(57)【要約】  ロボット制御装置（１０３）は、予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するものであって、受信部（１０７）と、経路決定部（１１２）と、指令部（１１３）とを備える。受信部（１０７）は、制御領域に置かれた物が占める領域を示すセンサデータをセンサから受信する。経路決定部（１１２）は、受信されたセンサデータに基づいて、ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する。指令部（１１３）は、決定された移動経路に従ってロボットを移動させる移動指令を作成してロボットへ送信する。
2016067467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するロボット制御装置であって、
前記制御領域に置かれた物が占める領域を示すセンサデータをセンサから受信する受信部と、
前記受信されたセンサデータに基づいて、前記ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する経路決定部と、
前記決定された移動経路に従って前記ロボットを移動させる移動指令を作成して前記ロボットへ送信する指令部とを備えるロボット制御装置。
【請求項２】
前記ロボットの移動を妨げる障害物の外縁の形状を示す障害物データを記憶する障害物データ記憶部をさらに備え、
前記経路決定部は、
前記受信されたセンサデータと前記記憶された障害物データとに基づいて、前記障害物が占める領域を特定する障害特定部と、
前記ロボットが前記特定された障害物を回避する経路を前記移動経路として決定する障害回避部とを有する
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項３】
ロボットを移動させる際に障害物から離間させる距離を示す間隔データを記憶する間隔データ記憶部をさらに備え、
前記障害回避部は、前記特定された障害物が占める領域を特定し、当該特定した障害物が占める領域と前記間隔データとに基づいて前記特定された障害物の周辺領域を特定し、前記特定された障害物が占める領域及び周辺領域を前記制御領域から除いた移動可能領域を特定し、当該特定した移動可能領域に含まれる経路の中から前記移動経路を決定する
請求項２に記載のロボット制御装置。
【請求項４】
ユーザの指示に基づいて、ロボットが移動する目的位置を決定する目的位置設定部をさらに備え、
前記障害回避部は、前記特定された障害物を回避して現在位置から目的位置に至る経路のうち、距離が最も短いものを前記移動経路として決定する
請求項２又は３に記載のロボット制御装置。
【請求項５】
ユーザの動作と当該動作に応じた設定内容とを含む動作−設定データを記憶する動作−設定データ記憶部をさらに備え、
前記目的位置設定部は、
前記受信されたセンサデータに基づいて、ユーザの動作を特定するユーザ動作特定部と、
前記記憶された動作−設定データと前記特定されたユーザの動作とに基づいて、前記目的位置を決定する指示位置決定部とを有する
請求項４に記載のロボット制御装置。
【請求項６】
前記経路決定部は、前記受信部によって前記ロボットの移動中に受信されるセンサデータに基づいて、前記ロボットの移動方向に障害物があるか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記障害回避部は、前記判定部によって前記障害物があると判定された場合に、前記受信されたセンサデータに基づいて、前記移動経路を再び決定する
請求項２から５のいずれか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項７】
前記受信部は、前記制御領域のうちの共通のセンシング領域を有する複数のセンサの各々からセンサデータを受信する
請求項１から６までのいずれか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載されたロボット制御装置と、
前記センサデータを生成して前記ロボット制御装置へ送信するセンサと、
前記送信された移動指令を受信し、当該受信した移動指令に従って移動するロボットとを備え、
前記ロボット制御装置と前記センサと前記ロボットとが、個別に設けられているロボットシステム。
【請求項９】
予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するロボット制御方法であって、
受信部が、前記制御領域に置かれた物が占める領域を示すセンサデータをセンサから受信することと、
経路決定部が、前記受信されたセンサデータに基づいて、前記ロボットを移動させる経路である移動経路を決定することと、
指令部が、前記決定された移動経路に従って前記ロボットを移動させる移動指令を作成して前記ロボットへ送信することとを含むロボット制御方法。
【請求項１０】
予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するためのプログラムであって、
コンピュータを、
前記制御領域に置かれた物が占める領域を示すセンサデータをセンサから受信する受信部、
前記受信されたセンサデータに基づいて、前記ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する経路決定部、
前記決定された移動経路に従って前記ロボットを移動させる移動指令を作成して前記ロボットへ送信する指令部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
引用文献１に記載の移動ロボットシステムは、ロボットと、ロボット制御装置とを備える。引用文献１に記載のロボットは、カメラセンサと移動機構とを有する。引用文献１に記載のロボット制御装置は、カメラセンサで撮影された周辺環境の画像を受信して表示するタッチパネルを有する。【０００３】
引用文献１に記載のロボット制御装置は、タッチパネルに表示されている画面内の任意点の位置を操作者が指定したとき、その任意点に対応する実際の位置を目標位置として、ロボットの移動機構を制御してロボットを自動的に移動させる。【０００４】
また、引用文献１には、障害物との衝突を防ぐための超音波センサや赤外線センサのような障害物センサをロボットに組み合わせることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１７９６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
引用文献１に記載の移動ロボットシステムでは、ロボットを自動的に移動させるために、カメラセンサ、超音波センサ、赤外線センサなどの多数のセンサが搭載される。そのため、ロボットを構成する部品点数が多くなるので、ロボットの物理的な構成が複雑になる。【０００７】
また、多数のセンサが搭載されると、ロボットが、各センサからの情報を処理し、それに伴って、移動を制御したり、種々の情報をロボット制御装置と情報を送受信したりするなど、ロボットが種々の機能を備える必要がある。そのため、ロボットの機能的な構成が複雑になる。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ロボットに多数のセンサを搭載しなくてもロボットを自動的に移動させることが可能なロボット制御装置などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るロボット制御装置は、予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するものであって、受信部と、経路決定部と、指令部とを備える。受信部は、制御領域に置かれた物が占める領域を示すセンサデータをセンサから受信する。経路決定部は、受信されたセンサデータに基づいて、ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する。指令部は、決定された移動経路に従ってロボットを移動させる移動指令を作成してロボットへ送信する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロボット制御装置は、制御領域において物が占める領域を示すセンサデータに基づいて移動経路を決定し、その決定した移動経路に従ってロボットを移動させる移動指令をロボットへ送信する。これにより、カメラセンサ、超音波センサ、赤外線センサなどのセンサをロボットに搭載しなくても、移動経路を決定することができるとともに、決定した移動経路に従ってロボットを移動させることができる。従って、ロボットに多数のセンサを搭載しなくてもロボットを自動的に移動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るロボットシステムの構成を示す図である。
【図２】一実施の形態に係るロボット制御装置の機能的な構成を示す図である。
【図３Ａ】一実施の形態に係るロボット制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３Ｂ】一実施の形態に係るロボット制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図３Ａに示す目的位置設定処理Ｓ１０２の流れを示すフローチャートである。
【図５】画像データによって示される画像の一例を示す図である。
【図６】図５に示す画像において設定される目的位置の一例を示す図である。
【図７】図５に示す画像において特定されたロボットの現在位置及び向きと、移動可能領域の一例を示す図である。
【図８】図５に示す画像において決定された移動経路の一例を示す図である。
【図９】本発明の変形例１に係るロボットシステムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。全図を通じて同一の要素には同一の参照符号を付す。
【００１３】
本発明の一実施の形態に係るロボットシステム１００は、図１に示すように、個別に設けられた撮像センサ１０１、ロボット１０２及びロボット制御装置１０３を備える。
【００１４】
撮像センサ１０１とロボット制御装置１０３とは、無線又は有線によって相互に通信可能に接続されている。ロボット１０２とロボット制御装置１０３とは、無線によって相互に通信可能に接続されている。これによって、ロボットシステム１００は、ユーザの指示に従ってロボット１０２を自動的に移動させる。
【００１５】
撮像センサ１０１は、ロボット制御装置１０３によりロボット１０２の移動を制御する領域（制御領域）として予め定められた部屋の床全体を含む画像を継続的に撮影するセンサであって、その部屋の天井、壁などに固定される。撮像センサ１０１は、撮影した画像を示す画像データを生成してロボット制御装置１０３へ送信する。
【００１６】
なお、本実施の形態では、１つの撮像センサ１０１によって、部屋の床全体を含む画像を撮影する例を説明するが、複数の撮像センサ１０１によって、部屋の床全体を含む画像を撮影してもよい。この場合、各撮像センサ１０１が画像データを生成してロボット制御装置１０３へ送信する。
【００１７】
撮像センサ１０１によって撮影される画像は、撮像センサ１０１の設置位置から見た部屋の床全体を含むので、この画像には、部屋に置かれた種々の物が含まれる。「部屋に置かれた物」は、例えば、部屋の床に直接置かれた家具、家電製品などを含む。また、「部屋に置かれた物」は、家具などに置かれた食器、家電製品、本、雑誌などを含む。家具は、例えば、テーブル、ベッド、テレビ台などであり、家電製品は、例えば、冷蔵庫、テレビなどであり、食器は、例えば、コップ、皿などである。このように、画像データが示す画像は、部屋に置かれた物が占める領域を二次元で示すので、本実施の形態での画像データは、制御領域に置かれた物が占める領域を示すセンサデータの一例である。
【００１８】
ここで、「物」は、ロボット１０２を移動させる指示を与える人（ユーザ）以外の人を含んでもよい。後述する「障害物」も同様である。
【００１９】
また、「制御領域に置かれた物が占める領域」は、例えば、制御領域における物の位置、物の外縁の形状、物の大きさなどを組み合わせて特定することができる。物の外縁の形状は、センサデータによって示される物の外縁自体の形状に限られず、例えば、その物の外縁に接する、各角が鋭角の多角形の形状などであってもよい。
【００２０】
ロボット１０２は、移動時に接している面である床の上を移動し、これによって、例えばユーザの活動を支援する。ロボット１０２は、図１に示すように、ロボット１０２の向き（例えば、前進させた場合の進行方向）を示す指標１０４が上面に設けられたロボット本体１０５と、ロボット本体１０５の概ね中心から上方へ延び、コップなどを挟持することで保持する保持部（図示せず）などが先端に取り付けられる支持部１０６とを備える。
【００２１】
ロボット本体１０５には、ロボット１０２が移動するための移動機構、移動指令を受信するなどロボット制御装置１０３と通信する通信部、移動指令に従って移動機構を制御する移動制御部とを備える。移動機構は、例えば、複数のタイヤ、複数のモータなどから構成される。
【００２２】
移動指令は、ロボット１０２の移動を制御するための指令であって、例えば、移動機構が備える各モータから出力するトルクの大きさ、各モータへ入力する電流の大きさなどを含む。移動制御部は、受信された移動指令に従って、移動機構を制御する。これにより、ロボット１０２は、移動指令に従って移動する。
【００２３】
このように、ロボット１０２は、カメラセンサ、超音波センサ、赤外線センサなどのセンサ、センサから出力される情報を処理するための構成も備えてなくても、ロボット制御装置１０３からの移動指令に従って移動することができる。
【００２４】
ロボット制御装置１０３は、制御領域としての部屋におけるロボット１０２の移動を遠隔制御する装置である。ロボット制御装置１０３は機能的には、図２に示すように、画像データを撮像センサ１０１から受信する受信部１０７と、動作−設定データを記憶する動作−設定データ記憶部１０８と、ユーザの指示に基づいて、ロボット１０２が移動する目的位置を設定する目的位置設定部１０９と、障害物データを記憶する障害物データ記憶部１１０と、間隔データを記憶する間隔データ記憶部１１１と、受信部１０７によって受信された画像データに基づいて、移動経路を決定する経路決定部１１２と、経路決定部１１２によって決定された移動経路に従ってロボット１０２を移動させる移動指令を作成してロボット１０２へ送信する指令部１１３と、各種情報を表示する表示部１１４と、設定、指示などのためにユーザが入力する入力部１１５とを備える。ここで、移動経路は、ロボット１０２が現在位置から目的位置へ至るまでに移動する経路であり、最短経路であることが望ましい。
【００２５】
本実施の形態では、このような機能を備えることによって、ロボット制御装置１０３は、ユーザの指示に基づいてロボット１０２の移動先である目的位置を設定する。ロボット制御装置１０３は、決定した現在位置から障害物を回避しつつ目的位置に至る経路を、移動経路として決定する。ロボット制御装置１０３は、決定した移動経路に従ってロボット１０２を移動させる移動指令を作成してロボット１０２へ送信する。
【００２６】
動作−設定データ記憶部１０８に記憶される動作−設定データは、ユーザの動作とその動作に応じた設定内容とを含むデータであり、例えばユーザ、製造者によって予め設定される。ここでの設定内容には、動作−設定データ記憶部１０８、障害物データ記憶部１１０、間隔データ記憶部１１１に記憶されるデータの内容などが含まれる。
【００２７】
例えば、動作−設定データは、ユーザのジェスチャと、それに応じて目的位置を設定すること及びその目的位置を設定するための方法とを含む。このデータを参照することで、ユーザの指示による目的位置を設定することができる。
【００２８】
目的位置を設定するための動作−設定データには、詳細には例えば、飲み物を飲むジェスチャと、飲み物が入れられる容器（例えば、コップ）を保持できる位置を目的位置として決定するための方法とを含む。また例えば、指で方向を指し示すジェスチャと、指し示された方向に置かれている予め定められた物を保持できる位置を目的位置として決定するための方法とを含む。
【００２９】
なお、ユーザの動作は、ユーザが文字、記号などを撮像センサ１０１に撮影させる動作であってもよく、この場合、動作−設定データには、この文字、記号などと、それに応じた設定内容が含まれる。ロボット制御装置１０３が、マイクを備える場合、ユーザの動作は、ユーザの発する音声であってもよい。
【００３０】
本実施の形態に係る目的位置設定部１０９は、受信部１０７によって受信される画像データに基づいて、ユーザの動作を特定するユーザ動作特定部１１６と、動作−設定データ記憶部１０８に記憶された動作−設定データとユーザ動作特定部１１６によって特定されたユーザの動作とに基づいて、目的位置を決定する指示位置決定部１１７とを備える。これによって、ユーザが撮像センサ１０１によって撮影されている場合、ユーザは、動作によって目的位置を指示することができる。
【００３１】
目的位置設定部１０９は、入力部１１５への入力に基づいて、ユーザの指示に係る目的位置を決定してもよい。
【００３２】
障害物データ記憶部１１０に記憶される障害物データは、ロボット１０２の移動を妨げる障害物の外縁の形状を示すデータであって、例えばユーザ、製造者によって予め設定される。障害物は、例えば、上述のような部屋に置かれる物を含む。
【００３３】
間隔データ記憶部１１１に記憶される間隔データは、ロボット１０２を移動させる際に障害物から離間させる距離（例えば、数センチ程度）を示す。このデータを参照することで、ロボット１０２を障害物から離間させて移動させることができる。
【００３４】
本実施の形態に係る経路決定部１１２は、受信部１０７によって受信された画像データと障害物データ記憶部１１０に記憶された障害物データとに基づいて、障害物が占める領域を特定する障害特定部１１８と、受信部１０７によってロボット１０２の移動中に受信される画像データと障害物データ記憶部１１０に記憶された障害物データとに基づいて、ロボット１０２の移動方向に障害物があるか否かを判定する判定部１１９と、障害特定部１１８によって特定された障害物をロボット１０２が回避する経路を移動経路として決定する障害回避部１２０とを有する。
【００３５】
詳細には、判定部１１９は、ロボット１０２の現在位置から移動経路に沿って、予め定められた距離又は予め定められた時間内にロボット１０２が到達すると予想される距離に障害物があるか否かを判定する。
【００３６】
詳細には、障害回避部１２０は、画像データによって示される画像に基づいて、ロボット１０２の現在位置と向きを特定する。障害回避部１２０は、画像データによって示される画像に中から、障害特定部１１８によって特定された障害物が占める領域を特定する。
【００３７】
障害回避部１２０は、特定された障害物が占める領域と、間隔データ記憶部１１１に記憶された間隔データとに基づいて、障害特定部１１８によって特定された障害物の周辺領域を特定する。周辺領域は、画像データによって示される画像において、間隔データによって示される間隔で障害物をその外縁に沿って囲む領域である。
【００３８】
障害回避部１２０は、移動可能領域を特定する。移動可能領域は、ロボット１０２が障害物を避けて移動できる領域であって、画像データによって示される画像において、障害特定部１１８によって特定された障害物が占める領域及び周辺領域を床全体から除いた領域である。
【００３９】
障害回避部１２０は、特定した移動可能領域に含まれる経路の中から移動経路を決定する。このとき、障害回避部１２０は、特定された障害物を回避する経路のうち、ロボット１０２の現在位置から目的位置までの移動距離が最も短くなる経路を、移動経路として決定してもよい。
【００４０】
判定部１１９によって障害物があると判定された場合に、障害回避部１２０は、受信部１０７によって受信された画像データに基づいて、移動経路を再び決定する。
【００４１】
表示部１１４は、例えば、受信部１０７によって受信された画像データが示す画像を表示する。例えば、表示部１１４は、目的位置設定部１０９によって設定された位置に対応する箇所を、画像データが示す画像上に表示する。例えば、表示部１１４は、経路決定部１１２によって決定された移動経路に対応する経路を、画像データが示す画像上に表示する。
【００４２】
なお、表示部１１４は、動作−設定データ記憶部１０８、障害物データ記憶部１１０、間隔データ記憶部１１１に記憶される各データに含まれる内容を表示してもよい。
【００４３】
入力部１１５は、例えば、目的位置の指示が入力される。タッチパネルが採用される場合、表示部１１４に表示された部屋の画像（画像データが示す画像）においてユーザがタッチした箇所に対応する実空間での位置が、目的位置として決定されてもよい。
【００４４】
なお、入力部１１５は、動作−設定データ記憶部１０８、障害物データ記憶部１１０、間隔データ記憶部１１１に記憶される各データを設定するための入力を受け付けてもよい。
【００４５】
ロボット制御装置１０３は物理的には、例えば、１つ又は複数のプロセッサ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、液晶ディスプレイ、入力用のボタン、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、有線又は無線で通信するための１つ又は複数の通信インタフェースなどを適宜組み合わせて構成される。
【００４６】
ロボット制御装置１０３が発揮する各機能は、例えば、ソフトウェアプログラム（プログラム）が組み込まれた専用の装置によって実現されてもよく、プログラムを汎用のコンピュータが実行することによって実現されるとよい。ここでのコンピュータは、ノート型のパーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォンなども含む。従って、本発明は、コンピュータに各機能を発揮させるプログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。
【００４７】
プログラムがインストールされた汎用のコンピュータ、そのプログラム、そのプログラムが記録された記憶媒体が採用される場合、そのプログラムは、専用の装置のためのものでなくてよいので、開発コストを抑えることができる。また、機能の追加又は修正、バグの修正のためのプログラムをインターネットなどを介して提供できるので、プログラムの更新を容易にすることが可能になる。さらに、汎用のコンピュータでは、ロボット１０２に情報処理のためのモジュール（プロセッサ、各種メモリなど）を搭載するよりも、一般的に、ユーザは比較的高性能なものが低価格であるため高性能なものを入手し易い。そのため、汎用のコンピュータであれば、複雑な情報処理であっても、ロボット１０２に搭載したモジュールにより情報処理を実行する場合よりも、速く実行することができる。
【００４８】
これまで、本発明の一実施の形態に係るロボットシステム１００の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係るロボットシステム１００の動作について説明する。
【００４９】
ロボット制御装置１０３は、図３Ａに示すように、部屋におけるロボット１０２の移動を遠隔制御するためのロボット制御方法を実行する。ロボット制御方法は、例えば、ロボットシステム１００が動作している間、繰り返し実行される。
【００５０】
受信部１０７は、部屋の床全体の画像を少なくとも含む画像を示す画像データを撮像センサ１０１から受信する（ステップＳ１０１）。図５に、部屋の床１２１の全体を含む画像の一例を示す。同図に示す画像は、ロボット１０２と、床１２１に置かれたテーブル１２２及びベッド１２３と、テーブル１２２に置かれたコップ１２４との画像を含む。
【００５１】
目的位置設定部１０９は、撮像センサ１０１から受信した画像データ又は入力部１１５への入力に基づいて、目的位置を設定する（ステップＳ１０２）。
【００５２】
図４に、撮像センサ１０１から受信した画像データに基づいて、目的位置を設定するための目的位置設定処理（ステップＳ１０２）の流れの一例を示す。
【００５３】
ユーザ動作特定部１１６は、受信部１０７によって取得される画像データに基づいて、例えばパターンマッチングによりユーザの動作を特定する（ステップＳ２０１）。
【００５４】
詳細には、ユーザ動作特定部１１６は、ユーザの動作と、その動作に応じた画像の特徴量とを対応付けたデータを予め保持する。ユーザ動作特定部１１６は、例えばパターンマッチングにより、画像データが示す画像にユーザが含まれているか否かを判定する。ユーザが含まれていると判定した場合、ユーザ動作特定部１１６は、画像データが示す画像に含まれるユーザの動作に応じた画像の特徴量と、予め保持しているデータにより示される特徴量とが、予め定められた範囲であるか否かを判定する。予め定められた範囲であると判定した場合に、ユーザ動作特定部１１６は、予め保持しているデータにおいて、そのユーザの動作に対応付けられたユーザの動作を特定する。
【００５５】
このような方法によって、例えば、ユーザが飲み物を飲むジェスチャをした場合、ユーザ動作特定部１１６は、飲み物を飲むユーザの動作を特定する。
【００５６】
指示位置決定部１１７は、動作−設定データ記憶部１０８に記憶された動作−設定データが、ユーザ動作特定部１１６によって特定されたユーザの動作を含むか否かを判定する。動作−設定データが特定されたユーザの動作を含む場合、指示位置決定部１１７は、動作−設定データを参照することによって、そのユーザの動作に応じた設定内容を特定し、特定した設定内容に基づいて、ユーザの指示に係る目的位置を決定する（ステップＳ２０２）。
【００５７】
例えば、動作−設定データが、飲み物を飲むユーザの動作に応じた設定内容として、上述のように、飲み物が入れられる容器を保持できる位置を目的位置として決定するための方法を含むとする。そして、ユーザ動作特定部１１６によって飲み物を飲むユーザの動作が特定された場合、指示位置決定部１１７は、飲み物が入れられる容器を保持できる位置を目的位置として決定する。図６には、飲み物が入れられる容器であるコップ１２４を保持できる位置が、目的位置ＤＰとして決定された例を示す。
【００５８】
指示位置決定部１１７は、決定した目的位置を保持し（ステップＳ２０３）、これによって、目的位置が設定される。指示位置決定部１１７は、図３Ａに示すロボット制御処理へ戻る。
【００５９】
障害特定部１１８は、例えば上述と同様のパターンマッチングにより、受信部１０７によって受信された画像データが示す画像に、障害物データ記憶部１１０に記憶された障害物データが示す障害物を検出する。
【００６０】
ここで例えば、障害特定部１１８は、部屋に何も物が置かれていない状態での画像を示す画像データを予め保持し、その画像と、受信部１０７によって受信された画像データが示す画像とを比較することによって、障害物の候補となる画像を抽出してもよい。そして、抽出した画像と障害物データが示す障害物の画像とを比較することによって、障害物を検出してもよい。
【００６１】
障害特定部１１８は、受信部１０７によって受信された画像データが示す画像において、検出した障害物が占める領域を特定する（ステップＳ１０３）。
【００６２】
障害回避部１２０は、特定された障害物が占める領域と、間隔データ記憶部１１１に記憶された間隔データとに基づいて、障害特定部１１８によって特定された障害物の周辺領域を特定する。そして、障害回避部１２０は、画像データによって示される画像において、障害特定部１１８によって特定された障害物が占める領域及び周辺領域を床全体から除いた移動可能領域を特定する（ステップＳ１０４）。
【００６３】
障害回避部１２０は、画像データによって示される画像に基づいて、ロボット１０２の現在位置と向きを特定する（ステップＳ１０５）。
【００６４】
詳細には、ロボット１０２の現在位置は、部屋におけるロボット１０２の現在位置であり、例えば、画像データによって示される画像から、ロボット１０２の外縁の形状をパターンマッチングで検出することによって、特定される。
【００６５】
ロボット１０２の向きは、部屋におけるロボット１０２の現在の向きであり、例えば、画像データによって示される画像から、ロボット１０２の指標１０４をパターンマッチングで検出することによって、特定される。
【００６６】
ロボット１０２の外縁の形状及び指標１０４の形状を示すデータは、例えば障害回避部１２０が予め保持されるとよい。
【００６７】
ここで、図７は、図５に示す画像に基づいてステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理が実行されることによって特定された障害物が占める領域、それらの周辺領域、ロボット１０２の現在位置ＰＰ及び向きの一例を示す。図７において、上述のように指標１０４に基づいて特定されるロボット１０２の向きは、矢印ＡＬにより示される。また、図７に示す例では、障害物は、テーブル１２２及びベッド１２３である。テーブル１２２の上に置かれたコップ１２４の画像は、障害物であるテーブル１２２の画像に含まれるため、コップ１２４は、障害物とはされていない。
【００６８】
図７の例では、ベッド１２３については、それが占める領域がベッドの画像自体と一致している。また、テーブル１２２については、テーブル１２２の外縁に接する各角が鋭角の多角形が、テーブル１２２が占める領域１２５とされている。
【００６９】
同図に示す２点鎖線１２６，１２７は、それぞれ、テーブル１２２が占める領域１２５、ベッド１２３が占める領域の周辺領域の境界である。すなわち、床１２１の全体のうち２点鎖線１２６で囲まれる領域が、障害物であるテーブル１２２が占める領域及びその周辺領域である。また、床１２１の全体のうち２点鎖線１２７で囲まれる領域が、障害物であるベッド１２３が占める領域及びその周辺領域である。
【００７０】
障害回避部１２０は、ステップＳ１０５にて特定した移動可能領域に含まれる経路の中から、移動距離が最も短くなる経路を、移動経路として決定する（ステップＳ１０６）。
【００７１】
このような方法によって決定された移動経路ＭＰの一例を図８に示す。同図に示す移動経路ＭＰは、ステップＳ１０５にて特定した移動可能領域を移動することで、現在位置ＰＰから目的位置ＤＰに至る最短経路である。移動可能領域は、障害物が占める領域とその周辺領域とを除いた領域であるため、移動可能領域を移動することで、ロボット１０２が障害物に衝突することを防ぐことができる。
【００７２】
このように、部屋の床全体を示す画像に基づいて移動経路が決定されるので、確実に障害物を回避できる経路を決定することが可能になるとともに、障害物を回避できる経路の中で最も距離が短いものを決定することが可能になる。
【００７３】
指令部１１３は、ステップＳ１０６にて決定された移動経路に従ってロボット１０２を移動させる移動指令を作成し、その移動指令をロボット１０２へ送信する（ステップＳ１０７）。ロボット１０２は、移動指令を受信する。ロボット１０２は、移動指令に従って移動するので、ステップＳ１０６で決定された移動経路に従って移動することになる。
【００７４】
図３Ｂを参照し、受信部１０７は、ロボット１０２の移動中に、ステップＳ１０１と同様に画像データを撮像センサ１０１から受信する（ステップＳ１０８）。
【００７５】
判定部１１９は、ステップＳ１０８にて受信された画像データが示す画像に基づいて、ステップＳ１０５と同様の方法により、ロボット１０２の現在位置と向きとを特定する（ステップＳ１０９）。
【００７６】
判定部１１９は、ステップＳ１０８にて受信された画像データが示す画像と、ステップＳ１０９にて特定したロボット１０２の現在位置及び向きとに基づいて、ステップＳ１０４と同様の方法により障害物を特定する。これによって、判定部１１９は、ロボット１０２の移動方向に障害物があるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００７７】
障害物があると判定した場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理が再び実行される。これにより、ロボット１０２の移動中に、ユーザなどが障害物を移動させた場合であっても、それを回避できる移動経路が決定される。そして、再び決定された移動経路に従って、ロボット１０２を移動させることができる。
【００７８】
障害物がないと判定した場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、指令部１１３は、ステップＳ１０８にて受信された画像データに基づいて、ロボット１０２が目的位置に到着したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
【００７９】
目的位置に到着していないと判定した場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、指令部１１３は、決定された移動経路に従ってロボット１０２を移動させる移動指令を送信する（ステップＳ１１２）。
【００８０】
目的位置に到着したと判定した場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、指令部１１３は、移動指令の送信を停止し（ステップＳ１１３）、ロボット制御処理を終了する。
【００８１】
以上、本発明の一実施の形態について説明した。
本実施の形態によれば、ロボット制御装置１０３は、部屋において物が占める領域を示す画像データに基づいて移動経路を決定し、その決定した移動経路に従ってロボット１０２を移動させる移動指令をロボット１０２へ送信する。これにより、カメラセンサ、超音波センサ、赤外線センサなどのセンサをロボット１０２に搭載しなくても、移動経路を決定することができるとともに、決定した移動経路に従ってロボット１０２を移動させることができる。従って、ロボット１０２に多数のセンサを搭載しなくてもロボット１０２を自動的に移動させることが可能になる。
【００８２】
変形例１．
実施の形態では、部屋を撮影する撮像センサ１０１が１台である例を説明した。しかし、図９に示すように、ロボットシステム２００は、部屋の中で共通の領域（センシング領域）を撮影する撮像センサ２０１ａ，２０１ｂが複数設けられてもよい。ここで、センシング領域は、制御領域としての部屋の床全体であってもよく、その一部であってもよい。
【００８３】
これにより、共通の各撮像センサ１０１から異なる角度の画像を示す画像データを得ることができるので、部屋に置かれたものを立体的に特定することができる。
【００８４】
１台の撮像センサ１０１による二次元的な画像に基づいて移動経路を決定する場合、移動経路と撮像センサ１０１との間に障害物があるときには、ロボット１０２が、実空間では、間隔データが示す距離よりも離れた位置を通過することになる。
【００８５】
部屋に置かれたものを立体的に特定することによって、移動経路と撮像センサ１０１との間に障害物がある場合が低減するので、障害物の近傍を通過させることができる。従って、本変形例によれば、実空間での最短経路に近い経路を決定してロボット１０２を移動させることが可能になる。
【００８６】
変形例２．
実施の形態では、センサデータが、制御領域に置かれた物が占める領域を二次元的に示す例を説明した。しかし、センサデータは、これに限られない。
【００８７】
例えば、センサは、超音波、レーザ、赤外線などを一定の方向へ照射し、対象物での反射波に基づいてセンサから対象物までの距離を測定する測距センサが主走査方向に並べられたラインセンサであってもよい。この場合、センサデータは、制御領域に置かれた物が占める領域を二次元的（主走査方向と高さ方向）に示す。例えば、主走査方向を中心に一定の角度の範囲でラインセンサを回転させることによって、ラインセンサにより検出される領域を副走査方向（主走査方向と高さ方向とに垂直な方向）に移動させることができる。このような方法で少なくとも制御領域の床全体を走査することによって得られるセンサデータを処理することによって、部屋に置かれた物が占める領域を二次元的又は三次元的に把握することが可能になる。
【００８８】
例えば、２つの撮像センサを組み合わせたステレオカメラをセンサとして採用する場合、ステレオカメラから出力されるセンサデータは、制御領域に置かれた物が占める領域を三次元的に示す。
【００８９】
変形例３．
実施の形態では、ロボット１０２の移動中に移動経路に障害物が検出された場合に、その障害物を回避する移動経路が再び決定する例により説明した。しかし、例えば、ロボット１０２が挟持部などによってその障害物を移動経路から取り除ける場合には、ロボット１０２がそれを移動させてもよい。これによれば、移動経路を再び決定しなくても、ロボット１０２を最短の経路で移動させることができる。
【００９０】
変形例４．
実施の形態では、ロボット制御装置１０３が、１台のロボット１０２を制御する例により説明した。しかし、ロボットシステムが複数のロボット１０２を備え、ロボット制御装置が、その複数のロボット１０２を制御してもよい。
【００９１】
これによれば、部屋の床全体を含む画像に基づいて、各ロボット１０２の移動経路を決定することができる。従って、各ロボット１０２が互いに移動を阻害しない移動経路を決定することが可能になる。
【００９２】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、ロボットを自動的に移動させるロボット制御装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１００，２００  ロボットシステム、１０１，２０１ａ，２０１ｂ  撮像センサ、１０２  ロボット、１０３  ロボット制御装置、１０４  指標、１０５  ロボット本体、１０７  受信部、１０８  動作−設定データ記憶部、１０９  目的位置設定部、１１０  障害物データ記憶部、１１１  間隔データ記憶部、１１２  経路決定部、１１３  指令部、１１６  ユーザ動作特定部、１１７  指示位置決定部、１１８  障害特定部、１１９  判定部、１２０  障害回避部。
【図１】
2016067467.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月10日(2016.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るロボット制御装置は、予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するものであって、受信部と、経路決定部と、指令部とを備える。受信部は、制御領域に置かれた物が占める領域を２次元で示すセンサデータをセンサから受信する。経路決定部は、受信されたセンサデータに基づいて、ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する。指令部は、決定された移動経路に従ってロボットを移動させる移動指令を作成してロボットへ送信する。経路決定部は、ロボットの移動を妨げる障害物の外縁の形状を示す障害物データと受信されたセンサデータとに基づいて、障害物が占める領域を特定する障害特定部と、ロボットが障害物を回避する経路を移動経路として決定する障害回避部とを有する。
【手続補正２】
【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】
予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するロボット制御装置であって、
前記制御領域に置かれた物が占める領域を２次元で示すセンサデータをセンサから受信する受信部と、
前記受信されたセンサデータに基づいて、前記ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する経路決定部と、
前記決定された移動経路に従って前記ロボットを移動させる移動指令を作成して前記ロボットへ送信する指令部とを備え、
前記経路決定部は、
前記ロボットの移動を妨げる障害物の外縁の形状を示す障害物データと前記受信されたセンサデータとに基づいて、前記障害物が占める領域を特定する障害特定部と、
前記ロボットが前記障害物を回避する経路を前記移動経路として決定する障害回避部とを有するロボット制御装置。 
【請求項２】
前記障害物データを記憶する障害物データ記憶部をさらに備える
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記ロボットを移動させる際に障害物から離間させる距離を示す間隔データを記憶する間隔データ記憶部をさらに備え、
前記障害回避部は、前記障害物が占める領域と前記間隔データとに基づいて前記障害物の周辺領域を特定し、前記障害物が占める領域及び前記周辺領域を前記制御領域から除いた移動可能領域を特定し、当該特定した移動可能領域に含まれる経路の中から前記移動経路を決定する
請求項１又は２に記載のロボット制御装置。
【請求項４】
ユーザの指示に基づいて、前記ロボットが移動する目的位置を決定する目的位置設定部をさらに備え、
前記障害回避部は、前記障害物を回避して現在位置から目的位置に至る経路のうち、距離が最も短いものを前記移動経路として決定する
請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項５】
ユーザの動作と当該動作に応じた設定内容とを含む動作−設定データを記憶する動作−設定データ記憶部をさらに備え、
前記目的位置設定部は、
前記受信されたセンサデータに基づいて、ユーザの動作を特定するユーザ動作特定部と、
前記動作−設定データと前記ユーザの動作とに基づいて、前記目的位置を決定する指示位置決定部とを有する
請求項４に記載のロボット制御装置。
【請求項６】
前記経路決定部は、前記受信部によって前記ロボットの移動中に受信されるセンサデータに基づいて、前記ロボットの移動方向に障害物があるか否かを判定する判定部をさらに備え、
前記障害回避部は、前記判定部によって前記障害物があると判定された場合に、前記受信されたセンサデータに基づいて、前記移動経路を再び決定する
請求項１から５のいずれか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項７】
前記受信部は、前記制御領域のうちの共通のセンシング領域を有する複数のセンサの各々からセンサデータを受信する
請求項１から６のいずれか１項に記載のロボット制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載されたロボット制御装置と、
前記センサデータを生成して前記ロボット制御装置へ送信するセンサと、
前記送信された移動指令を受信し、当該受信した移動指令に従って移動するロボットとを備え、
前記ロボット制御装置と前記センサと前記ロボットとが、個別に設けられているロボットシステム。
【請求項９】
予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するロボット制御方法であって、
受信部が、前記制御領域に置かれた物が占める領域を２次元で示すセンサデータをセンサから受信する受信ステップと、
経路決定部が、前記受信されたセンサデータに基づいて、前記ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する経路決定ステップと、
指令部が、前記決定された移動経路に従って前記ロボットを移動させる移動指令を作成して前記ロボットへ送信する指令ステップとを有し、
前記経路決定ステップでは、
前記ロボットの移動を妨げる障害物の外縁の形状を示す障害物データと前記受信されたセンサデータとに基づいて、前記障害物が占める領域を特定し、前記ロボットが前記障害物を回避する経路を前記移動経路として決定する
ロボット制御方法。
【請求項１０】
予め定められた制御領域におけるロボットの移動を遠隔制御するためのプログラムであって、
コンピュータを、 
前記制御領域に置かれた物が占める領域を２次元で示すセンサデータをセンサから受信する受信部、
前記受信されたセンサデータに基づいて、前記ロボットを移動させる経路である移動経路を決定する経路決定部、
前記決定された移動経路に従って前記ロボットを移動させる移動指令を作成して前記ロボットへ送信する指令部として機能させ、
前記経路決定部は、
前記ロボットの移動を妨げる障害物の外縁の形状を示す障害物データと前記受信されたセンサデータとに基づいて、前記障害物が占める領域を特定する障害特定部と、
前記ロボットが前記障害物を回避する経路を前記移動経路として決定する障害回避部とを有する
プログラム。 
【国際調査報告】
2016067467.tif 000013
2016067467.tif 000014
2016067467.tif 000015
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