(57)【要約】【課題】  タスク実行中のロボットがタスクを依頼された場合であっても、好適に対応することが可能なロボット制御システムを提供する。【解決手段】  ロボット管理装置３は、コミュニケーション手段によるコミュニケーション結果に基づいて、タスクデータを生成するタスクデータ生成手段４１４を備え、タスクスケジューリング手段４１２は、コミュニケーション結果に基づいて新たにタスクデータが生成された場合に、ロボットの現在位置データおよび実行状況データに基づいて、タスクの再スケジューリングを行い、実行命令信号生成手段４１３は、再スケジューリング結果に基づいて、実行命令信号の再生成を行うことを特徴とする。【選択図】      図１７
2006167840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律移動を行う自律移動手段と、人とのコミュニケーションを行うコミュニケーション手段と、現在位置に関する現在位置データを生成する現在位置データ生成手段と、タスクの実行状況に関する実行状況データを生成する実行状況データ生成手段と、ロボット管理装置との通信を行う通信手段と、を備えたロボットと、
前記ロボットに実行させるタスクに関するタスクデータを記憶するタスクデータ記憶部と、前記タスクデータに基づいて、タスクのスケジューリングを行うタスクスケジューリング手段と、スケジューリング結果に基づいて、前記自律移動ロボットにタスクを実行させる実行命令信号を生成する実行命令信号生成手段と、前記ロボットとの通信を行う通信手段と、を備えたロボット管理装置と、
を備え、前記実行命令信号に基づいて前記ロボットにタスクを実行させるロボット制御システムであって、
前記ロボット管理装置は、前記コミュニケーション手段によるコミュニケーション結果に基づいて、タスクデータを生成するタスクデータ生成手段をさらに備え、
前記タスクスケジューリング手段は、コミュニケーション結果に基づいて新たにタスクデータが生成された場合に、前記ロボットの現在位置データおよび実行状況データに基づいて、タスクの再スケジューリングを行い、
前記実行命令信号生成手段は、再スケジューリング結果に基づいて、実行命令信号の再生成を行うことを特徴とするロボット制御システム。
【請求項２】
前記コミュニケーション手段は、周囲の音を集音するマイクと、集音された音から音声を認識する音声認識部と、を備え、
前記タスクデータ生成手段は、前記音声認識部による認識結果に基づいて、タスクデータを生成することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御システム。
【請求項３】
前記ロボットがタスクを実行するタスク実行エリアに関する地図データを記憶する地図データ記憶部と、
前記ロボットに設けられた、物品を把持する把持部と、
をさらに備え、
前記ロボットは、前記地図データおよび前記実行命令信号に基づいて、物品を前記把持部によって把持し、運搬することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット制御システム。
【請求項４】
前記ロボットは、前記実行命令信号に基づいて、物品を受け渡す人を特定する人特定手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載のロボット制御システム。
【請求項５】
前記人特定手段が、物品を受け渡す人を特定できない場合に、所定の場所に物品を運搬し、この所定の場所に物品を置くことを特徴とする請求項４に記載のロボット制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットにタスクを実行させるためのロボット制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自律移動可能なロボットにタスク（受付、案内、物品の運搬など）の実行命令を入力し、ロボットにタスクを実行させるシステムが開発されている。
【０００３】
特許文献１に記載のロボットシステムは、ロボットが入力部を備えており、人がロボットの入力部を介して実行命令を入力することが可能なシステムである。
【特許文献１】特開２００３−３４５４３５号公報（段落００２０〜００５３、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のロボットシステムは、現時点でタスクを実行していないロボットが利用者からのタスクを受けることを想定したシステムであり、タスク実行中のロボットがタスクを受ける場合については開示されていない。
また、新たにロボットが受けたタスクと、既に受けて未実行であるタスクとをどのような順序で実行するか、といったタスク実行順序の最適化についても開示されていない。
【０００５】
本発明は、前記した問題を解決すべく創案されたものであり、タスク実行中のロボットがタスクを依頼された場合であっても、好適に対応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を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、自律移動を行う自律移動手段と、人とのコミュニケーションを行うコミュニケーション手段と、現在位置に関する現在位置データを生成する現在位置データ生成手段と、タスクの実行状況に関する実行状況データを生成する実行状況データ生成手段と、ロボット管理装置との通信を行う通信手段と、を備えたロボットと、前記ロボットに実行させるタスクに関するタスクデータを記憶するタスクデータ記憶部と、前記タスクデータに基づいて、タスクのスケジューリングを行うタスクスケジューリング手段と、スケジューリング結果に基づいて、前記自律移動ロボットにタスクを実行させる実行命令信号を生成する実行命令信号生成手段と、前記ロボットとの通信を行う通信手段と、を備えたロボット管理装置と、を備え、前記実行命令信号に基づいて前記ロボットにタスクを実行させるロボット制御システムであって、
前記ロボット管理装置は、前記コミュニケーション手段によるコミュニケーション結果に基づいて、タスクデータを生成するタスクデータ生成手段をさらに備え、前記タスクスケジューリング手段は、コミュニケーション結果に基づいて新たにタスクデータが生成された場合に、前記ロボットの現在位置データおよび実行状況データに基づいて、タスクの再スケジューリングを行い、前記実行命令信号生成手段は、再スケジューリング結果に基づいて、実行命令信号の再生成を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロボット制御システムであって、前記コミュニケーション手段は、周囲の音を集音するマイクと、集音された音から音声を認識する音声認識部と、を備え、前記タスクデータ生成手段は、前記音声認識部による認識結果に基づいて、タスクデータを生成することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のロボット制御システムであって、前記ロボットがタスクを実行するタスク実行エリアに関する地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記ロボットに設けられた、物品を把持する把持部と、をさらに備え、前記ロボットは、前記地図データおよび前記実行命令信号に基づいて、物品を前記把持部によって把持し、運搬することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のロボット制御システムであって、前記ロボットは、前記実行命令信号に基づいて、物品を受け渡す人を特定する人特定手段を備えていることを特徴とする
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のロボット制御システムであって、前記人特定手段が、物品を受け渡す人を特定できない場合に、所定の場所に物品を運搬し、この所定の場所に物品を置くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タスク実行中のロボットがタスクを依頼された場合であっても、新たなタスクを含めて再スケジューリングを行うことができ、タスクの実行順序の最適化を図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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、本発明の物品運搬システムを、オフィスをタスク実行エリアとし、オフィス内におけるタスク（物品運搬、案内など）実行に適用したロボット制御システムを例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
（ロボット制御システムＡの構成）
はじめに、本発明の実施形態に係るロボット制御システムＡについて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るロボット制御システムを示すシステム構成図である。
図１に示すように、ロボット制御システムＡは、タスク実行エリアＥＡに配置された１台以上（本実施形態では２台）のロボットＲ（ＲＡ，ＲＢ）と、これらロボットＲＡ，ＲＢと無線通信によって接続された基地局（例えば、無線ＬＡＮ）１と、基地局１にルーター２を介して接続されたロボット管理装置（例えば、サーバー）３と、ロボット管理装置３にネットワーク４を介して接続された端末５と、検知対象（人）Ｈが装着した検知用タグＴと、を備えている。
【００１４】
ロボットＲは、タスク実行エリアＥＡに配置されており、タスク実行エリアＥＡ内において自律移動を行い、実行命令信号に基づいてタスク（物品運搬）を実行するものである。なお、このタスク実行エリアＥＡ内には、物品置き場Ｂ１が設けられている。ロボットＲは、物品を受け渡す人を発見できなかった場合などには、物品置き場Ｂ１に物品を置くことができる。
【００１５】
ロボット管理装置３は、後記する端末５から入力されるタスクデータに基づき、ロボットＲにタスクを実行させるため、このタスクの内容を含む実行命令信号を生成し、ロボットＲに出力する。このタスクデータは、ロボットＲに実行させるタスクに関するデータであり、例えば、ロボットＲに物品を渡す人、ロボットＲが物品を渡す人、運搬する物品の種類などを含んでいる。
【００１６】
端末５は、ロボット管理装置３にタスクデータを入力するための入力装置であり、デスクトップ型コンピュータ、ＰＨＳなどである。また、端末５は、ロボットＲから送られたタスク完了報告信号をオペレータが確認可能に出力するための出力（表示）装置でもある。
【００１７】
（ロボットＲの構成）
続いて、本発明の実施形態に係るロボットＲについて説明する。以下の説明において、ロボットＲの前後方向にＸ軸、左右方向にＹ軸、上下方向にＺ軸をとる（図２参照）。
本発明の実施形態に係るロボットＲは、自律移動型の２足移動ロボットである。このロボットＲは、ロボット管理装置３から送信された実行命令信号に基づき、タスクを実行するものである。
【００１８】
図２は、図１のロボットの外観を示す模式図である。図２に示すように、ロボットＲは、人間と同じように２本の脚部Ｒ１（１本のみ図示）により起立、移動（歩行、走行など）し、上体部Ｒ２、２本の腕部Ｒ３（１本のみ図示）および頭部Ｒ４を備え、自律して移動する。また、ロボットＲは、これら脚部Ｒ１、上体部Ｒ２、腕部Ｒ３および頭部Ｒ４の動作を制御する制御装置搭載部Ｒ５を背負う形で背中（上体部Ｒ２の後部）に備えている。
【００１９】
（ロボットＲの駆動構造）
続いて、ロボットＲの駆動構造について説明する。図３は、図１のロボットの駆動構造を模式的に示す斜視図である。なお、図３における関節部は、当該関節部を駆動する電動モータにより示されている。
【００２０】
（脚部Ｒ１）
図３に示すように、左右それぞれの脚部Ｒ１は、６個の関節部１１Ｒ（Ｌ）〜１６Ｒ（Ｌ）を備えている。左右１２個の関節は、股部（脚部Ｒ１と上体部Ｒ２との連結部分）の脚部回旋用（Ｚ軸まわり）の股関節部１１Ｒ，１１Ｌ（右側をＲ、左側をＬとする。また、Ｒ，Ｌを付さない場合もある。以下同じ。）、股部のピッチ軸（Ｙ軸）まわりの股関節部１２Ｒ，１２Ｌ、股部のロール軸（Ｘ軸）まわりの股関節部１３Ｒ，１３Ｌ、膝部のピッチ軸（Ｙ軸）まわりの膝関節部１４Ｒ，１４Ｌ、足首のピッチ軸（Ｙ軸）まわりの足首関節部１５Ｒ，１５Ｌ、および、足首のロール軸（Ｘ軸）まわりの足首関節部１６Ｒ，１６Ｌから構成されている。そして、脚部Ｒ１の下には足部１７Ｒ，１７Ｌが取り付けられている。
【００２１】
すなわち、脚部Ｒ１は、股関節部１１Ｒ（Ｌ），１２Ｒ（Ｌ），１３Ｒ（Ｌ）、膝関節部１４Ｒ（Ｌ）および足首関節部１５Ｒ（Ｌ），１６Ｒ（Ｌ）を備えている。股関節部１１Ｒ（Ｌ）〜１３Ｒ（Ｌ）と膝関節部１４Ｒ（Ｌ）とは大腿リンク２１Ｒ，２１Ｌで、膝関節部１４Ｒ（Ｌ）と足首関節部１５Ｒ（Ｌ），１６Ｒ（Ｌ）とは下腿リンク２２Ｒ，２２Ｌで連結されている。
【００２２】
（上体部Ｒ２）
図３に示すように、上体部Ｒ２は、ロボットＲの基体部分であり、脚部Ｒ１、腕部Ｒ２および頭部Ｒ４と連結されている。すなわち、上体部Ｒ２（上体リンク５３）は、股関節部１１Ｒ（Ｌ）〜１３Ｒ（Ｌ）を介して脚部Ｒ１と連結されている。また、上体部Ｒ２は、後記する肩関節部３１Ｒ（Ｌ）〜３３Ｒ（Ｌ）を介して腕部Ｒ３と連結されている。また、上体部Ｒ２は、後記する首関節部４１，４２を介して頭部Ｒ４と連結されている。
また、上体部Ｒ２は、上体回旋用（Ｚ軸まわり）の関節部２１を備えている。
【００２３】
（腕部Ｒ３）
図３に示すように、左右それぞれの腕部Ｒ３は、７個の関節部３１Ｒ（Ｌ）〜３７Ｒ（Ｌ）を備えている。左右１４個の関節部は、肩部（腕部Ｒ３と上体部Ｒ２との連結部分）のピッチ軸（Ｙ軸）まわりの肩関節部３１Ｒ，３１Ｌ、肩部のロール軸（Ｘ軸）まわりの肩関節部３２Ｒ，３２Ｌ、腕部回旋用（Ｚ軸まわり）の肩関節部３３Ｒ，３３Ｌ、肘部のピッチ軸（Ｙ軸）まわりの肘関節部３４Ｒ，３４Ｌ、手首回旋用（Ｚ軸まわり）の腕関節部３５Ｒ，３５Ｌ、手首のピッチ軸（Ｙ軸）まわりの手首関節部３６Ｒ，３６Ｌ、および手首のロール軸（Ｘ軸）まわりの手首関節部３７Ｒ，３７Ｌから構成されている。そして、腕部Ｒ３の先端には把持部（ハンド）７１Ｒ，７１Ｌが取り付けられている。
【００２４】
すなわち、腕部Ｒ３は、肩関節部３１Ｒ（Ｌ），３２Ｒ（Ｌ），３３Ｒ（Ｌ）、肘関節部３４Ｒ（Ｌ）、腕関節部３５Ｒ（Ｌ）および手首関節部３６Ｒ（Ｌ），３７Ｒ（Ｌ）を備えている。肩関節部３１Ｒ（Ｌ）〜３３Ｒ（Ｌ）とは肘関節部３４Ｒ（Ｌ）とは上腕リンク５４Ｒ（Ｌ）で、肘関節部３４Ｒ（Ｌ）と手首関節部３６Ｒ（Ｌ），３７Ｒ（Ｌ）とは前腕リンク５５Ｒ（Ｌ）で連結されている。
【００２５】
（頭部Ｒ４）
図３に示すように、頭部Ｒ４は、首部（頭部Ｒ４と上体部Ｒ２との連結部分）のＹ軸まわりの首関節部４１と、首部のＺ軸まわりの首関節部４２と、を備えている。首関節部４１は頭部Ｒ４のチルト角を設定するためのものであり、首関節部４２は頭部Ｒ４のパンを設定するためのものである。
【００２６】
このような構成により、左右の脚部Ｒ１は合計１２の自由度を与えられ、移動中に１２個の関節部１１Ｒ（Ｌ）〜１６Ｒ（Ｌ）を適宜な角度で駆動することで、脚部Ｒ１に所望の動きを与えることができ、ロボットＲが任意に３次元空間を移動することができる。また、左右の腕部Ｒ３は合計１４の自由度を与えられ、１４個の関節部３１Ｒ（Ｌ）〜３７Ｒ（Ｌ）を適宜な角度で駆動することで、ロボットＲが所望の作業を行うことができる。
【００２７】
また、足首関節部１５Ｒ（Ｌ），１６Ｒ（Ｌ）と足部１７Ｒ（Ｌ）との間には、公知の６軸力センサ６１Ｒ（Ｌ）が設けられている。６軸力センサ６１Ｒ（Ｌ）は、床面からロボットＲに作用する床反力の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚと、モーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚと、を検出する。
【００２８】
また、手首関節部３６Ｒ（Ｌ），３７Ｒ（Ｌ）と把持部７１Ｒ（Ｌ）との間には、公知の６軸力センサ６２Ｒ（Ｌ）が設けられている。６軸力センサ６２Ｒ（Ｌ）は、ロボットＲの把持部３８Ｒ（Ｌ）に作用する反力の３方向成分Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚと、モーメントの３方向成分Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚと、を検出する。
【００２９】
また、上体部Ｒ２には、傾斜センサ６３が設けられている。傾斜センサ６３は、上体部Ｒ２の重力軸（Ｚ軸）に対する傾きと、その角速度と、を検出する。
また、各関節部の電動モータは、その出力を減速・増力する減速機（図示せず）を介して前記した大腿リンク５１Ｒ（Ｌ）、下腿リンク５２Ｒ（Ｌ）などを相対変位させる。これら各関節部の角度は、関節角度検出手段（例えば、ロータリエンコーダ）によって検出される。
【００３０】
制御装置搭載部Ｒ５は、後記する自律移動制御部１５０、把持部制御部１６０、無線通信部１７０、主制御部２００、バッテリ（図示せず）などを収納している。各センサ６１〜６３などの検出データは、制御装置等細部Ｒ５内の各制御部に送られる。また、各電動モータは、各制御部からの駆動指示信号により駆動される。
【００３１】
図４は、図１のロボットを示すブロック図である。図４に示すように、ロボットＲは、脚部Ｒ１、腕部Ｒ２および頭部Ｒ４に加えて、カメラＣ，Ｃ、スピーカＳ、マイクＭＣ，ＭＣ、画像処理部１００、音声処理部１１０、対象検知部１２０、自律移動制御部１５０、把持部制御部１６０、無線通信部１７０および主制御部２００を備えている。
【００３２】
また、ロボットＲは、ジャイロセンサＳＲ１およびＧＰＳ受信器ＳＲ２を備えている。
ジャイロセンサＳＲ１は、ロボットＲの向きに関するデータ（向きデータ）を検出する。また、ＧＰＳ受信器ＳＲ２は、ロボットＲの位置に関するデータ（位置データ）を検出する。ジャイロセンサＳＲ１およびＧＰＳ受信器ＳＲ２が検出したデータは、主制御部２００に出力され、ロボットＲの行動を決定するために利用されると共に、主制御部２００から無線通信部１７０を介してロボット管理装置３に送信される。
【００３３】
［カメラ］
カメラＣ，Ｃは、映像をデジタルデータとして取り込むことができるものであり、例えばカラーＣＣＤ(Charge-Coupled Device)カメラが使用される。カメラＣ，Ｃは、左右に平行に並んで配置され、撮影した画像は画像処理部１００に出力される。このカメラＣ，Ｃと、スピーカＳおよびマイクＭＣ，ＭＣは、いずれも頭部Ｒ４の内部に配設される。
【００３４】
［画像処理部］
画像処理部１００は、カメラＣ，Ｃが撮影した画像を処理して、撮影された画像からロボットＲの周囲の状況を把握するため、周囲の障害物や人物の認識を行う部分である。この画像処理部１００は、ステレオ処理部１０１、移動体抽出部１０２および顔認識部１０３を備えている。
【００３５】
ステレオ処理部１０１は、左右のカメラＣ，Ｃが撮影した２枚の画像の一方を基準としてパターンマッチングを行い、左右の画像中の対応する各画素の視差を計算して視差画像を生成し、生成した視差画像および元の画像を移動体抽出部１０２に出力する。なお、この視差は、ロボットＲから撮影された物体までの距離を表すものである。
【００３６】
移動体抽出部１０２は、ステレオ処理部１０１から出力されたデータに基づき、撮影した画像中の移動体を抽出するものである。移動する物体（移動体）を抽出するのは、移動する物体は人物であると推定して、人物の認識をするためである。
移動体の抽出をするために、移動体抽出部１０２は、過去の数フレーム（コマ）の画像を記憶しており、最も新しいフレーム（画像）と、過去のフレーム（画像）を比較して、パターンマッチングを行い、各画素の移動量を計算し、移動量画像を生成する。そして、視差画像と、移動量画像とから、カメラＣ，Ｃから所定の距離範囲内で、移動量の多い画素がある場合に、その位置に人物がいると推定し、その所定距離範囲のみの視差画像として、移動体を抽出し、顔認識部１０３へ移動体の画像を出力する。
【００３７】
顔認識部１０３は、抽出した移動体から肌色の部分を抽出して、その大きさ、形状などから顔の位置を認識する。なお、同様にして、肌色の領域と、大きさ、形状などから手の位置も認識される。
認識された顔の位置は、ロボットＲが移動するときの情報として、また、その人とのコミュニケーションを取るため、主制御部２００に出力されると共に、無線通信部１７０に出力されて、基地局１を介して、ロボット管理装置３に送信される。
【００３８】
［スピーカ］
スピーカＳは、後記する音声合成部１１１により生成された音声データに基づき、音声を出力する。
【００３９】
［マイク］
マイクＭＣ，ＭＣは、ロボットＲの周囲の音を集音するものである。集音された音は、後記する音声認識部１１２および音源定位部１１３に出力される。
【００４０】
［音声処理部］
音声処理部１１０は、音声合成部１１１、音声認識部１１２および音源定位部１１３を備えている。
【００４１】
音声合成部１１１は、主制御部２００の発話行動決定手段２７０（図１２参照）が決定し、出力してきた発話行動の指令に基づき、文字情報から音声データを生成し、スピーカＳに音声を出力する部分である。音声データの生成には、予め記憶している文字情報と音声データとの対応関係を利用する。
【００４２】
音声認識部１１２は、マイクＭＣ，ＭＣから音声データが入力され、予め記憶している音声データと文字情報との対応関係に基づき、音声データから文字情報を生成し、主制御部２００に出力するものである。
【００４３】
音源定位部１１３は、マイクＭＣ，ＭＣ間の音圧差および音の到達時間差に基づいて、音源の位置（ロボットＲからの距離および方向）を特定する。
【００４４】
［対象検知部］
続いて、図４の対象検知部１２０と、検知用タグＴと、について、図５ないし図８を参照して説明する。図５は、図４の対象検知部を示すブロック図である。図６は、図１の検知用タグを示すブロック図である。図７は、対象検知部による探索域を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図８は、対象検知部による周辺領域のエリア分けを説明するための図である。
対象検知部１２０は、ロボットＲの周囲に検知用タグＴを備える検知対象Ｈが存在するか否かを検知すると共に、検知対象Ｈの存在が検知された場合、当該検知対象Ｈの位置を特定するものである。
【００４５】
図５に示すように、この対象検知部１２０は、制御手段１２１、電波送受信手段１２２、発光手段１２３および記憶手段１２４を備えている。
【００４６】
制御手段１２１は、後記する電波送受信手段１２２から無線送信される検索信号と、後記する発光手段１２３から赤外光として出力される方向検査信号とを生成すると共に、検索信号を受信した検知用タグＴから送信された受信報告信号を基に、検知対象Ｈの位置を特定するものである。
ここで、検索信号とは、ロボットＲの周囲に検知対象Ｈが存在するか否かを検知するための信号であり、方向検査信号とは、検知対象ＨがロボットＲを基準としてどの方向に位置するのかを検知するための信号である。
また、受信報告信号とは、検知用タグＴが、少なくとも検索信号を受信したことを示す信号である。
【００４７】
この制御手段１２１は、データ処理部１２１ａ、暗号化部１２１ｂ、時分割部１２１ｃ、復号化部１２１ｄおよび電界強度検出部１２１ｅを備えている。
【００４８】
データ処理部１２１ａは、検索信号および方向検査信号を生成すると共に、検知対象Ｈの位置を特定するものであり、信号生成部１２１ａ1および位置特定部１２１ａ2を備えている。
【００４９】
信号生成部１２１ａ1は、所定時間毎に、若しくはロボットＲの主制御部２００から電波の発信を命令する信号（発信命令信号）が入力されるたびに、記憶手段１２４を参照して、対象検知部１２０が設けられたロボットＲに固有の識別番号（以下、ロボットＩＤという）を取得する。
そして、信号生成部１２１ａ1は、当該ロボットＩＤと、受信報告要求信号とを含んで構成される検索信号を生成する。
ここで、受信報告要求信号とは、検索信号を受信した検知対象Ｈ（検知用タグＴ）に対して、当該検索信号を受信した旨を示す信号（受信報告信号）を生成するように要求する信号である。
【００５０】
さらに、信号生成部１２１ａ1は、この検索信号を生成する際に、後記する発光手段１２３から赤外線信号として照射される方向検査信号もまた生成する。
方向検査信号は、発光手段１２３に設けられた発光部（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８）の総てについて、個別に生成されるものであり、前記したロボットＩＤと、発光部を特定する識別子（発光部ＩＤ）を含んで構成される。
なお、この方向検査信号は、後記する復号化部１２１ｄから入力される受信報告信号に発光要求信号が含まれている場合にも生成される。
【００５１】
本実施形態の場合、発光部が合計８つ設けられているので、データ処理部１２１ａは、ロボットＩＤと発光部ＩＤとから構成される方向検査信号を、合計８つ生成する。
例えば、ロボットＩＤが「０２」であり、発光部（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８）の発光部ＩＤが「Ｌ１〜Ｌ８」である場合、発光部ＬＥＤ１について生成される方向検索信号は、ロボットＩＤ＝「０２」と、発光部ＩＤ＝「Ｌ１」とを含み、発光部ＬＥＤ２について生成される方向検査信号は、ロボットＩＤ＝「０２」と、発光部ＩＤ＝「Ｌ２」とを含むことになる。
【００５２】
そして、信号生成部１２１ａ1は、方向検査信号と前記した検索信号とを、暗号化部１２１ｂに出力する。
なお、位置特定部１２１ａ2は、検索信号を受信した検知用タグＴから送信された受信報告信号をもとに、検知対象Ｄの位置を特定するものであるが、その際にこの位置特定部１２１ａ2で行われる処理は、復号化部１２１ｄおよび電界強度検出部１２１ｅにおける処理と共に、後に詳細に説明する。
【００５３】
暗号化部１２１ｂは、入力された信号を暗号化した後、出力するものである。そして、暗号化部１２１ｂは、検索信号の暗号化により得られた検索信号（暗号化検索信号）を、後記する電波送受信手段１２２に出力する。
これにより、暗号化検索信号は、変調されたのち、電波送受信手段１２２から無線送信されることになる。
【００５４】
一方、暗号化部１２１ｂは、データ処理部１２１ａから入力された方向検査信号を、同様にして暗号化する。そして、暗号化部１２１ｂは、方向検査信号の暗号化により得られた方向検査信号（暗号化方向検査信号）を、後記する時分割部１２１ｃに出力する。
【００５５】
本実施の形態の場合、方向検査信号は、前記したデータ処理部１２１ａにおいて発光手段１２３の発光部ごとに一つずつ生成される。
よって、図５に示すように、発光手段１２３には合計８つの発光部が設けられているので、暗号化部１２１ｂには、合計８つの方向検査信号がデータ処理部１２１ａから入力される。
その結果、合計８つの暗号化方向検査信号がこの暗号化部１２１ｂにおいて生成され、時分割部１２１ｃに出力されることになる。
【００５６】
時分割部１２１ｃは、発光手段１２３の各発光部（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８）の発光順序と、発光タイミングを設定するものである。
具体的には、暗号化部１２１ｂから暗号化方向検査信号が入力されると、時分割部１２１ｃは、各発光部（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８）の発光順序および発光タイミングを決定し、決定した発光順序および発光タイミングで、暗号化方向検査信号を発光手段１２３に出力する。
【００５７】
例えば、発光部ＬＥＤ１、発光部ＬＥＤ４、発光部ＬＥＤ７、発光部ＬＥＤ２、発光部ＬＥＤ５、発光部ＬＥＤ８、発光部ＬＥＤ３、そして発光部ＬＥＤ６の順番で、各発光部を０．５秒間隔で発光させる場合、時分割部８３は、暗号化方向検査信号を０．５秒間隔で、発光部ＬＥＤ１の変調部、発光部ＬＥＤ４の変調部、発光部ＬＥＤ７の変調部、発光部ＬＥＤ２の変調部、発光部ＬＥＤ５の変調部、発光部ＬＥＤ８の変調部、発光部ＬＥＤ３の変調部、そして発光部ＬＥＤ６の変調部という順番で出力する。
【００５８】
本実施の形態の場合、合計８つの暗号化方向検査信号が時分割部１２１ｃに入力される。そして、これら暗号化方向検査信号は、前記したデータ処理部１２１ａにおいて、出力される発光部があらかじめ決められている。
したがって、時分割部１２１ｃは、暗号化方向検査信号が入力されると、暗号化方向検査信号に含まれる発光部ＩＤを確認し、発光部ＩＤにより特定される発光部に隣接する変調部に向けて、決められた順序およびタイミングで、暗号化方向検査信号を出力する。
例えば、発光部（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８）の発光部ＩＤが「Ｌ１〜Ｌ８」で規定される場合、時分割部１２１ｃは、発光部ＩＤが「Ｌ１」である暗号化方向検査信号を、発光部ＬＥＤ１に隣接する変調部に出力し、発光部ＩＤが「Ｌ２」である暗号化方向検査信号を、発光部ＬＥＤ２に隣接する変調部に出力することになる。
【００５９】
発光手段１２３は、ロボットＲを基準として当該ロボットＲの周囲において予め設定された探索域に向けて光を照射するものである。
発光手段１２３は、複数の発光部（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ８）と、各発光部に対応させて設けられた変調部と、を備えている。
【００６０】
変調部は、時分割部１２１ｃから入力された暗号化方向検査信号を、所定の変調方式で変調し、変調信号とするものである。
発光部は、変調信号を赤外線信号（赤外光）として、予め決められた探索域に向けて照射するものである。
【００６１】
本実施形態では、検知対象Ｈの位置を特定するために、ロボットＲの周囲の領域が複数の探索域に区分されている（図７（ａ）参照）。そして、この探索域に向けて赤外光を発光する発光部として、発光ダイオードが探索域毎に一つずつ用意されている。
【００６２】
具体的には、図７（ａ）に示す例の場合、ロボットＲを中心として、全周方向、すなわち３６０度方向に、合計８つの探索域Ｄ１〜Ｄ８が設定されている。
言い換えると、ロボットＲを中心として、ほぼ扇形の探索域Ｄ１〜Ｄ８がロボットＲを取り囲むように複数設定されており、ロボットＲは、これら扇形の探索域で囲まれた領域のほぼ中心に位置している。
【００６３】
したがって、図７（ａ）に示す例の場合、各探索域に向けて赤外光の照射が可能となるように、ロボットＲの頭部Ｒ３には、その外周に沿って合計８つの発光部が、それぞれ対応する探索域に向けて設けられている。
【００６４】
また、図７（ａ）から明らかなように、ロボットＲの正面側の探索域Ｄ１〜Ｄ３は、他の探索域Ｄ４〜Ｄ８に比べて狭くなるように設定されている。
【００６５】
このように探索域Ｄ１〜Ｄ８を設定するのは、ロボットＲが検知対象Ｈを検知し、検知対象Ｈの方向に顔を向ける動作を行う時に、ロボットＲの顔の正面（これを視線の方向という）と、検知対象Ｈの位置とのズレが生じると、ロボットＲの視線が自分の方を向いていないと検知対象Ｈが感じる場合があるという問題を解決するためである。
ここで、この問題を解決する方法の一つとして、探索域の数を多くするという方法が考えられる。しかし、必ずしも全周の探索域の数を増やす必要はなく、前方のみの探索域を増やして、前方側の位置特定を細かくできるようにすることで、検知対象Ｈの位置する方向にロボットＲの視線の方向を向けることができる。また、こうすることにより、発光部の数を少なく構築できる。
【００６６】
そのため、本実施の形態の場合、ロボットＲの正面側の探索域Ｄ１〜Ｄ３の赤外光の照射範囲を狭くすることで、ロボットＲの正面側にある探索域Ｄ１〜Ｄ３内における検知対象Ｈの位置をより正確に特定できるようにしているのである。
これにより、検知対象Ｈが人であり、かつロボットＲのカメラＣ，Ｃで人の顔の撮像を行う場合に、ロボットＲの正面側における検知対象Ｈの位置特定をより正確に行って、ロボットＲの移動制御やカメラＣ，Ｃの画角の調整に反映させることができるので、ロボットＲのカメラＣ，Ｃを、検知対象Ｈである人の顔の正面にきちんと位置させることが可能となる。
【００６７】
図５に示すように、電波送受信手段１２２は、ロボットＲの周辺領域に向けて電波を発信すると共に、当該電波を受信した検知対象Ｈから送信された受信報告信号を受信するものである。
この電波送受信手段１２２は、変調部１２２ａと、復調部１２２ｂと、送受信アンテナ１２２ｃと、を備えている。
【００６８】
変調部１２２ａは、データ処理部１２１ａから入力された検索信号（実際には、暗号化検索信号）を所定の変調方式で変調して変調信号とした後、これを、送受信アンテナ１２２ｃを介して無線送信するものである。
【００６９】
復調部１２２ｂは、検知対象Ｈの検知用タグＴから無線送信された変調信号を、送受信アンテナ１２２ｃを介して受信し、受信した変調信号の復調により、受信報告信号（実際には、暗号化受信報告信号）を取得するものである。
そして、この復調部１２２ｂは、取得した受信報告信号を、制御手段１２１の復号化部１２１ｄと電界強度検出部１２１ｅとに出力するものである。
【００７０】
復号化部１２１ｄは、暗号化された受信報告信号である暗号化受信報告信号を復号化して、受信報告信号を取得し、取得した受信報告信号を、データ処理部１２１ａに出力するものである。
【００７１】
本実施形態の場合、受信報告信号には、後に詳細に説明するが、発光部ＩＤとロボットＩＤとタグ識別番号とが少なくとも含まれているので、復号化部１２１ｄは、これらをデータ処理部１２１ａに出力することになる。
なお、受信報告信号に発光要求信号が含まれていた場合、この発光要求信号もまたデータ処理部１２１ａに出力されることになる。
【００７２】
電界強度検出部１２１ｅは、検知対象Ｈの検知用タグＴから送信された変調信号を電波送受信手段１２２が受信した際に、当該変調信号の強度を求めるものである。
具体的には、電界強度検出部１２１ｅは、電波送受信手段１２２の復調部１２２ｂから入力された、暗号化受信報告信号の電力を検波し、この検波された電力の平均値を電界強度として求め、この求めた電界強度をデータ処理部１２１ａに出力する。
【００７３】
データ処理部１２１ａの位置特定部１２１ａ2は、検知対象Ｈの位置を特定するものである。
具体的には、検知対象Ｈの検知用タグＴから送信された変調信号を電波送受信手段１２２において受信した際の、当該変調信号の電界強度から、ロボットＲから検知対象Ｈまでの距離を求める。さらに、位置特定部１２１ａ2は、受信報告信号に含まれる発光部ＩＤを参照して、検知対象Ｈが受信した光が、どの発光部から発光されたのかを特定し、特定された発光部の発光方向を、すなわち当該発光部に対応する探索域の方向を検知対象Ｈの存在する方向とみなし、検知対象Ｈの位置を特定するものである。
【００７４】
本実施形態の場合、はじめに、位置特定部１２１ａ2は、復号化部１２１ｄから入力された受信報告信号の中からロボットＩＤを取得する。そして取得したロボットＩＤと記憶手段１２４に記憶されたロボットＩＤとを比較し、両ロボットＩＤが一致した場合、位置特定部１２１ａ2は、検知対象Ｈの位置の特定を開始する。
【００７５】
また、本実施形態の場合、図８に示すように、ロボットＲの周辺領域は、ロボットＲからの距離に応じて４つのエリアに区分されている。すなわち、ロボットＲからの距離が短い順に、エリアＤ１１、エリアＤ１２、エリアＤ１３、そしてエリアＤ１４と定義されている。
この各エリアと電界強度とは、電界強度の大きさを基準として予め関連づけられており、この関連づけを示すテーブル（距離テーブル）が、記憶手段１２４に記憶されている。
【００７６】
したがって、位置特定部１２１ａ2は、電界強度検出部１２１ｅから入力された電界強度をもとに、記憶手段１２４に記憶された距離テーブルを参照し、受信報告信号を発信した検知対象Ｈがどのエリアにいるのかを示す情報（エリア情報）を取得する。
例えば、電界強度検出部１２１ｅから入力された電界強度が、エリアＤ１３を規定する閾値間の値である場合、位置特定部１２１ａ2は、エリアＤ１３を示す情報（エリア情報）を取得する。
【００７７】
さらに、位置特定部１２１ａ2は、復号化部１２１ｄから入力された受信報告信号に含まれる発光部ＩＤを参照して、受信報告信号を送信した検知対象Ｈが、ロボットＲの発光手段１２３のどの発光部から発光された光を受信したのかを特定し、特定された発光部の発光方向を示す情報（方向情報）を取得する。
【００７８】
本実施の形態の場合、図７（ａ）に示すように、ロボットＲの周辺領域には、ロボットＲを基準として合計８つの探索域Ｄ１〜Ｄ８が設定されている。
そして、記憶手段１２４には、各発光部がどの探索域に向けて設置されているのかを示すテーブル（方向テーブル）が記憶されている。
【００７９】
したがって、データ処理部１２１ａは、発光部ＩＤをもとに記憶手段１２４に記憶された方向テーブルを参照し、当該発光部ＩＤを持つ発光部から発せられる赤外光が、予め設定された探索域Ｄ１〜Ｄ８のうち、どの領域に照射されるのかを確認する。そして、データ処理部１２１ａは、確認された探索域を示す情報を、検知対象Ｈが存在する方向を示す情報（方向情報）として取得する。
【００８０】
そして、位置特定部１２１ａ2は、取得したエリア情報と方向情報とから検知対象Ｈの位置を示す情報（位置情報）を生成する。
これにより、ロボットＲが受信した受信報告信号の強度と、この受信報告信号に含まれる発光部ＩＤとから、ロボットＲと検知対象Ｈとの位置関係が特定される。言い換えれば、検知対象Ｈが、ロボットＲを基準としてどの方向に、どれだけ離れた位置に存在するのか、すなわち、検知対象Ｈの位置が特定される。
【００８１】
そして、位置特定部１２１ａ2は、位置情報を、復号化部１２１ｄから入力された受信報告信号に含まれるタグ識別番号と共に、ロボットＲの主制御部２００に出力する。
これにより、ロボットＲの主制御部２００は、自律移動制御部１５０を制御して、ロボットＲを検知対象Ｈの正面に移動させることや、検知対象Ｈが人である場合、カメラＣ，Ｃの仰角や向きを修正して、当該検知対象Ｈの顔の撮像を行うことが可能となる。
【００８２】
なお、受信報告信号に発光要求信号が含まれている場合、信号生成部１２１ａ1は方向検査信号を生成し、暗号化部１２１ｂに出力する。これにより、発光手段１２３の各発光部から赤外線信号が発光されることになる。
【００８３】
［検知用タグ］
検知用タグＴは、ロボットＲから送信された電波と、照射された光とを受信し、これらを受信したことを示す受信報告信号を、ロボットＲに送信するものである。
本実施の形態では、検知用タグＴが取り付けられた人が検知対象Ｈであるので、ロボットＲから送信された電波と照射された光は、この検知用タグＴにおいて受信される。よって、この検知用タグＴについて以下に説明する。
【００８４】
図６に示すように、この検知用タグＴは、電波送受信手段１２５と、光受信手段１２６と、受信報告信号生成手段１２７と、記憶手段１２８と、を備えている。
【００８５】
電波送受信手段１２５は、ロボットＲから無線送信された変調信号を受信すると共に、後記する受信報告信号生成手段１２７において生成された受信報告信号を、変調した後、ロボットＲに向けて無線送信するものである。
この電波送受信手段１２５は、送受信アンテナ１２５ａと、復調部１２５ｂと、変調部１２５ｃと、を備えている。
【００８６】
復調部１２５ｂは、ロボットＲから発信されると共に、送受信アンテナ１２５ａを介して受信した変調信号を復調し、検索信号（実際には、暗号化検索信号）を取得し、取得した検索信号を後記する受信報告信号生成手段１２７に出力するものである。
【００８７】
変調部１２５ｃは、後記する受信報告信号生成手段１２７の暗号化部１２７ｃから入力された暗号化後の受信報告信号（暗号化受信報告信号）を変調して変調信号を生成すると共に、当該変調信号を、送受信アンテナ１２５ａを介して、無線送信するものである。
【００８８】
光受信手段１２６は、ロボットＲから照射された赤外光を受光するものである。
この光受信手段１２６は、受光部１２６ａと、光復調部１２６ｂと、を備えている。
受光部１２６ａは、ロボットＲから照射された赤外光（赤外線信号）を直接受光するものである。
光復調部１２６ｂは、受光部１２６ａにおいて受光した赤外線信号を復調して、方向検査信号（実際には、暗号化方向検査信号）を取得するものである。
【００８９】
具体的には、光受信手段１２６は、ロボットＲから照射された赤外光を受光部１２６ａで受光すると、受光した赤外線信号を光復調部１２６ｂにおいて復調して、暗号化方向検査信号を取得する。そして、取得した暗号化方向検査信号を受信報告信号生成手段１２７に出力する。
【００９０】
受信報告信号生成手段１２７は、ロボットＲから発信された検索信号を電波送受信手段１２５で受信した場合、この検索信号に含まれる受信報告要求信号に従って、ロボットＲから発信された検索信号を受信したことを示す信号（受信報告信号）を生成するものである。
この受信報告信号生成手段１２７は、復号化部１２７ａと、データ処理部１２７ｂと、暗号化部１２７ｃと、を備えている。
【００９１】
復号化部１２７ａは、入力された暗号化信号を復号化して、信号を取得するものである。
この復号化部１２７ａは、電波送受信手段１２５から入力された暗号化検索信号と、光受信手段１２６から入力された暗号化方向検査信号とを復号化して、検索信号と方向検査信号とを取得する。そして、復号化部１２７ａは、取得した検索信号と方向検査信号とを後段のデータ処理部１２７ｂに出力する。
【００９２】
データ処理部１２７ｂは、受信報告信号を生成するものである。
ここで、本実施形態の場合、検索信号には、検索信号を発信したロボットＲを特定する識別子であるロボットＩＤと、当該電波を受信した検知対象Ｈに対し、所定の処理を命ずる受信報告要求信号とが含まれている。
また、方向検査信号には、方向検査信号を発信したロボットＲを特定する識別子であるロボットＩＤと、方向検査信号を発信した発光部を特定する発光部ＩＤとが含まれている。
【００９３】
したがって、データ処理部１２７ｂは、検索信号が入力されると、この検索信号に含まれる受信報告要求信号に従って、この検知用タグＴの光受信手段１２６を待機状態から起動状態にする。
そして、光受信手段１２６を起動状態にした後、所定時間経過するまでの間に方向検査信号が入力された場合、データ処理部１２７ｂは、方向検査信号に含まれるロボットＩＤと、検索信号に含まれるロボットＩＤとを比較する。
【００９４】
データ処理部１２７ｂは、両ロボットＩＤが一致した場合、記憶手段１２８を参照し、検知用タグＴに割り当てられた固有の識別番号（タグ識別番号）を取得する。
続いて、データ処理部１２７ｂは、タグ識別番号と、検索信号に含まれていたロボットＩＤと、そして方向検査信号に含まれていた発光部ＩＤとを含んで構成される受信報告信号を生成し、生成した受信報告信号を暗号化部１２７ｃに出力する。
【００９５】
一方、検知用タグＴの光受信手段１２６を起動状態にした後、所定時間経過しても方向検査信号が入力されない場合、または検索信号に含まれていたロボットＩＤと方向検査信号に含まれていたロボットＩＤとが異なる場合、データ処理部１２７ｂは、発光要求信号をさらに含む受信報告信号を生成し、生成した受信報告信号を、暗号化部１２７ｃに出力する。
ここで、発光要求信号とは、検知装置であるロボットＲに対して、赤外光を発光するように命令する信号である。
【００９６】
暗号化部１２７ｃは、入力された受信報告信号を暗号化して、暗号化受信報告信号とした後、これを電波送受信手段１２５に出力する。
これにより、暗号化受信報告信号は、前記した電波送受信手段１２５の変調部１２５ｃにおいて変調された後、送受信アンテナ１２５ａを介して、無線送信されることになる。
【００９７】
［床面検知部］
続いて、図４の床面検知部１３０について、図９および図１０を参照して説明する。図９は、図４の床面検知部を示すブロック図である。図１０は、床面検知部による撮像領域を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【００９８】
図９に示すように、床面検知部１３０は、カメラＣ１，Ｃ１と、レーザ照射部１３１と、赤外線ＬＥＤ１３２と、制御部１３３と、切替回路１３４と、を備えている。
【００９９】
カメラＣ１，Ｃ１は、映像をデジタルデータとして取り込むことができるものであり、例えば、カラーＣＣＤカメラが使用される。カメラＣ１，Ｃ１は、左右に平行に並んで配置され、撮影した画像は制御部１３３に出力される。このカメラＣ１，Ｃ１と、レーザ照射部１３１および赤外線ＬＥＤ１３２は、いずれも上体部Ｒ２の内部に配設される。このカメラＣ１，Ｃ１は、上体部Ｒ２の下端部に、ロボットＲの前方下方の床面を撮像するために設けられたものであり、その撮像領域Ｄ２１は、図１０に示されている。
【０１００】
レーザ照射部１３１は、レーザスリット光を撮像領域Ｄ２１内に照射するためのものである。
【０１０１】
赤外線ＬＥＤ１３２は、赤外光を撮像領域Ｄ２１内に照射するためのものである。
【０１０２】
制御部１３３は、カメラＣ１，Ｃ１によって撮像された画像に基づいて、床面にある障害物を検出する。
【０１０３】
床面に障害物がある場合には、レーザ照射部１３１によって照射されたレーザスリット光の反射光が、障害物の形状に沿って歪み、カメラＣ１，Ｃ１が、この歪みを撮像する。制御部１３３は、この歪みを検出することによって、ロボットＲに対する障害物の位置や障害物の形状を検出する。この検出データは、主制御部２００に出力される。
【０１０４】
また、床面に再帰性反射材によるマーカがある場合には、赤外線ＬＥＤ１３２によって照射された赤外光がマーカによって反射され、カメラＣ１，Ｃ１が、この反射光を撮像する。制御部１３３は、この反射光を検出することによって、ロボットＲに対するマーカの位置を検出する。この検出データは、主制御部２００に出力される。
【０１０５】
切替回路１３４は、制御部１３３からの切替信号に基づいて、レーザ照射部１３１および赤外線ＬＥＤ１３２のいずれか一方を起動状態とするための回路である。
【０１０６】
制御部１３３は、切替回路１３４を切り替えるための切替信号を生成する。
制御部１３３は、ＧＰＳ受信器ＳＲ１によって検出されたロボットＲの位置データと、ジャイロセンサＳＲ２によって検出されたロボットＲの向きデータと、地図データに含まれるマーカの位置データと、に基づいて、ロボットＲとマーカとの距離が所定値以下であり、かつ、ロボットＲがマーカの方向に向いているか否かを判定する。この条件を満たした場合には、制御部１３３は、赤外線ＬＥＤ１３２を起動状態とするための切替信号を生成し、切替回路１３４に出力する。この条件を満たさない場合には、制御部１３３は、レーザ照射部１３１を起動状態とするための切替信号を生成し、切替回路１３４に出力する。
このようにすることで、ロボットＲがマーカに近づいているときのみに赤外線ＬＥＤ１３２を駆動し、それ以外の場合にはレーザ照射部１３１を駆動することが可能となる。そのため、カメラＣ１，Ｃ１を障害物検知およびマーカ検知の両方に活用することが可能となる。すなわち、障害物検知用のカメラとマーカ検知用のカメラとを別体に設ける必要がなくなり、ロボットＲの上体部Ｒ２内のスペースの有効利用が図られる。
【０１０７】
［障害物検知部］
続いて、図４の障害物検知部１４０について、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、図４の障害物検知部を示すブロック図である。図１２は、障害物検知部による検知領域を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【０１０８】
図１１に示すように、障害物検知部１４０は、６個の超音波センサ１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅ，１４１ｆと、制御部１４２と、を備えている。
【０１０９】
超音波センサ１４１ａ〜１４１ｆは、送受兼用型のセンサであり、超音波を発生し、所定距離内に障害物（人などの移動体も含む）がある場合に生じる反射波を受信するためのセンサである。この超音波センサ１４１ａ〜１４１ｆは、上体部Ｒ２の内部に配設される。
超音波センサ１４１ａは、ロボットＲの前方の障害物を検知するためのものであり、その検知領域Ｄ３１は、図１２（ａ）、（ｂ）に示されている。
超音波センサ１４１ｂ〜１４１ｆは、ロボットＲの側方〜後方の障害物を検知するためのものであり、その検知領域Ｄ３２〜Ｄ３６は、図１２（ａ）に示されている。
すなわち、超音波センサ１４１ａは検知領域Ｄ３１（前方）を、超音波センサ１４１ｂは検知領域Ｄ３２（右方）を、超音波センサ１４１ｃは検知領域Ｄ３３（右後方）を、超音波センサ１４１ｄは検知領域Ｄ３４（後方）を、超音波センサ１４１ｅは検知領域Ｄ３５（左後方）を、超音波センサ１４１ｆは検知領域Ｄ３６（左方）を、それぞれ検知する。
超音波センサ１４１ａ〜１４１ｆが障害物を検知した場合には、検知した超音波センサの識別番号を含む障害物検知連絡信号を制御部１４２に出力する。
【０１１０】
制御部１４２は、超音波センサ１４１ａ〜１４１ｆが出力した障害物検知連絡信号と、超音波センサ１４１ａ〜１４１ｆの配置方向を記憶したテーブルと、に基づいて、ロボットＲの所定距離内どの方向に障害物があるのか、を判定する。超音波センサ１４１ａ〜１４１ｂが発生する超音波は透明な物質でも反射するので、障害物検知部１４０はガラスなどの透明な障害物も検知することができる。
この障害物の方向データは、主制御部２００に出力される。
【０１１１】
［自律移動制御部］
図４に示すように、自律移動制御部１５０は、頭部制御部１５１、腕部制御部１５２および脚部制御部１５３を備えている。
頭部制御部１５１は、主制御部２００の指示に従い頭部Ｒ４を駆動し、腕部制御部１５２は、主制御部２００の指示に従い腕部Ｒ２を駆動し、脚部制御部１５３は、主制御部２００の指示に従い脚部Ｒ１を駆動する。これら自律移動制御部１５０、頭部Ｒ４、腕部Ｒ２および脚部Ｒ１の組み合わせが、特許請求の範囲における「自律移動手段（自律移動装置）」の一例である。
【０１１２】
［把持部制御部］
把持部制御部１６０は、主制御部２００の指示に従い把持部７１を駆動する。
【０１１３】
［無線通信部］
無線通信部１７０は、ロボット管理装置３とデータの送受信を行う通信装置である。無線通信部１７０は、公衆回線通信装置１７１および無線通信装置１７２を備えている。
公衆回線通信装置１７１は、携帯電話回線やＰＨＳ(Personal Handyphone System)回線などの公衆回線を利用した無線通信手段である。一方、無線通信装置１７２は、IEEE802.11b規格に準拠するワイヤレスＬＡＮなどの、近距離無線通信による無線通信手段である。
無線通信部１７０は、ロボット管理装置３からの接続要求に従い、公衆回線通信装置１７１または無線通信装置１７２を選択してロボット管理装置３とデータ通信を行う。
【０１１４】
［把持部］
続いて、ロボットＲの把持部７１Ｒ（Ｌ）について、図１３ないし図１５を参照してさらに詳しく説明する。図１３は、ロボットの把持部を示す斜視図であり、指開状態を示す図である。図１４は、ロボットの把持部を示す斜視図であり、指閉状態を示す図である。図１５は、ロボットの把持部、開度検出手段および６軸力センサを示すブロック図である。なお、一対の把持部７１Ｒ，７１Ｌは鏡面対称であり、図１３および図１４には、左側の把持部７１Ｌが示されている。以下、場合により、Ｒ，Ｌを除いた符号を用いて説明する。
【０１１５】
図１３および図１４に示すように、把持部７１は、掌部７２と、第一指部７３と、第二指部７４と、を備えている。
掌部７２は、手首関節部３６，３７を介して前腕リンク５５に連結されている（図３参照）。
第一指部７３は、人間の親指に相当する部分であり、第一指関節部７３ａを介して掌部７２の基端側に連結されている。
第二指部７４は、人間の示指、中指、環指、小指に相当する部分であり、第二指関節部７４ａを介して掌部７２の先端側に連結されている。
また、掌部７２内には、第一指部７３を駆動するための第一指部用モータ７３ｂと、第二指部７４を駆動するための第二指部用モータ７４ｂとが内蔵されている。また、掌部７２には、第一指部角度α（第一指部７３と掌部７２との角度）を検出する第一指部角度検出手段８３と、第二指部角度β（第二指部７４と掌部７２との角度）を検出する第二指部角度検出手段８４と、が内蔵されている（図１５参照）。
【０１１６】
第一指部角度αは、第一指部７３と掌部７２とがなす角度であり、指開状態から指閉状態に向かって大きくなる。この第一指部角度αは、図１３に示す指開状態（把持時全開）でα1、図１３に示す指閉状態（把持時全閉）でα2である（α1≦α≦α2）。
第二指部角度βは、第二指部７４と掌部７２とがなす角度であり、指開状態から指閉状態に向かって大きくなる。この第二指部角度βは、図１２に示す指開状態（把持時全開）でβ1（＝０）、図１４に示す指閉状態（把持時全閉）でβ2である（０≦β≦β2）。
【０１１７】
（主制御部２００）
続いて、図４の主制御部２００について、図１６を参照して説明する。図１６は、図４の主制御部を示すブロック図である。
【０１１８】
（主制御部）
図１６に示すように、主制御部２００は、行動管理手段２１０、人特定手段２２０、移動行動決定手段２３０、挨拶行動決定手段２４０、受取／受渡行動決定手段２５０および計時手段２６０を備えている。
【０１１９】
（行動管理手段）
行動管理手段２１０は、ロボット管理装置３から送信された実行命令信号を取得し、この実行命令信号に基づき、人特定手段２２０、移動経路決定手段２３０、挨拶行動決定手段２４０および受取／受渡行動決定手段２５０を制御する。
また、行動管理手段２１０は、現在位置データ生成手段２１１、実行状況データ生成手段２１２およびコミュニケーション結果取得手段２１３を備えている。
また、現在位置データ生成手段２１１は、ＧＰＳ受信器ＳＲ２によって検出されたロボットＲの位置データに基づいてロボットＲの現在位置を示す現在位置データを生成し、ロボット管理装置３に出力する。この現在位置データは、ＧＰＳ受信器ＳＲ２によって検出されたロボットＲの位置データにロボットＲの識別番号を付与したものである。
実行状況データ生成手段２１２は、ロボットＲの駆動状況に基づいて、ロボットＲのタスク実行状況を報告するためのタスク実行状況データ（行動報告信号）を生成し、ロボット管理装置３に出力する。この実行状況データは、ロボットの実行状況にロボットＲの識別番号を付与したものである。
例えば、ロボットＲのタスクが物品の運搬である場合には、実行状況として以下のものが考えられる。
１  受取前
２  受取中
３  運搬中
４  受渡中
５  運搬完了
実行状況データ生成手段２１２は、ロボットＲの状態（各モータの駆動状況など）に基づいて、ロボットＲの実行状況を１〜５のいずれかに設定し、設定された実行状況を含む実行状況データを生成し、ロボット管理装置３に出力する。
コミュニケーション結果取得手段２１３は、ロボットが人とコミュニケーションすることによって取得したデータ（画像データ、音声データなど）を、ロボット管理装置３に出力する。コミュニケーション結果取得手段２１３は、ロボットＲのタスク実行状況に関わらず、すなわち、ロボットＲがタスクを実行中であってもコミュニケーション結果データを取得可能である。
また、行動管理手段２１０は、シナリオデータ要求信号を生成し、ロボット管理装置３に出力する。
【０１２０】
なお、現在位置データおよびタスク実行状況データは定期的に生成され、ロボット管理装置３に出力される。
【０１２１】
（人特定手段）
人特定手段２２０は、人データ記憶部３１０（図１７参照）に記憶された人情報と、対象検知部１２０によって取得されたタグＴのタグ識別番号と、に基づいて、対象検知部によって検知された人（検知対象）が誰であるかを特定する。人データ記憶部３１０には、その人の名前と、その人固有のタグＴのタグ識別番号とが関連付けて記憶されているので、これらのデータと、実行命令信号とを参照することによって、ロボットＲ近傍にいる人が、タスク実行に関係ある人であるか否かを判定することができる。
さらに、人特定手段２２０は、移動体抽出部１０２で抽出された移動体の位置データと、対象検知部１２０で検知された検知対象の位置データと、に基づいて、カメラＣ，Ｃで撮像された移動体が誰であるかを特定する。
【０１２２】
（移動行動決定手段）
移動行動決定手段２３０は、ロボットＲの自律移動の内容を決定するためのものである。
移動経路決定手段２３１は、タスク実行命令信号と、ロボットＲの位置データと、ロボットＲの向きデータと、人データと、地図データと、に基づいて、ロボットＲの移動経路を決定する。また、画像処理部１００、床面検知部１３０および障害物検知部１４０のいずれかが障害物を検知した場合には、移動経路決定手段２３１は、検知した障害物を回避するように移動経路を生成する。
【０１２３】
（受取／受渡行動決定手段）
受取／受渡行動決定手段２４０は、物品運搬作業に伴う把持部７１の行動（動作）内容を決定するためのものである。
【０１２４】
続いて、図４のロボット管理装置３について説明する。図１７は、図４のロボット管理装置を示すブロック図である。
図１７に示すように、ロボット管理装置３は、記憶部３００、制御部４００および入出力手段５００を備えている。制御部４００は、入出力手段５００を介して、ロボットＲとのデータの送受信を行う。
【０１２５】
（記憶部）
記憶部３００は、人データ記憶部３１０、地図データ記憶部３２０、ロボットデータ記憶部３３０、発話データ記憶部３４０、音声認識データ記憶部３５０およびシナリオデータ記憶部３６０を備えている。
【０１２６】
人データ記憶部３１０は、タスク実行エリアＥＡであるオフィス内にいる人に関するデータ（人データ）を、それぞれ関連付けて記憶している。
人データとしては、人識別番号（ＩＤ）、名前、所属、タグ識別番号、通常居場所、机位置、顔画像などに関するデータが含まれる。
【０１２７】
地図データ記憶部３２０は、タスク実行エリアＥＡの地形（壁位置、机位置など）に関するデータ（地図データ）を記憶している。
【０１２８】
ロボットデータ記憶部３３０は、タスク実行エリアＥＡに配置されたロボットＲＡ，ＲＢに関するデータを、それぞれ関連付けて記憶している。
ロボットデータとしては、ロボット識別番号、現在位置、バッテリ量、タスク実行状況などに関するデータが含まれる。このうち現在位置データおよびタスク実行状況データは、定期的に更新されている。
【０１２９】
発話データ記憶部３４０は、ロボットＲが発話するためのデータ（発話データ）を記憶している。
【０１３０】
音声認識データ記憶部３５０は、ロボットＲが音声認識するためのデータ（音声認識データ）を記憶している。
【０１３１】
シナリオデータ記憶部３６０は、ロボットＲに一連の動作（シナリオ）を実行させるためのデータを記憶している。ここでいうシナリオデータとは、ロボットＲに一連の動作（人特定、移動行動、挨拶行動、受取／受渡行動など）を実行させるための、各関節部（電動モータ）の駆動量、駆動順序などを含むデータであり、ロボットＲは、このシナリオデータに基づいて、シナリオを実行する。
【０１３２】
タスクデータ記憶部３７０は、端末５から送られたタスクデータを記憶する。また、タスクデータ記憶部３７０は、後記するタスクデータ生成手段４１４によって生成されたタスクデータを記憶する。
【０１３３】
制御部４００は、タスク管理手段４１０およびデータ管理手段４２０を備えている。
【０１３４】
タスク管理手段４１０は、ロボットＲに実行させるためのタスクを管理するためのものであり、タスクデータ取得手段４１１、タスクスケジューリング手段４１２、実行命令信号生成手段４１３およびタスクデータ生成手段４１４を備えている。
【０１３５】
タスクデータ取得手段４１１は、端末５から送られたタスクデータを取得する。取得されたタスクデータは、タスクデータ記憶部２７０に記憶される。
【０１３６】
タスクスケジューリング手段４１２は、タスクをロボットＲに実行させるため、タスクのスケジューリングを行う。以下、タスクのスケジューリングの一例について説明する。
【０１３７】
タスクスケジューリング手段４１２は、タスクデータ記憶部３７０に記憶されている複数のタスクデータのうち、未実行および実行中のタスクデータについて、それぞれ優先度データを生成する。
タスクの優先度データ「Ｐ」は、以下の式（１）によって算出される。
【０１３８】
【数１】
2006167840.tif 000003
【０１３９】
ここで、前記式（１）における「Ｔ’pri」は、以下の式（２）によって算出される。
【０１４０】
【数２】
2006167840.tif 000004
【０１４１】
ここで、「Ｔpri」は、「タスクの重要度（調整前）」である。「Ｔpri」は、例えば、１．０（重要度低）から０．５間隔で５．０（重要度高）までの値であり、オペレータによる端末５の操作によって入力された値や、個人ＩＤ（役職など）などから算出された値が用いられる。本実施形態では、人データ記憶部３１０に記憶された人データにより「Ｔpri」を決定する。
また、「Ｔsp」は、タスクの開始位置から最も近傍のロボットＲまでの移動距離を、ロボットＲの平均歩行速度で割った値、すなわち、「最も近傍のロボットＲがタスクの開始位置まで移動するのにかかる時間」であり、「ｎ（Ｔsp）」は、「ロボットＲに近傍のタスクを優先して実行させるための重要度」である。「ｎ（Ｔsp）」の値は、タスク開始位置と、最も近傍のロボットＲの位置との距離が小さいほど大きくなる値である。すなわち、「ｎ（Ｔsp）」は、タスク開始位置の近くにロボットＲが位置するほど、タスクの重要度が大きくなるようにはたらく値である。本実施形態では、「Ｔsp」が所定値以下である場合にのみ、「ｎ（Ｔsp）」が所定の正の値をとる（その他は０）ものとする。これらの値を算出するための値として、タスクの開始位置はタスクデータ記憶部３７０に記憶されたタスクデータと、人データ記憶部３１０に記憶された人データと、に基づいて決められる。また、ロボットＲの現在位置は、ロボットデータ記憶部３３０に記憶されたものを用いる。このようにして算出された「Ｔ’pri」は「調整済みタスク重要度」であり、以下、かかる「Ｔ’pri」のことを、単に「タスクの重要度」と呼ぶこととする。
【０１４２】
また、前記式（１）における「ｆ（Ｔerr）」は、「重要度の時的変化係数」であり、以下の式（３）によって算出される。
【０１４３】
【数３】
2006167840.tif 000005
【０１４４】
ここで、「Ｔerr」は、「時間余裕」であり、「（現在の時刻）−（タスク開始予定時刻）」である。すなわち、時間余裕「Ｔerr」は、タスク開始予定時刻よりも前では、正の値をとる。そして、時間の経過とともに小さくなり、タスク開始予定時刻を過ぎると、負の値をとる。
また、「Ｔtime」は、「タスクを実行するのに必要な時間」であり、「（タスク終了予定時刻）−（タスク開始予定時刻）」である。
また、「Ｃobli」は、「忘却係数」であり、「ｆ（Ｔerr）」の下り勾配、すなわち、優先度データ「Ｐ」の下り勾配を決める値である。
【０１４５】
（Ｔerr＞Ｔtime）
タスク開始予定時刻が迫ると（時間余裕「Ｔerr」が正から０に近づくと）、「ｆ（Ｔerr）」が上昇する。そして、「時間余裕」が「タスクを実行するのに必要な時間」以下になると、「ｆ（Ｔerr）」は「１」となる。これは、以下の理由による。
タスクをタスク終了予定時刻までに実行完了するためには、タスク開始予定時刻よりも前にタスクを開始しなければならない。したがって、「ｆ（Ｔerr）」は、タスク開始予定時刻が近づくにつれて大きくなり、Ｔerr＝Ｔtime（すなわち、現在時刻がタスク開始予定時刻と一致したとき）で最大となるように設定されている。
また、式（１）の優先度データ「Ｐ」に対し、タスクの重要度「Ｔ’pri」よりも時間余裕「Ｔerr」の項の方が重要であるため、ｆ（Ｔerr）として非線形な勾配を採用した。この勾配はＴtimeに依存しており、Ｔtimeが大きいほど勾配が緩やかになるように設定されている。
【０１４６】
（０≦Ｔerr≦Ｔtime）
現在時刻がタスク開始予定時刻とタスク終了予定時刻の間となる場合である。この時間内にタスクを開始しても、タスク終了予定時刻までに終了することはできず、できるだけ早くタスクを開始する必要がある時間帯である。そのため、「ｆ（Ｔerr）」は最大値「１」をとる。
【０１４７】
（０＞Ｔerr＞−Ｃobli・Ｔtime）
そして、現在時刻がタスク終了予定時刻を過ぎると（時間余裕「Ｔerr」が０より小さくなると）、「ｆ（Ｔerr）」が次第に下降して「０」となり、タスクを忘却する。
【０１４８】
このように、時間（時刻）に関するデータ、位置に関するデータ、重要度に関するデータに基づいて優先度データ「Ｐ」を生成するので、タスクの優先度として好適な値を得ることができ、かかる優先度データ「Ｐ」は、後記するスケジュールデータの生成に使用可能である。
【０１４９】
タスクスケジューリング手段４１２は、生成した優先度データに基づいて、タスクをロボットごとに割り当ててスケジュールデータを生成するものである。
ここでスケジュールデータとは、各タスクデータについて、「どのロボットＲに、どの実行順位で実行させるか、」を決定するためのデータである。すなわち、スケジュールデータは、実行させるロボットＲに関するロボットＩＤと、実行順位データと、を含んでいる。また、タスクを割り当てた際に、各タスクの開始予定時刻および終了予定時刻が改めて生成されており、これらもスケジュールデータに含まれている。
【０１５０】
以下、スケジュールデータ生成の手順について説明する。あるロボット（ｉ）が、あるタスク（ｊ）を実行したときにかかる時間「Ｃij」は、式（４）によって算出される。
【０１５１】
【数４】
2006167840.tif 000006
【０１５２】
ここで、「Ｗｒ」は、「タスク開始位置までの歩行にかかる時間」である。この「Ｗｒ」は、ロボットデータ記憶部３３０に記憶されたロボットＲの現在位置と、タスク開始位置と、地図データ記憶部３２０に記憶された地図データと、ロボットＲの平均移動速度と、に基づいて算出される。
また、「Ｗｒｈ」は、「タスク実行中の移動にかかる時間」である。この「Ｗｒｈ」は、開始位置およびタスク終了位置と、地図データ記憶部３２０に記憶された地図データと、ロボットＲの平均移動速度と、に基づいて算出される。
また、「Ｇ（task type）」は、「タスク実行中に、ロボットの来訪者とのコミュニケーション（ジェスチャー、会話など）にかかる時間」である。この「Ｇ（task type）」は、タスクの種類（挨拶、受付、案内など）によって予め定められた値が、記憶部３００に記憶されている。
【０１５３】
また、ｍ個のタスクをｎ台のロボットＲに割り当てる際のある組み合せを「ｋ」、全ての組み合わせを表現する重複順列を「Ｍ（ｋ）  （１≦ｋ≦ｎm）」とし、その要素を「ｘij」とすると、割り当てられたタスクによる各ロボットの動作量に関するコスト（主に移動距離に依存する）「Ｃｒ（ｉ）」は、式（５）によって算出される。
【０１５４】
【数５】
2006167840.tif 000007
【０１５５】
ロボット制御システムＡ全体の動作量に関する総コスト「Ｃall」（以下、動作コストと呼ぶ）は、各ロボットのコスト「Ｃｒ（ｉ）」の総和であり、式（６）によって算出される。
【０１５６】
【数６】
2006167840.tif 000008
【０１５７】
また、全てのタスクを終了するまでの時間に関するコスト「Ｃall complete」（以下、時間コストと呼ぶ）は、各ロボットに割り当てられた全タスクのうちの、最先の開始予定時刻から最後の終了予定時刻（これらの時刻は、タスクスケジューリング手段４１２で生成された値である）までの時間であり、式（７）によって算出される。
【０１５８】
【数７】
2006167840.tif 000009
【０１５９】
そして、動作コスト「Ｃall」および時間コスト「Ｃall complete」の両方を考慮することによって最適化されたコスト「Ｃopt」は、式（８）によって算出される。
【０１６０】
【数８】
2006167840.tif 000010
【０１６１】
ここで、「ｗ」は、「ロボットの動作およびタスクを終了するまでの時間に関する重み」である。すなわち、「ｗ」が大きいと、動作重視となり、「ｗ」が小さいと、時間重視となる。この「Ｃopt」が最小となる組み合わせ「ｋ」が、複数のタスクを複数のロボットに実行させるための最適なスケジュールである。
【０１６２】
ここでいう動作重視とは、ロボットＲの動作量を抑えることを重視することを指す。また、時間重視とは、タスクを早く終了することを重視することを指す。例えば、ある狭い位置領域で実行するタスクが複数存在している場合について考える。かかる複数のタスクを、最も近傍に位置するロボットＲ一台に実行させると、全体としてのロボットＲの動作量を抑えることができる（動作重視）が、一台で処理するため時間がかかる（時間軽視）。一方、複数のロボットに実行させると、タスクを早く終了することができる（時間重視）が、遠くのロボットＲを移動させることになり、全体としてのロボットＲの動作量が大きくなる（動作軽視）。すなわち、動作重視および時間重視は両立するとは限らず、ｗの値を設定することで、どちらを重視するかを選択することができる。
【０１６３】
続いて、タスクのスケジューリングの例について説明する。図１８は、タスクのスケジューリングを説明するための図である。ここでは、７個のタスク（タスクＴ１〜タスクＴ７）を、２台のロボット（ロボットＲＡ，ＲＢ）に実行させる場合におけるスケジューリングを例にとって説明する。
【０１６４】
まず、図１８（ａ）に示すように、タスクＴ１〜タスクＴ７がタスクデータ記憶部３７０に記憶されている場合に、これらタスクＴ１〜タスクＴ７について優先度データ「Ｐ」を生成する。ここでは、優先度データ「Ｐ」によって表される各タスクの優先度が、「タスクＴ１＞タスクＴ２＞タスクＴ３＞タスクＴ４＞タスクＴ５＞タスクＴ６＞タスクＴ７」となっているものとする。そして、生成された優先度データ「Ｐ」はそれぞれ、各タスクのタスクデータに付与される形でタスクデータ記憶部３７０に記憶される。
【０１６５】
続いて、図１８（ｂ）に示すように、各タスクを優先度データＰに基づいてグループ分けする。ここでは、優先度が高い（優先度データ「Ｐ」の値が大きい）タスクＴ１〜タスクＴ４からなるグループＧ１と、優先度が低いタスクＴ５〜タスクＴ７からなるグループＧ２と、に分ける。かかるグループ分けにおいて、ロボットＲの台数、タスクの数などに基づいて、グループの数を決めることが望ましい。例えば、タスクの数が多い場合には、「（タスクの数）÷（ロボットＲの台数）  （ただし、小数点以下繰上げ）」の数だけグループを生成することができる。その他、グループの数の決定は、スケジュールデータ生成部３ｂ２の計算時間および計算時間の優先度に基づいて決定される。すなわち、スケジュールデータの生成が早く完了するようにグループの数を決定する。
【０１６６】
続いて、図１８（ｃ）に示すように、優先度が高いグループＧ１について、前記した式（４）、式（５）および式（６）によるスケジューリング（スケジュールデータの生成）を行う。ここでは、タスクＴ１のスケジュールデータは、「Ａ−１」である。これは、「ロボットＲＡに、１番目に実行させる」との意味である。同様に、タスクＴ２、タスクＴ３およびタスクＴ４のスケジュールデータは、それぞれ「Ｂ−１」、「Ａ−２」および「Ａ−３」である。これら生成されたスケジュールデータはそれぞれ、各タスクのタスクデータに付与される形でタスクデータ記憶部３７０に記憶される。
【０１６７】
続いて、図１８（ｄ）に示すように、優先度が低いグループＧ２について、前記した式（４）、式（５）および式（６）によるスケジューリングを行う。この際に、既にスケジューリングされたタスクデータによる負荷を、ペナルティとして保持した状態でスケジューリングを行う。このように、後のグループをスケジューリングする際に、それより前のグループをスケジューリングした結果を考慮することで、スケジューリング全体における最適化を図ることができる。
【０１６８】
ここでは、タスクＴ５、タスクＴ６およびタスクＴ７のスケジュールデータは、それぞれ「Ｂ−２」、「Ｂ−３」および「Ａ−４」である。これら生成されたスケジュールデータはそれぞれ、各タスクのタスクデータに付与される形でタスクデータ記憶部３７０に記憶される。
【０１６９】
このように、タスクのグループ分けを行ってグループごとにスケジューリングを行うので、多数のタスクが存在する場合であっても、任意の数のタスクごとにスケジューリングを行うことができ、タスク数の増加によるスケジューリングの組み合わせの数の増加を抑え、タスクスケジューリング手段４１２にかかるスケジューリング負荷の増大を抑えることができる。
【０１７０】
また、スケジュールデータを生成する際には、各ロボットＲのバッテリ残量、駆動系の異常などのロボットの状態に関するデータも考慮されることが望ましい。
【０１７１】
［実行命令信号生成手段］
実行命令信号生成手段４１３は、タスクスケジューリング手段４１２によって生成されたスケジュールデータに基づいて、ロボットＲにタスクを実行させるための実行命令信号を生成するものである。
【０１７２】
本実施形態では、実効命令信号生成手段４１３は、各ロボットＲに、実行順位が高い、すなわち、１番目に実行させるタスクに関する実行命令信号を生成する。前記例において、ロボットＲＡへの実行命令信号は、ロボットＩＤと、タスクＴ１に関するタスクＩＤ、タスク開始予定時刻、タスク開始位置、タスク内容、タスク終了位置などを含むデータとして生成される。同様に、他のロボットＲＢへの実行命令も生成され、入出力手段５００および基地局１を介して、各ロボットＲＡ，ＲＢへ送信される。ロボットＲＡ，ＲＢの主制御部２００は、受信した実行命令信号に含まれるロボットＩＤと自身のロボットＩＤを比較し、一致した場合にその実行命令信号に係るタスクを実行する。また、実行命令信号は、タスクデータと関連付けてタスクデータ記憶部３７０に記憶される。
【０１７３】
なお、実行命令信号は、当該ロボットＲに１番目に実行させるタスクだけでなく、当該ロボットＲに実行させる全てのタスクに関するデータを含んでいてもよい。
【０１７４】
タスクデータ生成手段４１４は、ロボットＲから送られたコミュニケーション結果に基づいて、タスクデータを生成する。例えば、コミュニケーション結果が音声認識データである場合には、この音声認識データからタスクデータを生成する。そして、生成されたタスクデータがタスクデータ記憶部２７０に記憶されると共に、タスクスケジューリング手段４１２が、タスクの再スケジューリングを行う。
【０１７５】
データ管理手段４２０は、実行命令信号に含まれるタスクの種類に基づいて、そのタスクを実行するのに必要なデータをシナリオデータ記憶部３６０から読み出し、ロボットＲへ出力する。また、端末５からの入力に基づき、記憶部３００内のデータを更新する。
また、データ管理手段４２０は、ロボットＲからのデータ要求信号に基づいて、要求されたデータを記憶部３００から読み出し、ロボットＲへ出力する。
【０１７６】
このように、本実施形態に係るロボット制御システムＡは、ロボットＲがタスク実行中であっても人とのコミュニケーションによってタスクデータを取得・生成し、このタスクデータと、ロボットＲの現在位置およびタスク実行状況とに基づいてタスクの再スケジューリングを行う。したがって、人は端末５を介するだけでなく、ロボットＲを介してタスクを依頼することが可能となり、システムの使いやすさが高まっている。また、再スケジューリングを行うので、重要度が高いタスクの割り込みなどが可能となる。また、ロボットＲの現在位置およびタスク実行状況を考慮した再スケジューリングを行うので、適切なスケジューリングが可能となる。
【０１７７】
（ロボットの動作例）
続いて、本発明の実施形態に係るロボット制御システムＡによるロボットＲの物品運搬動作について説明する。ここでは、ロボットＲＡが、「人Ｈ１から物品Ｍを受け取り、人Ｈ２に物品Ｍを受け渡す」といったタスクに関する実行命令信号を受け、物品Ｍを運搬移動中に人とコミュニケーションを行い、ロボット管理装置３がタスクの再スケジューリングを行う場合を例にとって説明する。
【０１７８】
（物品受取）
まず、ロボットＲＡの受取位置への移動について説明する。図１９は、本発明の実施形態に係るロボット制御システムによるタスク実行の例を示すフローチャートであり、ロボットＲＡの受取位置への移動を示すフローチャートである。
まず、ロボットＲＡは、タスク実行エリアＥＡに設定されたホームポジションで待機している（ステップＳ１）。
ロボットＲが、ロボット管理装置３から送信された実行命令信号を受信すると（ステップＳ２でＹｅｓ）、ロボットＲは、ホームポジションから人Ｈ１の通常居場所（以下、「通常居場所Ｐ１」と記載する。）までの移動を開始する（ステップＳ３）。そして、人Ｈ１の通常居場所Ｐ１に到着すると（ステップＳ４でＹｅｓ）、ロボットＲは移動を中止し、人Ｈ１の探索を開始する（ステップＳ５）。
【０１７９】
対象検知部１２０で人Ｈ１のタグ識別番号を検知すると（ステップＳ６でＹｅｓ）、ロボットＲは、カメラＣ，Ｃで人Ｈ１の画像を取得し、人Ｈ１の正面に移動する
【０１８０】
なお、対象検知部１２０が、所定時間内に人Ｈ１のタグ識別番号を検知することができなかった場合には（ステップＳ９でＹｅｓ）、ロボットＲは、行動管理手段２１０でタスク実行が不可能である旨を伝える行動報告信号を生成し、ロボット管理装置３へ出力すると共に、ホームポジションに移動する（ステップＳ１０）。
【０１８１】
受取位置に移動したロボットＲは、指開状態の把持部７１（７１Ｒ，７１Ｌ）を差し出し、物品Ｍの受け取りを行う（ステップＳ７）。そして、把持部７１が物品Ｍを把持すると（ステップＳ８でＹｅｓ）、ロボットＲは、物品Ｍの受取を完了する。
【０１８２】
（運搬移動および受渡）
続いて、ロボットＲＡの物品運搬移動について説明する。図２０および図２１は、本発明の実施形態に係るロボット制御システムによるタスク実行の例を示すフローチャートであり、ロボットＲＡの物品運搬移動および物品受渡を示すフローチャートである。
ステップＳ８において、物品把持完了となると、ロボットＲは、受取位置から、人Ｈ２の通常居場所（以下、「通常居場所Ｐ２」と記載する。）までの移動を開始する（ステップＳ２１）。
ロボットＲＡが、画像処理部１００、対象検知部１２０、床面検知部１３０および障害物検知部１４０によって、その移動方向に存在する物体を検知する（割り込み検知）（ステップＳ２２）。
ロボットＲＡが割り込みを検知し（ステップＳ２２でＹｅｓ）、その割り込みが障害物である場合には（ステップＳ２３で障害物）、ロボットＲＡは、画像処理部１００、対象検知部１２０および障害物検知部１３０によって、ロボットＲＡの周囲に人がいるか否かを検知する（ステップＳ３０）。
周囲に人がいた場合には（ステップＳ３０でＹｅｓ）、ロボットＲＡは、「障害物を除去してください」と発話し、周囲にいる人に障害物の除去を依頼する（ステップＳ３１）。そして、所定時間内に障害物が除去された場合には（ステップＳ３２でＹｅｓ）、ステップＳ２１に戻り、移動を再開する。また、所定時間内に障害物が除去されない場合には、（ステップＳ３２でＮｏ）、ロボットＲは、この障害物を回避するように移動経路を再生成（変更）する（ステップＳ３３）。そして、ロボットＲＡは、ステップＳ２１に戻り、変更した移動経路に基づいて移動を再開する。
【０１８３】
ロボットＲが割り込みを検知し（ステップＳ２２でＹｅｓ）、その割り込みが人である場合には（ステップＳ２３で人）、ロボットＲＡは、人特定手段２２０によって、その人が既知人物であるか、人Ｈ２であるか否かを判定する（ステップＳ２４、ステップＳ２５
）。ここでいう既知人物とは、その人の人データが人データ記憶部３１０に記憶されていることを指す。
【０１８４】
割り込んだ人が人Ｈ２以外の人である場合には（ステップＳ２４でＮｏ、または、ステップＳ２４でＹｅｓかつステップＳ２５でＮｏ）、ロボットＲＡは、その人に応じた挨拶（発話およびジェスチャ）を行う（ステップＳ２６）。そして、人がロボットの移動経路外に移動すると（ステップＳ２７でＹｅｓ）、移動を再開する。
ロボットＲＡが挨拶してから所定時間経過しても人がどかない場合には（ステップＳ２７でＮｏ）、ロボットＲＡは、人（以下、人Ｈ３と称する）がタスクを依頼しようとしていると判定し、「何か御用ですか」と発話し、コミュニケーション結果取得手段２１３が、マイクＭＣ，ＭＣおよび音声認識部を介して人の発話に伴う音声データを取得し、取得した音声データをロボット管理装置３に出力する（ステップＳ２８）。なお、本実施形態では、人Ｈ３は、位置Ｃまでの案内といったタスクを依頼したものとする。
【０１８５】
ロボット管理装置３のタスクデータ生成手段４１４は、取得した音声データと、ロボットＲＡの現在位置データまたはロボットＲＡが取得した人Ｈ３の現在位置データと、に基づいて、「人Ｈ３を現在位置から位置Ｃまで案内する」といった内容のタスクデータを生成する。タスクスケジューリング手段４１２は、新たに生成されたタスクデータと、ロボットＲＡ，ＲＢの現在位置データおよびタスク実行状況データと、タスクデータ記憶部３７０に記憶された未実行または実行中のタスクデータと、に基づいて、タスクの再スケジューリングを行う。そして、実行命令信号生成手段４１３は、この再スケジューリング結果に基づいて、ロボットＲＡ，ＲＢに対する実行命令信号を生成し、出力する。
ここでは、ロボットＲＡの実行命令信号がロボットＲＡに現在実行中の物品運搬を継続させるものであり、ロボットＲＢの実行命令信号がロボットＲＢに人Ｈ３の案内を実行させるものであるとする。
【０１８６】
そして、人Ｈ２の通常居場所Ｐ２に到着すると（ステップＳ２９でＹｅｓ）、ロボットＲは移動を中止し、人Ｈ２の探索を開始する（ステップＳ４１）。
【０１８７】
対象検知部１２０で人Ｈ２のタグ識別番号を検知すると（ステップＳ４２でＹｅｓ）、ロボットＲは、カメラＣ，Ｃで人Ｈ２の画像を取得し、人Ｈ２の正面に移動する
【０１８８】
なお、対象検知部１２０が、所定時間に人Ｈ２のタグ識別番号を検知することができなかった場合には（ステップＳ４６でＹｅｓ）、ロボットＲＡは、物品Ｍをタスク実行エリアＥＡ内に設けられた物品置き場Ｂ１（図１参照）へと運搬することになる。
【０１８９】
受渡位置に移動したロボットＲは、物品Ｍを把持した把持部７１（７１Ｒ，７１Ｌ）を差し出し、物品Ｍの受渡を行う（ステップＳ４３）。
【０１９０】
物品Ｍの受渡が完了すると（ステップＳ４４でＹｅｓ）、ロボットＲＡは、行動管理手段２１０でタスク実行終了を伝える行動報告信号を生成し、ロボット管理装置３へ出力すすると共に、受渡位置からホームポジションまでの移動を行う（ステップＳ４５）。
【０１９１】
続いて、ロボットＲの物品置き場Ｂ１への移動について説明する。ロボットＲＡが、所定時間に人Ｈ２の探索ができなかった場合には（ステップＳ４６でＹｅｓ）、ロボットＲＡは、人Ｈ２の通常居場所Ｐ２から物品置き場Ｂ１への移動を行う（ステップＳ４７）。
そして、ロボットＲＡは、物品置き場Ｂ１に物品Ｍを置くと共に（ステップＳ４８）、物品Ｍを物品置き場Ｂ１に置いた旨を伝える行動報告信号を生成し、ロボット管理装置３および人Ｈ２専用の端末５へ出力する（ステップＳ４９）。そして、ロボットＲは物品置き場Ｂ１からホームポジションまでの移動を行う（ステップＳ５０）。
【０１９２】
このように、本発明の実施形態に係るロボット制御システムによれば、タスク実行中のロボットが、タスク依頼のユーザインターフェースとなるので、人によるタスク依頼が容易となる。また、ロボットを介してタスク依頼がなされた場合であっても、ロボットの現在位置およびタスク実行状況に基づいて、タスクの再スケジューリングを行うことができ、優先度の高いタスクの割り込みが可能となる。
【０１９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
例えば、ロボット制御システムは、ロボット管理装置に記憶部を備え、ロボットが必要とするデータを適宜送信する構成としたが、ロボットが記憶部を備え、この記憶部に必要なデータを記憶する構成であってもよい。
また、タスクのスケジューリング手法も、前記した手法に限定されない。
【０１９４】
また、コミュニケーションによるタスクデータの生成に音声データを利用する構成としたが、画像データから人のジェスチャを認識し、このジェスチャに対応するタスクデータを生成する構成であってもよい。
【０１９５】
また、人がロボットの移動経路に所定時間存在した場合にロボットが人とコミュニケーションを行いタスクデータを生成する構成としたが、タスクデータを生成するためのコミュニケーションの開始タイミングはこれに限定されず、例えば、人がロボットに所定の言葉（例えば、「お願いします。」など、）をかけ、ロボットが音声認識部でこの言葉を認識することによってコミュニケーションを開始する構成であってもよい。また、人が所定のジェスチャ（例えば、「右手を挙げて左右に振る」など）を行い、ロボットが画像処理部でこのジェスチャを認識することによってコミュニケーションを開始する構成であってもよい。また、ロボットが常にコミュニケーションを行っており、常時音声データまたは
画像データをタスクデータ生成手段に送る構成であってもよい。
また、タスクデータ生成手段がロボットの制御部内に設けられる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の実施形態に係るロボット制御システムを示すシステム構成図である。
【図２】図１のロボットの外観を示す側面図である。
【図３】図１のロボットの内部構造を模式的に示す斜視図である。
【図４】図１のロボットを示すブロック図である。
【図５】図４の対象検知部を示すブロック図である。
【図６】図１の検知用タグを示すブロック図である。
【図７】対象検知部による探索領域を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】対象検知部による周辺領域のエリア分けを説明するための図である。
【図９】図４の床面検知部を示すブロック図である。
【図１０】床面検知部による撮像領域を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１１】図４の障害物検知部を示すブロック図である。
【図１２】障害物検知部による検知領域を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１３】ロボットの把持部を示す斜視図であり、指開状態を示す図である。
【図１４】ロボットの把持部を示す斜視図であり、指閉状態を示す図である。
【図１５】ロボットの把持部、開度検出手段および外力検出手段を示すブロック図である。
【図１６】図２の主制御部を示すブロック図である。
【図１７】図１のロボット管理装置を示すブロック図である。
【図１８】タスクのスケジューリングを説明するための図である。
【図１９】本発明の実施形態に係るロボット制御システムによるタスク実行の例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施形態に係るロボット制御システムによるタスク実行の例を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の実施形態に係るロボット制御システムによるタスク実行の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１９７】
３      ロボット管理装置
１１２  音声認識部
２１１  現在位置データ生成手段
２１２  実行状況データ生成手段
２１３  コミュニケーション結果取得手段
２２０  人特定手段
３２０  地図データ記憶部
３７０  タスクデータ記憶部
４１２  タスクスケジューリング手段
４１３  実行命令信号生成手段
４１４  タスクデータ生成手段
Ａ      ロボット制御システム
ＭＣ    マイク
Ｒ，ＲＡ，ＲＢ  ロボット
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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