【手続補正書】
【提出日】平成16年4月26日(2004.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用電源と移動手段とを備えたロボット装置と、上記電源を充電する充電装置とからなる充電システムにおいて、
上記充電装置は、予め決められた位置に標識を有し、
上記ロボット装置は、周囲の状況を撮像する撮像手段と、
上記標識位置の情報が予め記憶された記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された標識位置情報と上記撮像手段により撮像された標識位置を含む画像に基づいて、上記ロボット装置と上記標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出手段と、
上記位置ベクトル算出手段によって算出された上記標識との距離及び方向にしたがって上記充電装置の方向に移動するように、上記ロボット装置を制御する動作制御手段とを有する、ことを特徴とする充電システム。
【請求項２】
上記標識は、上記充電装置の異なる位置に少なくとも２つ設けられ、
上記記憶手段には、上記標識の互いの位置関係及び上記充電装置における取付位置が記憶されていることを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
上記位置ベクトル算出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の画角中心から該画像内における上記標識位置までの方向ベクトルを算出する方向ベクトル算出手段と、
上記方向ベクトル算出手段によって算出された撮像画像上の方向ベクトルを上記撮像手段を中心とする撮像座標系における位置ベクトルに変換し、上記撮像座標系の位置ベクトルを上記ロボット装置を中心としたロボット座標系における位置ベクトルへと変換する座標変換手段と
を備え、
上記位置ベクトル算出手段は、上記ロボット座標系における標識位置と上記記憶手段に記憶された標識位置とから該標識と上記ロボット装置との距離を算出することを特徴とする請求項２記載の充電システム。
【請求項４】
上記標識の互いの位置関係及び上記充電装置における取付位置と、上記位置ベクトル算出手段によって算出された各標識との距離及び方向から上記ロボット座標系と上記充電装置を中心とした充電装置座標系との相対位置及び相対角を算出する座標系相関算出手段を備えることを特徴とする請求項２記載の充電システム。
【請求項５】
上記撮像手段により全ての標識が撮像されない場合、上記動作制御手段は、撮像できている標識を基準として所定位置まで移動するように制御することを特徴とする請求項２記載の充電システム。
【請求項６】
上記記憶手段には、上記ロボット装置が直進することで上記充電装置に到達できるエントランス位置の座標と、上記充電装置周囲の所定地点の座標とが上記充電装置座標系で記憶され、上記動作制御手段は、上記位置ベクトル算出手段によって算出された上記標識の互いの位置関係に応じて、上記所定地点を経由して上記エントランス位置へ移動するよう制御することを特徴とする請求項２記載の充電システム。
【請求項７】
上記ロボット装置は、移動手段を備え、上記ロボット座標系の原点及び上記充電装置座標系の原点は、上記移動手段の接地平面上に設定されていることを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項８】
駆動用電源と移動手段を備えたロボット装置と、上記電源を充電する充電装置とからなる充電システムの充電制御方法において、
周囲の状況を撮像する撮像工程と、
上記撮像工程において撮像された充電装置に設けられた標識の画像と記憶手段に予め記憶された標識位置の情報とに基づいて、上記ロボット装置と上記標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出工程と、
上記位置ベクトル算出工程において算出された距離及び方向にしたがって上記充電装置の方向に移動するように、上記ロボット装置を制御する移動制御工程とを有する、
ことを特徴とする充電制御方法。
【請求項９】
駆動用電源と移動手段とを備えたロボット装置において、
上記ロボット装置は、周囲の状況を撮像する撮像手段と、
上記電源を充電する充電装置に設けられた標識位置の情報が予め記憶された記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された標識位置情報と上記撮像手段により撮像された標識位置を含む画像とに基づいて、当該ロボット装置と上記標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出手段と、
上記位置ベクトル算出手段によって算出された上記標識との距離及び方向にしたがって上記充電装置の方向に移動するように、当該ロボット装置を制御する動作制御手段とを有する、
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項１０】
上記標識は、上記充電装置の異なる位置に少なくとも２つ設けられ、上記記憶手段には、上記標識の互いの位置関係及び上記充電装置における取付位置が記憶されていることを特徴とする請求項９記載のロボット装置。
【請求項１１】
上記位置ベクトル算出手段は、上記撮像手段によって撮像された画像の画角中心から該画像内における上記標識位置までの方向ベクトルを算出する方向ベクトル算出手段と、
上記方向ベクトル算出手段によって算出された撮像画像上の方向ベクトルを上記撮像手段を中心とする撮像座標系における位置ベクトルに変換し、上記撮像座標系の位置ベクトルを当該ロボット装置を中心としたロボット座標系における位置ベクトルへと変換する座標変換手段とを含み、
上記位置ベクトル算出手段は、上記ロボット座標系における標識位置と上記記憶手段に記憶された標識位置とから該標識と当該ロボット装置との距離を算出することを特徴とする請求１０記載のロボット装置。
【請求項１２】
上記標識の互いの位置関係及び上記充電装置における取付位置と、上記位置ベクトル算出手段によって算出された各標識との距離及び方向から上記ロボット座標系と上記充電装置を中心とした充電装置座標系との相対位置及び相対角を算出する座標系相関算出手段を備えることを特徴とする請求項１０記載のロボット装置。
【請求項１３】
上記撮像手段により全ての標識が撮像されない場合、上記動作制御手段は、撮像できている標識を基準として所定位置まで移動するように制御することを特徴とする請求項１０記載のロボット装置。
【請求項１４】
上記記憶手段には、当該ロボット装置が直進することで上記充電装置に到達できるエントランス位置の座標と、上記充電装置周囲の所定地点の座標とが上記充電装置座標系で記憶され、
上記動作制御手段は、上記位置ベクトル算出手段によって算出された上記標識の互いの位置関係に応じて、上記所定地点を経由して上記エントランス位置へ移動するよう制御することを特徴とする請求項１０記載のロボット装置。
【請求項１５】
移動手段を備え、
上記ロボット座標系の原点及び上記充電装置座標系の原点は、上記移動手段の接地平面上に設定されていることを特徴とする請求項９記載のロボット装置。
【請求項１６】
充電電池を供えたロボット装置の充電装置において、
略箱形形状を有し、その長手方向の一端から他端に向かって高さが徐々に減少する外部筐体と、
上記ロボット装置と電気的に接続され、少なくとも電力を供給する接続手段と、
上記ロボット装置が視認可能な標識とを備えることを特徴とする充電装置。
【請求項１７】
上記標識は、当該充電装置の異なる位置に少なくとも２つ設けられることを特徴とする請求項１６記載の充電装置。
【請求項１８】
駆動用電源と移動装置とを備えたロボット装置と、上記電源を充電する充電装置とからなる充電システムにおけるロボット装置に対して上記電源を充電するための充電処理を実行させるプログラムであって、
周囲の状況を撮像する撮像工程と、
上記撮像工程において撮像された充電装置に設けられた標識の画像と予め記憶された標識位置の情報とに基づいて、上記ロボット装置と上記標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出工程と、
上記位置ベクトル算出工程において算出された距離及び方向にしたがって上記充電装置の方向に移動するように制御する移動制御工程とを上記ロボット装置に対して実行させることを特徴とする充電制御プログラム。
【請求項１９】
駆動用電源と移動手段とを備えたロボット装置と、上記電源を充電する充電装置とからなる充電システムにおけるロボット装置に対して上記電源を充電するための充電処理を実行させるプログラムであって、
周囲の状況を撮像する撮像工程と、
上記撮像工程において撮像された充電装置に設けられた標識の画像と予め記憶された標識位置の情報とに基づいて、上記ロボット装置と上記標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出工程と、
上記位置ベクトル算出工程において算出された距離及び方向にしたがって上記充電装置の方向に移動するように制御する移動制御工程とを上記ロボット装置に対して実行させるためのプログラムが記録された記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、駆動用電源と移動手段とを備えたロボット装置と、電源を充電する充電装置とからなる充電システムにおいて、充電装置は、予め決められた位置に標識を有し、ロボット装置は、周囲の状況を撮像する撮像手段と、標識位置の情報が予め記憶された記憶手段と、記憶手段に記憶された標識位置情報と撮像手段により撮像された標識位置を含む画像に基づいて、ロボット装置と標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出手段と、位置ベクトル算出手段によって算出された標識との距離及び方向にしたがって充電装置の方向に移動するように、ロボット装置を制御する動作制御手段を有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、本発明にかかるロボット装置は、駆動用電源と移動手段とを備えたロボット装置において、ロボット装置は、周囲の状況を撮像する撮像手段と、電源を充電する充電装置に設けられた標識位置の情報が予め記憶された記憶手段と、記憶手段に記憶された標識位置情報と撮像手段により撮像された標識位置を含む画像とに基づいて、ロボット装置と標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出手段と、位置ベクトル算出手段によって算出された標識との距離及び方向にしたがって上記充電装置の方向に移動するようにロボット装置を制御する動作制御手段とを有している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明にかかる充電制御方法は、周囲の状況を撮像する撮像工程と、撮像工程において撮像された充電装置に設けられた標識の画像と記憶手段に予め記憶された標識位置の情報とに基づいて、ロボット装置と標識との距離及び方向を算出する位置ベクトル算出工程と、位置ベクトル算出工程において算出された距離及び方向にしたがって充電装置の方向に移動するように、ロボット装置を制御する移動制御工程とを有している。