(57)【要約】【課題】反射テープなどを利用せずに、原点復帰能力の高い移動ロボットを提供する。【解決手段】あらかじめ直進と後退と左右９０度の方向転換とを組み合わせた、移動経路の情報を車輪型ロボット１に与えおく。位置が固定されたユーザ２００のいずれかが位置情報を、無線通信手段を用いてステーションＰＣ１０２に伝送すると、対応する所定の経路がロボット１に対して指示され、ロボット１は、その経路に沿ってユーザ２００の近傍まで移動する。復路は、往路と逆の動作をロボット１に行わせてステーション１００内の定位置に戻る。この際、往路の逆動作によって復路を移動することで、精度の高い原点復帰を行わせることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の経路を往復する機能を備えた移動ロボットを含むロボットシステムであって、
前記移動ロボットは、
直進および停止しての回転による移動を行う移動装置と、
前記経路の復路における移動を、往路における動作と逆の動作により行うための制御装置と、
前記経路の情報および前記制御装置が行う制御の制御論理を記憶した記憶装置と
を備えることを特徴とする移動ロボットシステム。
【請求項２】
前記所定の経路が複数設定されており、
この複数設定された経路の何れかを指定する経路指定信号を受信する受信装置を前記移動ロボットが更に備えることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットシステム。
【請求項３】
前記移動ロボットに対する充電機能を備えたステーションを更に含み、
前記移動ロボットには、先細り構造を備えた突出形状、またはこの突出形状の逆形状を有した凹型形状の受電部が配置され、
前記ステーションには、前記凹型形状または前記突出形状の給電部が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の移動ロボットシステム。
【請求項４】
前記所定の経路の往復は、
前記ステーションに結合された状態から出発し、
前記ステーションに結合された状態で終了し、
前記結合された状態において、前記移動ロボットに内蔵されたバッテリへの充電が行われることを特徴とする請求項３に記載の移動ロボットシステム。
【請求項５】
前記移動ロボットは、
温度検出装置、煙検出装置、物体検出装置、光検出装置、音検出装置から選ばれた一種または複数種類のセンサ装置と、
前記センサ装置の出力信号または前記センサ装置の出力信号に応答した信号を外部に送信する送信手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の移動ロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品等を自動搬送する等の機能を備えた移動ロボットのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場など屋内の平坦な路面上を無人で移動する移動ロボットのシステムにおいては、床面に経路を示す反射テープやマーカなどの経路表示手段が配置され、これらを移動ロボットに取り付けたセンサで検出し、経路を確認しながら移動ロボットが移動を行うのが一般的であった。
【０００３】
また、上記経路表示手段を利用しない方法として、カメラを用いた画像認識技術を用いて、移動経路の確認を行う技術が知られている。この技術に関しては、例えば特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００４】
また、移動ロボットは、一般にバッテリを動力源として稼働するので、バッテリの給電を行う仕組みが必要とされる。移動ロボットの実用性を高める上では、このバッテリの給電が、自動的に行われるような技術が必要とされる。この場合、移動ロボットのバッテリの起電力が減少した際に、給電手段により自動的に充電が行われるように、移動ロボットが給電位置まで自動的に移動し、さらに受電端子を給電装置の給電端子に接続し、受電作業を自動的に行えるようなシステムが望まれる。
【０００５】
これに関しては、給電位置付近の床面にマーカなどを配置して原点センサによりロボットの姿勢を検出する制御を行う技術が一般的である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４―２１６５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、既設の事務所や店舗等では床面に反射テープを貼り付けるなどの誘導手段の設置は、美観上の問題やカーペット敷きの床面には対応できない等の観点から、望ましくなく、この方式の移動ロボットへの使用は適当でない。
【０００８】
またバッテリを動力源とする移動ロボットにおける従来技術における自動給電の方法は、ロボットの給電位置への位置決めから給電開始までに、原点センサを用いた煩雑なアルゴリズムが必要であり、動作を完了するまでに時間が多くかかるため実用的ではない。
【０００９】
画像認識技術を用いれば、これらの問題を解決することができるが、ハードウエア的にもソフトウエア的にも更に複雑で高コストな仕組みが必要であり、低コストで普及を目指す観点からは好ましくない。
【００１０】
一方、自律移動し、さらに自動充電機能を備えた移動ロボットは、火災検知用途や不審者の侵入を検知するような警備用途への利用が検討されているが、上述したような問題が、その実用化における問題となっていた。
【００１１】
本発明は、自律移動できる移動ロボットのシステムにおいて、低コストで実現できる構成でありながら、床上の反射テープ等を使用しなくても、設定した経路上の移動を正確に行うことができ、さらに自動給電動作を行うことができる技術を提供することを目的とする。そして、本発明は、上述した従来の問題点を解決し、既設の事務所や店舗等において導入が容易であり、効率的に運用できるロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の移動ロボットシステムは、所定の経路を往復する機能を備えた移動ロボットを含むロボットシステムであって、この移動ロボットは、（１）直進および停止しての回転による移動を行う移動装置と、（２）前記経路の復路における移動を、往路における動作と逆の動作により行うための制御装置と、（３）前記経路の情報および前記制御装置が行う制御の制御論理を記憶した記憶装置とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記の発明によれば、移動ロボットの移動が、直進と、停止しての回転（旋回）による方向転換との組合せによって行われる。つまり移動は、直進し、その後の停止、この停止状態における回転しての方向転換、さらに必要であれば直進、といった動作の組合せによって行われる。
【００１４】
このような移動形態を採用することで、後述する往路の移動に対する逆移動による復路の移動と相まって、特別なセンシング手段を利用しなくても、原点復帰精度の高い移動ロボットのシステムを得ることができる。
【００１５】
カメラが撮像した画像の画像認識技術や、マーカをセンサによって認識する技術を利用しての移動制御を行わない場合、如何にして自らの移動経路を正確に把握するかが技術的に重要な課題となる。高価な方位検出センサ等を使用せずに、この課題に答える方法として、本発明では、上述した直進と停止しての回転とを組み合わせた移動制御を採用する。
【００１６】
正確な直進を維持する技術は、所定の湾曲経路を正確にトレースする技術に比較すれば、各段に容易に実現することができる。また停止しての回転における回転角度の制御も同様である。このため、この組合せによって移動を行うことで、極力低コストな技術を利用しながら、より精度の高い設定経路へのトレースを追求することができる。
【００１７】
また、本発明においては、経路の往復を行う際に、復路（帰路）の移動を往路の移動の逆動作によって行う。この逆動作を採用することで、所定の経路の往復移動における正確な原点復帰を実現することができる。
【００１８】
復路における往路の動作の逆動作というのは、往路の移動に際しての移動ロボットの向きが、復路においてもそのままの状態で維持され、さらに移動装置の動きが全くの逆動作であるこという。例えば、撮影した動画像が、逆回しで再生される場合に観察される動作が本発明における逆動作に相当する。
【００１９】
例えば、人間が所定の経路を往復する場合、通常は、往路の終点で１８０度体の向きを変え、復路の移動が行われる。移動方向に体の正面を向けての移動を行うことを基本動作とした場合には、必然的にこのような動作となる。しかしながら、これは、逆動作ではない。
【００２０】
以下、この逆動作の優位性について説明する。本発明者の知見によれば、画像処理やマーカを検出しての位置制御を利用しない自律移動の場合、往路終点の１８０度の回転、すなわち進行方向を１８０度回転させ、復路の進行方向に正面を向ける方向転換を行った際に発生する僅かな回転誤差が、復路の方位のズレを生じ、それが往路の経路と復路の経路との不一致を招く大きな要因となる。
【００２１】
すなわち、上述した１８０度回転に伴って、往路終点（復路始点）において発生する僅かな方位のズレに起因する復路の往路とのズレは、復路の経路を移動するのに従って、徐々に増大してゆく。特に、経路が複雑に屈曲している場合、その程度は顕著になる。
【００２２】
本発明を採用した場合、まず往路の終点において、向きを１８０度変える動作を行わないので、上述した向きを１８０度変える際に発生する向きの僅かなズレが発生しない。また、逆動作による復路の移動では、往路において生じた直進移動時における方位のズレが、逆方向のズレとなり、キャンセルされる。このため、出発点に戻ってきた際における原点復帰位置のズレを小さく抑えることができる。
【００２３】
以下、このズレがキャンセルされる仕組みについて具体例を挙げて説明する。例えば、左右の車輪＋補助輪を備えた移動ロボットに、直進し、上から見て時計回りに９０度回転し、さらに直進する経路を往復させる場合を考える。
【００２４】
この際、右車輪の摩耗状態が左車輪に対して僅かに進んでいるとする。この場合、この摩耗状態の違いに起因して、直進した際に、進行方向からやや右方向に理想移動経路からのズレが発生する。復路における逆動作による移動においては、後ろ向きに進む動作となり、左右の車輪の役割が反転するので、今度は、進行方向左方向への僅かなズレが生じ、行きと帰りでズレは相殺される。これにより、直進時における理想経路からのズレは、往復移動において相殺される。
【００２５】
こうして、何らかの理由により、直進移動時における左右方向へのズレが生じたとしても、復路を往路と逆動作によって移動させることで、その影響をキャンセルすることができる。
【００２６】
このように、本発明においては、所定の経路の往復移動における設定経路からのズレが、特にズレを補正する制御を行わなくても原理的に発生し難いものとできる。そのために、低コストで済むハードウエア、および簡単で容量が少なくて済む制御プログラムによって、出発点に正確に戻ってくる機能に優れた移動ロボットを実現することができる。
【００２７】
特に画像情報やマーカ情報を利用しない自律移動のシステムにおいて、移動装置に低コストな装置を利用した場合、移動時における偏差がどうしても発生し易くなるが、上述した復路の移動における逆動作を採用することで、この偏差をキャンセルすることができ、それにより低コスト性と正確に原点復帰を行うことができる機能を両立した移動ロボットシステムを得ることができる。
【００２８】
本発明において、停止しての回転は、９０度や４５度といった決まった角度を予め設定しておくとが好ましい。こうすることで、回転時の角度制御をより簡単に、そしてより正確に行うことができる。もちろん、任意の角度の設定を行うこともできる。
【００２９】
本発明において、移動ロボットの移動装置としては、車輪を利用したもの、無限軌道を利用したもの、両者を組み合わせたもの等を挙げることができる。このうち、車輪を用いた移動装置が低コストで制御も簡単であるので好ましい。
【００３０】
本発明において、所定の経路が複数設定されており、この複数設定された経路の何れかを指定する経路指定信号を受信する受信装置を移動ロボットが更に備えることは好ましい。この態様によれば、設定した複数の経路の中から、所定の経路を指定し、その経路の自律往復移動を移動ロボットに行わせることができる。
【００３１】
この技術に利用できるリモートコントロール技術としては、テレビ等の家電製品に利用されている赤外線リモコンの技術や、一部の携帯電話に搭載されている赤外線通信技術を利用することができる。このような、既に広く利用されているリモートコントロール技術を採用できることでは、低コストを追求する上で有用である。
【００３２】
本発明において、移動ロボットに対する充電機能を備えたステーションを更に含み、移動ロボットには、先細り構造を備えた突出形状、またはこの突出形状の逆形状を有した凹型形状の受電部が配置され、ステーションには、前記凹型形状または前記突出形状の給電部が配置されている構成とすることは好ましい。
【００３３】
この態様によれば、例えば移動ロボット側の突出形状部がステーション側の凹型形状部に近づいた際に、少し両者の相対位置が異なっていても、相補的な互いの形状が物理的なガイドとなり、両者の結合を助けることができる。
【００３４】
本発明を採用した場合、精度の高い原点復帰を行うことができるので、上述した給電用の接触構造を組み合わせることで、移動ロボットが所定の経路を往復移動し、ステーションに帰還した際において、自律移動による自動的な充電状態への移行を高い実用性でもって実現することができる。なお、突出形状部と凹型形状部との配置関係は、一方を移動ロボット側にした場合は、他方をステーション側、一方をステーション側にした場合は、他方を移動ロボット側にすればよい。
【００３５】
上記ステーションを備えた構成において、所定の経路の往復は、（１）ステーションに結合された状態から出発し、（２）ステーションに結合された状態で終了し、（３）結合された状態において、移動ロボットに内蔵されたバッテリへの充電が行われる構成とすることは好ましい。
【００３６】
この態様によれば、所定の経路の往復移動を行う以外の待機状態において、移動ロボットへの充電を自動的に行うことができる。これにより、移動ロボットを常にフル充電された状態にすることができ、電池切れによる稼働不良を避けることができる。
【００３７】
本発明において、移動ロボットは、温度検出装置、煙検出装置、物体検出装置、光検出装置、音検出装置から選ばれた一種または複数種類のセンサ装置と、このセンサ装置の出力信号または出力信号に応答した信号を外部に送信する送信手段とを更に備えていることは好ましい。この態様によれば、本発明を利用したシステムを火災や不審者の侵入、あるいは事故等の監視を行う警備用途に利用することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、前述した従来技術の問題点が解決され、既設の事務所や店舗等において、導入が容易であり、効率的に運用できるロボットシステムを提供することができる。また本発明によれば、自律移動できる移動ロボットのシステムにおいて、低コストで実現できる構成でありながら、床上の反射テープ等を使用しなくても、設定した経路上の移動を正確に行うことができ、原点復帰機能に優れた技術が提供される。
【００３９】
また本発明によれば、移動ロボットへの自動給電動作を行うことができる技術が提供される。また本発明は、画像処理や複雑なサーボ制御を必要としないシンプルな構成によって実現することができるので、信頼性が高く、維持コストを低く抑えることができる優位性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
１．第１の実施形態
（１）実施形態の構成
図１は、本発明を利用したロボットシステムを示す概要図である。図１に示す構成において、ステーションＰＣ１０２は、通常のパーソナル・コンピュータであり、後述する制御アルゴリズムのプログラムがインストールされている。また、ステーションＰＣ１０２は、無線通信機器１０２ｂが接続され、適当な通信形態（例えば、電波や赤外線を用いた既存の通信形態）を利用しての通信を行うことができる。この例においては、無線通信機器１０２ｂがユーザ２００との間で高周波を用いた無線通信を行い、またロボット１に対して赤外線を用いた通信を行う機能を備えている。
【００４１】
また、ステーションＰＣ１０２は、ロボット１に対して、所定の移動経路の設定（記憶）を行う際に利用される。移動経路を設定する方法としては、所定距離の直進→所定旋回方向への所定角度の回転→所定距離の直進→・・・・・とった往路の進行順序を入力する方法を挙げることができる。この設定内容は、ステーションＰＣ１０２からロボット１に送られ、ロボット１内の記憶装置（後述する制御部８内のメモリ）に格納される。
【００４２】
以下、ロボット１の一例を説明する。図２は、ロボット１の外観例を示す模式図である。図３は、ロボットの内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、ロボット１は、その上部に茶器等を搭載するための物品搬送部１６を持つ車輪式の箱型移動ロボットである。
【００４３】
このロボット１は、図３に示すように、駆動輪２の軸３を、歯車減速機４を介して電動機５により回転させる駆動系を、本体下部の左右対称の位置に備えている。左右駆動輪２は、それぞれ電動機５によって独立に駆動される。また、各電動機５は、マイクロコンピュータを内蔵する制御装置８からの制御信号に基づいて動作する２つのドライバ７によって個別にその動きが制御される。
【００４４】
この構成においては、左右駆動輪２の回転数および回転方向を変化させることにより前進・後退・左右旋回を可能としている。なお、本ロボット１は、移動を安定に行うために、自在キャスターなどの補助車輪６を前後に持つ。
【００４５】
本ロボット１は、前面に光電式タッチセンサ等の非接触型の障害物検知手段１２を持ち、前進移動中に一定距離前方にある障害物を検出した際に一時停止し、障害物がなくなった後移動を継続することができる。また、ロボット１の動作開始を指示する起動手段１０、さらに火災を検知する火災検知センサ１５を備えている。図示省略するが、火災時には、火災検知センサ１５の働きにより、火災が検知され、警報が発せられる機構を備えている。
【００４６】
制御装置８は、ＣＰＵ、メモリ、タイマー、およびインターフェースを備えている。ＣＰＵは、後述するロボット１の動作アルゴリズムを実行し、さらにロボット１の各種の動作を制御する。メモリは、後述する動作アルゴリズムを実行するためのプログラム、この動作アルゴリズムを実行する際に必要な各種のデータ、および設定された移動経路のデータを記憶している。また、このメモリは、各種演算における一時的なデータの記憶を行う。タイマーは、充電状態に移行する際の制御において利用される。インターフェースは、無線通信機器１ｂから送られてくる通信データをＣＰＵに伝え、またＣＰＵからドライバ７へ指示信号を送る機能を有する。
【００４７】
設定された経路に沿っての移動は、直進と停止しての回転（旋回）との組合せによって行われる。この際、左右の駆動輪２を同時に回転させることで直進を行い、制御装置８は、その回転数（総回転角）をカウントすることで直進時における移動距離を認識する。また、左右の駆動輪２を逆回転させることで回転を行う。この際、制御装置８は、左右の駆動輪２の逆回転の関係から回転方向を認識し、逆回転の回転数（総回転角）から回転した角度を認識する。
【００４８】
ロボット１は、動力源と制御装置への電源であるバッテリ９を内蔵している。また、このバッテリ９への充電を行う際に利用される受電端子１２を備えた受電部を備えている。このロボット１側の受電端子１２に対応して、ステーション１００には、給電端子１１３が配置されている。また、ステーション１００には、バッテリ９への充電を行うための給電装置１０９が配置されている。
【００４９】
図４は、ロボット１の受電部およびステーション給電部の外観を示す斜視図である。図４に示されるように、ロボット１の後部には、断面が等脚台形の切り込み状案内部１１が配置されている。この切り込み状案内部１１の内部（凹型形状の内側）には、受電端子１３が配置されている。
【００５０】
一方、ステーション１００の端部には、上記案内部１１を受ける形状（逆形状）の突起状案内部１１１が配置され、その内部には、上記受電端子１３に対応する位置に給電端子１１３が配置されている。
【００５１】
この構造によれば、ロボット１の切り込み状案内部１１が、ステーション１００の突起状案内部１１１に接触する範囲の位置であれば、ロボット１の案内部１１をステーション１００側に押し付けることにより、突起状案内部１１１が切り込み状案内部１１に接触して状態でガイド誘導され、受電端子１３と対応する給電端子１１３とを確実に接触させることができる。こうして、所定の経路を往復移動した後に、ロボット１への速やかな原点復帰および自動給電が可能となる。
【００５２】
ロボット１の初期状態においては、ロボット１の案内部１１とステーション１００側の案内部１１１が正確に嵌め合わされており、この状態からロボット１の所定経路における往復移動が開始される。
【００５３】
本発明を利用した場合、ロボット１を、前進移動した経路と同じ経路を同一速度で向きを変えずに逆動作によって、後退させるので、ステーション１００に戻った際に、定位置近傍での位置決め誤差を最小にすることが可能となる。このため、この誤差を案内部の幅の範囲に収まるように案内部の幅を決定することにより、上記の自動給電を容易に実現することができる。
【００５４】
（２）実施形態の動作
ここでは、ユーザに飲み物（茶）を移動ロボットが搬送し、サービスを行う場合を例に挙げ、動作の概略を説明する。まず、複数のユーザ２００のいずれかが、要求する物品の名称と数量に関する情報を、そのユーザの位置を示す情報（例えばテーブル番号）とともに赤外線リモコン等の無線送信手段２００ａを使って、ステーションＰＣ１０２に対して送信する。
【００５５】
ステーションＰＣ１０２は、この信号を無線通信機器１０２ａによって受信し、内部に取り込み、さらにその内容を表示部（ディスプレイ）１０３に表示する。オペレータ１０１は、この表示を見て、手動または自動で要求された物品（例えばお茶）をステーション１００内の定位置にあるロボット１に載せ、さらにステーションＰＣを操作して、ロボット１に所定の移動経路を指示する。この指示は、ステーションＰＣ１０２の無線通信機器１０２ｂから、ロボットの無線通信機器１ｂに送られる。
【００５６】
そして、オペレータ１０１は、ロボット１上に取り付けられた押しボタンスイッチなどの起動手段１０を押し、上記物品の搬送を始める。この搬送は、指定された経路に従って行われ、ユーザ２００の近傍（往路の終点）においてロボット１は停止する。
【００５７】
ユーザ２００は、ロボット１に搭載された物品を自ら受け取り、その後に起動手段１０を押す。これによりロボット１は、指定された経路の復路の移動を行きと逆動作によって行い、ステーション１００内の定位置に自動的に戻る。この復路において、ロボット１は、往路を後退りするように移動する。こうして、ユーザ２００に対する注文された物品の提供サービスを行うことができる。
【００５８】
以下、上述した動作におけるステーションＰＣ１０２における制御アルゴリズムの一例を説明する。図５は、ステーションＰＣの制御手順の一例を示すフローチャートである。ステーションＰＣ１０２においては、まずステップＳ１０１においてシステムの初期化を行った後、ステップＳ１０２において赤外線リモコン等の無線通信によりユーザの要求発生を待つ。
【００５９】
ユーザデータを受信したら、ステップＳ１０２の判断がＹＥＳとなり、ステップＳ１０３に進み、ユーザ識別番号と要求物品を示すコード及び個数の情報を取得する。そして、ステップＳ１０４に進み、ステーションＰＣ１０２の表示部１０３上にこれらの情報を表示する。
【００６０】
次に、ステップ１０５においてロボット１が既に物品を搬送中か否か、を判断する。この判断は、ステーション１００内の定位置にロボット１が居るか否か（すなわち、充電中あるいは充電可能な状態にあるか否か）によって判断する。ロボット１が定位置に居るならば、ステップＳ１０６に進み、そうでなかれば、ステップＳ１０５の判断を繰り返す。
【００６１】
ロボット１が定位置に居るならば、オペレータ１０１が表示部１０３上の画面情報に基づき要求物品をロボット１の上部に搭載する（ステップＳ１０６）。この際、図示しないアームロボットを利用して自動的に物品を搭載してもよい。
【００６２】
ロボット１上に要求された物品を搭載したら、ステップＳ１０７に進み、ロボット１へ無線通信手段１０２ａを用いてユーザ認識番号を送る。その後、ステップ１０２に戻り、次の要求を待つ。
【００６３】
次に、ロボットの制御アルゴリズムの一例を説明する。図６は、ロボットの移動動作の制御手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０においてシステムの初期化を行った後、ステップＳ１１においてロボットが定位置に居るか否か判断する。この判断は、ロボット後部左右に設置した接触センサ１４ｂ（後部左側）及び１４ａ（後部右側）によって行う。
【００６４】
定位置に居る場合、ステップ１２においてステーションＰＣ１０２からのユーザ識別番号の無線通信手段による送信を待ち、ユーザ識別番号を取得したら、ステップ１３において、予め設定されたユーザ認識番号に対応する経路情報を設定する。なお、ユーザ識別番号を取得できない場合、ステップＳ１２の判断を繰り返す。
【００６５】
ステップＳ１３における経路の設定処理が終了したら、ステップＳ１４において、ロボット１の上部に設置した起動ボタンスイッチ１０が押されるのを待つ。起動命令を受けたら、ステップＳ１５において、設定した経路情報に基づき自動的に移動し、物品を要求したユーザ近傍の所定の位置に搬送し、そして停止する。ユーザが物品を取り出し、起動ボタンスイッチ１０が押されると、ステップＳ１６の判断がＹＥＳとなり、ロボット１はステップＳ１７においてＳ１５と正反対の移動動作を行い、往路と同じ経路に沿って後退りするように移動し、ステーション１００内の定位置近傍に戻る。その後、原点復帰モードへ移行する（ステップＳ１８）。
【００６６】
原点復帰モードにおいては、図４に示すロボット１後部の断面が等脚台形をした切り込み状案内部１１を、これと逆形状であって同一の高さにあるステーション１００の突起状案内部１１１に接触させる。この際、後述する制御を行うことで、受電端子１３を給電端子１１３に結合させ、確実に自動給電を受けることができる。
【００６７】
図７は、原点復帰モードにおいて行われるステップＳ１８に示す制御手順を示すフローチャートである。ステップＳ１８の原点復帰モードにおいては、まずステップＳ２０において、制御装置８に内蔵のタイマーを用いて一定時間経過したかを調べ、経過時間が一定時間内であれば、ステップ２１に進み、一定時間が経過したのであれば、復帰動作が所定に時間内に完了しなかったので、エラーである旨の判定を行い、異常終了ステップ（ステップＳ２７）に進む。ステップＳ２７においては、例えば警報を発する等して、自動復帰が果たせなかった旨を報知する。  
【００６８】
一方、ステップＳ２１に進んだ場合、左右の接触センサ１４ｂ及び１４ａの状態を調べ、少なくとも一方がＯＮであるか否かを判断する。接触スイッチ１４ａか１４ｂのいずれもＯＮしていなければ左右の駆動輪の速度を同一にして後退させ（ステップＳ２２）、ステップＳ２０の前段階に戻る。
【００６９】
また、左右の接触センサ１４ｂか１４ａのいずれかがＯＮである場合、ステップＳ２３に進み、ここで右側のセンサ１４ａのみＯＮの場合、ステップ２４において左の駆動輪の速度を右側よりも少し大きくし、ロボット１の左側を速く後退させる修正を行いつつ後退を行う。逆に、左側のセンサ１４ｂのみＯＮの場合、ステップ２５において右の駆動輪の速度を左側よりも少し大きくし、ロボットの姿勢を修正させつつ後退を行う。
【００７０】
ステップＳ２４またはステップＳ２５の処理を実行した後、ステップＳ２０以下の処理を再度実行する。こうして、所定の制限時間内において、ステップ２３の判断が「接触センサ１４ａ及び１４ｂがＯＮ」になるまで、ステップＳ２４またはステップＳ２５の処理を行う。そして、ステップ２３の判断において、「接触センサ１４ａ及び１４ｂがＯＮ」になったら、復帰動作を完了し（ステップＳ２６）、自動給電可能な状態に移行する。なおこの際、ステーションＰＣ１０２に復帰完了を通知して、動作を完了する。
【００７１】
この動作においては、ステーション１００側の案内部１１１の形状と、それに嵌め込まれる逆形状のロボット１の案内部１１の協同作用により、位置決め誤差を吸収しつつ、定位置への自動復帰を行うことができる。この場合、１回の電子制御では追い込めない多少の誤差は、互いに補完的な案内部１１および１１１の物理的な形状によって、吸収されるので、電子制御のみに依存する場合に比較して、速やかに端子同士の接続を行うことができる。
【００７２】
本実施形態において、ロボット１に移動経路を指定する通信装置として、市販の赤外線リモコンを使用することもできる。移動経路の指定は、所定の番号情報を伝送できればよいので、ステーションＰＣ１０２を使用する必要はない。こうすることで、より簡便な使いやすいシステムとすることができる。
【００７３】
２．第２の実施形態
本発明の移動ロボットシステムは、自動火災検知システムに利用することができる。図８は、発明を利用した自動火災検知システムの概要を示す概念図である。このシステムにおいては、ロボット１に温度センサや煙センサといった火災検知手段を設置し、あらかじめ設定した経路を往復する自動運転を行わせる。
【００７４】
そして、火災を発見した時には、ロボット１の無線通信機器１ｂからステーションＰＣ１０２の無線通信機器１０２ｂに、その旨の情報が伝達される。ステーションＰＣ１０２はこれを受けて、警報器１５１にて警報音を発し、さらにスプリンクラーなどの消火設備１５２を作動させて消火を行う。また、ステーションＰＣ１０２は、公衆通信網１５０を用いて、あらかじめ通知登録したユーザ２０２や消防署に火災発生を通知する。
【００７５】
本発明を利用した移動ロボットシステムは、所定の経路を往復した後に、ステーションに戻り、自動充電モード（あるいは待機モード）に移行する。従って、適宜充電モードになるように設定することで、上述した警備のための巡回をバッテリ切れの心配なしに行うことができる。
【００７６】
３．第３の実施形態
本発明の移動ロボットシステムは、自動侵入者検知システムに利用することができる。図９は、発明を利用した自動侵入者検知システムの概要を示す概念図である。このシステムにおいては、ロボット１にあらかじめ設定した経路を往復する自動運転を行わせる。
【００７７】
そして、非接触型障害物検出センサ１２（物体検出センサ）を用いて侵入者を発見した時に、無線通信機器１ｂからステーションＰＣ１０２の無線通信機器１０２ｂに、その旨の情報を伝達する。これを受けて、ステーションＰＣ１０２は、警報器１５１にて警報音を発し、さらに公衆通信網１５０を用いて、あらかじめ通知登録したユーザ２０２（あるいは警察や警備会社）に不審者侵入を通知する。
【００７８】
この態様の場合も、充電を適宜おこないつつ、巡回を繰り返す動作を行わせることができるので、信頼性の高い防犯システムを構築することができる。
【００７９】
センシング手段としては、強い光を検出して異常を検知する光検出装置、異常音を検出する音検出装置等を利用することもできる。また、センシング手段は複数のものを適宜組み合わせて利用することもできる。また、センサの出力を直接ユーザ２０２に対して出力してもよい。また、移動ロボット１にカメラを装着し、その撮像画像をユーザ２０２に対して伝送してもよい。
【００８０】
４．第４の実施形態
図１〜図４に示す搬送ロボット１をカラオケボックスにおける飲食物の提供サービスに利用する例を説明する。この場合、まず初期設定として、ステーションＰＣ１０２を操作して、搬送ロボット１に対して、ステーション１００から各カラオケルームまでの経路を設定しておく。なお、この設定した経路の識別は、カラオケルームのルーム番号によって行うように設定しておく。また、ここでは、ユーザ２００は、カラオケルームにいる客であり、無線送信手段２００ａと無線通信機器１０２ｂとは、有線電話であるとする。
【００８１】
以下、動作内容を説明する。まず、所定のカラオケルームにいる客が、有線電話である無線送信手段２００ａを用いて、ステーションＰＣ１０２を介した電話連絡を行う。店員であるオペレータ１０１は、その電話連絡を受け、ルーム番号と飲食物の注文内容を確認する。注文された飲食物の用意ができたら、オペレータ１０１（あるいは他の店員）が、それをステーション１００において待機している搬送ロボット１上に載せる。
【００８２】
そして、店の従業員であるオペレータ１０１は、ステーションＰＣ１０２に注文を出したカラオケルームのルーム番号を入力し、その入力情報を無線通信機器１０１ｂから搬送ロボット１に送信する。そして、起動ボタンスイッチ１０が押されて、搬送ロボット１は、指定されたカラオケルームに移動し、そのカラオケルームの前で停止する。
【００８３】
飲食物の注文を行った客は、ドア越しに搬送ロボット１を認識し、ドアを開け、搬送ロボット上の飲食物を受け取り、起動ボタンスイッチ１０を押す。起動ボタンスイッチが押された搬送ロボット１は、往路とは逆の経路を逆動作で移動し、ステーション１００に戻る。こうして、搬送ロボット１を利用した飲食物の提供が行われる。
【００８４】
カラオケボックスにおいては、第三者である店員が飲食物を運ぶために室内に入ることに、客が違和感や好ましくない感情を抱く場合がある。本実施形態を利用した場合、この事態を避けることができる。また、店側にとっても深夜営業等における人件費の削減を行うことができメリットを得ることができる。
【００８５】
本実施形態において、搬送ロボットに回転灯のような信号表示手段を搭載し、指定されカラオケルームの前に到着した際に、それを点灯させることで、到着したことを客に報知できるようにしてもよい。
【００８６】
また、搬送中の飲食物が、第三者によって盗まれることや、勘違いによる飲食物の他の客の受け取りを防止する仕組みを用意することもできる。この場合、搬送する飲食物を搬送ロボット１内に格納するようにし、さらにこの格納を行うためのドアをロックするロック機構を配置する。そして、搬送中は、このロック機構をＯＮにし、往路の終点位置（指定されたカラオケルームの前）に到着した段階でこのロック機構がＯＦＦになるように設定しておく。こうすることで、搬送途中における飲食物の盗難や、勘違いによる飲食物の他の客の受け取りを防止することができる。
【００８７】
このような仕組みは、搬送ロボット１が搬送する搬送物の盗難や勘違いによる他のユーザによる受け取りを防止する技術として広く利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
上述の発明は、店舗あるいは事務所等で、顧客や従業員に対して茶器をはじめとする種々の要求物品の自動搬送システムとして、また営業時間外等の無人状態における自動火災検知システムとして、さらに自動侵入者検知システムとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】ロボットシステムを示す概要図。
【図２】ロボットの外観を示す模式図。
【図３】ロボットの内部構成を示すブロック図。
【図４】ロボットの受電部およびステーション給電部の外観を示す斜視図。
【図５】ステーションＰＣの制御手順を示すフローチャート。
【図６】ロボットの移動動作の制御手順を示すフローチャート。
【図７】ロボットの原点復帰時に行われる制御手順を示すフローチャート。
【図８】自動火災検知システムの概念図。
【図９】自動侵入者検知システムの概念図。
【符号の説明】
【００９０】
１…搬送ロボット、１ｂ…無線通信機器、２…駆動輪、３…軸、４…歯車減速機、５…電動機、６…補助車輪、７…電動機用ドライバ、８…制御装置、９…バッテリ、１０…起動手段（起動ボタンスイッチ）、１１…切り込み状案内部、１２…前部障害物検知手段、１３…受電端子、１４ａ…後部右接触センサ、１４ｂ…後部左接触センサ、１５…火災検知センサ、１６…物品搭載部、１００…ステーション、１０１…オペレータ、１０２…ステーションＰＣ、１０２ａ…無線通信機器、１０２ｂ…無線通信機器、１０３…表示部、１０９…給電装置、１１１…突起状案内部、１１３…給電端子、１５０…公衆通信網、１５１…警報器、１５２…消火設備。２００…ユーザ、２００ａ…無線送信手段、２０２…遠隔ユーザ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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