JP2022073395A - 無人配送システム及び無人配送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが可能な配送システム及び配送方法を提供する。【解決手段】無人配送システム１００は、自走ロボット２、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送するための無人航空機１と、を備える。自走ロボット２は、前記途中の地点に降ろされた荷物を届け先４に届けるよう、当該自走ロボット２を制御するよう構成されたロボット制御器を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、無人配送システム及び無人配送方法に関する。
従来、ドローンを用いた配送システムが知られている。例えば、特許文献１に開示された配送システムでは、車両によって目的地の近辺まで荷物を輸送し、そこから目的地までドローンによって荷物を輸送する。
特開２０２０－０８３６００号公開特許公報
上記従来の配送システムでは、最終的に無人の飛行体によって荷物を目的地に届けるので、現行の車両とそのドライバーによる宅配システムと比べると、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが難しい。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが可能な配送システム及び配送方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、 本開示のある形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。
また、本開示の他の形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び前記自走ロボットを輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。
また、本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
また、本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び自走ロボットを輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
本発明は、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが可能な配送システム及び配送方法を提供できるという効果を奏する。
図１は、本開示の実施形態１に係る無人配送システムの概略の構成の一例を示す模式図である。 図２は、図１の操作ユニットの詳細な構成の一例を示す斜視図である。 図３は、図１の自走ロボットの構成の一例を示す側面図である。 図４は、図１の無人配送システムの制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、ロボット制御器の記憶部に格納された配送用データの一例を示す模式図である。 図６は、自律運転／遠隔運転切替制御の内容の一例を示すフローチャートである。 図７は、図１の無人配送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図８Ａは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｂは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｃは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｄは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｅは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｆは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｇは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｈは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｉは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｊは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｋは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｌは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図９Ａは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられる自走ロボットの構成の一例を示す側面図である。 図９Ｂは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられる自走ロボットの構成の一例を示す平面図である。
本開示のある形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。ここで、「無人航空機」とは、人が搭乗しない航空機を意味し、ドローン（drone）の通称で呼ばれることがあり。「航空機」として、飛行機、ヘリコプターが例示される。飛行機は、通常の滑走により離着陸するものの他、ＶＴＯＬ機（Vertical Take-Off and Landing aircraft、垂直離着陸機）を含む。
この構成によれば、自走ロボットは、地上走行し、且つ、荷物を扱うことができるので、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができる。そして、自走ロボットの制御を自律運転とロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えるので、比較的容易な業務を自律運転で行うとともに比較的難しい作業務を遠隔運転で行うことにより、無人配送をより容易に行うことができる。
本開示の他の形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び前記自走ロボットを輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。
この構成によれば、自走ロボットは、地上走行し、且つ、荷物を扱うことができるので、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができる。そして、自走ロボットの制御を自律運転とロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えるので、比較的容易な業務を自律運転で行うとともに比較的難しい業務を遠隔運転で行うことにより、無人配送をより容易に行うことができる。また、自走ロボットが配置されていない場所を含む広範囲な地域に荷物を無人で届けることができる。
前記ロボット制御器は、前記途中の地点から前記届け先までの道程において、前記自走ロボットに基本的に前記自律運転をさせ、所定の条件が満たされる場合に、前記自走ロボットに前記遠隔運転をさせるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、無人配送をより適切に行うことができる。
前記所定の条件が、前記届け先までの道程が悪路であること、又は、人が前記自走ロボットに接近したことであってもよい。
この構成によれば、比較的難しい業務を適切に行うことができる。
前記ロボット制御器は、前記届け先において前記荷物を渡す場合、前記自走ロボットに前記遠隔運転をさせるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、丁寧な対応が要求される、届け先における荷物の受け渡しを人の判断によって適切に行うことができる。
前記ロボット制御器は、前記荷物を渡す場合において、人が前記自走ロボットに接近すると、前記自走ロボットを前記人と反対方向に移動させるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、人と自走ロボットとの距離を安全な範囲に維持することができる。
前記自走ロボットは、自身の周囲を撮像する視界カメラを備えており、前記ロボット制御器は、認証用の顔画像データを有しており、且つ、前記ロボット制御器は、前記荷物を渡す場合において、前記視界カメラで撮像された画像と前記認証用の顔画像データとに基づいて、前記荷物の受取人の顔認証を行い、当該顔認証が成立した場合に、前記荷物を渡すよう構成されていてもよい。
この構成によれば、受取人を間違えて荷物を渡す可能性が低減される。
前記無人配送システムは、操作ユニットを備え、前記操作ユニットは、前記ロボット操作器と、前記操作者を撮像する操作者カメラと、前記操作者の声を取得する操作者マイクと、操作者用表示器と、操作者スピーカと、を備え、前記自走ロボットは、前記受取人の声を取得する顧客マイクと、顧客用表示器と、顧客スピーカと、をさらに備え、前記ロボット制御器は、前記操作者マイクで取得された前記操作者の声を前記顧客スピーカに放出させ、前記操作者カメラで撮像された前記操作者の画像を前記顧客表示器に表示させ、且つ、前記顧客マイクで取得された前記受取人の声を前記操作者スピーカに放出させ、前記視界カメラで撮像された前記受取人の画像を前記顧客表示器に表示させ、それによって、前記受取人と前記操作者とを対話させるように、構成されていてもよい。
この構成によれば、受取人と操作者との対話によって、円滑に受け渡しを行うことができる。
前記ロボット制御器は、地図データを有しており、前記ロボット制御器は、前記地図データを用いて、前記途中の地点から前記届け先まで、前記自走ロボットを前記自律運転によって走行させるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、自走ロボットを適切に自律運転で走行させることができる。
前記無人配送システムは、複数の前記自走ロボットを備え、前記複数の自走ロボット及び前記ロボット操作器は、１つのロボット操作器によって、前記複数の自走ロボットを操作することが可能なように構成されていてもよい。
この構成によれば、無人配送を効率よく行うことができる。
本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
この構成によれば、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができ、且つ、無人配送をより容易に行うことができる。
本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び自走ロボットを輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
この構成によれば、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができ、且つ、無人配送をより容易に行うことができる。また、自走ロボットが配置されていない場所を含む広範囲な地域に荷物を無人で届けることができる。
以下、本開示の具体的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、以下の図は、本開示を説明するための図であるので、本開示に無関係な要素が省略される場合、誇張等のために寸法が正確でない場合、簡略化される場合、複数の図において互いに対応する要素の形態が一致しない場合等がある。また、本開示は、以下の実施形態に限定されない。
（実施形態１）
図１は、本開示の実施形態１に係る無人配送システム１００の概略の構成の一例を示す模式図である。
［ハードウェアの構成］
図１を参照すると、実施形態１の無人配送システム１００は、無人航空機（以下、ドローンと呼ぶ）１と、自走ロボット２と、操作ユニット３と、を含む。
無人配送システム１００は、ドローン１によって、荷物を集配拠点５から届け先４に至る配送経路の途中の地点（荷物を届ける途中の地点）まで当該荷物を輸送し、自走ロボット２によって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、この途中の地点に降ろされた荷物を届け先４に届けるよう、構成されている。なお、以下では、簡略化のために、「自走ロボット」を単に「ロボット」と呼ぶ場合がある。
以下、これらの構成要素を詳しく説明する。
＜ドローン１＞
図１を参照すると、ドローン１は、配送する荷物と自走ロボット２を輸送することができるものであればよい。ドローン１として、飛行機、ヘリコプターが例示される。飛行機は、通常の滑走により離着陸するものの他、ＶＴＯＬ機（Vertical Take-Off and Landing aircraft、垂直離着陸機）を含む。ドローン１は、ここでは、ＶＴＯＬ機で構成される。
このドローン１は、内部に格納庫１６（図８Ｃ参照）が形成されている。図８Ｃを参照すると、格納庫１６には、中央空間を囲むように荷置き棚１７が配置されている。格納庫１６は、この中央空間に自走ロボット２が格納され、且つ、自走ロボット２が荷置き棚１７への荷物の出し入れ作業を行えるように構成されている。
ドローン１の後部の側壁には、下端部を支点に前後方向に回動して開閉する搬出入扉１３が設けられている（図８Ａ参照）。搬出入扉１３の内面は平坦に形成されていて、搬出入扉１３は、開いて先端が着地すると、荷物Ｇ等の搬出入経路になる。また、ドローン１には、昇降装置１１が設けられている（図８Ｂ参照）。昇降装置１１は、ここでは、ウインチで構成されている（以下、ウインチ１１と表記する）。このウインチ１１のために、ドローン１の底壁には、下方に向かって左右に開閉する昇降扉１５が設けられていて、物体をウインチ１１で昇降させる場合には、この昇降扉１５が開放される。なお、ドローン１には、ドローン制御器１０１が配置されている。ドローン制御器１０１は、プロセッサＰｒ３及びメモリＭｅ３を備える。
＜操作ユニット３＞
図２は図１の操作ユニット３の詳細な構成の一例を示す斜視図である。図３は、図１の自走ロボット２の構成の一例を示す側面図である。
図２を参照すると、例えば、操作室３９に操作ユニット３が配置されている。操作ユニット３の配置場所は特に限定されない。操作ユニット３は、自走ロボット２を操作するロボット操作器３１と、ドローン１を操作するドローン操作器３２と、操作用表示器３３と、操作者マイク３４と、操作者スピーカ３５と、操作者カメラ３６と、を備える。
図１乃至図３を参照すると、ロボット操作器３１は、自走ロボット２の走行部（台車）２１を操作する走行部操作器３１Ａと、自走ロボット２のロボットアーム２２を操作するアーム操作器３１Ｂとを含む。このアーム操作器３１Ｂには、顧客用表示器２３を支持する表示器ロボットアーム２７を操作するための操作部（不図示）が設けられている。ロボット操作器３１は、種々の操作器で構成され得る。ここでは、例えば、ジョイスティックで構成される。ロボット操作器３１は机３７の上に配置される。
ドローン操作器３２は、例えば、航空機を操縦する各種の操縦桿で構成される。ここでは、ドローン操作器３２は、ジョイスティック状の操縦桿で構成される。ドローン操作器３２には、ドローン１を操縦するための各種の操作部（不図示）が設けられている。ドローン操作器３２は、机３７の上に配置されている。
操作用表示器３３は、例えば、液晶ディスプレイで構成される。操作用表示器３３には、操作者Ｐ１に提示することが必要な情報を含む画像が表示される。そのような画像として、自走ロボット２の視界カメラ２６で撮像された画像、ドローン１の視界カメラ（不図示）で撮像された視界画像、ドローン１を操縦するのに必要な情報（位置、速度、燃料量等）、ナビゲーション画像等が例示される。
操作用表示器３３は机３７の上に配置される。
操作者スピーカ３５は、操作者Ｐ１に必要な音声情報を提供する。操作者スピーカ３５は、ここでは、ヘッドフォンで構成されているが、他の形態に構成されていてもよい。
操作者マイク３４は、操作者Ｐ１の音声を取得する。操作者マイク３４は、ここでは、ヘッドフォン３５に設けられているが、他の形態に構成されていてもよい。
操作者カメラ３６は、操作者Ｐ１を撮像する。操作者カメラ３６は、ここでは、操作用表示器３３に設けられているが、他の場所に設けられてもよい。
机３７には、操作ユニット制御器３０１が配置されている。操作ユニット制御器３０１は、プロセッサＰｒ１及びメモリＭｅ１を備える。
操作者Ｐ１は、例えば、ドローン１の飛行時には、右手でドローン操作器３２を操作して、ドローン１を操縦し、自走ロボット２の動作時には、左右の手で、それぞれ、走行部操作器３１Ａ及びアーム操作器３１Ｂを操作して、自走ロボット２を操作する。操作者Ｐ１は、例えば、宅配業者（宅配担当者）である。操作者Ｐ１は、宅配担当者ではなく、専用のオペレータであってもよい。
＜自走ロボット２＞
図３を参照すると、ロボット（自走ロボット）２は、自力で走行可能で且つ荷物を扱うことが可能なロボットであればよい。ロボット２は、ここでは、自力で走行可能な走行部（台車）２１と走行部２１の上に設けられたロボットアーム２２とを備える。なお、荷物を扱う構成要素は、必ずしもロボットアームでなくてよい。図３のロボット２は、図面左方向及び右方向が、それぞれ、走行方向における前方向及び後方向である。
図３には、ロボット２が簡略化されて示されている。実際には、ロボット２のロボットアーム２２は、実施形態２のロボット２Ａの双腕のロボットアーム２２と同様に構成されている（図９Ａ及び９Ｂ参照）。つまり、ロボット２のロボットアーム２２は、双腕の垂直多関節型のロボットアームである。但し、実施形態２のロボット２Ａのロボットアーム２２は、４軸の垂直関節型のロボットアームであるが、図３のロボット２のロボットアーム２２は、５軸の垂直多関節型のロボットアームである。図９Ａ及び９Ｂを参照すると、一対のロボットアーム２２の先端には、それぞれ、３本爪２２２を有する把持部２２１（手首部）が設けられていて、一対のロボットアーム２２は、これらの一対の把持部２２１によって、荷物Ｇを把持する。
図３を参照すると、ロボット２の走行部は、実際には、直方体状の車体フレーム（不図示）を備えていて、この車体フレームに荷物収容部２１２が前後方向に移動可能に設けられている。この車体フレームは、適宜なケースによって覆われていて、このケースの前面に荷物収容部２１２が出入りするための開口部が設けられて。荷物収容部２１２は、上面が開放された矩形の箱状に形成されていて、非荷物出し入れ時には、前端面が、このケースと面一になる後退位置に位置し、荷物出し入れ時には、前側の所定部分が前方に突出する前進位置に位置するように構成されている。
走行部２１の底部には、一対の前輪２１１，２１１と一対の後輪２１１，２１１が設けられている。例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが操舵輪であり、また、例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが駆動輪である。走行部２１には、蓄電池２８とモータ（不図示）とが搭載されていて、蓄電池２８を電源としてモータが駆動輪を駆動する。また、上述の荷物収容部２１２も所定の駆動機構によって、前後に摺動駆動される。
さらに、走行部２１のロボットアーム２２の後方には、表示器ロボットアーム２７が設けられている。表示器ロボットアーム２７の先端には、顧客用表示器２３が取り付けられている。顧客用表示器２３の適所に、顧客マイク２４、顧客スピーカ２５、及び視界カメラ２６が設けられている。表示器ロボットアーム２７は、例えば、垂直多関節型のロボットアームで構成されていて、任意の姿勢を取ることが可能であり、顧客用表示器２３、顧客マイク２４、顧客スピーカ２５、及び視界カメラ２６を任意の方向に向けることが可能である。
顧客用表示器２３は、例えば、液晶ディスプレイで構成される。顧客用表示器２３には、受取人Ｐ２（図８Ｆ参照）に提示することが必要な情報を含む画像が表示される。そのような画像として、操作者カメラ３６で撮像された画像等が例示される。
顧客スピーカ２５は、受取人Ｐ２に必要な音声情報（例えば、操作者マイク３４で取得された操作者Ｐ１の声）を提供する。
操作者マイク３４は、操作者Ｐ１の音声を取得する。操作者マイク３４は、ここでは、ヘッドフォン３５に設けられているが、他の形態に構成されていてもよい。
操作者カメラ３６は、操作者Ｐ１を撮像する。操作者カメラ３６は、ここでは、操作用表示器３３に設けられているが、他の場所に設けられてもよい。
さらに、走行部２１には、ロボット制御器２０１が設けられている。ロボット制御器２０１は、プロセッサＰｒ２及びメモリＭｅ２を備える。
このように構成されたロボット２は、ロボット制御器２０１によって、自律運転又は遠隔運転するよう制御され、ロボットアーム２２によって荷物Ｇを扱い、且つ、走行部２１によって、所望の方向に移動することができる。
［制御系統の構成］
図４は、図１の無人配送システム１００の制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。
図４を参照すると、無人配送システム１００は、操作ユニット制御器３０１と、ロボット制御器２０１と、ドローン制御器１０１と、を備える。
操作ユニット制御器３０１は、ロボット操作信号生成部３０２、ドローン操作信号生成部３０３、表示制御部３０４、マイクＩＦ３０５、ヘッドフォンＩＦ３０６、操作ユニット通信部３０７、及びカメラ制御部３０８を含む。
操作ユニット通信部３０７は、データ通信可能な通信器で構成される。操作ユニット制御器３０１は、ロボット操作信号生成部３０２、ドローン操作信号生成部３０３、表示制御部３０４、マイクＩＦ３０５、ヘッドフォンＩＦ３０６、及びカメラ制御部３０８は、プロセッサＰｒ１とメモリＭｅ１とを有する演算器で構成される。これらは、この演算器において、メモリＭｅ１に格納された制御プログラムをプロセッサＰｒ１が実行することによって実現される機能ブロックである。この演算器は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等で構成される。これらは、集中制御を行う単独の演算器で構成されてもよく、分散制御を行う複数の演算器で構成されてもよい。
ロボット操作信号生成部６２は、ロボット操作器３１の操作に応じて、ロボット操作信号を生成する。ドローン操作信号生成部３０３は、ドローン操作器３２の操作に応じてドローン操作信号を生成する。表示制御部３０４は、操作ユニット通信部３０７から送信される画像信号に応じた画像を操作用表示器３３に表示させる。マイクＩＦ３０５は、操作者マイク３４で取得された音声を適宜な音声信号に変換する。ヘッドフォンＩＦ３０６は、操作ユニット通信部３０７から送信される音声信号に応じ音声を操作者スピーカに放出させる。カメラ制御部３０８は、操作者カメラ３６で撮像された画像の画像信号を生成する。
操作ユニット通信部３０７は、ロボット操作信号生成部３０２から送信されるロボット操作信号、ドローン操作信号生成部３０３から送信されるドローント操作信号、マイクＩＦ３０５から送信される音声信号、及びカメラ制御部３０８から送信される画像信号を無線通信信号に変換して無線送信する。また、操作ユニット通信部３０７は、ロボット通信部２０２から送信される無線通信信号を受信して画像信号又は音声信号に変換し、画像信号を表示制御部３０４に送信し、音声信号をマイクＩＦ３０５に送信する。また、操作ユニット通信部３０７は、ドローン通信部１０２から送信される無線通信信号を受信して、情報信号に変換し、これを表示制御部３０４に送信する。
ロボット制御器２０１は、ロボット通信部２０２、ロボット制御部２０３、及び記憶部２０４を含む。ロボット通信部２０２は、データ通信可能な通信器で構成される。ロボット制御部２０３及び記憶部２０４は、プロセッサＰｒ２とメモリＭｅ２とを有する演算器で構成される。ロボット制御部２０３及び記憶部２０４は、この演算器において、メモリＭｅ２に格納された制御プログラムをプロセッサＰｒ２が実行することによって実現される機能ブロックである。この演算器は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等で構成される。これらは、集中制御を行う単独の演算器で構成されてもよく、分散制御を行う複数の演算器で構成されてもよい。
ロボット通信部２０２は、操作ユニット通信部３０７から送信される無線通信信号を受信して、ロボット操作信号、画像信号、又は音声信号に変換し、これらの信号をロボット制御部２０３に送信する。ロボット制御部２０３は、ロボット操作信号に応じて、ロボット２の動作を制御し、画像信号に応じた画像を顧客用表示器２３に表示させ、且つ、音声信号に応じた音声を顧客スピーカに放出させる。
ドローン制御器１０１は、ドローン通信部１０２及びドローン制御部１０３を含む。ドローン通信部１０２はデータ通信可能な通信器で構成される。ドローン制御部１０３は、プロセッサＰｒ３とメモリとＭｅ３を有する演算器で構成される。ドローン制御部１０３は、この演算器において、メモリＭｅ３に格納された制御プログラムをプロセッサＰｒ３が実行することによって実現される機能ブロックである。この演算器は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等で構成される。これらは、集中制御を行う単独の演算器で構成されてもよく、分散制御を行う複数の演算器で構成されてもよい。
ドローン通信部１０２は、操作ユニット通信部６５から送信される無線通信信号を受信してドローン操作信号に変換し、これをドローン制御部１０３に送信する。また、ドローン通信部１０２は、ドローン制御部１０３から送信される情報信号を無線通信信号に変換し、これを無線送信する。
ドローン制御部１０３は、ドローン側通信部８２から送信されるドローン操作信号に応じて、ドローン１のドローン本体１２及び昇降装置１１の動作を制御する。ドローン制御部０３は、ドローン１の視界カメラ（不図示）で撮像された視界画像、ドローン１を操縦するのに必要な情報（位置、速度、燃料量等）、ナビゲーション画像等を情報信号としてドローン通信部１０２に送信する。
ここで、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成又はプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、及び/又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、「器」又は「部」は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラム又は構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、「器」又は「部」は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアは、ハードウェア及び/又はプロセッサの構成に使用される。
＜配送用データ＞
図５は、ロボット制御器２０１の記憶部２０４に格納された配送用データＤの一例を示す模式図である。
図５を参照すると、配送用データＤは、例えば、配達先住所データＤ１、認証用顔画像データＤ２、及び地図データＤ３を含む。配達先住所データＤ１は、配達先住所のリストである。認証用顔画像データＤ２は、配達先の受取人Ｐ２の顔画像データであり、配達を受任する際に配達依頼主から取得され、ロボット制御器２０１の記憶部２０４に格納される。この認証用顔画像データは、配達先住所データＤ１と対応させて格納される。地図データＤ３は、ロボット２による配送に利用される。
＜自律運転／遠隔運転切替制御＞
ロボット制御器２０１のロボット制御部２０３は、ロボット２を、自律運転と遠隔運転との間で切り替えて、制御する。遠隔運転は、ロボット操作器３１の操作（ロボット操作信号）に従った運転を意味する。
図６は、この自律運転／遠隔運転切替制御の内容の一例を示すフローチャートである。図６を参照すると、自律運転／遠隔運転切替制御が開始されると、ロボット制御部２０３は、ロボット２に自律動作（自律運転）をさせる（ステップＳ１）。
次いで、ロボット制御部２０３は、遠隔指令が入力された否かを判定する（ステップＳ２）。遠隔指令は、ロボット操作信号に含まれている。
遠隔指令が入力された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、ロボット２に遠隔動作（遠隔運転）をさせる（ステップＳ５）。
一方、遠隔指令が入力されない場合（ステップＳ２でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、所定条件が満たされるか否かを判定する（ステップＳ３）。この所定条件は、例えば、荷物の届け先までの道程が悪路６（図８Ｆ参照）であること、又は、人がロボット２に接近したことである。
所定条件が満たされる場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、ロボット２に遠隔動作（遠隔運転）をさせる（ステップＳ５）。
一方、所定条件がみたされない場合（ステップＳ３でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、終了指令が入力された否かを判定する（ステップＳ４）。終了指令はロボット操作信号に含まれている。
終了指令が含まれていない場合（ステップＳ４でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、本制御をステップＳ１に戻す。
一方、終了指令が含まれている場合、ロボット制御部２０３は、本制御を終了する。
上述のように、ステップＳで遠隔動作（遠隔運転）が行われると、ロボット制御部２０３は、自律指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ６）。自律指令は、ロボット操作信号に含まれている。
自律指令が含まれている場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、本制御をステップＳ１に戻す。
一方、自律指令が入力されない場合、ロボット制御部２０３は、認証指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ７）。認証指令は、ロボット操作信号に含まれている。
認証指令が含まれている場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、顔認証を行う（ステップＳ８）。顔認証は、ロボット制御部２０３が、記憶部２０４に格納された顔画像データと視界カメラ２６で撮像された受取人Ｐ２の画像を照合することによって行われる。顔認証は周知の方法を用いることができる。それ故、その説明を省略する。
顔認証が終了すると、ロボット制御部２０３は、ロボット２を遠隔動作に戻す（ステップＳ５）。なお、この場合、顔認証が成立した場合、荷物の受け渡しが行われ、顔認証が成立しない場合、操作者Ｐ１と受取人Ｐ２との対話により、適宜、処理される。
一方、認証指令が入力されなかった場合（ステップＳ７でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、終了指令が入力された否かを判定する（ステップＳ９）。
終了指令が含まれていない場合（ステップＳ９でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、本制御をステップＳ５に戻す。
一方、終了指令が含まれている場合、ロボット制御部２０３は、本制御を終了する。
このようにして、自律運転／遠隔運転切替制御が行われる。
＜人の回避制御＞
次に、人の回避制御について説明する。ロボット制御部２０３は、視界カメラ２６で撮像された画像を画像処理して、当該画像内に人が存在するか否かを判定する。画像処理によって、画像内の人を抽出する方法は周知であるので、ここでは、その説明を省略する。ロボット制御部２０３は、視界カメラ２６で撮像された画像から抽出された人の画像が視界カメラに接近する場合には、ロボット２を当該人の画像と反対方向に移動させる。人の画像が視界カメラに接近するか否かは、例えば、当該人の画像の大きさ及びその拡大速度によって判定される。
［無人配送システム１００の動作（無人配送方法）］
次に、以上のように構成された無人配送システム１００の動作（無人配送方法）を、図１乃至図８Ｌを用いて説明する。図７は、図１の無人配送システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図８Ａ乃至図８Ｌは、図１の無人配送システム１００の動作の一例を順に示す模式図である。この無人配送システム１００の動作では、ドローン１は、操作者Ｐ１によって操作され、ロボット２は、ロボット制御器２０１のロボット制御部２０３によって、自律運転又は遠隔運転される。
図７及び図８Ａ乃至８Ｃを参照すると、まず、集配拠点５において、荷積みが行われる（ステップＳ１１）。この荷積みには、３つの態様がある。
第１態様では、図８Ａに示すように、操作者Ｐ１によりドローン１の搬出入扉１３が開かれ、この搬出入扉１３を通って、搬送車１４により荷物Ｇがドローン１に搬入される。この場合、ロボット２は、搬出入扉１３を通ってドローン１に搭乗する。
第２態様では、荷物Ｇは、第１態様と同様に、搬送車１４によりドローン１に搬入される。ロボット２は、図８Ｂに示すように、ウインチ１１によって、ドローン１に搭載される。この場合、ドローン１はホバリング状態（停止飛行状態）にされ、昇降扉１５が開放される。ロボット２の走行部２１の上面の４隅には、ウインチ１１のワイヤの先端のフック（不図示）を掛ける掛け部（不図示）が設けられている。ウインチ１１のワイヤが降下されると、ロボット２は、自律運転され、ワイヤの先端のフックを自ら上記掛け部に掛ける。また、ロボット２は、所定の格納姿勢を取る（図８Ｂ参照）。ここで、ロボット２の走行部２１の上記４つの掛け部にはセンサが設けられていて、ロボット制御部２０３は、ワイヤの先端のフックが上記掛け部に掛けられたことをセンサからの信号によって確認知する。そして、その旨の信号を操作ユニット通信部３０７に送信する。すると、この情報が操作用表示器３３に表示される。操作者Ｐ１は、ウインチ１１を巻き上げてロボット２をドローン１に搭載する。その後、昇降扉１５が閉止される。
第３態様では、ロボット２が荷物Ｇを収容部２１２に収容して、第２態様と同様に、ウインチ１１によって、
図８Ｃを参照すると、ロボット２は、遠隔運転により、格納庫１６内において、搬入された荷物Ｇを荷置き棚１７に置く。第３態様で自身の荷物収容部２１２に荷物Ｇを収容している場合には、収容部２１２から荷物Ｇを取り出して荷置き棚１７に置く。
作業が終了したら、ロボット２は、自律運転により、ドローン１から蓄電池２８を充電し、その後、格納庫１６に適宜な手段で自らを固定し、上記所定の格納姿勢を取る。
図７を参照すると、次いで、荷物Ｇ及びロボット２が空輸される（ステップＳ１２）。ここでは、図８Ｄに示すように、複数の届先４に荷物Ｇが届けられる。
次に、以下、届先４が否かの場合と都市部の場合とに分けて、説明する。
＜届先４が郊外部の場合＞
図７を参照すると、届先４までの途中の地点で荷降ろしが行われる（ステップＳ１３）。図８Ｅを参照すると、この荷降ろしは、ドローン１をホバリング状態にして、ロボット２をウインチ１１で降下させることによって行われる。この降下は、操作者Ｐ１が、操作用表示器３３に表示される、ローン１の視界カメラで撮像された視界画像で地上の様子を確認しながら行う。安全性を確保するためである。また、この場合、ドローン１の高度は所定以上とされる。所定高度は適宜設定されるが、例えば、２０ｍとされる。
この場合、ロボット２は、自律運転によって格納姿勢を解いた後、遠隔運転により、これから配送すべき荷物Ｇを荷物収容部２１２に収容する。
そして、ロボット２は、地上に降下された後、自律運転により、ウインチ１１のワイヤの先端のフックを掛け部から外す。
図７を参照すると、荷物Ｇがロボット２によって届け先まで地上輸送される（ステップＳ１４）。ドローン１は、上空でロボット２の帰還を待機する。
図８Ｆを参照すると、この場合、ロボット２は、自律運転により、地図データを参照しながら、郊外部の道路を走行する。そして、途中で、悪路６に遭遇すると、遠隔運転に切り替わり、操作者Ｐ１の操作に従って、走行する。
図７を参照すると、ロボット２が届先４に到着すると、荷物Ｇの受け渡しが行われる（ステップＳ１５）。図８Ｇを参照すると、この場合、ロボット２は、操作者Ｐ１の操作により遠隔運転に切り替わり、届け先のインタホンを押す等して、受取人（顧客）Ｐ２が現れると、ロボット２は、顔認証を行う。そして、受取人Ｐ２が近づいたらロボット２は、自動的に停止し、トリガが無い限り動かない。そこからロボット２は、自動的に遠隔運転に切り替わり、荷物Ｇを受取人Ｐ２に渡す。この際、ロボット２は、図８Ｈに示すように、自動的に所定の荷物差出姿勢を取る。もし、受取人Ｐ２が接近し過ぎたら、ロボット２は、自動的に受取人Ｐ２と反対方向に移動する。この場合、ロボット２は、受取人Ｐ２と対話する。具体的には、ロボット制御部２０３は、操作者マイク３４で取得された操作者Ｐ１の声を顧客スピーカ２５に放出させ、操作者カメラ３６で撮像された操作者Ｐ１の画像を顧客用表示器２３に表示させ、且つ、顧客マイク２４で取得された受取人Ｐ２の声を操作者スピーカ３５に放出させ、視界カメラ２６で撮像された受取人Ｐ２の画像を顧客用表示器２３に表示させ、それによって、受取人Ｐ２と操作者Ｐ１とを対話させる。この対話は、例えば、以下のようなものである。
操作者Ｐ１が「お届けに参りました」と言い、受取人Ｐ２が「ありがとうね。とっても助かります」と言い、操作者Ｐ１が「またのご利用をお待ちしております。」と言う。
図７を参照すると、ロボット２は、往路と同様にして、荷降ろし地点に戻る（ステップＳ１６）。そして、ロボット２が待機していたドローン１に搭載される（ステップＳ１７）。ロボット２の搭載の態様は、ステップＳ１１における荷積みの第２態様と同じである。
＜届先４が都市部の場合＞
図８Ｉを参照すると、この場合、例えば、届先４が高層マンションの一室である。ドローン１は、高層マンション４の上空に到達すると、ロボット２を屋上に降下させる。この降下の態様は２つある。第１降下態様は、届先４が郊外部の場合と同じである。第２降下態様では、ドローン１が屋上に着陸し、ロボット２が開放された搬出入扉１３から屋上に降りる。
図７を参照すると、荷物Ｇがロボット２によって届け先までマンション内を輸送される（地上輸送される）（ステップＳ１４）。ドローン１は、上空でロボット２の帰還を待機する。この場合、ロボット２は遠隔運転される。図８Ｋを参照すると、ロボット２は、高層マンション４のエレベータを使って目的の階まで降りる。この場合、ロボット２の無線でエレベータのドアを開閉する。
図８Ｋを参照すると、ロボット２は、目的の部屋の近くまで来たら、操作者の操作で遠隔運転に切り替わる。この後の受け渡しは、届先４が郊外部の場合と同じであり、その説明を省略する。
ロボット２は、適宜な遠隔運転を挟む自律運転により屋上に到着する。そして、ロボット２が待機していたドローン１に搭載される（ステップＳ１７）。ロボット２の搭載の態様は、ステップＳ１１における荷積みの第２態様と同じである。
＜次の届先への配送及び帰還＞
１つの届先４への配達業務が終了すると、次の届先への４への配達業務が上記と同様に行われ、全ての届先４への配達業務が終了すると、ドローン１は、集配拠点５に帰還する（ステップＳ１８，１９）。
｛変形例１｝
変形例１では、ロボット２が上述の届先４までの途中の地点に配置されている。この場合、ロボット２は、現地にとどまってもよいし、ドローン１に回収されてもよい。
以上に説明した実施形態１によれば、受取人Ｐ２に対する荷物Ｇの受け渡しを円滑に行うことができる。また、ロボット２について、比較的容易な業務を自律運転で行うとともに比較的難しい作業務を遠隔運転で行うことにより、無人配送をより容易に行うことができる。
（実施形態２）
実施形態２の無人配送システムは、実施形態１のロボット２に代えてロボット２Ａが用いられる点で、実施形態１の無人配送システム１００と異なり、その他の点は実施形態１の無人配送システム１００と同じである。
図９Ａは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられるロボット２Ａの構成の一例を示す側面図である。図９Ｂは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられるロボット２Ａの構成の一例を示す平面図である。
図９Ａ及び９Ｂを参照すると、ロボット２Ａは、走行部（台車）２１と走行部２１の上に設けられた一対のロボットアーム２２とを備える。一対のロボットアーム２２は、それぞれ、４軸の垂直多関節型のロボットアームで構成されている。すなわち、各ロボットアーム２２は、垂直な第１回動軸線Ａｘ１の周りに回動可能な第１リンクＬ１を有する。この第１リンクＬ１は双方のロボットアーム２２に共通である。第１リンクＬ１の先端部に第２リンクＬ２の基端部が第１回動軸線Ａｘ１に垂直な第２回動軸線Ａｘ２の周りに回動可能に設けられている。第２リンクＬ２の先端部に第３リンクＬ３の基端部が第２回動軸線Ａｘ２に垂直な第３回動軸線Ａｘ３の周りに回動可能に設けられている。第３リンクＬ３の先端部に第４リンクＬ４の基端部が第３回動軸線Ａｘ３に垂直な第４回動軸線Ａｘ４の周りに回動可能に設けられている。そして、第４リンクＬ４の先端に３本爪２２２を有する把持部２２１（手首部）が設けられている。一対のロボットアーム２２は、これらの一対の把持部２２１によって、荷物Ｇを把持する。
ロボット２の走行部２１は、台車状に形成されていて、前端部に荷物収容部２１２が設けられている。荷物収容部２１２は、底壁２１２ａと側壁２１２ｂとを有する上面が開放された矩形の箱状に形成されている。なお、荷物収容部２１２の後側の側壁部は、上部が切り欠かれていて、一対のロボットアーム２２がこの切り欠き部分から荷物収容部に荷物Ｇを入れることが可能になっている。走行部２１の底部には、一対の前輪２１１，２１１と一対の後輪２１１，２１１が設けられている。例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが操舵輪であり、また、例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが駆動輪である。走行部２１には、蓄電池２８とモータ（不図示）とが搭載されていて、蓄電池２８を電源としてモータが駆動輪を駆動する。さらに、走行部２１の中央部の両側には、一対のアウトトリガ２１３が設けられている。このアウトトリガ２１３は、走行部２１の内部に収容可能に構成されている。アウトトリガ２１３は、ロボット２Ａが停止して荷物Ｇの積み降ろしを行う時に、走行部２１から左右に突出して地面に着地し、走行部２１の移動を阻止する。
さらに、走行部２１のロボットアーム２２の後方には、表示器ロボットアーム２７が設けられている。この表示器ロボットアーム２７は、実施形態１のものと同じであるので、その説明を省略する。
このような実施形態２の無人配送システムによれば、実施形態１の無人配送システム１００と同様の効果が得られる。
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１又は実施形態２において、操作者Ｐ１が複数のロボット２を操作することができる。その他の点は、実施形態１又は実施形態２と同様である。
具体的には、図４を参照すると、実施形態３の無人配送システムは、複数のロボット２を備える。これらの複数のロボット２には、それぞれ、識別記号が付与されている。ロボット操作器３１には、操作したいロボット２を指定する操作部（不図示）が設けられている。ロボット操作信号生成部３０２は、この操作部の操作に応じて、ロボット操作信号に指定されたロボット２の識別記号を付す。各ロボット２のロボット制御部２０３は、ロボット操作信号が、自身の属するロボット２の識別記号を含む場合に、当該ロボット操作信号に基づいてロボット２を制御する。
これにより、操作者Ｐ１が、１つのロボット操作器３１によって、複数の自走ロボット２を操作することができる。
このような実施形態３によれば、効率良く無人配送を行うことができる。
上記説明から、当業者にとっては、多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。
本発明の配送システム及び配送方法は、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが可能な配送システム及び配送方法として有用である。
１ 無人航空機（ドローン）
２ 自走ロボット（ロボット）
３ 操作ユニット
４ 届先
５ 集配拠点
３１ ロボット操作器
３２ ドローン操作器
１０１ ドローン制御器
２０１ ロボット制御器
３０１ 操作ユニット制御器
本発明は、無人配送システム及び無人配送方法に関する。
従来、ドローンを用いた配送システムが知られている。例えば、特許文献１に開示された配送システムでは、車両によって目的地の近辺まで荷物を輸送し、そこから目的地までドローンによって荷物を輸送する。
特開２０２０－０８３６００号公開特許公報
上記従来の配送システムでは、最終的に無人の飛行体によって荷物を目的地に届けるので、現行の車両とそのドライバーによる宅配システムと比べると、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが難しい。
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが可能な配送システム及び配送方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、 本開示のある形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。
また、本開示の他の形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び前記自走ロボットを輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。
また、本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
また、本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び自走ロボットを輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
本発明は、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが可能な配送システム及び配送方法を提供できるという効果を奏する。
図１は、本開示の実施形態１に係る無人配送システムの概略の構成の一例を示す模式図である。 図２は、図１の操作ユニットの詳細な構成の一例を示す斜視図である。 図３は、図１の自走ロボットの構成の一例を示す側面図である。 図４は、図１の無人配送システムの制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、ロボット制御器の記憶部に格納された配送用データの一例を示す模式図である。 図６は、自律運転／遠隔運転切替制御の内容の一例を示すフローチャートである。 図７は、図１の無人配送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図８Ａは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｂは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｃは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｄは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｅは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｆは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｇは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｈは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｉは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｊは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｋは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図８Ｌは、図１の無人配送システムの動作の一例を順に示す模式図である。 図９Ａは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられる自走ロボットの構成の一例を示す側面図である。 図９Ｂは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられる自走ロボットの構成の一例を示す平面図である。
本開示のある形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。ここで、「無人航空機」とは、人が搭乗しない航空機を意味し、ドローン（drone）の通称で呼ばれることがあり。「航空機」として、飛行機、ヘリコプターが例示される。飛行機は、通常の滑走により離着陸するものの他、ＶＴＯＬ機（Vertical Take-Off and Landing aircraft、垂直離着陸機）を含む。
この構成によれば、自走ロボットは、地上走行し、且つ、荷物を扱うことができるので、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができる。そして、自走ロボットの制御を自律運転とロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えるので、比較的容易な業務を自律運転で行うとともに比較的難しい作業務を遠隔運転で行うことにより、無人配送をより容易に行うことができる。
本開示の他の形態（aspect）に係る無人配送システムは、自走ロボットと、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び前記自走ロボットを輸送するための無人航空機と、前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える。
この構成によれば、自走ロボットは、地上走行し、且つ、荷物を扱うことができるので、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができる。そして、自走ロボットの制御を自律運転とロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えるので、比較的容易な業務を自律運転で行うとともに比較的難しい業務を遠隔運転で行うことにより、無人配送をより容易に行うことができる。また、自走ロボットが配置されていない場所を含む広範囲な地域に荷物を無人で届けることができる。
前記ロボット制御器は、前記途中の地点から前記届け先までの道程において、前記自走ロボットに基本的に前記自律運転をさせ、所定の条件が満たされる場合に、前記自走ロボットに前記遠隔運転をさせるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、無人配送をより適切に行うことができる。
前記所定の条件が、前記届け先までの道程が悪路であること、又は、人が前記自走ロボットに接近したことであってもよい。
この構成によれば、比較的難しい業務を適切に行うことができる。
前記ロボット制御器は、前記届け先において前記荷物を渡す場合、前記自走ロボットに前記遠隔運転をさせるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、丁寧な対応が要求される、届け先における荷物の受け渡しを人の判断によって適切に行うことができる。
前記ロボット制御器は、前記荷物を渡す場合において、人が前記自走ロボットに接近すると、前記自走ロボットを前記人と反対方向に移動させるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、人と自走ロボットとの距離を安全な範囲に維持することができる。
前記自走ロボットは、自身の周囲を撮像する視界カメラを備えており、前記ロボット制御器は、認証用の顔画像データを有しており、且つ、前記ロボット制御器は、前記荷物を渡す場合において、前記視界カメラで撮像された画像と前記認証用の顔画像データとに基づいて、前記荷物の受取人の顔認証を行い、当該顔認証が成立した場合に、前記荷物を渡すよう構成されていてもよい。
この構成によれば、受取人を間違えて荷物を渡す可能性が低減される。
前記無人配送システムは、操作ユニットを備え、前記操作ユニットは、前記ロボット操作器と、前記操作者を撮像する操作者カメラと、前記操作者の声を取得する操作者マイクと、操作者用表示器と、操作者スピーカと、を備え、前記自走ロボットは、前記受取人の声を取得する顧客マイクと、顧客用表示器と、顧客スピーカと、をさらに備え、前記ロボット制御器は、前記操作者マイクで取得された前記操作者の声を前記顧客スピーカに放出させ、前記操作者カメラで撮像された前記操作者の画像を前記顧客表示器に表示させ、且つ、前記顧客マイクで取得された前記受取人の声を前記操作者スピーカに放出させ、前記視界カメラで撮像された前記受取人の画像を前記顧客表示器に表示させ、それによって、前記受取人と前記操作者とを対話させるように、構成されていてもよい。
この構成によれば、受取人と操作者との対話によって、円滑に受け渡しを行うことができる。
前記ロボット制御器は、地図データを有しており、前記ロボット制御器は、前記地図データを用いて、前記途中の地点から前記届け先まで、前記自走ロボットを前記自律運転によって走行させるよう構成されていてもよい。
この構成によれば、自走ロボットを適切に自律運転で走行させることができる。
前記無人配送システムは、複数の前記自走ロボットを備え、前記複数の自走ロボット及び前記ロボット操作器は、１つのロボット操作器によって、前記複数の自走ロボットを操作することが可能なように構成されていてもよい。
この構成によれば、無人配送を効率よく行うことができる。
本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
この構成によれば、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができ、且つ、無人配送をより容易に行うことができる。
本開示のさらなる他の形態（aspect）に係る無人配送方法は、無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び自走ロボットを輸送することと、ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む。
この構成によれば、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことができ、且つ、無人配送をより容易に行うことができる。また、自走ロボットが配置されていない場所を含む広範囲な地域に荷物を無人で届けることができる。
以下、本開示の具体的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、以下の図は、本開示を説明するための図であるので、本開示に無関係な要素が省略される場合、誇張等のために寸法が正確でない場合、簡略化される場合、複数の図において互いに対応する要素の形態が一致しない場合等がある。また、本開示は、以下の実施形態に限定されない。
（実施形態１）
図１は、本開示の実施形態１に係る無人配送システム１００の概略の構成の一例を示す模式図である。
［ハードウェアの構成］
図１を参照すると、実施形態１の無人配送システム１００は、無人航空機（以下、ドローンと呼ぶ）１と、自走ロボット２と、操作ユニット３と、を含む。
無人配送システム１００は、ドローン１によって、荷物を集配拠点５から届け先４に至る配送経路の途中の地点（荷物を届ける途中の地点）まで当該荷物を輸送し、自走ロボット２によって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、この途中の地点に降ろされた荷物を届け先４に届けるよう、構成されている。なお、以下では、簡略化のために、「自走ロボット」を単に「ロボット」と呼ぶ場合がある。
以下、これらの構成要素を詳しく説明する。
＜ドローン１＞
図１を参照すると、ドローン１は、配送する荷物と自走ロボット２を輸送することができるものであればよい。ドローン１として、飛行機、ヘリコプターが例示される。飛行機は、通常の滑走により離着陸するものの他、ＶＴＯＬ機（Vertical Take-Off and Landing aircraft、垂直離着陸機）を含む。ドローン１は、ここでは、ＶＴＯＬ機で構成される。
このドローン１は、内部に格納庫１６（図８Ｃ参照）が形成されている。図８Ｃを参照すると、格納庫１６には、中央空間を囲むように荷置き棚１７が配置されている。格納庫１６は、この中央空間に自走ロボット２が格納され、且つ、自走ロボット２が荷置き棚１７への荷物の出し入れ作業を行えるように構成されている。
ドローン１の後部の側壁には、下端部を支点に前後方向に回動して開閉する搬出入扉１３が設けられている（図８Ａ参照）。搬出入扉１３の内面は平坦に形成されていて、搬出入扉１３は、開いて先端が着地すると、荷物Ｇ等の搬出入経路になる。また、ドローン１には、昇降装置１１が設けられている（図８Ｂ参照）。昇降装置１１は、ここでは、ウインチで構成されている（以下、ウインチ１１と表記する）。このウインチ１１のために、ドローン１の底壁には、下方に向かって左右に開閉する昇降扉１５が設けられていて、物体をウインチ１１で昇降させる場合には、この昇降扉１５が開放される。なお、ドローン１には、ドローン制御器１０１が配置されている。ドローン制御器１０１は、プロセッサＰｒ３及びメモリＭｅ３を備える。
＜操作ユニット３＞
図２は図１の操作ユニット３の詳細な構成の一例を示す斜視図である。図３は、図１の自走ロボット２の構成の一例を示す側面図である。
図２を参照すると、例えば、操作室３９に操作ユニット３が配置されている。操作ユニット３の配置場所は特に限定されない。操作ユニット３は、自走ロボット２を操作するロボット操作器３１と、ドローン１を操作するドローン操作器３２と、操作者用表示器３３と、操作者マイク３４と、操作者スピーカ３５と、操作者カメラ３６と、を備える。
図１乃至図３を参照すると、ロボット操作器３１は、自走ロボット２の走行部（台車）２１を操作する走行部操作器３１Ａと、自走ロボット２のロボットアーム２２を操作するアーム操作器３１Ｂとを含む。このアーム操作器３１Ｂには、顧客用表示器２３を支持する表示器ロボットアーム２７を操作するための操作部（不図示）が設けられている。ロボット操作器３１は、種々の操作器で構成され得る。ここでは、例えば、ジョイスティックで構成される。ロボット操作器３１は机３７の上に配置される。
ドローン操作器３２は、例えば、航空機を操縦する各種の操縦桿で構成される。ここでは、ドローン操作器３２は、ジョイスティック状の操縦桿で構成される。ドローン操作器３２には、ドローン１を操縦するための各種の操作部（不図示）が設けられている。ドローン操作器３２は、机３７の上に配置されている。
操作用表示器３３は、例えば、液晶ディスプレイで構成される。操作者用表示器３３には、操作者Ｐ１に提示することが必要な情報を含む画像が表示される。そのような画像として、自走ロボット２の視界カメラ２６で撮像された画像、ドローン１の視界カメラ（不図示）で撮像された視界画像、ドローン１を操縦するのに必要な情報（位置、速度、燃料量等）、ナビゲーション画像等が例示される。
操作者用表示器３３は机３７の上に配置される。
操作者スピーカ３５は、操作者Ｐ１に必要な音声情報を提供する。操作者スピーカ３５は、ここでは、ヘッドフォンで構成されているが、他の形態に構成されていてもよい。
操作者マイク３４は、操作者Ｐ１の音声を取得する。操作者マイク３４は、ここでは、ヘッドフォン３５に設けられているが、他の形態に構成されていてもよい。
操作者カメラ３６は、操作者Ｐ１を撮像する。操作者カメラ３６は、ここでは、操作者用表示器３３に設けられているが、他の場所に設けられてもよい。
机３７には、操作ユニット制御器３０１が配置されている。操作ユニット制御器３０１は、プロセッサＰｒ１及びメモリＭｅ１を備える。
操作者Ｐ１は、例えば、ドローン１の飛行時には、右手でドローン操作器３２を操作して、ドローン１を操縦し、自走ロボット２の動作時には、左右の手で、それぞれ、走行部操作器３１Ａ及びアーム操作器３１Ｂを操作して、自走ロボット２を操作する。操作者Ｐ１は、例えば、宅配業者（宅配担当者）である。操作者Ｐ１は、宅配担当者ではなく、専用のオペレータであってもよい。
＜自走ロボット２＞
図３を参照すると、ロボット（自走ロボット）２は、自力で走行可能で且つ荷物を扱うことが可能なロボットであればよい。ロボット２は、ここでは、自力で走行可能な走行部（台車）２１と走行部２１の上に設けられたロボットアーム２２とを備える。なお、荷物を扱う構成要素は、必ずしもロボットアームでなくてよい。図３のロボット２は、図面左方向及び右方向が、それぞれ、走行方向における前方向及び後方向である。
図３には、ロボット２が簡略化されて示されている。実際には、ロボット２のロボットアーム２２は、実施形態２のロボット２Ａの双腕のロボットアーム２２と同様に構成されている（図９Ａ及び９Ｂ参照）。つまり、ロボット２のロボットアーム２２は、双腕の垂直多関節型のロボットアームである。但し、実施形態２のロボット２Ａのロボットアーム２２は、４軸の垂直関節型のロボットアームであるが、図３のロボット２のロボットアーム２２は、５軸の垂直多関節型のロボットアームである。図９Ａ及び９Ｂを参照すると、一対のロボットアーム２２の先端には、それぞれ、３本爪２２２を有する把持部２２１（手首部）が設けられていて、一対のロボットアーム２２は、これらの一対の把持部２２１によって、荷物Ｇを把持する。
図３を参照すると、ロボット２の走行部は、実際には、直方体状の車体フレーム（不図示）を備えていて、この車体フレームに荷物収容部２１２が前後方向に移動可能に設けられている。この車体フレームは、適宜なケースによって覆われていて、このケースの前面に荷物収容部２１２が出入りするための開口部が設けられて。荷物収容部２１２は、上面が開放された矩形の箱状に形成されていて、非荷物出し入れ時には、前端面が、このケースと面一になる後退位置に位置し、荷物出し入れ時には、前側の所定部分が前方に突出する前進位置に位置するように構成されている。
走行部２１の底部には、一対の前輪２１１，２１１と一対の後輪２１１，２１１が設けられている。例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが操舵輪であり、また、例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが駆動輪である。走行部２１には、蓄電池２８とモータ（不図示）とが搭載されていて、蓄電池２８を電源としてモータが駆動輪を駆動する。また、上述の荷物収容部２１２も所定の駆動機構によって、前後に摺動駆動される。
さらに、走行部２１のロボットアーム２２の後方には、表示器ロボットアーム２７が設けられている。表示器ロボットアーム２７の先端には、顧客用表示器２３が取り付けられている。顧客用表示器２３の適所に、顧客マイク２４、顧客スピーカ２５、及び視界カメラ２６が設けられている。表示器ロボットアーム２７は、例えば、垂直多関節型のロボットアームで構成されていて、任意の姿勢を取ることが可能であり、顧客用表示器２３、顧客マイク２４、顧客スピーカ２５、及び視界カメラ２６を任意の方向に向けることが可能である。
顧客用表示器２３は、例えば、液晶ディスプレイで構成される。顧客用表示器２３には、受取人Ｐ２（図８Ｆ参照）に提示することが必要な情報を含む画像が表示される。そのような画像として、操作者カメラ３６で撮像された画像等が例示される。
顧客スピーカ２５は、受取人Ｐ２に必要な音声情報（例えば、操作者マイク３４で取得された操作者Ｐ１の声）を提供する。
操作者マイク３４は、操作者Ｐ１の音声を取得する。操作者マイク３４は、ここでは、ヘッドフォン３５に設けられているが、他の形態に構成されていてもよい。
操作者カメラ３６は、操作者Ｐ１を撮像する。操作者カメラ３６は、ここでは、操作者用表示器３３に設けられているが、他の場所に設けられてもよい。
さらに、走行部２１には、ロボット制御器２０１が設けられている。ロボット制御器２０１は、プロセッサＰｒ２及びメモリＭｅ２を備える。
このように構成されたロボット２は、ロボット制御器２０１によって、自律運転又は遠隔運転するよう制御され、ロボットアーム２２によって荷物Ｇを扱い、且つ、走行部２１によって、所望の方向に移動することができる。
［制御系統の構成］
図４は、図１の無人配送システム１００の制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。
図４を参照すると、無人配送システム１００は、操作ユニット制御器３０１と、ロボット制御器２０１と、ドローン制御器１０１と、を備える。
操作ユニット制御器３０１は、ロボット操作信号生成部３０２、ドローン操作信号生成部３０３、表示制御部３０４、マイクＩＦ３０５、ヘッドフォンＩＦ３０６、操作ユニット通信部３０７、及びカメラ制御部３０８を含む。
操作ユニット通信部３０７は、データ通信可能な通信器で構成される。操作ユニット制御器３０１は、ロボット操作信号生成部３０２、ドローン操作信号生成部３０３、表示制御部３０４、マイクＩＦ３０５、ヘッドフォンＩＦ３０６、及びカメラ制御部３０８は、プロセッサＰｒ１とメモリＭｅ１とを有する演算器で構成される。これらは、この演算器において、メモリＭｅ１に格納された制御プログラムをプロセッサＰｒ１が実行することによって実現される機能ブロックである。この演算器は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等で構成される。これらは、集中制御を行う単独の演算器で構成されてもよく、分散制御を行う複数の演算器で構成されてもよい。
ロボット操作信号生成部６２は、ロボット操作器３１の操作に応じて、ロボット操作信号を生成する。ドローン操作信号生成部３０３は、ドローン操作器３２の操作に応じてドローン操作信号を生成する。表示制御部３０４は、操作ユニット通信部３０７から送信される画像信号に応じた画像を操作者用表示器３３に表示させる。マイクＩＦ３０５は、操作者マイク３４で取得された音声を適宜な音声信号に変換する。ヘッドフォンＩＦ３０６は、操作ユニット通信部３０７から送信される音声信号に応じ音声を操作者スピーカに放出させる。カメラ制御部３０８は、操作者カメラ３６で撮像された画像の画像信号を生成する。
操作ユニット通信部３０７は、ロボット操作信号生成部３０２から送信されるロボット操作信号、ドローン操作信号生成部３０３から送信されるドローント操作信号、マイクＩＦ３０５から送信される音声信号、及びカメラ制御部３０８から送信される画像信号を無線通信信号に変換して無線送信する。また、操作ユニット通信部３０７は、ロボット通信部２０２から送信される無線通信信号を受信して画像信号又は音声信号に変換し、画像信号を表示制御部３０４に送信し、音声信号をマイクＩＦ３０５に送信する。また、操作ユニット通信部３０７は、ドローン通信部１０２から送信される無線通信信号を受信して、情報信号に変換し、これを表示制御部３０４に送信する。
ロボット制御器２０１は、ロボット通信部２０２、ロボット制御部２０３、及び記憶部２０４を含む。ロボット通信部２０２は、データ通信可能な通信器で構成される。ロボット制御部２０３及び記憶部２０４は、プロセッサＰｒ２とメモリＭｅ２とを有する演算器で構成される。ロボット制御部２０３及び記憶部２０４は、この演算器において、メモリＭｅ２に格納された制御プログラムをプロセッサＰｒ２が実行することによって実現される機能ブロックである。この演算器は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等で構成される。これらは、集中制御を行う単独の演算器で構成されてもよく、分散制御を行う複数の演算器で構成されてもよい。
ロボット通信部２０２は、操作ユニット通信部３０７から送信される無線通信信号を受信して、ロボット操作信号、画像信号、又は音声信号に変換し、これらの信号をロボット制御部２０３に送信する。ロボット制御部２０３は、ロボット操作信号に応じて、ロボット２の動作を制御し、画像信号に応じた画像を顧客用表示器２３に表示させ、且つ、音声信号に応じた音声を顧客スピーカに放出させる。
ドローン制御器１０１は、ドローン通信部１０２及びドローン制御部１０３を含む。ドローン通信部１０２はデータ通信可能な通信器で構成される。ドローン制御部１０３は、プロセッサＰｒ３とメモリとＭｅ３を有する演算器で構成される。ドローン制御部１０３は、この演算器において、メモリＭｅ３に格納された制御プログラムをプロセッサＰｒ３が実行することによって実現される機能ブロックである。この演算器は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等で構成される。これらは、集中制御を行う単独の演算器で構成されてもよく、分散制御を行う複数の演算器で構成されてもよい。
ドローン通信部１０２は、操作ユニット通信部６５から送信される無線通信信号を受信してドローン操作信号に変換し、これをドローン制御部１０３に送信する。また、ドローン通信部１０２は、ドローン制御部１０３から送信される情報信号を無線通信信号に変換し、これを無線送信する。
ドローン制御部１０３は、ドローン側通信部８２から送信されるドローン操作信号に応じて、ドローン１のドローン本体１２及び昇降装置１１の動作を制御する。ドローン制御部０３は、ドローン１の視界カメラ（不図示）で撮像された視界画像、ドローン１を操縦するのに必要な情報（位置、速度、燃料量等）、ナビゲーション画像等を情報信号としてドローン通信部１０２に送信する。
ここで、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成又はプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、及び/又は、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、「器」又は「部」は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラム又は構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、「器」又は「部」は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアは、ハードウェア及び/又はプロセッサの構成に使用される。
＜配送用データ＞
図５は、ロボット制御器２０１の記憶部２０４に格納された配送用データＤの一例を示す模式図である。
図５を参照すると、配送用データＤは、例えば、配達先住所データＤ１、認証用顔画像データＤ２、及び地図データＤ３を含む。配達先住所データＤ１は、配達先住所のリストである。認証用顔画像データＤ２は、配達先の受取人Ｐ２の顔画像データであり、配達を受任する際に配達依頼主から取得され、ロボット制御器２０１の記憶部２０４に格納される。この認証用顔画像データは、配達先住所データＤ１と対応させて格納される。地図データＤ３は、ロボット２による配送に利用される。
＜自律運転／遠隔運転切替制御＞
ロボット制御器２０１のロボット制御部２０３は、ロボット２を、自律運転と遠隔運転との間で切り替えて、制御する。遠隔運転は、ロボット操作器３１の操作（ロボット操作信号）に従った運転を意味する。
図６は、この自律運転／遠隔運転切替制御の内容の一例を示すフローチャートである。図６を参照すると、自律運転／遠隔運転切替制御が開始されると、ロボット制御部２０３は、ロボット２に自律動作（自律運転）をさせる（ステップＳ１）。
次いで、ロボット制御部２０３は、遠隔指令が入力された否かを判定する（ステップＳ２）。遠隔指令は、ロボット操作信号に含まれている。
遠隔指令が入力された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、ロボット２に遠隔動作（遠隔運転）をさせる（ステップＳ５）。
一方、遠隔指令が入力されない場合（ステップＳ２でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、所定条件が満たされるか否かを判定する（ステップＳ３）。この所定条件は、例えば、荷物の届け先までの道程が悪路６（図８Ｆ参照）であること、又は、人がロボット２に接近したことである。
所定条件が満たされる場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、ロボット２に遠隔動作（遠隔運転）をさせる（ステップＳ５）。
一方、所定条件がみたされない場合（ステップＳ３でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、終了指令が入力された否かを判定する（ステップＳ４）。終了指令はロボット操作信号に含まれている。
終了指令が含まれていない場合（ステップＳ４でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、本制御をステップＳ１に戻す。
一方、終了指令が含まれている場合、ロボット制御部２０３は、本制御を終了する。
上述のように、ステップＳで遠隔動作（遠隔運転）が行われると、ロボット制御部２０３は、自律指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ６）。自律指令は、ロボット操作信号に含まれている。
自律指令が含まれている場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、本制御をステップＳ１に戻す。
一方、自律指令が入力されない場合、ロボット制御部２０３は、認証指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ７）。認証指令は、ロボット操作信号に含まれている。
認証指令が含まれている場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、ロボット制御部２０３は、顔認証を行う（ステップＳ８）。顔認証は、ロボット制御部２０３が、記憶部２０４に格納された顔画像データと視界カメラ２６で撮像された受取人Ｐ２の画像を照合することによって行われる。顔認証は周知の方法を用いることができる。それ故、その説明を省略する。
顔認証が終了すると、ロボット制御部２０３は、ロボット２を遠隔動作に戻す（ステップＳ５）。なお、この場合、顔認証が成立した場合、荷物の受け渡しが行われ、顔認証が成立しない場合、操作者Ｐ１と受取人Ｐ２との対話により、適宜、処理される。
一方、認証指令が入力されなかった場合（ステップＳ７でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、終了指令が入力された否かを判定する（ステップＳ９）。
終了指令が含まれていない場合（ステップＳ９でＮＯ）、ロボット制御部２０３は、本制御をステップＳ５に戻す。
一方、終了指令が含まれている場合、ロボット制御部２０３は、本制御を終了する。
このようにして、自律運転／遠隔運転切替制御が行われる。
＜人の回避制御＞
次に、人の回避制御について説明する。ロボット制御部２０３は、視界カメラ２６で撮像された画像を画像処理して、当該画像内に人が存在するか否かを判定する。画像処理によって、画像内の人を抽出する方法は周知であるので、ここでは、その説明を省略する。ロボット制御部２０３は、視界カメラ２６で撮像された画像から抽出された人の画像が視界カメラに接近する場合には、ロボット２を当該人の画像と反対方向に移動させる。人の画像が視界カメラに接近するか否かは、例えば、当該人の画像の大きさ及びその拡大速度によって判定される。
［無人配送システム１００の動作（無人配送方法）］
次に、以上のように構成された無人配送システム１００の動作（無人配送方法）を、図１乃至図８Ｌを用いて説明する。図７は、図１の無人配送システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図８Ａ乃至図８Ｌは、図１の無人配送システム１００の動作の一例を順に示す模式図である。この無人配送システム１００の動作では、ドローン１は、操作者Ｐ１によって操作され、ロボット２は、ロボット制御器２０１のロボット制御部２０３によって、自律運転又は遠隔運転される。
図７及び図８Ａ乃至８Ｃを参照すると、まず、集配拠点５において、荷積みが行われる（ステップＳ１１）。この荷積みには、３つの態様がある。
第１態様では、図８Ａに示すように、操作者Ｐ１によりドローン１の搬出入扉１３が開かれ、この搬出入扉１３を通って、搬送車１４により荷物Ｇがドローン１に搬入される。この場合、ロボット２は、搬出入扉１３を通ってドローン１に搭乗する。
第２態様では、荷物Ｇは、第１態様と同様に、搬送車１４によりドローン１に搬入される。ロボット２は、図８Ｂに示すように、ウインチ１１によって、ドローン１に搭載される。この場合、ドローン１はホバリング状態（停止飛行状態）にされ、昇降扉１５が開放される。ロボット２の走行部２１の上面の４隅には、ウインチ１１のワイヤの先端のフック（不図示）を掛ける掛け部（不図示）が設けられている。ウインチ１１のワイヤが降下されると、ロボット２は、自律運転され、ワイヤの先端のフックを自ら上記掛け部に掛ける。また、ロボット２は、所定の格納姿勢を取る（図８Ｂ参照）。ここで、ロボット２の走行部２１の上記４つの掛け部にはセンサが設けられていて、ロボット制御部２０３は、ワイヤの先端のフックが上記掛け部に掛けられたことをセンサからの信号によって確認知する。そして、その旨の信号を操作ユニット通信部３０７に送信する。すると、この情報が操作者用表示器３３に表示される。操作者Ｐ１は、ウインチ１１を巻き上げてロボット２をドローン１に搭載する。その後、昇降扉１５が閉止される。
第３態様では、ロボット２が荷物Ｇを収容部２１２に収容して、第２態様と同様に、ウインチ１１によって、
図８Ｃを参照すると、ロボット２は、遠隔運転により、格納庫１６内において、搬入された荷物Ｇを荷置き棚１７に置く。第３態様で自身の荷物収容部２１２に荷物Ｇを収容している場合には、収容部２１２から荷物Ｇを取り出して荷置き棚１７に置く。
作業が終了したら、ロボット２は、自律運転により、ドローン１から蓄電池２８を充電し、その後、格納庫１６に適宜な手段で自らを固定し、上記所定の格納姿勢を取る。
図７を参照すると、次いで、荷物Ｇ及びロボット２が空輸される（ステップＳ１２）。ここでは、図８Ｄに示すように、複数の届け先４に荷物Ｇが届けられる。
次に、以下、届先４が否かの場合と都市部の場合とに分けて、説明する。
＜届け先４が郊外部の場合＞
図７を参照すると、届け先４までの途中の地点で荷降ろしが行われる（ステップＳ１３）。図８Ｅを参照すると、この荷降ろしは、ドローン１をホバリング状態にして、ロボット２をウインチ１１で降下させることによって行われる。この降下は、操作者Ｐ１が、操作用表示器３３に表示される、ローン１の視界カメラで撮像された視界画像で地上の様子を確認しながら行う。安全性を確保するためである。また、この場合、ドローン１の高度は所定以上とされる。所定高度は適宜設定されるが、例えば、２０ｍとされる。
この場合、ロボット２は、自律運転によって格納姿勢を解いた後、遠隔運転により、これから配送すべき荷物Ｇを荷物収容部２１２に収容する。
そして、ロボット２は、地上に降下された後、自律運転により、ウインチ１１のワイヤの先端のフックを掛け部から外す。
図７を参照すると、荷物Ｇがロボット２によって届け先まで地上輸送される（ステップＳ１４）。ドローン１は、上空でロボット２の帰還を待機する。
図８Ｆを参照すると、この場合、ロボット２は、自律運転により、地図データを参照しながら、郊外部の道路を走行する。そして、途中で、悪路６に遭遇すると、遠隔運転に切り替わり、操作者Ｐ１の操作に従って、走行する。
図７を参照すると、ロボット２が届け先４に到着すると、荷物Ｇの受け渡しが行われる（ステップＳ１５）。図８Ｇを参照すると、この場合、ロボット２は、操作者Ｐ１の操作により遠隔運転に切り替わり、届け先４のインタホンを押す等して、受取人（顧客）Ｐ２が現れると、ロボット２は、顔認証を行う。そして、受取人Ｐ２が近づいたらロボット２は、自動的に停止し、トリガが無い限り動かない。そこからロボット２は、自動的に遠隔運転に切り替わり、荷物Ｇを受取人Ｐ２に渡す。この際、ロボット２は、図８Ｈに示すように、自動的に所定の荷物差出姿勢を取る。もし、受取人Ｐ２が接近し過ぎたら、ロボット２は、自動的に受取人Ｐ２と反対方向に移動する。この場合、ロボット２は、受取人Ｐ２と対話する。具体的には、ロボット制御部２０３は、操作者マイク３４で取得された操作者Ｐ１の声を顧客スピーカ２５に放出させ、操作者カメラ３６で撮像された操作者Ｐ１の画像を顧客用表示器２３に表示させ、且つ、顧客マイク２４で取得された受取人Ｐ２の声を操作者スピーカ３５に放出させ、視界カメラ２６で撮像された受取人Ｐ２の画像を顧客用表示器２３に表示させ、それによって、受取人Ｐ２と操作者Ｐ１とを対話させる。この対話は、例えば、以下のようなものである。
操作者Ｐ１が「お届けに参りました」と言い、受取人Ｐ２が「ありがとうね。とっても助かります」と言い、操作者Ｐ１が「またのご利用をお待ちしております。」と言う。
図７を参照すると、ロボット２は、往路と同様にして、荷降ろし地点に戻る（ステップＳ１６）。そして、ロボット２が待機していたドローン１に搭載される（ステップＳ１７）。ロボット２の搭載の態様は、ステップＳ１１における荷積みの第２態様と同じである。
＜届け先４が都市部の場合＞
図８Ｉを参照すると、この場合、例えば、届け先４が高層マンションの一室である。ドローン１は、高層マンションの上空に到達すると、ロボット２を屋上に降下させる。この降下の態様は２つある。第１降下態様は、届け先４が郊外部の場合と同じである。第２降下態様では、ドローン１が屋上に着陸し、ロボット２が開放された搬出入扉１３から屋上に降りる。
図７を参照すると、荷物Ｇがロボット２によって届け先４までマンション内を輸送される（地上輸送される）（ステップＳ１４）。ドローン１は、上空でロボット２の帰還を待機する。この場合、ロボット２は遠隔運転される。図８Ｋを参照すると、ロボット２は、高層マンションのエレベータを使って目的の階まで降りる。この場合、ロボット２の無線でエレベータのドアを開閉する。
図８Ｋを参照すると、ロボット２は、届け先４である目的の部屋の近くまで来たら、操作者の操作で遠隔運転に切り替わる。この後の受け渡しは、届け先４が郊外部の場合と同じであり、その説明を省略する。
ロボット２は、適宜な遠隔運転を挟む自律運転により屋上に到着する。そして、ロボット２が待機していたドローン１に搭載される（ステップＳ１７）。ロボット２の搭載の態様は、ステップＳ１１における荷積みの第２態様と同じである。
＜次の届け先への配送及び帰還＞
１つの届け先４への配達業務が終了すると、次の届け先への４への配達業務が上記と同様に行われ、全ての届け先４への配達業務が終了すると、ドローン１は、集配拠点５に帰還する（ステップＳ１８，１９）。
｛変形例１｝
変形例１では、ロボット２が上述の届け先４までの途中の地点に配置されている。この場合、ロボット２は、現地にとどまってもよいし、ドローン１に回収されてもよい。
以上に説明した実施形態１によれば、受取人Ｐ２に対する荷物Ｇの受け渡しを円滑に行うことができる。また、ロボット２について、比較的容易な業務を自律運転で行うとともに比較的難しい作業務を遠隔運転で行うことにより、無人配送をより容易に行うことができる。
（実施形態２）
実施形態２の無人配送システムは、実施形態１のロボット２に代えてロボット２Ａが用いられる点で、実施形態１の無人配送システム１００と異なり、その他の点は実施形態１の無人配送システム１００と同じである。
図９Ａは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられるロボット２Ａの構成の一例を示す側面図である。図９Ｂは、本開示の実施形態２に係る無人配送システムに用いられるロボット２Ａの構成の一例を示す平面図である。
図９Ａ及び９Ｂを参照すると、ロボット２Ａは、走行部（台車）２１と走行部２１の上に設けられた一対のロボットアーム２２とを備える。一対のロボットアーム２２は、それぞれ、４軸の垂直多関節型のロボットアームで構成されている。すなわち、各ロボットアーム２２は、垂直な第１回動軸線Ａｘ１の周りに回動可能な第１リンクＬ１を有する。この第１リンクＬ１は双方のロボットアーム２２に共通である。第１リンクＬ１の先端部に第２リンクＬ２の基端部が第１回動軸線Ａｘ１に垂直な第２回動軸線Ａｘ２の周りに回動可能に設けられている。第２リンクＬ２の先端部に第３リンクＬ３の基端部が第２回動軸線Ａｘ２に垂直な第３回動軸線Ａｘ３の周りに回動可能に設けられている。第３リンクＬ３の先端部に第４リンクＬ４の基端部が第３回動軸線Ａｘ３に垂直な第４回動軸線Ａｘ４の周りに回動可能に設けられている。そして、第４リンクＬ４の先端に３本爪２２２を有する把持部２２１（手首部）が設けられている。一対のロボットアーム２２は、これらの一対の把持部２２１によって、荷物Ｇを把持する。
ロボット２の走行部２１は、台車状に形成されていて、前端部に荷物収容部２１２が設けられている。荷物収容部２１２は、底壁２１２ａと側壁２１２ｂとを有する上面が開放された矩形の箱状に形成されている。なお、荷物収容部２１２の後側の側壁部は、上部が切り欠かれていて、一対のロボットアーム２２がこの切り欠き部分から荷物収容部に荷物Ｇを入れることが可能になっている。走行部２１の底部には、一対の前輪２１１，２１１と一対の後輪２１１，２１１が設けられている。例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが操舵輪であり、また、例えば、一対の前輪２１１，２１１及び一対の後輪２１１，２１１のいずれかが駆動輪である。走行部２１には、蓄電池２８とモータ（不図示）とが搭載されていて、蓄電池２８を電源としてモータが駆動輪を駆動する。さらに、走行部２１の中央部の両側には、一対のアウトトリガ２１３が設けられている。このアウトトリガ２１３は、走行部２１の内部に収容可能に構成されている。アウトトリガ２１３は、ロボット２Ａが停止して荷物Ｇの積み降ろしを行う時に、走行部２１から左右に突出して地面に着地し、走行部２１の移動を阻止する。
さらに、走行部２１のロボットアーム２２の後方には、表示器ロボットアーム２７が設けられている。この表示器ロボットアーム２７は、実施形態１のものと同じであるので、その説明を省略する。
このような実施形態２の無人配送システムによれば、実施形態１の無人配送システム１００と同様の効果が得られる。
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１又は実施形態２において、操作者Ｐ１が複数のロボット２を操作することができる。その他の点は、実施形態１又は実施形態２と同様である。
具体的には、図４を参照すると、実施形態３の無人配送システムは、複数のロボット２を備える。これらの複数のロボット２には、それぞれ、識別記号が付与されている。ロボット操作器３１には、操作したいロボット２を指定する操作部（不図示）が設けられている。ロボット操作信号生成部３０２は、この操作部の操作に応じて、ロボット操作信号に指定されたロボット２の識別記号を付す。各ロボット２のロボット制御部２０３は、ロボット操作信号が、自身の属するロボット２の識別記号を含む場合に、当該ロボット操作信号に基づいてロボット２を制御する。
これにより、操作者Ｐ１が、１つのロボット操作器３１によって、複数の自走ロボット２を操作することができる。
このような実施形態３によれば、効率良く無人配送を行うことができる。
上記説明から、当業者にとっては、多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。
本発明の配送システム及び配送方法は、受取人に対する荷物の受け渡しを円滑に行うことが可能な配送システム及び配送方法として有用である。
１ 無人航空機（ドローン）
２ 自走ロボット（ロボット）
３ 操作ユニット
４ 届先
５ 集配拠点
３１ ロボット操作器
３２ ドローン操作器
１０１ ドローン制御器
２０１ ロボット制御器
３０１ 操作ユニット制御器

Claims (12)

  1. 自走ロボットと、
    荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送するための無人航空機と、
    前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、
    前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える、無人配送システム。
  2. 自走ロボットと、
    荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び前記自走ロボットを輸送するための無人航空機と、
    前記自走ロボットを遠隔操作するためのロボット操作器と、を備え、
    前記自走ロボットは、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けるよう、当該自走ロボットを制御するように構成されたロボット制御器を備える、無人配送システム。
  3. 前記ロボット制御器は、前記途中の地点から前記届け先までの道程において、前記自走ロボットに基本的に前記自律運転をさせ、所定の条件が満たされる場合に、前記自走ロボットに前記遠隔運転をさせるよう構成されている、請求項１又は２に記載の無人配送システム。
  4. 前記所定の条件が、前記届け先までの道程が悪路であること、又は、人が前記自走ロボットに接近したことである、請求項３に記載の無人配送システム。
  5. 前記ロボット制御器は、前記届け先において前記荷物を渡す場合、前記自走ロボットに前記遠隔運転をさせるよう構成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の無人配送システム。
  6. 前記ロボット制御器は、前記荷物を渡す場合において、人が前記自走ロボットに接近すると、前記自走ロボットを前記人と反対方向に移動させるよう構成されている、請求項５に記載の無人配送システム。
  7. 前記自走ロボットは、自身の周囲を撮像する視界カメラを備えており、
    前記ロボット制御器は、認証用の顔画像データを有しており、且つ、
    前記ロボット制御器は、前記荷物を渡す場合において、前記視界カメラで撮像された画像と前記認証用の顔画像データとに基づいて、前記荷物の受取人の顔認証を行い、当該顔認証が成立した場合に、前記荷物を渡すよう構成されている、請求項５に記載の無人配送システム。
  8. 前記無人配送システムは、操作ユニットを備え、
    前記操作ユニットは、前記ロボット操作器と、前記操作者を撮像する操作者カメラと、前記操作者の声を取得する操作者マイクと、操作者用表示器と、操作者スピーカと、を備え、
    前記自走ロボットは、前記受取人の声を取得する顧客マイクと、顧客用表示器と、顧客スピーカと、をさらに備え、
    前記ロボット制御器は、前記操作者マイクで取得された前記操作者の声を前記顧客スピーカに放出させ、前記操作者カメラで撮像された前記操作者の画像を前記顧客表示器に表示させ、且つ、前記顧客マイクで取得された前記受取人の声を前記操作者スピーカに放出させ、前記視界カメラで撮像された前記受取人の画像を前記顧客表示器に表示させ、それによって、前記受取人と前記操作者とを対話させるように、構成されている、請求項５乃至７のいずれかに記載の無人配送システム。
  9. 前記ロボット制御器は、地図データを有しており、
    前記ロボット制御器は、前記地図データを用いて、前記途中の地点から前記届け先まで、前記自走ロボットを前記自律運転によって走行させるよう構成されている、請求項３乃至８のいずれかに記載の無人配送システム。
  10. 前記無人配送システムは、複数の前記自走ロボットを備え、
    前記複数の自走ロボット及び前記ロボット操作器は、１つのロボット操作器によって、前記複数の自走ロボットを操作することが可能なように構成されている、請求項１乃至９のいずれかに記載の無人配送システム。
  11. 無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物を輸送することと、
    ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、
    前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む、無人配送方法。
  12. 無人航空機によって、荷物を届ける途中の地点まで当該荷物及び自走ロボットを輸送することと、
    ロボット操作器によって、前記自走ロボットを遠隔操作することと、
    前記自走ロボットによって、自律運転と前記ロボット操作器の操作に従う遠隔運転との間で切り替えながら、前記途中の地点に降ろされた前記荷物を前記届け先に届けることと、とを含む、無人配送方法。
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