JP2013255973A - 対象物指示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットの視界と光学的ポインタの指示点の間に障害物がある場合においても、ロボットを自律的に指示点付近まで移動できる対象物指示装置を提供する。
【解決手段】本開示の対象物指示装置は、対象物を直接指示する直接光照射部１０５と、光軸の向きを変更可能であって、対象物を間接的に指示する補助光照射部１０４と、補助光照射部１０４が対象物の直上天井を指示するように補助光照射部１０４を制御する制御部１１２と、を備える、ことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本開示は、家庭用サービスに用いられるロボットに対する対象物指示装置に関する。

特許文献１は、光学的ポインタで搬送対象物及びロボットに実行させる作業（仕事）の種類も指定できるロボット制御システムを開示する。このロボット制御システムは、光学的ポインタによる指示点の移動軌跡の形状を検出し、検出した移動軌跡の形状に基づき、予め定められている複数種類の制御の中のいずれの制御の実行を光学的ポインタの操作者が指示しているかを判別し、操作者が指示していると判別した制御を実行するシステムを備える。これにより、搬送対象物の位置及び、ロボットに実行させる作業（仕事）の種類も提示可能となる。

特開２０１０−１７９４３５号公報

本開示は、ロボットの視界と光学的ポインタの指示点の間に障害物がある場合においても、補助光を指示点の直上天井に照射することによって、ロボットを自律的に補助光から鉛直真下方向の、指示点付近まで移動できる対象物指示装置を提供することを目的とする。

本開示にかかる対象物指示装置は、対象物を直接指示する第一の光学的指示手段と、光軸の向きを変更可能であって、対象物を間接的に指示する第二の光学的指示手段と、第二の光学的指示手段が対象物の直上天井を指示するように第二の光学的指示手段を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本開示にかかる対象物指示装置は、ロボットの視界と対象物指示装置の指示点の間に障害物がある場合、従来方法ではロボットを指示点、もしくは指示点付近まで自律的に移動させることが困難であったところ、上記のような場合においても、ロボットが高確率で認識可能な天井面に補助光を照射することで、天井面という平面の中で補助光による指示点の位置を示すことが可能となり、ロボットを自律的に補助光による指示点から垂直真下方向の、直接光による指示点付近まで移動させることが可能となる。

実施の形態の説明図 実施の形態にかかる光学的ポインタの外観図 実施の形態にかかる光学的ポインタを前面図 自走式ロボットハンドの外観図 自走式ロボットハンドに搭載されたステレオカメラの外観図 自走式ロボットハンドに搭載された全方位カメラの外観図 自走式ロボットハンドの背面図 実施の形態にかかる光学的ポインタのブロック図 自走式ロボットハンドのブロック図 直接光及び補助光の軌跡を示す図 補助光の光軸方向の決定にかかるフローチャート 補助光常時照射モードにおける自走式ロボットハンドの動作にかかる第一のフローチャート 補助光常時照射モードにおける自走式ロボットハンドの動作にかかる第二のフローチャート 補助光必要時照射モードにおける光学的ポインタと自走式ロボットハンドのシステム構成図 補助光必要時照射モードにおける光学的ポインタの動作にかかるフローチャート 補助光必要時照射モードにおける自走式ロボットハンドの動作にかかるフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、図１〜１３を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
［１−１−１．具体的な使用における一場面］
本開示における対象物指示装置の具体的な使用における一場面を、図面を用いて説明する。

図１は、実施の形態の説明図である。

近年、高齢化社会などの背景を受け、家庭環境において、自由に移動することが困難なユーザを対象に、ユーザが指示した対象物３０１に対し、指定された動作を行う自走式ロボットハンド２００がいくつか報告されている。それらの自走式ロボットハンド２００に対し、ユーザが対象物３０１の指示を行う場合いくつかの方法があるが、本開示では光学的ポインタ１００を用いた対象物３０１の指示に関し、説明する。

まず、ユーザが意図する対象物３０１に対し、ユーザがもつ光学的ポインタ１００で直接光１５０（レーザ光）を照射する。自走式ロボットハンド２００はユーザが照射した直接光１５０を、自走式ロボットハンド２００が有するカメラなどのセンサ部を通してセンシングし、対象物３０１を認識する。しかし、ユーザが指示した対象物３０１と自走式ロボットハンド２００の間に、自走式ロボットハンド２００のセンサ部によるセンシングを遮る障害物３０２があった場合、自走式ロボットハンド２００はユーザが照射した直接光１５０をセンシングすることができず、ユーザが指示した対象物３０１、もしくは対象物３０１付近まで自律的に移動することが困難である。そこで、自走式ロボットハンド２００が高確率でセンシング可能な天井面３０３に補助光１５１（レーザ光）を照射する。この補助光１５１は、ユーザが指示する対象物３０１の鉛直真上方向の天井面３０３に照射される。このことにより、比較的障害物が存在しない天井面３０３という平面の中で対象物３０１の鉛直真上方向の位置を示すことが可能となり、自走式ロボットハンド２００を自律的に補助光１５１から鉛直真下方向の、対象物３０１付近まで移動させることが可能となる。対象物３０１付近まで移動した自走式ロボットハンド２００は、指定された動作、例えば、アームによって対象物３０１を把持してユーザのところまで移動する動作を行う。

なお、図１において、対象物３０１はテレビなどの映像機器のリモコンであり、障害物３０２は複数の厚手の書籍であり、指定された動作はリモコンをユーザの手元まで運んでくることであった。もちろん、これは一例であって、例えば、対象物３０１は壁に設けられた照明のスイッチであり、指定された動作はそのスイッチを操作することであっても構わない。この場合、補助光１５１は天井面３０３における壁面付近に照射されることになる。また、図１においては、自由に移動することが困難なユーザを自走式ロボットハンド２００が補助する場面を示したが、これも一例に過ぎない。例えば、自走式ロボットハンド２００の競技大会などにおいて対象物３０１に対する動作の優劣を競うような場面においても使用されうる。

［１−１−２．光学的ポインタ１００の構成（外観）］
本開示における実施の形態にかかる光学的ポインタ１００を、外観図を用いて説明する。

図２は、実施の形態にかかる光学的ポインタの外観図である。

光学的ポインタ１００は、本体１０１、回転フレーム１０２、距離センサ１０３、補助光照射部１０４、直接光照射部１０５、スイッチ１０６などから構成される。スイッチ１０６を押下することで、直接光照射部１０５からは直接光１５０を、また補助光照射部１０４からは補助光１５１を照射する。補助光照射部１０４は、本体１０１内蔵の重力センサなどにより、光学的ポインタ１００の現在の姿勢をセンシングし、補助光１５１を照射すべき方向へ、回転フレーム１０２や補助光照射部１０４の回転軸によって、回転する。距離センサ１０３は、超音波センサである。距離センサ１０３も同様に天井面３０３との鉛直方向距離をセンシングすべき方向へ回転フレーム１０２や距離センサ１０３の回転軸によって、回転する。なお、距離センサ１０３によって計測する距離は、光学的ポインタ１００と天井面３０３との鉛直方向距離である。

本開示における実施の形態にかかる光学的ポインタ１００を、前面図を用いて説明する。

図３は、実施の形態にかかる光学的ポインタの前面図である。

光学的ポインタ１００の直接光照射部１０５は、本体１０１の前面の中心である回転フレーム１０２の回転軸上に位置する。回転フレーム１０２は、光学的ポインタ１００の本体１０１の、直接光１５０の光軸方向に対するロール方向の回転運動をキャンセルし、距離センサ１０３、補助光照射部１０４が天井面３０３方向を向くように、回転をする。補助光照射部１０４、モータ１０８は回転軸でつながり、補助光１５１を照射すべき天井面３０３における対象物３０１の鉛直真上方向に向け、回転をする。また、同様に距離センサ１０３とモータ１０７は回転軸でつながり、距離センサ１０３が超音波を発するべき天井面３０３における光学的ポインタ１００の鉛直真上方向に向け、回転をする。

［１−１−３．自走式ロボットハンド２００の構成（外観）］
本開示における自走式ロボットハンド２００を、外観図を用いて説明する。

図４は、自走式ロボットハンドの外観図である。

自走式ロボットハンド２００は、直接光１５０、補助光１５１による指示点（輝点）のセンシングや移動時の障害物３０２回避に必要となってくる全方位カメラ２２０、ステレオカメラ部２１０、対象物３０１までの移動をする車輪２０３、対象物３０１に対して指定された動作（作業）を行うアーム２０１などから構成される。本体２０２では、全方位カメラ２２０、ステレオカメラ部２１０から得られたセンシングデータを基に自走式ロボットハンド２００が動くべき方向や行うべき動作（作業）を判断し、車輪２０３やアーム２０１に出力すべき信号を送信する。なお、全方位カメラ２２０は対象物３０１の大まかな位置を補助光１５１による指示点（輝点）に基づいてセンシングするために用いられ、ステレオカメラ部２１０は対象物３０１の詳細な位置を直接光１５０による指示点（輝点）に基づいてセンシングするために用いられる。

本開示における自走式ロボットハンド２００に搭載されるステレオカメラ部２１０に関して、外観図を用いて説明する。

図５は、自走式ロボットハンドに搭載されたステレオカメラの外観図である。

ステレオカメラ部２１０は対象物３０１の正確な３次元位置を計測する撮像部２１１部と、撮像部２１１部をパン、チルト回転させる機構をもったカメラ可動部２１２で構成される。

本開示における自走式ロボットハンド２００に搭載される全方位カメラ２２０に関して、外観図を用いて説明する。

図６は、自走式ロボットハンドに搭載された全方位カメラの外観図である。

全方位カメラ２２０は室内広範囲を映すための全方位ミラー２２１、全方位ミラー２２１で映された映像を入力するカメラ部２２３、全方位ミラー２２１とカメラ部２２３とを適切な距離で一体化させる透明円筒２２２、自走式ロボットハンド２００の本体２０２内にある制御部２３２にセンシングしたデータを送る接続部２２４で構成される。なお、全方位ミラー２２１で映される映像は、全方位ミラー２２１の鉛直真上方向は一部死角になるものの、天井面３０３の大部分を映すことが可能である。

本開示における自走式ロボットハンド２００を、背面図を用いて説明する。

図７は、自走式ロボットハンドの背面図である。

全方位カメラ２２０は室内広範囲を映すため、自走式ロボットハンド２００の最上部に設置される。全方位カメラ２２０を最上部に固定するための軸及び、ステレオカメラ部２１０を可動させるためのカメラ可動部２１２は自走式ロボットハンド２００の本体２０２に設置される。

［１−１−４．光学的ポインタ１００の構成（ブロック）］
本開示における光学的ポインタ１００の構成を、ブロック図を用いて説明する。

図８は、実施の形態にかかる光学的ポインタのブロック図である。

制御部１１２は、ユーザのスイッチ１０６押下を認識するキー入力部１０９、直接光照射部１０５と一体型に構成されているレーザレンジファインダ及び光学的ポインタ１００の本体１０１から天井面３０３までの距離を計測する距離センサ１０３からなる測距部１１０、光学的ポインタ１００の本体１０１姿勢を計測するセンサ部１１１からの入力を受け、直接光照射部１０５に直接光１５０を照射させる。また、制御部１１２は、補助光１５１を照射すべき適切な角度を計算し、駆動部１１３に信号を送信し、モータ１０８により補助光照射部１０４を適切な角度に駆動後、補助光照射部１０４により補助光１５１を照射させる。制御部１１２は、例えば、マイコンなどの半導体デバイスによって実現することができる。

［１−１−５．自走式ロボットハンド２００の構成（ブロック）］
本開示における自走式ロボットハンド２００の構成を、ブロック図を用いて説明する。

図９は、自走式ロボットハンドのブロック図である。

光学的ポインタ１００からの輝点を全方位カメラ２２０などのカメラによりセンシングする画像入力部２３１、移動の際に障害物３０２回避に用いるためのセンサ入力部２３０などの入力を受け、制御部２３２で移動すべき方向や、実行するべき作業をするための数値を計算し、自走式ロボットハンド２００の車輪２０３やアーム２０１などの駆動部２３３に信号を送信する。

［１−２．動作］
［１−２−１．補助光１５１の光軸方向の決定（計算）］
本開示における光学的ポインタ１００が照射する直接光１５０、補助光１５１の軌跡を、光学的ポインタ１００と対象物３０１を含み天井面３０３と垂直な平面をこれと垂直な方向から見た図を用いて説明する。

図１０は、直接光及び補助光の軌跡を示す図である。

対象物３０１に対し、光学的ポインタ１００より直接光１５０を照射する。この時の光学的ポインタ１００から対象物３０１までの距離をＡ、光学的ポインタ１００の先端部を基準として、鉛直真下方向と直接光１５０の光軸がなす角度をθ１とする。また、直接光１５０照射時の光学的ポインタ１００から光学的ポインタ１００の鉛直真上方向＠３００までの距離をＢとする。また、θ２は光学的ポインタ１００の先端部を基準として、補助光１５１の光軸と直接光１５０の光軸がなす角度である。これらの値（Ａ、Ｂ、θ１）より、補助光１５１を照射すべき角度θ２は、式１のようになり、直接光１５０の光軸から天井面３０３方向にθ２傾けた光線を補助光１５１として照射する。なお、天井面３０３に設けられた照明器具などにより補助光１５１照射位置が正確に対象物３０１の鉛直方向真上でない場合も予想されるが、対象物３０１の大まかな位置は示すことができ、障害物３０２によって直接光１５０による輝点をセンシングできない場合であっても、補助光１５１による天井面３０３の輝点を基にした移動の間に、直接光１５０による輝点、すなわち対象物３０１を認識できる確率が高いと考えられる。

［１−２−２．補助光１５１の光軸方向の決定（動作）］
本開示における補助光１５１の光軸方向の決定にかかる動作の流れを、フローチャートを用いて説明する。

図１１は、補助光の光軸方向の決定にかかるフローチャートである。

まず直接光１５０照射時の光学的ポインタ１００から対象物３０１までの距離、及び直接光１５０照射時の光学的ポインタ１００の傾きを計測する（Ｓ１１０１）。次に、計測された光学的ポインタ１００の傾きを基に、光学的ポインタ１００から天井面３０３までの鉛直方向距離が計測できるよう、距離センサ１０３と回転軸でつながったモータ１０７を回転させる（Ｓ１１０２）。そして、直接光１５０照射時の光学的ポインタ１００から天井面３０３までの鉛直方向距離を計測する（Ｓ１１０３）。Ｓ１１０１、Ｓ１１０３で得られたセンシングデータ（光学的ポインタ１００から対象物３０１までの距離（Ａ）、光学的ポインタ１００の傾き（θ１）、光学的ポインタ１００から天井面３０３までの鉛直方向距離（Ｂ））を基に、補助光１５１を照射すべき角度（θ２）を算出する（Ｓ１１０４）。Ｓ１１０４で算出された算出値に合うよう、補助光照射部１０４と回転軸でつながったモータ１０８を回転させる（Ｓ１１０５）。そして、補助光１５１を障害物３０２の天井面３０３鉛直真上方向に向け、照射する（Ｓ１１０６）。

［１−２−３．補助光１５１の常時照射モードにおける自走式ロボットハンド２００の動作の流れ］
本開示における補助光１５１の常時照射モードにおける自走式ロボットハンド２００の動作の流れを、フローチャートを用いて説明する。ここで、補助光１５１の常時照射モードとは、自走式ロボットハンド２００が直接光１５０による輝点をセンシングできるか否かに関わらず、直接光１５０を照射する間は常に補助光１５１をも照射するモードである。

図１２は、補助光常時照射モードにおける自走式ロボットハンドの動作にかかる第一のフローチャートである。

まず、自走式ロボットハンド２００の全方位カメラ２２０に直接光１５０による輝点の入力があったかどうかを判断する（Ｓ１２０１）。Ｓ１２０１で直接光１５０による輝点の入力があった場合（Ｓ１２０１でＹｅｓ）、自走式ロボットハンド２００はステレオカメラ部２１０で直接光１５０による輝点の正確な位置をセンシングし、移動を試みる直接光１５０確認動作モードを実行する（Ｓ１２０２）。一方、Ｓ１２０１で直接光１５０による輝点の入力がなかった場合（Ｓ１２０１でＮｏ）、補助光１５１による輝点の入力が全方位カメラ２２０にあったかどうかを確認する（Ｓ１２０３）。Ｓ１２０３で補助光１５１による輝点の入力があった場合（Ｓ１２０３でＹｅｓ）、自走式ロボットハンド２００は全方位カメラ２２０のセンシングデータを基に、補助光１５１による輝点によってその鉛直方向真上が指示される対象物３０１方向に移動をし、直接光１５０による輝点を探索・移動を試みる補助光１５１確認動作モードを実行する（Ｓ１２０４）。一方、Ｓ１２０３で入力がなかった場合（Ｓ１２０３でＮｏ）、ユーザに音声通知などの手段を用いて、直接光１５０による輝点及び補助光１５１による輝点が認識できない旨を通知する（Ｓ１２０５）。

本開示における補助光１５１の常時照射モードにおける、自走式ロボットハンド２００の補助光１５１確認動作モード時の動作の流れを、フローチャートを用いて説明する。

図１３は、補助光常時照射モードにおける自走式ロボットハンドの動作にかかる第二のフローチャートである。

まず、自走式ロボットハンド２００は全方位カメラ２２０によりセンシングしている補助光１５１による輝点を基に対象物３０１を目指し、移動する（Ｓ１３０１）。移動中、自走式ロボットハンド２００は常に全方位カメラ２２０により直接光１５０による輝点のセンシングを試み、入力があったかどうかを判断する（Ｓ１３０２）。Ｓ１３０２で入力があった場合（Ｓ１３０２でＹｅｓ）、自走式ロボットハンド２００は直接光１５０確認動作モードへ移行する（Ｓ１２０３）。一方、Ｓ１３０２で直接光１５０による輝点の入力がなかった場合（Ｓ１３０２でＮｏ）、全方位カメラ２２０で直接光１５０による輝点がセンシングできるまで、補助光１５１による輝点を基に対象物３０１を目指し、移動を続ける。Ｓ１３０３で直接光１５０確認動作モードに移行した自走式ロボットハンド２００は、ステレオカメラ部２１０で直接光１５０による輝点の正確な３次元位置をセンシングし、移動を試みる直接光１５０確認動作モードを実行する（Ｓ１３０４）。

［１−３．まとめ］
以上のように、本実施の形態において、直接光照射部１０５は第一の光学的指示手段に相当し、補助光照射部１０４は第二の光学的指示手段に相当する。制御部１１２は制御手段に相当する。光学的ポインタ１００は対象物指示装置に相当する。

光学的ポインタ１００は、対象物３０１を直接指示する直接光照射部１０５と、光軸の向きを変更可能であって、対象物３０１を間接的に指示する補助光照射部１０４と、補助光照射部１０４が対象物の直上天井を指示するように補助光照射部１０４を制御する制御部１１２と、を備える。

これにより、自走式ロボットハンド２００の視界と光学的ポインタ１００の指示点の間に天井面３０３がある場合、従来方法では自走式ロボットハンド２００を指示点、もしくは指示点付近まで自律的に移動させることが困難であったところ、本開示では上記のような場合においても、自走式ロボットハンド２００が高確率で認識可能な天井面３０３に補助光１５１を照射することで、天井面３０３という平面の中で補助光１５１による指示点の位置を示すことが可能となり、自走式ロボットハンド２００を自律的に補助光１５１による指示点から垂直真下方向の、直接光１５０による指示点付近まで移動させることが可能となる。

（実施の形態２）
以下、図１４〜１６を用いて、実施の形態２を説明する。

［２−１．構成］
本開示における補助光１５１必要時照射モードにおける、光学的ポインタ１００と自走式ロボットハンド２００の構成を、ブロック図を用いて説明する。ここで、補助光１５１必要時照射モードとは、自走式ロボットハンド２００が直接光１５０による輝点をセンシングできない旨の通信を光学的ポインタ１００が受信した時に補助光１５１を照射するモードである。

図１４は、補助光必要時照射モードにおける光学的ポインタと自走式ロボットハンドのシステム構成図である。

図８における光学的ポインタ１００は、常時補助光１５１を対象物３０１の鉛直方向真上の天井面３０３を目指し、照射していた。しかし、光学的ポインタ１００及び自走式ロボットハンド２００に通信機能を持たせることで、自走式ロボットハンド２００の制御部２３２が光学的ポインタ１００からの直接光１５０による輝点をセンシングできない旨を自走式ロボットハンド２００の通信部２３４に渡し、通信部２３４はその旨を光学的ポインタ１００の通信部１１４に送信する。それを光学的ポインタ１００の通信部１１４が受け取り、制御部１１２で補助光１５１の照射が必要と判断して補助光１５１を照射すれば、自走式ロボットハンド２００の移動について、補助光１５１常時照射モードと比べ、不都合はなく、光学的ポインタ１００の省エネルギー化を図ることが可能となる。なお、自走式ロボットハンド２００の通信部２３４と光学的ポインタ１００の通信部１１４の通信方式は問わない。例えば、近距離無線通信の各種通信方式や無線ＬＡＮなどの通信方式を適用することができる。

［２−２．動作］
本開示における補助光必要時照射モードにおける光学的ポインタ１００の動作の流れを、フローチャートを用いて説明する。

図１５は、補助光必要時照射モードにおける光学的ポインタの動作にかかるフローチャートである。

光学的ポインタ１００はユーザからのスイッチ１０６押下を受け、直接光１５０を対象物３０１に向け、照射する（Ｓ１５０１）。光学的ポインタ１００は直接光１５０を照射した旨を通信部１１４を通し、自走式ロボットハンド２００に送信する（Ｓ１５０２）。そこで、直接光１５０による輝点をセンシングできたのか、できていないのかの旨を、自走式ロボットハンド２００より通信部２３４を通して光学的ポインタ１００に送信する（Ｓ１５０３）。Ｓ１５０３で自走式ロボットハンド２００より直接光１５０による輝点がセンシングできた旨の通信を受信した場合（Ｓ１５０３でＹｅｓ）、光学的ポインタ１００は、直接光１５０のみを対象物３０１に向け、照射する直接光１５０確認動作モードを実行する（Ｓ１５０４）。一方、Ｓ１５０３で自走式ロボットハンド２００より直接光１５０による輝点がセンシングできなかった旨の通信を受信した場合（Ｓ１５０３でＮｏ）、光学的ポインタ１００は、対象物３０１の鉛直方向真上の天井面３０３に補助光１５１を照射する（Ｓ１５０５）。光学的ポインタ１００は補助光１５１を照射した旨を通信部１１４を通し、自走式ロボットハンド２００に送信する。そこで、補助光１５１による輝点をセンシングできたのか、できていないのかの旨を、自走式ロボットハンド２００より通信部２３４を通して光学的ポインタ１００に送信する（Ｓ１５０６）。Ｓ１５０６で自走式ロボットハンド２００より補助光１５１による輝点がセンシングできた旨の通信を受信した場合（Ｓ１５０６でＹｅｓ）、光学的ポインタ１００は、対象物３０１に向け照射する直接光１５０に加え、対象物３０１の鉛直方向真上の天井面３０３に向け、補助光１５１を照射する補助光１５１確認動作モードを実行する（Ｓ１５０７）。一方、Ｓ１５０６で自走式ロボットハンド２００より補助光１５１による輝点がセンシングできなかった旨の通信を受信した場合（Ｓ１５０６でＮｏ）、光学的ポインタ１００は、ユーザに音声通知や光学的ポインタ１００を振動させるなどの手段を用いて、自走式ロボットハンド２００が直接光１５０による輝点及び補助光１５１による輝点を認識できない旨を通知する（Ｓ１５０８）。

なお、補助光１５１必要時照射モードにおいては、自走式ロボットハンド２００が直接光１５０による輝点をセンシングできなかった旨を光学的ポインタ１００に送信し、光学的ポインタ１００はこの通信を受信して初めて対象物３０１の鉛直方向真上の天井面３０３に補助光１５１を照射する。したがって、これ以外の通信は必ずしも必須とは限らない。例えば、自走式ロボットハンド２００が直接光１５０による輝点をセンシングできた場合、その旨を光学的ポインタ１００に送信しなくてもよい。

本開示における補助光必要時照射モードにおける自走式ロボットハンド２００の動作の流れを、フローチャートを用いて説明する。

図１６は、補助光必要時照射モードにおける自走式ロボットハンドの動作にかかるフローチャートである。

自走式ロボットハンド２００は光学的ポインタ１００からの直接光１５０照射通知を通信部２３４より受け、まず、自走式ロボットハンド２００の全方位カメラ２２０に直接光１５０による輝点の入力があったかどうかを判断する（Ｓ１６０１）。Ｓ１６０１で直接光１５０による輝点の入力があった場合（Ｓ１６０１でＹｅｓ）、自走式ロボットハンド２００はステレオカメラ部２１０で直接光１５０による輝点の正確な３次元位置をセンシングし、移動を試みる直接光１５０確認動作モードを実行する（Ｓ１６０２）。なお、Ｓ１６０２では、同時に光学的ポインタ１００に対し、無事直接光１５０による輝点がセンシングできた旨を通信部２３４を通し、光学的ポインタ１００に送信する。一方、Ｓ１６０１で直接光１５０による輝点の入力がなかった場合（Ｓ１６０１でＮｏ）、自走式ロボットハンド２００は直接光１５０がセンシングできなかった旨を通信部２３４を通して、光学的ポインタ１００に送信する（Ｓ１６０３）。その後、補助光１５１による輝点の入力が全方位カメラ２２０にあったかどうかを判断する（Ｓ１６０４）。Ｓ１６０４で補助光１５１による輝点の入力があった場合（Ｓ１６０４でＹｅｓ）、自走式ロボットハンド２００は全方位カメラ２２０のセンシングデータを基に対象物３０１方向に移動をし、直接光１５０による輝点を探索・移動を試みる補助光１５１確認動作モードを実行する（Ｓ１６０５）。一方、Ｓ１６０４で補助光１５１による輝点の入力がなかった場合（Ｓ１６０４でＮｏ）、自走式ロボットハンド２００はユーザに音声通知や光学的ポインタ１００を振動させるなどの手段を用いて、直接光１５０による輝点及び補助光１５１による輝点が認識できない旨を通知する（Ｓ１６０６）。

［２−３．まとめ］
以上のように、本実施の形態において、通信部１１４は通信手段に相当する。

光学的ポインタ１００は、自走式ロボットハンド２００と通信する通信部１１４、をさらに備え、制御部１１２は、通信部１１４によって自走式ロボットハンド２００が対象物３０１を認識できない旨の通信を受けたときに補助光照射部１０４が対象物３０１の直上天井を指示するように補助光照射部１０４を制御する。

これにより、光学的ポインタ１００の省エネルギー化を図ることが可能となる。

（他の実施の形態）
以上のように、本開示における実装の例示として、実施の形態１、２を説明した。しかしながら、本開示は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１、２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態をまとめて説明する。

実施の形態１、２では、対象物指示装置（オブジェクト・ポインティング・デバイス）の一例としてレーザ光を用いた光学的ポインタ１００を説明した。対象物指示装置としてレーザ光を用いた光学的ポインタ１００を用いれば、直接光１５０及び補助光１５１による指示点（輝点）を対象物３０１及び天井面３０３上に鮮やかに表示することができるので、自走式ロボットハンド２００において直接光１５０及び補助光１５１による指示点（輝点）を判断することが容易になる。しかし、対象物指示装置は、これに限定されない。例えば、一般的な可視光を用いた対象物指示装置であってもよい。一般的な可視光を用いた対象物指示装置は、レーザ光を用いた対象物指示装置よりも安価に製造することができる。また、直接光１５０はレーザ光とし、補助光１５１は赤外光のような不可視光としてもよい。これにより、ユーザは補助光１５１を意識することなく、自走式ロボットハンド２００に指示をおくることができるようになる。要するに、対象物指示装置は、対象物を直接指示する第一の光学的指示手段と、光軸の向きを変更可能であって、対象物を間接的に指示する第二の光学的指示手段と、第二の光学的指示手段が対象物の直上天井を指示するように第二の光学的指示手段を制御する制御手段と、を備えていればよい。

また、実施の形態１、２では、第二の光学的指示手段に相当する補助光照射部１０４は、光学的ポインタ１００の本体１０１前面に設けられた回転フレーム１０２上にあってモータ１０８によって角度の変更が可能であるとした。しかし、第二の光学的指示手段の構成は、これに限定されない。要するに、第二の光学的指示手段は、光学的ポインタ１００の本体１０１の、直接光１５０の光軸方向に対してロール方向とピッチ方向に回転可能であればよい。

また、直接光１５０による輝点を探索・移動を試みる補助光１５１確認動作モードにおいて、全方位カメラ２２０の画角内に直接光１５０による輝点及び補助光１５１による輝点が共に現れる場合もあるが、例えば直接光１５０による輝点と補助光１５１による輝点の色を異なる色としておくことで、このような場合においても直接光１５０による輝点と補助光１５１による輝点の区別が容易になる。なお、色による違い以外にも輝点の形状や、輝点の数を異なるものとすることで、同様の効果が得られる。

以上のように、添付図面および詳細な説明によって、ベストモードと考える実施の形態と他の実施の形態とを提供した。これらは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、ロボットなどに動作の対象物を指示する対象物指示装置に適用可能である。

１００ 光学的ポインタ
１０１ 本体
１０２ 回転フレーム
１０３ 距離センサ
１０４ 補助光照射部
１０５ 直接光照射部
１０６ スイッチ
１０７ モータ
１０８ モータ
１０９ キー入力部
１１０ 測距部
１１１ センサ部
１１２ 制御部
１１３ 駆動部
１１４ 通信部
１５０ 直接光
１５１ 補助光
２００ 自走式ロボットハンド
２０１ アーム
２０２ 本体
２０３ 車輪
２１０ ステレオカメラ部
２１１ 撮像部
２１２ カメラ可動部
２２０ 全方位カメラ
２２１ 全方位ミラー
２２２ 透明円筒
２２３ カメラ部
２２４ 接続部
２３０ センサ入力部
２３１ 画像入力部
２３２ 制御部
２３３ 駆動部
２３４ 通信部
３０１ 対象物
３０２ 障害物
３０３ 天井面

Claims (6)

1. 対象物を直接指示する第一の光学的指示手段と、
   光軸の向きを変更可能であって、前記対象物を間接的に指示する第二の光学的指示手段と、
   前記第二の光学的指示手段が前記対象物の直上天井を指示するように前記第二の光学的指示手段を制御する制御手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする対象物指示装置。
2. ロボットと通信する通信手段、
   をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記通信手段によって前記ロボットが前記対象物を認識できない旨の通信を受けたときに前記第二の光学的指示手段が前記対象物の直上天井を指示するように前記第二の光学的指示手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の対象物指示装置。
3. 前記対象物指示装置から前記対象物までの距離を測定する第一の距離測定手段と、
   前記対象物指示装置から前記対象物指示装置の直上天井までの距離を測定する第二の距離測定手段と、
   前記第一の光学的指示手段の光軸と鉛直方向とのなす角度を測定する角度測定手段と、
   をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記第一の測定手段によって測定された前記対象物指示装置から前記対象物までの距離と、前記第二の測定手段によって測定された前記対象物指示装置から前記対象物指示装置の直上天井までの距離と、前記角度測定手段によって測定された前記第一の光学的指示手段の光軸と鉛直方向とのなす角度に基づいて、前記第二の光学的指示手段の光軸の向きを決定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の対象物指示装置。
4. 前記第二の光学的指示手段は、
   前記第一の光学的指示手段の光軸に対して、ロール方向とピッチ方向に回転可能である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の対象物指示装置。
5. 前記第一の光学的指示手段による輝点と前記第二の光学的指示手段による輝点は、
   色、形状、数の少なくとも一つが互いに異なる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の対象物指示装置。
6. 前記第一の光学的指示手段による輝点は可視であり、
   前記第二の光学的指示手段による輝点は不可視である、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の対象物指示装置。