JP2002233978A

JP2002233978A - 移動ロボット及び移動ロボット間のデータ通信制御方法

Info

Publication number: JP2002233978A
Application number: JP2001026454A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ishii; 眞ニ石井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2002-08-20
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: JP4505998B2

Abstract

(57)【要約】【課題】微弱な電波でも複数の移動ロボット間のデー
タ通信により遠隔地へのデータ伝送を可能にする。【解決手段】作業空間には、指令を与える無線装置
と、無線データを受信する複数台の移動ロボットが配置
されている。各移動ロボットは、同じ周波数帯の無線デ
ータを受信して、そのデータを本体のメモリに保管す
る。移動ロボットは、さらに場所を移動した先でデータ
未受信の他のロボットに出会うと、保管しておいた受信
データを送信する。このような移動ロボット間のデータ
転送を繰り返し行うことにより、無線装置からは送信不
能な場所までデータを移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、２以上の
脚部を備えて各脚部による両脚支持及び単脚支持を交互
に繰り返すことにより脚式移動を行う移動ロボットに係
り、特に、自律的な動作により所定の作業空間を自在に
動き回る移動ロボットに関する。

【０００２】更に詳しくは、作業空間内で出会った他の
ロボットとデータ通信を行う移動ロボット及び移動ロボ
ット間のデータ通信制御方法に係り、特に、複数のロボ
ットを経由しながら単一の無線送信機だけでは送受信不
能な場所に居るロボットに対してデータ転送を行う移動
ロボット及び移動ロボット間のデータ通信制御方法に関
する。

【０００３】

【従来の技術】電気的若しくは磁気的な作用を用いて人
間の動作に似せた運動を行う機械装置のことを「ロボッ
ト」という。ロボットの語源は、スラブ語の"ＲＯＢＯ
ＴＡ(奴隷機械)"に由来すると言われている。わが国に
おいて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。

【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人的作業を代行
したり、ヒトやイヌあるいはその他の生命体に置き換わ
る種々の幅広いサービスを提供することができる。なか
でも脚式の移動ロボットは、クローラ式やタイヤ式の移
動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、階段や梯子の昇降や障害物の乗り越えや、整地
・不整地の区別を問わない柔軟な歩行・走行動作を実現
できるという点で優れている。

【０００５】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、ヒトのような２足直立歩行を行う動物
の身体メカニズムや動作をモデルにしてデザインされた
「人間形」若しくは「人間型」のロボット（humanoid r
obot）など、脚式移動ロボットに関する研究開発が進展
し、実用化への期待もますます高まってきている。

【０００６】脚式移動ロボットを、産業活動・生産活動
等における各種作業の代行に適用することができる。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、火災
現場その他における救助といったような、人間が容易に
踏み込むことができない現場での危険作業・難作業の代
行である。

【０００７】また、脚式移動ロボットの他の用途とし
て、人間と居住空間を同一にする「共生」若しく「エン
ターティンメント」と呼ばれるものが挙げられる。この
種の用途では、ロボットは、作業代行などの生活支援と
いうよりも、生活密着という性格が濃厚である。エンタ
ーティンメント指向のロボットは、産業上の特定用途を
高速・高精度に実現することよりも、作業期間中に実行
する動作パターンそのものが研究・開発上の主題とな
る。

【０００８】一般に、ロボットは、オペレータから与え
られた命令（コマンド）に従うようにデザインされる。
ロボットへのコマンド入力あるいはその他のデータ入力
は、例えば機体上に操作パネルを設けてロボット本体に
対して直接入力するようにしてもよい。あるいは、コン
トローラを有線ケーブルでロボット本体に接続して、ケ
ーブル長だけ離れた場所からロボットを遠隔的に操作し
て、ケーブルを介してコマンドやデータを転送するよう
にしてもよい。

【０００９】しかしながら、移動ロボットにおいては、
移動中に機体上の操作パネルを操作することは困難であ
る。また、脚式移動ロボットなどのように、障害物を回
避しながら不特定の経路上を自在に移動することができ
るインテリジェントなロボットにおいては、有線ケーブ
ルを介した操作に頼ると、ケーブルが移動作業の著しい
制約条件となってしまい、折角の長所すなわちインテリ
ジェンシを阻害してしまうことになる。例えば、ケーブ
ルと可動脚が絡まってロボットが転倒して、ロボットや
衝突物を損壊させてしまいかねない。

【００１０】このような理由により、移動ロボットに対
するコマンド入力やデータを送信する方式として無線デ
ータ通信を利用した遠隔制御方式が極めて有効であると
思料される。

【００１１】例えば、特開平１０−３４５７０号公報に
は、ロボットの移動方向前方に向けられたカメラによる
撮像画像をモニタ上で安全を確認しながら、操作子で遠
隔操作することができるロボット遠隔制御システムにつ
いて開示されている。

【００１２】また、本出願人に既に譲渡されている特願
２０００−１０２６３４号明細書には、ロボットの仕様
に合致した端末ソフトウェアを用いてロボットを操作す
ることができる、ロボットのための遠隔制御システムに
ついて開示されている。

【００１３】しかしながら、電波を利用した無線データ
通信の場合、電波自体が公共性の高い媒体であるため電
波法の規制を受ける。すなわち、電波の許容される出力
が規制され、遠隔地にまで移動したロボットに対してデ
ータを供給することができない。

【００１４】例えば、工場などのプラントあるいはその
他の比較的広い作業空間や、壁など無線データ伝送上の
障害物の多い複雑な作業空間においては、単一の無線送
信機のみでは移動ロボットに対する無線データの供給を
保証することができなくなる。

【００１５】作業空間に複数の中継局を設けてデータ受
信可能なエリアを拡大させることも可能である。しかし
ながら、ロボットが居場所を時々刻々と自律的に変える
ような場合、中継局の設置場所の選択が問題になり、や
はり移動ロボットに対するデータ送信を保証することが
できなくなる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自律
的な動作により所定の作業空間を自在に動き回る、優れ
た移動ロボットを提供することにある。

【００１７】本発明の更なる目的は、作業空間内で出会
った他のロボットとデータ通信を行うことができる、優
れた移動ロボット及び移動ロボット間のデータ通信制御
方法を提供することにある。

【００１８】本発明の更なる目的は、複数のロボットを
経由しながら単一の無線送信機だけでは送受信不能な場
所に居るロボットに対してデータ転送を行うことができ
る、優れた移動ロボット及び移動ロボット間のデータ通
信制御方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、作業空間を自在に動き回るタイプの移動ロボットで
あって、前記移動ロボットの機体を作業空間内で移動さ
せる駆動部と、無線データを送信する送信部と、無線デ
ータを受信する受信部と、送受信するデータを一時格納
する記憶部と、前記駆動部並びに無線データの送受信を
制御する制御部と、を備え、前記制御部は、ある無線デ
ータ送受信可能領域において前記受信部で受信したデー
タを前記記憶部に一時格納するとともに、他の無線デー
タ送受信可能領域に移動したことに応答して前記記憶部
に記憶しておいたデータを前記送信部から送信する、こ
とを特徴とする移動ロボットである。

【００２０】本発明において想定する移動ロボットの作
業空間には、移動ロボットに対して指令を与える無線送
受信装置と、無線データを送受信する複数台の移動ロボ
ットが配置されている。

【００２１】本発明の第１の側面によれば、各移動ロボ
ットは、同じ周波数帯の無線データを受信して、そのデ
ータを本体のメモリに保管する。そして、移動ロボット
は、さらに場所を移動した先でデータ未受信のロボット
に出会うと、保管しておいた受信データを送信する。こ
のような移動ロボット間のデータ転送を繰り返し行うこ
とにより、指令の発行元である無線送受信からは送信不
能な場所の移動ロボットにまでデータを供給することが
できる。

【００２２】本発明の第１の側面に係る制御部は、前記
記憶部上の受信データを解析する。そして、該受信デー
タが自身宛てであれば該受信データが記述した指令に従
って機体動作を制御する。他方、該受信データが自身宛
てでなければ他の無線データ送受信可能領域に移動した
ことに応答して前記記憶部に記憶しておいたデータを前
記送信部から送信するようにすればよい。

【００２３】また、前記制御部は、前記受信部でデータ
を成功裏に受信できたことに応答して、データの送信元
に対して確認応答信号を前記送信部から送信するように
してもよい。このような場合、データを送信すると、受
信したすべての移動ロボット１からの確認応答（ＡＣ
Ｋ）信号をその台数分だけ検出することができる。

【００２４】また、前記制御部は、前記受信部で受信し
たデータに欠陥があったことに応答して、データの送信
元に対して否定応答（ＮＡＣＫ）信号やストール（ＳＴ
ＡＬＬ）信号を前記送信部から送信して、データの送信
元である無線送受信装置や他の移動ロボットに対してそ
の旨を通知するようにしてもよい。このような場合、デ
ータの送信元は、これらＳＴＡＬＬ信号やＮＡＣＫ信号
を受信したことに応答して、再度同じデータを送信する
など、欠陥データの再送制御を行うことができる。

【００２５】また、前記制御部は、前記送信部からデー
タを送信した後に確認応答信号を前記受信部で受信でき
なかった場合には、データ受信可能領域に他の移動ロボ
ットが存在しない可能性があるので、前記駆動部を作動
させて機体の居場所を移動させるか又は所定時間経過し
た後に前記送信部からのデータ送信を再開させるように
してもよい。

【００２６】また、前記受信部にて同じデータを所定回
数以上受信した場合、送信先の移動ロボットが送信元の
移動ロボットに対して受信データを送信し直すというハ
ウリング現象が発生している可能性が高い。したがっ
て、前記制御部は、前記受信部にて同じデータを所定回
数以上受信したことに応答して、否定応答信号を所定回
数以上前記送信部から送信させて、データ送信元に対し
てハウリングの発生を通知するようにしてもよい。ま
た、他方の送信元にあたる移動ロボットの制御部におい
ては、前記受信部にて否定応答信号を所定回数以上受信
したことに応答して、前記駆動部を作動させて機体の居
場所を移動させるか又は所定時間の経過を待つなど、ハ
ウリングを引き起こす環境を解除した状態で前記送信部
からのデータ送信を再開させるようにしてもよい。

【００２７】また、本発明の第２の側面は、作業空間を
自在に動き回るタイプの移動ロボットが他の移動ロボッ
トと無線データ通信を行うためのデータ通信制御方法で
あって、ある無線データ送受信可能領域において無線デ
ータを受信するステップと、該受信データを一時格納す
るステップ、他の無線データ送受信可能領域に移動した
ことに応答して該格納しておいた受信データを送信する
ステップと、を具備することを特徴とする移動ロボット
によるデータ通信方法である。

【００２８】本発明において想定する移動ロボットの作
業空間には、移動ロボットに対して指令を与える無線送
受信装置と、無線データを送受信する複数台の移動ロボ
ットが配置されている。本発明の第２の側面によれば、
各移動ロボットは、同じ周波数帯の無線データを受信し
て、そのデータを本体のメモリに保管する。そして、移
動ロボットは、さらに場所を移動した先でデータ未受信
のロボットに出会うと、保管しておいた受信データを送
信する。このような移動ロボット間のデータ転送を繰り
返し行うことにより、指令の発行元である無線送受信か
らは送信不能な場所の移動ロボットにまでデータを供給
することができる。

【００２９】本発明の第２の側面に係る移動ロボットに
よるデータ通信方法は、さらに、一時格納した受信デー
タを解析するステップと、該受信データが自身宛てであ
れば該受信データが記述した指令に従って機体動作を制
御するステップと、該受信データが自身宛てでなければ
他の無線データ送受信可能領域に移動したことに応答し
て前記記憶部に記憶しておいたデータを前記送信部から
送信するステップとを備えていてもよい。

【００３０】また、データを成功裏に受信できたことに
応答して、データの送信元に対して確認応答信号を送信
するステップをさらに備えてもよい。このような場合、
データを送信すると、受信したすべての移動ロボット１
からの確認応答（ＡＣＫ）信号をその台数分だけ検出す
ることができる。

【００３１】また、受信したデータに欠陥があったこと
に応答して、データの送信元に対して否定応答信号を送
信するステップをさらに備えてもよい。このような場
合、データの送信元は、これらＳＴＡＬＬ信号やＮＡＣ
Ｋ信号を受信したことに応答して、再度同じデータを送
信するなど、欠陥データの再送制御を行うことができ
る。

【００３２】また、データを送信した後に確認応答信号
を受信できなかった場合には、機体の居場所を移動させ
るか又は所定時間経過した後にデータ送信を再開させる
ステップをさらに備えてもよい。このような場合、デー
タ受信可能領域に他の移動ロボットが存在しない可能性
がある場合には、データ送信する環境を変えて、より効
率的にデータ転送を行うことができる。

【００３３】また、同じデータを所定回数以上受信した
ことに応答して、否定応答信号を所定回数以上送信する
ステップをさらに備えてもよい。このような場合、、否
定応答信号を所定回数以上前記送信部から送信させて、
データ送信元に対してハウリングの発生を通知するよう
にしてもよい。また、他方の送信元にあたる移動ロボッ
ト側においては、否定応答信号を所定回数以上受信した
ことに応答して、機体の居場所を移動させるか又は所定
時間の経過を待つステップを実行することによって、ハ
ウリングを引き起こす環境を解除した状態でデータ送信
を再開させるようにしてもよい。

【００３４】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳解する。

【００３６】図１及び図２には、本発明の実施に供され
る「人間形」又は「人間型」の脚式移動ロボット１が直
立している様子を前方及び後方の各々から眺望した様子
を示している。図示の通り、脚式移動ロボット１は、脚
式移動を行う左右２足の下肢と、体幹部と、左右の上肢
と、頭部とで構成される。

【００３７】左右各々の下肢は、大腿部と、膝関節と、
脛部と、足首と、足平とで構成され、股関節によって体
幹部の略最下端にて連結されている。また、左右各々の
上肢は、上腕と、肘関節と、前腕とで構成され、肩関節
によって体幹部上方の左右各側縁にて連結されている。
また、頭部は、首関節によって体幹部の略最上端中央に
連結されている。

【００３８】体幹部ユニット内には、図１及び図２では
見えていない制御部が配備されている。この制御部は、
脚式移動ロボット１を構成する各関節アクチュエータの
駆動制御や各センサ（後述）などからの外部入力を処理
するコントローラ（主制御部）や、電源回路その他の周
辺機器類を搭載した筐体である。制御部は、その他、遠
隔操作並びに無線データ送受信用の通信インターフェー
スや通信装置を含んでいてもよい。

【００３９】図示の脚式移動ロボット１は、首、肩、両
肘、両手首、体幹、股関節、両膝、両足首など、多数の
関節軸を備えた多軸構造の機械装置である。各関節自由
度は例えば、指示値通りに回転位置や回転各速度を制御
可能な関節アクチュエータによって実現される。関節ア
クチュエータとしては、小型ＡＣサーボ・アクチュエー
タを適用することができる。（例えば、本出願人に既に
譲渡されている特願平１１−３３３８６号明細書には、
脚式ロボットに適用可能な小型ＡＣサーボ・アクチュエ
ータについて開示されている。同明細書に記載のサーボ
・アクチュエータは、ギア直結型で且つサーボ制御系を
ワンチップ化してモータ・ユニットに内蔵して構成され
る。）

【００４０】図３には、脚式移動ロボット１の電気・制
御系統の構成図を模式的に示している。同図に示すよう
に、脚式移動ロボット１は、全体の動作の統括的制御や
その他のデータ処理を行う制御部２０と、入出力部４０
と、駆動部５０と、電源部６０とで構成される。以下、
各部について説明する。

【００４１】入出力部４０は、入力部として移動ロボッ
ト１の目に相当するＣＣＤ（ChargeCoupled Device）カ
メラ１５や、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、あるいは五感に相当するそ
の他の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、あるいは点滅の組み合わせや点
灯のタイミングにより顔の表情を形成するＬＥＤインジ
ケータ１９などを装備している。これら出力部は、脚な
どによる機械運動パターン以外の形式で移動ロボット１
からのユーザ・フィードバックを表現することができ
る。

【００４２】脚式移動ロボット１は、カメラ１５を含む
ことで、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。

【００４３】駆動部５０は、制御部２０が指令する所定
の運動パターンに従って移動ロボット１の機械運動を実
現する機能ブロックであり、首関節７、尻尾関節８、股
関節１１Ａ〜１１Ｄ、膝関節１２Ａ〜１２Ｄなどのそれ
ぞれ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。図示の例では、
移動ロボット１はｎ個の関節自由度を有し、したがって
駆動部５０はｎ個の駆動ユニットで構成される。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５１の回転位置を検出するエンコーダ５２
と、エンコーダ５２の出力に基づいてモータ５１の回転
位置や回転速度を適応的に制御するドライバ５３の組み
合わせで構成される。

【００４４】電源部６０は、その字義通り、脚式移動ロ
ボット１内の各電気回路等に対して給電を行う機能モジ
ュールである。本実施形態に係る脚式移動ロボット１
は、バッテリを用いた自律駆動式であり、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。

【００４５】充電バッテリ６１は、例えば、複数本のニ
ッケル・カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池セルをカートリ
ッジ式にパッケージ化した「バッテリ・パック」の形態
で構成される。

【００４６】また、充放電制御部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ようにな
っている。充放電制御部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、移動ロボット１が充
電オペレーションを開始及び終了するためのトリガとな
る。

【００４７】制御部２０は、「頭脳」に相当し、例えば
移動ロボット１の頭部ユニット３あるいは胴体部ユニッ
ト２に搭載される。

【００４８】図３には、制御部２０の構成をさらに詳細
に図解している。同図に示すように、制御部２０は、メ
イン・コントローラとしてのＣＰＵ（Central Processi
ng Unit）２１が、メモリその他の各回路コンポーネン
トや周辺機器とバス接続された構成となっている。バス
２７は、データ・バス、アドレス・バス、コントロール・
バスなどを含む共通信号伝送路である。

【００４９】ＲＡＭ（Random Access Memory）２２は、
ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）などの揮発性メモリで構成さ
れた書き込み可能メモリであり、ＣＰＵ２１が実行する
プログラム・コードをロードしたり、実行プログラムに
よる作業データの一時的な保存のために使用される。

【００５０】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・コードに
は、移動ロボット１の電源投入時に実行する初期化・自
己診断プログラムや、移動ロボット１の動作を規定する
動作制御プログラムなどが挙げられる。動作制御プログ
ラムの中には、他の移動ロボットとの間でデータ送受信
や受信データのメモリ保管などの処理手続（後述）を規
定した制御プログラムが含まれる。

【００５１】不揮発性メモリ２４は、例えばＥＥＰＲＯ
Ｍ（Electrically Erasable and Programmable ROM）の
ように、電気的に消去再書き込みが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、製造番号や暗号鍵などのセキュリティ情報や、移動
ロボット１の行動パターンを規定する各種モデルなどが
挙げられる。

【００５２】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、カメラ１５
やマイクロフォン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５
０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。

【００５３】また、インターフェース２５は、ＲＳ（Re
commended Standard）−２３２Ｃなどのシリアル・イン
ターフェース、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical an
d electronics Engineers）１２８４などのパラレル・
インターフェース、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）イ
ンターフェース、ｉ−Ｌｉｎｋ（ＩＥＥＥ１３９４）イ
ンターフェース、ＳＣＳＩ（Small Computer System In
terface）インターフェース、メモリ・カード・インタ
ーフェースなどのような、コンピュータの周辺機器接続
用の汎用インターフェースを備え、ローカル接続された
外部機器との間でプログラムやデータの移動を行うよう
にしてもよい。

【００５４】さらに、制御部２０は、無線通信インター
フェース２６やネットワーク・インターフェース・カー
ド（ＮＩＣ）２７などを含み、無線データ通信、あるい
はＬＡＮ（Local Area Network：例えばEthernet）やイ
ンターネットを経由して、外部のホスト・コンピュータ
とデータ通信を行うことができる。

【００５５】このような脚式移動ロボット１とホストコ
ンピュータ１００間におけるデータ通信の１つの目的
は、ロボット機外（すなわち遠隔）のコンピュータ資源
を用いて、脚式移動ロボット１の複雑な動作制御を演算
したり、リモート・コントロールすることである。ま
た、該データ通信の他の目的は、動作モデルやその他の
プログラム・コードなど脚式移動ロボット１の動作制御
に必要なデータやプログラムを、ネットワーク経由で遠
隔の装置から脚式移動ロボット１に供給することにあ
る。

【００５６】制御部２０は、テンキー及び／又はアルフ
ァベット・キーからなるキーボード２９を備えておいて
もよい。キーボード２９は、ロボット１の作業現場にお
いてユーザが直接的なコマンド入力のために使用する
他、パスワードなどの所有者認証情報の入力に用いられ
る。

【００５７】次いで、複数の脚式移動ロボット１Ａ，１
Ｂ，…間で無線データ送受信を行う処理について説明す
る。

【００５８】図５及び図６には、本発明の実施に適した
脚式移動ロボット１の作業空間を模式的に示している。

【００５９】同図に示す例では、作業空間には、データ
の発信元（イニシエータ）である無線送受信装置１００
と、無線データ送受信機能を備えた複数台の脚式移動ロ
ボット１Ａ，１Ｂ，…が配設されている。勿論、脚式移
動ロボット１Ａ，１Ｂ，…はそれぞれ自律的に脚式移動
する能力を有しており、作業空間内での居場所は不定で
ある。

【００６０】例えば、データの発信元である無線送受信
装置１００が、現在は無線データの送受信不能な場所に
存在する脚式移動ロボット１Ｎに対してデータ送信した
い場合について考えてみる。

【００６１】図示の例では、無線送受信装置１００とデ
ータ送受信可能な範囲内には脚式移動ロボット１Ａが存
在する。また、脚式移動ロボット１Ａとデータ送受信可
能な範囲内（あるいは、脚式移動ロボット１Ａが無線送
受信装置１００からデータ受信後さらに移動した場所に
おいてデータ送受信可能な範囲内）には、他の脚式移動
ロボット１Ｂが存在する。

【００６２】各脚式移動ロボット１Ａ，１Ｂ，…は、無
線送受信装置１００あるいは他の脚式移動ロボットなど
無線データ送信元からデータ受信可能な範囲に突入する
と、まず通信データをリアルタイムで受信し、さらにこ
の受信データを機体内のメモリ（例えばＲＡＭ２２）に
保管しておく。

【００６３】さらに、各脚式移動ロボット１Ａ，１Ｂ
は、メモリに受信データを保管した後は無線データ送信
元として機能する。例えば、脚式移動ロボット１Ａは、
現在の居場所（あるいはデータ受信後に移動した場所）
においてデータ送受信可能な他の脚式移動ロボット１Ｂ
を発見すると、これに対して無線データ送信を行う。

【００６４】このような脚式移動ロボット間の無線デー
タ送受信を繰り返し実行することによって、無線送受信
装置１００からはデータ送受信不能な場所にまで通信デ
ータが順次移動していき、最終的には脚式移動ロボット
１Ｎにまでデータが届くこととなる。

【００６５】図７には、脚式移動ロボット１における無
線データの送受信メカニズムを模式的に示している。

【００６６】（１）まず、上位からの送信データを、無
線通信インターフェース２６の受信部において受信す
る。

【００６７】（２）受信したデータが、当該脚式移動ロ
ボット１自身に宛てられたデータであるとき、この受信
データをメモリ２２に記憶する。ＣＰＵ２１は、メモリ
２２上の受信データを解析し、データが記述した指令に
従って、行動パターンの発現、音声処理、画像処理など
を実行する。そして、無線通信インターフェース２６の
送信部から確認応答及びデータ信号を送信して、上位す
なわち無線データ送信元に対して受信確認を行う。

【００６８】このとき、無線データ伝搬路の環境など何
らかの原因で受信データに欠陥が発見された場合には、
無線通信インターフェース２６の送信部からストール
（ＳＴＡＬＬ）信号を送信して、上位に対してその旨を
伝える。または、ＣＰＵ２１は受信データの処理中に継
続して上位からデータ送信されるような場合には、無線
通信インターフェース２６の送信部からＮＡＣＫ信号を
送信して、上位に対してその旨を伝える。上位すなわち
無線データ送信側は、これらＳＴＡＬＬ信号やＮＡＣＫ
信号を受信したことに応答して、再度同じデータを送信
する。

【００６９】（３）他方、受信したデータが脚式移動ロ
ボット１自身に宛てられたものではない場合には、受信
データをメモリ２２に一旦記憶して、無線通信インター
フェース２６の送信部からＡＣＫ信号並びにデータ信号
を送出して、上位に対して受信確認データを送信する。

【００７０】このとき、無線データ伝搬路の環境など何
らかの原因で受信データに欠陥が発見された場合には、
無線通信インターフェース２６の送信部からストール
（ＳＴＡＬＬ）信号を送信して、上位に対してその旨を
伝える。または、ＣＰＵ２１は受信データの処理中に継
続して上位からデータ送信されるような場合には、無線
通信インターフェース２６の送信部からＮＡＣＫ信号を
送信して、上位に対してその旨を伝える。

【００７１】次に、ＡＣＫ信号を発生した後、メモリ２
２に一旦記憶した上位からの受信データを、無線通信イ
ンターフェース２６の送信部から送出する。もし送信先
からＡＣＫ信号が返されない場合、ＣＰＵ２１は、メモ
リ２２に送信データを一時記憶して、機体動作により場
所を移動するか又は所定時間経過後にデータ送信を再開
し、上述の処理を繰り返す。

【００７２】（４）また、同じデータを３回（又は所定
回数）以上受信した場合、ＮＡＣＫ信号を３回（又は所
定回数）だけ送出する。上位すなわちデータ送信側は、
ＮＡＣＫ信号を受信したことに応答して、同じデータを
送信するが、３回（又は所定回数）以上のＮＡＣＫ信号
を受信した場合は、ハウリングを生じた可能性が高いの
で、データ送信を中止する。ハウリングは、図８に示す
ように、送信先の脚式移動ロボット１Ｊが送信元の脚式
移動ロボット１Ｋに対して受信データを送信し直す現象
である。同図に示すようなデータ伝送上のループを放置
すると、無限に信号が発信されてしまう。このような場
合、送信先から３回（又は所定回数）以上のＮＡＣＫ信
号を受信した場合は、ＣＰＵ２１はメモリ２２に送信デ
ータを一時記憶して、機体動作により場所を移動するか
又は所定時間経過後にデータ送信を再開し、上述の処理
を繰り返す。

【００７３】上位すなわちデータ送信元となる無線送受
信装置や脚式移動ロボットは、上述した（１）〜（４）
の動作を利用して、通信可能な脚式移動ロボット１の台
数を検出することができる。データを送信すると、受信
したすべての脚式移動ロボット１からのＡＣＫ信号をそ
の台数分だけ検出することができる。

【００７４】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。

【００７５】本発明の要旨は、必ずしも「ロボット」と
称される製品には限定されない。すなわち、電気的若し
くは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行
う機械装置であるならば、例えば玩具等のような他の産
業分野に属する製品であっても、同様に本発明を適用す
ることができる。

【００７６】また、本明細書中では、２足直立歩行を行
う人間形の脚式移動ロボットを例に挙げて本発明につい
て説明してきたが、４足歩行ロボットや他の構成の移動
ロボットに対しても、本発明を同様に適用することが可
能である。

【００７７】要するに、例示という形態で本発明を開示
してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。
本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許
請求の範囲の欄を参酌すべきである。

【００７８】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
作業空間内で出会った他のロボットとデータ通信を行う
ことができる、優れた移動ロボット及び移動ロボット間
のデータ通信制御方法を提供することができる。

【００７９】また、本発明によれば、複数のロボットを
経由しながら単一の無線送信機だけでは送受信不能な場
所に居るロボットに対してデータ転送を行うことができ
る、優れた移動ロボット及び移動ロボット間のデータ通
信制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に供される脚式移動ロボット１を
前方から眺望した様子を示した図である。

【図２】本発明の実施に供される脚式移動ロボット１を
後方から眺望した様子を示した図である。

【図３】脚式移動ロボット１の電気・制御系統の構成図
を模式的に示した図である。

【図４】制御部２０の構成をさらに詳細に示した図であ
る。

【図５】本発明の実施に適した脚式移動ロボット１の作
業空間を模式的に示した図である。

【図６】本発明の実施に適した脚式移動ロボット１の作
業空間を模式的に示した図である。

【図７】脚式移動ロボット１における無線データの送受
信メカニズムを模式的に示した図である。

【図８】送信元と送信先の脚式移動ロボット間でデータ
伝送のハウリングが生じた様子を示した図である。

【符号の説明】

１…脚式移動ロボット１５…ＣＣＤカメラ１６…マイクロフォン１７…スピーカ１８…タッチセンサ１９…ＬＥＤインジケータ２０…制御部２１…ＣＰＵ２２…ＲＡＭ２３…ＲＯＭ２４…不揮発メモリ２５…インターフェース２６…無線通信インターフェース２７…ネットワーク・インターフェース・カード２８…バス２９…キーボード４０…入出力部５０…駆動部５１…モータ５２…エンコーダ５３…ドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０５Ｄ 1/00 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業空間を自在に動き回るタイプの移動ロ
ボットであって、前記移動ロボットの機体を作業空間内で移動させる駆動
部と、無線データを送信する送信部と、無線データを受信する受信部と、送受信するデータを一時格納する記憶部と、前記駆動部並びに無線データの送受信を制御する制御部
と、を備え、前記制御部は、ある無線データ送受信可能領域において前記受信部で受
信したデータを前記記憶部に一時格納するとともに、他
の無線データ送受信可能領域に移動したことに応答して
前記記憶部に記憶しておいたデータを前記送信部から送
信する、ことを特徴とする移動ロボット。
【請求項２】前記制御部は、前記記憶部上の受信データを解析し、該受信データが自身宛てであれば該受信データが記述し
た指令に従って機体動作を制御し、該受信データが自身宛てでなければ他の無線データ送受
信可能領域に移動したことに応答して前記記憶部に記憶
しておいたデータを前記送信部から送信する、ことを特
徴とする請求項１に記載の移動ロボット。
【請求項３】前記制御部は、前記受信部でデータを成功裏に受信できたことに応答し
て、データの送信元に対して確認応答信号を前記送信部
から送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の移動
ロボット。
【請求項４】前記制御部は、前記受信部で受信したデータに欠陥があったことに応答
して、データの送信元に対して否定応答信号を前記送信
部から送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の移
動ロボット。
【請求項５】前記制御部は、前記送信部からデータを送信した後に確認応答信号を前
記受信部で受信できなかった場合には、前記駆動部を作
動させて機体の居場所を移動させるか又は所定時間経過
した後に前記送信部からのデータ送信を再開させる、こ
とを特徴とする請求項１に記載の移動ロボット。
【請求項６】前記制御部は、前記受信部にて同じデータを所定回数以上受信したこと
に応答して、否定応答信号を所定回数以上前記送信部か
ら送信させる、ことを特徴とする請求項１に記載の移動
ロボット。
【請求項７】前記制御部は、前記受信部にて否定応答信号を所定回数以上受信したこ
とに応答して、前記駆動部を作動させて機体の居場所を
移動させるか又は所定時間経過した後に前記送信部から
のデータ送信を再開させる、ことを特徴とする請求項１
に記載の移動ロボット。
【請求項８】作業空間を自在に動き回るタイプの移動ロ
ボットが他の移動ロボットと無線データ通信を行うため
のデータ通信制御方法であって、ある無線データ送受信可能領域において無線データを受
信するステップと、該受信データを一時格納するステップ、他の無線データ送受信可能領域に移動したことに応答し
て該格納しておいた受信データを送信するステップと、
を具備することを特徴とする移動ロボットによるデータ
通信方法。
【請求項９】一時格納した受信データを解析するステッ
プと、該受信データが自身宛てであれば該受信データが記述し
た指令に従って機体動作を制御するステップと、該受信データが自身宛てでなければ他の無線データ送受
信可能領域に移動したことに応答して前記記憶部に記憶
しておいたデータを前記送信部から送信するステップ
と、をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の
移動ロボットによるデータ通信方法。
【請求項１０】データを成功裏に受信できたことに応答
して、データの送信元に対して確認応答信号を送信する
ステップ、をさらに備えることを特徴とする請求項８に
記載の移動ロボットによるデータ通信方法。
【請求項１１】受信したデータに欠陥があったことに応
答して、データの送信元に対して否定応答信号を送信す
るステップ、をさらに備えることを特徴とする請求項８
に記載の移動ロボットによるデータ通信方法。
【請求項１２】データを送信した後に確認応答信号を受
信できなかった場合には、機体の居場所を移動させるか
又は所定時間経過した後にデータ送信を再開させるステ
ップ、をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載
の移動ロボットによるデータ通信方法。
【請求項１３】同じデータを所定回数以上受信したこと
に応答して、否定応答信号を所定回数以上送信するステ
ップ、をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載
の移動ロボットによるデータ通信方法。
【請求項１４】否定応答信号を所定回数以上受信したこ
とに応答して、機体の居場所を移動させるか又は所定時
間経過した後にデータ送信を再開させるステップ、をさ
らに備えることを特徴とする請求項８に記載の移動ロボ
ットによるデータ通信方法。