JP4934315B2 - 監視システム、同システムを構成する移動ロボットおよび制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動ロボットと制御装置が通信で接続される監視システムに関し、特に、監視室に監視員が不在でも移動ロボットを好適に利用できる技術に関する。

従来、各種の警備用センサを備えた移動ロボットが所定の経路を自律的に移動し、画像や異常検知の情報などを収集して制御装置に送信する監視システムが知られている。

例えば、特許文献１では、監視システムが、ビル内を移動しながら巡回する警備用の警備移動体と、ビル内の監視室に設置され警備移動体と無線接続された監視装置とで構成されている。警備移動体は移動ロボットに相当し、監視装置は制御装置に相当する。移動ロボットは、予め設定されたビル内の所定経路に沿って巡回するとともに撮影画像などを制御装置に送信する。制御装置は、受信した撮影画像などをモニタに表示するとともに、監視員による操作に従って移動ロボットの緊急停止やリモコン操作などを行うように構成されている。このような監視システムを用いることにより、監視対象となるビル内に駐在する監視員などが、異常の監視を行うことができ、異常の存在を確認すると即座にその場所に急行することができる。
特開平８−７１８６号公報（図１等）

しかしながら、監視対象となる施設において、監視員の勤務体系はまちまちである。そのため、監視員が常時制御装置を監視しているとは限らない。休憩や仮眠、又は帰宅などのために監視員が制御装置の前から離れ、監視室が無人となることがあり得る。このように監視室が無人となった場合、移動ロボットが情報を収集しても、収集された情報が監視されなくなってしまい、監視システムが有効利用されなくなる。

また、移動ロボットは障害物センサ等を搭載し、障害物があると自動的に停止、回避するように構成されている。しかし、移動中のロボットの直前に歩行者や車両が飛び出した場合の衝突可能性も考慮すると、上記の自動的な安全機構だけでなく、人為的操作によっても移動ロボットを停止可能であることが求められる。この場合、監視室の監視員が、移動ロボットから送られてくる撮影画像を監視して必要に応じて停止操作を行うことになる。しかしながら、監視室が無人になると、監視員による停止操作ができなくなる。

このように、従来の監視システムは、監視室が無人の場合を考慮したときに、システムの有効利用と安全性向上の観点から改良の余地があった。

本発明は上記背景の下でなされたものであり、その目的は、監視室が無人となった場合であっても移動ロボットを用いた施設の監視を可能とし、また、監視室が無人の時に移動ロボットが不用意に移動して巡回することを防止して安全性を向上できる監視システムを提供することにある。

本発明の監視システムは、監視対象施設を巡回する移動ロボットと、前記監視対象施設に設けられた前記移動ロボットの制御装置と、遠隔の監視センタとを含み、前記制御装置が前記移動ロボットおよび前記監視センタと通信可能である。前記移動ロボットは、移動手段と、画像を撮影する撮像部と、前記監視対象施設における所定の画像監視位置を記憶する記憶部と、前記制御装置に撮影画像を送信する画像送信制御部と、前記制御装置から施設警備信号を受信すると前記移動手段を制御して前記画像監視位置まで前記移動ロボットを移動させる移動制御部とを備え、前記制御装置は、前記移動ロボットを制御するために利用者により操作される操作部と、前記操作部が設置された区画を警備又は警備解除する警備装置による前記区画の警備状態を受信する警備状態受信部と、前記受信した警備状態を判定する警備状態判定部と、警備状態が警備と判定されると前記施設警備信号を前記移動ロボットに送信し、前記移動ロボットから受信する撮影画像を前記監視センタに送信する制御部とを備える。

上記の発明によれば、警備状態判定部が、操作部の設置された区画の警備状態を判定する。警備状態が警備であれば、該当区画がいわゆる警備セット状態にあり、このことは、該当区画に利用者が居ないことを意味する。警備状態が警備であれば、制御装置は、施設警備信号を移動ロボットに送信し、移動ロボットは施設警備信号を受信すると画像監視位置に移動して、画像監視位置から撮影画像を制御装置に送り、制御装置は撮影画像を監視センタに転送する。つまり、移動ロボットは、監視センタにとっては画像監視位置に配置された監視カメラとして機能することになる。したがって、監視室が無人となった場合であっても移動ロボットを用いた施設の監視が可能であり、また、監視室が無人の時に移動ロボットが不用意に移動して巡回することを防止して安全性を向上できる。

また、前記警備状態受信部は、前記操作部が設置された区画を警備又は警備解除する警備装置と通信して該警備装置から前記区画の警備状態を受信してよい。これにより、警備装置から受信される情報を利用することによって警備状態を好適に判定できる。

また、前記移動ロボットは、更に、巡回経路の情報を記憶する記憶部と、前記制御装置から前記施設警備信号を受信すると画像監視モードを設定するモード設定部と、前記巡回経路の巡回開始を指示する巡回開始信号を検知する巡回開始検知部と、を備え、前記移動制御部は、前記画像監視モードが設定されている場合は、前記巡回開始検知部により前記巡回開始信号が検知されても、巡回動作を抑制してよい。これにより、移動ロボットは、警備状態が警備であるときは画像監視モードを設定し、巡回開始信号を検知しても巡回を行わない。したがって、監視室が無人の時に移動ロボットが不用意に移動して巡回することを防止して安全性を向上できる。

本発明の別の態様は、移動手段、撮像部および通信部を備え、前記移動手段により巡回経路を巡回して前記撮像部の撮影画像を制御装置に送信する移動ロボットである。この移動ロボットは、監視対象施設における前記巡回経路の情報と所定の画像監視位置とを記憶する記憶部と、前記制御装置に前記撮影画像を送信する画像送信制御部と、前記制御装置から施設警備信号を受信すると画像監視モードを設定するモード設定部と、前記巡回経路の巡回開始を指示する巡回開始信号を検知する巡回開始検知部と、前記画像監視モードが設定されていない場合に前記巡回開始検知部による前記巡回開始信号の検知に応答して前記巡回経路を巡回するように前記移動手段を制御し、前記画像監視モードが設定されると前記画像監視位置に移動して静止するように前記移動手段を制御する移動制御部と、を備える。この態様によっても、上述の本発明の利点が得られる。

本発明の別の態様は、監視対象施設を巡回する移動ロボットと通信して該移動ロボットを制御するとともに、遠隔の監視センタと通信可能な制御装置である。この制御装置は、前記移動ロボットを制御するために利用者により操作される操作部と、前記操作部が設置された区画を警備又は警備解除する警備装置における前記区画の警備状態を判定する警備状態判定部と、前記警備状態が警備と判定されると、前記移動ロボットを所定の画像監視位置に移動させる信号を前記移動ロボットに送信し、前記移動ロボットから受信する撮影画像を前記監視センタに送信する制御部とを備える。この態様によっても、上述の本発明の利点が得られる。

上述したように、本発明によれば、監視室が無人となった場合であっても移動ロボットを用いた施設の監視を可能とし、また、監視室が無人の時に移動ロボットが不用意に移動して巡回することを防止して安全性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の監視システムを示している。まず、図１を参照して、監視システム１の概要を説明する。

図１に示すように、監視システム１は、移動ロボット２および制御装置３を含む。移動ロボット２と制御装置３は無線通信可能である。

移動ロボット２は監視対象施設に配備されており、監視対象施設は例えば工場等の建物である。移動ロボット２は、予め設定された巡回スケジュールに従って自ら発生した巡回監視信号を検知し、また、監視員による制御装置３への巡回開始操作に応じて移動ロボット２に入力された巡回開始信号を検知して、監視対象となる施設に設定された巡回経路の移動を開始する。移動ロボット２は、巡回経路に沿って自律的に移動して巡回経路の移動が終了すると移動を停止する。巡回中、移動ロボット２は、撮像ユニットを作動させて周囲の状況を撮影し、自己の現在位置とともに制御装置３に送信する。更に、移動ロボット２は、周囲の物体を検出する障害物検出部や、火災などの異常を検出する警備センサなどを用いて監視対象の異常を検知し、異常信号を制御装置３に送信する。

制御装置３は、監視対象の施設に設けられた監視室に設置され、移動ロボット２と無線接続される。制御装置３は、移動ロボット２から受信する画像などの情報をモニタ出力し、監視室内の監視員に対して異常等を報知する。制御装置のオペレータとなる監視員は、移動ロボット２から受信される情報を確認し、異常の存在が認められると移動ロボット２を遠隔操作して異常に対処させる。また、監視員は、移動ロボット２から受信する情報を参照して、安全に移動できない状況であれば移動を停止させる。このように、制御装置３は移動ロボット２を遠隔制御（リモートコントロール）可能であり、制御装置３は移動ロボット２の遠隔制御装置とも呼べる。

制御装置３は、さらに、監視対象施設を警備する警備装置４と通信可能に接続されており、警備装置４も監視対象施設に備えられている。警備装置４は、監視対象施設から遠隔に位置する監視センタ５と通信網６を介して接続される。制御装置３も、警備装置４を介して監視センタ５と通信することができる。監視センタ５は、警備会社などにより運営されるセンタであって、複数の施設の警備装置４と接続され、それら施設の警備状態を監視する。

また、本実施の形態の特徴として、制御装置３は、警備装置４にて監視室の警備がセットされて、警備状態が警備セットになると、移動ロボット２に施設警備信号を送信する。移動ロボット２は、制御装置３から施設警備信号を受信すると、予め記憶した画像監視位置Ｐに移動して静止し、撮影画像を制御装置３に送る。制御装置３は、画像監視位置Ｐの移動ロボット２から送られてくる撮影画像を監視センタ５に送信する。

次に、図２を参照し、移動ロボット２の構成を説明する。移動ロボット２は、自身に搭載されたバッテリ２４の電力でもって、監視対象施設の巡回経路を自律的に走行する。巡回経路を走行するための構成として、移動手段１１、ガイド検出部１２および移動制御部１３が設けられている。また、巡回中の画像や異常情報を制御装置３に送るために、自己位置検出部１４、撮像ユニット１５、障害物検出部１６、警備センサ１７および異常判定部１８が設けられている。記憶部１９は制御に必要な情報を記憶しており、通信部２０は制御装置３と無線通信を行う。また、制御装置３からの遠隔制御に対応するために、制御信号処理部２１が設けられている。さらに、制御装置３からの指示に応じて本実施の形態の画像監視モードを設定するためにモード設定部２２が設けられている。また、制御部２３はロボット全体を制御している。

移動手段１１は、左右の駆動輪３１、３２と、それらを独立に駆動するモータ３３、３４で構成されている。モータ３３、３４が移動制御部１３により制御され、これにより走行速度と走行方向が制御される。走行方向は、両駆動輪３１、３２の回転数差によって制御される。変形例としては、操舵機構が設けられてもよい。また、移動手段は車輪に限定されず、例えばクローラでもよい。

ガイド検出部１２は、ガイド手段としての白線テープ２０１と指示マーカ２０３を検出する。白線テープ２０１は、図３に示されるように、監視対象施設の巡回経路に沿って設定されており、指示マーカ２０３は巡回経路上の所定の地点に設けられている。

ガイド検出部１２は、白線検出カメラ４１と路面情報抽出部４２を有し、白線検出カメラ４１が移動ロボット２の下の路面を撮影し、路面情報抽出部４２が撮影画像の画像処理によって白線テープ２０１と指示マーカ２０３を検出する。

移動制御部１３は、ガイド検出部１２により検出される白線テープ２０１に沿って走行するように、つまり、白線検出カメラ４１が常に白線テープ２０１を撮影し続けるようにモータ３３、３４を制御する。

また、制御部２３は、記憶部１９に記憶された経路情報７１を参照して、指示マーカ２０３の検出に応じて移動ロボット２を制御する。経路情報７１は、指示マーカ２０３がある地点でのロボットの動作や、指示マーカ２０３で挟まれる各区間でのロボットの動作の情報を含み、この動作が制御部２３の制御下で実現される。例えば、経路情報７１が各区間の走行速度を含み、走行速度が制御部２３から移動制御部１３に指示される。

なお、ガイド検出部１２およびガイド手段は上記の構成に限定されない。例えば、ガイド検出部１２が磁気センサ、電磁誘導センサ、などであり、ガイド手段が磁気ガイド、電磁誘導ガイドやＲＦタグであってよい。ガイド検出部１２およびガイド手段は、設置する環境に応じて選択されてよい。

また、施設側に巡回経路のガイド手段が設けられなくてもよい。移動ロボット２は、巡回経路の形状を記憶しており、デッドレコニングやＧＰＳにより算出する位置情報を基に、記憶している巡回経路の形状及び巡回経路上の所定の地点に従って走行してよい。

自己位置検出部１４はレゾルバ５１、５２を備え、レゾルバ５１、５２がモータ３３、３４の回転量を検出する。左右のモータ３３、３４の回転量から、位置算出部５３により、現在のロボットの位置座標と姿勢（ロボットの向き)が算出される。この位置検出は、デッドレコニング（推測航法）として一般に知られる手法である。

撮像ユニット１５は、複数のカメラで構成される。図１に示されるように、ロボット上部のハウジングに複数のカメラが備えられ、これらカメラがロボット周囲を撮影する。また、ロボット前部にはＰＴＺカメラ（パン・チルト・ズームカメラ）が設けられている。ＰＴＺカメラは、予め決められた予定に従い、あるいは、制御装置３から遠隔制御されて、パン、チルトおよびズーム動作を行う。

障害物検出部１６は、障害物センサ６１と障害物判定部６２を有する。障害物センサ６１は、レーザ光線、可視光線、超音波、赤外線などを照射して反射波を検出することにより、移動ロボット２と障害物の相対位置を検出する。障害物判定部６２は、障害物センサ６１の出力信号より障害物の相対位置（距離と角度）を算出し、制御部２３に出力する。

警備センサ１７は、監視対象における防犯防災の異常を検出する手段である。警備センサ１７は、撮像ユニット１５から入力される撮像画像を画像処理して侵入者の存在を検出してもよい。警備センサ１７は、赤外線やマイクロ波により人体を検出する人体センサでもよい。さらに、警備センサ１７は、熱や煙、紫外線を検知する火災センサでもよい。複数種類のセンサが設けられてよいことはもちろんである。

異常判定部１８は、障害物検出部１６や警備センサ１７の出力に基づき監視対象に侵入した物体や消失した物体、火災の発生などを検出して異常事態の有無を判定する。障害物に関しては、異常判定部１８は、記憶部１９に記憶された環境地図７２を参照する。環境地図７２と障害物検出結果を比較して、既設物体の存在しない位置に物体が検出されたときに異常が発生したと判定される。また、既設物体が存在する位置に物体が検出されないときにも、物体消失の異常が発生したと判定される。また、異常判定部１８は、警備センサ１７の出力が異常発生と判定するためのしきい値を超えているか否かを判別し、しきい値を超えていれば異常が発生したと判定する。

記憶部１９は、上述したように、移動ロボット２の各種処理に使用される情報を記憶しており、記憶部１９が記憶する情報には、巡回経路の情報を示した経路情報７１と、監視対象を二次元座標系で示した環境地図７２とが含まれる。

通信部２０は、制御装置３と信号を送受信する無線通信手段である。通信部２０は、撮像ユニット１５により撮影された画像の圧縮データを、自己位置検出部１４により検出された位置情報とともに制御装置３に送信する。また通信部２０は、異常判定部１８が異常有りと判定した場合、制御装置３に異常信号を送信する。また、通信部２０は、制御装置３から送信された遠隔制御コマンドとしての制御信号を受信して制御部２３に入力する。

制御信号処理部２１は、通信部２０により受信された制御信号に基づき、移動ロボット２の動作を制御する。例えば、移動手段１１と撮像ユニット１５が制御される。制御信号処理部２１による制御は、経路情報７１に基づく巡回経路の自律移動制御に優先して処理される。これにより、移動ロボット２は、たとえ巡回中であっても、制御装置３からの遠隔操作の制御信号に従って動作する。こうして、移動ロボット２が制御装置３から遠隔操作される。

モード設定部２２は、移動ロボット２の動作モードとして通常モードと画像監視モードとを設定し、これらの切替を行う。後述するように、警備装置４で警備セットが実施され、制御装置３から施設警備信号が送られてくると、画像監視モードが設定される。警備装置４で警備セットが解除されて、制御装置３から施設警備解除信号が送られてくると、画像監視モードから通常モードへ動作モードが切り替えられる。画像監視モードが設定されたときは、移動ロボット２は所定の画像監視位置Ｐに移動して停止するように制御部２３により制御される。

制御部２３は、移動ロボット２の各部構成を制御する手段であり、ＣＰＵ等を備えたコンピュータで構成される。上述した各部構成で、コンピュータ処理可能なものも同コンピュータで実現される。例えば、路面情報抽出部４２や、移動制御部１３、位置算出部５３、障害物判定部６２、異常判定部１８、制御信号処理部２１などは制御部２３の一部であってよく、コンピュータで実現される。また、記憶部１９は、同コンピュータのメモリおよび外部記憶装置である。

ここで、上述の画像監視モードが設定されたときに移動ロボット２が移動する画像監視位置Ｐについて詳細に説明する。画像監視位置Ｐは予め記憶部１９に記憶されている。より詳細には、画像監視位置Ｐは、記憶部１９の経路情報７１に含まれている。本実施の形態では経路情報７１が指示マーカ２０３に関する情報であり、画像監視位置Ｐも指示マーカ２０３の情報として記憶されている。

図３を用いて説明したように、本実施の形態では、巡回経路に沿って白線テープ２０１が設置され、白線テープ２０１に沿った複数の地点に指示マーカ２０３が設定されている。本実施の形態では、画像監視位置Ｐは巡回経路上に設定されており、画像監視位置Ｐにも指示マーカ２０３が設置されている。すなわち、指示マーカ２０３の中に画像監視位置Ｐの指示マーカ２０３も存在する。画像監視位置Ｐの指示マーカ２０３は、他の指示マーカ２０３と同じように、白色四角形マークである。

記憶部１９の経路情報７１は、指示マーカ２０３に対応するロボット動作の情報である。例えば、経路情報７１は、指示マーカ２０３で規定される区間の移動速度の情報を含む。画像監視位置Ｐの指示マーカ２０３も、経路情報７１にて特定される。例えば、各指示マーカ２０３にマーカ番号が付されており、画像監視位置Ｐのマーカ番号が記憶されている。

移動ロボット２の制御では、移動中において指示マーカ２０３の検出回数から、各々の指示マーカ２０３のマーカ番号が特定され、該当指示マーカ２０３に応じたロボット動作が行われる。画像監視位置Ｐについても同様である。画像監視モードが設定されると、既に述べたように移動ロボット２は画像監視位置Ｐへ移動する。このとき、移動ロボット２は白線テープ２０１に沿って、すなわち巡回経路を走行するように制御される。巡回経路の走行過程で、指示マーカ２０３の検出回数がカウントされる。検出回数が、画像監視位置Ｐの指示マーカ２０３までのマーカ数に到達するまで、制御部２３の制御下で移動ロボット２が走行制御され、これにより移動ロボット２が画像監視位置Ｐまで移動される。画像監視位置Ｐに達すると移動ロボット２が停止する。画像監視モードが通常モードに切り替わったときは、白線テープ２０１に沿って移動ロボット２が走行し、待機位置まで戻る。

記憶部１９には、画像監視モードにおける画像監視位置Ｐでの移動ロボット２の姿勢、ＰＴＺカメラの撮影方向、ズーム倍率も記憶されている。これらの情報も経路情報７１に含まれていてよく、画像監視位置Ｐの指示マーカ２０３と対応づけられていてよい。これら情報に従って移動ロボット２が制御される。

以上に移動ロボット２の構成を説明した。次に、図１を参照して、制御装置３の構成を説明する。

制御装置３は、移動ロボット２と無線接続される。制御装置３は、監視対象の施設に設けられた監視室に設置されている。監視室では、監視員が、移動ロボット２から伝送される情報により監視対象施設を監視する。なお、制御装置３を構成する全ての要素が監視室に設置される必要はなく、監視室には少なくとも移動ロボット２を遠隔制御するための操作部と表示部が設置されていればよい。制御装置３は、移動ロボット２を遠隔制御できる監視室の警備状態を受信して自身の動作を切り替える。

制御装置３は、表示部１０１、操作部１０２、記憶部１０３、ロボット通信部１０４、警備装置通信部１０５、警備状態受信部１０６、警備状態判定部１０７および制御部１０８で構成されている。

表示部１０１は、液晶モニタやＣＲＴなどで構成される。表示部１０１には、操作部１０２によるコマンド入力のための入力メニュー画面と、監視対象の地図情報と移動ロボット２の位置情報、移動ロボット２が撮影した画像、移動ロボット２が検出した異常の情報などが表示される。

操作部１０２は、キーボードやポインティングデバイス、ジョイスティックなどで構成され、監視員によって操作されて移動ロボット２を遠隔制御するためのコマンドの入力が行われる。操作部１０２から入力されるコマンドとしては、監視対象内の巡回経路を指定するためのコマンド、移動ロボット２に巡回を開始させるコマンド、巡回のスケジュールを指定するコマンド、撮像ユニット１５を制御するコマンド、移動ロボット２の移動方向や速度を指示する手動操縦のコマンド、移動ロボット２の移動を停止させるコマンド、所定の指示マーカ１０３を画像監視位置Ｐとして設定するコマンドなどがある。

監視員は、表示部１０１にて移動ロボット２の位置情報や撮像画像を参照しながら、上記のコマンド入力操作によって移動ロボット２の遠隔操縦ができる。監視員は、移動ロボット２が巡回経路を外れて移動した場合や、周囲の障害物に接近した場合など、移動の安全性が確保されない可能性がある場合には、移動ロボット２の移動を停止させるコマンドを入力する。また、確認が必要な物や異常が検出された場合には、監視員は、手動による移動操作のコマンドを操作部１０２に入力して、移動ロボット２を対象に接近させる。また、巡回経路やスケジュール、画像監視位置などの設定情報を入力、変更する場合に、監視員は、当該情報を設定するコマンドを操作部１０２に入力して移動ロボット２に送信する。

記憶部１０３は、制御装置３の各種処理に使用される情報を記憶している。記憶部１０３が記憶する情報には、命令群１０９が含まれる。命令群１０９は、移動ロボット２を制御するための複数のコマンドのセットである。コマンドの例は上述したとおりである。

ロボット通信部１０４は、図示されないアンテナや無線基地局を介して移動ロボット２と信号を送受信する無線通信手段である。ロボット通信部１０４は、移動ロボット２から受信した信号に伸張等の処理を施して、受信信号を制御部１０８に出力するとともに、操作部１０２から入力されたコマンドを制御信号として移動ロボット２に送信する。また、ロボット通信部１０４は後述する施設警備信号および施設警備解除信号も移動ロボット２に送信する。

警備装置通信部１０５は、警備装置４と有線にて通信を行う。制御装置３は、警備装置通信部１０５を用いて警備装置４と通信を行うことにより、警備装置４を介して監視センタ５と通信できる。したがって、警備装置通信部１０５は、監視センタ５と通信するためにセンタ通信部として機能する。なお、警備装置通信部１０５の代わりに、警備装置４を介さずに監視センタ５と直接的に通信するように通信網６と接続されたセンタ通信部が設けられてもよい。

警備状態受信部１０６は、監視室を警備する警備装置４から入力される警備状態の信号を受信する。警備状態判定部１０７は、警備状態受信部１０６により受信された信号から、監視室の警備状態を判別する。警備状態には、警備セットと警備解除が含まれる。警備セットの信号が警備状態受信部１０６にて受信されると、警備状態判定部１０７は、警備状態が警備セットであると判定する。また、警備解除の信号が警備状態受信部１０６にて受信されると、警備状態判定部１０７は、警備状態が警備解除であると判定する。

警備状態が警備解除から警備セットに切り替わると、制御部１０８は、施設警備信号を移動ロボット２へ送信すると共に、移動ロボット２から受信する画像を監視センタ５へ送信する。監視センタ５への送信は、前述したように、警備装置通信部１０５から警備装置４を介して行われる。警備状態が警備セットから警備解除に切り替わると、制御部１０８は、施設警備解除信号を移動ロボット２へ送信すると共に、監視センタ５への画像の送信を終了する。

上記構成では、警備状態が警備状態受信部１０６により受信された。しかし、警備状態は警備装置通信部１０５により受信されてもよく、この場合は警備装置通信部１０５が警備状態受信部として機能する。なお、上述のように、警備装置４を介さず制御装置３と監視センタ５とが直接的に通信するよう警備装置通信部１０５の代わりに通信網６と接続されたセンタ通信部を設ける場合には、警備装置４による監視室を含む区画の警備状態を監視センタ５から受信する構成としてもよい。この場合、センタ通信部が警備状態受信部として機能する。この構成によれば、制御装置３と警備装置４との通信接続が不要になる。

制御部１０８は、上記の処理を行う他に、制御装置３の各部構成を制御する手段であり、ＣＰＵ等を備えたコンピュータで構成される。また、上述した各部構成で、コンピュータ処理可能なものも同コンピュータで実現されてよく、例えば、警備状態判定部１０７は制御部１０８の一部でよく、制御部１０８のコンピュータで実現されてよい。また、記憶部１０３は、同コンピュータのメモリおよび外部記憶装置などで実現されてよい。

以上に制御装置３の構成について説明した。次に、図１を参照して、警備装置４の構成を説明する。

警備装置４は、防犯センサ１１１を用いて、監視対象となる施設内の警備区画毎、又は施設全体を警備する装置である。警備装置４は、防犯センサ１１１が侵入者などの異常を検知した場合、異常出力する。図１および図３に示すように、警備装置４は複数の防犯センサ１１１と接続されている。防犯センサ１１１は、監視対象となる施設内の警備区画に設置されており、監視室の区画にも防犯センサ１１１が設置されている。防犯センサ１１１は、検知状態になると、警備装置４に検知信号を送信する。防犯センサ１１１としては、例えば、窓や扉が開いたことを検知するセンサや、熱線や画像処理により移動体を検知するセンサなどがある。

警備装置４は、操作部１１２、センタ通信部１１３、移報部１１４、制御装置通信部１１５およびこれらを制御する制御部１１６で構成されている。

操作部１１２は、監視員などの利用者が警備装置４の警備状態を設定するための装置である。操作部１１２は、ＩＣカードや暗証番号、バイオメトリクス情報などを読み込む。読み込まれたデータを用いて制御部１１６により利用者の照合が行われる。照合が成功すると、さらに、操作部１１２への操作が受け付けられる。

操作部１１２にて入力された警備状態は制御部１１６に出力され、設定される。ここで、制御部１１６にて設定される警備状態としては、警備セットの状態と、警備解除の状態とがある。警備セットの状態では、防犯センサ１１１が検知状態になり警備装置４に検知信号が入力されると、警備装置４は防犯センサ１１１が異常を検知したと判定し異常出力が行われる。警備解除は、異常出力が行われない状態である。利用者は、例えば対象となる警備区画が無人となる場合に、操作部１１２への操作により、当該警備区画を警備セットに設定する。また、利用者は、同区画に入る場合に、操作部１１２を操作して警備状態を警備解除に設定する。

センタ通信部１１３は、警備会社などにより運営される遠隔の監視センタ５などと通信網６を介して接続され、上記の警備状態を監視センタ５に送ったり、異常の発生時に異常通報する通信手段である。上記の異常出力は、センタ通信部１１３を介して監視センタ５に対して行われる。すなわち、センタ通信部１１３は、制御部１１６により制御されて、警備状態が警備セットであるときに防犯センサ１１１が検知信号を出力して制御部１１６が異常の発生と判定すると、通信線を介して監視センタ５に異常信号を送出する。

移報部１１４は、警備装置４と外部機器とを接続するインターフェースである。移報部１１４は、制御装置３の警備状態受信部１０６と接続されて、警備状態を制御装置３に出力する。本例において、移報部１１４は監視室を含む警備区画の警備状態を出力する。

制御装置通信部１１５は、制御装置３側の警備装置通信部１０５と通信を行う。前述したように、警備セットのときは制御装置３から監視センタ５へ画像が送られる。このとき、画像データが警備装置４の制御装置通信部１１５にて受信され、センタ通信部１１３から監視センタ５に送信される。

なお、前出の移報部１１４および警備状態受信部１０６も、警備装置４と制御装置３の間の通信を実現しており、制御装置通信部および警備装置通信部ということもできる。

制御部１１６は、既に述べたように、警備装置４の各部構成を制御する。制御部１１６は、ＣＰＵ等を備えたコンピュータで構成される。

以上に警備装置４の構成について説明した。次に、図１を参照して、監視センタ５の構成を説明する。

監視センタ５は、警備会社などにより運営される施設である。監視センタ５には、センタ装置１２１が設けられており、このセンタ装置１２１が通信網６を介して警備装置４と接続されており、また、警備装置４を介して制御装置３と接続されている。センタ装置１２１は、表示部１２２、操作部１２３、記憶部１２４、通信部１２５およびこれらを制御する制御部１２６で構成されている。記憶部１２４は装置動作に必要な情報を記憶し、通信部１２５は通信網６を介して警備装置４と通信する。

監視センタ５では、表示部１２２が警備装置４から受信する情報を表示し、センタ員が表示部１２２を見て監視対象の異常有無を監視している。また、監視センタ５では、制御装置３から伝送される画像が表示部１２２により表示される。画像は、上述のように移動ロボット２が画像監視位置から送ってくる。これにより、移動ロボット２が監視カメラとして用いられて、監視対象が監視される。

センタ員は、制御装置３から画像が伝送されているときに必要に応じてカメラ操作コマンドを操作部１２３に入力し、移動ロボット２の撮像ユニット１５におけるカメラを操作して監視対象を監視する。カメラ操作コマンドは、制御部１２６の制御下で、通信部１２５から警備装置４を介して制御装置３に送られる。さらに、カメラ操作コマンドは、制御装置３から移動ロボット２へと送られる。制御装置３が遠隔制御のために自分から移動ロボット２に送る制御信号と同様に、監視センタ５からのカメラ操作コマンドも移動ロボット２へと送られ、そして、移動ロボット２はカメラ操作コマンドに従ってパン、チルト、ズームといった動作を行う。

また、監視センタ５では、警備装置４から異常信号を受信すると、又は、制御装置３からの画像に異常の存在が認められると、出動警備員に対処が指示され、出動警備員を監視対象に急行させる。

以上に本実施の形態に係る監視システム１の構成を説明した。次に、監視システム１の動作を説明する。

図４は制御装置３の動作を示している。ここでは、図４を参照して、本発明に関係する警備状態関連の制御装置３の動作について説明する。制御装置３では、警備状態判定部１０７が、監視室の警備状態が警備セットか否かを判定し（Ｓ１）、警備状態が警備セットになると（Ｓ１、Ｙｅｓ）、制御部１０８が移動ロボット２に施設警備信号を送信する（Ｓ３）。また、制御部１０８は、移動ロボット２からの受信画像を監視センタ５に送信し始める（Ｓ５）。画像データは、警備装置４を介して監視センタ５へ送信される。

制御装置３は、画像の送信を開始すると、監視センタ５からカメラ操作コマンドを受信したか否かを判定する（Ｓ７）。カメラ操作コマンドの通信も警備装置４を介して行われる。カメラ操作コマンドが受信されると（Ｓ７、Ｙｅｓ）、制御部１０８は移動ロボット２へカメラ操作コマンドを送信する（Ｓ９）。

ステップＳ９の送信処理の後、またはステップＳ７の判定がＮｏの場合、警備状態判定部１０７により、警備状態が警備解除になったか否かが判定される（Ｓ１１）。警備状態が警備解除になっていなければ、ステップＳ７に戻る。警備状態が警備解除になると（Ｓ１１、Ｙｅｓ）、制御部１０８が移動ロボット２に施設警備解除信号を送信し（Ｓ１３）、監視センタ５への画像送信を終了し（Ｓ１５）、リターンする。

次に、図５は、移動ロボット２の動作を示している。移動ロボット２では、制御部２３が、現在の動作モードが通常モードであるか否かを判定する（Ｓ２１）。動作モードが通常モードであれば（Ｓ２１、Ｙｅｓ）、制御部２３は、巡回開始信号を検知したか否かを判定する（Ｓ２３）。

巡回開始信号は、巡回経路の巡回開始を指示する信号であり、巡回開始検知部として機能する制御部２３により検知される。巡回動作は、制御装置３からの指示で開始される場合と、移動ロボット２の記憶部１９に予め記憶された巡回スケジュールに従って開始される場合とがある。前者の場合、制御装置３からの巡回開始信号が通信部２０に受信され、移動ロボット２の制御部２３に入力され、これにより制御部２３が巡回開始信号を検知する。後者の場合、制御部２３は、記憶部１９の巡回スケジュールに含まれる巡回開始時刻を参照する。そして、制御部２３を構成するコンピュータの計時手段（時計）を利用して、巡回開始時刻が来たことを検出し、巡回開始信号を生成する。この巡回開始信号が制御部２３自身に検知される。

巡回開始信号が検知されると（Ｓ２３、Ｙｅｓ）、移動ロボット２５は巡回処理を行い、自律的に巡回経路を走行して巡回する。ステップＳ２５の巡回処理の後、またはステップＳ２３で巡回開始信号が検知されないとき、制御部２３は施設警備信号の入力の有無を判定する（Ｓ２７）。前述のように、制御装置３からは、警備状態が警備セットになると施設警備信号が送られてきて、通信部２０に受信されて、制御部２３に入力される。施設警備信号が入力されると（Ｓ２７、Ｙｅｓ）、画像監視位置移動処理が制御部２３の制御下で行われる（Ｓ２９）。ステップＳ２９の画像監視位置移動処理の後、またはステップＳ２７で施設警備信号が入力されない場合、処理はリターンしてステップＳ２１に戻る。

ステップＳ２９の画像監視位置移動処理の過程では、動作モードが通常モードから画像監視モードに切り替えられる。したがって、ステップＳ２９の後で処理がリターンすると、ステップＳ２１の判定がＮｏになる。この場合は、制御部２３の制御下で画像監視処理が行われる（Ｓ３１）。

図６は、図５におけるステップＳ２５の巡回処理を示している。巡回処理は上述のように巡回開始信号の検知に応答して行われ、制御部２３の制御下で巡回が開始される（Ｓ４１）。巡回が開始すると、移動制御部１３が移動手段１１を制御して移動ロボット２を巡回経路に沿って走行させる。白線テープ２０１がガイド検出部１２により検出され、白線テープ２０１に沿って走行するように移動制御部１３がモータ回転を制御する。巡回走行中に、障害物検出部１６および警備センサ１７からの入力に基づき、異常判定部１８が異常発生と判定すると、移動ロボット２は制御部２３の指示で停止し、制御装置３に異常信号を送信する。また、移動ロボット２の制御部２３は、画像送信制御部として機能し、撮像ユニット１５により撮像された画像情報を、自己位置検出部１４により検出された現在位置情報と共に制御装置３に送信する。

巡回が開始すると、制御部２３は、施設警備信号が入力されたか否かを判定する（Ｓ４３）。施設警備信号が入力されると（Ｓ４３、Ｙｅｓ）、巡回処理が中断されて、図５のステップＳ２９の画像監視位置移動処理が行われる。施設警備信号が入力されなければ（Ｓ４３、Ｎｏ）、制御部２３は、巡回が終了したか否かを判定する（Ｓ４５）。移動ロボット２が白線テープ２０１に沿って走行して、ロボット待機位置に設けられた経路終点の指示マーカ２０３が検出されると、巡回が終了する。巡回が終了すると、制御部２３は巡回処理を終了し、図５のステップＳ２７に進む。

図７は、図５におけるステップＳ２９の画像監視位置移動処理を示している。画像監視位置移動処理は上述のように施設警備信号の入力に応答して行われ、まず、画像監視モードがモード設定部２２により設定される（Ｓ５１）。現在の動作モードは記憶部１９に記憶され、保持される。また、移動制御部１３は、移動手段１１を制御して、移動ロボット２を画像監視位置Ｐへ移動する（Ｓ５３）。

画像監視位置Ｐへの移動は、既に説明したように、画像監視位置Ｐの指示マーカ２０３（図３）を検出するまで白線テープ２０１に沿って移動ロボット２を走行させることにより実現される。施設警備信号の入力時点で移動ロボット２が待機位置にいる場合、移動ロボット２は、白線テープ２０１に沿って巡回経路の走行を開始して画像監視位置Ｐへ向かう。施設警備信号の入力時点で移動ロボット２が巡回処理中である場合、移動ロボット２は白線テープ２０１に沿った走行を継続して画像監視位置Ｐの指示マーカ２０３へ向かう。

画像監視位置Ｐへの移動中、制御部２３は、施設警備解除信号の入力の有無を判定する（Ｓ５５）。前述のように、制御装置３からは、警備状態が警備解除になると施設警備解除信号が送られてきて、通信部２０に受信されて、制御部２３に入力される。施設警備解除信号が入力されていなければ（Ｓ５５、Ｎｏ）、制御部２３は、移動ロボット２が画像監視位置に到達したか否かを判定し（Ｓ５７）、到達していなければ（Ｓ５７、Ｎｏ）、ステップＳ５５に戻る。ステップＳ５７で移動ロボット２が画像監視位置に到達していれば（Ｓ５７、Ｙｅｓ）、移動制御部１３が、制御部２３の指示を受けて、記憶部１９に記憶された画像監視姿勢（向き）で移動ロボット２を静止させ（Ｓ５９）、画像監視位置移動処理が終了する。このとき、ＰＴＺカメラも、記憶部１９に記憶された所定の撮影方向を向き、所定のズーム倍率で撮影を行うように制御されてよい。

ステップＳ５５にて施設警備解除信号が入力された場合（Ｓ５５、Ｙｅｓ）、制御部２３は移動制御部１３を制御して移動ロボット２の移動を停止させ（Ｓ６１）、モード設定部２２に通常モードを設定させて（Ｓ６３）、画像監視位置移動処理を終了する。通常モードが設定されると、移動ロボット２は白線テープ２０１に沿って走行し、待機位置まで移動して停止する。

図８は、図５におけるステップＳ３１の画像監視処理を示している。画像監視処理の前提として、図５のステップＳ２９の画像監視位置移動処理が行われ、その過程で画像監視モードが設定される。画像監視モード設定後に図５の処理がリターンすると、ステップＳ２１の判定がＮｏになり、ステップＳ３１の画像監視処理が行われる。画像監視位置移動処理を経ているので、画像監視処理が行われる時点では移動ロボット２は画像監視位置へ到達している。

画像監視処理では、制御部２３が画像送信制御部として機能し、撮像ユニット１５の撮像画像が制御部２３から通信部２０を介して制御装置３へと送信される。制御部２３は、移動ロボット２の上面に設けられたカメラが周囲を撮影した画像を送信する。また、制御部２３は、移動ロボット２の前面に設けられたＰＴＺカメラが撮影した画像を送信する。

図８に示すように、制御部２３は、カメラ操作信号の入力の有無を判定する（Ｓ７１）。カメラ操作信号は、カメラ操作コマンドによる制御信号である。移動ロボット２で画像監視モードが設定されているときは、制御装置３から監視センタ５へと画像が転送されている。監視センタ５でセンタ装置１２１が操作されてカメラ操作コマンドが入力されると、カメラ操作コマンドが制御装置３へ送られる。そして、カメラ操作信号が制御装置３から移動ロボット２に送信されて、制御部２３に入力される。制御部２３は、カメラ操作信号が入力されると、該信号に従ってＰＴＺカメラを操作する（Ｓ７３）。パン方向およびチルト方向の向きが制御され、また、ズーム倍率が制御される。

また、画像監視処理では、制御部２３は、施設警備解除信号の入力の有無を判定する（Ｓ７５）。施設警備解除信号が入力されると、モード設定部２２により通常モードが設定される（Ｓ７７）。通常モードが設定されると、移動ロボット２は、白線テープ２０１に沿った走行を開始し、待機位置まで移動して停止する。

移動ロボット２では、画像監視モードが設定されているときに、巡回開始信号が検知される可能性がある。典型的には、画像監視モードの設定中に、巡回スケジュールの巡回開始時刻が到来すると、巡回開始信号が発生して、制御部２３に検知される。しかし、本実施の形態では、巡回開始信号が検知されても、巡回経路を走行する移動制御は抑制される。すなわち、本実施の形態では、画像監視モードが設定されているときは、図５のステップＳ２１の判定がＮｏになるので、ステップＳ２３、Ｓ２５の処理は行われず、したがって、巡回開始信号の検知の有無に基づいた巡回処理が行われず、巡回が行われない。こうして、画像監視モードの設定中は巡回動作が抑制される。

以上に制御装置３および移動ロボット２の動作を個別に説明した。監視システム１は全体としては下記のように動作する。

警備装置４にて警備状態が警備解除であったとする。この場合、制御装置３から移動ロボット２へは施設警備解除信号が送信されており、移動ロボット２では通常モードが設定されている。そして、移動ロボット２では、巡回開始信号が検知されると巡回処理が行われ、移動ロボット２は巡回動作を行い、すなわち、巡回経路を走行ながら異常検知や画像送信を行う。

監視室が無人になり、警備装置４にて監視室の警備状態が警備セットになると、この警備状態が制御装置３にて検出され、制御装置３は移動ロボット２に施設警備信号を送信する。移動ロボット２は、施設警備信号を受信すると、画像監視モードになり、予め記憶した画像監視位置Ｐに移動する。移動ロボット２は、画像監視位置Ｐに到達すると、画像監視姿勢（向き）で静止して、画像を制御装置３に送信する。

制御装置３は、移動ロボット２から受信する画像を遠隔の監視センタ５に送信する。監視センタ５では画像がセンタ装置１２１にて表示される。また、制御装置３は、遠隔の監視センタ５からカメラ操作コマンドを受信すると、そのカメラ操作コマンドを制御信号として移動ロボット２に送信する。移動ロボット２は、カメラ操作コマンドを受信すると、コマンドの指示内容に応じてズーム制御、パンチルト制御といったカメラコントロールを行う。このようにして、警備装置４の警備状態が警備セットになると、移動ロボット２は画像監視モードを設定し、監視センタ５にとっての監視カメラとして機能することになる。なお、移動ロボット２は、画像監視モードに設定されているときは、巡回開始信号を検知しても巡回を行うことはない。

警備装置４にて監視室の警備状態が警備セットから警備解除になると、制御装置３は、移動ロボット２に施設警備解除信号を送信する。また制御装置３は、監視センタ５への画像送信を終了する。移動ロボット２は、施設警備解除信号を受信すると、通常モードになり、巡回開始信号を待ち受ける。

以上に説明したように、本実施の形態によれば、操作部の設置された区画の警備状態が判定され、警備状態が警備であれば、移動ロボットは画像監視位置に静止して撮影画像を制御装置に送り、制御装置は撮影画像を監視センタに転送する。移動ロボットは、監視センタにとっては画像監視位置に固定された監視カメラとして機能することになる。このようにして、監視室が無人となった場合であっても移動ロボットを用いた施設の監視が可能であり、また、監視室が無人の時に移動ロボットが不用意に移動して巡回することを防止して安全性を向上できる。

また、本実施の形態によれば、制御装置が警備装置から警備状態を受信するように構成され、したがって、警備装置から受信される情報を利用することによって警備状態を好適に判定できる。

また、本実施の形態によれば、警備状態が警備であるときは移動ロボットが画像監視モードを設定し、巡回開始信号を検知しても巡回を行わない。したがって、監視室が無人の時に移動ロボットが不用意に移動して巡回することを防止して安全性を向上できる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。ただし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。

本発明は、移動ロボットが工場等の監視対象施設を走行して異常を監視するシステムとして有用である。

本発明の実施の形態における移動ロボット制御装置を含む監視システムの構成を示す図である。 図１の移動ロボットの構成を示すブロック図である。 監視システムが適用される監視対象施設の例を示す図である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 移動ロボットの動作を示すフローチャートである。 移動ロボットの巡回処理を示すフローチャートである。 移動ロボットの画像監視位置移動処理を示すフローチャートである。 移動ロボットの画像監視処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 監視システム
２ 移動ロボット
３ 制御装置
４ 警備装置
５ 監視センタ

Claims (5)

1. 監視対象施設を巡回する移動ロボットと、前記監視対象施設に設けられた前記移動ロボットの制御装置と、遠隔の監視センタとを含み、前記制御装置が前記移動ロボットおよび前記監視センタと通信可能な監視システムであって、
   前記移動ロボットは、
   移動手段と、画像を撮影する撮像部と、前記監視対象施設における所定の画像監視位置を記憶する記憶部と、前記制御装置に撮影画像を送信する画像送信制御部と、前記制御装置から施設警備信号を受信すると前記移動手段を制御して前記画像監視位置まで前記移動ロボットを移動させる移動制御部とを備え、
   前記制御装置は、
   前記移動ロボットを制御するために利用者により操作される操作部と、前記操作部が設置された区画を警備又は警備解除する警備装置による前記区画の警備状態を受信する警備状態受信部と、前記受信した警備状態を判定する警備状態判定部と、警備状態が警備と判定されると前記施設警備信号を前記移動ロボットに送信し、前記移動ロボットから受信する撮影画像を前記監視センタに送信する制御部とを備えることを特徴とした監視システム。
2. 前記警備状態受信部は、前記操作部が設置された区画を警備又は警備解除する警備装置と通信して該警備装置から前記区画の警備状態を受信することを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
3. 前記移動ロボットは、更に、
   巡回経路の情報を記憶する記憶部と、
   前記制御装置から前記施設警備信号を受信すると画像監視モードを設定するモード設定部と、
   前記巡回経路の巡回開始を指示する巡回開始信号を検知する巡回開始検知部と、
   を備え、
   前記移動制御部は、前記画像監視モードが設定されている場合は、前記巡回開始検知部により前記巡回開始信号が検知されても、巡回動作を抑制することを特徴とする請求項１または２に記載の監視システム。
4. 移動手段、撮像部および通信部を備え、前記移動手段により巡回経路を巡回して前記撮像部の撮影画像を制御装置に送信する移動ロボットであって、
   監視対象施設における前記巡回経路の情報と所定の画像監視位置とを記憶する記憶部と、
   前記制御装置に前記撮影画像を送信する画像送信制御部と、
   前記制御装置から施設警備信号を受信すると画像監視モードを設定するモード設定部と、
   前記巡回経路の巡回開始を指示する巡回開始信号を検知する巡回開始検知部と、
   前記画像監視モードが設定されていない場合に前記巡回開始検知部による前記巡回開始信号の検知に応答して前記巡回経路を巡回するように前記移動手段を制御し、前記画像監視モードが設定されると前記画像監視位置に移動して静止するように前記移動手段を制御する移動制御部と、
   を備えることを特徴とした移動ロボット。
5. 監視対象施設を巡回する移動ロボットと通信して該移動ロボットを制御するとともに、遠隔の監視センタと通信可能な制御装置であって、
   前記移動ロボットを制御するために利用者により操作される操作部と、
   前記操作部が設置された区画を警備又は警備解除する警備装置における前記区画の警備状態を判定する警備状態判定部と、
   前記警備状態が警備と判定されると、前記移動ロボットを所定の画像監視位置に移動させる信号を前記移動ロボットに送信し、前記移動ロボットから受信する撮影画像を前記監視センタに送信する制御部とを備えることを特徴とした制御装置。

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