JP7414890B2 - エレベータシステムおよびエレベータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、エレベータシステムおよびエレベータの制御装置に関する。

自律移動可能なロボットをエレベータと連動させて他階に移動させる技術がある。清掃や警備、宅配などを行うサービスロボットは、移動指令が来た際に目的階へ急行できるよう、所定位置、例えばエレベータかご内で待機することが望ましい。しかし、ロボットの稼働は内蔵バッテリに依存しており、稼働時間に制約がある。そのため、一定時間ごとに充電ステーションへ移動し、充電する必要がある。

特許第５５７２０１８号 特許第６７８１２８４号 特許第６８１２５００号

しかしながら、充電の都度、充電ステーションまで移動して充電するのは時間がかかるばかりでなく、充電ステーションとの間の往復移動時における電力が無駄になる。

そこで、従来例として、かご内に給電エリアを設けて接点式で充電する技術がある。しかし、接点式の充電は、ロボットの向きに制約があり、位置調整が必要となる。またロボットと人がかご内に混合している場合、人が給電エリアを塞いでいることも考えられる。

上記問題を解決するため、本発明は、かご内にて非接触で自律移動ロボットに給電することができるとともに、利用者と自律移動ロボットとが共存することができるエレベータシステムおよびエレベータの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、かごに利用者と自律移動ロボットとの同乗を許容するエレベータシステムであって、かごに設定され、自律移動ロボットを充電するための給電エリアと、給電エリアに設置され、非接触で自律移動ロボットの搭載バッテリを充電する非接触給電装置と、を備えるエレベータシステムである。

また、かご内カメラによってかご内の状況を監視し、給電エリアに利用者がいない場合には、自律移動ロボットを給電エリアに移動させて充電し、給電エリアに利用者がいる場合であって自律移動ロボットの搭載バッテリの残量に余裕がない場合には、利用者を給電エリア外に移動するよう誘導した後、自律移動ロボットを給電エリアに移動させて充電し、給電エリアに利用者がいる場合であって自律移動ロボットの搭載バッテリの残量に余裕がある場合には、自律移動ロボットをかご内の空きスペースへ誘導する、エレベータの制御装置である。

実施形態におけるエレベータの構成図。 実施形態に係るエレベータシステムの構成を示すブロック図。 実施形態の処理手順を示すフローチャート。 実施形態の処理手順を示すフローチャート。 給電エリアに人がいない場合の動作を示す説明図。 充電に余裕が無い場合の動作を示す説明図。 給電エリアに人がいて混雑している場合の動作を示す説明図。 ロボット呼びを考慮した群管理制御の一例を示す説明図。 かご内の給電エリアの一例を示す説明図。 かご内の給電エリアの一例を示す説明図。

図１に示すように、実施形態のエレベータシステム１を構成するかご１０は、利用者２と自律移動ロボット２０との同乗を許容するものであり、かご１０の内奥部（図４参照）には、自律移動ロボット２０の給電エリア１１が設置されている。また、かご１０を構成する底面部１２、側面部１３、天井面部１４等には非接触給電装置４０を構成する送電コイル４１が設置されている。なお、送電コイル４１は、かごドア１５のドア面部等に設置されていてもよい。送電コイル４１は底面部１２、側面部１３、天井面部１４、かごドア１５のかごドア面部の少なくとも何れかに設けられていればよい。

かご１０内には、かご内を撮像してかご１０内の状況を監視するかご内カメラ１６と、アナウンス音声を出力するかご内スピーカ１７と、アナウンス画像等を表示する表示装置１８とが設定されている。なお、かご１０内の状況を監視する手段としては、かご内カメラ１６に限定されず、例えば赤外線センサや荷重センサ、ロボット側に搭載されたセンサなどであってもよい。

また、かご１０の天井面部１４には通信装置３が設置されており、自律移動ロボット２０との間の通信に利用される。さらに、かご１０は、図示しないエレベータ制御装置を介して群管理制御装置３０（図２参照）に接続されている。なお、実施形態の説明では、エレベータの制御装置は、エレベータ制御装置と群管理制御装置３０とを含むものとし、群管理制御装置３０で実施される機能を個々のエレベータ制御装置で実施するようにしてもよい。

乗場６０には、利用者２が行先階を登録するための乗場行先階登録装置６１および上下呼びボタン６２と、乗場６０の混雑状態等を撮像する乗場カメラ６３とが設置されている。

自律移動ロボット２０は、自律して移動可能なサービスロボットであり、通信装置３を介して群管理制御装置３０に接続されている。また、図２に示すように、自律移動ロボット２０は、ロボット呼び出力部２００と、通信部２０１と、受電コイル２０２と、搭載バッテリ２０３と、充電状態監視部２０４と、充電状態出力部２０５と、駆動制御部２０６と、駆動部２０７とを備える。

ロボット呼び出力部２００は、乗場６０にいる自律移動ロボット２０からの乗場呼びをロボット呼びとして通信部２０１を介して群管理制御装置３０へ出力する。

通信部２０１は、ロボット呼び出力部２００からのロボット呼びや搭載バッテリ２０３の充電状態情報等を通信装置３を介して群管理制御装置３０へ送信する機能、群管理制御装置３０からのロボット駆動指令を受信する機能等を有する。

受電コイル２０２は、非接触給電装置４０に設置されている送電コイル４１から電力の供給を受けて搭載バッテリ２０３を充電する。受電コイル２０２は送電コイル４１と対面する位置に設置されていることが望ましい。このため、送電コイル４１がかご１０の底面部１２にある場合にはロボット底面に、側面部１３にある場合にはロボット側面に、天井面部１４にある場合にはロボット上面に設置する。また、かごドア１５に送電コイル４１が設置されている場合にはロボット前面または後面に設置する。

搭載バッテリ２０３は、受電コイル２０２を介して非接触給電装置４０からの電力供給を受けて充電する。

充電状態監視部２０４は、搭載バッテリ２０３のバッテリ残量を監視し、バッテリ残量等の充電状態情報を充電状態出力部２０５に出力する。

充電状態出力部２０５は、充電状態監視部２０４からの充電状態情報を通信部２０１を介して群管理制御装置３０へ出力する。

駆動制御部２０６は、通信部２０１を介して群管理制御装置３０からの駆動指令を入力して駆動部２０７を制御する。

駆動部２０７は、駆動モータや各種センサ等を備え、駆動制御部２０６の制御により自律移動ロボット２０の駆動を実行する。

群管理制御装置３０は、乗場呼び受付部３０１と、エレベータ情報入力部３０２と、カメラ画像入力部３０３と、ロボット情報入力部３０４と、充電状態判断部３０５と、割当候補かご評価部３０６と、割当かご決定部３０７と、かご内状況判定部３０８と、割当かご出力部３０９と、駆動指令出力部３１０と、アナウンス部３１１とを備える。

乗場呼び受付部３０１は、利用者２によって乗場行先階登録装置６１および上下呼びボタン６２から登録された乗場呼びを受け付ける。

エレベータ情報入力部３０２は、かご１０のかご情報をエレベータ制御装置から入力する。具体的には、かごID、行先階呼び（かご呼び）、荷重センサで検出されたかご荷重、ロボット乗車有無、ロボット乗車可否等の情報を含む。

カメラ画像入力部３０３は、かご内カメラ１６でかご内を撮像して得られた乗車中の人数や自律移動ロボット２０の乗車の有無等を把握する。また、乗場カメラ６３で撮像された乗場６０の画像を入力して乗場の利用者人数、自律移動ロボット２０の到着状況や待機状況等の乗場状況を把握する。

ロボット情報入力部３０４は、自律移動ロボット２０からのロボット呼びの受信、および自律移動ロボット２０に関するロボット情報を受信する。また、充電状態監視部２０４で監視された搭載バッテリ２０３の残量等の充電状態情報を受信する。

充電状態判断部３０５は、ロボット情報入力部３０４を介して自律移動ロボット２０の搭載バッテリ２０３の充電状態情報を入力し、自律移動ロボット２０を充電させるべきか否かを判断する。

割当候補かご評価部３０６は、乗場呼び受付部３０１から乗場呼び登録状態を取得する。また、充電状態判断部３０５から充電状態情報を取得する。さらに、エレベータ情報入力部３０２からかご１０に対する自律移動ロボット２０の乗車可否情報、かご１０の走行位置やかご内の荷重等の情報を取得する。加えて、カメラ画像入力部３０３から、かご１０内および乗場６０の状況を示すカメラ画像を取得する。そして、取得した情報に基づき、割当ての候補かごを求める。

割当かご決定部３０７は、割当候補かご評価部３０６で評価された割当候補かごの中から適切な割当かごを決定する。

かご内状況判定部３０８は、カメラ画像入力部３０３から、かご１０内の状況を示すカメラ画像を取得してかご内の状況を判定する。

割当かご出力部３０９は、割当かご決定部３０７で決定された割当かごをエレベータ制御装置に出力するとともに、駆動指令出力部３１０に出力する。

駆動指令出力部３１０は、割当かご出力部３０９からのかご割当の情報を自律移動ロボット２０へ出力する。

アナウンス部３１１は、かご１０のかご内スピーカ１７や、表示装置１８にアナウンス音声や画像等を出力する。特に、充電状態判断部３０５が自律移動ロボット２０の充電状態を判断した結果、充電が必要で有る場合には、自律移動ロボット２０が給電エリア１１に移動する旨をかご１０内に案内する。このとき、カメラ画像入力部３０３で得られた査カメラ画像から給電エリア１１に利用者２がいる場合には、給電エリア１１から外に移動するように案内する。

＜実施形態の処理手順＞
図３Ａ、図３Ｂは、実施形態の処理手順を示すフローチャートである。

同図に示すように、ロボット呼び出力部２００からロボット呼びが出力されると、ロボット情報入力部３０４は通信装置３を介して受信する（ステップＳ１YES）。割当候補かご評価部３０６は、かご内カメラ１６からのカメラ画像から給電エリア１１の使用状況を判断するとともに、現在走行中のかご１０のかご位置から適切な割当候補かごを判断する。次いで、割当かご決定部３０７は、割当候補かごの中から乗場６０にいる利用者２の人数等を考慮して適切な割当かごを決定する（ステップＳ２）。

割当かごがロボット呼び階に到着し、戸開して利用者２の乗降が完了すると（ステップＳ３）、かご内状況判定部３０８は、かご内カメラ１６のカメラ画像から給電エリア１１に利用者２がいるか否かを判定する（ステップＳ４）。

給電エリア１１に利用者２がいない場合（ステップＳ４NO）には、乗車した自律移動ロボット２０を給電エリア１１に移動させるように駆動指令出力部３１０から駆動指令を出力する（ステップＳ５）。そして、非接触給電装置４０を起動して充電を開始する（ステップＳ６）。かご１０が戸閉して目的階に移動すると（ステップＳ７）、非接触給電装置４０を停止させた後（ステップＳ８）、自律移動ロボット２０を降車させる（ステップＳ９）。

一方、給電エリア１１に利用者がいる場合（ステップＳ４YES）には、充電状態監視部２０４は搭載バッテリ２０３の残量に余裕があるか否かを判定する（ステップＳ１０）。

搭載バッテリ２０３の残量に余裕がない場合（ステップＳ１０NO）には、アナウンス部３１１はかご内スピーカ１７からアナウンスを流し利用者２を給電エリア１１の外に移動するよう促す（ステップＳ１１）。アナウンスがされた以後の処理はステップＳ５以降の処理と同じである。

また、搭載バッテリ２０３の残量に余裕がある場合（ステップＳ１０YES）には、かご１０内が混雑しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。かご１０内が混雑していない場合（ステップＳ１２NO）には、ステップＳ１１の処理に移動し、アナウンス部３１１はかご内スピーカ１７からアナウンスを流し利用者２を給電エリア１１の外に移動するよう促す（ステップＳ１１）。アナウンス後の処理はステップＳ５以降の処理と同じである。

かご１０内が混雑している場合（ステップＳ１２YES）には、駆動指令出力部３１０は、かご１０内の空きスペースに移動するよう、自律移動ロボット２０に対して駆動指令を出力する（ステップＳ１３）。戸閉後、目的階に移動すると（ステップＳ１４）、自律移動ロボット２０をかご１０から降車させる（ステップＳ９）。

以上の処理を図４～図６を用いて具体的に説明する。

図４（Ａ）の状態では、自律移動ロボット２０が乗場６０で待機しているとき、かご１０内には利用者２が１人いるが、給電エリア１１内には利用者２はいない。このため、同図（Ｂ）に示すように、自律移動ロボット２０はかご１０内に乗車後、給電エリア１１に移動させることができる。

図５（Ａ）の状態では、自律移動ロボット２０が乗場６０で待機しているとき、かご１０内には２人の利用者２がいるが、そのうちの１人は給電エリア１１内に立っている。この場合、自律移動ロボット２０の搭載バッテリ２０３の残量に余裕がない場合には、同図（Ｂ）に示すように、かご内スピーカ１７から給電エリア１１に立っている利用者２に対して給電エリア外に移動するようアナウンス音声を出力する。

図６（Ａ）の状態では、かご１０内に沢山の利用者２がおり、給電エリア１１内にも利用者２がいるほど混雑している。この場合には、充電残量に余裕があれば、自律移動ロボット２０をかご１０内の空きスペースに移動させる。

このように、本発明の実施形態によれば、かご１０内に自律移動ロボット２０に非接触で給電する給電エリア１１を設けたので、自律移動ロボット２０は、かご１０の走行中での充電が可能になる。また、従来のように、例えば、管理人室などに充電エリアを設けている場合、充電エリアに移動するためのバッテリ残量を確保する必要がある。本実施形態では、移動の分だけ、稼働時間を低減することができる。

かご１０内で充電し待機することで、目的地への急行と稼働時間の延長を両立することができる。例えば、自律移動ロボット２０として配達ロボットなどをかご１０内で待機させることで、ロボット呼びがあった際に素早く目的階へ移動させることができる。

また、非接触給電することでロボットの向きや高さ、かご内意匠、防水防塵仕様に関わらず充電することができる。

また、本実施形態によれば、かご１０の給電エリア１１内に自律移動ロボット２０がいる場合に充電を開始するようにしている。これにより自律移動ロボット２０が給電エリア１１内いないときは非接触給電装置４０を稼働させなくていいので、消費電力の軽減が期待できる。

さらに、本実施形態によれば、非接触給電装置４０をかご１０に設置し、非接触給電方式により給電することで密閉構造にすることができる。これにより、接点部分に雨による浸水やほこりによる火災が発生することが無いため、安全性において従来の接点式に勝ることができる。

さらに、群管理制御装置３０によって、かご１０内の状況を把握したオペレーションとすることで、運転効率を下げることなく利用者２と自律移動ロボット２０とを移動させることができる。

なお、かご１０内で自律移動ロボット２０が充電しているときに、ロボット呼びがあった場合、２台の自律移動ロボット２０のバッテリ残量を比較して、どちらが給電エリア１１を使用するか判断するようにしてもよい。

＜変形例１：群管理制御装置３０による割当制御＞
図７に示すように、Ａ号機～Ｅ号機まで５台のかご１０Ａ～１０Ｅが群管理制御装置３０によって群管理されているものとする。Ｂ号機のかご１０Ｂには自律移動ロボット２０Ｂが充電中である。乗場にはエレベータ呼び中の自律移動ロボット２０が待機している。Ｂ号機が最もロボット待機階に近い位置を走行している。

この状態において、ロボット呼びが発生した際、自律移動ロボット２０のバッテリ残量が少ない場合、最もロボット待機階に近い位置を走行しているＢ号機を割当てるのではなく、かご内に自律移動ロボット２０がいない号機を優先して割り当てるようにする。図７の例では、Ｂ号機の次にロボット待機階に近いＥ号機のかご１０Ｅを優先的に割り当てることになる。

また、複数台の自律移動ロボット２０が同じかご１０に同乗した場合には、バッテリ残量の少ない方が給電エリア１１を使用できるように制御するようにしてもよい。具体的には、自律移動ロボット２０がかご１０内で給電中に、ロボット呼びが登録されてかご１０に乗車した自律移動ロボット２０がある場合、どちらの自律移動ロボットが給電するかの判断も、バッテリ残量によるものとする。

さらに、群管理制御装置３０は、利用者２が多い時間帯を予測してピーク時間帯以外では給電エリア１１で自律移動ロボット２０への給電を行うようにしてもよい。

＜変形例２：かご内意匠＞
図８に示すように、給電エリア１１が明確に分かるように、給電エリア１１には「ロボット給電エリア」との文字表示を行う。または、給電エリアを周囲とは異なる色で分けるようにしてもよい。これにより、給電エリア１１を明確にすることができ、より一層、利用者２と自律移動ロボット２０との共存が可能になる。

また、自律移動ロボット２０がかご１０内に乗り込む際、給電エリア１１に利用者２がいた場合、利用者２を給電エリア１１外に移動するよう誘導する誘導手段を設けるようにしてもよい。例えば、誘導手段としては、図９に示すように、かご１０内にプロジェクタ７０を設置し、人の移動先を表示して誘導する。また、かご１０の床面にＬＥＤ表示器７１を埋設し、ＬＥＤ表示器７１を点灯または点滅させて移動エリアを明確に表示することで、利用者２を的確に誘導することができる。

以上の実施形態の説明では、エレベータの制御装置として群管理制御装置３０を用いて説明したが、号機が１台の場合には、群管理制御装置３０で実施される機能をエレベータ制御装置で実施することで同様の作用効果を得ることができる。

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、２…利用者、３…通信装置、１０，１０Ａ～１０Ｅ…かご、１１…給電エリア、１２…底面部、１３…側面部、１４…天井面部、１５…かごドア、１６…かご内カメラ、１７…かご内スピーカ、１８…表示装置、２０，２０Ｂ…自律移動ロボット、３０…群管理制御装置、４０…非接触給電装置、４１…送電コイル、６０，６０Ａ～６０Ｅ…乗場、６１…乗場行先階登録装置、６２…上下呼びボタン、６３…乗場カメラ、７０…プロジェクタ（誘導手段）、７１…ＬＥＤ表示器（誘導手段）、２００…ロボット呼び出力部、２０１…通信部、２０２…受電コイル、２０３…搭載バッテリ、２０４…充電状態監視部、２０５…充電状態出力部、２０６…駆動制御部、２０７…駆動部、３０１…乗場呼び受付部、３０２…エレベータ情報入力部、３０３…カメラ画像入力部、３０４…ロボット情報入力部、３０５…充電状態判断部、３０６…割当候補かご評価部、３０７…割当かご決定部、３０８…かご内状況判定部、３０９…割当かご出力部、３１０…駆動指令出力部、３１１…アナウンス部

Claims (5)

1. かごに利用者と自律移動ロボットとの同乗を許容するエレベータシステムであって、
   前記かごに設定され、前記自律移動ロボットを充電するための給電エリアと、
   前記給電エリアに設置され、非接触で前記自律移動ロボットの搭載バッテリを充電する非接触給電装置と、
   前記自律移動ロボットに設置され、当該自律移動ロボットの充電状態を示す情報を、前記かごに設置された通信装置を介して前記かごを群管理制御する群管理制御装置に出力する通信部と、
   前記かごを制御するエレベータの制御装置と、を備え、
   前記エレベータの制御装置は、
   センサによってかご内の状況を監視し、
   前記給電エリアに利用者がいない場合には、前記自律移動ロボットを給電エリアに移動させて充電し、
   前記給電エリアに利用者がいる場合であって前記自律移動ロボットの搭載バッテリの残量に余裕がない場合には、前記利用者を給電エリア外に移動するよう誘導した後、前記自律移動ロボットを給電エリアに移動させて充電し、
   前記給電エリアに利用者がいる場合であって前記自律移動ロボットの搭載バッテリの残量に余裕がある場合には、前記自律移動ロボットをかご内の空きスペースへ誘導する、エレベータシステム。
2. かごに利用者と自律移動ロボットとの同乗を許容するエレベータシステムであって、
   前記かごに設定され、前記自律移動ロボットを充電するための給電エリアと、
   前記給電エリアに設置され、非接触で前記自律移動ロボットの搭載バッテリを充電する非接触給電装置と、
   前記自律移動ロボットに設置され、当該自律移動ロボットの充電状態を示す情報を、前記かごに設置された通信装置を介して前記かごを群管理制御する群管理制御装置に出力する通信部と、
   前記かごを制御するエレベータの制御装置と、を備え、
   前記エレベータの制御装置は、
   複数台のかごが走行中に、搭載バッテリの残量が少ない自律移動ロボットから乗場呼びがあった場合、乗場呼び階に近い位置を走行中のかごよりも、かご内に自律移動ロボットが乗車していないかごを優先的に割当かごとして決定する、エレベータシステム。
3. 前記非接触給電装置を構成する送電コイルは、前記かごを構成する底面部、側面部、天井面部及びかごドア面部の少なくとも何れかに設置され、前記送電コイルから前記自律移動ロボットに設置された受電コイルに電力を供給して前記搭載バッテリを充電する、請求項１又は２に記載のエレベータシステム。
4. 自律移動ロボットがかご内に乗り込む際、給電エリアに利用者がいた場合、当該利用者を給電エリア外に移動するよう誘導する誘導手段を備える、請求項１又は２に記載のエレベータシステム。
5. 請求項１又は２に記載のエレベータシステムにおける前記エレベータの制御装置であって、
   かご内に複数台の自律移動ロボットがいるとき、各自律移動ロボットの搭載バッテリの残量を比較して、いずれの自律移動ロボットが給電エリアを使用するかを判断する、エレベータの制御装置。

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