(57)【要約】生活支援システム（１００）は、物品に関する情報を実環境に直接表示可能な情報提示装置（１２４）と、ロボット（１０２）の移動領域を生成する移動領域生成手段（１２５）と、ロボット（１０２）の把持可能領域を生成する把持可能領域生成手段（１２６）と、利用者から物品までの誘導情報を計算する誘導情報生成手段（１２７）とを備えている。生活支援システム（１００）は、移動領域生成手段（１２５）と把持可能領域生成手段（１２６）と誘導情報生成手段（１２７）とで求まった情報を、情報提示装置（１２４）で表示する。これにより、家屋等の物品等を管理すると共に、該物品の属性情報あるいは物品の円滑移動のための情報等を、利用者に対してより直感的に提示する生活支援システムを提供する。
2005015466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）に関する情報を記憶する物品移動体データベース（１０７）と、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記物品に関する情報を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記物品に関する問い合わせに関連して前記情報提示装置により前記物品に関する情報を前記生活環境内に提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項２】
前記情報提示装置は、前記生活環境内の壁、床、天井、前記設備及び前記物品の少なくとも一つに前記情報を照射して提示する照射装置を備える請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項３】
前記照射装置は、プロジェクタ又はレーザポインタである請求項２に記載の生活支援システム。
【請求項４】
前記生活環境内の利用者の情報を検知するセンシング手段（１０５）と、
前記利用者の注意を前記物品に誘導するための誘導情報を生成する誘導情報生成手段（１２７）とをさらに備え、
前記情報提示装置は、前記センシング手段で検知された前記利用者の情報を基に、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を提示して前記利用者の注意を前記物品に誘導する請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項５】
前記誘導情報生成手段は、前記利用者の視線を前記物品の存在位置に誘導する誘導情報を生成し、
前記情報提示装置は、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を前記生活環境内に直接出力して、前記利用者の視線を前記物品に誘導する請求項４に記載の生活支援システム。
【請求項６】
前記誘導情報は、前記利用者の位置から前記物品の位置までの径路を示す静止画像又は動画像であり、前記情報提示装置により前記誘導情報である静止画像又は動画像を前記生活環境内に直接出力する請求項５に記載の生活支援システム。
【請求項７】
少なくとも前記物品移動体データベースは、前記物品に関する過去の情報を記憶しており、
前記情報提示装置は、前記物品に関する過去の情報の提示指示に基づき、前記物品の過去の情報を、現在の前記生活環境内に直接出力して提示する請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項８】
前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている請求項１〜７のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項９】
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記物品移動体データベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）をさらに備えて、
前記情報提示装置は、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項１０】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の前記移動経路及び前記移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示することにより生活支援を行うる生活支援システム。
【請求項１１】
前記情報提示手段は、
前記生活環境内に向かって画像パターンを投影する投影装置（１２４Ａ）と、
前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影された前記移動体の経路情報及び移動占有領域と、前記移動体が実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得る調整装置（１２４Ｃ）とを備えている請求項１０に記載の生活支援システム。
【請求項１２】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）と、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記生活環境内での生活者と前記移動体との共有領域情報である生活支援可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段（１２６）と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記情報提示装置により、前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１３】
前記移動体は前記物品を把持可能な把持部を有し、
前記生活支援可能領域生成手段は、前記移動体により前記物品を把持できる領域である把持可能領域の情報を前記生活支援可能領域として生成し、
前記情報提示装置は、前記把持可能領域を前記生活環境内に直接出力して提示する請求項１２に記載の生活支援システム。
【請求項１４】
前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている請求項９〜１３のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１５】
前記設備は、前記物品に対して所定の処理を施す設備であり、前記物品の移動場所として当該設備が指定されて前記物品が移動されると、前記物品に対して所定の処理を自動的に実行可能である請求項８〜１４のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１６】
前記移動体は、ある一連の動作が指定されると、前記一連の動作を連続して行うための行動計画を作成する行動計画作成手段（１１７）を備え、
前記移動体は、前記行動計画に従って前記一連の動作を自動的に実行可能な請求項８〜１５のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１７】
少なくとも生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベース（１０７）と、前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、前記生活環境内に情報を直接出力して提示する情報提示装置（１２４）とを備えた生活支援システムをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記生活支援システムに、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照する動作と、
前記物品に関する情報を前記情報提示装置を用いて前記生活環境内に直接出力する動作とをそれぞれ実行させるプログラム。
【請求項１８】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置（１２４）と、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、生活環境例えば居住環境内で物体の一例としての物品の管理を行うことにより利用者の生活支援を行う生活支援システムに係り、特に、管理された物品の情報や生活支援ロボットの動作の提示など、利用者に分かりやすく・負担を強いないインタフェースを有する生活支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  これまで、人は情報や物の処理・管理に多くの時間を費やしてきた。しかし近年、情報（映像、音楽、文書等）の多くはデジタル化され、またインターネットやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の普及によって、情報の処理・流通に関しては利便性が高まり、それらの処理や管理はかなり自由自在に行えるようになってきた。一方、物の処理に関しては、利便性が十分に高いとは言い難いのが現状である。確かに、人を家事等の労務から解放し、よりゆとりのある生活を提供するために、多くの便利な家電製品、家具、その他設備が開発されてきた。しかし、身の回りを振り返ってみると、人は未だに「物」に振り回されている。例えば、物を探したり、物を片付けたり、ゴミを分別したり、食器を運んだり、などである。【０００３】  本発明が目的とする生活支援システムは、このような物に対する効率的な処理及び管理を実現することに他ならない。そのためには、物品の場所を自動的に管理する必要がある。物品の場所を管理しているだけでも、「物を探す」ことを効率的に行うことができる。さらに、物品を把持・運搬する機能を有するロボットを併用することで、物を自動的に移動させる処理を実現することができ、生活支援の応用幅が出てくる。【０００４】  このような生活支援システムを実現するために望まれる条件は、
１）物の属性（種類、位置、時間など）が常に管理されていること（センシング機能）
２）管理されている情報を便利に利用できること（使いやすいインタフェース）
３）物を移動させる際の円滑な動作（移動途中におけるロボット等と人との衝突の防止等）
などである。【０００５】  これまでも、産業用の自動倉庫システムや図書館など、管理対象となる物品が統一されている分野では、既にある程度の自動化は行われており、前記条件は整えられている。これに対し、家庭やオフィスなどでは、扱う物品や環境の自由度が大きいため、前記条件を満たすシステムを構築することは簡単ではない。しかしながら、家庭などで前記条件を克服する試みもいくつか見受けられる。【０００６】  例えば、特開２００２−６００２４号公報では、住宅の各領域の名称を記憶する記憶部を備えた物品管理システムが開示されている。このシステムでは、家庭内の物品に、収納物、被収納物、及び独立物（テレビなど）からなる分類コードと、該物品がいずれの領域に配置されているかを示すコード（特に被収納物に関しては、いずれの収納物に収納されているかを示すコード）と、画像データとを付与し、物品の情報をそれらのコードと共に前記記憶部に記憶することで、家庭内の物品を管理する。なお、物品の各種コードは手動で入力する。このシステムは、前記物品の画像データを、端末画面に表示した住宅内のＣＧ画像に合成して利用者に提示する。そして、利用者は、端末画面の画像を参照しながら、本システムを物品探しや建築前の所有物に合わせた設計変更に利用する。【０００７】  また、特開２００２−４８０９１号公報では、家庭内の物品に付されたバーコード情報を取得するバーコードリーダーと、バーコード情報に基づいて物品の情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の情報を表示・更新する表示及び入力手段と、通信制御手段とを備えたホームサーバを有し、家庭内の物品の在庫情報を家庭及び外出先で参照することができる家庭用在庫管理システムを開示している。この従来技術は、前者の従来技術に比べて物品属性の入力をバーコードを用いて容易化している反面、物品の位置までは記憶していない。そのため、捜し物や物品の移動処理には適していない。また、先の従来技術と同様、端末などの画面で物品の在庫確認を行うが、こちらはＣＧ画像などを用いずに表形式で提示するものである。【０００８】  しかし、いずれの従来技術も、物品の有無や存在位置を端末画面に表示するものであったため、利用者はわざわざその端末の設置場所まで足を運ばなければならなかった。また、端末画面には仮想化した状態が表示されるが、仮想化した画面と実世界の見え方には多少なりとも差異が生じるものである。そのため、利用者には、これらを見比べながら対応付けを行わなければならないという煩わしさがあった。特に、同じ環境内に複数の移動体（人やロボット等）がいて、お互いに物品の所在などの情報を共有したい場合、端末を介して情報を伝え合わなければならないとしたのでは、不便である。例えば、今後ますますニーズが見込まれる老人や身障者の介護の場面では、被介護者が介護者に対してある物を取ってもらう場合、わざわざ端末を介してその物品の場所を指示するのでは、使いやすいインタフェースとは言い難い。【０００９】  また、従来技術は、物品の情報の提示を行うに過ぎず、物品の移動までは行わなかった。そのため、移動作業の円滑化という課題は生じなかった。しかし、物品を移動させる場合には、移動作業の円滑化を図る��要がある。例えば、ロボットによって物品を移動させる場合、移動途中におけるロボットと人との衝突を未然に防止する必要があったり（安全の確保）、人がロボットに物品を受け渡しする場合において、物品の受け渡しが安全かつスムースに行われるような支援技術が必要となる。【００１０】  本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、居住環境内の物品等を管理すると共に、該物品の属性情報あるいは物品の円滑移動のための情報等を、利用者に対してより直感的に提示する技術を有する生活支援システムを提供することである。
【発明の開示】
【００１１】  本発明は、前記目的を達成するため、以下のように構成している。
本発明の１つの態様によれば、生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記物品に関する情報を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記物品に関する問い合わせに関連して前記情報提示装置により前記物品に関する情報を前記生活環境内に提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。
【００１２】  本発明の別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の前記移動経路及び前記移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示することにより生活支援を行うる生活支援システムを提供する。
【００１３】  本発明のさらに別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記生活環境内での生活者と前記移動体との共有領域情報である生活支援可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。
【００１４】  本発明の別の態様によれば、少なくとも生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内に情報を直接出力して提示する情報提示装置とを備えた生活支援システムをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記生活支援システムに、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照する動作と、
前記物品に関する情報を前記情報提示装置を用いて前記生活環境内に直接出力する動作とをそれぞれ実行させるプログラムを提供する。
【００１５】  本発明の別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能な移動体と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】  本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
［図１］本発明の一実施形態に係る生活支援システムの全体構成を示すブロック図
［図２Ａ］前記生活支援システムの背景差分法を説明するための説明図
［図２Ｂ］前記生活支援システムの背景差分法を説明するための説明図
［図２Ｃ］前記生活支援システムの背景差分法を説明するための説明図
［図２Ｄ］図２Ａ〜図２Ｃで前記背景差分法で使用するカメラなどと部屋とを示す説明図
［図３Ａ］前記生活支援システムでの物品データの構成と記載内容例を示した、片づけ前の状態での概念図
［図３Ｂ］物品データの構成と記載内容例を示した、片づけ後の状態での概念図
［図４Ａ］前記生活支援システムでのある環境の様子をある時刻において撮影した模式図
［図４Ｂ］前記生活支援システムでのある環境の様子を図４Ａとは異なる時刻において撮影した模式図
［図５］前記生活支援システムの移動体データの構成と記載内容例を示した概念図
［図６Ａ］前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースを説明するための実際の状況の図
［図６Ｂ］前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースを説明するための立体モデルの図
［図６Ｃ］前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースを説明するための図６Ａの平面モデルの図
［図７］前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースのデータの一例を示した図
［図８Ａ］前記生活支援システムでの設備と設備属性データの一例を示した図
［図８Ｂ］前記生活支援システムでの設備と設備属性データの一例を示した図
［図９］前記生活支援システムの移動領域生成手段の動作を示すフローチャート
［図１０Ａ］前記生活支援システムのロボットの移動領域画像を生成するための説明図
［図１０Ｂ］前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の説明図
［図１１］前記生活支援システムのロボットの移動領域を生成するための説明図
［図１２Ａ］前記生活支援システムのロボットの把持可能領域を生成するための斜視図
［図１２Ｂ］前記生活支援システムのロボットの把持可能領域を生成するための側面図
［図１３Ａ］前記生活支援システムの誘導情報を実環境に提示する時の提示例を示す説明図
［図１３Ｂ］前記生活支援システムの誘導情報を実環境に提示する時の提示例を示す説明図
［図１４］前記生活支援システムの設備操作情報記憶部に記憶されている設備操作コマンドを表形式で示した図
［図１５］前記生活支援システムのロボットの構成を示す斜視図
［図１６］前記生活支援システムのロボット制御コマンドデータベースに記憶されたロボット制御コマンドのリストの例を示した表形式の図
［図１７Ａ］前記生活支援システムにおいて環境側に情報提示装置を設置する場合のロボットの移動領域の表示例を示す図
［図１７Ｂ］前記生活支援システムにおいてロボット側に情報提示装置を設置する場合のロボットの移動領域の表示例を示す図
［図１８Ａ］前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、ロボットの移動経路を実線又は点線で描く場合の説明図
［図１８Ｂ］前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、ロボットの移動占有領域をその危険度に応じて描く場合の説明図
［図１８Ｃ］前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、ロボットの移動占有領域をロボットの到達時間又は速度に応じて描く場合の説明図
［図１８Ｄ］前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、図１８Ｂにおいてロボットが途中まで進んだ場合の説明図
［図１９Ａ］前記生活支援システムのロボットの生活支援可能領域を説明するために、生活支援可能領域として把持部の占有領域をロボット上部側から提示する平面図
［図１９Ｂ］前記生活支援システムのロボットの生活支援可能領域を説明するために、生活支援可能領域としてロボットが把持する部分を提示する斜視図
［図２０］ペットボトルの底面に配置された電子タグに書き込まれた情報を、冷蔵庫のタグリーダにより読み取る状態を示す説明図
［図２１］設備属性データとしてロボットのロボットアーム及びハンドの動作プログラムを持たせる場合の説明図
［図２２］図２１のロボットアーム及びハンドの動作プログラムの例を示す図
［図２３］前記生活支援システムでの設備内部に収納されている物品の表示形態の例を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。【００１８】  以下、本発明の実施形態を説明する前に本発明の種々の態様について説明する。【００１９】  本発明の第１態様によれば、生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記物品に関する情報を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記物品に関する問い合わせに関連して前記情報提示装置により前記物品に関する情報を前記生活環境内に提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。【００２０】  本発明の第２態様によれば、前記情報提示装置は、前記生活環境内の壁、床、天井、前記設備及び前記物品の少なくとも一つに前記情報を照射して提示する照射装置を備える第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２１】  本発明の第３態様によれば、前記照射装置は、プロジェクタ又はレーザポインタである第２の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２２】  本発明の第４態様によれば、前記生活環境内の利用者の情報を検知するセンシング手段と、
前記利用者の注意を前記物品に誘導するための誘導情報を生成する誘導情報生成手段とをさらに備え、
前記情報提示装置は、前記センシング手段で検知された前記利用者の情報を基に、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を提示して前記利用者の注意を前記物品に誘導する第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２３】  本発明の第５態様によれば、前記誘導情報生成手段は、前記利用者の視線を前記物品の存在位置に誘導する誘導情報を生成し、
前記情報提示装置は、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を前記生活環境内に直接出力して、前記利用者の視線を前記物品に誘導する第４の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２４】  本発明の第６態様によれば、前記誘導情報は、前記利用者の位置から前記物品の位置までの径路を示す静止画像又は動画像であり、前記情報提示装置により前記誘導情報である静止画像又は動画像を前記生活環境内に直接出力する第５の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２５】  本発明の第７態様によれば、少なくとも前記物品移動体データベースは、前記物品に関する過去の情報を記憶しており、
前記情報提示装置は、前記物品に関する過去の情報の提示指示に基づき、前記物品の過去の情報を、現在の前記生活環境内に直接出力して提示する第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２６】  本発明の第８態様によれば、前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている第１〜７のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２７】  本発明の第９態様によれば、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記物品移動体データベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段をさらに備えて、
前記情報提示装置は、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００２８】  本発明の第１０態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の前記移動経路及び前記移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示することにより生活支援を行うる生活支援システムを提供する。【００２９】  本発明の第１１態様によれば、前記情報提示手段は、
前記生活環境内に向かって画像パターンを投影する投影装置と、
前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影された前記移動体の経路情報及び移動占有領域と、前記移動体が実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得る調整装置とを備えている第１０の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００３０】  本発明の第１２態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記生活環境内での生活者と前記移動体との共有領域情報である生活支援可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。【００３１】  本発明の第１３態様によれば、前記移動体は前記物品を把持可能な把持部を有し、
前記生活支援可能領域生成手段は、前記移動体により前記物品を把持できる領域である把持可能領域の情報を前記生活支援可能領域として生成し、
前記情報提示装置は、前記把持可能領域を前記生活環境内に直接出力して提示する第１２の態様に記載の生活支援システムを提供する。【００３２】  本発明の第１４態様によれば、前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている第９〜１３のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。【００３３】  本発明の第１５態様によれば、前記設備は、前記物品に対して所定の処理を施す設備であり、前記物品の移動場所として当該設備が指定されて前記物品が移動されると、前記物品に対して所定の処理を自動的に実行可能である第８〜１４のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。【００３４】  本発明の第１６態様によれば、前記移動体は、ある一連の動作が指定されると、前記一連の動作を連続して行うための行動計画を作成する行動計画作成手段を備え、
前記移動体は、前記行動計画に従って前記一連の動作を自動的に実行可能な第８〜１５のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。【００３５】  本発明の第１７態様によれば、少なくとも生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内に情報を直接出力して提示する情報提示装置とを備えた生活支援システムをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記生活支援システムに、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照する動作と、
前記物品に関する情報を前記情報提示装置を用いて前記生活環境内に直接出力する動作とをそれぞれ実行させるプログラムを提供する。【００３６】  本発明の第１８態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能な移動体と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラムを提供する。【００３７】  本発明によれば、情報提示装置が物品に関する情報を生活環境内に直接提示するので、利用者は物品に関する情報をより直感的に認識することができる。利用者は端末画面の場所まで移動する必要がなく、その場で情報を認識することができるので、物品の処理又は管理をより効率的に行うことができて生活支援を行うことができる。【００３８】  情報提示装置が利用者の注意を前記物品に誘導することとすれば、利用者は物品に関する情報を一層容易に認識することが可能となる。【００３９】  移動体の移動の際に、その占有領域を生活環境内に直接表示することとすれば、移動中における移動体と利用者との衝突を未然に回避することができ、移動体の移動を円滑化することができる。また、移動体が利用者の生活支援をする際、領域の指示を行う必要がある。例えば、物品を移動させる移動体が人との物品の受け渡しを行う場合、両者が共通に届く領域を生活環境内に直接表示することができ、人が安全かつ円滑にロボットに物品を渡したり、ロボットから物品を受けることが可能となる。【００４０】  以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。【００４１】  まず、本発明の一実施形態に係る生活支援システムの全体構成について説明し、続いて生活支援システムの動作を具体例と共に説明する。【００４２】    −生活支援システムの全体構成−
図１は、本実施形態における生活支援システム１００の全体構成の例を示したブロック図である。生活支援システム１００は、大きく分けて４つのサブシステム、すなわち環境管理サーバ１０１（以下、単にサーバと称することもある）と、生活環境例えば居住環境内での物体の一例としての物品を移動させる移動体の一例としてのロボット１０２と、操作端末１０３と、設備１０４とより構成される。【００４３】  以下では、環境管理サーバ１０１、設備１０４、操作端末１０３、ロボット１０２の順に、それぞれのサブシステムの構成及び動作を説明することとする。【００４４】    −環境管理サーバ−
１番目のサブシステムである環境管理サーバ１０１は、生活環境例えば居住環境（以下、単に環境という）内の状況を把握する第１センシング部１０５と、把握した状況に基づいて環境内に存在する物体例えば物品及び移動体（例えば人やロボット等）を管理する物品移動体管理手段１０６と、物品移動体管理手段１０６と接続されて物品及び移動体の管理のための物品及び移動体に関する情報をデータとして記憶する物品移動体データベース１０７と、第１センシング部１０５に接続されて環境全体の情報を記憶する環境マップ情報管理手段１０８と、環境マップ情報管理手段１０８に接続されて環境全体の情報の管理のため環境全体の情報をデータとして記憶する環境マップ情報データベース１０９と、実環境に情報を提示するための情報提示装置１２４と、ロボット１０２の移動領域のデータを生成する移動領域生成手段１２５と、ロボット１０２が生活支援に必要な人（前記生活環境内での生活者）と共有する共有領域情報である生活支援可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段１２６と、目的とする物品に利用者を誘導するための誘導情報を計算して誘導情報生成する誘導情報生成手段１２７と、物品移動体データベース１０７や環境マップ情報データベース１０９等に格納されたデータに関する問い合わせを外部から受け、また、それに応えて外部に情報を発信等する第１送受信部１１０と、物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８と第１送受信部１１０とをそれぞれ制御して、例えば、物品移動体データベース１０７や環境マップ情報データベース１０９等に格納されたデータに関する問い合わせを外部から第１送受信部１１０が受けたとき、所定の動作制御を行うとともに、前記所定の動作制御の結果に基づき第１送受信部１１０から外部に情報を発信等するように動作制御する第１制御手段１１１とを備えている。第１センシング部１０５で把握する、環境内の状況とは、少なくとも、環境内に存在する物品及び移動体（人やロボットなど）の各時刻毎の位置と姿勢、及びその物品や移動体固有の情報（形状、あるいは、形状などの情報を問い合わせるための製造者情報）である。また、共有領域情報としては、２次元的な共有の領域の情報と３次元的な共有の空間の情報とを含むものであり、例えば、２次元的な共有の領域の情報を情報提示装置で提示することができる。なお、後述するように、９９は利用者（ユーザ）による手入力可能なキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置であり、物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８とに接続されて、手入力された情報に基づいて、物品移動体データベース１０７に格納された情報である環境内に存在する物体例えば物品及び移動体の管理を行うとともに、物品以外の環境全体の情報を管理することができるようにしている。【００４５】  なお、本実施形態における居住環境とは、例えば家屋・オフィス・公共施設など、人と物品とが相互に関わり合いをもって存在し合う環境を意味する。【００４６】  環境マップ情報は、環境の一例として部屋（壁、床、天井により形成される「空間」）の構造情報や、その部屋内に配置されている家具及び大型家電（冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、食器洗い乾燥機等��「設備」１０４）などのように、通常はほとんど移動しない物体（不動物体）の構造情報より構成されている。構造情報とは、少なくとも不動物体が占める空間の内部及びその上部や設備の内部及びその上部に存在する、他の物体を設置可能な面（例えば、部屋であれば床、設備であれば棚）の領域情報（例えば、その面の外接多角形の頂点の位置座標情報など）を意味する。領域情報は、座標系の情報と、形状などによる表示情報などにより表される領域の情報を意味する。【００４７】  以下、環境管理サーバ１０１の各構成要素について順に説明する。【００４８】  ＜第１センシング部＞
第１センシング部１０５は、前記環境の一例としての操作環境内（例えば家屋やオフィス、店舗など）に存在するすべての監視対象物、すなわち物品、家具、環境内に存在する人、ロボット１０２等の位置や状態を常に監視するものである。また、第１センシング部１０５は、新たな物品が人やロボット１０２等によって環境内に新たに持ち込まれた場合には、それも検出する。【００４９】  第１センシング部１０５の具体的構成は特に限定されないが、例えば、画像センサを用いる装置や電子タグを用いる装置などを好適に利用することができる。ここでは、物品や移動体を検出する装置及び方法の具体例として、画像センサを使う装置及び方法と電子タグを使う装置及び方法とを説明する。【００５０】  まず、画像センサを用いる方法について説明する。ここで用いる画像センサの種類は特に限定されないが、屋内のような広い範囲を少ない設備で効率良く監視するものとして、撮影手段の一例としてのカメラ（画像センサ）１０５Ａを好適に用いることができる。すなわち、図２Ｄに示されるように、カメラ１０５Ａを屋内の部屋１０４Ｚの天井や壁などに固定して設置し、それらの撮影画像を使って、物品の検出などを行ってもよい。【００５１】  環境内に設置されたカメラ画像１０５Ａを用いて物品を検出する一般的な方法として、背景差分法が知られている。背景差分法とは、あらかじめ背景としてのモデル画像を用意しておき、現在の入力画像と前記モデル画像との差分を取ることにより、対象物を画像から得る方法である。本実施形態に係る第１センシング部１０５では、環境内の物品や移動体を検出及び監視することを目的としている。そのため、モデル画像として、例えば環境変動が無い場合は、環境内に物品等の全く存在しない一枚の画像を使うことができる。一方、環境変動が激しい場合は、ある時間に連続して撮影された画像を平均して得られた画像を使っても良い。【００５２】  図２Ａ〜図２Ｄは背景差分法を具体的に説明するための補助図であり、図２Ｂは前記モデル画像の例を示した図である。図２Ａは、図２Ｂの画像を撮影したカメラ１０５Ａと同じカメラ１０５Ａを用いて撮影されたある時点における入力画像を示した図であり、図２Ｃは、図２Ａの入力画像から図２Ｂのモデル画像を差し引いて得られた背景差分画像の例を示した図である。図２Ｃから分かるように、入力画像とモデル画像とで差のある部分のみが、背景差分画像において浮き出てくる。このように、背景差分法では、背景差分画像で浮き出てきた部分のみをそれぞれ取り出すことにより、環境内の物品を検出することができる。図２Ｄは前記背景差分法で使用するカメラ１０５Ａを含む第１センシング部１０５と部屋１０４Ｚとの関係を示す説明図である。なお、使用するカメラの台数は１台でもよいが、２又は３台以上のカメラを用いれば、ステレオ視による三次元計測技術を用いて物品の形状及び姿勢情報も取得することが可能となる。【００５３】  よって、この例では、前記第１センシング部１０５は、カメラ（画像センサ）１０５Ａと、カメラ１０５Ａに接続されて前記背景差分法を実施可能でかつ演算結果を物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８とに出力可能な演算部１０５Ｂとを��えて構成している。【００５４】  次に、電子タグを用いた物品の検出方法について説明する。近年、電子タグを用いて物品や移動体の位置を検出する方法が開発されている。本実施形態では、それら方法のほとんどすべてを応用することができ、例えば、特開２０００−３５７２５１号公報に開示された技術を利用することができる。具体的には、部屋内に取り付けた３つのタグリーダを用い、物品に取り付けられた電子タグ（同一の物品ＩＤを持つ）の電波強度から３点測量の方法を用いて、物品の位置及びＩＤを検出することができる。【００５５】  ここで電子タグ８０とは、図２０に示されるように、データを蓄えるＩＣ８０Ａとデータを無線で送信できるアンテナ８０Ｂとより構成されるデバイスであり、リーダライタと呼ばれる装置８１によって電子タグ８０のＩＣ８０Ａに情報を書き込んだり、ＩＣ８０Ａに書き込まれた情報を読みとったりすることができる。図１７では、ペットボトル８２の底面８２Ａに電子タグ８０が配置されており、冷蔵庫１０４Ｂのリーダライタ（タグリーダの一例）８１により、電子タグ８０のＩＣ８０Ａに書き込まれた情報を読み取る状態を示している。【００５６】  電子タグのＩＣ８０Ａには、物品を特徴づける属性データ、すなわち物品の種類、製造年月日、形状、重さ、物品画像、使用終了時のゴミ分別情報などのデータを記憶させることが可能である。このようなデータを電子タグのＩＣ８０Ａに記憶させ、そのデータを参照自在にすることにより、より高度な物品管理が可能となる。そうすれば、例えば、形状及び重さを物品の把持や設置に際して利用したり、製造年月日を品質期限の管理に用いたり、物品の種類を捜し物の検索キーに用いることが可能になる等、ユーザに大きなメリットをもたらすことになる。また、電子タグ８０のＩＣ８０Ａ自体には業界で規格化された商品コード（バーコードと同様）だけを記憶させておき、商品コードと前記属性データを関連づけた外部のサーバーや、インターネットなどの通信手段を用いて製造元にその物品の前記属性データを問い合わせるよう構成してもよい。さらに、電子タグ８０のＩＣ８０Ａには過去の情報、例えば、過去の位置（その他属性データの）履歴、過去の位置以外に、現在とは異なる可能性のある過去の情報（例えば重量、画像、形状などの情報）の履歴を持たせておき、時刻・位置、その他の属性データなどの情報を用いて渦去に存在した物品を調べることも可能である。【００５７】  よって、この例では、前記第１センシング部１０５は、図１７に示されるように、ＩＣ８０Ａとアンテナ８０Ｂとより構成される電子タグ８０と、電子タグ８０と無線接続可能でかつ物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８とに出力可能なリーダライタ８１とを備えて構成している。【００５８】  以上、センシング技術の具体例として、カメラ及び電子タグをそれぞれ用いた物品及び移動体の検出方法をそれぞれ説明したが、第１センシング部１０５は、もちろんこれ以外の方法を用いるものであってもかまわない。前記第１センシング部１０５は、カメラ、電子タグ及びその他のセンサのうち少なくとも１つ以上を含むものとする。【００５９】  なお、第１センシング部１０５によって新たな��品や移動体が検出されると、その情報（例えば新たな物品や移動体の属性データ）は、後述の物品移動体管理手段１０６を介して物品移動体データベース１０７に登録・更新される。さらに、第１センシング部１０５はロボット１０２に搭載されていてもよい。ロボット１０２は環境の一例である部屋内を、動き回ることができるため、部屋側に取り付けられた第１センシング部１０５ではカバーできない物品や人の情報を検出することが可能である。ロボット１０２の部屋内での絶対位置・姿勢は環境管理サーバ１０１の第１センシング部１０５で捉え、ロボット１０２からの物品の相対位置・姿勢・その他情報をロボット１０２にカメラや電子タグリーダで検出することで、ロボット１０２にセンシング手段を搭載しても、物品の情報を取得することが可能となる。【００６０】  ＜物品移動体データベース＞
物品移動体データベース１０７は、どのような物品が、いつ、どの場所に置かれたか等のデータを蓄えておくデータベースである。以下、図面を用いてその詳細を説明する。【００６１】  図３Ａ及び図３Ｂは、物品移動体データベース１０７のデータの構成例と記載内容例とを示した概念図である。図３Ａと図３Ｂとは同一の構成を示しており、それらのデータ内容のみが異なっている。図３Ａと図３Ｂにおいて２種類のデータベースの例を示している理由は、時間の経過に伴ってデータ内容が変更されていく様子を説明するためである。【００６２】  本実施形態においては、物品移動体データベース１０７を構成する個々の物品データは、以下に説明する５つの属性、すなわち、１）物品ＩＤ、２）物品名称、３）時刻、４）場所、５）物品画像を持つ。【００６３】    １）物品ＩＤ：個々の物品を区別するためのＩＤである。種類の同じ物品であっても物理的に別の存在であれば、それらを別の物品として扱う必要がある。そのため、同種の物品であっても、異なるＩＤが割り当てられる。例えば、ペットボトルが２本ある場合には、「Ｄ＃０００１」と「Ｄ＃０００２」との２つの物品ＩＤがそれぞれに付けられる。【００６４】    ２）物品名称：当該物品の種類を表す名称である。前記物品ＩＤとは異なり、種類が同一であれば、名称は同一となる。例えば、ペットボトルやピザなどである。【００６５】    ３）時刻：当該物品が最も最近に操作（使用又は移動など）された時刻のことである。例えば、「２００２／１０／１０  １０：００」は、２００２年１０月１０日の午前１０時を意味する。【００６６】    ４）場所：当該物品が最も最近に操作（使用又は移動など）されたときに、当該物品が移動した場所のことである。場所については、後述する環境マップ情報データベース１０９に登録されている環境属性データ６０１又は設備属性データ６０２のＩＤ番号で指定される（図７参照）。また、ＩＤ番号だけでは空間的位置が特定しにくい、又はできない物品については、その物品の座標値を設定する。例えば、場所が「冷蔵室」や「冷凍室」となっていれば、それだけで当該物品がそれらの中に存在するということが特定できるため、座標値は指定しない（例えば、「冷蔵室」は「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」とし、「冷凍室」は「Ｆｒｅｅｚｅｒ＃０００１」とするなど。）。一方、「床」「ｆｌｏｏｒ＃０００１」のように、指定された場所が広い範囲に渡り、場所名だけでは具体的な物品の存在位置が特定できない場合は、前記位置を特定するための座標値を付与する（例えば、ペットボトル「Ｄ＃０００１」については「ｆｌｏｏｒ＃０００１（ｘ１，ｙ１，０）」、ピザ「Ｆ＃０００１」については「ｆｌｏｏｒ＃０００１（ｘ２，ｙ２，０）」など）。物品の存在場所値の初期設定および移動した場合の更新や付加情報としての前記座標値の付与は、前記第１センシング部１０５の演算部１０５Ｂによって自動的に行われることが好ましい。しかしながら、人手で行っても構わないことは勿論である。物品の場所を示す際に座標値を付与するか否かの判断は、前記物品を把持運搬するロボット１０２の性能によって決めればよい。もしロボット１０２の性能が非常に低く、例えば、冷蔵室��にある物品を把持する場合でもその物品の正確な位置座標値が必要であれば、冷蔵室内の物品の場所（座標値）を付与するようにしてもよい。【００６７】    ５）物品画像：当該物品の画像のことである。【００６８】  ここでは、各物品の特徴を区別するために５つの属性を持たせた例を示したが、もちろん必要に応じてそれ以外の属性を持たせてもよい。例えば、物品の３次元形状、物品の正確な位置・姿勢のデータ（図示せず）などを属性として付与してもよい。このような属性を付与することにより、ロボット１０２の物品把持をより容易に行うことができる。また、時刻・場所・物品画像は時刻毎に記録し、履歴として保持することも可能である。これにより、過去のある時点での物品の位置を指示したり、画像を表示することが可能となる。【００６９】  ここで、少なくとも必要な物品属性は、物品ＩＤ、時間（時刻）、位置（場所）であるとするのが好ましい。物品ＩＤが分かれば、インターネットを用いて製造者にその他の属性を問い合わせることが可能だからである。【００７０】  次に、物品移動体データベース１０７の内容と実際の状況とを対比させながら、データの内容が時間の経過に伴って変更されていく様子を説明する。【００７１】  図４Ａ及び図４Ｂは、ある環境（一例として１つの部屋１０４Ｚ）の様子を異なる２つの時刻において撮影した模式図である。ここでは、図４Ａ及び図４Ｂがそれぞれ図３Ａ及び図３Ｂに対応しているものとする。すなわち、それぞれの時刻における前記環境の一例である部屋１０４Ｚに存在する物品データを格納したデータベースが、それぞれ図３Ａ及び図３Ｂのデータベースと一致しているものとする。それぞれの図において、１０４Ａはテーブル、１０４Ｂは冷蔵庫、１０４Ｃは冷凍室、１０４Ｄは冷蔵室、１０４Ｅは電子レンジ、１０４Ｆはくずかご、１０４Ｇはリサイクル用ゴミ箱、１０４Ｈは床、１０４Ｊは壁、１０４Ｋは天井、１０４Ｌはドア、１０４Ｍは食器棚を指す。【００７２】  図３Ａは、例として、２００２年１０月１０日の９時の時点でのデータベースに格納された内容を表している。このデータベースには、ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くず、アイスクリーム、牛乳パックの７つの物品が登録されている。このうち、ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くずの５つの物品については、図４Ａの例で分かるように床１０４Ｈの上に散乱している。（例えば、買い物した品物を床に置いた場合を想定）そのため、図３Ａに示すように、データベースにおける各物品の場所の値としては、「床」である（「ｆｌｏｏｒ＃０００１」だけではなく、それぞれの床１０４Ｈの上の位置座標値も付加情報として付与されている。【００７３】  一方、残りの物品、アイスクリーム、牛乳パックについては、いずれも冷凍室１０４Ｃ及び冷蔵室１０４Ｄ内に保存されており（図４Ａでは明示されていない）、場所がある程度限定できるため、データベースにおける各物品の場所の値としては「冷凍室」である「ｆｒｅｅｚｅｒ＃０００１」及び「冷蔵室」である「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」とだけ記されている。【００７４】  次に、２００２年１０月１０日の１０時の時点に、下記の環境変化があったとする。すなわち、
１）ユーザによって床１０４Ｈの上の物品（ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くずの５つの物品）の片づけが指示される（それぞれの片づけ先は図４Ａの矢印付き曲線に示した通り。）。すなわち、ペットボトルはリサイクル用ゴミ箱１０４Ｇ内に入れる。ピザとバナナは冷蔵室１０４Ｄ内に入れる。手帳はテーブル１０４Ａの上に置く。紙くずはくずかご１０４Ｆ内に入れる。その指示を受けてロボット１０２が物品の片づけを実行した。【００７５】    ２）ユーザが冷凍室１０４Ｃ内のアイスクリーム、冷蔵室１０４Ｄ内の牛乳パックの牛乳を飲食して、アイスクリームと牛乳パックが消滅した。【００７６】  図３Ｂは、このような環境変化の後、少し時間が経過した２００２年１０月１０日の２０時のデータベースの様子を示している。【００７７】  図４Ｂに示すように、図４Ａの時点で床１０４Ｈの上に散乱していた物品である、ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くずの５つの物品は、前記指示通りに片づけられ、それに伴ってデータベースの場所の値は書き変わっている（図３Ｂ参照）。また、食されることで消滅した物品である、アイスクリーム、牛乳パックについては、データベースから削除されてデータベース内には無い様子が分かる（図３Ｂ参照）。この削除の処理は人手で行ってもよいし、またタグなどのセンサをリーダライタで読み取ることによって自動的に削除してもよい。また、食べ物については誰かが食べることによって実世界から事実上消滅するので、場所データには、場所を記述する代わりに食べた人を記述するようにしてもよい。なお、片づけの指示をして、物品がゴミ箱に捨てる場合、その物品の属性に応じて分別されて異なるゴミ箱に捨てられるようにするのが望ましい。その判断に用いるため、それぞれの物品を消費した後にどのようなゴミになるかを物品データベースに記憶しておくのが望ましい。図３Ａ及び図３Ｂにはゴミ分別情報として記憶されている。【００７８】  なお、食されてもアイスクリーム又は牛乳パックが消滅しなかった場合、例えば、半分だけ飲食した場合には、元の場所の値がそのまま表示されており、消滅しない。【００７９】  次に、図５を参照しながら、移動体を扱う物品移動体データベース１０７について説明する。移動体を扱うデータベースは、移動体データ３０１、移動体履歴データ３０２、及び移動体属性データ３０３の３種類のデータを蓄積するサブデータベースからなり、それぞれのデータ内容は下記の通りである。【００８０】    １）移動体データ３０１：個々の移動体を区別するためのＩＤと、当該移動体の移動履歴を格納した移動体履歴データへのポインタとから構成される。【００８１】    ２）移動体履歴データ３０２：時刻と、当該時刻における当該移動体の位置と、当該時刻における当該移動体の状態とよりなる３項目によって構成される。また、前記位置は、平面上における座標値（Ｘ、Ｙ）と、向きｒとの３つの値で特定される。【００８２】    ３）移動体属性データ３０３：当該移動体の持つ固有の物理属性情報を蓄えるものである。ここでは、重量、形状等がその１例として挙げられている。【００８３】  なお、前記移動体履歴データ３０２において、移動体の状態とは、移動体が人物であれば、「座���」、「立つ」、「寝る」、「歩く」などの一般的な人間の動作を表し、移動体がロボット１０２であれば、「把持」、「解放」など、ロボット１０２が物品に対して行うことのできる操作を表す。これらは、あらかじめ移動体毎に可能な状態を決めておき、それらのうちのどれかに当てはめるようにすればよい。なお、移動体がロボット１０２の場合には、操作内容だけでなく、操作対象物品ＩＤと操作内容とを組にして表すこととする。【００８４】  移動体属性データ３０３には、例えば移動体が作業ロボット１０２であった場合、ロボット１０２の重量、形状、及び物品把持部１１３の占有空間情報等が記録される。ここで、把持部１１３の占有空間情報とは、物品を把持するために必要となる把持部１１３（図１２Ａなど参照）自身が占める領域の情報である。なお、占有空間情報は、後述する動作制約情報の一部となる。【００８５】  このように、物品等が移動したり環境内から消滅すると、物品移動体データベース１０７のデータ内容は逐次更新され、物品移動体データベース１０７には常に最新の情報が保たれる。以上が、物品移動体データベース１０７の内容の説明である。【００８６】  ＜物品移動体管理手段＞
物品移動体管理手段１０６は、環境内に置かれているあらゆる物品及び移動体に関して、第１センシング部１０５や入力装置９９を使用してユーザの手入力によって得られた物品等の情報を物品移動体データベース１０７に蓄積したり、環境管理サーバ１０１の外部から第１送受信部１１０及び第１制御手段１１１を介して物品等に関する問い合わせがあった場合には、その問い合わせの内容に応じて必要な情報を物品移動体管理手段１０６により物品移動体データベース１０７から取り出し、第１制御手段１１１及び第１送受信部１１０を介して問い合わせ先に送るという処理を行う。なお、物品移動体データベース１０７へのアクセスは物品移動体管理手段１０６のみに許可されており、同じ物品データに対して、書き込みと読み出しとが同時に行われないよう管理されている。ロボット１０２及び操作端末１０３から物品の情報登録・更新の要請を受けたときには、本物品移動体管理手段１０６を介して物品移動体データベース１０７の登録・更新を行う。また、後述する操作端末１０３を用い、日付や物品の種類など、知りたい物品の属性を絞り込むための検索キーを指定することで、探している物品の場所を検索することも可能である。【００８７】  ＜環境マップ情報管理手段＞
環境マップ情報管理手段１０８は環境の一例としての部屋内のマップ情報の管理を行う。図６Ａ〜図６Ｃは環境マップ情報データベース１０９の例を実状況と対比して示した概念図であり、図６Ａは実際の状況を表した図、図６Ｂは環境マップ情報データベース１０９として実際の状況を簡略化した立体モデルで示した図、図６Ｃは実際の状況をさらに簡略化して平面モデルで示した図である。環境マップ情報データベース１０９は、このように立体データとして表してもよいし、より簡単に平面データとしてもよい。データはマップの用途やマップ作成に要する手間に応じて作成すればよく、例えば立体モデルを非常に短時間で作る必要があれば、立体物に関してはそれを覆う最小の直方体でモデル化するなどすればよい。例えば、図６Ｂのモデルはそのような例である。図６Ｂでは、図６Ａにおいて中央に位置するテーブル１０４Ａは直方体でモデル化されている。平面データでも同様であり、図６Ｃのモデルにおいては、中央に位置するテーブル１０４Ａを平面に正射影した矩形領域（図６Ｃのハッチング部分の矩形領域）で表し、この領域をロボット移動不可領域として定めている。なお、以降の説明の都合上、この図６Ａ〜図６Ｃに記載のＸ軸（部屋の床の一辺に沿った方向）−Ｙ軸（部屋の床の一辺と直交する他の辺に沿った方向）−Ｚ軸（部屋の高さ方向）で構成された世界での位置座標系を実世界座標系と呼ぶこととする。【００８８】  ＜環境マップ情報データベース＞
図７は環境マップ情報データベース１０９のデータの一例を示した図である。環境マップ情報データベース１０９は、大きく分けて環境属性データ６０１と設備属性データ６０２との２つの要素から構成される。【００８９】  環境属性データ６０１は、簡単に言い換えると環境の一例としての部屋自体の詳細なデータのことであり、本実施形態では、例として、環境属性データ６０１には２つの床の床面データ「ｆｌｏｏｒ＃０００１」と「ｆｌｏｏｒ＃０００２」が記録されている（なお、第２の床面データ「ｆｌｏｏｒ＃０００２」は図示せず）。前記床面データには、その床面が多角形であるときの頂点（隅）の位置座標値（実世界座標での位置座標値）が記述されており、また、その床面の材質が面毎に付されている。例えば、四角形の床面のデータの場合、図７及び図６Ａに示したように、
（（Ｘ１，Ｙ１，０），
（Ｘ２，Ｙ２，０），
（Ｘ３，Ｙ３，０），
（Ｘ４，Ｙ４，０），０）
と表される。但し、座標値の基準として、その部屋で最も低い床の高さを０としている。最初の４つの座標値は床面の頂点の座標値を示し、最後の数値「０」は床面の材質を示している。床面の材質は、例えば、「０」はフローリング、「１」は畳、「２」は絨毯、等であり、材質毎に予め対応する数字が定められている。部屋内に高さの異なる複数の床面が存在する場合には、これらの床面データはその床面の数だけ用意すればよい。【００９０】  設備属性データ６０２は、環境属性データ６０１で構成される環境（具体的には部屋）の中に存在する設備１０４を列挙したものである。ここでいう設備１０４とは、通常の状態では、移動させて使うことのない家庭用品等であり、例えば家具や大型家電製品などがこれに相当する。【００９１】  図６Ａ〜図６Ｃ及び図７に示す例では、環境の一例としての部屋の中には、テーブル１０４Ａと冷凍室１０４Ｃと冷蔵室１０４Ｄとゴミ箱１０４Ｆと１０４Ｇ等の設備１０４が存在するので、環境マップ情報データベース１０９にはそれぞれのデータが保存されており、設備属性データ６０２にそれらの属性が保存されている。例えば、テーブル１０４Ａには、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。冷凍室１０４Ｃには、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。冷蔵室１０４Ｄにも、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。ゴミ箱１０４Ｆと１０４Ｇにも、それぞれ、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。なお、本来は、冷凍室１０４Ｃと冷蔵室１０４Ｄとは一体となって冷蔵庫１０４Ｂと呼ばれるが、本実施形態では、物品を収納又は設置可能な場所単位で設備を区別しているため、冷蔵庫１０４Ｂを１つの設備として扱うのではなく、冷凍室１０４Ｃと冷蔵室１０４Ｄとをそれぞれ独立した１つの設備として区別している。【００９２】  設備属性データ６０２には、各設備の属性として、当該設備１０４の表面を多面体で近似したときの複数の面のデータ、当該設備１０４の種類、当該設備１０４の設置可能な面に設置される主な物品形状と姿勢等が保存されている。設備の面のデータには、その面の頂点の座標値（実世界座標での位置座標値）が記述されており、また、その面に物品が設置できるか否かのフラグが面毎に付されている。例えば、頂点の数が４つの面のデータの場合、
（（Ｘ１１，Ｙ１１，Ｚ１１），
（Ｘ１２，Ｙ１２，Ｚ１２），
（Ｘ１３，Ｙ１３，Ｚ１３），
（Ｘ１４，Ｙ１４，Ｚ１４），１）
となる。最初の４つの座標値は４つの頂点の位置座標値を示し、最後の数値「１」は、物品が設置できることを意味するフラグである。この数値が「０」の面は、物品を設置することができない面である。そして、設備の種類によっては、このフラグを状況に応じて切り替えられるようにする。このような状況としては、例えばドアが開いて物品が設置できる面が露出しているか、閉じて物品が設置できる面が露出していなか、などが挙げられる。図８Ａ〜図８Ｂは、そのような典型例を示すための補助図である。【００９３】  図８Ａ〜図８Ｂの例では、冷凍室１０４Ｃに関する設備の属性データが示されている。すなわち、図８Ａは冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が閉まっている状態での属性データは、
（（Ｘ２１，Ｙ２１，Ｚ２１），
（Ｘ２２，Ｙ２２，Ｚ２２），
（Ｘ２３，Ｙ２３，Ｚ２３），
（Ｘ２４，Ｙ２４，Ｚ２４），０）
となる。一方、図８Ｂは冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が開いている状態での属性データは、
（（Ｘ２１，Ｙ２１，Ｚ２１），
（Ｘ２２，Ｙ２２，Ｚ２２），
（Ｘ２３，Ｙ２３，Ｚ２３），
（Ｘ２４，Ｙ２４，Ｚ２４），１）
となる。これらの図から、冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１の開閉に応じて前記フラグの最後の値が替わっていることが分かる。すなわち、冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が閉じている場合は、そのままの状態では内部に物品を保存できないため、前記フラグは「０」となる。一方、冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が開いている場合は、そのままの状態で内部に物品を保存できる状況になっているため、前記フラグは「１」となる。なお、図８Ｂにおける冷凍室１０４Ｃでは、ロボット１０２を使って内部に物品を出し入れできるように、物品を設置する面１０４Ｃ−２は、例えば、ドア１０４Ｃ−１が開いた時に前面にせり出してくるような機構を備えているようにしてもよい。この場合には、物品を設置する面１０４Ｃ−２の座標値には、このせり出した状態における面１０４Ｃ−２の四隅の座標値（Ｘ２１，Ｙ２１，Ｚ２１），（Ｘ２２，Ｙ２２，Ｚ２２），（Ｘ２３，Ｙ２３，Ｚ２３），（Ｘ２４，Ｙ２４，Ｚ２４）が与えられている。そして、ロボット１０２は、当該面１０４Ｃ−２がせり出している状態で（つまりドア１０４Ｃ−１が開いている状態で）のみ、物品の出し入れを行う。当該面１０４Ｃ−２に物品を設置する操作、また、当該面１０４Ｃ−２に設置されている物品を取り出す操作を、面１０４Ｃ−２の座標値を参照しながら行うことも可能である。ドア１０４Ｃ−１を閉じると、当該面（物品設置面）１０４Ｃ−２は冷凍室１０４Ｃ内に収納される。これに伴い、当該面１０４Ｃ−２の実座標値は変化する。しかし、ドア１０４Ｃ−１を閉じている状態ではロボット１０２が冷凍室１４Ｃ内に物品を入れたり取り出したりすることは無いので、設備属性データ６０２として記載されている座標値は変更しないでそのままにする。【００９４】  なお、本実施形態では、設備属性データ６０２として物品の設置が可能かどうかの識別フラグのみを示したが、もちろん必要に応じて他の情報を追加してもよい。例えば、環境属性データ６０１と同様に面の材質を付加してもよい。また、その面に物品を設置したり、その面から物体を取り出したりするための、当該面へのロボットハンド２０２のアプローチの軌跡を追加してもよい。さらには、ロボットハンド２０２を動かすためのプログラムを記憶し利用することも可能である。例えば、ロボットアーム２０１を動かすための標準的なプログラム仕様を予め決めておき、その仕様に準ずるアーム制御が可能なロボット１０２を使う場合に、前記設備属性データ６０２の一部として記憶されたプログラムをロボット１０２に適宜ダウンロードし、そのダウンロードされたプログラムによってロボット１０２を動かすようにしてもよい。これにより、ロボット１０２は全ての設備に対して個々の把持制御プログラムを用意しなくて済み、プログラムを記憶するためのメモリ容量を減らすことができる。【００９５】  図２１は、設備属性データとしてロボット１０２のロボットアーム２０１及びハンド２０２の動作プログラム（電子レンジ１０４Ｅのドア１０４Ｅ−１を開ける動作）を持たせる場合の説明図である。図２２は、図２１のロボットアーム２０１及びハンド２０２の動作プログラムの例である。設備としての電子レンジ１０４Ｅのドア１０��Ｅ−１を開ける動作として、３つの動作を記述して、前記設備属性データ６０２の一部として記憶しておく。具体的には、（ｉ）電子レンジ１０４Ｅの前方からアーム２０１が進入し電子レンジ１０４Ｅの手前まで移動する動作、（ｉｉ）ハンド２０２を上方に向けて取っ手１０４Ｅ−２の所まで上方に移動して取っ手１０４Ｅ−２を掴む動作、（ｉｉｉ）取っ手１０４Ｅ−２を掴んだまま手前へ移動してドア１０４Ｅ−１を開ける動作、からなっている。このように、設備固有の構造に応じた動作を、設備が持つことで、ロボット１０２の制御を汎用的なものに保つことが可能となる。図２２に記載された各動作は、ロボットアーム２０１の先端の座標、アーム２０１の進行ベクトル、アーム２０１の先端の移動奇跡（動作（ｉｉｉ）のような曲線の場合は直線近似）、ハンド２０２の向き、移動終了後のハンド２０２の動作、から成っている。なお、図２２の座標は全て電子レンジ内で定義された座標系であり、ロボット１０２は自身の位置・姿勢及び電子レンジ１０４Ｅの位置・姿勢から、ロボット自身の座標系に変換して動作を実行する。【００９６】  ＜情報提示装置＞
情報提示装置１２４は、実環境に情報を直接提示するものであり、例えば液晶プロジェクタやレーザポインタ、あるいは実環境に現実に設置された光源やディスプレイなどが利用できる。なお、「実環境」とは、物品や移動体が実際に存在する環境のことであり、コンピュータのディスプレイ等に表された仮想上の環境は、ここでいう実環境には含まれない。コンピュータのディスプレイ自体は有体物であるため実環境の一部となり得るが、ディスプレイに表示された環境は実体がないからである。情報の「直接提示」とは、情報を実環境に提示することを意味する。【００９７】  この情報提示装置１２４は、環境の一例である部屋１０４Ｚ内に設置され、情報の提示位置が変更自在になっていることが好ましい。例えば、情報提示装置１２４は、図１１及び図１７Ａに示すように、壁、床、天井、前記設備及び前記物品の少なくとも一つ（図１１及び図１７Ａでは床１０４Ｈ）に情報を照射する照射装置（又は前記少なくとも一つの情報を投影する投影装置）の一例としてのプロジェクタ１２４Ａと、プロジェクタ１２４Ａによる照射を制御する照射制御装置（又は前記プロジェクタ１２４Ａによる投影を制御する投影制御装置）１４２Ｂと、プロジェクタ１２４Ａのパン（照射装置（又は投影装置）等を左右または上下にゆっくり振って照射する方法）、チルト（照射装置の照射姿勢の傾動（又は投影装置の投影姿勢の傾動））、又は照射装置（又は投影装置）の移動等のための機能又は機構を備えている調整装置１２４Ｃとより構成することが望ましい。このような構成によれば、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置の一例としてのプロジェクタ１２４Ａにより投影された前記移動体の一例としてのロボット１０２の経路情報及び移動占有領域と、前記ロボット１０２が実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記調整装置１２４Ｃにより、プロジェクタ１２４Ａの投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得ることができる。また、図１では、情報提示装置１２４は環境内に設置（例えば、家屋の壁や天井に設置）されているが、図１に一点鎖線で示すように情報提示装置１２４をロボット１０２に設置しても構わない。いずれにしても、情報提示装置１２４は、その時点での位置、姿勢及び光学情報（焦点距離など）等を認識し、それらに応じて所定の提示を実行するように構成されている。なお、情報提示装置１２４をロボット１０２に設置した場合、天井等に設置したのでは提示不可能な場所（例えば、机の下や天井など）にも情報が提示できるため、特に好適である。【００９８】  情報提示装置１２４によって提示される情報の元になるデータは、以下に述べる移動領域生成手段１２５、生活支援可能領域生成手段１２６、及び誘導情報生成手段１２７を用いて生成される。【００９９】  ＜移動領域生成手段＞
移動領域生成手段１２５は、ロボット１０２の移動に先立ちあるいは途中段階で、ロボット１０２の移動のための領域データを生成する。【０１００】  図９は移動領域生成手段１２５の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１では、後述するように、ロボット１０２が移動計画作成手段１１４を用いて、ある地点までの経路を計算する。例えば、図１０Ａでは地点Ａ１から地点Ａ２までの経路を計算する。【０１０１】  次に、ステップＳ２において、ロボット１０２の形状や大きさに関する情報を、物品移動体データベース１０７を参照することで得る。この経路及びロボット１０２の情報から、ロボット１０２が実環境で移動する際に占有する領域が計算できる。【０１０２】  具体的には、まず、ステップＳ３において、図１０Ａに示したように環境マップ（図６Ｃ参照）を縦横等倍に縮小した大きさの画像を用意し、黒画素で初期化する。黒画素で初期化する理由は、生成した画像を環境内に投射した際、関係のない領域（移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域以外の領域）には何も提示されないようにするためである。【０１０３】  次に、ステップＳ４において、移動計画作成手段１１４を用いて求められた経路（図１０ＡのＡ１からＡ２への実線矢印により示された経路）に沿ってロボット１０２の形状（大きさの情報も含む）を配置したときに占める領域を、所定の色で塗りつぶす（図１０Ａではクロスハッチングを付す）。この結果、ロボット１０２が移動のために占有する領域を示す移動領域画像（図１０Ｂのクロスハッチングを参照）を得ることができる。【０１０４】  ところが、この移動領域画像を前記情報提示装置１２４であるプロジェクタなどで実環境に投射したとしても、プロジェクタ１２４Ａ等の向きが床面１０４Ｈに垂直に向いているとは限らないため、何らの調整も行わないとすると、実環境に投射された移動領域画像は、実際にロボット１０２が移動する領域とは異なってくる場合もある。従って、環境マップ情報（床面等の投射面に対するプロジェクタ１２４Ａの位置・姿勢情報が既定されている。）を用いて、予めプロジェクタ１２４Ａの位置・姿勢を考慮した上で、結果として図１０Ｂのように投射される画像（投射画像）を生成する必要がある。そこで、ステップＳ５では、移動領域画像、プロジェクタ１２４Ａ等の位置、姿勢、光学情報などに基づいて、投射画像を逆算する。【０１０５】  図１１は投射画像を生成する方法を説明するための図である。ここでは、実環境上でロボット１０２が移動する領域の点Ｍｎ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、投射画像上ではｕ＝（ｘ，ｙ）に対応する。この対応付けは、プロジェクタ１２４Ａ等の位置（ｘ，ｙ，ｚ）、姿勢及び光学情報（焦点距離、レンズ歪み情報等）に基づき、下記の式で計算可能である。【０１０６】    Ｍｃ＝ＲＭｎ＋ｔ
ｓｕ＝ＰＭｃ
ここで、Ｒは実世界座標におけるプロジェクタ１２４Ａ等の回転を表す回転行列、ｔはプロジェクタ１２４Ａ等の実世界座標での位置（並進ベクトル）であり、前記の式によって、実世界座標系における位置Ｍｎをプロジェクタ１２４Ａの座標系Ｍｃに変換している。そして、射影行列Ｐで画像の点ｕに変換する。ｓはスカラである。なお、このような変換には公知の技術を用いることができ、例えば「コンピュータビジョン−技術評論と将来展望」（松山他編、新技術コミュニケーションズ）に記載された技術を用いることができる。また、実環境に情報を投影する技術に関しては、「室内空間への情報投影を目的とした実環境モデルの自動獲得」，ＦＩＴ２００２情報科学技術フォーラム，情報技術レターズ，Ｖｏｌ．１，ｐｐ．１２９−１３０，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００２に記載された技術を用いることができる。【０１０７】  このような操作を実環境上のロボット１０２の移動領域内の全ての点（あるいは移動領域の輪郭点）に対し行えば、投射画像を生成することができる。なお、ここでは、ロボット１０２が経路に沿って占有する領域を提示するようにしたが、その他にもロボットの経路を実線や点線で提示したり（図１８Ａ参照）、経路から遠ざかるにつれて色が徐々に変化する（例えば同じ赤でも彩度が小さくなる）（図１８Ｂ参照）よう提示することも可能である。このほかにも、ロボット１０２が動くスピード、あるいは各地点への移動到達時間に応じて投射する色を変更するのも効果的である（図１８Ｃ参照）。なお、プロジェクタと投射面の間に家具などの投射を遮る物体がある場合、環境マップの情報に基づき、投射画像の家具によって遮られる画素を「黒」に変換して投射するようにするのが望ましい。さらに、ロボットが実際に進むにつれて、既に通過した領域の投射は行わないようにするのが望ましい。図１８Ｄはロボット１０２が途中まで移動した時点で、実環境に投影する投影画像である。これは、ロボット１０２の位置も常に管理されていることからも可能である。このようにすることで、ロボット１０２が、今、進もうとしている方向だけではなく、将来進んでゆく経路、あるいは占有する領域、また、あるいは危険度合いを示す領域を実環境に提示することができ、同じ環境内にいる人はロボット１０２のこれからの動作（意志）を知ることができ、不安に思ったり、ロボット１０２と干渉して怪我をすることを事前に避けることができる。【０１０８】  ＜生活支援可能領域生成手段＞
生活支援可能領域生成手段１２６は、ロボット１０２が生活支援をする際、人との相互作用において共有する領域を求め、生活支援可能な領域を情報提示装置１２４によって実環境に投射するための画像を生成する。例えば、ロボット１０２が物品を把持・運搬しようとした場合、ロボット１０２は、どこにある物品でも把持できるわけではなく、ロボット１０２の把持部１１３が届く範囲の物品しか把持できない。また、人がロボット１０２に物品を渡す場合、直接手渡しすることも可能ではあるが、一旦、ロボット１０２が把持できる位置に物品を置き、その後にロボット１０２がその物品を把持する方が良い場合もある。そのような場合では、ロボット１０２が人に対して物品を把持可能な位置に置いてもらうための意志表現として、実環境にその位置範囲（把持可能領域）を前記情報提示装置１２４を用いて表示するのが適している。以下では、生活支援可能領域の具体的な例として把持可能領域を説明する。【０１０９】  まず、把持可能領域を求める方法について説明する。一般に、移動体の把持部には、移動体が存在する位置・姿勢に応じて物品把持可能範囲がある。図１２Ａ及び図１２Ｂには、移動体の一例としてのロボット１０２のハンド２０２が移動可能な空間を、物品把持可能範囲として示している。もちろん、ハンド２０２はロボット１０２自身が存在する空間には移動できないし、ロボット１０２の構成によって、この物品把持可能範囲が異なるのは言うまでもない。ここでは、この物品把持可能範囲に入る設備（テーブルなど）１０４や床１０４Ｈなどの水平面が、把持可能領域２０２Ａとなる（図１２Ａの網掛けの領域及び図１２Ｂの黒塗りの領域）。なお、設備（テーブルなど）１０４や床１０４Ｈなどの水平面の情報は、前記環境マップ情報データベース１０９から求めることができる。一旦、把持可能領域２０２Ａが求まれば、これを情報提示装置１２４で投射するための画像は、移動領域生成手段１２５の説明で述べた方法によって求めることができる。なお、人の位置も逐次管理している場合には、ロボット１０２の把持可能領域２０２Ａのうち、その人の移動量が最も少なくなるような位置を求め、当該位置を提示することにより、人の移動を極力減らすことが望ましい。また、ロボット１０２が人の位置付近の移動できる位置に到達したことを想定し、そのときに把持可能な領域を提示すれば、人はその領域に物を置くだけで、後でロボットが取りに来てくれて、さらに人の移動を減らすことが可能となる。【０１１０】  以上では、生活支援可能領域の例として把持可能領域について説明したが、同様に、ロボット１０２が把持部１１３などの可動部分を動作させる場合に占有する領域を生活支援可能領域として提示して人に注意を喚起することで、把持部１１３で人を傷つけることを未然に防ぐことも可能となる（図１９Ａ参照）。そのほか、ロボット１０２が家具などの重い物を持ち運ぶ場合、ロボット１０２が家具のどの部分を持つかを生活支援可能領域として提示することで、ロボット１０２の把持部１１３に手をはさまれることを未然に防止することが可能である（図１９Ｂ参照）。さらに、ロボット１０２が移動可能な領域を生活支援可能領域として提示することで、人��ロボット１０２が移動できる箇所に先に行って待っておくことができる。【０１１１】  ＜誘導情報生成手段＞
誘導情報生成手段１２７は、物品の探索等において、物品の位置を前記情報提示装置１２４を用いて実環境に提示し、利用者に知らせるために用いられる。利用者に知らせる方法としては、単に、プロジェクタやレーザポインタを用いて、目的とする物品の位置に既定のマークを投射する方法であってもよい。しかし、そのような方法では、利用者の背後に物品があった場合、利用者が前記マークを見つけるのに時間を要する可能性がある。【０１１２】  そのため、ここでは、利用者が物品の位置を見つけやすいように、利用者の注意（視線）を誘導することとしている。具体的には、利用者の位置から物品の位置に至るまでの間で誘導したい誘導経路を求め、移動領域生成手段１２５で行った方法と同様にして、その誘導経路を実環境上に投影する画像を誘導情報として求める。ただし、移動領域生成手段１２５と異なり、ロボット１０２の形状や大きさの情報は必要でない。【０１１３】  誘導情報は、利用者の位置から物品の位置までの経路を示す静止画像又は動画像である。図１３Ａは静止画像を部屋に投射した状態を表している。【０１１４】  一方、動画像を表す場合には、経路に沿った時間的に変化するパターンを部屋に投射すればよい。例えば、適度な大きさの円を投射し、その円を人の足下から物品の位置まで移動させるようにしてもよい。図１３Ｂはこのような円を示した図であり、図中、１から６までの円は、順番に繰り返し表示される。表示のスピードは人の歩くスピード以上にするのが望ましい。なぜなら、表示のスピードが遅いと、人が待たなければならないからである。具体的には、別の部屋に行き先がある場合は人の歩くスピードに合わせ、同じ部屋内に目的地がある場合には歩くスピードより速めに表示するのが適している。これは、同じ部屋に目的地（物品の位置等）がある場合、目的地を人に視認させればあとは、人が好きな経路でアプローチできるからである。また、同じ部屋内である場合、必ずしも人が歩ける床を経路とするだけではなく、壁や設備（家具）上など、他の経路を計算し表示してもよい。これも、人に目的地を視認させることで大半の目的は達成できるからである。なお、経路はロボット１０２の移動経路を求める場合と同様にして求めることができる。また、視線を誘導するだけであれば、壁や設備（家具）上に提示してもかまわず、人の位置から物品の位置までの最短経路（直線）を経路としてもよい。さらに、人の向きがわかっているので、人の前からの誘導経路を求めるのが望ましい。【０１１５】  また、誘導の途中で所望の物品が他の人などによって移動された場合には、物品の移動に合わせて経路を計算し、誘導情報を更新するのが望ましい。本実施形態では、物品の位置が逐次検出され、その位置が物品移動体データベース１０７に登録されているので、そのような対応も比較的容易に実現できる。物品の移動が終了した後に、利用者を移動後の位置に誘導するようにしてもよく、あるいは、移動中の物品を追いかけるように誘導してもよい。また、誘導の途中で物品が移動された場合、当該誘導を中止し、再び、利用者の指示を待つようにすることも可能である。【０１１６】  なお、これまでは情報提示装置は環境側に設置されているとしたが、図１��に示すように、ロボット（移動体の一例）１０２に情報提示装置１２４を持たせることも可能である。この場合、空間内でのロボット１０２の位置・姿勢（方向）がセンシングされているので、環境側に情報提示装置を設置していた場合と同様、ロボット１０２の移動領域、把持可能領域、誘導情報を実環境に直接提示することが可能である。また、こうすることで、居住空間内だけではなく、屋外でも同じ効果を得ることができる。屋外でのロボット１０２の位置・姿勢のセンシング部としてはカーナビ等のＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた自己位置検出技術を用いればよい。【０１１７】  ＜環境管理サーバの制御手段＞
環境管理サーバ１０１の第１制御手段１１１は環境管理サーバ１０１の全体を制御する部分であり、前述したように、主な制御内容として以下のものが挙げられる。【０１１８】  すなわち、第１制御手段１１１は、環境管理サーバ１０１内の各種データに関して第１送受信部１１０を介して外部から問い合わせがあった場合に、その内容に応じて物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８に対し、前記データの参照要求を出す。【０１１９】  また、第１制御手段１１１は、前記要求に対して物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８から送られてきた結果を、第１送受信部１１０を介して問い合わせ元に送る。【０１２０】  また、第１制御手段１１１は、前記要求に対して物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８から送られてきた結果や、ロボット１０２の移動領域、把持可能領域及び物品までの誘導情報等を、前記情報提示装置１２４を用いて実環境に表示する。【０１２１】  さらに、第１制御手段１１１は、第１送受信部１１０を介して外部から送られてきたサーバ１０１内にある各種データに関する登録・更新の要請を解釈し、その内容に応じて物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８に、前記データの登録・更新要求を出す。【０１２２】  −設備−
本実施形態の生活支援システム１００の２番目のサブシステムである設備１０４は、一定の目的を持って物品を収納又は設置する場所を有する能動的設備（例えば収納体又は設置体）である。ここで、「目的を持って」という意味は、例えば冷蔵庫であれば「保存する」、電子レンジであれば「温める」、などである。また収納という言葉は一般的には保管などの意味として使われるが、本実施形態における収納には、前記目的を施すための場所に物品を一時的に入れることも含まれる。従って、例えば冷蔵庫や電子レンジに食品を入れることも収納と呼ぶ。また、設置には、前記目的を施すための場所に物品を一時的に置くことも含まれる。【０１２３】  図１に示すように、設備１０４は、その基本構成として、外部からの操作指示を受けて当該設備１０４の操作を行うための設備操作情報記憶部１２２と、当該設備１０４内の物品の属性データを取得するための第４センシング部１２３と、前記操作指示を外部から受信し又は前記操作を行った結果を指示元に送信する第４送受信部１４０と、第４送受信部１４０と設備操作情報記憶手段部１２２と第４センシング部１２３とをそれぞれ制御して、例えば、外部からの操作指示を第４送受信部１４０が受信したとき当該設備１０４の操作を行うように動作制御するとともに、前記操作指示により前記操作を行った結果を指示元に第４送受信部１４０から送信する第４制御手段１２１とより構成される。【０１２４】  ＜設備の第４センシング部＞
第４センシング部１２３は、環境管理サーバ１０１の第１センシング部１０５と類似している。すなわち、第４センシング部１２３は、それぞれの設備１０４内の状況を把握するためにセンシングする機器であり、センシングされた情報及び設備１０４の構造情報を所定装置に送るために第４制御手段１２１に接続されている。第４センシング部１２３は、それが配置された設備１０４内に存在するすべての監視対象物、すなわち物品の位置や状態を常に監視するものである。また、第４センシング部１２３は、新たな物品が人やロボット１０２等によって、その設備１０４内に新たに持ち込まれた場合には、それも検出する。ただし、センシングされた情報及び設備１０４の構造情報は、環境管理サーバ１０１の物品移動体データベース１０７や環境マップ情報データベース１０９に対し、ネットワーク９８を介して蓄積されるものとする。第４センシング部１２３の具体的構成は特に限定されないが、例えば、第１センシング部１０５と同様に、画像センサを用いる装置や電子タグを用いる装置などを好適に利用することができる。また、第４センシング部１２３を一例としてカメラ１２３Ａ（図２３参照）で構成することにより、設備１０４内の実画像を用いた直感的なＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を実現することができる。【０１２５】  ＜設備操作情報記憶部＞
設備操作情報記憶部１２２は、主として、当該設備１０４を外部から遠隔操作するためのコマンド（設備操作コマンド）を記憶するものである。図１４は設備操作情報記憶部１２２に記憶されている設備操作コマンドを表形式で示した図である。表の記述情報は、左の列から順に、環境内に存在する設備を区別するための設備ＩＤ、外部から当該設備を制御するための設備操作コマンド名、前記コマンドに対応した処理手続き、前記処理を行った結果の戻り値となっている。【０１２６】  ここでは、設備の例として、設備ＩＤで区別される「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）、「Ｆｒｅｅｚｅｒ＃０００１」（冷凍室）、「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１」（電子レンジ）の３種類が挙げられ、それぞれについての操作指示コマンドが示されている。次に、それらの例を用いて前記記述情報の意味を説明する。【０１２７】  最初の２つの例である冷蔵室１０４Ｄ及び冷凍室１０４Ｃでは、それぞれ設備操作コマンドとして、
・「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」
・「ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」
の２つが用意されている。冷蔵室１０４Ｄ及び冷凍室１０４Ｃがこれらのコマンドを外部の装置（例えばロボット１０２、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）や携帯電話などの操作端末など）から冷蔵庫送受信部１０４Ｂ−２（第４送受信部１４０の一例として機能する。）で受信すると、図１４の処理手続きに示されているように、それぞれ「ドアを開く」、「ドアを閉める」という処理を設備自身が冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１（第４制御手段１２１の一例として機能する。）の制御の下に行う。そのため、冷蔵室１０４Ｄ及び冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｄ−１及び１０４Ｃ−１は、冷蔵室ドア自動開閉機構１０４Ｂ−３と冷凍室ドア自動開閉機構１０４Ｂ−４とが冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１により動作制御されて、それぞれ、独立して自動で開閉するようになっている。次に、それぞれの設備操作コマンドの処理が正常に終わると、コマンドの発信元である前記外部の装置に「Ａｃｋ」を、また設備操作コマンドの処理が失敗すると、コマンドの発信元である前記外部の装置に「Ｎａｃｋ」を、それぞれ戻り値として、冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１により冷蔵庫送受信部１０４Ｂ−２から返す。また、設備１０４が冷蔵室１０４Ｄや冷凍室１０４Ｃの場合は、それぞれのドアを開けずにそれぞれの内部が透過して閲覧できるのが望ましく、透過・非透過の切り替え可能なドアを用意し、「ｄｏｏｒ＃ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ＃ｏｎ」，「ｄｏｏｒ＃ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ＃ｏｆｆ」という２つのコマンドを用意してもよい。透過・非透過切り替え可能なドアとは、例えば、透明なドアに液晶シャッターやブラインドを付けて、冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１により透過・非透過を切り替えることで実現することができる。【０１２８】  ３つ目の例である電子レンジ１０４Ｅでは、設備操作コマンドとして、
・「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」
・「ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」
・「ｗａｒｍ＃ｓｔａｒｔ」
・「ｗａｒｍ＃ｅｎｄ」
・「ｉｓ＃ｏｂｊｅｃｔ＃ｉｎ」
の５種類が用意されている。これらのうち、「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」，「ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」については、冷蔵室１０４Ｄおよび冷凍室１０４Ｃと同じなので説明を省略する。【０１２９】  設備操作コマンドとして、「ｗａｒｍ＃ｓｔａｒｔ」を外部の装置（例えばロボット１０２など）から電子レンジ送受信部（第４送受信部１４０の別の一例として機能する。）で受信すると、図１４の処理手続きに示されているように、電子レンジ制御手段（第４制御手段１２１の別の例として機能する。）の制御下に温めを開始する。この際、電子レンジ内に物品が入っており、温め処理が開始できれば、コマンドの発信元である前記外部の装置に「Ａｃｋ」を、またそれ以外の場合はコマンドの発信元である前記外部の装置に「Ｎａｃｋ」を、それぞれ戻り値として電子レンジ制御手段により電子レンジ送受信部から返す。設備操作コマンド「ｗａｒｍ＃ｅｎｄ」を外部の装置から電子レンジ送受信部で受信すると、電子レンジ制御手段により温め終わったかどうかを調べ、電子レンジ制御手段により、温め完了の場合は「Ｔｒｕｅ」、まだ温め処理中の場合は「Ｆａｌｓｅ」をコマンドの発信元である前記外部の装置に戻り値として電子レンジ送受信部からそれぞれ返す。設備操作コマンド「ｉｓ＃ｏｂｊｅｃｔ＃ｉｎ」を外部の装置から電子レンジ送受信部で受信すると、電子レンジの庫内に物品があるかどうかを電子レンジ制御手段により調べ、電子レンジ制御手段により、もし物品がある場合は「Ｔｒｕｅ」を、無い場合は「Ｆａｌｓｅ」をコマンドの発信元である前記外部の装置に戻り値として電子レンジ送受信部からそれぞれ返す。この際、物品の有無の確認は、画像センサや重量センサ、あるいは物品に電子タグが付与されていれば電子タグセンサを用いればよい。【０１３０】  以上、設備１０４について、冷蔵室１０４Ｄと冷凍室１０４Ｃと電子レンジ１０４Ｅの３種類の例を挙げ、設備操作コマンドの例を簡単にそれぞれ説明したが、必要な設備操作コマンドは各設備１０４の機能に応じてそれぞれ用意すればよい。また、設備１０４の製造元で新たな設備操作コマンドを設備１０４のために用意した場合には、それを何らかの記憶媒体などを用いて当該設備１０４の記憶手段に書き込むか、あるいは当該設備１０４が外部ネットワーク９８を介して製造元とつながっていれば、前記設備操作コマンドをネットワーク９８を介して設備１０４に送って記憶手段に書き込んで、新たな操作コマンドとして利用可能とすることもできる。【０１３１】  −操作端末−
生活支援システム１００の３番目のサブシステムである操作端末１０３は、ユーザが環境内の物品操作を指示する為の端末装置である。【０１３２】  図１に示すように、操作端末１０３はその基本構成として、ユーザによる物品と当該物品の移動場所とを指定する物品移動指示を行うために当該物品移動指示などの操作指示が入力される物品操作装置１１８と、物品操作装置１１８にて入力された物品操作の指示内容を環境管理サーバ１０１に送る第３送受信部１４２と、音声でシステムの状態を知らせるためのスピーカ１１９と、物品操作装置１１８と第３送受信部１４２とスピーカ１１９とをそれぞれ制御して、例えば、物品操作装置１１８からの物品と当該物品の移動場所とを指定する物品移動指示を行うように動作制御する第３制御手段１２０とより構成される。【０１３３】  ＜物品操作装置，スピーカ＞
物品操作装置１１８には、音声認識やジェスチャ（指先）認識、あるいは視線認識の技術を用いて利用者の指示を入力する入力装置が望ましい。その理由は、キーボードなどで捜し物の情報を入力する場合のように、利用者にとってキーボードの所まで足を運ばないといけないという煩わしさがないためである。音声認識、ジェスチャ（指先）認識、及び視線認識の技術に関しては、公知の技術を任意に利用することができる。【０１３４】  スピーカ１１９は、例えば物品の探索を指示した場合に、他の人が持ち出した等でその物品が存在しなかった旨を音声合成の技術を用いて利用者に知らせる役目を担う。【０１３５】  物品操作装置１１８やスピーカ１１９といったマンマシンインタフェースは、部屋の壁などに埋め込まれていて利用者にその存在を意識させないことが望ましい。【０１３６】  なお、物品を移動させる場合、移動前の位置（物品が存在する位置）及び移動後の位置に前記情報提示装置１２４を用いて所定のマークなどを投射することで、ロボット１０２が今から何をしようとしているかを利用者に知らせることができる。これにより、ロボット１０２が把持しようとしている物品と利用者が移動させたい物品とが異なる場合や、ロボット１０２が移動させようとしている場所と利用者が望んでいる移動先とが異なる場合に、処理を中断させて操作し直すことが容易になる。このとき、マークの投射タイミングを制御してもよい。例えば、ロボット１０２が物品の把持に向かう時には、現在物品が存在する位置にマークを投射し、ロボット１０２が物品を把持して設置場所に向かう時には、設置予定位置にマークを投射するようタイミングを制御してもよい。【０１３７】  ＜操作端末の制御手段＞
第３制御手段１２０は、物品操作装置１１８からこのような操作指示を受けて指示データを生成し、当該指示データをロボット１０２の第２送受信部１４１に対して第３送受信部１４２及びネットワーク９８を介して送信する。指示データとは、ロボット１０２の行動計画作成手段１１７によるロボット１０２の行動計画を作成する元になるデータである。この指示データは、（操作する物品、移動先）の２組の値を持つ。例えば、手帳をテーブル上に移動させる場合には、「手帳Ｓ＃０００１、テーブル」が指示データとなる。移動先には、環境マップ情報データベース１０９に登録されている前記環境属性データ６０１もしくは設備属性データ６０２で登録された場所のみが指定可能である。また、移動先がある程度広い範囲を持つため、移動先の名称だけでは場所が特定できない場合は、移動先に付加して具体的な位置座標値を実世界座標系（環境を基準にした実際の位置を表す位置座標系であり、図６で示した位置座標系）の座標値で指定すればよい。例えば、ある物品を床の決められた場所に置く場合などがこれに当たり、「物品、床（ｘ１，ｙ１，０）」などと指定する。表示画面で指示した場所の実世界座標系における位置座標値は、環境マップ情報データベース１０９内に、例えば図６Ｂの立体モデル版環境マップの情報を格納しておき、前記立体モデルと表示画面を映しているカメラ１０５Ａのパラメータ（カメラ１０５Ａの位置、姿勢、画角など）とから制御手段などで計算することが可能である。なお、このような計算方法はコンピュータグラフィックスの基本的な公知技術であるので、その説明は省略する。また、前記立体モデルおよび前記カメラパラメータが既知であれば、前述の環境マップ情報データベース１０９も計算によって求めることが可能となる。【０１３８】  また、単に物品の位置が知りたい場合は、環境管理サーバ１０１に対し、物品の位置を問い合わせる。その結果は、前記情報提示装置１２４に映し出された実環境の画像の上にその位置を強調表示することによって通知してもよいが、さらに環境管理サーバ１０１において、誘導情報生成手段１２７及び情報提示装置１２４を用いて、実環境上に物品までの誘導情報を表示するのが望ましい。さらに、この際、物品が設備１０４内に配置される場合は、設備１０４に対し「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」コマンドを送信し、設備１０４のドアを開けさせることも可能である。【０１３９】  −ロボット−
４番目のサブシステムであるロボット１０２は、本実施形態に係る生活支援システム１００において、環境内の物品を実際に把持して持ち運ぶ役目を担う。【０１４０】  図１及び図１５に示すように、ロボット１０２は、その基本構成として、ロボット１０２の周囲の近辺の障害物などを検知したり、把持する物品４００の情報を得るセンサ（例えば障害物センサ）１１２と、物品４００を把持する把持部１１３と、環境マップ情報データベース１０９を使ってロボット１０２の移動計画を立てる（例えば移動経路情報を生成する）移動計画作成手段１１４と、ユーザからの指示を実行するため当該ロボット１０２の行動計画をその指示内容に応じて立案する行動計画作成手段１１７と、ロボット１０２を移動させる駆動部１１５と、環境管理サーバ１０１の第１送受信部１１０と操作端末１０３の第３送受信部１４２と設備１０４の第４送受信部１４０とネットワーク９８を介して様々なデータの送受信を行う第２送受信部１４１と、センサ１１２と第２送受信部１４１と把持部１１３と移動計画作成手段１１４と行動計画作成手段１１７と駆動部１１５と（情報提示装置１２４と）をそれぞれ制御して、ロボット１０２の動作制御を行う第２制御手段１１６とより構成される。【０１４１】  ロボット１０２の物品把持及び運搬操作に際しては、操作端末１０３（具体的には物品操作装置１１８と第３制御手段１２０と第３送受信部１４２と）を介してユーザが指示を出し、その指示内容をコード化した指示データがネットワーク９８を介して当該ロボット１０２の第２送受信部１４１に送信される。ロボット１０２の第２送受信部１４１が当該指示データを受信すると、第２制御手段１１６の制御の下に、行動計画作成手段１１７は前記指示データからロボット１０２自身が行動するためのロボット制御コマンドのリストを生成し、ロボット１０２の第２制御手段１１６はそれらロボット制御コマンドを順に処理することによって、物品４００の把持及び運搬操作を実行する。【０１４２】  ここでいうロボット制御コマンドは、ロボット１０２による把持やロボット１０２の移動、さらには、ロボット１０２の動作に関連した前記設備１０４の制御を行うためのコマンドであり、大きく分けると主に、
・移動
・把持
・解放
・設備操作
の４種類がある。以下、これらを説明する。【０１４３】  「移動」は、「ｍｏｖｅ，座標値」又は「ｍｏｖｅ，設備ＩＤ」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は現在位置から前記座標値で指定された位置又は前記設備ＩＤで指定された設備１０４まで移動する。ここでは、座標値は実世界座標系で指定し、移動経路の計画は移動計画作成手段１１４が立案する。設備１０４に移動するときは、設備１０４に対して所定の距離まで近づくような経路を移動計画作成手段１１４が作成する。なお、設備１０４の場所の座標値は、ネットワーク９８を介して環境マップ情報データベース１０９内の設備属性データ６０２を参照することで得ることができる。【０１４４】  「把持」は、「ｇｒａｂ，物品ＩＤ」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は物品ＩＤで指定された物品４００を把持する。物品４００の場所はネットワーク９８を介して前述した物品移動体データベース１０７を参照することによって把握し、行動計画作成手段１１７により行動計画の一例としての把持計画を作成したのち、作成された把持計画に基づいて把持部１１３による把持計画を実行して、物品４００を把持する。【０１４５】  「解放」は、「ｒｅｌｅａｓｅ」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は把持部１１３を構成するハンド２０２を解放して、ハンド２０２で把持していた物品４００を解放する。【０１４６】  「設備操作」は、「ロボット自身のＩＤ，設備ＩＤ，設備操作コマンド」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は設備ＩＤで指定された設備１０４に対して、指定された設備操作コマンドをネットワーク９８を介して送る。設備操作コマンドとは、個々の設備１０４が前記外部の装置から受ける操作指示コマンドであり、各設備１０４は、ネットワーク９８を介して前記操作指示コマンドを受けると、それぞれの制御手段の制御の下に当該操作指示コマンドに相当する処理を行う。ここで、操作指示コマンドの中に自身のＩＤを添付する理由は、ある設備１０４に操作指示コマンドを送る場合、受け取った設備１０４が操作指示コマンドに従って処理を行った後、当該設備１０４からその処理結果をロボット１０２自身にネットワーク９８を介して返信してもらうためである。この返信内容により、当該設備１０４が操作指示コマンドに従って処理を行ったか否かを、ロボット１０２が確認することができる。【０１４７】  以上、代表的な例として、４種類のロボット制御コマンドを説明した。ただし、ロボット制御コマンドはこの４種類に限らず、必要に応じて増減しても良いことはいうまでもない。【０１４８】  図１５はロボット１０２の一例を示した模式図である。以下、図１５においてアーム１０２の先端が向いている方向をロボット１０２の前面として、ロボット１０２の各手段又は各部の説明を行う。【０１４９】  ＜駆動部＞
駆動部１１５は、ロボット本体１０２Ａの片側に２つずつ設けられ、両側で合計４つの車輪１１５Ａと、４つの車輪１１５Ａ又は少なくとも２つの車輪１１５Ａを駆動するモータなどの駆動装置とによって構成されている。本実施形態では駆動部１１５として車輪の例を示したが、駆動部１１５には、ロボット１０２の使われる場所や環境に応じて最適な装置又は機構を選べばよい。例えば凹凸の多い地面を移動する場合ならば、クローラ型や多足歩行の駆動部を使ってもかまわない。なお、アーム２０１やハンド２０２より構成される把持部１１３が環境の一例である部屋を含む家屋内全域を可動域とする場合には、この駆動部１１５は必ずしも必要ではない。【０１５０】  ＜センサ＞
センサ１１２はロボット１０２の周囲の近辺の障害物などを検知するものであり、本実施形態では、超音波センサ１１２ａと、視覚センサの一例として機能しかつロボット本体１０２Ａの前面に配置されたステレオカメラ１１２ｂと、ロボット本体１０２Ａの前面及び背面に配置された衝突センサ１１２ｃとより構成される。超音波センサ１１２ａはロボット本体１０２Ａの前面、背面、左右の側面にそれぞれ３カ所ずつ取り付けられ、超音波を発してその反射波を受信するまでの時間を測定することで、当該超音波センサ１１２ａから障害物までのおおよその距離を計算するものである。本実施形態では、超音波センサ１１２ａにより、近距離の障害物を衝突前に検知することとしている。ステレオカメラ１１２ｂは、周囲の状況を画像として入力し、その画像に認識などの処理を第２制御手段１１６で行うことで、障害物の有無の判断や把持対象物品のより正確な情報を第２制御手段１１６で得る。衝突センサ１１２ｃは、当該センサ１１２ｃに所定力の衝撃があったことを検知するセンサであり、他のセンサで検知できない障害物に対して、それが外部からぶつかってきたことやロボット１０２自身が移動中にぶつかったことを、この衝突センサ１１２ｃで検知する。【０１５１】  ＜移動計画作成手段＞
移動計画作成手段１１４は、ロボット１０２を指定場所に移動させる旨のロボット制御コマンドを受信したとき、現在位置から前記指定場所への移動経路を、ネットワーク９８を介して前記環境管理サーバ１０１から取得した環境マップ情報データベース１０９を使って作成する。当然のことながら、現在位置から目的地までの間に障害物が存在する場合はそれを回避するための経路が必要となるが、環境マップ情報データベース１０９には前述のようにロボット１０２が移動可能な領域が予め記されているので、その領域内での移動経路を移動計画作成手段１１４で作成すればよい。一度、移動経路を移動計画作成手段１１４で作成して、ロボット１０２が第２制御手段１１６の制御の下に移動し始めた後で前記センサが障害物を検知した場合には、その障害物を避けるための新たな経路を、その都度、移動計画作成手段１１４で作成し直す。移動経路作成に当たっては、最も一般的な手法であるダイクストラ法等が用いられる。【０１５２】  ＜情報提示装置＞
図１１及び図１７Ａに示したように、通常情報提示装置１２４は環境側に設置されているが、図１５及び図１７Ｂのように、ロボット１０２に情報提示装置１２４を搭載し、ロボット１０２の移動経路及び移動占有領域や、生活支援可能領域を提示することも可能である。ロボット１０２に搭載した情報提示装置１２４から画像パターンを床面や家具などに投射する場合も、図１１に示すものと同様の処理を行うことが可能である。ロボット１０２の環境内での位置・姿勢は環境管理サーバ１０１に管理されており、また、ロボット１０２は情報提示装置１２４を制御しているので、その位置・姿勢を知ることができる。従って、環境内においてロボット１０２に搭載された情報提示装置１２４の位置・姿勢は環境内の絶対座標に変換することが可能であり、環境内に設置した情報提示装置１２４と同様に取り扱うことが可能となる。【０１５３】  なお、図１５では、情報提示装置１２４は把持部１１３の回転軸とは独立に取り付け、把持部１１１３とは独立に回転することが可能である。【０１５４】  図１７Ｂはロボット１０２に搭載された情報提示装置１２４を用いて、ロボット１０２の移動領域を提示している図である。同様に生活支援可能領域も提示することが可能であることは言うまでもない。【０１５５】  ＜把持部＞
把持部１１３は物品を把持する装置又は機構であり、本実施形態では、図１５のように多関節からなるアーム２０１と、アーム２０１の先端に配設されたハンド２０２とより構成される。把持部１１３は、後述のロボット制御コマンドで把持位置を指示されると、アーム２０１の先端をその場所まで移動させ、ハンド２０２の把持操作を行う。ハンド２０２を把持位置まで移動させるためのアーム制御は、この把持部１１３で行えばよい。把持部１１３はまた、ロボット制御コマンドで解放を指示されると、ハンド２０２の解放操作を行う。【０１５６】  ＜ロボットの第２制御手段＞
第２制御手段１１６は、外部の装置からネットワーク９８及び第２送受信部１４１を介して送られてきたロボット制御コマンドのリストを解釈し、順にロボット制御コマンドを実行していく。送られてきたロボット制御コマンドが前述の指示データである場合には、当該指示データを当該ロボット１０２の実行可能なロボット制御コマンドに変換するためにその内容を行動計画作成手段１１７に送り、そこで処理された結果を受け取って、順にロボット制御コマンドを実行していく。【０１５７】  ＜行動計画作成手段＞
行動計画作成手段１１７は、操作端末１０３における物品操作装置１１８にて、ユーザが物品を指定し当該指定物品を所定場所に移動するという簡単な操作をするだけで、ロボット１０２への作業指示を行えるようにするために設けた手段である。具体的には、当該ロボット１０２がネットワーク９８を介して操作端末１０３から指示データを受信すると、行動計画作成手段１１７は、必要に応じて、第２制御手段１１６に接続されたロボット制御コマンドＤＢ（データベース）９０を参照しながら、前記指示データに基づいて、ロボット１０２が一連の動作を実行するためのロボット制御コマンドのリストを生成する。【０１５８】  ここで、ロボット制御コマンドＤＢ９０には、ロボット１０２が設備操作を行う場合のロボット制御コマンドのリストを、設備毎に分けて予め記憶させておく。その理由は以下の通りである。【０１５９】  前述の通り指示データには２つのデータ、すなわち、「操作する物品、移動先」からなる２つのデータしか情報を含んでいない。もし、目的とする物品がロボット１０２の直前においてそのまま把持できる状態にあり、あるいは移動場所が空間的に開放された場所であれば、ロボット制御コマンドＤＢ９０は特に必要でない。しかし実際には、目的とする物品がロボット１０２の直前にあることはほとんどなく、通常、ロボット１０２（あるいは把持部１１３）は操作する物品の付近にまで移動しなければならない。また、その物品がドアで閉鎖された設備の内部に存在する場合には、そのドアを開けて物品を把持し、その後、当該ドアを閉めなければならない。さらに、設備１０４によっては物品を収納又は設置した後、もっと複雑な処理をしなければならない場合もある。ところが、これらの処理をユーザが操作画面を使って１つ１つ順に指示するのでは、使いやすいシステムとは言い難い。できることならば、先ほどの指示データを生成するだけの簡単な指示操作、すなわち、物品を選択し、収納又は設置場所（移動場所）を指定する、という主に２つの操作だけで、ロボット１０２への指示が行えることが望ましい。【０１６０】  従って、簡単な指示操作で生成された指示データから、設備１０４の操作も含めてロボット１０２に所定の作業をさせるためのロボット制御コマンドを作成するための知識データが必要となる。ロボット制御コマンドＤＢ９０とは前記知識データを記憶したものである。【０１６１】  図１６は、ロボット制御コマンドＤＢ９０に記憶されたロボット制御コマンドのリストの例を示した表形式の図である。本図には、異なる２つの設備（冷蔵室と電子レンジ）の表が含まれている。各表の一番左の列には、ロボット１０２が操作する設備１０４のＩＤが記載されている。その右の列の「場所の属性」とは、移動元または移動先を指示するものであり、それぞれ、
・移動元：物品がある設備１０４に収納又は設置されている状況で、その物品を取り出したい場合
・移動先：物品をある設備１０４に収納又は設置し、さらには必要に応じて前記設備１０４の各種機能を用いて収納又は設置した物品に何らかの処理を行いたい場合を意味する。一番右の列は、場所の属性に対応するロボット制御コマンドリストを示している。【０１６２】  例として、設備ＩＤが「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）であり、場所の属性が移動元である場合のロボット制御コマンドリストを説明する。これは、指示データの最初の値に入っている物品に関して物品移動体データベース１０７を参照した結果、それが「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）の中に収納されている場合のロボット制御コマンドのリストである。ここでの３つのコマンドは順に、
・「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）のドアを開け、
・物品を把持して取り出し、
・「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）のドアを閉める、
という操作に相当する。ここで２つ目のロボット制御コマンド、
「ｇｒａｂ，  ＄ｏｂｊｅｃｔ」
の「＄ｏｂｊｅｃｔ」は、操作する物品のＩＤが入ることを意味する。状況によって値が変わる情報については頭に＄を付けることで変数として扱い、それを扱う物品が具体的に指示データによって決まった場合に、前記変数に値を設定するようにする。このようにすることで、ロボット制御コマンドに一般性を持たせることができる。【０１６３】  なお、ここでは、ロボット制御コマンドの内容理解のために、非常に簡単な例を用いて説明したが、実用に向けては、さらに必要なロボット制御コマンドを加えるようにしてもよい。例えば電子レンジの移動先のコマンドリストは、
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」
「ｒｅｌｅａｓｅ，＄ｏｂｊｅｃｔ」
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｗａｒｍ＃ｓｔａｒｔ」
の４つのコマンドから構成されているが、実際には電子レンジにすでに物が入っている状態ではさらに物を入れることができないので、これら４つのコマンドの前に、電子レンジの中に物品があるかどうかを確認するコマンド、
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｉｓ＃ｏｂｊｅｃｔ＃ｉｎ」を設けることが好ましい。そして、このコマンドの戻り値が「ＴＲＵＥ」、すなわち電子レンジの庫内に物が入っている場合には、その後のコマンドを実行する代わりに、ユーザに電子レンジの庫内に物が入っている旨を伝え、処理を終了する、などしてもよい。【０１６４】  また、このコマンド列を当該電子レンジに入れる物品に適用してしまうと、どんなものに対しても「温め」という処理が行われてしまう、という問題が生じる。このため、例えば当該電子レンジには、物品の内容を認識し、それに応じて「温め」処理の具体的な温め方を切り替える仕組みを設けても構わない。例えば、当該電子レンジの「温め」の詳細な機能として、「料理の温め」と「解凍」とを備えている場合、庫内に入れられた物を何らかの方法、例えば画像処理や物に付与された電子タグを電子レンジ又はその近傍などに配置されたリーダライタなどで認識し、その結果に応じて、前記「料理の温め」と「解凍」とを適宜切り替えるようにしてもよい。この切替にはもちろん他の方法を用いてもよい。例えば電子レンジに前記認識機能が無い場合は、ロボット１０２にその機能を持たせ、ロボット１０２が物の内容を認識したうえで、その結果を電子レンジに送るようにしてもよい。【０１６５】  以上のように、本実施形態では、このようなロボット制御コマンドＤＢ９０を用いて、指示データを実現するための一連のロボット制御コマンドリストを行動計画作成手段１１７で生成し、実行する。【０１６６】  なお、ロボット制御コマンドリストを実行する前に、環境管理サーバ１０１にロボット１０２の移動経路を送信し、前記移動領域生成手段１２５及び情報提示装置１２４を用いて、実環境上にロボット１０２の移動領域を表示することで、ロボット１０２と利用者との接触を防ぐことができる。図１７Ａは、そのようにしてロボット１０２の移動領域を実環境上に表示した例である。この例では天井に設置したプロジェクタ１２４Ａで移動領域を投射しているが、床自体をディスプレイにして移動領域を表示してもよい。また、部屋の床や壁だけではなく、設備や物品にディスプレイを実装することも有効である。例えば、冷蔵庫の中にカメラを設置し、その映像を冷蔵庫のドアに表示したり、皿に付けられたディスプレイに料理の映像を表示してもよい。このことにより、特別な端末を使うことなく、また、冷蔵庫を開けずに電力を節約して在庫を確認できたり、過去の料理の履歴（画像）を参照して皿に順次表示することで、その日のメニューの選択に役立てることができる。【０１６７】  また、以上説明したように、図１に基づく本生活支援システム１００は、環境管理サーバ１０１とロボット１０２と設備１０４と操作端末１０３との４つのサブシステムより構成され、それらサブシステムが無線または有線などのネットワーク９８を介して互いに情報をやりとりするような構成をなしている。しかしながら、操作端末１０３が環境管理サーバ１０１、設備１０４、あるいはロボット１０２、又は、それらのうちの複数箇所に付随されている構成でもよい。またロボット１０２も１台ではなく複数台が協調しながら作業を並行���て行う構成でも構わない。なお、図１では簡略化のため、１つの設備１０４のみ示しているが、複数個の設備がある場合には、それら複数数の設備１０４が前記生活支援システム１００内にそれぞれ組み込まれる。【０１６８】  また、以上の説明では、ある物品をある場所から別の場所へ移動するという１つの操作のみをユーザが指示して、それを実行する場合のシステムの動作の仕組みを説明した。しかしながら、実際には、ユーザにとって２つ以上の指示を行いたい場合がある。この場合、１つの指示の処理が終えてから次の指示を入力する、というふうにしてしまうと、ユーザは所望のすべての指示を出し終えるまでシステムから離れることができなくなり、ユーザにとって使いにくいシステムとなる。従って、システムは、ユーザが行いたいすべての操作を一度に受け付け、それらを順次処理していくように設計されていることが望ましい。これにより、例えば冷蔵庫にあるピザを温め、その後に食べるようにシステムに要求する場合には、次の２つの指示（図示しない）、
・冷蔵庫のピザを電子レンジに入れて温める
・電子レンジのピザを、自分の所（例えばテーブル）まで運ぶ
を、最初に入れておくだけでよい。すなわち、ユーザが前記２つの指示を出した後、そのまま、例えばテーブルで待っているだけで、システムは前記動作を自動的に実行する。その結果、ユーザは温かいピザが例えばテーブルに座っている自分のところに来るまで別のことができるようになり、時間を効率良く使うことができるようになる。【０１６９】  さらには、その際に、複数の処理を効率化するスケジューリング機能を備えておくことが好ましい。例えば、ある設備から複数種類の物品を取り出し、それぞれを別々の場所に移動させる場合、それら複数種類の物品を取り出す処理のみは一度に行うことで、全部の処理を効率化するようスケジューリングしてもよい。そのためには、作業ロボット１０２のアーム２０１等の個数を１つに限定する必要はなく、一度に複数の物品を同時に扱えるように複腕構成にしておいてもよい。【０１７０】  なお、前記情報提示装置１２４は、実環境映像の上に重畳表示できる映像情報はどのようなものでも表示可能である。例えば、物品移動体データベース１０７は物品や移動体の過去の位置の履歴をその時刻と共に管理しているので、「昨日の１４時にテーブルの上にあった物」と指示することで、その時刻のテーブルの上にあった物品の画像を今現在のテーブルの上に投射することも可能である。より具体的には、去年の同じ日の夕食をテーブルの上に表示させることも可能であり、その表示を今日の夕食の献立の参考とすることができる。【０１７１】  情報提示装置１２４の個数は何ら限定されないが、情報提示装置１２４が１つの場合、複数の指示が入力されると、最も優先順位の高い指示から順に提示を行うことが好ましい。例えば、物品属性として優先順位を示す数値を更に付けておき、その値が小さい物品（優先度の高い物品）から先に処理をしてもよい。具体的には、財布、鍵など重要なものにはより小さい数値をつけ、テレビのリモコン等、それ自身がなくても別の装置で用が足りるものには大きな数値を付けておく。【０１７２】  また、情報提示装置１２４が複数ある場合には、各情報提示装置１２４に環境内の提示担当領域を割り振っても構わないし、複数の指示にそれぞれの情報提示装置１２４を対応させてもよい。この場合も、情報提示装置１２４の数より指示の数が多ければ、優先順位をつけて処理を行うことが好ましい。また、情報提示装置１２４が１つしかない場合には、設備や人の影になって良好に提示ができない領域も生じやすいが、情報提示装置１２４が複数ある場合には、そのような領域であっても良好に提示することが可能となる。【０１７３】  前述の実施形態では、目的とする物品に光を照射させること等によって、物品の存在位置等を利用者に通知していた。しかし、情報提示の方法は、何ら限定されるものではない。例えば、物品自体が発光機能を有している場合には、物品自体を発光させるようにしてもよい。また、情報提示は利用者の視覚に訴えるものに限らず、音声や振動等、他の五感に訴える方法で情報を提示するものであってもよい。なお、物品の存在位置を知らせる場合には、その存在位置から音声等を発することが好ましい。【０１７４】  なお、前述した実施形態及びその変形例は、それぞれ、コンピュータプログラムを用いて実現することができる。本発明に係る生活支援システムを実行するための生活支援システム用の制御用プログラムは、前述した実施形態及びその変形例の一部又は全部の動作を実行するコンピュータプログラムを含むものである。【０１７５】  なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。【０１７６】  本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】  以上説明したように、本発明は、家屋やオフィス等の生活環境例えば居住環境内における物品を管理して生活支援を行う生活支援システム及びその制御用プログラムについて、特に有用である。
【図１】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月4日(2005.2.4)
【手続補正００１】
【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】
【書類名】特許請求の範囲
【請求項１】生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の前記物品の現在位置を含む物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）に関する情報を記憶する物品移動体データベース（１０７）と、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記物品に関する情報を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置（１２４）と、
少なくとも利用者及び前記物品を含む前記生活環境内に存在する監視対象物の情報を検知するセンシング手段（１０５）と、
前記利用者の注意を前記物品に誘導するための誘導情報を生成する誘導情報生成手段（１２７）とを備えて、
前記情報提示装置は、前記物品に関する問い合わせに関連して、前記センシング手段で検知された前記利用者の情報を基に、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を提示して前記利用者の注意を前記物品に誘導する生活支援システム。
【請求項２】前記誘導情報生成手段は、前記利用者の視線を前記物品の存在位置に誘導する誘導情報を生成し、
前記情報提示装置は、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を前記生活環境内に直接出力して、前記利用者の視線を前記物品に誘導する請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項３】前記誘導情報は、前記利用者の位置から前記物品の位置までの経路を示す静止画像又は動画像であり、前記情報提示装置により前記誘導情報である静止画像又は動画像を前記生活環境内に直接出力する請求項２に記載の生活支援システム。
【請求項４】少なくとも前記物品移動体データベースは、前記物品に関する過去の情報を記憶しており、
前記情報提示装置は、前記物品に関する過去の情報の提示指示に基づき、前記物品の過去の情報を、現在の前記生活環境内に直接出力して提示する請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項５】前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項６】前記情報提示装置は、前記生活環境内の壁、床、天井、前記設備及び前記物品の少なくとも一つに前記情報を照射して提示する照射装置を備える請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項７】前記照射装置は、プロジェクタ又はレーザポインタである請求項６に記載の生活支援システム。
【請求項８】生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）に関する情報を記憶する物品移動体データベース（１０７）と、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品移動体データベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）と、
前記物品に関する問い合わせに基づいて、前記移動経路情報を参照して、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記情報提示装置は、前記移動体の動くスピードに応じて前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させることにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項９】生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）に関する情報を記憶する物品移動体データベース（１０７）と、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品移動体データベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）と、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記移動経路情報を参照して、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記情報提示装置は、前記移動体の前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１０】生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）と、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の動くスピードに応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１１】生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）と、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１２】前記情報提示手段は、
前記生活環境内に向かって画像パターンを投影する投影装置（１２４Ａ）と、
前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影された前記移動体の経路情報及び移動占有領域と、前記移動体が実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得る調整装置（１２４Ｃ）とを備えている請求項１０又は１１に記載の生活支援システム。
【請求項１３】生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、
前記生活環境内を移動し、前記物品を把持可能な把持部を有する移動体（１０２）と、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記移動体により前記物品を把持できる領域である把持可能領域の情報を生活支援可能領域として生成する生活支援可能領域生成手段（１２６）と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置（１２４）とを備えて、
前記情報提示装置により前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接出力して提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１４】前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている請求項８〜１３のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１５】前記設備は、前記物品に対して所定の処理を施す設備であり、前記物品の移動場所として当該設備が指定されて前記物品が移動されると、前記物品に対して所定の処理を自動的に実行可能である請求項９〜１４のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１６】前記移動体は、ある一連の動作が指定されると、前記一連の動作を連続して行うための行動計画を作成する行動計画作成手段（１１７）を備え、
前記移動体は、前記行動計画に従って前記一連の動作を自動的に実行可能な請求項８〜１５のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１７】少なくとも生活環境内の物品の現在位置を含む物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベース（１０７）と、前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記生活環境内に情報を直接出力して提示する情報提示装置（１２４）と、少なくとも利用者及び物品を含む前記生活環境内に存在する監視対象物の情報を検知するセンシング手段（１０５）と、前記利用者の注意を前記物品に誘導するための誘導情報を生成する誘導情報生成手段（１２７）とを備えた生活支援システムをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記生活支援システムに、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記情報提示装置を用いて、前記センシング手段で検知された前記利用者の情報を基に、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を提示して前記利用者の注意を前記物品に誘導する動作を実行させるプログラム。
【請求項１８】生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置（１２４）と、前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記移動体の動くスピードに応じて、移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【請求項１９】生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベース（１０９）と、前記生活環境内を移動可能な移動体（１０２）と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置（１２４）と、前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段（１１４）とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて、前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記移動体の前記物品への移動到達時間に応じて、移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。




【手続補正書】
【提出日】平成17年5月25日(2005.5.25)
【手続補正１】
【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】
生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の前記物品の現在位置を含む物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記物品に関する情報を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置と、
少なくとも利用者及び前記物品を含む前記生活環境内に存在する監視対象物の情報を検知するセンシング手段と、
前記利用者の注意を前記物品に誘導するための誘導情報を生成する誘導情報生成手段とを備えて、
前記情報提示装置は、前記物品に関する問い合わせに関連して、前記センシング手段で検知された前記利用者の情報を基に、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を提示して前記利用者の注意を前記物品に誘導する生活支援システム。
【請求項２】
前記誘導情報生成手段は、前記利用者の視線を前記物品の存在位置に誘導する誘導情報を生成し、
前記情報提示装置は、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を前記生活環境内に直接出力して、前記利用者の視線を前記物品に誘導する請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項３】
前記誘導情報は、前記利用者の位置から前記物品の位置までの経路を示す静止画像又は動画像であり、前記情報提示装置により前記誘導情報である静止画像又は動画像を前記生活環境内に直接出力する請求項２に記載の生活支援システム。
【請求項４】
少なくとも前記物品移動体データベースは、前記物品に関する過去の情報を記憶しており、
前記情報提示装置は、前記物品に関する過去の情報の提示指示に基づき、前記物品の過去の情報を、現在の前記生活環境内に直接出力して提示する請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項５】
前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項６】
前記情報提示装置は、前記生活環境内の壁、床、天井、前記設備及び前記物品の少なくとも一つに前記情報を照射して提示する照射装置を備える請求項１に記載の生活支援システム。
【請求項７】
前記照射装置は、プロジェクタ又はレーザポインタである請求項６に記載の生活支援システム。
【請求項８】
生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品移動体データベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、 
前記物品に関する問い合わせに基づいて、前記移動経路情報を参照して、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、前記移動体の動くスピードに応じて前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させることにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項９】
生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品移動体データベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記移動経路情報を参照して、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、前記移動体の前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１０】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の動くスピードに応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１１】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１２】
前記情報提示手段は、
前記生活環境内に向かって画像パターンを投影する投影装置と、
前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影された前記移動体の経路情報及び移動占有領域と、前記移動体が実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得る調整装置とを備えている請求項１０又は１１に記載の生活支援システム。
【請求項１３】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動し、前記物品を把持可能な把持部を有する移動体と、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記移動体により前記物品を把持できる領域である把持可能領域の情報を生活支援可能領域として生成する生活支援可能領域生成手段と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接出力して提示することにより生活支援を行う生活支援システム。
【請求項１４】
前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている請求項８〜１３のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１５】
前記設備は、前記物品に対して所定の処理を施す設備であり、前記物品の移動場所として当該設備が指定されて前記物品が移動されると、前記物品に対して所定の処理を自動的に実行可能である請求項９〜１４のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１６】
前記移動体は、ある一連の動作が指定されると、前記一連の動作を連続して行うための行動計画を作成する行動計画作成手段を備え、
前記移動体は、前記行動計画に従って前記一連の動作を自動的に実行可能な請求項８〜１５のいずれか１つに記載の生活支援システム。
【請求項１７】
少なくとも生活環境内の物品の現在位置を含む物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記生活環境内に情報を直接出力して提示する情報提示装置と、少なくとも利用者及び物品を含む前記生活環境内に存在する監視対象物の情報を検知するセンシング手段と、前記利用者の注意を前記物品に誘導するための誘導情報を生成する誘導情報生成手段とを備えた生活支援システムをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記生活支援システムに、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記情報提示装置を用いて、前記センシング手段で検知された前記利用者の情報を基に、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を提示して前記利用者の注意を前記物品に誘導する動作を実行させるプログラム。
【請求項１８】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能な移動体と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記移動体の動くスピードに応じて、移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【請求項１９】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能な移動体と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記移動体が前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて、前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記移動体の前記物品への移動到達時間に応じて、移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生活環境例えば居住環境内で物体の一例としての物品の管理を行うことにより利用者の生活支援を行う生活支援システムに係り、特に、管理された物品の情報や生活支援ロボットの動作の提示など、利用者に分かりやすく・負担を強いないインタフェースを有する生活支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、人は情報や物の処理・管理に多くの時間を費やしてきた。しかし近年、情報（映像、音楽、文書等）の多くはデジタル化され、またインターネットやパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の普及によって、情報の処理・流通に関しては利便性が高まり、それらの処理や管理はかなり自由自在に行えるようになってきた。一方、物の処理に関しては、利便性が十分に高いとは言い難いのが現状である。確かに、人を家事等の労務から解放し、よりゆとりのある生活を提供するために、多くの便利な家電製品、家具、その他設備が開発されてきた。しかし、身の回りを振り返ってみると、人は未だに「物」に振り回されている。例えば、物を探したり、物を片付けたり、ゴミを分別したり、食器を運んだり、などである。
【０００３】
本発明が目的とする生活支援システムは、このような物に対する効率的な処理及び管理を実現することに他ならない。そのためには、物品の場所を自動的に管理する必要がある。物品の場所を管理しているだけでも、「物を探す」ことを効率的に行うことができる。さらに、物品を把持・運搬する機能を有するロボットを併用することで、物を自動的に移動させる処理を実現することができ、生活支援の応用幅が出てくる。
【０００４】
このような生活支援システムを実現するために望まれる条件は、
１）物の属性（種類、位置、時間など）が常に管理されていること（センシング機能）
２）管理されている情報を便利に利用できること（使いやすいインタフェース）
３）物を移動させる際の円滑な動作（移動途中におけるロボット等と人との衝突の防止等）
などである。
【０００５】
これまでも、産業用の自動倉庫システムや図書館など、管理対象となる物品が統一されている分野では、既にある程度の自動化は行われており、前記条件は整えられている。これに対し、家庭やオフィスなどでは、扱う物品や環境の自由度が大きいため、前記条件を満たすシステムを構築することは簡単ではない。しかしながら、家庭などで前記条件を克服する試みもいくつか見受けられる。
【０００６】
例えば、特許文献１では、住宅の各領域の名称を記憶する記憶部を備えた物品管理システムが開示されている。このシステムでは、家庭内の物品に、収納物、被収納物、及び独立物（テレビなど）からなる分類コードと、該物品がいずれの領域に配置されているかを示すコード（特に被収納物に関しては、いずれの収納物に収納されているかを示すコード）と、画像データとを付与し、物品の情報をそれらのコードと共に前記記憶部に記憶することで、家庭内の物品を管理する。なお、物品の各種コードは手動で入力する。このシステムは、前記物品の画像データを、端末画面に表示した住宅内のＣＧ画像に合成して利用者に提示する。そして、利用者は、端末画面の画像を参照しながら、本システムを物品探しや建築前の所有物に合わせた設計変更に利用する。
【０００７】
また、特許文献２では、家庭内の物品に付されたバーコード情報を取得するバーコードリーダーと、バーコード情報に基づいて物品の情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の情報を表示・更新する表示及び入力手段と、通信制御手段とを備えたホームサーバを有し、家庭内の物品の在庫情報を家庭及び外出先で参照することができる家庭用在庫管理システムを開示している。この従来技術は、前者の従来技術に比べて物品属性の入力をバーコードを用いて容易化している反面、物品の位置までは記憶していない。そのため、捜し物や物品の移動処理には適していない。また、先の従来技術と同様、端末などの画面で物品の在庫確認を行うが、こちらはＣＧ画像などを用いずに表形式で提示するものである。
【０００８】
しかし、いずれの従来技術も、物品の有無や存在位置を端末画面に表示するものであったため、利用者はわざわざその端末の設置場所まで足を運ばなければならなかった。また、端末画面には仮想化した状態が表示されるが、仮想化した画面と実世界の見え方には多少なりとも差異が生じるものである。そのため、利用者には、これらを見比べながら対応付けを行わなければならないという煩わしさがあった。特に、同じ環境内に複数の移動体（人やロボット等）がいて、お互いに物品の所在などの情報を共有したい場合、端末を介して情報を伝え合わなければならないとしたのでは、不便である。例えば、今後ますますニーズが見込まれる老人や身障者の介護の場面では、被介護者が介護者に対してある物を取ってもらう場合、わざわざ端末を介してその物品の場所を指示するのでは、使いやすいインタフェースとは言い難い。
【０００９】
また、従来技術は、物品の情報の提示を行うに過ぎず、物品の移動までは行わなかった。そのため、移動作業の円滑化という課題は生じなかった。しかし、物品を移動させる場合には、移動作業の円滑化を図る必要がある。例えば、ロボットによって物品を移動させる場合、移動途中におけるロボットと人との衝突を未然に防止する必要があったり（安全の確保）、人がロボットに物品を受け渡しする場合において、物品の受け渡しが安全かつスムースに行われるような支援技術が必要となる。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、居住環境内の物品等を管理すると共に、該物品の属性情報あるいは物品の円滑移動のための情報等を、利用者に対してより直感的に提示する技術を有する生活支援システムを提供することである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２ー６００２４号公報
【特許文献２】特開２００２−４８０９１号公報
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、前記目的を達成するため、以下のように構成している。
本発明の１つの態様によれば、生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記物品に関する情報を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記物品に関する問い合わせに関連して前記情報提示装置により前記物品に関する情報を前記生活環境内に提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の前記移動経路及び前記移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示することにより生活支援を行うる生活支援システムを提供する。
【００１４】
本発明のさらに別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記生活環境内での生活者と前記移動体との共有領域情報である生活支援可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、少なくとも生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内に情報を直接出力して提示する情報提示装置とを備えた生活支援システムをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記生活支援システムに、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照する動作と、
前記物品に関する情報を前記情報提示装置を用いて前記生活環境内に直接出力する動作とをそれぞれ実行させるプログラムを提供する。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能な移動体と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
【００１８】
以下、本発明の実施形態を説明する前に本発明の種々の態様について説明する。
【００１９】
本発明の第１態様によれば、生活環境内に存在する物品を管理して生活支援を行う生活支援システムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照して、前記物品に関する情報を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記物品に関する問い合わせに関連して前記情報提示装置により前記物品に関する情報を前記生活環境内に提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。
【００２０】
本発明の第２態様によれば、前記情報提示装置は、前記生活環境内の壁、床、天井、前記設備及び前記物品の少なくとも一つに前記情報を照射して提示する照射装置を備える第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２１】
本発明の第３態様によれば、前記照射装置は、プロジェクタ又はレーザポインタである第２の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２２】
本発明の第４態様によれば、前記生活環境内の利用者の情報を検知するセンシング手段と、
前記利用者の注意を前記物品に誘導するための誘導情報を生成する誘導情報生成手段とをさらに備え、
前記情報提示装置は、前記センシング手段で検知された前記利用者の情報を基に、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を提示して前記利用者の注意を前記物品に誘導する第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２３】
本発明の第５態様によれば、前記誘導情報生成手段は、前記利用者の視線を前記物品の存在位置に誘導する誘導情報を生成し、
前記情報提示装置は、前記誘導情報生成手段で生成された前記誘導情報を前記生活環境内に直接出力して、前記利用者の視線を前記物品に誘導する第４の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２４】
本発明の第６態様によれば、前記誘導情報は、前記利用者の位置から前記物品の位置までの径路を示す静止画像又は動画像であり、前記情報提示装置により前記誘導情報である静止画像又は動画像を前記生活環境内に直接出力する第５の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２５】
本発明の第７態様によれば、少なくとも前記物品移動体データベースは、前記物品に関する過去の情報を記憶しており、
前記情報提示装置は、前記物品に関する過去の情報の提示指示に基づき、前記物品の過去の情報を、現在の前記生活環境内に直接出力して提示する第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２６】
本発明の第８態様によれば、前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている第１〜７のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２７】
本発明の第９態様によれば、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記物品移動体データベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段をさらに備えて、
前記情報提示装置は、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する第１の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００２８】
本発明の第１０態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記移動体が移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記移動体が移動する移動経路、及び、前記移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記移動体の前記移動経路及び前記移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示することにより生活支援を行うる生活支援システムを提供する。
【００２９】
本発明の第１１態様によれば、前記情報提示手段は、
前記生活環境内に向かって画像パターンを投影する投影装置と、
前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影された前記移動体の経路情報及び移動占有領域と、前記移動体が実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得る調整装置とを備えている第１０の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００３０】
本発明の第１２態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体と、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記生活環境内での生活者と前記移動体との共有領域情報である生活支援可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。
【００３１】
本発明の第１３態様によれば、前記移動体は前記物品を把持可能な把持部を有し、
前記生活支援可能領域生成手段は、前記移動体により前記物品を把持できる領域である把持可能領域の情報を前記生活支援可能領域として生成し、
前記情報提示装置は、前記把持可能領域を前記生活環境内に直接出力して提示する第１２の態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００３２】
本発明の第１４態様によれば、前記情報提示装置は、前記移動体に搭載されている第９〜１３のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００３３】
本発明の第１５態様によれば、前記設備は、前記物品に対して所定の処理を施す設備であり、前記物品の移動場所として当該設備が指定されて前記物品が移動されると、前記物品に対して所定の処理を自動的に実行可能である第８〜１４のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００３４】
本発明の第１６態様によれば、前記移動体は、ある一連の動作が指定されると、前記一連の動作を連続して行うための行動計画を作成する行動計画作成手段を備え、
前記移動体は、前記行動計画に従って前記一連の動作を自動的に実行可能な第８〜１５のいずれか１つの態様に記載の生活支援システムを提供する。
【００３５】
本発明の第１７態様によれば、少なくとも生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能な移動体に関する情報を記憶する物品移動体データベースと、前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内に情報を直接出力して提示する情報提示装置とを備えた生活支援システムをコンピュータにより制御するプログラムであって、
前記生活支援システムに、前記物品に関する問い合わせに基づき、前記物品移動体データベース及び前記環境マップ情報データベースの情報を参照する動作と、
前記物品に関する情報を前記情報提示装置を用いて前記生活環境内に直接出力する動作とをそれぞれ実行させるプログラムを提供する。
【００３６】
本発明の第１８態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能な移動体と、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記移動体が移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記移動体の移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた生活支援システムを制御するプログラムであって、
前記移動体が移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記移動体の移動経路及び移動占有領域を前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラムを提供する。
【００３７】
本発明によれば、情報提示装置が物品に関する情報を生活環境内に直接提示するので、利用者は物品に関する情報をより直感的に認識することができる。利用者は端末画面の場所まで移動する必要がなく、その場で情報を認識することができるので、物品の処理又は管理をより効率的に行うことができて生活支援を行うことができる。
【００３８】
情報提示装置が利用者の注意を前記物品に誘導することとすれば、利用者は物品に関する情報を一層容易に認識することが可能となる。
【００３９】
移動体の移動の際に、その占有領域を生活環境内に直接表示することとすれば、移動中における移動体と利用者との衝突を未然に回避することができ、移動体の移動を円滑化することができる。また、移動体が利用者の生活支援をする際、領域の指示を行う必要がある。例えば、物品を移動させる移動体が人との物品の受け渡しを行う場合、両者が共通に届く領域を生活環境内に直接表示することができ、人が安全かつ円滑にロボットに物品を渡したり、ロボットから物品を受けることが可能となる。
【００４０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４１】
まず、本発明の一実施形態に係る生活支援システムの全体構成について説明し、続いて生活支援システムの動作を具体例と共に説明する。
【００４２】
−生活支援システムの全体構成−
図１は、本実施形態における生活支援システム１００の全体構成の例を示したブロック図である。生活支援システム１００は、大きく分けて４つのサブシステム、すなわち環境管理サーバ１０１（以下、単にサーバと称することもある）と、生活環境例えば居住環境内での物体の一例としての物品を移動させる移動体の一例としてのロボット１０２と、操作端末１０３と、設備１０４とより構成される。
【００４３】
以下では、環境管理サーバ１０１、設備１０４、操作端末１０３、ロボット１０２の順に、それぞれのサブシステムの構成及び動作を説明することとする。
【００４４】
−環境管理サーバ−
１番目のサブシステムである環境管理サーバ１０１は、生活環境例えば居住環境（以下、単に環境という）内の状況を把握する第１センシング部１０５と、把握した状況に基づいて環境内に存在する物体例えば物品及び移動体（例えば人やロボット等）を管理する物品移動体管理手段１０６と、物品移動体管理手段１０６と接続されて物品及び移動体の管理のための物品及び移動体に関する情報をデータとして記憶する物品移動体データベース１０７と、第１センシング部１０５に接続されて環境全体の情報を記憶する環境マップ情報管理手段１０８と、環境マップ情報管理手段１０８に接続されて環境全体の情報の管理のため環境全体の情報をデータとして記憶する環境マップ情報データベース１０９と、実環境に情報を提示するための情報提示装置１２４と、ロボット１０２の移動領域のデータを生成する移動領域生成手段１２５と、ロボット１０２が生活支援に必要な人（前記生活環境内での生活者）と共有する共有領域情報である生活支援可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段１２６と、目的とする物品に利用者を誘導するための誘導情報を計算して誘導情報生成する誘導情報生成手段１２７と、物品移動体データベース１０７や環境マップ情報データベース１０９等に格納されたデータに関する問い合わせを外部から受け、また、それに応えて外部に情報を発信等する第１送受信部１１０と、物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８と第１送受信部１１０とをそれぞれ制御して、例えば、物品移動体データベース１０７や環境マップ情報データベース１０９等に格納されたデータに関する問い合わせを外部から第１送受信部１１０が受けたとき、所定の動作制御を行うとともに、前記所定の動作制御の結果に基づき第１送受信部１１０から外部に情報を発信等するように動作制御する第１制御手段１１１とを備えている。第１センシング部１０５で把握する、環境内の状況とは、少なくとも、環境内に存在する物品及び移動体（人やロボットなど）の各時刻毎の位置と姿勢、及びその物品や移動体固有の情報（形状、あるいは、形状などの情報を問い合わせるための製造者情報）である。また、共有領域情報としては、２次元的な共有の領域の情報と３次元的な共有の空間の情報とを含むものであり、例えば、２次元的な共有の領域の情報を情報提示装置で提示することができる。なお、後述するように、９９は利用者（ユーザ）による手入力可能なキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置であり、物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８とに接続されて、手入力された情報に基づいて、物品移動体データベース１０７に格納された情報である環境内に存在する物体例えば物品及び移動体の管理を行うとともに、物品以外の環境全体の情報を管理することができるようにしている。
【００４５】
なお、本実施形態における居住環境とは、例えば家屋・オフィス・公共施設など、人と物品とが相互に関わり合いをもって存在し合う環境を意味する。
【００４６】
環境マップ情報は、環境の一例として部屋（壁、床、天井により形成される「空間」）の構造情報や、その部屋内に配置されている家具及び大型家電（冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、食器洗い乾燥機等の「設備」１０４）などのように、通常はほとんど移動しない物体（不動物体）の構造情報より構成されている。構造情報とは、少なくとも不動物体が占める空間の内部及びその上部や設備の内部及びその上部に存在する、他の物体を設置可能な面（例えば、部屋であれば床、設備であれば棚）の領域情報（例えば、その面の外接多角形の頂点の位置座標情報など）を意味する。領域情報は、座標系の情報と、形状などによる表示情報などにより表される領域の情報を意味する。
【００４７】
以下、環境管理サーバ１０１の各構成要素について順に説明する。
【００４８】
＜第１センシング部＞
第１センシング部１０５は、前記環境の一例としての操作環境内（例えば家屋やオフィス、店舗など）に存在するすべての監視対象物、すなわち物品、家具、環境内に存在する人、ロボット１０２等の位置や状態を常に監視するものである。また、第１センシング部１０５は、新たな物品が人やロボット１０２等によって環境内に新たに持ち込まれた場合には、それも検出する。
【００４９】
第１センシング部１０５の具体的構成は特に限定されないが、例えば、画像センサを用いる装置や電子タグを用いる装置などを好適に利用することができる。ここでは、物品や移動体を検出する装置及び方法の具体例として、画像センサを使う装置及び方法と電子タグを使う装置及び方法とを説明する。
【００５０】
まず、画像センサを用いる方法について説明する。ここで用いる画像センサの種類は特に限定されないが、屋内のような広い範囲を少ない設備で効率良く監視するものとして、撮影手段の一例としてのカメラ（画像センサ）１０５Ａを好適に用いることができる。すなわち、図２Ｄに示されるように、カメラ１０５Ａを屋内の部屋１０４Ｚの天井や壁などに固定して設置し、それらの撮影画像を使って、物品の検出などを行ってもよい。
【００５１】
環境内に設置されたカメラ画像１０５Ａを用いて物品を検出する一般的な方法として、背景差分法が知られている。背景差分法とは、あらかじめ背景としてのモデル画像を用意しておき、現在の入力画像と前記モデル画像との差分を取ることにより、対象物を画像から得る方法である。本実施形態に係る第１センシング部１０５では、環境内の物品や移動体を検出及び監視することを目的としている。そのため、モデル画像として、例えば環境変動が無い場合は、環境内に物品等の全く存在しない一枚の画像を使うことができる。一方、環境変動が激しい場合は、ある時間に連続して撮影された画像を平均して得られた画像を使っても良い。
【００５２】
図２Ａ〜図２Ｄは背景差分法を具体的に説明するための補助図であり、図２Ｂは前記モデル画像の例を示した図である。図２Ａは、図２Ｂの画像を撮影したカメラ１０５Ａと同じカメラ１０５Ａを用いて撮影されたある時点における入力画像を示した図であり、図２Ｃは、図２Ａの入力画像から図２Ｂのモデル画像を差し引いて得られた背景差分画像の例を示した図である。図２Ｃから分かるように、入力画像とモデル画像とで差のある部分のみが、背景差分画像において浮き出てくる。このように、背景差分法では、背景差分画像で浮き出てきた部分のみをそれぞれ取り出すことにより、環境内の物品を検出することができる。図２Ｄは前記背景差分法で使用するカメラ１０５Ａを含む第１センシング部１０５と部屋１０４Ｚとの関係を示す説明図である。なお、使用するカメラの台数は１台でもよいが、２又は３台以上のカメラを用いれば、ステレオ視による三次元計測技術を用いて物品の形状及び姿勢情報も取得することが可能となる。
【００５３】
よって、この例では、前記第１センシング部１０５は、カメラ（画像センサ）１０５Ａと、カメラ１０５Ａに接続されて前記背景差分法を実施可能でかつ演算結果を物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８とに出力可能な演算部１０５Ｂとを備えて構成している。
【００５４】
次に、電子タグを用いた物品の検出方法について説明する。近年、電子タグを用いて物品や移動体の位置を検出する方法が開発されている。本実施形態では、それら方法のほとんどすべてを応用することができ、例えば、特開２０００−３５７２５１号公報に開示された技術を利用することができる。具体的には、部屋内に取り付けた３つのタグリーダを用い、物品に取り付けられた電子タグ（同一の物品ＩＤを持つ）の電波強度から３点測量の方法を用いて、物品の位置及びＩＤを検出することができる。
【００５５】
ここで電子タグ８０とは、図２０に示されるように、データを蓄えるＩＣ８０Ａとデータを無線で送信できるアンテナ８０Ｂとより構成されるデバイスであり、リーダライタと呼ばれる装置８１によって電子タグ８０のＩＣ８０Ａに情報を書き込んだり、ＩＣ８０Ａに書き込まれた情報を読みとったりすることができる。図１７では、ペットボトル８２の底面８２Ａに電子タグ８０が配置されており、冷蔵庫１０４Ｂのリーダライタ（タグリーダの一例）８１により、電子タグ８０のＩＣ８０Ａに書き込まれた情報を読み取る状態を示している。
【００５６】
電子タグのＩＣ８０Ａには、物品を特徴づける属性データ、すなわち物品の種類、製造年月日、形状、重さ、物品画像、使用終了時のゴミ分別情報などのデータを記憶させることが可能である。このようなデータを電子タグのＩＣ８０Ａに記憶させ、そのデータを参照自在にすることにより、より高度な物品管理が可能となる。そうすれば、例えば、形状及び重さを物品の把持や設置に際して利用したり、製造年月日を品質期限の管理に用いたり、物品の種類を捜し物の検索キーに用いることが可能になる等、ユーザに大きなメリットをもたらすことになる。また、電子タグ８０のＩＣ８０Ａ自体には業界で規格化された商品コード（バーコードと同様）だけを記憶させておき、商品コードと前記属性データを関連づけた外部のサーバーや、インターネットなどの通信手段を用いて製造元にその物品の前記属性データを問い合わせるよう構成してもよい。さらに、電子タグ８０のＩＣ８０Ａには過去の情報、例えば、過去の位置（その他属性データの）履歴、過去の位置以外に、現在とは異なる可能性のある過去の情報（例えば重量、画像、形状などの情報）の履歴を持たせておき、時刻・位置、その他の属性データなどの情報を用いて過去に存在した物品を調べることも可能である。
【００５７】
よって、この例では、前記第１センシング部１０５は、図１７に示されるように、ＩＣ８０Ａとアンテナ８０Ｂとより構成される電子タグ８０と、電子タグ８０と無線接続可能でかつ物品移動体管理手段１０６と環境マップ情報管理手段１０８とに出力可能なリーダライタ８１とを備えて構成している。
【００５８】
以上、センシング技術の具体例として、カメラ及び電子タグをそれぞれ用いた物品及び移動体の検出方法をそれぞれ説明したが、第１センシング部１０５は、もちろんこれ以外の方法を用いるものであってもかまわない。前記第１センシング部１０５は、カメラ、電子タグ及びその他のセンサのうち少なくとも１つ以上を含むものとする。
【００５９】
なお、第１センシング部１０５によって新たな物品や移動体が検出されると、その情報（例えば新たな物品や移動体の属性データ）は、後述の物品移動体管理手段１０６を介して物品移動体データベース１０７に登録・更新される。さらに、第１センシング部１０５はロボット１０２に搭載されていてもよい。ロボット１０２は環境の一例である部屋内を、動き回ることができるため、部屋側に取り付けられた第１センシング部１０５ではカバーできない物品や人の情報を検出することが可能である。ロボット１０２の部屋内での絶対位置・姿勢は環境管理サーバ１０１の第１センシング部１０５で捉え、ロボット１０２からの物品の相対位置・姿勢・その他情報をロボット１０２にカメラや電子タグリーダで検出することで、ロボット１０２にセンシング手段を搭載しても、物品の情報を取得することが可能となる。
【００６０】
＜物品移動体データベース＞
物品移動体データベース１０７は、どのような物品が、いつ、どの場所に置かれたか等のデータを蓄えておくデータベースである。以下、図面を用いてその詳細を説明する。
【００６１】
図３Ａ及び図３Ｂは、物品移動体データベース１０７のデータの構成例と記載内容例とを示した概念図である。図３Ａと図３Ｂとは同一の構成を示しており、それらのデータ内容のみが異なっている。図３Ａと図３Ｂにおいて２種類のデータベースの例を示している理由は、時間の経過に伴ってデータ内容が変更されていく様子を説明するためである。
【００６２】
本実施形態においては、物品移動体データベース１０７を構成する個々の物品データは、以下に説明する５つの属性、すなわち、１）物品ＩＤ、２）物品名称、３）時刻、４）場所、５）物品画像を持つ。
【００６３】
１）物品ＩＤ：個々の物品を区別するためのＩＤである。種類の同じ物品であっても物理的に別の存在であれば、それらを別の物品として扱う必要がある。そのため、同種の物品であっても、異なるＩＤが割り当てられる。例えば、ペットボトルが２本ある場合には、「Ｄ＃０００１」と「Ｄ＃０００２」との２つの物品ＩＤがそれぞれに付けられる。
【００６４】
２）物品名称：当該物品の種類を表す名称である。前記物品ＩＤとは異なり、種類が同一であれば、名称は同一となる。例えば、ペットボトルやピザなどである。
【００６５】
３）時刻：当該物品が最も最近に操作（使用又は移動など）された時刻のことである。例えば、「２００２／１０／１０  １０：００」は、２００２年１０月１０日の午前１０時を意味する。
【００６６】
４）場所：当該物品が最も最近に操作（使用又は移動など）されたときに、当該物品が移動した場所のことである。場所については、後述する環境マップ情報データベース１０９に登録されている環境属性データ６０１又は設備属性データ６０２のＩＤ番号で指定される（図７参照）。また、ＩＤ番号だけでは空間的位置が特定しにくい、又はできない物品については、その物品の座標値を設定する。例えば、場所が「冷蔵室」や「冷凍室」となっていれば、それだけで当該物品がそれらの中に存在するということが特定できるため、座標値は指定しない（例えば、「冷蔵室」は「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」とし、「冷凍室」は「Ｆｒｅｅｚｅｒ＃０００１」とするなど。）。一方、「床」「ｆｌｏｏｒ＃０００１」のように、指定された場所が広い範囲に渡り、場所名だけでは具体的な物品の存在位置が特定できない場合は、前記位置を特定するための座標値を付与する（例えば、ペットボトル「Ｄ＃０００１」については「ｆｌｏｏｒ＃０００１（ｘ１，ｙ１，０）」、ピザ「Ｆ＃０００１」については「ｆｌｏｏｒ＃０００１（ｘ２，ｙ２，０）」など）。物品の存在場所値の初期設定および移動した場合の更新や付加情報としての前記座標値の付与は、前記第１センシング部１０５の演算部１０５Ｂによって自動的に行われることが好ましい。しかしながら、人手で行っても構わないことは勿論である。物品の場所を示す際に座標値を付与するか否かの判断は、前記物品を把持運搬するロボット１０２の性能によって決めればよい。もしロボット１０２の性能が非常に低く、例えば、冷蔵室内にある物品を把持する場合でもその物品の正確な位置座標値が必要であれば、冷蔵室内の物品の場所（座標値）を付与するようにしてもよい。
【００６７】
５）物品画像：当該物品の画像のことである。
【００６８】
ここでは、各物品の特徴を区別するために５つの属性を持たせた例を示したが、もちろん必要に応じてそれ以外の属性を持たせてもよい。例えば、物品の３次元形状、物品の正確な位置・姿勢のデータ（図示せず）などを属性として付与してもよい。このような属性を付与することにより、ロボット１０２の物品把持をより容易に行うことができる。また、時刻・場所・物品画像は時刻毎に記録し、履歴として保持することも可能である。これにより、過去のある時点での物品の位置を指示したり、画像を表示することが可能となる。
【００６９】
ここで、少なくとも必要な物品属性は、物品ＩＤ、時間（時刻）、位置（場所）であるとするのが好ましい。物品ＩＤが分かれば、インターネットを用いて製造者にその他の属性を問い合わせることが可能だからである。
【００７０】
次に、物品移動体データベース１０７の内容と実際の状況とを対比させながら、データの内容が時間の経過に伴って変更されていく様子を説明する。
【００７１】
図４Ａ及び図４Ｂは、ある環境（一例として１つの部屋１０４Ｚ）の様子を異なる２つの時刻において撮影した模式図である。ここでは、図４Ａ及び図４Ｂがそれぞれ図３Ａ及び図３Ｂに対応しているものとする。すなわち、それぞれの時刻における前記環境の一例である部屋１０４Ｚに存在する物品データを格納したデータベースが、それぞれ図３Ａ及び図３Ｂのデータベースと一致しているものとする。それぞれの図において、１０４Ａはテーブル、１０４Ｂは冷蔵庫、１０４Ｃは冷凍室、１０４Ｄは冷蔵室、１０４Ｅは電子レンジ、１０４Ｆはくずかご、１０４Ｇはリサイクル用ゴミ箱、１０４Ｈは床、１０４Ｊは壁、１０４Ｋは天井、１０４Ｌはドア、１０４Ｍは食器棚を指す。
【００７２】
図３Ａは、例として、２００２年１０月１０日の９時の時点でのデータベースに格納された内容を表している。このデータベースには、ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くず、アイスクリーム、牛乳パックの７つの物品が登録されている。このうち、ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くずの５つの物品については、図４Ａの例で分かるように床１０４Ｈの上に散乱している。（例えば、買い物した品物を床に置いた場合を想定）そのため、図３Ａに示すように、データベースにおける各物品の場所の値としては、「床」である（「ｆｌｏｏｒ＃０００１」だけではなく、それぞれの床１０４Ｈの上の位置座標値も付加情報として付与されている。
【００７３】
一方、残りの物品、アイスクリーム、牛乳パックについては、いずれも冷凍室１０４Ｃ及び冷蔵室１０４Ｄ内に保存されており（図４Ａでは明示されていない）、場所がある程度限定できるため、データベースにおける各物品の場所の値としては「冷凍室」である「ｆｒｅｅｚｅｒ＃０００１」及び「冷蔵室」である「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」とだけ記されている。
【００７４】
次に、２００２年１０月１０日の１０時の時点に、下記の環境変化があったとする。すなわち、
１）ユーザによって床１０４Ｈの上の物品（ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くずの５つの物品）の片づけが指示される（それぞれの片づけ先は図４Ａの矢印付き曲線に示した通り。）。すなわち、ペットボトルはリサイクル用ゴミ箱１０４Ｇ内に入れる。ピザとバナナは冷蔵室１０４Ｄ内に入れる。手帳はテーブル１０４Ａの上に置く。紙くずはくずかご１０４Ｆ内に入れる。その指示を受けてロボット１０２が物品の片づけを実行した。
【００７５】
２）ユーザが冷凍室１０４Ｃ内のアイスクリーム、冷蔵室１０４Ｄ内の牛乳パックの牛乳を飲食して、アイスクリームと牛乳パックが消滅した。
【００７６】
図３Ｂは、このような環境変化の後、少し時間が経過した２００２年１０月１０日の２０時のデータベースの様子を示している。
【００７７】
図４Ｂに示すように、図４Ａの時点で床１０４Ｈの上に散乱していた物品である、ペットボトル、ピザ、手帳、バナナ、紙くずの５つの物品は、前記指示通りに片づけられ、それに伴ってデータベースの場所の値は書き変わっている（図３Ｂ参照）。また、食されることで消滅した物品である、アイスクリーム、牛乳パックについては、データベースから削除されてデータベース内には無い様子が分かる（図３Ｂ参照）。この削除の処理は人手で行ってもよいし、またタグなどのセンサをリーダライタで読み取ることによって自動的に削除してもよい。また、食べ物については誰かが食べることによって実世界から事実上消滅するので、場所データには、場所を記述する代わりに食べた人を記述するようにしてもよい。なお、片づけの指示をして、物品がゴミ箱に捨てる場合、その物品の属性に応じて分別されて異なるゴミ箱に捨てられるようにするのが望ましい。その判断に用いるため、それぞれの物品を消費した後にどのようなゴミになるかを物品データベースに記憶しておくのが望ましい。図３Ａ及び図３Ｂにはゴミ分別情報として記憶されている。
【００７８】
なお、食されてもアイスクリーム又は牛乳パックが消滅しなかった場合、例えば、半分だけ飲食した場合には、元の場所の値がそのまま表示されており、消滅しない。
【００７９】
次に、図５を参照しながら、移動体を扱う物品移動体データベース１０７について説明する。移動体を扱うデータベースは、移動体データ３０１、移動体履歴データ３０２、及び移動体属性データ３０３の３種類のデータを蓄積するサブデータベースからなり、それぞれのデータ内容は下記の通りである。
【００８０】
１）移動体データ３０１：個々の移動体を区別するためのＩＤと、当該移動体の移動履歴を格納した移動体履歴データへのポインタとから構成される。
【００８１】
２）移動体履歴データ３０２：時刻と、当該時刻における当該移動体の位置と、当該時刻における当該移動体の状態とよりなる３項目によって構成される。また、前記位置は、平面上における座標値（Ｘ、Ｙ）と、向きｒとの３つの値で特定される。
【００８２】
３）移動体属性データ３０３：当該移動体の持つ固有の物理属性情報を蓄えるものである。ここでは、重量、形状等がその１例として挙げられている。
【００８３】
なお、前記移動体履歴データ３０２において、移動体の状態とは、移動体が人物であれば、「座る」、「立つ」、「寝る」、「歩く」などの一般的な人間の動作を表し、移動体がロボット１０２であれば、「把持」、「解放」など、ロボット１０２が物品に対して行うことのできる操作を表す。これらは、あらかじめ移動体毎に可能な状態を決めておき、それらのうちのどれかに当てはめるようにすればよい。なお、移動体がロボット１０２の場合には、操作内容だけでなく、操作対象物品ＩＤと操作内容とを組にして表すこととする。
【００８４】
移動体属性データ３０３には、例えば移動体が作業ロボット１０２であった場合、ロボット１０２の重量、形状、及び物品把持部１１３の占有空間情報等が記録される。ここで、把持部１１３の占有空間情報とは、物品を把持するために必要となる把持部１１３（図１２Ａなど参照）自身が占める領域の情報である。なお、占有空間情報は、後述する動作制約情報の一部となる。
【００８５】
このように、物品等が移動したり環境内から消滅すると、物品移動体データベース１０７のデータ内容は逐次更新され、物品移動体データベース１０７には常に最新の情報が保たれる。以上が、物品移動体データベース１０７の内容の説明である。
【００８６】
＜物品移動体管理手段＞
物品移動体管理手段１０６は、環境内に置かれているあらゆる物品及び移動体に関して、第１センシング部１０５や入力装置９９を使用してユーザの手入力によって得られた物品等の情報を物品移動体データベース１０７に蓄積したり、環境管理サーバ１０１の外部から第１送受信部１１０及び第１制御手段１１１を介して物品等に関する問い合わせがあった場合には、その問い合わせの内容に応じて必要な情報を物品移動体管理手段１０６により物品移動体データベース１０７から取り出し、第１制御手段１１１及び第１送受信部１１０を介して問い合わせ先に送るという処理を行う。なお、物品移動体データベース１０７へのアクセスは物品移動体管理手段１０６のみに許可されており、同じ物品データに対して、書き込みと読み出しとが同時に行われないよう管理されている。ロボット１０２及び操作端末１０３から物品の情報登録・更新の要請を受けたときには、本物品移動体管理手段１０６を介して物品移動体データベース１０７の登録・更新を行う。また、後述する操作端末１０３を用い、日付や物品の種類など、知りたい物品の属性を絞り込むための検索キーを指定することで、探している物品の場所を検索することも可能である。
【００８７】
＜環境マップ情報管理手段＞
環境マップ情報管理手段１０８は環境の一例としての部屋内のマップ情報の管理を行う。図６Ａ〜図６Ｃは環境マップ情報データベース１０９の例を実状況と対比して示した概念図であり、図６Ａは実際の状況を表した図、図６Ｂは環境マップ情報データベース１０９として実際の状況を簡略化した立体モデルで示した図、図６Ｃは実際の状況をさらに簡略化して平面モデルで示した図である。環境マップ情報データベース１０９は、このように立体データとして表してもよいし、より簡単に平面データとしてもよい。データはマップの用途やマップ作成に要する手間に応じて作成すればよく、例えば立体モデルを非常に短時間で作る必要があれば、立体物に関してはそれを覆う最小の直方体でモデル化するなどすればよい。例えば、図６Ｂのモデルはそのような例である。図６Ｂでは、図６Ａにおいて中央に位置するテーブル１０４Ａは直方体でモデル化されている。平面データでも同様であり、図６Ｃのモデルにおいては、中央に位置するテーブル１０４Ａを平面に正射影した矩形領域（図６Ｃのハッチング部分の矩形領域）で表し、この領域をロボット移動不可領域として定めている。なお、以降の説明の都合上、この図６Ａ〜図６Ｃに記載のＸ軸（部屋の床の一辺に沿った方向）−Ｙ軸（部屋の床の一辺と直交する他の辺に沿った方向）−Ｚ軸（部屋の高さ方向）で構成された世界での位置座標系を実世界座標系と呼ぶこととする。
【００８８】
＜環境マップ情報データベース＞
図７は環境マップ情報データベース１０９のデータの一例を示した図である。環境マップ情報データベース１０９は、大きく分けて環境属性データ６０１と設備属性データ６０２との２つの要素から構成される。
【００８９】
環境属性データ６０１は、簡単に言い換えると環境の一例としての部屋自体の詳細なデータのことであり、本実施形態では、例として、環境属性データ６０１には２つの床の床面データ「ｆｌｏｏｒ＃０００１」と「ｆｌｏｏｒ＃０００２」が記録されている（なお、第２の床面データ「ｆｌｏｏｒ＃０００２」は図示せず）。前記床面データには、その床面が多角形であるときの頂点（隅）の位置座標値（実世界座標での位置座標値）が記述されており、また、その床面の材質が面毎に付されている。例えば、四角形の床面のデータの場合、図７及び図６Ａに示したように、
（（Ｘ１，Ｙ１，０），
（Ｘ２，Ｙ２，０），
（Ｘ３，Ｙ３，０），
（Ｘ４，Ｙ４，０），０）
と表される。但し、座標値の基準として、その部屋で最も低い床の高さを０としている。最初の４つの座標値は床面の頂点の座標値を示し、最後の数値「０」は床面の材質を示している。床面の材質は、例えば、「０」はフローリング、「１」は畳、「２」は絨毯、等であり、材質毎に予め対応する数字が定められている。部屋内に高さの異なる複数の床面が存在する場合には、これらの床面データはその床面の数だけ用意すればよい。
【００９０】
設備属性データ６０２は、環境属性データ６０１で構成される環境（具体的には部屋）の中に存在する設備１０４を列挙したものである。ここでいう設備１０４とは、通常の状態では、移動させて使うことのない家庭用品等であり、例えば家具や大型家電製品などがこれに相当する。
【００９１】
図６Ａ〜図６Ｃ及び図７に示す例では、環境の一例としての部屋の中には、テーブル１０４Ａと冷凍室１０４Ｃと冷蔵室１０４Ｄとゴミ箱１０４Ｆと１０４Ｇ等の設備１０４が存在するので、環境マップ情報データベース１０９にはそれぞれのデータが保存されており、設備属性データ６０２にそれらの属性が保存されている。例えば、テーブル１０４Ａには、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。冷凍室１０４Ｃには、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。冷蔵室１０４Ｄにも、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。ゴミ箱１０４Ｆと１０４Ｇにも、それぞれ、位置座標として面１と面２のそれぞれの隅の位置座標値が格納されている。なお、本来は、冷凍室１０４Ｃと冷蔵室１０４Ｄとは一体となって冷蔵庫１０４Ｂと呼ばれるが、本実施形態では、物品を収納又は設置可能な場所単位で設備を区別しているため、冷蔵庫１０４Ｂを１つの設備として扱うのではなく、冷凍室１０４Ｃと冷蔵室１０４Ｄとをそれぞれ独立した１つの設備として区別している。
【００９２】
設備属性データ６０２には、各設備の属性として、当該設備１０４の表面を多面体で近似したときの複数の面のデータ、当該設備１０４の種類、当該設備１０４の設置可能な面に設置される主な物品形状と姿勢等が保存されている。設備の面のデータには、その面の頂点の座標値（実世界座標での位置座標値）が記述されており、また、その面に物品が設置できるか否かのフラグが面毎に付されている。例えば、頂点の数が４つの面のデータの場合、
（（Ｘ１１，Ｙ１１，Ｚ１１），
（Ｘ１２，Ｙ１２，Ｚ１２），
（Ｘ１３，Ｙ１３，Ｚ１３），
（Ｘ１４，Ｙ１４，Ｚ１４），１）
となる。最初の４つの座標値は４つの頂点の位置座標値を示し、最後の数値「１」は、物品が設置できることを意味するフラグである。この数値が「０」の面は、物品を設置することができない面である。そして、設備の種類によっては、このフラグを状況に応じて切り替えられるようにする。このような状況としては、例えばドアが開いて物品が設置できる面が露出しているか、閉じて物品が設置できる面が露出していなか、などが挙げられる。図８Ａ〜図８Ｂは、そのような典型例を示すための補助図である。
【００９３】
図８Ａ〜図８Ｂの例では、冷凍室１０４Ｃに関する設備の属性データが示されている。すなわち、図８Ａは冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が閉まっている状態での属性データは、
（（Ｘ２１，Ｙ２１，Ｚ２１），
（Ｘ２２，Ｙ２２，Ｚ２２），
（Ｘ２３，Ｙ２３，Ｚ２３），
（Ｘ２４，Ｙ２４，Ｚ２４），０）
となる。一方、図８Ｂは冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が開いている状態での属性データは、
（（Ｘ２１，Ｙ２１，Ｚ２１），
（Ｘ２２，Ｙ２２，Ｚ２２），
（Ｘ２３，Ｙ２３，Ｚ２３），
（Ｘ２４，Ｙ２４，Ｚ２４），１）
となる。これらの図から、冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１の開閉に応じて前記フラグの最後の値が替わっていることが分かる。すなわち、冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が閉じている場合は、そのままの状態では内部に物品を保存できないため、前記フラグは「０」となる。一方、冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｃ−１が開いている場合は、そのままの状態で内部に物品を保存できる状況になっているため、前記フラグは「１」となる。なお、図８Ｂにおける冷凍室１０４Ｃでは、ロボット１０２を使って内部に物品を出し入れできるように、物品を設置する面１０４Ｃ−２は、例えば、ドア１０４Ｃ−１が開いた時に前面にせり出してくるような機構を備えているようにしてもよい。この場合には、物品を設置する面１０４Ｃ−２の座標値には、このせり出した状態における面１０４Ｃ−２の四隅の座標値（Ｘ２１，Ｙ２１，Ｚ２１），（Ｘ２２，Ｙ２２，Ｚ２２），（Ｘ２３，Ｙ２３，Ｚ２３），（Ｘ２４，Ｙ２４，Ｚ２４）が与えられている。そして、ロボット１０２は、当該面１０４Ｃ−２がせり出している状態で（つまりドア１０４Ｃ−１が開いている状態で）のみ、物品の出し入れを行う。当該面１０４Ｃ−２に物品を設置する操作、また、当該面１０４Ｃ−２に設置されている物品を取り出す操作を、面１０４Ｃ−２の座標値を参照しながら行うことも可能である。ドア１０４Ｃ−１を閉じると、当該面（物品設置面）１０４Ｃ−２は冷凍室１０４Ｃ内に収納される。これに伴い、当該面１０４Ｃ−２の実座標値は変化する。しかし、ドア１０４Ｃ−１を閉じている状態ではロボット１０２が冷凍室１４Ｃ内に物品を入れたり取り出したりすることは無いので、設備属性データ６０２として記載されている座標値は変更しないでそのままにする。
【００９４】
なお、本実施形態では、設備属性データ６０２として物品の設置が可能かどうかの識別フラグのみを示したが、もちろん必要に応じて他の情報を追加してもよい。例えば、環境属性データ６０１と同様に面の材質を付加してもよい。また、その面に物品を設置したり、その面から物体を取り出したりするための、当該面へのロボットハンド２０２のアプローチの軌跡を追加してもよい。さらには、ロボットハンド２０２を動かすためのプログラムを記憶し利用することも可能である。例えば、ロボットアーム２０１を動かすための標準的なプログラム仕様を予め決めておき、その仕様に準ずるアーム制御が可能なロボット１０２を使う場合に、前記設備属性データ６０２の一部として記憶されたプログラムをロボット１０２に適宜ダウンロードし、そのダウンロードされたプログラムによってロボット１０２を動かすようにしてもよい。これにより、ロボット１０２は全ての設備に対して個々の把持制御プログラムを用意しなくて済み、プログラムを記憶するためのメモリ容量を減らすことができる。
【００９５】
図２１は、設備属性データとしてロボット１０２のロボットアーム２０１及びハンド２０２の動作プログラム（電子レンジ１０４Ｅのドア１０４Ｅ−１を開ける動作）を持たせる場合の説明図である。図２２は、図２１のロボットアーム２０１及びハンド２０２の動作プログラムの例である。設備としての電子レンジ１０４Ｅのドア１０４Ｅ−１を開ける動作として、３つの動作を記述して、前記設備属性データ６０２の一部として記憶しておく。具体的には、（ｉ）電子レンジ１０４Ｅの前方からアーム２０１が進入し電子レンジ１０４Ｅの手前まで移動する動作、（ｉｉ）ハンド２０２を上方に向けて取っ手１０４Ｅ−２の所まで上方に移動して取っ手１０４Ｅ−２を掴む動作、（ｉｉｉ）取っ手１０４Ｅ−２を掴んだまま手前へ移動してドア１０４Ｅ−１を開ける動作、からなっている。このように、設備固有の構造に応じた動作を、設備が持つことで、ロボット１０２の制御を汎用的なものに保つことが可能となる。図２２に記載された各動作は、ロボットアーム２０１の先端の座標、アーム２０１の進行ベクトル、アーム２０１の先端の移動奇跡（動作（ｉｉｉ）のような曲線の場合は直線近似）、ハンド２０２の向き、移動終了後のハンド２０２の動作、から成っている。なお、図２２の座標は全て電子レンジ内で定義された座標系であり、ロボット１０２は自身の位置・姿勢及び電子レンジ１０４Ｅの位置・姿勢から、ロボット自身の座標系に変換して動作を実行する。
【００９６】
＜情報提示装置＞
情報提示装置１２４は、実環境に情報を直接提示するものであり、例えば液晶プロジェクタやレーザポインタ、あるいは実環境に現実に設置された光源やディスプレイなどが利用できる。なお、「実環境」とは、物品や移動体が実際に存在する環境のことであり、コンピュータのディスプレイ等に表された仮想上の環境は、ここでいう実環境には含まれない。コンピュータのディスプレイ自体は有体物であるため実環境の一部となり得るが、ディスプレイに表示された環境は実体がないからである。情報の「直接提示」とは、情報を実環境に提示することを意味する。
【００９７】
この情報提示装置１２４は、環境の一例である部屋１０４Ｚ内に設置され、情報の提示位置が変更自在になっていることが好ましい。例えば、情報提示装置１２４は、図１１及び図１７Ａに示すように、壁、床、天井、前記設備及び前記物品の少なくとも一つ（図１１及び図１７Ａでは床１０４Ｈ）に情報を照射する照射装置（又は前記少なくとも一つの情報を投影する投影装置）の一例としてのプロジェクタ１２４Ａと、プロジェクタ１２４Ａによる照射を制御する照射制御装置（又は前記プロジェクタ１２４Ａによる投影を制御する投影制御装置）１４２Ｂと、プロジェクタ１２４Ａのパン（照射装置（又は投影装置）等を左右または上下にゆっくり振って照射する方法）、チルト（照射装置の照射姿勢の傾動（又は投影装置の投影姿勢の傾動））、又は照射装置（又は投影装置）の移動等のための機能又は機構を備えている調整装置１２４Ｃとより構成することが望ましい。このような構成によれば、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置の一例としてのプロジェクタ１２４Ａにより投影された前記移動体の一例としてのロボット１０２の経路情報及び移動占有領域と、前記ロボット１０２が実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記調整装置１２４Ｃにより、プロジェクタ１２４Ａの投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得ることができる。また、図１では、情報提示装置１２４は環境内に設置（例えば、家屋の壁や天井に設置）されているが、図１に一点鎖線で示すように情報提示装置１２４をロボット１０２に設置しても構わない。いずれにしても、情報提示装置１２４は、その時点での位置、姿勢及び光学情報（焦点距離など）等を認識し、それらに応じて所定の提示を実行するように構成されている。なお、情報提示装置１２４をロボット１０２に設置した場合、天井等に設置したのでは提示不可能な場所（例えば、机の下や天井など）にも情報が提示できるため、特に好適である。
【００９８】
情報提示装置１２４によって提示される情報の元になるデータは、以下に述べる移動領域生成手段１２５、生活支援可能領域生成手段１２６、及び誘導情報生成手段１２７を用いて生成される。
【００９９】
＜移動領域生成手段＞
移動領域生成手段１２５は、ロボット１０２の移動に先立ちあるいは途中段階で、ロボット１０２の移動のための領域データを生成する。
【０１００】
図９は移動領域生成手段１２５の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１では、後述するように、ロボット１０２が移動計画作成手段１１４を用いて、ある地点までの経路を計算する。例えば、図１０Ａでは地点Ａ１から地点Ａ２までの経路を計算する。
【０１０１】
次に、ステップＳ２において、ロボット１０２の形状や大きさに関する情報を、物品移動体データベース１０７を参照することで得る。この経路及びロボット１０２の情報から、ロボット１０２が実環境で移動する際に占有する領域が計算できる。
【０１０２】
具体的には、まず、ステップＳ３において、図１０Ａに示したように環境マップ（図６Ｃ参照）を縦横等倍に縮小した大きさの画像を用意し、黒画素で初期化する。黒画素で初期化する理由は、生成した画像を環境内に投射した際、関係のない領域（移動体の移動時に前記移動体が占有する移動占有領域以外の領域）には何も提示されないようにするためである。
【０１０３】
次に、ステップＳ４において、移動計画作成手段１１４を用いて求められた経路（図１０ＡのＡ１からＡ２への実線矢印により示された経路）に沿ってロボット１０２の形状（大きさの情報も含む）を配置したときに占める領域を、所定の色で塗りつぶす（図１０Ａではクロスハッチングを付す）。この結果、ロボット１０２が移動のために占有する領域を示す移動領域画像（図１０Ｂのクロスハッチングを参照）を得ることができる。
【０１０４】
ところが、この移動領域画像を前記情報提示装置１２４であるプロジェクタなどで実環境に投射したとしても、プロジェクタ１２４Ａ等の向きが床面１０４Ｈに垂直に向いているとは限らないため、何らの調整も行わないとすると、実環境に投射された移動領域画像は、実際にロボット１０２が移動する領域とは異なってくる場合もある。従って、環境マップ情報（床面等の投射面に対するプロジェクタ１２４Ａの位置・姿勢情報が既定されている。）を用いて、予めプロジェクタ１２４Ａの位置・姿勢を考慮した上で、結果として図１０Ｂのように投射される画像（投射画像）を生成する必要がある。そこで、ステップＳ５では、移動領域画像、プロジェクタ１２４Ａ等の位置、姿勢、光学情報などに基づいて、投射画像を逆算する。
【０１０５】
図１１は投射画像を生成する方法を説明するための図である。ここでは、実環境上でロボット１０２が移動する領域の点Ｍｎ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、投射画像上ではｕ＝（ｘ，ｙ）に対応する。この対応付けは、プロジェクタ１２４Ａ等の位置（ｘ，ｙ，ｚ）、姿勢及び光学情報（焦点距離、レンズ歪み情報等）に基づき、下記の式で計算可能である。
【０１０６】
（数１）
Ｍｃ＝ＲＭｎ＋ｔ
ｓｕ＝ＰＭｃ
ここで、Ｒは実世界座標におけるプロジェクタ１２４Ａ等の回転を表す回転行列、ｔはプロジェクタ１２４Ａ等の実世界座標での位置（並進ベクトル）であり、前記の式によって、実世界座標系における位置Ｍｎをプロジェクタ１２４Ａの座標系Ｍｃに変換している。そして、射影行列Ｐで画像の点ｕに変換する。ｓはスカラである。なお、このような変換には公知の技術を用いることができ、例えば「コンピュータビジョン−技術評論と将来展望」（松山他編、新技術コミュニケーションズ）に記載された技術を用いることができる。また、実環境に情報を投影する技術に関しては、「室内空間への情報投影を目的とした実環境モデルの自動獲得」，ＦＩＴ２００２情報科学技術フォーラム，情報技術レターズ，Ｖｏｌ．１，ｐｐ．１２９−１３０，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００２に記載された技術を用いることができる。
【０１０７】
このような操作を実環境上のロボット１０２の移動領域内の全ての点（あるいは移動領域の輪郭点）に対し行えば、投射画像を生成することができる。なお、ここでは、ロボット１０２が経路に沿って占有する領域を提示するようにしたが、その他にもロボットの経路を実線や点線で提示したり（図１８Ａ参照）、経路から遠ざかるにつれて色が徐々に変化する（例えば同じ赤でも彩度が小さくなる）（図１８Ｂ参照）よう提示することも可能である。このほかにも、ロボット１０２が動くスピード、あるいは各地点への移動到達時間に応じて投射する色を変更するのも効果的である（図１８Ｃ参照）。なお、プロジェクタと投射面の間に家具などの投射を遮る物体がある場合、環境マップの情報に基づき、投射画像の家具によって遮られる画素を「黒」に変換して投射するようにするのが望ましい。さらに、ロボットが実際に進むにつれて、既に通過した領域の投射は行わないようにするのが望ましい。図１８Ｄはロボット１０２が途中まで移動した時点で、実環境に投影する投影画像である。これは、ロボット１０２の位置も常に管理されていることからも可能である。このようにすることで、ロボット１０２が、今、進もうとしている方向だけではなく、将来進んでゆく経路、あるいは占有する領域、また、あるいは危険度合いを示す領域を実環境に提示することができ、同じ環境内にいる人はロボット１０２のこれからの動作（意志）を知ることができ、不安に思ったり、ロボット１０２と干渉して怪我をすることを事前に避けることができる。
【０１０８】
＜生活支援可能領域生成手段＞
生活支援可能領域生成手段１２６は、ロボット１０２が生活支援をする際、人との相互作用において共有する領域を求め、生活支援可能な領域を情報提示装置１２４によって実環境に投射するための画像を生成する。例えば、ロボット１０２が物品を把持・運搬しようとした場合、ロボット１０２は、どこにある物品でも把持できるわけではなく、ロボット１０２の把持部１１３が届く範囲の物品しか把持できない。また、人がロボット１０２に物品を渡す場合、直接手渡しすることも可能ではあるが、一旦、ロボット１０２が把持できる位置に物品を置き、その後にロボット１０２がその物品を把持する方が良い場合もある。そのような場合では、ロボット１０２が人に対して物品を把持可能な位置に置いてもらうための意志表現として、実環境にその位置範囲（把持可能領域）を前記情報提示装置１２４を用いて表示するのが適している。以下では、生活支援可能領域の具体的な例として把持可能領域を説明する。
【０１０９】
まず、把持可能領域を求める方法について説明する。一般に、移動体の把持部には、移動体が存在する位置・姿勢に応じて物品把持可能範囲がある。図１２Ａ及び図１２Ｂには、移動体の一例としてのロボット１０２のハンド２０２が移動可能な空間を、物品把持可能範囲として示している。もちろん、ハンド２０２はロボット１０２自身が存在する空間には移動できないし、ロボット１０２の構成によって、この物品把持可能範囲が異なるのは言うまでもない。ここでは、この物品把持可能範囲に入る設備（テーブルなど）１０４や床１０４Ｈなどの水平面が、把持可能領域２０２Ａとなる（図１２Ａの網掛けの領域及び図１２Ｂの黒塗りの領域）。なお、設備（テーブルなど）１０４や床１０４Ｈなどの水平面の情報は、前記環境マップ情報データベース１０９から求めることができる。一旦、把持可能領域２０２Ａが求まれば、これを情報提示装置１２４で投射するための画像は、移動領域生成手段１２５の説明で述べた方法によって求めることができる。なお、人の位置も逐次管理している場合には、ロボット１０２の把持可能領域２０２Ａのうち、その人の移動量が最も少なくなるような位置を求め、当該位置を提示することにより、人の移動を極力減らすことが望ましい。また、ロボット１０２が人の位置付近の移動できる位置に到達したことを想定し、そのときに把持可能な領域を提示すれば、人はその領域に物を置くだけで、後でロボットが取りに来てくれて、さらに人の移動を減らすことが可能となる。
【０１１０】
以上では、生活支援可能領域の例として把持可能領域について説明したが、同様に、ロボット１０２が把持部１１３などの可動部分を動作させる場合に占有する領域を生活支援可能領域として提示して人に注意を喚起することで、把持部１１３で人を傷つけることを未然に防ぐことも可能となる（図１９Ａ参照）。そのほか、ロボット１０２が家具などの重い物を持ち運ぶ場合、ロボット１０２が家具のどの部分を持つかを生活支援可能領域として提示することで、ロボット１０２の把持部１１３に手をはさまれることを未然に防止することが可能である（図１９Ｂ参照）。さらに、ロボット１０２が移動可能な領域を生活支援可能領域として提示することで、人はロボット１０２が移動できる箇所に先に行って待っておくことができる。
【０１１１】
＜誘導情報生成手段＞
誘導情報生成手段１２７は、物品の探索等において、物品の位置を前記情報提示装置１２４を用いて実環境に提示し、利用者に知らせるために用いられる。利用者に知らせる方法としては、単に、プロジェクタやレーザポインタを用いて、目的とする物品の位置に既定のマークを投射する方法であってもよい。しかし、そのような方法では、利用者の背後に物品があった場合、利用者が前記マークを見つけるのに時間を要する可能性がある。
【０１１２】
そのため、ここでは、利用者が物品の位置を見つけやすいように、利用者の注意（視線）を誘導することとしている。具体的には、利用者の位置から物品の位置に至るまでの間で誘導したい誘導経路を求め、移動領域生成手段１２５で行った方法と同様にして、その誘導経路を実環境上に投影する画像を誘導情報として求める。ただし、移動領域生成手段１２５と異なり、ロボット１０２の形状や大きさの情報は必要でない。
【０１１３】
誘導情報は、利用者の位置から物品の位置までの経路を示す静止画像又は動画像である。図１３Ａは静止画像を部屋に投射した状態を表している。
【０１１４】
一方、動画像を表す場合には、経路に沿った時間的に変化するパターンを部屋に投射すればよい。例えば、適度な大きさの円を投射し、その円を人の足下から物品の位置まで移動させるようにしてもよい。図１３Ｂはこのような円を示した図であり、図中、１から６までの円は、順番に繰り返し表示される。表示のスピードは人の歩くスピード以上にするのが望ましい。なぜなら、表示のスピードが遅いと、人が待たなければならないからである。具体的には、別の部屋に行き先がある場合は人の歩くスピードに合わせ、同じ部屋内に目的地がある場合には歩くスピードより速めに表示するのが適している。これは、同じ部屋に目的地（物品の位置等）がある場合、目的地を人に視認させればあとは、人が好きな経路でアプローチできるからである。また、同じ部屋内である場合、必ずしも人が歩ける床を経路とするだけではなく、壁や設備（家具）上など、他の経路を計算し表示してもよい。これも、人に目的地を視認させることで大半の目的は達成できるからである。なお、経路はロボット１０２の移動経路を求める場合と同様にして求めることができる。また、視線を誘導するだけであれば、壁や設備（家具）上に提示してもかまわず、人の位置から物品の位置までの最短経路（直線）を経路としてもよい。さらに、人の向きがわかっているので、人の前からの誘導経路を求めるのが望ましい。
【０１１５】
また、誘導の途中で所望の物品が他の人などによって移動された場合には、物品の移動に合わせて経路を計算し、誘導情報を更新するのが望ましい。本実施形態では、物品の位置が逐次検出され、その位置が物品移動体データベース１０７に登録されているので、そのような対応も比較的容易に実現できる。物品の移動が終了した後に、利用者を移動後の位置に誘導するようにしてもよく、あるいは、移動中の物品を追いかけるように誘導してもよい。また、誘導の途中で物品が移動された場合、当該誘導を中止し、再び、利用者の指示を待つようにすることも可能である。
【０１１６】
なお、これまでは情報提示装置は環境側に設置されているとしたが、図１５に示すように、ロボット（移動体の一例）１０２に情報提示装置１２４を持たせることも可能である。この場合、空間内でのロボット１０２の位置・姿勢（方向）がセンシングされているので、環境側に情報提示装置を設置していた場合と同様、ロボット１０２の移動領域、把持可能領域、誘導情報を実環境に直接提示することが可能である。また、こうすることで、居住空間内だけではなく、屋外でも同じ効果を得ることができる。屋外でのロボット１０２の位置・姿勢のセンシング部としてはカーナビ等のＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いた自己位置検出技術を用いればよい。
【０１１７】
＜環境管理サーバの制御手段＞
環境管理サーバ１０１の第１制御手段１１１は環境管理サーバ１０１の全体を制御する部分であり、前述したように、主な制御内容として以下のものが挙げられる。
【０１１８】
すなわち、第１制御手段１１１は、環境管理サーバ１０１内の各種データに関して第１送受信部１１０を介して外部から問い合わせがあった場合に、その内容に応じて物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８に対し、前記データの参照要求を出す。
【０１１９】
また、第１制御手段１１１は、前記要求に対して物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８から送られてきた結果を、第１送受信部１１０を介して問い合わせ元に送る。
【０１２０】
また、第１制御手段１１１は、前記要求に対して物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８から送られてきた結果や、ロボット１０２の移動領域、把持可能領域及び物品までの誘導情報等を、前記情報提示装置１２４を用いて実環境に表示する。
【０１２１】
さらに、第１制御手段１１１は、第１送受信部１１０を介して外部から送られてきたサーバ１０１内にある各種データに関する登録・更新の要請を解釈し、その内容に応じて物品移動体管理手段１０６又は環境マップ情報管理手段１０８に、前記データの登録・更新要求を出す。
【０１２２】
−設備−
本実施形態の生活支援システム１００の２番目のサブシステムである設備１０４は、一定の目的を持って物品を収納又は設置する場所を有する能動的設備（例えば収納体又は設置体）である。ここで、「目的を持って」という意味は、例えば冷蔵庫であれば「保存する」、電子レンジであれば「温める」、などである。また収納という言葉は一般的には保管などの意味として使われるが、本実施形態における収納には、前記目的を施すための場所に物品を一時的に入れることも含まれる。従って、例えば冷蔵庫や電子レンジに食品を入れることも収納と呼ぶ。また、設置には、前記目的を施すための場所に物品を一時的に置くことも含まれる。
【０１２３】
図１に示すように、設備１０４は、その基本構成として、外部からの操作指示を受けて当該設備１０４の操作を行うための設備操作情報記憶部１２２と、当該設備１０４内の物品の属性データを取得するための第４センシング部１２３と、前記操作指示を外部から受信し又は前記操作を行った結果を指示元に送信する第４送受信部１４０と、第４送受信部１４０と設備操作情報記憶手段部１２２と第４センシング部１２３とをそれぞれ制御して、例えば、外部からの操作指示を第４送受信部１４０が受信したとき当該設備１０４の操作を行うように動作制御するとともに、前記操作指示により前記操作を行った結果を指示元に第４送受信部１４０から送信する第４制御手段１２１とより構成される。
【０１２４】
＜設備の第４センシング部＞
第４センシング部１２３は、環境管理サーバ１０１の第１センシング部１０５と類似している。すなわち、第４センシング部１２３は、それぞれの設備１０４内の状況を把握するためにセンシングする機器であり、センシングされた情報及び設備１０４の構造情報を所定装置に送るために第４制御手段１２１に接続されている。第４センシング部１２３は、それが配置された設備１０４内に存在するすべての監視対象物、すなわち物品の位置や状態を常に監視するものである。また、第４センシング部１２３は、新たな物品が人やロボット１０２等によって、その設備１０４内に新たに持ち込まれた場合には、それも検出する。ただし、センシングされた情報及び設備１０４の構造情報は、環境管理サーバ１０１の物品移動体データベース１０７や環境マップ情報データベース１０９に対し、ネットワーク９８を介して蓄積されるものとする。第４センシング部１２３の具体的構成は特に限定されないが、例えば、第１センシング部１０５と同様に、画像センサを用いる装置や電子タグを用いる装置などを好適に利用することができる。また、第４センシング部１２３を一例としてカメラ１２３Ａ（図２３参照）で構成することにより、設備１０４内の実画像を用いた直感的なＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を実現することができる。
【０１２５】
＜設備操作情報記憶部＞
設備操作情報記憶部１２２は、主として、当該設備１０４を外部から遠隔操作するためのコマンド（設備操作コマンド）を記憶するものである。図１４は設備操作情報記憶部１２２に記憶されている設備操作コマンドを表形式で示した図である。表の記述情報は、左の列から順に、環境内に存在する設備を区別するための設備ＩＤ、外部から当該設備を制御するための設備操作コマンド名、前記コマンドに対応した処理手続き、前記処理を行った結果の戻り値となっている。
【０１２６】
ここでは、設備の例として、設備ＩＤで区別される「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）、「Ｆｒｅｅｚｅｒ＃０００１」（冷凍室）、「Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１」（電子レンジ）の３種類が挙げられ、それぞれについての操作指示コマンドが示されている。次に、それらの例を用いて前記記述情報の意味を説明する。
【０１２７】
最初の２つの例である冷蔵室１０４Ｄ及び冷凍室１０４Ｃでは、それぞれ設備操作コマンドとして、
・「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」
・「ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」
の２つが用意されている。冷蔵室１０４Ｄ及び冷凍室１０４Ｃがこれらのコマンドを外部の装置（例えばロボット１０２、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）や携帯電話などの操作端末など）から冷蔵庫送受信部１０４Ｂ−２（第４送受信部１４０の一例として機能する。）で受信すると、図１４の処理手続きに示されているように、それぞれ「ドアを開く」、「ドアを閉める」という処理を設備自身が冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１（第４制御手段１２１の一例として機能する。）の制御の下に行う。そのため、冷蔵室１０４Ｄ及び冷凍室１０４Ｃのドア１０４Ｄ−１及び１０４Ｃ−１は、冷蔵室ドア自動開閉機構１０４Ｂ−３と冷凍室ドア自動開閉機構１０４Ｂ−４とが冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１により動作制御されて、それぞれ、独立して自動で開閉するようになっている。次に、それぞれの設備操作コマンドの処理が正常に終わると、コマンドの発信元である前記外部の装置に「Ａｃｋ」を、また設備操作コマンドの処理が失敗すると、コマンドの発信元である前記外部の装置に「Ｎａｃｋ」を、それぞれ戻り値として、冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１により冷蔵庫送受信部１０４Ｂ−２から返す。また、設備１０４が冷蔵室１０４Ｄや冷凍室１０４Ｃの場合は、それぞれのドアを開けずにそれぞれの内部が透過して閲覧できるのが望ましく、透過・非透過の切り替え可能なドアを用意し、「ｄｏｏｒ＃ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ＃ｏｎ」，「ｄｏｏｒ＃ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ＃ｏｆｆ」という２つのコマンドを用意してもよい。透過・非透過切り替え可能なドアとは、例えば、透明なドアに液晶シャッターやブラインドを付けて、冷蔵庫制御手段１０４Ｂ−１により透過・非透過を切り替えることで実現することができる。
【０１２８】
３つ目の例である電子レンジ１０４Ｅでは、設備操作コマンドとして、
・「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」
・「ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」
・「ｗａｒｍ＃ｓｔａｒｔ」
・「ｗａｒｍ＃ｅｎｄ」
・「ｉｓ＃ｏｂｊｅｃｔ＃ｉｎ」
の５種類が用意されている。これらのうち、「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」，「ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」については、冷蔵室１０４Ｄおよび冷凍室１０４Ｃと同じなので説明を省略する。
【０１２９】
設備操作コマンドとして、「ｗａｒｍ＃ｓｔａｒｔ」を外部の装置（例えばロボット１０２など）から電子レンジ送受信部（第４送受信部１４０の別の一例として機能する。）で受信すると、図１４の処理手続きに示されているように、電子レンジ制御手段（第４制御手段１２１の別の例として機能する。）の制御下に温めを開始する。この際、電子レンジ内に物品が入っており、温め処理が開始できれば、コマンドの発信元である前記外部の装置に「Ａｃｋ」を、またそれ以外の場合はコマンドの発信元である前記外部の装置に「Ｎａｃｋ」を、それぞれ戻り値として電子レンジ制御手段により電子レンジ送受信部から返す。設備操作コマンド「ｗａｒｍ＃ｅｎｄ」を外部の装置から電子レンジ送受信部で受信すると、電子レンジ制御手段により温め終わったかどうかを調べ、電子レンジ制御手段により、温め完了の場合は「Ｔｒｕｅ」、まだ温め処理中の場合は「Ｆａｌｓｅ」をコマンドの発信元である前記外部の装置に戻り値として電子レンジ送受信部からそれぞれ返す。設備操作コマンド「ｉｓ＃ｏｂｊｅｃｔ＃ｉｎ」を外部の装置から電子レンジ送受信部で受信すると、電子レンジの庫内に物品があるかどうかを電子レンジ制御手段により調べ、電子レンジ制御手段により、もし物品がある場合は「Ｔｒｕｅ」を、無い場合は「Ｆａｌｓｅ」をコマンドの発信元である前記外部の装置に戻り値として電子レンジ送受信部からそれぞれ返す。この際、物品の有無の確認は、画像センサや重量センサ、あるいは物品に電子タグが付与されていれば電子タグセンサを用いればよい。
【０１３０】
以上、設備１０４について、冷蔵室１０４Ｄと冷凍室１０４Ｃと電子レンジ１０４Ｅの３種類の例を挙げ、設備操作コマンドの例を簡単にそれぞれ説明したが、必要な設備操作コマンドは各設備１０４の機能に応じてそれぞれ用意すればよい。また、設備１０４の製造元で新たな設備操作コマンドを設備１０４のために用意した場合には、それを何らかの記憶媒体などを用いて当該設備１０４の記憶手段に書き込むか、あるいは当該設備１０４が外部ネットワーク９８を介して製造元とつながっていれば、前記設備操作コマンドをネットワーク９８を介して設備１０４に送って記憶手段に書き込んで、新たな操作コマンドとして利用可能とすることもできる。
【０１３１】
−操作端末−
生活支援システム１００の３番目のサブシステムである操作端末１０３は、ユーザが環境内の物品操作を指示する為の端末装置である。
【０１３２】
図１に示すように、操作端末１０３はその基本構成として、ユーザによる物品と当該物品の移動場所とを指定する物品移動指示を行うために当該物品移動指示などの操作指示が入力される物品操作装置１１８と、物品操作装置１１８にて入力された物品操作の指示内容を環境管理サーバ１０１に送る第３送受信部１４２と、音声でシステムの状態を知らせるためのスピーカ１１９と、物品操作装置１１８と第３送受信部１４２とスピーカ１１９とをそれぞれ制御して、例えば、物品操作装置１１８からの物品と当該物品の移動場所とを指定する物品移動指示を行うように動作制御する第３制御手段１２０とより構成される。
【０１３３】
＜物品操作装置，スピーカ＞
物品操作装置１１８には、音声認識やジェスチャ（指先）認識、あるいは視線認識の技術を用いて利用者の指示を入力する入力装置が望ましい。その理由は、キーボードなどで捜し物の情報を入力する場合のように、利用者にとってキーボードの所まで足を運ばないといけないという煩わしさがないためである。音声認識、ジェスチャ（指先）認識、及び視線認識の技術に関しては、公知の技術を任意に利用することができる。
【０１３４】
スピーカ１１９は、例えば物品の探索を指示した場合に、他の人が持ち出した等でその物品が存在しなかった旨を音声合成の技術を用いて利用者に知らせる役目を担う。
【０１３５】
物品操作装置１１８やスピーカ１１９といったマンマシンインタフェースは、部屋の壁などに埋め込まれていて利用者にその存在を意識させないことが望ましい。
【０１３６】
なお、物品を移動させる場合、移動前の位置（物品が存在する位置）及び移動後の位置に前記情報提示装置１２４を用いて所定のマークなどを投射することで、ロボット１０２が今から何をしようとしているかを利用者に知らせることができる。これにより、ロボット１０２が把持しようとしている物品と利用者が移動させたい物品とが異なる場合や、ロボット１０２が移動させようとしている場所と利用者が望んでいる移動先とが異なる場合に、処理を中断させて操作し直すことが容易になる。このとき、マークの投射タイミングを制御してもよい。例えば、ロボット１０２が物品の把持に向かう時には、現在物品が存在する位置にマークを投射し、ロボット１０２が物品を把持して設置場所に向かう時には、設置予定位置にマークを投射するようタイミングを制御してもよい。
【０１３７】
＜操作端末の制御手段＞
第３制御手段１２０は、物品操作装置１１８からこのような操作指示を受けて指示データを生成し、当該指示データをロボット１０２の第２送受信部１４１に対して第３送受信部１４２及びネットワーク９８を介して送信する。指示データとは、ロボット１０２の行動計画作成手段１１７によるロボット１０２の行動計画を作成する元になるデータである。この指示データは、（操作する物品、移動先）の２組の値を持つ。例えば、手帳をテーブル上に移動させる場合には、「手帳  Ｓ＃０００１、テーブル」が指示データとなる。移動先には、環境マップ情報データベース１０９に登録されている前記環境属性データ６０１もしくは設備属性データ６０２で登録された場所のみが指定可能である。また、移動先がある程度広い範囲を持つため、移動先の名称だけでは場所が特定できない場合は、移動先に付加して具体的な位置座標値を実世界座標系（環境を基準にした実際の位置を表す位置座標系であり、図６で示した位置座標系）の座標値で指定すればよい。例えば、ある物品を床の決められた場所に置く場合などがこれに当たり、「物品、床（ｘ１，ｙ１，０）」などと指定する。表示画面で指示した場所の実世界座標系における位置座標値は、環境マップ情報データベース１０９内に、例えば図６Ｂの立体モデル版環境マップの情報を格納しておき、前記立体モデルと表示画面を映しているカメラ１０５Ａのパラメータ（カメラ１０５Ａの位置、姿勢、画角など）とから制御手段などで計算することが可能である。なお、このような計算方法はコンピュータグラフィックスの基本的な公知技術であるので、その説明は省略する。また、前記立体モデルおよび前記カメラパラメータが既知であれば、前述の環境マップ情報データベース１０９も計算によって求めることが可能となる。
【０１３８】
また、単に物品の位置が知りたい場合は、環境管理サーバ１０１に対し、物品の位置を問い合わせる。その結果は、前記情報提示装置１２４に映し出された実環境の画像の上にその位置を強調表示することによって通知してもよいが、さらに環境管理サーバ１０１において、誘導情報生成手段１２７及び情報提示装置１２４を用いて、実環境上に物品までの誘導情報を表示するのが望ましい。さらに、この際、物品が設備１０４内に配置される場合は、設備１０４に対し「ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」コマンドを送信し、設備１０４のドアを開けさせることも可能である。
【０１３９】
−ロボット−
４番目のサブシステムであるロボット１０２は、本実施形態に係る生活支援システム１００において、環境内の物品を実際に把持して持ち運ぶ役目を担う。
【０１４０】
図１及び図１５に示すように、ロボット１０２は、その基本構成として、ロボット１０２の周囲の近辺の障害物などを検知したり、把持する物品４００の情報を得るセンサ（例えば障害物センサ）１１２と、物品４００を把持する把持部１１３と、環境マップ情報データベース１０９を使ってロボット１０２の移動計画を立てる（例えば移動経路情報を生成する）移動計画作成手段１１４と、ユーザからの指示を実行するため当該ロボット１０２の行動計画をその指示内容に応じて立案する行動計画作成手段１１７と、ロボット１０２を移動させる駆動部１１５と、環境管理サーバ１０１の第１送受信部１１０と操作端末１０３の第３送受信部１４２と設備１０４の第４送受信部１４０とネットワーク９８を介して様々なデータの送受信を行う第２送受信部１４１と、センサ１１２と第２送受信部１４１と把持部１１３と移動計画作成手段１１４と行動計画作成手段１１７と駆動部１１５と（情報提示装置１２４と）をそれぞれ制御して、ロボット１０２の動作制御を行う第２制御手段１１６とより構成される。
【０１４１】
ロボット１０２の物品把持及び運搬操作に際しては、操作端末１０３（具体的には物品操作装置１１８と第３制御手段１２０と第３送受信部１４２と）を介してユーザが指示を出し、その指示内容をコード化した指示データがネットワーク９８を介して当該ロボット１０２の第２送受信部１４１に送信される。ロボット１０２の第２送受信部１４１が当該指示データを受信すると、第２制御手段１１６の制御の下に、行動計画作成手段１１７は前記指示データからロボット１０２自身が行動するためのロボット制御コマンドのリストを生成し、ロボット１０２の第２制御手段１１６はそれらロボット制御コマンドを順に処理することによって、物品４００の把持及び運搬操作を実行する。
【０１４２】
ここでいうロボット制御コマンドは、ロボット１０２による把持やロボット１０２の移動、さらには、ロボット１０２の動作に関連した前記設備１０４の制御を行うためのコマンドであり、大きく分けると主に、
・移動
・把持
・解放
・設備操作
の４種類がある。以下、これらを説明する。
【０１４３】
「移動」は、「ｍｏｖｅ，座標値」又は「ｍｏｖｅ，設備ＩＤ」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は現在位置から前記座標値で指定された位置又は前記設備ＩＤで指定された設備１０４まで移動する。ここでは、座標値は実世界座標系で指定し、移動経路の計画は移動計画作成手段１１４が立案する。設備１０４に移動するときは、設備１０４に対して所定の距離まで近づくような経路を移動計画作成手段１１４が作成する。なお、設備１０４の場所の座標値は、ネットワーク９８を介して環境マップ情報データベース１０９内の設備属性データ６０２を参照することで得ることができる。
【０１４４】
「把持」は、「ｇｒａｂ，物品ＩＤ」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は物品ＩＤで指定された物品４００を把持する。物品４００の場所はネットワーク９８を介して前述した物品移動体データベース１０７を参照することによって把握し、行動計画作成手段１１７により行動計画の一例としての把持計画を作成したのち、作成された把持計画に基づいて把持部１１３による把持計画を実行して、物品４００を把持する。
【０１４５】
「解放」は、「ｒｅｌｅａｓｅ」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は把持部１１３を構成するハンド２０２を解放して、ハンド２０２で把持していた物品４００を解放する。
【０１４６】
「設備操作」は、「ロボット自身のＩＤ，設備ＩＤ，設備操作コマンド」で表される。このコマンドを受けると、ロボット１０２は設備ＩＤで指定された設備１０４に対して、指定された設備操作コマンドをネットワーク９８を介して送る。設備操作コマンドとは、個々の設備１０４が前記外部の装置から受ける操作指示コマンドであり、各設備１０４は、ネットワーク９８を介して前記操作指示コマンドを受けると、それぞれの制御手段の制御の下に当該操作指示コマンドに相当する処理を行う。ここで、操作指示コマンドの中に自身のＩＤを添付する理由は、ある設備１０４に操作指示コマンドを送る場合、受け取った設備１０４が操作指示コマンドに従って処理を行った後、当該設備１０４からその処理結果をロボット１０２自身にネットワーク９８を介して返信してもらうためである。この返信内容により、当該設備１０４が操作指示コマンドに従って処理を行ったか否かを、ロボット１０２が確認することができる。
【０１４７】
以上、代表的な例として、４種類のロボット制御コマンドを説明した。ただし、ロボット制御コマンドはこの４種類に限らず、必要に応じて増減しても良いことはいうまでもない。
【０１４８】
図１５はロボット１０２の一例を示した模式図である。以下、図１５においてアーム１０２の先端が向いている方向をロボット１０２の前面として、ロボット１０２の各手段又は各部の説明を行う。
【０１４９】
＜駆動部＞
駆動部１１５は、ロボット本体１０２Ａの片側に２つずつ設けられ、両側で合計４つの車輪１１５Ａと、４つの車輪１１５Ａ又は少なくとも２つの車輪１１５Ａを駆動するモータなどの駆動装置とによって構成されている。本実施形態では駆動部１１５として車輪の例を示したが、駆動部１１５には、ロボット１０２の使われる場所や環境に応じて最適な装置又は機構を選べばよい。例えば凹凸の多い地面を移動する場合ならば、クローラ型や多足歩行の駆動部を使ってもかまわない。なお、アーム２０１やハンド２０２より構成される把持部１１３が環境の一例である部屋を含む家屋内全域を可動域とする場合には、この駆動部１１５は必ずしも必要ではない。
【０１５０】
＜センサ＞
センサ１１２はロボット１０２の周囲の近辺の障害物などを検知するものであり、本実施形態では、超音波センサ１１２ａと、視覚センサの一例として機能しかつロボット本体１０２Ａの前面に配置されたステレオカメラ１１２ｂと、ロボット本体１０２Ａの前面及び背面に配置された衝突センサ１１２ｃとより構成される。超音波センサ１１２ａはロボット本体１０２Ａの前面、背面、左右の側面にそれぞれ３カ所ずつ取り付けられ、超音波を発してその反射波を受信するまでの時間を測定することで、当該超音波センサ１１２ａから障害物までのおおよその距離を計算するものである。本実施形態では、超音波センサ１１２ａにより、近距離の障害物を衝突前に検知することとしている。ステレオカメラ１１２ｂは、周囲の状況を画像として入力し、その画像に認識などの処理を第２制御手段１１６で行うことで、障害物の有無の判断や把持対象物品のより正確な情報を第２制御手段１１６で得る。衝突センサ１１２ｃは、当該センサ１１２ｃに所定力の衝撃があったことを検知するセンサであり、他のセンサで検知できない障害物に対して、それが外部からぶつかってきたことやロボット１０２自身が移動中にぶつかったことを、この衝突センサ１１２ｃで検知する。
【０１５１】
＜移動計画作成手段＞
移動計画作成手段１１４は、ロボット１０２を指定場所に移動させる旨のロボット制御コマンドを受信したとき、現在位置から前記指定場所への移動経路を、ネットワーク９８を介して前記環境管理サーバ１０１から取得した環境マップ情報データベース１０９を使って作成する。当然のことながら、現在位置から目的地までの間に障害物が存在する場合はそれを回避するための経路が必要となるが、環境マップ情報データベース１０９には前述のようにロボット１０２が移動可能な領域が予め記されているので、その領域内での移動経路を移動計画作成手段１１４で作成すればよい。一度、移動経路を移動計画作成手段１１４で作成して、ロボット１０２が第２制御手段１１６の制御の下に移動し始めた後で前記センサが障害物を検知した場合には、その障害物を避けるための新たな経路を、その都度、移動計画作成手段１１４で作成し直す。移動経路作成に当たっては、最も一般的な手法であるダイクストラ法等が用いられる。
【０１５２】
＜情報提示装置＞
図１１及び図１７Ａに示したように、通常情報提示装置１２４は環境側に設置されているが、図１５及び図１７Ｂのように、ロボット１０２に情報提示装置１２４を搭載し、ロボット１０２の移動経路及び移動占有領域や、生活支援可能領域を提示することも可能である。ロボット１０２に搭載した情報提示装置１２４から画像パターンを床面や家具などに投射する場合も、図１１に示すものと同様の処理を行うことが可能である。ロボット１０２の環境内での位置・姿勢は環境管理サーバ１０１に管理されており、また、ロボット１０２は情報提示装置１２４を制御しているので、その位置・姿勢を知ることができる。従って、環境内においてロボット１０２に搭載された情報提示装置１２４の位置・姿勢は環境内の絶対座標に変換することが可能であり、環境内に設置した情報提示装置１２４と同様に取り扱うことが可能となる。
【０１５３】
なお、図１５では、情報提示装置１２４は把持部１１３の回転軸とは独立に取り付け、把持部１１１３とは独立に回転することが可能である。
【０１５４】
図１７Ｂはロボット１０２に搭載された情報提示装置１２４を用いて、ロボット１０２の移動領域を提示している図である。同様に生活支援可能領域も提示することが可能であることは言うまでもない。
【０１５５】
＜把持部＞
把持部１１３は物品を把持する装置又は機構であり、本実施形態では、図１５のように多関節からなるアーム２０１と、アーム２０１の先端に配設されたハンド２０２とより構成される。把持部１１３は、後述のロボット制御コマンドで把持位置を指示されると、アーム２０１の先端をその場所まで移動させ、ハンド２０２の把持操作を行う。ハンド２０２を把持位置まで移動させるためのアーム制御は、この把持部１１３で行えばよい。把持部１１３はまた、ロボット制御コマンドで解放を指示されると、ハンド２０２の解放操作を行う。
【０１５６】
＜ロボットの第２制御手段＞
第２制御手段１１６は、外部の装置からネットワーク９８及び第２送受信部１４１を介して送られてきたロボット制御コマンドのリストを解釈し、順にロボット制御コマンドを実行していく。送られてきたロボット制御コマンドが前述の指示データである場合には、当該指示データを当該ロボット１０２の実行可能なロボット制御コマンドに変換するためにその内容を行動計画作成手段１１７に送り、そこで処理された結果を受け取って、順にロボット制御コマンドを実行していく。
【０１５７】
＜行動計画作成手段＞
行動計画作成手段１１７は、操作端末１０３における物品操作装置１１８にて、ユーザが物品を指定し当該指定物品を所定場所に移動するという簡単な操作をするだけで、ロボット１０２への作業指示を行えるようにするために設けた手段である。具体的には、当該ロボット１０２がネットワーク９８を介して操作端末１０３から指示データを受信すると、行動計画作成手段１１７は、必要に応じて、第２制御手段１１６に接続されたロボット制御コマンドＤＢ（データベース）９０を参照しながら、前記指示データに基づいて、ロボット１０２が一連の動作を実行するためのロボット制御コマンドのリストを生成する。
【０１５８】
ここで、ロボット制御コマンドＤＢ９０には、ロボット１０２が設備操作を行う場合のロボット制御コマンドのリストを、設備毎に分けて予め記憶させておく。その理由は以下の通りである。
【０１５９】
前述の通り指示データには２つのデータ、すなわち、「操作する物品、移動先」からなる２つのデータしか情報を含んでいない。もし、目的とする物品がロボット１０２の直前においてそのまま把持できる状態にあり、あるいは移動場所が空間的に開放された場所であれば、ロボット制御コマンドＤＢ９０は特に必要でない。しかし実際には、目的とする物品がロボット１０２の直前にあることはほとんどなく、通常、ロボット１０２（あるいは把持部１１３）は操作する物品の付近にまで移動しなければならない。また、その物品がドアで閉鎖された設備の内部に存在する場合には、そのドアを開けて物品を把持し、その後、当該ドアを閉めなければならない。さらに、設備１０４によっては物品を収納又は設置した後、もっと複雑な処理をしなければならない場合もある。ところが、これらの処理をユーザが操作画面を使って１つ１つ順に指示するのでは、使いやすいシステムとは言い難い。できることならば、先ほどの指示データを生成するだけの簡単な指示操作、すなわち、物品を選択し、収納又は設置場所（移動場所）を指定する、という主に２つの操作だけで、ロボット１０２への指示が行えることが望ましい。
【０１６０】
従って、簡単な指示操作で生成された指示データから、設備１０４の操作も含めてロボット１０２に所定の作業をさせるためのロボット制御コマンドを作成するための知識データが必要となる。ロボット制御コマンドＤＢ９０とは前記知識データを記憶したものである。
【０１６１】
図１６は、ロボット制御コマンドＤＢ９０に記憶されたロボット制御コマンドのリストの例を示した表形式の図である。本図には、異なる２つの設備（冷蔵室と電子レンジ）の表が含まれている。各表の一番左の列には、ロボット１０２が操作する設備１０４のＩＤが記載されている。その右の列の「場所の属性」とは、移動元または移動先を指示するものであり、それぞれ、
・移動元：物品がある設備１０４に収納又は設置されている状況で、その物品を取り出したい場合
・移動先：物品をある設備１０４に収納又は設置し、さらには必要に応じて前記設備１０４の各種機能を用いて収納又は設置した物品に何らかの処理を行いたい場合を意味する。一番右の列は、場所の属性に対応するロボット制御コマンドリストを示している。
【０１６２】
例として、設備ＩＤが「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）であり、場所の属性が移動元である場合のロボット制御コマンドリストを説明する。これは、指示データの最初の値に入っている物品に関して物品移動体データベース１０７を参照した結果、それが「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）の中に収納されている場合のロボット制御コマンドのリストである。ここでの３つのコマンドは順に、
・「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）のドアを開け、
・物品を把持して取り出し、
・「Ｃｏｌｄ＿ｒｏｏｍ＃０００１」（冷蔵室）のドアを閉める、
という操作に相当する。ここで２つ目のロボット制御コマンド、
「ｇｒａｂ，  ＄ｏｂｊｅｃｔ」
の「＄ｏｂｊｅｃｔ」は、操作する物品のＩＤが入ることを意味する。状況によって値が変わる情報については頭に＄を付けることで変数として扱い、それを扱う物品が具体的に指示データによって決まった場合に、前記変数に値を設定するようにする。このようにすることで、ロボット制御コマンドに一般性を持たせることができる。
【０１６３】
なお、ここでは、ロボット制御コマンドの内容理解のために、非常に簡単な例を用いて説明したが、実用に向けては、さらに必要なロボット制御コマンドを加えるようにしてもよい。例えば電子レンジの移動先のコマンドリストは、
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｄｏｏｒ＃ｏｐｅｎ」
「ｒｅｌｅａｓｅ，＄ｏｂｊｅｃｔ」
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｄｏｏｒ＃ｃｌｏｓｅ」
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｗａｒｍ＃ｓｔａｒｔ」
の４つのコマンドから構成されているが、実際には電子レンジにすでに物が入っている状態ではさらに物を入れることができないので、これら４つのコマンドの前に、電子レンジの中に物品があるかどうかを確認するコマンド、
「Ｒｏｂｏｔ＃０００１，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ＃ｏｖｅｎ＃０００１，ｉｓ＃ｏｂｊｅｃｔ＃ｉｎ」
を設けることが好ましい。そして、このコマンドの戻り値が「ＴＲＵＥ」、すなわち電子レンジの庫内に物が入っている場合には、その後のコマンドを実行する代わりに、ユーザに電子レンジの庫内に物が入っている旨を伝え、処理を終了する、などしてもよい。
【０１６４】
また、このコマンド列を当該電子レンジに入れる物品に適用してしまうと、どんなものに対しても「温め」という処理が行われてしまう、という問題が生じる。このため、例えば当該電子レンジには、物品の内容を認識し、それに応じて「温め」処理の具体的な温め方を切り替える仕組みを設けても構わない。例えば、当該電子レンジの「温め」の詳細な機能として、「料理の温め」と「解凍」とを備えている場合、庫内に入れられた物を何らかの方法、例えば画像処理や物に付与された電子タグを電子レンジ又はその近傍などに配置されたリーダライタなどで認識し、その結果に応じて、前記「料理の温め」と「解凍」とを適宜切り替えるようにしてもよい。この切替にはもちろん他の方法を用いてもよい。例えば電子レンジに前記認識機能が無い場合は、ロボット１０２にその機能を持たせ、ロボット１０２が物の内容を認識したうえで、その結果を電子レンジに送るようにしてもよい。
【０１６５】
以上のように、本実施形態では、このようなロボット制御コマンドＤＢ９０を用いて、指示データを実現するための一連のロボット制御コマンドリストを行動計画作成手段１１７で生成し、実行する。
【０１６６】
なお、ロボット制御コマンドリストを実行する前に、環境管理サーバ１０１にロボット１０２の移動経路を送信し、前記移動領域生成手段１２５及び情報提示装置１２４を用いて、実環境上にロボット１０２の移動領域を表示することで、ロボット１０２と利用者との接触を防ぐことができる。図１７Ａは、そのようにしてロボット１０２の移動領域を実環境上に表示した例である。この例では天井に設置したプロジェクタ１２４Ａで移動領域を投射しているが、床自体をディスプレイにして移動領域を表示してもよい。また、部屋の床や壁だけではなく、設備や物品にディスプレイを実装することも有効である。例えば、冷蔵庫の中にカメラを設置し、その映像を冷蔵庫のドアに表示したり、皿に付けられたディスプレイに料理の映像を表示してもよい。このことにより、特別な端末を使うことなく、また、冷蔵庫を開けずに電力を節約して在庫を確認できたり、過去の料理の履歴（画像）を参照して皿に順次表示することで、その日のメニューの選択に役立てることができる。
【０１６７】
また、以上説明したように、図１に基づく本生活支援システム１００は、環境管理サーバ１０１とロボット１０２と設備１０４と操作端末１０３との４つのサブシステムより構成され、それらサブシステムが無線または有線などのネットワーク９８を介して互いに情報をやりとりするような構成をなしている。しかしながら、操作端末１０３が環境管理サーバ１０１、設備１０４、あるいはロボット１０２、又は、それらのうちの複数箇所に付随されている構成でもよい。またロボット１０２も１台ではなく複数台が協調しながら作業を並行して行う構成でも構わない。なお、図１では簡略化のため、１つの設備１０４のみ示しているが、複数個の設備がある場合には、それら複数数の設備１０４が前記生活支援システム１００内にそれぞれ組み込まれる。
【０１６８】
また、以上の説明では、ある物品をある場所から別の場所へ移動するという１つの操作のみをユーザが指示して、それを実行する場合のシステムの動作の仕組みを説明した。しかしながら、実際には、ユーザにとって２つ以上の指示を行いたい場合がある。この場合、１つの指示の処理が終えてから次の指示を入力する、というふうにしてしまうと、ユーザは所望のすべての指示を出し終えるまでシステムから離れることができなくなり、ユーザにとって使いにくいシステムとなる。従って、システムは、ユーザが行いたいすべての操作を一度に受け付け、それらを順次処理していくように設計されていることが望ましい。これにより、例えば冷蔵庫にあるピザを温め、その後に食べるようにシステムに要求する場合には、次の２つの指示（図示しない）、
・冷蔵庫のピザを電子レンジに入れて温める
・電子レンジのピザを、自分の所（例えばテーブル）まで運ぶ
を、最初に入れておくだけでよい。すなわち、ユーザが前記２つの指示を出した後、そのまま、例えばテーブルで待っているだけで、システムは前記動作を自動的に実行する。その結果、ユーザは温かいピザが例えばテーブルに座っている自分のところに来るまで別のことができるようになり、時間を効率良く使うことができるようになる。
【０１６９】
さらには、その際に、複数の処理を効率化するスケジューリング機能を備えておくことが好ましい。例えば、ある設備から複数種類の物品を取り出し、それぞれを別々の場所に移動させる場合、それら複数種類の物品を取り出す処理のみは一度に行うことで、全部の処理を効率化するようスケジューリングしてもよい。そのためには、作業ロボット１０２のアーム２０１等の個数を１つに限定する必要はなく、一度に複数の物品を同時に扱えるように複腕構成にしておいてもよい。
【０１７０】
なお、前記情報提示装置１２４は、実環境映像の上に重畳表示できる映像情報はどのようなものでも表示可能である。例えば、物品移動体データベース１０７は物品や移動体の過去の位置の履歴をその時刻と共に管理しているので、「昨日の１４時にテーブルの上にあった物」と指示することで、その時刻のテーブルの上にあった物品の画像を今現在のテーブルの上に投射することも可能である。より具体的には、去年の同じ日の夕食をテーブルの上に表示させることも可能であり、その表示を今日の夕食の献立の参考とすることができる。
【０１７１】
情報提示装置１２４の個数は何ら限定されないが、情報提示装置１２４が１つの場合、複数の指示が入力されると、最も優先順位の高い指示から順に提示を行うことが好ましい。例えば、物品属性として優先順位を示す数値を更に付けておき、その値が小さい物品（優先度の高い物品）から先に処理をしてもよい。具体的には、財布、鍵など重要なものにはより小さい数値をつけ、テレビのリモコン等、それ自身がなくても別の装置で用が足りるものには大きな数値を付けておく。
【０１７２】
また、情報提示装置１２４が複数ある場合には、各情報提示装置１２４に環境内の提示担当領域を割り振っても構わないし、複数の指示にそれぞれの情報提示装置１２４を対応させてもよい。この場合も、情報提示装置１２４の数より指示の数が多ければ、優先順位をつけて処理を行うことが好ましい。また、情報提示装置１２４が１つしかない場合には、設備や人の影になって良好に提示ができない領域も生じやすいが、情報提示装置１２４が複数ある場合には、そのような領域であっても良好に提示することが可能となる。
【０１７３】
前述の実施形態では、目的とする物品に光を照射させること等によって、物品の存在位置等を利用者に通知していた。しかし、情報提示の方法は、何ら限定されるものではない。例えば、物品自体が発光機能を有している場合には、物品自体を発光させるようにしてもよい。また、情報提示は利用者の視覚に訴えるものに限らず、音声や振動等、他の五感に訴える方法で情報を提示するものであってもよい。なお、物品の存在位置を知らせる場合には、その存在位置から音声等を発することが好ましい。
【０１７４】
なお、前述した実施形態及びその変形例は、それぞれ、コンピュータプログラムを用いて実現することができる。本発明に係る生活支援システムを実行するための生活支援システム用の制御用プログラムは、前述した実施形態及びその変形例の一部又は全部の動作を実行するコンピュータプログラムを含むものである。
【０１７５】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１７６】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
以上説明したように、本発明は、家屋やオフィス等の生活環境例えば居住環境内における物品を管理して生活支援を行う生活支援システム及びその制御用プログラムについて、特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７８】
本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。
【図１】本発明の一実施形態に係る生活支援システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】前記生活支援システムの背景差分法を説明するための説明図である。
【図２Ｂ】前記生活支援システムの背景差分法を説明するための説明図である。
【図２Ｃ】前記生活支援システムの背景差分法を説明するための説明図である。
【図２Ｄ】図２Ａ〜図２Ｃで前記背景差分法で使用するカメラなどと部屋とを示す説明図である。
【図３Ａ】前記生活支援システムでの物品データの構成と記載内容例を示した、片づけ前の状態での概念図である。
【図３Ｂ】物品データの構成と記載内容例を示した、片づけ後の状態での概念図である。
【図４Ａ】前記生活支援システムでのある環境の様子をある時刻において撮影した模式図である。
【図４Ｂ】前記生活支援システムでのある環境の様子を図４Ａとは異なる時刻において撮影した模式図である。
【図５】前記生活支援システムの移動体データの構成と記載内容例を示した概念図である。
【図６Ａ】前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースを説明するための実際の状況の図である。
【図６Ｂ】前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースを説明するための立体モデルの図である。
【図６Ｃ】前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースを説明するための図６Ａの平面モデルの図である。
【図７】前記生活支援システムでの環境マップ情報データベースのデータの一例を示した図である。
【図８Ａ】前記生活支援システムでの設備と設備属性データの一例を示した図である。
【図８Ｂ】前記生活支援システムでの設備と設備属性データの一例を示した図である。
【図９】前記生活支援システムの移動領域生成手段の動作を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】前記生活支援システムのロボットの移動領域画像を生成するための説明図である。
【図１０Ｂ】前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の説明図である。
【図１１】前記生活支援システムのロボットの移動領域を生成するための説明図である。
【図１２Ａ】前記生活支援システムのロボットの把持可能領域を生成するための斜視図である。
【図１２Ｂ】前記生活支援システムのロボットの把持可能領域を生成するための側面図である。
【図１３Ａ】前記生活支援システムの誘導情報を実環境に提示する時の提示例を示す説明図である。
【図１３Ｂ】前記生活支援システムの誘導情報を実環境に提示する時の提示例を示す説明図である。
【図１４】前記生活支援システムの設備操作情報記憶部に記憶されている設備操作コマンドを表形式で示した図である。
【図１５】前記生活支援システムのロボットの構成を示す斜視図である。
【図１６】前記生活支援システムのロボット制御コマンドデータベースに記憶されたロボット制御コマンドのリストの例を示した表形式の図である。
【図１７Ａ】前記生活支援システムにおいて環境側に情報提示装置を設置する場合のロボットの移動領域の表示例を示す図である。
【図１７Ｂ】前記生活支援システムにおいてロボット側に情報提示装置を設置する場合のロボットの移動領域の表示例を示す図である。
【図１８Ａ】前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、ロボットの移動経路を実線又は点線で描く場合の説明図である。
【図１８Ｂ】前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、ロボットの移動占有領域をその危険度に応じて描く場合の説明図である。
【図１８Ｃ】前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、ロボットの移動占有領域をロボットの到達時間又は速度に応じて描く場合の説明図である。
【図１８Ｄ】前記生活支援システムのロボットの移動領域画像の別の表示形態において、図１８Ｂにおいてロボットが途中まで進んだ場合の説明図である。
【図１９Ａ】前記生活支援システムのロボットの生活支援可能領域を説明するために、生活支援可能領域として把持部の占有領域をロボット上部側から提示する平面図である。
【図１９Ｂ】前記生活支援システムのロボットの生活支援可能領域を説明するために、生活支援可能領域としてロボットが把持する部分を提示する斜視図である。
【図２０】ペットボトルの底面に配置された電子タグに書き込まれた情報を、冷蔵庫のタグリーダにより読み取る状態を示す説明図である。
【図２１】設備属性データとしてロボットのロボットアーム及びハンドの動作プログラムを持たせる場合の説明図である。
【図２２】図２１のロボットアーム及びハンドの動作プログラムの例を示す図である。
【図２３】前記生活支援システムでの設備内部に収納されている物品の表示形態の例を示した図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005015466.tif 000030
【図２Ａ】
2005015466.tif 000031
【図２Ｂ】
2005015466.tif 000032
【図２Ｃ】
2005015466.tif 000033
【図２Ｄ】
2005015466.tif 000034
【図３Ａ】
2005015466.tif 000035
【図３Ｂ】
2005015466.tif 000036
【図４Ａ】
2005015466.tif 000037
【図４Ｂ】
2005015466.tif 000038
【図５】
2005015466.tif 000039
【図６Ａ】
2005015466.tif 000040
【図６Ｂ】
2005015466.tif 000041
【図６Ｃ】
2005015466.tif 000042
【図７】
2005015466.tif 000043
【図８Ａ】
2005015466.tif 000044
【図８Ｂ】
2005015466.tif 000045
【図９】
2005015466.tif 000046
【図１０Ａ】
2005015466.tif 000047
【図１０Ｂ】
2005015466.tif 000048
【図１１】
2005015466.tif 000049
【図１２Ａ】
2005015466.tif 000050
【図１２Ｂ】
2005015466.tif 000051
【図１３Ａ】
2005015466.tif 000052
【図１３Ｂ】
2005015466.tif 000053
【図１４】
2005015466.tif 000054
【図１５】
2005015466.tif 000055
【図１６】
2005015466.tif 000056
【図１７Ａ】
2005015466.tif 000057
【図１７Ｂ】
2005015466.tif 000058
【図１８Ａ】
2005015466.tif 000059
【図１８Ｂ】
2005015466.tif 000060
【図１８Ｃ】
2005015466.tif 000061
【図１８Ｄ】
2005015466.tif 000062
【図１９Ａ】
2005015466.tif 000063
【図１９Ｂ】
2005015466.tif 000064
【図２０】
2005015466.tif 000065
【図２１】
2005015466.tif 000066
【図２２】
2005015466.tif 000067
【図２３】
2005015466.tif 000068
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月18日(2005.8.18)
【手続補正１】
【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】
生活環境内に存在する物品を管理する移動ロボットシステムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能なロボットに関する情報を記憶する物品ロボットデータベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品ロボットデータベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、 
前記物品に関する問い合わせに基づいて、前記移動経路情報を参照して、前記ロボットが移動する移動経路、及び、前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、前記ロボットの動くスピードに応じて前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させる移動ロボットシステム。
【請求項２】
生活環境内に存在する物品を管理する移動ロボットシステムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する情報及び前記生活環境内を移動可能なロボットに関する情報を記憶する物品ロボットデータベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品ロボットデータベースの情報及び前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記移動経路情報を参照して、前記ロボットが移動する移動経路、及び、前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステム。
【請求項３】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能なロボットと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記ロボットが移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記ロボットが移動する移動経路、及び、前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記ロボットの動くスピードに応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステム。
【請求項４】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能なロボットと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記ロボットが移動する前又は移動中に、前記移動計画作成手段により生成された前記移動経路情報に基づいて、前記ロボットが移動する移動経路、及び、前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を前記生活環境内に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステム。
【請求項５】
前記情報提示手段は、
前記生活環境内に向かって画像パターンを投影する投影装置と、
前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影された前記ロボットの経路情報及び移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように、前記移動経路情報に基づいて投影する画像パターンを得る調整装置とを備えている請求項３又は４に記載の移動ロボットシステム。
【請求項６】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動し、前記物品を把持可能な把持部を有するロボットと、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記ロボットにより前記物品を把持できる領域である把持可能領域の情報をロボット把持可能領域として生成するロボット把持領域生成手段と、
前記ロボット把持可能領域生成手段により生成された前記ロボット把持可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により前記生活環境内に前記ロボット把持可能領域を直接出力して提示する移動ロボットシステム。
【請求項７】
前記情報提示装置は、前記ロボットに搭載されている請求項１〜６のいずれか１つに記載の移動ロボットシステム。
【請求項８】
前記設備は、前記物品に対して所定の処理を施す設備であり、前記物品の移動場所として当該設備が指定されて前記物品が移動されると、前記物品に対して所定の処理を自動的に実行可能である請求項２〜７のいずれか１つに記載の移動ロボットシステム。
【請求項９】
前記ロボットは、ある一連の動作が指定されると、前記一連の動作を連続して行うための行動計画を作成する行動計画作成手段を備え、
前記ロボットは、前記行動計画に従って前記一連の動作を自動的に実行可能な請求項１〜８のいずれか１つに記載の移動ロボットシステム。
【請求項１０】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能なロボットと、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた移動ロボットシステムを制御するプログラムであって、
前記ロボットが移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記ロボットの移動経路及び移動占有領域を前記ロボットの動くスピードに応じて、移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【請求項１１】
生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能なロボットと、前記生活環境内に直接情報を提示する情報提示装置と、前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記環境マップ情報データベースの情報に基づき前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段とを備えた移動ロボットシステムを制御するプログラムであって、
前記ロボットが移動する際、前記移動経路情報に基づいて、前記ロボットの移動経路及び移動占有領域を前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて、移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、生活環境例えば居住環境内で物体の一例としての物品の管理を行う移動ロボットシステムに係り、特に、管理された物品の情報やロボットの動作の提示など、利用者に分かりやすく・負担を強いないインタフェースを有する移動ロボットシステムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、居住環境内の物品等を管理すると共に、該物品の属性情報あるいは物品の円滑移動のための情報等を、利用者に対してより直感的に提示する技術を有する移動ロボットシステムを提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
本発明の第１２態様によれば、生活環境内の設備及び空間の構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能な移動体であるロボットと、
前記環境マップ情報データベースの情報に基づき、前記生活環境内での生活者と前記移動体との共有領域情報である生活支援可能領域であるロボット把持可能領域を生成する生活支援可能領域生成手段であるロボット把持可能領域生成手段と、
前記生活支援可能領域生成手段により生成された前記生活支援可能領域を、前記生活環境内に直接提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置により、前記生活環境内に前記生活支援可能領域を直接提示することにより生活支援を行う生活支援システムを提供する。
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【手続補正１】
【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】
生活環境内に存在する物品を管理する移動ロボットシステムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する位置情報及び前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内で前記物品を移動させるロボットに関する形状情報及び位置情報を記憶する物品ロボットデータベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記物品ロボットデータベースの前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記物品に関する問い合わせに基づいて、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と、前記移動計画作成手段で生成された前記ロボットの移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備える移動ロボットシステム。
【請求項２】
前記情報提示装置は、前記ロボットの動くスピードに応じて前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させる請求項１に記載の移動ロボットシステム。
【請求項３】
生活環境内に存在する物品を管理する移動ロボットシステムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する位置情報及び前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内で前記物品を移動させるロボットに関する形状情報及び位置情報を記憶する物品ロボットデータベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記物品ロボットデータベースの前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と、前記移動計画作成手段で生成された前記ロボットの移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備え、
前記情報提示装置は、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステム。
【請求項４】
生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記ロボットが移動する前又は移動中に、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えて、前記情報提示装置により、前記ロボットの動くスピードに応じて前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステム。
【請求項５】
生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記ロボットが移動する前又は移動中に、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えて、前記情報提示装置により、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステム。
【請求項６】
前記情報提示装置は、前記ロボットに搭載されている請求項１〜５のいずれか１つに記載の移動ロボットシステム。
【請求項７】
生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えるとともに、前記情報提示装置は、画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えた移動ロボットシステムを制御するプログラムであって、
前記ロボットが移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンのうちの前記ロボットの移動経路及び移動占有領域を、前記ロボットの動くスピードに応じて、前記画像パターンのうちの前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【請求項８】
生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えるとともに、前記情報提示装置は、画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えた移動ロボットシステムを制御するプログラムであって、
前記ロボットが移動する際、前記移動経路情報に基づいて、前記投影装置により投影する前記画像パターンのうちの前記ロボットの移動経路及び移動占有領域を、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて、前記画像パターンのうちの前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、生活環境例えば居住環境内で物体の一例としての物品の管理を行うことにより利用者の生活支援を行う移動ロボットシステム及びその制御用プログラムに係り、特に、管理された物品の情報やロボットの動作の提示など、利用者に分かりやすく・負担を強いないインタフェースを有する移動ロボットシステム及びその制御用プログラムに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、居住環境内の物品等を管理すると共に、該物品の属性情報あるいは物品の円滑移動のための情報等を、利用者に対してより直感的に提示する技術を有する移動ロボットシステム及びその制御用プログラムを提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、前記目的を達成するため、以下のように構成している。
本発明の１つの態様によれば、生活環境内に存在する物品を管理する移動ロボットシステムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する位置情報及び前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内で前記物品を移動させるロボットに関する形状情報及び位置情報を記憶する物品ロボットデータベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記物品ロボットデータベースの前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記物品に関する問い合わせに基づいて、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と、前記移動計画作成手段で生成された前記ロボットの移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備える移動ロボットシステムを提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の別の態様によれば、生活環境内に存在する物品を管理する移動ロボットシステムであって、
少なくとも前記生活環境内の物品に関する位置情報及び前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内で前記物品を移動させるロボットに関する形状情報及び位置情報を記憶する物品ロボットデータベースと、
前記生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記物品ロボットデータベースの前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記物品に関する問い合わせに基づき、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と、前記移動計画作成手段で生成された前記ロボットの移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備え、
前記情報提示装置は、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステムを提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明のさらに別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記ロボットが移動する前又は移動中に、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えて、前記情報提示装置により、前記ロボットの動くスピードに応じて前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステムを提供する。
本発明のさらに別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、
前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、
前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、
前記ロボットが移動する前又は移動中に、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えて、
前記情報提示装置は、
画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、
前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えて、前記情報提示装置により、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて提示する移動ロボットシステムを提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えるとともに、前記情報提示装置は、画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えた移動ロボットシステムを制御するプログラムであって、
前記ロボットが移動する際、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンのうちの前記ロボットの移動経路及び移動占有領域を、前記ロボットの動くスピードに応じて、前記画像パターンのうちの前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラムを提供する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の別の態様によれば、生活環境内の設備及び空間の位置情報を含む構造情報を記憶する環境マップ情報データベースと、前記生活環境内を移動可能でかつ前記生活環境内に存在する物品を前記生活環境内で移動させるロボットと、前記ロボットが前記物品又は前記設備へと移動する前又は移動中に、前記物品に関する位置情報と前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記環境マップ情報データベースの前記設備及び空間の位置情報とを用いて、前記ロボットが移動可能な領域の情報から前記ロボットの移動経路情報を生成する移動計画作成手段と、前記ロボットに関する形状及び位置情報と前記設備及び空間の位置情報と前記移動計画作成手段により生成された前記ロボットの前記移動経路情報とを用いて、前記ロボットが移動する移動経路及び前記ロボットの移動時に前記ロボットが占有する移動占有領域を所定の色で塗りつぶした移動領域画像を前記生活環境内の前記ロボットが移動可能な領域に直接出力して提示する情報提示装置とを備えるとともに、前記情報提示装置は、画像パターンを前記生活環境内に向かって投影する投影装置と、前記投影装置の位置及び姿勢情報を用いるとともに、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影される前記移動領域画像の前記移動経路及び前記移動占有領域と、前記ロボットが実際に移動する移動経路及び移動占有領域とが一致するように前記投影装置の投影姿勢の傾動や移動を調整して、前記移動経路情報に基づいて前記投影装置により投影する前記画像パターンを得る調整装置とを備えた移動ロボットシステムを制御するプログラムであって、
前記ロボットが移動する際、前記移動経路情報に基づいて、前記投影装置により投影する前記画像パターンのうちの前記ロボットの移動経路及び移動占有領域を、前記ロボットの前記物品への移動到達時間に応じて、前記画像パターンのうちの前記移動経路又は前記移動占有領域の色を変化させて前記生活環境内に直接提示する動作を実行させるプログラムを提供する。
【国際調査報告】
2005015466.tif 000069
2005015466.tif 000070
2005015466.tif 000071
2005015466.tif 000072