(57)【要約】【課題】正確且つ確実な充電動作を行う。【解決手段】内蔵するバッテリ６１からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置１において、上記バッテリ６１を充電するための充電ステーション７０及び／又は充電ステーション７０の周囲にＲＦＩＤタグ８０，８１を配設する。ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０，８１が記憶する情報を読み取り、この情報をもとに充電ステーション７０の位置を算出するとともに、算出した位置情報をもとに充電ステーション７０の方向へ移動し、自動的な充電動作を行う。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の情報を記憶し、上記情報を無線で出力する無線タグを備える充電装置と、
上記無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出手段と、
上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段とを備えるロボット装置と
を備えることを特徴とする充電システム。
【請求項２】
上記位置算出手段は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
上記無線タグは、上記充電装置に複数取り付けられ、
上記ロボット装置は、
上記充電装置に取り付けられた無線タグの配置をもとに、上記充電装置に対する当該ロボット装置の向きを認識する向き認識手段を備えることを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項４】
上記無線タグ読取手段は、当該ロボット装置の可動部に配設されており、上記可動部を駆動して、上記無線タグの読み取り方向を変化することを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項５】
上記ロボット装置は、
上記電源部の残存容量を検出する残存容量検出手段を備え、
上記電源部の残存容量をもとに、上記充電装置への移動を自動的に開始することを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項６】
上記充電装置には、特定の色及び／又は模様からなる視認性識別データが表示されており、
上記ロボット装置は、
周囲の環境を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により視認性識別データが撮像された場合、上記視認性識別データをもとに、上記充電装置の位置を算出する視覚的位置算出手段と、
上記視覚的位置算出手段の算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項７】
上記ロボット装置が移動する範囲には、上記充電装置の探索のための無線タグが配設されていることを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項８】
電源部を内蔵し、上記電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、上記電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムであって、
上記ロボット装置の移動する範囲に上記充電装置の探索のための無線タグが備えられ、
上記ロボット装置は、
上記無線タグからの信号を読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出手段と、
上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とする充電システム。
【請求項９】
上記位置算出手段は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項８記載の充電システム。
【請求項１０】
上記ロボット装置は、
上記無線タグからの信号をもとに、上記無線タグの位置を算出する無線タグ位置算出手段と、
上記充電装置に装着された状態で、当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグの位置を算出し、上記充電装置と無線タグとの位置関係とを記憶する位置関係記憶手段と
を備えることを特徴とする請求項８記載の充電システム。
【請求項１１】
上記ロボット装置は、当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグと上記充電装置との位置関係を予め記録していることを特徴とする請求項８記載の充電システム。
【請求項１２】
内蔵した電源部から供給される電力を動力源として自立的に行動し、充電装置で電源部を充電するロボット装置であって、
無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、
上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出手段と、
上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とするロボット装置。
【請求項１３】
上記位置算出手段は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
【請求項１４】
上記無線タグは、上記充電装置に複数取り付けられ、
上記充電装置に取り付けられた無線タグの配置をもとに、上記充電装置に対する向きを認識する認識手段を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
【請求項１５】
上記無線タグからの信号をもとに、上記無線タグの位置を算出する無線タグ位置算出手段と、
上記充電装置に装着された状態で、当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグとの位置を算出し、上記充電装置と無線タグとの位置関係とを記憶する位置関係記憶手段と
を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
【請求項１６】
上記充電装置と当該ロボット装置が移動する範囲に配設された各無線タグとの位置関係を予め記憶する位置関係記憶手段を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
【請求項１７】
上記無線タグ読取手段は、当該ロボット装置の可動部に配設されており、上記可動部を駆動して、上記無線タグの読み取り方向を変化することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
【請求項１８】
上記電源部の残存容量を検出する残存容量検出手段を備え、上記電源部の残存容量をもとに、上記充電装置への移動を自動的に開始することを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
【請求項１９】
周囲の環境を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段の視野に上記充電装置に表示された視認性識別データが入ると、上記視認性識別データをもとに、上記充電装置の位置を算出する視覚的位置算出手段と、
上記視覚的位置算出手段の算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動手段と
を備えることを特徴とする請求項１２記載のロボット装置。
【請求項２０】
ロボット装置に内蔵された電源部を充電する充電装置であって、
上記ロボット装置に対して、当該充電装置の位置を示す無線タグを備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２１】
少なくとも２つの無線タグを備え、
上記無線タグの配置により、上記ロボット装置に対する当該充電装置の向きを示すことを特徴とする請求項２０記載の充電装置。
【請求項２２】
特定の色及び／又は模様からなる視認性識別データを表示していることを特徴とする請求項２０記載の充電装置。
【請求項２３】
電源部を内蔵し、上記電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、上記電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムにおけるロボット装置の充電方法であって、
上記ロボット装置が無線タグの信号を読み取る無線タグ読取工程と、
上記ロボット装置が上記無線タグからの信号をもとに、上記充電装置の位置を算出する位置算出工程と、
上記ロボット装置が上記位置算出手段による算出結果に基づいて、上記充電装置へ移動する移動工程と
を有することを特徴とする充電方法。
【請求項２４】
上記位置算出工程は、上記充電装置の座標、方向、距離のうちの少なくとも一つを算出することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【請求項２５】
上記無線タグは、上記ロボット装置が移動する範囲に配設されていることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【請求項２６】
上記無線タグは、上記充電装置に配設されていることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【請求項２７】
上記無線タグは、上記充電装置に複数取り付けられ、
上記ロボット装置が上記充電装置に取り付けられた無線タグの配置をもとに、上記充電装置に対する上記ロボット装置の向きを認識する向き認識工程を有することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【請求項２８】
上記ロボット装置が上記無線タグからの信号をもとに、上記無線タグの位置を算出する無線タグ位置算出工程と、
上記ロボット装置が上記充電装置に装着された状態で、上記ロボット装置の移動する範囲に配設された各無線タグとの位置を算出し、上記充電装置と無線タグとの位置関係とを記憶する位置関係記憶工程と
を有することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【請求項２９】
上記ロボット装置が上記充電装置と上記ロボット装置の移動する範囲に配設された各無線タグとの位置関係を予め記憶していることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【請求項３０】
上記ロボット装置が上記電源部の残存容量を検出する残存容量検出工程を有し、
上記電源部の残存容量をもとに、上記充電装置への移動を自動的に開始することを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【請求項３１】
上記充電装置には、特定の色及び／又は模様からなる視認性識別データが表示されており、
上記ロボット装置が周囲の環境を撮像する撮像工程と、
上記撮像工程において視認性識別データが撮像された場合、上記視認性識別データをもとに、上記充電装置の位置を算出する視覚的位置算出工程と、
上記視覚的位置算出工程の算出結果に基づいて、上記ロボット装置が上記充電装置へ移動する移動工程と
を備えることを特徴とする請求項２３記載の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源部を内蔵し、電源部の電力を動力源として自立的に行動するロボット装置、ロボット装置の充電システム、上記ロボット装置に電力を供給する充電装置、及び上記ロボット装置が自立的に充電動作を行う充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットの語源は、スラブ語のＲＯＢＯＴＡ（奴隷機械）に由来するといわれている。わが国では、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からであるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・無人化などを目的とした多関節アーム・ロボット（マニピュレータ）や搬送ロボットなどの産業用ロボット（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ｒｏｂｏｔ）であった。
【０００３】
最近では、イヌやネコのように４足歩行の動物の身体メカニズムやその動作を模したペット型ロボット、あるいは、ヒトやサルなどの２足直立歩行を行う動物の身体メカニズムや動作を模した「人間形」若しくは「人間型」のロボットなど、脚式移動ロボットやその安定歩行制御に関する研究開発が進展し、実用化への期待も高まってきている。これら脚式移動ロボットは、クローラ式ロボットに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、階段の昇降や障害物の乗り越え等、柔軟な歩行・走行動作を実現できるという点で優れている。
【０００４】
アーム式ロボットのように、ある特定の場所に植設して用いるような据置きタイプのロボットは、部品の組立・選別作業など固定的・局所的な作業空間でのみ活動する。これに対し、移動式のロボットは、作業空間は非限定的であり、所定の経路上または無経路上を自在に移動して、所定の若しくは任意の作業を代行したり、ヒトやイヌその他の生命体に置き換わる種々のサービスを提供する。
【０００５】
また、「人間形」若しくは「人間型」と呼ばれる移動ロボット（ｈｕｍａｎｏｉｄ  ｒｏｂｏｔ）は、人間の住環境下で人間と共存し、産業活動や生産活動等における各種の単純作業や危険作業、難作業の代行を行うことができる。例えば、原子力発電プラントや火力発電プラント、石油化学プラントにおけるメンテナンス作業、製造工場における部品の搬送・組立作業、高層ビルにおける清掃作業、火災現場その他における救助活動といったように、さまざま場面において活躍の場が見出されている。人間型ロボットは、２足歩行により障害物を好適に乗り越えたり迂回しながら、所望の現場まで自律的に移動して、指示された作業を忠実に遂行することができる。
【０００６】
また、イヌやネコなどの愛玩動物を模したエンターティンメント向けの移動ロボット、すなわちペット型ロボットの場合、難作業の代行などの生活支援というよりも、生活密着型、すなわち人間との「共生」という性質が強い。ペット型ロボットは、実際の動物を扱うよりも手軽であるだけでなく、従来の玩具に比し、高機能・高付加価値を有する。
【０００７】
従来の玩具機械は、ユーザ操作と応答動作との関係が固定的であり、玩具の動作をユーザの好みに合わせて変更することはできない。これに対し、ペット型ロボットは、動作生成の時系列モデルに従って動作を実行するが、ユーザ操作などの外部からの刺激を検出したことに応答してこの時系列モデルを変更する。すなわち、ペット型ロボットは、「学習効果」を有し、ユーザや環境に適応した動作パターンで行動する。
【０００８】
この種のペット型ロボットは、飼い主としてのユーザによる「褒める」、「遊んであげる（可愛がる）」、「撫でる」、あるいは「叱る」、「叩く」などのユーザ入力に動的に反応して、「喜ぶ」、「甘える」、「すねる」、「叱る」、「吠える」、「尻尾を振る」などの感情的動作を実行するようにプログラムすることによって、育成シミュレーションを享受することができる。ペット型ロボットは、一般家庭内の部屋などを作業空間として、２足又は４足歩行により、障害物を好適に乗り越えたり迂回しながら、無経路上を自由且つ自律的に探索する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
ところで、上述した各種のロボットはいずれも、電気電動式の機械装置であり、装置への給電作業は当然欠かすことができない。
【００１０】
前述のアーム型ロボットのように特定の場所に固定的に設置するタイプのロボットや、行動半径や動きパターンが限定されたロボットの場合、商用ＡＣ電源から電源ケーブルを介して常時給電することができる。
【００１１】
これに対し、自律的且つ自在に動き回るタイプの移動ロボットの場合、電源ケーブルによって行動半径が制限されてしまうため、充電式バッテリによる自律駆動が導入される。バッテリ駆動によれば移動ロボットは、電源コンセントの場所や電源ケーブル長などの物理的な制約を意識せず、人間の住空間や各種の作業空間を自走することができる。
【００１２】
但し、バッテリ駆動式のロボットはバッテリの充電作業を伴うことが難点となる。移動ロボットは自動機器として使用するものであるにも拘らず、充電作業は完全自動化の障壁になる。また、充電のためのバッテリ交換や電源コネクタ接続は、ユーザにとって手間でもある。
【００１３】
そこで、移動ロボットのためのバッテリ充電を確実且つ完全に自動化する方式として、いわゆる「充電ステーション」が導入されている。充電ステーションとは、移動ロボットがバッテリ充電を行うための専用スペースのことである。
【００１４】
ロボットは、自走式・自律的な作業を行っている期間中にバッテリの残存容量が低下したことを検知すると、作業を中断して、自ら充電ステーションに立ち寄る。充電ステーション内では、ロボットと電源との間で所定の電気接続を果たし、バッテリへの給電を受ける。そして、バッテリが満充電若しくは所定容量まで回復したら、電源との電気接続を解除するとともに充電ステーションを立ち去って、中断していた作業を再開する。
【００１５】
例えば、作業空間内に複数の充電ステーションを設置することにより、移動ロボットは、最寄りの充電ステーションで給電を受けることができる。すなわち、移動ロボットは、充電ステーション間を跨いで移動することができ、行動半径が実質的に拡張される。また、１つの充電ステーションを複数のロボット間で共有することもでき、充電ステーション数を節約することもできる。また、充電機能の一部を充電ステーションに移管することにより、ロボット本体の要求仕様や重量、コストなどを削減することができる。
【００１６】
移動ロボットであっても、予め定義された固定的な経路上しか移動しないロボット（例えば搬送ロボット）の場合、ロボットを充電ステーション内にセットすることは比較的容易であろう。何故ならば、通常の作業経路上に充電ステーションを配設しておけば、ロボットは予め定義された工程の１つとして充電ステーションに立ち寄り、円滑且つ作業の途切れなく充電オペレーションを行うことができる。
【００１７】
これに対し、人間型ロボットやペット型ロボットのように、自律的な自由歩行が許容されたロボットの場合、その自由度がゆえに充電ステーションにロボットをセットするためには、充電ステーション内におけるロボットの位置検出や位置決めなどを行う必要がある。従来、ロボット装置と目的の物体との距離を測定する技術は存在する（例えば、特許文献２）。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−１６６３７８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１６１３１号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、充電ステーションを用いて作業期間中に自動的且つ円滑に充電動作を実行するためには、移動ロボットを充電ステーションに導き入れる（あるいは、移動ロボットは充電ステーションの場所を探索する）とともに、充電ステーションとの間で位置検出・位置決め制御を行わなければならない。このような制御は従来の位置検出手段では困難である。
【００２０】
本発明の目的は、正確且つ確実に自律的な充電動作を行うロボット装置、及びこのロボット装置の充電システム、このロボット装置に電力を供給する充電装置、及びこのロボット装置が自立的に充電を行うための充電方法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明にかかる充電システムは、電源部を内蔵し、電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムであって、充電装置は、所定の情報を記憶し、情報を無線で出力する無線タグを備え、ロボット装置は、無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出手段と、位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動手段とを備える。
【００２２】
また、本発明にかかる充電システムは、電源部を内蔵し、電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムであって、充電装置の探索のための無線タグが、ロボット装置の移動する範囲に配設され、ロボット装置は、無線タグからの信号を読み取る無線タグ読取手段と、無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出手段と、位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動手段とを備える。
【００２３】
また、本発明にかかるロボット装置は、内蔵した電源部から供給される電力を動力源として自立的に行動し、充電装置で電源部を充電するロボット装置であって、無線タグの信号を読み取る無線タグ読取手段と、無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出手段と、位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動手段とを備える。
【００２４】
また、本発明にかかる充電装置は、ロボット装置に内蔵された電源部を充電する充電装置であって、ロボット装置に対して、充電装置の位置を示す無線タグを備える。
【００２５】
また、本発明にかかる充電方法は、電源部を内蔵し、電源部からの電力を動力源として自立的に行動するロボット装置と、電源部を充電する充電装置とを備えた充電システムにおけるロボット装置の充電方法であって、充電装置は、所定の情報を記憶し、情報を無線で出力する無線タグを備え、ロボット装置が無線タグの信号を読み取る無線タグ読取工程と、ロボット装置が上記無線タグからの信号をもとに、充電装置の位置を算出する位置算出工程と、ロボット装置が上記位置算出手段による算出結果に基づいて、充電装置へ移動する移動工程とを有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ロボット装置の自動充電動作に関するものであり、無線タグに書込まれた位置情報をもとに充電装置の位置を算出し、算出した位置に従い充電装置に移動することで、ロボット装置による自動充電動作が円滑に行われるようにしたものである。
【００２７】
以下、図面を参照して本発明を適用したロボット装置について説明する。図１は、四肢により脚式歩行を行うロボット装置１の外観構成を示している。ロボット装置１は、四肢を有する動物の形状や構造をモデルにして構成された多関節型のロボット装置１である。特に、このロボット装置１は、愛玩動物の代表例であるイヌの形状及び構造を模してデザインされたペット型ロボットであり、例えば、実際のイヌと同じように、人間の住環境において人間と共存するような形態でユーザ操作に応じた動作表現をする。
【００２８】
本実施の形態において、ロボット装置１は、４足歩行のロボットとしているが、ロボット装置は、２足、４足、６足などの脚式歩行を行うロボットのほか、クロール式など他の移動メカニズムによって移動するロボット装置にも、本発明を適用することができる。
【００２９】
ロボット装置１は、胴体部ユニット２と、頭部ユニット３と、尻尾４と、四肢すなわち脚部ユニット６Ａ〜６Ｄで構成される。
【００３０】
頭部ユニット３は、ロール、ピッチ及びヨーの各軸方向の自由度を持つ首関節５を介して、胴体部ユニット２の略前上端に配設されている。また、頭部ユニット３には、外部のＲＦＩＤタグ（無線タグ）から情報を読むＲＦＩＤリーダ部（無線タグ読取手段）３０と、イヌの「目」に相当するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）カメラ１５と、「耳」に相当するマイクロフォン１６と、「口」に相当するスピーカ１７と、触感に相当するタッチセンサ１８が搭載されている。
【００３１】
ここで、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とは、非接触型の自動認識技術のことであり、例えば、ＩＣと小型アンテナが組み込まれたタグ等の媒体から、電波を介して情報を読み取る。媒体となるタグ（付け札）は、ＲＦＩＤタグ、無線タグ、ＩＣタグ等と称され、カード状やラベル状、マイクロチップ状等、種々の形状がある。ＲＦＩＤタグには、バッテリ内包型とバッテリレス型とがあり、バッテリ内包型は電波発振が可能である。また、読み出し専用に用いられるもの、１回のみ書き込み可能なもの、複数回の書き込みが可能なもの等がある。使用周波数は、使用条件に合わせて、例えば、１２５〜１３５ＫＨｚの中波帯、１３．５６ＭＨｚの短波帯、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯を選択できる。ＲＦＩＤ識別技術は、バーコードに変わる技術として、ＲＦＩＤタグをあらゆる製品に埋め込んで製品の情報を管理することが期待されているのみならず、ゲートやドアの開閉、通過管理等の種々の利用形態が提案されている。ＲＦＩＤリーダ部３０は、このようなＲＦＩＤタグに記憶されているデータを読み取るためのものである。
【００３２】
また、ＲＦＩＤリーダ部３０は、頭部ユニット３に配設されており、ロボット装置１は、首関節を駆動させて、ＲＦＩＤリーダ部３０の読み取り方向を変更することができる。なお、ＲＦＩＤリーダ部３０は、頭部ユニット２のほかに、脚部ユニット６Ａ〜６Ｄ、尻尾４などに設けてもよい。
【００３３】
なお、ＲＦＩＤシステムの情報伝送方式には、電磁誘導方式、電磁結合方式、マイクロ波方式、静電結合方式、光方式等が挙げられるが、上記ＲＦＩＤリーダ部３０としては、何れの方式に対応する情報読み取り手段を用いてもよく、また、複数の方式に対応させてもよく、更に、書き込み機能を有するリーダ／ライタであってもよい。
【００３４】
尻尾４は、ロール及びピッチ軸の自由度を持つ尻尾関節８を介して、胴体部ユニット２の略後上端に湾曲自在若しくは揺動自在に取り付けられている。
【００３５】
脚部ユニット６Ａ及び６Ｂは、前脚を構成し、脚部ユニット６Ｃ及び６Ｄは、後脚を構成する。各脚部ユニット６Ａ〜６Ｄは、大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄ及び脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの組み合わせで構成され、胴体部ユニット２の底面の前後左右の各隅部に配設される。大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄは、ロール、ピッチ、ヨーの各軸の自由度を持つ股関節１１Ａ〜１１Ｄによって、胴体部ユニット２の所定部位に連結されている。また、大腿部ユニット９Ａ〜９Ｄと脛部ユニット１０Ａ〜１０Ｄの間は、ロール及びピッチ軸の自由度を持つ膝関節１２Ａ〜１２Ｄによって連結されている。
【００３６】
なお、ロボット装置１の関節自由度は、実際には各軸毎に配備されたモータ（図示省略）の回転駆動によって提供される。また、ロボット装置１が持つ関節自由度の個数は任意である。
【００３７】
図２は、ロボット装置１の電気・制御系統の構成を模式的に示している。図２に示すように、ロボット装置１は、動作の統括的制御やデータ処理を行う制御部２０と、外部状態を入力し、その応答を出力する入出力部４０と、ロボット装置１を構成する各部を駆動する駆動部５０と、ロボット装置１に電源を供給する電源部６０とで構成される。
【００３８】
入出力部４０は、入力部として、外部のＲＦＩＤの情報を読み出すＲＦＩＤリーダ部３０と、ロボット装置１の目に相当するＣＣＤカメラ１５、耳に相当するマイクロフォン１６、触感に相当するタッチセンサ１８など、五感に相当する各種のセンサを含む。また、出力部として、口に相当するスピーカ１７など、機械運動以外の手段によって外部出力を行う装置を含む。
【００３９】
ロボット装置１は、ＲＦＩＤリーダ部３０を含み、作業空間上に存在するＲＦＩＤタグ８０に記録された情報を認識することができる。また、ロボット装置１はカメラ１５を含み、作業空間上に存在する任意の物体の形状や色彩を認識することができる。
【００４０】
駆動部５０は、首関節５、尻尾関節８、股関節１１Ａ〜１１Ｄ、膝関節１２Ａ〜１２Ｄなどの関節における、ロール、ピッチ、ヨーなど各軸毎に設けられた駆動ユニットで構成される。駆動ユニットは、制御部２０が指令する所定の運動パターンに従って、頭部ユニット３、尻尾４、脚部ユニット６Ａ〜６Ｂなどを駆動する。駆動部５０は、例えば、ｎ個の駆動ユニットで構成され、ｎ個の関節自由度を有する。各駆動ユニットは、所定軸回りの回転動作を行うモータ５１と、モータの回転位置を検出するエンコーダ５２と、エンコーダの出力に基づいてモータの回転位置や回転速度を適応的に制御するドライバとの組み合わせで構成される。
【００４１】
電源部６０は、ロボット装置１に内蔵されており、ロボット装置１の各電気回路に対して給電を行う。電源部６０は、充電バッテリ６１と、充電バッテリ６１の充放電状態を管理する充放電制御部６２とで構成される。
【００４２】
充電バッテリ６１は、例えば、複数本のニッケル・カドミウム電池セルをカートリッジ式パッケージ化した「バッテリパック」の形態が一般的であるが、その他の形態の電池でもよい。
【００４３】
また、充電制御部６２は、バッテリ６１の端子電圧や充電／放電電流量、バッテリ６１の周囲温度などを測定することでバッテリ６１の残存容量を把握し、充電の開始時期や終了時期などを決定する。充電制御部６２が決定する充電の開始及び終了時期は、制御部２０に通知され、ロボット装置１が充電動作を開始及び終了するためのトリガとなる。充電オペレーションの詳細については後述する。
【００４４】
制御部２０は、ロボット装置１の「頭脳」に相当し、例えば、ロボット装置１の頭部ユニット３に搭載されている。制御部２０は、図３に示すように、メインコントローラとしてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１と、記憶手段としてのＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、不揮発性メモリ２４と、センサ及びドライバからとの接続を行うインターフェースとがバス２６を介して接続されている。バス２６上のブロックそれぞれには、固有のアドレス（メモリアドレス又はＩ／Ｏアドレス）が割り当てられており、ＣＰＵ２１はこのアドレスを指定することでバス２６上の特定のブロックと通信することができる。
【００４５】
また、制御部２１は、上述した各構成を統括して制御するとともに、具体的に、ＣＣＤカメラ１５やタッチセンサ１８といった他のセンサ等からの認識結果に応じて、ＲＦＩＤリーダ部３０における読み取り動作を制御している。例えば、ＣＣＤカメラ１５からの画像信号を画像認識することにより、充電ステーションらしき物体の認識結果が得られたとき、ＲＦＩＤリーダ部３０を動作させて、この充電ステーションらしき物体に設けられたＲＦＩＤタグを読み取り、ＲＦＩＤリーダ部３０から得られたＲＦＩＤ信号をＩＤ認識部に送って認識処理を行わせ、「充電ステーション」であることを正確に認識させる。
【００４６】
ＩＤ認識部は、制御部２１に備えられている。ＩＤ認識部２７は、図４に示すように、ＩＤ照合部２８とＩＤテーブル記憶部２９とを有し、ＩＤ照合部２８には、ＲＦＩＤリーダ部３０から出力されるＲＦＩＤ信号が供給される。ＩＤテーブル記憶部２９は、予め登録されたＲＦＩＤタグ（無線タグ）のＩＤ番号及びそのＩＤ番号に対応した状態認識情報（以下、ＩＤテーブルと記す。）が記録されている。ＩＤ認識部２７は、ＲＦＩＤリーダ部３０から与えられるＲＦＩＤ信号を用いてＲＦＩＤに記録された信号の認識処理を行う。その処理の結果、充電ステーションの前後を区別する情報等を認識する。制御部２１は、その認識結果に基づいて、例えば、充電ステーションに対する自機体の向き等を把握し、次の行動を決定する。制御部２１は、このようなＩＤ認識を実行することによってＲＦＩＤタグに書き込まれた情報を認識できる。
【００４７】
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＲＡＭ）などの揮発性メモリで構成された書き込み可能なメモリである。ＲＡＭは、実行するプログラムをロードしたり、作業データを一時的に保存する作業スペースとして使用される。
【００４８】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３は、プログラムやデータを恒久的に格納する読み出し専用メモリである。ＲＯＭ２３に格納されるプログラムには、ロボット装置１の電源投入時に実行する自己診断テストプログラムや、ロボット装置１の動作を規定する制御プログラムなどが挙げられる。制御プログラムには、ＲＦＩＤリーダ部３０や、カメラ１５やマイクロフォン１６などのセンサ入力を処理する「センサ入力処理プログラム」。センサ入力と後述する「時系列モデル」とに基づいてロボット装置１の行動すなわち運動パターンを生成する「行動命令プログラム」、生成された運動パターンに従って各モータの駆動やスピーカ１７の音声出力などを制御する「駆動制御プログラム」などが含まれる。生成される運動パターンには、通常の歩行運動や走行運動のほかに、「お手」、「お預け」、「お座り」や、鳴き声の発声などエンターティンメント性の高い動作を含んでいてもよい。
【００４９】
不揮発性メモリ２４は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）のように電気的に消去再書込み可能なメモリ素子で構成され、逐次更新すべきデータを不揮発的に保持するために使用される。逐次更新すべきデータには、例えば、ロボット装置１の行動パターンを規定する時系列モデルなどが挙げられる。
【００５０】
ロボット装置１は、飼い主としてのユーザによる「褒める」、「遊んであげる（可愛がる）」、「撫でる」、あるいは「叱る」、「叩く」などの行為を刺激としてセンサ入力し、不揮発メモリ２４に格納された時系列モデルに従って「喜ぶ」、「甘える」、「すねる」、「叱る」、「吠える」、「尻尾を振る」などの感情的な動作を実行する。また、センサ入力された刺激に応じて不揮発メモリ２４中の時系列モデルを逐次的に更新するという学習効果を付与することができる。このような学習効果により、ロボット装置１の行動パターンに変化を与え、ユーザの好みに適応した挙動を提供することができる。また、ユーザは、一種の育成シミュレーションをゲーム感覚で楽しむことができる。
【００５１】
インターフェース２５は、制御部２０外の機器と相互接続し、データ交換を可能にするための装置である。インターフェース２５は、例えば、ＲＦＩＤリーダ部３０、カメラ１５、マイクロフォン１６、スピーカ１７との間でデータ入出力を行う。また、インターフェース２５は、駆動部５０内の各ドライバ５３−１，…との間でデータやコマンドの入出力を行う。また、インターフェース２５は、電源部６０との間で充電開始及び充電終了信号の授受を行う。
【００５２】
ロボット装置１に代表される自律駆動式のロボットは、「充電ステーション」を用いてバッテリの充電を行うことができる。充電ステーションとは、ロボット装置１がバッテリ充電を行うためのロボット収容場所のことである。充電ステーションは、ロボット装置１のバッテリ充電を確実且つ完全に自動化する方式として、既に採用されている。
【００５３】
図５は、充電動作に必要となる充電ステーション７０とロボット装置１との構成を示す機能ブロック図である。
【００５４】
ロボット装置１は、自走式・自律的な作業を行っている期間中にバッテリ６１の残存容量が低下したことを検知すると、作業を中断して、自動的に充電ステーション７０に向かう。ロボット装置１は、充電ステーション７０で、バッテリ６１と供給電源との電気接続を果たし、バッテリ６１への給電を受ける。そして、バッテリ６１が満充電若しくは所定容量まで回復したら、ロボット装置１は、供給電源との電気接続を解除するとともに充電ステーション７０を立ち去って、中断していた作業を再開する。
【００５５】
本発明を実現する上で、充電ステーション７０の外観構成は特に限定されない。図１に示すようなイヌの構造を模したロボット装置１に対しては、例えば、イヌの寝床であるベッドやイヌ小屋をモデルにした充電ステーションに構成すれば、娯楽性が向上する。
【００５６】
また、作業空間内に複数の充電ステーション７０を設置することにより、ロボット装置１は、最寄りの充電ステーション７０で給電を受けることができる。すなわち、ロボット装置１は、充電ステーション７０間を跨いで移動することができ、行動半径が実質的に拡張される。また、１つの充電ステーション７０を複数のロボット装置１が共有すると、充電ステーション７０の数を節約することもできる。また、ロボット装置１の充電機能の一部を充電ステーション７０に移管することにより、ロボット装置１の要求仕様や重量、製造コストを削減することができる。
【００５７】
図５に示すように、充電ステーション７０は、ＲＦＩＤタグ８０、表示部７２、接近・接続検知部７３、給電制御部７４、及び制御部７１とを備えている。
【００５８】
制御部７１は、充電ステーション７０を構成する各ブロックを制御する。
【００５９】
ＲＦＩＤタグ８０は、ロボット装置１が充電ステーションに移動するときの基準となる。ここで、ＲＦＩＤタグ８０に書き込まれたＲＦＩＤ信号のフォーマットを図６を用いて説明する。ＲＦＩＤ信号フォーマット９０は、ヘッダ部９１と、識別子部９２と、データ部９３とを有し、全体として、例えば、２５６ビットで構成されている。データ部９３には、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号が書き込まれる。ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号とＲＦＩＤタグに書き込まれた情報とを対応付けて記憶している。
【００６０】
ＲＯＭ領域９４には、例えば、このＲＦＩＤタグの種類を示す情報、このＲＦＩＤタグを製造したメーカコード、ＲＦＩＤタグのＩＤ番号、ＲＦＩＤタグの位置情報等が各番地に分けられて予め書き込まれている。
【００６１】
ここで、データ部９３に書き込まれるデータには、例えば、充電ステーションのＩＤ、充電ステーションの前部・後部といった部分を示す情報に対応するＩＤ番号がある。また、後述する充電ステーションから独立した位置にＲＦＩＤタグを設ける場合には、各ＲＦＩＤタグの位置情報、各ＲＦＩＤタグから充電ステーションへの方向・距離等の位置関係が書き込まれている。
【００６２】
ＲＦＩＤタグには、データ部９３の全体容量が大きいものもあるが、このようなＲＦＩＤタグを用いた場合、ＩＤ番号と対応テーブルを介すことなく、動作を起こさせるためのコマンド等の実データを直接書き込むことができる。
【００６３】
一般に、ＲＦＩＤタグは、バーコードに比べて記憶できる情報量が多いため、物体の識別能力が高く、物体の詳細なデータ等を盛り込むことができる。また、ＲＦＩＤタグは、非接触で情報通信ができるため、耐久性に優れ、汚れやほこり等の影響を受けないという利点がある。また、リード部とＲＦＩＤタグとが相対的に移動していても読み取りできたり、光量に関係なく暗闇でも物体認識が行えたりと非常に認識能力が高いのも特徴である。
【００６４】
本発明において、ＲＦＩＤタグ８０は、ロボット装置１が充電ステーション７０を探索する精度を向上させるとともに、視認性の識別データによる探索が困難な状況、例えば、周囲が暗く、ロボット装置１のカメラ１５が充電ステーション７０や表示部７２を識別することが困難な状況の代替手段として使用できる。
【００６５】
ＲＦＩＤタグ８０が記憶する情報には、例えば、ＲＦＩＤタグ自身のＩＤがある。この場合、ロボット装置１は、充電ステーション７０の位置、方向、距離などを示す情報を記憶し、ＲＦＩＤタグ８０のＩＤをもとにロボット装置から充電ステーション７０までの位置を把握する。
【００６６】
また、ＲＦＩＤタグ８０に、充電ステーション７０のＩＤを記憶してもよい。この場合、ロボット装置１は、充電ステーション７０のＩＤをもとに充電ステーションの向きなどの情報を得ることができる。
【００６７】
また、ＲＦＩＤタグ８０に、充電ステーション７０自身を示す情報を記憶してもよい。これにより、例えば、視認性識別データの誤認により、他の物体に向かって移動することが回避される。なお、ＲＦＩＤリーダ部３０とＲＦＩＤタグ８０との間で使用される信号は、ロボット装置１の作業空間において発生する他の信号とは、容易に区別・分離できるようになっている。
【００６８】
表示部７２は、色や模様の出力に応じて、所定のパターンを持たせた視認性の識別データ（例えば、２次元バーコード）を表示出力し、ロボット装置１からの視認性・識別性を高めている。ロボット装置１は、カメラ１５から充電ステーション７０の表示部７２の画像を入力し、表示部７２に表示された識別データをもとに、充電ステーション７０の位置を特定する。また、表示部７２は、充電ステーション７０がロボット装置１に給電動作をしている際、「充電中」、「充電完了」、「異常」など、給電動作の経過を表示する。
【００６９】
接近・接続検知部７３は、ロボット装置１が充電ステーション７０内に合体し、給電制御部７４と充放電制御部６２との電気接続が果たされたことを確認する。接近・接続検知部７３による検知出力は、例えば、給電制御部７４が給電を開始するトリガとなる。
【００７０】
ここで、給電制御部７４と充放電制御部６２との電気接続形態は特に限定されない。電気接続形態は、一般には、電極やコネクタといった機械式接点を持つ電気部品を接触させることによって通電する。また、これ以外にも、電磁誘導の原理を用いて非接触により給電する方式もある。この原理では、給電制御部７４と充放電制御部６２の双方に誘導コイルを内蔵し、各々のコイルを近接したとき、給電制御部７４のコイルに供給電流を流すことによって、電磁誘導作用により充放電制御部６２側のコイルに充電電流を発生させる。
【００７１】
給電制御部７４は、接近・接続検知部７３からの検知出力をトリガとして、商用ＡＣ電源から供給された電源電圧をロボット装置１に供給するための給電制御を行う。
【００７２】
充放電制御部６２は、給電制御部から供給される電圧をもとに充電電流を生成したバッテリ６１に供給する。充放電制御部６２は、充電電流の積算量、バッテリ６１の端子電圧、バッテリ６１の周囲温度などをもとに、バッテリ６１の満充電もしくは充電終了時期を検出して、制御部２０に通知する。また、充放電制御部６２は、ロボット装置１がバッテリ６１の電力を消費しているとき、バッテリ６１からロボット装置の各部へ供給する電流（放電電流）の積算量、端子電圧、バッテリ周囲温度などを計測することで残存容量の低下を常時監視して、充電開始時期を検出するとともに、制御部２０に通知する。
【００７３】
以上は、充電ステーション７０にＲＦＩＤタグ８０を配設した充電システムの説明である。このように、ＲＦＩＤリーダ部３０をロボット装置１に設け、充電ステーションにこの充電ステーションに関する情報が書き込まれたＲＦＩＤタグ８０を設けることにより、ロボット装置１が充電ステーションを探索する精度を向上させるとともに、視認性の識別データによる探索が困難な状況、例えば、周囲が暗くＣＣＤカメラ１５が充電ステーション７０や表示部７２を識別することが困難な状況に代替手段として用いれば、物体の識別が有効且つ確実に行える。
【００７４】
また、ロボット装置１は、充電ステーション７０との距離に応じて、充電ステーション７０を探索する手段を変更し、充電動作を高速化することができる。例えば、ロボット装置１は、充電ステーション７０から比較的遠い距離にある期間中は、充電ステーション７０全体を探索目標として、カメラ１５の撮像画像などをもとに充電ステーション７０に高速に接近し、充電ステーション７０にある程度接近すると、ＲＦＩＤタグ８０を用いて、充電ステーション７０に確実に接近することができる。
【００７５】
続いて、充電ステーション７０とは独立した場所にＲＦＩＤタグ８１を配設した例について説明する。なお、この例では、充電ステーション７０は、ＲＦＩＤタグ８１とは、独立した場所にのみ配設しているが、実際には、充電ステーション７０のみにＲＦＩＤタグ８０を配設してもよいし、充電ステーション７０と充電ステーション７０とは独立した場所との両方にＲＦＩＤタグ８０、８１を配設してもよい。
【００７６】
図７において、充電ステーションの周囲、すなわちロボット装置１の作業空間は、格子状に分割されている。格子は、例えば、ｍ行ｎ列であり、格子の交点にはＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎが固設されている。格子は一定間隔で形成されており、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎは、充電ステーション７０を示す基準点もしくは基準座標に配設されている。ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎは、ＲＦＩＤタグを識別するためのＩＤを記憶しており、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎのＩＤをもとに、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎの位置情報をメモリから読み出し、読み出した位置情報に基づいて、充電ステーション７０の位置を算出する。ここで、位置情報とは、例えば、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎの座標や、充電ステーション７０からの方向、距離などである。
【００７７】
なお、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎに記憶する情報は、上述のものとは限らない。例えば、ＲＦＩＤタグ８１−１１，…，８１−ｍｎに充電ステーション７０までの経路を示す情報などを記憶してもよい。また、ＲＦＩＤタグ８１の配置は、特に限定されない。
【００７８】
上述したように、ロボット装置１は、各ＲＦＩＤタグ８１の位置情報を記憶している。このとき、ロボット装置１がＲＦＩＤタグ８１の位置情報を記憶する方法として、例えば、以下の２通りの方法を挙げることができる。
【００７９】
第１の方法は、ＲＦＩＤタグ８１に対する充電ステーション７０の位置をロボット装置１が算出する方法である。この場合、ユーザは、充電ステーション７０とＲＦＩＤタグ８０との位置関係を記憶させるために、ロボット装置１を充電ステーション７０に装着する。充電ステーション７０に装着されたロボット装置１は、ロボット装置１自身に対するＲＦＩＤタグ８０の位置や充電ステーション７０からＲＦＩＤタグ８１までの距離や方向を計算し、計算した位置情報をメモリに記憶する。
【００８０】
第２の方法は、充電ステーションとＲＦＩＤタグ８１−１，…との相対位置を予め固定しておき、予め決められた位置情報をロボット装置１のメモリに書き込んでおく方法である。ロボット装置１は充電開始時期になると、充電ステーション７０の位置情報をメモリから読み出して、充電ステーション７０の位置を把握する。
【００８１】
以上のような、ロボット装置１の充電動作は、図８のフローチャートに従って実行される。ロボット装置１は、バッテリ残存容量が充足している間、通常動作を行っている。
【００８２】
通常動作とは、例えば、ＲＦＩＤリーダ部３０、カメラ１５、マイクロフォン１６、タッチセンサ１８などのセンサ入力に応答して、不揮発性メモリ２４中の時系列モデルに従ってロボット装置１が各種の動作表現を実行することを意味する。
【００８３】
充放電制御部６２は、通常動作中に、バッテリ６１の残存容量の低下、すなわち「ローバッテリ」状態を検出するとこれを制御部２０に通知する。制御部２０内のＣＰＵ２１は、ローバッテリの通知に応答して通常動作を中断する（ステップＳ１）。そして、ロボット装置１は、中断した通常動作の作業状態や作業位置を記憶し、充電動作を開始する（ステップＳ２）。
【００８４】
充電動作を開始したロボット装置１は、カメラ１５の撮像画像や、ＲＦＩＤタグ８０やＲＦＩＤタグ８１−１，…からの信号などを手掛かりにして、充電ステーション７０に接近する（ステップＳ３）。
【００８５】
ロボット装置１が充電ステーション７０に到着すると、ロボット装置１は、充電ステーション７０に合体し、ロボット装置１の充放電制御部６２と、充電ステーション７０の給電制御部とを電気的に接続する（ステップＳ４）。但し、充電ステーション７０が電磁誘導の原理を用いて非接触により給電する場合は、「接続」ではなく、充放電制御部６２の誘導コイルと、給電制御部７４の誘導コイルとの間の「接近」でよい。なお、本明細書では、この「接近」の意味も含めた上で「接続」という文言を使用する。
【００８６】
ロボット装置１と充電ステーション７０の電気的接続のメカニズムは、以下のようになる。まず、ロボット装置１は、カメラ１５からの撮像画像や、ＲＦＩＤタグ８１−１，…からの情報をもとに、充電ステーション７０に接近する。そして、充電ステーション７０に充分接近すると、ロボット装置１は、充電ステーション７０に設けられたＲＦＩＤタグ８０−１，…からの信号を手掛かりに、充電ステーション７０に確実に合体する。
【００８７】
図９〜図１１は、充電ステーション７０の外観構成を示している。充電ステーション７０は、イヌの寝床（ベッド）をモデルにした箱形である。充電ステーション７０の上面には、凹部が設けられ、この凹部は、ロボット装置１を収容する収容部７５となっている。
【００８８】
収容部７５は、ロボット装置１の胴体部ユニット２を収容することができる形状及び寸法であり、胴体部ユニット２と接する位置には、胴体部ユニット２との間で電気的接続を実現するための電気的接点（コネクタ）８２を備えている。
【００８９】
また、充電ステーション７０の前後の壁面は、赤及び青の色パターンで着色されている。赤及び青で着色された壁面には、それぞれＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＤタグ８０−２が固定されている。
【００９０】
ロボット装置１は、ＲＦＩＤリーダ部３０でＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＤタグ８０−２との情報を読み取ることで、充電ステーション７０の位置を確認するとともに、ＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＤタグ８０−２の位置関係をもとに、充電ステーション７０とロボット装置１との位置関係を計算する。さらに、ロボット装置１は、充電ステーション７０の前後壁面に着色された赤及び青の色パターンの配置関係をもとに、充電ステーション７０とロボット装置１との距離及び位置関係を計算する。ロボット装置１は、ＲＦＩＤと色パターンとの２つの手段で、ロボット装置１と、充電ステーション７０との位置関係を確実に把握する。
【００９１】
また、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０の位置をもとに、充電ステーション７０の進入位置に移動する。ここでいう進入位置とは、ロボット装置１が充電ステーション７０に合体するのに、都合のいい位置である。ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０−１とＲＦＩＧタグ８０−２が手前から奥に向かって一直線上に並ぶ位置、すなわち進入位置に移動する。また、ロボット装置１は、色パターンを参照し、赤の色パターンと青の色パターンが手前から奥に向かって一直線に並ぶ位置、すなわち進入位置に移動する。このように、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグと色パターンとの２つの手段で、確実に進入位置に移動する。
【００９２】
ロボット装置１は、進入位置に移動すると、充電ステーション７０へ直進し、２色の色パターンが視界から消えた後、所定のタイミングで歩行を停止する。さらに、ロボット装置１は腰を下ろし、胴体部ユニット２を収容部８１に収納して、コネクタ７６を介して充電ステーション７０との間で電気的接続を確立する。
【００９３】
ロボット装置１側のコネクタ（図示しない）は、胴体部ユニット２の底面（腹部）で、充電ステーション７０のコネクタ７６と対向する位置に配設されている。ロボット装置１が充電ステーション７０と合体すると、コネクタにはロボット装置の自重が加わるので、その他の機械的係合手段を特に設けなくとも、コネクタ７６との電気的接続状態が維持できる。
【００９４】
接近・接続検知部７３は、充放電制御部６２と給電制御部７４の接続を検出し、給電制御部７４は、この検出をトリガとして、充放電制御部６２に対しての給電を開始する。充放電制御部６２は、給電電流をバッテリ６１の充電特性に適した電圧レベルの充電電流に変換してバッテリ６１に供給する（ステップＳ５）。
【００９５】
充放電制御部６１は、充電期間中、バッテリ６１の端子電圧、充電電流の積算量、バッテリ６１の周囲温度などを計測して、バッテリ６１の充電状態を常時監視する。そして、充放電制御部６１は、バッテリ６１の満充電状態もしくは充電終了状態を検出すると、これを制御部２０に通知する（ステップＳ６）。
【００９６】
制御部２０は、充放電制御部６１からの充電終了の通知に応答して、ロボット装置１を充電ステーション７０から離脱させる（ステップＳ７）。ロボット装置１は、充電ステーション７０から離脱すると、通常動作を中断した位置に移動し（ステップＳ８）、中断していた通常動作の状態を復元し（ステップＳ９）、通常動作を再開する。
【００９７】
以上のように、本発明を適用した充電システムは、充電ステーション７０の位置を示すＲＦＩＤタグ８０，８１を充電ステーション７０本体やロボット装置１の作業空間に配置している。
【００９８】
ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０，８１からの情報をもとに充電ステーション７０の位置を把握し、充電ステーション７０の方向に移動する。このとき、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８０，８１からの情報のほかに、カメラ１５が取得した画像情報によっても充電ステーション７０の位置を把握する。
【００９９】
このように、充電システムでは、ロボット装置１がＲＦＩＤタグ８０，８１の情報と、画像情報との２種類の情報をもとに充電ステーション７０を探索するため、充電ステーション７０を探索する動作の確実性が向上する。
【０１００】
また、周囲が暗く画像情報による充電ステーション７０が不可能な場合には、ＲＦＩＤタグ８０，８１からの情報のみをもとに充電ステーション７０の探索を行うことができる。
【０１０１】
また、ＲＦＩＤタグ８０を充電ステーション７０の前後に設けることにより、ロボット装置１は、充電ステーション７０の前後を認識することができる。これにより、ロボット装置１は、充電ステーション７０と合体するための進入位置を認識し、進入位置に確実に移動することができる。
【０１０２】
また、ＲＦＩＤタグ８０，８１の情報を読み取るＲＦＩＤリーダ９０は、ロボット装置１の頭部ユニット２に設けられており、頭部ユニット２を駆動することにより、ＲＦＩＤタグ８０，８１の読み取り方向を変化させることができる。なお、ＲＦＩＤリーダ９０は、頭部ユニット２の他に、脚部ユニット６Ａ〜６Ｄ、尻尾４などの可動部に設けても、読み取り方向を変化させることができる。
【０１０３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態において、ロボット装置１は、作業空間上を自立的に無経路に移動するとしたが、実際には、一定の経路を移動するロボット装置１に本発明を適用してもよい。
【０１０４】
また、ロボット装置１は、ＲＦＩＤタグ８１からの信号を基準として、充電ステーション７０の位置を算出するとしたが、ＲＦＩＤタグ８１は、必ずしも充電ステーション７０の位置のみを示すものではなく、他の情報を記憶してもよい。
【０１０５】
例えば、ロボット装置１にＲＦＩＤタグ８１を配設し、ロボット装置１同士の接触を回避したり、作業空間上に存在する物体の識別する情報、例えば、“テレビ”、“テーブル”などを記憶し、ロボット装置１がこれらの物体との接触を回避したり、充電ステーション７０を探索するための情報として使用してもよい。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロボット装置は、無線タグからの信号により充電装置の位置を算出し、確実に充電ステーションの方向に移動することができる。
【０１０７】
また、本発明によれば、ロボット装置は、充電装置に配設された無線タグの配置から充電装置の向きを算出し、確実に充電ステーションに装着することができる。
【０１０８】
また、本発明によれば、ロボット装置の可動部に無線タグの信号を読み取るための無線タグ読取手段を設け、可動部を可動させることで無線タグの読取方向を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロボット装置の外観構成を示す図である。
【図２】ロボット装置の内部構成を示す図である。
【図３】ロボット装置の制御部の内部構成を示す図である。
【図４】ＩＤ認識部の構成を示す図である。
【図５】ロボット装置及び充電ステーションの要部構成を示す図である。
【図６】ＲＦＩＤタグに記憶される情報の構成を示す図である。
【図７】充電装置とＲＦＩＤタグの配置例を示す図である。
【図８】充電動作の処理で順を示す図である。
【図９】充電ステーションの上面図である。
【図１０】充電ステーションの側面図である。
【図１１】充電ステーションの斜視図である。
【符号の説明】
１  ロボット装置、２  胴体部ユニット、３  頭部ユニット、４  尻尾、５  首関節、１５  カメラ、２０  制御部、２１  ＣＰＵ、２２  ＲＡＭ、２３  ＲＯＭ、２４  不揮発メモリ、２５  インターフェース、２７  ＩＤ認識部、２８  ＩＤ照合部、２９  ＩＤテーブル記憶部、３０  ＲＦＩＤリーダ部、４０  入出力部、５０  駆動部、６０  電源部、６１  バッテリ、６２  充放電制御部、７０  充電ステーション、７１  制御部、７２  表示部、７３  接近・接続検知部、７４  給電制御部、７５  収容部、７６  コネクタ、８０  ＲＦＩＤタグ、８１  ＲＦＩＤタグ
【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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