(57)【要約】  ステーション２００は、ロボット１００が乗り上げるテーブル２０２と、テーブル２０２の周囲を取り囲むように配置されたフレーム２０６と、テーブル２０２上のロボット１００を充電する充電部と、フレーム２０６をテーブル２０２の周囲に沿って移動させるための移動機構と、移動機構を制御する移動制御部と、を備える。ステーション２００は、ロボット１００による内蔵センサのキャリブレーション動作に対して、そのセンサの検出対象を提供するとともに、その検出対象の正しい検出値を示す信号を出力する基準値提供部を備えるものでもよい。
2018052001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、
前記ロボットが乗り上げるテーブルと、
前記テーブルの周囲を取り囲むように配置された壁部材と、
前記テーブル上のロボットを充電する充電部と、
前記壁部材を前記テーブルの周囲に沿って移動させるための移動機構と、
前記移動機構を制御する移動制御部と、
を備えることを特徴とする充電ステーション。
【請求項２】
前記テーブル上のロボットが前記壁部材に取り囲まれた状態で、前記ロボットの顔を外部に向けて露出させるためのオープンスペースを有することを特徴とする請求項１に記載の充電ステーション。
【請求項３】
前記テーブルを回転させるための回転機構と、
前記ロボットの進入後に前記回転機構を制御することにより、前記ロボットの顔を前記オープンスペースに位置させる回転制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の充電ステーション。
【請求項４】
前記テーブルは、充電のために前記ロボットに接続される接続端子を回転軸から離れた位置に有し、
前記ロボットの進入前に、前記回転制御部は、前記接続端子と前記ロボットとを接続できる位置に前記テーブルを回転させることを特徴とする請求項３に記載の充電ステーション。
【請求項５】
前記回転制御部は、前記ロボットが進入してくる方向に応じて前記テーブルの回転位置を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の充電ステーション。
【請求項６】
前記ロボットによる内蔵センサのキャリブレーション動作に対して、前記センサの検出対象を提供するとともに、その検出対象の正しい検出値を示す信号を出力する基準値提供部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の充電ステーション。
【請求項７】
前記ロボットが特定の姿勢となることに応じて給電可能となり、前記ロボットの前記特定の姿勢が解除されることにより給電遮断されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の充電ステーション。
【請求項８】
充電が完了したことを検出する充電検出部と、
前記充電の完了が検出されたときに所定の演出制御を実行する演出制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の充電ステーション。
【請求項９】
ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、
前記ロボットへ給電する充電部と、
前記ロボットによる内蔵センサのキャリブレーション動作に対して、前記センサの検出対象を提供するとともに、その検出対象の正しい検出値を示す信号を出力する基準値提供部と、
を備えることを特徴とする充電ステーション。
【請求項１０】
ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、
前記ロボットが乗り上げるテーブルと、
前記テーブル上のロボットを充電する充電部と、
前記テーブルを回転させるための回転機構と、
前記ロボットの進入方向に合わせて前記回転機構を制御することにより、前記テーブルの回転位置を調整する回転制御部と、
を備えることを特徴とする充電ステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットを充電するための充電ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒューマノイドロボットやペットロボット等、人間との対話や癒しを提供する自律行動型ロボットの開発が進められている。このようなロボットは、制御プログラムにしたがって動作するが、周囲の状況に基づいて自律的に学習することで行動を進化させ、生命を感じさせるものも出現しつつある。【０００３】
このようなロボットも電気エネルギーで動作する以上、充電が必要となる。そこで、ロボットの充電残量が少なくなると、ユーザに向けてアラームが出力される。ユーザは、そのアラームに気づくと、ロボットを専用の充電ステーションにセットし、充電が完了するのを待つ。あるいは、ロボットを充電ステーションと通信可能とし、充電残量が基準値以下となったときにそのステーションへ誘導し、自律的に充電させる技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような充電ステーションは、ロボットの形状等に合わせた設計がなされるが、基本的に充電機能が確保されれば十分との認識がある。この点につき、発明者は、充電ステーションにロボットの性能を維持するための付加的機能をもたせること、より好ましくは充電行為そのものをユーザに感じさせないことで、有用性を高められるとの認識に到った。【０００６】
本発明は上記課題認識に基づいて完成された発明であり、その主たる目的は、ロボット用充電ステーションの有用性を高める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、ロボット用の充電ステーションである。この充電ステーションは、ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、ロボットが乗り上げるテーブルと、テーブルの周囲を取り囲むように配置された壁部材と、テーブル上のロボットを充電する充電部と、壁部材をテーブルの周囲に沿って移動させるための移動機構と、移動機構を制御する移動制御部と、を備える。【０００８】
本発明の別の態様もロボット用の充電ステーションである。この充電ステーションは、ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、ロボットへ給電する充電部と、ロボットによる内蔵センサのキャリブレーション動作に対して、センサの検出対象を提供するとともに、その検出対象の正しい検出値を示す信号を出力する基準値提供部と、を備える。【０００９】
本発明のさらに別の態様もロボット用の充電ステーションである。この充電ステーションは、ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、ロボットが乗り上げるテーブルと、テーブル上のロボットを充電する充電部と、テーブルを回転させるための回転機構と、ロボットの進入方向に合わせて回転機構を制御することにより、テーブルの回転位置を調整する回転制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロボット用充電ステーションの有用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るロボットの充電システムを表す図である。
【図２】実施形態に係るロボットの外観を表す図である。
【図３】ロボットの構造を概略的に表す断面図である。
【図４】ロボットの構造をフレームを中心に表す側面図である。
【図５】ステーションの構成を表す図である。
【図６】ステーションの構成を表す図である。
【図７】充電システムの機能ブロック図である。
【図８】充電制御とそれに伴う演出制御を表す図である。
【図９】充電制御とそれに伴う演出制御を表す図である。
【図１０】充電制御とそれに伴う演出制御を表す図である。
【図１１】充電制御とそれに伴う演出制御を表す図である。
【図１２】充電制御とそれに伴う演出制御を表す図である。
【図１３】ステーションの動作制御を例示するフローチャートである。
【図１４】変形例に係るステーションの構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略することがある。
【００１３】
図１は、実施形態に係るロボット１００の充電システム１０を表す図である。同図には、ロボット１００が充電ステーション（以下、単に「ステーション」とよぶ）２００に格納された状態を示す。ステーション２００は、ロボット１００を一台のみ収容可能な内部スペースを有する。ロボット１００がステーション２００に進入して所定の姿勢となることにより、充電が開始される。なお、ロボット１００およびステーション２００の各構成および動作の詳細については後述する。
【００１４】
図２は、実施形態に係るロボット１００の外観を表す図である。図２（ａ）は正面図であり、図２（ｂ）は側面図である。
ロボット１００は、外部環境および内部状態に基づいて行動や仕草（ジェスチャー）を決定する自律行動型のロボットである。外部環境は、カメラやサーモセンサなど各種のセンサにより認識される。内部状態はロボット１００の感情を表現するさまざまなパラメータとして定量化される。
【００１５】
ロボット１００は、３輪走行するための３つの車輪を備える。図示のように、一対の前輪１０２（左輪１０２ａ，右輪１０２ｂ）と、一つの後輪１０３を含む。前輪１０２が駆動輪であり、後輪１０３が従動輪である。前輪１０２は、操舵機構を有しないが、回転速度や回転方向が個別に制御可能とされている。後輪１０３は、いわゆるオムニホイールからなり、ロボット１００を前後左右への移動させるために回転自在となっている。左輪１０２ａよりも右輪１０２ｂの回転数を大きくすることで、ロボット１００が左折したり、左回りに回転できる。右輪１０２ｂよりも左輪１０２ａの回転数を大きくすることで、ロボット１００が右折したり、右回りに回転できる。
【００１６】
前輪１０２および後輪１０３は、後述する駆動機構（回動機構、リンク機構）によりボディ１０４に完全収納できる。走行時においても各車輪の大部分はボディ１０４に隠れているが、各車輪がボディ１０４に完全収納されるとロボット１００は移動不可能な状態となる。すなわち、車輪の収納動作に伴ってボディ１０４が降下し、床面に着座する。この着座状態においては、ボディ１０４の底部に形成された平坦状の着座面１０８（接地底面）が床面Ｆに当接する。
【００１７】
ロボット１００は、２つの手１０６を有する。手１０６には、モノを把持する機能はない。手１０６は上げる、振る、振動するなど簡単な動作が可能である。２つの手１０６も個別制御可能である。
【００１８】
ロボット１００の頭部正面（顔）には２つの目１１０が設けられている。目１１０の奥方には高解像度カメラ４０２および温度センサ４０６が内蔵される。目１１０は、液晶素子または有機ＥＬ素子による画像表示も可能である。ロボット１００は、スピーカを内蔵し、簡単な音声を発することもできる。ロボット１００の頭頂部にはツノ１１２が取り付けられる。
【００１９】
ロボット１００は、ツノ１１２に全天球カメラ４００（第１のカメラ）が内蔵される。全天球カメラ４００は、魚眼レンズにより上下左右全方位（３６０度：特に、ロボット１００の上方略全域）を一度に撮影できる。目１１０に内蔵される高解像度カメラ４０２（第２のカメラ）は、ロボット１００の正面方向のみを撮影できる。全天球カメラ４００は撮影範囲が広いが高解像度カメラ４０２よりは解像度が低い。
【００２０】
温度センサ４０６は、周辺温度分布を画像化するサーモカメラであってよい。このほか、ロボット１００は、複数のマイクロフォンを有するマイクロフォンアレイ、計測対象の形状を測定可能な形状測定センサ（深度センサ）、超音波センサなどさまざまなセンサを内蔵する。
【００２１】
図３は、ロボット１００の構造を概略的に表す断面図である。図４は、ロボット１００の構造をフレームを中心に表す側面図である。図３は図４のＡ−Ａ矢視断面に対応する。
図３に示すように、ロボット１００のボディ１０４は、ベースフレーム３０８、本体フレーム３１０、一対のホイールカバー３１２および外皮３１４を含む。ベースフレーム３０８は、金属からなり、ボディ１０４の軸芯を構成するとともに内部機構を支持する。ベースフレーム３０８は、アッパープレート３３２とロアプレート３３４とを複数のサイドプレート３３６により上下に連結して構成される。複数のサイドプレート３３６間には通気が可能となるよう、十分な間隔が設けられている。ベースフレーム３０８の内方には、バッテリ１１８、制御回路３４２および各種アクチュエータ等が収容されている。
【００２２】
本体フレーム３１０は、樹脂材からなり、頭部フレーム３１６および胴部フレーム３１８を含む。頭部フレーム３１６は、中空半球状をなし、ロボット１００の頭部骨格を形成する。胴部フレーム３１８は、段付筒形状をなし、ロボット１００の胴部骨格を形成する。胴部フレーム３１８は、ベースフレーム３０８と一体に固定されている。頭部フレーム３１６は、胴部フレーム３１８の上端部に相対変位可能に組み付けられている。
【００２３】
頭部フレーム３１６には、ヨー軸３２１、ピッチ軸３２２およびロール軸３２３の３軸と、各軸を回転駆動するアクチュエータ３２４，３２５が設けられている。アクチュエータ３２４は、ヨー軸３２１を駆動するためのサーボモータを含む。アクチュエータ３２５は、ピッチ軸３２２およびロール軸３２３をそれぞれ駆動するための複数のサーボモータを含む。首振り動作のためにヨー軸３２１が駆動され、頷き動作，見上げ動作および見下ろし動作のためにピッチ軸３２２が駆動され、首を傾げる動作のためにロール軸３２３が駆動される。
【００２４】
頭部フレーム３１６の上部には、ヨー軸３２１に支持されるプレート３２６が固定されている。プレート３２６には、上下間の通気を確保するための複数の通気孔３２７が形成されている。
【００２５】
頭部フレーム３１６およびその内部機構を下方から支持するように、金属製のベースプレート３２８が設けられている。ベースプレート３２８は、ジョイント３３０を介してアッパープレート３３２（ベースフレーム３０８）と連結されている。ベースプレート３２８には支持台３３５が設けられ、アクチュエータ３２４，３２５およびクロスリンク機構３２９（パンタグラフ機構）が支持されている。クロスリンク機構３２９は、アクチュエータ３２５，３２６を上下に連結し、それらの間隔を変化させることができる。
【００２６】
より詳細には、アクチュエータ３２５のロール軸３２３が、図示略のギア機構を介して支持台３３５に連結されている。アクチュエータ３２５のピッチ軸３２２は、クロスリンク機構３２９の下端部に連結されている。一方、クロスリンク機構３２９の上端部にアクチュエータ３２４が固定されている。アクチュエータ３２４のヨー軸３２１が、プレート３２６に連結されている。なお、アクチュエータ３２５には、クロスリンク機構３２９を伸縮駆動するための図示略の回転駆動機構が設けられている。
【００２７】
このような構成により、ロール軸３２３を回転させることにより、アクチュエータ３２５と頭部フレーム３１６とを一体に回転（ローリング）させることができ、首を傾げる動作を実現できる。また、ピッチ軸３２２を回転させることにより、クロスリンク機構３２９と頭部フレーム３１６とを一体に回転（ピッチング）させることができ、頷き動作等を実現できる。ヨー軸３２１を回転させることにより、プレート３２６と頭部フレーム３１６とを一体に回転（ヨーイング）させることができ、首振り動作を実現できる。さらに、クロスリンク機構３２９を伸縮させることにより、首の伸縮動作を実現できる。
【００２８】
胴部フレーム３１８は、ベースフレーム３０８および車輪駆動機構３７０を収容している。図４にも示すように、車輪駆動機構３７０は、前輪駆動機構３７４および後輪駆動機構３７６を含む。胴部フレーム３１８は、ボディ１０４のアウトラインに丸みをもたせるよう、上半部３８０が滑らかな曲面形状とされている。上半部３８０は、首部に対応する上部に向けて徐々に小幅となるように形成されている。胴部フレーム３１８の下半部３８２は、ホイールカバー３１２との間に前輪１０２の収納スペースＳを形成するために小幅とされている。上半部３８０と下半部３８２との境界は段差形状となっている。
【００２９】
下半部３８２を構成する左右の側壁は互いに平行とされ、前輪駆動機構３７４の後述する回動軸３７８を貫通させ、これを支持している。下半部３８２の下端開口部を閉止するようにロアプレート３３４が設けられている。言い換えれば、ベースフレーム３０８は、胴部フレーム３１８の下端部に固定され、支持されている。
【００３０】
一対のホイールカバー３１２は、胴部フレーム３１８の下半部３８２を左右から覆うように設けられている。ホイールカバー３１２は、樹脂からなり、胴部フレーム３１８の上半部３８０と連続した滑らかな外面（曲面）を形成するように組み付けられている。ホイールカバー３１２の上端部が、上半部３８０の下端部に沿って連結されている。それにより、下半部３８２の側壁とホイールカバー３１２との間に、下方に向けて開放される収納スペースＳが形成されている。
【００３１】
外皮３１４は、ウレタンゴムからなり、本体フレーム３１０およびホイールカバー３１２を外側から覆う。手１０６は、外皮３１４と一体成形される。外皮３１４の上端部には、外気を導入するための開口部３９０が設けられる。
【００３２】
前輪駆動機構３７４は、前輪１０２を回転させるための回転駆動機構と、前輪１０２を収納スペースＳから進退させるための収納作動機構とを含む。すなわち、前輪駆動機構３７４は、回動軸３７８およびアクチュエータ３７９を含む。前輪１０２は、その中心部にダイレクトドライブモータ（以下「ＤＤモータ」と表記する）３９６を有する。ＤＤモータ３９６は、アウターロータ構造を有し、ステータが車軸３９８に固定され、ロータが前輪１０２のホイール３９７に同軸状に固定されている。車軸３９８は、アーム３５０を介して回動軸３７８と一体化されている。胴部フレーム３１８の下部側壁には、回動軸３７８を貫通させつつ回動可能に支持する軸受３５２が埋設されている。軸受３５２には、胴部フレーム３１８の内外を気密にシールするためのシール構造（軸受シール）が設けられている。アクチュエータ３７９の駆動により、前輪１０２を収納スペースＳから外部へ向けて進退駆動できる。
【００３３】
後輪駆動機構３７６は、回動軸３５４およびアクチュエータ３５６を含む。回動軸３５４からは２本のアーム３５８が延び、その先端に車軸３６０が一体に設けられている。車軸３６０に後輪１０３が回転可能に支持されている。胴部フレーム３１８の下部側壁には、回動軸３５４を貫通させつつ回動可能に支持する図示略の軸受が埋設されている。その軸受にも軸シール構造が設けられている。アクチュエータ３５６の駆動により、後輪１０３を収納スペースＳから外部へ向けて進退駆動できる。
【００３４】
車輪収納時には、アクチュエータ３７９，３５６が一方向に駆動される。このとき、アーム３５０が回動軸３７８を中心に回動し、前輪１０２が床面Ｆから上昇する。また、アーム３５８が回動軸３５４を中心に回動し、後輪１０３が床面Ｆから上昇する。それにより、ボディ１０４が降下し、着座面１０８が床面Ｆに接地する。これにより、ロボット１００がお座りした状態が実現される。アクチュエータ３７９，３５６を反対方向に駆動することにより、各車輪を収納スペースＳから進出させ、ロボット１００を立ち上がらせることができる。
【００３５】
手１０６を駆動するための駆動機構は、外皮３１４に埋設されたワイヤ１３４と、その駆動回路３４０（通電回路）を含む。ワイヤ１３４は、本実施形態では形状記憶合金線からなり、加熱されると収縮硬化し、徐熱されると弛緩伸長する。ワイヤ１３４の両端から引き出されたリード線が、駆動回路３４０に接続されている。駆動回路３４０のスイッチがオンされるとワイヤ１３４（形状記憶合金線）に通電がなされる。
【００３６】
ワイヤ１３４は、外皮３１４から手１０６に延びるようにモールド又は編み込まれている。ワイヤ１３４の両端から胴部フレーム３１８の内方にリード線が引き出されている。ワイヤ１３４は外皮３１４の左右に１本ずつ設けてもよいし、複数本ずつ並列に設けてもよい。ワイヤ１３４に通電することで手１０６を上げることができ、通電遮断することで手１０６を下げることができる。
【００３７】
ロボット１００は、ピッチ軸３２２の回転角度を制御することにより、視線（点線矢印参照）の角度を調整できる。なお、本実施形態では便宜上、ピッチ軸３２２と目１１０とを通る仮想直線の方向を視線の方向とする。高解像度カメラ４０２の光軸は視線と一致する。また、演算処理を容易にするため、全天球カメラ４００とピッチ軸３２２とを結ぶ直線と視線とが直角となるように設定されている。
【００３８】
頭部フレーム３１６の前後には、胴部フレーム３１８の上端部を挿通可能なスリット３６２，３６４が設けられている。このため、ピッチ軸３２２を中心とする頭部フレーム３１６の可動範囲（回転範囲）を大きくとることができる。本実施形態では、この可動範囲を９０度とし、視線が水平となる状態から上下に４５度ずつとしている。すなわち、ロボット１００の視線が上向く角度（見上げ角）の限界値が４５度とされ、視線が下向く角度（見下ろし角）の限界値も４５度とされている。
【００３９】
図５および図６は、ステーション２００の構成を表す図である。図５（ａ）は外観を表す斜視図であり、図５（ｂ）は装飾を外した状態を表す斜視図である。図６（ａ）は装飾を外した状態を表す平面図であり、図６（ｂ）は駆動機構を表す説明図である。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、ステーション２００は、ベース２０１、ベース２０１に支持されたテーブル２０２、テーブル２０２の上面と床面Ｆとを滑らかに架け渡すスロープ２０４、およびテーブル２０２の周囲に設けられたフレーム２０６を備える。テーブル２０２は、ベース２０１に回転可能に支持された円形のターンテーブルである。テーブル２０２およびスロープ２０４の上面には、ロボット１００の前輪１０２および後輪１０３を進行方向にガイドするためのガイド溝２０７，２０８が形成されている。テーブル２０２の中央には、ロボット１００がステーション２００へ進入する際に目印とするマーカＭ（ターゲットポイント）が付されている。本実施形態では、マーカＭは、テーブル２０２と異なる色で着色された円形状の領域である。別の形態では、表面を円形状に削ったり、ＬＥＤや反射板などで形成されてもよく、画像処理によりロボット１００にマーカＭとして認識されるよう形成されればよい。
【００４１】
フレーム２０６は、テーブル２０２の周囲を取り囲む装飾部材２１０を含む。本実施形態の装飾部材２１０は、木の葉をモチーフとした装飾片を多数重ねて得られ、垣根をイメージさせるものである。ステーション２００においてスロープ２０４が位置する側がゲート（正面）とされ、ロボット１００を受け入れ可能に開放される。
【００４２】
図５（ｂ）にも示すように、フレーム２０６は、テーブル２０２の周囲を環状に取り囲む複数の支柱２１２を含む。支柱２１２は、装飾部材２１０と共に「壁部材」として機能する。本実施形態では、ステーション２００の正面からみて奥方に３つの支柱２１２ａが配置され、左右にそれぞれ４つの支柱２１２ｂが配置されている。支柱２１２ａは、上方に延びるプレートからなり、その下端がベース２０１に対して固定されている。一方、支柱２１２ｂは、Ｌ字状のプレートからなり、テーブル２０２の下方を半径方向に延びる支持部２１３と、テーブル２０２の外側で上方に延びる柱部２１４を有する。これらの支柱２１２に対して装飾部材２１０が被せられ、図５（ａ）に示す垣根が表現されている。
【００４３】
フレーム２０６の後方（スロープ２０４とは反対側）には、ステーション２００を制御するための制御装置２１６が設けられている。制御装置２１６は、図示しないアダプタを介して家庭用電源に接続される。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、ベース２０１のほぼ中央にテーブル２０２が回転可能に支持されている。テーブル２０２の下方には、テーブル２０２を回転させるための回転機構２１８が設けられている。テーブル２０２は、その中心軸Ｌ上に回転軸を有し、その回転角度が図示の所定角度となったときに、スロープ２０４との間でガイド溝２０７，２０８を連続させる。テーブル２０２の中央には、ロボット１００を着座させるための着座面２２５が形成されている（二点鎖線参照）。着座面２２５は、中心軸Ｌを中心とする円形状を有する。着座面２２５の高さは、ガイド溝２０７，２０８の高さと等しい。
【００４５】
テーブル２０２において中心軸Ｌからややオフセットした位置には、給電用の接続端子２２２が設けられている。接続端子２２２は、テーブル２０２の下方に設けられた接続機構２２４によりテーブル２０２の上面から出没するよう進退駆動される。テーブル２０２の上面中央における中心軸Ｌ上にマーカＭが付されている。マーカＭは、テーブル２０２において中心軸Ｌと接続端子２２２の中央とを通る直線上に位置する。なお、変形例においては、マーカＭをこの直線上であって中心軸Ｌと異なる位置に設けてもよい。
【００４６】
テーブル２０２の後方には、平面視円弧状の台座２２６が設けられ、ベース２０１に対して固定されている。その台座２２６に３つの支柱２１２ａが等間隔で立設されている。左側の４つの支柱２１２ｌと右側の４つの支柱２１２ｒとを含む８つの支柱２１２ｂは、中心軸Ｌを中心に回動可能とされている。これらの支柱２１２ｂの柱部２１４は、中心軸Ｌを中心とする同心円上に位置するが、その内接円は台座２２６の外接円よりも大きい。これらの支柱２１２ｂの一部は、支柱２１２ａの後方に回り込むことができる。
【００４７】
図６（ｂ）に示すように、左側の４つの支柱２１２ｌは、テーブル２０２の下方で一体化され、左支柱ユニット２２８を構成する。この左支柱ユニット２２８は、中心軸Ｌ上に回転軸を有し、その回転軸と同軸かつ一体にギヤ２３０が設けられている。右側の４つの支柱２１２ｒもまた、テーブル２０２の下方で一体化され、右支柱ユニット２３２を構成する。この右支柱ユニット２３２も中心軸Ｌ上に回転軸を有し、その回転軸と同軸かつ一体にギヤ２３１が設けられている。ギヤ２３１とギヤ２３０の歯数は等しい。なお、左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２の各回転軸は、テーブル２０２の回転軸に外挿される円筒軸であり、軸線方向にずれるように設けられるため、互いに干渉することはない。
【００４８】
テーブル２０２の下方には、左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２をそれぞれ回動させるための移動機構２３４が設けられている。移動機構２３４は、駆動源であるモータ２３６、モータ２３６の回転軸に接続された第１ギヤ２３８、第１ギヤ２３８に接続された第２ギヤ２４０、および第２ギヤ２４０に接続された第３ギヤ２４２を含む。モータ２３６は、ステッピングモータやＤＣモータであってよい。第２ギヤ２４０と第３ギヤ２４２の歯数は等しい。左支柱ユニット２２８のギヤ２３０は、第３ギヤ２４２、第２ギヤ２４０および第１ギヤ２３８を介してモータ２３５に接続される。右支柱ユニット２３２のギヤ２３１は、第２ギヤ２４０および第１ギヤ２３８を介してモータ２３５に接続される。
【００４９】
このような構成により、モータ２３６を一方向に駆動すると、左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２がゲート開方向（壁部材によりステーション２００の入口を開く方向：実線矢印参照）に回動する。モータ２３６を他方向に駆動すると、左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２がゲート閉方向（壁部材によりステーション２００の入口を閉じる方向：一点鎖線矢印参照）に回動する。
【００５０】
制御装置２１６の上部には、キャリブレーションのための基準値提供部２５０が設けられている。本実施形態では、ステーション２００において、ロボット１００による温度センサ４０６のキャリブレーションを行うことができる。基準値提供部２５０は、温度調整可能な熱線を有し、予め設定されたキャリブレーションプログラムにしたがってその熱線の温度を段階的に調整し、その温度値（正しい検出値）を示す信号を出力する。ロボット１００は、温度センサ４０６の出力値とその温度値とを比較し、その差分を補正することでキャリブレーションを実行できる。
【００５１】
図７は、充電システム１０の機能ブロック図である。
上述のように、充電システム１０は、ロボット１００およびステーション２００を含む。ロボット１００およびステーション２００の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コプロセッサなどの演算器、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
【００５２】
ロボット１００は、内部センサ１２８、通信部１４２、データ処理部１３６、データ格納部１４８、駆動機構１２０、バッテリ１１８および充電回路４２０を含む。内部センサ１２８は、各種センサの集合体である。内部センサ１２８は、マイクロフォンアレイ４０４、カメラ４１０、温度センサ４０６、形状測定センサ４０８および充電残量センサ４０９を含む。
【００５３】
マイクロフォンアレイ４０４は、複数のマイクロフォンをつなぎ合わせたユニットであり、音を検出する音声センサである。マイクロフォンアレイ４０４は、音を検出し、音源の方向を検出可能なデバイスであればよい。マイクロフォンアレイ４０４は、頭部フレーム３１６に内蔵される。音源と各マイクロフォンの距離は一致しないため、集音タイミングにばらつきが生じる。このため、各マイクロフォンにおける音の強さと位相から音源の位置を特定できる。ロボット１００は、マイクロフォンアレイ４０４により音源の位置、特に音源の方向を検出する。
【００５４】
カメラ４１０は外部を撮影するデバイスである。カメラ４１０は、全天球カメラ４００と高解像度カメラ４０２を含む。温度センサ４０６は、外部環境の温度分布を検出し、画像化する。本実施形態では、温度センサ４０６を目１１０の位置に設けているが、ロボット１００の顔中央等、その他の部位に設けてもよい。形状測定センサ４０８は、プロジェクタから近赤外線を照射し、近赤外線カメラにて近赤外線の反射光を検出することにより、対象物体の深度、ひいては、凹凸形状を読み取る赤外線深度センサである。
【００５５】
通信部１４２は、ステーション２００との通信処理を担当する。データ格納部１４８は各種データを格納する記憶装置である。データ処理部１３６は、通信部１４２により取得されたデータおよびデータ格納部１４８に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１３６は、プロセッサおよびプロセッサにより実行されるコンピュータプログラムに該当する。データ処理部１３６は、通信部１４２、内部センサ１２８、駆動機構１２０およびデータ格納部１４８のインタフェースとしても機能する。
【００５６】
データ格納部１４８は、ロボット１００の各種モーションを定義するモーション格納部１６０を含む。モーション格納部１６０には、ロボット１００による様々なモーションが定義される。モーションは、モーションＩＤによって識別される。前輪１０２を収容して着座する、手１０６を持ち上げる、２つの前輪１０２を逆回転させることで、あるいは、片方の前輪１０２だけを回転させることでロボット１００を回転行動させる、前輪１０２を収納した状態で前輪１０２を回転させることで震える、ユーザから離れるときにいったん停止して振り返る、などのさまざまなモーションを表現するために、各種アクチュエータ（駆動機構１２０）の動作タイミング、動作時間、動作方向などがモーションファイルにおいて時系列定義される。データ格納部１４８は、また、ロボット１００がステーション２００に進入した後に行う充電姿勢、充電中の演出モーション、充電後の演出モーションなども定義されている。
【００５７】
データ処理部１３６は、認識部１５６、制御部１５０およびセンサ制御部１７２を含む。制御部１５０は、移動制御部１５２および動作制御部１５４を含む。移動制御部１５２は、ロボット１００の移動方向を決める。駆動機構１２０は、移動制御部１５２の指示にしたがって前輪１０２を駆動することで、ロボット１００を移動目標地点に向かわせる。
【００５８】
動作制御部１５４は、ロボット１００のモーションを決める。動作制御部１５４は選択したモーションを駆動機構１２０に実行指示する。駆動機構１２０は、モーションファイルにしたがって、各アクチュエータを制御する。
【００５９】
センサ制御部１７２は、内部センサ１２８を制御する。具体的には、高解像度カメラ４０２、温度センサ４０６および形状測定センサ４０８の計測方向を制御する。頭部フレーム３１６の方向に合わせて、ロボット１００の頭部に搭載される高解像度カメラ４０２、温度センサ４０６および形状測定センサ４０８の計測方向が変化する。センサ制御部１７２は、高解像度カメラ４０２の撮像方向を制御する（つまり、その撮像方向に合わせて頭部の動きを制御する）。
【００６０】
認識部１５６は、内部センサ１２８から得られた外部情報を解釈する。認識部１５６は、視覚的な認識（視覚部）、匂いの認識（嗅覚部）、音の認識（聴覚部）、触覚的な認識（触覚部）が可能である。認識部１５６は、カメラ４１０、温度センサ４０６および形状測定センサ４０８の検出情報を定期的に取得し、人やペットなどの移動物体や、オーディオやテレビ等の固定物体を検出できる。認識部１５６は、移動物体の特徴（身体的特徴と行動的特徴）を抽出し、これらの特徴に基づいて複数の移動物体をクラスタ分析できる。
【００６１】
認識部１５６は、全天球カメラ４００により撮像された画像に基づき、被写体についての大まかな画像分析を行う。認識部１５６は、被写体からユーザを特定する場合、温度センサ４０６によりその被写体の周辺温度分布を計測し、その被写体が発熱体、特に、摂氏３０〜４０度程度の発熱体であるか否かを判定する。この温度範囲にあれば、人間やペットなどの恒温動物であると推定できる。
【００６２】
認識部１５６は、また、形状測定センサ４０８により被写体の三次元形状を測定し、その被写体が所定の形状を有する物体であるか否かを判定する。例えば、認識部１５６は、被写体が凹凸形状を有するか否かを判定する。凹凸形状を有しないとき、被写体はテレビ、壁、鏡などの平面体であると推定することができる。
【００６３】
このようにして温度センサ４０６および形状測定センサ４０８により撮像すべき対象が特定されると、その撮像対象を高解像度カメラ４０２にて撮像する。このとき、画面中央にその撮像対象の全体が含まれるよう画角を調整する。既に述べたように、高解像度カメラ４０２の光軸は視線と一致する。このため、ロボット１００の視線の方向に撮像対象が存在することとなる。認識部１５６は、その高解像度カメラ４０２の画像に基づき、撮像対象をクラスタ分析し、近接または離間する等の行動を選択する。
【００６４】
充電残量センサ４０９は、バッテリ１１８の充電残量を検出する。データ処理部１３６は、充電残量が所定値以下となると、後述する充電のための制御処理を開始し、ステーション２００に対して充電要求信号を出力する。移動制御部１５２は、ロボット１００をステーション２００へ移動させる。充電回路４２０がステーション２００の充電回路に接続されることにより、バッテリ１１８への充電可能となる。
【００６５】
ステーション２００は、通信部２５２、データ処理部２５４、データ格納部２５６、基準値提供部２５０、駆動機構２５８、充電回路２６０、カメラ２６２、近接センサ２６４、スピーカ２６６およびランプ２６８を含む。通信部２５２は、ロボット１００との通信処理を担当する。データ格納部２５６は、各種データを格納する。データ処理部２５４は、通信部２５２を介して受信した信号およびデータ格納部２５６に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部２５４は、通信部２５２、データ格納部２５６、基準値提供部２５０および駆動機構２５８のインタフェースとしても機能する。
【００６６】
基準値提供部２５０は、加熱用の熱線と温度センサを含み、ロボット１００が温度センサ４０６のキャリブレーションを実行する際に、その熱線を加熱するとともにその熱線の温度値（正しい検出値）を示す信号を出力する。
【００６７】
駆動機構２５８は、上述した回転機構２１８、移動機構２３４および接続機構２２４を含む。充電回路２６０は、上述した接続端子２２２を含み、ロボット１００の充電の際に充電回路４２０が接続される。カメラ２６２は、制御装置２１６と一体に設けられ、ステーション２００の内部スペースおよび周辺を撮像する。撮像された画像は、充電に際してロボット１００の位置を特定するために用いられる。近接センサ２６４は、テーブル２０２における接続端子２２２の近傍に設けられ、ロボット１００が着座（車輪収納）したときにこれを検出する。スピーカ２６６およびランプ２６８は、後述する充電演出に用いられる。
【００６８】
データ格納部２５６は、制御データ格納部２７０、演出パターン格納部２７２および状態データ格納部２７４を含む。制御データ格納部２７０は、充電制御および演出制御のための制御プログラムを格納する。
【００６９】
演出パターン格納部２７２は、ロボット１００の充電に際して実行される複数種の演出パターンが定義される。演出パターンは、パターンＩＤによって識別される。ロボット１００の充電を開始したときにライトアップする、充電完了を知らせるためにライトの強度を上げる、音声出力する、ゲートを開放するとともにロボット１００を送り出すためのテーマ音楽を出力するなどの様々な演出パターンを表現するために、各種機構や装置の動作タイミング、動作時間、動作方向などがパターンデータとして時系列定義される。
【００７０】
状態データ格納部２７４は、通信や撮像により得られたロボット１００の動作状態や位置情報、ステーション２００の現在の動作状態等を記憶・更新する。
【００７１】
データ処理部２５４は、状態管理部２８０、充電管理部２８２、制御部２８４および較正基準値出力部２８６を含む。状態管理部２８０は、ステーション２００の現在の動作状態を管理する。充電管理部２８２は、ロボット１００への充電状態（充電中か否か、充電率等を含む）を管理する。ロボット１００は、充電完了時にその旨を示す充電完了信号を出力する。充電管理部２８２は、この充電完了信号の受信により充電完了を判定する。
【００７２】
制御部２８４は、駆動制御部２９０、充電制御部２９２および演出制御部２９４を含む。駆動制御部２９０は、駆動機構２５８（回転機構２１８，接続機構２２４、移動機構２３４）を制御し、「回転制御部」および「移動制御部」としても機能する。充電制御部２９２は、充電管理部２８２が管理する充電状態に基づいて充電回路２６０を制御する。演出制御部２９４は、充電を開始する際に演出パターンを決定し、その演出パターンにしたがって各機構の駆動、ライトアップ、音声出力等の制御を実行する。
【００７３】
較正基準値出力部２８６は、ロボット１００がステーション２００に進入したとき、あるいはロボット１００からキャリブレーション実行要求があったときに、既述のように熱線の温度を段階的に調整し、その温度値（正しい検出値：以下「較正基準値」ともよぶ）を示す信号を出力する。ロボット１００は、温度センサ４０６の検出値とその温度値とを比較し、その差分を補正することでキャリブレーションを実行する。
【００７４】
図８〜図１２は、充電制御とそれに伴う演出制御を表す図である。各図の（ａ）および（ｂ）は、その制御過程を例示している。
バッテリ１１８の充電残量が所定値以下になると、ロボット１００は、ステーション２００へ充電要求信号を出力する。ステーション２００は、これを受けてロボット１００との無線通信を開始するとともに誘導信号（例えば赤外線ビーム）を出力する。ロボット１００は、この誘導信号をたよりに移動することで、ステーション２００へ進入できる。
【００７５】
ロボット１００は、ステーション２００への進入に際してマーカＭを撮像し、そのマーカＭを目印として、マーカＭと接続端子２２２とを結ぶ直線上に位置するようにその進行方向を制御する。これにより、ロボット１００がガイド溝２０７，２０８に沿ってテーブル２０２の中央に乗り上げることができ、その接続端子と接続端子２２２との位置および方向を一致させることができる。なお、ロボット１００は上述したオムニホイールを有することによりその場で回転自在であるため、ステーション２００の直前でも容易に進行方向を調整することができる。すなわち、ステーション２００の手前で一旦後退して向きを変更したり、何度も方向転換する等の必要がなく、テーブル２０２へスムーズに進入できる。
【００７６】
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、ロボット１００は、前輪１０２からスロープ２０４に乗り上げ、テーブル２０２へと進む。このとき、ロボット１００は、左右の前輪１０２が左右のガイド溝２０７上を進み、後輪１０３が中央のガイド溝２０８上を進むように走行する。このようにロボット１００がスロープ２０４を上る際、後輪１０３のアクチュエータ３５６（図４参照）がアーム３５８の角度を適度に可変調整することにより、ロボット１００が安定して滑らかにスロープ２０４を登ることができる。
【００７７】
図９（ａ）に示すように、ロボット１００は、誘導信号にしたがってテーブル２０２の所定位置（中央）に到達すると、車輪を収納して着座する。このとき、後輪１０３が収納された後、尻尾１０５が閉じられる。尻尾１０５は、後輪１０３の出入口を閉じる蓋部材として機能する。近接センサ２６４がこのロボット１００の着座を検出すると、接続機構２２４が接続端子２２２を進出させる。接続端子２２２は、ロボット１００の底部に設けられた接続端子と接続される。それにより、ロボット１００とステーション２００の互いの充電回路が導通状態となる。
【００７８】
ロボット１００は、図示のように進入方向に停止すると、キャリブレーション要求を出力する。較正基準値出力部２８６は、これを受けて基準値提供部２５０を作動させ、較正基準値を提供する。ロボット１００は、温度センサ４０６で基準値提供部２５０の温度を検出し、その検出値とその較正基準値とを比較してキャリブレーションを実行する。
【００７９】
続いて、図９（ｂ）に示すように、駆動制御部２９０が回転機構２１８を駆動し、テーブル２０２の回転を回転させる。図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、駆動制御部２９０は、ロボット１００が正面を向く回転角度（回転開始から１８０度）となったときに回転機構２１８を停止させる。フレーム２０６がロボット１００と同等の高さを有するため、このようにロボット１００が正面を向くことで、外部からその顔を確認できる。
【００８０】
続いて、図１１（ａ）に示すように、駆動制御部２９０は、移動機構２３４を駆動して左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２を前方へ移動させる。これにより、図１１（ｂ）に示すように、垣根態様の装飾部材２１０がロボット１００の周囲全体を取り囲む態様となる。ただし、装飾部材２１０の高さが正面近傍において低くされており、このように垣根が閉じた状態でも正面上部にはオープンスペースが形成され、ロボット１００の顔を露出させることができる。充電制御部２９２は、このようにロボット１００が正面を向いた状態で充電制御を開始する。このような構成および制御により、ロボット１００があたかも自分の巣に戻ってエネルギーを回復させるかのような演出を表現できる。
【００８１】
本実施形態ではロボット１００の充電中に独特の演出がなされる。すなわち、図１２（ａ）に示すように、ロボット１００は、頭部を下げて休んでいる、あるいは寝ているような仕草をとる。このとき、手１０６を適度に上下させて呼吸を表現し、寝息を立てるような演出をする。演出制御部２９４は、ランプ２６８を薄らと点灯してロボット１００をライトアップする。照度を低くすることで、ロボット１００が平穏に休息している様子（リラックスしている様子）を演出できる。このとき、同時に心地よい音楽を流してもよい。以下、このような充電中の演出を「充電中演出」ともよぶ。
【００８２】
この充電の間、ロボット１００は、目１１０の輝度を下げる。特に目１１０を有機ＥＬ素子で構成する場合、輝度の高い状態を継続すると劣化を早める可能性が高い。そこで、充電中に休息を表現するのに合わせてその輝度を低下させる。これは、ロボット１００に生物的行動をエミュレートさせる観点からみても違和感がない。また、頭を下げた状態とすることで、目立たなくすることもできる。
【００８３】
充電が完了すると、演出制御部２９４は、ランプ２６８の照度を上げるとともに、ロボット１００を送り出すためのテーマ音楽をスピーカ２６６から出力する。そのテーマ音楽を活力を感じさせるものとすることで、ロボット１００が休息によりエネルギーを回復した様子を演出できる。以下、このような充電完了後の演出を「充電完了演出」ともよぶ。
【００８４】
このような演出の開始とともに、駆動制御部２９０は、移動機構２３４を駆動して左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２を後方へ移動させる。それによりゲートを開き、ロボット１００を送り出せるようにする。ロボット１００は、ゲートが開かれたことを確認した後、車輪を出して立ち上がる。それにより、接続端子の接続が自動的に外れる。そして、ステーション２００から退出する。
【００８５】
駆動制御部２９０は、ロボット１００が退出した後、テーブル２０２を１８０度回転させて初期位置とする（図６（ｂ）参照）。これにより、次回の充電依頼に速やかに対応できるようにする。
【００８６】
図１３は、ステーション２００の動作制御を例示するフローチャートである。
本図の処理は、所定の制御周期にて繰り返し実行される。データ処理部２５４は、ロボット１００から充電要求信号を受信すると（Ｓ１０のＹ）、その受入準備をして待機する（Ｓ１２）。例えば、上述した誘導信号の出力とカメラ２６２での監視を開始する。
【００８７】
ロボット１００がステーション２００に進入してテーブル２０２に着座すると（Ｓ１４のＹ）、駆動制御部２９０は、接続端子２２２を突出させ、ロボット１００に接続する（Ｓ１６）。また、テーブル２０２を回転させる（Ｓ１８）。ロボット１００が正面を向く位置まで回転されると（Ｓ２０のＹ）、テーブル２０２の回転を停止させる（Ｓ２２）。
【００８８】
続いて、駆動制御部２９０は、フレーム２０６（左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２）をゲート閉方向に駆動する（Ｓ２４）。ゲートが閉じると（Ｓ２６のＹ）、フレーム２０６の駆動を停止し（Ｓ２８）、充電制御部２９２が充電処理を開始するとともに、演出制御部２９４が上述した充電中演出を開始する（Ｓ３２）。
【００８９】
そして、充電が完了すると（Ｓ３４のＹ）、演出制御部２９４が上述した充電完了演出を開始するとともに（Ｓ３６）、駆動制御部２９０がフレーム２０６（左支柱ユニット２２８および右支柱ユニット２３２）をゲート開方向に駆動する（Ｓ３８）。その後、ロボット１００がステーション２００から退出すると（Ｓ４０のＹ）、上述のようにテーブル２０２を初期位置に戻す等の充電終了処理を実行する（Ｓ４２）。充電依頼を受信しない場合（Ｓ１０のＮ）、Ｓ１２〜Ｓ４２の処理をスキップして一旦処理を終了する。
【００９０】
以上、実施形態に基づいてロボット１００、ステーション２００およびこれらを含む充電システム１０について説明した。ステーション２００によれば、テーブル２０２の周囲を取り囲むように配置されたフレーム２０６（壁部材）が可動であり、ロボット１００が入退出するゲートを開閉することができる。このため、ゲートを閉じることで充電中のロボット１００を外部から保護できる一方、充電後にゲートを開くことでロボット１００の退出（自律行動）をスムーズに行うことができる。
【００９１】
また、充電中にゲートを閉じた場合にも、ゲートの一部をオープンスペースとすることでロボット１００の顔を出すことができ、充電中にしか見られない特別の演出を表現することもできる。特に、ロボット１００をペットのような生物的存在感をもたせる仕様とした場合、通常の自律行動においてそれをなし得たとしても、生物的行動にない充電行為がユーザを興ざめさせる可能性がある。本実施形態によれば、充電中にゲートを閉方向に作動させることで、充電行動を認識させることなく、ロボット１００が巣に戻って休息するかのうように見せることができる。このため、生物的存在感をもたせる仕様との親和性に優れる。さらに、特別の演出を表現することで、充電中においてもロボット１００が傍にいるという感覚をユーザに持たせることができる。
【００９２】
ステーション２００がロボット１００を１台のみ受入可能なサイズとされているところ、テーブル２０２の回転機構を設けることで、ゲートからの入退出を容易に行わせることができる。特にテーブル２０２の周囲が装飾部材２１０に囲まれて特定の方向にしかオープンスペースがない上述の構成であっても、ロボット１００の表情を垣間見せることができるため、ユーザに安堵感を与えることができる。
【００９３】
さらに、ステーション２００に基準値提供部２５０を設けたことで、ロボット１００が充電のついでに温度センサ４０６（内部センサ）のキャリブレーションを行うことができる。すなわち、充電のみならず、内部センサのメンテナンスまで行えることから、ステーション２００の有用性が高められる。省スペース化にも寄与する。
［変形例］
図１４は、変形例に係るステーション５００の構成を表す図である。図１４（ａ）は装飾を外した状態を表す平面図であり、図１４（ｂ）は駆動機構を表す説明図である。
上記実施形態では、ステーション２００のゲートの位置が制限されており、ロボット１００が一方向からのみ進入できる構成を例示した。本変形例では、ロボット１００が多方向から進入できる構成を採用する。
【００９４】
図１４（ａ）に示すように、ステーション５００は、スロープ５０４の構成が上記実施形態のスロープ２０４とは異なる。スロープ５０４は、テーブル２０２の周囲に大きな角度範囲で設けられている。このため、図１４（ａ）に示すように、ロボット１００が正面から進入することもできれば、図１４（ｂ）に示すように、斜め方向から進入することもできる（二点鎖線矢印参照）。図示の例では、正面方向に対し、左右３０度以内の方向であれば、ロボット１００が無理なく進入できる。
【００９５】
駆動制御部２９０は、カメラ２６２の画像に基づいてロボット１００が進入してくる方向を特定し、その進入方向に合わせてテーブル２０２の回転位置を調整する。駆動制御部２９０は、いずれの方向からロボット１００が接近しても、その前輪１０２および後輪１０３が、テーブル２０２のガイド溝２０７，２０８に沿って走行できるように角度を制御する。つまり、駆動制御部２９０は、マーカＭと接続端子２２２とを結ぶ直線上にロボット１００が位置するようテーブル２０２の回転角度を制御する。このとき、ロボット１００は、進行方向の延長線上にテーブル２０２の回転軸が重なるように進入する。ロボット１００は、左右の前輪１０２を相反する方向に回転させることで、その場で進行方向を変えることができるので、スロープ５０４に乗り上げる直前であっても進行方向がテーブル２０２の回転軸と重なるように向きを変えることができる。それにより、ロボット１００とステーション５００の互いの接続端子の位置および角度を合わせることができる。マーカＭは、ロボット１００がテーブル２０２の回転軸を認識できるように、回転軸と重なる位置に設けられる。
【００９６】
このようにロボット１００が斜めから進入しても、駆動制御部２９０は、その進入方向を既に把握している。このため、ロボット１００を正面に向けることが可能であり、上記実施形態と同様に充電制御および演出制御を行うことができる。なお、フレーム２０６の構成によっては、ロボット１００の進入許容角度をより大きな範囲とすることもできる。
【００９７】
なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。
【００９８】
上記実施形態では、テーブル２０２の中心（中心軸Ｌ）から片側にオフセットした位置に接続端子２２２を設ける例を示した。変形例においては、接続端子２２２を複数設け、ロボット１００と選択的に接続してもよい。具体的には、２つの接続端子２２２をテーブル２０２の中心に対称となる位置に設けてもよい。このような構成により、ロボット１００を送り出すたびにテーブル２０２を１８０度回転させて初期位置に戻すといった処理を省略できる。
【００９９】
上記実施形態では、充電のためにロボット１００がステーション２００に進入したときにキャリブレーションを行う例を示した。変形例においては、充電の有無にかかわらず基準値提供部２５０を機能させ、キャリブレーションを行えるようにしてもよい。また、ロボット１００がステーション２００の外側に存在していても、キャリブレーションを行えるようにしてよい。例えば、ロボット１００の温度センサ４０６（サーモカメラ）により遠隔の基準値提供部２５０の出力を定期的に検出することで、キャリブレーションを行ってもよい。
【０１００】
上記実施形態では、基準値提供部２５０をフレーム２０６の後方（ゲートと反対側）に設置する例を示した。変形例においては、基準値提供部２５０をゲート側に設置してもよい。それにより、ロボット１００の充電完了後、つまりロボット１００そのものの熱がある程度冷めた後にキャリブレーションを行うこともできる。それにより、キャリブレーションをより高精度に行える。なお、上記実施形態では、キャリブレーションの対象を温度センサとしたが、例えば形状測定センサ（深度センサ）、ロボットの姿勢を検出するための姿勢センサ等その他のセンサとしてもよい。
【０１０１】
上記実施形態では、ロボット１００をステーション２００へ誘導する手段として、誘導信号（赤外線ビーム）を投射する例を示したが、それ以外の誘導手段を採用してもよい。例えば、制御装置２１６に専用のＬＥＤランプを設置し、ロボット１００がこのＬＥＤランプの光をたよりに進入方向を特定できるようにしてもよい。あるいは、無線通信により、ステーション２００がロボット１００に対して進行方向を指示（制御）してもよい。
【０１０２】
上記実施形態では、ステーション２００による有線での充電を例示した。変形例においては、無線給電方式を採用してもよい。電磁誘導方式、電解結合方式、電磁界共鳴方式等を採用できるが、いずれ方式も公知であるため、その説明については省略する。
【０１０３】
上記実施形態では述べなかったが、フレーム２０６の高さをロボット１００の高さと同等以上となるようにするのが好ましい。それにより、ステーション２００によりロボット１００を完全収納できる。このことは、ステーション２００の設置場所によらず、ロボット１００がステーション２００に確実に進入できることを意味する。
【０１０４】
上記実施形態では述べなかったが、支柱２１２に対して装飾部材２１０を着脱可能に構成してもよい。それにより、充電対象となるロボットの大きさに応じて装飾部材を付け替え可能としてもよい。ロボットの高さに合わせて装飾部材を変えることにより、ロボットの高さに必要十分なフレームの高さを実現してもよい。また、高さが可変となる支柱構造を採用してもよい。さらに、支柱による囲いの径が可変となるよう支柱をテーブルの径方向に駆動できる構造を採用してもよい。このようにしてフレームの大きさを可変とすることにより、ステーションを様々な大きさおよび形状のロボットに適用でき、その汎用性を高めることができる。
【０１０５】
上記実施形態では述べなかったが、演出制御部２９４は、ロボット１００の性格、衣装に応じて演出パターンを変更してもよい。あるいは、時間帯に応じて演出パターンを変更してもよい。
【０１０６】
上記実施形態では述べなかったが、ステーションにロボットの着せ替え機能を搭載してもよい。また、ステーションに冷房機能、あるいはファン等による冷却機能を採用し、進入したロボットの熱を下げられるようにしてもよい。ステーションにロボットの汚れ（車輪等の汚れ）を落とすクリーナ機能を搭載してもよい。
【０１０７】
上記実施形態の変形例（図１４）では述べなかったが、マーカＭと接続端子２２２とを結ぶ直線上に更なるマーカ（便宜上「マーカＮ」という）を設けてもよい。駆動制御部２９０は、マーカＭとマーカＮとを結ぶ直線上にロボット１００が位置するようテーブル２０２の回転角度を制御してもよい。このような構成により、駆動制御部２９０は、カメラ２６２の画像に基づいてマーカＭ，Ｎを認識してテーブル２０２の方向を特定すればよく、接続端子２２２を認識する必要がなくなる。これらのマーカをロボット１００が認識し易い態様（形状や色等）で設定する等の工夫をする場合に特に有効である。その場合、マーカＮをテーブル２０２の端部に設けるなど、マーカＭからの距離を接続端子２２２よりも大きくすることが好ましい。マーカＭと接続端子２２２との距離が小さい場合、両者によってテーブル２０２の方向を特定することが難しくなる。このような場合でも、マーカＭとマーカＮとの距離（間隔）を大きく設定することで、テーブル２０２の方向を特定し易く、その回転角度を制御し易くなる。
【０１０８】
さらに、駆動制御部２９０は、カメラ２６２の画像に基づいてマーカＭとロボット１００の中央部（便宜上「中央部Ｒ」という）とを認識し、マーカＭと中央部ＲとマーカＮとが直線上に並ぶようにテーブル２０２の回転位置を調整してもよい。中央部Ｒは、ロボット１００の正面中央であってよく、前輪１０２の位置が特定できるように設定するのが好ましい。左輪１０２ａと右輪１０２ｂから等距離にあるロボット１００の中心線上に中央部Ｒを設定してもよい。中央部Ｒは、画像処理をし易くするために、マーカが設けられてもよいし、カメラにより撮影されたロボット１００の中央部分を仮想的なマーカとして利用してもよい。
【図１】
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【図２】
2018052001.tif 000004
【図３】
2018052001.tif 000005
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月24日(2018.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、
前記ロボットが乗り上げるテーブルと、
前記テーブルの周囲を取り囲むように配置された壁部材と、
前記テーブル上のロボットを充電する充電部と、
前記壁部材を前記テーブルの周囲に沿って移動させるための移動機構と、
前記移動機構を制御する移動制御部と、
を備えることを特徴とする充電ステーション。
【請求項２】
前記テーブル上のロボットが前記壁部材に取り囲まれた状態で、前記ロボットの顔を外部に向けて露出させるためのオープンスペースを有することを特徴とする請求項１に記載の充電ステーション。
【請求項３】
前記テーブルを回転させるための回転機構と、
前記ロボットの進入後に前記回転機構を制御することにより、前記ロボットの顔を前記オープンスペースに位置させる回転制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の充電ステーション。
【請求項４】
前記テーブルは、充電のために前記ロボットに接続される接続端子を回転軸から離れた位置に有し、
前記ロボットの進入前に、前記回転制御部は、前記接続端子と前記ロボットとを接続できる位置に前記テーブルを回転させることを特徴とする請求項３に記載の充電ステーション。
【請求項５】
前記回転制御部は、前記ロボットが進入してくる方向に応じて前記テーブルの回転位置を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の充電ステーション。
【請求項６】
前記ロボットによる内蔵センサのキャリブレーション動作に対して、前記センサの検出対象を提供するとともに、その検出対象の正しい検出値を示す信号を出力する基準値提供部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の充電ステーション。
【請求項７】
前記ロボットが特定の姿勢となることに応じて給電可能となり、前記ロボットの前記特定の姿勢が解除されることにより給電遮断されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の充電ステーション。
【請求項８】
充電が完了したことを検出する充電検出部と、
前記充電の完了が検出されたときに所定の演出制御を実行する演出制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の充電ステーション。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
ロボットの充電を行うための充電ステーションであって、
前記ロボットが乗り上げるテーブルと、
前記テーブル上のロボットを充電する充電部と、
前記テーブルを回転させるための回転機構と、
前記ロボットの進入方向に合わせて、前記ロボットが前記テーブルに乗り上げる前に前記回転機構を制御することにより、前記テーブルの回転位置を調整する回転制御部と、
を備えることを特徴とする充電ステーション。
【請求項１１】
周辺を撮像可能なカメラをさらに備え、
前記回転制御部は、前記カメラが撮像した画像に基づいて前記ロボットの進入方向を特定することを特徴とする請求項１０に記載の充電ステーション。
【国際調査報告】
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2018052001.tif 000018
2018052001.tif 000019
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