(57)【要約】【課題】ロボットの作業場所がデータの通信囲外であっても同等の機能を有した複数のロボットと協調することで、作業を遂行できる作業用移動ロボットを提供する  【解決手段】命令入力部１１と、通信部１２と、命令入力部１１からの命令または通信部１２が受信したデータに基づいて作業指令を生成する作業指令生成部１３と、作業指令生成部１３によって生成した作業指令に基づき人間が理解できる情報を呈示する情報呈示部１４と、アクチュエータ１５と、作業指令生成部１３によって生成した作業指令に基づきアクチュエータ１５を駆動する駆動制御部１６と、自己位置取得部１７と、移動可能な領域を判断する移動領域判断部１８を備え、作業指令生成部１３が生成した作業指令に対して移動領域判断部１８が移動不可能であると判断した場合、移動開始位置と移動目標位置との間に他の移動ロボットを配置する命令を通信部１２から送信するものである。【選択図】    図１
2005125457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を自在に移動して作業を実行可能な作業用移動ロボットであって、
人間からの命令を入力する命令入力部と、データを送受信する通信部と、前記命令入力部からの命令または前記通信部が受信したデータのうち少なくとも一つの情報に基づき作業指令を生成する作業指令生成部と、前記作業指令生成部によって生成した作業指令に基づき人間が理解できる情報を呈示する情報呈示部と、各自由度を動作させるアクチュエータと、前記作業指令生成部によって生成した作業指令に基づき前記アクチュエータを駆動する駆動制御部と、自己の現在位置を取得する自己位置取得部と、移動可能な領域を判断する移動領域判断部を備え、前記作業指令生成部が生成した作業指令に対して前記移動領域判断部が移動不可能であると判断した場合、移動開始位置と移動目標位置との間に他の移動ロボットを少なくとも一つ配置する命令を前記通信部から送信することを特徴とする作業用移動ロボット。
【請求項２】
前記命令入力部は、人間が発声した音声を入力するマイクであることを特徴とする請求項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項３】
前記命令入力部は、予め命令と関連付けられたボタンであることを特徴とする請求項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項４】
前記命令入力部は、データ読取装置であることを特徴とする請求項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項５】
前記データ読取装置はバーコード読取装置またはＩＣタグ読取装置であることを特徴とする請求項４記載の作業用移動ロボット。
【請求項６】
前記命令入力部は、力センサまたはトルクセンサであることを特徴とする請求項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項７】
前記通信部は、通信データを中継する中継部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６記載の作業用移動ロボット。
【請求項８】
前記作業指令生成部は、前記命令入力部に入力された命令または前記通信部が受信したデータのうち少なくとも一つの情報に基づき移動目標位置を設定する目標位置設定部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７記載の作業用移動ロボット。
【請求項９】
前記作業指令生成部は、現在位置から前記移動目標位置までの経路を生成する経路生成部を有することを特徴とする請求項８記載の作業用移動ロボット。
【請求項１０】
前記作業指令生成部は、周囲の物体を認識するための外界センサと、前記外界センサ情報をもとに前記作業指令を補正する指令補正部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９記載の作業用移動ロボット。
【請求項１１】
前記外界センサはレーザセンサ、超音波センサ、レーダ、接触センサ、画像センサのいずれかであることを特徴とする請求項１０記載の作業用移動ロボット。
【請求項１２】
前記情報呈示部で提示する情報は、音声合成による音声、電子音、静止画像、動画像、光の点灯、光の点滅、文字のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項１３】
前記自己位置取得部は、２つの車輪の回転角度差から移動ロボットの位置姿勢を求める自己位置推定部を有することを特徴とする請求項項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項１４】
前記自己位置取得部は、周囲の物体を認識するための外界センサと、前記外界センサ情報をもとに前記自己位置推定部によって求めた位置姿勢を補正する位置姿勢補正部を有することを特徴とする請求項１３記載の作業用移動ロボット。
【請求項１５】
前記外界センサはレーザセンサ、超音波センサ、レーダ、接触センサ、画像センサのいずれかであることを特徴とする請求項１４記載の作業用移動ロボット。
【請求項１６】
前記移動領域判断部は、前記作業指令生成部が生成した作業指令から求められる移動距離が予め設定された距離よりも長い場合に移動不可能と判断することを特徴とする請求項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項１７】
前記予め設定された距離とは、通信可能な通信距離に０より大きく１以下の係数を乗じたものであることを特徴とする請求項１６記載の作業用移動ロボット。
【請求項１８】
前記移動領域判断部は、前記通信部の通信状態を監視する通信監視部を有し、前記作業指令生成部が生成した作業指令によって移動する途中、前記通信監視部によって通信状態の低下を検出した場合に移動不可能と判断するとともに移動を停止することを特徴とする請求項１記載の作業用移動ロボット。
【請求項１９】
前記移動開始位置と移動目標位置との間に配置するデータを受信した他の移動ロボットは、目的の位置へ移動した後、前記アクチュエータを駆動する駆動制御部への電力供給を停止することを特徴とする請求項１ないし請求項１８記載の作業用移動ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つ以上の自由度を有した移動体が自律的に空間を自在に移動する作業用移動ロボットに関するものであり、特に作業用移動ロボットの遠隔操作のための通信に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の作業用移動ロボットは、作業現場に設置され、遠隔箇所から遠隔操作される作業機械(移動ロボット)と、固定中継点と、前記固定中継点と前記移動ロボット予め少なくとも一つの移動中継点を設置し、前記移動ロボットに追従して移動させることで、前記移動ロボットと前記遠隔箇所との通信を前記移動中継点を経由して行っている（特許文献１）。図８は特許文献１に開示された遠隔操作システムの説明図である。図において、８０１は作業機械(移動ロボット)であり、通信機能と制御コンピュータによって遠隔操作または自動で作業現場にて掘削作業を行う。８０２は作業機械に追従して移動する移動中継点、８０３は作業現場から見通しの良い場所に設置された固定中継点、８０４は作業機械８０１および移動中継点８０２から離れた場所かつ見通しの聞かない場所に設置された遠隔操作点である。作業機械８０１は、遠隔操作点８０４から固定中継点８０３および移動中継点８０２の通信を介して遠隔操作される。
【０００３】
また、狭い場所における効率的な稼動を目的に、作業を実行する作業用ロボットと、前記作業用ロボットとの通信機能および監視機能を有するサテライトロボットと、前記作業用ロボットおよび前記サテライトロボットを管理する管理監督用ロボットと、前記各ロボットに電力を供給する電力供給ロボットから構成することで、専用の機能を分散した複数の小型ロボットを用いて１つの作業を遂行するものもある（特許文献２）。図９は特許文献２に開示された分散作業ロボットシステムの要部ブロック図である。図において、９０１は作業対象物、９０２は第１の作業ロボット、９０３は第２の作業ロボット、９０４はロボットの動作を監視したり通信の中継を行うサテライトロボット、９０５は部品などを搬送する搬送用ロボット、９０６は各ロボットに電力を供給する電力供給用ロボット、９０７は電力供給用ロボット９０６を管理監督する管理監督用ロボット、９０８はオペレータの要求を各ロボットに指示したり、各ロボットの状態をオペレータに分かるように表示する操作盤である。９０２から９０７の各ロボットは作業機能、搬送機能、通信機能、給電機能、監視機能など機能を各々物理的に隔離したロボットに分散することで各ロボットを小型化し、全ロボットの機能を用いることで狭隘な場所で目的の作業を遂行するシステムとなっている。
【０００４】
更に、指令を与える無線装置と、無線データを受信する複数台の移動ロボットが作業空間に配置され、各移動ロボットは、同じ周波数帯の無線データを受信して、そのデータを本体のメモリに保管し、移動ロボットが場所を移動した先でデータ未受信の他のロボットに出会うと、保管しておいた受信データを送信するように構成することで無線装置からは送信不能な場所までデータを異動することができるものもある（特許文献３）。図１０は特許文献３に開示された脚式移動ロボットの作業空間の模式図である。図において、１００１は無線送受信装置、１００２、１００３、１００４はそれぞれ無線データ送受信機能を備えた複数台の脚式移動ロボット１Ａ、１Ｂ、１Ｃである。図において、無線送受信装置１００１とデータ送受信可能な範囲には脚式移動ロボット１Ａ(１００２)が存在する。また、脚式移動ロボット１Ａ(１００２)とデータ送受信可能な範囲内には、他の脚式移動ロボット１Ｂ(１００３)が存在する。
脚式移動ロボット１Ａ、１Ｂ、・・・は、無線受信装置１００１あるいは他の脚式移動ロボットなど無線データ送信元からデータ受信可能な範囲に突入すると、まず通信データをリアルタイムで受信し、さらにこの受信データを機体内のメモリに保管しておく。
さらに、脚式移動ロボット１Ａ、１Ｂはメモリに受信データを保管した後は、無線データ送信元として機能する。このような脚式移動ロボット間の無線データ送受信を繰返し実行することで、無線送受信装置１００１からはデータ送受信不能な場所にまで通信データが順次移動していき、最終的には脚式移動ロボット全てにデータが届くこととなる。
このように、従来の作業用移動ロボットは、通信データを記憶したロボットがデータ未受信のロボットに出会った場合にデータをデータ未受信ロボットに送信して通信の届かない領域までデータを届けることができるものである。
【特許文献１】特許第２６７３６５３号
【特許文献２】特許第３３６４２３７号
【特許文献３】特開２００２−２３３９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような従来の作業用移動ロボットは、移動中継点が現場で作業を行う移動ロボットに追従して移動するため、移動距離が遠隔箇所から通信可能な距離よりも長くなると通信不能になるというも問題があった。また、特許文献２のように複数のロボットにそれぞれ必要な機能を分担さ、全ロボットが全て機能することで目的の作業を行えるように構成しているので、１台のロボットに不具合を生じた場合すなわち機能しなくなった場合、一つのシステムが成り立たなくなるため目的の作業を遂行できなくなるという問題があった。また、特許文献３は、作業空間に通信の中継局を設けずにデータ受信可能のエリアを拡大させる発明であるが、通信によって受信したデータを有した移動ロボットがデータ未受信の他のロボットに出会うことができるのは、非常に狭い空間においてのみであり、作業空間が拡大すると移動ロボット同士が出会う確率は著しく低下するため、データを送受信する確実性は期待できないというような問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットの作業場所がデータ
の通信囲外であっても同等の機能を有した複数のロボットと協調することで、作業を遂行
できる作業用移動ロボットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明は人間からの命令を入力する命令入力部と、データを送受信する通信部と、前記命令入力部からの命令または前記通信部が受信したデータのうち少なくとも一つの情報に基づき作業指令を生成する作業指令生成部と、前記作業指令生成部によって生成した作業指令に基づき人間が理解できる情報を呈示する情報呈示部と、各自由度を動作させるアクチュエータと、前記作業指令生成部によって生成した作業指令に基づき前記アクチュエータを駆動する駆動制御部と、自己の現在位置を取得する自己位置取得部と、移動可能な領域を判断する移動領域判断部を備え、前記作業指令生成部が生成した作業指令に対して前記移動領域判断部が移動不可能であると判断した場合、移動開始位置と移動目標位置との間に他の移動ロボットを少なくとも一つ配置する命令を前記通信部から送信するものである。
【０００７】
また本発明は、前記命令入力部を人間が発声した音声を入力するマイクとするものである。また、前記命令入力部を予め命令と関連付けられたボタンとするものである。また、前記命令入力部をデータ読取装置とするものである。前記データ読取装置をバーコード読取装置とするものである。また、前記データ読取装置をＩＣタグ読取装置とするものである。前記命令入力部を力センサとするものである。また、前記命令入力部をトルクセンサとするものである。
【０００８】
また本発明は、前記通信部に、通信データを中継する中継部を備えるものである。また、前記作業指令生成部は、前記命令入力部に入力された命令または前記通信部が受信したデータのうち少なくとも一つの情報に基づき移動目標位置を設定する目標位置設定部を備えるものである。また、前記作業指令生成部は、現在位置から前記移動目標位置までの経路を生成する経路生成部を備えるものである。また、前記作業指令生成部は、周囲の物体を認識するための外界センサと、前記外界センサ情報をもとに前記作業指令を補正する指令補正部を有するものである。前記外界センサをレーザセンサとするものである。また、前記外界センサを超音波センサとするものである。また、前記外界センサをレーダとするものである。また、前記外界センサを接触センサとするものである。また、前記外界センサを画像センサとするものである。
【０００９】
また本発明は、前記情報呈示部で提示する情報を、音声合成による音声とするものである。また、前記情報呈示部で提示する情報を、電子音とするものである。また、前記情報呈示部で提示する情報を、静止画像とするものである。前記情報呈示部で提示する情報を、動画像とするものである。また、前記情報呈示部で提示する情報を、光の点灯または点滅とするものである。また、前記情報呈示部で提示する情報を、文字とするものである。
【００１０】
また本発明は、前記自己位置取得部に、２つの車輪の回転角度差から移動ロボットの位置姿勢を求める自己位置推定部を備えるものである。また、前記自己位置取得部に、周囲の物体を認識するための外界センサと、前記外界センサ情報をもとに前記自己位置推定部によって求めた位置姿勢を補正する位置姿勢補正部を備えるものである。前記外界センサをレーザセンサとするものである。また、前記外界センサを超音波センサとするものである。また、前記外界センサをレーダとするものである。また、前記外界センサを接触センサとするものである。また、前記外界センサを画像センサとするものである。
【００１１】
また本発明は、前記移動領域判断部は、前記作業指令生成部が生成した作業指令から求められる移動距離が予め設定された距離よりも長い場合に移動不可能と判断するものである。また、前記予め設定された距離とは、通信可能な通信距離に０より大きく１以下の係数を乗じたものとするものである。また、前記移動領域判断部は、前記通信部の通信状態を監視する通信監視部を有し、前記作業指令生成部が生成した作業指令によって移動する途中、前記通信監視部によって通信状態の低下を検出した場合に移動不可能と判断するとともに移動を停止するものである。また、前記移動開始位置と移動目標位置との間に配置するデータを受信した他の移動ロボットは、目的の位置へ移動した後、前記アクチュエータを駆動する駆動制御部への電力供給を停止するものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によると、人間の命令を入力することができるロボットを作業空間内に複数配置することができ、命令する人間に最も近いロボットが命令を受け付け、作業対象に最も近いロボットがその命令を速やかに実行することができる効果がある。
また、請求項２に記載の発明によると、人間はロボットへの命令に音声を利用することができるので、人間は直感的にロボットへ命令することができる効果がある。
また、請求項３に記載の発明によると、命令入力にボタンを用いるため、頻繁に利用する命令をボタンと関連付けておくことで、簡単かつ確実に作業を実行することができる効果がある。
また、請求項４ないし請求項６に記載の発明によると、命令入力にバーコードやＩＣタグなどを利用することで複数の情報を一度に読み取ることができるため、簡単かつ効率的に作業を実行することができる効果がある。
また、請求項７または請求項８に記載の発明によると、命令入力に大きさと方向といった情報を有した力情報を利用することができるため、ロボットを誘導する場合に移動方向と移動速度に変換し、ロボットを直感的に誘導することができる効果がある。
また、請求項９に記載の発明によると、ロボットの通信部に中継機能を有しているので、作業空間内に配置された複数のロボット間での情報の伝達を速やかに行うことができる効果がある。
また、請求項１０に記載の発明によると、ロボットは人間からの命令だけではなく、ロボット間の情報をもとに判断して作業を実行することができるため、自律性が向上し人間の介在を最少にすることができる効果がある。
また、請求項１１に記載の発明によると、現在位置から目標位置までの経路を生成することができるので、初期に予期できなかった障害物が存在する場合でも、柔軟に経路を再生成することができる効果がある。
また、請求項１２ないし請求項１７に記載の発明によると、周囲の物体を認識する外界センサを有しているため、周囲の障害物あるいは人間を避けて移動することができる効果がある。
また、請求項１８ないし請求項２３に記載の発明によると、ロボットが情報を呈示する場合、音声合成による音声、電子音、静止画像、動画像、光の点灯または点滅、文字などを利用するため、人間はロボットの発する情報を容易に理解することができる効果がある。
また、請求項２４に記載の発明によると、２つの車輪の回転角度差から移動ロボットの位置姿勢を求めることができるため、ロボットの現在位置情報を得ることができる効果がある。
また、請求項２５ないし請求項３０に記載の発明によると、周囲の物体を認識するためのレーザセンサ、超音波センサ、レーダ、接触センサ、画像センサの少なくとも一つの外界センサを利用して位置姿勢誤差を補正することができるので、より正確なロボットの現在位置情報を得ることができる効果がる。
また、請求項３１に記載の発明によると、移動距離が予め設定された距離よりも長い場合に移動不可能と判断することができるため、ロボットが移動を開始する前に、移動開始位置と移動目標位置との間に他の移動ロボットを少なくとも一つ配置するデータを通信部から送信することができる効果がある。
また、請求項３２に記載の発明によると、設定距離に０より大きく１以下の係数を乗ずることでその範囲を調整可能となり、場所によって変化する通信状態に柔軟に対応することができる効果がある。
また、請求項３３に記載の発明によると、通信状態を監視する通信監視部を有し、ロボットが移動する途中に通信監視部によって通信状態の低下を検出した場合に移動不可能と判断し、移動開始位置と移動目標位置との間に他の移動ロボットを少なくとも一つ配置するデータを通信部から送信することができるとともに通信の状態が回復するまで移動を停止するため、通信が完全に途絶えることはないという効果がある。
また、請求項３４に記載の発明によると、移動開始位置と移動目標位置との間に配置するデータを受信した他の移動ロボットは、目的の位置へ移動した後、アクチュエータを駆動する駆動制御部への電力供給を停止することで電力の消費を最低限に抑えることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の第１実施例を示す作業用移動ロボットのブロック図である。図において、１１は人間からの命令を入力する命令入力部であり、１２はデータを送受信する通信部であり他のロボットに対するデータ送受信を中継する機能も備えている。１３は命令入力部１１からの命令または通信部１２が受信したデータのうち少なくとも一つの情報に基づき作業指令を生成する作業指令生成部である。また、１４は作業指令生成部１３によって生成した作業指令に基づき人間が理解できる情報を呈示する情報呈示部であり、１５は各自由度を動作させるアクチュエータであり、１６は作業指令生成部１３によって生成した作業指令に基づきアクチュエータ１５を駆動する駆動制御部であり、１７は自己の現在位置を取得する自己位置取得部であり、１８は移動可能な領域を判断する移動領域判断部である。また、命令入力部１１は、人間が発声した音声を入力できるマイクや予め命令と関連付けられたボタン、またはバーコードやＩＣタグなどデータを読取装置などの情報入力装置、外力情報を検地する力センサあるいはトルクセンサで構成されている。
作業指令生成部１３は、命令入力部１１で入力された命令または通信部１２が受信したデータのうち少なくとも一つの情報に基づき移動目標位置を設定する目標位置設定部１３１と、現在位置から前記移動目標位置までの経路を生成する経路生成部１３２と、周囲の物体を認識するためのレーザセンサ、超音波センサ、レーダ、接触センサ、画像センサの少なくとも一つの外界センサ１３３と、前記外界センサ情報をもとに前記作業指令を補正する指令補正部１３４から構成されている。
また、自己位置取得部１７は、少なくとも２つの車輪の回転角度（回転角速度）差から、ロボット本体の位置姿勢を求める自己位置推定部１７０と、周囲の物体を認識するためのレーザセンサ、超音波センサ、レーダ、接触センサ、画像センサの少なくとも一つの外界センサ１７１と、前記外界センサ情報をもとに自己位置推定部１７０によって求めた位置姿勢を補正する位置姿勢補正部１７２から構成されている。なお、自己位置取得部１７で使用する外界センサ１７１は、前記作業指令生成部にて配置した外界センサ１３３と兼用しても良い。
移動領域判定部１８は、作業指令生成部１３が生成した作業指令から求められる移動距離が予め設定された距離よりも長い場合に移動不可能と判断したり、あるいは通信部１２の通信状態を監視する通信監視部１８１を有し、作業指令生成部１３が生成した作業指令によって移動する途中、通信監視部１８１によって通信状態の低下を検出した場合に移動不可能と判断することができるようになっている。
本実施例の特徴は、予め設定された距離や通信状態によって移動時の通信可能性を判断する移動領域判断部を備えたことにある。
【００１５】
また、図２は本発明の第１実施例を示す作業用移動ロボットの模式図である。図において、２０は移動ロボット本体であり、２０１は移動ロボット本体２０に装置されて作業を行うマニピュレータであり、ここでは２本のマニピュレータ２０１を有している。２０２は移動ロボット本体２０に取り付けられた車輪であり、回転角度を検出するエンコーダを備えている。また、２１１は人間が発声した音声を取得するマイクであり、２１２は力を検出する力センサである。２２はデータを送受信する通信部であり、２３は人間が理解できる情報を静止画像、動画像、光の点灯、点滅あるいは文字で表示したり、様々な合成音声あるいは電子音によって情報を呈示するディスプレイおよびスピーカである。２４１は周囲の物体との距離を測定するレーザセンサであり、レーザを走査することによって広範囲の物体を検出することができる。２４２は超音波センサであり、ロボットの周囲に配置することで移動時の障害物を検出可能にしている。
【００１６】
次に作業用移動ロボットの動作を、図３および図４を用いて説明する。図３は、作業用移動ロボットの動作を示すフローチャートであり。図４は、図３のフローチャートによる作業用移動ロボットの動作の説明図である。先ず初めに図４に示すように、ロボットRobot01は移動開始位置に配置しており、同じ場所には更に監視サーバとロボットRobot01と同等の機能を有した中継ロボットRobot02が配置されている。
【００１７】
Robot01は、図３のStep301にて人間から音声で作業指示が与えられると作業場所である目標位置を音声コマンドと位置座標データを記憶した位置データ記憶部から検索する (Step302) 。また、Step303の自己位置を取得する場合、Robot01は現在の位置をロボットの車輪の回転角度から計算によって求める。Step304では、ロボットの現在位置と命令による目標位置からロボットが移動可能かどうかを判断する。ここでは、ロボット間や監視サーバ間とのデータの送受信を無線LANを用いて行うと想定すると、移動可能かどうかの判断基準に無線LANの通信可能距離を設定する。但し、単に無線LANの通信可能領域の最大値を設定するだけでは通信不能となる可能性が高くなるため、ここでは、通信可能距離に0.8を乗じた設定距離Laを判断基準距離に設定する。
【００１８】
図４に示すように、移動目標位置が設定距離よりも遠い場合は、Step305に示すようにRobot01は中継ロボットRobot02の配置を通信部を通して依頼する。依頼データを受信した中継ロボットRobot02は直ちに移動開始位置(監視サーバの位置)とロボットRobot01の移動目標位置との中点に移動する。Step306にて中継ロボットRobot02の配置が完了した場合、作業を行うロボットRobot01は移動目標位置へ移動を開始し(Step308)、中継ロボットRobot02の配置が完了しない場合は、Step307にて配置完了を待つ。
【００１９】
更に、Step309では、ロボットRobot01が移動目標位置へ移動する際に、周囲に障害物がある場合、ロボットRobot01に内蔵した外界センサにて検出し、作業指令生成部が生成した移動経路を補正(Step310)することで障害物を回避する。また、移動の途中で外界センサを利用して周囲の形状情報を収集することができるため、予めランドマークとして登録しておいた特徴点と一致した場合(Step311)、ランドマークの位置情報に自己位置を修正(Step312)することもできる。Step313にて目標位置へ到達した場合は移動を終了し、指示された作業を開始する。
【００２０】
ここでは、ロボットRobot01は中継用ロボットRobot02が中継位置へ配置した後に、移動を開始しているが、中継用ロボットRobot02が移動を開始すると同時にロボットRobot01も移動を開始しても良い。また、中継ロボットRobot02は中継位置へ移動後、アクチュエータに供給する電力を遮断し、バッテリの消耗を抑えることもできる。なお、ここでは、２台のロボットを用いて説明したが、３台以上のロボットを用いることで、作業を行うロボットはより遠くで作業することができるようになる。
【実施例２】
【００２１】
本発明の第２実施例を図５および図６を用いて説明する。図５は本発明の第２実施例を示す移動ロボットの動作のフローチャートであり、図６は、図５のフローチャートによる移動ロボットの動作の説明図である。先ず初めに、図６に示すようにロボットRobot01は移動開始位置に配置しており、同じ場所には、監視サーバとRobot01と同等の機能を有した中継用ロボットRobot02が配置されている。
【００２２】
ロボットRobot01は、図５のStep501にて人間から音声で作業指示が与えられると作業場所である目標位置を音声コマンドと位置座標データを記憶した位置データ記憶部から検索する (Step502) 。また、Step503の自己位置を取得する場合、ロボットRobot01は現在の位置をロボットの車輪の回転角度から計算によって求める。Step504では、通信が確立されているかどうかを確認する。ここでは、ロボット間や監視サーバ間とのデータの送受信に無線LANを用いることを想定しているので、Step504の通信状態は無線LANの通信速度が最大通信速度の30%以上確保できる場合に通信状態が正常であると判断する。このStep504にて通信状態が低下した場合、Step505にて中継用ロボットRobot02の配置を通信部を通して依頼する。中継用ロボットRobot02は、移動開始位置から移動を開始し、ロボットRobot01の現在位置へと向かって移動する。中継用ロボットRobot02は中継器を有しているため中継用ロボットRobot02がロボットRobot01に近づくにしたがって、ロボットRobot01の通信状態は改善される。ロボットRobot01は通信速度が最大通信速度の50%を越えると中継用ロボットRobot02に停止命令を発行するとともに、目標位置への移動を再開する(Step506)。ロボットRobot01は、目標位置へ移動する際に周囲に障害物がある場合(Step507)、ロボットRobot01に内蔵した外界センサにて検出し、作業指令生成部が生成した移動経路を補正(Step508)することで障害物を回避する。また、移動の途中で外界センサを利用して周囲の形状情報を収集することができるため、予めランドマークとして登録しておいた特徴点と一致した場合(Step509)、ランドマークの位置情報に自己位置を修正(Step510)することもできる。Step511にて目標位置へ到達した場合は移動を終了し、指示された作業を開始する。
【００２３】
ここでは、ロボットRobot01は中継用ロボットRobot02が中継位置へ配置した後に、移動を開始しているが、中継用ロボットRobot02が移動を開始すると同時にロボットRobot01も移動を開始しても良い。また、中継用ロボットRobot02は中継位置へ移動後、アクチュエータに供給する電力を遮断し、バッテリの消耗を抑えることもできる。なお、ここでは、２台のロボットを用いて説明したが、３台以上のロボットを用いることで、作業を行うロボットはより遠くで作業することができるようになる。
【実施例３】
【００２４】
図７は本発明の第３実施例を示す作業用移動ロボットの動作説明図である。図７に示すように、本実施例には、人間の命令を受け付けるロボットRobot01と、移動目標位置へ移動し作業を実行する第２のRobot02と、第２のロボットRobot02の通信状態が低下した場合に通信の中継を行う中継用ロボットRobot03が登場する。ロボットRobot01は、人間からの音声、ボタン入力機能を実行し、アクチュエータへの電力供給を停止しておく。ロボットRobot01に人間からの移動命令を入力されると、ロボットRobot01は直ちに入力された移動命令を第２のロボットRobot02へ通信部を介して送信し、第２のロボットRobot02は移動を開始する。第２のロボットRobot02は第２実施例と同様に通信速度が低下した場合、中継用ロボットRobot03の配置を通信部を通じて依頼する。中継用ロボットRobot03は、移動開始位置から第２のロボットRobot02の現在位置へと向かって移動する。中継用ロボットRobot03は中継器を有しているため中継用ロボットRobot03が第２のロボットRobot02に近づくにしたがって第２のロボットRobot02の通信状態は改善される。第２のロボットRobot02の通信が回復すると、中継用ロボットRobot03に停止命令を発行するとともに、目標位置への移動を再開する。なお、ロボットが移動する際には、前述の第１及び第２実施例と同様に障害物回避や自己位置修正を行いながら移動するようになってる。
【００２５】
以上、説明したように本発明によれば、複数のロボットが同じ作業空間でそれぞれの役割を分担できるような構成をしているので、作業対象が通信可能範囲を越えた場所にあっても複数のロボットが自律的に移動することで通信を中継し、作業命令を受けたロボットは作業を実行することができる。また、複数のロボットはそれぞれ同等の機能を有しているため、１台のロボットがバッテリ切れや故障などの原因で命令を実行できない場合でも、他のロボットを代用することができるため、全体システムの堅固性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、２つ以上の自由度を有した移動体が自律的に空間を自在に移動する作業用移動ロボットとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例を示す作業用移動ロボットのブロック図である
【図２】本発明の第１実施例を示す作業用移動ロボットの模式図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す作業用移動ロボットの動作のフローチャートである。
【図４】図３のフローチャートによる作業用移動ロボットの動作の説明図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す移動ロボットの動作のフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートによる移動ロボットの動作の説明図である。
【図７】本発明の第３実施例を示す作業用移動ロボットの動作説明図である。
【図８】従来技術の例を示す遠隔操作システムの説明図である。
【図９】従来技術の例を示す分散作業ロボットシステムの要部ブロック図である。
【図１０】従来技術の例を示す脚式移動ロボットの作業空間の模式図である。
【符号の説明】
【００２８】
２０  移動ロボット本体、２０１  マニピュレータ、２０２  車輪、２１１  マイク、
２１２  力センサ、２２  通信部、２３  ディスプレイ／スピーカ、２４１  測距用レーザセンサ、２４２  超音波センサ、
【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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