JP2019054409A - ロボット制御装置、システム、及び方法 - Google Patents

ロボット制御装置、システム、及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】通信状況が変動するときにでも、複数ロボットの間でリソースを融通し合い、適切にサービスを遂行することを可能とする。【解決手段】通信環境により複数のロボットＲと通信を行うロボット制御装置１０１は、複数のロボットＲから送信される通信環境データを収集し、無線通信環境地図を作成する無線通信環境地図作成部２０１と、作成された無線通信環境地図に基づき、複数のロボットＲが実施するサービスの変更を決定するサービス決定部２０２と、無線通信アクセスポイント１０３などの無線通信環境を利用して、複数のロボットＲと通信を行う通信インターフェースを備え、サービス決定部は、無線通信環境地図に基づき、複数のロボットＲの配置の変更処理、機能の停止処理と復旧処理、或いはサービスシナリオの変更処理等を決定する。【選択図】図４

Description

本発明は、ロボット制御装置に係り、特に通信環境に応じて複数のロボットのサービスを制御するロボット制御技術に関する。
ロボットはマイク、カメラ等多くのセンサを搭載している。音声認識や画像認識等高度な処理を実施するために、ロボット単体だけでなく、外部コンピュータと通信し、外部コンピュータの処理結果である音声認識や画像認識後のセリフや動作の指示を受けて、ロボットが役務を行うシステムもある。また、ネットワーク等を介して他の業務システムやクラウド上のサーバに接続し、サービスを提供する場合もある。また、自律移動するロボットは外部コンピュータにアクセスするために無線アクセスポイントに接続する必要がある。
このように専用線ではなくＬＡＮ（Local Area Network）において汎用の周波数帯を用いる無線アクセスポイントや、モバイル網等を活用するロボットは、通信帯域が保証されておらず、他のデバイスなどの通信の影響を受けやすい。また、無線アクセスポイントの無線強度は無線アクセスポイントから離れるほど低下し、また、障害物の影響も受け、無線強度が低下する。そのため、ロボットが移動し、無線アクセスポイントとの位置関係が変化すると通信環境も変化し易い。このような通信環境に応じたロボットに対する制御を開示する公知例として特許文献１、特許文献２などがある。
特許４６５８８９２号公報 特許４８５６５１０号公報
しかしながら、上述した先行技術においては、外部制御装置で複数のロボットを管理制御し、リアルタイムにサービスを行う前提では考慮されていない。そのため、当該前提となるサービス運用にあたって、人の混み具合、机等の障害物、他の通信デバイス、監視カメラなど他の機器設置および使用状況の変化、ロボット稼働状況の変化などで、初期設定した環境から通信状況が変動するときに適切にロボット動作を制御できない場合が生じる。
本発明の目的は、上記の課題を解決し、他の機器設置および使用状況の変化、ロボット稼働状況の変化などで、通信状況が変動するときにでも、複数ロボットを適切に制御し、サービスを遂行するロボット制御装置、システム、及び方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明においては、通信環境により複数のロボットと通信を行うロボット制御装置であって、通信環境を利用して、複数のロボットと通信を行う通信インターフェースと、複数のロボットから送信される通信環境データを通信インターフェースを介して収集し、無線通信環境地図を作成する無線通信環境地図作成部と、作成された無線通信環境地図に基づき、ロボットが実施するサービスを決定するサービス決定部と、を備える構成のロボット制御装置を提供する。
また、上記の目的を達成するため、本発明においては、複数のロボットと、通信環境により複数のロボットと通信を行うロボット制御装置とからなるロボット制御システムであって、ロボットは、通信環境の通信環境データを測定する通信環境測定部と、通信環境を利用してロボット制御装置に通信環境データを送信する通信インターフェースと、を備え、ロボット制御装置は、複数のロボットから送信される通信環境データを収集し、無線通信環境地図を作成する無線通信環境地図作成部と、作成された無線通信環境地図に基づき、ロボットが実施するサービスを決定するサービス決定部と、通信環境を利用して、複数のロボットと通信を行う通信インターフェースと、を備え、無線通信環境地図作成部で作成した無線通信環境地図をロボットに送信する構成のロボット制御システムを提供する。
更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、通信環境により複数のロボットと通信を行うロボット制御装置の制御方法であって、複数のロボットから送信される通信環境データを収集して無線通信環境地図を作成し、作成した無線通信環境地図に基づき、ロボットが実施するサービスを決定する構成のロボット制御装置の制御方法を提供する。
他の機器設置および使用状況の変化、ロボット稼働状況の変化などで、初期設定した環境から通信状況が変動するときにでも、複数ロボットを適切に制御し、サービスを遂行できる。
実施例に係る、ロボット制御システムの全体構成の一例を示した図である。 実施例に係る、広域ロボット制御システムの全体構成の一例を示した図である。 実施例に係る、ロボット制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施例に係る、ロボットの構成の一例を示すブロック図である。 実施例に係る、全体動作の一例を示す概要図である。 実施例に係る、無線通信環境地図の一例を示した図である。 実施例に係る、無線通信環境地図の一例を示した図である。 実施例に係る、ロボット制御システムの全体動作のロボット制御装置の概略フローチャートを示す図である。 実施例に係る、図７におけるロボット制御装置のサービス変更処理を詳細化したフローチャートを示す図である。 実施例に係る、ロボットの通信接続状況通知処理のフローチャートを示す図である。 実施例に係る、ロボット不通時処理の一例のフローチャートを示す図である。 実施例に係る、機能停止処理の一例のフローチャートを示す図である。 実施例に係る、機能復旧処理の一例のフローチャートを示す図である。 実施例に係る、シナリオ変更処理の一例のフローチャートを示す図である。 実施例に係る、配置変更処理の一例のフローチャートを示す図である。
以下、本発明を実施するための形態について、図面に従い順次説明する。なお、本明細書において、ロボットのサービスの変更は、ロボットの機能の変更、及びロボットの配置の変更に分けられ、機能の変更は、機能停止と復旧、及びサービスシナリオの変更を含んでいるものとする。
本実施例は、無線環境に応じてロボットが提供するサービスを決定するロボット制御装置、ロボット制御システム、及び方法である。すなわち、通信環境により複数のロボットと通信を行うロボット制御装置であって、通信環境を利用して、複数のロボットと通信を行う通信インターフェースと、複数のロボットから送信される通信環境データを通信インターフェースを介して収集し、無線通信環境地図を作成する無線通信環境地図作成部と、作成された無線通信環境地図に基づき、複数のロボットが実施するサービスを決定するサービス決定部とを備える構成のロボット制御装置、並びにその制御方法の実施例である。
また、実施例は、複数のロボットと、通信環境により複数のロボットと通信を行うロボット制御装置とからなるロボット制御システムであって、ロボットは、通信環境の通信環境データを測定する通信環境測定部と、通信環境を利用してロボット制御装置に通信環境データを送信する通信インターフェースと、を備え、ロボット制御装置は、複数のロボットから送信される通信環境データを収集し、無線通信環境地図を作成する無線通信環境地図作成部と、作成された無線通信環境地図に基づき、ロボットが実施するサービスを決定するサービス決定部と、通信環境を利用して、複数のロボットと通信を行う通信インターフェースと、を備え、無線通信環境地図作成部で作成した無線通信環境地図をロボットに送信する構成のロボット制御システムの実施例である。
＜ロボット制御システム＞
本実施例に係るロボット制御システムの全体構成例について説明する。図１Ａは、ロボット制御システムの全体構成の一例を示す図である。
同図に示すように、本実施例のロボット制御システム１００は、ロボット制御装置１０１、ネットワーク１０２、ネットワーク１０２を介して接続される外部環境センサ１０４、無線アクセスポイント１０３、および無線アクセスポイント１０３を介して移動想定エリアに配置された複数のロボットＲを備えている。ロボット制御装置１０１は複数のロボットＲのサービスや動作を、ネットワーク１０２を介して制御する。また、ロボット制御装置１０１は各ロボットＲや外部環境センサ１０４が取得したデータを、ネットワーク１０２を介して受信し、音声処理や画像処理を一部実施する。ここで、外部環境センサ１０４は例えば監視カメラ等を指す。なお、ロボットＲ、及び無線アクセスポイント１０３の数は図１Ａに示された数に限定されるものではない。
ロボットＲは、サービスを提供する移動想定エリア内において、ロボット制御装置１０１からの指示やサービスシナリオに基づき音声認識、発話や移動等を行い、情報提示や対話、エンドユーザの道案内等のサービスを実行する。また、ロボットＲには、一種類のロボットとは限らず、移動型ロボット、据え置き型ロボット、搬送ロボット、またデジタルサイネージ等が含まれる。また、配置されるロボットＲは１台とは限らず、ロボット制御装置１０１の指示により複数のロボットＲが連携したサービスも提供する。
このような本実施例のロボット制御システム１００にあっては、例えばネットワーク１０２およびアクセスポイント１０３で構成されるネットワーク内の無線強度等の通信環境によって、ロボットＲの実行サービスや移動距離に応じて、通信速度が劣化、また無線アクセスポイント１０３とロボットＲとの無線通信が切断されることがある。その場合、ロボット制御装置１０１は、例えば、移動想定エリアに配置された各ロボットＲのサービスを変更し、またロボットＲはその機能を縮退させた縮退モードで動作し、復旧可能な位置まで自律移動する。このような無線環境に応じたサービス変更については後で詳述する。
また例えばロボット制御システム１００の規模は、建物や建物の一部屋などで構成され、その場合のネットワーク１０２はＬＡＮ等を指す。ロボット制御装置１０１は、例えばIEEE802.11規格等の無線アクセスポイント１０３を介して、ロボットＲなどと通信する。また、その他モバイル網などを用いて構成しても良い。
また、ロボット制御システム１００の全体構成としては、図１Ｂに示すように、広域エリアネットワーク１１２を介して外部システムと接続して、広域ロボット制御システムを構成しても良い。そして例えば、広域ロボット監視制御装置１０９をデータセンタに設置することが考えられる。ロボット制御装置１０１が、ロボット制御システム１００内で稼働しているロボットＲの状況を広域ロボット監視制御装置１０９へ通知することで、広域ロボット監視制御装置１０９は、各ロボット制御システム１００のロボットＲの動作状況を監視できる。また、ロボット制御装置１０１の機能を一部または全て広域ロボット制御装置１０９に移しても良い。なお、図１Ｂにおける広域エリアネットワーク１１２に接続されるロボット制御システム１００の数は２以上であっても良い。
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、端末１０５、１１０は、管理者１０６、１１１が使用する入力装置であり、ノート型コンピュータ、タブレット端末等を用いることができ、また、後述する無線環境通信地図を用いて管理者１０６、１１１が直接操作する場合には、ロボットＲのサービスメニューを入力するための表示入力装置としても機能する。また、図１Ａおよび図１Ｂに図示していないが、端末１０５をネットワーク１０２に接続し、ネットワーク１０２経由で管理者１０６がロボット制御装置１０１にアクセスすることも可能である。また端末１０５を無線アクセスポイント１０３に接続してネットワーク１０２経由で管理者１０６がロボット制御装置１０１にアクセスすることも可能である。また、ロボット制御装置１０１は、実施機能を分けて、二台以上のコンピュータで構成しても良く、また例えば、汎用のパーソナルコンピュータを用いてもよい。広域ロボット監視制御装置１０９に関しても二台以上のコンピュータで構成しても良い。
＜ロボット制御装置１０１とロボットＲの構成＞
図２は本実施例のロボット制御システムのロボット制御装置１０１の構成の一例を示すブロック図である。１台以上のコンピュータで構成されるロボット制御装置１０１は、中央処理部（ＣＰＵ２０７）のプログラム実行で実現される機能構成部として、無線通信環境地図作成部２０１、サービス決定部２０２、ロボットＲのサービスを実施するサービスシナリオ処理部２０３、ロボットＲから受信した音声や画像などセンサデータを処理するセンサデータ処理部２０４を備え、更に、記憶部２０５、ロボットＲなど外部装置と相互通信可能な通信インターフェース２０６を有する。センサデータ処理部２０４は、音声処理部２０４ａ、画像処理部２０４ｂを備える。記憶部２０５はＣＰＵ２０７が実行する各種のプログラムの他、無線通信環境地図２０５ａ、サービスシナリオ２０５ｂ、ロボット管理テーブル２０５ｃ等を記憶する。サービスシナリオ２０５ｂは、ロボットＲの動作、発話、対話等が記載されるものであり、ロボットＲはサービスシナリオ２０５ｂに従いサービスを提供する。なお、サービスシナリオ２０５ｂの数は本実施例の構成に限定されるものではなく、複数のサービスシナリオを保持することができる。ロボット管理テーブル２０５ｃは、後で説明する複数のロボットＲがそのサービス対応実績や認識率などのデータを自身のロボット管理テーブル３０６ｃに蓄積した情報を収集し、管理したものに対応している。
無線通信環境地図作成部２０１は各ロボットＲから送られる無線通信環境データに基づき、無線通信環境地図を作製する。無線通信環境地図作成部２０１については後述する。サービス決定部２０２は、作成される無線通信環境地図に応じて各ロボットＲが実施するサービスの変更を決める。すなわち、無線通信環境地図作成部２０１は、通信環境の変化に基づいて、または所定の間隔で、無線通信環境地図を作製し、サービス決定部２０２は、作成された最新の無線環境地図に基づいて、既存のサービスシナリオからの変更の要否を決定する。これについても後述する。
本実施例のロボット制御システムでは、サービス決定部２０２で決定された変更後のサービスを含め、各ロボットＲが実行するサービスを実現するために、ロボットＲが具体的に行うサービスシナリオをロボット制御装置１０１の指示で実施することが可能である。その場合、記憶部２０５に記憶されたロボットＲのサービスシナリオ２０５ｂをロボット制御装置１０１のサービスシナリオ処理部２０３で処理し、該当するロボットＲへ通信インターフェース２０６を介して動作指示を出す形となる。この構成により、ロボット制御装置１０１の制御により、複数ロボットＲが連携したサービスの提供が可能となる。
図３は本実施例のロボットＲの構成の一例を示すブロック図である。ロボットＲは、コンピュータのＣＰＵ３０９のプログラム実行で実現される機能構成部として、駆動制御部３０１と、対話制御部３０２と、無線通信環境測定部３０３と、サービスシナリオ処理部３０４と、センサデータ処理部３０５とを備えている。このセンサデータ処理部３０５は、音声処理部３０５ａ、画像処理部３０５ｂ、ジャイロセンサデータ処理部３０５ｃ、測域センサデータ処理部３０５ｄを備えている。更に、記憶部３０６には、無線通信環境地図３０６ａ、サービスシナリオ３０６ｂ、ロボット管理テーブル３０６ｃが記憶されている。
また更に、入出力部３０７として、カメラ３０７ａと、マイク３０７ｂと、ジャイロセンサ３０７ｃと、測域センサ３０７ｄと、スピーカ３０７ｅと、駆動機構３０７ｆを備え、更にまた、ロボット制御装置１０１など外部装置と相互通信可能な通信インターフェース３０８を有する。
ロボット制御装置１０１の記憶部２０５に記憶され、サービスシナリオ処理部２０３で処理されるサービスシナリオ２０５ｂ、又はロボットＲのサービスシナリオ３０６ｂに基づいて、ロボットＲのサービスシナリオ処理部３０４が、接客、案内などの各種のサービスを実施する。その際、ロボット制御装置１０１のサービスシナリオ処理部２０３や、ロボットＲのサービスシナリオ処理部３０４の指示により、ロボットＲの入出力部３０７のスピーカ３０７ｅにより発話し、駆動機構３０７ｆにより駆動し、また、カメラ３０７ａ、マイク３０７ｂ、測域センサ３０７ｄよりデータを入力する。またカメラ３０７ａおよび測域センサ３０７ｄに基づき障害物を検知する。ロボットＲは、ロボットＲ内に保持されるサービスシナリオ２０５ｂとロボット制御装置１０１側で保持されるサービスシナリオ３０６ｂのどちらか、または両方のサービスシナリオに従いサービスを提供する。
そして、ロボットＲは入出力部３０７で取得した各種データをロボットＲのセンサデータ処理部３０５で処理する。カメラ３０７ａや、複数のマイク３０７ｂから取得する画像や音声データについては、データ処理のために外部コンピュータであるロボット制御装置１０１へ取得データを送信する。ロボット制御装置１０１は音声処理部２０４ａや画像処理部２０４ｂで各ロボットＲの取得データを処理し、各ロボットＲへ処理結果を送信し、対話などサービスシナリオ処理部２０３が処理するサービスシナリオ２０５ｂや、サービスシナリオ処理部３０４が処理するサービスシナリオ３０５ｂを進める。ロボットＲ内の音声処理部３０５ａ、画像処理部３０５ｂは、例えば簡易に音声と画像データを処理するために使用し、例えば定型の会話や、通信切断時の縮退モード時など外部接続不能な場合に使用する。この縮退モードについては後述する。カメラ３０７a、マイク３０７ｂやその他センサの数は図示された数に限定されるものではなく、搭載しなくても良い。また、超音波センサや温度センサなど、他のセンサを搭載しても良い。
サービスシナリオ３０６ｂは予めロボットＲに記憶させておくだけでなく、状況に応じてロボット制御装置１０１から送信され更新される。なお、サービスシナリオ３０６ｂの数は本実施例が示す数に限定されるものではなく、複数のサービスシナリオを保持してもよい。なお、記憶部２０５、記憶部３０６は、例えば、各コンピュータに内蔵、或いは外付けされるハードディスク装置、光ディスク装置、半導体メモリ装置等を用いることができる。
＜本実施例の全体動作の一例を示す概要＞
図４は本実施例の全体動作の一例を示す概要図である。図４では図示を簡略してロボット制御装置１０１については無線通信環境地図作成部２０１とサービス決定部２０２のみ記載している。図４で示したロボット制御システムでは、主に図２、図３にて説明したロボット制御装置１０１とロボットＲを活用したシステムにおいて、以下を実施する。
・(a) 無線通信環境地図の作成と更新
以下の無線通信環境に応じたサービス変更処理
・(b) ロボット不通時処理
・(c) 機能の変更：機能停止と復旧処理
・(d) 機能の変更：シナリオの変更処理
・(e) ロボットの配置の変更処理
これらのサービス変更処理は主に、機能の変更処理、およびロボットの配置変更処理に分けられる。また、機能の変更処理は、機能停止と復旧処理、およびシナリオの変更処理に分けられる。以下、図４〜図１４を用いて、本実施例のロボット制御システムにおける上記の項目処理(a)(b)(c)(d)(e)について順次説明する。
＜無線通信環境地図の作成と更新＞
ロボット制御装置１０１の記憶部２０５に記憶される無線通信環境地図２０５ａは、ロボットＲが移動する移動想定エリアの地図データと、その移動想定エリアでの無線通信環境データを含む。無線通信環境データとは、無線強度、通信速度、遅延、通信時刻、最も近い無線アクセスポイントからの距離、等のデータの集まりであり、各ロボットＲで測定する。この無線通信環境地図２０５ａは、ロボット制御装置１０１の無線通信環境地図作成部２０１で作成、更新する。
図４の（ａ）に示すように、無線通信環境データは、ロボットＲの無線通信環境測定部３０３で測定され、ロボット制御装置１０１へ送信する。ロボット制御装置１０１は受信した無線通信環境データを無線通信環境地図へ反映し、無線通信環境地図２０５ａを更新する。ロボット制御装置１０１は無線通信環境地図２０５ａを各ロボットＲへ送信し、各ロボットＲの記憶部３０６に無線通信環境地図３０６ａとして格納される。無線通信環境地図２０５ａと無線通信環境地図３０６ａは同等のものであるが、送受信のタイミングの性質上、ロボット制御装置１０１の記憶部２０５に格納される無線通信環境地図２０５ａの方が最新の状態となる。無線通信環境地図２０５ａの更新は定期的に実施するだけでなく、管理者１０６が指示したタイミング等でも良い。またロボットＲがロボット制御装置１０１に送信する無線通信環境データは定期的に送信するだけでなく、その他のデータと併せて送信しても良い。
図５、図６に無線通信環境地図２０５ａの一例を示す。本例は例えば、管理者１０６が端末１０５を、または管理者１１１が端末１１０を用いてロボット制御装置１０１の無線環境地図２０５ａを参照する。初期の地図は事前にアクセスポイントの場所とアクセスポイントからの強度を測定、またはアクセスポイントからの距離に応じて設定する。無線通信環境地図は図５、図６に示すように図示された形状ではなく、記憶部２０５でデータベース化された無線通信環境地図２０５ａを利用してもよい。特に管理者１０６や管理者１１１を介さない場合などは、図示された無線通信環境地図２０５ａではなく、データベース化された無線通信環境地図２０５ａを利用してもよい。
通信強度はアクセスポイントに近いと強く、遠いと弱くなるが、障害物、建物の形状、その他の電波等の環境の影響で通信強度は変化する。無線通信環境地図２０５ａは、無線通信環境地図作成部２０１が、ロボットＲから送信される無線通信環境データを蓄積して構成する。そのため、通信回数が多いほど移動想定エリアの通信環境を正確に測定できる。
なお、図５、図６に示される各項目説明は以下の通りである。例として、図５、図６は２台のロボットＲが稼動している環境を示しており、その２台のロボットＲをＲ１、Ｒ２と表記している。なお、図５は稼働中ロボットＲ１を、図６は稼働中ロボットＲ２を、管理者１０６が選択した場合に対応している。
５０１ 無線アクセスポイントＡＰの位置
５０２ 無線アクセスポイントを中心とした部分的な無線通信強度のエリア
５０３ ロボットＲ１の最新の通信実績
５０４ ロボットＲ１の通信実績（例：過去１５分以内）
５０５ ロボットＲ１の通信実績（例：過去１５分〜３０分以内）
５０６ 管理者画面で選択中のあるロボットＲの通信実績
５０７ ロボットＲ１、Ｒ２の現状ステータスを示す表示
５０８ 管理者画面で選択中のロボットＲ１の通信実績のデータ
５０９ ロボットＲ２の最新の通信実績を選択した場合に表示されるメニュー
５０９ａ ロボットＲ２のシナリオ変更選択ボタン
５０９ｂ ロボットＲ２の機能変更選択ボタン
５０９ｃ ロボットＲ２の配置変更選択ボタン
エリア５０２に示される数字は例えば通信強度を示す。また、直接、通信強度を示す値にする必要はなく、通信強度を基にその他環境条件を加え計算した値でも良い。例えば各エリア５０２において各ロボットＲから送信される無線通信環境データの通信強度の平均値を示すなどしても良い。エリア５０２に示す数字は正規化された値でもよい。また、「強」「弱」等文字で表しても良い。また、図５ではエリア５０２を、無線アクセスポイントＡＰ５０１を中心とした放射線状で分けているが、その他の分け方でもよい。通信実績（５０３、５０４、５０５）はデータ送信された通信時刻等から判断する。例えば、通信実績（最新）５０３、通信実績（過去１５分以内）５０４、通信実績（過去１５分〜３０分以内）５０５等で表示するが、三段階以外や、また時間も１５分区切りでなくても良い。表示５０７は稼働中ロボットＲの状況を示すためのもので、例えば、ロボットＲの種類、稼働や停止状況、稼働台数など、である。
図５、図６に示す無線通信環境地図２０５ａは、管理者１０６、１１１がアクセスすることも想定しており、例えば、通信実績を画面上で選択すると（５０６）、通信実績データ５０８が表示される。また、管理者はメニュー５０９を使い画面上で操作することにより各ロボットＲのサービスを変更することが出来る。図６では、ロボットＲ２の実行中の機能が、接客シナリオ１であり、シナリオ変更選択ボタン５０９ａ、機能変更選択ボタン５０９ｂ、配置変更選択ボタン５０９ｃを使って、そのサービスを変更することができる。
＜無線通信環境に応じたサービスの変更＞
次に、ロボット制御装置１０１による無線通信環境に応じたサービスの変更について述べる。図７に、本実施例のロボット制御システムの全体動作の一例を説明するためのロボット制御装置１０１側のフローチャートを示す。
図７に示すように、まず、ロボット制御装置１０１は、無線通信環境地図２０５ａに基づきアクセスポイント毎に繋がっているロボットＲの動作状況、通信状況を確認する（Ｓ７０１）。次に不通またはきわめて通信強度が低いロボットＲがあるか確認する（Ｓ７０２）。Ｓ７０２がＹＥＳの場合は、 (b)ロボット不通時処理を実施する（Ｓ７０３）。Ｓ７０２がＮＯの場合はＳ７０３をスキップする。次に、サービス変更処理を実施する（Ｓ７０４）。サービス変更処理Ｓ７０４では、無線通信環境に応じて、機能の変更として、(c)機能停止と復旧処理、及び、(d)シナリオの変更処理を実施し、また(e)ロボットＲの配置の変更処理を実施する。状況に応じて、機能の変更処理と配置の変更処理の中から実施する処理を選択、また複数の処理を組み合わせて実施する。最後にＳ７０５でＹＥＳならタスク終了、ＮＯならＳ７０１に戻る。
図８に上述したサービス変更処理を詳細化した、本実施例のロボット制御システムのロボット制御装置側のフローチャートの一例を示す。ロボット不通時処理（Ｓ７０３）実施後に、各ロボットＲのサービス遂行のために通信環境の改善が必要か確認する（Ｓ８０１）、すなわち各ロボットＲがサービス遂行可能な通信状況か否かを確認する。通信状況不良なロボットＲがある場合には、サービスを提供していないロボットＲがあるか確認する（Ｓ８０２）。Ｓ８０２がＹＥＳの場合、後述する該当ロボットの機能停止処理（Ｓ８０３）を実施する。Ｓ８０２がＮＯの場合はＳ８０３をスキップする。その次に各ロボットＲのサービス遂行のために通信環境の改善が必要か再度確認する（Ｓ８０６）。Ｓ８０６がＹＥＳの場合、後述するシナリオ変更処理（Ｓ８０７）を実施する。Ｓ８０６がＮＯの場合はＳ８０７をスキップする。その次に各ロボットＲのサービス遂行のために通信環境の改善が必要か再度確認する（Ｓ８０８）。Ｓ８０８がＹＥＳの場合、後述する配置変更処理（Ｓ８０９）を実施する。Ｓ８０８がＮＯの場合はＳ８０９をスキップする。
一方で、Ｓ８０１にて、全てのロボットＲの通信状況に問題なく、改善の必要がない場合には、機能停止中のロボットＲが存在するかを確認する(Ｓ８０４)。Ｓ８０４がＹＥＳの場合は、後述する機能復旧処理（Ｓ８０５）を実施する。Ｓ８０４がＮＯの場合はＳ８０５をスキップする。
続いて、ロボット不通時処理およびサービス変更処理について詳細を説明する。
＜ロボット不通時処理＞
ロボットＲとロボット制御装置１０１の通信が途切れた場合には、ロボットＲとロボット制御装置１０１の両者で不通時処理を実施する。図９にロボットＲの通信接続状況通知処理のフローチャートを示す。図９の処理フローを用いてロボット側の不通時処理を説明する。まず、ロボット制御装置１０１へ通信パケット等を送信し、接続を確認する（Ｓ９０１）。ロボット制御装置１０１は1台以上のコンピュータで構成されており、またＳ９０１にてネットワーク１０２に接続するロボット制御システム１００に関連する複数のコンピュータやサーバにも接続確認を実施しても良い。通信可能端末があり(Ｓ９０２)、確認した全端末で接続が確認できた場合(Ｓ９０３)には、無線通信環境データをロボット制御装置１０１へ送信し（Ｓ９０４）、プロセスを終了する。Ｓ９０３にて不通端末が存在した場合には、Ｓ９０５にて不通端末の情報を無線通信環境データに付加し、通信可能端末へ送信する。
また、Ｓ９０２にて通信可能端末が存在しなかった場合には、また接続可能でも通信の応答速度が任意に設定した閾値を超える場合は、Ｓ９０６にてロボットＲのサービスを縮退モードに切り替える。縮退モード時のシナリオをサービスシナリオ３０６ｂにあらかじめ設定しておき、切り替えても良い。縮退モード時には、ロボットＲの音声処理部３０５ａや画像処理部３０５ｂを用いて、エンドユーザの音声認識や人物検知をロボットＲ内部で実施する。ロボットＲ内のリソースは限られるため、この場合は必要最低限の対話、例えば、エンドユーザからの音声入力に対して、同様の回答、または数パターンの回答だけ実施し対応する。また、縮退モードでは無線通信環境地図３０６ａに基づき、アクセスポイント付近などの通信強度が高いエリアに自律移動する（Ｓ９０７）。Ｓ９０７では、ロボットＲ自身の状態を発話することもでき、例えば「管理センタとの無線通信切断中です。接続ポイントまで移動します。」等と発話する。
一方で、ロボット制御装置１０１側は、例えば図７のＳ７０１にて確認するアクセスポイントに接続する全ロボットＲの状況を確認し、不通のロボットＲがあった場合(Ｓ７０２)にロボット不通時処理を実施する(Ｓ７０３)。図１０にロボット不通時処理フローの一例を示す。まず、無線通信環境地図２０５ａより該当する不通のロボットＲが最後に無線通信環境データを報告したポイントを取得する（Ｓ１００１）。次に現場管理者１０６などの所持するタブレット端末、例えば、図４の端末１０５へ通知する(Ｓ１００２)。または、Ｓ１００１で取得した最終接続ポイントに、監視カメラなど外部環境センサ１０４を向けて現場を撮影し、端末１０５へ通知しても良い。または、Ｓ１００１で取得したポイントに、通信可能な別のロボットＲを移動させ、その通信可能なロボットＲのカメラ３０７ａ、マイク３０７ｂ、測域センサ３０７ｄで状況を確認し、確認した情報を管理者端末１０５へ送信しても良い。
＜機能の変更：機能停止と復旧処理＞
次に、機能停止処理Ｓ８０３について説明する。図１１に図８の該当ロボットの機能停止処理Ｓ８０３の一例を示す。本処理はルールに基づき、稼働中のロボットＲの中から機能停止または完全停止するロボットＲを特定し、機能を停止する。本処理により、ロボットＲの通信量を減らし、無線通信環境が悪い状態でもサービスを実施できるようになる。ルールの例として、図１１の（ａ）の各ロボットの対応実績情報を利用した機能停止処理について説明する。まず、サービスを提供していないロボットＲの中から各ロボットＲの過去の対応実績や認識率等で複数ロボットＲを比較し優先順位を決める（Ｓ１１０１）。また、例えば、対応実績や認識率などのデータは、ロボットＲ毎にロボット管理テーブル２０５ｃおよび３０６ｃに蓄積しておき、利用する。次に機能停止するロボットＲを優先順位情報に基づき決定し、該当するロボットＲのマイクやカメラ機能の一部または全てを一時停止する（Ｓ１１０２）。機能停止対象のロボットＲの数や停止する機能については、設定したルールに基づく。ルールの例としては、優先順位が一番低いロボットＲを停止させる、等である。その他、例としては、複数のカメラ３０７aやマイク３０７ｂを搭載する場合には、半数または全てのカメラやマイクを停止する等、である。カメラ３０７aやマイク３０７ｂの数を減少させることで、画像認識や音声認識性能などは低下するが、ロボットＲが送信するデータ通信量を低減可能である。また、機能停止対象のロボットＲの数は複数でも良い。
次の例として、図１１の（ｂ）の各ロボットの周辺環境情報を利用した機能停止処理について説明する。まず、監視カメラなど外部環境センサ１０４やロボットＲの搭載センサから各ロボットＲ周辺の混雑度情報を取得する（Ｓ１１０３）。次に、周辺に人が少ないなどサービスを提供する可能性が低いロボットＲ、または、エリア全体の混雑度に応じて、機能停止対象のロボットＲを決定し、該当ロボットＲのマイクやカメラ機能の一部または全てを一時停止する（Ｓ１１０４）。また、機能停止するロボットＲの数や停止する機能については、設定したルールに基づく。例えば、混雑度が低ければ、１台のロボットＲのみ稼働させるなど、混雑度に応じて稼動させる数を変更する。
次に、機能復旧処理について説明する。図１２に図８の機能復旧処理Ｓ８０５の一例を示す。本処理ではルールに基づき、機能停止中または完全停止中のロボットＲの中から復旧するロボットＲを選定し、機能を復旧または再稼動させる。ルールの例として、図１２の（ａ）の各ロボットの対応実績情報を利用した機能復旧処理について説明する。まず、機能停止中のロボットＲの中から各ロボットＲの過去の対応実績や認識率等で複数ロボットＲを比較し、ロボットＲの優先順位を決定する（Ｓ１２０１）。次に順位が高いロボットＲのマイクやカメラ機能の一部または全てを起動再開する（Ｓ１２０２）。機能復旧するロボットＲの数や機能については、設定したルールに基づく。例えば、機能停止中の各ロボットＲの平均遅延など通信実績が全て設定した閾値以上であれば、全てのロボットＲの機能を復旧させる。または無線通信ネットワークの現状の通信容量に応じて、機能停止中のロボットＲの中から優先度順にロボットＲを選定し機能を復旧させる。
次に例として、図１２の（ｂ）の各ロボットの周辺環境情報を利用した機能復旧処理について説明する。まず、監視カメラなど外部環境センサ１０４やロボットＲの搭載センサからロボットＲ周辺の混雑度情報を取得する(Ｓ１２０３)。次に、周辺に人が多いなどサービスを提供する可能性が高いロボットＲ、または、エリア全体の混雑度に応じて、機能復旧対象のロボットＲを決定し、該当ロボットＲのマイクやカメラ機能の一部または全てを再起動する（Ｓ１２０４）。また、機能を再起動するロボットＲの数や起動する機能については、設定したルールに基づく。例えば、混雑度が高ければ、稼動させるロボットＲを増やすなど、混雑度に応じて稼動させる数を変更する。
図１１、図１２に示した機能停止処理と機能復旧処理については、通信帯域を融通し合い、サービスを実施するという効果以外にも、ロボットＲの稼働時間に対する効果も得られる。どの効果を重視するかは、ルールにより設定可能で、初期設定で事前に入力すること以外にも、必要に応じて端末１０５より管理者１０６が設定可能である。ルール変更には無線環境地図を用いて設定することも可能である。
＜機能の変更：シナリオの変更処理＞
シナリオ変更処理Ｓ８０７について説明する。これは、上述したサービス決定部が、最新の無線環境地図に基づいて、既存のサービスシナリオからの変更の要否を決定し、変更する場合の処理の一例である。図１３に図８のシナリオ変更処理Ｓ８０７の一例を示す。本処理はルールに基づき、稼働中のロボットＲの中からサービスシナリオを変更するロボットＲを特定しシナリオを変更する。ルールの例として、図１３に示すインタラクションによるタイミング制御処理について説明する。例えば、２台以上のロボットＲが同時に接客案内サービスを実施している場合に、通信負荷が高くなる処理、例えば音声認識や画像認識のタイミングをずらすロボットＲを特定する（Ｓ１３０１）。次に、特定したロボットＲの認識のタイミングを遅らせるために、特定したロボットＲが実行するサービスシナリオを変更する（Ｓ１３０２）。Ｓ１３０２におけるサービスシナリオの例としては、音声認識をせずに調整に必要な時間だけ発話し続けるシナリオ等である。また、エンドユーザからの音声入力に対してロボットＲ内部だけで処理するシナリオを適用しても良い。本シナリオの変更処理により、複数のロボットＲが同時刻にロボット制御装置１０１へデータを送信する状況を減らし、無線通信環境への影響を低減することができる。また、特定したロボットＲに対して、接客案内サービスから、発話のみを実施する広告宣伝サービスや、より送信する通信データが少ないサービスへ切り替えてもよい。
＜ロボットの配置の変更処理＞
ロボットの配置変更処理Ｓ８０９について説明する。図１４に図８の配置変更処理Ｓ８０９の一例を示す。本処理はルールに基づき、稼働中のロボットＲの中から配置を変更するロボットＲを特定し移動を指示する。ルールの例として、図１４の（ａ）に示す良好な通信環境への移動指示処理について説明する。まず、無線通信環境地図より、通信強度の低いエリアにいるロボットＲを特定する（Ｓ１４０１）。例えば、通信の応答速度などが任意に設定する閾値を超えるロボットＲを特定する。次に特定したロボットＲに対して通信強度が高いエリアまで移動を指示する（Ｓ１４０２）。本処理により、例えば直前の接客案内サービスで、無線アクセスポイントから遠くの場所へ移動案内を実施した場合でも、通信強度が高いエリアに移動させる事が可能となり、音声や画像認識を継続したまま、または認識率など性能を落とさずに、サービスを継続実施できる。また、図示していないが、アクセスポイントから離れた場所へ案内サービスを実施する場合などは、特定のロボットＲ自身の一部機能を停止しながらそのロボットＲで移動案内サービスを提供することも可能である。
次の例として、図１４の（ｂ）に示すように、無線アクセスポイントを搭載した移動ロボットＲへの移動指示処理について説明する。まず、無線通信環境地図より、強度、応答速度などの通信環境が悪いエリアを特定する（Ｓ１４０３）。次に無線アクセスポイント搭載型ロボットＲに対して特定したエリア付近への移動を指示する（Ｓ１４０４）。障害物や他の通信の影響を受けて通信環境が悪いエリアが発生しても、本処理により、無線アクセスポイント搭載型ロボットＲが移動することで、通信強度等を高め、通信環境を改善可能になる。また、環境がリアルタイムに変化する場合でも、ロボット制御装置１０１が無線アクセスポイント搭載型ロボットＲへ移動指示を出すことで、調整が可能となる。
以上説明した本発明の種々の実施の態様により、サービス運用にあたって、人の混み具合、障害物、監視カメラなど他の機器設置および使用状況の変化、ロボットＲ稼働状況の変化などで、初期設定した環境から通信状況が変動するときにでも、複数ロボットＲの間で通信リソースを融通し合い、適切にサービスを遂行できる。また、起動するロボットＲの機能やロボットＲの数を制御することでバッテリー使用量を低減し、ロボットＲの稼働時間を増加させる効果も得られる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
更に、上述した各機能構成部、処理部等は、それらの一部又は全部を実現するＣＰＵのプログラムを作成する例を説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。すなわち、処理部の全部または一部の機能は、プログラムに代え、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路などにより実現してもよい。
１００ ロボット制御システム
１０１ ロボット制御装置
１０２ ネットワーク
１０３ 無線アクセスポイント
１０４ 外部環境センサ
１０５、１１０ 端末
１０６，１１１ 管理者
１０８ 広域ロボット制御システム
１０９ 広域ロボット監視制御装置
２０１ 無線通信環境地図作成部
２０２ サービス決定部
２０３、３０４ サービスシナリオ処理部
２０４、３０５ センサデータ処理部
２０５、３０６ 記憶部
２０６、３０８ 通信インターフェース
３０１ 駆動制御部
３０２ 対話制御部
３０３ 通信環境測定部
３０７ 入出力部
５０１ 無線アクセスポイントＡＰの位置
５０２ エリア
５０３、５０４，５０５，５０６ 通信実績
５０７ 現状ステータス表示
５０８ 通信実績のデータ
５０９ メニュー
５０９ａ シナリオ変更選択ボタン
５０９ｂ 機能変更選択ボタン
５０９ｃ 配置変更選択ボタン

Claims (16)

  1. 通信環境により複数のロボットと通信を行うロボット制御装置であって、
    前記通信環境を利用して、複数の前記ロボットと通信を行う通信インターフェースと、
    複数の前記ロボットから送信される通信環境データを前記通信インターフェースを介して収集し、無線通信環境地図を作成する無線通信環境地図作成部と、
    作成された前記無線通信環境地図に基づき、複数の前記ロボットが実施するサービスを決定するサービス決定部と、
    を備える、
    ことを特徴とするロボット制御装置。
  2. 請求項１に記載のロボット制御装置であって、
    前記ロボットが実施するサービスを記載したサービスシナリオを入力として、前記ロボットに当該サービスシナリオに基づいた動作指示を行うサービスシナリオ処理部を備える、
    ことを特徴とするロボット制御装置。
  3. 請求項２に記載のロボット制御装置であって、
    前記ロボットから受信した前記ロボットのセンサデータを処理するセンサデータ処理部を備え、
    前記センサデータ処理部は、受信した前記センサデータの画像処理、又は音声処理を行う、
    ことを特徴とするロボット制御装置。
  4. 請求項２に記載のロボット制御装置であって、
    前記通信環境は無線通信環境であり、
    前記無線通信環境地図作成部は前記通信環境データを使って無線通信環境地図を作成し、
    前記サービス決定部は、作成された前記無線通信環境地図に基づき、複数の前記ロボットが実施するサービスを決定する、
    ことを特徴とするロボット制御装置。
  5. 請求項４に記載のロボット制御装置であって、
    前記サービス決定部は、前記無線通信環境地図に基づき、複数の前記ロボットの配置の変更、機能の停止と復旧、或いは前記サービスシナリオを決定する、
    ことを特徴とするロボット制御装置。
  6. 請求項５に記載のロボット制御装置であって、
    前記サービス決定部は、前記無線通信環境地図に基づき、不通のロボットが存在した場合、サービスを提供していないロボットの機能の停止を行う、
    ことを特徴とするロボット制御装置。
  7. 請求項１に記載のロボット制御装置であって、
    前記無線通信環境地図作成部は、通信環境の変化に基づいて、または所定の間隔で、前記無線通信環境地図を作成し、
    前記サービス決定部は、作成された最新の前記無線通信環境地図に基づいて、既存のサービスシナリオからの変更の要否を決定する、
    ことを特徴とするロボット制御装置。
  8. 複数のロボットと、通信環境により複数の前記ロボットと通信を行うロボット制御装置とからなるロボット制御システムであって、
    前記ロボットは、
    前記通信環境の通信環境データを測定する通信環境測定部と、前記通信環境を利用して前記ロボット制御装置に前記通信環境データを送信する通信インターフェースと、を備え、
    前記ロボット制御装置は、
    複数の前記ロボットから送信される前記通信環境データを収集し、無線通信環境地図を作成する無線通信環境地図作成部と、
    作成された前記無線通信環境地図に基づき、前記ロボットが実施するサービスを決定するサービス決定部と、
    前記通信環境を利用して、複数の前記ロボットと通信を行う通信インターフェースと、を備え、前記無線通信環境地図作成部で作成した前記無線通信環境地図を前記ロボットに送信する、
    ことを特徴とするロボット制御システム。
  9. 請求項８に記載のロボット制御システムであって、
    前記ロボットは、実施するサービスのサービスシナリオを処理するサービスシナリオ処理部を備え、前記サービスシナリオに基づき、各種のサービスを行う、
    ことを特徴とするロボット制御システム。
  10. 請求項９に記載のロボット制御システムであって、
    前記通信環境は無線通信環境であり、
    前記無線通信環境地図作成部は前記通信環境データを使って無線通信環境地図を作成し、前記サービス決定部は、作成した前記無線通信環境地図に基づき、複数の前記ロボットが実施するサービスの変更を決定する、
    ことを特徴とするロボット制御システム。
  11. 請求項１０に記載のロボット制御システムであって、
    前記サービス決定部は、前記無線通信環境地図に基づき、複数の前記ロボットの配置の変更、機能の停止と復旧、或いは前記サービスシナリオの変更を決定する、
    ことを特徴とするロボット制御システム。
  12. 請求項１０に記載のロボット制御システムであって、
    前記ロボットは、前記無線通信環境を使った通信ができない場合、縮退モードに切り替えを行い、前記無線通信環境地図に基づき、通信強度が高いエリアに移動する、
    ことを特徴とするロボット制御システム。
  13. 請求項１２に記載のロボット制御システムであって、
    前記ロボットは、前記縮退モードで前記移動する際に、移動中であると発話する、
    ことを特徴とするロボット制御システム。
  14. 通信環境により複数のロボットと通信を行うロボット制御装置の制御方法であって、
    複数の前記ロボットから送信される通信環境データを収集し、無線通信環境地図を作成し、
    作成された前記無線通信環境地図に基づき、前記ロボットが実施するサービスを決定する、
    ことを特徴とするロボット制御装置の制御方法。
  15. 請求項１４に記載のロボット制御装置の制御方法であって、
    前記ロボットが実施するサービスのサービスシナリオを処理し、前記サービスシナリオに基づき、前記ロボットへ動作指示を行う、
    ことを特徴とするロボット制御装置の制御方法。
  16. 請求項１５に記載のロボット制御装置の制御方法であって、
    前記通信環境は無線通信環境であり、前記無線通信環境地図は無線通信環境地図であり、前記無線通信環境地図に基づき、複数の前記ロボットの配置の変更、機能の停止と復旧、或いはサービスシナリオの変更を決定する、
    ことを特徴とするロボット制御装置の制御方法。
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