JP6598107B2 - サーバ装置及び管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、サーバ装置及び管理方法に関し、より詳細には、自律走行装置に走行経路を含む動作を指示するサーバ装置及び該サーバ装置による自律走行装置の動作の管理方法に関する。

従来から、人や物を運ぶための移動体は様々な種類が流通しており、この中には自律走行型の移動体、つまり自律走行装置も含まれる。自律走行装置は、運搬目的だけでなく、芝刈り、採鉱、周囲の状況確認のために用いることもできる。
このような自律走行装置では、中央管制する管制センタのサーバ装置により、その走行経路が管理されて提供されるようになっており、サーバ装置から自律走行装置への走行経路の情報は無線通信により提供されている。

しかしながら、無線基地局からの無線通信には電波の到達範囲が限られているため、自律走行装置がその到達範囲の外に出た場合には無線通信ができなくなってしまう。また、無線通信エリアであってもその外縁近辺のエリア（グレイエリア）では環境条件によっては通信ができないこともある。無線通信エリア外やグレイエリア内に目的地がある場合（以下、無線通信エリア外にはグレイエリアが含まれるものとする）であっても、自律走行装置は、無線通信可能なうちに目的地までの走行経路の情報を受信しておけば、目的地に到着することができる。しかし、自律走行装置が無線通信エリア外を走行中に実行するタスクや目的地到着後に実行するタスクが画像送信等の無線通信を伴うときはこれらのタスクを実行することができない。また、上述のようなタスクを伴わない場合であっても、目的地に到着後、次の目的地までの走行経路の情報を得ることができない等の問題もある。

よって、このような問題を回避するために、自律走行エリアを通信品質が十分に維持できるエリアに限定する必要が生じる。一方で、このような自律走行エリアの狭小化の問題を回避するための技術も提案されている。例えば、特許文献１には、移動ロボットが、通信不可能領域に移動した他の移動ロボットの位置を事前に作成された電波状況マップ及び通信のトライにより探索し、その位置に自律的に移動して、無線基地局との通信を中継する技術が開示されている。

なお、特許文献２には、移動中に無線基地局との通信が切断される状態を回避するための移動ロボットが開示されている。この移動ロボットは、ジャイロセンサやＧＰＳ（Global Positioning System）等で認識した無線環境マップ上の自己位置（スタート位置）と管理用コンピュータによって指示された目的位置とによって定められる移動経路上における、無線環境マップに記録された無線環境データに基づいて、移動経路を移動するときの最大移動速度を決定し、決定した最大移動速度を上限とする移動速度で移動するようになっている。

特開２００５−２５５１６号公報 特開２００８−９０５７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、無線通信エリア外に移動ロボットが移動した場合、該移動ロボットを発見するまでに時間を要し、無線通信エリア外に位置する目的地でタスクを実行するまでの時間や、該目的地にいる移動ロボットに次の目的地の情報を送信するまでの時間が長くなる場合があるという課題がある。
無論、このような事態を避けるために、無線基地局の設置場所を増やす（つまり設置密度を高くする）ことで、通信不可能領域を減らすことはできるが、その分、システムにかかるコストが増すことになる。なお、特許文献２に記載の技術は、複数台の移動ロボットが中継機能を用いて無線通信を行うものではなく、特許文献１に記載の技術の上述の課題を解決するものではない。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、無線基地局による無線通信エリア外において自律走行装置が無線通信を伴う動作を行うまでの時間が短いサーバ装置及び該サーバ装置による自律走行装置の動作の管理方法を提供することをその目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、無線通信部を備えた複数台の自律走行装置と通信し前記自律走行装置毎に走行経路を含む動作を指示するサーバ装置であって、前記自律走行装置の前記無線通信部が、前記サーバ装置と別の前記自律走行装置に設けられた他の前記無線通信部との通信を中継する中継機能を有すると共に、当該自律走行装置の現在の位置の情報及び無線通信用電波の受信強度の情報と、を前記サーバ装置に送信するものであり、前記サーバ装置は、前記動作を指示する情報を前記自律走行装置に送信する通信部を備え、前記通信部は、一の前記自律走行装置が所定の走行経路を走行中に前記受信強度が所定値以下となった場合、前記中継機能を可能とする領域内に留まるように指示する指示情報を前記一の自律走行装置に送信すると共に、前記一の自律走行装置の中継機能を経由して前記一の自律走行装置の代わりに前記所定の走行経路を走行するように指示する指示情報を前記一の自律走行装置とは異なる他の前記自律走行装置に送信することを特徴としたものである。

本発明の第２の技術手段は、無線通信部を備えた複数台の自律走行装置と通信が可能なサーバ装置による前記自律走行装置の動作の管理方法であって、別の前記自律走行装置に設けられた他の前記無線通信部との通信を中継する中継機能を有する前記自律走行装置から、前記サーバ装置が、当該自律走行装置の現在の位置の情報及び無線通信用電波の受信強度の情報と、を受信するステップと、前記サーバ装置が、一の前記自律走行装置が所定の走行経路を走行中に前記受信強度が所定値以下となった場合、前記中継機能を可能とする領域内に留まるように指示する指示情報を前記一の自律走行装置に送信すると共に、前記一の自律走行装置の中継機能を経由して前記一の自律走行装置の代わりに前記所定の走行経路を走行するように指示する指示情報を前記一の自律走行装置とは異なる他の前記自律走行装置に送信するステップを含むことを特徴としたものである。

本発明によれば、無線基地局による無線通信エリア外において自律走行装置が無線通信を伴う動作を行うまでの時間を短縮することができる。

本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置を含むシステムの一構成例を示すブロック図である。 図１のシステムに含まれる自律走行装置の一例を示す外観図である。 本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る自律走行装置の処理例を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るサーバ装置の処理例を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る自律走行装置であって、図９の自律走行装置とは異なるものの処理例を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るサーバ装置及び自律走行装置の動作を説明する図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るサーバ装置を含むシステムの一構成例を示すブロック図で、図２は、図１のシステムに含まれる自律走行装置の一例を示す外観図である。

本実施形態のシステムは、図１で例示するように自律走行装置１、無線基地局２、及びサーバ装置３を備えている。図１では、自律走行装置１を１台しか図示していないが、実際には複数台用意されている。また、無線基地局２は、自律走行装置１と無線通信するための固定の基地局であり、１箇所に限らず複数個所設置してもよく、その場合、例えば複数の無線基地局２がノードとなるメッシュネットワークを形成するなど、一部又は全部の無線基地局２に中継機能をもたせておけばよい。無線基地局２の１つはサーバ装置３に接続しておくか、サーバ装置３に内蔵しておけばよい。

自律走行装置１は、自律走行型の制御が可能な移動機構を備えたマシンである。図１及び図２の例において、この移動機構は、駆動制御部１１と該駆動制御部１１により制御される車輪１２ａを含む駆動部１２とで構成される。駆動部１２は、例えば図示しないエンジン及び／又はモータなどを備えている。ここでは４輪車を例に挙げているが、３輪や２輪など、車輪の数に制限はなく、また車輪１２ａを設けない機構を採用することもできる。図の例では、タイヤを用いているが、タイヤに代えてキャタピラを用いるようにしてもよい。

さらに、自律走行装置１は、カメラ１３、位置情報取得部１４、無線通信部１５及び目的地管理部１６を備えると共に、この例では自律走行装置１を制御する主制御部１０も備える。なお、主制御部１０は、駆動制御部１１、カメラ１３、無線通信部１５の制御を行い、位置情報取得部１４での取得の制御も行う。例えばこの主制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、作業領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）、及び記憶装置などの制御デバイスで構成され、その一部又は全部を集積回路／ＩＣ（Integrated Circuit）チップセットとして搭載することもできる。上記記憶装置には、主制御部１０での制御に係る制御プログラムをはじめ、各種設定内容などが記憶される。この記憶装置としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）など様々な装置が適用できる。

カメラ１３は、自律走行装置１の周囲の静止画像、又は動画像を撮影するための撮影装置である。撮影された画像は、上記記憶装置などに半永久的に記憶するようにしておくか、若しくはバッファリングしながらサーバ装置３に無線通信部１５を介して送信するようにしておけばよい。無論、カメラ１３は自律走行装置１に具備しなくてもよいが、具備することで走行経路に沿った監視等が可能となる。また、カメラ１３を障害物検知センサとして用いるなど、自律走行装置１にパッシブ型又はアクティブ型の障害物検知センサを設け、障害物を回避するように自律走行制御してもよい。これにより、自律走行装置１は、障害物を回避しながら、後述の決められた走行経路にほぼ沿って走行することが可能になる。

位置情報取得部１４は、例えばＧＰＳを用い、自律走行装置１の位置を示す位置情報を取得する。位置情報としては緯度経度を示したＧＰＳ座標のような座標情報であることが好ましいが、敷地内や屋内などごく限られた範囲でのみ自律走行装置を走らせる際には、単に直交座標や極座標などを採用することもできる。また、自律走行装置１について地上での移動機能（地形が凸凹していても平面上の処理で済む）を想定して説明しているが、飛行機能を有している場合（つまり飛行体である場合）には、位置情報や走行経路を示す情報に高さの情報も含めておけばよい。高さの情報は高度計などで取得することができる。

無線通信部１５は、無線通信ネットワークを介して情報を送受信する。無線通信ネットワークとしては、公衆に開放されているインターネットなどを利用してもよく、あるいは、接続できる装置が限定される専用回線の無線ネットワークを利用してもよい。無線通信部１５は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に則って、アクセスポイントとなる無線基地局２を介してサーバ装置３と通信する。無線ＬＡＮ規格としてはＷｉＦｉ（登録商標；以下同様）による認証がなされたものが汎用性の点から好ましい。少なくとも１台の自律走行装置１に設けられた無線通信部１５は、無線基地局２からの電波が他の自律走行装置に届かない場合などのために、上記他の自律走行装置に搭載された無線通信部との無線通信を行い、無線基地局２と上記他の自律走行装置との無線通信を中継する中継機能をもつ。例えば、１又は複数の無線基地局２と１又は複数の無線通信部１５により、無線メッシュネットワークを形成しておくなどすればよい。
主制御部１０は、無線通信部１５を通じて受信される無線通信用の電波の受信強度の情報を取得する。また、取得された受信強度の情報は、無線通信部１５を介して、サーバ装置３に送信される。

目的地管理部１６は、自律走行装置１が目的地に到着したか否か判定するために目的地の情報を記憶する。目的地の情報は、位置情報取得部１４で取得する位置情報と同様に座標情報等であり、後述の経路情報に含まれている。目的地管理部１６は、ＨＤＤ、ＳＳＤなど様々な装置が適用でき、主制御部１０の記憶装置と装置を共有する形態であってもよい。

また、カメラ１３及び無線通信部１５などは、図２で例示するように自律走行装置１の適所に配置しておけばよい。但し、例示する配置に限らず、いずれの部位も、その感度が良くなるような位置等に設けられていればよい。
なお、自律走行装置１は、上述の自律走行型の移動機能に加えて、輸送機能、監視機能、掃除機能、道案内機能、農作業（芝刈り、耕うん、収穫）などの種々の機能を備えていてもよい。

サーバ装置３は、無線通信部１５を備えた複数台の自律走行装置１と無線基地局２を介して通信が可能な装置であり、無線基地局２の無線通信エリア内に位置する。このサーバ装置３は、一般的にサーバプログラムを組み込んだコンピュータ（つまりサーバコンピュータ）で構成される。サーバ装置３は、複数台の自律走行装置１を中央管制する管制センタとして設けられる。

また、サーバ装置３は後述する設定部３０ａ及び通信部（通信制御部）３０ｂを備える。図１では、これらをサーバ装置３の制御部３０の一部として設けた例を挙げているが、これに限ったものではない。制御部３０は、プログラム保存領域に格納されたサーバプログラムを動作させ、各種制御を行う。例えば制御部３０は、ＣＰＵ又はＭＰＵ、作業領域としてのＲＡＭ、及び記憶装置などの制御デバイスで構成され、その一部又は全部を集積回路／ＩＣチップセットとして搭載することもできる。
この記憶装置には、上記サーバプログラムをはじめ、各種設定内容などが記憶される。この記憶装置としては、ＨＤＤ、ＳＳＤなど様々な装置が適用できる。

設定部３０ａは、ユーザ操作等に基づき走行経路を設定する。走行経路は、例えば、目的ポイントすなわち目的地と目的ポイントまでの通過ポイントを示す情報であり、また、開始ポイントの情報を含んでもよく、目的ポイントのみであってもよい。この走行経路は、目的ポイント等についての座標値の座標値の指定操作や地図上での指定操作などのユーザ操作に基づいて設定され、また、このようなユーザ操作と、通行可能な経路を自動的に探索する処理も併用して設定してもよい。なお、ユーザとはサーバ装置３を使用し自律走行装置１の走行を管理している管理者ユーザを指す。

通信部３０ｂは、設定部３０ａで設定された走行経路を示す経路情報を、その走行経路に関わる自律走行装置１に対して無線基地局２から無線通信で送信する。無論、この無線通信は、自律走行装置１が自身に対する経路情報を他の自律走行装置１に対する経路情報と区別できるように行う。この区別のためには、ＩＰ（Internet Protocol）アドレス、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス、車体番号などの識別情報を利用すればよい。

一方、自律走行装置１では、主制御部１０が、無線通信部１５で受信した経路情報と位置情報取得部１４で取得した位置情報とに基づいて、駆動制御部１１に対して自律走行の指示を行う。駆動制御部１１はこの指示に基づき駆動部１２での駆動を制御する。

さらに、サーバ装置３は、ロボット状態管理部３１、位置情報管理部３２、目的地管理部３３、走行経路管理部３４を有する。これら管理部３１〜３４は、記憶装置であり、ＨＤＤ、ＳＳＤなど様々な装置が適用でき、制御部３０の記憶装置と装置を共有する形態であってもよい。

ロボット状態管理部３１は、複数の自律走行装置１のうち後述のアクセスポイントモードで動作中の自律走行装置１を記憶する。
位置情報管理部３２は、自律走行装置１それぞれの位置情報を記憶するものであり、自律走行装置１それぞれの現在の位置情報や、自律走行中の位置情報の履歴などを記憶する。自律走行中の位置情報の履歴は、後述するように、行きの走行経路を反対側から戻って走行する戻り走行経路の設定のために用いられる。
目的地管理部３３は、自律走行中の自律走行装置１それぞれの目的地を記憶する。
走行経路管理部３４は、ユーザ操作に基づき設定された走行経路を記憶する。

以上のような自律走行装置１及びサーバ装置３からなるシステムにおいて、サーバ装置３の通信部３０ｂは、一の自律走行装置１が目的地に到達する前に、該一の自律走行装置１における無線通信用電波の受信強度が所定値以下となった場合、中継機能を有効とし走行を停止するよう指示する指示情報を上記一の自律走行装置１に送信する。それと共に、通信部３０ｂは、上記一の自律走行装置１の中継機能を利用可能な領域を経由して上記目的地に移動するよう指示する指示情報を、上記一の自律走行装置１とは異なる他の自律走行装置１に送信する。以下図１のシステムにおけるこの特徴的な動作について、図３〜図８を参照しながらより具体的に説明する。なお、以下、「自律走行装置」を「ロボット」と省略する。

図３（Ａ）〜図８（Ａ）はそれぞれ、サーバ装置３と無線通信可能なロボット１ａ，１ｂの無線通信用電波の受信強度の情報（以下、「無線通信用電波の受信強度」を「受信強度」と省略）が、各ロボット１ａ，１ｂの左上に棒グラフ状に示されており、濃色領域が大きいほど受信強度が高いことを示している。また、図３（Ｂ）〜図８（Ｂ）はそれぞれ、ロボット１ａ，１ｂの位置関係を示している。

本例では、サーバ装置３が、予めロボット１ａ，１ｂの現在の位置情報を該当するロボット１ａ，１ｂからそれぞれ取得し位置情報管理部３２に記憶しているものとし、経路情報として通過ポイントと目的ポイントの情報が含まれているものとする。

サーバ装置３は、図３（Ａ）に示すように無線通信可能なロボット１ａに対し、走行経路管理部３４に記憶されている走行経路の中から１つ選択しその情報すなわち経路情報を送信する。走行中や目的地に到着後に実行すべきタスクすなわち処理がある場合、サーバ装置３はそのタスクの情報も経路情報と共にロボット１ａに送信する。

図３（Ｂ）の開始ポイントで停止していたロボット１ａは、サーバ装置３から経路情報を受け取ると、該経路情報に従って走行する。経路情報には目的地の情報が含まれており、目的地の情報は、目的地管理部１６に記憶される。

また、ロボット１ａは、目的地に到着するまでの間、当該ロボット１ａの現在の位置情報と当該ロボット１ａの受信強度の情報を取得しており、これらの情報をサーバ装置３に送信する。
さらに、ロボット１ａは、主制御部１０が目的地の情報及び現在の位置情報に基づいて目的地に到着したか否か判定しており、目的地に到着した場合、その旨を示す到着通知をサーバ装置３に行う。

サーバ装置３は、到着通知に対する応答として、新たな経路情報をロボットに送信する。ロボット１ａは目的地到着後にその新たな経路情報を受け取ると、該新たな経路情報に従って走行する。

サーバ装置３は、到着通知を受け取る前に、ロボット１ａの受信強度が図４（Ａ）に示すように所定値以下になった場合、走行を停止し通常のクライアントモードからアクセスポイントモード（ＡＰモード）に移行するよう指示情報をロボット１ａに送信する。ＡＰモードは、他のロボットとサーバ装置３すなわち無線基地局２との無線通信を中継する無線通信部１５の中継機能を有効にするモードである。

また、上述のように受信強度が所定値以下になった場合、サーバ装置３は、管理下にある他のロボット１ｂにロボット１ａのタスクを実行させるべく、ロボット１ａに割り当てた走行経路の情報に基づいて、他の自律走行装置１ｂの走行経路を設定部３０ａにて設定し、その情報を該他のロボット１ｂに送信する。このように走行経路を設定することで、ロボット１ａの中継機能を利用可能な領域を経由して目的地に移動することができる。
なお、他のロボット１ｂはサーバ装置３の管理下にあればよく、すなわち、無線通信エリア内に位置しサーバ装置３と無線通信可能なものであればよく、移動中及びタスクの実行中ではないものが好ましい。

他のロボット１ｂは、サーバ装置３から受け取った経路情報に従って走行する。ロボット１ａは図４（Ｂ）、図５（Ｂ）、及び図６（Ｂ）に示すように停止しているがアクセスポイントモードとなっているため、他のロボット１ｂは、受信強度が小さくならない状態でロボット１ａよりも目的地の近くまで到達することができる。言い換えると、ロボット１ａがアクセスポイントとなることにより、他のロボット１ｂの行動範囲が広がっている。なお、他のロボット１ｂも、当該ロボット１ｂの現在の位置情報と当該ロボット１ｂの受信強度の情報をサーバ装置３に送信する。

他のロボット１ｂは、図６（Ｂ）に示すように、目的地に到着したときには、ロボット１ａを中継した無線通信により、到着通知をサーバ装置３に行う。
サーバ装置３は、他のロボット１ｂからの到着通知に応答して、図３（Ｂ）の他のロボット１ｂの元の開始ポイントに戻るよう、他のロボット１ｂに経路情報を送信する。この元の位置に戻るための経路情報（以下、戻り経路情報）は、他のロボット１ｂの行きの経路情報に基づいて設定することができ、また、他のロボット１ｂの現在の位置情報を位置情報管理部３２で蓄積しておき、これら蓄積した情報に基づいて設定することもできる。
他のロボット１ｂは、設定された戻り経路情報に従って走行し、図７（Ｂ）に示すように目的地である元の開始ポイントに到着したときには、その旨を示す戻り通知をサーバ装置３に行う。

サーバ装置３は、他のロボット１ｂから戻り通知を受けると、ＡＰモードを解除するよう指示する指示情報をロボット１ａに送信すると共に、図３（Ｂ）のロボット１ａの元の開始ポイントに戻るよう、ロボット１ａに経路情報を送信する。自律走行装置１ａがこの元の位置に戻るための戻り経路情報は、ロボット１ａの現在の位置情報を位置情報管理部３２で蓄積しておき、これら蓄積した情報に基づいて設定することができる。
ロボット１ａは、図７（Ｂ）に示すように元の開始ポイントに到着したときには、その旨をサーバ装置３に対し送信し、次の経路情報（及びタスク）が送信されるまで待機する。

以上は、ロボット１ａ以外にロボットが存在する場合の動作であるが、図８（Ａ）に示すように、ロボット１ａ以外にサーバ装置３の管理下のロボットが存在しない場合、サーバ装置３は以下のように動作する。すなわち、サーバ装置３は、上述の場合であって、到着通知を受け取る前にロボット１ａの受信強度が図４（Ａ）に示すように所定値以下になった場合は、ロボット１ａが図３（Ｂ）の元の開始ポイントに戻るよう、戻り経路情報を該ロボット１ａに送信する。ロボット１ａは、図８（Ｂ）に示すように元の開始ポイントに到着したときには、その旨をサーバ装置３に対し送信し、次の経路情報（及びタスク）が送信されるまで待機する。

図９〜図１１はそれぞれ、ロボット１ａ、サーバ装置３、ロボット１ｂの処理例を説明するフローチャートである。なお、説明の簡略化のため、サーバ装置３の管理下にはロボット１ａ及びロボット１ｂのみまたはロボット１ａのみが存在し、ユーザ操作に基づき設定された目的地は、受信強度が良好のままロボット１ａが到着できない場合であっても、ロボット１ａをアクセスポイントとして利用するロボット１ｂであれば受信強度が良好のまま到着できるものとする。また、ロボット１ｂは、ロボット１ａをアクセスポイントとして利用し動作する時以外は、タスク等は実行しておらず待機中であるものとする。

後述のステップＳ１２におけるサーバ装置３からの経路情報の送信を待機中であったロボット１ａは、図９に示すように、経路情報をサーバ装置３から受け取ると（ステップＳ１）、経路情報に含まれる目的地の情報を目的地管理部１６に記憶した上で、受け取った経路情報に従って走行する（ステップＳ２）。ロボット１ａは、当該ロボット１ａの現在の位置情報と当該ロボット１ａの受信強度の情報を位置情報取得部１４や主制御部１０等を介して取得し、これらの情報をサーバ装置３に送信する（ステップＳ３）。

ロボット１ａの主制御部１０は、目的地管理部１６に記憶の目的地の情報及び当該ロボット１ａの現在の位置の情報に基づいて、ロボット１ａが目的地に到着したか否か判定する（ステップＳ４）。
目的地に到着していた場合（ＹＥＳの場合）、ロボット１ａは、サーバ装置３に到着通知を行い（ステップＳ５）、処理をステップＳ１に戻し、サーバ装置３からの経路情報の送信を待機する。

一方、ステップＳ４において目的地に到着していなかった場合（ＮＯの場合）、サーバ装置３からＡＰ待機要求があったか否か判定する（ステップＳ６）。ＡＰ待機要求は、目的地に到着していない状態でロボット１ａの受信強度が所定値以下になった場合に、後述のステップＳ１８においてサーバ装置３からロボット１ａに送信されてくる情報であって、ＡＰモードへの切り替えを指示する指示情報である。

ＡＰ待機要求がなかった場合（ＮＯの場合）、受信強度に特に問題がないということであるため、ロボット１ａは、処理をステップＳ２に戻し、経路情報に従った走行を継続する。
一方、ＡＰ待機要求があった場合（ＹＥＳの場合）、ロボット１ａは、走行を停止しＡＰモードに切り替えた後に待機する（ステップＳ７）。
ロボット１ａは、ＡＰモードで待機しているときにサーバ装置３から経路情報を受信すると（ステップＳ８）、ＡＰモードを解除し（ステップＳ９）、処理をステップＳ２に戻す。ＡＰモードで待機しているときにサーバ装置３から受信する経路情報は、後述のステップＳ２３においてサーバ装置３が送信する戻り経路情報である。ロボット１ａは、ステップＳ２に処理を戻し、戻り経路情報に従って走行する。この戻り経路情報に含まれる目的地の情報すなわち元の開始ポイントの情報は、目的地管理部１６に記憶され、その後のステップＳ４の目的地に着いたか否かの判定処理に用いられる。

サーバ装置３は、図１０に示すように、走行経路管理部３４に記憶の走行経路の中からランダムに１つ選択し（ステップＳ１１）、該走行経路を示す経路情報をロボット１ａに送信し（ステップＳ１２）、処理をステップＳ１３へ進める。送信された経路情報が示す走行経路は他の走行経路と区別して記憶され、また、該走行経路の目的地は目的地管理部３３に記憶される。なお、ステップＳ１１における選択方法はランダムに限られず、所定の法則に従って選択してもよい。

ステップＳ１３において、サーバ装置３は、ロボットから情報が送信されてくるのを待機する。例えば、前述のステップＳ３におけるロボット１ａからの現在地情報や受信強度情報の送信、ステップＳ５におけるロボット１ａからの到着通知の送信、後述のステップＳ３３におけるロボット１ｂからの現在地情報や受信強度情報の送信、後述のステップＳ３５のロボット１ｂからの到着通知の送信等があるまで待機する。
待機中にロボットからこれらの情報が送信されてくると、到着通知の有無に基づいて、送信元のロボットが目的地に到着したか否か判定する（ステップＳ１４）。目的地管理部３３に記憶の目的地の情報及び受信した現在地情報に基づいて到着したか否か判定してもよい。

目的地に到着していなければ（ＮＯの場合）、情報の送信元であるロボットの現在の位置情報を位置情報管理部３２に記憶し（ステップＳ１５）、情報の送信元のロボットの信号強度が所定値以下か否か判定する（ステップＳ１６）。
所定値以下でない場合（ＮＯの場合）、サーバ装置３は、処理をステップＳ１３に戻し、所定値以下である場合（ＹＥＳの場合）、サーバ装置３は、管理下に他のロボットであって待機中のロボットが存在するか否か判定する（ステップＳ１７）。

存在する場合（ＹＥＳの場合）、サーバ装置３は、受信強度が所定値以下であった対象のロボットすなわちロボット１ａにＡＰ待機要求を送信する（ステップＳ１８）。このとき、ロボット状態管理部３１にＡＰモードで動作中のロボットとしてロボット１ａを記憶する。
また、サーバ装置３は、ロボット１ａに送信した経路情報と同じ経路情報を他のロボットすなわちロボット１ｂに送信する（ステップＳ１９）。その後、サーバ装置３は、処理をステップＳ１３へ戻す。

一方、ステップＳ１４において、ロボットが目的地に到着していた場合（ＹＥＳの場合）、サーバ装置３は、ロボット状態管理部３１を参照し、ＡＰモードで待機しているロボットがいるか否か判定する（ステップＳ２０）。
ＡＰモードで待機しているロボットがいない場合（ＮＯの場合）、つまり、ロボット１ａが目的地についた場合、サーバ装置３は、処理をステップＳ１１に戻す。
ＡＰモードで待機しているロボットがいる場合（ＹＥＳの場合）、つまり、ロボット１ｂが目的地についた場合、サーバ装置３では、ロボット１ｂが当初の開始ポイントに戻るよう走行経路を設定し、該戻り走行経路を示す戻り経路情報をロボット１ｂに送信する（ステップＳ２１）。上記戻り走行経路及び後述のステップＳ２３、Ｓ２４における戻り走行経路は設定部３０ａが位置情報管理部３２を参照して設定する。

その後、サーバ装置３は、後述のステップＳ３５においてロボット１ｂが送信する到着通知、すなわち、ロボット１ｂが目的地である元の開始ポイントに到着したことを示す到着通知をロボット１ｂから受信するまで待機する（ステップＳ２２）。該到着通知を受信すると、サーバ装置３では、ＡＰモードで待機中のロボット１ａが当初の開始ポイントに戻るよう走行経路を設定し、該戻り走行経路を示す戻り経路情報をロボット１ａに送信し（ステップＳ２３）、処理をステップＳ１３に戻す。なお、ステップＳ２３で戻り経路情報を送信する際、ロボット状態管理部３１に記憶のＡＰモードで動作中のロボットの情報からロボット１ａを消去する。

また、ステップＳ１７において、サーバ装置３の管理下に他のロボットが存在しない場合（ＮＯの場合）、サーバ装置３は、受信強度が所定値以下であった対象のロボットすなわちロボット１ａが当初の開始ポイントに戻るよう走行経路を設定し、該戻り走行経路を示す戻り経路情報をロボット１ａに送信し（ステップＳ２４）、処理をステップＳ１３に戻す。

ロボット１ｂは、図１１に示すように、ステップＳ１９またはＳ２１においてサーバ装置３から送信される経路情報（戻り経路情報）を受け取ると（ステップＳ３１）、該経路情報に含まれる目的地の情報を目的地管理部１６に記憶した上で、受け取った経路情報に従って走行する（ステップＳ３２）。ロボット１ｂは、当該ロボット１ｂの現在の位置情報と当該ロボット１ｂの受信強度の情報を位置情報取得部１４や主制御部１０等を介して取得し、これらの情報をサーバ装置３に送信する（ステップＳ３３）。受信強度の情報の送信は省略してもよい。

ロボット１ｂの主制御部１０は、目的地管理部１６に記憶の目的地の情報及び当該ロボット１ｂの現在の位置の情報に基づいて、ロボット１ｂが目的地に到着したか否か判定する（ステップＳ３４）。
目的地に到着していなかった場合（ＮＯの場合）、ロボット１ｂは、処理をステップＳ３４に戻し、目的地に到着していた場合（ＹＥＳの場合）、ロボット１ｂは、サーバ装置３に到着通知を行い（ステップＳ３５）、処理をステップＳ１に戻し、サーバ装置３からの経路情報の送信を待機する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、サーバ装置３の通信部３０ｂは、ロボット１ａが目的地に到達する前にロボット１ａにおける受信強度が所定値以下となった場合、中継機能を有効とし走行を停止するよう指示する指示情報をロボット１ａに送信すると共に、ロボット１ａの中継機能を利用可能な領域を経由して上記目的地に移動するよう指示する指示情報を、ロボット１ａとは異なるロボット１ｂに送信していた。
それに対し、第２の実施形態では、サーバ装置３の通信部３０ｂは、ロボット１ａが目的地に到達する前にロボット１ａにおける受信強度が所定値以下となった場合、中継機能を有効としロボット１ａを追走するよう指示する指示情報を、ロボット１ａとは異なるロボット１ｂに送信する。

以下、第２の実施形態のこの特徴的な動作について、図１２〜図１６を参照しながらより具体的に説明する。図１２〜図１６はそれぞれ、図１の無線基地局２に対応するアクセスポイント（ＡＰ）と各ロボット１ａ，１ｂの位置関係を示している。

サーバ装置３は、図１２に示すようにＡＰの無線通信エリアＲ１内に位置し無線通信可能なロボット１ａに対し、走行経路管理部３４を参照し、１つの走行経路の経路情報を送信する。

図１２の開始ポイントで停止していたロボット１ａは、サーバ装置３から経路情報を受け取ると、該経路情報に従って走行する。経路情報には目的地の情報が含まれており、目的地の情報は、目的地管理部１６に記憶される。

また、ロボット１ａは、目的地に到着するまでの間、当該ロボット１ａの現在の位置情報と当該ロボット１ａの受信強度の情報を取得しており、これらの情報をサーバ装置３に送信する。ロボットの１ａの現在位置情報の履歴はサーバ装置３の位置情報管理部３２に記憶される。
さらに、ロボット１ａは、主制御部１０が目的地の情報及び現在の位置情報に基づいて目的地に到着したか否か判定しており、目的地に到着した場合、その旨を示す到着通知をサーバ装置３に行う。

サーバ装置３は、到着通知を受け取る前に、図１３に示すようにロボット１ａが無線通信エリアＲ１の境界の近くまで移動し、ロボット１ａでの受信強度が所定値以下になった場合、ロボット１ａとは異なるロボット１ｂに対し、以下の情報を送信する。すなわち、通常のクライアントモードからＡＰモードに移行するよう指示する指示情報と、ロボット１ａを追走するための経路情報とを送信する。追走のための経路情報は、例えば受信強度が所定値以下となったときのロボット１ａの位置を目的ポイントとしたものであり、それまでに受信したロボット１ａの現在位置を通過ポイントとして含んでもよい。ロボット１ｂは、受信強度が所定値以下となったロボット１ａの位置とＡＰの位置との間に位置するものであることが好ましい。なお、第２の実施形態の所定値は、第１の実施形態の所定値と同じであってもよいし、異なってもよい。

このように、ロボット１ａにおける受信強度が所定値以下となった段階から、ＡＰモードで動作中のロボット１ｂでロボット１ａを追走することで、図１４に示すように、ロボット１ａは、ＡＰの無線通信エリアＲ１外に位置していてもロボット１ｂの無線通信エリアＲ２内にいるため、ロボット１ｂを中継して無線通信可能とすることができる。
なお、ロボット１ａは、無線通信エリアＲ１外の目的地に到着した後、一度無線通信エリア内Ｒ１に戻ってから、次のタスク（経路情報）がサーバ装置３から送信されてくるのを待機することが好ましい。

以上は、ロボット１ａ以外にロボットが存在する場合の動作であるが、図１５に示すように、ロボット１ａ以外にサーバ装置３の管理下のロボットが存在しない場合、サーバ装置３は以下のように動作する。すなわち、サーバ装置３は、上述の場合であって、図１５に示すようにロボット１ａが無線通信エリアＲ１の境界の近くまで移動し、ロボット１ａでの受信強度が所定値以下になった場合は、ロボット１ａが元々来た経路を戻るよう、経路情報を送信する。この経路情報は、設定部３０ａが位置情報管理部３２を参照して設定する走行経路を示すものである。

ロボット１ａは、元々来た経路を戻る経路情報に従って走行している間、現在位置情報及び受信強度の情報をサーバ装置３に送信しており、図１６に示すように戻った結果、受信強度の情報が予め定められた値を超えたときは、サーバ装置３は、ロボット１ａに走行を停止し待機するよう指示する指示情報を送信する。サーバ装置３は、この指示情報に代えて、新たな経路情報を送信するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、ロボット１ａと連動して動作するロボット１ｂは、ロボット１ａの中継機能を利用して動作するよう指示する指示情報やＡＰモードで動作しロボット１ａを追走するよう指示する指示情報を受信する時点において待機中であり、別のタスクを実行中ではなかった。
しかし、以下のように構成することで、ロボット１ｂがタスクを実行中の場合に、そのタスクの実行を中断し、ロボット１ａのタスクを連動して実行するようにしてもよい。
すなわち、タスク（走行経路）毎に優先度を設定し、それをサーバ装置３において記憶しておき、ロボット１ａの受信強度が所定値以下となったときに、ロボット１ａのタスクが、ロボット１ｂのタスクより優先度が高い場合は、ロボット１ｂに対し、タスクを中断するよう指示する指示情報を送信する。また、この指示情報に加えて、サーバ装置３は、第１または第２の実施形態のようにロボット１ａ及びロボット１ｂの中継機能を利用してロボット１ａに割り当てられたタスクを実行するよう指示する指示情報を送信する。

これにより、無線通信エリア内外での無線通信を伴うタスクのうち優先度の高いものから順に処理することができる。

なお、ロボット１ａのタスクが終了した後は、ロボット１ｂは中断していたタスクを再開することが好ましい。

以上の例では、位置情報を取得する際にＧＰＳを利用していたが、現在利用されている他の衛星測位システムを利用してもよい。例えば、日本の順天頂衛星システム（Quasi-Zenith Satellite System：QZSS）、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）ＥＵ（European Union）のガリレオ、中国の北斗、インドのＩＲＮＳＳ（Indian Regional Navigation Satellite System）などを利用してもよい。

また、以上の例では、無線伝送方式として、ＷｉＦｉによる認証がなされた無線ＬＡＮの規格に準じた方式を利用していた。しかし、無線伝送方式として、ＷｉＦｉによる認証がない無線ＬＡＮの規格に準じた方式を利用してもよく、また、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ＬＥ（Low Energy）などの規格に準じた方式を利用してもよく、無線到達距離や伝送帯域等を考慮して適切なものが利用され、例えば携帯電話網などを利用してもよい。

以上、本発明の様々な実施形態に係るサーバ装置及びそれを備えたシステムについて説明したが、本発明は、管理方法としての形態も採り得る。この管理方法は、無線通信部を備えた複数台のロボットと無線基地局を介して通信が可能なサーバ装置によってロボットの動作を管理する方法であり、受信ステップと、判定ステップと、送信ステップを含む。上記受信ステップでは、別のロボットに設けられた無線通信部との通信を中継する中継機能を有するロボットから、サーバ装置が、当該ロボットの現在の位置の情報及び受信強度の情報と、を受信する。上記判定ステップでは、サーバ装置が、該サーバ装置から受信した走行経路に従って走行する一のロボットが目的地に到達する前に、受信強度が所定値以下となったか否か判定する。上記送信ステップでは、受信強度が所定値以下となったと判定された場合に、サーバ装置が、一のロボットまたは他のロボットの中継機能を利用し一のロボット及び他のロボットのいずれかが目的地に到達するよう一のロボット及び／または他のロボットに指示する情報を送信する。

１，１ａ，１ｂ…自律走行装置（ロボット）、２…無線基地局、３…サーバ装置、１０…主制御部、１１…駆動制御部、１２…駆動部、１２ａ…車輪、１３…カメラ、１４…位置情報取得部、１５…無線通信部、１６…目的地管理部、３０…制御部、３０ａ…設定部、３０ｂ…通信部、３１…ロボット状態管理部、３２…位置情報管理部、３３…目的地管理部、３４…走行経路管理部。

Claims (2)

1. 無線通信部を備えた複数台の自律走行装置と通信し前記自律走行装置毎に走行経路を含む動作を指示するサーバ装置であって、
   前記自律走行装置の前記無線通信部が、前記サーバ装置と別の前記自律走行装置に設けられた他の前記無線通信部との通信を中継する中継機能を有すると共に、当該自律走行装置の現在の位置の情報及び無線通信用電波の受信強度の情報と、を前記サーバ装置に送信するものであり、
   前記サーバ装置は、前記動作を指示する情報を前記自律走行装置に送信する通信部を備え、
   前記通信部は、一の前記自律走行装置が所定の走行経路を走行中に前記受信強度が所定値以下となった場合、前記中継機能を可能とする領域内に留まるように指示する指示情報を前記一の自律走行装置に送信すると共に、前記一の自律走行装置の中継機能を経由して前記一の自律走行装置の代わりに前記所定の走行経路を走行するように指示する指示情報を前記一の自律走行装置とは異なる他の前記自律走行装置に送信することを特徴とするサーバ装置。
2. 無線通信部を備えた複数台の自律走行装置と通信が可能なサーバ装置による前記自律走行装置の動作の管理方法であって、
   別の前記自律走行装置に設けられた他の前記無線通信部との通信を中継する中継機能を有する前記自律走行装置から、前記サーバ装置が、当該自律走行装置の現在の位置の情報及び無線通信用電波の受信強度の情報と、を受信するステップと、
   前記サーバ装置が、一の前記自律走行装置が所定の走行経路を走行中に前記受信強度が所定値以下となった場合、前記中継機能を可能とする領域内に留まるように指示する指示情報を前記一の自律走行装置に送信すると共に、前記一の自律走行装置の中継機能を経由して前記一の自律走行装置の代わりに前記所定の走行経路を走行するように指示する指示情報を前記一の自律走行装置とは異なる他の前記自律走行装置に送信するステップを含むことを特徴とする管理方法。

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