(57)【要約】【課題】人への接近を回避しつつロボットの動作エリアの制限を緩和することができるロボット制御方法、及びロボット制御装置を提供する。【解決手段】動作開始報知部１１は、ロボット１が所定動作を開始する前に、動作開始報知を行う動作開始報知ステップを実行する。実行許可行動認識部１２は、動作開始報知に応じて、ロボット１を管理する管理者により所定動作の実行を許可する実行許可行動がなされたことを認識する実行許可行動認識ステップを実行する。動作許可部１３は、管理者により実行許可行動がなされたことが認識された場合に、ロボット１による所定動作の実行を許可する動作許可ステップを実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の活動空間内で動作するロボットを制御するロボット制御方法であって、
前記ロボットが所定動作を開始する前に、動作開始報知を行う動作開始報知ステップと、
前記動作開始報知に応じて、前記ロボットを管理する管理者により前記所定動作の実行を許可する実行許可行動がなされたことを、認識する実行許可行動認識ステップと、
前記実行許可行動認識ステップにより、前記管理者により前記実行許可行動がなされたことが認識された場合に、前記ロボットによる前記所定動作の実行を許可する動作許可ステップと
を含むロボット制御方法。
【請求項２】
前記実行許可行動認識ステップにおいて、前記管理者による所定ジェスチャー又は前記管理者による所定発声を、前記実行許可行動として認識する
請求項１に記載のロボット制御方法。
【請求項３】
前記実行許可行動認識ステップにおいて、前記管理者が予め登録された登録管理者であるか否かを判断し、前記管理者が前記登録管理者であると判断できた場合に、前記実行許可行動がなされたことを認識する
請求項１又は請求項２に記載のロボット制御方法。
【請求項４】
前記動作開始報知ステップにおいて、前記ロボットが、予め登録された作業種別の前記所定動作を開始する前に、前記動作開始報知を行う
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のロボット制御方法。
【請求項５】
前記動作開始報知ステップにおいて、前記所定動作は、予め登録された特定用具を用いて行う動作であり、前記ロボットが前記特定用具を用いることが画像認識によって認識された場合に、前記動作開始報知を行う
請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のロボット制御方法。
【請求項６】
人の活動空間内で動作するロボットを制御するロボット制御装置であって、
前記ロボットが所定動作を開始する前に、動作開始報知を行う動作開始報知部と、
前記動作開始報知に応じて、前記ロボットを管理する管理者により前記所定動作の実行を許可する実行許可行動がなされたことを、認識する実行許可行動認識部と、
前記実行許可行動認識部により、前記管理者により前記実行許可行動がなされたことが認識された場合に、前記ロボットによる前記所定動作の実行を許可する動作許可部と
を備えるロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット制御方法、及びロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、領域センサを配置することによってロボットの可動範囲内に侵入禁止範囲を設定し、作業者が侵入禁止範囲に入り込んだことが領域センサによって検出されたときに、ロボットの動作を制限するようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８３４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された装置によれば、不注意により作業者がロボットに接近したときに、ロボットの動作を制限することによって、作業者とロボットの干渉を防止している。しかしながら、家事ロボットのように、人の活動空間内で動作するロボットについては、ロボットの動作範囲を人の動作範囲から完全に隔離して、ロボットの動作を制限することが困難である。
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、人への接近を回避しつつロボットの動作エリアの制限を緩和することができるロボット制御方法、及びロボット制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための第１態様として、人の活動空間内で動作するロボットを制御するロボット制御方法であって、前記ロボットが所定動作を開始する前に、動作開始報知を行う動作開始報知ステップと、前記動作開始報知に応じて、前記ロボットを管理する管理者により前記所定動作の実行を許可する実行許可行動がなされたことを、認識する実行許可行動認識ステップと、前記実行許可行動認識ステップにより、前記管理者により前記実行許可行動がなされたことが認識された場合に、前記ロボットによる前記所定動作の実行を許可する動作許可ステップとを含むロボット制御方法が挙げられる。
【０００６】
上記ロボット制御方法において、前記実行許可行動認識ステップにおいて、前記管理者による所定ジェスチャー又は前記管理者による所定発声を、前記実行許可行動として認識する構成としてもよい。
【０００７】
上記ロボット制御方法において、前記実行許可行動認識ステップにおいて、前記管理者が予め登録された登録管理者であるか否かを判断し、前記管理者が前記登録管理者であると判断できた場合に、前記実行許可行動がなされたことを認識する構成としてもよい。
【０００８】
上記ロボット制御方法において、前記動作開始報知ステップにおいて、前記ロボットが、予め登録された作業種別の前記所定動作を開始する前に、前記動作開始報知を行う構成としてもよい。
【０００９】
上記ロボット制御方法において、前記動作開始報知ステップにおいて、前記所定動作は、予め登録された特定用具を用いて行う動作であり、前記ロボットが前記特定用具を用いることが画像認識によって認識された場合に、前記動作開始報知を行う構成としてもよい。
【００１０】
上記目的を達成するための第２態様として、人の活動空間内で動作するロボットを制御するロボット制御装置であって、前記ロボットが所定動作を開始する前に、動作開始報知を行う動作開始報知部と、前記動作開始報知に応じて、前記ロボットを管理する管理者により前記所定動作の実行を許可する実行許可行動がなされたことを、認識する実行許可行動認識部と、前記実行許可行動認識部により、前記管理者により前記実行許可行動がなされたことが認識された場合に、前記ロボットによる前記所定動作の実行を許可する動作許可部とを備えるロボット制御装置が挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
上記ロボット制御方法によれば、動作開始報知ステップにより、ロボットが所定動作を開始する前に動作開始報知が行われ、実行許可行動認識ステップにより、動作開始報知に応じて、ロボットの管理者により実行許可行動がなされたことが認識される。そして、管理者により実行許可行動がなされたことが認識された場合に、動作許可ステップにより、ロボットによる所定動作の実行が許可される。これにより、管理者に対する報知と管理者による許可によって、ロボットによる所定動作の実行に問題がないと判断され得る状況に限定して、ロボットによる所定動作が実行される。そのため、人への接近を回避しつつロボットの動作エリアの制限を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ロボット制御装置、及びロボット管理サーバーの構成の説明図。
【図２】ロボットと人が協調する状況の説明図。
【図３】ロボットの作業エリアの説明図。
【図４】管理者の実行許可行動を認識して、ロボットの所定動作を許可する処理のフローチャート。
【図５】音声による動作開始報知と実行許可行動の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［１．ロボット、及びロボット管理サーバーの構成］
図１〜図３を参照して、本発明のロボット制御方法によって、ロボットの所定動作を制限するロボット１、及びロボット管理サーバー５０の構成について説明する。図２に示したように、ロボット１は、室内ＲＭ等の人の活動空間内を移動して種々の作業を行う自律走行型のロボットである。図２では、ロボット１が、調理台１１０に置かれたまな板１１１に調理物１１３を載せて、包丁１１２でカットする作業を行っており、ロボット１の利用者Ｕが調理物１１４を運んできた状況を示している。
【００１４】
また、図１、２は、ロボット１の動作領域を制限する制限エリアＡｒが、ロボット１の利用者Ｕによってまな板１１１の四隅に貼られたエリア設定シールＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４により設定されている状況を示している。図３に示したように、制限エリアＡｒは、ｘ方向についてはエリア設定シールＳ１１とＳ１３の間隔ｘ１、ｙ方向についてはエリア設定シールＳ１３とＳ１４の間隔ｙ１、ｚ方向については、エリア設定シールＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４に示された「Ｈ」マークにより指定された長さｚ１により、それぞれ規定して、設定されている。
【００１５】
また、「Ｈ」マークは、制限エリアＡｒ内でのみ包丁１１２（本発明の特定用具に相当する）による作業を許可する作業情報を示しており、包丁１１２には、制限エリアＡｒ内でのみ使用が可能であることを示す使用制限マークＭ１が付されている。また、「Ｈ」マークは、制限エリアＡｒ内での殺虫スプレー１１５の使用を禁止する作業情報を示しており、殺虫スプレー１１５には、制限エリアＡｒ内での使用を禁止する使用制限マークＭ２が付けられている。なお、包丁１１２及び殺虫スプレー１１５を、使用制限マークＭ１、Ｍ２ではなく、画像認識により、包丁１１２及び殺虫スプレー１１５の画像部分の特徴から認識してもよい。
【００１６】
ロボット１は、ロボット１の作動を制御するロボット制御装置２、ロボット１の周囲を撮影するカメラ３、ロボット１の周囲の音を集音するマイク４、音声等を出力するスピーカー５、各種情報を表示する表示器６、及び利用者Ｕにより使用される利用者端末９０等との間で通信を行うための通信部７を備えている。カメラ３はステレオカメラであり、ロボット制御装置２は、左右一対のステレオカメラの視差に基づいて、対象物の実空間位置を図２に示したｘ−ｙ−ｚの３次元の実空間座標によって認識する。
【００１７】
なお、カメラ３として単眼カメラを用いてもよい。単眼カメラを用いる場合には、ロボット１の頭部を左右に移動させて二つの位置から撮影することにより、二つの位置での撮影画像間の画像部分の視差と移動距離とに基づいて対象物の実空間位置を認識することができる。
【００１８】
ロボット制御装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、メモリ２０、図示しないインターフェース回路等により構成された電子回路ユニットである。ＣＰＵ１０は、メモリ２０に保存されたロボット１の制御用プログラム２１を実行することにより、動作開始報知部１１、実行許可行動認識部１２、及び動作許可部１３として機能する。
【００１９】
動作開始報知部１１は、ロボット１が所定動作（例えば、図２に示した包丁１１２を用いる調理）を開始する前に、スピーカー５からの音声出力による「動作開始報知」を行う。実行許可行動認識部１２は、「動作開始報知」に応じて、ロボット１を管理する管理者によって行われる「実行許可行動」を認識する。本実施形態において、実行許可行動認識部１２は、管理者の所定発声による「実行許可行動」を認識する。動作許可部１３は、実行許可行動認識部１２により、管理者の「実行許可行動」が認識されたときに、ロボット１による所定動作の実行を許可する。
【００２０】
メモリ２０には、制御用プログラム２１の他に、制限エリアの設定情報を記録した制限エリアマップ２２、及びロボット１の管理者の情報が記録された管理者データ２３が保存されている。管理者データ２３には、管理者を識別するための生体情報として、管理者の声紋、顔画像、虹彩等の情報が記録されている。
【００２１】
また、ロボット１による所定動作の許可の処理を、ロボット制御装置２ではなく、通信ネットワーク５００を介してロボット１と通信を行うロボット管理サーバー５０により行う構成としてもよい。ロボット管理サーバー５０は、ＣＰＵ６０、メモリ７０等により構成されたコンピュータシステムである。ＣＰＵ６０は、メモリ７０に保存されたロボット管理サーバー５０の制御用プログラム７１を実行することにより、動作開始報知部６１、実行許可行動認識部６２、及び動作許可部６３として機能する。メモリ７０には、メモリ２０と同様に、制限エリアマップ７２と、管理者データ７３とが保存されている。
【００２２】
動作開始報知部６１、実行許可行動認識部６２、及び動作許可部６３の機能は、上述したロボット制御装置２の動作開始報知部１１、実行許可行動認識部１２、及び動作許可部１３と、それぞれ同様である。但し、動作開始報知部６１は、ロボット１に対して、「動作開始報知」の実行を指示する報知指示情報ＷＩｃを送信することにより、ロボット１のスピーカー５からの「動作開始報知」の音声出力を指示する。また、実行許可行動認識部６２は、ロボット１のマイク４により集音された音声データＶｉをロボット１から受信し、音声認識により「実行許可行動」が実行されたことを認識する。また、動作許可部６３は、ロボット１に対して、所定動作の実行を許可する動作許可指示情報ＷＡｃを送信することによって、ロボット１による所定動作の実行を許可する。
【００２３】
このように、ロボット管理サーバー５０による場合、ロボット１とロボット管理サーバー５０との間での、報知指示情報ＷＩｃ、音声データＶｉ、及び動作許可指示情報ＷＡｃの送受信が必要になるが、この点以外は、ロボット制御装置２による場合と同様である。そのため、以下では、ロボット制御装置２により、ロボット１による所定動作の許可の処理を行う場合について説明する。
【００２４】
ここで、動作開始報知部１１又は動作開始報知部６１により実行される処理は、本発明のロボット制御方法における動作開始報知ステップに相当する。また、実行許可行動認識部１２又は実行許可行動認識部６２により実行される処理は、本発明のロボット制御方法における実行許可行動認識ステップに相当する。また、動作許可部１３又は動作許可部６３により実行される処理は、本発明のロボット制御方法における動作許可ステップに相当する。
【００２５】
［２．ロボットの所定動作を許可する処理］
図４に示したフローチャートに従って、図２に示した状況で、ロボット制御装置２により実行される一連の処理について説明する。図４のステップＳ１で、動作開始報知部１１は、ロボット１による所定動作（ここでは、包丁１１２を用いた調理）の許可を求める「動作開始報知」の音声を、スピーカー５から出力する。図５のｔ１は、ロボット１が、「動作開始報知」として、「包丁を使った調理を始めてもよろしいですか？」との音声２００を、スピーカー５から出力する例を示している。
【００２６】
次のステップＳ２〜Ｓ４及びＳ１０は、実行許可行動認識部１２による処理である。実行許可行動認識部１２は、ステップＳ２で、マイク４により集音される音声を認識したときはステップＳ３に処理を進め、音声を認識しなかったときにはステップＳ１０に処理を進める。ステップＳ１０で、実行許可行動認識部１２は、ステップＳ１で「動作開始報知」が出力された時から、所定時間時間が経過したか否かを判断する。そして、実行許可行動認識部１２は、所定時間が経過したとき、すなわち、所定が経過するまでの間に音声が認識されなかったときには、ステップＳ６に処理を進め、この場合は、ロボット１による所定動作の実行は許可されない。一方、所定時間が経過していないときには、実行許可行動認識部６２は、ステップＳ２に処理を進める。
【００２７】
ステップＳ３で、実行許可行動認識部１２は、管理者データ２３に記録された声紋を参照して、音声が登録管理者のものであるか否かを判断する。そして、実行許可行動認識部１２は、音声が登録管理者のものであるときはステップＳ４に処理を進める。一方、音声が登録管理者のものでないときには、実行許可行動認識部１２は、ステップＳ６に処理を進め、この場合はロボット１による所定動作の実行は許可されない。これにより、予め登録された管理者に限定して、ロボット１による所定動作の実行を許可できるようにしている。
【００２８】
ステップ４で、実行許可行動認識部１２は、発声内容が、「実行許可行動」に該当するか否かを判断する。そして、実行許可行動認識部１２は、発声内容が「実行許可行動」に該当する場合は、ステップＳ５に処理を進め、この場合は、ステップＳ５で、動作許可部１３が、ロボット１による所定動作の実行を許可する。ここで、図５のｔ２は、登録管理者である利用者Ｕが、「ＯＫ、始めて」との音声２０１を発している例を示しており、実行許可行動認識部１２は、利用者Ｕによる音声２０１の発声を、「実行許可行動」として認識する。
【００２９】
一方、発声内容が「実行許可行動」に該当しない場合には、実行許可行動認識部１２は、ステップＳ４からＳ６に処理を進め、この場合はロボット１による所定動作の実行は許可されない。
【００３０】
［３．他の実施形態］
上記実施形態では、動作開始報知部１１が、スピーカー５からの音声出力によって「動作開始報知」を行った。他の構成として、表示器６への表示によって、「動作開始報知」を行ってもうよい。或いは、利用者端末９０に、動作開始報知を指示する制御情報を送信することにより、利用者端末９０のスピーカーからの音声出力、又は利用者端末９０の表示部への表示によって、「動作開始報知」を行うようにしてもよい。
【００３１】
上記実施形態では、実行許可行動認識部１２は、利用者Ｕによる発声を「実行許可行動」として認識した。他の構成として、カメラ３の撮影画像から、利用者Ｕによる所定ジェスチャーを「実行許可行動」として認識してもよい。所定ジェスチャーには、うなずく、指でＯＫマークをつくる、アイコンタクト等が含まれる。
【００３２】
また、上述したように、利用者端末９０により「動作開始報知」を行ったときには、利用者Ｕが、利用者端末９０を操作して、ロボット１に所定動作の許可を指示する指示情報を送信する行為を、実行許可行動認識部１２が、「実行許可行動」として認識するようにしてもよい。
【００３３】
また、動作開始報知部１１が「動作開始報知」を行う所定動作を、予め登録された作業種別に限定するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、包丁を用いた調理を所定動作として登録することで、包丁を用いた調理に限定して、「動作開始報知」を行うことができる。また、ロボット１を使い始めた頃は、利用者Ｕがロボット１の行動パターンに不慣れなため、「動作開始報知」を行う所定動作を広めに登録し、利用者Ｕがロボット１の行動パターンに慣れるに従って、「動作開始報知」を行う所定動作の登録を減らすことで、「動作開始報知」が頻繁に行われることを回避することができる。
【００３４】
上記実施形態では、自律走行型のロボット１を示したが、人と共存して動作するロボットであれば本発明の適用が可能であり、固定ロボットであってもよい。例えば、調理台に設置された作業ロボットや、工場内で組み立て作業を行うロボット等の固定ロボットに対して、本発明の適用が可能である。
【００３５】
なお、図１は、本願発明の理解を容易にするために、ロボット１及びロボット管理サーバー５０の機能構成を、主な処理内容により区分して示した概略図であり、ロボット１及びロボット管理サーバー５０の構成を、他の区分によって構成してもよい。また、各構成要素の処理は、１つのハードウェアユニットにより実行されてもよいし、複数のハードウェアユニットにより実行されてもよい。また、図１に示した各構成要素の処理は、１つのプログラムにより実行されてもよいし、複数のプログラムにより実行されてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１…ロボット、２…ロボット制御装置、３…カメラ、４…マイク、５…スピーカー、６…表示器、７…通信部、１０…ＣＰＵ、１１…動作開始報知部、１２…実行許可行動認識部、１３…動作許可部、２０…メモリ、２１…制御用プログラム、２２…制限エリアマップ、２３…管理者データ、５０…ロボット管理サーバー、６０…ＣＰＵ、６１…動作開始報知部、６２…実行許可行動認識部、６３…動作許可部、７０…メモリ、７１…制御用プログラム、７２…制限エリアマップ、７３…管理者データ、８０…通信部、９０…利用者端末、Ａｒ…制限エリア、Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４…エリア設定シール、Ｕ…利用者。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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