(57)【要約】      （修正有）【課題】顧客にサービスを提供するためのロボット、より具体的には食べ物および／または飲み物をサービングするように構成されるロボットを提供する。【解決手段】ロボット１００は複数の車輪１０４を有するベース１０２、前記ベース上に結合される下端部１１２および前記下端部上に配置され、食べ物および／または飲み物を支持するように構成される上端部１１４を有する胴体、前記下端部に配置され、上側方向を向くように配向される第１カメラ１２０、および前記上端部に配置され、下側方向を向くように構成される第２カメラを含む。【選択図】図１
2020149665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットであって、
複数の車輪を有するベース；
前記ベース上に結合される下端部および前記下端部上に配置され、食べ物および／または飲み物を支持するように構成される上端部を有する胴体；
前記下端部に配置され、上側方向を向くように配向される第１カメラ；および
前記上端部に配置され、下側方向を向くように構成される第２カメラを含む、ロボット。
【請求項２】
前記第１カメラはその探知範囲が前記第２カメラによってカバーされない第１区域をカバーするように配向され、前記第２カメラはその探知範囲が前記第１カメラによってカバーされない第２区域をカバーするように配向される、請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記上端部に配置される第３カメラをさらに含み、
前記第３カメラは実質的に水平方向を向くように構成される、請求項１に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１カメラからの第１ポイントクラウド（ｐｏｉｎｔ  ｃｌｏｕｄ）および前記第２カメラからの第２ポイントクラウドを獲得し、前記第１および第２ポイントクラウドを処理するように構成される処理部をさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項５】
前記処理部は前記第１および第２ポイントクラウドで高さ成分を除去して第１および第２の２次元ポイントクラウドを獲得するように構成され、
前記処理部は前記第１および第２の２次元ポイントクラウドを結合して障害境界（ｏｂｓｔａｃｌｅ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）を決定するように構成される、請求項４に記載のロボット。
【請求項６】
前記処理部は前記障害境界に基づいて前記ロボットを操縦するように構成される、請求項５に記載のロボット。
【請求項７】
施設の地図を獲得し、前記地図に基づいて前記施設内の走行経路を決定するように構成される処理部をさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項８】
周辺を探知するように構成されるレーザー装置をさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項９】
前記上端部は前記上端部の残りの部分に脱着可能に結合される支持台を含み、前記支持台は前記食べ物および／または飲み物を支持するように構成される、請求項１に記載のロボット。
【請求項１０】
前記支持台に結合される重さセンサをさらに含む、請求項９に記載のロボット。
【請求項１１】
重さセンサまたはカメラからの入力を受信し、前記入力を処理して物品が前記支持台上に置かれているか前記支持台から取り除かれているかどうかを決定するように構成される処理部をさらに含む、請求項９に記載のロボット。
【請求項１２】
前記支持台はアメリカ国家衛生財団（ＮＳＦ）の要求仕様、アメリカ国家標準協会（ＡＮＳＩ）の要求仕様、アメリカ食品医薬局（ＦＤＡ）の要求仕様、または前記要求仕様の任意の組み合わせを満たす、請求項９に記載のロボット。
【請求項１３】
前記支持台は華氏１３５度より高い温度に耐えるように構成される、請求項９に記載のロボット。
【請求項１４】
前記ロボットが停止して施設内の第１テーブルにサービスを提供するようにするための第１制御信号を生成し、一つ以上の基準が満たされることに基づいて、前記ロボットが前記施設内の次の目的地に向かって移動するようにするための第２制御信号を生成するように構成される処理部をさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項１５】
前記一つ以上の基準は所定期間の経過を含む、請求項１４に記載のロボット。
【請求項１６】
前記一つ以上の基準は前記ロボットによって支持される重さの変化を含む、請求項１４に記載のロボット。
【請求項１７】
前記処理部は光学イメージに基づいて、または前記光学イメージに基づいて決定されるパラメーターに基づいて、前記一つ以上の基準が満たされるかどうかを決定するように構成される、請求項１４に記載のロボット。
【請求項１８】
前記次の目的地はサービスが提供される第２テーブル、または元の位置を含む、請求項１４に記載のロボット。
【請求項１９】
前記上端部と関連した食べ物支持面上の空間領域を向くように構成される光学カメラをさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項２０】
前記第１カメラは第１深さ感知カメラを含み、前記第２カメラは第２深さ感知カメラを含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項２１】
第３深さ感知カメラをさらに含む、請求項２０に記載のロボット。
【請求項２２】
前記下端部は第１断面寸法を有し、前記上端部は前記第１断面寸法より大きい第２断面寸法を有する、請求項１に記載のロボット。
【請求項２３】
前記上端部または前記下端部に配置されるスピーカーと、前記スピーカーを制御してオーディオ情報を提供するように構成される処理部をさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項２４】
前記上端部または前記下端部に配置されるマイクをさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項２５】
前記上端部に配置される一つ以上のプログラミング可能ボタンをさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項２６】
前記下端部は容器を収容するように構成されるスロットを含み、前記容器は食器類および／または食べ物のメニューを保有するための大きさを有する、請求項１に記載のロボット。
【請求項２７】
前記上端部は垂直方向に第１位置から第２位置に移動可能なフレームを有する、請求項１に記載のロボット。
【請求項２８】
前記上端部または前記下端部に脱着可能に結合されるタッチスクリーン装置をさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【請求項２９】
前記複数の車輪のうち第１車輪に結合される第１モーターと、前記複数の車輪のうち第２車輪に結合される第２モーターをさらに含む、請求項１に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は一般的にロボットに関し、より具体的には食べ物および／または飲み物をサービングするように構成されるロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの食堂が顧客にサービスを提供するためのロボットを使わない。その理由の一つは、食堂の環境がロボットの使用を困難におよび／または不満足に思わせ得る特有の問題を抱えているためである。例えば、食堂には多様な障害物と空間的な制約が伴われ得るが、これはロボットの走行（ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）を困難にさせる。また、食堂にはテーブル、バースツール、椅子、棚、ワインテーブルなどのような異なる寸法と高さを有する多様な物体が存在し得るが、これはロボットが衝突を避けることを難しくさせる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ロボットは複数の車輪を有するベース；前記ベース上に結合される下端部および前記下端部上に配置され、食べ物および／または飲み物を支持するように構成される上端部を有する胴体；前記下端部に配置され、上側方向を向くように配向される第１カメラ；および前記上端部に配置され、下側方向を向くように構成される第２カメラを含む。
【０００４】
選択的に、前記第１カメラはその探知範囲が前記第２カメラによってカバーされない第１区域をカバーするように配向され、前記第２カメラはその探知範囲が前記第１カメラによってカバーされない第２区域をカバーするように配向される。
【０００５】
選択的に、前記ロボットは前記上端部に配置される第３カメラをさらに含み、前記第３カメラは実質的に水平方向を向くように構成される。
【０００６】
選択的に、前記ロボットは、前記第１カメラからの第１ポイントクラウド（ｐｏｉｎｔ  ｃｌｏｕｄ）および前記第２カメラからの第２ポイントクラウドを獲得し、前記第１および第２ポイントクラウドを処理するように構成される処理部をさらに含む。
【０００７】
選択的に、前記処理部は前記第１および第２ポイントクラウドで高さ成分を除去して第１および第２の２次元ポイントクラウドを獲得するように構成され、前記処理部は前記第１および第２の２次元ポイントクラウドを結合して障害境界（ｏｂｓｔａｃｌｅ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）を決定するように構成される。
【０００８】
選択的に、前記処理部は前記障害境界に基づいて前記ロボットを操縦するように構成される。
【０００９】
選択的に、前記ロボットは、施設の地図を獲得し、前記地図に基づいて前記施設内の走行経路を決定するように構成される処理部をさらに含む。
【００１０】
選択的に、前記ロボットは周辺（例えば、少なくともロボットの後方）を探知するように構成されるレーザー装置をさらに含む。
【００１１】
選択的に、前記上端部は前記上端部の残りの部分に脱着可能に結合される支持台を含み、前記支持台は前記食べ物および／または飲み物を支持するように構成される。
【００１２】
選択的に、前記ロボットは前記支持台に結合される重さセンサをさらに含む。
【００１３】
選択的に、前記ロボットは、重さセンサまたはカメラからの入力を受信し、前記入力を処理して物品が前記支持台上に置かれているか前記支持台から取り除かれているかどうかを決定するように構成される処理部をさらに含む。
【００１４】
選択的に、前記支持台はアメリカ国家衛生財団（ＮＳＦ）の要求仕様、アメリカ国家標準協会（ＡＮＳＩ）の要求仕様、アメリカ食品医薬局（ＦＤＡ）の要求仕様、または前記要求仕様の任意の組み合わせを満たす。
【００１５】
選択的に、前記支持台は華氏１３５度より高い温度に耐えるように構成される。
【００１６】
選択的に、前記支持台はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、テトラフルオロエチレンの合成フッ素重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンの共重合体、または塩化ポリビニルクロライド（ＣＰＶＣ）を含む。
【００１７】
選択的に、前記ロボットは、前記ロボットが停止して施設内の第１テーブルにサービスを提供するようにするための第１制御信号を生成し、一つ以上の基準が満たされることに基づいて、前記ロボットが前記施設内の次の目的地に向かって移動するようにするための第２制御信号を生成するように構成される処理部をさらに含む。
【００１８】
選択的に、前記一つ以上の基準は所定期間の経過を含む。
【００１９】
選択的に、前記一つ以上の基準は前記ロボットによって支持される重さの変化を含む。
【００２０】
選択的に、前記処理部は光学イメージに基づいて、または前記光学イメージに基づいて決定されるパラメーターに基づいて、前記一つ以上の基準が満たされるかどうかを決定するように構成される。
【００２１】
選択的に、前記次の目的地はサービスが提供される第２テーブル、または元の位置（ｈｏｍｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を含む。
【００２２】
選択的に、前記ロボットは前記上端部と関連した食べ物支持面上の空間領域を向くように構成される光学カメラをさらに含む。
【００２３】
選択的に、前記第１カメラは第１深さ感知カメラを含み、前記第２カメラは第２深さ感知カメラを含む。
【００２４】
選択的に、前記ロボットは第３深さ感知カメラをさらに含む。
【００２５】
選択的に、前記下端部は第１断面寸法を有し、前記上端部は前記第１断面寸法より大きい第２断面寸法を有する。
【００２６】
選択的に、前記ロボットは、前記上端部または前記下端部に配置されるスピーカーと、前記スピーカーを制御してオーディオ情報を提供するように構成される処理部をさらに含む。
【００２７】
選択的に、前記ロボットは前記上端部または前記下端部に配置されるマイクをさらに含む。
【００２８】
選択的に、前記ロボットは前記上端部に配置される一つ以上のプログラミング可能ボタンをさらに含む。
【００２９】
選択的に、前記下端部は容器を収容するように構成されるスロットを含み、前記容器は食器類および／または食べ物のメニューを保有するための大きさを有する。
【００３０】
選択的に、前記上端部は垂直方向に第１位置から第２位置に移動可能なフレームを有する。
【００３１】
選択的に、前記ロボットは前記上端部または前記下端部に脱着可能に結合されるタッチスクリーン装置をさらに含む。
【００３２】
選択的に、前記ロボットは、前記複数の車輪のうち第１車輪に結合される第１モーターと、前記複数の車輪のうち第２車輪に結合される第２モーターをさらに含む。
【００３３】
ロボットは複数の車輪を有するベース；前記ベース上に結合される下端部および前記下端部上に配置される上端部を有する胴体；および前記上端部に配置される支持台を含み、前記支持台は華氏１３５度より高い温度に耐えるように構成される。
【００３４】
選択的に、前記支持台はアメリカ国家衛生財団（ＮＳＦ）の要求仕様、アメリカ国家標準協会（ＡＮＳＩ）の要求仕様、アメリカ食品医薬局（ＦＤＡ）の要求仕様、または前記要求仕様の任意の組み合わせを満たす。
【００３５】
選択的に、前記支持台はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、テトラフルオロエチレンの合成フッ素重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンの共重合体、または塩化ポリビニルクロライド（ＣＰＶＣ）を含む。
【００３６】
選択的に、前記支持台は食べ物および／または飲み物を支持するように構成される。
【００３７】
選択的に、前記ロボットは前記支持台の下に位置する一つ以上のカメラをさらに含む。
【００３８】
ロボットは複数の車輪を有するベース；前記車輪のうち一つ以上に機械的に結合されるモーターシステム；前記ベース上に結合される下端部および前記下端部上に配置される上端部を有する胴体；前記上端部に配置され、華氏１３５度より高い温度に耐えるように構成される支持台；および前記ロボットを作動させるように構成される処理部を含む。
【００３９】
選択的に、前記上端部は食べ物および／または飲み物を支持するための支持台を含み、前記ロボットは前記支持台に結合される一つ以上の重さセンサをさらに含み、前記処理部は前記一つ以上の重さセンサからの出力に基づいて前記モーターシステムを作動させるための信号を提供するように構成される。
【００４０】
選択的に、前記ロボットはマイクをさらに含み、前記処理部は前記マイクによって受信される音声命令に応答して前記モーターシステムを作動させるための信号を提供するように構成される。
【００４１】
選択的に、前記ロボットはユーザーインターフェースをさらに含み、前記処理部は前記ユーザーインターフェースによって受信される入力に応答して前記モーターシステムを作動させるための信号を提供するように構成される。
【００４２】
選択的に、前記ユーザーインターフェースはボタンおよび／またはタッチスクリーンを含む。
【００４３】
選択的に、前記ロボットは無線通信装置をさらに含み、前記処理部は前記無線通信装置によって受信される入力に応答して前記モーターシステムを作動させるための信号を提供するように構成される。
【００４４】
選択的に、前記ロボットは前記ロボットの外側の物体を感知するように構成される第１カメラをさらに含む。
【００４５】
選択的に、前記ロボットは第２カメラをさらに含み、前記第１カメラはその探知範囲が前記第２カメラによってカバーされない第１区域をカバーするように配向され、前記第２カメラはその探知範囲が前記第１カメラによってカバーされない第２区域をカバーするように配向される。
【００４６】
選択的に、前記ロボットは実質的に水平方向を向くように構成される第３カメラをさらに含む。
【００４７】
選択的に、前記処理部は前記第１カメラからの第１ポイントクラウドおよび前記第２カメラからの第２ポイントクラウドを獲得し、前記第１および第２ポイントクラウドを処理するように構成される。
【００４８】
選択的に、前記処理部は前記第１および第２ポイントクラウドで高さ成分を除去して第１および第２の２次元ポイントクラウドを獲得するように構成され、前記処理部は前記第１および第２の２次元ポイントクラウドを結合して障害境界を決定するように構成される。
【００４９】
選択的に、前記処理部は前記障害境界に基づいて前記ロボットを操縦するように構成される。
【００５０】
選択的に、前記処理部は前記ロボットが施設内の第１目的地に移動するように前記モーターシステムを作動させるための第１信号を提供するように構成され、前記処理部はまた、前記第１目的地を離れるための基準が満たされるかどうかを決定し、前記第１目的地を離れるための基準が満たされる場合、前記ロボットが前記第１目的地から離れて移動するように前記モーターシステムを作動させるための第２信号を提供するように構成される。
【００５１】
選択的に、前記基準は前記第１目的地に到着してからの最大経過時間を含み、前記処理部は前記第１目的地に到着してからの経過時間が前記最大経過時間に到達した場合、前記モーターシステムを作動させるための前記第２信号を提供するように構成される。
【００５２】
選択的に、前記処理部は施設の地図を獲得し、前記地図に基づいて前記施設内の走行経路を決定するように構成される。
【００５３】
選択的に、前記ロボットは周辺を探知するように構成されるレーザー装置をさらに含む。
【００５４】
選択的に、前記ロボットは前記支持台に結合される重さセンサをさらに含む。
【００５５】
選択的に、前記処理部は重さセンサまたはカメラからの入力を受信し、前記入力を処理して物品が前記支持台上に置かれているか前記支持台から取り除かれているかどうかを決定するように構成される。
【００５６】
選択的に、前記支持台はアメリカ国家衛生財団（ＮＳＦ）の要求仕様、アメリカ国家標準協会（ＡＮＳＩ）の要求仕様、アメリカ食品医薬局（ＦＤＡ）の要求仕様、または前記要求仕様の任意の組み合わせを満たす。
【００５７】
選択的に、前記処理部は前記ロボットを第１目的地に移動させて施設内の第１テーブルにサービスを提供するように構成される。
【００５８】
選択的に、前記下端部は第１断面寸法を有し、前記上端部は前記第１断面寸法より大きい第２断面寸法を有する。
【００５９】
選択的に、前記ロボットは前記上端部または前記下端部に配置されるスピーカーをさらに含み、前記処理部は前記スピーカーを制御してオーディオ情報を提供するように構成される。
【００６０】
選択的に、前記ロボットは前記上端部または前記下端部に配置されるマイクをさらに含む。
【００６１】
選択的に、前記ロボットは前記上端部に配置される一つ以上のプログラミング可能ボタンをさらに含む。
【００６２】
選択的に、前記下端部は容器を収容するように構成されるスロットを含み、前記容器は食器類および／または食べ物のメニューを保有するための大きさを有する。
【００６３】
選択的に、前記上端部は垂直方向に第１位置から第２位置に移動可能なフレームを有する。
【００６４】
選択的に、前記ロボットは前記上端部または前記下端部に脱着可能に結合されるタッチスクリーン装置をさらに含む。
【００６５】
選択的に、前記モーターシステムは前記複数の車輪のうち第１車輪に結合される第１モーターと、前記複数の車輪のうち第２車輪に結合される第２モーターを含む。
【００６６】
他の追加的な態様および特徴は、実施例に関する下記の詳細な説明を読むことによって明白となるはずである。図面は実施例の設計および活用を図示し、類似する要素は共通の参照番号で指し示される。このような図面は必ずしも比率に合わせて図示されたものではない。前述した長所および目的とその他の長所および目的がどのように達成されるかをさらによく理解するために、実施例に関するより具体的な説明が行われるはずであり、これは添付された図面に図示される。このような図面は典型的な実施例を図示するだけのものであり、したがって、その範囲を限定するものと見なされてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】一部の実施例に係るロボットを図示する。
【図２】一部の実施例に係るロボットを図示する。
【図３】一部の実施例に係るロボットを図示する。
【図４】特有のカメラシステム体制を使う物体探知技術の例を図示する。
【図５】衝突防止方法を図示する。
【図６】ロボットによって遂行される方法を図示する。
【図７】一部の実施例に係る図面を図示する。
【図８】一部の実施例に係る図面を図示する。
【図９】一部の実施例に係るロボットの処理部を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
多様な実施例が図面を参照して後述される。図面は比率に合わせて図示されておらず、類似する構造または機能の要素は図面の全体に亘って同じ図面符号によって表示される。また、図面は実施例についての説明を助けるためのものに過ぎないものである。これらは本発明を包括的に説明または本発明の範囲を限定するためのものではない。また、図示された実施例は図示されたすべての態様や長所を有する必要がない。特定の実施例と結び付けて説明される態様または長所は必ずしもその実施例に限定されず、それとともに図示されておらずとも任意の他の実施例で実施され得る。
【００６９】
図１〜図３は、一部の実施例に係るロボット１００を図示する。ロボット１００は複数の車輪１０４を有するベース１０２を含む。ロボット１００はまた、ベース１０２上に結合される下端部１１２および下端部１１２上に配置される上端部１１４を有する胴体１１０を含み、上端部１１４は食べ物および／または飲み物を支持するように構成される。上端部１１４と下端部１１２は一部の実施例において一体に形成され得る。このような場合、上端部１１４と下端部１１２は一構成要素の他の部分を指し示す。その代わりに、上端部１１４と下端部１１２は共に機械的に結合される別個の構成要素であり得る。ロボット１００はまた、下端部１１２に配置される第１カメラ１２０を含み、第１カメラ１２０は上側方向を向くように配向される。ロボット１００は上端部１１４に配置される第２カメラ１２２をさらに含み、第２カメラ１２２は下側方向を向くように構成される。ロボット１００はまた、上端部１１４に配置される第３カメラ１２４を含み、第３カメラ１２４は実質的に水平方向を向くように構成される。本明細書で使用されている通り、「実質的に水平方向」という用語やこれと類似する用語は水平（０°）±３０°以下（例えば０°±１５°）である方向を指し示す。他の実施例において、ロボット１００は第３カメラ１２４を含まなくてもよく、第３カメラ１２４は選択的である。
【００７０】
図示された実施例において、下端部１１２は第１断面寸法を有し、上端部１１４は第１断面寸法より大きい第２断面寸法を有する。しかし、ロボット１００は図示された構成（例えば形態）に限定されてはならない。他の実施例において、ロボット１００は他の構成を有することができる。また、図示された実施例において、ロボット１００は３６インチ以下、さらに好ましくは３０インチ以下、さらに好ましくは２４インチ以下（例えば１８インチ±２インチ）の最大断面寸法を有する。これは、ロボット１００が食堂内の人々および／または食堂内の稠密に離隔している家具の間を走行できるようにする。他の実施例において、ロボット１００は提供された例示と異なる最大断面寸法を有することができる。図示された実施例において、第１および第２部分１１２、１１４は共に組み立てられる別個の構成要素である。他の実施例において、第１および第２部分１１２、１１４は一体型の構成を有することができる。例えば、これらは他の実施例において同一のハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）の部分であり得る。
【００７１】
図示された実施例において、第１カメラ１２０は第１深さ感知カメラを含み、第２カメラ１２２は第２深さ感知カメラを含む。また、第３カメラ１２４は第３深さ感知カメラを含む。他の実施例において、第１、第２および第３カメラ１２０、１２２、１２４は異なる類型のカメラであり得る。
【００７２】
図２に図示されたように、第１カメラ１２０が上側方向を向くようにするのは、第１カメラ１２０の探知範囲が第２カメラ１２２によりカバーされない所定の区域、例えば区域２５０をカバーする長所を有しているためである。同様に、第２カメラ１２２が下側方向を向くようにするのは、第２カメラ１２２の探知範囲が第１カメラ１２０によりカバーされない所定の区域、例えば区域２５２をカバーする長所を有しているためである。
【００７３】
したがって、第１カメラ１２０は、地面からより高く位置して、第２カメラ１２２によって探知できないロボットの上端部１１４の前面に位置した物体を探知することができる。同様に、第２カメラ１２２は、下端部１１２の前面とベース１０２の前面に位置して、第１カメラ１２０によって探知できない物体を探知することができる。また、ある深さ感知カメラの場合、カメラから過度に近くに位置した（例えば、カメラから４０ｃｍまで背中と同じ所定距離以内の）事物をカメラが探知できないこともある地帯（死角地帯）が存在し得る。図２に図示されたようにカメラを配列させるのはこのような問題にも対処する。一部の実施例において、カメラ１２０、１２２はロボット１００から５メートル以内の障害物を集合的に探知できるように配向され得る。他の実施例において、障害物の探知範囲はロボット１００から５メートルを超過するか５メートル未満であり得る。本明細書で使われる「上側方向」という用語は、水平面の上側を示す方向であって、垂直軸±４５°によって定義される範囲内の任意の方向を指し示す。したがって、カメラが「上側方向」を向くとは、水平面の上側を示す方向であって、４５°（垂直軸から測定される）と−４５°（垂直軸から測定される）の間の任意の方向をカメラが向くことを指し示し得る。同様に、本明細書で使われる「下側方向」という用語は、水平面の下側を示す方向であって、垂直軸±４５°によって定義される範囲内の任意の方向を指し示す。したがって、カメラが「下側方向」を向くとは、水平面の下側を示す方向であって、４５°（垂直軸から測定される）と−４５°（垂直軸から測定される）の間の任意の方向をカメラが向くことを指し示し得る。
【００７４】
また、第３カメラ１２４が前方を向くようにするのは、第３カメラ１２４は第１および第２カメラ１２０、１２２によりカバーされる領域よりもさらに遠くに位置した物体を探知する調書を有しているためである。特に、第１および第２カメラ１２０、１２２は共にロボット１００の周辺に完全な（すなわち、死角地帯がない）カバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を提供することができるが、このようなカバレッジはロボット１００から短い距離までのみ延長され得る。第３カメラ１２４はロボット１００からさらに遠い領域までこのようなカバレッジを延長させることができる。他の実施例において、第１および第２カメラ１２０、１２２はロボット１００から十分に遠いところ（例えば６インチ、１フィート、３フィート、４フィート、５フィート、６フィート、８フィート、１０フィート、１２フィートなど）に位置した物体を探知することができる。このような場合、ロボット１００は第３カメラ１２４が不要となり得る。
【００７５】
一部の実施例において、第１および第２カメラ１２０、１２２、そして選択的に第３カメラ１２４は、すべてのカメラの死角地帯の全部を集合的にカバーするように配向され得る。一部の実施例において、第１カメラ１２０の探知範囲は第２カメラ１２２をカバーすることができ、第２カメラ１２２の探知範囲は第１カメラ１２０をカバーすることができる。他の実施例において、第１カメラ１２０の探知範囲は第２カメラ１２２をカバーしなくてもよく、第２カメラ１２２の探知範囲は第１カメラ１２０をカバーしなくてもよい。
【００７６】
他の実施例において、ロボット１００は３個より少ないか多いカメラを含むことができる。例えば、他の実施例において、二つのカメラが共にロボット１００の前側のすべての探知カバレッジを提供することができれば、ロボット１００はこれら二つのカメラのみを含むことができる。これは、カメラのうち一つまたは二つが共に広い視野角度または探知角度（例えば９０°以上の探知角度）を有する場合に可能であり得る。さらに他の実施例において、一つのカメラが広い視野角度または探知角度（例えば１８０°の探知角度）を有する場合、ロボット１００はこのような一つのカメラのみを含むことができる。
【００７７】
ロボット１００はまた、ロボット１００の多様な構成要素を制御するように構成される処理部１３０を含む。処理部１３０はハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせを使って具現され得る。一具現例において、処理部１３０は多様な構成要素を有する印刷回路基板（ＰＣＢ）を含むことができる。他の実施例において、処理部１３０は共に結合される一つ以上の集積回路であり得る。また、一部の実施例において、処理部１３０は汎用プロセッサ、ＡＳＩＣプロセッサ、ＦＰＧＡプロセッサなどのような一つ以上のプロセッサを含むことができる。
【００７８】
ロボット１００はまた、複数の車輪１０４のうち第１車輪に結合される第１モーター１４０と、複数の車輪１０４のうち第２車輪に結合される第２モーター１４２を含む。モーター１４０、１４２は車輪１０４を同じ方向に同じ速度で回転させるように、共に作動してロボット１００を前方または後方に直進移動させることができる。モーター１４０、１４２はまた、二つの車輪１０４のうち一つのみを回転させるか、車輪を同じ方向に異なる速度で回転させるか、または車輪１０４を異なる方向に回転させるように、共に作動してロボット１００を回転させることができる。他の実施例において、ロボット１００は説明されたものとは異なる運送システムを有することができる。例えば、他の実施例において、ロボット１００は二つの車輪１０４を制御するための単一のモーターと、第３車輪を回転させるための独立操縦メカニズムを有することができる。他の例として、ロボット１００は４個の車輪（例えば４個の全方向車輪）を有することができる。さらに他の実施例において、ロボット１００は異なる類型の車輪（例えばトラクター型車輪）を含むことができる。
【００７９】
図示された実施例において、ロボット１００は周辺（例えば、少なくともロボットの後方）を探知するように構成されるレーザー装置１５０（図２に図示される）をさらに含む。レーザー装置１５０はレーザービームを提供するように構成されるレーザーソースと、レーザービームを回転させるように構成されるモーターを含むことができる。一具現例において、レーザー装置１５０はライダー（ｌｉｄａｒ）装置であり得、これは１０ｍ以上（例えば２０ｍ）の探知範囲を有することができる。一部の実施例において、レーザー装置１５０はロボットの後方周辺に関するデータを提供するように構成され得、この時、探知範囲は少なくとも１８０°である。他の実施例において、探知範囲は１８０°より大きくてもよい（例えば２２０°以上、３６０°など）。さらに他の実施例において、探知範囲は１８０°より小さくてもよい。また、他の実施例において、レーザー装置１５０はロボットの前方周辺を探知するように構成され得る。図示された実施例において、レーザー装置１５０は処理部１３０に入力を提供するように構成され、処理部１３０はこのような入力を処理して周辺に対するロボット１００の位置を把握する。一部の実施例において、食堂の３次元地図が獲得されてロボット１００内の非一過性媒体１５２に保存され得る。処理部１３０はレーザー装置１５０から信号を獲得し、周辺のリアルタイム３次元モデルを生成するように構成され得る。引き続き、処理部１３０は３次元モデルを３次元地図と比較してロボット１００の位置を識別することができる。
【００８０】
また、図示された実施例において、ロボット１００の処理部１３０はロボット１００を食堂内の他の場所に走行させるために、ロボット１００のモーター１４０、１４２を作動させるように構成される走行制御部１６０を含む。走行制御部１６０は食堂の地図、ロボット１００の現在位置およびロボット１００の目標位置を獲得し、食堂の地図に基づいてロボット１００が現在位置から目標位置に移動するようにモーター１４０、１４２を作動させるように構成される。また、ロボット１００の処理部１３０は地図に基づいて食堂内の走行経路を決定するように構成され得る。一部の実施例において、食堂の地図はロボット１００に無線で伝送され得、ロボット１００内の非一過性媒体１５２に保存され得る。例えば、地図は遠隔サーバー、携帯電話、タブレットなどから伝送され得る。他の実施例において、食堂の地図はＵＳＢドライブに保存され得、ＵＳＢドライブがロボット１００のＵＳＢポートに挿入された後にＵＳＢドライブからロボット１００に伝送され得る。
【００８１】
図示された実施例において、ロボット１００はまた、食べ物、飲み物、食器類、メニュー、包装ボックス、勘定書などのような多様な物品を支持するためのトレー２００を含む。トレー２００は上端部１１４の一部に脱着可能に結合される。このような特徴は、掃除、顧客接待および／または取り替えの目的のために、トレー２００をロボット１００から分離できるようにする。場合によっては、トレー２００は上端部１１４の一部として見なされ得る。ロボット１００はまた、トレー２００により支持される重さを感知するための重さセンサ２１０を含む。重さセンサ２１０は一つ以上のストレインゲージ（ｓｔｒａｉｎ  ｇａｕｇｅ）（例えば、３個のストレインゲージ、４個のストレインゲージなど）を使って具現され得る。図面に図示されたように、トレー２００は扁平な支持面を有する。他の実施例において、トレー２００は他の構成を有することができる。例えば、他の実施例において、トレー２００はグラスコップホルダーおよび／または瓶ホルダーを含むことができる。したがって、本明細書で使用されている通り、「トレー」という用語は、扁平な支持面を有する支持構造物に限定されてはならず、食堂内の他の物品を保有するように設計される任意の支持構造物または機械的構成要素を含むことができる。図示された実施例において、重さセンサ２１０は処理部１３０に結合されるが、これは処理部１３０が重さセンサ２１０により提供される入力に基づいてロボット１００を制御できるようにする。例えば、一部の実施例において、ロボット１００の処理部１３０は物品がトレー２００上に置かれているかどうかを決定するように構成され得る。このような場合、処理部１３０は感知された重さに基づいて、ロボット１００を所定の場所に移動させるかどうかを決定することができる。一具現例において、食堂の従業員は所定のテーブルに伝達するための食品をトレー２００上に置くことができる。処理部１３０が重さセンサ２１０からの入力に基づいてトレー上に物品が置かれていると決定すると、処理部１３０は該当物品を所定のテーブル（例えば、従業員によってロボット１００に入力されたテーブル）に伝達するようにロボット１００のモーター１４０、１４２を作動させることができる。その代わりにまたはそれに加えて、ロボット１００の処理部１３０は物品がトレー２００から取り除かれているかどうかを決定することができる。このような場合、処理部１３０は重さセンサ２１０により感知された重さの変化に基づいて、ロボット１００を所定の場所に移動させるかどうかを決定することができる。一具現例において、ロボット１００は所定の物品（例えば食べ物）を所定のテーブルに伝達することができる。該当テーブルの顧客がロボット１００から物品を取り除くと、重さセンサ２１０は処理部１３０に入力を提供する。処理部１３０はロボット１００のトレー２００により支持される重さの減少（これは、ロボット１００により伝達される物品を顧客が取り除いたことを示す）があるものと決定する。引き続き、処理部１３０はロボットが次の目的地に移動するようにロボット１００のモーター１４０、１４２を作動させることができる。
【００８２】
他の実施例において、重さセンサ２１０の代わりにまたはそれに加えて、ロボット１００はまた、上端部１１４と関連した食べ物支持面上の空間領域（例えばトレー２００上の空間領域）を向くように構成される光学カメラを含むことができる。このような場合、処理部１３０はカメラから獲得された光学イメージに基づいて、物品がトレー２００上に置かれているかトレー２００から取り除かれているかどうかを決定するように構成され得る。例えば、カメラは（トレー２００がいかなる物品も支持していない時の）トレー２００上の空間領域のイメージを基準イメージとして獲得することができる。このような基準イメージはロボット１００内の非一過性媒体１５２に保存され得る。物品がトレー２００上に置かれると、カメラはイメージをキャプチャー（ｃａｐｔｕｒｅ）し、処理のために該当イメージを処理部１３０に伝送する。処理部１３０は該当イメージを非一過性媒体１５２に保存された基準イメージと比較することができる。一部の実施例において、処理部１３０によるイメージの比較は、処理部１３０により両イメージ間の相関値（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）を決定することによって具現され得る。両イメージが異なる場合、処理部１３０は物品がトレー２００上に置かれたものと決定することができる。
【００８３】
同様に、カメラは物品がトレー２００上に置かれてからトレー２００上の空間領域のイメージを獲得することができる。このような基準イメージはロボット１００内の非一過性媒体１５２に保存され得る。該当物品がトレー２００から取り除かれるとカメラはイメージをキャプチャーし、処理のために該当イメージを処理部１３０に伝送する。処理部１３０は該当イメージを非一過性媒体１５２に保存された基準イメージと比較することができる。一部の実施例において、処理部１３０によるイメージの比較は、処理部１３０により両イメージ間の相関値を決定することによって具現され得る。両イメージが異なる場合、処理部１３０は物品がトレー２００から取り除かれたものと決定することができる。
【００８４】
一部の実施例において、カメラによるイメージのキャプチャーはトレー２００により支持される重さの変化に応答して遂行され得る。例えば、物品がトレー２００上に置かれた場合、および／または物品がトレー２００から取り除かれた場合、処理部１３０はそれに該当する重さが重さセンサ２１０により感知されたことを示す入力を重さセンサ２１０から受信する。引き続き、処理部１３０は重さの変化があるかどうかを決定することができ、このような場合に処理部１３０はカメラがイメージをキャプチャーするようにするための信号を生成することができる。その代わりに、カメラはトレー２００上の空間領域のイメージ（例えば動画）を連続で生成するように構成され得る。このような場合、イメージはある感知された重さに基づいて生成されるものではない。このような場合、処理部１３０はイメージをリアルタイムで分析して物品がトレー２００上に置かれているかトレー２００から取り除かれているかどうかを決定するように構成され得る。
【００８５】
食べ物および／または飲み物支持メカニズムは例示で説明されたトレー２００に限定されない。他の実施例において、食べ物および／または飲み物は任意の類型のトレーであり得るか、トレーとは異なる構成を有することができる任意の支持台によって支持され得る。支持台は洗浄可能な材料、例えば腐食性洗浄剤（例えばクロロックス）と接触する場合、任意の化学物質の生成および／または変色や退色の発生がない材料で製作され得る。その代わりにまたはそれに加えて、支持台の材料は食器洗浄器に対する安全性問題が存在し得る。例えば、支持台の材料は熱（例えば、華氏１００度より高い任意の温度（例えば華氏１００度〜２００度）、華氏１１０度より高い任意の温度（例えば華氏１１０度〜１４０度）、華氏１３５度より高い任意の温度など）および商業用食器洗浄器で使われる化学物質に耐え得る十分に強いものであり得る。また、一部の実施例において、支持台の材料はアメリカ食品医薬局（ＦＤＡ）により承認された、食品接触時に安全な材料であり得る。一部の実施例において、支持台の材料は耐酸性プラスチック、例えばテトラフルオロエチレンの合成フッ素重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレンとクロロトリフルオロエチレンの共重合体、塩化ポリビニルクロライド（ＣＰＶＣ）等であり得る。支持台に使われ得る材料の他の例にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ガラススチール（ｇｌａｓｓｔｅｅｌ）、ファイバーグラス、プラスチック、ポリカーボネ−トなどが含まれる。また、一部の実施例において、支持台はアメリカ国家衛生財団（ＮＳＦ）の要求仕様、アメリカ国家標準協会（ＡＮＳＩ）の要求仕様（例えばＮＳＦ／ＡＮＳＩ  ２、４、３６、５９）、アメリカ食品医薬局（ＦＤＡ）の要求仕様、または前記要求仕様の任意の組み合わせを満たすように製作され得る。他の実施例において、支持台はアメリカ外部の他の機関または政府機構（例えば大韓民国、中国、ヨーロッパ、日本など）の要求仕様を満たすように製作され得る。
【００８６】
図３に図示されたように、ロボット１００は上端部１１４に配置されるスピーカー３００をさらに含む。その代わりに、スピーカー３００は下端部１１２に配置され得る。処理部１３０はスピーカー３００を制御してオーディオ情報を提供するように構成されるオーディオ処理モジュール１６２を含むことができる。例えば、一部の実施例において、処理部１３０は顧客に食べ物が到着したことを通知するようにスピーカー３００を作動させることができ、ロボット１００の上に支持されている所定の食品を持っていくように顧客に指示することができる。他の例として、処理部１３０は顧客に勘定書が到着したことを通知するようにスピーカー３００を作動させることができる。他の実施例において、ロボット１００は一つのスピーカー３００のみを含むか、３個以上のスピーカー３００を含むことができる。
【００８７】
図示された実施例において、ロボット１００は上端部１１４に配置されるマイク１３８をさらに含む。マイク１３８は音声を受信し、処理部１３０により処理されるマイクの出力信号を提供するように構成される。一部の実施例において、処理部１３０はマイクの出力信号を処理して命令および／または要請を識別するように構成される音声処理モジュール１６４を含むことができる。例えば、顧客またはユーザーはマイク１３８に向かって「元の位置に戻りなさい」と話すことによって、ロボット１００に元の位置に戻るように指示することができる。他の例として、顧客またはユーザーはメニューの要請、食べ物の注文、飲み物の注文、勘定書の要請、従業員の要請、包装ボックスの要請などやこれらの任意の組み合わせを行うことができる。マイク１３８はこのような音声要請を受信し、それに該当するマイクの出力信号を非一過性媒体１５２内の保存および／またはスピーカー（従業員が着用した装置のスピーカー、台所内のスピーカーなど）への無線伝送のために提供することができる。その代わりにまたはそれに加えて、マイクの出力信号はサーバーまたは外部装置（例えば携帯電話、タブレットなど）に保存するためのメッセージに変換され得、従業員は自分の所望する任意の時間にこのようなメッセージを照会することができる。他の実施例において、マイク１３８はロボット１００の下端部１１２に配置されるように具現され得る。また、他の実施例において、ロボット１００は二個以上のマイク１３８を含むことができる。例えば、他の実施例において、ロボット１００は二つのマイク１３８を含むことができ、これは処理部１３０により音声の方向を決定できるようにする。さらに他の実施例において、ロボット１００はマイクを含まなくてもよい。
【００８８】
図１に図示されたように、ロボット１００は上端部１１４に配置される二つのプログラミング可能ボタン１７０をさらに含む。各ボタン１７０は望む機能を達成するようにプログラミングされ得る。非限定的な例示として、各ボタン１７０はロボット１００に元の位置に復帰するか、専用の位置に行くか、勘定書を提供するか、従業員を要請するなどの指示をするようにプログラミングされ得る。場合によっては、ロボット１００はロボット１００のユーザーがボタン１７０をプログラミングできるようにするためのユーザーインターフェース（例えば、タッチスクリーン）を含むことができる。ユーザーインターフェースはボタン１７０のうち一つまたは二つの両方に関連させることができる使用可能機能目録をディスプレイすることができる。ユーザーがユーザーインターフェースを使って所定のボタン１７０に対する機能を選択すると、そのような選択がロボット１００内の非一過性媒体１５２に保存され、ボタン１７０には選択された機能が割り当てられる。他の場合に、ユーザーは携帯電話またはタブレットのアプリケーションにアクセスし、該当アプリケーションを使ってボタン１７０をプログラミングすることができる。このような場合、該当アプリケーションはボタン１７０に対して選択された機能をクラウドに伝送してロボット１００に伝送されるようにしたり、または無線でロボット１００に直接伝送することができる。他の場合に、ボタン１７０はロボット１００の管理者または製作者によってプログラミングされ得る。このような場合、ボタン１７０はロボット１００が食堂に伝達される前にあらかじめプログラミングされる。他の実施例において、ロボット１００は３個以上のプログラミング可能ボタン１７０を含んでもよく、プログラミング可能ボタンを含まなくてもよい。また、他の実施例において、ボタン１７０はあらかじめ決定された専用機能を有することができ、このような場合にボタン１７０はプログラミングが可能でなくてもよい。
【００８９】
図示された実施例において、ロボット１００の処理部１３０は第１カメラ１２０からの第１ポイントクラウド、第２カメラ１２２からの第２ポイントクラウドおよび第３カメラ１２４からの第３ポイントクラウドを獲得し、第１、第２および第３ポイントクラウドを処理するように構成される障害物探知機１８０を含む。一具現例において、処理部１３０の障害物探知機１８０は第１、第２および第３ポイントクラウドで高さ成分を除去して第１、第２および第３の２次元ポイントクラウドを獲得するように構成される。例えば、第１ポイントクラウドが（Ｘ＝２３、Ｙ＝５５、Ｚ＝８３）の座標を有する点を含む場合、ロボット１００の障害物探知機１８０は高さ成分（この例示ではＺ＝８３）を除去して３次元の点を２次元の座標（Ｘ＝２３、Ｙ＝５５）に変換する。２次元ポイントクラウドが決定された後に、障害物探知機１８０は第１、第２および第３の２次元ポイントクラウドを結合して障害境界を決定する。処理部１３０は決定された障害境界に基づいてロボット１００を制御することができる。例えば、処理部１３０は決定された障害境界に基づいて、ロボット１００の停止および／またはロボット１００の異なる方向への操縦によって衝突を防止するための制御信号を生成することができる。他の実施例において、三つのカメラ１２０、１２２、１２４のすべてからのポイントクラウドを使う代わりに、障害物探知機１８０は第１および第２カメラ１２０、１２２からのポイントクラウドだけを使って障害境界を決定することができる。
【００９０】
図４は、前述した障害物探知技術の例を図示する。図面に図示されたように、食堂にはテーブル４００が置かれている。テーブル４００はテーブル角４０２を有する。図示された例で、また、テーブル４００の下側の底にハンドバッグ４１０が、その一部が前記テーブルの位置と重なって置かれている。ロボット１００がテーブル４００に接近するにつれて、上側方向を向く第１カメラ１２０はテーブル角４０２は探知するものの、底のハンドバッグ４１０は探知できないこともある。しかし、下側方向を向く第２カメラ１２２は底のハンドバッグ４１０は探知できるものの、テーブル角４０２は探知できないこともある。第１カメラ１２０により探知されたテーブル角４０２は第１ポイントクラウドとして捕捉されて第１カメラ１２０により処理部１３０に伝送される。同様に、第２カメラ１２２により探知されたハンドバッグ４１０は第２ポイントクラウドとして捕捉されて第２カメラ１２２により処理部１３０に伝送される。ポイントクラウド内の各点はカメラ座標系に対する点の位置を表す３次元の座標を有する。処理部１３０の障害物探知機１８０は第１および第２ポイントクラウドのうち一つまたは二つの両方に対して座標変換を遂行し、両カメラ１２０、１２２により捕捉された点のすべてが同じ座標系を基準として結合され得るようにする。障害物探知機１８０はまた、第１および第２ポイントクラウドで高さ成分を除去して第１および第２の２次元ポイントクラウドを獲得する。ポイントクラウドで高さ成分を除去することは物体の探知された表面のすべてを単一の平面に圧縮する効果を有する。２次元ポイントクラウドが決定された後に、障害物探知機１８０は２次元ポイントクラウドによって形成される境界を識別し、該当境界を障害境界として使う。図面に図示されたように、この例示で決定された障害境界はテーブル角４０２の輪郭のうち一部に対応する第１境界部分４２０、ハンドバッグ４１０の輪郭のうち一部に対応する第２境界部分４２２およびテーブル角４０２の輪郭のうち一部に対応する第３境界部分４２４を含む。処理部１３０は決定された障害境界に基づいてロボット１００を作動させることができる。一部の実施例において、処理部１３０はロボット１００が障害境界に到達することを防止したりまたはロボット１００が障害境界から一定のマージン（例えば３インチ、６インチ、１フィートなど）だけ離れた所定の位置に到達することを防止するようにロボット１００を作動させることができる。前述した技術を使って異なる高さにある物体に基づいた障害境界を形成することは、異なる高さにある異なる物体の境界を捕捉する人工の垂直境界４３０を生成する効果を有する。ロボット１００のための衝突防止境界を生成するこのような技術は具現が容易であり、相当な計算資源を要求しない。
【００９１】
前記例において、第１および第２カメラ１２０、１２２を使って獲得されたポイントクラウドに基づいて障害境界が生成されるものと説明された。他の実施例において、第３カメラ１２４からのポイントクラウドも障害境界の決定に使われ得る。このような場合、処理部１３０の障害物探知機１８０は第１、第２および第３カメラ１２０、１２２、１２４からのポイントクラウドをすべて結合して障害境界を形成する。
【００９２】
また、前記例において、ロボット１００は動かない障害物を探知できるものと説明された。他の実施例において、ロボット１００は食堂内の人、食べ物カートなどのような動く障害物を探知することができる。カメラ１２０、１２２（そして選択的に、カメラ１２４）は物体をリアルタイムで探知することができ、処理部１３０はこれらカメラからのポイントクラウドを処理してリアルタイムで衝突防止境界を決定することができる。これは処理部１３０が、例えば人などの動く物体を探知してロボット１００が停止したり、その人の周囲を迂回して行くようにロボット１００を作動させることを可能にする。
【００９３】
図５は、衝突防止方法５００を図示する。方法５００はロボット１００により遂行され得る。方法５００は第１カメラから第１ポイントクラウドを獲得する段階（項目５０２）、第２カメラから第２ポイントクラウドを獲得する段階（項目５０４）および第３カメラから第３ポイントクラウドを獲得する段階（項目５０６）を含む。一部の実施例において、項目５０２、５０４および５０６は同時に遂行され得る。方法５００はまた、第１、第２および第３ポイントクラウドで高さ成分を除去して第１、第２および第３の２次元ポイントクラウドを獲得する段階（項目５１０）を含む。次に、第１、第２および第３の２次元ポイントクラウドが結合されて障害境界を決定する（項目５１２）。次に、ロボット１００が障害境界に基づいて作動する（項目５１４）。例えば、処理部１３０は障害境界に基づいて、ロボット１００の停止および／またはロボット１００の異なる方向への操縦のための制御信号を生成することができる。障害境界を決定するために３個のカメラを活用して３個のポイントクラウドを獲得することを基準として方法５００が説明されたが、他の実施例では第３カメラは選択的なものであって不要である。このような場合、方法５００は項目５０６を含まなくてもよく、項目５１２で障害境界は第１および第２の２次元ポイントクラウドの結合に基づいて決定される。
【００９４】
一部の実施例において、ロボット１００の処理部１３０はスケジューラー１８２からの入力に基づいて、ロボット１００が食堂内の他の場所に移動して走行するように構成され得る。スケジューラー１８２は処理部１３０の一部として具現され得る。例えば、処理部１３０のスケジューラーは、ロボット１００が第１テーブルに行って第１サービスを提供した後に元の位置に復帰するようにロボット１００を作動させることができる。他の例として、処理部１３０のスケジューラーは、ロボット１００が第１テーブルに行って第１サービスを提供した後、第２テーブルに行って第２サービスを提供するなどのようでロボット１００を作動させることができる。一部の実施例において、処理部１３０のスケジューラーはユーザーインターフェースを通じてプログラミングが可能であり得る。例えば、ロボット１００はロボット１００のユーザーがロボット１００に対するスケジュールをプログラミングできるようにするユーザーインターフェース（例えば、タッチスクリーン）を含むことができる。一具現例において、ユーザーインターフェースは到着するテーブルおよび該当テーブルを離れるための基準をユーザーが選択するようにすることができる。例えば、ユーザーはロボット１００が７番テーブルに行くように（例えば食品の伝達のために）ロボット１００をプログラミングすることができ、ロボット１００の食べ物支持トレーの下の重さセンサによって測定される重さの減少（例えば変化量とは関係のない重さの変化、または所定の指定された敷居値より大きい重さの変化）が、ロボット１００が該当テーブルを離れるための基準となるようにプログラミングすることができる。このような場合、ロボット１００がプログラミングされた後、ユーザーはロボット１００を出発させて７番テーブルに行って食品を伝達するようにすることができる。ロボット１００は該当テーブルに到着した後に停止して７番テーブルの顧客が食品を持っていくことを待つ。食品がロボット１００のトレーから取り除かれると、処理部１３０はトレー上に支持されていた物品が取り除かれたことを示す入力を重さセンサから受信した後、プログラミングされた基準が満たされたものと決定する。引き続き、処理部１３０はロボット１００がロボット１００にプログラミングされた次の目的地に行くようにロボット１００を作動させる。例えば、次の目的地が元の位置である場合、処理部１３０はロボット１００が元の位置に行くようにロボット１００を作動させる。次の目的地が４番テーブルである場合（勘定書伝達のためのものである）、処理部１３０はロボット１００が４番テーブルに行くようにロボット１００を作動させる。ロボット１００が４番テーブルに到着すると、ロボット１００は例えばロボット１００に設置されたプリンタを使って勘定書を印刷することができる。引き続き、ロボット１００は４番テーブルの顧客が勘定書を持っていくことを待つ。勘定書を持っていったことをプリンタ（またはロボット１００）が感知すると、処理部１３０は４番テーブルを離れるための基準が満たされたものと決定した後、ロボット１００が次の目的地に行くようにロボット１００を作動させることができる。
【００９５】
前記例示において、ロボット１００の移動（例えばテーブルから離れたり、テーブルにサービスを提供したり、元の位置に復帰すること等）のための制御信号の生成は、重さ基準（例えば重さの変化、または所定量を超過する重さの変化）を満たすことを基準として説明された。その代わりにまたはそれに加えて、ロボット１００が移動するようにロボット１００を作動させるための基準は他の基準に基づいてもよい。例えば、場合によっては、ロボット１００の作動は所定期間（例えば、３０秒、１分など）の経過に基づいてもよい。このような場合、ロボット１００がテーブルに到着すると該当期間の間そこに留まる。何も起きなければ、ロボット１００は該当期間が経過した後にそのテーブルを離れる。場合によっては、該当期間が経過する前に所定のイベント（例えばトレー２００から物品が取り除かれる）が発生すれば、ロボット１００は該当期間が経過する前にそのテーブルを離れることができる。その代わりに、他の場合に、所定のイベントが発生したかどうかにかかわらず、ロボット１００は該当期間が経過する時までそのテーブルに留まることができる。
【００９６】
他の例として、ロボット１００が移動するようにロボット１００を作動させるための基準はイメージまたはイメージパラメーターによって満たされ得る。例えば、ロボット１００がトレー２００上の空間領域を向くカメラを含む場合、該当カメラは物品がトレー２００から取り除かれているかどうかおよび／または物品がトレー２００上に置かれているかどうかを示すためのイメージを提供することができる。処理部１３０はこのようなイメージを処理してイベントが発生したかどうかを決定するように構成され得る。例えば、イメージがトレー２００から物品が取り除かれていることを示す場合、処理部１３０はロボットが次の目的地に移動するようにロボットを作動させることができる。場合によっては、処理部１３０はイメージを処理して一つ以上のイメージパラメーター（例えば対比、色、抽出された特徴、イメージの相関値等）を決定することができ、イメージパラメーターによって一つ以上の基準が満たされることに基づいてロボット１００が次の目的地に移動するようにロボット１００を作動させることができる。
【００９７】
さらに他の例として、ロボット１００が移動するようにロボット１００を作動させるための基準は顧客または従業員によって受信される命令に基づいてもよい。例えば、テーブルの顧客はボタン１７０を押したり音声命令を提供することができる。これに応答して、ロボット１００は食堂内の次の目的地（例えば元の位置、他のテーブルなど）に移動することができる。他の例として、食堂の従業員はまた、ボタン１７０を押したり音声命令を提供することができる。これに応答して、ロボット１００は次の目的地に移動することができる。
【００９８】
図６は、ロボットによって遂行される方法６００を図示する。方法６００はロボットが食堂内の第１テーブルに移動して第１テーブルにサービスを提供するようにロボット内のモーターを作動させる段階（項目６０２）、ロボットが停止して食堂内の第１テーブルにサービスを提供するようにするための第１制御信号を生成する段階（項目６０４）および一つ以上の基準が満たされることに基づいて、ロボットが食堂内の次の目的地に向かって移動するようにするための第２制御信号を生成する段階（項目６０６）を含む。一具現例において、項目６０４の場合、ロボットを停止させるための第１制御信号は、ロボットが第１テーブルと関連された所望の位置に到達した時に処理部１３０により生成され得る。所望の位置は第１テーブル周辺の（例えば第１テーブルから６インチ、１フィートなどのような所定距離以内の）指定された区域であり得る。したがって、処理部１３０はロボットの実際の位置を決定し、ロボットが所望の位置に到達したかどうかを決定することができる。そうでない場合、処理部１３０は所望の位置にロボットが到達する時まで継続してロボットを走行させる。また、項目６０６に対する非限定的な例示として、前記一つ以上の基準は所定期間の経過（例えばロボットは３０秒、１分などのような所定の期間が経過した後にテーブルを離れる）、ロボットによって支持される重さの変化、イメージまたはイメージパラメーターによって満たされる基準、顧客または従業員によって受信される命令（例えば顧客または従業員がボタン１７０を押したり音声命令を提供する）、またはこれらの任意の組み合わせを含むことができる。次の目的地はロボットによってサービスが提供される第２テーブル、元の位置などであり得る。
【００９９】
ロボット１００は説明された構成、形態および特徴に限定されず、ロボット１００は他の実施例で他の構成、形態および特徴を有し得る。例えば、図７および図８に図示されたように、他の実施例において、ロボット１００は図面に図示された構成を有することができる。図示された実施例において、ロボット１００の下端部１１２は容器７０２を収容するように構成されるスロット７００を含み、容器７０２は食器類および／または食べ物のメニューを保有するための大きさを有する。また、ロボット１００の上端部１１４は垂直方向に第１位置から第２位置に移動可能なフレーム７１０を有する。フレーム７１０が、図８に図示されたように第１位置にある場合、上端部１１４は他の物品を収容するための（例えば食べ物、飲み物、食器類、メニューなどを支持するための）単一の空間を提供する。フレーム７１０が、図７に図示されたように第２位置にある場合、上端部１１４は他の物品を収容するための２層の空間を提供する。
【０１００】
図示された実施例において、ロボット１００は上端部１１４に脱着可能に結合されるタッチスクリーン装置８００をさらに含む。その代わりに、タッチスクリーン装置８００はロボットの下端部１１２に脱着可能に結合され得る。一部の実施例において、タッチスクリーン装置８００はロボット１００のユーザーによる命令の入力および／またはロボット１００のプログラミングを可能にするためのユーザーインターフェースを提供する。
【０１０１】
図７および図８のロボット１００は図１〜３のロボット１００を基準として説明した特徴のうち任意のものを有することができる。
【０１０２】
一部の実施例において、ロボット１００はロボット１００の多様な構成要素に電力を提供するための再充電可能バッテリーを含むことができる。バッテリーはケーブルや無線充電パッドを使って充電され得る。
【０１０３】
本明細書で説明したロボット１００の一つ以上の実施例において、ロボット１００はクレジットカードリーダーを選択的にさらに含むことができる。例えば、クレジットカードリーダーは上端部１１４に具現され得、クレジットカードを受け取るためのスロットを含む。これはロボット１００がテーブルの顧客からクレジットカードを受け取って該当顧客の前でクレジットカードを処理できるようにする。ロボット１００はまた、顧客のための領収書を印刷するためのプリンタを選択的に含むことができる。
【０１０４】
また、一部の実施例において、食堂でサービスを提供する単一のロボット１００のみを具備する代わりに、同じ食堂でサービスを提供する多数のロボット１００が存在し得る。このような場合、各ロボット１００は食堂内の他のロボット１００と通信するように構成される無線通信部を含むことができる。一部の実施例において、所定のテーブルに対して要請されたサービスが食堂内のすべてのロボット１００に通知され得る（例えば、従業員が携帯電話、タブレットなどの携帯用装置やコンピュータを通じてこのような要請を伝送することができる）。引き続き、ロボット１００はあらかじめ決定されたアルゴリズムに基づいて、ロボット１００のうちいずれのものがサービスを遂行するかを集合的に決定することができる。例えば、あらかじめ決定されたアルゴリズムは、業務量が最も少ないロボットなどに基づいて、サービスが提供されるテーブルに最も近いロボットを選択することができる。選択されたロボットによってサービスが完了すると、すべてのロボットにおいてサービス要請が更新される。その代わりに、他の実施例において、ロボット１００は互いに通信することが不要であり得る。その代わり、すべてのロボット１００は一つ以上の従業員と無線で通信するように構成され得る。例えば、従業員は携帯電話、タブレットなどの携帯用装置を所持することができ、食堂内の他のロボット１００に無線で要請を送信することができる。
【０１０５】
本明細書で使われる「非一過性媒体」という用語は、一つ以上の保存所やメモリユニットを指し示し得る。多数の保存所やメモリユニットが存在する場合、これらは単一の保存装置またはメモリ装置の一部であるか、またはその代わりに別個の保存装置またはメモリ装置（共に結合されてもよく結合されなくてもよい）であり得る。
【０１０６】
ロボット１００が食堂で食べ物および／または飲み物をサービングするように構成されるものと説明されたが、他の実施例において、ロボット１００は異なる環境で食べ物／および／または飲み物をサービングするように構成され得る。非限定的な例示として、ロボット１００は介護療養院、カジノ、ホテル、空港、飛行機、住宅、カフェテリアなどで食べ物および／または飲み物をサービングするように構成され得る。したがって、本明細書で説明された地図は介護療養院の地図、カジノの地図、ホテルの地図、空港の地図、飛行機の客室の地図、住宅の地図、カフェテリアの地図などであり得る。
【０１０７】
処理部
【０１０８】
図９は、ロボットの処理部１２００の実施例を図示するブロック図である。処理部１２００は図１または図７のロボット１００内の処理部１３０であり得る。図９に図示されたように、処理部１２００は情報の通信のためのバス１２０２または他の通信メカニズムと、情報の処理のためにバス１２０２に結合されるプロセッサ１２０４を含む。処理部１２００はまた、プロセッサ１２０４により実行される命令語や情報を保存するためにバス１２０２に結合されるメインメモリ１２０６（例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）または他の動的保存装置）を含む。メインメモリ１２０６はまた、プロセッサ１２０４により実行される命令語の実行中に一時的な変数や他の中間情報の保存に使われ得る。処理部１２００はプロセッサ１２０４のための静的情報および命令語を保存するためにバス１２０２に結合されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２０８または他の静的保存装置をさらに含む。磁気ディスクまたは光ディスクのようなデータ保存装置１２１０が情報および命令語の保存のために提供されてバス１２０２に結合される。
【０１０９】
処理部１２００はユーザーに情報をディスプレイするために、バス１２０２を通じて平板パネルのようなディスプレイ１２１２に結合され得る。情報および命令の選択をプロセッサ１２０４に通知するために、文字、数字および他のキーを含む入力装置１２１４がバス１２０２に結合される。異なる類型のユーザー入力装置は、方向情報および命令の選択をプロセッサ１２０４に通知し、ディスプレイ１２１２上でカーソルの移動を制御するためのカーソル制御部１２１６（例えば、マウス、トラックボール、またはカーソル方向キー）である。このような入力装置は典型的に２個の軸、すなわち第１軸（例えばｘ軸）および第２軸（例えばｙ軸）で２個の自由度を有し、これを通じて入力装置が平面内の位置を特定できるようにする。
【０１１０】
処理部１２００は本明細書に説明された実施例に係る多様な機能（例えば演算）の遂行に使われ得る。一実施例によると、このような用途は、メインメモリ１２０６に含まれた一つ以上の命令語の一つ以上のシークエンスをプロセッサ１２０４が遂行することに応答して処理部１２００により提供される。このような命令語は保存装置１２１０のような他のコンピュータ読み取り可能媒体からメインメモリ１２０６に読み込まれ得る。メインメモリ１２０６に含まれた命令語のシークエンスを遂行するのはプロセッサ１２０４に本明細書に説明された処理動作を遂行させる。また、多重処理配置を有する一つ以上のプロセッサがメインメモリ１２０６に含まれた命令語のシークエンスの遂行に利用され得る。代案としての実施例において、固定配線（ｈａｒｄ−ｗｉｒｅｄ）回路がソフトウェア命令語の代わりにまたはそれと組み合わせて本発明の具現に使われ得る。したがって、本発明の実施例はハードウェア回路およびソフトウェアの任意の特定の組み合わせに限定されない。
【０１１１】
本明細書で使われる「コンピュータ読み取り可能媒体」という用語は、命令語をプロセッサ１２０４に提供して実行されるようにすることに関与する任意の媒体を指し示す。このような媒体は任意の形態を取ることができ、不揮発性媒体、揮発性媒体および伝送媒体を含むがこれに限定されない。不揮発性媒体は例えば保存装置１２１０のような光または磁気ディスクを含む。揮発性媒体はメインメモリ１２０６のような動的メモリを含む。伝送媒体はバス１２０２を構成する配線を含む、同軸ケーブル、銅線および光ファイバーを含む。伝送媒体は電波および赤外線データ通信中に生成されるような音波または光波の形態を取ることができる。
【０１１２】
コンピュータ読み取り可能媒体の一般的な形態には、例えばフロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有する任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭおよびＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、下記で説明される搬送波、またはコンピュータ読み取り可能な任意の他の媒体が含まれる。
【０１１３】
一つ以上の命令語の一つ以上のシークエンスをプロセッサ１２０４に搬送して実行されるようにすることには、多様な形態のコンピュータ読み取り可能媒体が関与され得る。例えば、命令語は最初に遠隔コンピュータの磁気ディスク上で搬送され得る。遠隔コンピュータは自分の動的メモリに命令語をローディングし、モデムを使って電話線を通じて該当命令語を送信することができる。処理部１２００と直結されたモデムは電話線上でデータを受信し、赤外線送信機を使って該当データを赤外線信号に変換することができる。バス１２０２に結合された赤外線探知機は赤外線信号で搬送されるデータを受信し、該当データをバス１２０２に置くことができる。バス１２０２は該当データをメインメモリ１２０６に搬送し、プロセッサ１２０４はそれから命令語を引き出して実行する。メインメモリ１２０６により受信される命令語はプロセッサ１２０４による実行前または実行後に選択的に保存装置１２１０に保存され得る。
【０１１４】
処理部１２００はまた、バス１２０２に結合された通信インターフェース１２１８を含む。通信インターフェース１２１８はローカルネットワーク１２２２に連結されたネットワークリンク１２２０に対する双方向データ通信結合を提供する。例えば、通信インターフェース１２１８は該当類型の電話線に対するデータ通信接続を提供するためのＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）カードやモデムであり得る。他の例として、通信インターフェース１２１８は互換可能なＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に対するデータ通信接続を提供するためのＬＡＮカードであり得る。無線リンクがまた具現され得る。このような任意の具現例において、通信インターフェース１２１８は多様な類型の情報を表すデータストリームを搬送する電気、電磁気、または光信号を送信および受信する。
【０１１５】
典型的に、ネットワークリンク１２２０は一つ以上のネットワークを介して他の装置に対するデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１２２０はローカルネットワーク１２２２を介してホストコンピュータ１２２４または装備１２２６（例えば、放射ビーム光源または放射ビーム光源に動作的に結合されたスイッチ）に対する接続を提供することができる。ネットワークリンク１２２０を通じて運送されるデータストリームは電気、電磁気、または光信号を含むことができる。多様なネットワークを通過する信号およびネットワークリンク１２２０上で通信インターフェース１２１８を通過する信号（これはデータを処理部１２００に／から搬送する）は情報を運送する搬送波の例示的な形態である。処理部１２００はネットワーク、ネットワークリンク１２２０および通信インターフェース１２１８を介してメッセージを送信し、プログラムコードを含んだデータを受信することができる。
【０１１６】
特定の実施例が図示および説明されたが、これは特許請求の範囲に記載された発明を限定するためのものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の思想および範囲から逸脱することなく多様に変更および修正できることは本技術分野の当業者に自明である。したがって、本明細書および図面は限定的なものではなく例示的なものと見なされるべきである。特許請求の範囲に記載された発明は代替範囲、修正範囲および均等範囲を包括するためのものである。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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