JP2017041188A - 荷物運搬装置およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 操作者が操作する親機とその親機に自動追従する子機との組合せによって荷物運搬を省力化する技術において、操作者に対して子機がコミュニケーションを取るようなインタフェイスを提供する。【解決手段】 子機（β，γ）は、移動のための駆動ユニットと、親機（α）または他の子機（β，γ）のビーコンを視認するためのビーコン視認カメラ（ＩＲカメラ）を親機（α）側に備えるとともに、そのビーコン視認カメラによる画像データから追従状態を判断する制御装置と、操作者への伝達事項を音声にて伝えるためのスピーカとを備える。 制御装置は、前記の子機（β，γ）におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させる。【選択図】 図４

Description

本発明は、荷物を運搬する運搬装置、およびその荷物運搬装置における情報処理技術に関する。

ロボットの機能は、人間の行動代行、人間とのコミュニケーションに大別できる。
人間の行動代行は、行動のための駆動装置、行動に関する記憶データを予め蓄積していたり学習したりして蓄積する記憶装置、行動のために外部環境などの情報を収集する入力装置、収集した情報および記憶データを用いて前記の駆動装置への制御信号を発信する制御装置、を含んでいる。

人間とのコミュニケーションは、いわゆる人工知能が司る。すなわち、音声でのコミュニケーションに限るとすれば、コミュニケーションのためのマイク、マイクで発声するためのデータを予め蓄積していたり学習したりして記憶データとして蓄積する記憶装置、会話のための音声データを収集するマイク、収集した音声データから発声するための記憶データを選び出す演算装置、を含んでいる。

自動車の自動運転に関する分野では、完全に自動運転を目指す先端領域と、人間と機械とが補完関係を構築する補完領域とに大別できる。
補完領域における代表的な技術では、複数の運搬車両における先頭車両を人間が運転し、先頭車両に追従する車両を自動運転とする、というものである。

特許文献１では、葉菜類の収穫機等の自走する作業車両（ 牽引車両＝ 親機） に収穫物運搬車等の自走可能な車両（ 被牽引車両＝ 子機） が同時に作業を行う場合において、親機と子機の相対速度及び相対進行方位を計測し、子機の走行及び操舵機構を制御して自動的に親機に追従走行させる技術が開示されている。

特許文献２では、積雪地域においても、発信器を携帯した先導者を移動体検知センサにより近接追尾をしながら自動走行する、全天候型のショッピングカートが開示されている。

特許文献３では、運行車両の運転者の運転状況、運行状況等の車内外の各種状況を監視・記録し、車両管理者側との送受信等によって車両の現況を把握し、監視できる技術が開示されている。

さて、車輪走行によって荷物を運搬する荷物運搬ロボットは、人間の行動代行を実行するが、人間とのコミュニケーションをするための機能は、省略しているものがある。人間とのコミュニケーションを取る必要のある場面が少ないと認識されているからであろう。

特開２００４−５８７１７号公報 特開２０１３−６５５０号公報 特開２０１３−１２０４０９号公報

前述した先行技術を基にして、操作者が操作する親機とその親機に自動追従する子機との組合せによって、荷物運搬を省力化する、という技術が開発された。
この場合の子機については、操作者とのコミュニケーションをするための機能が備わっているに越したことはない。しかし、そのような技術はまだ開発されていない（本願の発明者は、そのような技術が未だ無いと認識している）。必要性に気付いていないことと相まって、装備およびそれに伴うコスト面、装備に伴う重量増加やバッテリ消費量の増加など、克服すべき課題が多いからである、と想像される。

本発明が解決しようとする課題は、操作者が操作する親機とその親機に自動追従する子機との組合せによって荷物運搬を省力化する技術において、操作者に対して子機がコミュニケーションを取るようなインタフェイスを提供することにある。

第一の発明は、操作者が操作する親機（α）とその親機（α）に自動追従する単数または複数の子機（β，γ）とを備えた荷物運搬装置に係る。
第二の発明は、操作者が操作する親機（α）とその親機（α）に自動追従する単数または複数の子機（β，γ）とを備えた荷物運搬装置に対して、子機（β，γ）の制御を実行する制御プログラムに係る。
以下、図中で該当する構成要件には括弧書きの符号とともに説明する。

（第一の発明）
第一の発明は、操作者が操作する親機（α）とその親機（α）に自動追従する単数または複数の子機（β，γ）とを備えた荷物運搬装置に係る。
前記の親機（α）は、子機（β，γ）側および／または操作者にビーコン（Ａ，Ｂ）を備える。
前記の子機（β，γ）は、移動のための駆動ユニットと、親機（α）または他の子機（β，γ）のビーコンを視認するためのビーコン視認カメラ（ＩＲカメラ）を親機（α）側に備えるとともに、そのビーコン視認カメラによる画像データから追従状態を判断する制御装置（ＣＰＵ基板）と、前記の操作者への伝達事項を音声にて伝えるためのスピーカとを備える。
前記の制御装置は、前記の子機（β，γ）におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように形成する。

（用語説明）
「ビーコン」とは、電波あるいはＩＲ（赤外線）のような高周波の電磁波を移動体（航空機・船舶・自動車など）に搭載して受信することによって、位置をはじめとした各種情報を取得するための機器である。
親機（α）へ備えられたビーコン（Ａ）を、親機（α）の操作のための操作者が存在することで子機（β）が認識しづらい場合には、操作者における子機（β）側にビーコン（Ｂ）を装着する。ビーコン（Ａ、Ｂ）の二つを備える場合には、その発光パターンは同じものとする。
「運搬状態の異常」とは、たとえば、ビーコン視認カメラからの画像データに基づいて検知される異常、親機（α）に対して子機（β）が近づきすぎた場合や離れすぎた場合、などである。正常な範囲については、たとえば初期設定によって制御装置の記憶装置へ予め入力し，登録しておく。
また、荷物運搬装置を構成する各種デバイスなどが異常を来した場合も「運転状態の異常」である。たとえば、運搬の動力となるバッテリの消耗、各種センサの接触不良などによるデータ送受信の異常なども含まれることとする。

（作用）
親機（α）は操作者が操作し、その親機（α）には単数または複数の子機（β，γ）が自動追従する荷物運搬装置である。
前記の親機（α）は、子機（β，γ）側および／または操作者に備えたビーコン（Ａ，Ｂ）によって子機（β）が追従可能であるように電磁波（たとえば、赤外線）を発する。
前記の子機（β）は、ビーコン視認カメラ（ＩＲカメラ）によって親機（α）のビーコンを視認する。そのビーコン視認カメラからのデータに基づく運搬状態が正常か異常かについては、制御装置が判断する。正常であれば、駆動ユニットを駆動させて追従する。
視認状態が異常であると制御装置が判断した場合には、制御装置は、スピーカが操作者への伝達事項を音声にて伝えるように制御信号を発する。制御信号を受けたスピーカは操作者へ音声を発する。その音声を聞いた操作者は、子機（β）が追従可能であるように親機（α）の操作状態を変更する。

なお、子機（β）に追従する子機（γ）が子機（β）に対しての視認状態が異常となった場合にも、子機（γ）は同様の作用をなす。

（第一の発明のバリエーション１；図４、図５に対応）
第一の発明における荷物運搬装置は、以下のように形成することができる。
すなわち、前記の制御装置は、前記の子機（β）におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機（β）による追従が継続可能であるように前記の駆動ユニットの駆動状態を変更する。

（作用）
たとえば、親機（α）との距離が所定範囲を超えて大きくなってしまったような場合、駆動ユニットの運転を速め、親機（α）との距離が所定範囲に収まるようにするのである。
親機（α）との距離が所定範囲を超えて小さくなってしまったような場合、駆動ユニットの運転を遅くして、親機（α）との距離が所定範囲に収まるようにするのである。

なお、子機（β）に追従する子機（γ）が子機（β）に対しての視認状態が異常となった場合にも、子機（γ）は同様の作用をなす。

（第一の発明のバリエーション２；図６に対応）
第一の発明における荷物運搬装置は、以下のように形成することができる。
すなわち、前記の制御装置は、前記の子機（β）におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機（β）による追従を一時停止する。

（作用）
たとえば、親機（α）との距離が所定範囲を超えて大きくなってしまったような場合であって駆動ユニットの運転を速めても追いつけないような場合には、子機（β）による追従を一時停止する。そして、親機（α）の操作者が親機（α）を所定の位置にまで戻すなどして追従が可能な状態としてから、追従を開始する。

なお、子機（β）に追従する子機（γ）が子機（β）に対しての視認状態が異常となった場合にも、子機（γ）は同様の作用をなす。

（第一の発明のバリエーション３；図５に対応）
第一の発明における荷物運搬装置は、以下のように形成することができる。
すなわち、前記の制御装置は、前記の子機（β）におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態が正常であると判断した場合には、正常である旨を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように形成する。

（作用）
親機（α）の操作者は、運搬状態が異常であると判断した場合のみならず、運搬状態が正常であると判断した場合にも、スピーカからの音声を聞くことができるので、安心して親機（α）の操作を継続できる。

なお、子機（β）に追従する子機（γ）が子機（β）に対しての視認状態が正常である場合にも、子機（γ）は同様の作用をなす。

（第一の発明のバリエーション４；図７、図９に対応）
第一の発明における荷物運搬装置は、以下のように形成することができる。
すなわち、前記の子機（β，γ）は、外部環境を検知してそのデータを前記の制御装置へ送信するための外部センサ（たとえば、運搬に支障を来すような障害物を検知するためのＩＲ距離センサ）を備え、
前記の制御装置は、その外部センサからのデータに基づいて運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように形成するのである。

（作用）
親機（α）との関係での運搬状態ではなく、外部環境によって運搬状態に異常が発生することがある。そのような場合にも、外部センサによってその異常事態を検知し、その異常事態を操作者へ伝えることができる。

なお、子機（β）に追従する子機（γ）が外部センサによってその異常事態を検知した場合であっても、子機（γ）は同様の作用をなす。

（第二の発明）
第二の発明は、操作者が操作する親機（α）とその親機（α）に自動追従する単数または複数の子機（β，γ）とを備えるとともに、 前記の親機（α）は、子機（β，γ）側および／または操作者にビーコン（Ａ，Ｂ）を備え、
前記の子機（β，γ）は、移動のための駆動ユニットと、親機（α）または他の子機（β，γ）のビーコンを視認するためのビーコン視認カメラ（ＩＲカメラ）を親機（α）側に備えるとともに、そのビーコン視認カメラによる画像データから追従状態を判断する制御装置（ＣＰＵ基板）と、前記の操作者への伝達事項を音声にて伝えるためのスピーカと、を備えた荷物運搬装置に対する制御プログラムに係る。
その制御プログラムは、 前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データを受信する画像データ受信手順と、
その画像データ受信手順にて受信した画像データから運搬状態を判断する運搬状態判断手順と、
その運搬状態判断手順にて判断した運搬状態が異常であると判断した場合に異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように制御信号を発信するスピーカ制御手順と、
を前記の制御装置に実行させる。

（第二の発明のバリエーション１）
第二の発明は、以下のように形成してもよい。
すなわち、前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機による追従が継続可能であるように前記の駆動ユニットに対して駆動状態を変更するための制御信号を発信する駆動状態変更手順を、更に実行させることとするのである。

（第二の発明のバリエーション２）
第二の発明は、以下のように形成してもよい。
すなわち、前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機による追従を一時停止するように前記の駆動ユニットに対して駆動状態を停止するための制御信号を発信する駆動状態停止手順を、更に実行させることとするのである。

（第二の発明のバリエーション３）
第二の発明は、以下のように形成してもよい。
すなわち、前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態が正常であると判断した場合には、正常である旨を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるための制御信号を発信する正常状態発声手順を、更に実行させることとするのである。

（第二の発明のバリエーション４）
第二の発明は、以下のように形成してもよい。
すなわち、前記の子機には、外部環境を検知してそのデータを前記の制御装置へ送信するための外部センサを備えることする。
そして、 その外部センサからのデータに基づいて運搬状態に異常が発生したか否かを判断する外部センサ判断手順と、
その外部センサ判断手順によって運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるための制御信号を発信する外部異常発声手順と、を更に実行させることとするのである。

第二の発明に係るコンピュータプログラムを、記録媒体へ記憶させて提供することもできる。
ここで、「記録媒体」とは、それ自身では空間を占有し得ないプログラムを担持することができる媒体である。例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、フラッシュメモリなどである。
また、この発明に係るプログラムを格納したコンピュータから、通信回線を通じて他の端末手段へ伝送することも可能である。

第一の発明によれば、操作者が操作する親機とその親機に自動追従する子機との組合せによって荷物運搬を省力化する技術において、操作者に対して子機がコミュニケーションを取るような荷物運搬装置を提供することができた。
第二の発明によれば、操作者が操作する親機とその親機に自動追従する子機との組合せによって荷物運搬を省力化する技術において、操作者に対して子機がコミュニケーションを取るような荷物運搬装置に対する制御プログラムを提供することができた。

本発明に係る第一の実施形態を説明するためのハードウェア構成図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。 本発明に係る第一の実施形態を説明するためのブロック図である。 本発明に係る第一の実施形態を説明するための概念図である。 本発明に係る第一の実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る第二の実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る第三の実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る第四の実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る第五の実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る第六の実施形態を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ここで用いる図面は、図１から図９である。
図１から図３に示す実施形態では、操作者が操作する親機とその親機に自動追従する単数または複数の子機とを備えた荷物運搬装置を示す。
なお、本実施形態においては、親機と子機との区別はなく、操作者が操作するものが親機となり、その親機に追従するのが子機となる。ただし、親機と子機とで、ハードウェア構成およびそれに基づくソフトウェア構成を別々に形成してもよい。

（図１）
図１（ａ）には、本実施形態に係る運搬装置の平面図、図１（ｂ）には、本実施形態に係る運搬装置の側面図を示す。
基本的な形状は、長方形の平板の下面に４つの車輪（キャスタ）を備えるとともに、平板の一短辺側から立設させたハンドル部を備えた「台車」の形状をなしている。

長方形の平板は、荷台となるものであり、プラスチック素材を採用したプラスチック荷台である。そのプラスチック荷台の一短辺側から立設させたハンドルを備え、そのハンドルには、各種の操作が可能な操作部を備えている。

プラスチック荷台の下面における四隅の近傍には、キャスタを備えている。前記のハンドルに近い二つのキャスタは、それぞれ駆動ユニットを備えている。その駆動ユニットにはモータが含まれており、左右のキャスタにおける回転速度を違えることで操舵している。すなわち、駆動輪である後輪の左右のモータドライバに対して、異なる回転数の制御信号をＣＰＵ基板（後述）から送信することによって操舵する。

駆動ユニットを含む全ての機器は、プラスチック荷台の下面中央のバッテリ（リチウム二次電池）から給電される電気エネルギにて稼働する。バッテリをプラスチック荷台の下面中央に配置したのは、最も重量のある部材であるので、安定した走行を実現するためである。

プラスチック荷台におけるハンドル側には、一対のスピーカと、そのスピーカに挟まれた位置に備えられたビーコンとを固定している。この実施形態においては、赤外線ビーコン（ＩＲビーコン）を採用している。赤外線は、機器の汚れに強く、正確な送受信が可能だからである。
プラスチック荷台におけるハンドルとは反対側には、一対のＩＲカメラと、そのＩＲカメラの外側位置に備えられたＩＲ距離センサとを固定している。

ＩＲビーコンの発光パターン（所定周期での発光点滅のパターン）は、親機（α）、第一子機（β）、第二子機（γ）においてそれぞれ異なる。
また、親機（α）への追従を前提とする第一子機（β）には、親機（α）のＩＲビーコンの発光パターンを、第一子機（β）への追従を前提とする第二子機（γ）には、第一子機（β）のＩＲビーコンの発光パターンを、それぞれのＣＰＵ基板における記憶装置（図示は省略）へ予め記憶させておく。

前述した一対の駆動ユニットに挟まれた位置には、ＣＰＵを含んだ基板を固定している。このＣＰＵ基板は、前述したスピーカ、ＩＲカメラなどの各種デバイスに対して、図２に示すようなデータや信号の授受を実行する。

（図２）
図２は、ＣＰＵ基板を中心として、どのようなデータや信号の授受が各種デバイスとの間で授受されているかを示している。
バッテリに内蔵されたＢＭＳ（Battery Management System）からは、バッテリ状態（満充電に対する残量、バッテリ内の温度など）についてのデータがＣＰＵ基板に対して送信される。

図１に示したハンドルに搭載されている操作部のインタフェイスからは、親機（α）を操作する操作データがＣＰＵ基板に対して送信される。
ビーコンに対しては、予め記憶された発光パターンによって発光するように、発光指令がＣＰＵ基板から送信される。
また、所定の条件下においては（図５、図６、図７に基づいて詳述する）、スピーカから音声を発声するように、音声信号がＣＰＵ基板から送信される。

駆動ユニットにおける左右のモータからは、モータの回転数などについてのモータデータがＣＰＵ基板に対して送信される。
一方、親機（α）においては、駆動ユニットにおける左右のドライバに対しては、左右のモータをどのような回転数で運転させるか、といった制御信号がＣＰＵ基板から送信される。たとえば、親機（α）であれば、操作部を介しての操作データに基づく制御信号としてＣＰＵ基板から送信される。子機（β、γ）においては、後述する各種データを受信したＣＰＵ基板が演算し、制御信号として送信する。

図示は省略しているが、プラスチック荷台には、各種のＩＭＵ(Inertial Measurement Unit＝慣性計測装置)を搭載しており、親機（α）または子機（β、γ）の状態を把握するために、加速度データや角加速度データがＣＰＵ基板に対して送信される。

左右のＩＲカメラからは、前にいる親機（α）または第一子機（β）のビーコンからの発光パターンとその位置であるビーコン位置データがＣＰＵ基板に対して送信される。
また、左右のＩＲ距離センサからは、親機（α）または子機（β、γ）と周囲の障害物との距離を測る障害物データがＣＰＵ基板に対して送信される。

（図３）
図３は、荷物を搭載した状態ではないが、親機（α）に対して第一子機（β）が追従し、第一子機（β）に対して第二子機(γ)が追従している様子を示している（換言すれば、操作者が操作するとして選んだものが親機（α）となる）。
操作者は、操作することとなる親機（α）のビーコン（Ａ）と同じ発光パターンをなすビーコン（Ｂ）を背中（第一子機（β）のＩＲカメラが認識しやすい場所）に装着する。

第一子機（β）におけるＣＰＵ基板の記憶装置には、ビーコン（Ａ）およびビーコン（Ｂ）の発光パターンが記憶された状態で、荷物運搬（追従）を開始しなければならない。同様に、第二子機（γ）におけるＣＰＵ基板の記憶装置には、ビーコン（Ｃ）の発光パターンが記憶された状態で、荷物運搬（追従）を開始しなければならない。

（図４）
図４は、最も上位概念のフローチャートを示している。
運搬を開始すると（Ｓ１）、子機（β，γ）は、追従を開始するとともに、定常運転を実施継続する（Ｓ２）。

子機（β，γ）に備えられたＩＲカメラ、駆動装置などのセンサ機能を果たす機器からの入力データに基づいて、定常運転または正常な運搬状態の範囲を逸脱したか否かを判断する（Ｓ３）。定常運転または正常な運搬状態の範囲に収まっている場合には、運転をそのまま継続する（Ｓ２）。

続いて、定常運転または正常な運搬状態の範囲を逸脱したか否かを判断する（Ｓ３）。逸脱した場合には、追従状態を変更する（Ｓ４）。たとえば、ＩＲカメラが捉えている画像データにおいてビーコンの発光パターンが画像内の上へ位置してしまった場合には、親機（α）へ第一子機（β）が近づきすぎた場合と判断できるので、第一子機（β）は運転の速度を落とす。

続けて、正常ではない状態である旨を、スピーカを介して音声を発する（Ｓ５）。たとえば、親機（α）へ第一子機（β）が近づきすぎた場合には、「近づきすぎたので、スピードを落とします。」という趣旨の音声を発信し、第一子機（β）は運搬スピードを落とすとともに、親機（α）の操作者へ報知する。
この音声を聞いた操作者は、親機（α）の速度をやや上げるようにする。

異常な運転状態が是正されたか否かを判断する（Ｓ６）。近づきすぎた状態から、ＩＲカメラが捉えている画像データにおいてビーコンの発光パターンが画像内の正常位置にまで戻った場合には、是正されたと判断する。

是正された場合には、いったん落としたスピードを元に戻すという定常運転に戻しつつ、追従を継続する（Ｓ２）。是正されていない場合には、追従状態の変更に戻る（Ｓ４）。
その運搬作業が終了した場合には、親機（α）の操作者が子機（β、γ）への追従終了を指示するなどして、終了する（Ｓ７）。

なお、前述した実施形態においては、第一子機（β）が異常な運転状態の発声を検知したり、その異常を報知するための音声を発声したりするとして説明したが、第一子機（β）に追従する第二子機（γ）についても、ほぼ同様の作動をする。

第一子機（β）と第二子機（γ）との音声の質は異ならせておくことが望ましい。たとえば、第一子機（β）が女性を模した音声、第二子機（γ）が男性を模した音声としておく。このことで、親機（α）の操作者は、どちらの子機からの音声であるか、ということを認識しやすい。同じ音質の音声とした場合には、音声の発声場所の遠近にてどちらの子機からの音声であるかを判断しなければならないからである。

（図５）
図５に示す実施形態は、親機（α）の操作者への報知について、異常が発声した際に実行するのみならず、正常な運搬が継続している場合にも実行するステップ（Ｓ１３）を追加したものである。すなわち、「ご主人様を確認できています。」という趣旨の音声を第一子機（β）が発する。

また、図４に示した実施形態における「正常でない状態」が親機（α）へ第一子機（β）が近づきすぎた場合であるとしたが、図５に示す実施形態では、親機（α）から第一子機（β）が３メートル以上離れてしまった場合とする（Ｓ１４）。
この場合の「追従状態の変更」とは、第一子機（β）の運搬スピードを上げることであり（Ｓ１５）、異常報知の音声とは、「もう少しゆっくり歩いて下さい。」という趣旨の音声となる（Ｓ１６）。

ところで、親機（α）から第一子機（β）が３メートル以上離れてしまうという事態は、ＩＲカメラによる画像データにて認識する場合もあるが、モータデータによって認識できる場合もある。
たとえば、加速度センサが鉛直方向に０．１Ｇを超える加速度を検知した場合、運搬経路が下り坂となっていることを認識できたこととなる。その場合、速度を規定の値まで減速する、という追従状態の変更をした上で、「平らなところを通ってください」など水平な床を希望する趣旨の音声をスピーカから発する。

なお、この実施形態においても、第一子機（β）が異常な運転状態の発声を検知したり、その異常を報知するための音声を発声したりするとして説明したが、第一子機（β）に追従する第二子機（γ）についても、ほぼ同様の作動をする。

（図６）
図６に示す実施形態では、運搬状態に異常が発生したか否かの判断をするまでは、図４および図５と同じである（Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３）。異なるのは、まず、運搬状態に異常が発生したと判断した場合に運転状態を変更するのではなく、追従を一時停止する（Ｓ２４）。たとえば、左右のＩＲカメラのいずれか一方または双方においてビーコンの発光パターンを認識できなくなった場合には、追従を一時停止するのである。

また、親機（α）の操作者に対して異常を報知の音声は、追従を再開できるように親機（α）の操作を変更してもらう動作を促すような音声とする。たとえば、運搬状態において発生した異常な事態が、第一子機（β）が追従できないほど親機（α）から離れてしまった状態とする。その場合に発声する音声は、「ご主人様、どこにいらっしゃいますか？」という趣旨の音声となる（Ｓ２５）。

その後、異常事態が是正されたか否かを判断する（Ｓ２６）。是正されなければ、追従の一時停止を継続する（Ｓ２４）。是正されれば、正常な運搬を再開する（Ｓ２２）。

一時停止する他の場合について説明する。
たとえば、モータデータの制御値が所定値（たとえば３０ｒｐｍ）を越えているのに、実回転数が所定値（たとえば１０ｒｐｍ）以下である状態が所定時間（たとえば５秒）を越えたとき、追従が困難となる、というような場合である。
このような場合にも第一子機（β）は追従を一時停止する。そして、「重すぎて動けません。ちょっと手伝ってください。」などと助力を求める趣旨の発声を、スピーカから発する。

なお、この実施形態においても、第一子機（β）が異常な運転状態の発声を検知したり、その異常を報知するための音声を発声したりするとして説明したが、第一子機（β）に追従する第二子機（γ）についても、ほぼ同様の作動をする。
たとえば、第二子機（γ）が第一子機（β）への追従ができなくなったとする。その場合に発声する音声は、「一号機、どこへ行ったの？」という趣旨の音声となる（Ｓ２５）。

（図７）
図４から図６にて説明してきた実施形態は、親機（α）に対する第一子機（β）の状態に異常が発生した場合である。図７に示す実施形態では、操作者が操作している親機（α）では発生しにくいものの、第一子機（β）には発生しうる異常事態に対する実施形態となる。
以下、図６に示した実施形態との比較において説明する。

図７に示す実施形態では、「外部環境に関する異常」が発生したか否かを判断する、というステップが入る（Ｓ３３）。たとえば、操作者が操作している親機（α）は、操作者による巧みな操作によって通過できたような通路の場合、親機（α）では追従が困難となった、という事態が発生したとする。子機（β、γ）は、通過可能な通路か否かをＩＲ距離センサからのデータを分析することで判断する。通過困難という判断をした場合、第一子機（β）は、追従を一時停止する（Ｓ３４）。

続いて、親機（α）の操作者に対して異常を報知の音声は、追従を再開できるように親機（α）の操作を変更してもらう動作を促すような音声とする。たとえば、「通路が狭くて通れません。」といった趣旨の音声である。
この音声を聞いた親機（α）の操作者は、親機（α）の進行操作を一時停止し、第一子機（β）の追従を再開できるように親機（α）を戻したり、第一子機（β）でも通過可能な通路を選択し直したりする。

その後、異常事態が是正されたか否かを判断する（Ｓ３６）。是正されなければ、追従の一時停止を継続する（Ｓ３４）。是正されれば、正常な運搬を再開する（Ｓ３２）。

なお、この実施形態においても、第一子機（β）が異常な運転状態の発声を検知したり、その異常を報知するための音声を発声したりするとして説明したが、第一子機（β）に追従する第二子機（γ）についても、ほぼ同様の作動をする。

（図８）
図８は、バッテリの残量が所定以下となった場合に関するフローチャートである。このフローチャートに示すフローは、親機（α）、第一子機（β）、第二子機（γ）のいずれでも同様である。
バッテリに内蔵されたＢＭＳからは、バッテリの満充電に対する残量についてのデータは、ＣＰＵ基板に対して送信されている。
たとえば、残量が１０％以下となったら「お腹がすきました」といった趣旨の音声を発声する（Ｓ４４）。この音声を耳にした操作者が運搬作業を中止せず、継続した場合には、「お腹がすきました」といった趣旨の音声は繰り返されることとなる（Ｓ４５，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４）。

操作者が運搬作業を中止せずに、たとえば残量が５％以下となったら「お腹がペコペコで動けません」といった趣旨の音声を発声する（Ｓ４４）。そして、運転または追従を中止し、運搬を強制的に終了することとしてもよい（Ｓ４６への波線矢印）。
なお、図示は省略するが、バッテリへの充電が完了した場合には、「お腹が一杯になりました」といった趣旨の音声を発声することとしており、運搬作業を再開できる旨を操作者へ知らせる。

（図９）
図９は、たとえば加速度センサや角加速度センサからのデータに基づいて、異常を検知した場合を示すフローチャートである。このフローチャートに示すフローについても、親機（α）、第一子機（β）、第二子機（γ）のいずれでも同様である。
たとえば、水平方向に０．１Ｇを超える加速度を検知した場合、床面の段差や小さな障害物による衝撃を受けたことを検知したこととなる（Ｓ５３）。このような衝撃は瞬間的な異常である場合が多いので、運転状態を変更したり、一時中断したりする必要がない場合が多い。

瞬間的な異常であると判断できた場合には（Ｓ５４）、たとえば「もう少し丁寧な扱いをお願いします」といった趣旨の音声を発声する（Ｓ５５）。
瞬間的な異常ではなく、異常事態が継続するか、別の異常事態が連続して発生したと判断できた場合には、運搬を終了する（Ｓ５６）。たとえば、衝撃の検知の直後に一方のＩＲカメラからのビーコン位置データが送信されなくなった、ということが検知された場合、その衝撃によって一方のＩＲカメラが故障または破損した可能性があり、運搬継続が困難だからである。

なお、図９に示した「瞬間的な異常」とは、外部環境から生じる異常を例として説明したが、ＩＲカメラとＣＰＵ基板とのデータ送受信に接触不良が一時的に発生した、というような荷物運搬装置の内部の異常も含まれる。

（その他の音声インタフェイス）
図示は省略するが、操作者に対して話しかけるようなコミュニケーションは、ＣＰＵ基板が受信する各種のデータによって、様々な音声を準備している。
たとえばモータデータについて、制御値と実回転数の差が制御値の５％以下である場合には、走行開始直後に「こんな荷物なんか平気です」と負荷が軽いことを意味する発声を、スピーカから発生させることとしている。

同じくモータデータについて、制御値と実回転数の差が制御値の２０％を越えた場合は、走行開始直後に「重いけどがんばります」など努力を意味する発声を、スピーカから発生させることとしている。
そして、２０％を越えた状態が１０分以上継続した場合は「疲れました。ゴールはまだですか？」など疲労を意味する発声を、スピーカから発生させることとしている。

加速度センサや角加速度センサによっても、様々な音声を準備している。
たとえば、斜め前下方の角度が５度を越える加速度が検知された状態が５秒以上継続した場合には、「急な下り坂なので怖いです」など注意を促す発声を、スピーカから発生させることとしている。
また、水平方向の角加速度が５秒以内にプラスマイナスが４回以上切り替わったことを検知した場合には、「フラフラして目が回りそうです」など運搬状況がふらついていることを操作者に伝えるための発声を、スピーカから発生させることとしている。

前述してきた実施形態によれば、操作者が操作する親機（α）とその親機（α）に自動追従する子機（β、γ）との組合せによって荷物運搬を省力化する技術において、子機（β、γ）および親機（α）が操作者に対して話しかけるようなコミュニケーションを実現したインタフェイスを提供することができた。

本発明は、荷物運搬装置の製造業、荷物運搬装置のレンタル業、荷物運搬装置のソフトウェア開発業、荷物運搬に関わるシステム開発業などにおいて利用可能性を有する。

α ；親機 β ：第一子機
γ ：第二子機
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ：ビーコン

Claims (10)

1. 操作者が操作する親機とその親機に自動追従する単数または複数の子機とを備えた荷物運搬装置であって、
   前記の親機は、子機側および／または操作者にビーコンを備え、
   前記の子機は、移動のための駆動ユニットと、親機または他の子機のビーコンを視認するためのビーコン視認カメラを親機側に備えるとともに、そのビーコン視認カメラによる画像データから追従状態を判断する制御装置と、前記の操作者への伝達事項を音声にて伝えるためのスピーカとを備え、
   前記の制御装置は、前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように形成した荷物運搬装置。
2. 前記の制御装置は、前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機による追従が継続可能であるように前記の駆動ユニットの駆動状態を変更することとした請求項１に記載の荷物運搬装置。
3. 前記の制御装置は、前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機による追従を一時停止することとした請求項１または請求項２のいずれかに記載の荷物運搬装置。
4. 前記の制御装置は、前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態が正常であると判断した場合には、正常である旨を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように形成することとした請求項１から請求項３のいずれかに記載の荷物運搬装置。
5. 前記の子機は、外部環境を検知してそのデータを前記の制御装置へ送信するための外部センサを備え、
   前記の制御装置は、その外部センサからのデータに基づいて運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように形成することとした請求項１から請求項４のいずれかに記載の荷物運搬装置。
6. 操作者が操作する親機とその親機に自動追従する単数または複数の子機とを備え、
   前記の親機は、子機側および／または操作者にビーコンを備え、
   前記の子機は、移動のための駆動ユニットと、親機または他の子機のビーコンを視認するためのビーコン視認カメラを親機側に備えるとともに、そのビーコン視認カメラによる画像データから追従状態を判断する制御装置と、前記の操作者への伝達事項を音声にて伝えるためのスピーカと、を備えた荷物運搬装置に対する制御プログラムであって、
   前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データを受信する画像データ受信手順と、
   その画像データ受信手順にて受信した画像データから運搬状態を判断する運搬状態判断手順と、
   その運搬状態判断手順にて判断した運搬状態が異常であると判断した場合に異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるように制御信号を発信するスピーカ制御手順と、
   を前記の制御装置に実行させることとしたコンピュータプログラム。
7. 前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機による追従が継続可能であるように前記の駆動ユニットに対して駆動状態を変更するための制御信号を発信する駆動状態変更手順を、更に実行させることとした請求項６に記載のコンピュータプログラム。
8. 前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、子機による追従を一時停止するように前記の駆動ユニットに対して駆動状態を停止するための制御信号を発信する駆動状態停止手順を、更に実行させることとした請求項６または請求項７のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
9. 前記の子機におけるビーコン視認カメラからの画像データから運搬状態が正常であると判断した場合には、正常である旨を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるための制御信号を発信する正常状態発声手順を、更に実行させることとした請求項６から請求項８のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
10. 前記の子機には、外部環境を検知してそのデータを前記の制御装置へ送信するための外部センサを備えることとし、
    その外部センサからのデータに基づいて運搬状態に異常が発生したか否かを判断する外部センサ判断手順と、
    その外部センサ判断手順によって運搬状態に異常が発生したと判断した場合には、異常事態を操作者へ伝えるための音声を前記のスピーカから発声させるための制御信号を発信する外部異常発声手順と、を更に実行させることとした請求項６から請求項９のいずれかに記載のコンピュータプログラム。
    

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