply unit and acts autonomously using power from the power supply unit as a power source, and a charging device that charges the power supply unit. , A wireless tag for searching for a charging device is disposed in a range in which the robot device moves, and the robot device reads a signal from the wireless tag, a wireless tag reading unit, based on a signal from the wireless tag, The vehicle includes a position calculating unit that calculates the position of the charging device, and a moving unit that moves to the charging device based on a calculation result by the position calculating unit.
[0023]
Further, the robot apparatus according to the present invention is a robot apparatus which operates autonomously using power supplied from a built-in power supply unit as a power source and charges a power supply unit with a charging device, and reads a signal of a wireless tag. Tag reading means, position calculating means for calculating the position of the charging device based on a signal from the wireless tag, and moving means for moving to the charging device based on the calculation result by the position calculating means.
[0024]
Further, the charging device according to the present invention is a charging device for charging a power supply unit built in the robot device, and includes a wireless tag indicating a position of the charging device with respect to the robot device.
[0025]
Further, a charging method according to the present invention is a robot device in a charging system including a power supply unit built-in, a robot device acting independently by using power from the power supply unit as a power source, and a charging device charging the power supply unit. A charging method, wherein the charging device includes a wireless tag that stores predetermined information and wirelessly outputs the information, wherein the robot device reads a signal of the wireless tag, and the robot device reads the wireless tag. A position calculating step of calculating the position of the charging device based on the signal from the controller, and a moving step of moving the robot device to the charging device based on the calculation result by the position calculating means.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to an automatic charging operation of a robot device, and calculates a position of a charging device based on position information written in a wireless tag, and moves to the charging device in accordance with the calculated position, whereby the robot device The automatic charging operation is performed smoothly.
[0027]
Hereinafter, a robot apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an external configuration of a robot device 1 that performs legged walking with limbs. The robot apparatus 1 is an articulated robot apparatus 1 configured based on the shape and structure of an animal having limbs. In particular, the robot device 1 is a pet-type robot designed to imitate the shape and structure of a dog, which is a typical example of a pet animal. For example, like a real dog, the robot device 1 A motion expression according to a user operation is performed in a coexisting form.
[0028]
In the present embodiment, the robot device 1 is a four-legged walking robot. However, the robot device may be a legged walking robot such as a two-legged, four-legged or six-legged walking device, or may have other moving mechanisms such as a crawl type. The present invention can also be applied to a robot device that moves according to.
[0029]
The robot apparatus 1 includes a body unit 2, a head unit 3, a tail 4, and limbs, that is, leg units 6A to 6D.
[0030]
The head unit 3 is arranged at a substantially front upper end of the body unit 2 via a neck joint 5 having degrees of freedom in the roll, pitch and yaw axial directions. The head unit 3 includes an RFID reader unit (wireless tag reading means) 30 for reading information from an external RFID tag (wireless tag), and a CCD (Charge Coupled Device: charge-coupled device) corresponding to the “eyes” of a dog. ) A camera 15, a microphone 16 corresponding to an "ear", a speaker 17 corresponding to a "mouth", and a touch sensor 18 corresponding to a tactile sensation are mounted.
[0031]
Here, the RFID (Radio Frequency Identification) is a non-contact type automatic recognition technology, and reads information via a radio wave from a medium such as a tag in which an IC and a small antenna are incorporated. Tags (tags) serving as media are called RFID tags, wireless tags, IC tags, and the like, and have various shapes such as a card shape, a label shape, and a microchip shape. The RFID tags include a battery-incorporated type and a battery-less type, and the battery-incorporated type is capable of oscillating radio waves. In addition, there are a type that is used only for reading, a type that can be written only once, and a type that can be written multiple times. For example, a medium frequency band of 125 to 135 KHz, a short wave band of 13.56 MHz, and a microwave band of 2.45 GHz can be selected as the operating frequency according to the operating conditions. RFID identification technology is expected to be a technology that replaces barcodes, and is not only expected to embed RFID tags in all products to manage product information, but also to be used in various forms of use such as opening and closing gates and doors, and managing passage. Has been proposed. The RFID reader unit 30 is for reading data stored in such an RFID tag.
[0032]
Further, the RFID reader unit 30 is provided in the head unit 3, and the robot apparatus 1 can change the reading direction of the RFID reader unit 30 by driving the neck joint. The RFID reader unit 30 may be provided in the leg units 6A to 6D, the tail 4, and the like, in addition to the head unit 2.
[0033]
The information transmission method of the RFID system includes an electromagnetic induction method, an electromagnetic coupling method, a microwave method, an electrostatic coupling method, an optical method, and the like. The RFID reader unit 30 corresponds to any of the methods. An information reading means may be used, a plurality of methods may be used, and a reader / writer having a writing function may be used.
[0034]
The tail 4 is attached to a substantially rear upper end of the body unit 2 via a tail joint 8 having a degree of freedom of a roll and a pitch axis so as to be able to freely bend or swing.
[0035]
The leg units 6A and 6B constitute a front leg, and the leg units 6C and 6D constitute a rear leg. Each of the leg units 6A to 6D is configured by a combination of a thigh unit 9A to 9D and a shin unit 10A to 10D, and is disposed at each of the front, rear, left, and right corners of the bottom surface of the body unit 2. The thigh units 9A to 9D are connected to predetermined portions of the body unit 2 by hip joints 11A to 11D having degrees of freedom in roll, pitch, and yaw axes. The thigh units 9A to 9D and the shin units 10A to 10D are connected by knee joints 12A to 12D having degrees of freedom of roll and pitch axes.
[0036]
The degree of freedom of the joint of the robot apparatus 1 is actually provided by the rotational drive of a motor (not shown) provided for each axis. Further, the number of degrees of freedom of the joints of the robot apparatus 1 is arbitrary.
[0037]
FIG. 2 schematically shows a configuration of an electric / control system of the robot device 1. As illustrated in FIG. 2, the robot device 1 includes a control unit 20 that performs overall control of operations and data processing, an input / output unit 40 that inputs an external state and outputs a response thereto, and the robot device 1. It comprises a drive unit 50 for driving each unit and a power supply unit 60 for supplying power to the robot device 1.
[0038]
The input / output unit 40 includes, as input units, an RFID reader unit 30 for reading information of an external RFID, a CCD camera 15 corresponding to the eyes of the robot device 1, a microphone 16 corresponding to an ear, a touch sensor 18 corresponding to a tactile sensation, and the like. And various sensors corresponding to the five senses. The output unit includes a device that performs external output by means other than mechanical movement, such as a speaker 17 corresponding to a mouth.
[0039]
The robot device 1 includes the RFID reader unit 30 and can recognize information recorded on the RFID tag 80 existing in the work space. The robot device 1 includes a camera 15 and can recognize the shape and color of an arbitrary object existing in the work space.
[0040]
The driving unit 50 is configured by a driving unit provided for each axis such as roll, pitch, and yaw in joints such as the neck joint 5, the tail joint 8, the hip joints 11A to 11D, and the knee joints 12A to 12D. The drive unit drives the head unit 3, the tail 4, the leg units 6A to 6B, and the like according to a predetermined motion pattern commanded by the control unit 20. The driving unit 50 includes, for example, n driving units, and has n joint degrees of freedom. Each drive unit includes a motor 51 that performs a rotation operation about a predetermined axis, an encoder 52 that detects the rotation position of the motor, and a driver that adaptively controls the rotation position and the rotation speed of the motor based on the output of the encoder. Composed of combinations.
[0041]
The power supply unit 60 is built in the robot device 1 and supplies power to each electric circuit of the robot device 1. The power supply unit 60 includes a charge battery 61 and a charge / discharge control unit 62 that manages a charge / discharge state of the charge battery 61.
[0042]
The rechargeable battery 61 is generally in the form of a “battery pack” in which a plurality of nickel-cadmium battery cells are packaged in a cartridge type, for example, but may be another type of battery.
[0043]
Further, the charge control unit 62 grasps the remaining capacity of the battery 61 by measuring a terminal voltage and a charge / discharge current amount of the battery 61, an ambient temperature of the battery 61, and determines a start time and an end time of charging. I do. The start and end times of charging determined by the charging control unit 62 are notified to the control unit 20 and serve as triggers for the robot apparatus 1 to start and end charging operations. Details of the charging operation will be described later.
[0044]
The control unit 20 corresponds to the “brain” of the robot device 1 and is mounted on, for example, the head unit 3 of the robot device 1. As shown in FIG. 3, the control unit 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 21 as a main controller, a RAM 22, a ROM 23, a nonvolatile memory 24 as a storage unit, and an interface for connecting sensors and drivers. Are connected via a bus 26. A unique address (memory address or I / O address) is assigned to each block on the bus 26, and the CPU 21 can communicate with a specific block on the bus 26 by specifying this address.
[0045]
Further, the control unit 21 controls the components described above collectively, and specifically, performs a reading operation in the RFID reader unit 30 according to a recognition result from another sensor such as the CCD camera 15 and the touch sensor 18. Is controlling. For example, when an image signal from the CCD camera 15 is image-recognized and a recognition result of an object like a charging station is obtained, the RFID reader unit 30 is operated, and an RFID tag provided on the object like this charging station is identified. The reading and sending of the RFID signal obtained from the RFID reader unit 30 to the ID recognizing unit is performed to perform the recognizing process, so that the “charging station” is correctly recognized.
[0046]
The ID recognition unit is provided in the control unit 21. As shown in FIG. 4, the ID recognizing unit 27 has an ID collating unit 28 and an ID table storage unit 29, and the ID collating unit 28 is supplied with an RFID signal output from the RFID reader unit 30. The ID table storage unit 29 stores ID numbers of RFID tags (wireless tags) registered in advance and state recognition information (hereinafter, referred to as ID tables) corresponding to the ID numbers. The ID recognizing unit 27 performs a process of recognizing a signal recorded on the RFID using the RFID signal provided from the RFID reader unit 30. As a result of the processing, information or the like for distinguishing the front and rear of the charging station is recognized. The control unit 21 grasps, for example, the direction of the own body with respect to the charging station based on the recognition result, and determines the next action. The control unit 21 can recognize the information written in the RFID tag by executing such ID recognition.
[0047]
The RAM (Random Access Memory) 22 is a writable memory including a volatile memory such as a DRAM (Dynamic RAM). The RAM is used as a work space for loading a program to be executed and for temporarily storing work data.
[0048]
The ROM (Read Only Memory) 23 is a read-only memory that permanently stores programs and data. The programs stored in the ROM 23 include a self-diagnosis test program executed when the power of the robot apparatus 1 is turned on, a control program that regulates the operation of the robot apparatus 1, and the like. The control program includes a “sensor input processing program” that processes sensor inputs of the RFID reader unit 30, the camera 15, the microphone 16, and the like. An “action command program” for generating an action, that is, a motion pattern of the robot apparatus 1 based on a sensor input and a “time-series model” to be described later, and controls the driving of each motor and the voice output of the speaker 17 according to the generated motion pattern. And a “drive control program”. The generated movement pattern may include not only normal walking movements and running movements, but also highly entertaining movements such as `` hands '', `` deposit '', `` sit down '', and vocalizations. Good.
[0049]
The non-volatile memory 24 is composed of a memory element that can be electrically erased and rewritten, such as an electrically erasable and programmable ROM (EEPROM), and is used for holding data to be sequentially updated in a non-volatile manner. The data to be sequentially updated includes, for example, a time-series model that defines an action pattern of the robot device 1.
[0050]
The robot apparatus 1 inputs a sensory action such as “praise”, “play (love)”, “stroke”, “scold”, or “slap” by the user as a stimulus, and stores it in the nonvolatile memory 24. According to the time-series model, emotional actions such as "please", "sweet", "snail", "scold", "bark", and "shake the tail" are performed. Further, a learning effect of sequentially updating the time-series model in the nonvolatile memory 24 according to the stimulus input by the sensor can be provided. With such a learning effect, the behavior pattern of the robot device 1 can be changed, and a behavior adapted to the user's preference can be provided. Further, the user can enjoy a kind of breeding simulation like a game.
[0051]
The interface 25 is a device for interconnecting with devices outside the control unit 20 and enabling data exchange. The interface 25 performs data input / output between the RFID reader unit 30, the camera 15, the microphone 16, and the speaker 17, for example. Also, the interface 25 inputs and outputs data and commands to and from each of the drivers 53-1 and so on in the drive unit 50. Further, the interface 25 exchanges a charge start and charge end signal with the power supply unit 60.
[0052]
An autonomously driven robot represented by the robot device 1 can charge a battery using a “charging station”. The charging station is a robot accommodation place where the robot device 1 performs battery charging. The charging station has already been adopted as a method for reliably and completely automating battery charging of the robot device 1.
[0053]
FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the charging station 70 and the robot device 1 necessary for the charging operation.
[0054]
When the robot apparatus 1 detects that the remaining capacity of the battery 61 has decreased during the period in which the self-propelled / autonomous work is being performed, the robot apparatus 1 suspends the work and automatically goes to the charging station 70. The robot apparatus 1 makes an electrical connection between the battery 61 and the power supply at the charging station 70 and receives power from the battery 61. Then, when the battery 61 is fully charged or recovers to a predetermined capacity, the robot apparatus 1 releases the electrical connection with the power supply and leaves the charging station 70 to resume the interrupted work.
[0055]
In realizing the present invention, the external configuration of the charging station 70 is not particularly limited. For the robot apparatus 1 simulating the structure of a dog as shown in FIG. 1, for example, if the charging station is configured as a bed or a dog hut, which is a bed of the dog, the entertainment is improved.
[0056]
In addition, by installing a plurality of charging stations 70 in the work space, the robot apparatus 1 can receive power at the nearest charging station 70. That is, the robot apparatus 1 can move across the charging stations 70, and the radius of action is substantially extended. Further, when one charging station 70 is shared by a plurality of robot apparatuses 1, the number of charging stations 70 can be reduced. In addition, by transferring a part of the charging function of the robot device 1 to the charging station 70, required specifications, weight, and manufacturing cost of the robot device 1 can be reduced.
[0057]
As shown in FIG. 5, the charging station 70 includes an RFID tag 80, a display unit 72, an approach / connection detection unit 73, a power supply control unit 74, and a control unit 71.
[0058]
The control unit 71 controls each block constituting the charging station 70.
[0059]
The RFID tag 80 serves as a reference when the robot device 1 moves to the charging station. Here, the format of the RFID signal written in the RFID tag 80 will be described with reference to FIG. The RFID signal format 90 has a header section 91, an identifier section 92, and a data section 93, and is composed of, for example, 256 bits as a whole. In the data section 93, the ID number of the RFID tag is written. The robot device 1 stores the ID number of the RFID tag and the information written in the RFID tag in association with each other.
[0060]
In the ROM area 94, for example, information indicating the type of the RFID tag, a maker code for manufacturing the RFID tag, an ID number of the RFID tag, position information of the RFID tag, and the like are divided and written in advance at respective addresses. .
[0061]
Here, the data written in the data part 93 includes, for example, an ID number of a charging station and an ID number corresponding to information indicating a part such as a front part and a rear part of the charging station. When the RFID tag is provided at a position independent of a charging station described later, positional information of each RFID tag and a positional relationship such as a direction and a distance from each RFID tag to the charging station are written.
[0062]
Some RFID tags have a large data portion 93, but when such an RFID tag is used, actual data such as a command for causing an operation to be executed without going through an ID number and a correspondence table. Can be written directly.
[0063]
In general, since an RFID tag has a larger amount of information that can be stored than a barcode, it has a high object identification capability and can include detailed data of the object. Further, since the RFID tag can perform information communication in a non-contact manner, the RFID tag has an advantage in that it has excellent durability and is not affected by dirt, dust, and the like. It is also characterized by a very high recognition ability, such as being able to read even if the lead portion and the RFID tag are relatively moved, and being able to recognize an object even in the dark regardless of the amount of light.
[0064]
In the present invention, the RFID tag 80 improves the accuracy with which the robot apparatus 1 searches for the charging station 70, and also makes it difficult to search with the identification data for visibility, for example, when the surroundings are dark and the camera 15 of the robot apparatus 1 It can be used as an alternative in situations where it is difficult to identify the charging station 70 or the display 72.
[0065]
The information stored by the RFID tag 80 includes, for example, the ID of the RFID tag itself. In this case, the robot device 1 stores information indicating the position, direction, distance, and the like of the charging station 70, and grasps the position from the robot device to the charging station 70 based on the ID of the RFID tag 80.
[0066]
Further, the ID of the charging station 70 may be stored in the RFID tag 80. In this case, the robot apparatus 1 can obtain information such as the direction of the charging station based on the ID of the charging station 70.
[0067]
Further, information indicating the charging station 70 itself may be stored in the RFID tag 80. Thus, for example, it is possible to avoid moving toward another object due to erroneous recognition of the visibility identification data. Note that signals used between the RFID reader unit 30 and the RFID tag 80 can be easily distinguished and separated from other signals generated in the work space of the robot device 1.
[0068]
The display unit 72 displays and outputs visibility identification data (for example, a two-dimensional barcode) having a predetermined pattern in accordance with the output of the color and the pattern, and displays the visibility / identification from the robot apparatus 1. Is increasing. The robot apparatus 1 inputs an image on the display unit 72 of the charging station 70 from the camera 15 and specifies the position of the charging station 70 based on the identification data displayed on the display unit 72. In addition, when the charging station 70 is performing the power supply operation to the robot apparatus 1, the display unit 72 displays the progress of the power supply operation such as "charging", "charge completed", and "abnormal".
[0069]
The approach / connection detection unit 73 confirms that the robot apparatus 1 has been united in the charging station 70 and the electrical connection between the power supply control unit 74 and the charge / discharge control unit 62 has been established. The detection output by the approach / connection detection unit 73 is, for example, a trigger for the power supply control unit 74 to start power supply.
[0070]
Here, the electrical connection between the power supply control unit 74 and the charge / discharge control unit 62 is not particularly limited. In the electrical connection mode, electric current is generally supplied by contacting electrical components having mechanical contacts such as electrodes and connectors. In addition to the above, there is a method of supplying power in a non-contact manner using the principle of electromagnetic induction. According to this principle, an induction coil is built in both the power supply control unit 74 and the charge / discharge control unit 62, and when the coils are brought close to each other, a supply current is caused to flow through the coil of the power supply control unit 74 to charge by an electromagnetic induction action. A charging current is generated in the coil on the discharge control unit 62 side.
[0071]
The power supply control unit 74 performs power supply control for supplying the power supply voltage supplied from the commercial AC power supply to the robot apparatus 1 using the detection output from the approach / connection detection unit 73 as a trigger.
[0072]
The charging / discharging control unit 62 supplies a charging current to the battery 61 that has generated the charging current based on the voltage supplied from the power supply control unit. The charge / discharge control unit 62 detects the full charge or end time of charging of the battery 61 based on the integrated amount of the charging current, the terminal voltage of the battery 61, the ambient temperature of the battery 61, and notifies the control unit 20 of the timing. . When the robot apparatus 1 is consuming power from the battery 61, the charge / discharge control unit 62 calculates an integrated amount of current (discharge current) supplied from the battery 61 to each part of the robot apparatus, a terminal voltage, a battery ambient temperature, and the like. , The decrease in the remaining capacity is constantly monitored to detect the charging start timing and notify the control unit 20.
[0073]
The above is the description of the charging system in which the RFID tag 80 is provided in the charging station 70. As described above, by providing the RFID reader unit 30 in the robot apparatus 1 and providing the charging station with the RFID tag 80 in which information on the charging station is written, the accuracy of the robot apparatus 1 searching for the charging station is improved, If it is used as a substitute in a situation where it is difficult to search by the visibility identification data, for example, when the surroundings are dark and the CCD camera 15 is difficult to identify the charging station 70 or the display unit 72, the object identification is effective and reliable. Can be done.
[0074]
Further, the robot apparatus 1 can change the means for searching for the charging station 70 according to the distance from the charging station 70, and can speed up the charging operation. For example, during a period in which the robot apparatus 1 is relatively far from the charging station 70, the robot apparatus 1 approaches the charging station 70 at high speed based on the image captured by the camera 15 and performs charging while setting the entire charging station 70 as a search target. When the user approaches the station 70 to some extent, the RFID tag 80 can be used to reliably approach the charging station 70.
[0075]
Next, an example will be described in which the RFID tag 81 is provided at a location independent of the charging station 70. Note that, in this example, the charging station 70 is provided only at a location independent of the RFID tag 81, but in practice, the RFID tag 80 may be provided only at the charging station 70, The RFID tags 80 and 81 may be provided at both the charging station 70 and a place independent of the charging station 70.
[0076]
In FIG. 7, the periphery of the charging station, that is, the work space of the robot device 1 is divided into a grid. The grid has, for example, m rows and n columns, and RFID tags 81-11,..., 81-mn are fixed at intersections of the grid. The grids are formed at regular intervals, and the RFID tags 81-11,..., 81-mn are arranged at reference points or reference coordinates indicating the charging station 70. , 81-mn store IDs for identifying the RFID tags, and the robot apparatus 1 stores the IDs based on the IDs of the RFID tags 81-11, ..., 81-mn. , 81-mn is read from the memory, and the position of the charging station 70 is calculated based on the read position information. Here, the position information is, for example, coordinates of the RFID tags 81-11,..., 81-mn, directions and distances from the charging station 70, and the like.
[0077]
The information stored in the RFID tags 81-11,..., 81-mn is not limited to the information described above. For example, information indicating a route to the charging station 70 or the like may be stored in the RFID tags 81-11,..., 81-mn. The arrangement of the RFID tag 81 is not particularly limited.
[0078]
As described above, the robot device 1 stores the position information of each RFID tag 81. At this time, the robot apparatus 1 can store the position information of the RFID tag 81 by, for example, the following two methods.
[0079]
The first method is a method in which the robot device 1 calculates the position of the charging station 70 with respect to the RFID tag 81. In this case, the user attaches the robot apparatus 1 to the charging station 70 in order to store the positional relationship between the charging station 70 and the RFID tag 80. The robot device 1 mounted on the charging station 70 calculates the position of the RFID tag 80 with respect to the robot device 1 itself, the distance and direction from the charging station 70 to the RFID tag 81, and stores the calculated position information in the memory.
[0080]
The second method is a method in which the relative position between the charging station and the RFID tags 81-1,... Is fixed in advance, and predetermined position information is written in the memory of the robot device 1. When it is time to start charging, the robot device 1 reads out the position information of the charging station 70 from the memory and grasps the position of the charging station 70.
[0081]
The charging operation of the robot device 1 as described above is performed according to the flowchart of FIG. The robot apparatus 1 performs a normal operation while the remaining battery capacity is full.
[0082]
The normal operation means that the robot apparatus 1 executes various operation expressions in accordance with a time-series model in the nonvolatile memory 24 in response to sensor inputs such as the RFID reader unit 30, the camera 15, the microphone 16, and the touch sensor 18. Means to do.
[0083]
When the charge / discharge control unit 62 detects a decrease in the remaining capacity of the battery 61, that is, a “low battery” state, during normal operation, it notifies the control unit 20 of this. The CPU 21 in the control unit 20 suspends the normal operation in response to the low battery notification (Step S1). Then, the robot apparatus 1 stores the work state and the work position of the interrupted normal operation, and starts the charging operation (step S2).
[0084]
The robot apparatus 1 that has started the charging operation approaches the charging station 70 using the captured image of the camera 15 and signals from the RFID tag 80, the RFID tags 81-1 and so on as clues (step S3).
[0085]
When the robot device 1 arrives at the charging station 70, the robot device 1 unites with the charging station 70 and electrically connects the charging / discharging control unit 62 of the robot device 1 and the power supply control unit of the charging station 70 (step). S4). However, when the charging station 70 supplies power in a non-contact manner using the principle of electromagnetic induction, it is not “connection” but “access” between the induction coil of the charge / discharge control unit 62 and the induction coil of the power supply control unit 74. Is sufficient. In this specification, the term “connection” is used after including the meaning of “approach”.
[0086]
The mechanism of the electrical connection between the robot device 1 and the charging station 70 is as follows. First, the robot apparatus 1 approaches the charging station 70 based on a captured image from the camera 15 and information from the RFID tags 81-1,. When the robot apparatus 1 is sufficiently close to the charging station 70, the robot apparatus 1 is surely united with the charging station 70 based on signals from the RFID tags 80-1, ... provided in the charging station 70.
[0087]
9 to 11 show the external configuration of the charging station 70. FIG. The charging station 70 has a box shape modeled on a dog bed. A concave portion is provided on the upper surface of the charging station 70, and the concave portion serves as a housing portion 75 for housing the robot device 1.
[0088]
The accommodation section 75 has a shape and a dimension capable of accommodating the body unit 2 of the robot apparatus 1, and is provided at a position in contact with the body unit 2 to realize an electrical connection with the body unit 2. Electrical contact (connector) 82.
[0089]
The front and rear wall surfaces of the charging station 70 are colored in red and blue color patterns. An RFID tag 80-1 and an RFID tag 80-2 are fixed to the walls colored red and blue, respectively.
[0090]
The robot apparatus 1 checks the position of the charging station 70 by reading the information of the RFID tag 80-1 and the RFID tag 80-2 with the RFID reader unit 30, and at the same time, checks the RFID tag 80-1 and the RFID tag 80-2. Then, the positional relationship between the charging station 70 and the robot device 1 is calculated based on the positional relationship. Further, the robot device 1 calculates the distance and the positional relationship between the charging station 70 and the robot device 1 based on the arrangement relationship of the colored red and blue patterns on the front and rear wall surfaces of the charging station 70. The robot device 1 reliably grasps the positional relationship between the robot device 1 and the charging station 70 by using two means, the RFID and the color pattern.
[0091]
Further, the robot device 1 moves to the entrance position of the charging station 70 based on the position of the RFID tag 80. Here, the approach position is a position that is convenient for the robot apparatus 1 to be combined with the charging station 70. The robot apparatus 1 moves to a position where the RFID tag 80-1 and the RFID tag 80-2 are aligned in a straight line from the near side to the far side, that is, the approach position. Further, the robot device 1 refers to the color pattern and moves to a position where the red color pattern and the blue color pattern are aligned in a straight line from the near side to the back, that is, to the approach position. As described above, the robot apparatus 1 reliably moves to the approach position by using two means, the RFID tag and the color pattern.
[0092]
When the robot apparatus 1 moves to the approach position, it proceeds straight to the charging station 70, and stops walking at a predetermined timing after the two color patterns disappear from the field of view. Further, the robot apparatus 1 sits down, stores the body unit 2 in the storage section 81, and establishes an electrical connection with the charging station 70 via the connector 76.
[0093]
A connector (not shown) on the robot device 1 side is disposed on the bottom surface (abdomen) of the body unit 2 at a position facing the connector 76 of the charging station 70. When the robot apparatus 1 is combined with the charging station 70, the weight of the robot apparatus is applied to the connector, so that the electrical connection state with the connector 76 can be maintained without providing any other mechanical engagement means.
[0094]
The approach / connection detection unit 73 detects the connection between the charge / discharge control unit 62 and the power supply control unit 74, and the power supply control unit 74 starts power supply to the charge / discharge control unit 62 using this detection as a trigger. The charge / discharge control unit 62 converts the power supply current into a charge current having a voltage level suitable for the charge characteristics of the battery 61 and supplies the charge current to the battery 61 (step S5).
[0095]
During the charging period, the charge / discharge control unit 61 measures the terminal voltage of the battery 61, the integrated amount of the charging current, the ambient temperature of the battery 61, and the like, and constantly monitors the state of charge of the battery 61. When detecting the full charge state or the charge end state of the battery 61, the charge / discharge control unit 61 notifies the control unit 20 of the detection (step S6).
[0096]
The control unit 20 causes the robot apparatus 1 to leave the charging station 70 in response to the charge completion notification from the charge / discharge control unit 61 (step S7). When leaving the charging station 70, the robot apparatus 1 moves to the position where the normal operation was interrupted (step S8), restores the interrupted state of the normal operation (step S9), and resumes the normal operation.
[0097]
As described above, in the charging system to which the present invention is applied, the RFID tags 80 and 81 indicating the position of the charging station 70 are arranged in the main body of the charging station 70 and the work space of the robot device 1.
[0098]
The robot apparatus 1 grasps the position of the charging station 70 based on the information from the RFID tags 80 and 81, and moves in the direction of the charging station 70. At this time, the robot device 1 grasps the position of the charging station 70 not only from the information from the RFID tags 80 and 81 but also from the image information acquired by the camera 15.
[0099]
As described above, in the charging system, the robot device 1 searches for the charging station 70 based on the two types of information, the information of the RFID tags 80 and 81 and the image information. The performance is improved.
[0100]
When the charging station 70 is not possible due to the dark surroundings and the image information, the charging station 70 can be searched based only on the information from the RFID tags 80 and 81.
[0101]
Further, by providing the RFID tags 80 before and after the charging station 70, the robot apparatus 1 can recognize before and after the charging station 70. Thereby, the robot apparatus 1 can recognize the approach position for merging with the charging station 70, and can surely move to the approach position.
[0102]
An RFID reader 90 that reads information from the RFID tags 80 and 81 is provided in the head unit 2 of the robot device 1, and changes the reading direction of the RFID tags 80 and 81 by driving the head unit 2. Can be done. The reading direction can be changed by providing the RFID reader 90 on a movable unit such as the leg units 6A to 6D and the tail 4 in addition to the head unit 2.
[0103]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the robot device 1 moves independently on the work space without a route. However, in actuality, the present invention may be applied to the robot device 1 that moves on a fixed route. .
[0104]
Further, the robot apparatus 1 calculates the position of the charging station 70 based on the signal from the RFID tag 81, but the RFID tag 81 does not necessarily indicate only the position of the charging station 70, and transmits other information. You may memorize it.
[0105]
For example, an RFID tag 81 is provided in the robot device 1 to avoid contact between the robot devices 1 and to store information for identifying an object existing in the work space, for example, “TV”, “table”, and the like. Alternatively, the robot apparatus 1 may use the information as information for avoiding contact with these objects or searching for the charging station 70.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the robot device calculates the position of the charging device based on the signal from the wireless tag, and can reliably move in the direction of the charging station.
[0107]
Further, according to the present invention, the robot device can calculate the orientation of the charging device from the arrangement of the wireless tags provided in the charging device, and can reliably mount the charging device on the charging station.
[0108]
Further, according to the present invention, a wireless tag reading unit for reading a signal of a wireless tag is provided in a movable portion of the robot device, and the reading direction of the wireless tag can be changed by moving the movable portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an external configuration of a robot device.
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of a robot device.
FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of a control unit of the robot device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an ID recognition unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating a main configuration of a robot device and a charging station.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of information stored in an RFID tag.
FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement example of a charging device and an RFID tag.
FIG. 8 is a diagram showing the order of processing in a charging operation.
FIG. 9 is a top view of the charging station.
FIG. 10 is a side view of a charging station.
FIG. 11 is a perspective view of a charging station.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 robot apparatus, 2 body unit, 3 head unit, 4 tail, 5 neck joint, 15 camera, 20 control unit, 21 CPU, 22 RAM, 23 ROM, 24 nonvolatile memory, 25 interface, 27 ID recognition unit, 28 ID collation section, 29 ID table storage section, 30 RFID reader section, 40 input / output section, 50 drive section, 60 power supply section, 61 battery, 62 charge / discharge control section, 70 charging station, 71 control section, 72 display section, 73 Approach / connection detection unit, 74 power supply control unit, 75 housing unit, 76 connector, 80 RFID tag, 81 RFID tag

Claims (31)

所定の情報を記憶し、上記情報を無線で出力する無線タグを備える充電装置と、
上記無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出手段と、
上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段とを備えるロボット装置と
を備えることを特徴とする充電システム。A charging device including a wireless tag that stores predetermined information and wirelessly outputs the information,
Wireless tag reading means for reading the signal of the wireless tag,
Position calculation means for calculating the position of the charging device based on a signal from the wireless tag,
A charging device comprising: a moving device that moves to the charging device based on a calculation result by the position calculating device. 上記位置算出手段は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項１記載の充電システム。The charging system according to claim 1, wherein the position calculating means calculates at least one of coordinates, a direction, and a distance of the charging device. 上記無線タグは、上記充電装置に複数取り付けられ、
上記ロボット装置は、
上記充電装置に取り付けられた無線タグの配置をもとに、上記充電装置に対する当該ロボット装置の向きを認識する向き認識手段を備えることを特徴とする請求項１記載の充電システム。A plurality of the wireless tags are attached to the charging device,
The robot device is
The charging system according to claim 1, further comprising a direction recognition unit configured to recognize a direction of the robot device with respect to the charging device based on an arrangement of a wireless tag attached to the charging device. 上記無線タグ読取手段は、当該ロボット装置の可動部に配設されており、上記可動部を駆動して、上記無線タグの読み取り方向を変化することを特徴とする請求項１記載の充電システム。The charging system according to claim 1, wherein the wireless tag reading unit is provided in a movable unit of the robot device, and drives the movable unit to change a reading direction of the wireless tag. 上記ロボット装置は、
上記電源部の残存容量を検出する残存容量検出手段を備え、
上記電源部の残存容量をもとに、上記充電装置への移動を自動的に開始することを特徴とする請求項１記載の充電システム。The robot device is
A remaining capacity detection unit that detects a remaining capacity of the power supply unit;
The charging system according to claim 1, wherein the transfer to the charging device is automatically started based on the remaining capacity of the power supply unit. 上記充電装置には、特定の色及び／又は模様からなる視認性識別データが表示されており、
上記ロボット装置は、
周囲の環境を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により視認性識別データが撮像された場合、上記視認性識別データをもとに、上記充電装置の位置を算出する視覚的位置算出手段と、
上記視覚的位置算出手段の算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の充電システム。On the charging device, visibility identification data composed of a specific color and / or pattern is displayed,
The robot device is
Imaging means for imaging the surrounding environment;
When the visibility identification data is captured by the imaging unit, based on the visibility identification data, a visual position calculation unit that calculates a position of the charging device;
The charging system according to claim 1, further comprising: a moving unit that moves to the charging device based on a calculation result of the visual position calculating unit. 上記ロボット装置が移動する範囲には、上記充電装置の探索のための無線タグが配設されていることを特徴とする請求項１記載の充電システム。The charging system according to claim 1, wherein a wireless tag for searching for the charging device is provided in a range where the robot device moves. 電源部を内蔵し、上記電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、上記電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムであって、
上記ロボット装置の移動する範囲に上記充電装置の探索のための無線タグが備えられ、
上記ロボット装置は、
上記無線タグからの信号を読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出手段と、
上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とする充電システム。A charging system including a power supply unit, a robot device that acts independently using power from the power supply unit as a power source, and a charging device that charges the power supply unit,
A wireless tag for searching for the charging device is provided in a range where the robot device moves,
The robot device is
Wireless tag reading means for reading a signal from the wireless tag,
Position calculation means for calculating the position of the charging device based on a signal from the wireless tag,
A charging unit that moves to the charging device based on a calculation result by the position calculating unit. 上記位置算出手段は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項８記載の充電システム。9. The charging system according to claim 8, wherein the position calculating means calculates at least one of coordinates, a direction, and a distance of the charging device. 上記ロボット装置は、
上記無線タグからの信号をもとに、上記無線タグの位置を算出する無線タグ位置算出手段と、
上記充電装置に装着された状態で、当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグの位置を算出し、上記充電装置と無線タグとの位置関係とを記憶する位置関係記憶手段と
を備えることを特徴とする請求項８記載の充電システム。The robot device is
A wireless tag position calculating means for calculating a position of the wireless tag based on a signal from the wireless tag;
A positional relationship storage unit that calculates a position of each wireless tag disposed in a range in which the robot device moves while being attached to the charging device, and stores a positional relationship between the charging device and the wireless tag; The charging system according to claim 8, comprising: 上記ロボット装置は、当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグと上記充電装置との位置関係を予め記録していることを特徴とする請求項８記載の充電システム。9. The charging system according to claim 8, wherein the robot device records in advance a positional relationship between each wireless tag disposed in a range where the robot device moves and the charging device. 内蔵した電源部から供給される電力を動力源として自立的に行動し、充電装置で電源部を充電するロボット装置であって、
無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出手段と、
上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とするロボット装置。A robot device that operates autonomously using power supplied from a built-in power supply unit as a power source and charges the power supply unit with a charging device,
Wireless tag reading means for reading a signal of the wireless tag,
Position calculation means for calculating the position of the charging device based on a signal from the wireless tag,
A moving device for moving to the charging device based on a calculation result by the position calculating device. 上記位置算出手段は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。13. The robot apparatus according to claim 12, wherein the position calculating means calculates at least one of coordinates, a direction, and a distance of the charging device. 上記無線タグは、上記充電装置に複数取り付けられ、
上記充電装置に取り付けられた無線タグの配置をもとに、上記充電装置に対する向きを認識する認識手段を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。A plurality of the wireless tags are attached to the charging device,
13. The robot apparatus according to claim 12, further comprising a recognition unit that recognizes an orientation with respect to the charging device based on an arrangement of a wireless tag attached to the charging device. 上記無線タグからの信号をもとに、上記無線タグの位置を算出する無線タグ位置算出手段と、
上記充電装置に装着された状態で、当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグとの位置を算出し、上記充電装置と無線タグとの位置関係とを記憶する位置関係記憶手段と
を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。A wireless tag position calculating means for calculating a position of the wireless tag based on a signal from the wireless tag;
A positional relationship storage unit that calculates a position of each wireless tag disposed in a range in which the robot device moves while being attached to the charging device, and stores a positional relationship between the charging device and the wireless tag; 13. The robot apparatus according to claim 12, comprising: 上記充電装置と当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグとの位置関係を予め記憶する位置関係記憶手段を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。13. The robot device according to claim 12, further comprising: a positional relationship storage unit configured to previously store a positional relationship between the charging device and each wireless tag disposed in a range where the robot device moves. 上記無線タグ読取手段は、当該ロボット装置の可動部に配設されており、上記可動部を駆動して、上記無線タグの読み取り方向を変化することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。13. The robot device according to claim 12, wherein the wireless tag reading means is provided on a movable portion of the robot device, and drives the movable portion to change a reading direction of the wireless tag. 上記電源部の残存容量を検出する残存容量検出手段を備え、上記電源部の残存容量をもとに、上記充電装置への移動を自動的に開始することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。13. The robot according to claim 12, further comprising a remaining capacity detection unit that detects a remaining capacity of the power supply unit, and automatically starts moving to the charging device based on the remaining capacity of the power supply unit. apparatus. 周囲の環境を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段の視野に上記充電装置に表示された視認性識別データが入ると、上記視認性識別データをもとに、上記充電装置の位置を算出する視覚的位置算出手段と、
上記視覚的位置算出手段の算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。Imaging means for imaging the surrounding environment;
When the visibility identification data displayed on the charging device enters the field of view of the imaging means, based on the visibility identification data, a visual position calculation means for calculating the position of the charging device,
The robot apparatus according to claim 12, further comprising: a moving unit that moves to the charging device based on a calculation result of the visual position calculating unit. ロボット装置に内蔵された電源部を充電する充電装置であって、
上記ロボット装置に対して、当該充電装置の位置を示す無線タグを備えることを特徴とする充電装置。A charging device for charging a power supply unit built in the robot device,
A charging device, comprising a wireless tag indicating a position of the charging device with respect to the robot device. 少なくとも２つの無線タグを備え、
上記無線タグの配置により、上記ロボット装置に対する当該充電装置の向きを示すことを特徴とする請求項２０記載の充電装置。Comprising at least two wireless tags,
The charging device according to claim 20, wherein the arrangement of the wireless tag indicates an orientation of the charging device with respect to the robot device. 特定の色及び／又は模様からなる視認性識別データを表示していることを特徴とする請求項２０記載の充電装置。21. The charging device according to claim 20, wherein visibility identification data composed of a specific color and / or pattern is displayed. 電源部を内蔵し、上記電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、上記電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムにおけるロボット装置の充電方法であって、
上記ロボット装置が無線タグの信号を読み取る無線タグ読取工程と、
上記ロボット装置が上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出工程と、
上記ロボット装置が上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動工程と
を有することを特徴とする充電方法。A charging method for a robot device in a charging system including a power supply unit, a robot device that operates independently using power from the power supply unit as a power source, and a charging device that charges the power supply unit,
A wireless tag reading step in which the robot device reads a signal of the wireless tag;
A position calculating step in which the robot device calculates a position of the charging device based on a signal from the wireless tag;
A moving step in which the robot device moves to the charging device based on a calculation result by the position calculating means. 上記位置算出工程は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。The charging method according to claim 23, wherein the position calculating step calculates at least one of coordinates, a direction, and a distance of the charging device. 上記無線タグは、上記ロボット装置が移動する範囲に配設されていることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。The charging method according to claim 23, wherein the wireless tag is provided in a range where the robot device moves. 上記無線タグは、上記充電装置に配設されていることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。The charging method according to claim 23, wherein the wireless tag is provided in the charging device. 上記無線タグは、上記充電装置に複数取り付けられ、
上記ロボット装置が上記充電装置に取り付けられた無線タグの配置をもとに、上記充電装置に対する上記ロボット装置の向きを認識する向き認識工程を有することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。A plurality of the wireless tags are attached to the charging device,
24. The charging method according to claim 23, wherein the robot device includes a direction recognition step of recognizing a direction of the robot device with respect to the charging device based on an arrangement of a wireless tag attached to the charging device. 上記ロボット装置が上記無線タグからの信号をもとに、上記無線タグの位置を算出する無線タグ位置算出工程と、
上記ロボット装置が上記充電装置に装着された状態で、上記ロボット装置の移動する範囲に配設された各無線タグとの位置を算出し、上記充電装置と無線タグとの位置関係とを記憶する位置関係記憶工程と
を有することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。A wireless tag position calculating step in which the robot apparatus calculates a position of the wireless tag based on a signal from the wireless tag;
In a state where the robot device is mounted on the charging device, a position of each wireless tag disposed in a range in which the robot device moves is calculated, and a positional relationship between the charging device and the wireless tag is stored. The charging method according to claim 23, further comprising a positional relationship storing step. 上記ロボット装置が上記充電装置と上記ロボット装置の移動する範囲に配設された各無線タグとの位置関係を予め記憶していることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。24. The charging method according to claim 23, wherein the robot device stores in advance a positional relationship between the charging device and each of the wireless tags disposed in a range where the robot device moves. 上記ロボット装置が上記電源部の残存容量を検出する残存容量検出工程を有し、
上記電源部の残存容量をもとに、上記充電装置への移動を自動的に開始することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。The robot apparatus has a remaining capacity detection step of detecting a remaining capacity of the power supply unit,
The charging method according to claim 23, wherein the transfer to the charging device is automatically started based on the remaining capacity of the power supply unit. 上記充電装置には、特定の色及び／又は模様からなる視認性識別データが表示されており、
上記ロボット装置が周囲の環境を撮像する撮像工程と、
上記撮像工程において視認性識別データが撮像された場合、上記視認性識別データをもとに、上記充電装置の位置を算出する視覚的位置算出工程と、
上記視覚的位置算出工程の算出結果に基づいて、上記ロボット装置が上記充電装置へ移動する移動工程と
を備えることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。On the charging device, visibility identification data composed of a specific color and / or pattern is displayed,
An imaging step in which the robot apparatus images the surrounding environment;
When visibility identification data is captured in the imaging step, based on the visibility identification data, a visual position calculation step of calculating the position of the charging device,
The charging method according to claim 23, further comprising: a moving step of moving the robot device to the charging device based on a calculation result of the visual position calculating step.
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