JP2024058878A - ロボット制御システム、及びロボット制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性の高いロボット制御システム及びロボット制御方法を提供する。【解決手段】第１サーバ１及び自走式ロボット４を備えるロボット制御システム１００において、複数のＡＰＩを提供する第１サーバ１は、ユーザがユーザ端末３を使って第１サーバ１が提供する複数のＡＰＩから少なくとも１つのＡＰＩを選択すると、自走式ロボット４は、第１サーバ１が提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含むアプリケーションプログラムによって制御される。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボット制御システム、及びロボット制御方法に関するものである。

近年、人手不足を解消するためなどに、来客の案内をさせるためのロボットが提案されている。特許文献１には、来訪ユーザの情報を把握して、接客対応することができるように、ユーザ情報を接客支援ユニットに送信することが可能な技術が開示されている。

特開２０２２－１４４２３２号公報

上述したようなロボットは、予め決められた用途にしか用いることができずに汎用性が低いという問題がある。そこで、本発明の課題は、汎用性の高いロボット制御システムを提供することにある。

第１態様に係るロボット制御システムは、第１サーバ及び自走式ロボットを備える。第１サーバは、複数のＡＰＩを提供する。自走式ロボットは、アプリケーションプログラムによって制御されるように構成される。アプリケーションプログラムは、第１サーバが提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む。

この構成によれば、第１サーバによって提供される複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含むアプリケーションプログラムによって自走式ロボットを制御することができる。このため、汎用性の高いロボット制御システムを提供することができる。

第２態様に係るロボット制御システムは、第１態様に係るロボット制御システムにおいて、第２サーバをさらに備える。第２サーバは、複数のアプリケーションプログラムを提供する。各アプリケーションプログラムは、第１サーバが提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む。自走式ロボットは、第１サーバ及び第２サーバの少なくとも一方と通信可能に接続される。自走式ロボットは、第２サーバが提供する複数のアプリケーションプログラムから選択された１つのアプリケーションプログラムによって制御されるように構成される。

第３態様に係るロボット制御システムは、第１態様に係るロボット制御システムにおいて、第２サーバ及びユーザ端末をさらに備える。第２サーバは、複数のアプリケーションプログラムを提供する。各アプリケーションプログラムは、第１サーバが提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む。ユーザ端末は、第２サーバが提供するアプリケーションプログラムを複数搭載する。自走式ロボットは、第１サーバ、第２サーバ、及びユーザ端末の少なくとも一つと通信可能に接続される。自走式ロボットは、ユーザ端末に搭載された複数のアプリケーションプログラムから選択された一のアプリケーションプログラムによって制御されるように構成される。

第４態様に係るロボット制御方法は、複数のＡＰＩを提供するステップと、複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む複数のアプリケーションプログラムを提供するステップと、複数のアプリケーションプログラムから選択された１つのアプリケーションプログラムによって自走式ロボットを制御するステップと、を含む。

本発明によれば、汎用性の高いロボット制御システムを提供することができる。

ロボット制御システムを示す概略図。 第１サーバのハードウェア構成を示すブロック図。 第２サーバのハードウェア構成を示すブロック図。 ユーザ端末のハードウェア構成を示すブロック図。 ロボットのハードウェア構成を示すブロック図。 ロボット制御方法を示すフローチャート。 ロボット制御方法の詳細を示すフローチャート。 ロボット制御方法の詳細を示すフローチャート。 ロボット制御方法の詳細を示すフローチャート。 ロボット制御方法の詳細を示すフローチャート。

以下、本実施形態に係るロボット制御システムについて図面を参照しつつ説明する。

＜ロボット制御システム＞
図１に示すように、ロボット制御システム１００は、第１サーバ１、第２サーバ２、ユーザ端末３、及び自走式ロボット４（以下、単に「ロボット４」とも言う）を有している。第１サーバ１、第２サーバ２、ユーザ端末３、及びロボット４は、ネットワーク９を介して相互に通信可能に接続されている。ネットワーク９は、例えば、インターネット、及び／又は通信事業者が提供する通信網等により実現される。

＜第１サーバ＞
第１サーバ１は、コンピュータによって構成される。第１サーバ１は、ネットワーク９に接続された１台のコンピュータである場合を示しているが、第１サーバ１は、複数台のコンピュータが組み合わされて実現されてもよい。

第１サーバ１は、複数のＡＰＩ（Application Programming Interface）を提供するように構成されている。第１サーバ１は、複数のＡＰＩとして、例えば、位置情報要求ＡＰＩ、走行ＡＰＩ、顔認証ＡＰＩ，音声出力ＡＰＩ，顔学習ＡＰＩなどを提供するように構成されている。位置情報要求ＡＰＩは、現在のロボット４の位置を地図の座標値で返すためのＡＰＩである。走行ＡＰＩは、取得した地図座標をロボット４が解読可能な地図情報に変換して、その変換後の地図情報をロボット４へ送信してロボット４を自律走行させるためのＡＰＩである。顔認証ＡＰＩは、予め作成した学習済みモデルを使用して顔認証をするようにロボット４に指示し、ロボット４が検出した人物の名前を返すためのＡＰＩである。音声出力ＡＰＩは、取得したテキストデータを音声データ（例えば、ＭＰ３データ）に変換してロボット４へ送信するためのＡＰＩである。顔学習ＡＰＩは、画像データに基づき、学習モデルを作成するためのＡＰＩである。

図２は、第１サーバ１のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、第１サーバ１は、第１制御部１１、第１通信部１２、及び第１記憶部１３、を有している。第１制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等であって、第１サーバ１の全体を制御する。第１通信部１２は、ネットワーク９に接続し、他の装置との通信を司る。第１記憶部１３は、プログラムなどを記憶する。具体的には、第１記憶部１３は、上述した複数のＡＰＩを記憶している。第１制御部１１が、第１記憶部１３に記憶されたプログラムに基づき処理を実行することによって、第１サーバ１の機能が実現される。

＜第２サーバ＞
第２サーバ２は、第１サーバ１が提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む複数のアプリケーションプログラム（以下、単に「アプリ」とも言う）を提供するように構成されている。例えば、ベンダー又はユーザなどが、第１サーバ１によって提供されるＡＰＩを利用してアプリを作成する。そして、この作成されたアプリが第２サーバ２に記憶される。

第２サーバ２は、複数のアプリとして、例えば、受付アプリ、及び迷子探索アプリなどを提供する。受付アプリは、ロボット４を受け付けロボットして動作させるためのアプリである。受付アプリは、例えば、位置情報要求ＡＰＩ，走行ＡＰＩ、顔認証ＡＰＩ、及び音声出力ＡＰＩなどを含んでいる。迷子探索アプリは、店内で迷子が発生した場合に、ロボット４にその迷子を見付けるように動作させるためのアプリである。迷子探索アプリは、例えば、顔学習ＡＰＩ、走行ＡＰＩ，及び顔認証ＡＰＩなどを含んでいる。

図３は、第２サーバ２のハードウェア構成を示すブロック図である。図３に示すように、第２サーバ２は、第２制御部２１、第２通信部２２、及び第２記憶部２３、を有している。第２制御部２１は、ＣＰＵ等であって、第２サーバ２の全体を制御する。第２通信部２２は、ネットワーク９に接続し、他の装置との通信を司る。第２記憶部２３は、プログラムなどを記憶する。具体的には、第２記憶部２３は、上述した複数のアプリを記憶している。第２制御部２１が、第２記憶部２３に記憶されたプログラムに基づき処理を実行することによって、第２サーバ２の機能が実現される。

＜ユーザ端末＞
図４は、ユーザ端末３のハードウェア構成を示すブロック図である。図４に示すように、ユーザ端末３は、第３制御部３１、第３通信部３２、第３記憶部３３、表示部３４、及び入力部３５を有している。第３制御部３１は、ＣＰＵ等であって、ユーザ端末３の全体を制御する。第３通信部３２は、ネットワーク９に接続し、他の装置との通信を司る。第３記憶部３３は、プログラムなどを記憶する。

表示部３４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等の画像表示装置である。

入力部３５は、タッチパネル、キーボード、ポインティングデバイス（マウス、又はタブレット等）、又は操作ボタン等で構成される。入力部３５は、ユーザからの操作を受け付ける。例えば、ユーザによるアプリの選択を受け付ける。

＜自走式ロボット＞
ロボット４は、第１サーバ１とネットワーク９を介して通信可能に接続されている。また、ロボット４は、第２サーバ２とネットワーク９を介して通信可能に接続されている。ロボット４は、第２サーバ２によって制御される。詳細には、ロボット４は、第２サーバ２が提供する複数のアプリから選択された１つのアプリによって制御されるように構成されている。

ロボット４は、自律走行可能に構成されている。図５はロボット４のハードウェア構成を示すブロック図である。図５に示すように、ロボット４は、第４制御部４１、第４通信部４２、第４記憶部４３、カメラ４４、センサ４５、音声入力部４６、及び音声出力部４７を有している。

第４制御部４１は、ＣＰＵ等であって、ロボット４の全体を制御する。第４通信部４２は、ネットワーク９に接続し、他の装置との通信を司る。第４記憶部４３は、プログラムや環境地図などを記憶する。

カメラ４４は、ロボット４の周辺を撮像するように構成されている。音声入力部４６は、来客が発した音声を入力するように構成されている。音声入力部４６は、例えばマイクである。音声出力部４７は、音声を出力するように構成されている。音声出力部４７は、例えばスピーカである。

センサ４５は、ロボット４の周囲にある対象物までの距離を検出するように構成されている。センサ４５は、その検出した距離に関するデータを第４制御部４１へと出力する。センサ４５は、有線又は無線通信により、第４制御部４１と接続されている。センサ４５は、例えばＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等の測距センサである。本実施形態では、センサ４５はＬｉＤＡＲである。センサ４５は、検出したデータ（例えば点群データ）を第４制御部４１へと出力する。第４制御部４１は、センサ４５から取得したデータに基づき自己位置推定及び環境地図作成を行う。作成された環境地図は、第４記憶部４３に保存される。

＜制御方法＞
次に、上述したロボット制御システム１００によるロボット制御方法について説明する。図６に示すように、まず、第１サーバ１が、上述したような複数のＡＰＩを提供する（ステップＳ１）。次に、第２サーバ２が、複数のアプリを提供する（ステップＳ２）。なお、第２サーバ２が提供する各アプリは、第１サーバ１が提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含んでいる。

次に、第２サーバ２が提供する複数のアプリからユーザによって選択された１つのアプリによって、ロボット４を制御する（ステップＳ３）。例えば、ユーザは、ユーザ端末３を使って、第２サーバ２が提供する複数のアプリから１つのアプリを選択する。

次に、第２サーバ２が提供するアプリによってロボット４を制御するステップについて、詳細に説明する。まず、ユーザは、ユーザ端末３を用いて、どのアプリによってロボット４を制御するかを決定する。具体的には、ユーザは、ユーザ端末３を用いて、第２サーバ２が提供する複数のアプリから１つのアプリを選択する。

ユーザが受付サービスに関するアプリ（以下、単に「受付アプリ」とも言う）を選択した場合のロボット制御システム１００の動作の一部について、図７及び図８を参照して説明する。

来客があると、ロボット４は、来客の入室を検知する（ステップＳ１１）。例えば、ロボット４は、ビーコンからの情報、又はカメラ４４などによって来客の入室を検出する。そして、ロボット４は、来客の入室を検出すると、その来客の位置情報を第１サーバ１へと通知する（ステップＳ１２）。

第１サーバ１は、ロボット４より位置情報を受信すると、位置情報要求ＡＰＩによって、ロボット４が通知した位置情報を地図の座標値で返し、その座標値に関する位置情報を第２サーバ２へと送信する（ステップＳ１３）。これにより、ユーザはユーザ端末３上で、来客の位置を地図上で確認できる。

第２サーバ２は、ロボット４が来客の位置に向かって移動するように、第１サーバ１に移動指令を送信する（ステップＳ１４）。第１サーバ１は、走行ＡＰＩによって、ユーザが指定した地図座標をロボット４が解読できる地図情報に変換し、その地図情報とともに、ロボット４に来客のところまで自律走行するよう走行指令を送信する（ステップＳ１５）。

ロボット４は、第１サーバ１からの指令に基づき、来客の近くまで自律走行する（ステップＳ１６）。ロボット４は、来客の近くに到着すると、走行完了通知を第１サーバ１に送信する（ステップＳ１７）。第１サーバ１は、走行完了通知を受信すると、走行ＡＰＩによって、その走行完了通知を第２サーバ２へ送信する（ステップＳ１８）。

第２サーバ２は、走行完了通知を受信すると、第１サーバ１に顔認証指令を送信する（ステップＳ１９）。第１サーバ１は、顔認証ＡＰＩによって、顔認証するようにロボット４に顔認証指令を送信する（ステップＳ２０）。ロボット４は、カメラ４４によって来客の顔を撮像し、その画像データが第１サーバ１に登録済みの画像データのいずれに一致するかを判断する顔認証を実行する（ステップＳ２１）。そして、ロボット４は、その認証結果を第１サーバ１へ送信する（ステップＳ２２）。

第１サーバ１は、顔認証ＡＰＩによって、ロボット４が認証した来客の名前を返し、第２サーバ２へ来客の名前に関する名前情報を送信する（ステップＳ２３）。第２サーバ２は、その名前情報に基づき、ロボット４に再生させたい挨拶文のテキストデータを第１サーバ１へと送信する（ステップＳ２４）。

第１サーバ１は、音声出力ＡＰＩによって、受信したテキストデータを音声データ（例えばＭＰ３データ）に変換し、その音声データをロボット４へと送信する（ステップＳ２５）。ロボット４は、第１サーバ１から受信した音声データを音声出力部４７から出力する（ステップＳ２６）。以上のように、ロボット制御システム１００は、ロボット４を受け付けロボットとして動作させる。

次に、ユーザが迷子探索に関するアプリ（以下、単に「迷子探索アプリ」とも言う）を選択した場合のロボット制御システム１００の動作の一部について、図９及び図１０を参照して説明する。

まず、ユーザ端末３によって迷子の顔が撮影された画像データを読み込み（ステップＳ５０）、第２サーバ２は、ユーザ端末３を介して取得した画像データを第１サーバ１へ送信する（ステップＳ５１）。第１サーバ１は、顔学習ＡＰＩによって、受信した画像データに基づき学習モデルを作成し、画像データを登録する（ステップＳ５２）。また、第１サーバ１は、その画像データのＩＤを第２サーバ２に送信する（ステップＳ５３）。

第２サーバ２は、ロボット４が所定のルートを自律走行するように、第１サーバ１に走行指令を送信する（ステップＳ５４）。詳細には、第２サーバ２は、ロボット４が店舗の入口から出口までのルートを自律走行するように、第１サーバ１に走行指令を送信する。

第１サーバ１は、走行ＡＰＩによって、ロボット４に所定のルートを自律走行させるための走行指令を送信する（ステップＳ５５）。この走行指令に基づき、ロボット４は、所定のルートを自律走行する（ステップＳ５６）。ロボット４は、自律走行を開始すると、走行開始通知を第１サーバ１に送信する（ステップＳ５７）。第１サーバ１は、走行開始通知を受信すると、走行ＡＰＩによって、その走行開始通知を第２サーバ２へ送信する（ステップＳ５８）。

第２サーバ２は、走行開始通知を受信すると、第１サーバ１に顔認証指令を送信する（ステップＳ５９）。第１サーバ１は、顔認証ＡＰＩによって、ロボット４に走行中に出会った人物に対して顔認証を実行するよう顔認証指令を送信する（ステップＳ６０）。ロボット４は、走行中に出会った人物の顔をカメラ４４によって撮像し、その画像データと第１サーバ１に登録した画像データとに基づき、顔認証を実行する（ステップＳ６１）。そして、ロボット４は、その認証結果を第１サーバ１へ送信する（ステップＳ６２）。

第１サーバ１は、顔認証ＡＰＩによって、受信した認証結果から画像のＩＤを返し、第２サーバ２へ画像ＩＤを送信する（ステップＳ６３）。第２サーバ２は、受信した画像ＩＤが、ステップＳ５３で受信した画像ＩＤと一致するか否かを判断する（ステップＳ６４）。第２サーバ２は、一致しないと判断すると、ステップＳ５９からの処理を繰り返す。第２サーバ２は、一致したと判断すると、第１サーバ１に走行終了指令を送信する（ステップＳ６５）。第１サーバ１は、走行ＡＰＩによって、ロボット４に走行を終了するよう、走行終了指令を送信する（ステップＳ６６）。これにより、ロボット４は、自律走行を終了する（ステップＳ６７）。以上のように、ロボット制御システム１００は、ロボット４を迷子探索用ロボットとして動作させる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

（ａ）第１サーバ１は、上述したＡＰＩ以外のＡＰＩを提供してもよい。また、第２サーバ２は、上述したアプリ以外のアプリを提供してもよい。

（ｂ）上記実施形態のロボット制御システム１００では、ロボット４は第２サーバ２が提供するアプリによって制御されるように構成されているが、ロボット制御システム１００の構成はこれに限定されない。例えば、以下のように構成することができる。

まず、ユーザ端末３は、第２サーバ２が提供する複数のアプリのうち少なくとも一つのアプリを搭載している。詳細には、ユーザ端末３は、第２サーバ２が提供するアプリを複数搭載している。ロボット４を購入したユーザは、自身が有するユーザ端末３に、第２サーバ２が提供するアプリのうち、所望のアプリをダウンロードする。これにより、ユーザ端末３の第３記憶部３３は、第２サーバ２からダウンロードした所望のアプリを記憶している。ユーザ端末３の第３制御部３１が、第３記憶部３３に記憶された所望のアプリに基づき処理を実行することによって、ロボット４を制御することができる。

ロボット４は、第１サーバ１及びユーザ端末３との通信可能に接続されている。ロボット４は、ユーザ端末３によって制御される。詳細には、ロボット４は、ユーザ端末３に搭載された複数のアプリから選択された１つのアプリによって制御されるように構成されている。

（ｃ）ロボット制御システム１００は、第２サーバ２を有していなくてもよい。この場合、ロボット４を使用するユーザは、第１サーバ１が提供するＡＰＩを用いて、アプリを作成する。そして、ユーザは、その作成したアプリを搭載したユーザ端末３によって、ロボット４を制御することができる。

１ ：第１サーバ
２ ：第２サーバ
３ ：ユーザ端末
４ ：自走式ロボット
１００ ：ロボット制御システム

Claims (4)

1. 複数のＡＰＩを提供する第１サーバと、
   前記第１サーバが提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含むアプリケーションプログラムによって制御されるように構成される自走式ロボットと、
   を備える、ロボット制御システム。
   
2. 前記第１サーバが提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む複数のアプリケーションプログラムを提供する第２サーバをさらに備え、
   前記自走式ロボットは、前記第１サーバ及び前記第２サーバの少なくとも一方と通信可能に接続され、前記第２サーバが提供する複数のアプリケーションプログラムから選択された１つのアプリケーションプログラムによって制御されるように構成される、
   請求項１に記載のロボット制御システム。
   
3. 前記第１サーバが提供する複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む複数のアプリケーションプログラムを提供する第２サーバと、
   前記第２サーバが提供するアプリケーションプログラムを複数搭載するユーザ端末と、
   をさらに備え、
   前記自走式ロボットは、前記第１サーバ、前記第２サーバ、及び前記ユーザ端末の少なくとも一つと通信可能に接続され、前記ユーザ端末に搭載された複数のアプリケーションプログラムから選択された一のアプリケーションプログラムによって制御されるように構成される、
   請求項１に記載のロボット制御システム。
   
4. 複数のＡＰＩを提供するステップと、
   前記複数のＡＰＩから選択された少なくとも１つのＡＰＩを含む複数のアプリケーションプログラムを提供するステップと、
   前記複数のアプリケーションプログラムから選択された１つのアプリケーションプログラムによって自走式ロボットを制御するステップと、
   を含む、ロボット制御方法。

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