JP6875228B2 - ロボット調達装置、及びロボット調達方法 - Google Patents

ロボット調達装置、及びロボット調達方法 Download PDF

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Description

この発明は、ロボット調達装置、及びロボット調達方法に関する。
特許文献1には、「複数の移動ロボットが作業を分担することで同時に複数の来客に対応するとともに、エレベータを利用してビルの階層間を移動可能とし、各移動ロボットが互いの担当業務を交代することができる受付案内システムを提供する。」、「人間の言葉を認識する音声認識部と、音声合成によって人間が理解できる言葉を発声する発話部と、空間を自律的に移動する移動体と、物体をハンドリングするマニピュレータと、外部サーバと通信する外部通信部とを備えた移動ロボットと、エレベータを制御するエレベータ制御サーバと、来客の入出を検出する来客検出装置と、来客検出装置に接続して来客検出装置を制御する来客検出サーバを備える。」と記載されている。
特開2006−198730号公報
昨今、ロボットに関する研究開発が加速しており、商業施設(店舗や銀行等)や公共施設(空港、駅、役所、病院等)等の様々な場所において、ロボットによるサービス(接客、案内、通訳、介護、対話等)の提供について実用化が進められている。人が従来行っていた業務をロボットに代替させることで、労働力確保の問題の解消や人件費の抑制等の様々な効果が期待される。
ところで、例えば、ロボットによるサービスが展開される複数の現場(以下、サービスエリアと称する。)において複数のロボットを用いてサービスを提供しようとする際は、各サービスエリアにおけるサービスの品質(満足度、迅速性等)を確保するとともに、複数のロボットを複数のサービスエリア全体として効率よく運用する必要がある。上記特許文献1には、複数の移動ロボットに作業を分担させて同時に複数の来客に対応することが開示されているが、こうした観点に基づく仕組みについては開示されていない。
本発明は、ロボットによるサービスの品質を確保するとともに各サービスエリアに展開されるロボットを効率よく運用することが可能な、ロボット調達装置、及びロボット調達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の本発明の一つは、ロボット調達装置であって、ロボットがサービスの提供を行う複数のサービスエリアの夫々におけるロボットの過不足数を記憶する記憶部と、
ロボットの調達先となる前記サービスエリアである調達先サービスエリアへの調達の対象とするロボットを、前記調達先サービスエリアにおけるロボットの過不足数と、前記調達先サービスエリアに隣接していない前記サービスエリアを含む、前記調達先サービスエリア以外の前記サービスエリアにおけるロボットの過不足数とに基づき決定する調達処理を行う調達部と、
前記複数のサービスエリアの夫々におけるロボットの過不足数を、前記サービスエリアの夫々について次式から求められる負荷率に基づき設定するサービスエリア監視部と、
あるサービスエリアの負荷率=当該サービスエリアでサービス中のロボット数/当該サービスエリアに現在存在するロボットの数
を備える。
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
本発明によれば、ロボットによるサービスの品質を確保するとともに各サービスエリアに展開されるロボットを効率よく運用することができる。
ロボット管理システムの概略的な構成を示す図である。 ロボットが備える主な構成を示す図である。 ロボットドックが備える主な構成を示す図である。 ロボットドック管理装置の主な構成を示す図である。 ロボット調達装置の主な構成を示す図である。 サービスエリア管理テーブルの一例である。 ロボット状態テーブルの一例である。 初期調達設定テーブルの一例である。 重み設定テーブルの一例である。 ロボットドック状態テーブルの一例である。 モバイル端末やロボットドック管理装置がユーザに提示する画面の例である。 ユーザがモバイル端末を操作してロボットの調達を要求する場合に行われる通信を説明する図である。 ユーザロボットドックのユーザインタフェースを操作してロボットの調達を要求する場合に行われる通信を説明する図である。 ユーザが自らユーザインタフェースを操作して調達対象とするロボットを選択する場合に行われる通信を説明する図である。 カメラから送られてくるイベント発生通知に応じて調達処理が行われる場合に行われる通信を説明する図である。 ロボットに備えられたセンサから出力される情報に基づきロボットから発せられるイベント発生通知に応じて調達処理が行われる場合に行われる通信を説明する図である。 非オンデマンド処理に際して行われる通信を説明する図である。 ロボット個体管理部とロボット制御部との間で行われる通信を説明する図である。 調達要求メッセージの例である。 調達要求の返答メッセージの例である。 調達命令メッセージの例である。 調達命令の返答メッセージの例である。 タスク実行メッセージの例である。 サービスエリア監視処理を説明するフローチャートである。 リアルタイム更新処理を説明するフローチャートである。 ロボット個体管理処理を説明するフローチャートである。 ロボットドック管理処理を説明するフローチャートである。 オンデマンド調達処理を説明するフローチャートである。 非オンデマンド調達処理を説明するフローチャートである。
以下、実施形態につき図面を参照しつつ説明する。尚、以下の説明において、同一の又は類似する構成に共通の符号を付して重複した説明を省略することがある。またプログラムのことを「PG」と表記することがある。
図1は、一実施形態として示すロボット管理システム1の概略的な構成を示す図である。ロボット管理システム1は、商業施設(店舗や銀行等)や公共施設(空港、駅、役所、病院等)等の現場(以下、サービスエリア2と称する。)において、人(顧客、来訪者、通行人等)に各種の対人サービス(接客、案内、通訳、介護、対話等)を提供する複数のロボット10の各サービスエリア2への調達(割当、配分)を管理する。
同図に示すように、ロボット管理システム1は、各サービスエリア2に存在する複数のロボット10、ロボット調達装置30、ロボットドック4、各サービスエリア2に存在する人(顧客、来訪者、通行人、案内者、ロボット管理システム1の管理者等)が携帯するモバイル端末7、及び各サービスエリア2に設けられるカメラ6等の構成を含む。
これらの構成は、有線方式又は無線方式の通信ネットワーク5を介して互いに通信することができる。通信ネットワーク5は、例えば、有線方式又は無線方式の通信を実現する設備であり、例えば、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、Wi−Fi、インターネット、各種移動体通信網、専用線等である。
モバイル端末7は、携帯型の端末装置(スマートフォン、タブレット、ノートブック型コンピュータ、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)機器等)であって、情報処理装置(コンピュータ)としての機能と通信機能とを備える。モバイル端末7は、ユーザインタフェースを介して人からロボット10の調達指示を受け付ける。
カメラ6は、情報処理機能と通信機能と備えた映像取得装置(例えば、プログラマブルカメラや映像処理機能を備えた装置)である。カメラ6は、各サービスエリア2に設置され、サービスエリア2の様子(サービスエリア2に存在する人やロボット10の様子、混雑の様子等)を撮影した映像(動画、間欠的に取得される静止画等)を取得してロボット調達装置30に提供する。またカメラ6は、サービスエリア2に存在する人が所定の動作(例えば、挙手等のジェスチャ、徘徊、長時間の立ち止まり等)を行ったことを検知すると、イベント発生通知を生成してロボット調達装置30に送信する。尚、カメラ6は、サービスエリア2の様子を把握するためのセンサの一例に過ぎず、他の種類のセンサを用いてサービスエリア2の様子を把握するようにしてもよい。また複数種類のセンサを組み合わせて多様な観点からサービスエリア2の様子を把握するようにしてもよい。
ロボットドック4は、後述するロボットドック管理装置20と、ロボット10の充電設備(後述の充電スロット41)とを備える。尚、本実施形態では、ロボットドック4はいずれもサービスエリア2内に設けられているものとする。ロボットドック4は一つのサービスエリア2に複数設けられていてもよい。ロボットドック管理装置20は、例えば、サービスエリア2に存在する人からロボット10の調達を指示する操作入力を受け付ける。またロボットドック管理装置20は、例えば、調達先に提供するロボット10の選出を行う。
ロボット調達装置30は、ロボット10の調達に関する処理(以下、調達処理とも称する。)を行う。ロボット調達装置30は、例えば、カメラ6、モバイル端末7、及びロボットドック4から送られてくる通知(信号)や要求に応じて受動的な調達処理(以下、オンデマンド調達処理とも称する。)を行う。尚、オンデマンド調達処理を開始させる契機となる上記通知や要求を行う主体は必ずしも限定されない。またロボット調達装置30は、例えば、ロボット10やロボットドック4、サービスエリア2の状態に応じて能動的な調達処理(以下非オンデマンド調達処理とも称する。)を行う。
図2にロボット10が備える主な構成を示している。同図に示すように、ロボット10は、プロセッサ11、メモリ12、記憶装置13、通信装置14、入出力装置15、センサ16、動作制御装置17、移動制御装置18、及び蓄電装置19(バッテリ)を備える。尚、ロボット10の全部又は一部の構成を仮想的な資源(例えば、クラウドシステムにおけるクラウドサーバ等)を用いて構成してもよい。ロボット10は、さらにオペレーティングシステムやDBMS(Database Management System)等の機能を備えていてもよい。
プロセッサ11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)を用いて構成されている。プロセッサ11が、メモリ12に格納されているプログラムを実行することによりロボット10の各種の機能が実現される。
メモリ12は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、NVRAM(Non-volatile memory)等を用いて構成される。記憶装置13は、例えば、SSD(Solid State Drive)、HDD(Hard Disk Drive)、光学式/磁気式記憶装置等である。尚、メモリ12と記憶装置13の区別は必ずしも厳密なものではなく、両者の全部又は一部が共通のハードウェアで実現されていてもよい。
通信装置14は、通信ネットワーク5を介して他の装置と無線方式又は有線方式により通信する装置であり、例えば、無線通信モジュールやNIC(Network Interface Card)を用いて構成される。
入出力装置15は、外部からの情報の入力を受け付ける入力装置(タッチパネル、ボタン、キーボード、記録媒体(不揮発性メモリ、光学式記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体等)の読取装置等)、及び外部に情報を提供する出力装置(液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)、プロジェクタ、LED(Light Emitting Diode)等)、印字装置、記録媒体へのデータの記録装置等)を含む。
センサ16は、例えば、カメラ、距離(深度)センサ(タイムオブフライト(TOF: Time Of Flight)カメラ、ステレオカメラ等)、マイクロフォン、光センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、重力センサ、磁気センサ、GPSセンサ(GPS:Grobal Positioning System)等である。マイクロフォンは、例えば、人の音声の取得に用いられる。光センサやカメラは、例えば、人の行動や動作に関する情報の取得に用いられる。加速度センサやジャイロセンサは、例えば、ロボット10の姿勢の把握に用いられる。位置検出センサ(GPSセンサ等)は、例えば、ロボット10の現在位置の把握に用いられる。尚、位置検出センサは、例えば、Wi−Fiや複数の無線信号の位相差を利用するもの等、屋内外において現在位置を取得する各種の公知技術を用いて実現される。
動作制御装置17は、ロボット10の動作(四肢や関節の動き、表情、発話等)を制御するための制御回路(サーボモータ、アクチュエータ)や機械部品(ギア機構、リンク機構等)を含む。
移動制御装置18は、ロボット10が移動するための駆動回路(モータ駆動回路等)や駆動機構(モータ、サーボモータ、ギア機構等)を含む。
蓄電装置19は、蓄電素子(リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池等)と充電制御回路を含み、ロボット10の各構成要素に夫々の動作に必要な電力を供給する。
同図に示すように、メモリ12は、ロボット制御プログラム(以下、ロボット制御PG121と称する。及びサービス提供プログラム(以下、サービス提供PG122と称する。)を記憶する。これらは記憶装置13からメモリ12に随時読み出されるものであってもよい。以下、ロボット制御PG121とサービス提供PG122の夫々が実行されることにより実現される機能のことを夫々順にロボット制御部、サービス提供部と称する。
ロボット制御部は、ロボット10の動作、姿勢、移動等に関する制御を行う。サービス提供部は、例えば、ロボット制御部と連係し、ロボット10によるサービスの提供に関する各種処理を行う。ロボット制御部やサービス提供部は、自律的な動作の他、通信装置14を介して後述するロボット個体管理部から送られてくる指示に従って受動的に動作することもできる。またロボット制御部は、自身(当該ロボット10)の状態、センサ16により取得した情報、現在行っているサービス等に関する情報等を、通信装置14を介してロボット調達装置30やロボットドック管理装置20に随時通知する。
図3にロボットドック4が備える主な構成を示す。同図に示すように、ロボットドック4は、ロボットドック管理装置20、及び一つ以上の充電スロット41を含む。これらは有線方式又は無線方式の通信設備(LAN、WAN、Wi−Fi、小電力無線、USB、シリアル通信等)を介して互いに通信可能に接続されている。
図4にロボットドック管理装置20の主な構成を示す。同図に示すように、ロボットドック管理装置20は、プロセッサ21、メモリ22、記憶装置23、通信装置24、ユーザインタフェース25、及びロボット接続インタフェース26を備える。これらはバス27を介して通信可能に接続されている。プロセッサ21は、例えば、CPUやMPUを用いて構成されている。メモリ22は、ROM、RAM、NVRAM等を用いて構成されている。記憶装置23は、例えば、SSD、HDD、光学式/磁気式記憶装置等である。通信装置14は、通信ネットワーク5や充電スロット41と有線方式又は無線方式で通信する。プロセッサ21が、メモリ22に格納されているプログラムを実行することにより、ロボットドック管理装置20の各種の機能が実現される。ロボットドック管理装置20は、さらにオペレーティングシステムやDBMS等の機能を備えていてもよい。
ユーザインタフェース25は、入力装置(キーボード、マウス、タッチパネル等)や出力装置(液晶モニタ、印字装置等)を備える。
ロボット接続インタフェース26は、ロボットドック4に存在するロボット10と有線方式又は無線方式で通信する。
記憶装置23には、ロボットドック状態テーブル231が格納されている。ロボットドック状態テーブル231はメモリ22に格納されていてもよい。
メモリ22には、ロボットドック管理プログラム(以下、ロボットドック管理PG221と称する。)が格納されている。ロボットドック管理PG221は、記憶装置23から随時メモリ22に読み出されるものであってもよい。以下、ロボットドック管理PG221が実行されることにより実現される機能のことをロボットドック管理部と称する。
ロボットドック管理部は、充電スロット41やロボット10と通信することにより、充電スロット41の状態(ロボット10によって現在専有されているか否か、ロボット10を充電中であるか否か、ロボット10の充電が完了しているか否か等)に関する情報を取得する。またロボットドック管理部は、ユーザインタフェース25を介して人からロボット10の調達を指示する操作入力を受け付けてロボット調達装置30にロボット10の調達を要求する。またロボットドック管理部は、充電スロット41やロボット調達装置30等の他の装置から取得した情報に基づきロボットドック状態テーブル231を更新する。またロボットドック管理部は、ロボットドック状態テーブル231の情報を通信ネットワーク5を介してロボット調達装置30に随時提供する。
充電スロット41は、充電制御装置、状態検知センサ、及び通信装置を備える。充電制御装置は、接触式又は非接触式の給電方式によりロボット10の充電を行う。自身(当該充電スロット41)の状態(自身をロボット10が現在専有しているか否か、自身が現在、ロボット10を充電中であるか否か等)に関する情報を取得する。通信装置は上記情報をロボットドック管理装置20に送信する。
図5にロボット調達装置30の主な構成を示している。同図に示すように、ロボット調達装置30は、プロセッサ31、メモリ32、記憶装置33(記憶部)、通信装置34、及び計時装置35を備える。これらはバス36を介して通信可能に接続されている。
プロセッサ31は、例えば、CPUやMPUを用いて構成されている。メモリ32は、ROM、RAM、NVRAM等を用いて構成されている。記憶装置33は、例えば、SSD、HDD、光学式/磁気式記憶装置等である。尚、メモリ32と記憶装置33の区別は必ずしも厳密なものではなく、両者の全部又は一部が共通のハードウェアで実現されていてもよい。プロセッサ31が、メモリ32に格納されているプログラムを実行することにより、ロボット調達装置30の各種の機能が実現される。ロボット調達装置30は、さらにオペレーティングシステムやDBMS等の機能を備えていてもよい。
通信装置34は、通信ネットワーク5を介して他の装置と通信する装置であり、例えば、NICや無線通信モジュールを用いて構成される。尚、ロボット調達装置30の全部又は一部の構成を仮想的な資源(例えば、クラウドシステムにおけるクラウドサーバ等)を用いて構成してもよい。
計時装置35は、現在日時等の日時に関する情報を生成する。計時装置35は、例えば、RTC(Real Time Clock)を用いて構成される。
メモリ32には、オンデマンド調達(以下、オンデマンド調達PG321と称する。)、サービスエリア監視プログラム(以下、サービスエリア監視PG322と称する。)、ロボット個体管理プログラム(以下、ロボット個体管理PG323と称する。)、及び非オンデマンド調達プログラム(以下、非オンデマンド調達PG324と称する。)が格納されている。これらは記憶装置33から随時メモリ32に読み出されるものであってもよい。以下、オンデマンド調達PG321、サービスエリア監視PG322、ロボット個体管理PG323、及び非オンデマンド調達PG324の夫々を実行することにより実現される機能のことを夫々順にオンデマンド調達部、サービスエリア監視部、ロボット個体管理部、及び非オンデマンド調達部と称する。
記憶装置33は、サービスエリア管理テーブル331、ロボット状態テーブル332、初期調達設定テーブル333、重み設定テーブル334、及びロボットドック状態テーブル335を記憶する。これらは記憶装置33に記憶されていてメモリ32に随時読み出されるものであってもよい。
オンデマンド調達部は、前述したオンデマンド調達処理を行う。ロボット個体管理部は、ロボット10に関する情報(ロボット状態テーブル332の内容や電池残量等)の管理やロボット10の制御を行う。非オンデマンド調達部は、前述した非オンデマンド調達処理を行う。
サービスエリア監視部は、後述する処理によりリアルタイムにサービスエリア管理テーブル331を最新の状態に更新する。またサービスエリア監視部は、通信ネットワーク5を介して各ロボット10から取得される情報に基づきロボット状態テーブル332をリアルタイムに更新する。またサービスエリア監視部は、通信ネットワーク5を介して各ロボットドック管理装置20から取得される情報(ロボットドック状態テーブル231の内容等)に基づきロボットドック状態テーブル335をリアルタイムに更新する。これによりロボットドック状態テーブル335の内容はロボットドック状態テーブル231の内容と同期される。またサービスエリア監視部は、各サービスエリアの夫々におけるロボットの負荷の大きさに基づき各サービスエリア2における過不足ロボット数を求める。尚、これらの機能の詳細については後述する。
続いて、ロボット管理システム1において管理される各種のテーブルについて説明する。
図6はロボット調達装置30が記憶するサービスエリア管理テーブル331の一例である。サービスエリア管理テーブル331には、各サービスエリア2に関するリアルタイムな情報が管理される。
同図に示すように、サービスエリア管理テーブル331は、エリアID611、隣接エリアID612、優先度613、ロボット数614、サービス中ロボット数615、ロボットドック内ロボット数616、空スロット数617、巡回中ロボット数618、調達済ロボット数619、平均電池消費量620、合計調達時間621、負荷率622、目標負荷率623、及び過不足ロボット数624の各項目を有する一つ以上のレコードで構成される。サービスエリア管理テーブル331の一つのレコードは一つのサービスエリア2に対応している。
エリアID611には、各サービスエリア2を一意に識別する識別子(以下、エリアIDと称する。)が設定される。
隣接エリアID612には、エリアID611に設定されているエリアIDのサービスエリア2(以下、当該サービスエリア2と称する。)に隣接するサービスエリア2のエリアIDが設定される。尚、当該サービスエリアに隣接するサービスエリア2が複数存在する場合、隣接エリアID612には複数のエリアIDが設定される。
優先度613には、各サービスエリア2に対して設定される優先度(サービスエリア2間の優先度)が設定される。優先度は、例えば、ロボット10を調達する必要のあるサービスエリア2が複数存在する場合に、優先的にロボット10を調達するサービスエリア2を決定する際に用いられる。優先度は、例えばロボット管理システム1の管理者等の人が設定する。尚、本実施形態では、優先度は0〜1.0の範囲をとり、値が大きい程、優先度が高くなる(優先する)ものとする。
ロボット数614には、当該サービスエリア2に現在存在するロボットの数(以下、現在ロボット数とも称する。)が設定される。現在ロボット数は、ロボット状態テーブル332から取得される。尚、他のサービスエリア2に調達されることが決定しているロボット10(以下、調達済ロボット10と称する。)は、本実施形態では当該サービスエリア2に存在していても現在ロボット数には含まれないものとする。
サービス中ロボット数615には、当該サービスエリア2に存在するロボット10のうち、現在サービスを提供中のロボットの数(以下、サービス中ロボット数と称する。)が設定される。サービス中ロボット数は、ロボット状態テーブル332の現在タスク713に「サービス中」が設定されているロボット10の数として取得することができる。
ロボットドック内ロボット数616には、当該サービスエリア2のロボットドック4に現在存在するロボット10の数(以下、ロボットドック内ロボット数と称する。)が設定される。この値はロボットドック状態テーブル231から取得される。
空スロット数617には、当該サービスエリア2のロボットドック4に存在する充電スロット41のうち、ロボット10が現在専有していない充電スロット41の数(以下、空きスロット数と称する。)が設定される。空きスロット数は、ロボットドック状態テーブル231から取得される。
巡回中ロボット数618には、当該サービスエリア2に存在するロボット10のうち、ロボット状態テーブル332の現在タスク713に「巡回中」が設定されているロボット10の数(以下、巡回中ロボット数と称する。)が設定される。
調達済ロボット数619には、当該サービスエリア2に存在する調達済のロボット10の数(以下、調達済ロボット数と称する。)が設定される。調達済ロボット数は、ロボット状態テーブル332の後述する現在エリア715と調達先エリア716の状況から取得される。
平均電池消費量620には、当該サービスエリア2に存在する各ロボット10の電池消費量712の平均値(以下、平均電池消費量と称する。)が設定される。平均電池消費量は、ロボット状態テーブル332の各電池消費量712を平均することにより取得される。平均電池消費量は、後述する緊急度(サービスエリア2におけるロボット10の調達の必要度)の算出に用いられる。
合計調達時間621には、当該サービスエリア2がオンデマンド調達処理の調達先となった際にロボット調達装置30が調達の指示を受けてから指示された位置に調達対象のロボット10が到着するまでに要した時間(以下、調達時間と称する。)の合計値(以下、合計調達時間と称する。)が設定される。ロボット調達装置30は、例えば、調達対象のロボット10の現在位置から調達先までの距離と、ロボットの平均移動速度に基づき調達時間を算出する。また例えば、ロボット調達装置30がロボット10の過去に調達を行った際のロボット10の移動時間を計測して履歴を管理しておき、上記履歴に基づき(例えば、平均する等して)調達時間を求めてもよい。
負荷率622には、当該サービスエリア2に存在するロボット10の現在の負荷の度合い(以下、負荷率と称する。)を示す値が設定される。尚、負荷率の高いサービスエリア2ではロボット10を充電する機会が減るとともに電池残量不足となってロボットドック4に向かうロボット10が増加する。負荷率は、例えば、サービスエリア監視部が次式から求める。
負荷率=サービス中ロボット数615の値/ロボット数614の値 ・・・式1
目標負荷率623には、当該サービスエリア2について負荷率の目標値として設定される値。以下、目標負荷率と称する。)が設定される。目標負荷率は、例えば、管理者が設定する。目標負荷率623は、サービスエリア監視部が後述する過不足ロボット数を求める際に用いる。
過不足ロボット数624には、当該サービスエリア2における現在のロボット10の過不足を示す整数値(以下、過不足ロボット数と称する。)が設定される。過不足ロボット数の具体的な算出方法については後述する。尚、負荷率622が目標負荷率623より高い場合はロボット10が不足している状況であり、この場合、過不足ロボット数は負の整数値をとる。一方、負荷率622が目標負荷率623より低い場合は余剰のロボット10が存在している状況であり、この場合、過不足ロボット数は正の整数値をとる。
図7は、ロボット調達装置30が記憶するロボット状態テーブル332の一例である。ロボット状態テーブル332には、ロボット管理システム1が管理するロボット10に関する情報が管理される。ロボット調達装置30は、例えば、ロボット10やロボットドック管理装置20と通信することによりロボット状態テーブル332の内容を取得する。
同図に示すように、ロボット状態テーブル332は、ロボットID711、電池消費量712、現在タスク713、現在位置714、現在エリア715、及び調達先エリア716の各項目を有する一つ以上のレコードで構成されている。ロボット状態テーブル332の一つのレコードは一つのロボット10に対応している。
ロボットID711には、各ロボット10を一意に識別する識別子(以下、ロボットIDと称する。)が設定される。
電池消費量712には、当該レコードのロボット10(以下、当該ロボット10と称する。)が、前回の充電完了時から現在までの間に消費した電力(以下、電池消費量と称する。)を示す情報が設定される。本実施形態では、蓄電装置19の総容量に対する、満充電時からの消費量の割合が設定される。
現在タスク713は、当該ロボット10が現在行っている内容(以下、現在タスクと称する。)を示す情報(例えば、「充電中」、「巡回中」、「サービス中」、「調達先に移動中」等)が設定される。ロボット個体管理部は、現在タスクを各ロボット10のロボット制御部に随時問い合わせて現在タスク713の内容を更新する。
現在位置714には、当該ロボット10の現在位置を示す情報が設定される。上記情報は、例えば、各サービスエリア2に共通に設定された座標系で示された当該ロボット10の現在位置を示す位置座標である。各サービスエリア2の位置関係が既知である場合、上記情報は、各サービスエリア2毎に設定されたローカルな座標系で示された当該ロボット10の現在位置を示す位置座標でもよい。また上記情報は、例えば、当該ロボット10が現在接続している充電スロット41の識別子(以下、充電スロットIDと称する。)である。尚、上記情報の態様はとくに限定されず、当該ロボット10の現在位置を特定することができるものであればよい。ロボット10の現在位置は、例えば、ロボット10のロボット制御部が取得し、これを通信ネットワーク5を介してロボット個体管理部が受信する。ロボット10の現在位置を取得する方法はとくに限定されない。例えば、GPSやWi−Fiを利用したもの、複数の無線局から送信される電波の位相差を利用するもの、深度カメラを利用するもの等、様々な公知技術を利用してロボット10の現在位置を取得することができる。ロボット個体管理部は、例えば、ロボット制御部から現在位置を取得して現在位置714を更新する。
調達先エリア716には、当該ロボット10が調達対象となっている(調達済である)場合に当該ロボット10の調達先のサービスエリア2のエリアIDが設定される。尚、調達先エリア716に値が設定されていれば当該ロボット10は調達済であることを意味し、「−」が設定されていれば当該ロボット10は現在、調達対象になっていないことを意味する。
図8は、ロボット調達装置30が記憶する初期調達設定テーブル333の一例である。初期調達設定テーブル333には、後述するサービスエリア監視部によるサービスエリア監視処理S2400の開始時(初期状態)において各サービスエリア2に存在すべきロボット10の数(以下、目標ロボット数と称する。)が管理される。
同図に示すように、初期調達設定テーブル333は、エリアID811、及び目標ロボット数812の各項目を有する一つ以上のレコードで構成されている。初期調達設定テーブル333の一つのレコードは一つのサービスエリア2に対応している。
エリアID811には、当該レコードのサービスエリア2(以下、当該サービスエリア2と称する。)のエリアIDが設定される。目標ロボット数812には当該サービスエリア2の目標ロボット数が設定される。目標ロボット数812の値は、例えば、当該サービスエリア2におけるロボット10の過去の所定期間における使用率の平均から求めた推定値が設定される。後述するように、サービスエリア監視部は、後述するサービスエリア監視処理S2400において、ロボット管理システム1の起動時、各サービスエリア2に存在するロボット10の数が目標ロボット数812の設定値になるように調達処理を行い、各サービスエリア2に適切にロボット10が配置されるようにする。これにより起動初期の段階から質の高いサービスを提供することができる。
図9は、ロボット調達装置30が記憶する重み設定テーブル334の一例である。重み設定テーブル334には、非オンデマンド調達部が、次式に基づき各サービスエリア2のロボット10の調達の必要度(以下、緊急度と称する。)を求める際に用いる、次式の各パラメータ(平均電池消費量、負荷率、優先度、正規化合計調達時間)の夫々について設定された重み係数Wa〜Wd(符号911〜符号914)が管理される。重み係数Wa〜Wdの値は、例えば、ロボット管理システム1の管理者が設定する。管理者は重み係数Wa〜Wdを設定することで各パラメータの重要度を柔軟に設定することができる。
緊急度=Wa×平均電池消費量+Wb×負荷率
+Wc×優先度+Wd×正規化合計調達時間 ・・・式2
上式における平均電池消費量、負荷率、及び優先度については前述の通りである。正規化合計調達時間は、図6のサービスエリア管理テーブル331の全てのサービスエリア2の合計調達時間621の値の総和に対する、特定のサービスエリア2の合計調達時間621の値の比率である。本実施形態では、重み係数Wa〜Wdはいずれも0〜1の範囲をとるものとする。
例えば、エリアIDが「1」のサービスエリア2の平均消費電力、負荷率、優先度、及び正規化合計調達時間が夫々順に0.3、0.4、0.2、0.1であり、エリアIDが「2」のサービスエリア2については夫々順に0.2、0.3、0.4、0.5であり、重み係数Wa〜Wdが夫々順に0.4、0.2、0.2、0.2であった場合、各サービスエリア2の緊急度は次のように求められる。
エリアIDが「1」のサービスエリア2の緊急度
=0.4×0.3+0.2×0.4+0.2×0.2+0.2×0.1
=0.26
エリアIDが「2」のサービスエリア2の緊急度
=0.4×0.2+0.2×0.3+0.2×0.4+0.2×0.5
=0.32
この例ではエリアIDが「2」のサービスエリア2の方が、エリアIDが「1」のサービスエリア2の緊急度が高いため、非オンデマンド調達部は、エリアIDが「2」のサービスエリア2を優先してロボット10を調達する。
図10は、ロボットドック管理装置20が記憶するロボットドック状態テーブル231の一例である。ロボットドック状態テーブル231には、各ロボットドック4に関する情報が管理される。
同図に示すように、ロボットドック状態テーブル231は、ロボットドックID1011、充電スロットID1012、充電スロット状態1013、充電スロット専有中ロボットID1014、及び所属エリア1015の各項目を有する一つ以上のレコードで構成される。ロボットドック状態テーブル231の一つのレコードは一つのロボットドック4に対応する。
ロボットドックID1011には、ロボットドック4を一意に識別する識別子(以下、ロボットドックIDと称する。)が設定される。
充電スロットID1012には、充電スロット41を一意に識別する識別子(以下、充電スロットIDと称する。)が設定される。
充電スロット状態1013には、充電スロット41の状態を示す情報(本実施形態では「空き」、「充電中」、「充電済(待機中)」のいずれかが設定される。以下、充電スロット状態と称する。)が設定される。尚、充電スロット状態1013に「充電済(待機中)」が設定されているロボット10は、調達対象とするロボット10の候補となる。
充電スロット専有中ロボットID1014には、現在、充電スロット41を専有中のロボット10のロボットIDが設定される。
尚、ロボットドック管理部は、ロボットドック管理装置20のロボット接続インタフェース26を介して、充電スロット状態1013や充電スロット専有中ロボットID1014等の情報を取得する。
所属エリア1015には、当該ロボットドック4が存在(所属)するサービスエリア2のエリアIDが設定される。
図11は、ユーザがロボット10を調達しようとする際にモバイル端末7やロボットドック管理装置20のユーザインタフェース25がユーザに提示する画面の例である。
ロボット10を調達しようとする際、ユーザは、まず図11(a)に示す画面(以下、調達要求送信画面UI1と称する。)の要求数の入力欄1111に調達を要求するロボット10の数を、調達先の入力欄1112に調達先のサービスエリア2のエリアIDを、夫々入力して送信ボタン1113を操作する。これによりロボット10の調達を要求するメッセージ(後述する調達要求メッセージM1等)がロボット調達装置30に送信される。
図11(b)は、上記調達要求に応じてロボット調達装置30から返答された情報(後述する調達要求の返答メッセージM2等)をユーザに提示する画面(以下、調達要求応答画面UI2と称する。)である。同図に示すように、調達要求応答画面UI2には、調達可能数1121や調達先のサービスエリア2にロボット10が到着するまでに要する調達時間1122等の情報が表示される。
図11(c)は、ロボットドック4に存在するロボット10を調達対象としてユーザが選択する際にロボットドック4のユーザインタフェース25が表示する画面(以下、ロボット選択画面UI3と称する。)の例である。ロボット選択画面UI3には、ロボットドック4に現在存在するロボット10のうち調達先として選択可能なロボット10(例えば、充電が完了していて未だ調達対象になっていないロボット10)の一覧が表示される。ユーザがロボット選択画面UI3に表示されているロボット10のいずれかを選択して選択ボタン1133を操作すると、ユーザが選択したロボット10を特定する情報(例えば、ロボットID)がロボットドック管理部に通知される。尚、ロボットドック管理部は、通知された上記情報をロボット調達装置30に随時通知する。
続いて、ロボット管理システム1の各構成要素の間で行われる通信について、図12〜図17を参照しつつ説明する。尚、図12〜図16は、前述したオンデマンド調達処理に相当し、図17は、前述した非オンデマンド処理に相当する。上記の通信は、例えば、OSI参照モデルのアプリケーション層の規定に準拠して行われる。尚、上記内容をデータとして送受信する際に用いる通信プロトコルやカプセル化の方法、データフォーマット等は必ずしも限定されず、ロボット管理システム1を実現しているプラットフォームや通信ネットワーク5の態様に応じて適切なものが選択される。
図12は、ユーザがモバイル端末7を操作してロボット10の調達を要求する場合に、モバイル端末7、ロボット調達装置30のオンデマンド調達部、及びロボット調達装置30のロボット個体管理部の間で行われる通信を説明する図である。
まずユーザがモバイル端末7に表示される調達要求送信画面UI1を操作することにより、モバイル端末7からオンデマンド調達部に調達要求メッセージM1が送信される(T1211)。
オンデマンド調達部は、調達要求メッセージM1を受信すると、調達処理を行って調達対象とするロボット10を決定し、決定したロボット10のロボットIDを含む調達命令メッセージM3をロボット個体管理部に送信する(T1212)。
ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3を受信すると、上記ロボットIDで特定されるロボット10が調達済となるようにロボット状態テーブル332を更新する。またロボット個体管理部は上記ロボットIDで特定されるロボット10の調達時間を求める。その後、ロボット個体管理部は、上記調達時間を含む調達命令の返答メッセージM4をオンデマンド調達部に送信する(T1213)。
オンデマンド調達部は、調達命令の返答メッセージM4を受信すると、調達要求の返答メッセージM2をモバイル端末7に送信する(T1214)。
モバイル端末7は、調達要求の返答メッセージM2を受信すると、受信した調達要求の返答メッセージM2に基づき調達可能数及び調達時間を記載した調達要求応答画面UI2を生成してユーザに提示する。
図13は、ユーザがロボットドック4のユーザインタフェース25を操作してロボット10の調達を要求する場合に、ユーザインタフェース25、ロボットドック管理装置20のロボットドック管理部、ロボット調達装置30のオンデマンド調達部、及びロボット調達装置30のロボット個体管理部の間で行われる通信を説明する図である。
同図に示すように、ユーザがユーザインタフェース25が提示する調達要求送信画面UI1を操作することにより、ユーザインタフェース25からロボットドック管理部に調達要求(通知(信号))が送信される(T1311)。
ロボットドック管理部は、調達要求を受信すると、調達要求メッセージM1を生成してオンデマンド調達部に送信する(T1312)。
オンデマンド調達部は、調達要求メッセージM1を受信すると、調達処理を行って調達対象とするロボット10を決定し、決定したロボット10のロボットIDを含む調達命令メッセージM3をロボット個体管理部に送信する(T1313)。
ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3を受信すると、上記ロボットIDで特定されるロボット10が調達済となるようにロボット状態テーブル332を更新する。またロボット個体管理部は上記ロボットIDで特定されるロボット10の調達時間を求める。その後、ロボット個体管理部は、調達命令の返答メッセージM4を生成してオンデマンド調達部に送信する(T1314)。
オンデマンド調達部は、調達命令の返答メッセージM4を受信すると、調達要求の返答メッセージM2をロボットドック管理部に送信する(T1315)。
ロボットドック管理部は、調達要求の返答メッセージM2を受信すると、調達要求の返答(通知(信号))をユーザインタフェース25に送信する(T1316)。
ユーザインタフェース25は、調達要求の返答を受信すると、受信した調達要求の返答に基づき調達可能数及び調達時間を記載した調達要求応答画面UI2を生成してユーザに提示する。
ところで、図12及び図13とともに説明した以上の方法では、ユーザが調達要求送信画面UI1に要求数と調達先を指定するとロボット調達装置30が調達可能な数のロボット10を自動的に調達するが、ユーザが自らロボットドック4のユーザインタフェース25を操作して調達対象とするロボット10を選択(ピックアップ)することもできる。
図14は、ユーザが自らユーザインタフェース25を操作して調達対象とするロボット10を選択する場合に、ユーザインタフェース25、ロボットドック管理部、及びロボット調達装置30のロボット個体管理部の間で行われる通信を説明する図である。
まずユーザがロボット選択画面UI3を操作することにより、ユーザインタフェース25からロボットドック管理部にユーザが選択したロボット10のロボットIDを含む調達命令(通知(信号))が送信される(T1411)。
ロボットドック管理部は、上記調達命令を受信すると、上記ロボットIDを含む調達命令メッセージM3を生成してロボット個体管理部に送信する(T1412)。
ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3を受信すると、上記ロボットIDで特定されるロボット10が調達済となるようにロボット状態テーブル332を更新する。またロボット個体管理部は上記ロボットIDで特定されるロボット10の調達時間を求める。その後、ロボット個体管理部は、調達命令の返答メッセージM4をオンデマンド調達部に送信する(T1413)。
ロボットドック管理部は、調達命令の返答メッセージM4を受信すると、調達命令の返答(通知(信号))をユーザインタフェース25に送信する(T1414)。
ユーザインタフェース25は、調達命令の返答を受信すると、受信した調達要求の返答に基づき調達可能数及び調達時間を記載した調達要求応答画面UI2を生成してユーザに提示する。尚、調達可能数の算出方法については後述する。
図15は、カメラ6から送られてくるイベント発生通知に応じて調達処理が行われる場合に、カメラ6、ロボット調達装置30のオンデマンド調達部、及びロボット調達装置30のロボット個体管理部の間で行われる通信を説明する図である。
カメラ6は、例えば、サービスエリア2に存在する人が所定の動作(例えば、挙手等のジェスチャ、徘徊、長時間の立ち止まり等)を行ったことを検知すると、イベント発生通知をロボット調達装置30のオンデマンド調達部に送信する(T1511)。尚、イベント発生通知は、例えば、所定の動作を行ったユーザの位置を示す情報を含んでいてもよい。
オンデマンド調達部は、イベント発生通知を受信すると、調達処理を行って調達対象とするロボット10を決定し、決定したロボット10のロボットIDを含む調達命令メッセージM3をロボット個体管理部に送信する(T1512)。尚、上記調達処理では、所定の動作を行った人の位置を示す情報を利用して調達対象とするロボット10を決定してもよい(例えば、所定の動作を行った人の最寄りに存在する余剰のロボット10を調達対象とする等)。
ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3を受信すると、上記ロボットIDで特定されるロボット10が調達済となるようにロボット状態テーブル332を更新する。またロボット個体管理部は上記ロボットIDで特定されるロボット10の調達時間を求める。その後、ロボット個体管理部は、調達命令の返答メッセージM4を生成してオンデマンド調達部に送信する(T1513)。
図16は、ロボット10に備えられたセンサ16から出力される情報に基づきロボット10から発せられるイベント発生通知に応じて調達処理が行われる場合に、ロボット10のロボット制御部、ロボット調達装置30のオンデマンド調達部、及びロボット調達装置30のロボット個体管理部の間で行われる通信を説明する図である。
ロボット10は、例えば、センサ16からの情報に基づき、サービスエリア2に存在する人が所定の動作(例えば、挙手等のジェスチャ、徘徊、長時間の立ち止まり等)を行ったことやサービスエリア2が混雑してきたことなどの所定の事象の発生を検知すると、イベント発生通知を生成してオンデマンド調達部に送信する(T1611)。尚、イベント発生通知は、例えば、所定の動作を行ったユーザの位置を示す情報を含んでいてもよい。
オンデマンド調達部は、イベント発生通知を受信すると、調達処理を行って調達対象とするロボット10を決定し、決定したロボット10のロボットIDを含む調達命令メッセージM3をロボット個体管理部に送信する(T1612)。尚、上記調達処理では、所定の動作を行った人の位置を示す情報を利用して調達対象とするロボット10を決定してもよい(例えば、所定の動作を行った人の最寄りに存在する余剰のロボット10を調達対象とする等)。
ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3を受信すると、上記ロボットIDで特定されるロボット10が調達済となるようにロボット状態テーブル332を更新する。またロボット個体管理部は上記ロボットIDで特定されるロボット10の調達時間を求める。その後、ロボット個体管理部は、調達命令の返答メッセージM4を生成してオンデマンド調達部に送信する(T1613)。
図17は、非オンデマンド処理に際し、ロボット調達装置30の非オンデマンド調達部とロボット調達装置30のロボット個体管理部との間で行われる通信を説明する図である。
非オンデマンド調達部は、例えば、各サービスエリア2の負荷率を改善する目的で非オンデマンド調達処理を能動的に開始する。
同図に示すように、非オンデマンド調達部は、非オンデマンド調達処理を自発的に行って調達するロボット10を決定し、決定したロボット10のロボットIDを含む調達命令メッセージM3をロボット個体管理部に送信する(T1711)。
ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3を受信すると、上記ロボットIDで特定されるロボット10が調達済となるようにロボット状態テーブル332を更新する。またロボット個体管理部は上記ロボットIDで特定されるロボット10の調達時間を求める。その後、ロボット個体管理部は、調達命令の返答メッセージM4を生成してオンデマンド調達部に送信する(T1712)。
図18は、ロボット調達装置30のロボット個体管理部とロボット10のロボット制御部との間で行われる通信を説明する図である。
ロボット個体管理部は、ロボット制御部にタスク実行メッセージM5を随時送信する(T1811)。
ロボット制御部は、タスク実行メッセージM5を受信すると、受信したタスク実行メッセージM5に指定されているタスクを実行する。
図19(a),(b)は、いずれも前述した調達要求メッセージM1の例である。(a)は、図12においてモバイル端末7からオンデマンド調達部に送信される調達要求メッセージM1の一例であり、(b)は、図13においてロボットドック管理部からオンデマンド調達部に送信される調達要求メッセージM1の一例である。
同図に示すように、調達要求メッセージM1は、要求元1911、調達先1912、調達要求M1913、調達先位置1914、及びメッセージID1915の各項目を有する。
要求元1911には、調達要求1913の送信元を特定する情報が設定される。(a)では、モバイル端末の識別子であるモバイル端末IDが設定されている。(b)では、ロボットドック管理部の識別子であるロボットドック管理部IDが設定されている。
調達先1912には、調達先のサービスエリア2のエリアIDが設定される。
調達要求1913には、調達を要求するロボット10の数と調達先でロボット10が行うタスクを示す情報が設定される。(a)では、調達を要求するロボット10の数として「1」が、ロボット10が行うタスクを示す情報として「巡回」が、夫々設定されている。(b)では、調達を要求するロボット10の数として「1」が、ロボット10が行うタスクを示す情報として「ロボットIDが「2」のロボットのタスクの引継ぎ」が、夫々設定されている。
調達先位置1914には、調達先の位置を特定する情報が設定される。
メッセージID1915には、調達要求メッセージを一意に特定する識別子(以下、調達要求メッセージIDと称する。)が設定される。
図20は、前述した調達要求の返答メッセージM2の例である。同図に示すように、調達要求の返答メッセージM2は、返答先2001、メッセージID2002、調達要求に対する返答2003、及び調達時間2004の各項目を有する。
返答先2001には、当該調達要求の返答メッセージM2を生成する契機となった調達要求の送信元(即ち当該返答メッセージの送信先)を特定する情報が設定される。
メッセージID2002には、返答メッセージを一意に特定する情報(以下、調達要求返答メッセージIDと称する。)が設定される。
調達要求に対する返答2003には、調達要求メッセージM1の調達要求1913に対応する返答内容が設定される。例えば、調達要求1913の要求に応じられない場合、調達要求に対する返答2003には「不可」が設定される。また例えば、調達要求1913で要求されているロボットの数は「2」であったが、調達処理の結果調達できたロボット10がロボットIDが「00001」であるロボット10のみであった場合、調達要求に対する返答2003には「ロボットID:00001」が設定される。
調達時間2004には、調達されたロボット10が調達先に到着するまでに要する時間(調達時間)が設定される。
図21は、前述した調達命令メッセージM3の例である。同図に示すように、調達命令メッセージM3は、送信元2101、メッセージID2102、調達対象ロボットID2103、調達先エリア2104、調達先位置2105、及びタスク2106の各項目を有する。
送信元2101には、当該調達命令メッセージM3の送信元を特定する情報が設定される。
メッセージID2102には、調達命令メッセージM3を一意に特定する情報(以下、調達命令メッセージIDと称する。)が設定される。
調達対象ロボットID2103には、調達対象のロボット10のロボットIDが設定される。
調達先エリア2104には、調達先のサービスエリア2のエリアIDが設定される。
調達先位置2105には、調達先の位置を特定する情報が設定される。
タスク2106には、ロボット10が調達先で行うタスクを特定する情報が設定される。本実施形態では「巡回」が設定されている。
図22は、前述した調達命令の返答メッセージM4の例である。同図に示すように、調達命令の返答メッセージM4は、返答先2201、メッセージID2202、調達命令に対する返答2203の各項目を有する。
返答先2201には、当該調達命令の返答メッセージM4を生成する契機となった調達命令の送信元(即ち当該調達命令の返答メッセージM4の送信先)を特定する情報が設定される。
メッセージID2202には、調達命令の返答メッセージM4を一意に特定する情報(以下、調達命令返答メッセージIDと称する。)が設定される。
調達命令に対する返答2203には、調達命令メッセージM3のタスク2106に設定されているタスクを行うか否かを示す情報が設定される。
図23は、前述したタスク実行メッセージM5の例である。同図に示すように、タスク実行メッセージM5は、メッセージID2301、調達対象ロボットID2302、及びタスク命令コマンド2303の各項目を有する。
メッセージID2301には、タスク実行メッセージM5を一意に特定する情報(以下、タスク実行メッセージIDと称する。)が設定される。
調達対象ロボットID2302には、調達対象のロボット10のロボットIDが設定される。
タスク命令コマンド2303には、ロボット制御部にタスクの実行を指示するコマンドが設定される。本例では、タスク命令コマンド2303に「func(巡回、エリア2、(x、y、z)、00001)」が設定されている。このコマンドは、ロボット10にサービスエリアIDが「2」のサービスエリア2の位置(x、y、z)を始点とする巡回を行うように指示するものである。
続いて、ロボット管理システム1において行われる処理について説明する。
図24は、ロボット調達装置30のサービスエリア監視部(エリア監視プログラム142)が、サービスエリア管理テーブル331及び初期調達設定テーブル333を更新する処理(以下、サービスエリア監視処理S2400と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともにサービスエリア監視処理S2400について説明する。
サービスエリア監視部は、まず初期調達設定テーブル333から各サービスエリアの目標ロボット数812の値を取得する(S2412)。以下、説明の便宜上、取得した各サービスエリア2の目標ロボット数812の値をaiと表記し、サービスエリア管理テーブル331のロボット数614のロボット数をbと表記する。尚、添字iはエリアIDである。
続いて、サービスエリア監視部は、ロボット状態テーブル332に基づきサービスエリア管理テーブル331の内容を更新する(S2412)。
尚、サービスエリア監視部は、各サービスエリア2について、目標ロボット数とロボット数の差ai−bを求め、これを各サービスエリア2の過不足ロボット数624に設定する。尚、ai−bが正値であればそのサービスエリア2はロボット10の数が不足していることを意味し、負値であればそのサービスエリア2に余剰のロボット10が存在することを意味する。
続いて、サービスエリア監視部は、サービスエリア管理テーブル331のリアルタイムな更新処理(以下、リアルタイム更新処理S2413と称する。)を開始する。
図25は、リアルタイム更新処理S2413の詳細を説明するフローチャートである。同図に示すように、まずサービスエリア監視部は、現在のサービスエリア管理テーブル331の内容を履歴情報として記憶装置33に保存する(S2511)。尚、記憶装置33にはこのようにして過去の各時間断面におけるサービスエリア管理テーブル331の内容が逐次保存されていく。
続いて、サービスエリア監視部は、ロボット状態テーブル332及びロボットドック状態テーブル335に基づき、サービスエリア管理テーブル331の内容を更新する(S2512)。尚、例えば、ロボット状態テーブル332において、エリアIDが「1」のサービスエリア2(以下、当該サービスエリアと称する。)で現在充電中のロボット10が1つでその電池消費量712が30%であり、現在サービス中のロボット10の数が1つでその電池消費量712が10%、巡回中のロボット10が1つでその電池消費量712が20%である場合、サービスエリア監視部は、サービスエリア管理テーブル331の当該サービスエリア2のロボット数614に「3」を設定し、平均電池消費量620に上記3つのロボット10の電池消費量712の平均値である「20%」を設定する。
続いて、サービスエリア監視部は、サービスエリア管理テーブル331の履歴から、過去の所定期間における各サービスエリア2の負荷率の平均(以下、平均負荷率とも称する。)を求める(S2513)。
続いて、サービスエリア監視部は、例えば、サービスエリア管理テーブル331の各サービスエリア2の目標負荷率623の値、ロボット数614の値、及びS2513で求めた平均負荷率を次式に代入することにより、各サービスエリア2の過不足ロボット数を求め、求めた値をサービスエリア管理テーブル331の過不足ロボット数624に設定する(S2514)。尚、実施におけるfloor()は床関数であり、過不足ロボット数は整数値をとる。
過不足ロボット数=floor((目標負荷率−平均負荷率)×現在ロボット数) ・・・式3
続いて、サービスエリア監視部は、リアルタイム更新処理S2413を終了するか否かを判断する(S2515)。終了すると判断した場合(S2515:YES)、処理は図24のS2414に進む。終了しないと判断した場合(S2515:NO)、処理はS2511に戻る。尚、サービスエリア監視部は、例えば、リアルタイム更新処理S2413を終了させるイベント(外部からの終了シグナルの受信等)の発生を検知するとリアルタイム更新処理S2413を終了すると判断する。
このようにサービスエリア監視部は、複数のサービスエリア2の夫々におけるロボット10の過不足数を、サービスエリア2の夫々におけるロボット10の負荷の大きさに基づき設定するので、サービスエリア2の夫々におけるロボット10の負荷の大きさに応じて適切にロボット10の過不足数を設定することができる。
図24に戻り、S2414では、サービスエリア監視部は、サービスエリア管理テーブル331の履歴情報に基づき、過去の所定時点から現在までの期間について、各サービスエリア2のロボット数614の近似平均を求め(例えば、床関数ceiling()関数や天井関数floor()関数を用いて求める。)、求めた値を初期調達設定テーブルの目標ロボット数812に設定する。これにより次回のサービスエリア監視処理S2400の開始時には上記履歴情報に基づき推定された目標ロボット数が適用されることとなり、ロボット管理システム1全体として適切にロボット10を配分することができ、ロボット10を効率よく運用することができる。
図26は、ロボット調達装置30のロボット個体管理部が行う処理(以下、ロボット個体管理処理S2600と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともにロボット個体管理処理S2600について説明する。
まずロボット個体管理部は、ロボット10やロボットドック管理装置20と通信することによりこれらから情報を取得し、取得した情報を用いてロボット状態テーブル332を更新する(S2611)。
続いて、ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3の受信を待機する(S2612)。
調達命令メッセージM3を受信すると(S2613:YES)、ロボット個体管理部は、調達命令メッセージM3の調達対象ロボットID2103で特定されるロボット10のロボット制御部にタスク実行メッセージM5を送信する(S2614)。
続いて、ロボット個体管理部は、オンデマンド調達部に調達命令の返答メッセージM4を送信する(S2615)。
続いて、ロボット個体管理部は、ロボット個体管理処理S2600を終了するか否かを判断する(S2616)。終了しないと判断した場合(S2616:NO)、処理はS2611に戻る。終了すると判断した場合(S2616:YES)、ロボット個体管理処理S2600は終了する。尚、ロボット個体管理部は、例えば、ロボット個体管理処理S2600を終了させるイベント(外部からの終了シグナルの受信等)の発生を検知するとロボット個体管理処理S2600を終了すると判断する。
図27は、ロボットドック管理装置20のロボットドック管理部が行う処理(以下、ロボットドック管理処理S2700と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともにロボットドック管理処理S2700について説明する。
ロボットドック管理部は、通信装置24を介して充電スロット41やロボットドック4に存在するロボット10と通信することによりこれらから情報を取得し、取得した情報を用いてロボットドック状態テーブル231を更新する(S2711)。
続いて、ロボットドック管理部は、調達命令又は調達要求の受信を待機する(S2712)。
調達命令又は調達要求を受信すると(S2713:YES)、ロボットドック管理部は、受信した情報によって異なる処理を行う。調達命令を受信した場合(S2714:調達命令)、処理はS2721に進む。一方、調達要求を受信した場合(S2714:調達要求)、処理はS2731に進む。
S2721では、ロボットドック管理部は、調達命令を解読し、ロボット個体管理部に調達命令メッセージM3を送信する。その後、ロボット個体管理部から調達命令の返答メッセージM4を受信すると(S2722)、ロボットドック管理部は、ユーザインタフェース25に調達命令の返答を送信する(S2723)。その後、処理はS2740に進む。
S2731では、ロボットドック管理部は、調達要求を解読し、オンデマンド調達部に調達要求メッセージM1を送信する。その後、オンデマンド調達部から調達要求の返答メッセージM2を受信すると(S2732)、ロボットドック管理部は、ユーザインタフェース25に調達要求の返答を送信する(S2733)。その後、処理はS2740に進む。
S2740では、ロボットドック管理部は、ロボットドック管理処理S2700を終了するか否かを判断する(S2740)。終了しないと判断した場合(S2740:NO)、処理はS2711に戻る。終了すると判断した場合(S2740:YES)、ロボットドック管理処理S2700は終了する。尚、ロボットドック管理部は、例えば、ロボットドック管理処理S2700を終了させるイベント(外部からの終了シグナルの受信等)の発生を検知するとロボットドック管理処理S2700を終了すると判断する。
図28は、ロボット調達装置30のオンデマンド調達部が行う処理(以下、オンデマンド調達処理S2800と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともにオンデマンド調達処理S2800について説明する。
オンデマンド調達部は、調達要求メッセージM1又はイベント発生通知の受信を待機する(S2812:NO)。調達要求メッセージM1又はイベント発生通知のいずれかを受信すると(S2812:YES)、処理はS2813に進む。
S2813では、オンデマンド調達部は、サービスエリア管理テーブル331から各サービスエリア2の過不足ロボット数を取得し、全てのサービスエリア2の過不足ロボット数の合計値(以下、合計値Sと表記する。)を求める。
続いて、オンデマンド調達部は、受信した調達要求メッセージM1又はイベント発生通知を解読し、要求されているロボット10の数(以下、要求数kと表記する。)を取得する(S2814)。
続いて、オンデマンド調達部は、合計値Sと要求されているロボット10の数kとを比較する(S2815)。余剰のロボットの合計値Sが要求数kを超えていれば(S2815:YES)、処理はS2816に進む。余剰のロボットの合計値Sが要求数k以下であれば(S2815:NO)、処理はS2817に進む。
S2816では、オンデマンド調達部は、余剰のロボット10を有するサービスエリア2から余剰のロボット10を調達対象として選択する。その後、処理はS2818に進む。尚、上記選択の方法についてはとくに限定されないが、例えば、オンデマンド調達部は、余剰のロボット10を有する、調達先のサービスエリア2に近いサービスエリア2(調達先のサービスエリア2を含めてもよい)から優先して調達対象のロボット10を順に選択する。このように調達先のサービスエリア2に近いサービスエリア2から優先して調達対象のロボット10を順に選択することで調達時間が短くなり、迅速にサービスの提供を開始することができる。また例えば、オンデマンド調達部は、余剰のロボットが多いサービスエリア2から優先して調達対象のロボット10を順に選択する。このように余剰のロボットが多いサービスエリア2から優先して調達対象のロボット10を順に選択することで、余剰のロボットを複数のサービスエリア全体として効率よく活用することができる。また例えば、オンデマンド調達部は、待機中または充電中のロボット10のうち電池残量が多いロボット10から優先して調達対象のロボット10を順に選択する。このように電池残量が多いロボット10から優先して調達対象のロボット10を順に選択することで、調達したロボット10が電池残量不足でサービスを提供できなくなる可能性を低減することができる。
一方、S2817では、オンデマンド調達部は、各サービスエリア2に存在する全ての余剰のロボット10を調達対象とする。その後、処理はS2818に進む。
S2818では、オンデマンド調達部は、調達命令メッセージM3をロボット個体管理部に送信する。その後、オンデマンド調達部は、ロボット個体管理部から調達命令の返答メッセージM4を受信する(S2819)。
続いて、オンデマンド調達部は、S2812で調達要求メッセージM1を受信していた場合、送信元(モバイル端末7又はロボットドック管理部)に、調達要求の返答メッセージM2を送信する(S2820)。
続いて、オンデマンド調達部は、今回調達した全てのロボット10の調達時間を平均した時間(以下、平均調達時間と称する。)を求め、サービスエリア管理テーブル331の調達先のサービスエリア2の合計調達時間621を更新(更新前の合計調達時間621の値に平均調達時間を加算)する(S2824)。
S2822では、オンデマンド調達部は、オンデマンド調達処理S2800を終了するか否かを判断する。終了しないと判断した場合(S2822:NO)、処理はS2811に戻る。終了すると判断した場合(S2822:YES)、オンデマンド調達処理S2800は終了する。尚、オンデマンド調達部は、例えば、オンデマンド調達処理S2800を終了させるイベント(外部からの終了シグナルの受信等)の発生を検知するとオンデマンド調達処理S2800を終了すると判断する。
図29は、ロボット調達装置30の非オンデマンド調達部が行う処理(以下、非オンデマンド調達処理S2900と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともに非オンデマンド調達処理S2900について説明する。
非オンデマンド調達部は、能動的な調達(非オンデマンド調達処理)を実施するタイミングの到来を待機する(S2911:NO)。尚、上記タイミングは、例えば、サービスエリア2のいずれかの負荷率が予め設定された閾値を超えた場合や、現在時刻が予め設定された時刻となった場合に到来する。上記タイミングが到来すると(S2911:YES)、処理はS2912に進む。
S2912では、各サービスエリア2の最新の状況を把握すべく、非オンデマンド調達部は、サービスエリア管理テーブル331から各サービスエリア2の過不足ロボット数624を取得する。
続いて、非オンデマンド調達部は、ロボット10が不足しているサービスエリア2があるか否かを判断する(S2913)。ロボット10が不足しているサービスエリア2がなければ(S2913:NO)、処理はS2950に進む。ロボット10が不足しているサービスエリア2があれば(S2913:YES)、処理はS2914に進む。
S2914では、非オンデマンド調達部は、S2912で取得した過不足ロボット数を参照して余剰のロボット10を有するサービスエリア2があるか否かを判断する。余剰のロボット10を有するサービスエリア2がなければ(S2914:NO)、処理はS2950に進む。余剰のロボット10を有するサービスエリア2があれば(S2914:YES)、処理はS2915に進む。
S2915では、非オンデマンド調達部は、S2912で取得した過不足ロボット数を参照し、不足数が最大のサービスエリア2が複数存在するか否かを判断する。不足数が最大のサービスエリア2が1つのみしか存在しない場合(S2915:NO)、処理はS2921に進む。ロボット10の数が一番不足しているサービスエリア2が複数存在する場合(S2915:YES)、処理はS2931に進む。
S2921では、非オンデマンド調達部は、余剰のロボット10を有する、不足数が最大のサービスエリア2に最も近いサービスエリア2からロボット10を一つ選択し、調達命令メッセージM3をロボット個体管理部に送信する。その後、処理はS2941に進む。
一方、S2931では、非オンデマンド調達部は、重み設定テーブル334とサービスエリア管理テーブル331とに基づき、不足数が最大の各サービスエリア2について、夫々の緊急度を求める。続いて、非オンデマンド調達部は、求めた緊急度が最大のサービスエリア2に最も近い、余剰のロボット10を有するサービスエリア2から調達対象のロボット10を一つ選択し、ロボット個体管理部に調達命令メッセージM3を送信する(S2932)。その後、処理はS2941に進む。
S2941では、非オンデマンド調達部は、サービスエリア管理テーブル331の過不足ロボット数624の不足数を一つ減じる(即ち過不足ロボット数624を+1する)。その後、処理はS2912に戻る。
S2950では、非オンデマンド調達部は、非オンデマンド調達処理S2900を終了するか否かを判断する。終了しないと判断した場合(S2950:NO)、処理はS2911に戻る。終了すると判断した場合(S2950:YES)、非オンデマンド調達処理S2900は終了する。尚、非オンデマンド調達部は、例えば、非オンデマンド調達処理S2900を終了させるイベント(外部からの終了シグナルの受信等)の発生を検知すると非オンデマンド調達処理S2900を終了すると判断する。
以上に説明したように、ロボット調達装置30は、調達対象とするロボット10を、調達先のサービスエリア2におけるロボット10の過不足数と、調達先のサービスエリア2以外のサービスエリア2におけるロボット10の過不足数とに基づき決定するので、複数のサービスエリア2全体としてロボット10によるサービスの品質を確保しつつロボット10を効率よく運用することができる。
ところで、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また上記実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また上記の各構成、機能部、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、またはICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また上記の各図において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも実装上の全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。例えば、実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
また以上に説明したロボット管理システム1の各種機能部、各種処理部、各種データベースの配置形態は一例に過ぎない。各種機能部、各種処理部、各種データベースの配置形態は、ロボット管理システム1が備えるハードウェアやソフトウェアの性能、処理効率、通信効率等の観点から最適な配置形態に変更し得る。
また前述したデータベースの構成(スキーマ(Schema)等)は、リソースの効率的な利用、処理効率向上、アクセス効率向上、検索効率向上等の観点から柔軟に変更し得る。
1 ロボット管理システム、2 サービスエリア、4 ロボットドック、5 通信ネットワーク、6 カメラ、7 モバイル端末、10 ロボット、20 ロボットドック管理装置、221 ロボットドック管理PG(ロボットドック管理部)、231 ロボットドック状態テーブル231、41 充電スロット、121 ロボット制御PG(ロボット制御部)、122 サービス提供PG(サービス提供部)、30 ロボット調達装置、321 オンデマンド調達PG(オンデマンド調達部)、322 サービスエリア監視PG(サービスエリア監視部)、323 ロボット個体管理PG(ロボット個体管理部)、324 非オンデマンド調達PG(非オンデマンド調達部)、331 サービスエリア管理テーブル、332 ロボット状態テーブル、333 初期調達設定テーブル、334 重み設定テーブル、335 ロボットドック状態テーブル、M1 調達要求メッセージ、M2 調達要求の返答メッセージ、M3 調達命令メッセージ、M4 調達命令の返答メッセージ、M5 タスク実行メッセージ、S2400 サービスエリア監視処理、S2600 ロボット個体管理処理、S2700 ロボットドック管理処理、S2800 オンデマンド調達処理、S2900 非オンデマンド調達処理

Claims (16)

  1. ロボットがサービスの提供を行う複数のサービスエリアの夫々におけるロボットの過不足数を記憶する記憶部と、
    ロボットの調達先となる前記サービスエリアである調達先サービスエリアへの調達の対象とするロボットを、前記調達先サービスエリアにおけるロボットの過不足数と、前記調達先サービスエリアに隣接していない前記サービスエリアを含む、前記調達先サービスエリア以外の前記サービスエリアにおけるロボットの過不足数とに基づき決定する調達処理を行う調達部と、
    前記複数のサービスエリアの夫々におけるロボットの過不足数を、前記サービスエリアの夫々について次式から求められる負荷率に基づき設定するサービスエリア監視部と、
    あるサービスエリアの負荷率=当該サービスエリアでサービス中のロボット数/当該サービスエリアに現在存在するロボットの数
    を備える、ロボット調達装置。
  2. 請求項1に記載のロボット調達装置であって、
    前記調達部は、余剰のロボットが存在する前記サービスエリアのうち、前記調達先サービスエリアから近い前記サービスエリアに存在するロボットを優先して前記調達の対象とするロボットとして決定する、
    ロボット調達装置。
  3. 請求項1に記載のロボット調達装置であって、
    前記調達部は、余剰のロボットが存在する前記サービスエリアのうち、余剰のロボットの数が多い前記サービスエリアに存在するロボットを優先して前記調達の対象とするロボットとして決定する、
    ロボット調達装置。
  4. 請求項1に記載のロボット調達装置であって、
    前記調達部は、余剰のロボットのうち、電池残量の多いロボットを優先して前記調達の対象とするロボットとして決定する、
    ロボット調達装置。
  5. 請求項1に記載のロボット調達装置であって、
    前記調達部は、ロボットの充電を行うロボットドックに存在する充電済のロボットを前記調達の対象とするロボットの候補とする、
    ロボット調達装置。
  6. 請求項1に記載のロボット調達装置であって、
    他の装置と通信する通信装置を備え、
    前記調達部は、前記他の装置から送られてくる調達要求又はイベント発生通知を受信したことを契機として前記調達処理を開始する、
    ロボット調達装置。
  7. 請求項に記載のロボット調達装置であって、
    前記他の装置は、前記サービスエリアの様子を撮影した映像に基づき前記イベント発生通知を送信する装置である、
    ロボット調達装置。
  8. 請求項に記載のロボット調達装置であって、
    前記他の装置は、センサから出力される信号に基づき前記イベント発生通知を送信する機能を備えたロボットである、
    ロボット調達装置。
  9. 請求項に記載のロボット調達装置であって、
    前記他の装置は、ユーザインタフェースを介して受け付けた指示に基づき前記調達要求を送信する情報処理装置である、
    ロボット調達装置。
  10. 請求項に記載のロボット調達装置であって、
    前記情報処理装置は、前記ロボットの充電が行われるロボットドックに設置されている、
    ロボット調達装置。
  11. 請求項1に記載のロボット調達装置であって、
    前記調達部は、ロボットが不足するサービスエリアが存在し、かつ、余剰のロボットが存在するサービスエリアが存在する場合に前記調達処理を開始する、
    ロボット調達装置。
  12. 請求項11に記載のロボット調達装置であって、
    前記調達部は、ロボットが不足する前記サービスエリアが複数存在する場合、前記ロボットが不足するサービスエリアの夫々についてロボットの調達の緊急度を求め、前記緊急度の高い前記サービスエリアから優先して調達対象とするロボットを決定する、
    ロボット調達装置。
  13. 請求項12に記載のロボット調達装置であって、
    前記調達部は、前記緊急度を、前記ロボットが不足するサービスエリアの夫々における、ロボットの電池消費量、前記ロボットの前記負荷率、前記ロボットの調達時間、及び前記サービスエリアの夫々について設定された優先度のうちの少なくともいずれかをパラメータとして求める、
    ロボット調達装置。
  14. 請求項13に記載のロボット調達装置であって、
    前記記憶部は、前記パラメータの夫々について設定された重み係数を記憶し、
    前記調達部は、前記パラメータについて前記重み係数による重み付けを行って前記緊急度を求める、
    ロボット調達装置。
  15. 請求項1に記載のロボット調達装置であって、
    前記ロボットは、前記ロボット調達装置から送られてくる指示に従って自身を制御するロボット制御部を備えており、
    調達対象とすることを決定したロボットに、前記調達先に移動する指示を送信するロボット個体管理部を備える、
    ロボット調達装置。
  16. 情報処理装置が、
    ロボットがサービスの提供を行う複数のサービスエリアの夫々におけるロボットの過不足数を記憶するステップ、
    ロボットの調達先となる前記サービスエリアである調達先サービスエリアへの調達の対象とするロボットを、前記調達先サービスエリアにおけるロボットの過不足数と、前記調達先サービスエリア以外の全ての前記サービスエリアにおけるロボットの過不足数とに基づき決定する調達処理を行うステップと、
    前記複数のサービスエリアの夫々におけるロボットの過不足数を、前記サービスエリアの夫々について次式から求められる負荷率に基づき設定するステップと、
    あるサービスエリアの負荷率=当該サービスエリアでサービス中のロボット数/当該サービスエリアに現在存在するロボットの数
    を実行する、ロボット調達方法。
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