(57)【要約】【課題】移動体を制御可能な移動範囲を広範囲にすることを可能とするロボットシステムを提供する。【解決手段】ロボットシステムは、第１の移動体と第２の移動体と制御装置を備える。第１の移動体は、第２の移動体を認識する第１認識部と、認識結果を制御装置に送信する第１送信部と、信号を受信する第１受信部と、第１駆動機構を備える。第２の移動体は、制御信号を受信する第２受信部と第２駆動機構を備える。制御装置は、移動体を認識する第２認識部と、第１認識部の認識結果を受信する第３受信部と、第１の移動体及び第２の移動体の制御信号を生成する第１生成部と、制御信号を移動体に送信する第２送信部を備える。第２の移動体が制御装置の認識可能範囲外に位置するとき、第１生成部は、第１認識部の認識結果に基づいて第２の移動体の制御信号を生成し、生成された第２の移動体の制御信号は、制御装置から直接的に又は間接的に第２の移動体に送信される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の移動体と、
第２の移動体と、
前記第１の移動体を直接的に制御すると共に、前記第２の移動体を直接的に又は間接的に制御する制御装置と、を備えており、
前記第１の移動体は、
前記第２の移動体を認識する第１認識部と、
前記第１認識部の認識結果を前記制御装置に送信する第１送信部と、
前記制御装置からの信号を受信する第１受信部と、
前記第１受信部で受信した制御信号に基づいて前記第１の移動体を駆動する第１駆動機構と、を備えており、
前記第２の移動体は、
前記第１の移動体及び前記制御装置の少なくとも一方から送信される制御信号を受信する第２受信部と、
前記第２受信部で受信した制御信号に基づいて前記第２の移動体を駆動する第２駆動機構と、を備えており、
前記制御装置は、
前記第１の移動体及び前記第２の移動体を認識する第２認識部と、
前記第１の移動体から送信される認識結果を受信する第３受信部と、
前記第２認識部の認識結果に基づいて前記第１の移動体を制御する制御信号を生成し、前記第２認識部の認識結果及び前記第３受信部で受信した認識結果の少なくとも一方に基づいて前記第２の移動体を制御する制御信号を生成する第１生成部と、
生成した制御信号を前記第１の移動体及び前記第２の移動体に送信する第２送信部と、を備えており、
前記第２の移動体が前記制御装置の前記第２認識部の認識可能範囲外に位置するとき、
前記制御装置の前記第１生成部は、前記第１の移動体から送信される認識結果に基づいて前記第２の移動体を制御する制御信号を生成し、
生成された前記第２の移動体を制御する制御信号は、前記制御装置の前記第２送信部から直接的に又は前記第１の移動体を介して間接的に前記第２の移動体に送信される、ロボットシステム。
【請求項２】
複数の前記第２の移動体を備えており、
前記第２の移動体のそれぞれは、
他の第２の移動体を認識する第３認識部と、
前記第３認識部の認識結果を前記制御装置及び前記第１の移動体の少なくとも一方に送信する第３送信部と、をさらに備えており、
前記第１の移動体は、前記第２の移動体から送信される認識結果を受信する第４受信部をさらに備えており、
前記制御装置は、前記第２の移動体から送信される認識結果を受信する第５受信部をさらに備えており、
前記第１生成部は、前記第２認識部の認識結果、前記第３受信部で受信した認識結果及び第５受信部で受信された認識結果の少なくとも１つに基づいて前記第２の移動体を制御する制御信号を生成する、請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記第１の移動体は、
前記制御装置から送信された制御信号及び前記第１認識部の認識結果に基づいて、前記第２の移動体を制御する制御信号を生成する第２生成部と、
生成した制御信号を前記第２の移動体に送信する第４送信部と、をさらに備えている、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１の移動体及び前記第２の移動体にエネルギーを送電する送電部をさらに備えており、
前記第１の移動体及び前記第２の移動体は、前記制御装置から送電されるエネルギーを受電する受電部をさらに備えている、請求項１〜３にいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記第１の移動体は、前記制御装置から送電されるエネルギーを前記第２の移動体に送電する送電部をさらに備えており、
前記第２の移動体の前記受電部は、前記第１の移動体から送電されるエネルギーを受電可能である、請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項６】
複数の前記第２の移動体を備えており、
前記第２の移動体のそれぞれは、前記制御装置及び前記第１の移動体の少なくとも一方から送電されるエネルギーを他の第２の移動体に送電する送電部をさらに備えており、
前記第２の移動体の受電部は、前記他の第２の移動体から送電されるエネルギーを受電可能である、請求項５に記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記第１の移動体及び前記第２の移動体のそれぞれは、エネルギーが不足したことを通知する通知信号を、前記制御装置、前記第１の移動体及び他の第２の移動体の少なくとも１つに送信する通知信号送信部をさらに備えており、
前記制御装置、前記第１の移動体及び前記第２の移動体のそれぞれは、前記通知信号を受信する通知信号受信部をさらに備えており、
前記制御装置、前記第１の移動体及び前記第２の移動体のそれぞれは、前記通知信号を受信すると、前記通知信号を送信した前記第１の移動体又は前記第２の移動体にエネルギーを送電する、請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記第１の移動体及び前記第２の移動体は、飛翔体である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、ロボットシステムに関する。詳細には、複数の移動体を制御するロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばドローン等の移動体を制御するロボットシステムが知られている。例えば、特許文献１のロボットシステムは、移動体と、移動体を制御する制御装置を備えている。制御装置はカメラを備えており、カメラによって移動体の位置を認識している。制御装置は、カメラによって取得した移動体の認識結果に基づいて、移動体を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５３９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
移動体の動作を高精度に制御するためには、移動体の位置を正確に把握する必要がある。特許文献１のロボットシステムでは、制御装置が備えるカメラによって移動体の位置を認識しているため、移動体の位置を正確に把握することができる。しかしながら、制御装置のカメラによって移動体を認識する場合、移動体が制御装置のカメラの死角に移動すると、カメラは移動体を撮影できなくなる。このため、制御装置が移動体を制御できる範囲は、制御装置のカメラによって移動体を撮影できる範囲に限られるという問題があった。本明細書は、移動体を制御可能な移動範囲を広範囲にすることを可能とするロボットシステムを開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示するロボットシステムは、第１の移動体と、第２の移動体と、第１の移動体を直接的に制御すると共に、第２の移動体を直接的に又は間接的に制御する制御装置と、を備えている。第１の移動体は、第２の移動体を認識する第１認識部と、第１認識部の認識結果を制御装置に送信する第１送信部と、制御装置からの信号を受信する第１受信部と、第１受信部で受信した制御信号に基づいて第１の移動体を駆動する第１駆動機構と、を備えている。第２の移動体は、第１の移動体及び制御装置の少なくとも一方から送信される制御信号を受信する第２受信部と、第２受信部で受信した制御信号に基づいて第２の移動体を駆動する第２駆動機構と、を備えている。制御装置は、第１の移動体及び第２の移動体を認識する第２認識部と、第１の移動体から送信される認識結果を受信する第３受信部と、第２認識部の認識結果に基づいて第１の移動体を制御する制御信号を生成し、第２認識部の認識結果及び第３受信部で受信した認識結果の少なくとも一方に基づいて第２の移動体を制御する制御信号を生成する第１生成部と、生成した制御信号を第１の移動体及び第２の移動体に送信する第２送信部と、を備えている。第２の移動体が制御装置の第２認識部の認識可能範囲外に位置するとき、制御装置の第１生成部は、第１の移動体から送信される認識結果に基づいて第２の移動体を制御する制御信号を生成し、生成された第２の移動体を制御する制御信号は、制御装置の第２送信部から直接的に又は第１の移動体を介して間接的に第２の移動体に送信される。
【０００６】
上記のロボットシステムでは、第２の移動体が制御装置（第２認識部）の認識可能範囲外に位置しても、第２の移動体が第１の移動体（第１認識部）の認識可能範囲内であれば、第２の移動体を制御することができる。すなわち、制御装置の第１生成部は、第１の移動体から送信される認識結果に基づいて第２の移動体を制御する制御信号を生成し、その制御信号が第２の移動体に送信される。そして、第２の移動体は、制御装置で生成された制御信号に基づいて第２の移動体の動作を制御する。このため、制御装置は、第２の移動体の認識結果を直接取得できない範囲に第２の移動体が移動しても、第２の移動体を制御することができる。したがって、第２の移動体を制御可能な移動範囲を広範囲にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１に係るロボットシステムの構成を模式的に示す図。
【図２】実施例１に係るロボットシステムの制御系の構成を示すブロック図。
【図３】制御装置がマスタロボットを制御する処理を示すフローチャート。
【図４】制御装置がスレーブロボットを直接的に制御する処理を示すフローチャート。
【図５】制御装置がスレーブロボットを間接的に制御する処理を示すフローチャート。
【図６】実施例１に係るロボットシステムの変形例であって、スレーブロボットが他のスレーブロボットを認識する例を示す図。
【図７】スレーブロボットが他のスレーブロボットを認識する例において、制御装置が他のスレーブロボットを制御する処理を示すフローチャート。
【図８】実施例２に係るロボットシステムの構成を模式的に示す図。
【図９】実施例２に係るロボットシステムにおいて、スレーブロボットを制御する処理を示すフローチャート。
【図１０】実施例３に係るロボットシステムの構成を模式的に示す図。
【図１１】実施例３に係るロボットシステムの一変形例の構成を模式的に示す図。
【図１２】実施例３に係るロボットシステムの一変形例の構成を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。
【０００９】
（特徴１）本明細書に開示するロボットシステムは、複数の第２の移動体を備えていてもよい。第２の移動体のそれぞれは、他の第２の移動体を認識する第３認識部と、第３認識部の認識結果を制御装置及び第１の移動体の少なくとも一方に送信する第３送信部と、をさらに備えていてもよい。第１の移動体は、第２の移動体から送信される認識結果を受信する第４受信部をさらに備えていてもよい。制御装置は、第２の移動体から送信される認識結果を受信する第５受信部をさらに備えていてもよい。第１生成部は、第２認識部の認識結果、第３受信部で受信した認識結果及び第５受信部で受信された認識結果の少なくとも１つに基づいて第２の移動体を制御する制御信号を生成してもよい。このような構成によると、第２の移動体を制御可能な移動範囲をより広範囲にすることができる。すなわち、制御装置及び第１の移動体が第２の移動体を認識できない場合であっても、第２の移動体が他の第２の移動体を認識できる場合がある。このため、他の第２の移動体が第１の移動体の認識可能範囲外に移動しても、制御装置は、他の第２の移動体の認識結果を取得することができ、他の第２の移動体を制御することができる場合がある。また、第２の移動体が他の第２の移動体を認識することによって、第１の移動体の認識可能範囲内の他の第２の移動体は、第１の移動体と共に第２の移動体によって認識される。このため、制御装置は、他の第２の移動体をより正確に認識することができる。
【００１０】
（特徴２）本明細書に開示するロボットシステムでは、第１の移動体は、制御装置から送信された制御信号及び第１認識部の認識結果に基づいて、第２の移動体を制御する制御信号を生成する第２生成部と、生成した制御信号を第２の移動体に送信する第４送信部と、をさらに備えていてもよい。このような構成によると、第１の移動体は、制御装置から送信される制御信号と自身が認識した第２の移動体の認識結果に基づいて第２の移動体の制御信号を生成できる。このため、第１の移動体によって、第２の移動体をよりきめ細かく制御できる。
【００１１】
（特徴３）本明細書に開示するロボットシステムでは、制御装置は、第１の移動体及び第２の移動体にエネルギーを送電する送電部をさらに備えていてもよい。第１の移動体及び第２の移動体は、制御装置から送電されるエネルギーを受電する受電部をさらに備えていてもよい。このような構成によると、第１の移動体及び第２の移動体は、外部電源に接続する必要はなく、移動中であっても制御装置からエネルギーを受電できる。このため、第１の移動体及び第２の移動体の移動可能時間を長くすることができる。
【００１２】
（特徴４）本明細書に開示するロボットシステムでは、第１の移動体は、制御装置から送電されるエネルギーを第２の移動体に送電する送電部をさらに備えていてもよい。第２の移動体の受電部は、第１の移動体から送電されるエネルギーを受電可能であってもよい。このような構成によると、第２の移動体に制御装置から直接送電することができなくても、第１の移動体を介して第２の移動体にエネルギーを送電できる。このため、第１の移動体を介して第２の移動体に送電することができる。したがって、第２の移動体に送電可能となる範囲を広くすることができる。
【００１３】
（特徴５）本明細書に開示するロボットシステムは、複数の第２の移動体を備えていてもよい。第２の移動体のそれぞれは、制御装置及び第１の移動体の少なくとも一方から送電されるエネルギーを他の第２の移動体に送電する送電部をさらに備えていてもよい。第２の移動体の受電部は、他の第２の移動体から送電されるエネルギーを受電可能であってもよい。このような構成によると、第２の移動体同士でエネルギーを送受信することができる。このため、第２の移動体に送電可能となる範囲をより広くすることができる。
【００１４】
（特徴６）本明細書に開示するロボットシステムでは、第１の移動体及び第２の移動体のそれぞれは、エネルギーが不足したことを通知する通知信号を、制御装置、第１の移動体及び他の第２の移動体の少なくとも１つに送信する通知信号送信部をさらに備えていてもよい。制御装置、第１の移動体及び第２の移動体のそれぞれは、通知信号を受信する通知信号受信部をさらに備えていてもよい。制御装置、第１の移動体及び第２の移動体のそれぞれは、通知信号を受信すると、通知信号を送信した第１の移動体又は第２の移動体にエネルギーを送電してもよい。このような構成によると、第１の移動体及び第２の移動体は、エネルギーが不足したときに通知信号を送信する。このため、制御装置、第１の移動体及び第２の移動体の間で、必要なときにエネルギーの送受電をすることができ、省エネルギーなシステムにすることができる。
【００１５】
（特徴７）本明細書に開示するロボットシステムでは、第１の移動体及び第２の移動体は、飛翔体であってもよい。このような構成によると、第１の移動体及び第２の移動体は、自由空間を飛翔して移動可能であるため、移動の自由度を向上することができる。
【実施例１】
【００１６】
以下、実施例１に係るロボットシステム１０について説明する。図１に示すように、ロボットシステム１０は、マスタロボット１２と、３個のスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを制御する制御装置５０を備えている。一例ではあるが、本実施例におけるマスタロボット１２及びスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、マルチコプター（いわゆるドローン）であり、飛行による移動が可能な機械装置である。なお、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、マルチコプターに限定されるものではなく、陸上、空中、水中の少なくとも一つを移動可能な各種の移動体であってよい。なお、本実施例のロボットシステム１０は、３個のスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを備えているが、これに限定されない。ロボットシステム１０が備えるスレーブロボットの数は、３個より少なくてもよいし、３個より多くてもよい。以下では、スレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを特に区別する必要がない場合、単にスレーブロボット３０と称することがある。
【００１７】
図２を参照して、マスタロボット１２、スレーブロボット３０及び制御装置５０の構成について説明する。図２に示すように、マスタロボット１２は、駆動部１４と、センサ２０と、カメラ２２と、通信部２４と、制御部２６を備えている。
【００１８】
駆動部１４は、複数のプロペラ１６と、複数のプロペラ１６をそれぞれ駆動する複数のモータ１８を備えている。センサ２０は、マスタロボット１２の位置及び速度等を検知するものであり、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）センサ等を挙げることができる。本実施例では、これらの各種センサを纏めてセンサ２０としている。これらのセンサは制御部２６に接続されており、それらの出力信号は制御部２６に入力される。制御部２６は、加速度センサの出力信号に基づいて、マスタロボット１２の加速度を知ることができる。また、制御部２６は、ジャイロセンサの出力信号に基づいて、マスタロボット１２の姿勢、回転の角速度、及び回転の角加速度を知ることができる。そして、制御部２６は、ＧＰＳセンサの検出信号に基づいて、マスタロボット１２の位置及び速度を知ることができる。制御部２６は、これらのセンサによる検出値に基づいて、複数のモータ１８をそれぞれ制御することにより、マスタロボット１２の離陸、飛行、旋回、ホバリング、着陸といった各種の動作を実行する。
【００１９】
カメラ２２と通信部２４は制御部２６に接続されており、それらの動作は制御部２６によって制御される。カメラ２２は、マスタロボット１２の周囲を撮影可能な位置に設置されている。カメラ２２は、マスタロボット１２から撮影可能な位置にあるスレーブロボット３０の動画像やマスタロボット１２の周囲の環境画像等を撮影する。以下、カメラ２２によって撮影されるスレーブロボット３０の撮影画像を「スレーブロボット３０の認識結果」と称することがある。カメラ２２による撮影画像は、制御部２６へ入力される。制御部２６は、通信部２４を介して制御装置５０及びスレーブロボット３０と無線通信することができる。制御部２６は、制御装置５０と無線通信することにより、例えば、マスタロボット１２の目標位置や目標姿勢といった動作指令を示す制御信号（以下、「マスタロボット１２の制御信号」と称することがある。）又はスレーブロボット３０の目標位置や目標姿勢といった動作指令を示す制御信号（以下、「スレーブロボット３０の制御信号」と称することがある。）を制御装置５０から受信する。また、制御部２６は、制御装置５０と無線通信することにより、例えばカメラ２２による撮影画像（例えば静止画や動画）や、センサ２０による検出値、及びスレーブロボット３０から受信した情報を、制御装置５０へ送信する。さらに、制御部２６は、スレーブロボット３０と無線通信することにより、例えば、スレーブロボット３０のカメラ３６による撮影画像（例えば静止画や動画）や、スレーブロボット３０のセンサ３４による検出値を受信する。また、制御部２６は、スレーブロボット３０と無線通信することにより、スレーブロボット３０の制御信号をスレーブロボット３０へ送信する。
【００２０】
スレーブロボット３０の構成について説明する。スレーブロボット３０は、駆動部３２と、センサ３４と、カメラ３６と、発光器３８と、通信部４０と、制御部４２を備えている。なお、スレーブロボット３０の駆動部３２、センサ３４、カメラ３６については、マスタロボット１２の駆動部１４、センサ２０、カメラ２２と同一構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００２１】
発光器３８と通信部４０は制御部４２に接続されており、それらの動作は制御部４２によって制御される。制御部４２は、通信部４０を介して制御装置５０及びマスタロボット１２と無線通信することができる。制御部４２は、制御装置５０と無線通信することにより、スレーブロボット３０の制御信号を制御装置５０から受信する。また、制御部４２は、マスタロボット１２と無線通信することにより、スレーブロボット３０の制御信号をマスタロボット１２から受信することもできる。さらに、制御部４２は、制御装置５０と無線通信することにより、例えばカメラ３６による撮影画像（例えば静止画や動画）や、センサ３４による検出値を、制御装置５０へ送信する。また、制御部４２は、マスタロボット１２と無線通信することにより、例えばカメラ３６による撮影画像や、センサ３４による検出値を、マスタロボット１２へ送信することもできる。
【００２２】
また、制御部４２は、発光器３８を点灯又は点滅させる。発光器３８による点灯パターンは、スレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃによってそれぞれ異なっている。これによって、スレーブロボット３０の撮影画像から、各スレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃが識別可能となる。すなわち、外観の形状から区別できないスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを、スレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃが備える発光器３８の点灯パターンから識別することができる。
【００２３】
制御装置５０の構成について説明する。制御装置５０は、カメラ５２と、タッチパネル５４と、処理装置５６を備える。カメラ５２とタッチパネル５４は、処理装置５６に接続されている。カメラ５２は、マスタロボット１２の動画像を撮影する。また、カメラ５２は、カメラ５２が撮影可能な位置にあるスレーブロボット３０の動画像も撮影する。カメラ５２による撮影画像は、処理装置５６へ入力される。カメラ５２の位置、撮影方向及び撮影範囲は、固定されていてもよいし、それらの少なくとも一つが調整可能であってもよい。また、カメラ５２は、マスタロボット１２及び複数のスレーブロボット３０の全てを同時に撮影する必要はなく、マスタロボット１２及び複数のスレーブロボット３０のうちの１つ又はいくつかを、順に撮影するものであってもよい。以下、カメラ５２によって撮影されたマスタロボット１２の撮影画像を「マスタロボット１２の認識結果」と称することがある。
【００２４】
タッチパネル５４は、制御装置５０におけるユーザインターフェースである。タッチパネル５４は、ユーザに対して各種の情報を表示する表示装置であり、かつ、ユーザによる指示や操作を受け付ける入力装置である。例えば、タッチパネル５４は、制御装置５０のカメラ５２による撮影画像や、マスタロボット１２のカメラ２２又はスレーブロボット３０のカメラ３６による撮影画像を表示することができる。また、タッチパネル５４は、ユーザによる制御装置５０、マスタロボット１２又はスレーブロボット３０への指示を受け付けることができる。なお、タッチパネル５４は、ユーザインターフェースの一例であり、様々に変更可能である。制御装置５０は、タッチパネル５４に代えて、表示装置と入力装置をそれぞれ備えてもよいし、表示装置と入力装置の少なくとも一方のみを備えてもよい。
【００２５】
処理装置５６は、各種の電子情報（例えば、データやプログラム）を記憶する記憶部５８と、記憶部５８に記憶された電子情報を用いて各種の処理を実行するプロセッサ６０と、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃのそれぞれと無線通信する通信部６２を備える。処理装置５６は、一又は複数のコンピュータ装置を用いて構成することができる。ここでいうコンピュータ装置は、デスクトップ型又はラップトップ型のコンピュータ装置であってもよいし、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末（ＰＤＡ）であってもよい。処理装置５６は、マスタロボット１２と無線通信することにより、マスタロボット１２が取得したスレーブロボット３０の認識結果をマスタロボット１２から受信することができる。また、処理装置５６は、スレーブロボット３０と無線通信することにより、スレーブロボット３０が取得した他のスレーブロボット３０の認識結果をスレーブロボット３０から受信することができる。処理装置５６は、カメラ５２による撮影画像から、例えば、マスタロボット１２の目標位置や目標姿勢といった動作指令を示す制御信号（マスタロボット１２の制御信号）を生成する。同様にして、処理装置５６は、カメラ５２による撮影画像から、スレーブロボット３０の制御信号を生成する。また、処理装置５６は、マスタロボット１２又は他のスレーブロボット３０から受信したスレーブロボット３０の認識結果から、スレーブロボット３０の制御信号を生成することもできる。そして、処理装置５６は、マスタロボット１２と無線通信することにより、制御装置５０が生成したマスタロボット１２の制御信号やスレーブロボット３０の制御信号をマスタロボット１２に送信する。また、処理装置５６は、スレーブロボット３０と無線通信することにより、制御装置５０が生成したスレーブロボット３０の制御信号をスレーブロボット３０に送信する。
【００２６】
図３〜図５を参照して、制御装置５０がマスタロボット１２及びスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを制御する処理について説明する。
【００２７】
図３は、制御装置５０の処理装置５６がマスタロボット１２を制御する処理の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、処理装置５６は、制御装置５０のカメラ５２からマスタロボット１２の撮影画像を取得する（Ｓ１０）。ここで取得される撮影画像は、いわゆる動画であり、経時的に撮影された一連の画像である。処理装置５６は、カメラ５２による撮影画像を用いることで、マスタロボット１２の位置を特定することができる。次に、処理装置５６は、マスタロボット１２の目標位置や目標姿勢といった動作指令を示す制御信号（マスタロボット１２の制御信号）を生成する（Ｓ１２）。このとき、処理装置５６は、マスタロボット１２がカメラ５２の撮影範囲外に移動することがないように、マスタロボット１２の制御信号を生成する。最後に、処理装置５６は、通信部６２を介して生成したマスタロボット１２の制御信号をマスタロボット１２に送信する（Ｓ１４）。
【００２８】
本実施例の制御装置５０の処理装置５６は、マスタロボット１２を制御装置５０のカメラ５２によって認識し、その認識結果に基づいて、マスタロボット１２を直接制御することができる。なお、図１に示す状態では、スレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、制御装置５０のカメラ５２によって撮影可能な範囲に配置されていない。しかし、スレーブロボット３０が制御装置５０のカメラ５２による撮影可能範囲内に位置している場合には、処理装置５６は、上記のマスタロボット１２を制御する処理と同様の処理によって、スレーブロボット３０を制御することができる。
【００２９】
図４は、制御装置５０がスレーブロボット３０を制御する処理の一例を示すフローチャートである。図１に示すように、例えば、制御装置５０とスレーブロボット３０の間に障害物１００が存在することによって、制御装置５０のカメラ５２ではスレーブロボット３０を撮影することができない場合がある。ここでは、制御装置５０のカメラ５２がスレーブロボット３０を撮影できない場合における、スレーブロボット３０の制御について説明する。
【００３０】
図４に示すように、まず、制御装置５０がマスタロボット１２に制御信号を送信する（Ｓ２０）。ここで送信される制御信号は、マスタロボット１２の目標位置や目標姿勢といった動作指令と共に、マスタロボット１２のカメラ２２がスレーブロボット３０を撮影するための動作指令が含まれる。なお、ステップＳ２０は、上述のステップＳ１０〜Ｓ１４と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
次に、制御装置５０から送信された制御信号に基づいて、マスタロボット１２の制御部２６が、マスタロボット１２のカメラ２２からスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃの撮影画像を取得する（Ｓ２２）。このとき、マスタロボット１２は、スレーブロボット３０ａ〜３０ｃの全てを同時に撮影してもよいし、スレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃを１つずつ順に撮影してもよい。
【００３２】
次に、マスタロボット１２の制御部２６は、カメラ２２から取得したスレーブロボット３０の撮影画像（認識結果）を、通信部２４を介して制御装置５０に送信する（Ｓ２４）。そして、制御装置５０の処理装置５６は、マスタロボット１２から送信されたスレーブロボット３０の認識結果に基づいて、スレーブロボット３０の目標位置や目標姿勢といった動作指令を示す制御信号（スレーブロボット３０の制御信号）を生成する（Ｓ２６）。上述したように、スレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、発光器３８の点灯パターンによってそれぞれ識別可能となっている。処理装置５６は、カメラ５２の画像からマスタロボット１２の位置を特定でき、また、カメラ２２の画像からマスタロボット１２に対するスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃのそれぞれの相対位置を特定することができる。このため、処理装置５６は、カメラ５２、２２の画像に基づいてスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃのそれぞれの位置を特定し、その特定した位置に基づいてスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃのそれぞれの目標位置や目標姿勢といった動作指令を示す制御信号を生成する。
【００３３】
最後に、処理装置５６は、通信部６２を介して生成したスレーブロボット３０の制御信号をスレーブロボット３０に送信する（Ｓ２８）。このとき、処理装置５６は、スレーブロボット３０ａの制御信号をスレーブロボット３０ａに送信し、スレーブロボット３０ｂの制御信号をスレーブロボット３０ｂに送信し、スレーブロボット３０ｃの制御信号をスレーブロボット３０ｃに送信する。
【００３４】
上述した例では、制御装置５０のカメラ５２がスレーブロボット３０を撮影できない場合、マスタロボット１２のカメラ２２がスレーブロボット３０を認識する。マスタロボット１２がその認識結果を制御装置５０に送信することによって、制御装置５０はスレーブロボット３０の制御信号を生成することができる。したがって、スレーブロボット３０が制御装置５０のカメラ５２の撮影可能範囲内に位置していなくても、制御装置５０はスレーブロボット３０を制御することができる。また、本実施例のロボットシステム１０では、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０は、制御装置５０によって生成された制御信号によって制御される。このため、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０は、通信部に加えセンサや駆動部等の必要最低限の装備を搭載していればよく、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０を小型軽量化することができる。したがって、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０は、小型軽量化によって、移動の自由度をさらに向上することができる。
【００３５】
図５は、制御装置５０がスレーブロボット３０を制御する処理の他の例を示すフローチャートである。上述した図４の例では、制御装置５０は、制御装置５０が生成したスレーブロボット３０の制御信号をスレーブロボット３０に直接送信する。図５では、スレーブロボット３０の制御信号が、マスタロボット１２を介して制御装置５０からスレーブロボット３０に送信される。なお、ステップＳ３０〜Ｓ３６は、上述したステップＳ２０〜Ｓ２６と同様の手順であるため、説明を省略する。
【００３６】
制御装置５０の処理装置５６がマスタロボット１２から取得したスレーブロボット３０の認識結果に基づいてスレーブロボット３０の制御信号を生成すると（Ｓ３０〜Ｓ３６）、処理装置５６は、通信部６２を介して生成したスレーブロボット３０の制御信号をマスタロボット１２に送信する（Ｓ３８）。例えば、処理装置５６は、まず、生成したスレーブロボット３０の制御信号をスレーブロボット３０に送信する処理を実行し、その送信処理が失敗した場合に、スレーブロボット３０の制御信号をマスタロボット１２に送信する。スレーブロボット３０の制御信号を受信したマスタロボット１２の制御部２６は、通信部２４を介して、制御装置５０から送信されたスレーブロボット３０の制御信号をスレーブロボット３０に送信する（Ｓ４０）。このとき、マスタロボット１２の制御部２６は、スレーブロボット３０ａの制御信号をスレーブロボット３０ａに送信し、スレーブロボット３０ｂの制御信号をスレーブロボット３０ｂに送信し、スレーブロボット３０ｃの制御信号をスレーブロボット３０ｃに送信する。
【００３７】
図５に示す例では、制御装置５０は、スレーブロボット３０の制御信号を、マスタロボット１２を介して間接的にスレーブロボット３０に送信することができる。図１に示す例では、制御装置５０は、スレーブロボット３０が制御装置５０のカメラ５２によって認識できない位置にあっても、スレーブロボット３０に制御信号を送信することできる。しかしながら、障害物１００の材質や制御装置５０とスレーブロボット３０の距離等によっては制御信号がスレーブロボット３０で受信できない場合があり、制御装置５０から直接スレーブロボット３０に制御信号を送信できないことがある。このような場合であっても、マスタロボット１２を介することによって、制御装置５０はスレーブロボット３０にスレーブロボット３０の制御信号を送信することができる。
【００３８】
図６及び図７を参照して、制御装置５０がスレーブロボット３０ｃを制御する処理の他の例について説明する。図６は、例えば、障害物１００によって、スレーブロボット３０ｃがマスタロボット１２のカメラ２２によって撮影できない位置にある場合を示している。図７は、図６に示すような位置にスレーブロボット３０ｃが位置する場合において、制御装置５０がスレーブロボット３０ｃを制御する処理を示すフローチャートである。
【００３９】
図７に示すように、まず、制御装置５０がマスタロボット１２及びスレーブロボット３０ａ、３０ｂ、３０ｃに制御信号を送信する（Ｓ５０）。ここでマスタロボット１２に送信される制御信号は、マスタロボット１２の目標位置や目標姿勢といった動作指令と共に、マスタロボット１２のカメラ２２がスレーブロボット３０を撮影するための動作指令が含まれる。また、スレーブロボット３０に送信される制御信号は、スレーブロボット３０の目標位置や目標姿勢といった動作指令と共に、スレーブロボット３０のカメラ３６が他のスレーブロボット３０を撮影するための動作指令が含まれる。ここで、スレーブロボット３０に送信されるスレーブロボット３０を撮影するための動作指令は、常時、全てのスレーブロボット３０に対して生成されてもよいし、マスタロボット１２のカメラ２２がスレーブロボット３０を撮影できないときにのみ生成されるようにしてもよい。また、マスタロボット１２のカメラ２２が撮影することができないスレーブロボット３０ｃについては、他のスレーブロボット３０を撮影するための動作指令が生成されなくてもよい。なお、ステップＳ５０は、上述のステップＳ１０〜Ｓ１４、Ｓ２０〜Ｓ２８、Ｓ３０〜Ｓ４０のいずれかによって制御信号を送信する手順と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
次に、制御装置５０から送信された制御信号に基づいて、マスタロボット１２の制御部２６が、カメラ２２によってスレーブロボット３０の撮影画像を取得し、スレーブロボット３０の制御部４２が、カメラ３６によって他のスレーブロボット３０の撮影画像を取得する（Ｓ５２）。図６に示すように、マスタロボット１２の制御部２６が取得するスレーブロボット３０の撮影画像は、マスタロボット１２のカメラ２２によって撮影可能な位置にあるスレーブロボット３０ａ、３０ｂの撮影画像となる。マスタロボット１２の制御部２６は、カメラ２２によって撮影できない位置にあるスレーブロボット３０ｃの撮影画像を取得することができない。一方、スレーブロボット３０ｂの制御部４２が取得する他のスレーブロボット３０の撮影画像は、スレーブロボット３０ｂのカメラ３６によって撮影可能な位置にあるスレーブロボット３０ａ、３０ｃの撮影画像となる。したがって、マスタロボット１２のカメラ２２によって撮影できない位置にあるスレーブロボット３０ｃについても、スレーブロボット３０ｂのカメラ３６によって撮影することができる。
【００４１】
次に、スレーブロボット３０ｂの制御部４２は、カメラ３６から取得したスレーブロボット３０ｃの撮影画像（認識結果）を、通信部４０を介して制御装置５０に送信する（Ｓ５４）。ここで、スレーブロボット３０ｂの制御部４２は、マスタロボット１２を介してスレーブロボット３０ｃの認識結果を制御装置５０に送信してもよい。すなわち、スレーブロボット３０ｂの制御部４２は、通信部４０を介してスレーブロボット３０ｃの認識結果をマスタロボット１２に送信し、マスタロボット１２の制御部２６は、通信部２４を介して、スレーブロボット３０ｂから送信されたスレーブロボット３０ｃの認識結果を制御装置５０に送信してもよい。
【００４２】
制御装置５０の処理装置５６は、スレーブロボット３０ｃの認識結果を受信すると、スレーブロボット３０ｃの認識結果に基づいてスレーブロボット３０ｃの制御信号を生成する（Ｓ５６）。その後、制御装置５０の処理装置５６は、スレーブロボット３０ｃの制御信号をスレーブロボット３０ｃに送信する（Ｓ５８）。なお、ステップＳ５６はステップＳ２６、Ｓ３６と同様であり、ステップＳ５８はステップＳ２８、Ｓ４０と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、ステップＳ５８において、制御装置５０の処理装置５６は、スレーブロボット３０ｃの制御信号をスレーブロボット３０ｃに直接送信してもよいし、上述のステップＳ３８及びＳ４０に示すように、マスタロボット１２を介してスレーブロボット３０ｃの制御信号をスレーブロボット３０ｃに送信してもよい。なお、スレーブロボット３０ａ、３０ｃについては、マスタロボット１２のカメラ２２によって撮影可能であり、上述した例と同様に制御信号を生成・送信できるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４３】
このように、スレーブロボット３０がマスタロボット１２のカメラ２２によって撮影できない位置にある場合においても、他のスレーブロボット３０のカメラ３６によって全てのスレーブロボット３０を認識することができる。また、図６に示すスレーブロボット３０ｂのカメラ３６は、スレーブロボット３０ａも撮影することができる。スレーブロボット３０ａは、マスタロボット１２のカメラ２２によっても撮影される。このように、スレーブロボット３０のカメラ３６によって他のスレーブロボット３０を撮影すると、スレーブロボット３０の位置によっては、スレーブロボット３０を２以上のカメラ２２、３６によって撮影することができる。このため、制御装置５０の処理装置５６は、ステレオカメラの原理により、スレーブロボット３０の位置をより正確に特定することができる。
【実施例２】
【００４４】
図８に示すように、ロボットシステム１０は複数のマスタロボット１２を備えていてもよい。本実施例では、ロボットシステム１０は、制御装置５０と、３個のマスタロボット１２ａ〜１２ｃと、９個のスレーブロボット３０ａ〜３０ｉを備えている。マスタロボット１２ａ〜１２ｃは、発光器を備えている点が実施例１のマスタロボット１２と異なるが、その他の構成については同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、マスタロボット１２ａ〜１２ｃが備える発光器の構成は、実施例１のスレーブロボット３０が備える発光器３８と同一の構成である。マスタロボット１２ａ〜１２ｃは、それぞれ異なる点灯パターンを用いて発光器を点灯又は点滅等させる。これによって、制御装置５０はマスタロボット１２ａ〜１２ｃを識別することができる。また、制御装置５０及びスレーブロボット３０のそれぞれの構成は、上述の実施例１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４５】
図９は、本実施例の制御装置５０がマスタロボット１２及びスレーブロボット３０を制御する処理を示すフローチャートである。制御装置５０の処理装置５６は、３個のマスタロボット１２のそれぞれに、マスタロボット１２の制御信号とスレーブロボット３０の制御信号を送信する。詳細には、処理装置５６は、マスタロボット１２ａに、マスタロボット１２ａの制御信号とスレーブロボット３０ａ〜３０ｃの制御信号を送信する。処理装置５６は、マスタロボット１２ｂに、マスタロボット１２ｂの制御信号とスレーブロボット３０ｄ〜３０ｆの制御信号を送信する。処理装置５６は、マスタロボット１２ｃに、マスタロボット１２ｃの制御信号とスレーブロボット３０ｇ〜３０ｉの制御信号を送信する。すなわち、本実施例では、マスタロボット１２ａ、１２ｂ、１２ｃが、それぞれ３個のスレーブロボット３０の制御の一部を担当している。ここで、マスタロボット１２に送信されるスレーブロボット３０の制御信号は、例えば「１メートルだけ前進する」といった、概略的な動作指令とすることができる。
【００４６】
次に、制御装置５０から送信された制御信号に基づいて、マスタロボット１２の制御部２６が、マスタロボット１２のカメラ２２からスレーブロボット３０の撮影画像を取得する（Ｓ６２）。詳細には、マスタロボット１２ａの制御部２６は、マスタロボット１２ａのカメラ２２からスレーブロボット３０ａ〜３０ｃの撮影画像を取得する。同様にして、マスタロボット１２ｂの制御部２６は、スレーブロボット３０ｄ〜３０ｆの撮影画像を取得し、マスタロボット１２ｃの制御部２６は、スレーブロボット３０ｇ〜３０ｉの撮影画像を取得する。
【００４７】
次に、マスタロボット１２の制御部２６は、制御装置５０から送信されたスレーブロボット３０の制御信号と、カメラ２２から取得したスレーブロボット３０の撮影画像（認識結果）に基づいて、スレーブロボット３０の制御信号を生成する（Ｓ６４）。例えば、マスタロボット１２ａの制御部２６は、制御装置５０から送信されたスレーブロボット３０ａの概略的な動作指令となる制御信号と、カメラ２２から取得したスレーブロボット３０ａの撮影画像（認識結果）に基づいて、スレーブロボット３０ａの具体的な移動量や移動方向を含む個別の動作指令となる制御信号を生成する。同様にして、マスタロボット１２ａの制御部２６は、スレーブロボット３０ｂ、３０ｃのそれぞれについて個別の動作指令となる制御信号を生成する。また、マスタロボット１２ｂの制御部２６は、スレーブロボット３０ｄ〜３０ｆのそれぞれについて個別の動作指令となる制御信号を生成し、マスタロボット１２ｃの制御部２６は、スレーブロボット３０ｇ〜３０ｉのそれぞれについて個別の動作指令となる制御信号を生成する。
【００４８】
最後に、マスタロボット１２ａ〜１２ｃの制御部２６は、スレーブロボット３０ａ〜３０ｉの制御信号をそれぞれのスレーブロボット３０ａ〜３０ｉに送信する（Ｓ６６）。
【００４９】
本実施例では、ロボットシステム１０が複数のマスタロボット１２を備えることによって、各マスタロボット１２にスレーブロボット３０の制御の一部を担当させている。このような構成によると、制御装置５０における処理の負担が軽減され、多数のスレーブロボット３０を混乱なく制御することができる。したがって、本実施例の構成は、ロボットシステム１０が多数のスレーブロボット３０を備える場合に有効である。なお、ロボットシステム１０が備えるマスタロボット１２の数は、３個より少なくてもよいし、３個より多くてもよい。同様に、ロボットシステム１０が備えるスレーブロボット３０の数は、９個より少なくてもよいし、９個より多くてもよい。また、１個のマスタロボット１２が制御を担当するスレーブロボット３０の数も、３個より少なくてもよいし、３個より多くてもよい。
【実施例３】
【００５０】
図１０、図１１、図１２は、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０に、無線送電システムを採用した例を示す。無線送電システムを採用することにより、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０のバッテリ（図示省略）を小型化することや、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０の稼働時間を長くすることができる。図１０に示す例では、制御装置５０に送電部７０が設けられており、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０にはそれぞれ受電部７２が設けられている。制御装置５０の送電部７０は、電気を電磁波（例えばマイクロ波）に変換して、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０の受電部７２へ送信する。マスタロボット１２及びスレーブロボット３０の受電部７２は、送電部７０からの電磁波を受信して、それを電気に変換する。これにより、制御装置５０からマスタロボット１２及びスレーブロボット３０のそれぞれへ電気が無線で送電される。
【００５１】
図１１、図１２に示すように、制御装置５０に加えて、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０にも、送電部７０が設けられてもよい。このような構成によると、マスタロボット１２又はスレーブロボット３０を経由して、制御装置５０からマスタロボット１２及び全てのスレーブロボット３０へ電気を送電することができる。例えば、図１１に示す例では、マスタロボット１２に、送電部７０が設けられている。このような構成によると、制御装置５０とスレーブロボット３０ａ〜３０ｃの間に障害物１００が存在する場合でも、マスタロボット１２を経由して、制御装置５０からスレーブロボット３０ａ〜３０ｃへ電気を無線で送電することができる。図１２に示す例では、マスタロボット１２に加えて、スレーブロボット３０ａにも送電部７０が設けられている。このような構成によると、マスタロボット１２とスレーブロボット３０ｂ、３０ｃの間に障害物１００がさらに存在する場合でも、スレーブロボット３０ａを経由して、マスタロボット１２からスレーブロボット３０ｂ、３０ｃへ電気を無線で送電することができる。
【００５２】
また、制御装置５０、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０はそれぞれ、エネルギーが不足したことを通知する通知信号（以下、単に「通知信号」ともいう。）の送受信部７４を備えていてもよい。このような構成によると、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０は、エネルギーが不足したときに、エネルギーが不足したことを通知する通知信号を送受信部７４から制御装置５０、マスタロボット１２及びスレーブロボット３０のいずれかに送信する。制御装置５０、マスタロボット１２又はスレーブロボット３０は送受信部７４で通知信号を受信し、通知信号を送信したマスタロボット１２又はスレーブロボット３０にエネルギーを送信する。このような構成を採用すると、必要時にのみエネルギーを送受信することができ、省エネルギーなシステムを実現することができる。
【００５３】
実施例で説明したロボットシステム１０に関する留意点を述べる。実施例のマスタロボット１２が、請求項の「第１の移動体」の一例であり、実施例のスレーブロボット３０が、請求項の「第２の移動体」の一例である。また、実施例のマスタロボット１２のカメラ２２が、請求項の「第１認識部」の一例であり、実施例のマスタロボット１２の通信部２４が、請求項の「第１送信部」、「第１受信部」、「第４受信部」及び「第４送信部」の一例であり、実施例のマスタロボット１２の駆動部１４が、請求項の「第１駆動機構」の一例であり、実施例のマスタロボット１２の制御部２６が、請求項の「第２生成部」の一例である。また、実施例のスレーブロボット３０の通信部４０が、請求項の「第２受信部」及び「第３送信部」の一例であり、実施例のスレーブロボット３０の駆動部３２が、請求項の「第２駆動機構」の一例であり、実施例のスレーブロボット３０のカメラ３６が、請求項の「第３認識部」の一例である。また、実施例の制御装置５０のカメラ５２が、請求項の「第２認識部」の一例であり、実施例の制御装置５０の通信部６２が、請求項の「第３受信部」、「第２送信部」及び「第５受信部」の一例であり、実施例の処理装置５６が、請求項の「第１生成部」の一例である。また、実施例の送受信部７４が、請求項の「通知信号送信部」及び「通知信号受信部」の一例である。
【００５４】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０：ロボットシステム
１２：マスタロボット
１４：マスタロボットの駆動部
１６：マスタロボットのプロペラ
１８：マスタロボットのモータ
２０：マスタロボットのセンサ
２２：マスタロボットのカメラ
２４：マスタロボットの通信部
２６：マスタロボットの制御部
３０：スレーブロボットロボット
３２：スレーブロボットの駆動部
３４：スレーブロボットのセンサ
３６：スレーブロボットのカメラ
３８：スレーブロボットの発光器
４０：スレーブロボットの通信部
４２：スレーブロボットの制御部
５０：制御装置
５２：制御装置のカメラ
５４：タッチパネル
５６：制御装置の処理装置
５８：処理装置の記憶部
６０：処理装置のプロセッサ
６２：処理装置の通信部
７０：送電部
７２：受電部
７４：通知信号の送受信部
１００：障害物
【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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