JP7052546B2

JP7052546B2 - 自律移動システム、自律移動体、充電ドック、制御方法、及びプログラム

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Publication number: JP7052546B2
Application number: JP2018092141A
Authority: JP
Inventors: 祐太糸澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2038-05-11
Also published as: CN110465916A; JP2019197471A; EP3567695A1; EP3567695B1; CN110465916B; US20190346852A1; US11175672B2

Description

本発明は、自律移動システム、自律移動体、充電ドック、制御方法、及びプログラムに関する。

バッテリを備え、自律移動を行う、自律移動ロボットなどの自律移動体が知られている。例えば、特許文献１に記載された自律移動型ロボットは、充電ステーション（充電ドック）にてバッテリの充電を行う。

ところで、自律移動体は、自律移動や各種の演算処理によってバッテリを消耗する。そのため、自律移動体は、バッテリを消耗する度に、充電ドックにてバッテリの充電を行う必要がある。しかし、自律移動体が充電ドックに戻る頻度が多くなると、自律移動体の運用効率が低下してしまう。

他方、特許文献２には、ロボット（自律移動体）の自律制御が困難になると、操作端末が無線通信を介してロボットの遠隔操作を行う技術が記載されている。特許文献２のように、自律移動体を遠隔操作する期間を設ければ、自律移動体が備える演算処理部の処理負荷を低減できるため、自律移動体が備えるバッテリの消耗を抑制でき、その結果、自律移動体の運用効率の低下を抑制することができる可能性がある。しかし、自律移動体を、無線通信を介した遠隔操作により移動させると、通信量や通信速度に依存して、自律移動体のリアルタイムな移動動作がぎこちなくなる可能性もある。

特許第４４１８３８１号公報特許第５０７０４４１号公報

上述のように、自律移動体に係る関連技術においては、自律移動体の運用効率の低下を抑制しつつ、自律移動体の移動動作がぎこちなくなるという問題の発生を抑制したいという要求がある。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、自律移動体の運用効率の低下を抑制しつつ、自律移動体の移動動作がぎこちなくなるという問題の発生を抑制することができる自律移動システム、自律移動体、充電ドック、制御方法、及びプログラムを提供するものである。

本発明の一態様に係る自律移動システムは、
自律移動可能な台車を少なくとも含む被駆動体及びバッテリを備える自律移動体と、前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックと、を有する自律移動システムであって、
前記自律移動体は、
前記充電ドックと通信可能な第１通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行する第１演算処理部と、をさらに備え、
前記充電ドックは、
前記自律移動体と通信可能な第２通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理を実行する第２演算処理部と、をさらに備え、
前記第２通信部は、前記第１通信部から、前記第２演算処理に用いる演算用データを受信可能で、かつ、前記第２演算処理部により実行された前記第２演算処理の処理結果を、前記第１通信部に送信可能に構成されている。

本発明の一態様に係る自律移動体は、
自律移動可能な台車を少なくとも含む被駆動体と、充電ドックにて充電可能なバッテリと、を備える自律移動体であって、
前記充電ドックと通信可能な通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行する演算処理部と、をさらに備え、
前記通信部は、前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理に用いる演算用データを、前記充電ドックに送信可能で、かつ、前記充電ドックから、前記充電ドックにより実行された前記第２演算処理の処理結果を受信可能に構成されている。

本発明の一態様に係る充電ドックは、
自律移動可能な台車を少なくとも含む被駆動体及びバッテリを備える自律移動体の前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックであって、
前記自律移動体と通信可能な通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理以外の第２演算処理を実行する演算処理部と、をさらに備え、
前記通信部は、前記自律移動体から、前記第２演算処理に用いる演算用データを受信可能で、かつ、前記演算処理部により実行された前記第２演算処理の処理結果を、前記自律移動体に送信可能に構成されている。

本発明の一態様に係る自律移動体の制御方法は、
自律移動可能な台車を少なくとも含む被駆動体と、充電ドックにて充電可能なバッテリと、を備える自律移動体の制御方法であって、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行可能に、前記自律移動体を構成し、
前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理に用いる演算用データを、前記充電ドックに送信可能に、前記自律移動体を構成し、
前記充電ドックから、前記充電ドックにより実行された前記第２演算処理の処理結果を受信可能に、前記自律移動体を構成する。

本発明の一態様に係る充電ドックの制御方法は、
自律移動可能な台車を少なくとも含む被駆動体及びバッテリを備える自律移動体の前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックの制御方法であって、
前記自律移動体から、前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理以外の第２演算処理に用いる演算用データを受信可能に、前記充電ドックを構成し、
前記第２演算処理を実行可能に、前記充電ドックを構成し、
前記第２演算処理の処理結果を前記自律移動体に送信可能に、前記充電ドックを構成する。

本発明の一態様に係るプログラムは、
自律移動可能な台車を少なくとも含む被駆動体と、充電ドックにて充電可能なバッテリと、を備える自律移動体を、
前記充電ドックと通信可能な通信手段と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行する演算実行手段と、として機能させ、
前記通信手段は、前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理に用いる演算用データを、前記充電ドックに送信可能で、かつ、前記充電ドックから、前記充電ドックにより実行された前記第２演算処理の処理結果を受信可能に構成されている。

本発明の他の態様に係るプログラムは、
自律移動可能な台車を少なくとも含む被駆動体及びバッテリを備える自律移動体の前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックを、
前記自律移動体と通信可能な通信手段と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理以外の第２演算処理を実行する演算実行手段と、として機能させ、
前記通信手段は、前記自律移動体から、前記第２演算処理に用いる演算用データを受信可能で、かつ、前記演算処理部により実行された前記第２演算処理の処理結果を、前記自律移動体に送信可能に構成されている。

上述した本発明の態様によれば、自律移動体の運用効率の低下を抑制しつつ、自律移動体の移動動作がぎこちなくなるという問題の発生を抑制することができる自律移動システム、自律移動体、充電ドック、制御方法、及びプログラムを提供することができる。

実施の形態に係る自律移動システムの概略的な構成の一例を示す図である。実施の形態に係る自律移動システムの概略的な機能ブロック構成の一例を示すブロック図である。実施の形態に係る自律移動システムにおいて、自律移動ロボットが自律移動をしているときに通信が行われる第２演算処理の一例を示すシーケンス図である。実施の形態に係る自律移動システムにおいて、自律移動ロボットのバッテリを充電しているときに通信が行われる第２演算処理の一例を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、以下の実施の形態では、自律移動体が自律移動ロボットである場合の例について説明する。

まず、図１を参照して、本実施の形態に係る自律移動システム１の概略的な構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自律移動システム１の概略的な構成の一例を示す図である。

図１に示されるように、本実施の形態に係る自律移動システム１は、自律移動ロボット１０と、充電ドック２０と、を備えている。また、自律移動ロボット１０は、台車１１１と、胴体１１２と、アーム１１５と、第１センサ１１６と、第２センサ１１７と、を備えている。台車１１１及びアーム１１５は、被駆動体の一例である。

台車１１１は、回転軸を中心に旋回可能に構成されている。また、台車１１１には車輪が設けられており、この車輪の回転を、後述の演算処理部１３０によって制御することで、自律移動ロボット１０（台車１１１）を自律移動させる。

胴体１１２は、台車１１１に取り付けられている。胴体１１２には、アーム１１５が設けられている。アーム１１５は、把持部１１３と、アーム部１１４と、を備えている。把持部１１３は、物体を把持するハンドとして機能する。把持部１１３は、アーム１１５の先端（胴体１１２と反対側）に設けられており、アーム部１１４に支持されている。

第１センサ１１６は、台車１１１に取り付けられ、自律移動ロボット１０が移動可能な移動環境内における障害物を検出する。第１センサ１１６は、複数点までの距離を同時に検出できるセンサ、又は、平面までの距離及び平面とセンサの向きとのなす角度が同時に検出できるセンサであり、例えば、レーザレンジセンサである。

第２センサ１１７は、例えば、ステレオカメラや三次元カメラ等の三次元センサであり、胴体１１２の上部に設けられている。第２センサ１１７は、例えば、自律移動ロボット１０（アーム１１５の把持部１１３）が把持する物体を撮像する。

なお、自律移動ロボット１０は、移動環境内の状況を把握するために、第１センサ１１６及び第２センサ１１７以外のセンサ（例えば、マイク、ジャイロセンサ）を備えていても良い。

自律移動ロボット１０の自律移動動作は、後述の演算処理部１３０によって制御される。演算処理部１３０は、第１センサ１１６により移動環境内の障害物までの距離情報を取得し、取得した距離情報に基づいて移動経路を生成し、生成した移動経路に沿って自律移動ロボット１０（台車１１１）を自律移動させる。

自律移動ロボット１０は、後述のバッテリ１６０を搭載しており、バッテリ駆動される。自律移動ロボット１０は、バッテリ１６０の残容量が低下して充電が必要と判断すると、自律移動により充電ドック２０に戻る。

充電ドック２０は、自律移動ロボット１０が移動可能な移動環境内に設置されており、後述の充電器２３０を備えている。充電ドック２０に自律移動ロボット１０が戻ると、充電器２３０は、商用電源からコンセントを介して供給された電力を自律移動ロボット１０のバッテリ１６０に供給し、バッテリ１６０を充電する。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係る自律移動システム１の概略的な機能ブロック構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る自律移動システム１の概略的な機能ブロック構成の一例を示すブロック図である。

図２に示されるように、自律移動ロボット１０は、通信部１２０と、演算処理部１３０と、センサ群１４０と、アクチュエータ群１５０と、バッテリ１６０と、通信端子１７０と、充電端子１８０と、を備えている。通信部１２０は第１通信部の一例であり、演算処理部１３０は第１演算処理部の一例である。

また、充電ドック２０は、通信部２１０と、演算処理部２２０と、充電器２３０と、通信端子２４０と、充電端子２５０と、を備えている。通信部２１０は第２通信部の一例であり、演算処理部２２０は第２演算処理部の一例である。

なお、自律移動ロボット１０において、バッテリ１６０は、例えば、図１の台車１１１に内蔵される。通信端子１７０及び充電端子１８０は、図１の台車１１１の正面、背面、側面、底面等、任意の位置に配置されて良い。また、通信部１２０及び演算処理部１３０は、図１の台車１１１及び胴体１１２のどちらに内蔵されても良い。また、充電ドック２０において、通信端子２４０及び充電端子２５０は、自律移動ロボット１０の通信端子１７０及び充電端子１８０の位置に応じた位置に、配置されれば良い。

充電器２３０は、バッテリ１６０に電力を供給し、バッテリ１６０を充電する。バッテリ１６０は、充電器２３０により充電された電力を自律移動ロボット１０内の各構成要素に供給する。充電ドック２０において、充電器２３０は充電端子２５０に接続され、自律移動ロボット１０において、バッテリ１６０は充電端子１８０に接続されている。自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電するときは、充電ドック２０の充電端子２５０に自律移動ロボット１０の充電端子１８０が接続されるよう、自律移動ロボット１０が自律移動を行う。充電端子２５０に充電端子１８０が接続されると、充電が開始される。

本実施の形態では、充電ドック２０の充電端子２５０に自律移動ロボット１０の充電端子１８０が接続されると、充電ドック２０の通信端子２４０に自律移動ロボット１０の通信端子１７０も接続されるようになっているものとする。これにより、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電するときは、充電ドック２０の有線通信部１２２及び自律移動ロボット１０の有線通信部２１２が電気的に接続され、有線通信が可能になる。

通信部１２０は、無線通信部１２１及び有線通信部１２２を備え、通信部２１０は、無線通信部２１１及び有線通信部２１２を備えている。
無線通信部１２１及び無線通信部２１１は、無線通信を介して互いに通信可能である。無線通信の方式は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信等が考えられるが、特に限定されない。

充電ドック２０において、有線通信部１２２は、通信端子１７０に接続され、自律移動ロボット１０において、有線通信部２１２は、通信端子２４０に接続されている。上述のように、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電するときに、充電端子２５０に充電端子１８０が接続されると、通信端子２４０に通信端子１７０も接続される。これにより、有線通信部１２２及び有線通信部２１２は、通信端子１７０及び通信端子２４０を介して電気的に接続されるため、有線通信を介して互いに通信可能となる。有線通信の方式は、有線ＬＡＮ通信、有線シリアル通信等が考えられるが、特に限定されない。

センサ群１４０は、第１センサ１１６、第２センサ１１７、その他のセンサ等を含むセンサ群である。アクチュエータ群１５０は、台車１１１を駆動するモータ、アーム１１５を駆動するモータ、その他のアクチュエータ等を含むアクチュエータ群である。

演算処理部１３０は、センサ群１４０から出力されたセンサ情報等を用いて、各種の演算処理を実行する。ただし、本実施の形態では、本来は演算処理部１３０で実行すべき演算処理の一部を、充電ドック２０の演算処理部２２０で実行させる。より詳細には、台車１１１及びアーム１１５の駆動に係る演算処理（以下、第１演算処理と称す）を演算処理部１３０で実行し、第１演算処理以外の演算処理（以下、第２演算処理と称す）を充電ドック２０の演算処理部２２０で実行する。

演算処理部１３０が実行する、台車１１１の駆動に係る第１演算処理は、台車１１１を自律移動させる処理である。台車１１１を自律移動させる処理は、例えば、第１センサ１１６からのセンサ情報（障害物までの距離情報）に基づいて移動経路を生成する処理や、その移動経路に沿って自律移動するように、台車１１１を駆動するモータを制御する処理等を含む。また、演算処理部１３０が実行する、アーム１１５の駆動に係る第１演算処理は、アーム１１５の把持部１１３に物体を把持させる処理である。把持部１１３に物体を把持させる処理は、例えば、把持部１１３が物体を把持するように、アーム１１５を駆動するモータを制御する処理等を含む。

一方、演算処理部２２０が実行する第２演算処理は、例えば、アーム１１５の把持部１１３が把持した物体を機械学習する（例えば、その物体をリモコンであると機械学習する等）処理や、機械学習の結果（学習済みモデル）を基に、アーム１１５の把持部１１３が把持した物体を推定する（例えば、その物体をリモコンであると推定する等）処理等である。また、自律移動ロボット１０が音声対話機能を備えている場合には、音声対話に係る処理（例えば、対話相手の発話音声を音声認識する処理、対話相手の発話音声に対する応答文を生成する処理等）も第２演算処理に含まれる。

本実施の形態では、充電ドック２０の演算処理部２２０が第２演算処理を実行する。そのため、自律移動ロボット１０の通信部１２０は、第２演算処理に用いる演算用データ（例えば、センサ情報）を通信部２１０に送信可能で、かつ、演算処理部２２０により実行された第２演算処理の処理結果を、通信部２１０から受信可能に構成されている。また、充電ドック２０の通信部２１０は、第２演算処理に用いる演算用データを、通信部１２０から受信可能で、かつ、演算処理部２２０により実行された第２演算処理の処理結果を、通信部１２０に送信可能に構成されている。

演算処理部１３０は、演算処理部２２０により実行され、通信部１２０により受信された第２演算処理の処理結果、及び、演算処理部１３０自身により実行された第１演算処理の処理結果に基づいて、アクチュエータ群１５０を制御する。

ここで、自律移動ロボット１０の通信部１２０と充電ドック２０の通信部２１０との間では、全ての第２演算処理に係る通信を、無線通信を介して行うことも可能である。しかし、全ての第２演算処理に係る通信を、無線通信を介して行うと、無線通信帯域を圧迫する等の問題が発生する。

そこで本実施の形態では、第２演算処理のうち一部の第２演算処理に係る通信については、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、有線通信を介して行い、第２演算処理のうち残りの第２演算処理に係る通信についてのみ、自律移動ロボット１０（台車１１１）が自律移動をしているときに、無線通信を介して行うものとする。

具体的には、上述の一部の第２演算処理については、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、有線通信部１２２及び有線通信部２１２が、有線通信を介して、第２演算処理に用いる演算用データの通信及び第２演算処理の処理結果の通信の少なくとも１つを行うものとする。また、上述の残りの第２演算処理については、自律移動ロボット１０（台車１１１）が自律移動をしているときに、無線通信部１２１及び無線通信部２１１が、無線通信を介して、第２演算処理に用いる演算用データの通信及び第２演算処理の処理結果の通信の少なくとも１つを行うものとする。

例えば、上述の第２演算処理のうち、アーム１１５の把持部１１３が把持した物体を機械学習する処理は、機械学習用に大量の画像データを自律移動ロボット１０から充電ドック２０に送信する必要があり、この大量の画像データを無線通信で送信し続けると、無線通信帯域を圧迫する。また、この処理は、リアルタイム性が必要ではない。そのため、この機械学習の処理は、上述の一部の第２演算処理とし、この処理に係る通信は、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、有線通信を介して行うものとする。

一方、上述の第２演算処理のうち、機械学習の結果を基に、アーム１１５の把持部１１３が把持した物体を推定する処理や、音声対話に係る処理は、リアルタイム性が必要になる。そのため、これらの処理は、上述の残りの第２演算処理とし、これらの処理に係る通信は、自律移動ロボット１０（台車１１１）が自律移動をしているときに、無線通信を介して行うものとする。
なお、上述の一部の第２演算処理の他の例は後述する。

以下、本実施の形態に係る自律移動システム１による演算処理について説明する。ただし、第１演算処理は、自律移動ロボット１０の内部で実行され、従来と同様であるため、以下では、充電ドック２０で実行される第２演算処理についてのみ説明し、第１演算処理の説明は省略する。

まず、図３を参照して、自律移動ロボット１０（台車１１１）が自律移動をしているときに通信が行われる第２演算処理（上述の残りの第２演算処理に相当）について説明する。図３は、この第２演算処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図３に示される第２演算処理は、機械学習の結果を基に、アーム１１５の把持部１１３が把持した物体を推定する処理である。ここでは、充電ドック２０の演算処理部２２０が後述の機械学習を既に行っており、機械学習の結果（学習済みモデル）を保持しているものとする。

図３に示されるように、まず、自律移動ロボット１０の無線通信部１２１は、充電ドック２０の無線通信部２１１に対し、第２センサ１１７が撮像した、アーム１１５が把持した推定対象の物体が写っている推定用の画像データを、無線通信を介して、送信する（ステップＳ１１）。

次に、充電ドック２０の演算処理部２２０は、無線通信部２１１により受信された推定用の画像データに写っている推定対象の物体を、機械学習の結果に基づいて推定する（ステップＳ１２）。

その後、充電ドック２０の無線通信部２１１は、自律移動ロボット１０の無線通信部１２１に対し、演算処理部２２０により推定された推定対象の物体の推定結果を、無線通信を介して、送信する（ステップＳ１３）。

次に、図４を参照して、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに通信が行われる第２演算処理（上述の一部の第２演算処理に相当）について説明する。図４は、この第２演算処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図４に示される第２演算処理は、アーム１１５の把持部１１３が把持した物体を機械学習する処理である。

図４に示されるように、まず、自律移動ロボット１０の有線通信部１２２は、充電ドック２０の有線通信部２１２に対し、第２センサ１１７が撮像した、アーム１１５が把持した学習対象の物体が写っている機械学習用の画像データを、有線通信を介して、送信する（ステップＳ２１）。このとき、機械学習用の画像データとしては、学習対象の物体を様々な角度で撮像した大量の画像データを送信する。

次に、充電ドック２０の演算処理部２２０は、有線通信部２１２により受信された機械学習用の画像データに写っている学習対象の物体を機械学習する（ステップＳ２２）。
その後、充電ドック２０の演算処理部２２０は、機械学習の結果を保持する（ステップＳ２３）。

以下、充電ドック２０の演算処理部２２０により実行される第２演算処理のうち、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに通信が行われる第２演算処理（上述の一部の第２演算処理に相当）の例について説明する。

（Ａ）第１の例
本例に係る第２演算処理は、上述したように、アーム１１５の把持部１１３が把持した物体を機械学習する処理である。
本例では、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、充電ドック２０の有線通信部２１２は、自律移動ロボット１０の有線通信部１２２から、有線通信を介して、第２演算処理の演算用データとして、学習対象の物体が写っている機械学習用の画像データを、受信する。充電ドック２０の演算処理部２２０は、有線通信部２１２により受信された機械学習用の画像データに写っている学習対象の物体を機械学習する。

演算処理部２２０が、学習対象の物体を機械学習する場合、その物体を様々な角度で撮像した機械学習用の画像データが大量に必要となる。こうした機械学習用の画像データを、無線通信を介して、送信し続けると、無線通信帯域を圧迫する。
本例では、機械学習用の画像データを、有線通信を介して、送信することにより、機械学習用の画像データの送信により無線通信帯域を圧迫してしまうことを抑制できる。

（Ｂ）第２の例
本例に係る第２演算処理は、自律移動ロボット１０のファームウェアをダウンロード及びアップデートする処理である。
本例では、充電ドック２０の演算処理部２２０は、無線通信部２１１を用いて、所定のサーバから、無線通信を介して、自律移動ロボット１０でアップデートすべきファームウェアをダウンロードする。なお、このダウンロードは、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに実行しても良いし、事前に実行しても良い。充電ドック２０の有線通信部２１２は、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、第２演算処理の処理結果としてのファームウェアを、アップデートの指示と共に、有線通信を介して、自律移動ロボット１０の有線通信部１２２に送信する。

例えば、１台の充電ドック２０で複数台の自律移動ロボット１０を運用する場合に、複数台の自律移動ロボット１０がそれぞれ個別に、所定のサーバから、無線通信を介して、ファームウェアをダウンロードすると、無線通信帯域を圧迫する。
本例では、無線通信を介して、ファームウェアをダウンロードするのは、１台の充電ドック２０だけであるため、ファームウェアのダウンロードにより無線通信帯域を圧迫してしまうことを抑制できる。

（Ｃ）第３の例
本例に係る第２演算処理は、自律移動ロボット１０のダイアグ情報をアップロードする処理である。
本例では、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、自律移動ロボット１０が診断ツールを実行する。充電ドック２０の有線通信部２１２は、自律移動ロボット１０の有線通信部１２２から、有線通信を介して、第２演算処理の演算用データとして、診断ツールの実行により得られた故障個所や可動回数等を示すダイアグ情報を、受信する。充電ドック２０の演算処理部２２０は、無線通信部２１１を用いて、所定のサーバへ、無線通信を介して、自律移動ロボット１０のダイアグ情報をアップロードする。

例えば、１台の充電ドック２０で複数台の自律移動ロボット１０を運用する場合に、複数台の自律移動ロボット１０がそれぞれ個別に、所定のサーバへ、無線通信を介して、ダイアグ情報をアップロードすると、無線通信帯域を圧迫する。
本例では、充電ドック２０が、例えば、複数台の自律移動ロボット１０のダイアグ情報をまとめて、無線通信を介して、アップロードすれば、ダイアグ情報のアップロードにより無線通信帯域を圧迫してしまうことを抑制できる。

（Ｄ）第４の例
本例に係る第２演算処理は、複数台の自律移動ロボット１０で地図データ及び画像データを共有する処理である。
本例では、充電ドック２０の演算処理部２２０は、複数台の自律移動ロボット１０で共有する地図データ（例えば、自律移動ロボット１０の移動環境の地図データ）及び画像データ（機械学習で使用してきた画像データ）を保持しておく。充電ドック２０の有線通信部２１２は、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、第２演算処理の処理結果として、共有する地図データ及び画像データを、有線通信を介して、自律移動ロボット１０の有線通信部１２２に送信する。

本例では、１台の充電ドック２０で複数台の自律移動ロボット１０を運用する場合や、自律移動ロボット１０を入れ替える場合に、自律移動ロボット１０は、バッテリ１６０の充電のために、充電ドック２０に接続するだけで、地図データ及び画像データを共有することができ、これらのデータを引き継ぐことができる。
また、本例では、地図データ及び画像データを、有線通信を介して、送信することにより、地図データ及び画像データの送信により無線通信帯域を圧迫してしまうことを抑制できる。

上述のように本実施の形態によれば、自律移動ロボット１０は、台車１１１及びアーム１１５の駆動に係る第１演算処理を実行し、第１演算処理以外の第２演算処理は、充電ドック２０が実行する。また、充電ドック２０は、自律移動ロボット１０から、第２演算処理に用いる演算用データを受信可能で、かつ、充電ドック２０自身が実行した第２演算処理の処理結果を、自律移動ロボット１０に送信可能に構成されている。

このように本実施の形態によれば、自律移動ロボット１０の一部の演算処理（第２演算処理）を充電ドック２０で実行する。これにより、自律移動ロボット１０は、演算処理部１３０の処理負荷が低減されるため、バッテリ１６０の消耗が抑えられ、運用効率の向上を図れる。また、台車１１１の駆動に係る第１演算処理については、自律移動ロボット１０が実行し、自律移動ロボット１０と充電ドック２０との間では、この第１演算処理に係る通信は行われない。これにより、自律移動ロボット１０と充電ドック２０との通信の通信量や通信速度に起因して、台車１１１のリアルタイムな移動動作がぎこちなくなることが回避される。従って、自律移動ロボット１０の運用効率の低下を抑制しつつ、自律移動ロボット１０の移動動作がぎこちなくなるという問題の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態によれば、アーム１１５の駆動に係る第１演算処理についても、自律移動ロボット１０が実行するため、アーム１１５のリアルタイムな把持動作がぎこちなくなることも回避される。

また、本実施の形態によれば、充電ドック２０は、第２演算処理のうち一部の第２演算処理については、自律移動ロボット１０のバッテリ１６０を充電しているときに、有線通信を介して、演算用データの受信や処理結果の送信を行い、残りの第２演算処理についてのみ、自律移動ロボット１０の台車１１１が自律移動をしているときに、無線通信を介して、演算用データの受信や処理結果の送信を行う。

このように本実施の形態によれば、第２演算処理のうち一部の第２演算処理に係る通信を、充電ドック２０がバッテリ１６０を充電しているときに、有線通信を介して、行う。これにより、第２演算処理に係る通信によって無線通信帯域を圧迫してしまうことを抑制できる等の利点がある。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上述の実施の形態では、自律移動体は、被駆動体として、台車及びアームを含んでいるが、本発明はこれに限定されない。自律移動体は、少なくとも台車を含んでいれば良く、アームの有無は限定されない。また、自律移動体は、台車の他、アーム以外の被駆動体を含んでいても良い。

また、上述の実施の形態では、自律移動体のバッテリを充電するときに、充電端子同士を互いに接続すると、通信端子同士が互いに接続され、有線通信が可能になる構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。通信端子同士は、例えば、ユーザが手動でケーブル等を介して接続する構成であっても良い。

また、上述の実施の形態では、本発明の自律移動体及び充電ドックをハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、自律移動体及び充電ドックの任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、メモリに格納されたコンピュータプログラムを読み出し実行することにより、実現することも可能である。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１０自律移動ロボット、１１１台車、１１２胴体、１１３把持部、１１４アーム部、１１５アーム、１１６第１センサ、１１７第２センサ、１２０通信部、１２１無線通信部、１２２有線通信部、１３０演算処理部、１４０センサ群、１５０アクチュエータ群、１６０バッテリ、１７０通信端子、１８０充電端子、２０充電ドック、２１０通信部、２１１無線通信部、２１２有線通信部、２２０演算処理部、２３０充電器、２４０通信端子、２５０充電端子

Claims

自律移動可能な台車及び前記台車に設けられたアームを含む被駆動体と、バッテリと、を備える自律移動体と、
前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックと、
を有する自律移動システムであって、
前記自律移動体は、
前記充電ドックと有線通信及び無線通信を介して通信可能な第１通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行する第１演算処理部と、をさらに備え、
前記充電ドックは、
前記自律移動体と有線通信及び無線通信を介して通信可能な第２通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理を実行する第２演算処理部と、をさらに備え、
前記第１演算処理は、前記台車を自律移動させる処理及び前記アームに物体を把持させる処理であり、
前記第２演算処理のうち一部の第２演算処理は、前記アームが把持した物体を機械学習する処理であり、
前記第２演算処理のうち残りの第２演算処理は、機械学習の結果に基づいて、前記アームが把持した物体を推定する処理であり、
前記一部の第２演算処理を実行する場合、
前記第２通信部は、前記充電器が前記バッテリを充電しているときに、前記第１通信部から、有線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている機械学習用の画像データを受信し、
前記第２演算処理部は、前記第２通信部により受信された機械学習用の画像データに写っている物体を機械学習する処理を行い、
前記残りの第２演算処理を実行する場合、
前記第２通信部は、前記台車が自律移動をしているときに、前記第１通信部から、無線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている推定用の画像データを受信し、
前記第２演算処理部は、前記第２通信部により受信された推定用の画像データに写っている物体を、機械学習の結果に基づいて、推定する処理を行い、
前記第２通信部は、前記台車が自律移動をしているときに、前記第２演算処理部により推定された物体の推定結果を、無線通信を介して、前記第１通信部に送信する、
自律移動システム。
自律移動可能な台車及び前記台車に設けられたアームを含む被駆動体と、充電ドックの充電器にて充電可能なバッテリと、を備える自律移動体であって、
前記充電ドックと有線通信及び無線通信を介して通信可能な通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行する演算処理部と、をさらに備え、
前記充電ドックは、前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理を実行するものであり、
前記第１演算処理は、前記台車を自律移動させる処理及び前記アームに物体を把持させる処理であり、
前記第２演算処理のうち一部の第２演算処理は、前記アームが把持した物体を機械学習する処理であり、
前記第２演算処理のうち残りの第２演算処理は、機械学習の結果に基づいて、前記アームが把持した物体を推定する処理であり、
前記充電ドックが前記一部の第２演算処理を実行する場合、
前記通信部は、前記充電器が前記バッテリを充電しているときに、有線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている機械学習用の画像データを、前記充電ドックに送信し、
前記充電ドックが前記残りの第２演算処理を実行する場合、
前記通信部は、前記台車が自律移動をしているときに、無線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている推定用の画像データを、前記充電ドックに送信し、
前記通信部は、前記台車が自律移動をしているときに、前記充電ドックから、無線通信を介して、前記充電ドックにより機械学習の結果に基づいて推定された、推定用の画像データに写っている物体の推定結果を受信する、
自律移動体。
自律移動可能な台車及び前記台車に設けられたアームを含む被駆動体と、バッテリと、を備える自律移動体の前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックであって、
前記自律移動体と有線通信及び無線通信を介して通信可能な通信部と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理以外の第２演算処理を実行する演算処理部と、をさらに備え、
前記第１演算処理は、前記台車を自律移動させる処理及び前記アームに物体を把持させる処理であり、
前記第２演算処理のうち一部の第２演算処理は、前記アームが把持した物体を機械学習する処理であり、
前記第２演算処理のうち残りの第２演算処理は、機械学習の結果に基づいて、前記アームが把持した物体を推定する処理であり、
前記一部の第２演算処理を実行する場合、
前記通信部は、前記充電器が前記バッテリを充電しているときに、前記自律移動体から、有線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている機械学習用の画像データを受信し、
前記演算処理部は、前記通信部により受信された機械学習用の画像データに写っている物体を機械学習する処理を行い、
前記残りの第２演算処理を実行する場合、
前記通信部は、前記台車が自律移動をしているときに、前記自律移動体から、無線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている推定用の画像データを受信し、
前記演算処理部は、前記通信部により受信された推定用の画像データに写っている物体を、機械学習の結果に基づいて、推定する処理を行い、
前記通信部は、前記台車が自律移動をしているときに、前記演算処理部により推定された物体の推定結果を、無線通信を介して、前記自律移動体に送信する、
充電ドック。
自律移動可能な台車及び前記台車に設けられたアームを含む被駆動体と、充電ドックの充電器にて充電可能なバッテリと、を備える自律移動体の制御方法であって、
前記自律移動体は、
前記充電ドックと有線通信及び無線通信を介して通信可能な機能と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行する機能と、を備えるものであり、
前記充電ドックは、前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理を実行するものであり、
前記第１演算処理は、前記台車を自律移動させる処理及び前記アームに物体を把持させる処理であり、
前記第２演算処理のうち一部の第２演算処理は、前記アームが把持した物体を機械学習する処理であり、
前記第２演算処理のうち残りの第２演算処理は、機械学習の結果に基づいて、前記アームが把持した物体を推定する処理であり、
前記充電ドックが前記一部の第２演算処理を実行する場合、
前記充電器が前記バッテリを充電しているときに、有線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている機械学習用の画像データを、前記充電ドックに送信し、
前記充電ドックが前記残りの第２演算処理を実行する場合、
前記台車が自律移動をしているときに、無線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている推定用の画像データを、前記充電ドックに送信し、
前記台車が自律移動をしているときに、前記充電ドックから、無線通信を介して、前記充電ドックにより機械学習の結果に基づいて推定された、推定用の画像データに写っている物体の推定結果を受信する、
自律移動体の制御方法。
自律移動可能な台車及び前記台車に設けられたアームを含む被駆動体と、バッテリと、を備える自律移動体の前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックの制御方法であって、
前記充電ドックは、
前記自律移動体と有線通信及び無線通信を介して通信可能な機能と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理以外の第２演算処理を実行する機能と、を備えるものであり、
前記第１演算処理は、前記台車を自律移動させる処理及び前記アームに物体を把持させる処理であり、
前記第２演算処理のうち一部の第２演算処理は、前記アームが把持した物体を機械学習する処理であり、
前記第２演算処理のうち残りの第２演算処理は、機械学習の結果に基づいて、前記アームが把持した物体を推定する処理であり、
前記一部の第２演算処理を実行する場合、
前記充電器が前記バッテリを充電しているときに、前記自律移動体から、有線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている機械学習用の画像データを受信し、
前記受信された機械学習用の画像データに写っている物体を機械学習する処理を行い、
前記残りの第２演算処理を実行する場合、
前記台車が自律移動をしているときに、前記自律移動体から、無線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている推定用の画像データを受信し、
前記受信された推定用の画像データに写っている物体を、機械学習の結果に基づいて、推定する処理を行い、
前記台車が自律移動をしているときに、前記推定された物体の推定結果を、無線通信を介して、前記自律移動体に送信する、
充電ドックの制御方法。
自律移動可能な台車及び前記台車に設けられたアームを含む被駆動体と、充電ドックの充電器にて充電可能なバッテリと、を備える自律移動体を、
前記充電ドックと有線通信及び無線通信を介して通信可能な通信手段と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理を実行する演算処理手段と、として機能させるプログラムであって、
前記充電ドックは、前記自律移動体の演算処理のうち前記第１演算処理以外の第２演算処理を実行するものであり、
前記第１演算処理は、前記台車を自律移動させる処理及び前記アームに物体を把持させる処理であり、
前記第２演算処理のうち一部の第２演算処理は、前記アームが把持した物体を機械学習する処理であり、
前記第２演算処理のうち残りの第２演算処理は、機械学習の結果に基づいて、前記アームが把持した物体を推定する処理であり、
前記充電ドックが前記一部の第２演算処理を実行する場合、
前記通信手段は、前記充電器が前記バッテリを充電しているときに、有線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている機械学習用の画像データを、前記充電ドックに送信し、
前記充電ドックが前記残りの第２演算処理を実行する場合、
前記通信手段は、前記台車が自律移動をしているときに、無線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている推定用の画像データを、前記充電ドックに送信し、
前記通信手段は、前記台車が自律移動をしているときに、前記充電ドックから、無線通信を介して、前記充電ドックにより機械学習の結果に基づいて推定された、推定用の画像データに写っている物体の推定結果を受信する、
プログラム。
自律移動可能な台車及び前記台車に設けられたアームを含む被駆動体と、バッテリと、を備える自律移動体の前記バッテリを充電する充電器を備える充電ドックを、
前記自律移動体と有線通信及び無線通信を介して通信可能な通信手段と、
前記自律移動体の演算処理のうち前記被駆動体の駆動に係る第１演算処理以外の第２演算処理を実行する演算処理手段と、として機能させるプログラムであって、
前記第１演算処理は、前記台車を自律移動させる処理及び前記アームに物体を把持させる処理であり、
前記第２演算処理のうち一部の第２演算処理は、前記アームが把持した物体を機械学習する処理であり、
前記第２演算処理のうち残りの第２演算処理は、機械学習の結果に基づいて、前記アームが把持した物体を推定する処理であり、
前記一部の第２演算処理を実行する場合、
前記通信手段は、前記充電器が前記バッテリを充電しているときに、前記自律移動体から、有線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている機械学習用の画像データを受信し、
前記演算処理手段は、前記通信手段により受信された機械学習用の画像データに写っている物体を機械学習する処理を行い、
前記残りの第２演算処理を実行する場合、
前記通信手段は、前記台車が自律移動をしているときに、前記自律移動体から、無線通信を介して、前記アームが把持した物体が写っている推定用の画像データを受信し、
前記演算処理手段は、前記通信手段により受信された推定用の画像データに写っている物体を、機械学習の結果に基づいて、推定する処理を行い、
前記通信手段は、前記台車が自律移動をしているときに、前記演算処理手段により推定された物体の推定結果を、無線通信を介して、前記自律移動体に送信する、
プログラム。