(57)【要約】      （修正有）【課題】警備用ロボットによって複数階からなる建物の巡回を行う。【解決手段】警備用ロボット１０は、ロボット本体１２と、駆動部１４と、制御部１６とを備える。駆動部１４は、平面を移動する平面移動モードと、階段を昇降する階段昇降モードとを有し、ロボット本体１２を複数の階層間にわたって移動可能とする。制御部１６は、平面移動モードの実施中に階段の配置箇所に移動したときに、階段昇降モードに切り替えて階段を昇降する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体と、前記ロボット本体を移動させる駆動部と、前記駆動部の駆動を制御して所定の警備範囲内を自律的に巡回させる制御部とを備える警備用ロボットであって、
前記所定の警備範囲は、平面の高さが異なる複数の階層が階段によってつながって構成されており、
前記ロボット本体は、該ロボット本体の周囲環境を画像情報として取得し、且つ人物又は火災を検知する情報取得部と、
前記情報取得部により前記人物又は火災が検知された場合に、該人物又は火災に対して所定の行動又は操作に基づく行動を行う対処部とを備え、
前記駆動部は、前記平面を移動する平面移動モードと、前記階段を昇降する階段昇降モードとを有し、前記ロボット本体を前記複数の階層間にわたって移動可能とし、
前記制御部は、前記情報取得部が得た前記画像情報に基づき前記所定の警備範囲の地図データを作成し、該地図データに基づき前記階段を含む巡回経路を予め設定する巡回経路作成手段と、
前記ロボット本体の巡回時に、前記地図データ上における該ロボット本体の位置を認識する自己位置認識手段と、
前記巡回経路作成手段によって設定された前記巡回経路と、前記自己位置認識手段による位置認識とに基づき、前記駆動部の駆動を制御して前記ロボット本体を巡回させる巡回制御手段とを備え、
前記巡回制御手段は、前記平面移動モードの実施中に前記階段の配置箇所に移動したときに、前記階段昇降モードに切り替えて前記階段を昇降することを特徴とする警備用ロボット。
【請求項２】
請求項１記載の警備用ロボットにおいて、
前記情報取得部は、前記ロボット本体の周囲環境を３次元的に認識可能な撮像センサを備え、
前記制御部は、前記撮像センサによって撮像された前記画像情報として３次元形状データを得ることを特徴とする警備用ロボット。
【請求項３】
請求項２記載の警備用ロボットにおいて、
前記撮像センサは、前記所定の警備範囲の側壁又は天井を少なくとも撮像し、
前記巡回経路作成手段は、前記撮像センサから得られた側壁又は天井の３次元形状データに基づき、前記地図データを階層毎の二次元的な地図として作成することを特徴とする警備用ロボット。
【請求項４】
請求項２又は３記載の警備用ロボットにおいて、
前記制御部は、前記撮像センサによって撮像された画像情報を記憶する記憶手段を備え、
前記自己位置認識手段は、前記ロボット本体の巡回時に、前記撮像センサで画像情報を新たに撮像し、該新たな画像情報と前記記憶手段に記憶されている画像情報を照合して該ロボット本体の位置を認識することを特徴とする警備用ロボット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の警備用ロボットにおいて、
前記情報取得部は、前記巡回経路に存在する障害物を検知する障害物検知センサを有し、
前記巡回制御手段は、前記障害物検知センサにより検知された障害物を前記ロボット本体が回避するように前記駆動部の駆動を制御することを特徴とする警備用ロボット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の警備用ロボットにおいて、
前記所定の警備範囲には、非巡回時に前記ロボット本体を待機させるロボットステーションが予め配設されており、
前記制御部は、所定の時刻になった場合に、前記巡回制御手段の動作を自動的に開始して、待機していた前記ロボットステーションから巡回させることを特徴とする警備用ロボット。
【請求項７】
請求項６記載の警備用ロボットにおいて、
前記ロボット本体は、前記駆動部及び制御部に電源を供給する充電式電源を有し、
前記充電式電源には、巡回の終了にともない前記ロボットステーションに前記ロボット本体が移動した後に、前記ロボットステーションから充電が行われることを特徴とする警備用ロボット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の警備用ロボットにおいて、
前記ロボット本体は、外部に設けられた警備管理室と通信可能な送受信機を備え、
前記情報取得部は、人物又は火災を検知する検知センサを備え、
前記制御部は、前記検知センサにより前記人物又は火災が検知された場合に、前記送受信機を介して前記警備管理室に異常を知らせることを特徴とする警備用ロボット。
【請求項９】
請求項８記載の警備用ロボットにおいて、
前記制御部は、前記検知センサが前記人物又は火災を検知して、前記送受信機を介して前記警備管理室から前記ロボット本体を遠隔操作する操作信号を受信した場合に、該操作信号に基づき前記駆動部の駆動を制御し、且つ前記対処部を駆動可能とすることを特徴とする警備用ロボット。
【請求項１０】
請求項９記載の警備用ロボットにおいて、
前記制御部は、前記検知センサによる前記人物又は火災の検知又は前記警備管理室の指示に基づき、前記情報取得部から得た前記画像情報を前記警備管理室に送信することを特徴とする警備用ロボット。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載の警備用ロボットにおいて、
前記所定の警備範囲には、人物又は火災を検知する外部センサが設けられており、
前記制御部は、前記外部センサが人物又は火災を検知した場合に、前記送受信機を介して検知箇所を含む検知情報が送られ、該検知情報に基づき前記ロボット本体を前記検知箇所に移動させることを特徴とする警備用ロボット。
【請求項１２】
請求項８記載の警備用ロボットにおいて、
前記対処部は、前記火災の発生箇所に消化剤を噴射する消化器を備え、
前記制御部は、前記検知センサによる火災の検知に基づき、前記駆動部の駆動を制御して前記ロボット本体を該火災の発生箇所に向かって移動させ、前記消化剤を噴射することを特徴とする警備用ロボット。
【請求項１３】
請求項８記載の警備用ロボットにおいて、
前記対処部は、前記人物に対し音声による警告を与えるスピーカを備えることを特徴とする警備用ロボット。
【請求項１４】
請求項８記載の警備用ロボットにおいて、
前記対処部は、前記人物に対し捕獲ネットを発射するネット発射装置を備えることを特徴とする警備用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の階層を有する建物の巡回を行う警備用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、警備の強化や警備員の負荷を減らす等の目的で、建物内を警備する警備用ロボットが提案されている。例えば、特許文献１には、予め設定された巡回経路に沿って巡回（移動）し、ロボット本体に設けられているセンサ群によって警備上の異常を検知する警備用ロボットが提案されている。
【０００３】
ところで、近年は、複数の階層によって構成される大型のスーパーマーケットやデパートが増加している。このような複数階からなる建物を、例えば特許文献１に開示されている警備用ロボットによって巡回を行う場合は、ロボット本体が１つの階層から他の階層に移動することができない。このため、各階毎に警備用ロボットを配置する必要があり、警備用ロボットの設置コストが増加するという課題が生じている。
【０００４】
また、特許文献２には、建物内に設けられているエレベータを乗降して、複数階にわたる領域を自律的に移動する自律移動ロボットが開示されている。しかしながら、特許文献２に開示されているシステムでは、エレベータの移動を制御する乗降システム制御部にロボットから無線で移動する階を指示する等の複雑なシステムが必要となる。或いは、ロボットが夜間に巡回を行う場合には、エレベータの利用が停止されている可能性もある。
【０００５】
さらに、警備用ロボットが侵入者などを発見した際には、即座に侵入者の犯行を阻止することが好ましい。しかしながら、特許文献１の警備用ロボットは、侵入者を発見しても警報等を発するのみで、侵入者の犯行を阻止するには至らず、管理センターから警備員が駆けつけるまでの間に逃亡される可能性がある。また、警備員が現場に到着したとしても、侵入者の攻撃によって警備員の生命が脅かされる危険性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５６９２号公報
【特許文献２】特開２００９−２５８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような課題を考慮してなされたものであり、複数階からなる建物の巡回を可能とし、これにより１台のロボットによる警備範囲を広げることで、設置コスト等を低減することができ、且つ侵入者を検知した場合には、的確に侵入者の行動を阻止することができる警備用ロボット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】
【０００８】
［１］  本発明に係る警備用ロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体を移動させる駆動部と、前記駆動部の駆動を制御して所定の警備範囲内を自律的に巡回させる制御部とを備える警備用ロボットであって、前記所定の警備範囲は、平面の高さが異なる複数の階層が階段によってつながって構成されており、前記ロボット本体は、該ロボット本体の周囲環境を画像情報として取得し、且つ人物又は火災を検知する情報取得部と、前記情報取得部により前記人物又は火災が検知された場合に、該人物又は火災に対して所定の行動又は操作に基づく行動を行う対処部とを備え、前記駆動部は、前記平面を移動する平面移動モードと、前記階段を昇降する階段昇降モードとを有し、前記ロボット本体を前記複数の階層間にわたって移動可能とし、前記制御部は、前記情報取得部が得た前記画像情報に基づき前記所定の警備範囲の地図データを作成し、該地図データに基づき前記階段を含む巡回経路を予め設定する巡回経路作成手段と、前記ロボット本体の巡回時に、前記地図データ上における該ロボット本体の位置を認識する自己位置認識手段と、前記巡回経路作成手段によって設定された前記巡回経路と、前記自己位置認識手段による位置認識とに基づき、前記駆動部の駆動を制御して前記ロボット本体を巡回させる巡回制御手段とを備え、前記巡回制御手段は、前記平面移動モードの実施中に前記階段の配置箇所に移動したときに、前記階段昇降モードに切り替えて前記階段を昇降することを特徴とする。
【０００９】
上記によれば、駆動部が平面を移動する平面移動モードと、階段を昇降する階段昇降モードとを有し、ロボット本体を複数の階層間にわたって移動させることができるため、警備用ロボットによって複数の階層にわたる巡回を行うことが可能となる。すなわち、警備用ロボットが巡回を行う警備範囲を広げることができる。したがって、複数の階層を有する建物でも、警備用ロボットを少なく設置することが可能となり、警備用ロボットの設置コスト等を低減することができる。
【００１０】
また、人物（侵入者）又は火災が検知された場合に、該侵入者又は火災に対して所定の行動又は操作に基づく行動を行う対処部を備えることで、該対処部によって、侵入者又は火災に対し適切な行動をとることができる。すなわち、警備用ロボットによって、的確に侵入者の行動を阻止することができる。
【００１１】
さらに、情報取得部によって得られる画像情報に基づき警備用ロボットが巡回する地図データを作成し、該地図データに基づき階段を含む巡回経路を予め設定することで、例えば建物の設計図等をデータ入力して巡回経路の設定を行うよりも、実際の被検出対象（例えば、側壁や天井）の配置状態に基づいた正確な地図データを得ることができるため、警備用ロボットが複数の階層にわたって巡回を行う巡回経路を精度よく設定することができる。
【００１２】
またさらに、警備用ロボットの巡回時には、巡回経路作成手段が作成した地図データ上におけるロボット本体の位置を自己位置認識手段により認識することで、複数の階層を有する建物でもロボット本体の位置を確実に認識することができ、制御部は、地図データに沿って駆動部の制御を精度よく行うことができる。
【００１３】
［２］  本発明において、前記情報取得部は、前記ロボット本体の周囲環境を３次元的に認識可能な撮像センサを備え、前記制御部は、前記撮像センサによって撮像された前記画像情報として３次元形状データを得ることが好ましい。
【００１４】
このように、撮像センサによって画像情報として３次元形状データを得ることで、ロボット本体の周囲環境を精度よく認識することができ、例えば、巡回経路作成手段が地図データを作成する際に、より精度が高い地図データを作成することが可能となる。
【００１５】
［３］  本発明において、前記撮像センサは、前記所定の警備範囲の側壁又は天井を少なくとも撮像し、前記巡回経路作成手段は、前記撮像センサから得られた側壁又は天井の３次元形状データに基づき、前記地図データを階層毎の二次元的な地図として作成するようにしてもよい。
【００１６】
このように、所定の警備範囲の側壁又は天井の３次元形状データを作成することで、汎用性に優れた地図データを作成することが可能となる。すなわち、側壁や天井は、商品棚や陳列物等に比べて配置状態や形状に大きな変化が少ないため、商品棚や陳列物等を移動した場合であっても、側壁又は天井の３次元形状データを元に作成した地図データを使用して巡回を行うことができる。
【００１７】
［４］  本発明において、前記制御部は、前記撮像センサによって撮像された画像情報を記憶する記憶手段を備え、前記自己位置認識手段は、前記ロボット本体の巡回時に、前記撮像センサで画像情報を新たに撮像し、該新たな画像情報と前記記憶手段に記憶されている画像情報を照合して該ロボット本体の位置を認識するように構成してもよい。
【００１８】
このように、ロボット本体の巡回時に、撮像センサで画像情報を新たに撮像し、該新たな画像情報と記憶手段に記憶されている画像情報を照合して該ロボット本体の位置を認識することで、警備用ロボットは地図データ上における自己位置を、より高精度に認識することが可能なる。したがって、制御部は、巡回時に、より確実に警備用ロボットを巡回経路に沿って移動させることができる。
【００１９】
［５］  本発明において、前記情報取得部は、前記巡回経路に存在する障害物を検知する障害物検知センサを有し、前記巡回制御手段は、前記障害物検知センサにより検知された障害物を前記ロボット本体が回避するように前記駆動部の駆動を制御するようにしてもよい。
【００２０】
このように、障害物検知センサにより障害物を検知し、検知された障害物をロボット本体が回避するように制御することで、巡回経路上に障害物が存在しても、確実に回避することができ、警備用ロボットによって良好に巡回を行うことが可能となる。
【００２１】
［６］  本発明において、前記所定の警備範囲には、非巡回時に前記ロボット本体を待機させるロボットステーションが予め配設されており、前記制御部は、所定の時刻になった場合に、前記巡回制御手段の動作を自動的に開始して、待機していた前記ロボットステーションから巡回させてもよい。
【００２２】
このように所定の時刻に警備用ロボットを自律的に巡回させることで、設定した巡回時間に警備用ロボットを巡回させることができ、警備範囲の警戒をより強化することができる。
【００２３】
［７］  本発明において、前記ロボット本体は、前記駆動部及び制御部に電源を供給する充電式電源を有し、前記充電式電源には、巡回の終了にともない前記ロボットステーションに前記ロボット本体が移動した後に、前記ロボットステーションから充電が行われるようにしてもよい。
【００２４】
このように、ロボット本体が移動した後に、ロボットステーションから充電が行われることで、警備用ロボットによる巡回が終了する度に、容易に警備用ロボットの充電式電源に充電を行うことができ、巡回中に電力不足により駆動が停止する等の不都合を回避し、確実に巡回を行わせることができる。
【００２５】
［８］  本発明において、前記ロボット本体は、外部に設けられた警備管理室と通信可能な送受信機を備え、前記情報取得部は、人物又は火災を検知する検知センサを備え、前記制御部は、前記検知センサにより前記人物又は火災が検知された場合に、前記送受信機を介して前記警備管理室に異常を知らせる構成とすることが好ましい。
【００２６】
このように、検知センサによって人物（侵入者）又は火災を検知した場合に、警備管理室に送受信機を介して異常を知らせることで、警備管理室に待機している警備員等に適切な対処を求めることができる。
【００２７】
［９］  本発明において、前記制御部は、前記検知センサが前記人物又は火災を検知して、前記送受信機を介して前記警備管理室から前記ロボット本体を遠隔操作する操作信号を受信した場合に、該操作信号に基づき前記駆動部の駆動を制御し、且つ前記対処部を駆動可能とするように構成してもよい。
【００２８】
このように、警備用ロボットは、警備管理室から遠隔操作する操作信号を受信して駆動が制御されることで、人物（侵入者）や火災を検知した場合に、警備管理室から警備用ロボットを操作して、該侵入者や火災の検知箇所に向かわせることができる。また、検知センサが人物（侵入者）又は火災を検知した場合に、対処部を駆動可能とすることで、通常の巡回時には対処部の駆動を停止しておくことで消費電力を抑えるとともに安全性を向上することができ、さらに侵入者や火災を検知したときに駆動することで、警備用ロボットによって、的確に侵入者の行動を阻止することができる。
【００２９】
［１０］  本発明において、前記制御部は、前記検知センサによる前記人物又は火災の検知又は前記警備管理室の指示に基づき、前記情報取得部から得た前記画像情報を前記警備管理室に送信してもよい。
【００３０】
このように、情報取得部から得た画像情報を警備管理室に送信することで、警備管理室に待機している警備員等に、画像情報を提供することができ、より適切な対処を求めることができる。
【００３１】
［１１］  本発明において、前記所定の警備範囲には、人物又は火災を検知する外部センサが設けられており、前記制御部は、前記外部センサが人物又は火災を検知した場合に、前記送受信機を介して検知箇所を含む検知情報が送られ、該検知情報に基づき前記ロボット本体を前記検知箇所に移動させてもよい。
【００３２】
このように、外部センサが人物（侵入者）又は火災を検知した場合でも、警備用ロボットを使用して、該侵入者や火災の検知箇所に向かわせることで、警備範囲の警戒力を一層高めることができる。
【００３３】
［１２］  本発明において、前記対処部は、前記火災の発生箇所に消化剤を噴射する消化器を備え、前記制御部は、前記検知センサによる火災の検知に基づき、前記駆動部の駆動を制御して前記ロボット本体を該火災の発生箇所に向かって移動させ、前記消化剤を噴射する構成としてもよい。
【００３４】
このように、火災の発生箇所に対し消化器により消化剤を噴射することで、早期に火災を消火することが可能となる。
【００３５】
［１３］  本発明において、前記対処部は、前記人物に対し音声による警告を与えるスピーカを備えてもよい。
【００３６】
このように、スピーカにより人物に対し音声による警告を与えることで、侵入者を音声で威嚇することができると共に、侵入者に対して監視されていることを知らせることができ、侵入者の犯行を抑止することができる。
【００３７】
［１４］  本発明において、前記対処部は、前記人物に対し捕獲ネットを発射するネット発射装置を備えてもよい。
【００３８】
このように、ネット発射装置により人物に対し捕獲ネットを発射することで、侵入者を捕獲ネットによって捕縛することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、複数階からなる建物の巡回が可能となり、これにより警備範囲を広げることで設置コスト等を低減することができ、また侵入者を検知した場合には的確に侵入者の行動を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る警備用ロボット１０が巡回する警備範囲の一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の警備用ロボットを示す概略側面図である。
【図３】図１の警備用ロボットを示す概略正面図である。
【図４】図１の警備用ロボットの制御系を示すブロック図である。
【図５】図１の警備範囲に基づき作成された１階部分の地図データを概略的に示す説明図である。
【図６】図１の警備用ロボットによる巡回経路の設定フローを示すフローチャートである。
【図７】図１の警備用ロボットによる巡回時の動作フローを示すフローチャートである。
【図８】図１の警備用ロボットによる巡回時に異常事態の検知を行う動作フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る警備用ロボットについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】
図１は、本発明の実施の形態に係る警備用ロボット１０が巡回する警備範囲の一例を示す概略斜視図である。本実施の形態に係る警備用ロボット１０は、例えば、スーパーマーケットやデパート等の所定の警備範囲を自律的に巡回するとともに、該巡回にともない侵入者又は火災を検知した場合には必要な対処を行うように構成されている。
【００４３】
ここで、本実施の形態に係る所定の警備範囲とは、図１に示す建物１００内を指している。この建物１００は、平面の高さが異なる複数の階層（１階と２階）が階段によってつながっている。警備用ロボット１０は、階段１０２を使用して１階と２階を移動することが可能となっており、これにより複数の階層にわたる巡回を自律的に行うように構成されている。なお、本明細書における階段１０２とは、複数の段差によって構成される一般的な階段の他に、エスカレータの停止状態によって形成される複数の段差の連なり等を含むものである。
【００４４】
図１に示すように、警備用ロボット１０の警備範囲は、建物１００の側壁１０４及び天井１０６によって囲まれた空間からなり、この空間内には、例えば、複数の商品棚１０８や陳列物（図示せず）等が載置され、又は店舗１１０が配設される。このため、警備用ロボット１０は、これら商品棚１０８や陳列物、店舗１１０の間を通るように巡回経路が設定される。なお、図１では、理解を容易にするため、警備範囲の２階部分及び側壁１０４については破線で図示している。
【００４５】
また、警備範囲には、該建物１００（警備範囲）内への人物の侵入を検知する１以上の侵入検知センサ（外部センサ）１１２が設置されている。さらに、警備範囲の外部には、警備用ロボット１０と通信可能な警備管理室１１４が設けられている。またさらに、警部範囲には、非巡回時に、警備用ロボット１０の待機・充電を行うロボットステーション１１６が設けられている。
【００４６】
図２は、図１の警備用ロボット１０を示す概略側面図であり、図３は、図１の警備用ロボット１０を示す概略正面図である。警備用ロボット１０は、図２及び図３に示すように、ロボット本体１２と、このロボット本体１２を移動させる駆動部１４と、駆動部１４の駆動を制御して所定の警備範囲内を自律的に巡回させる制御部１６とを備える。
【００４７】
ロボット本体１２には、前記制御部１６が内部に収容されるとともに、巡回時や異常事態（侵入者又は火災）を検知した場合に必要な対処を行う種々の装置が搭載される。このロボット本体１２は、駆動部１４の上部に搭載される基体１８と、この基体１８の上部側に設けられる複数種類のセンサ群（情報取得部）２０と、同じく基体１８の前部側に設けられる複数種類の対処機構（対処部）２２とを備える。
【００４８】
基体１８は、制御部１６やその他の装置（内部機構）を収容可能な箱状の筐体１８ａを有し、駆動部１４の上部に設けられている。筐体１８ａは、外部からの衝撃に強い金属材料によって形成されており、制御部１６及び内部機構を侵入者の攻撃等から保護するように構成されている。
【００４９】
ロボット本体１２のセンサ群２０は、レーザセンサ（撮像センサ）２４と、ステレオカメラ（障害物検知センサ）２６と、赤外線カメラ（検知センサ）２８とを含み、前記基体１８の所定箇所にそれぞれ取り付けられている。
【００５０】
レーザセンサ２４は、基体１８の上部に配設され、ロボット本体１２の周囲環境を画像情報としてスキャン（撮像）する機能を有している。本実施の形態に係るレーザセンサ２４としては、レーザ光線により水平方向のフィールドをスキャンする、いわゆるスキャナ式レンジセンサ（例えば、北陽電機社製：ＵＴＭ−３０ＬＸ）を採用している。このレーザセンサ２４は、鉛直方向に回動可能な高速雲台２４ａを介して基体１８に搭載され、該高速雲台２４ａの回動によって水平方向のスキャンを上下方向にわたって行うことで、ロボット本体１２の周囲環境の画像情報を３次元形状データとして得ることができる。
【００５１】
このように、レーザセンサ２４によって、画像情報として３次元形状データを得ることで、周囲環境を精度よく認識することができ、例えば、制御部１６が地図データを作成する際に、より精度が高い地図データを作成することが可能となる。なお、撮像センサとしては、上記スキャナ式レンジセンサの他に、例えば三次元形状をリアルタイムにイメージ可能な三次元測定カメラ（例えば、アルゴ社製：ＴＺＧ０１）等を適用してもよい。
【００５２】
ステレオカメラ２６は、ロボット本体１２の移動方向に存在する障害物を検知するためにレーザセンサ２４より上方位置に設けられている。ステレオカメラ２６は、車幅方向（左右方向）に２台のレンズ２６ａを並べることで、撮像対象の奥行き（距離感）を検出する機能を有している。警備用ロボット１０は、基体１８の上方位置からロボット本体１２の前方斜め下方に存在する障害物をステレオカメラ２６によって撮像（検知）し、このステレオカメラ２６の画像情報に基づきロボット本体１２から該障害物までの距離を計測することができる。また、ステレオカメラ２６は、該ステレオカメラ２６を回転させる回転機構（図示せず）によって、撮像方向を３６０°調整できるように構成されている。これにより、ステレオカメラ２６が障害物を検知した後に、撮像方向を調整して該障害物の追尾を行うことができる。
【００５３】
赤外線カメラ２８は、基体１８の前部に取り付けられ、対象物から生じる赤外線放射エネルギーを検出・可視化して、ロボット本体１２の周囲環境の温度変化を検知する機能を有している。すなわち、警備用ロボット１０は、赤外線カメラ２８により周囲環境の温度分布画像を撮像し、その温度変化を検知することで、人物（侵入者）や火災に基づく赤外線放射エネルギーを検出することができる。また、赤外線カメラ２８は、ステレオカメラ２６と同様に自動追尾機能を有しており、検知した侵入者又は火災を自動的に追尾する構成となっている。
【００５４】
ロボット本体１２の対処機構２２は、例えば、前記赤外線カメラ２８によって検知された侵入者又は火災（以下、まとめて異常事態ともいう）に対し、種々の対処を実施する機能を有している。本実施の形態に係る対処機構２２としては、侵入者又は火災の存在箇所に向かって照明を照射する高輝度照明装置３０、火災の発生箇所に対し消化剤を噴射する消化器３２、侵入者に対し音声による警告を与えるスピーカ３４、侵入者に対し音波を発する音波砲３６、侵入者に対し電気ショックを与える高電圧発生器（例えば、スタンガン）３８、侵入者に捕獲ネットを発射するネット発射装置４０、及び侵入者に催涙ガスを噴射する催涙ガス噴射装置４２を有している。なお、対処機構２２としては上記の構成に限定されるものではなく、種々の構成を適用可能なことは勿論である。
【００５５】
また、ロボット本体１２は、外部に設けられた警備管理室１１４と無線によって通信が可能な送受信機４４を備えるとともに、警備用ロボット１０の近くで該警備用ロボット１０の駆動を制御可能なリモコン４６を備える。
【００５６】
送受信機４４は、警備用ロボット１０と警備管理室１１４の間で情報（例えば、赤外線カメラ２８が検知した検知情報やレーザセンサ２４又はステレオカメラ２６が取得した画像情報）の送受信を行う機能を有している。警備用ロボット１０が巡回時に侵入者や火災を検知した場合は、警備管理室１１４に警報とともにその検知情報が自動的に送信される。また、警備管理室１１４からは、警備用ロボット１０に向けて遠隔操作の操作信号（以下、遠隔操作信号という）等が発せられる。警備用ロボット１０は、送受信機４４を介して遠隔操作信号を受信することで、該遠隔操作信号に基づき制御部１６及び駆動部１４を駆動制御することが可能となっている。すなわち、本実施の形態に係る警備用ロボット１０は、自律的に巡回を行う他に、警備管理室１１４からの遠隔操作、又はリモコン４６による操作によって各種装置（駆動部１４、センサ群２０、対処機構２２等を含む）の駆動が制御される。
【００５７】
また、警備用ロボット１０は、送受信機４４を介して、建物１００内に設置された侵入検知センサ１１２から検知情報が送信されるように構成されている。侵入検知センサ１１２が侵入者又は火災を検知した場合には、該侵入検知センサ１１２の検知箇所を含む検知情報が送られることで、該検知情報に基づき警備用ロボット１０を検知箇所に移動させることができる。侵入検知センサ１１２の検知情報は、警備管理室１１４に送信されてもよい。
【００５８】
さらに、ロボット本体１２の内部には、制御部１６及び駆動部１４に電力を供給する充電式電源４８が設けられている。この充電式電源４８は、筐体１８ａに形成されたコネクタ（図示せず）に接続されており、該コネクタを介して外部から充電がなされるように構成されている。ロボットステーション１１６には、図１に示すように、充電機器１１８が設けられており、警備用ロボット１０の巡回終了後に警備用ロボット１０がロボットステーション１１６に戻ると、コネクタと充電機器１１８の接続がなされ、充電式電源４８に充電を自動的に開始することができるようになっている。
【００５９】
一方、警備用ロボット１０の駆動部１４は、駆動モータ５０が収容される駆動装置本体５２と、この駆動装置本体５２の側面に取り付けられる４つの車輪５４と、制御部１６からの操作指示に基づいて車輪５４を操舵する操舵装置５６（図４参照）と、駆動モータ５０と操舵装置５６をスタンバイ状態又は停止状態にするリレー（図示せず）とを有する。
【００６０】
駆動モータ５０は、充電式電源４８からの電力供給と制御部１６の駆動指示によってその回転駆動が制御される。駆動装置本体５２は、内部に図示しないギアを備え、駆動モータ５０の回転駆動力を４つの車輪５４に伝達させる。すなわち、駆動部１４は、四輪駆動を行うように内部機構が構成されている。また、駆動装置本体５２は、ギアを切り替えることによって、車輪５４を低トルクで高速回転させる平面移動モードと、車輪５４を高トルクで低速回転させる階段移動モードとの少なくとも２つの駆動モードが実施可能となっている。
【００６１】
駆動装置本体５２に取り付けられる車輪５４は、警備用ロボット１０が巡回時に階段１０２を昇降できるように構成されている。このため、車輪５４としては、比較的外径が大きなものが適用されている。また、車輪５４は、床面との接触部分（すなわち、タイヤ面）が凹凸形状に形成されている。つまり、車輪５４は、階段１０２を昇降する際に、凹凸部分５４ａが階段１０２（段差の角部）に引っ掛かるように構成されている。これにより、警備用ロボット１０は、車輪５４を回転にともない階段１０２を昇降することができる。なお、階段１０２を昇降する駆動部１４の構成は、上記の車輪５４に限定されものではなく、例えば、階段１０２との接地面積を大きくとれるキャタピラを採用することもできる。
【００６２】
また、操舵装置５６は、駆動装置本体５２内に収容されており、制御部１６の操作指示又はリモコン４６の操作指示に基づき、前部側の車輪（前輪）５４を時計回り又は反時計回りに回転させる機能を有している。
【００６３】
さらに、駆動部１４は、上記の構成の他に、車輪５４の回転速度を検出するエンコーダや移動方向を検出する加速度センサ等を備えていることが好ましい。このように、エンコーダや加速度センサによって、駆動部１４の移動量及び移動方向をフィードバックすることで、警備用ロボット１０の移動を精度よく制御することができる。
【００６４】
図４は、図１の警備用ロボット１０の制御系を示すブロック図である。警備用ロボット１０装置の制御部１６は、図示しない演算処理部、入出力部及び記憶部（ＲＯＭやＲＡＭ）を備える周知のコンピュータを適用することができる。制御部１６の入出力部には、上述したセンサ群２０（レーザセンサ２４、ステレオカメラ２６、赤外線カメラ２８）、対処機構２２（高輝度照明装置３０、消化器３２、スピーカ３４、音波砲３６、高電圧発生器３８、ネット発射装置４０、催涙ガス噴射装置４２）、送受信機４４、リモコン４６、駆動モータ５０及び操舵装置５６等の各構成がそれぞれドライバ（図示せず）を介して接続されている。制御部１６は、上記各構成に制御指示を送ってその駆動を制御するとともに、この制御指示に基づく情報（又は信号）を各構成から受け、必要な処理フローを実施する。
【００６５】
また、制御部１６は、演算処理部及び記憶部を用いて構成される処理手段として、巡回経路作成部（巡回経路作成手段）６４、駆動制御部６６と、巡回制御部（巡回制御手段）６８と、異常事態対処部７０とを有している。これら各処理部は、コンピュータ上のプログラムによって構成され、該プログラムに基づき所定の処理を行うように機能する。
【００６６】
巡回経路作成部６４は、レーザセンサ２４がスキャン（撮像）した画像情報（３次元形状データ）に基づき建物１００（所定の警備範囲）内の地図データを作成する機能を有している。すなわち、本実施の形態に係る警備用ロボット１０は、警備用ロボット１０の設置前の初期設定時に、建物１００内を予め巡回することによって、該建物１００内の地図データを作成するように構成されている。
【００６７】
より具体的には、初期設定時に、警備用ロボット１０の使用者（例えば、警備員）が、巡回を行う予定の巡回経路を警備用ロボット１０と一緒に回り、建物１００内の画像情報をスキャン（撮像）する。この場合、警備用ロボット１０は、使用者によるリモコン４６の操作によって移動し、この移動時にレーザセンサ２４によって周囲環境の画像情報をスキャンする。また、例えば、図１に示す特定点Ａ〜Ｄに到着すると、使用者によって警備用ロボット１０の移動が停止され、該特定点Ａ〜Ｄの周囲環境の画像情報をより重点的にスキャンする。
【００６８】
本実施の形態では、所定の警備範囲の周囲環境として、主に天井１０６の形状（天井１０６の凹凸や照明装置、空調のダクト等）をスキャンし、さらに補助的に側壁１０４の形状（柱、窓等）をスキャンし、この天井１０６及び側壁１０４の形状を３次元形状データとして記憶部に保存するようにしている。ここで、例えば、商品棚１０８や陳列物の画像情報を取得した場合は、商品棚１０８や陳列棚が移動した際に、再度地図データを作成し直す等の不都合が生じる。これに対し、本実施の形態のように、天井１０６の形状の画像情報を取得して地図データを作成すると、商品棚１０８や陳列棚を移動しても同じ地図データを使用することができる。すなわち、天井１０６及び側壁１０４の形状に基づき地図データを作成することで、汎用性に優れた地図データを得ることができる。
【００６９】
図５は、図１の警備範囲に基づき作成された１階部分の地図データを概略的に示す説明図である。巡回経路作成部６４は、画像情報（３次元形状データ）をレーザセンサ２４から取得すると、記憶部に該画像情報を記憶する。そして、初期設定時の巡回が終了すると、複数の特定点Ａ〜Ｄと移動時の画像情報をつなぎ合わせて、２次元（平面）からなる地図データ（図５参照）を作成する。このように、複数の特定点Ａ〜Ｄの３次元形状データを得て、地図データを作成することで、地図データのデータ量を少なくすることができ、制御部１６の処理負荷を低減することができる。なお、特定点Ａ〜Ｃを設定せずに、地図データを作成してもよいことは勿論である。
【００７０】
また、巡回経路作成部６４は、作成した地図データから警備用ロボット１０が実際に巡回を行う巡回経路の設定を行う。この巡回経路は、単純に初期設定時に巡回した経路を踏襲してもよいし、作成された地図データ上で改めて巡回経路を設定してもよい。巡回経路作成部６４によって作成された地図データ及び巡回経路のデータは記憶部に記憶される。なお、設定される巡回経路は、１つの経路に限定されるものではなく複数の経路を記憶部に記憶するようにしてもよい。これにより、警備用ロボット１０による巡回実施時に、ランダムに巡回経路を読み出して巡回経路を変えることで、警備用ロボット１０の巡回経路を侵入者に悟らせないようにすることができる。
【００７１】
制御部１６の駆動制御部６６は、駆動部１４の移動状態を制御する機能を有している。すなわち、駆動制御部６６は、駆動モータ５０の回転駆動を制御することで警備用ロボット１０を所定量移動させ、操舵装置５６を制御することで警備用ロボット１０の移動方向を変更することができる。
【００７２】
また、駆動制御部６６は、使用者がリモコン４６によって警備用ロボット１０を操作する場合と、警備管理室１１４からの遠隔操作信号を受信して遠隔操作がなされる場合と、巡回時に制御部１６によって自律的に駆動が制御される場合との３つのパターンに対応して駆動部１４の駆動を制御することができるようになっている。
【００７３】
巡回制御部６８は、実際に警備用ロボット１０が自律的に巡回する際に制御を行う機能を有している。この巡回制御部６８は、巡回設定部７２と、自己位置認識部（自己位置認識手段）７４と、障害物回避部７６と、階段昇降制御部７８と、異常判別部８０とを備え、警備用ロボット１０の巡回及び巡回にともなう処理を実施する。
【００７４】
巡回設定部７２は、警備用ロボット１０による巡回開始を制御する機能を有している。警備用ロボット１０は、巡回の実施前には、ロボットステーション１１６において待機状態となっている。巡回設定部７２は、巡回の開始時刻になると、駆動モータ５０や操舵装置５６に接続されているリレーをスタンバイ状態とし、また、記憶部に保存されている地図データ及び巡回経路を読み出して、警備用ロボット１０による建物１００内の巡回（移動）を開始する。
【００７５】
巡回制御部６８は、巡回設定部７２によって読み出された巡回経路に基づいて、駆動制御部６６を介して駆動部１４の駆動制御を行う。これにより、警備用ロボット１０に自律的な巡回を行わせることができる。この巡回時には、駆動部１４を平面移動モードに設定して、警備用ロボット１０を移動させる。
【００７６】
さらに、巡回設定部７２は、巡回の開始とともに、センサ群２０（レーザセンサ２４、ステレオカメラ２６、赤外線カメラ２８）も起動させ、該センサ群２０によってロボット本体１２の周囲環境の情報を取得するようにその駆動を制御する。
【００７７】
一方、自己位置認識部７４は、巡回時における警備用ロボット１０の自己位置を判別し、巡回設定部７２にその判別結果を返す機能を有している。この場合、自己位置認識部７４は、巡回時にレーザセンサ２４で巡回経路の画像情報を新たにスキャン（撮像）し、この新たな画像情報と記憶部に記憶されている画像情報を照合して地図データ上におけるロボット本体１２の位置を認識する。特に、本実施の形態に係る警備用ロボット１０の巡回経路には、複数の特定点Ａ〜Ｄが設定されており、この特定点Ａ〜Ｄは、重点的に画像情報が取得されていることで、詳細な周囲環境の形状データを有している。このため、自己位置認識部７４は、特定点Ａ〜Ｄをスキャンした新たな画像情報と、記憶部に記憶されている特定点Ａ〜Ｄの画像情報を照合して、２つの画像が一致すると、警備用ロボット１０が特定点Ａ〜Ｄに移動してきたことを正確に判断することができる。
【００７８】
このように、警備用ロボット１０は、巡回設定部７２による巡回経路と自己位置認識部７４の位置認識とに基づき、地図データ上の自己位置を高精度に認識することができる。すなわち、制御部１６は、巡回時に、ロボット本体１２を確実に巡回経路に沿って移動させることができる。
【００７９】
また、障害物回避部７６は、巡回時に、ステレオカメラ２６による撮像情報（画像情報）を取得して、警備用ロボット１０の移動方向（巡回経路上）に障害物が存在するか否かを判別する機能を有している。上述したように、ステレオカメラ２６は、障害物との奥行き（距離感）を検出することができるため、障害物回避部７６は、巡回経路上に障害物が存在する場合に、ロボット本体１２と障害物との相対的な距離を計測して、障害物を回避するように駆動制御部６６の駆動を制御する。この場合、障害物回避部７６は、ステレオカメラ２６により障害物の検知がなされると、巡回制御部６８による巡回経路上の移動制御に割り込むことで、ロボット本体１２に優先的に回避行動をとらせることができる。
【００８０】
障害物回避部７６は、障害物の回避行動において、ステレオカメラ２６が検知した障害物の大きさによって適切な移動を行うように駆動部１４の駆動を制御している。例えば、障害物回避部７６は、ステレオカメラ２６が検知した障害物が小さく、警備用ロボット１０が巡回経路から僅かにずれるだけで回避可能と判断した場合、巡回経路を維持しつつ必要な移動量だけ逸れて障害物の回避を行う。
【００８１】
一方、ステレオカメラ２６が大きな障害物を検知した場合には、ロボット本体１２を巡回経路から一時的に外れさせるように駆動部１４の駆動を制御する。巡回経路を外れた場合は、巡回制御部６８は、レーザセンサ２４による周囲環境の画像情報（３次元形状データ）と、記憶されている地図データに基づき、他の経路を作成して、元の巡回経路に復帰させるように駆動部１４の駆動を制御する。このように、障害物回避部７６が障害物に応じて適切な回避行動を行うことにより、警備用ロボット１０による巡回を確実に行うことができる。
【００８２】
また、障害物回避部７６は、検知（撮像）した障害物を追尾するように、回転機構を制御してステレオカメラ２６の撮像方向を調整する機能を有している。これにより、ロボット本体１２が障害物を回避するまで、ステレオカメラ２６によって障害物を検知することができ、ロボット本体１２と障害物との接触を確実に防ぐことができる。
【００８３】
階段昇降制御部７８は、自己位置認識部７４による警備用ロボット１０の位置認識と、読み出されている地図データに基づき、巡回経路上にある階段１０２の設置箇所に到着すると自動的に起動される。階段昇降制御部７８は、例えばステレオカメラ２６によって階段１０２の検知を行い、さらに駆動部１４の駆動を平面移動モードから階段駆動モードに切り替える。これにより、駆動部１４は、高トルクで低速移動（例えば、平面移動モードの移動速度の約１／３の移動速度）するように制御されることになり、階段１０２の昇降を開始する。
【００８４】
階段１０２昇降時には、既述したように、車輪５４に形成されている凹凸形状が階段１０２の角部に引っ掛かることで警備用ロボット１０を昇降させることができる。またこのとき、自己位置認識部７４は、レーザセンサ２４によりロボット本体１２の周囲環境のスキャンを行い、スキャンした画像情報と記憶部に記憶している画像情報との照合を行い、階段１０２上における自己位置を認識する。これにより、警備用ロボット１０は、階段１０２昇降時の姿勢を認識することができる。なお、警備用ロボット１０は、該警備用ロボット１０の傾き（姿勢）を検出するジャイロセンサを備えていてもよい。このように警備用ロボット１０の姿勢を検出することで、警備用ロボット１０を極端に傾けることなく、階段１０２を昇降させることができる。
【００８５】
また、巡回制御部６８の異常判別部８０は、巡回時に、赤外線カメラ２８を駆動して、ロボット本体１２の周囲環境の温度分布を継続的に監視する機能を有している。ここで、赤外線カメラ２８により撮像された周囲環境の温度分布画像は、侵入者又は火災が存在するとその存在箇所のみが大きな温度上昇を示す。このため、異常判別部８０は、この温度分布の変化を検出して異常事態の発生を判別することができる。例えば、異常判別部８０は、温度上昇を示す箇所が移動すると、該温度上昇を示すものを侵入者と判別し、周囲環境に比べて極端に高い温度上昇を示すと、該温度上昇を示すものを火災と判別する。
【００８６】
制御部１６は、この異常判別部８０により侵入者又は火災が判別されると、巡回制御部６８による巡回時の制御から、異常事態対処部７０による制御に切り替えを行う。
【００８７】
異常事態対処部７０は、対処機構２２（高輝度照明装置３０、消化器３２、スピーカ３４、音波砲３６、高電圧発生器３８、ネット発射装置４０、催涙ガス噴射装置４２）に駆動指示を行う第１対処制御部８２ａ〜第７対処制御部８２ｇと、侵入者又は火災に向かって警備用ロボット１０を自動的に移動させる移動対処部８４と、を有している。
【００８８】
異常事態対処部７０は、異常事態の検知にともない第１対処制御部８２ａ〜第７対処制御部８２ｇを制御して、高輝度照明装置３０、消化器３２、スピーカ３４、音波砲３６、高電圧発生器３８、ネット発射装置４０、催涙ガス噴射装置４２を駆動可能状態とし、さらに送受信機４４を介して警備管理室１１４に異常事態を検知したことを通知する。また、赤外線カメラ２８が撮像（検知）した情報に基づき、異常事態が発生した箇所を地図データ上で特定し、この発生箇所の情報も警備管理室１１４に送信する。
【００８９】
このように、警備用ロボット１０は、侵入者又は火災を検知した場合に、異常事態対処部７０により対処機構２２を駆動可能とすることで、通常の巡回時には対処機構２２の駆動を停止しておくことができ、消費電力を抑えるとともに安全性を向上することができる。
【００９０】
例えば、異常判別部８０により侵入者が侵入したと判別された場合、異常事態対処部７０は、赤外線カメラ２８の自動追尾機能を駆動して移動する侵入者を追尾しながら周辺を撮像していく。この赤外線カメラ２８が撮像した検知情報（温度分布画像）は、送受信機４４を介して警備管理室１１４に送信される。
【００９１】
また、異常事態対処部７０の移動対処部８４は、警備管理室１１４からの遠隔操作信号の入力がなくても、巡回制御部６８による駆動部１４の駆動から、異常事態対処部７０による駆動部１４の駆動に切り替えて駆動モータ５０及び操舵装置５６を自律的に制御する。これによって、侵入者に向かって警備用ロボット１０を移動させ、該警備用ロボット１０を侵入者に対峙させることができる。この場合、この移動対処部８４は、自律的な制御をしている間に、警備管理室１１４からの遠隔操作信号が入力された場合、該遠隔操作信号を優先して駆動部１４の駆動を制御することができる。
【００９２】
さらに、例えば、異常判別部８０により火災が発生したと判別された場合も、異常事態対処部７０は、赤外線カメラ２８の撮像方向を火災の発生箇所に固定しつつ、移動対処部８４により駆動部１４を制御して警備用ロボット１０を火災の発生箇所に近づける。この赤外線カメラ２８が撮像した画像情報は、送受信機４４を介して警備管理室１１４に送信される。
【００９３】
第１対処制御部８２ａは、警備管理室１１４からの遠隔操作信号の入力に基づいて高輝度照明装置３０を起動し、侵入者又は火災に対して高輝度照明を照射する。これにより侵入者に対する威嚇と侵入者を照らし出すことができる。高輝度照明装置３０の照射により周辺が明るく見やすくなることから、ステレオカメラ２６等による侵入者又は火災の撮像画像が鮮明となり、侵入者又は火災を、警備管理室１１４からでも容易に認識することができる。
【００９４】
第２対処制御部８２ｂは、警備管理室１１４からの遠隔操作信号の入力に基づいて消化器３２を起動し、火災に対して消火剤を噴射する。これにより、火災を早期（例えば、警備員が駆けつける前）に消火することも可能となる。
【００９５】
また、異常事態対処部７０は、ロボット本体１２に設けられた対処機構２２を駆動して、例えば、侵入者が武器等を使用して警備用ロボット１０や駆けつけた警備員に対して攻撃を行おうとした際に必要な対処を行うことができる。例えば、第３対処制御部８２ｃは、送受信機４４を介して受信した警備管理室１１４からの音声信号をスピーカ３４に出力する。これにより、侵入者を音声で威嚇することができると共に、侵入者に対して監視されていることを知らせることができ、この段階で、侵入者の犯行を阻止することも可能となる。
【００９６】
第４対処制御部８２ｄは、警備管理室１１４からの遠隔操作信号の入力に基づいて音波砲３６を起動し、侵入者に対して大音量の音波を出力する。これにより、侵入者をさらに怯ませることができるとともに、警備範囲の外部にも異常事態が発生していることを知らせることができる。
【００９７】
第５対処制御部８２ｅは、警備管理室１１４からの遠隔操作信号の入力に基づいて高電圧発生器３８を駆動する。これにより、侵入者に電気ショックを与えることができ、侵入者の攻撃をより怯ませることができる。
【００９８】
第６対処制御部８２ｆは、例えば侵入者が武器等を使用して警備用ロボット１０に対して執拗に破壊行為を行おうとした場合、または逃亡を図ろうとした場合に、警備管理室１１４からの遠隔操作信号の入力に基づいてネット発射装置４０を起動する。これにより、侵入者に対し捕獲ネットを発射することが可能となり、侵入者を捕縛することができる。
【００９９】
第７対処制御部８２ｇは、例えば、侵入者が犯行（窃盗や破壊行為）を行おうとした場合に、警備管理室１１４からの遠隔操作信号の入力に基づいて催涙ガス噴射装置４２を起動する。これにより、催涙ガスを侵入者に噴射することが可能となり、侵入者の犯行をより確実に妨害することができる。
【０１００】
ここで、警備用ロボット１０を構成する各種装置の具体的な装置例としては、以下のものが挙げられる。
・駆動部１４、操舵装置５６：築水キャニコム社製
・レーザセンサ２４：北陽電機社製ＵＴＭ−３０ＬＸ
・ステレオカメラ２６：ビュープラス社製ＢｕｍｂｌｅｂｅｅＸＢ３
・赤外線カメラ２８：ＮＥＣ  ＡＩＶＯ社ＨＸ０８３０Ｍ２
・高輝度照明装置３０：アタック社製ＡＤ−１
・スピーカ３４：竹中エンジニアリング社製ＳＰ−６００
・高電圧発生器３８：スタンガン（ブラックイーグル社製）
・ネット発射装置４０：竹中エンジニアリング社製ＮＥＴ−１１０
・警備管理室１１４からの無線遠隔操作信号を実現するためのシステム：
近藤科学社製ＫＲＣ−１
本実施の形態に係る警備用ロボット１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、この警備用ロボット１０の動作について図６〜図８のフローチャートに基づき説明する。
【０１０１】
図６は、図１の警備用ロボット１０による巡回経路の設定フローを示すフローチャートである。本実施の形態に係る警備用ロボット１０を建物１００内（所定の警備範囲）に設置する前には、初期設定として、該警備用ロボット１０が巡回する巡回経路の設定が実施される。
【０１０２】
制御部１６は、使用者からの初期設定を行う操作を受けると、駆動制御部６６を介して駆動部１４のリレーをスタンバイ状態とし、警備用ロボット１０の移動を開始する（ステップＳ１０）。また、同時にレーザセンサ２４も起動させ、ロボット本体１２の周囲環境の画像情報を取得可能とする。
【０１０３】
この警備用ロボット１０の移動時には、レーザセンサ２４を駆動して天井１０６の形状及び側壁１０４の形状を画像情報（３次元形状データ）としてスキャン（撮像）する（ステップＳ１１）。この場合、駆動部１４により移動しつつスキャンを行うことで、高精度な画像情報ではなく、比較的粗い画像情報（例えば、天井１０６の照明装置や警報器が判別できる程度）を得ることができる。これにより、記憶部には、警備用ロボット１０が移動した箇所の画像情報が連続的に記憶される。
【０１０４】
次に、警備用ロボット１０が移動して使用者が想定していた特定点に到着すると、該使用者の操作に基づき警備用ロボット１０の駆動を停止し、特定点であることが指示された上で、レーザセンサ２４を駆動して特定点の周囲環境のスキャンを行う（ステップＳ１２）。この特定点においては、警備用ロボット１０を停止させてスキャンを行うことで、高精度な画像情報（例えば、天井１０６の壁の模様や凹凸（梁）、側壁１０４に取り付けられている金具等）を取得する。これにより、記憶部には特定点の正確な３次元形状データが記憶される。
【０１０５】
また、特定点に階段１０２が存在する場合は、使用者の操作に基づき、階段１０２を昇降するか否かが判別され（ステップＳ１３）、階段１０２を昇降しない場合は、ステップＳ１１に戻り同じフローが繰り返される。一方、階段１０２を昇降する場合は、警備用ロボット１０の駆動を平面移動モードから階段昇降モードに切り替え、ステップＳ１４に進む。
【０１０６】
そして、駆動部１４により階段１０２の昇降が開始されると、この階段１０２の昇降時にレーザセンサ２４による周囲環境のスキャンが行われる（ステップＳ１４）。これにより、記憶部には階段１０２の昇降時の画像情報も記憶される。また、警備用ロボット１０が階段１０２を昇降した後は、同様にレーザセンサ２４による周囲環境のスキャンが実施される。
【０１０７】
その後、使用者の操作に基づき、レーザセンサ２４によるスキャンを続けるか否かが判別され（ステップＳ１５）、スキャンを続ける場合は、ステップＳ１１に戻り、同じフローが繰り返される。一方、スキャンを終了する場合は、警備用ロボット１０による移動（巡回）が終了したと判断し、ステップＳ１６に進む。
【０１０８】
次に、制御部１６は、巡回経路作成部６４によってスキャンした３次元形状データから２次元（平面）の地図データを作成する（ステップＳ１６）。この場合、画像情報を高精度にスキャンした２つの特定点と特定点を、粗くスキャンした移動区間によってつなげることで、地図データ（図５参照）を容易に形成することができる。
【０１０９】
最後に、巡回経路作成部６４は、作成した地図データから警備用ロボット１０が巡回を行う巡回経路（例えば、図５に示す巡回経路）の設定を行う（ステップＳ１７）。これにより、巡回経路作成部６４は、建物１００内を実際に巡回する際の巡回経路を設定することができる。この巡回経路は記憶部に記憶される。
【０１１０】
以上のように、本実施の形態に係る警備用ロボット１０は、レーザセンサ２４によって得られる画像情報に基づき警備用ロボット１０が巡回する地図データを作成し、該地図データに基づき階段１０２を含む巡回経路を予め設定することで、例えば建物１００の設計図等をデータ入力して巡回経路の設定を行うよりも、実際の被検出対象（例えば、側壁１０４や天井１０６）の配置状態に基づいた正確な地図データを得ることができるため、警備用ロボット１０が複数の階層にわたって巡回を行う巡回経路を精度よく設定することができる。
【０１１１】
図７は、図１の警備用ロボット１０による巡回時の動作フローを示すフローチャートである。次に、警備用ロボット１０の巡回時の動作について説明する。
【０１１２】
この場合、警備用ロボット１０はロボットステーション１１６に待機しており、制御部１６は、所定の巡回時刻になると、巡回設定部７２によって駆動部１４を起動（すなわち、リレーをスタンバイ状態とする）するとともに、記憶部に記憶されている地図データ及び巡回経路を読み出す（ステップＳ２０）。
【０１１３】
そして、制御部１６は、読み出した巡回経路に基づき、駆動制御部６６を介して該警備用ロボット１０を移動させる（ステップＳ２１）。この場合、駆動部１４の駆動は、平面移動モードに設定されている。
【０１１４】
警備用ロボット１０による巡回時には、巡回制御部６８によりレーザセンサ２４を駆動して、ロボット本体１２の周囲環境をスキャンする（ステップＳ２２）。
【０１１５】
制御部１６は、この巡回時にスキャンした画像情報と、初期設定時に撮像し記憶部に記憶した画像情報とを照合して、地図データ上の自己位置を認識する（ステップＳ２３）。
【０１１６】
また、警備用ロボット１０による巡回時には、障害物回避部７６によりステレオカメラ２６による撮像情報を取得して、警備用ロボット１０の移動方向（巡回経路上）に障害物が存在するか否かを判別する（ステップＳ２４）。障害物が存在する場合は、回避行動を取るためにステップＳ２５に進み、障害物がない場合は、巡回を実施するためステップＳ２６に進む。
【０１１７】
ステップＳ２５では、障害物回避部７６により、駆動部１４の駆動が制御されて障害物の回避行動が実施される。この場合、ステレオカメラ２６によりロボット本体１２から障害物までの距離が計測され、警備用ロボット１０の回避方向が判断され、操舵装置５６に適切な操作指示が行われる。また、障害物の回避後は、レーザセンサ２４により周囲環境をスキャンし、地図データを参照しながら巡回経路に復帰する。
【０１１８】
さらに、ステップＳ２６では、警備用ロボット１０が階段１０２の近くに移動したかが判別され、階段１０２の近くに来ていない場合は、ステップＳ２１に戻り同様のステップが繰り返される。
【０１１９】
一方、警備用ロボット１０が階段１０２の近くに到着したと判別した場合は、駆動部１４を一端停止して、階段昇降制御部７８により平面移動モードから階段昇降モードに切り替えがなされ、駆動部１４により階段１０２の昇降が実施される（ステップＳ２７）。
【０１２０】
階段１０２の昇降後は、階段昇降モードから平面移動モードに切り替えがなされ、さらに巡回が継続される（ステップＳ２８）。
【０１２１】
その後、読み出されている巡回経路に基づき、警備用ロボット１０による巡回を続けるか否かが判別され（ステップＳ２９）、巡回を続ける場合はステップＳ２１に戻り同様のステップが繰り返される。
【０１２２】
一方、巡回経路に基づき巡回が終了した場合は、巡回制御部６８によってロボットステーション１１６に帰還するように導かれ、ロボットステーション１１６において待機するとともに充電式電源４８にロボットステーション１１６の充電機器１１８から充電が行われる（ステップＳ３０）。
【０１２３】
このように、警備用ロボット１０の巡回時には、巡回経路作成部６４が作成した地図データ上におけるロボット本体１２の位置を自己位置認識部７４により認識することで、複数の階層を有する建物１００でもロボット本体１２の位置を確実に認識することができ、制御部１６は、地図データに沿って駆動部１４の制御を精度よく行うことができる。
【０１２４】
また、巡回終了後に、ロボットステーション１１６から充電が行われることで、警備用ロボットの巡回中に電力不足により駆動が停止する等の不都合を回避し、確実に巡回を行わせることができる。
【０１２５】
図８は、図１の警備用ロボット１０による巡回時に異常事態の検知を行う動作フローを示すフローチャートである。次に、巡回時において生じた異常事態に対する警備用ロボット１０の動作フローについて説明する。なお、以降の動作フローは、異常事態に応じた警備用ロボット１０の１つの対処パターンを例示しているに過ぎず、例えば、異常事態の状況や警備員による操作によって警備用ロボット１０は種々の動作を行い得ることは勿論である。
【０１２６】
先ず、図１０のステップＳ４０において、赤外線カメラ２８によりロボット本体１２の周囲環境の撮像が行われる。
【０１２７】
そして、異常判別部８０により、赤外線カメラ２８が撮像した画像情報の温度分布の変化を判別し、異常事態（人又は火災）の検知がなされる（ステップＳ４１）。ここで、異常判別部８０が人又は火災を検知しない場合は、ステップＳ４０に戻り同様の処理が繰り返される。
【０１２８】
一方、異常判別部８０が人又は火災を検知した場合は、異常事態対処部７０により、送受信機４４を介して警備管理室１１４に警報信号を送信する（ステップＳ４２）。
【０１２９】
警備管理室１１４では、現場にいる警備用ロボット１０に対して遠隔操作信号を送信して、警備用ロボット１０を無線による操縦（遠隔操作）に切り替える（ステップＳ４３）。この遠隔操作信号に基づき、警備用ロボット１０は、異常事態が発生した箇所に移動する。
【０１３０】
そして、異常事態が発生した箇所をステレオカメラ２６によって撮像する（ステップＳ４４）。この撮像時には、高輝度照明装置３０を駆動して異常事態が発生した箇所に高輝度光を照射してもよい。
【０１３１】
さらに、赤外線カメラ２８の検出情報やステレオカメラ２６の画像情報に基づき、異常判別部８０により、赤外線カメラ２８が検出した箇所が侵入者か火災かが判別される（ステップＳ４５）。なお、この判別は、例えば、ステレオカメラ２６の撮像した画像情報を警備管理室１１４にて警備員が確認することで、一層確実に判別を行うことができる。この判別により、火災と判別した場合はステップＳ４６に進み、侵入者と判別した場合はステップＳ４７に進む。また、赤外線カメラ２８によって検知された異常事態が誤報である場合には、ステップＳ４０に戻り同様の処理が再開される。
【０１３２】
ステップＳ４６では、警備管理室１１４からの遠隔操作又は異常事態対処部７０により、火災の発生箇所に対し消火行動を実施する。この場合、警備管理室１１４からの遠隔操作によって第２対処制御部８２ｂを駆動し、消化器３２による消化剤の噴射が行われる。また、火災の発生が、送受信機４４を介して警備管理室１１４に通報されると、警備管理室１１４から消防署に通報が行われる。
【０１３３】
一方、ステップ４７では、侵入者である旨が送受信機４４を介して警備管理室１１４に通知され、対処機構２２を駆動可能とし侵入者に対する対処行動の実施準備を行う。警備管理室１１４では、侵入者の通知に基づいて、警備用ロボット１０が送信してきた箇所（現場）に警備員を現場へ急行させ、警察にもその旨を通報する。
【０１３４】
さらに、第１対処制御部８２ａにより高度照明装置を駆動して、高輝度光を照射して侵入者を威嚇しながら、警備用ロボット１０を犯人に向かって走行させる（ステップＳ４８）。
【０１３５】
そして、第３対処制御部８２ｃにより、侵入者に対しスピーカ３４から警告音声を発生させる（ステップＳ４９）。この場合、警備管理室１１４の警備員がマイクに向かって威嚇する音声を発すると、この音声信号が送受信機４４にて受信されて、警備用ロボット１０のスピーカ３４からの音声信号が出力される。
【０１３６】
警備員の警告後には、第３対処制御部８２ｃにより、予め録音しておいた警告メッセージをスピーカ３４から大音響で発生させる（ステップＳ５０）。これにより、侵入者をさらに威嚇することができる。
【０１３７】
また、警備管理室１１４では、警備用ロボット１０（ステレオカメラ２６）から送信されてくる画像の状態（乱れた映像かどうか等）によって、該警備用ロボット１０が侵入者から攻撃を受けているかどうかを判別することができる。
【０１３８】
攻撃を受けている場合は、次のステップＳ５１に進み、第４対処制御部８２ｄにより音波砲３６を制御し、侵入者に対し音波（例えば、１１０ｄｂ以上の騒音）を出力する。
【０１３９】
また、第５対処制御部８２ｅにより高電圧発生器３８を駆動し、侵入者に対し電気ショックを与える。これにより、侵入者の攻撃を怯ませることができる（ステップＳ５２）。
【０１４０】
さらに、侵入者が犯行を継続していると判別した場合は、次のステップＳ５３に進み、第６対処制御部８２ｆを駆動し、侵入者をネットによって捕獲するのに最適な位置（発射されるネットの到達位置が侵入者の位置となる場所）まで警備用ロボット１０を移動させ、ネット発射装置４０を駆動する。これにより、侵入者をネットによって捕獲することが可能となり、侵入者の犯行を阻止することができる。
【０１４１】
また、上記のステップＳ５０〜Ｓ５３を通じて、侵入者が犯行をやめない場合は、第７対処制御部８２ｇにより、催涙ガス噴射装置４２が駆動され侵入者に催涙ガスを噴射する（ステップＳ５４）。これにより、犯人の犯行をより高い確率で阻止することが可能となる。
【０１４２】
なお、侵入者が逃走しようとした場合、警備用ロボット１０を通じての警備管理室１１４での監視が継続されるが、侵入者は、ネットによって動きが制限された状態となっているため、逃走しようにも思うようにいかず、ステップＳ４７で通報した警察官及び警備員の到着によって身柄が拘束され、逮捕されることとなる。
【０１４３】
このように、本実施の形態に係る警備用ロボット１０によれば、警備管理室１１４からの遠隔操作によって、侵入者の犯行を阻止することができ、犯行に要する時間を延伸させて、その間に警察官や警備員の到着を待って犯行を未然に防ぐことができる。
【０１４４】
以上のように、本実施の形態に係る警備用ロボット１０によれば、駆動部１４が平面を移動する平面移動モードと、階段を昇降する階段昇降モードとを有し、ロボット本体１２を複数の階層間にわたって移動させることができるため、警備用ロボット１０によって複数の階層にわたる巡回を行うことが可能となる。すなわち、警備用ロボット１０が巡回を行う警備範囲を広げることができる。したがって、複数の階層を有する建物１００でも、警備用ロボット１０を少なく設置することが可能となり、警備用ロボット１０の設置コスト等を低減することができる。また、種々の撃退機構を有することで、侵入者を検知した場合に、的確に侵入者の行動を阻止することができる。
【０１４５】
なお、本発明は、上記の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１４６】
１０…警備用ロボット                １２…ロボット本体
１４…駆動部                        １６…制御部
１８…基体                          ２０…センサ群
２２…対処機構                      ２４…レーザセンサ
２６…ステレオカメラ                ２８…赤外線カメラ
３０…高輝度照明装置                ３２…消化器
３４…スピーカ                      ３６…音波砲
３８…高電圧発生器                  ４０…ネット発射装置
４２…催涙ガス噴射装置              ４４…送受信機
４８…充電式電源                    ５０…駆動モータ
５４…車輪                          ５６…操舵装置
６４…巡回経路作成部                ６８…巡回制御部
７０…異常事態対処部                ７４…自己位置認識部
７６…障害物回避部                  ７８…階段昇降制御部
１００…建物（所定の警備範囲）      １０２…階段
１０４…側壁                        １０６…天井
１１２…侵入検知センサ              １１４…警備管理室
１１６…ロボットステーション        １１８…充電機器
Ａ〜Ｄ…特定点
【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】
2012215959.tif 000008
【図７】
2012215959.tif 000009
【図８】
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