(57)【要約】【課題】ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映する。【解決手段】ロボット装置１０は、設定された制御パラメータに基づいて自律的に動作するロボット装置であって、制御パラメータの更新に用いられる更新情報を受信し、受信した更新情報に基づいて制御パラメータの更新を行う。カメラ６１、６２は、ロボット装置１０の画像を撮像する。制御サーバ２０は、カメラ６１、６２により撮像された画像に基づいて生成された更新情報をロボット装置１０に送信する送信手段を有する。【選択図】図３
2020013242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された制御情報に基づいて自律的に動作するロボット装置であって、前記制御情報の更新に用いられる更新情報を受信し、当該受信した更新情報に基づいて前記制御情報の更新を行うロボット装置と、
前記ロボット装置の画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された画像に基づいて生成された更新情報を前記ロボット装置に送信する送信手段を有する制御装置と、
を備えたロボット制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記撮像装置により撮像された画像に基づいて更新情報を生成する生成手段をさらに有する請求項１記載のロボット制御システム。
【請求項３】
前記更新情報が、前記ロボット装置を制御するための新たな制御情報である請求項１又は２記載のロボット制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、制御内容が異なる複数の制御情報が予め記憶された記憶手段を有し、前記撮像装置により撮像された前記ロボット装置の画像から、又は当該ロボット装置から受信した情報から当該ロボット装置の種類を特定し、特定されたロボット装置の種類に対応した制御情報を前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報の中から選択して前記送信手段により前記ロボット装置に送信する請求項３記載のロボット制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、ロボット装置の個体毎に対応した複数の制御情報が予め記憶された記憶手段を有し、前記撮像装置により撮像された前記ロボット装置の画像から、又は当該ロボット装置から受信した情報から当該ロボット装置の個体を特定し、特定されたロボット装置の個体に対応した制御情報を前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報の中から選択して前記送信手段により当該ロボット装置に送信する請求項３記載のロボット制御システム。
【請求項６】
前記更新情報が、前記ロボット装置を制御するための新たな制御情報の更新を指示する指示情報である請求項１又は２記載のロボット制御システム。
【請求項７】
前記ロボット装置は、制御内容が異なる複数の制御情報が予め記憶された記憶手段を有し、前記制御装置から送信されてきた指示情報に基づいて前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報の中から使用する制御情報を選択する請求項６記載のロボット制御システム。
【請求項８】
前記更新情報が、前記撮像装置により撮像された前記ロボット装置の画像情報である請求項１又は２記載のロボット制御システム。
【請求項９】
前記ロボット装置は、前記制御装置から送信されてきた画像情報に基づいて、自装置を制御するための新たな制御情報を生成し、生成された新たな制御情報に基づいて自律的な動作を行う請求項８記載のロボット制御システム。
【請求項１０】
前記制御情報が、前記ロボット装置の外形寸法に関する情報である請求項３記載のロボット制御システム。
【請求項１１】
前記ロボット装置は、前記制御装置から送信されてきた新たな制御情報を用いて、自装置が障害物に衝突しないよう回避する動作および自装置の通行可否の判定のいずれか一方または両方を行う請求項１０記載のロボット制御システム。
【請求項１２】
前記制御情報が、加速度または角加速度の許容される上限値であるである請求項３記載のロボット制御システム。
【請求項１３】
前記ロボット装置は、前記制御装置から送信されてきた新たな制御情報を用いて、積載された物体が落下しないような動作を行う請求項１２記載のロボット制御システム。
【請求項１４】
前記制御情報が、可動部の許容される可動範囲に関する情報であるである請求項３記載のロボット制御システム。
【請求項１５】
前記制御情報は、前記ロボット装置の外形形状が変化する場合、変化した外形形状毎に生成される請求項１４記載のロボット制御システム。
【請求項１６】
前記撮像装置は、予め設定された位置に設置された前記ロボット装置の外観を異なる方向から撮影する複数のカメラ装置により構成され、
前記制御情報は、前記ロボット装置が設置された位置と前記複数のカメラ装置の位置の相対的な位置情報と、前記複数のカメラ装置により撮像されたそれぞれの画像とから生成される
請求項３から１５のいずれか記載のロボット制御システム。
【請求項１７】
前記撮像装置は、動作中の前記ロボット装置の外観を複数回撮影するカメラ装置により構成され、
前記制御情報は、前記ロボット装置の移動量と前記カメラ装置により撮像された複数の画像とから生成される
請求項３から１５のいずれか記載のロボット制御システム。
【請求項１８】
設定された制御情報に基づいて自装置の動作を自律的に制御する制御手段と、
自装置の外観を撮影した画像に基づいて生成された更新情報であって、前記制御情報の更新に用いられる更新情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された更新情報に基づいて前記制御情報を更新する更新手段と、
を備えたロボット装置。
【請求項１９】
設定された制御情報に基づいて自律的に動作するロボット装置の画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像された画像に基づいて生成された、前記制御情報の更新に用いられる更新情報を前記ロボット装置に送信する送信ステップと、
前記ロボット装置において受信された更新情報に基づいて前記制御情報の更新を行うステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット制御システム、ロボット装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロボット本体の傾きによって障害物検知センサの走査範囲を変えるようにした自律移動ロボットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４７８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システム、ロボット装置およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［ロボット制御システム］
請求項１に係る本発明は、設定された制御情報に基づいて自律的に動作するロボット装置であって、前記制御情報の更新に用いられる更新情報を受信し、当該受信した更新情報に基づいて前記制御情報の更新を行うロボット装置と、
前記ロボット装置の画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された画像に基づいて生成された更新情報を前記ロボット装置に送信する送信手段を有する制御装置とを備えたロボット制御システムである。
【０００６】
請求項２に係る本発明は、前記制御装置が、前記撮像装置により撮像された画像に基づいて更新情報を生成する生成手段をさらに有する請求項１記載のロボット制御システムである。
【０００７】
請求項３に係る本発明は、前記更新情報が、前記ロボット装置を制御するための新たな制御情報である請求項１又は２記載のロボット制御システムである。
【０００８】
請求項４に係る本発明は、前記制御装置が、制御内容が異なる複数の制御情報が予め記憶された記憶手段を有し、前記撮像装置により撮像された前記ロボット装置の画像から、又は当該ロボット装置から受信した情報から当該ロボット装置の種類を特定し、特定されたロボット装置の種類に対応した制御情報を前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報の中から選択して前記送信手段により前記ロボット装置に送信する請求項３記載のロボット制御システムである。
【０００９】
請求項５に係る本発明は、前記制御装置が、ロボット装置の個体毎に対応した複数の制御情報が予め記憶された記憶手段を有し、前記撮像装置により撮像された前記ロボット装置の画像から、又は当該ロボット装置から受信した情報から当該ロボット装置の個体を特定し、特定されたロボット装置の個体に対応した制御情報を前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報の中から選択して前記送信手段により当該ロボット装置に送信する請求項３記載のロボット制御システムである。
【００１０】
請求項６に係る本発明は、前記更新情報が、前記ロボット装置を制御するための新たな制御情報の更新を指示する指示情報である請求項１又は２記載のロボット制御システムである。
【００１１】
請求項７に係る本発明は、前記ロボット装置は、制御内容が異なる複数の制御情報が予め記憶された記憶手段を有し、前記制御装置から送信されてきた指示情報に基づいて前記記憶手段に記憶されている複数の制御情報の中から使用する制御情報を選択する請求項６記載のロボット制御システムである。
【００１２】
請求項８に係る本発明は、前記更新情報が、前記撮像装置により撮像された前記ロボット装置の画像情報である請求項１又は２記載のロボット制御システムである。
【００１３】
請求項９に係る本発明は、前記ロボット装置が、前記制御装置から送信されてきた画像情報に基づいて、自装置を制御するための新たな制御情報を生成し、生成された新たな制御情報に基づいて自律的な動作を行う請求項８記載のロボット制御システムである。
【００１４】
請求項１０に係る本発明は、前記制御情報が、前記ロボット装置の外形寸法に関する情報である請求項３記載のロボット制御システムである。
【００１５】
請求項１１に係る本発明は、前記ロボット装置が、前記制御装置から送信されてきた新たな制御情報を用いて、自装置が障害物に衝突しないよう回避する動作および自装置の通行可否の判定のいずれか一方または両方を行う請求項１０記載のロボット制御システムである。
【００１６】
請求項１２に係る本発明は、前記制御情報が、加速度または角加速度の許容される上限値であるである請求項３記載のロボット制御システムである。
【００１７】
請求項１３に係る本発明は、前記ロボット装置が、前記制御装置から送信されてきた新たな制御情報を用いて、積載された物体が落下しないような動作を行う請求項１２記載のロボット制御システムである。
【００１８】
請求項１４に係る本発明は、前記制御情報が、可動部の許容される可動範囲に関する情報であるである請求項３記載のロボット制御システムである。
【００１９】
請求項１５に係る本発明は、前記制御情報が、前記ロボット装置の外形形状が変化する場合、変化した外形形状毎に生成される請求項１４記載のロボット制御システムである。
【００２０】
請求項１６に係る本発明は、前記撮像装置が、予め設定された位置に設置された前記ロボット装置の外観を異なる方向から撮影する複数のカメラ装置により構成され、
前記制御情報は、前記ロボット装置が設置された位置と前記複数のカメラ装置の位置の相対的な位置情報と、前記複数のカメラ装置により撮像されたそれぞれの画像とから生成される請求項３から１５のいずれか記載のロボット制御システムである。
【００２１】
請求項１７に係る本発明は、前記撮像装置が、動作中の前記ロボット装置の外観を複数回撮影するカメラ装置により構成され、
前記制御情報は、前記ロボット装置の移動量と前記カメラ装置により撮像された複数の画像とから生成される
請求項３から１５のいずれか記載のロボット制御システムである。
【００２２】
［ロボット装置］
請求項１８に係る本発明は、設定された制御情報に基づいて自装置の動作を自律的に制御する制御手段と、
自装置の外観を撮影した画像に基づいて生成された更新情報であって、前記制御情報の更新に用いられる更新情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された更新情報に基づいて前記制御情報を更新する更新手段とを備えたロボット装置である。
【００２３】
［プログラム］
請求項１９に係る本発明は、設定された制御情報に基づいて自律的に動作するロボット装置の画像を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて撮像された画像に基づいて生成された、前記制御情報の更新に用いられる更新情報を前記ロボット装置に送信する送信ステップと、
前記ロボット装置において受信された更新情報に基づいて前記制御情報の更新を行うステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に係る本発明によれば、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００２５】
請求項２に係る本発明によれば、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００２６】
請求項３に係る本発明によれば、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００２７】
請求項４に係る本発明によれば、予め記憶された複数の制御情報の中から、ロボット装置の種類に対応した制御情報を選択してロボット装置に送信することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００２８】
請求項５に係る本発明によれば、予め記憶された複数の制御情報の中から、ロボット装置の個体に適した制御情報を選択してロボット装置に送信することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００２９】
請求項６に係る本発明によれば、ロボット装置に予め記憶されていた複数の制御情報の中から、現在の状態に合致した制御情報をロボット装置が選択することを可能とするロボット制御システムを提供することができる。
【００３０】
請求項７に係る本発明によれば、ロボット装置に予め記憶されていた複数の制御情報の中から、現在の状態に合致した制御情報をロボット装置が選択することを可能とするロボット制御システムを提供することができる。
【００３１】
請求項８に係る本発明によれば、制御装置においてロボット装置の画像情報から制御情報を生成する処理を必要とすることなく、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００３２】
請求項９に係る本発明によれば、制御装置においてロボット装置の画像情報から制御情報を生成する処理を必要とすることなく、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００３３】
請求項１０に係る本発明によれば、ロボット装置の外形形状の制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００３４】
請求項１１に係る本発明によれば、ロボット装置の外形形状が変化した場合でも、ロボット装置が、変化した外形形状に基づいて障害物の回避動作や通行可否の判定を行うことを可能とするロボット制御システムを提供することができる。
【００３５】
請求項１２に係る本発明によれば、ロボット装置が物体を積載している場合でも、積載された物体が落下しないような動作を自律的に行うことを可能とするロボット制御システムを提供することができる。
【００３６】
請求項１３に係る本発明によれば、ロボット装置が物体を積載している場合でも、積載された物体が落下しないような動作を自律的に行うことを可能とするロボット制御システムを提供することができる。
【００３７】
請求項１４に係る本発明によれば、ロボット装置が可動部を積載した場合でも、積載された状態での可動範囲内で可動するよう可動部を制御することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００３８】
請求項１５に係る本発明によれば、ロボット装置の外形形状が変化した場合でも、外形形状に応じた可動範囲内で可動するよう可動部を制御することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００３９】
請求項１６に係る本発明によれば、複数のカメラ装置によりロボット装置を撮影するだけで、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００４０】
請求項１７に係る本発明によれば、１台のカメラ装置により動作中のロボット装置を撮影するだけで、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット制御システムを提供することができる。
【００４１】
請求項１８に係る本発明によれば、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なロボット装置を提供することができる。
【００４２】
請求項１９に係る本発明によれば、ロボット装置を外部から観察しないと判定できない制御条件を、ロボット装置の動作を制御するための制御情報に反映することが可能なプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態のロボット制御システムにより制御されるロボット装置１０の外観を示す図である。
【図２】図１に示したロボット装置１０の上面に荷物８０を積載した場合の外観例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態のロボット制御システムのシステム構成を示す図である。
【図４】カメラ６１、６２と、ロボット装置１０を設定するための測定基準位置との相対的な位置関係を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるロボット装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるロボット装置１０の機能構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態における制御サーバ２０のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態における制御サーバ２０の機能構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態のロボット制御システムにおける動作を説明するためのシーケンスチャートである。
【図１０】３Ｄモデルデータ例を示す図である。
【図１１】制御パラメータとしてロボット装置１０の最大外形寸法を測定する際の様子を説明するための図である。
【図１２】ロボット装置１０の外形寸法に関する情報を制御パラメータした場合の一例を示す図である。
【図１３】１台のカメラ６１のみによりロボット装置１０を撮影する場合のシステム構成を示す図である。
【図１４】１台のカメラ６１により動作状態のロボット装置１０を撮影して制御パラメータを生成する場合の動作を説明するための図である。
【図１５】ロボット装置１０に荷物７１を積載した状態で動作させてカメラ６１により撮影する様子を説明するための図である。
【図１６】ロボット装置１０にアームロボット８１を積載した状態でカメラ６１により撮影する様子を説明するための図である。
【図１７】ロボット装置１０に可動部９１を装着した状態でカメラ６１により撮影する様子を説明するための図である。
【図１８】ロボット装置１０の外形形状が変化するような場合に、ロボット装置１０の変化した外形形状により制御パラメータが変化する様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
先ず、本発明の一実施形態のロボット制御システムにより制御されるロボット装置１０の外観を図１に示す。
【００４６】
このロボット装置１０は、図１に示されるように、上面が荷物等の各種物体を積載することが可能な形状となっている。そして、このロボット装置１０の下部にはタイヤのような回転体が設けられており、この回転体が回転することにより各種物体を積載した状態で自律的に移動可能となっている。なお、ロボット装置１０には、予め制御プログラムや制御パラメータ等の制御情報が予め設定されており、設定された制御情報に基づいて自律的に動作するに構成されている。
【００４７】
例えば、ロボット装置１０に、何も積載していない状態の自装置の外形形状（外形寸法）に関する制御パラメータが予め設定しておくことにより、ロボット装置１０は、この制御パラメータに基づいて自装置の動作を制御して、障害物の回避動作や狭い場所等に対する自装置の通行可否判定等を行っている。また、予め用意された地図情報を用いて目的地までの経路探索を行う場合でも、上記の通行可否判定結果を用いた経路探索を行うことが可能となる。
【００４８】
次に、図１に示したロボット装置１０の上面に荷物８０を積載した場合の外観例を図２に示す。図２を参照すると、ロボット装置１０の上面には荷物８０が積載され、積載状態において高さ方向、横幅、前後の長さが変化しているのが分かる。
【００４９】
そのため、ロボット装置１０が、何も積載していない状態の自装置の外形形状（外形寸法）に関する制御パラメータが設定された状態で、障害物の回避動作や旋回動作を行う際の障害物とのマージン幅の取るようにしたとしても、積載した荷物８０が周囲の障害物等と接触してしまうような事態が発生し得る。
【００５０】
本実施形態のロボット制御システムでは、このような事態の発生を防ぐために下記のような構成となっている。本発明の一実施形態のロボット制御システムは、図３に示されるように、ネットワーク３０を介して接続されたロボット装置１０および制御サーバ２０と、カメラ６１、６２とから構成されている。
【００５１】
なお、ロボット装置１０は、無線ＬＡＮターミナル５０を介してネットワーク３０に接続可能なように構成されている。
【００５２】
カメラ６１、６２は、撮影装置として機能しており、予め設定されている測定基準位置に設置されたロボット装置１０の画像を撮像する。カメラ６１、６２は、予め設定された測定基準位置に設置されたロボット装置１０の外観をそれぞれ異なる方向から撮影する。
【００５３】
ここで、カメラ６１、６２は、図４に示すように、ロボット装置１０を設定するための測定基準位置からの相対的な位置関係がそれぞれ予め測定されており、この相対的な位置関係の情報が制御サーバ２０に登録されている。
【００５４】
なお、カメラ６１、６２を一般的なＲＧＢカメラとするのではなく、ステレオカメラを用いたり、ＬＲＦ（laser Range Finder）のように対象物までの距離を計測可能な距離計測センサを用いるような場合には、カメラ６１、６２と測定基準位置との相対的な位置関係を把握しなくてもロボット装置１０の外形形状等を算出することが可能となる。
【００５５】
制御サーバ２０は、カメラ６１、６２により撮像された画像と、上記で説明した測定基準位置との相対的な位置関係に基づいて、ロボット装置１０の動作を制御するための制御情報を更新するための更新情報を生成し、生成した更新情報をロボット装置１０に送信する。
【００５６】
ここで、更新情報とは、ロボット装置１０が自律移動を行うために必要な制御パラメータや制御プログラム等の制御情報を更新するための情報である。具体的には、更新情報とは、例えば、ロボット装置１０において記憶されている制御パラメータや制御プログラムを更新するための新たな制御パラメータや制御プログラムである。
【００５７】
あるいは、更新情報としては、ロボット装置１０において記憶されている制御パラメータや制御プログラムの更新を指示する指示情報であっても良い。つまり、ロボット装置１０では、制御内容が異なる複数の制御情報を予め記憶するようにして、制御サーバ２０からの指示情報に基づいて、記憶されていた複数の制御情報の中から１つの制御情報を選択して、選択した制御情報により、自律動作を行うための制御情報を更新するようにしても良い。
【００５８】
さらに、制御サーバ２０は、カメラ６１、６２により撮影されたロボット装置１０の画像情報を、更新情報としてロボット装置１０に送信するようにしても良い。この場合には、ロボット装置１０では、サーバ装置２０から送信されてきた画像情報に基づいて、新たな制御情報を生成して、生成した制御情報により、自律動作を行うための制御情報を更新する。
【００５９】
なお、以下の説明では、制御サーバ２０では、カメラ６１、６２により撮影された画像情報に基づいて、ロボット装置１０の移動動作を制御する際の新たな制御パラメータを生成してロボット装置１０に送信するような構成について主に説明する。
【００６０】
次に、本実施形態のロボット制御システムにおけるロボット装置１０のハードウェア構成を図５に示す。
【００６１】
ロボット装置１０は、図５に示されるように、ＣＰＵ１１、メモリ１２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置１３、無線通信回線を介して外部の装置等との間でデータの送信及び受信を行う無線通信部１４、タッチパネル又は液晶ディスプレイ並びにキーボードを含むユーザインタフェース（ＵＩ）装置１５、ロボット装置１０を移動させるための移動装置１６、周囲の障害物等の情報を検出するセンサ１７を有する。これらの構成要素は、制御バス１８を介して互いに接続されている。
【００６２】
ＣＰＵ１１は、メモリ１２または記憶装置１３に格納された制御プログラムに基づいて所定の処理を実行して、ロボット装置１０の動作を制御する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ１１は、メモリ１２または記憶装置１３内に格納された制御プログラムを読み出して実行するものとして説明するが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ１１に提供することも可能である。
【００６３】
図６は、上記の制御プログラムが実行されることにより実現されるロボット装置１０の機能構成を示すブロック図である。
【００６４】
本実施形態のロボット装置１０は、図６に示されるように、無線通信部１４と、移動装置１６と、制御部３１と、検出部３２と、操作入力部３３と、制御パラメータ記憶部３４とを備えている。
【００６５】
無線通信部１４は、無線ＬＡＮターミナル５０を介してネットワーク３０と接続することにより制御サーバ２０との間でデータの送受信を行っている。
【００６６】
移動装置１６は、制御部３１により制御されて、ロボット装置１０の本体を移動する。操作入力部３３は、ユーザからの指示等の各種操作情報を入力する。
【００６７】
検出部３２は、ＬＲＦ（laser Range Finder）等の各種センサにより周囲に存在する物体、人等の障害物の大きさや距離等を検出する。
【００６８】
制御パラメータ記憶部３４は、ロボット装置１０の移動制御を行うための各種制御パラメータを記憶する。
【００６９】
制御部３１は、設定された制御パラメータに基づいて、自装置であるロボット装置１０の動作を自律的に制御する。具体的には、制御部３１は、検出部３２により検出された情報を参照するとともに、制御パラメータ記憶部３４に記憶されている制御パラメータに基づいて移動装置１６を制御することにより、ロボット装置１０の移動制御を行っている。具体的には、制御部３１は、制御サーバ２０から送信されてきた新たな制御パラメータを用いて、ロボット装置１０が障害物に衝突しないよう回避する動作およびロボット装置１０の通行可否の判定のいずれか一方または両方を行う。
【００７０】
なお、制御部３１は、無線通信部１４を介して制御サーバ２０から新たな制御パラメータを更新情報として受信した場合、受信した制御パラメータに基づいて制御パラメータ記憶部３４に記憶されている制御パラメータの更新を行う。なお、この更新情報は、自装置の外観を撮影した画像に基づいて制定された更新情報である。
【００７１】
また、制御パラメータ記憶部３４に、制御内容が異なる複数の制御パラメータを予め記憶するようにしても良い。このような場合、制御部３１は、無線通信部１４を介して制御サーバ２０から、ロボット装置１０を制御するために使用する制御パラメータの更新を指示する指示情報を受信し、送信されてきた指示情報に基づいて制御パラメータ記憶部３４に記憶されている複数の制御パラメータの中から使用する制御パラメータを選択する。
【００７２】
なお、制御部３１は、制御サーバ２０から新たな制御パラメータではなく、カメラ６１、６２により撮像された画像情報が送信されてきた場合、送信されてきた画像情報に基づいて、自装置を制御するための新たな制御パラメータを生成し、生成された新たな制御パラメータを制御パラメータ記憶部３４に記憶するとともに、この新たな制御パラメータに基づいて自律的な動作を行う。
【００７３】
次に、本実施形態のロボット制御システムにおける制御サーバ２０のハードウェア構成を図７に示す。
【００７４】
制御サーバ２０は、図７に示されるように、ＣＰＵ２１、メモリ２２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置２３、ネットワーク３０を介して外部の装置等との間でデータの送信及び受信を行う通信ＩＦ２４を有する。これらの構成要素は、制御バス２５を介して互いに接続されている。
【００７５】
ＣＰＵ２１は、メモリ２２または記憶装置２３に格納された制御プログラムに基づいて所定の処理を実行して、制御サーバ２０の動作を制御する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ２１は、メモリ２２または記憶装置２３内に格納された制御プログラムを読み出して実行するものとして説明するが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ２１に提供することも可能である。
【００７６】
図８は、上記の制御プログラムが実行されることにより実現される制御サーバ２０の機能構成を示すブロック図である。
【００７７】
本実施形態の制御サーバ２０は、図８に示されるように、画像データ受信部４１と、３Ｄモデル生成部４２と、制御パラメータ生成部４３と、送信部４４と、制御部４５と、制御プログラム記憶部４６とを備えている。
【００７８】
画像データ受信部４１は、カメラ６１、６２から、撮影されたロボット装置１０の画像データを受信する。
【００７９】
３Ｄモデル生成部４２は、画像データ受信部４１により受信されたロボット装置１０の画像データ（画像情報）から、このロボット装置１０の３Ｄモデル（３次元モデル）を生成する。
【００８０】
制御パラメータ生成部４３は、３Ｄモデル生成部４２により生成されたロボット装置１０の３Ｄモデルから、ロボット装置１０を制御するための制御パラメータを生成する。つまり、制御パラメータ生成部４３は、撮像装置であるカメラ６１、６２により撮像された画像に基づいて、ロボット装置１０を制御するための制御パラメータを生成する。
【００８１】
具体的には、制御パラメータは、ロボット装置１０が設置された位置と２台のカメラ６１、６２の位置の相対的な位置情報と、２台のカメラ６１、６２により撮像されたそれぞれの画像とから生成される
【００８２】
送信部４４は、制御パラメータ生成部４３により生成された制御パラメータをロボット装置１０に送信する。
【００８３】
なお、本実施形態では、制御パラメータ生成部４３により生成され送信部４４によりロボット装置１０に送信される制御パラメータが、ロボット装置１０の外形寸法に関する情報である場合を用いて説明するが、外形寸法に関する情報以外の情報を制御パラメータとしてロボット装置１０に送信するようにしても良い。
【００８４】
制御部４５は、画像データ受信部４１により受信されたロボット装置１０の画像情報を、そのまま送信部４４からロボット装置１０に対して更新情報として送信するようにしても良い。
【００８５】
また、制御部４５は、ロボット装置１０を制御するための新たな制御パラメータの更新を指示する指示情報を更新情報としてロボット装置１０に送信するようにしても良い。
【００８６】
制御プログラム記憶部４６は、制御内容が異なる複数の制御プログラムを予め記憶する。そして、制御部４５は、カメラ６１、６２により撮像されたロボット装置１０の画像から、このロボット装置１０の種類を特定し、特定されたロボット装置１０の種類に対応した制御プログラムを制御プログラム記憶部４６に記憶されている複数の制御プログラムの中から選択して送信部４４によりロボット装置１０に送信する。
【００８７】
なお、制御プログラム記憶部４６に、ロボット装置１０の個体毎に対応した複数の制御プログラムを予め記憶するようにしても良い。この場合、制御部４５は、カメラ６１、６２により撮像されたロボット装置１０の画像からこのロボット装置１０の個体を特定し、特定されたロボット装置１０の個体に対応した制御プログラムを制御プログラム記憶部４６に記憶されている複数の制御プログラムの中から選択して送信部４４によりロボット装置１０に送信する。
【００８８】
なお、ロボット装置１０が、自装置の種類や個体を特定可能な情報を送信するような構成とすることも可能である。この場合には、制御部４５は、カメラ６１、６２により撮像されたロボット装置１０の画像から、ロボット装置１０の種類や個体を特定するのではなく、ロボット装置１０から受信した情報からロボット装置１０の種類や個体を特定するようにしても良い。
【００８９】
次に、本実施形態のロボット制御システムの動作について説明を参照して詳細に説明する。
【００９０】
本実施形態のロボット制御システムにおける動作を図９のシーケンスチャートを参照して説明する。
【００９１】
先ず、ロボット制御装置１０を図３、図４で説明した測定基準位置に設置する。そして、制御サーバ２０からカメラ６１、６２に対してそれぞれ撮影指示を行うことにより、制御サーバ２０は、カメラ６１、６２のそれぞれから撮影画像を受信する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０４）。
【００９２】
すると、制御サーバ２０における３Ｄモデル生成部４２では、この２つの撮影画像からロボット装置１０の３Ｄモデルを生成する（ステップＳ１０５）。このようにして生成された３Ｄモデルデータ例を図１０に示す。図１０では、ロボット装置１０の基準位置を基準点として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（幅方向、前後方向、高さ方向）方向に対する荷物８０を積載した状態でのロボット装置１０の外形形状が３Ｄモデルデータとして生成されているのが分かる。
【００９３】
なお、この３Ｄモデルデータを制御サーバ２０からロボット装置１０に対して直接して送信して、ロボット装置１０では、送信されてきた３Ｄモデルデータに基づいて移動制御を行うようにすることも可能である。
【００９４】
次に、制御パラメータ生成部４３は、上記のようにして生成された３Ｄモデルデータから、例えば、ロボット装置１０の横幅方向、前後方向、高さ方向の外形寸法の情報を制御パラメータとして生成する（ステップＳ１０６）。
【００９５】
例えば、図１１に示すように、制御パラメータ生成部４３は、上記で説明したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のロボット装置１０の最大外形寸法を測定して制御パラメータを生成する。
【００９６】
制御パラメータ生成部４３により生成された新たな制御パラメータは、ロボット装置１０に対して送信される（ステップＳ１０７）。
【００９７】
そして、ロボット装置１０では、制御サーバ２０から送信されてきた新たな制御パラメータにより、設定されていた制御パラメータを更新する（ステップＳ１０８）。
【００９８】
このようにして更新される制御パラメータ例を図１２に示す。図１２に示した例では、ロボット装置１０において既に設定されている外形寸法に関する制御パラメータが、制御パラメータ生成部４３により生成された新たな制御パラメータにより更新される様子が示されている。
【００９９】
そして、ロボット装置１０において設定されていた制御パラメータが、新たな制御パラメータにより更新されることにより、高さ方向、前後方向および幅方向の外形寸法の値が大きくなっているのが分かる。
【０１００】
つまり、制御パラメータが更新されることにより、ロボット装置１０では、荷物８０を積載した状態での外形寸法に基づいて自律移動制御が行われ、障害物に対する回避動作、旋回時のマージン幅の確保、通行可否の判断等の処理が行われることになる。
【０１０１】
なお、図３では、２台のカメラ６１、６２によりロボット装置１０を撮影する場合を用いて説明したが、図１３に示すように、１台のカメラ６１のみによりロボット装置１０を撮影するようにしても良い。
【０１０２】
この図１３に示すような構成では、カメラ６１により、動作中のロボット装置１０の外観を複数回撮影する。そして、制御パラメータは、ロボット装置１０の移動量とカメラ６１により撮像された複数の画像とから生成される。
【０１０３】
具体的には、制御サーバ２０または図示しないコントローラ等によりロボット装置１０の動作を制御して、ロボット装置１０の全体がカメラ６１により撮影されるよう動作させる。
【０１０４】
そして、ロボット装置１０を動作させながらカメラ６１によりロボット装置１０の外観を複数回撮影する。この際に、制御サーバ２０では、ロボット装置１０の車輪の回転量から推定したロボット装置１０の移動量等の情報をオドメトリ情報として取得して、このオドメトリ情報と、ロボット装置１０の複数の撮影画像情報とから制御パラメータが生成される。
【０１０５】
なお、ロボット装置１０の動作は、人による操作であっても良いし、制御サーバ２０が撮影画像を使用して自動的に動作させるようにしても良い。なお制御サーバ２０により自動的にロボット装置１０の動作を制御する場合には、ロボット装置１０の特徴点等を物体認識技術により認識して、ロボット装置１０の認識形状が予め撮影したい方向の形状と一致するようロボット装置１０の動作を制御する。
【０１０６】
このようにして１台のカメラ６１により動作状態のロボット装置１０を撮影して制御パラメータを生成する場合の動作を図１４のシーケンスチャートを参照して説明する。
【０１０７】
制御サーバ２０がカメラ６１に対して撮影指示を行うと、カメラ６１からの撮影画像が制御サーバ２０に送信される（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。すると、制御サーバ２０はロボット装置１０に対して動作指示を行い（ステップＳ２０３）、その際の移動量等の情報をオドメトリ情報として受信する（ステップＳ２０４）。
【０１０８】
そして、制御サーバ２０はカメラ６１に対して撮影指示を行い、カメラ６１からの撮影画像を取得する（ステップＳ２０５、Ｓ２０６）。
【０１０９】
このような処理を複数回繰り返すことにより制御サーバ２０は、様々な方向からのロボット装置１０の画像情報を取得する（ステップＳ２０７〜Ｓ２１０）。
【０１１０】
すると、制御サーバ２０では、上記で説明したのと同様な方法により、複数の撮影画像からロボット装置１０の３Ｄモデルが生成される（ステップＳ２１１）、生成された３Ｄモデルから制御パラメータが生成される（ステップＳ２１２）。
【０１１１】
最後に、生成された制御パラメータは制御サーバ２０からロボット装置１０に送信される（ステップＳ２１３）。すると、ロボット装置１０では、制御サーバ２０から送信されてきた新たな制御パラメータにより、設定されていた制御パラメータを更新する（ステップＳ２１４）。
【０１１２】
なお、上記で説明した実施形態では、制御パラメータとしてロボット装置１０の外形寸法に関する情報を生成する場合を用いて説明したが、制御パラメータはこのような情報に限定されるものではない。
【０１１３】
例えば、図１５に示すように、ロボット装置１０に荷物７１を積載した状態で動作させ、カメラ６１により動作状態のロボット装置１０から荷物７１が落下する画像を撮影することにより加速度または角加速度の許容される上限値を制御パラメータとして生成してロボット装置１０に送信するようにしても良い。
【０１１４】
具体的には、荷物７１を積載した状態でロボット装置１０を動作させる加速度または角加速度を徐々に大きな値として、荷物７１が落下した時点の加速度または角加速度を許容される上限値として取得する。
【０１１５】
例えば、工場において同じ荷物を複数回運搬するような業務にロボット装置１０を使用するような場合、先ずその荷物を積載した状態で、加速度または角加速度を徐々に大きくしていき、撮影された画像により荷物が落下したことが検出された時点の加速度または角加速度をその荷物を積載した場合の上限値とするようにする。
【０１１６】
このようなキャリブレーション動作を、荷物を運搬する業務を開始する前に実行しておくことにより、実際の業務の開始前にロボット装置１０に対する制御パラメータの設定を行うことが可能となる。
【０１１７】
そして、このような制御パラメータにより更新が行われたロボット装置１０は、制御サーバ２０から送信されてきた新たな制御パラメータを用いて、積載された物体が落下しないような動作を行うことが可能となる。
【０１１８】
また、図１６に示すように、ロボット装置１０にアームロボット８１を連結した状態で稼働させるような場合、アームロボット８１を動作させてどのような角度までアームを動作させるとアームロボット８１とロボット装置１０の全体が転倒するかを把握してアームロボット８１を制御するための制御パラメータを取得するようなことも可能である。
【０１１９】
このような場合、アームロボット８１を制御するための制御パラメータを制御サーバ３０からロボット装置１０またはアームロボット８１に送信することにより、アームロボット８１を制御するための制御パラメータを更新することが可能となる。
【０１２０】
なお、アームロボット８１を制御するための制御部はアームロボット８１自体に含まれていても良いし、ロボット装置１０がアームロボット８１を制御するための制御プログラムを実行して制御するようにしても良い。
【０１２１】
また、図１７に示すように、ロボット装置１０に可動部９１を装着するようにした場合、この可動部９１の許容される可動範囲を制御パラメータとして生成するようにしても良い。
【０１２２】
例えば、図１７（Ａ）に示すように可動部９１単体での可動範囲が１８０°の場合でも、図１７（Ｂ）に示すように、ロボット装置１０に積載した状態では許容される可動範囲が１２０°であったとする。
【０１２３】
このような場合、可動部９１を積載した状態でカメラ６１によりロボット装置１０を撮影し、可動部９１を徐々に動作させてロボット装置１０と接触した際の可動部９１の角度情報を新たな制御パラメータとして制御サーバ２０において取得する。
【０１２４】
そして、ロボット装置１０では、可動部９１の許容される可動範囲に関する情報を制御パラメータとして制御サーバ２０から取得して、取得したパラメータにより可動部９１を制御するための制御パラメータを更新する。その結果、ロボット装置１０では、ロボット装置１０と接触することなく可動部９１の動作を制御することができるようになる。
【０１２５】
なお、図１８に示すように、ロボット装置１０の外形形状が変化するような場合には、この制御パラメータは、ロボット装置１０の変化した外形形状毎に生成するようにすれば良い。
【符号の説明】
【０１２６】
１０    ロボット装置
１１    ＣＰＵ
１２    メモリ
１３    記憶装置
１４    無線通信部
１５    ユーザインタフェース（ＵＩ）装置
１６    移動装置
１７    センサ
１８    制御バス
２０    制御サーバ
２１    ＣＰＵ
２２    メモリ
２３    記憶装置
２４    通信インタフェース（ＩＦ）
２５    制御バス
３０    ネットワーク
４１    画像データ受信部
４２    ３Ｄモデル生成部
４３    制御パラメータ生成部
４４    送信部
４５    制御部
４６    制御プログラム記憶部
５０    無線ＬＡＮターミナル
６１、６２    カメラ
７１    荷物
８０    荷物
８１    アームロボット
９１    可動部
【図１】
2020013242.tif 000003
【図２】
2020013242.tif 000004
【図３】
2020013242.tif 000005
【図４】
2020013242.tif 000006
【図５】
2020013242.tif 000007
【図６】
2020013242.tif 000008
【図７】
2020013242.tif 000009
【図８】
2020013242.tif 000010
【図９】
2020013242.tif 000011
【図１０】
2020013242.tif 000012
【図１１】
2020013242.tif 000013
【図１２】
2020013242.tif 000014
【図１３】
2020013242.tif 000015
【図１４】
2020013242.tif 000016
【図１５】
2020013242.tif 000017
【図１６】
2020013242.tif 000018
【図１７】
2020013242.tif 000019
【図１８】
2020013242.tif 000020