JP2005118927A - ロボット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異常通報を確実に外部に送信することができる監視・留守番用のロボット装置を提供する。
【解決手段】 ロボット装置１０は、センサ部４１と、複数の異なる通信経路Ｌ１、Ｌ２により外部機器と通信を行う通信インターフェース４２と、センサ部４１で検出した信号に基づいて異常の有無を判断し、異常を検知した場合に通信インターフェース４２から複数の通信経路Ｌ１、Ｌ２を介して同時に並行して外部機器へ異常情報を送信する制御を行う制御部４０とを備え、異常発生時に複数の通信経路を介して異常情報を外部に送信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、建物の監視・留守番をするロボット装置に関する。

近年、住宅や工場などの建物における異常の有無を監視する監視ロボット、無人の建物の留守番をする留守番ロボットなど、ロボット装置を利用したセキュリティシステムの実用化が始まっている。
このようなロボット装置には、異常を検出するためのセンサが取り付けてあり、センサが何らかの異常を検出するとロボット装置が搭載する通信手段により、あらかじめ登録してある連絡先に異常情報を送信することにより、連絡を受けた者がすぐに異常に対処することができるようになっている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−９２７６１号公報

監視用や留守番用のロボット装置は、異常を検出するための多種多様なセンサを備えており、これらのいずれかによって異常が検出されると公衆回線やインターネットのような一般的な通信手段を利用して接続して遠隔地の連絡先に通報している。

しかしながら、従来のロボット装置では、たとえ異常を発見した場合でも何らかの理由により通信手段が外部機器と接続できない場合には入手した異常情報を伝達することができず、監視・留守番システムがうまく機能できないこととなっていた。
例えば、ロボット装置の通信手段としてインターネット通信網を利用している場合、回線が断線したり、プロバイダのサーバがダウンしたりすると通信不能になり、異常の通報ができなくなっていた。

そこで、本発明は通信手段に異常が生じた場合でも、より確実に異常の通報を行うことができるロボット装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のロボット装置は、センサ部と、外部機器と複数の異なる通信経路により通信を行うことができる通信インターフェースと、センサ部で検出した信号に基づいて異常の有無を判断し、異常を検知した場合に通信インターフェースから複数の通信経路を介して並行して外部機器へ異常情報を送信する制御を行う制御部とを備えるようにしている。

本発明では、ロボット装置はセンサ部により周囲の状況について検出し、検出信号を制御部に送る。制御部は、センサ部からの検出信号に基づいて予め設定した基準値との比較や過去のデータとの比較を行うことにより異常の有無を判断する。そして、異常有りと判断した場合には、通信インターフェースから同時に複数の通信経路を介して並行して外部機器に異常情報を送信するように制御する。

この発明によれば、少なくとも２つの通信経路により送信された異常情報を外部機器側で受けとることができる。したがって、たとえ片方の通信経路が何らかの理由で切断されていたとしても他方の通信経路により異常情報を伝達することができ、より確実に異常情報を通報することができる。

また、ロボット装置は少なくともカメラまたはマイクのいずれかを備えるとともに、カメラからの映像情報または／およびマイクからの音声情報を記憶する記憶部と接続されるようにしてもよい。
これによれば、制御部が異常有りと判断すると、カメラまたはマイクのいずれか、またはカメラとマイクの双方により異常に関する映像情報、音声情報を採取し、その情報を記憶部に記憶する。その結果、後に記憶部に記憶した映像情報や音声情報を確認することにより、異常の検証ができるようになる。

また、記憶部がロボット装置から離れた位置に設置した外部記憶装置であるようにしてもよい。
これによれば、異常が生じた場所から離れた位置で情報が記憶されるので、たとえ火災などでロボット装置が損壊し機能しなくなったとしても、別の場所に記憶した異常情報を後から取り出して異常の内容を検証することができるので、異常原因の解明に役立てることが可能となる。

通信経路により通信を行うための通信インターフェースとして少なくともＬＡＮ、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線通信、電話ジャック、携帯電話端末、通信用カードのいずれかを備えるようにしてもよい。
これによれば、必要に応じて適切な通信インターフェースを利用して異常情報を送ることができ、必要のない通信インターフェースを搭載しないようにすることができる。

通信経路が選択可能であるようにしてもよい。これによれば、ユーザの選択により好適な通信経路により異常情報を送ることができる。

以下に、本発明のロボット装置について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態である４脚ロボット装置の全体構造を示す模式図である。このロボット装置１０は、カメラ９ａ、マイク（音センサ）９ｂなど各種センサ、送受信機、コンピュータからなる制御部１０ａ、電源（カメラ、マイク以外のセンサ等は胴部筐体内にあるため図示していない）などを搭載した胴部１１と、胴部１１を支持する右前脚部１２ａ、左前脚部１２ｂ、右後脚部１２ｃ、左後脚部１２ｄの４本の脚部とからなる。

４本の脚部１２ａ〜１２ｄは、前後方向および上下方向に回動可能な第１脚部１３ａ〜１３ｄと、これら４本の第１脚部１３ａ〜１３ｄの動きに従動する第２脚部１４ａ〜１４ｄと、脚先１８ａ〜１８ｄとから構成される。

図２は図１のロボット装置の骨格構造を示す図である。胴部１１はフレーム１に支持され、４本の第１脚部１３ａ〜１３ｄは、それぞれ前後に回動する第１リンク３ａ〜３ｄと上下に回動する第２リンク４ａ〜４ｄとにより支持され、４本の第２脚部１４ａ〜１４ｄは第２リンク４ａ〜４ｄの外側の従動節を延伸するようにして形成されたアーム５ａ〜５ｄにより支持される。

フレーム１と各第１リンク３ａ〜３ｄとを接続する部分には、第１リンク３ａ〜３ｄを前後方向にモータで駆動するための動力伝達機構が形成されたモータ駆動機構６ａ〜６ｄが取り付けられる。
また、各第１リンク３ａ〜３ｄと各第２リンク４ａ〜４ｄとを接続する部分には、第２リンク４ａ〜４ｄを上下駆動するための動力伝達機構が形成されたモータ駆動機構７ａ〜７ｄが取り付けられている。

そして、制御部からの歩行動作制御信号によりモータ駆動機構６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄが作動することによりロボット装置１０を歩行させて目的地に移動することができるようにしている。

図３は図１、図２に示したロボット装置１０の制御系を説明するブロック図である。このロボット装置１０は、主にコンピュータからなる制御部４０、カメラ９ａ、マイク９ｂを含む各種センサ４１、外部機器と通信を行うための通信用インターフェース４２、ロボット装置１０を歩行する駆動部４３、センサ群や駆動部で消費する電力を供給する電源部４４とから構成される。これらの各部は胴部１１に搭載されている。

制御部４０は、ロボット装置１０の歩行制御を行うとともに、センサ４１からの検出信号に基づいて周囲の異常の有無を判断したり、異常と判断したときに通信用インターフェース４２から外部機器に異常の通報を行ったりする制御もする。

センサ４１は、各種異常の有無を検知するためのものであり、映像情報を取得するカメラ９ａ、音声情報を取得するマイク（音センサ）９ｂをはじめ、モーションセンサ、距離センサ、温度センサ、ガスセンサ、煙センサ、超音波センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、感圧センサなど多く種類のセンサのなかから監視目的に応じて適当なセンサが取り付けられている。
これらのセンサで検知する異常内容としては不審者の侵入、異常音、異常温度、煙の発生、ガスの発生、地震（振動）、火災の発生などがある。

通信用インターフェース４２は、図示しないロボットのリモートコントローラと送受信するために用いられるととともに、外部機器に異常情報を送信するために用いられる。通信用インターフェースは、少なくとも２つの異なる通信経路である第一通信経路Ｌ１、第二通信経路Ｌ２で通信を行うためのインターフェースが用意されている。

なお、ここでの「２つの異なる通信経路」は、広義の意味で用いている。最も広い意味では、通信経路を固定電話通信網、移動体通信網、インターネット通信網の３つに大別して、これらから２種の通信網の組み合わせとして固定電話通信網―移動体通信網、固定電話通信網―インターネット通信網、移動体通信網―インターネット通信網のいずれかの２種の通信経路の組み合わせを選択することを含んでいる。

また、固定電話通信網において単なる電話通信網、ＡＤＳＬ通信網を別々の通信網としこれらをそれぞれ１の通信経路として２種の組み合わせを選択することを含んでいる。
また、移動体通信網においてキャリア別、通信方式別の通信網をそれぞれ異なる１の通信経路とし２種の組み合わせを選択することを含んでいる。
また、インターネット通信網においてケーブルテレビ通信網、光ファイバ通信網というような通信方式別の通信網を異なる１の通信経路とし、２種の組み合わせを選択することを含んでいる。
さらには、ケーブルテレビ通信網やＡＤＳＬ通信網などでは複数の異なるプロバイダが存在しており、いずれかを選択して利用できる環境にある場合は、それぞれのプロバイダごとに１の通信経路とし、２種の組み合わせを選択することを含んでいる。

要するに、ロボット装置１０と外部装置とが通信不能な状態は、ロボット装置側の障害のみならず、通信回線会社側の障害、プロバイダ会社側の障害による場合も生じるので、いずれかの障害で複数の通信経路のうちの一方の通信が不能になったときに、その障害の影響を受けずに通信をすることができる可能性がある他の通信経路との組み合わせを「２つの異なる通信経路」としている。

各通信網と接続するための具体的なインターフェースとしては、インターネット通信網用インターフェースとしてＬＡＮ、無線ＬＡＮ、Bluetooth（無線ＬＡＮの一種）、赤外線通信（ＩｒＤＡ）が備えられ、固定電話通信網用インターフェースとして電話ジャックが備えられ、移動体通信網用インターフェースとして携帯電話端末、通信用カードなどが備えられている。
なお、必ずしもこれらすべてを常に備えなければならないわけではなく、必要なインターフェースを選択して備えるようにすればよい。

例えば、第１の通信経路Ｌ１として移動体通信のＡ社の携帯電話通信網を選択し、第２の通信経路Ｌ２としてＡＤＳＬプロバイダのＢ社のＡＤＳＬ通信網を選択した場合は、通信用インターフェースとして例えば携帯電話通信網に接続するための携帯電話端末とＡＤＳＬ通信網に接続するための無線ＬＡＮ（ＬＡＮでもよい）を備えるようにする。
また、第１の通信経路Ｌ１および第２の通信経路Ｌ２として異なるケーブルテレビ通信網のプロバイダ会社Ｃ社、Ｄ社を利用するときは、同時に並行して送信できるように２つの無線ＬＡＮを備えるようにする。

上記説明では２つの通信経路Ｌ１、Ｌ２を利用することにしているが、３以上の通信経路を介して同時に送信できるようにしてより確実に異常情報の伝達を行えるようにしてもよい。
そして、制御部４０において通常の通信の際に用いる通信経路Ｌｎを１つ設定し（たとえば第一通信経路Ｌ１側を優先的に通常時の通信経路Ｌｎとする）、さらに異常発生時の通信に利用する２つ（あるいはそれ以上）の異なる通信経路Ｌ１、Ｌ２を設定しておく。なお、通常時に用いる通信経路Ｌｎと、異常時に用いる２つの異なる通信経路Ｌ１、Ｌ２とを別々の通信経路にしてもよい。

次に、このロボット装置による動作について説明する。図４はロボット装置１０による監視動作を説明するフロー図である。
通常の監視・留守番状態（異常判断でない場合）では、例えば、ロボット装置を歩行させて巡回監視したり一定の場所で待機させて監視したりする。このときセンサ４１により周囲の状況をモニタする（Ｓ１０１）。
この通常の監視・留守番状態中は、特に外部機器との通信は行っていない。なお、必要に応じて一定期間ごとに異常がないことを外部機器に送信するようにしてもよい。この場合は通常の一般的な通信方法、すなわち、１つの通信経路Ｌｎを用いて予め登録してある外部機器に異常がないことのメッセージを送信する。

一方、通常の監視中において、現在のセンサ４１の検出信号値と、予め設定してある基準値との比較や過去の正常なときの信号値との比較から、センサ４１からの検出信号に異常があると制御部４０が判断した（異常判断の場合）場合には(Ｓ１０２）、異常である旨の通報を、予め設定してある２つ（あるいはそれ以上）の通信経路Ｌ１、Ｌ２を用いて同時に並行して外部機器に送信する制御を行う（ｓ１０３）。

これにより、たとえ１の通信経路による異常通報が何らかの理由により通信不能になったとしても、他の通信経路により外部機器に異常通報が可能となるので、より確実な通信手段を備えた監視システムを実現することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図５は本発明の他の一実施形態であるロボット装置の制御系を説明するブロック図である。

このロボット装置１０ａは、制御部４０、（内蔵）カメラ９ａ、（内蔵）マイク９ｂなどのセンサ４１、通信用インターフェース４２、駆動部４３、電源部４４を備えているが、これらは図３において説明したものと同じであることから同符号を付すことにより説明を省略する。
ロボット装置１０ａは、上記各部に加えて記憶部４５ａを備えている。さらに、少なくとも内蔵カメラ９ａあるいは内蔵マイク９ｂのいずれかを、好ましくは両方を備えている。記憶部４５ａとしては、カメラ９ａの映像情報を録画でき、マイク９ｂの音声情報を録音できるＨＤＤ、ＤＶＤ、テープなどが用いられる。

ロボット装置１０ａでは、異常判断がなされると上述したように２つの異なる通信経路により外部機器に通報を行うが、それとは別に、カメラ９ａで異常発生後の状況を撮影し、映像情報を記憶部４５ａに録画する。あるいはマイク９ｂで集音した音声情報を記憶部４５ａに録音する。

これにより、異常通報を受けた者は、後に異常原因の解明などの検証を行う際に、記憶部４５ａに記録された映像情報や音声情報を再生することにより異常時の状況を確認することがで きる。

図６は、本発明の他の一実施形態であるロボット装置の制御系を説明するブロック図である。
このロボット装置１０ｂは、図５のロボット装置１０ａの構成を基本的に備えており、これに加えてロボット装置内部の周知の（外部の通信経路を用いない）通信手段によりデータの送受信を行う外部記憶部４５ｂを備えている。

外部記憶部４５ｂは、移動可能なロボット装置１０ｂの本体とは離れた位置に設置されており、ロボット装置１０ａとの内部通信により、好ましくは無線通信（赤外線通信、無線ＬＡＮ）により、ロボット装置１０ｂの本体側で取得した情報を記憶できるようにしてある。なお外部記憶部４５ｂの設置場所としては、異常の際に異常の影響を受けにくい安全な場所を選択するのが望ましい。例えば異常が火災である場合には火災が生じても延焼しにくい場所を選ぶようにする。

また、必要に応じて外部カメラ９ｃや外部マイク９ｄが接続されている。この外部カメラ９ｃや外部マイク９ｄは、ロボット装置１０ｂが近づけない場所や異常時に近づかない方がよいと考えられている場所などに取り付けてある。

そして、内蔵カメラ９ａや内蔵マイク９ｂ、あるいは外部カメラ９ｃや外部マイク９ｄからの映像情報や音声情報を記憶部４５ａとともに外部記憶部４５ｂに蓄積することができるようにしてある（あるいは外部記憶部４５ｂだけに蓄積できるようにしてもよい）。

このロボット装置１０ｂでは、異常と判断した場合に内蔵カメラ９ａあるいは外部カメラ９ｂで撮影した映像情報、内蔵マイク９ｂあるいは外部マイク９ｄで集音した音声情報を少なくともロボット装置１０ｂとは離れた外部記憶部４５ｂに記憶させる。

これによれば、異常が発生し、ロボット装置が異常発生後の映像情報や音声情報を記憶しているときに、ロボット装置自体に影響が及んで機能しなくなった場合に、少なくともロボット装置が正常に機能していた期間の映像情報や音声情報は外部記憶部４５ｂから取り出すことができるので、異常原因の解明に役立てることができる。

本発明は、異常が生じたときに、確実に異常通報を外部に伝達することができる監視・留守番ロボット装置を製造する際に利用することができる。

本発明の一実施形態であるロボット装置の全体構成を示す図。 ロボット装置の骨格構造を示す図。 本発明の一実施形態であるロボット装置の制御系を示すブロック図。 図３のロボット装置による動作を説明するフロー図。 本発明の他の一実施形態であるロボット装置の制御系を示すブロック図。 本発明の他の一実施形態であるロボット装置の制御系を示すブロック図。

符号の説明

９ａ 内蔵カメラ
９ｂ 内蔵マイク
９ｃ 外部カメラ
９ｄ 外部マイク
１０ ロボット装置
４０ 制御部
４１ センサ
４２ 通信用インターフェース
４３ 駆動部
４４ 電源部
４５ａ 記憶部
４５ｂ 外部記憶部
Ｌ１ 第１通信経路
Ｌ２ 第２通信経路

Claims (5)

1. センサ部と、
   外部機器と複数の異なる通信経路により通信を行うことができる通信インターフェースと、
   センサ部で検出した信号に基づいて異常の有無を判断し、異常を検知した場合に通信インターフェースから複数の通信経路を介して同時に並行して外部機器へ異常情報を送信する制御を行う制御部とを備えたことを特徴とするロボット装置。
2. ロボット装置は、少なくともカメラまたはマイクのいずれかを備えるとともに、カメラからの映像情報または／およびマイクからの音声情報を記憶する記憶部と接続されることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
3. 記憶部がロボット装置から離れた位置に設置した外部記憶装置であることを特徴とする請求項２に記載のロボット装置。
4. 通信経路により通信を行うための通信インターフェースとして少なくともＬＡＮ、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線通信、電話ジャック、携帯電話端末、通信用カードのいずれかが備えられていることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
5. 通信経路が選択可能であることを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。

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