JP2008087101A - ロボットの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線基地局1を介して管理用コンピュータ3との間で相互に情報を送受信すると共に、所定の移動領域において自律的に移動するロボットRの制御装置9は、ロボットRの存在する位置の無線強度が予め定められた複数のレベルのうちのいずれであるかを判別し、判別された無線強度のレベルを報知する無線強度報知制御部90を備える。無線強度報知制御部90は、判別された無線強度のレベルに基づいて、耳部に設けられた耳部表示部8a,8bの点灯状態を制御する耳部表示制御部91と、ロボットRの移動中に無線強度が低レベルである場合に、耳部表示部8a,8bの点灯状態に連動してロボットRの歩行速度を低減させる移動速度制御部92と、その旨を音声により報知する音声報知制御部93とを有する。
【選択図】図4
Description
特許文献1に記載のロボットは、留守番監視用ロボットであり、人間とコミュニケーションをとることを想定したものではない。仮に、人間(ユーザ)がこのロボットの近くで移動中のロボットを観察した場合に、ロボットが作業を行うために作業場所に移動している最中なのか、あるいは、電波状態の悪い位置から良好な位置に移動しているのかいずれであるのか判別できない。そのため、ロボットの移動中にユーザが新たな指令をロボットに与えたときに、ロボットが復帰処理のために移動中であれば、その新たな指令がロボットに到達しないこととなる。そのため、ロボットの移動中にユーザが新たな指令を与えた場合に、ロボットが新たな指令を正しく受領したかどうかを確かめることができない。
まず、本発明に係るロボットの制御装置を含む案内システムの全体構成について図1を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るロボットの制御装置を含む案内システムの構成図である。図1に示すように、案内システムAは、ロボットRと、このロボットRと無線通信によって接続された無線基地局1と、この無線基地局1とロボット専用ネットワーク2を介して接続された管理用コンピュータ3と、この管理用コンピュータ3にネットワーク4を介して接続された端末5とから構成される。
ロボットRは、頭部R1、腕部R2、脚部R3、胴部R4および背面格納部R5を有しており、頭部R1、腕部R2、脚部R3は、それぞれアクチュエータにより駆動され、自律移動制御部50(図4参照)により2足歩行の制御がなされる。この2足歩行についての詳細は、例えば、特開2001−62760号公報に開示されている。
端末5は、ネットワーク4を介して管理用コンピュータ3に接続し、管理用コンピュータ3の記憶部3aに、人物Hに関する情報などを登録する、もしくは登録されたこれらの情報を修正するものである。
ロボットRの頭部R1には、顔部6内に所定間隔で左右に並べられた2個のカメラC,Cが配置されており、顔部6内でカメラC,Cの下側にはスピーカSが配置されている。
また、頭部R1の両側面には耳部7a,7bが設けられている。なお、頭部R1の顔部6は、可視光透過自在な材質で形成されている。
[ロボットR]
図4は、ロボットRの構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、ロボットRは、頭部R1と、腕部R2と、脚部R3とに加えて、カメラC,Cと、スピーカSと、マイクMC,MCと、制御装置9としての画像処理部10、音声処理部20、記憶部30、主制御部40、自律移動制御部50、無線通信部60、対象検知部70、周辺状態検知部80および無線強度報知制御部90とを有する。さらに、ロボットRは、ロボットRの現在位置を検出するため、ジャイロセンサSR1や、GPS(Global Positioning System)受信器SR2を有している。なお、制御装置9の各部10〜90は、胴部R4や背面格納部R5などに分散配置されている。
画像処理部10は、カメラC,Cが撮影した画像を処理して、撮影された画像からロボットRの周囲の状況を把握するため、周囲の障害物や人物の認識を行う部分である。この画像処理部10は、ロボットRから撮影された物体までの距離を検出する機能と、撮影した画像中の移動体(人物)を抽出する機能と、抽出した移動体(人物)から顔の位置を認識する機能とを有している。認識された顔の位置は、ロボットRが移動するときの情報として、また、その人とのコミュニケーションを取るため、主制御部40に出力されると共に、無線通信部60に出力されて、無線基地局1を介して、管理用コンピュータ3に送信される。
音声処理部20は、主制御部40で決定された発話行動の指令と、予め記憶された音声データと文字情報との対応関係に基づいて、文字情報から音声データを生成し、スピーカSに音声を出力するものである。また、音声処理部20は、予め記憶された音声データと文字情報との対応関係に基づいて、マイクMC,MCから入力された音声データから文字情報を生成し、主制御部40に出力する。
記憶部30は、例えば、一般的なハードディスクなどから構成され、管理用コンピュータ3から送信された必要な情報(人物の氏名、ローカル地図データ、会話用データなど)と、ロボットRが識別した人物の識別番号や位置情報とを記憶するものである。
主制御部40は、画像処理部10、音声処理部20、記憶部30、自律移動制御部50、無線通信部60、対象検知部70、周辺状態検知部80および無線強度報知制御部90を統括制御するものである。この主制御部40は、例えば、ロボットRを目的地に移動させるための制御、人物を識別するための制御、管理用コンピュータ3と通信を行うための制御、人物と対話するための制御を行うために、種々の判断を行ったり、各部の動作のための指令を生成したりする。
自律移動制御部50は、主制御部40の指示に従い頭部R1、腕部R2および脚部R3を駆動するものである。
無線通信部60は、管理用コンピュータ3との間でデータの送受信を行う通信装置である。無線通信部60は、公衆回線通信装置61aと、無線通信装置61bと、電波強度測定装置62とを有する。
公衆回線通信装置61aは、携帯電話回線やPHS(Personal Handyphone System)回線などの公衆回線を利用した無線通信手段である。
無線通信装置61bは、IEEE802.11b規格に準拠するワイヤレスLAN(Local Area Network)などの、近距離無線通信による無線通信手段である。
電波強度測定装置62は、無線基地局1から送信される現時点の電波の強度を測定するものである。この電波強度測定装置62は、無線基地局1の設置された地点で測定される電波の強度の値を正規化したとき(100%としたとき)に、ロボットRの存在する位置の無線強度の値を測定する。
無線通信部60は、管理用コンピュータ3からの接続要求に従い、公衆回線通信装置61aまたは無線通信装置61bを選択して管理用コンピュータ3との間でデータの送受信を行う。
対象検知部70は、ロボットRの周囲にタグTを備える人物が存在するか否かを検知するものである。対象検知部70は、複数の発光部71を備える。これら発光部71は、例えば、LEDから構成され、ロボットRの頭部R1外周に沿って前後左右などに配設される(図示は省略する)。対象検知部70は、発光部71から、各発光部71を識別する発光部IDを示す信号を含む赤外光をそれぞれ発信すると共に、この赤外光を受信したタグTから受信報告信号を受信する。いずれかの赤外光を受信したタグTは、その赤外光に含まれる発光部IDに基づいて、受信報告信号を生成するので、ロボットRは、この受信報告信号に含まれる発光部IDを参照することにより、当該ロボットRから視てどの方向にタグTが存在するかを特定することができる。また、対象検知部70は、タグTから取得した受信報告信号の電波強度に基づいて、タグTまでの距離を特定する機能を有する。したがって、対象検知部70は、受信報告信号に基づいて、タグTの位置(距離および方向)を、人物の位置として特定することができる。さらに、対象検知部70は、発光部71から赤外光を発光するだけではなく、ロボットIDを示す信号を含む電波を図示しないアンテナから発信する。これにより、この電波を受信したタグTは、赤外光を発信したロボットRを正しく特定することができる。なお、対象検知部70およびタグTについての詳細は、例えば、特開2006−192563号公報に開示されている。
周辺状態検知部80は、ロボットRの周辺状態を検知するものであり、ジャイロセンサSR1やGPS受信器SR2によって検出された自己位置データを取得可能になっている。また、周辺状態検知部80は、探索域に向かってスリット光を照射するレーザ照射部81と、探索域に向かって赤外線を照射する赤外線照射部82と、スリット光または赤外線が照射された探索域を撮像する床面カメラ83とを有する。この周辺状態検知部80は、床面カメラ83で撮像したスリット光画像(スリット光が照射されたときの画像)を解析して路面状態を検出する。また、周辺状態検知部80は、床面カメラ83で撮像した赤外線画像(赤外線が照射されたときの画像)を解析してマークMを検出し、検出されたマークMの位置(座標)からマークMとロボットRとの相対的な位置関係を計算する。なお、周辺状態検知部80についての詳細は、例えば、特開2006−167844号公報に開示されている。
無線強度報知制御部(無線強度報知制御手段)90は、案内領域においてロボットRの存在する位置の無線強度が予め定められた複数のレベルのうちのいずれであるかを判別し、判別された無線強度のレベルを外部に報知するものである。本実施形態では、無線強度報知制御部90は、無線基地局1から送信される現時点の電波の強度に基づいて、無線強度のレベルを判別することとした。具体的には、無線強度報知制御部90は、電波強度測定装置62で測定された電波強度に基づいて、無線強度のレベルを判別する。ここで、無線強度のレベルの個数は、例えば、「3」とする。第1のレベルは、無線強度の値が「70%以上」の場合であり、この場合には電波状態が良好であるものとする。第2のレベルは、無線強度の値が「50%以上70%未満」の場合であり、この場合は電波状態が低下しているものとする。第3のレベルは、無線強度の値が「50%未満」の場合であり、この場合には無線接続が切断する可能性のある状態(電波状態が不良)であるものとする。なお、無線強度のレベルの個数や分け方は任意である。
耳部表示制御部(耳部表示制御手段)91は、判別された無線強度のレベルに基づいて、耳部表示部8a,8bの点灯状態を制御するものである。具体的には、耳部表示制御部91は、以下のように耳部表示部8a,8bを動作させるための信号を耳部表示部8a,8bに出力する。
図1に示した案内システムAにおいて、ロボットRと管理用コンピュータ3の一般的な動作は、以下の通りである。すなわち、ロボットRは、主制御部40(図4参照)によって、無線通信部60を介して管理用コンピュータ3からタスク実行命令を取得し所定のタスクを実行する。すなわち、各ロボットRは、スケジュールに従って、ロボットRの現在位置(ホームポジション)からタスク実行位置までの経路探索(例えばノード間の経路を探索)及び移動、タスクの実行、タスク終了位置からホームポジションまでの経路探索及び移動の各行動を順次実行する。このロボットRは、移動に際しては、予め記憶部30(図4参照)に記憶された地図データを参照し、対象検知部70(図4参照)によって、人物を検知しつつ、最短距離で目的地に到達することができる。そして、ロボットRは、主制御部40によって、ロボットRの状態(現在位置、バッテリ残量、タスク実行状況など)に関するデータ(ステータス情報)を、所定時間間隔毎に生成し、生成したステータス情報を無線通信部60を介して管理用コンピュータ3に出力する。そして、管理用コンピュータ3は、入力されたステータス情報を登録する。
ロボットRがタスクを開始すると、ロボットの制御装置9は、電波強度測定装置62によって、無線強度を測定する(ステップS1)。なお、ここでは、タスクは、ホームポジションから移動を開始して人物の案内を終えてホームポジションに戻ってくるまでの一連の作業のことを指している。
R ロボット
1 無線基地局
2 ロボット専用ネットワーク
3 管理用コンピュータ
3a 記憶部
4 ネットワーク
5 端末
6 顔部
7a,7b 耳部
8a,8b 耳部表示部(耳部表示手段)
9 制御装置
10 画像処理部
20 音声処理部
30 記憶部
40 主制御部
50 自律移動制御部
60 無線通信部
62 電波強度測定装置
70 対象検知部
80 周辺状態検知部
90 無線強度報知制御部(無線強度報知制御手段)
91 耳部表示制御部(耳部表示制御手段)
92 移動速度制御部(移動速度制御手段)
93 音声報知制御部(音声報知制御手段)
Claims (6)
- 管理用コンピュータに接続された無線基地局を介して、前記管理用コンピュータとの間で相互に情報を送受信すると共に、所定の移動領域において自律的に移動するロボットの制御装置であって、
前記移動領域において当該ロボットの存在する位置の無線強度が予め定められた複数のレベルのうちのいずれであるかを判別し、判別された無線強度のレベルを外部に報知する無線強度報知制御手段を備えることを特徴とするロボットの制御装置。 - 前記無線強度報知制御手段は、前記判別された無線強度のレベルに基づいて、外見上耳部に相当する部位に設けられて点灯表示する耳部表示手段の点灯状態を制御する耳部表示制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載のロボットの制御装置。
- 前記無線強度報知制御手段は、前記移動領域の位置ごとに予め測定された無線強度の情報を示す無線強度マップに基づいて、前記無線強度のレベルを判別することを特徴とする請求項2に記載のロボットの制御装置。
- 前記無線強度報知制御手段は、前記無線基地局から送信される現時点の電波の強度に基づいて、前記無線強度のレベルを判別することを特徴とする請求項2に記載のロボットの制御装置。
- 前記無線強度報知制御手段は、前記ロボットの移動中に前記無線強度のレベルが予め定められた低レベルであると判別された場合に、前記耳部表示手段の点灯状態に連動して前記ロボットの移動速度を低減させる移動速度制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載のロボットの制御装置。
- 前記無線強度報知制御手段は、前記移動速度制御手段で移動速度を低減させる場合に、その旨を音声により報知する音声報知制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のロボットの制御装置。
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