JP4658891B2 - ロボットの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、管理用コンピュータに接続された無線基地局を介して、管理用コンピュータとの間で相互に情報を送受信すると共に、所定の移動領域において自律的に移動するロボットの制御装置に関するものである。

従来、管理用コンピュータに接続された無線基地局を介して、管理用コンピュータとの間で相互に情報を送受信すると共に、所定の移動領域において自律的に移動するロボットが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１に記載されたロボットは、無線デバイス、カメラおよび赤外線発信機を備えた移動可能な留守番監視用ロボットである。このロボットは、ユーザが遠隔からネットワークを介して送出する指令を無線デバイスで受信して、受信した指令に応じて移動し、ユーザ不在時の家庭において、赤外線発信機を用いた家電機器などの操作や、カメラを用いた周囲の監視などの作業を行う。また、このロボットは、仮に、無線デバイスで受信する電波の状態が悪い位置に移動した場合には、電波状態の良好な位置まで自動的に復帰する（復帰処理）。

また、特許文献２に記載されたロボットは、音声認識装置や音声合成装置を備えた人間型２足歩行ロボットであり、ロボットに音声により指示を与える人間またはロボットの作業に関わる人間と良好なコミュニケーションをとることが可能である。例えば、ロボットの周囲に存在する検知用タグを備えた人間から取得したタグのＩＤを管理用コンピュータに送信し、周囲の人間の個人情報（氏名や役職など）を管理用コンピュータから受信することで、その人物に対応した対話を行うことができる。
特開２００４−２６０７６９号公報（段落０００６〜段落０００８、図１） 特開２００５−２８８５７３号公報（段落０１４７〜０１６７、図１５）

しかしながら、従来の技術では、ロボットが無線環境の悪い位置に移動した場合に、次のような不具合が生じる。
特許文献１に記載のロボットは、留守番監視用ロボットであり、人間とコミュニケーションをとることを想定したものではない。仮に、人間（ユーザ）がこのロボットの近くで移動中のロボットを観察した場合に、ロボットが作業を行うために作業場所に移動している最中なのか、あるいは、電波状態の悪い位置から良好な位置に移動しているのかいずれであるのか判別できない。そのため、ロボットの移動中にユーザが新たな指令をロボットに与えたときに、ロボットが復帰処理のために移動中であれば、その新たな指令がロボットに到達しないこととなる。そのため、ロボットの移動中にユーザが新たな指令を与えた場合に、ロボットが新たな指令を正しく受領したかどうかを確かめることができない。

また、特許文献２に記載のロボットは、無線環境の悪い位置に移動した場合に、管理用コンピュータとの間でデータ通信を正しく行うことができなくなり、例えば、検知した人物の個人情報を管理用コンピュータから受け取れない場合には、検知した人物とのコミュニケーションに支障をきたすこととなる。このような場合、ロボットの周囲の人間は、ロボットの対応の変化の原因が、故障に起因したものなのか、あるいは、無線環境の悪化によるものなのか、あるいは、設計どおりの性能なのか理由が分からず、どのように対処すればよいのか判別できないのが現状である。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、ロボットの周囲の人物が、ロボットの無線環境の状態を認識することができるロボットの制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、本発明のうち請求項１に記載のロボットの制御装置は、管理用コンピュータに接続された無線基地局を介して、前記管理用コンピュータとの間で相互に情報を送受信すると共に、所定の移動領域において自律的に移動するロボットの制御装置であって、前記無線基地局から送信される現時点の電波の強度を測定する電波強度測定装置と、前記移動領域において当該ロボットの存在する位置で測定された無線強度が予め定められた複数のレベルのうちのいずれであるかを判別し、判別された無線強度のレベルを外部に報知する無線強度報知制御手段とを備え、前記無線強度報知制御手段は、前記判別された無線強度のレベルに基づいて、外見上耳部に相当する部位に設けられて点灯表示する耳部表示手段の点灯状態を制御する耳部表示制御手段と、前記ロボットの移動中に前記無線強度のレベルが予め定められた低レベルであると判別された場合に、前記耳部表示手段の点灯状態に連動して前記ロボットの移動速度を低減させる移動速度制御手段とを備え、前記移動速度制御手段は、前記測定された電波状態が予め定められた良好な状態よりも低下したレベルの場合には、前記予め定められた良好な状態の下限の電波強度となるような無線基地局までの距離と、無線接続が切断する可能性のある状態の電波強度となるような無線基地局までの距離との差分と、当該ロボットが前記無線基地局との間の無線接続が切断してから再接続が完了するまでに要する時間と、を用いて予め求められた速度以下に移動速度を減速し、前記測定された電波状態が予め定められた良好な状態に戻った場合には、減速を解除して元の移動速度に復帰させることを特徴とする。

かかる構成によれば、ロボットの制御装置は、無線強度報知制御手段によって、ロボットの移動中に変化するロボットの存在する位置に連動して変化する無線強度のレベルをリアルタイムに報知することが可能となる。ここで、ロボットの存在する位置の無線強度は、移動前に予め測定しておいてもよいし、移動中に測定するようにしてもよい。また、無線強度のレベルの個数は２以上であればよい。また、無線強度のレベルを報知する方法には、表示装置に表示する方法と、音声出力装置で音声を出力する方法と、それらを混合した方法とが含まれる。この場合、表示装置は、例えば、照明と、文字表示装置と、画像表示装置とを含む。また、音声出力装置から出力する音声は、ブザー音と、デジタル警告音と、音声アナウンスとを含む。

かかる構成によれば、ロボットの制御装置は、耳部表示手段の点灯状態によって、無線強度のレベルを外部に報知することができる。ここで、耳部表示手段は、例えば、ＬＥＤなど点灯状態を変化させることができる照明であればよく、文字や画像などを表示するディスプレイと比較して狭小化できると共に低コストで設置することができる。また、耳部表示手段は、ロボットの正面に配置されるものではないので、他の配設位置と比較してロボットの外観を損ねる可能性が低い。一方、正面視では目立ちにくくとも、様々なバリエーションのデザインが可能である。さらに、無線強度のレベルの個数に応じて、点灯／消灯（オン／オフ）や点滅と、輝度・色・点灯サイズなどの変化とを組み合わせることができる。

また、かかる構成によれば、ロボットの制御装置は、現時点の電波の強度に基づいて無線強度のレベルを判別するので、ロボットの移動領域において外乱によって変化する無線強度に正確に対応することが可能となる。ここで、外乱には、移動領域におけるロボットの台数や人間の人数、ドアの開閉状態や荷物の載置状態などを含む。

また、かかる構成によれば、ロボットの制御装置は、移動速度制御手段によって、ロボットの移動中に無線強度のレベルが低くなった場合に移動速度を低減させることができる。これにより、移動速度を変化させない場合に比べて、無線強度がさらに低くなるまでの時間を延長させることが可能となる。ここで、移動速度の低減には、移動の停止も含まれる。また、ロボットの周囲の人間が、仮に、耳部表示手段の点灯状態に気付かなかったとしても、無線強度が低くなったことを認識することが可能となる。

また、請求項２に記載のロボットの制御装置は、請求項１に記載のロボットの制御装置において、前記無線強度報知制御手段が、前記移動速度制御手段で移動速度を低減させる場合に、その旨を音声により報知する音声報知制御手段をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、ロボットの制御装置は、音声報知制御手段によって、ロボットの移動速度を低減させる場合に、その旨を音声により報知することができる。したがって、ロボットの周囲の人間は、ロボットの移動速度が低減した理由を容易に理解することが可能となる。ここで、無線強度が低減したこと自体を音声により報知するようにしてもよい。これにより、ロボットの周囲の人間は、無線強度が低減したことを容易に認識することが可能となる。

また、請求項３に記載のロボットの制御装置は、請求項１または請求項２に記載のロボットの制御装置において、前記所定の移動領域の位置ごとに予め測定された無線強度の情報を示す無線強度マップを予め保持した記憶手段を備え、前記無線強度報知制御手段が、前記無線強度マップに基づいて、当該ロボットの移動する方向における無線強度のレベルを判別することを特徴とする。

かかる構成によれば、ロボットの制御装置は、予め作成された無線強度マップに基づいて無線強度のレベルを判別するので、ロボットがリアルタイムで無線強度を測定する必要がなくなる。したがって、ロボット自体に電波強度測定装置を備える必要がないので、部品点数を減少できる。その結果、製造コストの低減に加えて、軽量化により移動時に必要なバッテリ量を減少させることが可能となる。

本発明によれば、ロボットの周囲の人物が、ロボットの無線環境の状態を認識することができる。

以下、図面を参照して本発明のロボットの制御装置を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について詳細に説明する。
まず、本発明に係るロボットの制御装置を含む案内システムの全体構成について図１を参照して説明する。

（案内システムの構成）
図１は、本発明の実施形態に係るロボットの制御装置を含む案内システムの構成図である。図１に示すように、案内システムＡは、ロボットＲと、このロボットＲと無線通信によって接続された無線基地局１と、この無線基地局１とロボット専用ネットワーク２を介して接続された管理用コンピュータ３と、この管理用コンピュータ３にネットワーク４を介して接続された端末５とから構成される。

ここでは、自律移動型の２足歩行ロボットを一例として説明する。
ロボットＲは、頭部Ｒ１、腕部Ｒ２、脚部Ｒ３、胴部Ｒ４および背面格納部Ｒ５を有しており、頭部Ｒ１、腕部Ｒ２、脚部Ｒ３は、それぞれアクチュエータにより駆動され、自律移動制御部５０（図４参照）により２足歩行の制御がなされる。この２足歩行についての詳細は、例えば、特開２００１−６２７６０号公報に開示されている。

このロボットＲは、人物Ｈを所定の案内領域（オフィスや廊下などの移動領域）で案内する。ここでは、ロボットＲは、周囲に光（例えば、赤外光、紫外光、レーザ光など）および電波を発信して周辺領域に、タグＴを備えた人物Ｈが存在するか否かを検知し、検知した人物Ｈの位置を特定して接近し、タグＴに基づいて、人物Ｈが誰であるのかという個人識別を行う。このタグＴは、ロボットＲが人物の位置（距離および方向）を特定するために発する赤外光および電波を受信する。このタグＴは、受信した赤外光に含まれる受光方向を示す信号と、受信した電波に含まれるロボットＩＤとに基づいて、タグ識別番号を含む受信報告信号を生成し、当該ロボットＲに返信する。この受信報告信号を受信したロボットＲは、受信報告信号に基づいて、タグＴを装着した人物Ｈまでの距離と方向とを認識し、当該人物Ｈに接近することができる。

ロボットＲは、あるタスク（例えば案内タスクや配達タスクなど）を実行するために案内領域内を自律移動する場合に、レーザスリット光または赤外線を照射して、路面状態あるいは路面上のマークを探索するようになっている。すなわち、ロボットＲは、自己が移動領域内のどこを移動しているかを把握し、通常の移動領域内にいる場合はレーザスリット光を路面に照射して路面の段差、うねり、障害物の有無などを検出し、マークＭの設置領域内にいる場合は、赤外線を路面に照射してマークＭを検出し、自己位置の確認・補正などを行うようになっている。ここで、マークＭは、例えば赤外線を再帰的に反射する反射材料で構成された部材である。また、マークＭは位置データを有しており、当該位置データは地図データに含まれる形で記憶部３０（図４参照）に記憶されている。なお、地図データは、案内領域内の特定の場所に設置されたマークの位置データと、当該位置データに所定の幅（範囲）を持たせたマークの設置領域に関するデータと、を含んでいる。また、マークＭの設置領域とは、マークＭから所定距離の範囲内にある領域をいい、例えば、マークＭを中心とした半径１〜３ｍの円形領域や、マークＭの手前（ロボット側）３ｍの矩形領域などのように任意に設定される。

管理用コンピュータ３は、複数のロボットＲを管理するものであり、無線基地局１、ロボット専用ネットワーク２を介してロボットＲの移動・発話などの各種制御を行うと共に、ロボットＲに対して必要な情報を提供する。ここで、必要な情報とは、検知された人物Ｈの氏名や、ロボットＲの周辺の地図などがこれに相当し、これらの情報は、管理用コンピュータ３の記憶部３ａに記憶されている。

ロボット専用ネットワーク２は、無線基地局１と、管理用コンピュータ３と、ネットワーク４とを接続するものであり、ＬＡＮ（Local Area Network）などにより実現されるものである。
端末５は、ネットワーク４を介して管理用コンピュータ３に接続し、管理用コンピュータ３の記憶部３ａに、人物Ｈに関する情報などを登録する、もしくは登録されたこれらの情報を修正するものである。

図２は、図１に示した案内システムで用いられる案内領域の一例を示す説明図であって、（ａ）は案内領域の平面図、（ｂ）は案内領域の無線強度をそれぞれ示している。ここでは、案内領域２０１は、図２（ａ）に示すように、建物のあるフロアの長方形の領域である。ロボットＲやロボットＲが案内すべき人物は、案内領域２０１の出入口２０２の外側の通路２０３を通って案内領域２０１に入る。出入口２０２の内側には、ホール２０４が広がっており、ホール２０４の奥の隅には受付２０５が配置され、案内領域２０１の壁側には個室として仕切られた複数の会議室２０６（２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ）が設けられている。受付２０５は、Ｌ字型のカウンタテーブル２０５ａと、受付スタッフが配置されるカウンタスペース２０５ｂとから成る。カウンタスペース２０５ｂには、無線基地局１が設置されている。無線基地局１の位置の無線強度の値を「１００％」に正規化した場合には、案内領域２０１のホール２０４では、図２（ｂ）に示すように、無線強度の値が「５０〜９０％」である。また、会議室２０６内の無線強度の値は「３０〜５０％」である。本実施形態では、ロボットＲは、案内領域２０１の位置ごとに予め測定された無線強度の情報を示す無線強度マップを予め記憶部３０（図４参照）に保持している。

そのため、ロボットＲは、無線強度の値が「５０％以下」の領域には進入しないようにすることが可能である。また、仮に、そのような無線強度の低い場所に進入して無線基地局１との無線接続が切断した場合には、後記するように歩行を停止する。そして、受付スタッフなどがロボットＲの腕部Ｒ２を引っ張ることで、ロボットＲは図示しない圧力センサで張力を検知して引っ張られた方向に歩き出す。その結果、電波状態の良好な場所に復帰できるようになっている。

図３は、図１に示したロボットの頭部の一例を示す構成図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は正面右側から視た側面図をそれぞれ示している。
ロボットＲの頭部Ｒ１には、顔部６内に所定間隔で左右に並べられた２個のカメラＣ，Ｃが配置されており、顔部６内でカメラＣ，Ｃの下側にはスピーカＳが配置されている。
また、頭部Ｒ１の両側面には耳部７ａ，７ｂが設けられている。なお、頭部Ｒ１の顔部６は、可視光透過自在な材質で形成されている。

カメラＣ，Ｃは、ロボットＲの前方移動方向側の映像をデジタルデータとして取り込むことができるものであり、例えば、カラーＣＣＤ(Charge-Coupled Device)カメラが使用される。カメラＣ，Ｃで撮影された画像情報は画像処理部１０（図４参照）に出力される。スピーカＳは、音声処理部２０（図４参照）で音声合成された所定の音声を発することができる。

耳部７ａ，７ｂは、音声入力部としてのマイクＭＣ，ＭＣとその外側に半円弧状の表示手段として点灯表示する耳部表示部（耳部表示手段）８ａ，８ｂとをそれぞれ備えている。マイクＭＣ，ＭＣで検出された音声情報は音声処理部２０（図４参照）に出力される。耳部表示部８ａ，８ｂ内には、例えば、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が設置されており、点灯または点滅を行うことができる（詳細は後記する）。

以下、ロボットＲについて詳細に説明する。
［ロボットＲ］
図４は、ロボットＲの構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、ロボットＲは、頭部Ｒ１と、腕部Ｒ２と、脚部Ｒ３とに加えて、カメラＣ，Ｃと、スピーカＳと、マイクＭＣ，ＭＣと、制御装置９としての画像処理部１０、音声処理部２０、記憶部３０、主制御部４０、自律移動制御部５０、無線通信部６０、対象検知部７０、周辺状態検知部８０および無線強度報知制御部９０とを有する。さらに、ロボットＲは、ロボットＲの現在位置を検出するため、ジャイロセンサＳＲ１や、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器ＳＲ２を有している。なお、制御装置９の各部１０〜９０は、胴部Ｒ４や背面格納部Ｒ５などに分散配置されている。

［画像処理部］
画像処理部１０は、カメラＣ，Ｃが撮影した画像を処理して、撮影された画像からロボットＲの周囲の状況を把握するため、周囲の障害物や人物の認識を行う部分である。この画像処理部１０は、ロボットＲから撮影された物体までの距離を検出する機能と、撮影した画像中の移動体（人物）を抽出する機能と、抽出した移動体（人物）から顔の位置を認識する機能とを有している。認識された顔の位置は、ロボットＲが移動するときの情報として、また、その人とのコミュニケーションを取るため、主制御部４０に出力されると共に、無線通信部６０に出力されて、無線基地局１を介して、管理用コンピュータ３に送信される。

［音声処理部］
音声処理部２０は、主制御部４０で決定された発話行動の指令と、予め記憶された音声データと文字情報との対応関係に基づいて、文字情報から音声データを生成し、スピーカＳに音声を出力するものである。また、音声処理部２０は、予め記憶された音声データと文字情報との対応関係に基づいて、マイクＭＣ，ＭＣから入力された音声データから文字情報を生成し、主制御部４０に出力する。

[記憶部]
記憶部３０は、例えば、一般的なハードディスクなどから構成され、管理用コンピュータ３から送信された必要な情報（人物の氏名、ローカル地図データ、会話用データなど）と、ロボットＲが識別した人物の識別番号や位置情報とを記憶するものである。

[主制御部]
主制御部４０は、画像処理部１０、音声処理部２０、記憶部３０、自律移動制御部５０、無線通信部６０、対象検知部７０、周辺状態検知部８０および無線強度報知制御部９０を統括制御するものである。この主制御部４０は、例えば、ロボットＲを目的地に移動させるための制御、人物を識別するための制御、管理用コンピュータ３と通信を行うための制御、人物と対話するための制御を行うために、種々の判断を行ったり、各部の動作のための指令を生成したりする。

［自律移動制御部］
自律移動制御部５０は、主制御部４０の指示に従い頭部Ｒ１、腕部Ｒ２および脚部Ｒ３を駆動するものである。

［無線通信部］
無線通信部６０は、管理用コンピュータ３との間でデータの送受信を行う通信装置である。無線通信部６０は、公衆回線通信装置６１ａと、無線通信装置６１ｂと、電波強度測定装置６２とを有する。
公衆回線通信装置６１ａは、携帯電話回線やＰＨＳ(Personal Handyphone System)回線などの公衆回線を利用した無線通信手段である。
無線通信装置６１ｂは、IEEE802.11b規格に準拠するワイヤレスＬＡＮ（Local Area Network）などの、近距離無線通信による無線通信手段である。
電波強度測定装置６２は、無線基地局１から送信される現時点の電波の強度を測定するものである。この電波強度測定装置６２は、無線基地局１の設置された地点で測定される電波の強度の値を正規化したとき（１００％としたとき）に、ロボットＲの存在する位置の無線強度の値を測定する。
無線通信部６０は、管理用コンピュータ３からの接続要求に従い、公衆回線通信装置６１ａまたは無線通信装置６１ｂを選択して管理用コンピュータ３との間でデータの送受信を行う。

［対象検知部］
対象検知部７０は、ロボットＲの周囲にタグＴを備える人物が存在するか否かを検知するものである。対象検知部７０は、複数の発光部７１を備える。これら発光部７１は、例えば、ＬＥＤから構成され、ロボットＲの頭部Ｒ１外周に沿って前後左右などに配設される（図示は省略する）。対象検知部７０は、発光部７１から、各発光部７１を識別する発光部ＩＤを示す信号を含む赤外光をそれぞれ発信すると共に、この赤外光を受信したタグＴから受信報告信号を受信する。いずれかの赤外光を受信したタグＴは、その赤外光に含まれる発光部ＩＤに基づいて、受信報告信号を生成するので、ロボットＲは、この受信報告信号に含まれる発光部ＩＤを参照することにより、当該ロボットＲから視てどの方向にタグＴが存在するかを特定することができる。また、対象検知部７０は、タグＴから取得した受信報告信号の電波強度に基づいて、タグＴまでの距離を特定する機能を有する。したがって、対象検知部７０は、受信報告信号に基づいて、タグＴの位置（距離および方向）を、人物の位置として特定することができる。さらに、対象検知部７０は、発光部７１から赤外光を発光するだけではなく、ロボットＩＤを示す信号を含む電波を図示しないアンテナから発信する。これにより、この電波を受信したタグＴは、赤外光を発信したロボットＲを正しく特定することができる。なお、対象検知部７０およびタグＴについての詳細は、例えば、特開２００６−１９２５６３号公報に開示されている。

［周辺状態検知部］
周辺状態検知部８０は、ロボットＲの周辺状態を検知するものであり、ジャイロセンサＳＲ１やＧＰＳ受信器ＳＲ２によって検出された自己位置データを取得可能になっている。また、周辺状態検知部８０は、探索域に向かってスリット光を照射するレーザ照射部８１と、探索域に向かって赤外線を照射する赤外線照射部８２と、スリット光または赤外線が照射された探索域を撮像する床面カメラ８３とを有する。この周辺状態検知部８０は、床面カメラ８３で撮像したスリット光画像（スリット光が照射されたときの画像）を解析して路面状態を検出する。また、周辺状態検知部８０は、床面カメラ８３で撮像した赤外線画像（赤外線が照射されたときの画像）を解析してマークＭを検出し、検出されたマークＭの位置（座標）からマークＭとロボットＲとの相対的な位置関係を計算する。なお、周辺状態検知部８０についての詳細は、例えば、特開２００６−１６７８４４号公報に開示されている。

［無線強度報知制御部］
無線強度報知制御部（無線強度報知制御手段）９０は、案内領域においてロボットＲの存在する位置の無線強度が予め定められた複数のレベルのうちのいずれであるかを判別し、判別された無線強度のレベルを外部に報知するものである。本実施形態では、無線強度報知制御部９０は、無線基地局１から送信される現時点の電波の強度に基づいて、無線強度のレベルを判別することとした。具体的には、無線強度報知制御部９０は、電波強度測定装置６２で測定された電波強度に基づいて、無線強度のレベルを判別する。ここで、無線強度のレベルの個数は、例えば、「３」とする。第１のレベルは、無線強度の値が「７０％以上」の場合であり、この場合には電波状態が良好であるものとする。第２のレベルは、無線強度の値が「５０％以上７０％未満」の場合であり、この場合は電波状態が低下しているものとする。第３のレベルは、無線強度の値が「５０％未満」の場合であり、この場合には無線接続が切断する可能性のある状態（電波状態が不良）であるものとする。なお、無線強度のレベルの個数や分け方は任意である。

また、無線強度報知制御部９０は、耳部表示制御部９１と、この耳部表示制御部９１による制御に連動する移動速度制御部９２および音声報知制御部９３とを備えている。
耳部表示制御部（耳部表示制御手段）９１は、判別された無線強度のレベルに基づいて、耳部表示部８ａ，８ｂの点灯状態を制御するものである。具体的には、耳部表示制御部９１は、以下のように耳部表示部８ａ，８ｂを動作させるための信号を耳部表示部８ａ，８ｂに出力する。

図５は、図３に示した耳部表示部の表示状態を示す説明図であって、（ａ）は無線強度が７０％以上の場合、（ｂ）は無線強度が５０％以上７０％未満の場合、（ｃ）は無線強度が５０％未満の場合をそれぞれ示している。本実施形態では、耳部表示制御部９１は、無線強度の値が「７０％以上」の場合に、図５（ａ）に示すように、耳部表示部８ａ，８ｂを輝度１００％（輝度の最高値）で点灯させる。また、耳部表示制御部９１は、無線強度の値が「５０％以上７０％未満」の場合に、図５（ｂ）に示すように、耳部表示部８ａ，８ｂを輝度５０％（輝度の最高値の半分の値）で点灯させる。また、耳部表示制御部９１は、無線強度の値が「５０％未満」の場合に、図５（ｃ）に示すように、耳部表示部８ａ，８ｂを輝度１００％で所定の周期で点滅させる。なお、輝度の値は任意である。

移動速度制御部（移動速度制御手段）９２は、ロボットＲの移動中に無線強度のレベルが予め定められた低レベルであると判別された場合に、耳部表示部８ａ，８ｂの点灯状態に連動してロボットＲの移動速度を低減させるものである。具体的には、移動速度制御部９２は、以下のように脚部Ｒ３を動作させるための信号（制御指令）を自律移動制御部５０に出力する。すなわち、移動速度制御部９２は、無線強度の値が「７０％以上」の場合には、現在の歩行速度を変化させない（以下、定速歩行という）。また、移動速度制御部９２は、無線強度の値が「５０％以上７０％未満」の場合には、歩行速度を現在の歩行速度よりも低下させる（以下、減速歩行という）。この場合、現在の歩行速度の半分以下の速度まで低下させることが好ましい。減速歩行中に無線基地局１との無線接続が一旦切断した後に再び接続するためには、時速１ｋｍ程度であることが特に好ましい。また、移動速度制御部９２は、無線強度の値が「５０％未満」の場合には、所定の音声ガイダンスを発話した後に歩行を停止させる。なお、移動速度制御部９２は、ロボットＲの減速歩行中に電波状態が良好となった場合には、減速歩行を解除してロボットＲに再び定速歩行をさせる。

音声報知制御部（音声報知制御手段）９３は、移動速度制御部９２で移動速度を低減させる場合に、その旨を音声により報知するものである。具体的には、音声報知制御部９３は、以下のような音声をスピーカＳから出力させるための信号（制御指令）を主制御部４０に出力する。本実施形態では、音声報知制御部９３は、無線強度の値が「５０％未満」の場合に、図５（ｃ）に示すように、「無線切断により止まります」という内容の音声ガイダンスを発話させる。なお、スピーカＳから出力させる音声は、ブザー音や警告音でもよく、音声ガイダンスと組み合わせるようにしてもよい。

図６は、図１に示した無線基地局から遠ざかる方向の距離と無線強度との関係の一例を示すグラフである。図６に示すように、無線強度の値が「７０％」のときの距離は、「１４．８ｍ」であり、無線強度の値が「５０％」のときの距離は、「１７．８ｍ」である。したがって、ロボットＲが、無線基地局１から「１４．８ｍ」の距離の地点から「１７．８ｍ」の距離の地点まで減速歩行を行う場合に、移動距離は「３ｍ」である。また、ロボットＲが無線基地局１との間の無線接続が切断してから再接続が完了するまでに要する時間は数秒程度である。仮に、ロボットＲが「３ｍ」の移動距離を「１０秒」で歩行すると想定した場合には、歩行速度が「時速１．０８ｋｍ」となる。つまり、「時速１．０８ｋｍ」で減速歩行した場合には、歩行中に無線切断が生じた場合にロボットＲが一旦停止することなく無線基地局１に再接続することが可能となる。

［案内システムにおける一般的な動作］
図１に示した案内システムＡにおいて、ロボットＲと管理用コンピュータ３の一般的な動作は、以下の通りである。すなわち、ロボットＲは、主制御部４０（図４参照）によって、無線通信部６０を介して管理用コンピュータ３からタスク実行命令を取得し所定のタスクを実行する。すなわち、各ロボットＲは、スケジュールに従って、ロボットＲの現在位置（ホームポジション）からタスク実行位置までの経路探索（例えばノード間の経路を探索）及び移動、タスクの実行、タスク終了位置からホームポジションまでの経路探索及び移動の各行動を順次実行する。このロボットＲは、移動に際しては、予め記憶部３０（図４参照）に記憶された地図データを参照し、対象検知部７０（図４参照）によって、人物を検知しつつ、最短距離で目的地に到達することができる。そして、ロボットＲは、主制御部４０によって、ロボットＲの状態（現在位置、バッテリ残量、タスク実行状況など）に関するデータ（ステータス情報）を、所定時間間隔毎に生成し、生成したステータス情報を無線通信部６０を介して管理用コンピュータ３に出力する。そして、管理用コンピュータ３は、入力されたステータス情報を登録する。

次に、ロボットの制御装置の動作について図７を参照（適宜図４参照）して説明する。図７は、図１に示したロボットの動作の一例を示すフローチャートである。
ロボットＲがタスクを開始すると、ロボットの制御装置９は、電波強度測定装置６２によって、無線強度を測定する（ステップＳ１）。なお、ここでは、タスクは、ホームポジションから移動を開始して人物の案内を終えてホームポジションに戻ってくるまでの一連の作業のことを指している。

そして、制御装置９は、無線強度報知制御部９０によって、無線強度が７０％以上であるか否かを判別する（ステップＳ２）。無線強度が７０％以上である場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、無線強度報知制御部９０は、耳部表示制御部９１によって、耳部表示部８ａ，８ｂを輝度１００％で点灯させる（ステップＳ３）。これにより、人間に対して電波状態が良好であることを可視的に知らせることができる。この場合、無線強度報知制御部９０は、移動速度制御部９２によって、ロボットＲに定速歩行させる（ステップＳ４）。続いて、無線強度報知制御部９０は、タスクが終了したか否かを判別する（ステップＳ５）。タスクが終了した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、タスクが終了していない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ２において、無線強度が７０％未満である場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、無線強度報知制御部９０は、無線強度が５０％以上であるか否かを判別する（ステップＳ６）。無線強度が５０％以上である場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、無線強度報知制御部９０は、耳部表示制御部９１によって、耳部表示部８ａ，８ｂを輝度５０％で点灯させる（ステップＳ７）。これにより、人間に対して電波状態が低下していることを可視的に知らせることができる。この場合、無線強度報知制御部９０は、移動速度制御部９２によって、ロボットＲに減速歩行させ（ステップＳ８）、ステップＳ５に戻る。

ステップＳ６において、無線強度が５０％未満である場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、無線強度報知制御部９０は、耳部表示制御部９１によって、耳部表示部８ａ，８ｂを輝度１００％で点滅させる（ステップＳ９）。これにより、人間に対して電波状態が悪化していることを可視的に知らせることができる。この場合、さらに、無線強度報知制御部９０は、音声報知制御部９３によって、音声ガイダンスをアナウンスする（ステップＳ１０）。これにより、人間に対して電波状態が低下していることを音声により知らせることができる。アナウンスが終了すると、無線強度報知制御部９０は、移動速度制御部９２によって、ロボットＲの歩行を停止させ（ステップＳ１１）、処理を終了する。なお、ロボットＲと管理用コンピュータ３との無線接続が切断したことを認識した操作者は、歩行を停止したロボットＲを無線基地局１側に誘導することでロボットＲの周囲の電波状態を再び良好にさせることができる。

本実施形態によれば、ロボットの制御装置９は、耳部表示部８ａ，８ｂの点灯状態によって、無線強度のレベルを外部に報知することができる。また、ロボットの移動中に無線強度のレベルが低くなった場合に移動速度を低減させることができる。また、ロボットの移動速度を低減させる場合に、その旨を音声により報知できる。その結果、ロボットの周囲の人物が、ロボットの無線環境の状態を認識することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、ロボットの制御装置９は、無線基地局１から送信される現時点の電波の強度に基づいて、無線強度のレベルを判別するものとして説明したが、予め作成された無線強度マップに基づいて、無線強度のレベルを判別するようにしてもよい。この場合には、電波強度測定装置６２を備える必要がないので、部品点数を減少できる。その結果、製造コストの低減に加えて、軽量化により移動時に必要なバッテリ量を減少させることが可能となる。

また、本実施形態では、耳部表示部８ａ，８ｂの輝度の変化と点滅とを組み合わせることによって、無線強度のレベルを表現したが、これに限定されるものではない。例えば、耳部表示部８ａ，８ｂをそれぞれ複数（例えば３つ）に分割して点灯サイズを変化させることで無線強度のレベルを表現するようにしてもよい。また、耳部表示部８ａ，８ｂの点灯状態の色の変化によって無線強度のレベルを表現するようにしてもよい。

また、本実施形態では、音声報知制御部９３は、歩行を停止する直前に音声ガイダンスを発話するものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、歩行を停止するほど無線強度が悪化していないときに、「無線強度が低下しています。注意が必要です。」という内容をアナウンスするようにしてもよい。

本発明の実施形態に係るロボットを含む案内システムの構成図である。 図１に示した案内システムで用いられる案内領域の一例を示す説明図であって、（ａ）は案内領域の平面図、（ｂ）は案内領域の無線強度をそれぞれ示している。 図１に示したロボットの頭部の一例を示す構成図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は正面右側から視た側面図をそれぞれ示している。 図１に示したロボットの構成の一例を示すブロック図である。 図３に示した耳部表示部の表示状態を示す説明図であって、（ａ）は無線強度が７０％以上の場合、（ｂ）は無線強度が５０％以上７０％未満の場合、（ｃ）は無線強度が５０％未満の場合をそれぞれ示している。 図１に示した無線基地局から遠ざかる方向の距離と無線強度との関係の一例を示すグラフである。 図１に示したロボットの動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

Ａ 案内システム
Ｒ ロボット
１ 無線基地局
２ ロボット専用ネットワーク
３ 管理用コンピュータ
３ａ 記憶部
４ ネットワーク
５ 端末
６ 顔部
７ａ，７ｂ 耳部
８ａ，８ｂ 耳部表示部（耳部表示手段）
９ 制御装置
１０ 画像処理部
２０ 音声処理部
３０ 記憶部
４０ 主制御部
５０ 自律移動制御部
６０ 無線通信部
６２ 電波強度測定装置
７０ 対象検知部
８０ 周辺状態検知部
９０ 無線強度報知制御部（無線強度報知制御手段）
９１ 耳部表示制御部（耳部表示制御手段）
９２ 移動速度制御部（移動速度制御手段）
９３ 音声報知制御部（音声報知制御手段）

Claims (3)

1. 管理用コンピュータに接続された無線基地局を介して、前記管理用コンピュータとの間で相互に情報を送受信すると共に、所定の移動領域において自律的に移動するロボットの制御装置であって、
   前記無線基地局から送信される現時点の電波の強度を測定する電波強度測定装置と、
   前記移動領域において当該ロボットの存在する位置で測定された無線強度が予め定められた複数のレベルのうちのいずれであるかを判別し、判別された無線強度のレベルを外部に報知する無線強度報知制御手段とを備え、
   前記無線強度報知制御手段は、
   前記判別された無線強度のレベルに基づいて、外見上耳部に相当する部位に設けられて点灯表示する耳部表示手段の点灯状態を制御する耳部表示制御手段と、
   前記ロボットの移動中に前記無線強度のレベルが予め定められた低レベルであると判別された場合に、前記耳部表示手段の点灯状態に連動して前記ロボットの移動速度を低減させる移動速度制御手段とを備え、
   前記移動速度制御手段は、
   前記測定された電波状態が予め定められた良好な状態よりも低下したレベルの場合には、前記予め定められた良好な状態の下限の電波強度となるような無線基地局までの距離と、無線接続が切断する可能性のある状態の電波強度となるような無線基地局までの距離との差分と、当該ロボットが前記無線基地局との間の無線接続が切断してから再接続が完了するまでに要する時間と、を用いて予め求められた速度以下に移動速度を減速し、前記測定された電波状態が予め定められた良好な状態に戻った場合には、減速を解除して元の移動速度に復帰させることを特徴とするロボットの制御装置。
2. 前記無線強度報知制御手段は、前記移動速度制御手段で移動速度を低減させる場合に、その旨を音声により報知する音声報知制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のロボットの制御装置。
3. 前記所定の移動領域の位置ごとに予め測定された無線強度の情報を示す無線強度マップを予め保持した記憶手段を備え、
   前記無線強度報知制御手段は、前記無線強度マップに基づいて、当該ロボットの移動する方向における無線強度のレベルを判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボットの制御装置。

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