JP2007094743A - Autonomous mobile robot and system therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周囲の状況を判断しユーザから指定された位置に移動する自律移動型ロボットと、この自律移動ロボットにおけるデータ処理の分散化を図った自律移動型ロボットシステムとに関する。 The present invention relates to an autonomous mobile robot that moves to a position designated by a user by judging the surrounding situation, and an autonomous mobile robot system that aims to decentralize data processing in the autonomous mobile robot.
移動機構で車輪やキャタピラやモータを移動して移動する移動ロボットがある。その中には、肩、脚などの各関節部に設けられた移動機構を作動して歩行する動物型ロボットや、肩、脚などの各関節部に設けられた移動機構を作動して自立歩行する二足歩行ロボットなどの人型ロボットなどがある。
このような移動ロボットの遠隔操作の方法として、携帯電話を利用する方法がある(例えば、特許文献1)。例えば、ユーザ側の携帯電話から移動ロボットに内蔵した携帯電話に回線接続し、ユーザ側の携帯電話と移動ロボット側の携帯電話との間で、各種の操作情報や各種データを送受信する。よって、ユーザは移動ロボットに搭載されているカメラからの画像データを携帯電話で受信することで、移動ロボットの周りの状況を把握し、移動ロボットに対して適切な遠隔操作を行うことができる。
There is a mobile robot that moves by moving a wheel, a caterpillar, and a motor by a moving mechanism. Among them are animal-type robots that walk by moving movement mechanisms provided at each joint such as shoulders and legs, and independent walking that operate movement mechanisms provided at each joint such as shoulders and legs. There are humanoid robots such as biped robots.
As a method for remotely operating such a mobile robot, there is a method using a mobile phone (for example, Patent Document 1). For example, a line connection is made from a mobile phone on the user side to a mobile phone built in the mobile robot, and various operation information and various data are transmitted and received between the mobile phone on the user side and the mobile phone on the mobile robot side. Therefore, the user can grasp the situation around the mobile robot by receiving image data from the camera mounted on the mobile robot with a mobile phone, and can perform an appropriate remote operation on the mobile robot.
また、このような移動ロボットの一タイプとして、移動ロボットの周りの環境状況を検知すると共にマッピングや位置推定を行って、指定された目的地への移動経路を計画し、この計画された移動経路に従って移動する、自律移動型ロボットが開発されている(例えば、特許文献2及び3)。
特に、特許文献2には、自律移動可能なロボットと通信可能なオブジェクトに、オブジェクト自体の位置を示す第1の位置データを格納する第1記憶部と、この第1の位置データを要求する信号を受信するとその要求信号に応じて位置データをロボットに送信するインターフェースとを備える一方、ロボット内に、オブジェクト及びロボットが存在し得る範囲の地図データ並びにロボット自体の位置を示す第2の位置データを格納する第2記憶部と、オブジェクトにその位置を送信要求するインターフェースと、第1及び第2の位置データを比較する比較器と、この比較結果及び地図データに基いて、ロボットを移動させる移動機構と、を備えたシステムが開示されている。そして、このロボットでは、ロボットの移動先に該当するオブジェクトの位置データをそのオブジェクトから得て、ロボット自体の位置と比較して、第2記憶部に記憶されている地図データとに基いて移動機構により移動する。
In addition, as one type of such mobile robot, the environment situation around the mobile robot is detected, mapping and position estimation are performed, and a travel route to the designated destination is planned. An autonomous mobile robot that moves according to the above has been developed (for example,
In particular,
しかしながら、特許文献1に開示されている移動ロボットの遠隔操作では、ユーザはロボットに対して逐一制御情報、例えば「前進せよ」といった制御情報を与える必要があるので、ユーザは、カメラからの画像データを元にカメラで撮影されている方向を判断し、ロボットの置かれている状況を逐一把握する必要がある。よって、ユーザにとって操作性が悪く、しかもユーザはロボットが目的地に到達するまで逐一遠隔操作を行わなければならない。
However, in the remote operation of the mobile robot disclosed in
これに対し、特許文献2に開示されたロボットでは、ユーザがロボットの目的地まで逐一遠隔操作をする必要はないが、ロボットの移動先毎に、位置データを記憶する手段とロボットと通信可能な手段とを備えた各オブジェクトを備える必要がある。また、位置データはロボットの記憶部に記憶されている地図データとマッチングしている必要がある。特定の工場や受付案内所のように、予めロボットの移動先が予め選定されている場合には、各移動先に、その位置データと移動先の画像情報とを記憶した記憶部と、ロボットと送受信するインターフェースとを備えた装置を配置することも可能である。しかしながら、ロボットを、例えばセキュリティシステムの一要素として考え、屋内、特に各家庭内や特定のエリアで用いられる場合には、移動先はユーザ自身で任意に決め、適宜変更できるようにする必要がある。
On the other hand, in the robot disclosed in
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、ユーザが任意に選択した位置情報を容易に教示することができ、かつ、この教示された位置情報に基いて移動先を指定することで、指定された移動先に自律移動する、自律移動型ロボットとそのシステムを提供することを目的とする。 Thus, in view of the above problems, the present invention can easily teach position information arbitrarily selected by the user, and is designated by designating a destination based on the taught position information. An object is to provide an autonomous mobile robot and its system that autonomously move to a destination.
上記目的を達成するために、本発明の第1の構成は、移動空間内の障害物位置情報をマップデータとして記憶する記憶部と、撮影部からの画像データを処理する画像データ処理部と、移動機構を制御すると共に移動機構内のセンサーから出力されたセンサー情報に基いて走行情報を生成する移動機構制御部と、移動機構制御部で生成した走行情報と画像データ処理部での処理結果とから位置を推定する位置推定部と、位置推定部で推定した位置と記憶部に記憶されているマップデータとから移動経路を求める移動経路計画部と、を備え、移動機構制御部が、移動経路計画部で求めた移動経路に基いて移動機構を制御することで移動する自律移動型ロボットであって、ユーザからの位置情報及び移動先情報の入力を受ける情報入力部と、情報入力部から入力された位置情報と位置推定部で推定した位置とを関連付けて記憶する位置情報記憶部と、を備え、情報入力部に対して移動先情報の入力があると、移動経路計画部が、入力された移動先情報に対応する位置データを記憶部から得て、記憶部に記憶されているマップデータを参照し、位置推定部で推定された位置から移動経路を求めることを特徴とする。
この構成によれば、ユーザは自律移動型ロボットを所定の教示位置に移動させて、その位置で位置情報を情報入力部に入力すると、位置推定部で推定された位置と入力された位置情報とを関連付けて格納される。そして、ユーザが自律移動型ロボットの移動先情報をその位置情報で入力することで、自律移動型ロボットが、入力され移動先情報に対応した位置を特定し、移動経路計画部にて位置推定部で推定された位置からこの特定された位置までの移動経路を求め、この求めた移動経路に従って移動機構が制御されて、自律移動型ロボットが指定された移動先に移動する。
In order to achieve the above object, a first configuration of the present invention includes a storage unit that stores obstacle position information in a moving space as map data, an image data processing unit that processes image data from a photographing unit, The moving mechanism control unit that controls the moving mechanism and generates traveling information based on sensor information output from the sensor in the moving mechanism, the traveling information generated by the moving mechanism control unit, the processing result in the image data processing unit, A position estimation unit that estimates the position from the position, a movement path planning unit that obtains a movement route from the position estimated by the position estimation unit and the map data stored in the storage unit, and the movement mechanism control unit includes the movement route An autonomous mobile robot that moves by controlling the movement mechanism based on the movement route obtained by the planning unit, an information input unit that receives input of position information and destination information from the user, and an information input unit A position information storage unit that stores the position information input from the unit and the position estimated by the position estimation unit in association with each other, and when the destination information is input to the information input unit, the movement route planning unit The position data corresponding to the input destination information is obtained from the storage unit, the map data stored in the storage unit is referred to, and the movement route is obtained from the position estimated by the position estimation unit. .
According to this configuration, when the user moves the autonomous mobile robot to a predetermined teaching position and inputs position information to the information input unit at that position, the position estimated by the position estimation unit and the input position information Are stored in association with each other. Then, when the user inputs the destination information of the autonomous mobile robot as the position information, the autonomous mobile robot specifies the position corresponding to the input destination information, and the movement path planning unit determines the position estimation unit. The movement route from the position estimated in step S1 to the specified position is obtained, the movement mechanism is controlled according to the obtained movement route, and the autonomous mobile robot moves to the designated movement destination.
上記構成において、記憶部に記憶されているマップデータの作成及び更新を行うマップデータ作成更新部を備えていれば、自律移動型ロボットの移動領域内の障害物の数や位置が変化したり、新たな移動領域であっても、自らマップデータを作成したり更新したりするので、マップデータを逐一登録したり、変更する必要がない。 In the above configuration, if a map data creation / updating unit that creates and updates map data stored in the storage unit is provided, the number and positions of obstacles in the movement area of the autonomous mobile robot may change, Even in the moving area, map data is created or updated by itself, so that it is not necessary to register or change map data one by one.
上記構成において、外部のネットワークと接続するための接続部と、接続部を経由して音楽データの配信要求を行うと共にこの配信要求に応じて配信された音楽データを受信し、受信した音楽データの演奏出力を行う音楽演奏制御部と、を備えていれば、自律移動型ロボットを一種の歩くオーディオ機器として構成することができる。 In the above-described configuration, a connection unit for connecting to an external network, a music data distribution request via the connection unit, music data distributed in response to the distribution request are received, and the received music data If a music performance control unit that performs performance output is provided, the autonomous mobile robot can be configured as a kind of walking audio device.
上記構成において、情報入力部から入力された移動先情報に対応した移動先位置と位置推定部で推定された位置とが一致するか否かを判断する到着判定部と、到着判定部で肯定的判断がされると外部に到着情報を出力する出力部と、を備えることで、自律移動型ロボットがユーザが指定した移動先に到達すると、外部に対して到着した旨のメッセージなどを出力することができる。このとき、メッセージは自律移動型ロボットに設けた出力用スピーカから出力させたり、ユーザの携帯電話に発信してメッセージを発したり、または、ユーザのメールアドレスに対してそのメッセージを格納した電子メールを送信する。 In the above configuration, the arrival determination unit that determines whether the destination position corresponding to the destination information input from the information input unit matches the position estimated by the position estimation unit, and the arrival determination unit positively An output unit that outputs arrival information to the outside when the determination is made, and when the autonomous mobile robot reaches the destination specified by the user, a message indicating that the robot has arrived to the outside is output. Can do. At this time, the message is output from an output speaker provided in the autonomous mobile robot, is sent to the user's mobile phone to issue the message, or an e-mail storing the message is sent to the user's mail address. Send.
上記構成において、好ましくは、情報入力部は、音声で入力された移動先情報及び位置情報を判断する音声認識部と、音声認識部で判断された位置情報と位置推定部で推定された位置とを関連付けて記憶するよう位置情報記憶部に対して指示する入力情報処理部と、を備える。この構成によれば、移動先情報や位置情報を音声で入力することができるので、ユーザフレンドリーである。 In the above configuration, preferably, the information input unit includes a voice recognition unit that determines destination information and position information input by voice, position information determined by the voice recognition unit, and a position estimated by the position estimation unit. And an input information processing unit that instructs the position information storage unit to store the information in association with each other. According to this configuration, the destination information and the position information can be input by voice, which is user friendly.
上記構成において、好ましくは、情報入力部は、外部コンピュータと接続するための通信接続部と、外部コンピュータに対して記憶部に記憶されているマップデータを出力表示し、かつ外部コンピュータでマップデータ上で入力指定された位置と該位置に付される位置情報との入力を受ける入力情報処理部と、を備え、入力情報処理部は、出力表示されたマップデータ上で入力指定された位置及び該位置に付される位置情報の入力を受けると、入力された位置と位置情報とを対応させて記憶するよう位置情報記憶部に指示する。さらに、マップデータ作成更新部は、画像データ処理部で処理した画像データとマップデータとを組み合わせて、記憶部に記憶させておき、入力情報処理部は、外部コンピュータに対して記憶部に記憶されているマップデータ及び画像データを出力表示する。この構成によれば、情報入力部が外部コンピュータと接続され、記憶部に記憶されているマップデータを外部コンピュータ上に出力表示するので、外部コンピュータの入出力表示部に表示されたマップデータ上で指定入力しながら位置情報を入力することができる。特に、画像データを参照することで、入力したい位置を容易に指定することができる。 In the above configuration, preferably, the information input unit outputs and displays the communication connection unit for connecting to the external computer, the map data stored in the storage unit to the external computer, and the map data is displayed on the external computer. An input information processing unit that receives input of the position specified by the position and the position information attached to the position, and the input information processing unit includes the position specified by the input on the displayed map data and the position information When receiving the position information attached to the position, the position information storage unit is instructed to store the input position and the position information in association with each other. Further, the map data creation / update unit stores the image data processed by the image data processing unit and the map data in the storage unit, and the input information processing unit is stored in the storage unit with respect to the external computer. The displayed map data and image data are output and displayed. According to this configuration, since the information input unit is connected to the external computer and the map data stored in the storage unit is output and displayed on the external computer, the map data displayed on the input / output display unit of the external computer is displayed. Position information can be input while specifying. In particular, by referring to the image data, it is possible to easily specify the position to be input.
本発明の第2の構成は、自律移動型ロボットと通信接続可能で、かつ自律移動型ロボットの位置を推定すると共に、自律移動型ロボットの移動経路を計画し自律移動型ロボットに対し移動経路情報を送信するサーバ装置と、サーバ装置から受信した移動経路情報に基いて移動機構を制御して移動する自律移動型ロボットと、を備えた自律移動型ロボットシステムであって、撮影部と、撮影部で生成された画像データをサーバ装置に転送する画像データ転送部と、移動機構内のセンサーからのセンサー情報を送信するセンサー情報送信部と、を備え、サーバ装置は、ロボットの移動空間内の障害物位置情報をマップデータとして記憶する第1記憶部と、画像データ転送部から転送された画像データを処理する画像データ処理部と、センサー情報送信部から送信されたセンサー情報及び画像データ処理部での処理結果から位置を推定する位置推定部と、位置推定部で推定した位置と第1記憶部に記憶されているマップデータとから移動経路を求める移動経路計画部と、ユーザからの位置情報及び移動先情報の入力を受ける情報入力部と、情報入力部から入力された位置情報と位置推定部で推定された位置とを関連付けて記憶する位置情報記憶部と、を備え、情報入力部から移動先情報の入力があると、移動経路計画部が、入力された移動先情報に対する位置データを位置情報記憶部から得て、第1記憶部に記憶されているマップデータを参照し、位置推定部で推定した位置から移動経路を計画して移動経路情報として自律移動型ロボットに送信することを特徴とする。
上記構成により、自律移動型ロボットシステムにおけるデータ処理、特に、画像データ処理、マップ生成更新処理、移動経路計画処理をサーバ装置で行うことにより、自律移動型ロボットでのデータ処理量を減らすことができ、自律移動型ロボットの小型化に寄与する。
The second configuration of the present invention is capable of communication connection with an autonomous mobile robot, estimates the position of the autonomous mobile robot, plans a travel path of the autonomous mobile robot, and provides travel path information to the autonomous mobile robot. An autonomous mobile robot system comprising: a server device that transmits a mobile device; and an autonomous mobile robot that moves by controlling a moving mechanism based on movement path information received from the server device, the imaging unit and the imaging unit An image data transfer unit that transfers the image data generated in
With the above configuration, data processing in an autonomous mobile robot system, especially image data processing, map generation update processing, and movement route planning processing, can be performed on the server device, thereby reducing the amount of data processing in the autonomous mobile robot. Contributes to miniaturization of autonomous mobile robots.
上記構成において、サーバ装置が、第1記憶部に記憶されるマップデータの作成及び更新を行うマップデータ作成更新部を備えることで、自律移動型ロボットの移動領域内の障害物の数や位置が変化したり、新たな移動領域であっても、自らマップデータを作成したり更新したりするので、マップデータを逐一登録したり、変更する必要がない。 In the above configuration, the server device includes a map data creation / updating unit that creates and updates map data stored in the first storage unit, so that the number and positions of obstacles in the movement area of the autonomous mobile robot change. Even if it is a new movement area, map data is created or updated by itself, so there is no need to register or change map data one by one.
上記構成において、好ましくは、自律移動型ロボットは、外部から配信された音楽データを受信し、受信した音楽データの演奏出力を行う音楽演奏制御部を備える。この構成によれば、自律移動型ロボットを一種の歩くオーディオ機器として構成し得る。 In the above configuration, the autonomous mobile robot preferably includes a music performance control unit that receives music data distributed from the outside and outputs a performance of the received music data. According to this configuration, the autonomous mobile robot can be configured as a kind of walking audio device.
上記構成において、好ましくは、サーバ装置は、情報入力部から入力された移動先情報に対応した移動先位置と位置推定部で推定された位置とが一致するか否かを判断する到着判定部と、この到着判定部で肯定的判断がされると外部に到着情報を出力する出力部と、を備える。この構成によれば、自律移動型ロボットはユーザが指定した移動先に到達すると、外部に対して到着した旨のメッセージなどを出力する。 In the above configuration, the server device preferably includes an arrival determination unit that determines whether or not the destination position corresponding to the destination information input from the information input unit matches the position estimated by the position estimation unit. And an output unit for outputting arrival information to the outside when a positive determination is made by the arrival determination unit. According to this configuration, when the autonomous mobile robot reaches the destination designated by the user, the autonomous mobile robot outputs a message to the outside that it has arrived.
上記構成において、好ましくは、情報入力部は、音声で入力された移動先情報及び位置情報を判断する音声認識部と、音声認識部で判断された位置情報と位置推定部で推定された位置とを関連付けて記憶するよう位置情報記憶部に対して指示する入力情報処理部と、を備える。この構成によれば、移動先情報や位置情報を音声で入力することができるので、ユーザフレンドリーである。 In the above configuration, preferably, the information input unit includes a voice recognition unit that determines destination information and position information input by voice, position information determined by the voice recognition unit, and a position estimated by the position estimation unit. And an input information processing unit that instructs the position information storage unit to store the information in association with each other. According to this configuration, the destination information and the position information can be input by voice, which is user friendly.
上記構成において、好ましくは、サーバ装置は、外部コンピュータと接続するための通信部を備え、情報入力部は、外部コンピュータに対して第1記憶部に記憶されているマップデータを出力表示し、かつ外部コンピュータに出力表示されたマップデータ上にて入力指定された位置と位置に付される位置情報との入力を受ける入力情報処理部を備え、入力情報処理部が、マップデータ上で入力指定された位置及びこの位置に付される位置情報の入力を受けると、入力された位置と位置情報とを対応させて記憶するよう位置情報記憶部に指示する。さらに、サーバ装置は、位置推定部で推定された位置と画像データ処理部で処理された画像データとを組みにして記憶する第2記憶部を備え、入力情報処理部が、外部コンピュータに対して第1記憶部に記憶されているマップデータと第2記憶部に記憶されている画像データを出力表示する。この構成によれば、情報入力部が内部コンピュータと接続されて、記憶部に記憶されているマップデータを出力表示するので、外部コンピュータの入出力表示部に表示されたマップデータ上で指定入力しながら位置情報を入力することができる。特に、画像データを参照することで、入力したい位置を容易に指定することができる。 In the above configuration, the server device preferably includes a communication unit for connecting to an external computer, and the information input unit outputs and displays the map data stored in the first storage unit with respect to the external computer, and An input information processing unit is provided for receiving input of a position specified for input on map data output and displayed on an external computer and position information attached to the position, and the input information processing unit is specified for input on map data. When the input of the position and the position information attached to the position is received, the position information storage unit is instructed to store the input position and the position information in association with each other. The server device further includes a second storage unit that stores the position estimated by the position estimation unit and the image data processed by the image data processing unit in combination, and the input information processing unit is connected to the external computer. The map data stored in the first storage unit and the image data stored in the second storage unit are output and displayed. According to this configuration, since the information input unit is connected to the internal computer and the map data stored in the storage unit is output and displayed, the specified input is performed on the map data displayed on the input / output display unit of the external computer. Position information can be input. In particular, by referring to the image data, it is possible to easily specify the position to be input.
本発明は、ユーザが自律移動型ロボットの移動領域の各場所に対し、ユーザの好みに応じて自由に名称を付すことができ、その付された名称を位置情報として、ロボットの移動先を指定することができる。特に、自律移動型ロボットの移動領域が各家庭のような場合であっても、その屋内の間取りや大きさなどに応じて自由に自律移動型ロボットに位置情報を任意に教示することができる。 According to the present invention, a user can freely assign a name to each location in the movement area of an autonomous mobile robot according to the user's preference, and designate the movement destination of the robot using the assigned name as position information. can do. In particular, even when the movement area of the autonomous mobile robot is in each home, the position information can be arbitrarily taught to the autonomous mobile robot in accordance with the indoor layout and size.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1は、本発明を実施するための最良の形態である自律移動型ロボット10のブロック構成図である。本発明の実施形態に係る自律移動型ロボット10は、図1に示すように、例えば車輪をモータで移動して移動する移動機構11と、この移動機構11を制御する移動機構制御部12と、自律移動型ロボット10の移動空間内の障害物位置情報をマップデータとして記憶する記憶部13と、自律移動型ロボット10の位置を推定する位置推定部14と、記憶部13に記憶された、ロボットの移動空間内の障害物情報を示したマップデータや各種行動パターンなどに基いて現在位置から移動経路を計画して移動機構制御部12に移動経路情報として出力する移動経路計画部15と、を備える。
これにより、自律移動型ロボット10は、移動経路計画部15で、行動パターンやマップデータを参照して、位置推定部14で推定した現在位置から移動経路を求め、移動機構制御部12に移動経路情報として出力し、移動機構制御部12が移動機構11を制御して移動経路情報に基いて移動経路に沿って移動する。
ここで、記憶部13には、自律移動型ロボット10が人の姿を検知すると検知した人を尾行するような追跡行動パターンや、後述するように障害物検知部16で障害物を検出した場合に障害物を回避するよう移動計画を行う行動パターンなど、各種行動パターンに沿って移動機構11を制御するための制御情報が格納されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of an autonomous
As a result, the autonomous
Here, in the
また、図1に示す自律移動型ロボット10には、衝突センサーや赤外線センサーなどの各種センサーからの出力信号を受けて、障害物を検知する障害物検知部16と、この障害物検知部16から障害物の存在及びその方向に関する情報の入力を受けると、位置推定部14で推定された位置を参照して、最終的な障害物の位置情報を生成及び更新するマップデータ生成更新部17と、を備える。衝突センサーは、ロボットと周囲の物体との接触を検知する。赤外線センサーは、ロボットの進行方向及びその他の方向の所定距離にある物体を検知する。このような障害物センサーからの出力信号を受けると、障害物検知部16は、ロボット近傍における障害物の有無やロボットからの障害物の方向を判定し、マップデータ生成更新部17にその結果が出力される。マップデータ生成更新部17は、障害物検知部16から障害物の存在及びその方向に関する情報の入力を受けると、位置推定部14で推定された位置を参照して、最終的な障害物の位置情報を作成し、マップデータとして作成する。
In addition, the autonomous
図2はマップデータの一例を示す図である。自律移動型ロボット10の移動空間の任意の領域が、例えば、格子状に区分されて、各区域が、例えば二次元の座標(X,Y)で表される。図中、「1」は障害物あり、「0」は障害物なし、「−1」は障害物の有無につき不明を、それぞれ示している。マップデータのデータ構造は図2に示す他、ロボットの移動領域内の各位置での障害物の有無につき、付加情報として、撮影部18で生成された画像データや各種障害物センサーによるセンサー情報に基いて推定される障害物の存在確率を格子点毎に示すようなデータ構造であってもよい。
FIG. 2 is a diagram showing an example of map data. Arbitrary regions of the movement space of the autonomous
また、図1に示す自律移動型ロボット10は、カメラ及びそのカメラドライバなどを含む撮影部18と、撮影部18から出力された画像データを処理する画像データ処理部19を備える。撮影部18内のカメラは、カメラドライバで撮影方向や撮影タイミングなどが制御されて、撮影により画像データを生成する。そして、画像データ処理部19は、処理結果に応じて、位置推定部14で推定された位置と共に画像データを、記憶部13に記憶させる。また、画像データ処理部19は処理結果に応じて、後述するように障害物を検知した場合にはマップデータ生成更新部17にその処理結果を出力する。そして、この出力を受けたマップデータ生成更新部17は、位置推定部14で推定された位置と処理結果に基いて障害物の位置を算定して、記憶部13に記憶されたマップデータを更新する。
The autonomous
このように、自律移動型ロボット10が自分でロボット移動空間内の障害物位置情報をマップデータとして作成し、既に記憶部13に記憶されている障害物位置情報が現状と合わない場合にはマップデータを更新する。これにより、自律移動型ロボット10はロボット移動空間が全く変化しても、その変化に対応して自律移動することができる。
As described above, the autonomous
本発明の自律移動型ロボット10においては、ユーザがロボット移動空間内の任意の位置に対して付した名称などの位置情報、及び自律移動型ロボット10の移動先の指示情報としての移動先情報の入力を受ける情報入力部20と、この情報入力部20で入力された位置情報と位置推定部14で推定された位置とを関連付けて記憶する位置情報記憶部21と、を備える。
In the autonomous
図3は、位置情報記憶部21が位置情報と推定位置とを関連付けて記憶するテーブルを模式的に示す図である。位置情報記憶部21に格納されるテーブルは、位置推定部14で推定された位置、即ち、ロボット移動空間内での該当する位置座標(x,y)と、その位置座標にユーザが任意に付した名称などの位置情報とが一対一に対応するように構成されている。例えば、図3に示すように、情報入力部から入力された位置情報(図では、「げんかん」、「きっちん」、「おうせつま」)に対して、それぞれメモリ番号が付された第1テーブルT1と、この第1テーブルT1に付された各メモリ番号に対してロボット移動空間内での該当する位置座標(x,y)が格納される第2テーブルT2とで構成されているが、一つのテーブルでその対応関係を記憶させるようにしてもよい。ここで、マップデータ中の障害物の位置を示す座標(X,Y)と位置推定部14で推定される位置座標(x,y)とは、同じ区分サイズで説明しているが、必ずしも区分サイズは同一レベルである必要はなく、位置推定部14で推定される位置座標(x,y)の区分サイズはより細かくてもよい。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a table in which the position
この情報入力部20は、音声で入力された移動先情報及び位置情報を判断する音声認識部20aと、この音声認識部20aで判断された位置情報と位置情報推定部14で推定された現在の自律移動型ロボット10の位置とを前述のように関連付けて記憶するよう位置情報記憶部21に指示する入力情報処理部20bと、から構成されてもよい。また、情報入力部20はリモコンやタッチパネルなどと接続され、ユーザからの操作指示を受けるためのインタフェース機能を備えており、ユーザが位置情報の入力を行ったり、また、ロボットに移動させるために、直接ロボットに前に進めとか左に旋回せよといった移動指示が入力することができるようになっていてもよい。
The
また、情報入力部20は、外部と携帯電話やパソコンなどの外部コンピュータと接続する通信接続部20cと、外部コンピュータの入出力表示部に対して記憶部13に記憶されているマップデータを画面表示し、この画面表示されたマップデータ上でマウスなどのポインティングデバイスを用いて位置情報を入力したい位置座標の指定入力及びこの位置座標に対する位置情報の入力を受ける入力情報処理部20bと、で構成されてもよい。撮影部18が生成した画像データと、その生成時の位置推定部14で推定された位置とが組みとして、記憶部13に記憶されている場合には、画面表示にポインティングデバイスで指定された位置での画像データを参照情報として外部コンピュータに出力表示することで、ユーザは、正しくマップデータの各位置、即ち座標に対して名称などの位置情報を入力することができる。
Further, the
また、図1に示すように、情報入力部20が音声入力部20aと入力情報処理部20bと通信接続部20cとから構成されていることにより、多数の位置情報とその座標との組みを入力する場合や、適宜数個の位置情報とその座標との組みを容易に入力する場合など、適宜ユーザの好みに応じて入力の仕方を適宜選択することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
さらに、情報入力部20は、ユーザから自律移動型ロボット10の移動先情報が音声で入力されたり、携帯電話との通信接続により移動先情報が入力されたり、又は、メール送受信などで外部コンピュータと接続されて移動先情報が入力されると、移動経路計画部15に対して入力された移動先情報を通知して移動経路を計画するように指示する。この指示を受けた移動経路計画部15は、移動先情報と位置推定部14で推定された現在の位置と記憶部13に記憶されたマップデータとを用いて移動経路を計画し、移動機構制御部12に対して移動経路情報を出力する。この出力を受けた移動機構制御部12は、入力された移動経路情報に基いて移動先に自律移動するよう移動機構を制御する。
Furthermore, the
ところで、自律移動型ロボット10は、移動経路計画部15からの移動経路情報と、移動機構11内のセンサー情報に基いて生成される走行距離や走行方向などの走行情報と、位置推定部14で推定された位置とから、移動先に到達したか否かの判断を行う到達判定部22と、この到達判定部22で情報入力部20に入力された移動先情報とが一致する場合に、外部に到達した旨の情報を出力する出力部23とを備える。よって、自律移動型ロボット10が移動先に移動すると、出力部23により、例えば、「到着しました」旨のメッセージを音声として出力したり、ユーザの携帯情報端末装置に発信してそのメッセージを音声出力したり、そのメッセージをメールで送信する。また、後述するように、予め記憶部13に記憶されている行動パターンにより移動機構制御部12が移動機構11を制御して、所定の動作を行うようにすることもできる。出力部23は、所定の時間経過しても到達しない場合には、出力部23により、例えば「到達できない」旨のメッセージを各種形態に沿って出力することもできる。
By the way, the autonomous
次に、図1に示す自律移動型ロボットにおける、画像データのデータベース化、マップデータの作成更新、位置情報の教示及び移動先への移動指示の各場面を説明しながら、位置推定部14、マップデータ生成更新部17、画像データ処理部19及び情報入力部20の機能について詳細に説明する。
自律移動型ロボット10の記憶部13にはマップデータが記憶されていなくても、記憶部13または移動経路計画部15に記憶されている行動パターンのうち、ランダム行動を選択して自律移動することにより、自律移動型ロボット10が自らマップデータを作成する。
Next, in the autonomous mobile robot shown in FIG. 1, the
Even if no map data is stored in the
図4は、自律移動型ロボット10が撮影部18で生成した画像データから現在の位置を推定すると共に、推定位置と共に画像データを記憶部13に記憶する、所謂画像データのデータベース化のフロー図である。
先ず、自律移動型ロボット10に搭載された撮影部18でカメラを所定方向に向けて撮影し画像データを生成する(STEP1−1)。撮影部18で生成した画像データは画像データ処理部19に出力される。
次に、画像データ処理部19は、撮影部18から画像データの入力を受けると、画像データから特徴点、即ち、自律移動型ロボット10の撮影方向にある物体中の輪郭や表面の模様を判定するための手がかり、例えば家具の頂点を検出する(STEP1−2)。
そして、画像データ中に特徴点が所定数、例えば5個以上あるか否かを判断する(STEP1−3)。画像データ中に特徴点が所定の数なければ、画像データから現在位置を推定することができないので、記憶部10または移動経路計画部15に記憶されている行動パターンにより移動経路を計画し、移動経路計画に従って移動機構制御部12が移動機構11を制御することによりランダムに移動する(STEP1−4)。そして、再度、STEP1−1に移行する。
FIG. 4 is a flow diagram for creating a so-called image data database in which the autonomous
First, the
Next, when the image
Then, it is determined whether or not there are a predetermined number of feature points, for example, 5 or more in the image data (STEP 1-3). Since the current position cannot be estimated from the image data unless there are a predetermined number of feature points in the image data, the movement route is planned based on the action pattern stored in the
一方、入力された画像データ中に特徴点が所定の数あれば、この画像データから位置を推定するための判断材料として用いることができる。この場合には、画像データ処理部19は記憶部13に記憶されているランドマークと現在の画像データの特徴点とを比較する(STEP1−5)。ここで、ランドマークとは、マップデータ内の推定位置と該推定位置で撮影した画像データから得られた特徴点の情報との組みである。なお、記憶部13には各画像データについての特徴点がその画像データと共に格納されていない場合には、画像データから特徴点を検出するデータ処理をその都度行う。
画像データ処理部19は、上記STEP1−5の比較の結果、現在生成した画像データの特徴点が既に記憶部13に記憶されているか否かを判断する(STEP1−6)。この判断で一致するものがなければ、新しいランドマークのデータボックスを記憶部13に作成し(STEP1−7)、移動機構制御部12で生成した走行距離を元にしてランドマークの各データを記憶部13に記憶する(STEP1−8)。そして、上記STEP1−1に戻る。一方、画像データ処理部19は、上記STEP1−6の判断で一致するものがある場合には、自律移動型ロボット10が今いる位置は過去に来たことがあると判断し、画像データを元に算出された現在の自律移動型ロボットの位置推定値(以下、「視覚値」という。)と、移動機構制御部12で生成した走行距離とを元に、現在位置を更新し(STEP1−9)、視覚値と走行距離、現在位置の情報を元に、記憶部13内に記憶されている、現在位置に相当するランドマークの各データを更新する(STEP1−10)。ここで、視覚値は、例えば複数の画像データを用いて、カメラから被写体までの距離を三角法で求めることできる。その後、上記STEP1−1に戻る。
以上のループを繰り返し行うことで、記憶部10にランドマークを登録し、かつ更新することができる。
On the other hand, if the input image data has a predetermined number of feature points, it can be used as a judgment material for estimating the position from the image data. In this case, the image
The image
By repeating the above loop, the landmark can be registered and updated in the
次に、自律移動型ロボット10が自らマップデータを作成する場合を説明する。
図5は、自律移動型ロボット10がマップデータを作成する場合のフロー図である。
先ず、移動経路計画部15は記憶部13または移動経路計画部15に記憶されている行動パターンにより移動経路を計画し、移動経路情報に従って移動機構制御部12が移動機構11を制御することによりランダムに移動する(STEP2−1)。
次に、ランドマークの検索を行う(STEP2−2)と共に、移動機構制御部12で生成した走行位置(Odmetry)を参照する(STEP2−3)。走行位置は、移動機構制御部12が、例えば、移動機構11中の車輪の回転数を自ら測定し、その測定結果に基いて移動距離及び方向から求めたデータである。そして、ランドマークの検索の結果と走行位置とに基いて、現在位置の推定を行う(STEP2−4)。
以上のSTEP2−1〜STEP2−4の処理を、障害物検知部16から障害物を検知するまで繰り返す(STEP2−5)。
Next, the case where the autonomous
FIG. 5 is a flowchart when the autonomous
First, the movement
Next, the landmark is searched (STEP 2-2), and the travel position (Odmetery) generated by the movement
The above processing of STEP2-1 to STEP2-4 is repeated until an obstacle is detected from the obstacle detector 16 (STEP2-5).
障害物検知部16で障害物を検知すると、マップデータ生成更新部17はその検出結果の入力を受け、検知方向と自律移動型ロボットの現在位置とから障害物の位置を推定する(STEP2−6)。その推定した障害物の位置に対応するマップデータ中の座標に障害物の存在を記録する(STEP2−7)。その後、再度STEP2−1に戻る。
この一連の処理により、マップデータ生成更新部17が、ロボット移動領域における障害物の位置情報をマップデータとして作成することができる。
When the
Through this series of processing, the map data generation /
このようにして画像データを用いて障害物の位置情報をマップデータとして作成することができるが、次のように、障害物センサーによる障害物検知を用いてもよい。
図6は、障害物センサーによる障害物検知と画像データの処理によりマップデータを作成及び更新を行うフロー図である。
前述と同様に、移動機構11により自律移動型ロボット10をランダムに移動させる(STEP3−1)。
障害物センサーにより障害物を検知する(STEP3−2)と、マップデータ生成更新部17は、障害物が検知された方向とロボットの現在の位置から障害物の位置を推定し、記憶部13内のマップデータを更新する(STEP3−3)。その後、自律移動型ロボット10はランダムに回転するなどして進行方向を変えて、障害物を回避し(STEP3−4)、STEP3−1に戻る。
また、撮影部18で画像データを生成し(STEP3−5)、記憶部13内に今回生成した画像データと一致するものがあるか否かを判断する(STEP3−6)。一致するものがあれば、記憶部13に記憶された画像データに関連付けられた撮影位置、即ち、撮影部18の座標及び向きを読み出し、自律移動型ロボット10の現在位置を推定する。このとき、移動機構制御部12から走行距離のデータを参照して(STEP3−8)この一次推定値も併せて、自律移動型ロボット10の現在位置を推定するとよい。一致するものがなければ、今回撮影した画像データと位置の一次推定値とを組み合わせて記憶部10に記憶させる(STEP3−7)。
In this way, the position information of the obstacle can be created as map data using the image data, but the obstacle detection by the obstacle sensor may be used as follows.
FIG. 6 is a flowchart for creating and updating map data by obstacle detection by the obstacle sensor and image data processing.
Similarly to the above, the autonomous
When an obstacle is detected by the obstacle sensor (STEP 3-2), the map data generation / updating
Further, image data is generated by the photographing unit 18 (STEP 3-5), and it is determined whether or not there is a data that matches the image data generated this time in the storage unit 13 (STEP 3-6). If there is a match, the imaging position associated with the image data stored in the
次に、マップデータの各座標に対してユーザである教示者が任意に名称を付して位置情報記憶部21に記憶させる方法を説明する。
図7は、位置情報記憶部21に位置情報としての名称を記憶させるフロー図である。
先ず、ユーザは自律移動型ロボット10を教示したい位置に移動させることで、教示操作が開始する(STEP4−1)。このとき、自律移動型ロボット10の移動のさせ方は、情報入力部20からリモコンやタッチパネルなどを介してユーザが逐一移動指示させてもよいし、ユーザが自分自身を追尾して移動させるようにしてもよい。
次に、現在位置に対する位置情報をユーザが情報入力部20から入力する(STEP4−2)。情報入力部20は、位置情報記憶部21内に、入力された位置情報があるか否かを確認する(STEP4−3)。情報入力部20は、位置情報記憶部21内に同じ位置情報がないことを確認すると、位置推定部14から現在のロボットの位置を取得し(STEP4−4)、推定位置と位置情報とを組みにして例えばテーブルに登録する(STEP4−5)。
以上により、マップデータの各座標に対して教示者が任意に名称を付して位置情報記憶部21に記憶させることができる。
Next, a method in which a teacher who is a user arbitrarily assigns a name to each coordinate of the map data and stores it in the position
FIG. 7 is a flowchart for storing a name as position information in the position
First, the user starts the teaching operation by moving the autonomous
Next, the user inputs position information for the current position from the information input unit 20 (STEP 4-2). The
As described above, the teacher can arbitrarily give a name to each coordinate of the map data and store it in the position
このようにしてテーブルや記憶部13に記憶された位置情報やマップデータなどを用いて、ユーザが自律移動型ロボット10に移動先の情報を与えることで、自律移動型ロボット10が移動先に移動することを説明する。
図8は、自律移動型ロボット10に移動指示を与えた場合の、自律移動型ロボットが移動先に移動するフローの前半を示す図で、図9は、そのフローの後半を示す図である。
ユーザは自律移動型ロボット10に情報入力部20から移動先情報を与えることで移動指示が終了する(STEP5−1)。
情報入力部20は移動先情報の入力を受けると(STEP5−2)、位置情報記憶部21内にSTEP5−2で入力された移動先情報の有無を検索する(STEP5−3)。位置情報記憶部21内に入力された移動先情報がなければ処理を終了する一方、位置情報記憶部21内に入力された移動先情報があれば、その移動先情報に対応したマップデータの座標値を取得する(STEP5−4)。そして、取得した座標値を目標位置として、移動経路計画部15に対して送信する(STEP5−5)。このようにしてユーザから入力された移動先情報を目標位置の座標値として変換して指定すると(STEP6−1)、位置推定部14から今現在の自律移動型ロボットの位置を取得する(STEP6−2)。そして、移動経路計画部15は、位置推定部14で推定された現在の位置と目標値とから移動経路を計画する。その際、記憶部13に記憶されたマップデータを参照して、障害物に接触しないように移動経路を計画する(STEP6−3)。そして、移動経路計画部15で計画された移動経路を移動経路情報として移動機構制御部12に出力すると、移動機構制御部12は移動機構を制御し、移動経路に沿って自律移動する(STEP6−4)。
In this way, by using the position information or map data stored in the table or the
FIG. 8 is a diagram showing the first half of the flow in which the autonomous mobile robot moves to the destination when a movement instruction is given to the autonomous
The user completes the movement instruction by giving the destination information to the autonomous
When the
そして、適宜目的地に到達したか否かを判定し(STEP6−5)、到達するまで移動及び判定を繰り返す。その際、未確認の障害物を検知する(STEP6−6)と、障害物が検知された方向及び自律移動ロボット10の現在地から障害物の位置情報を推定し、マップデータに反映させる(STEP6−7)。そして、移動機構制御部12に指示してランダムに回転するなどして進路方向を変えることで障害物を回避し(STEP6−8)、上記STEP6−2に戻る。
Then, it is determined whether or not the destination has been reached as appropriate (STEP 6-5), and the movement and determination are repeated until the destination is reached. At that time, when an unidentified obstacle is detected (STEP 6-6), the position information of the obstacle is estimated from the direction in which the obstacle is detected and the current location of the autonomous
以上のように自律移動型ロボット10が構成されているので、自律移動型ロボット10を所定の教示位置に連れて行き、その教示位置で位置情報が情報入力部20に入力されると、位置推定部14で推定された位置と入力された位置情報とを対として位置情報記憶部21に格納する。このように、ロボット移動空間内の任意の箇所に対応して、ユーザの好きな名称を位置情報として自律移動型ロボット10に教示する作業を、複数箇所で行うことで、位置情報設定部21に、ロボット移動空間内の各座標に対する位置情報が格納される。よって、その格納された位置情報の中からユーザが任意に移動先情報として情報入力部20に入力することで、自律移動型ロボット10が、入力され移動先情報に対応した位置を特定し、移動経路計画部15にて位置推定部14で推定された位置からこの特定された位置までの移動経路を求め、この求めた移動経路に従って移動機構11が制御されて、自律移動型ロボット10が指定された移動先に移動する。
Since the autonomous
よって、ユーザは、自律移動型ロボット10に対し移動先情報を与えるという一つの操作により、自律移動型ロボット10を移動させることができる。このとき、ユーザはマップデータに基いて移動先を指定する必要はないので、ユーザフレンドリーである。更に、ユーザの好みに応じて自律移動型ロボット10の移動先位置に好きな名称を選択して予め教示することで、次回移動先情報として用いることができる。
Therefore, the user can move the autonomous
ここで、位置情報記憶部21についてのデータ構造についての変形例を説明する。図3を用いて説明したように、情報入力部20から入力された位置情報と位置推定部14で推定された位置とをテーブルに格納することで、両者を関係付けて記憶する形態のほか、次のような形態でもよい。
図10は、位置情報記憶部21でのデータ構造の変形例を模式的に示す図である。位置情報記憶部21のデータ構造は、図10に示すように、位置情報と位置推定部14で推定した位置とからなるデータ部と、ポインターなどこのデータ部を参照するための参照部と、からなるリスト構造である。この構造により、位置情報と位置推定部14で推定した位置とを関連付けて記憶させ、かつ検索し易くしてもよい。このようなリスト構造により、データ部に格納するデータを順に、最初の要素または最後の要素から検索しやすくなる。また、双方向リストに限らず、最初の要素または最後の要素から検索する一方向のリスト構造であってもよい。
Here, the modification about the data structure about the positional
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a modification example of the data structure in the position
図11は、位置情報記憶部21でのデータ構造の変形例を模式的に示す図である。位置情報記憶部21の別のデータ構造としては、図11に示すように、自律移動型ロボット10の移動空間として二次元マップを当てはめ、このマップ構造内で位置情報が付された位置、例えば図示した例では「げんかん」が付された位置(x=4,y=2)に、「げんかん」という情報を対応させて保存する。位置情報が付されていない位置は空である。
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a modified example of the data structure in the position
次に変形例を示す。
図12は、自律移動型ロボット40と、この自律移動型ロボット40と通信接続可能なサーバ装置50とで構成された自律移動型ロボットシステム30の構成図である。図12に示す自律移動型ロボットシステム30は、図1に示す自律移動型ロボット10のデータ処理などの一部の処理機能をサーバ装置50で行うようにした点で異なる。
自律移動型ロボット40は、サーバ装置50とデータや情報の送受信を行う送受信部41と、撮影部42と、撮影部42で生成した画像データをサーバ装置50に転送する画像データ転送部43と、障害物センサーからの出力信号により障害物を検知する障害物検出部44と、サーバ装置50から送信された移動経路情報から移動機構45を制御する移動機構制御部46と、移動機構45内の各種センサーからの情報をサーバ装置50に送信するセンサー情報送信部47とを備える。
Next, a modification is shown.
FIG. 12 is a configuration diagram of an autonomous
The autonomous
また、サーバ装置50は、自律移動型ロボット50とデータや情報の送受信を行う送受信部51と、画像データ転送部43から転送された画像データのデータ処理を行うデータ処理部52と、ロボット移動空間内の障害物位置情報をマップデータとして作成及び更新するマップデータ作成更新部53と、このマップデータ作成更新部53で作成されたマップデータを記憶する第1記憶部54と、センサー情報送信部47から送信されたセンサー情報及び画像データの処理結果とから位置を推定する位置推定部55と、この位置推定部55で推定した位置情報と第1記憶部54に記憶されているマップデータとから移動経路を求める移動経路計画部56と、移動経路計画部56から求めた移動経路を移動経路情報として自律移動型ロボット40に送信する移動経路情報送信部57と、ユーザからの位置情報及び移動先情報の入力を受ける情報入力部58と、この情報入力部58から入力された位置情報と位置推定部55で推定された位置とを関連付けて記憶する位置情報記憶部59とを備える。
また、サーバ装置50は、自律移動型ロボット40の障害物検知部44から障害物検知情報を受信する障害物検知情報受信部60の他、画像データ処理部52で処理された画像データを位置情報と共に記憶する第2記憶部61を備え、情報入力部58を介して外部コンピュータにその画像データをマップデータと共に出力表示させることができる。
The
In addition to the obstacle detection
この構成においてもサーバ装置50に設けられた情報入力部58から移動先情報の入力があると、位置情報記憶部59内に移動先情報に関連付けて格納された移動先の座標を取得し、マップデータを参照しながら、位置推定部55で推定された位置座標から移動先の座標までの移動経路を計画し、移動経路情報として自律移動型ロボット40に送信する。よって、図1に示す自律移動型ロボット10と同様、移動機構制御部46は移動経路情報に基いて移動機構45を制御して、移動経路に沿って自律移動する。
Also in this configuration, when destination information is input from the
この構成から分かるように、図1に示す自律移動型ロボット10のデータ処理の一部、特に、画像データや移動経路計画に係るデータ処理を自律移動型ロボット40で行わないで、自律移動型ロボット40と通信接続できるサーバ装置50で行うことで、自律移動型ロボットの処理能力を小さくすることができ、小型化や消費電力を抑えることができる。また、図1に示す自律移動型ロボット10と同様に、到着判定部62や到着情報を出力する出力部63を、サーバ装置50に備えることができる。情報入力部58も、図1に示す自律移動型ロボット10の場合と同様に、音声認識部58aや入力情報処理部58bや通信接続部58cにより構成することができる。
As can be seen from this configuration, a part of the data processing of the autonomous
図13は図1と異なる自律移動型ロボットのブロック構成図である。図13に示す自律移動型ロボット60は、図1に示す自律移動型ロボットの情報入力部20に対して、情報入力のための付加機能を設けた点で、図1とは異なる。図1と同一または同等のものには同一の符号を付し説明を省略する。
図13に示すように、情報入力部70は、音声認識部20a、通信接続部20cの他に、ユーザからのジェスチャーによる指示入力を受ける、カメラ及びそのドライバーで構成される撮影部71と、撮影部71の撮影で生成した画像データを判断しユーザのジェスチャーの判定を行うジェスチャー判定部72とを含んで構成される。ここで、ジェスチャー判定部72は、ユーザの行う各種のジェスチャーの判定を行うための参照データを格納しておき、撮影部71がカメラ撮影で生成した画像データをデータ変換し、自律移動型ロボットの視野内での人物の有無につき判断し、参照データと比較することにより、ユーザからのジェスチャーによる指示内容を判断する。これにより、自律移動型ロボット60の各種の指示を、音声認識部20aにより音声でも、通信接続部20cに接続されたパソコンや携帯情報端末装置などの外部コンピュータからの指示データの送受信でも、また、ユーザによる所望のジェスチャーでも、受けることができる。
FIG. 13 is a block diagram of an autonomous mobile robot different from FIG. An autonomous
As shown in FIG. 13, in addition to the
ここで、自律移動型ロボットへの位置情報の教示は、前述のように、自律移動型ロボットをその場所に連れて行ったり、そこに移動させて、音声を通してまたは外部コンピュータを通じて位置情報を入力することで行われるが、別にこれに限らない。例えば、位置情報が番号である場合には、その番号をコード化して印刷したバーコードシールを該当箇所に貼り付けておき、自律移動型ロボットの撮影部18又は71でそのバーコードシールを移動中読み取ることで、自律移動型ロボットがその場所が教示された位置であると判断すると共に、バーコードを解読して位置情報に変換して、位置情報記憶部21にその位置座標と位置情報とを関連付けて記憶させることでも実現できる。バーコードシールの代わりにRFIDタグなどの無線通信機能を有したデバイスを用いてもよい。
Here, the position information is taught to the autonomous mobile robot, as described above, the autonomous mobile robot is taken to the location or moved there, and the position information is input through voice or through an external computer. However, it is not limited to this. For example, when the position information is a number, a barcode sticker in which the number is coded and printed is pasted to the corresponding location, and the barcode sticker is being moved by the photographing
以上説明したように、本発明の自律移動型ロボットやそのシステムは、その移動領域内の障害物を自ら判断することでマップデータの作成及び更新を行うと共に、ユーザがその移動領域内の任意の場所を定めてユーザの好みに応じて名称を付して教示することで、位置情報記憶部に、移動領域内の位置座標と付した名称とを関連付けて記憶する。よって、ユーザはその過去に教示した名称で自律移動型ロボットの移動先を指定することで、自律移動型ロボットは、現在の位置を推定した後に、指定された移動先に対する移動経路を計画し、その移動経路に従って自律的に移動する。このとき、自律移動型ロボットが音楽演奏しつつ移動しても、或いは、指定された移動先に自律移動型ロボットが到達すると自ら移動先に到着したことを判断し音楽演奏を開始することもできる。そこで、自律移動型ロボットを一種の動くオーディオ機器として利用する場合の利用形態について説明する。 As described above, the autonomous mobile robot and its system according to the present invention create and update map data by self-determining obstacles in the moving area, and the user can select any arbitrary area in the moving area. By defining a place and giving a name according to the user's preference and teaching it, the position information storage unit stores the position coordinate in the movement area and the name attached in association with each other. Therefore, the user designates the destination of the autonomous mobile robot with the name taught in the past, so that the autonomous mobile robot estimates the current position and then plans the movement route for the designated destination. It moves autonomously according to the movement route. At this time, even if the autonomous mobile robot moves while playing music, or when the autonomous mobile robot reaches the designated destination, it can determine that it has arrived at the destination and start playing music. . Therefore, a usage form when the autonomous mobile robot is used as a kind of moving audio device will be described.
図14は、自律移動型ロボット110が組み込まれた音楽配信システム100の構成例1を示す図である。
音楽配信システム100は、図13に示すように、音楽演奏を行う音楽演奏制御部120を備えた自律移動型ロボット110と、家庭内サーバ装置130と、設定用端末装置140と、一以上の音楽データ配信サーバ装置150と、がネットワークで接続することができるように、構築されている。
ネットワークは、例えば図14に示すように、自律移動型ロボット110、家庭内サーバ装置130、設定用端末装置140及びルータなどの外部接続部165を相互に接続するための無線LAN(Local Area Network)160と、外部接続部165と各種の音楽データ配信サーバ装置150とを接続するインターネットなどの外部ネットワーク170と、から構成されている。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example 1 of the
As shown in FIG. 13, the
For example, as shown in FIG. 14, the network is a wireless LAN (Local Area Network) for mutually connecting an autonomous
自律移動型ロボット110は、前述した各構成要素の他に、無線LAN160を経由して家庭内サーバ装置130及び設定用端末装置140と接続すると共に、無線LAN160及び外部接続部165を経由して各音楽データ配信サーバ装置150に接続するための接続部111と、ユーザからの音声やジェスチャーによる入力指示を受けてその意味を判断する音声認識部112aやジェスチャー判定部112bの他、到着判定部22や移動機構制御部12から音楽演奏制御情報の入力を受ける入力部112と、家庭内サーバ装置130や音楽データ配信サーバ装置150に対し音楽データの配信要求を行うと共にその要求に応じて配信された音楽データを取得してスピーカから出力を行う音楽演奏制御部120と、を備える。
In addition to the components described above, the autonomous
ここで、音楽演奏制御部120は、入力部112とのインターフェースとなる音楽演奏制御インターフェース部121と、音楽データの取得要求や音楽再生などの各種制御を行う演奏制御部122と、再生される音楽データに関する情報をプレイリスト情報として管理するプレイリスト情報管理部123と、プレイリスト情報管理部123からプレイリスト情報を取得すると共に音楽データの取得要求指示を音楽データ送信要求部125に対して行うプレイリスト実行部124と、音楽データの送信要求を行う音楽データ送信要求部125と、この送信要求に応じて配信されてくる音楽データを演奏制御部122の制御の下で受信する音楽データ受信部126と、この受信した音楽データを音楽データ受信部126から受け取り演奏制御部122の制御下でスピーカ127aから出力する音楽再生部127と、を含んで構成されている。
入力部112は、ユーザからの音声入力を判断する音声認識部112aと、ユーザが示すジェスチャーを画像データとして取り込みこのジェスチャーの意味を判定するジェスチャー判定部112bと、移動機構制御部12や到着判定部22から、音楽演奏に関する制御情報、例えばプレイリスト実行部124に対する実行命令や音楽演奏の繰り返し命令などを受ける音楽演奏制御情報入力部112cと、を含んで構成されている。
Here, the music
The
一方、設定用端末装置140はプレイリスト編集部141を含んで構成され、無線LAN160を経由して自律移動型ロボット110のプレイリスト情報管理部123にアクセスして、プレイリスト情報の登録及び編集などを行うことができる。
家庭内サーバ装置130は、音楽データが記憶されたCDやDVDなどの記録媒体がセットされたり、ハードディスク装置などの内部記憶領域を有していて、各種音楽データが読み取り可能に格納された音楽データ格納部131と、自律移動型ロボット110から音楽データの送信要求を受けると、音楽データ格納部130から該当する音楽データを取得し、その送信要求をした自律移動型ロボット110に対してストリーミング配信を行う音楽データ送信部132と、を含んで構成されている。
音楽データ配信サーバ装置150は、音楽データが読み取り可能に格納された音楽データ格納部151と、自律移動型ロボット110から音楽データの送信要求を受けると、音楽データ格納部151から該当する音楽データを取得し、その送信要求をした自律移動型ロボット110に対してストリーミング配信を行う音楽データ送信部152と、を含んで構成されている。
On the other hand, the setting
The
When receiving a music data transmission request from the music
このように構成された音楽配信システム100は、自律移動型ロボット110にて、例えばユーザからの音楽再生指示の入力を入力部112が受けると、先ず、その入力指示が音楽演奏制御インターフェース部121を経由して演奏制御部122に通知される。演奏制御部122は、プレイリスト実行部124に対して、プレイリスト情報管理部123に格納されているプレイリスト情報に基づいて、音楽データ送信要求部125に対して、家庭内サーバ装置130や音楽データ配信サーバ装置150の何れかから、該当する音楽データの配信要求を行うよう指示する。この指示を受けた音楽データ送信要求部125は、その指示に従い、家庭内サーバ装置130や音楽データ配信サーバ装置150の何れかから、該当する音楽データの配信要求を行う。
そして、家庭内サーバ装置130又は音楽データ配信サーバ装置150から配信された音楽データを音楽データ受信部126で受信し、音楽再生部127によりスピーカ127aからその受信した音楽データの出力を行う。
よって、自律移動型ロボット110は、音楽を演奏しながら自律移動したり、または移動先に移動したことを判定すると、音楽の演奏を開始したりすることができる。
In the
Then, the music data distributed from the
Therefore, the autonomous
図15は、音楽配信システムの構成例2を示すブロック構成図である。図15に示す音楽配信システム200で図14に示す音楽配信システム100と異なる点は、自律移動型ロボット210にプレイリスト情報管理部やプレイリスト実行部及び音楽データ送信要求部を設けないで、家庭内サーバ装置220に設けた点である。
図15に示すように、音楽配信システム200は、自律移動型ロボット210と家庭内サーバ装置220と音楽データ配信サーバ装置150とが、無線LAN160やルータなどの外部接続部165とネットワークで接続できるように、構成されている。ネットワークは、例えば、図15に示すように、自律移動ロボット210と家庭内サーバ装置220とを接続する無線LAN160と、家庭内サーバ装置220と音楽データ配信サーバ装置150とを接続するインターネットなどの外部ネットワーク170と、を含んで構築されている。家庭内サーバ装置220は、図では外部ネットワーク170とルータなどの通信接続手段で接続される場合を示しているが、無線LAN160と外部接続部165で接続されるようにしてもよい。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example 2 of the music distribution system. The
As shown in FIG. 15, the
家庭内サーバ装置220は、プレイリスト実行処理やプレイリスト登録編集処理を行うプログラムを、各種コンピュータに格納することで構築することができる。図示したブロック図は、このプログラムを含んで構築された機能ブロック構成を示している。
家庭内サーバ装置220は、自律移動型ロボット210からの演奏制御コマンドを受信する演奏制御コマンド受信部221と、演奏制御コマンド受信部221が自律移動型ロボット210から演奏制御コマンドを受信したことを契機に、音楽データの取得制御を行うプレイリスト実行部222と、外部の音楽データ配信サーバ装置150に対して音楽データの配信要求を行う音楽データ送信要求部223と、この音楽データ送信要求部223による配信要求に応じて音楽データ配信サーバ装置150からストリーム配信される音楽データを受信する音楽データ受信部224と、音楽データを格納する音楽データ格納部225と、音楽データ格納部225から読み出した音楽データや音楽データ受信部224で受信した音楽データを自律移動型ロボット210に転送する音楽データ転送部226と、を備える。また、プレイリスト実行部222のために、ユーザからのプレイリストの登録及び編集の入力を受けるプレイリスト編集部227と、プレイリスト編集部227で登録及び編集された情報をプレイリストとして格納するプレイリスト情報管理部228と、を備える。
The
The
ここで、音楽データ格納部225は、予め音楽データ群を記録しているCDやDVDやハードディスク装置などの内部記憶領域から音楽データを読み取って音楽データ転送部に出力するよう、各種音楽データ群を記録しているCD、DVD、ハードディスク装置などの記録媒体と、この記録媒体に記録されているDVDやCDやハードディスク装置などの各種記録媒体から音楽データを読み取る読取部と、で構成されている。
プレイリスト実行部222は、演奏制御コマンド受信部221が演奏制御コマンドを受信したことを契機にその受信信号が入力され、音楽データの取得及び自律移動型ロボットへの配信指示を行う。例えば、自動的に連続実行するために予めプレイリスト編集部227で編集され、かつプレイリスト情報管理部228に格納されたプレイリスト、即ち、一連の音楽リストの記述に基づいて、音楽データの取得を行う。この音楽データの取得は、音楽データ配信サーバ装置150を指定して音楽データを取得しても、家庭内サーバ装置220の音楽データ格納部225から取得するようにしてもよい。音楽データ配信サーバ装置150から取得する場合には、音楽データ送信要求部223は、プレイリスト実行部222からの取得指示を契機として、ルータなどの外部接続部165を経由させて外部の音楽データ配信サーバ装置150にアクセスし、該当する音楽データのストリーム配信を要求する。プレイリスト情報管理部228は、プレイリスト実行部222が取得指示する音楽データに関する情報、例えば配信指示する音楽データ名や再生制御に関する情報等をプレイリスト情報として格納する。音楽データ受信部224は、音楽データ配信サーバ装置150からストリーム配信された音楽データを受信し、音楽データ転送部226に出力する。また、音楽データ転送部226は、音楽データ受信部224で受信した音楽データやプレイリスト実行部222からの指示で音楽データ格納部225から取得した音楽データの入力を逐次受けて、無線LAN160を経由して逐次自律移動型ロボット210に送信する。
Here, the music
The
一方、自律移動型ロボット210は、無線LAN160を経由して家庭内サーバ装置220と各種制御コマンドの送受信や音楽データの受信を行うための接続部211の他に、音楽演奏を行う音楽演奏制御部213を備える。
音楽演奏制御部213は、ユーザからの音楽演奏に関する情報を音声やジェスチャーにより入力を受けたり、到達判定部22や移動機構制御部12からの音楽演奏制御情報の入力を受けるためのインターフェースとなる音楽演奏制御インターフェース部214と、家庭内サーバ装置220に対して演奏制御コマンドを接続部211を経由して送出したり、受信した音楽データの再生を制御する演奏制御部215と、家庭内サーバ装置220から配信された音楽データを受信する音楽データ受信部216と、音楽データ受信部216で受信した音楽データを演奏制御部215の制御の下で再生してスピーカ218に対して出力を行う音声再生部217と、を備える。
On the other hand, the autonomous
The music
このように構成された音楽配信システム200は、例えば、ユーザから「演奏せよ!」というメッセージが音声で入力されたり、ユーザの特定のジェスチャーを自律移動型ロボット210が認識したり、到着判定部22により移動先に到着したとの判定が下ると、出力部としての音楽演奏制御情報入力部212cを経由して、音楽再生制御インターフェース部221でそれらの入力や認識を判断して、演奏制御部215に対して、音楽演奏のコマンドを家庭内サーバ装置220に無線LAN160を経由して送出するよう指示する。すると、演奏制御部213から家庭内サーバ装置220に対して音楽演奏コマンドが送出される。
In the
自律移動型ロボット210から音楽演奏コマンドを受信した演奏制御コマンド受信部221は、プレイリスト実行部222に対して、プレイリスト情報管理部227に格納されているプレイリスト情報を取得し、この取得したプレイリスト情報に従って音楽データを取得し自律移動型ロボット210に転送させるよう指示する。
この指示を受けたプレイリスト実行部222は、先ず、プレイリスト情報管理部227から格納されているプレイリスト情報を取得し、次に、取得したプレイリスト情報に基づいて、音楽データ格納部225から音楽データを読み出したり、音楽データ配信サーバ装置150を指定して該当する音楽データの配信要求を行う。
これを受けて、音楽データ配信サーバ装置150はその配信要求を受けて、音楽データ格納部151から該当する音楽データを抽出し、家庭内サーバ装置220にストリーミング配信を行う。また、音楽データ格納部225は、該当する音楽データを抽出して音楽データ転送部225にストリーミング配信を行う。音楽データ受信部224は、音楽データ配信サーバ装置150から配信されている音楽データを受信し、音楽データ転送部226に出力する。音楽データ転送部226は、プレイリスト実行部222の制御の下で、音楽データ受信部224から入力された音楽データや音楽データ格納部225からの音楽データを、無線LAN160を経由して自律移動型ロボット210に配信する。
The performance control
Upon receiving this instruction, the
In response to this, the music data
このようにして、自律移動型ロボット210は、家庭内サーバ装置220から配信された音楽データを接続部211を経由して音楽データ受信部216が受信し、この受信した音楽データを音楽再生部217に出力する。音楽再生部217は、演奏制御部215の制御の下で、入力された音楽データをスピーカから再生出力する。
以上の構成では、プレイリスト実行部222などを家庭内サーバ装置内に設けるようにして自律移動型ロボット210のデータ処理や蓄積量を大幅に軽減することができる。
なお、図14及び図15に示したシステムにおいては、図1及び図13に示す自律移動型ロボットを組み込んだ構成としているが、図12に示す自律移動型ロボットシステムを組み込んでも同様である。この場合には、少なくとも演奏制御部、音楽データ受信部及び音楽再生部をロボット側に設けておく必要がある。
Thus, in the autonomous
With the above configuration, the data processing and accumulation amount of the autonomous
The system shown in FIGS. 14 and 15 is configured to incorporate the autonomous mobile robot shown in FIGS. 1 and 13, but the same is true when the autonomous mobile robot system shown in FIG. 12 is installed. In this case, it is necessary to provide at least a performance control unit, a music data receiving unit, and a music reproducing unit on the robot side.
次に、図14に示す音楽配信システムを例に挙げ、その使用形態について説明するが、他のシステムにおいても同様である。
図16は、音楽配信システム100の使用形態のうち、自律移動型ロボットに移動領域内の各箇所に名前を教示する場合、即ち、ロケーションの設定を行う場合のシーケンスの一例を示す図である。前提として、自律移動型ロボット110の電源はONでスタンバイ状態であるとする。所定の充電池ボックスとワイヤレスで接続されている場合には絶えず充電されており、直ちに自律移動型ロボット110の電源がONとなるよう設定されている。
Next, the music distribution system shown in FIG. 14 will be described as an example, and the usage pattern will be described. The same applies to other systems.
FIG. 16 is a diagram showing an example of a sequence in the case where a name is taught to each location in the movement area to the autonomous mobile robot, that is, a location is set, among usage patterns of the
先ず、ユーザが自律移動型ロボット110に対して初期設定と伝える(STEP7−1)。これは、自律移動型ロボット110の情報入力部20,70に設けられた初期設定のボタンやメニュー表示された初期設定ボタンを押すことで実現できる。
いま、自律移動型ロボットの移動経路計画部15には、行動パターンのファイルとして所定の物体を追尾する追尾ファイルが格納されており、初期設定の段階では、この追尾ファイルにより自律移動型ロボット110がユーザの後を追尾する(STEP7−2)。
First, the user informs the autonomous
Now, the movement
ユーザは、自律移動型ロボット110に対して、その移動領域内の任意の位置での名称を教示する(STEP7−3)。教示形態としては、次のような形態がある。第1の形態は、音声を通して例えば「台所」、「玄関」と自律移動型ロボット110に入力する形態である。第2の形態は、先ず自律移動型ロボット110に対して外部から例えば携帯電話やPDAなどの携帯情報通信装置で通信接続し、そして携帯情報通信装置に予め登録されている名称をユーザが選択入力したり、文字入力やテンキーなどにより任意に名称をユーザが入力したりした後、その入力された名称の情報を自律移動型ロボット110に送信して教示する形態である。第3の形態は、自律移動型ロボット110の情報入力部20,70に予め登録されている名称をユーザが選択して、入力指定することで教示する形態である。第4の形態は、自律移動型ロボット110の情報入力部20,70に表示されたボタンが押されることを契機として位置座標の推定を行って、バッファーに推定した位置座標を順次蓄えるようにしておき、その後、自律移動型ロボット110に外部コンピュータとしてのパソコンを接続してバッファーに蓄えた各位置座標をビジュアル的に表示して出力し、ユーザが逐一位置座標を特定してその名称を入力する形態である。
The user teaches the autonomous
そして、ユーザは、自律移動型ロボット110に対して、その移動領域内の各位置につき、位置座標の推定及びその推定した位置座標に対する名称の付与が終了すると、自律移動型ロボット110に対して、初期設定終了の入力を行う(STEP7−4)。すると、自律移動型ロボット110は、その初期設定終了の入力を受けて、通常モードとなる(STEP7−5)。通常モードでは、例えば、自律移動型ロボット110は、ユーザを追尾しながらユーザからの入力指示を待つ。
When the user finishes estimating the position coordinates and assigning a name to the estimated position coordinates for each position in the movement area of the autonomous
図17は、音楽配信システム100の使用形態のうち、ユーザが外出先からの自律移動型ロボット110を利用する場合のシーケンスの一例を示す図である。図に示すシーケンスは、ユーザが外出先から自律移動型ロボット110にアクセスして、自律移動型ロボット110に施錠確認を行わせる場合を示している。前提として、自律移動型ロボット110はスタンバイ状態で、携帯電話などの携帯情報端末装置からのアクセスを受け付ける状態とする。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a sequence in a case where the user uses the autonomous
先ず、ユーザは携帯情報端末装置から自律移動型ロボット110に対してアクセスし、移動先の位置情報として「玄関」と入力し、入力付随情報として「施錠確認指示」と入力し、携帯情報端末装置から自律移動型ロボットへの通信接続を終了する(STEP8−1)。これにより、ユーザは外部コンピュータとしての情報通信端末装置から自律移動型ロボット110に対する指示、即ち、玄関先に移動し、移動先で施錠確認をするための例えばドアノブを撮影し、撮影により生成した画像データを情報通信端末装置に送信するという一連の指示を行う。
すると、自律移動型ロボット110は、STPE8−1で指示された内容を判断して指定された行動をとる。即ち、先ず、位置情報記憶部21を参照して玄関先の位置座標を取得し、現在の位置を推定し、この推定位置から玄関先の位置座標に対する移動経路を計画し、それに基づいて移動する(STEP8−2)。そして、到着判定部22で玄関先に移動したことを判定すると、ドアノブを撮影し、これにより生成した画像データをメールに添付してユーザの情報通信端末装置に送信する(STEP8−3)。これにより、ユーザの情報通信端末装置に対し画像データがメールに添付されて送信されるので、施錠されていることを確認できる(STEP8−4)。このとき、自律移動型ロボット110は、待機状態となる(STEP8−5)。
以上のように、自律移動型ロボット110が、携帯電話機などの情報通信端末機からアクセス可能で、かつ、情報通信端末機から送信された移動先の情報を受け、移動先に移動したことを判断すると、移動先の環境を撮影して情報通信端末機に対して撮影により生成した画像データを送信するように構成されていることで、自律移動型ロボット110を一種のセキュリティのツールとして使用することもできる。
First, the user accesses the autonomous
Then, the autonomous
As described above, the autonomous
図18は、音楽配信システム100の使用形態のうち、自律移動型ロボット110に音楽演奏をさせるための各種設定を行う場合のフローの一例を示す図である。
ユーザは、家庭内サーバ装置130にて例えばiTunesやWMPなどのジュークボクスソフトを用いてCDなどの記録媒体からMP3ファイルを作成する(STEP9−1)。
ユーザは設定用端末装置140のプレイリスト編集部140から自律移動型ロボット110で演奏させたい音楽を選択し、プレイリスト情報としてプレイリスト情報管理部123に保存する(STEP9−2)。
次に、ユーザは設定用端末装置140のプレイリスト編集部140から自律移動型ロボットにアクセスし、音楽再生のための設定画面を表示させる(STEP9−3)。ユーザは、プレイリスト編集部140に表示された設定画面のうち、使用するジュースボックスソフトをプルダウンで選択し(STEP9−4)、プレイリスト編集部140に表示させた設定画面にて、再生される音楽を指定する。複数指定する場合には、その再生順に従って指定入力する(STEP9−5)。
次に、再生の形態、即ち、全曲リピートさせるか、一回再生するかなどを設定画面から選択して入力する(STEP9−6)。そして、上記STEP9−2〜6で設定した情報を、プレイリスト情報として、自律移動型ロボットのプレイリスト情報管理部123に登録する(STEP9−7)。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a flow in the case of performing various settings for causing the autonomous
The user creates an MP3 file from a recording medium such as a CD using, for example, jukebox software such as iTunes or WMP in the home server device 130 (STEP 9-1).
The user selects music to be played by the autonomous
Next, the user accesses the autonomous mobile robot from the
Next, the playback mode, that is, whether to repeat all songs or play once, is selected from the setting screen and input (STEP 9-6). Then, the information set in STEPs 9-2 to 6 is registered as playlist information in the playlist
以上の手順を踏むことにより、プレイリスト情報管理部123に対してプレイリスト情報を登録設定することができる。なお、図15に示した家庭内サーバ装置220内にプレイリスト情報管理部228が設定されている場合には、自律移動型ロボットに設定用端末装置からアクセスする必要はなく、同様の手順を踏んでプレイリスト情報を設定することができる。
By following the above procedure, the playlist information can be registered and set in the playlist
図19は、音楽配信システム100の使用形態のうち、自律移動型ロボット110に音楽演奏をさせる場合のシーケンスの一例を示す図である。ここでは、図18に示すフローに従って、プレイリスト情報が設定されているものとする。
先ず、ユーザは自律移動型ロボット110に対して「音楽スタート」などの音声メッセージを入力する(STEP10−1)。すると、自律移動型ロボット110は、音声メッセージを解読して、音声演奏インターフェース部121を介して音声演奏制御部122に対して音楽再生スタートの指示を行い、前述したように、プレイリスト情報に従い音楽データを取得して、音楽演奏を開始する(STEP10−2)。
音楽演奏が開始された後に、ユーザが自律移動型ロボット110に「スキップ」のジェスチャーを行う(STEP10−3)。すると、自律移動型ロボット110は、ユーザの「スキップ」のジェスチャーの画像データを生成して、画像データ処理を行ってジェスチャーの判定を行い、それに対応して次の音楽再生に移る(STEP10−4)。
自律移動型ロボット110による音楽演奏途中で、ユーザが自律移動型ロボット110に「シャッフル」のジェスチャーを行う(STEP10−5)。すると、自律移動型ロボット110は、ユーザの「シャッフル」のジェスチャーの画像データを生成して、画像データ処理を行ってジェスチャーの判定を行い、それに対応して、プレイリスト内からランダムに音楽を選んで再生する(STEP10−6)。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a sequence in a case where the autonomous
First, the user inputs a voice message such as “music start” to the autonomous mobile robot 110 (STEP 10-1). Then, the autonomous
After the music performance is started, the user performs a “skip” gesture on the autonomous mobile robot 110 (STEP 10-3). Then, the autonomous
During music performance by the autonomous
自律移動型ロボット110による音楽演奏途中で、ユーザが自律移動型ロボット110に「リピート」に該当するジェスチャーを行う(STEP10−7)。すると、自律移動型ロボット110は、ユーザの「リピート」に該当するジェスチャーの画像データを生成して、画像データ処理を行ってジェスチャーの判定を行い、それに対応して、ユーザから演奏繰り返しの指示入力があったと判断し、現在演奏している曲を連続再生する(STEP10−8)。
自律移動型ロボット110による音楽連続演奏途中で、ユーザが自律移動型ロボットに「リピート解除」に該当するジェスチャーを行う(STEP10−9)。すると、自律移動型ロボット110は、ユーザの「リピート」に該当するジェスチャーの画像データを生成して、画像データ処理を行ってジェスチャーの判定を行い、ユーザからリピート解除の指示入力があったと判断し、連続再生モードを解除して音楽演奏を継続する(STEP10−10)。
自律移動型ロボット110による音楽演奏途中で、ユーザが自律移動型ロボット110に「ストップ」に該当するジェスチャーを行う(STEP10−11)。すると、自律移動型ロボット110は、ユーザの「ストップ」に該当するジェスチャーの画像データを生成し、画像データ処理を行ってジェスチャーの判定を行い、ユーザから音楽再生を中止するよう指示入力があったと判断し、音楽演奏を中止する。(STEP10−12)。
During music performance by the autonomous
While the music is continuously played by the autonomous
During music performance by the autonomous
以上のように、ユーザが各指示に対応したジェスチャーを行うことで、自律移動型ロボット110は、入力部121内のジェスチャー判定部121bで、ジェスチャーの意味を判別して、入力されたジェスチャーに対応する音楽再生に関する制御を行う。よって、自律移動型ロボット110を、歩くオーディオ装置として構成することができる。
以上の説明では、「スキップ」、「シャッフル」、「リピート」、「リピート解除」、「ストップ」という所定のジェスチャーの例を示したが、その他、例えば一連の曲、即ちプレイリストが一つではなく、複数のプレイリストを各チャネルで指定することができるようプレイリスト情報管理部123にチャネル登録されている場合には、そのチャネルを変更して別のプレイリスト内の曲を順次再生するという指示など、各種音楽再生の制御に関する情報をジェスチャーで入力することもできる。この場合には、自律移動型ロボット110に、各ジェスチャーを判定するためのデータが蓄積されており、撮影部から撮影して生成した画像データと蓄積されているデータとを比較し、生成された画像データから入力指示内容を判別することが必要となる。
また、ジェスチャーによる音楽再生の制御情報の入力の他、ユーザから音声により音楽再生の制御情報が入力されるよう構成されてもよいし、さらには、各種リモコンや携帯電話などの携帯情報端末装置にユーザが音楽再生制御メニューを表示し、この表示された音楽再生制御メニューからユーザが選択入力することで、携帯情報通信端末装置から自律移動型ロボットにその選択入力に関する制御データを赤外線で送信することで、自律移動型ロボットに対する音楽演奏の制御情報を入力するように構成してもよい。
As described above, when the user performs a gesture corresponding to each instruction, the autonomous
In the above description, examples of predetermined gestures such as “Skip”, “Shuffle”, “Repeat”, “Repeat Cancel”, and “Stop” have been shown. If a channel is registered in the playlist
Moreover, in addition to the input of music playback control information by gesture, the user may be configured to input the music playback control information by voice. Furthermore, the mobile information terminal device such as various remote controllers or mobile phones may be used. The user displays a music playback control menu, and when the user selects and inputs from the displayed music playback control menu, the mobile information communication terminal device transmits control data related to the selection input to the autonomous mobile robot using infrared rays. Thus, control information for music performance for the autonomous mobile robot may be input.
以上の説明では、自律移動型ロボットシステムや音楽配信システムにおける自律移動型ロボットが一台の場合を説明しているが、複数の自律移動型ロボットのそれぞれに例えばID番号を付しておき、この付したID番号を用いて各種サーバ装置と連携してデータ処理や音楽データ配信に関する指示及び音楽データの配信を行うことができる。 In the above description, the case where there is one autonomous mobile robot in the autonomous mobile robot system or the music distribution system has been described. For example, an ID number is assigned to each of the multiple autonomous mobile robots. By using the assigned ID number, it is possible to perform an instruction relating to data processing and music data distribution and distribution of music data in cooperation with various server devices.
10,40,60,110,210 自律移動型ロボット
11,45 移動機構
12,46 移動機構制御部
13,54,61 記憶部
14,55 位置推定部
15,56 移動経路計画部
16,44 障害物検知部
17,53 マップデータ生成更新部
18,42,71 撮影部
19,52 画像データ処理部
20,58,70 情報入力部
20a,58a,112a,212a 音声認識部
20b,58b 入力情報処理部
20c,58c 通信接続部
21,59 位置情報記憶部
22,62 到着判定部
23,63 出力部
30 自律移動型ロボットシステム
41,51 送受信部
43 画像データ転送部
47 センサー情報送信部
50 サーバ装置
60 障害物検知情報受信部
63 出力部
72,112b,212b ジェスチャー判定部
112,212 入力部
112c,212c 音楽演奏制御情報入力部
111,211 接続部
120,213 音楽演奏制御部
121,214 音楽演奏制御インターフェース部
122,215 演奏制御部
123,228 プレイリスト情報管理部
124,222 プレイリスト実行部
125,223 音楽データ送信要求部
126,216,224 音楽データ受信部
127,217 音楽再生部
127a,218 スピーカ
130,220 家庭内サーバ装置
131,151 音楽データ格納部
132,152 音楽データ送信部
140 設定用端末装置
141,227 プレイリスト編集部
150 音楽データ配信サーバ装置
160 無線LAN
165 外部接続部
221 演奏制御コマンド受信部
226 音楽データ転送部
10, 40, 60, 110, 210 Autonomous mobile robot 11, 45 Movement mechanism 12, 46 Movement mechanism control unit 13, 54, 61 Storage unit 14, 55 Position estimation unit 15, 56 Movement path planning unit 16, 44 Obstacle Detection unit 17, 53 Map data generation update unit 18, 42, 71 Imaging unit 19, 52 Image data processing unit 20, 58, 70 Information input unit 20a, 58a, 112a, 212a Voice recognition unit 20b, 58b Input information processing unit 20c 58c Communication connection unit 21, 59 Position information storage unit 22, 62 Arrival determination unit 23, 63 Output unit 30 Autonomous mobile robot system 41, 51 Transmission / reception unit 43 Image data transfer unit 47 Sensor information transmission unit 50 Server device 60 Obstacle Detection information reception unit 63 Output unit 72, 112b, 212b Gesture determination unit 112, 2 2 Input unit 112c, 212c Music performance control information input unit 111, 211 Connection unit 120, 213 Music performance control unit 121, 214 Music performance control interface unit 122, 215 Performance control unit 123, 228 Playlist information management unit 124, 222 play List execution unit 125, 223 Music data transmission request unit 126, 216, 224 Music data reception unit 127, 217 Music reproduction unit 127a, 218 Speaker 130, 220 Domestic server device 131, 151 Music data storage unit 132, 152 Music data transmission Unit 140 Setting terminal device 141, 227 Playlist editing unit 150 Music data distribution server device 160 Wireless LAN
165
Claims (14)
ユーザからの位置情報及び移動先情報の入力を受ける情報入力部と、該情報入力部から入力された位置情報と上記位置推定部で推定した位置とを関連付けて記憶する位置情報記憶部と、を備え、
上記情報入力部に対して移動先情報の入力があると、上記移動経路計画部が、入力された移動先情報に対応する位置データを上記記憶部から得て、上記記憶部に記憶されているマップデータを参照し、上記位置推定部で推定された位置から移動経路を求めることを特徴とする、自律移動型ロボット。 A storage unit that stores obstacle position information in the moving space as map data, an image data processing unit that processes image data from the imaging unit, and a sensor that controls the moving mechanism and is output from a sensor in the moving mechanism A moving mechanism control unit that generates travel information based on the information; a position estimation unit that estimates a position from the travel information generated by the movement mechanism control unit and a processing result in the image data processing unit; and the position estimation unit A movement route planning unit that obtains a movement route from the position estimated in step 1 and the map data stored in the storage unit, and the movement mechanism control unit is based on the movement route obtained by the movement route planning unit. An autonomous mobile robot that moves by controlling the moving mechanism,
An information input unit that receives input of position information and destination information from the user, and a position information storage unit that stores the position information input from the information input unit and the position estimated by the position estimation unit in association with each other. Prepared,
When destination information is input to the information input unit, the route planning unit obtains position data corresponding to the input destination information from the storage unit and stores it in the storage unit. An autonomous mobile robot characterized by referring to map data and obtaining a movement route from the position estimated by the position estimation unit.
上記入力情報処理部は、出力表示されたマップデータ上で入力指定された位置及び該位置に付される位置情報の入力を受けると、入力された位置と位置情報とを対応させて記憶するよう前記位置情報記憶部に指示することを特徴とする、請求項1に記載の自律移動型ロボット。 The information input unit outputs and displays a communication connection unit for connecting to an external computer, map data stored in the storage unit to the external computer, and input on the map data in the external computer An input information processing unit that receives input of a designated position and position information attached to the position;
When the input information processing unit receives an input designated position on the output and displayed map data and position information attached to the position, the input information processing unit stores the input position and the position information in association with each other. The autonomous mobile robot according to claim 1, wherein the position information storage unit is instructed.
前記入力情報処理部は、前記外部コンピュータに対して前記記憶部に記憶されているマップデータ及び画像データを出力表示することを特徴とする、請求項6に記載の自律移動型ロボット。 A map data creating / updating unit that creates and updates the map data stored in the storage unit; and the map data creating / updating unit combines the image data processed by the image data processing unit and the map data. , Stored in the storage unit,
The autonomous mobile robot according to claim 6, wherein the input information processing unit outputs and displays map data and image data stored in the storage unit to the external computer.
上記自律移動型ロボットは、撮影部と、該撮影部で生成された画像データを上記サーバ装置に転送する画像データ転送部と、上記移動機構内のセンサーからのセンサー情報を送信するセンサー情報送信部と、を備え、
上記サーバ装置は、ロボットの移動空間内の障害物位置情報をマップデータとして記憶する第1記憶部と、上記画像データ転送部から転送された画像データを処理する画像データ処理部と、上記センサー情報送信部から送信されたセンサー情報及び上記画像データ処理部での処理結果から位置を推定する位置推定部と、該位置推定部で推定した位置と上記第1記憶部に記憶されているマップデータとから移動経路を求める移動経路計画部と、ユーザからの位置情報及び移動先情報の入力を受ける情報入力部と、該情報入力部から入力された位置情報と上記位置推定部で推定された位置とを関連付けて記憶する位置情報記憶部と、を備え、
上記情報入力部から移動先情報の入力があると、上記移動経路計画部が、入力された移動先情報に対する位置データを上記位置情報記憶部から得て、上記第1記憶部に記憶されているマップデータを参照して、上記位置推定部で推定した位置から移動経路を計画して移動経路情報として上記自律移動型ロボットに送信することを特徴とする、自律移動型ロボットシステム。 A server device that is communicably connected to an autonomous mobile robot, estimates a position of the autonomous mobile robot, plans a travel path of the autonomous mobile robot, and transmits travel path information to the autonomous mobile robot; An autonomous mobile robot system including the autonomous mobile robot that moves by controlling a mobile mechanism based on the travel route information received from the server device,
The autonomous mobile robot includes an imaging unit, an image data transfer unit that transfers image data generated by the imaging unit to the server device, and a sensor information transmission unit that transmits sensor information from a sensor in the moving mechanism. And comprising
The server device includes a first storage unit that stores obstacle position information in a moving space of the robot as map data, an image data processing unit that processes image data transferred from the image data transfer unit, and the sensor information A position estimation unit for estimating a position from the sensor information transmitted from the transmission unit and a processing result in the image data processing unit, a position estimated by the position estimation unit, and map data stored in the first storage unit; A travel route planning unit for obtaining a travel route, an information input unit for receiving position information and destination information from the user, position information input from the information input unit, and a position estimated by the position estimation unit, A positional information storage unit that stores the information in association with each other,
When destination information is input from the information input unit, the route planning unit obtains position data for the input destination information from the position information storage unit and stores it in the first storage unit. An autonomous mobile robot system characterized by referring to map data and planning a travel route from the position estimated by the position estimation unit and transmitting the travel route information to the autonomous mobile robot.
前記情報入力部は、前記外部コンピュータに対して前記第1記憶部に記憶されているマップデータを出力表示し、かつ前記外部コンピュータに出力表示されたマップデータ上にて入力指定された位置と該位置に付される位置情報との入力を受ける入力情報処理部を備え、
前記入力情報処理部が、前記マップデータ上で入力指定された位置及び該位置に付される位置情報の入力を受けると、入力された位置と位置情報とを対応させて記憶するよう前記位置情報記憶部に指示することを特徴とする、請求項8に記載の自律移動型ロボットシステム。 The server device includes a communication connection unit for connecting to an external computer,
The information input unit outputs and displays the map data stored in the first storage unit with respect to the external computer, and the input designated position on the map data output and displayed on the external computer An input information processing unit that receives input of position information attached to the position;
When the input information processing unit receives an input designated position on the map data and position information attached to the position, the position information is stored so that the input position and the position information are associated with each other. The autonomous mobile robot system according to claim 8, wherein the storage unit is instructed.
前記入力情報処理部が、前記外部コンピュータに対して前記第1記憶部に記憶されているマップデータと前記第2記憶部に記憶されている画像データを出力表示することを特徴とする、請求項13に記載の自律移動型ロボットシステム。 The server device includes a second storage unit that stores the position estimated by the position estimation unit and the image data processed by the image data processing unit in combination.
The input information processing unit outputs and displays map data stored in the first storage unit and image data stored in the second storage unit to the external computer. 14. The autonomous mobile robot system according to 13.
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