JP7379597B1

JP7379597B1 - エレベータ制御装置

Info

Publication number: JP7379597B1
Application number: JP2022097936A
Authority: JP
Inventors: 宏和布志木
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-11-14
Anticipated expiration: 2042-06-17
Also published as: JP2023184041A

Abstract

【課題】非常時においても自律移動ロボットがエレベータの入口を塞いだままの状態を回避でき、サービス低下を招くことなく効率的に人と自律移動ロボットとの同乗を可能にする。【解決手段】かご内の状況を監視するかご内カメラ１３および乗場の状況を監視する乗場カメラ４３からのカメラ映像からかご内および乗場の人や物の位置をオブジェクト領域として求めるオブジェクト領域計算部５２と、オブジェクト領域計算部５２で求められるオブジェクト領域の情報に基づき、かごの入口に予め設定されているロボット停止禁止位置を自律移動ロボット３０が通過する際に当該自律移動ロボット３０の移動経路が塞がれた場合に人や物を回避してロボット停止禁止位置から退避できるための退避経路を求める退避経路計算部５５と、退避経路計算部５５により退避経路が求められている場合に、自律移動ロボット３０に対してかごの乗降動作を許可する移動指令を出力するロボット制御指令送信部５７と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、エレベータ制御装置に関する。

近年、自律して移動し、建物内の清掃や荷物の運搬、建物利用者への道案内などの業務を行うサービスロボット（「自律移動ロボット」と称する）が実用化されている。ビルのように複数の階床が存在する建物において、上記の業務を行わせるには、自律移動ロボットのエレベータ利用が不可欠となる。

今後、エレベータの運行効率を上げるために人とロボットがエレベータに同乗するという構成が増えると予想され、ロボットが人の移動経路を塞ぐ、接触するといった事態を避けるため、自律移動ロボット側の人への安全配慮が重要となる。

従来、人とロボットの同乗を前提とし、人の降車をロボットが邪魔しないように制御する技術や、人とロボットとの接触を回避して共存するための種々の提案がある。

特許第５４４９９５２号特許第６７８１２８４号

人と自律移動ロボットがかごに同乗する場合、人間同士であれば意思疎通によりかご内での乗込み位置について融通を利かせることができる。しかし、自律移動ロボットでは、融通を利かせることができないので、相互の乗り降りに支障を来すおそれがあり、人に対してはサービスが低下するという不具合がある。

特に、地震や火災発生等の非常時において、自律移動ロボットがエレベータの入口を塞いだ状態で急停止し、そのままの状態で移動しない場合、ロボットを取り扱う専門の作業員が移動させるまでエレベータ内に人が閉じ込め状態となる可能性がある。

本発明の実施形態は、非常時においても自律移動ロボットがエレベータの入口を塞いだままの状態を回避でき、サービス低下を招くことなく効率的に人と自律移動ロボットとの同乗を可能にするエレベータ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態は、自律移動ロボットを制御するエレベータ制御装置であって、かご内の状況を監視するかご内カメラおよび乗場の状況を監視する乗場カメラからのカメラ映像からかご内および乗場の人や物の位置をオブジェクト領域として求めるオブジェクト領域計算部と、前記オブジェクト領域計算部で求められるオブジェクト領域の情報に基づき、かごの入口に予め設定されているロボット停止禁止位置を前記自律移動ロボットが通過する際に当該自律移動ロボットの移動経路が塞がれた場合に人や物を回避して前記ロボット停止禁止位置から退避できるための退避経路を求める退避経路計算部と、退避経路計算部により前記退避経路が求められている場合に、前記自律移動ロボットに対してかごの乗降動作を許可する許可指令を出力するロボット制御指令送信部と、を備えるエレベータ制御装置である。

実施形態に係るエレベータシステムを構成するエレベータ制御装置を示すブロック図。図１のエレベータシステムを構成するかごおよび乗場を示す説明図。図１のエレベータシステムの動作を説明するフローチャート。図１のエレベータシステムの動作を説明するフローチャート。図１のエレベータシステムの動作を示す説明図。図１のエレベータシステムの動作を示す説明図。

図１は、実施形態のエレベータシステムの構成を示すブロック図、図２は実施形態のエレベータシステムが適用されるかごと乗場の構成を示す説明図である。

実施形態のエレベータシステム１は、図２に示すように、かご１０内に人（利用者）２０と自律移動ロボット３０とが同時に乗車可能なシステムである。

図２に示すように、かご１０には、行先階を登録する等の処理を行うかご内操作盤１１と、かご１０内の利用者（人２０）に対して音声や画像によりアナウンスするかご内案内装置１２と、かご１０の状況を把握するためにかご１０内を撮像するかご内カメラ１３とが設置されている。図２の例では、かご１０内には２人の利用者（人２０）が乗車中である。なお、かご内カメラ１３としては、かご１０内の画像を得ることができれば、赤外線センサ等の他の撮像手段も含まれる。

また、乗場４０には、乗場呼びを登録する乗場呼びボタン４１と、乗場４０の利用者（人２０）に対して音声や画像によりアナウンスする乗場案内装置４２と、乗場４０内の状況を把握するために乗場４０を撮像する乗場カメラ４３とが設置されている。乗場４０には自律移動ロボット３０が待機中である。なお、乗場カメラ４３としては、乗場４０の画像を得ることができれば、赤外線センサ等の他の撮像手段も含まれる。

図１に示すように、エレベータシステム１は、自律移動ロボット３０を制御するエレベータ制御装置５０を備えている。自律移動ロボット３０は、ロボット制御部３１と、ロボット駆動部３２と、ロボット情報出力部３３と、を備えている。

ロボット制御部３１は、エレベータ制御装置５０のロボット制御指令送信部５７から送信されたロボット制御指令に基づいて自律移動ロボット３０を走行制御する。

ロボット駆動部３２は、電動機や、障害物を検出する距離センサ等の各種のセンサを備え、ロボット制御部３１からの駆動指令およびセンサによる検知情報に基づいて自律移動ロボット３０を駆動する。

ロボット情報出力部３３は、かご１０を利用する際にロボット呼びをエレベータ制御装置５０に出力するとともに、自律移動ロボット３０に関するロボット情報等をエレベータ制御装置５０に出力する。

エレベータシステム１を構成するエレベータ制御装置５０は、カメラ情報入力部５１と、オブジェクト領域計算部５２と、ロボット情報入力部５３と、ロボット移動経路計算部５４と、退避経路計算部５５と、移動経路決定部５６と、ロボット制御指令送信部５７と、異常発報部５８と、を備えている。

カメラ情報入力部５１は、かご内カメラ１３で撮像されたかご１０内のカメラ画像および乗場カメラ４３で撮像された乗場４０のカメラ画像を入力する。

オブジェクト領域計算部５２は、かご内カメラ１３および乗場カメラ４３の各カメラ画像を画像処理して、かご１０内の人２０や物等（「オブジェクト」と称する）の位置（存在領域）をオブジェクト領域として計算する。オブジェクト領域は人２０の移動に伴い、絶えず変化するので、０．５～２．０秒程度で更新する必要がある。

ロボット情報入力部５３は、自律移動ロボット３０から出力されるロボット呼びおよび種々のロボット情報を入力する。

ロボット移動経路計算部５４は、オブジェクト領域計算部５２で求められたオブジェクト領域とロボット情報入力部５３からのロボット情報に基づき自律移動ロボット３０の移動経路を求める。なお、ロボット移動経路計算部５４には、かご及び乗場の床面、壁面情報等のマップ情報や、自律移動ロボット３０の寸法、大きさ等の形状に関するロボット情報（「ロボット形状情報」）等が予め記憶されている。

退避経路計算部５５は、非常時等にかごの入口に予め設定されているロボット停止禁止位置（図４参照）を自律移動ロボット３０が通過する際に自律移動ロボット３０の移動経路が塞がれた場合、ロボット停止禁止位置で停止しないよう人２０や物と接触せずにロボット停止禁止位置から退避できるための退避経路を求める。退避経路の算出は、人２０や他のオブジェクトの位置変化に対応するために、オブジェクト領域計算部５２で求められたオブジェクト領域の変化に基づき、０．５～２．０秒程度の周期で計算することが望ましい。

ここで、退避経路の算出に必要な情報としては、かご及び乗場の床面、壁面情報等のマップ情報がある。また、かご１０及び乗場４０のシルを中心とした「ロボット停止禁止位置」情報（範囲情報：ロボットが止まると人が閉じ込めとなる範囲、図４に符号６０で示す領域）がある。また、ロボット情報入力部５３から得られる情報としては、自律移動ロボット３０から送信されるロボットの予定経路情報（経路情報）がある。さらに、カメラ情報入力部５１から得られるカメラ映像で確認できる移動しないオブジェクト情報（範囲情報）、カメラ映像から算出されるかご、乗場にいる人２０、自律移動ロボット３０の移動予測情報（経路情報）等がある。

移動経路決定部５６は、退避経路計算部５５で退避経路が求められているか否かに応じて自律移動ロボット３０の移動経路を決定する。

ロボット制御指令送信部５７は、移動経路決定部５６で求められた移動経路に基づくロボット制御指令を生成して自律移動ロボット３０に無線送信する。

異常発報部５８は、移動経路を決定できないような異常状態が発生した場合にかご内案内装置１２および乗場案内装置４２に異常が発生した旨およびその対処方法等を発報する。

＜実施形態の動作＞
次に、図３Ａ、図３Ｂのフローチャート、図４、図５の動作説明図を参照しつつ実施形態の動作を説明する。以下の説明では、乗場４０の自律移動ロボット３０がかご１０内に乗り込む際の動作を説明するが、かご１０内の自律移動ロボット３０が降りる際の動作も同様である。

初めに、図４に示すように、かご１０内に二人の人２０が乗車しており、乗場４０には人２０Ａと２０Ｂがかご１０の到着を待っており、人２０Ｂの近傍のロボット待機位置３５には自律移動ロボット３０がかご１０の到着を待っているものとする。かご１０内には、自律移動ロボット３０の移動後の目標位置３６が設定されている。また、エレベータの入口１５にはロボット停止禁止位置６０が設定されている。図中、７０はロボット移動経路、８０はロボット退避経路を示す。

図３Ａ、図３Ｂのフローチャートに示すように、エレベータ運行中において、かご内カメラ１３によりかご１０内が撮影され、そのカメラ映像がカメラ情報入力部５１に入力される。同時に乗場カメラ４３により乗場４０が撮影され、そのカメラ映像がカメラ情報入力部５１に入力される。オブジェクト領域計算部５２では、カメラ情報入力部５１にかご１０内、乗場４０のカメラ映像が取得されているか否かが監視されている（ステップＳ１）。

オブジェクト領域計算部５２はカメラ映像が取得されていない場合には（ステップＳ１NO）、退避経路計算部５５により退避経路を計算することができない。このため、ロボット制御指令送信部５７から自律移動ロボット３０に対して停止指令が出力される（ステップＳ２）。自律移動ロボット３０は現在位置で停止して待機することとなる。

オブジェクト領域計算部５２でカメラ映像が取得されている場合には（ステップＳ１YES）、かご１０内および乗場４０に存在するオブジェクトが占める領域を計算する。ロボット移動経路計算部５４では、オブジェクト領域計算部５２で計算されたオブジェクト領域の情報に基づき、乗場４０にいる自律移動ロボット３０がかご１０内に乗り込んで所定位置で停止するまでのロボット移動経路（移動予定経路）７０を求める。

次いで、退避経路計算部５５は、算出されたロボット移動経路（予定経路）７０が取得されているか否かが判定される（ステップＳ３）。

ロボットの移動経路（予定経路）７０が取得されていない場合には（ステップＳ３NO）、退避経路８０（図４、図５参照）を計算することができないので、ロボット制御指令送信部５７から自律移動ロボット３０に対して停止指令が出力される（ステップＳ２）。

ロボットの移動経路７０が取得されている場合には（ステップＳ３NO）、退避経路計算部５５は、戸開から一定時間経過後に、かご１０内の人２０および乗場４０の人２０がどのように移動するかを示す予測移動経路を算出する（ステップＳ４）。そして、算出された予測移動経路から、自律移動ロボット３０の移動経路７０が塞がれた際の退避経路があるか否かが判定される（ステップＳ５）。

自律移動ロボット３０の退避経路８０がある場合には（ステップＳ５YES）、ロボット停止禁止位置６０（図４参照）で予定の移動経路７０を通過することが可能か否かが判定される（ステップＳ６）。ロボット停止禁止位置６０を通過可能であれば（ステップＳ６YES）、ロボット制御指令送信部５７は、自律移動ロボット３０に対して乗降動作の許可指令を送信する（ステップＳ７）。

次に、自律移動ロボット３０がかご１０内の目標位置（目標停止位置）３６に到着したか否かが監視される（ステップＳ８）。目標位置３６に到着するまでは、ステップＳ５～Ｓ７の処理が実行される（ステップＳ８NO）。

自律移動ロボット３０が目標位置３６に到着すると（ステップＳ８YES）、戸閉した後、エレベータでのロボット搬送が開始される（ステップＳ９）。

ステップＳ６の判定の結果、自律移動ロボット３０がロボット停止禁止位置６０を通過することが不可能な場合（ステップＳ６NO）、ロボット制御指令送信部５７は、自律移動ロボット３０に対して退避経路情報を送信する（ステップＳ１０）。これにより、自律移動ロボット３０は退避して元の位置に戻って待機することとなる。

一方、図５に示すように、かご１０内には３人の人２０，２０，２０Ｅがおり、乗場４０には４人の人２０Ａ～２０Ｄがいる場合を想定する。破線で示す退避経路８０上にかご１０内では人２０Ｅがおり、乗場４０には人２０Ｃ，２０Ｄがいるので、退避経路８０が全て塞がれた状態である。この場合には、入口１５で自律移動ロボット３０が故障等で動作不能となると、退避不可能となる。

したがって、ステップＳ５の判定処理において、自律移動ロボット３０の移動経路が塞がれた際の退避経路８０がないと判定された場合（ステップＳ５NO）、ロボット制御指令送信部５７は、自律移動ロボット３０に対して停止指令を送信してロボットの乗降動作を中断させる（ステップＳ１１）。次いで、乗降動作開始位置への移動が可能か、すなわち、後戻りが可能か否かが判定される（ステップＳ１２）。

後戻りが可能な場合には（ステップＳ１２YES）、ロボット制御指令送信部５７は、乗降動作開始位置への退避経路８０を自律移動ロボット３０に対して送信する（ステップＳ１３）。自律移動ロボット３０が退避行動をする際、周囲に退避行動中のため、その場を動かないようにかご内案内装置１２および乗場案内装置４２から音声案内や文字表示等で周囲の人２０に対して注意喚起する。

後戻りが不可能な場合には（ステップＳ１２NO）、ロボット停止禁止位置６０に自律移動ロボット３０が停止しているか否かが判定される（ステップＳ１４）。停止している場合には（ステップＳ１４YES）、異常発報部５８はかご内案内装置１２および乗場案内装置４２に異常発報を指示する（ステップＳ１５）。これにより、人による自律移動ロボット３０の移動が実施される。

他方、ロボット停止禁止位置６０に自律移動ロボット３０が停止していない場合には（ステップＳ１４NO）、ロボット制御指令送信部５７は現在位置で停止するよう、自律移動ロボット３０へ停止指令を送信する（ステップＳ１６）。

このように、実施形態によれば、自律移動ロボット３０がセンサ故障等で位置情報を喪失した場合にあってもエレベータ制御装置５０からの指令により退避動作をバックアップすることができる。このため、自律移動ロボット３０がエレベータの入口１５を塞いだまま動かなくなるという事態を回避することができる。

＜変形例＞
退避行動がとれない人２０や、物が配置された状態が一定時間以上続いた場合、一旦、自律移動ロボット３０の乗り込みを見送り、退避して、次回かごが来るまで乗場４０で待機するようにしてもよい。

また、自律移動ロボット３０が人２０の位置を喪失した場合、自律移動ロボット３０は退避速度を遅くし、周囲の状況が把握できて衝突可能性が無い場合は退避速度を早くするようにしてもよい。

自律移動ロボット３０の移動経路７０や退避経路８０を床面に設置したＬＥＤ照明等の床発光部によって表示したり、天井等に設置されたプロジェクタによって移動ルートを床面に表示したりしてもよい。これにより、自律移動ロボット３０の周囲にいる人２０に対して自律移動ロボット３０の挙動を周知させることができ、人２０と自律移動ロボット３０との共存を促進できる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…エレベータシステム、１０…かご、１１…かご内操作盤、１２…かご内案内装置、１３…かご内カメラ、１５…入口、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ…人（利用者、オブジェクト）、３０，３０Ａ，３０Ｂ…自律移動ロボット、３１…ロボット制御部、３２…ロボット駆動部、４０…乗場、４１…乗場呼びボタン、４２…乗場案内装置、４３…乗場カメラ、５１…カメラ情報入力部、５２…オブジェクト領域計算部、５３…ロボット情報入力部、５４…ロボット移動経路計算部、５５…退避経路計算部、５６…移動経路決定部、５７…ロボット制御指令送信部、５８…異常発報部、６０…ロボット停止禁止位置、７０…ロボット移動経路、８０…ロボット退避経路

Claims

自律移動ロボットを制御するエレベータ制御装置であって、
かご内の状況を監視するかご内カメラおよび乗場の状況を監視する乗場カメラからのカメラ映像からかご内および乗場の人や物の位置をオブジェクト領域として求めるオブジェクト領域計算部と、
前記オブジェクト領域計算部で求められるオブジェクト領域の情報に基づき、かごの入口に予め設定されているロボット停止禁止位置を前記自律移動ロボットが通過する際に当該自律移動ロボットの移動経路が塞がれた場合に人や物を回避して前記ロボット停止禁止位置から退避できるための退避経路を求める退避経路計算部と、
退避経路計算部により前記退避経路が求められている場合に、前記自律移動ロボットに対してかごの乗降動作を許可する許可指令を出力するロボット制御指令送信部と、
を備えるエレベータ制御装置。
前記ロボット制御指令送信部は、
前記自律移動ロボットの移動経路が塞がれた際の退避経路がない場合には、前記自律移動ロボットの乗降動作を中断させ、
退避経路はあるが、前記自律移動ロボットがロボット停止禁止位置で移動できない事態が発生した場合には、前記退避経路をロボットへ送信してロボット停止禁止位置から退避させる、請求項１に記載のエレベータ制御装置。
前記自律移動ロボットが前記ロボット停止禁止位置から退避できない状況が発生した場合に、かご内および乗場に設置された案内装置に対して異常が発生した旨を発報する異常発報部を更に備える請求項２に記載のエレベータ制御装置。