(57)【要約】システムは、第１の位置から目標領域まで自律運転するように構成された少なくとも１つのロボットを含むことができ、少なくとも１つの前記ロボットが一般的に円筒形状を有し、そして、前記ロボットが、少なくとも１つの搬送物品を保管するための保管容器と、前記ロボットの頂部に近接して取り付けられている少なくとも１つの画像ベースの深度センサと、目標領域まで運転し、前記搬送物品の搬送目標を認証するように構成された制御装置と、を含んでいる。【選択図】  図１Ｃ
2017515176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の位置から目標領域まで自律運転するように構成された少なくとも１つのロボットを有するシステムであって、
少なくとも１つの前記ロボットが一般的に円筒形状を有し、
前記ロボットが、
少なくとも１つの搬送物品を保管するための保管容器と、
前記ロボットの頂部に近接して取り付けられている少なくとも１つの画像ベースの深度センサと、
目標領域まで運転し、前記搬送物品の搬送目標を認証するように構成された制御装置と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記制御装置が、前記目標領域におけるドアの開放に少なくとも反応して前記搬送目標を認証するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記搬送目標が人であり、そして、
前記制御装置がさらに、ヒューマンインタフェースにより前記搬送目標を認証するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御装置がさらに、前記ロボットに含まれるビデオインタフェースを介して前記搬送目標を認証するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記搬送目標が識別物品を与えられた人であり、そして、
前記制御装置がさらに、前記識別物品を介して前記搬送目標を認証するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記保管容器が施錠可能であり、そして、
前記制御装置がさらに、認証が完了すると前記保管容器を開錠するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの画像ベースの深度センサが前記ロボットの一方の側部に取り付けられ、
前記保管容器が、前記少なくとも１つの画像ベースの深度センサとは異なる側の側部に配置され、
前記制御装置がさらに、前記目標領域に対して特定の向きに前記保管容器が向くように回転するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ロボットが作業空間内で運転するように構成され、そして、
前記作業空間内に配置された物体を示す複数の位置を含み、
前記制御装置が、少なくとも部分的に、物体を示す前記位置の検出に基づいて、ロボットの位置を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記深度センサが１８０度以下の視野を有し、そして、
駆動機構が、前記ロボットの直線運動及び回転運動を提供するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記深度センサが、画像センサと共に放射装置を有し、前記放射装置が物体から反射する信号を放射して前記画像センサにより反射光を検出し、前記ロボットからそのような物体の距離を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記深度センサが視野を有し、前記深度センサがその垂直な視野から１／２の角度まで下向きに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の移動ロボット。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記深度センサが、複数の深度センサを有し、
第１の深度センサ、及び、
前記第１の深度センサに近接して取り付けられ、前記第１の深度センサとは異なる向きの視野を有する第２の深度センサ、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボット。
【請求項１３】
一般的に円筒形状を有するロボットの保管容器内に少なくとも１つの物品を保管し、
前記ロボットの自律運転により目標領域へ少なくとも１つの前記物品を搬送し、
前記物品の搬送目標の認証を試み、
前記搬送目標が認証されると、前記搬送目標に前記物品を提示する、
ことを含む方法であって、
前記自律運転が、少なくとも１つの前向きの画像ベースの深度センサにより前記ロボットの経路内の障害物の存在を測定することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記搬送目標の認証の試みが、前記目標領域におけるドアの開放を検出することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記搬送目標の認証の試みが、前記ロボット上のヒューマンインタフェースにおいて人から所定の入力を受領すること、ビデオインタフェース処理、前記ロボットの運転場所において人に与えられた識別の入力、から成る群から選択された動作を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記保管容器が施錠可能であり、
制御装置が、認証が完了すると前記保管容器が開錠するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
目標領域に物品を搬送するためのロボットであって、
一般的に円筒形状と、
施錠可能な保管容器と、
前記ロボットの頂部に近接して取り付けられた少なくとも１つの画像ベースの深度センサと、
前記ロボットの前のドアが開放されたかどうかを測定するように構成された制御装置と、
前記目標領域におけるドアの開放の検出に反応して、前記物品の搬送目標を認証する認証システムと、
を含むことを特徴とするロボット。
【請求項１８】
人からの入力を受領するためのヒューマンインタフェース装置をさらに含み、
前記認証システムがさらに、前記ヒューマンインタフェース装置からの入力に反応して前記搬送目標を認証することを特徴とする請求項１７に記載のロボット。
【請求項１９】
前記認証システムがさらに、前記ロボットを運転する施設により人に与えられた個人識別物品に反応して前記搬送目標を認証することを特徴とする請求項１７に記載のロボット。
【請求項２０】
少なくとも１つの前記深度センサが、複数の深度センサを有し、
第１の深度センサ、及び、
前記第１の深度センサに近接して取り付けられ、前記第１の深度センサとは異なる向きの視野を有する第２の深度センサ、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的に、搬送用移動ロボットのための所定の場所における人及び／又は物体の認証に関し、戸口及び／又は出入り口のような特定の場所における人の認証を含むものである。
【背景技術】
【０００２】
自律移動ロボットを使用して小荷物の搬送又は受取を促進することは、ホテル、養護施設、アパート、又はオフィスビルを含む接客場所におけるスタッフ及び入居者へのサービスを改善することができる。例えば、宿泊客はルームサービスを注文することができ、そして、自律型ロボット搬送サービスが宿泊客の注文を宿泊客の部屋のドアまで直接搬送することができる。搬送物受領者の認証後に、小荷物は宿泊客に利用可能となることができる。
【０００３】
認証は、典型的には、宿泊客が自分自身を識別する意図的な行動をとることが必要となる。例えば、受領者は、身元を確認して小荷物の引き渡しを可能にするために、その搬送のために署名することができ、提供されている無線自動識別（ＲＦＩＤ）ドングル又はキーカードを使用することができ、又はパスコードを入力することができる。ホテルのような環境において、受領者は、認証のために彼らのルームキーをカードリーダーに通すことができる。その代わりに、ホテル利用見込み客が、チェックイン時に、顔画像、指紋、又は声紋サンプルのような生体データを提供することもできる。全てのこれらの機構は、彼ら自身を認証するために受領者が意図的な行動をとることを必要とし、このことは多くの人にとっては不当なプライバシーの侵害であると考えられ、又は習得して実施することが困難な特殊な使用者動作を必要とするものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態は、特定の場所における指定された人の認証のためのシステム、方法及び装置を含むことができる。いくつかの実施形態において、システムは、低費用センサシステムを有するロボットを含むことができ、そして、出入り口又は地理的場所と相互作用することができる。特定の実施形態においては、物品を引渡す前に、開放された戸口又は出入り口の敷居のような領域又は人を認証することをセンサシステムが補助するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】様々な実施形態による人への物品の搬送及び認証を示す図である。
【図１Ｂ】様々な実施形態による人への物品の搬送及び認証を示す図である。
【図１Ｃ】様々な実施形態による人への物品の搬送及び認証を示す図である。
【図１Ｄ】様々な実施形態による人への物品の搬送及び認証を示す図である。
【図２Ａ】複数の実施形態によるロボットの様々な図である。
【図２Ｂ】複数の実施形態によるロボットの様々な図である。
【図２Ｃ】複数の実施形態によるロボットの様々な図である。
【図２Ｄ】複数の実施形態によるロボットの様々な図である。
【図２Ｅ】複数の実施形態によるロボットの様々な図である。
【図２Ｆ】複数の実施形態によるロボットの様々な図である。
【図３】ある環境内で操作されるロボットに取り付けられた深度センサを示す漫画図である。
【図４】実施形態による回転可能な、一般的に円筒形のロボットに取り付けられた複数の深度センサを有するロボットの一例を示す図である。
【図５Ａ】複数の実施形態によるロボットのセンサの視野を示す図である。
【図５Ｂ】複数の実施形態によるロボットのセンサの視野を示す図である。
【図６】１つの特定の実施形態によるロボットの斜視図である。
【図７】実施形態によるロボット運転のフロー図である。
【図８】もう１つの実施形態によるロボット運転のフロー図である。
【図９】更なる実施形態によるロボット運転のフロー図である。
【図１０Ａ】実施形態によるロボット運転を示す一連の図である。
【図１０Ｂ】実施形態によるロボット運転を示す一連の図である。
【図１０Ｃ】実施形態によるロボット運転を示す一連の図である。
【図１１】特定の実施形態によるロボット運転のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１Ａは、特定の実施形態によるシステム及び方法を示す一連のパネルを図示している。図示される実施形態において、システムは、人に物品を搬送して認証するための方法を実施することができる。
【０００７】
方法１０１は、所定の領域内に位置する人が１つ以上の物品を注文することを含むことができる。第１のパネル１０３に図示されているように、特定の実施形態において、このことは、宿泊客が食べ物、飲み物、お菓子、洗面道具、雑誌、本、又は他の雑貨のような物品を注文することを含むことができる。注文はどんな適切な方法を使用して達成してもよく、電話又はタブレットのための移動アプレット、ウェブページ交流、ケーブルテレビインタフェースを使用することができ、又は単純にコンシェルジュ又は他のホテル従業員に電話することもできるが、限定されるものではない。
【０００８】
方法１０１はさらに、注文が受領されるとロボットの保護可能な保管容器内に特定の物品が配置されることを含むことができる。そのような動作は完全に自動化されたシステムにより実行することができ、又は、一部は人の補助が必要なシステムにより実行することができる。図示された実施形態においては、第２のパネル１０５に示されているように、注文はホテル内の特定の場所で人（例えば、コンシェルジュ）により受領されることもでき、（例えば、ホテル内の店又は商品倉庫において）所望の物品１０７が見つかったら、その後、移動ロボット１００の上部からアクセス可能である保護可能な容器１１６内に配置される。ロボットの保護可能な保管容器１１６内に物品が配置されると、容器は保護されることができる（例えば、閉鎖されて施錠される）。そのような閉鎖及び施錠は、自動操作であることができ、人により実施されることもでき、又は、その組み合わせであることもできる。
【０００９】
方法１０１はさらに、搬送物品を安全に収容して、搬送場所に向かうロボットを含むことができる。いくつかの実施形態において、そのような動作は、適切な手段によりロボット１００が目的地情報を受信し、注文に対応する部屋（指定された部屋）へ向かうことを含むことができる。いくつかの実施形態において、このことも自動化された工程とすることができ、有線又は無線接続を介して、指定された部屋の情報がロボット１００に送信される。特定の実施形態においては、人（例えば、コンシェルジュ）がロボット１００に取り付けられたインタフェースに手動で部屋番号を入力することにより、ロボット１００を指定された部屋に向かわせることができる。該インタフェースは、タブレット型インタフェース又はキーボードを含むが、限定されるものではない。
【００１０】
方法１０１はさらに、搬送物品を受け取った場所から指定された搬送位置まで自律運転するロボットを含むこともできる。そのような動作は、移動中に固定された物体及び移動している物体を回避することを含むこともできる。いくつかの実施形態において、このことは、ビル内、複数のビルからなるキャンパス内、又はより大きな地理的地域内を運転することを含むこともできる。図示される実施形態において、第３のパネル１０９から分かるように、ロボット１００は、指定された部屋への経路を潜在的に妨害している物体又は他の宿泊客を避けながら、環境１２２（例えば、ホテル）の廊下を通って自律運転することができる。
【００１１】
方法１０１はさらに、搬送場所に到着して、搬送場所に関連付けされた特定の領域に停止するロボットを含むことができる。いくつかの実施形態において、物品の到着を知らせる通知を発生させることができる。認証動作後に、保護可能な保管容器は物品を取り出すことを可能にする。このことは、保管容器が開放され、又は開錠されることを含むことができるが、限定されるものではない。図示される実施形態において、第４のパネル１１１に図示されているように、ロボット１００は、注文した宿泊客のドアの前であることができる目標領域１３２に到着することができる。物品の到着を知らせるために宿泊客に通知をすることができる。いくつかの実施形態においては、このことは、人（例えば、コンシェルジュ）が宿泊客に（例えば、電話、電子メッセージ等で）連絡をしてドアにロボットが存在することを知らせること、又は、宿泊客に自動メッセージを送信する（例えば、移動アプレット又は他の電子インタフェースにより宿泊客にロボットの到着を知らせることができる）ことを含むことができる。特定の実施形態においては、追加的に又は代替的に、ロボット１００は、ロボットに取り付けられたスピーカーを有するタブレット、ロボットの内蔵スピーカー等により生成される音声信号又は視覚信号を含む適切な通知を提供することができる。他の実施形態においては、ロボット１００は、通知を提供するために、物理的にドアをノックするように操作されることができる。ドアが開いたら、ロボット１００は、認証を完了して宿泊客が物品１０７を取り出すことを可能にすることができる（例えば、物品を事前設定し、開錠し、そして蓋を開ける等）。認証は、追加的な電子又は生体識別技術と併用して、又は単独で、ドアが開いたことを識別することを含むことができるが、限定されるものではない。
【００１２】
図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄは、実施形態による、障害物を含む領域を通って搬送領域に至るロボットの移動を示し、同様に、搬送を完了するための容器の開放を示す一連の上から下に見る漫画図である。
【００１３】
いくつかの実施形態において、搬送する物品を収容するロボットは、固定された障害物及び移動している障害物を回避して、搬送領域に到達することができる。図１Ｂの実施形態において、ロボット１００は、様々な障害物を有する廊下１２２（環境）を通ってドア１１３に隣接して位置している搬送領域１３４まで運転することができる。そのような運転は、ドア１１３の前の目標領域１３４内にロボット自体を配置するために、ロボット１００が廊下１２２を通り抜けて、カート１１５及び人１２６のような障害物を回避して運転することを含むことができる。図１Ｂには、ドアの開く角度１１７として図示されているように、内側に開くドア１１３に適切な目標領域が図示されている。
【００１４】
いくつかの実施形態において、搬送場所における特徴は搬送領域を識別及び／又は確認するために使用することができる。図１Ｃの実施形態において、ロボット１００は、ドア１１３に隣接した搬送領域１３４まで移動することができる。図１Ｃに図示されているように、廊下１２２（環境）は、室内へのドア１１３を有する壁１７０により一方の側の境界をつけられることができる。保護された容器１１６を有するロボット１００は、矢印１３２により示される方向に、点線で輪郭が描かれている搬送領域１３４まで自律運転することができ、該搬送領域１３４はドア１１３の正面の少し横側に配置されている。
【００１５】
いくつかの実施形態において、ロボットは搬送領域に到着して搬送物品の回収を可能にすることができる。特定の実施形態において、ロボットは、物品への容易なアクセスを提供するために所定の方法でロボット自体を適切な方向に向けることができる。図１Ｄの実施形態においては、ロボットが注文した宿泊客の部屋に対応するドア１１３に隣接した搬送領域１３４に到着すると、ロボット１００はドア１１３の開放に伴い引き渡しを完了することができる。いくつかの実施形態において、このことは容器１１６の開錠を含むことができる。特定の実施形態においては、ロボット１００は搬送領域１３４まで移動し、宿泊客による回収が容易な位置に容器が存在するように（矢印１３３により示されているように）その場で回転することができる。ドア１１３が開くと、ロボット１００は認証を完了し（事前に選択されたドアの開放を認証工程の一部として使用し）、宿泊客による容器１１６内に配置された物品の取り出しを可能にすることができる。いくつかの実施形態において、このことは容器１１６の蓋の開錠及び開放を含むことができる。
【００１６】
実施形態は、ホテル内のドアに関連した搬送領域を示しているが、あらゆる適切な場所を搬送領域とすることができる。例えば、出入り口又は玄関領域、定義された搬送領域、指定されたレストランのテーブル、客で占められた受付又は会議室の椅子、プールサイドのラウンジ、又は生体認証された客を搬送領域にする、又は利用して搬送領域を導き出すこともできる。
【００１７】
実施形態は、ロボットが客に物品を搬送することを図示しているが、搬送は他のあらゆる仕事のためであることができる。例えば、ロボットは、清掃員のカートに清掃用品又は洗浄剤を搬送することに使用することができ、他の実施形態においては、ロボットは、その後の集荷のために他のロボットに物品を搬送することもできる。
【００１８】
搬送領域を識別するために、又は、搬送領域を識別することを補助するために、ロボットは、画像センサ、深度(depth)センサ、位置センサ等を使用することができる。該センサは、部屋番号を識別し、ドアの開放が発生したかを判定するために使用されることができる。能動的又は受動的識別システムを使用することができ、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ、Bluetoothビーコン、ＱＲコードマーキング、超音波エミッタ、又は他の適切な領域又は目標識別メカニズム又はマーキングシステムを含むが、限定されるものではない。そのようなセンサはロボット自体に取り付けることができるが、いくつかの実施形態においては、センサの一部又は全てをロボットと分離することができ、そして、ロボットにデータを送信することができる、又はそのようなデータをロボットが取得することができる。
【００１９】
指定された搬送領域を測定し、認証を補助するための１つの使用可能な実施形態においては、ロボットは、（ドアの寸法が標準的であれば）事前に計算された、又は局所的に決定された三次元（３Ｄ）ドア開放モデルを使用することができる。例えば、ロボット１００がドアの前に配置されるとすぐに、深度センサ又は他の適切な３Ｄセンサを使用してドアの寸法及び位置を測定することにより、ドアの状態（開いているか閉じているか）を検出することができる。典型的に、ドアは床から垂直な平面上に配置され、ヒンジ上で回転する。ドアが開閉すると、床に沿って弧が描かれる。３Ｄセンサデータは、このモデルのドア及びその周りの壁に適している。検出されたドアの平面の方位と検出された壁及び地図とを比較することにより、ロボットはドアの角度を推定し、開いている状態か閉じている状態かを判断し、そして、ドアの開放によりドアがロボットに接触するか否かを判断することができる。ロボットは、開かれたドアに接触することを防止しながら、引き渡しを容易にする位置にロボット自体を配置するモデルを使用することができる。特定の実施形態において、ロボットは、引き渡し時においても戸口を通る宿泊客の出入りを可能にする妨害しない位置にロボット自体を配置することができる。
【００２０】
ホテルのような、いくつかの型のビルにおいては、ドアは通常施錠されており、多くの場合、ドアは内向きに開かれる。室内にいる人、又はドアを開けられる人は、ホテルによりある程度認証されている。ホテル内の安価な物品の搬送においては、この程度の認証は多くの場合において十分なものである。実際には、ロボットがドアの開放を検出したら人が荷物を取り出せるように、ロボットは容器又は荷物運搬装置を開錠するようにプログラムされることができる。個々のホテル又は施設は、ホテル従業員とのタブレットを介したビデオインタフェースの使用により、搬送品を受け取る人にタブレット上で署名してもらうこと、磁気帯又は無線自動識別（ＲＦＩＤ）による宿泊客のキーカードの検出、チェックイン時に宿泊客のために作成される暗証番号（ＰＩＮ）、又は他の適切な手段により、必要であればこの認証技術を他の技術で向上させることができる。より高度な生体認証を使用することもでき、生体認証には指紋認証、声紋分析、又は顔画像認証が含まれるが、限定されるものではない。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、搬送された物品を取り出したことが推定されると、蓋は自動的に閉じられ、再度施錠される。他の実施形態においては、物品が取り出されたことを確認するために能動的手段を使用することができ、能動的手段には、物品の取り出しを検出するために取り付けられた重量又は圧力センサ、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ、撮像装置、超音波センサが含まれるが、限定されるものではない。
【００２２】
理解されるように、搬送には様々な手段を使用することができる。例えば、いくつかの実施形態においては、１つ以上の型の搬送には施錠された容器は不要であり、ロボットに単に物品が積み込まれ、搬送領域まで自律運転し、認証し（即ち、ドアの開放を検出し）、そして引き渡しのために物品を提示することができる。
【００２３】
もう１つの搬送工程においては、物品はロボットの内部の、又は一方の側（例えば、後方）の施錠可能な容器内に配置され、ロボットは搬送領域（例えば、ドア）まで移動し、認証し（例えば、宿泊客と相互作用し）、引き渡しのために物品を保持している側部又は後部容器を提示するために回転する。
【００２４】
図２Ａは実施形態に含まれるロボット２００の側方図であり、図２Ｂは実施形態に含まれるロボット２００の上方図である。ロボット２００は、１つ以上の深度センサ２０２、本体２０４及び移動システム２０６を含むことができる。深度センサ２０２は、ロボット本体２０４内部及び／又はロボット本体２０４上に取り付けることができる。深度センサ２０２は、比較的低い視野（ＦＯＶ）を有することができる。いくつかの実施形態においては、比較的低い視野とは一方向において１８０度より下であり、特定の実施形態においては、一方向において９０度より下であり、更なる特定の実施形態においては、一方向において６５度よりも下である。図２Ａに図示されているように、深度センサ２０２は、ロボット２００のすぐ前の領域を含む視野２０８のために下向きの角度を有することができる。特定の実施形態において、視野２０８はロボット２００自体の一部を含むことができる。複数の深度センサ２０２を有する実施形態において、そのような深度センサ２０２は異なる視野角度を有することができ、又は同じ視野角度を有することができる。
【００２５】
追加的に又は代替的に、深度センサ２０２は比較的低い視野を有することができ、そして、ロボット２００の前方の領域を含む視野２０８’のために（ロボットの前方移動に対して）前向きの角度を有することができる。いくつかの実施形態において、ロボット２００は、図示される視野（２０８又は２０８’）の１つを有する１つの深度センサ２０２を含むことができる。代替的に、ロボット２００は、複数の視野方向（例えば２０８及び２０８’）の間で移動可能な深度センサ２０２を含むことができる。他の実施形態において、ロボット２００は、異なる視野を有する（例えば、１つが視野２０８を有し、もう１つが視野２０８’を有する）複数の深度センサ２０２を含むことができる。
【００２６】
いくつかの実施形態において、深度センサ２０２は、ビーム放射装置による画像取込を組み合わせることにより動作することができる。特定の実施形態において、深度センサ２０２は、画像センサ及びいくつかのスペクトルの光（例えば、赤外線、可視光線、又は紫外線）を放射する放射装置を含むことができる。画像センサは物体により反射された放射光により物体を検出することができる。
【００２７】
１つ以上の深度センサ２０２は本体２０４に固定的に取り付けられることができる。そのような実施形態において、視野よりも広い領域をスキャンするために、ロボット２００は、固定されたセンサで周囲をスキャンすることを可能にするために回転運動が可能である。他の実施形態において、１つ以上の深度センサ２０２は本体２０４に可動に取り付けられることができる。特定の実施形態において、そのような可動な取付部は、深度センサ２０２に限定的な移動のみを可能にする。更なる特定の実施形態において、深度センサ取付部の限定的な移動は、深度センサの現在の視野に４５度以下の視野を加えることができる。
【００２８】
実施形態によると、ロボット本体２０４は、一般的に円筒形状又は細長い形状を有することができる。ロボット本体２０４は、幅２１０よりも大きな高さ２１２を有することができる。いくつかの実施形態において、高さ２１２は、幅２１０の１．５倍以上であることができる。さらに、ロボット本体２０４は、人々と相互作用することを促す縦寸法を有することができる。したがって、いくつかの実施形態によると、ロボットの高さ２１２は０．８〜２ｍの間であることができ、特定の実施形態においては、１．２〜１．５ｍの間であることができる。追加的に又は代替的に、ロボット２００は搬送物品を保管するのに十分な幅を有することができ、同時に、環境内における移動を容易に可能にするのに十分な小ささであることができる。したがって、いくつかの実施形態によると、ロボットの直径又は最大幅は１ｍよりも下であることができ、いくつかの実施形態においては、３０〜６０ｃｍの間であることができ、特定の実施形態においては、４０〜５０ｃｍの間であることができる。
【００２９】
一般的に円筒形の／細長い本体２０４は、ロボットの移動中には低側面表面を有することができる。即ち、ロボット２００が移動する時には、横方向に外側に著しく突出する構造物を有していないものである。いくつかの実施形態において、低側面本体表面は、本体の幅の１／３よりも大きく本体表面から外側に伸びている構造物がないものであり、特定の実施形態においては、本体の幅の１／４よりも大きく本体表面から外側に伸びている構造物がないものである。そのような一般的に円筒形の／細長い本体は、ロボット２００により占められる空間が横方向に実質的に均一であるから、環境内におけるより効果的な移動を可能にする。
【００３０】
いくつかの実施形態において、ロボット２００は移動している時も静止している時も低側面形状を維持することができる。しかしながら、他の実施形態において、ロボット２００が静止している時は、構造物が本体から外側に伸びていることができる。１つの実施例としては、ロボット２００は、保管容器及び／又は本体内部の他の位置へのアクセス（例えば、保守管理上のアクセス）を可能にするために、本体２０４から外側に回転するドアを含むことができる。他の実施形態においては、ロボットが静止している時に展開可能な他の構造物を有することができる。
【００３１】
実施形態によると、深度センサ２０２は本体２０４の頂部に取り付けることができる。いくつかの実施形態において、頂部とはロボットの高さ２１２の上部１／３であることができる。特定の実施形態において、深度センサ２０２は、ロボットの高さ２１２の上部２０％に取り付けることができる。
【００３２】
移動システム２０６は、運転環境においてロボット２００が移動することを可能にするのに適しているどんな移動システムも含むことができ、車輪システム、無限軌道システム、ローラシステム、又はその組み合わせを含むが、限定されるものではない。特定の実施形態において、移動システム２０６は、ロボット２００に直線運動及び回転運動の両方を可能にすることができる。１つの特定に実施形態において、移動システム２０６は、互いに離れて配置されている少なくとも２つの車輪を含むことができ、それぞれの車輪はいずれの方向にも独立して回転可能である。
【００３３】
まだ図２Ａ及び図２Ｂを参照にして、いくつかの実施形態において、ロボット２００はさらに、ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）２１４を含むことができる。ユーザインタフェース２１４は、ロボット２００が他の人々と相互作用する、及び／又は、様々な仕事を実施するように指示される又はプログラムされることを可能にする。特定の実施形態において、ユーザインタフェース２１４は、低側面タッチスクリーンインタフェースであることができる。特定の実施形態によると、ロボット２００は搬送ロボットであることができ、ユーザインタフェース２１４は、指定された目的地及び／又は人への搬送を認証するために使用することができる。
【００３４】
同様に、ロボット２００は、容器２１６を含むこともできる。容器２１６は、低側面形状を維持するために、本体２０４内に形成されることができる。いくつかの実施形態において、容器２１６は保護可能であり、保管された内容物へのアクセスを限定する何らかの構造を有する。特定の実施形態において、ロボット２００は、容器２１６を保護するためのドア／蓋２１８を含むことができる。ドア／蓋２１８は、施錠可能であることができ、施錠可能でないこともできる。
【００３５】
実施形態によると、ロボットは一般的に円筒形の又は細長い本体を有することができる。いくつかの実施形態において、そのような形状は、横断面において一般的に閉曲線形状を維持する形状であることができる。しかしながら、そのような形状は垂直位置によって変化することができる。一般的に円筒形の本体は、円形又は楕円形の断面を必要としないものである。図２Ｂの上面図に図示されているように、一般的に円筒形の本体２０４は曲線的な構造を有するが、円形又は楕円形ではない。いくつかの実施形態において、横断面として見た場合、一般的に円筒形の本体は、点線で表された円又は楕円領域の大部分を占めることができる。したがって、図２Ｂに図示されているように、本体２０４は内接円２２０の大部分を占めている。
【００３６】
図２Ｃ〜図２Ｆは、一般的に円筒形の本体に含むことができる様々な他の断面形状を示す図である。図２Ｃ〜図２Ｆのそれぞれは、内接円２２０領域の大部分を占めている本体２０４−Ｃ〜２０４−Ｆを図示している。図２Ｂ〜図２Ｆの様々な本体断面形状は、単なる例として示されているものであり、構成を限定しているものと解釈されるべきではない。
【００３７】
これまで様々な実施形態によるセンサ構造及び対応するロボットが記載されており、これから実施形態によるロボットの運転方法を記載する。
【００３８】
図３の漫画図に示されているように、ロボット３００は、潜在的な障害物又は領域内を移動している人が存在していても、廊下又は部屋のような環境３２２内を移動することができる。特定の実施形態において、ロボット３００はここに記載のロボットのいずれかであることができ、又はその同等物であることができる。複数の固定物体３２４−０及び３２４−１を含むことができ、同様に、矢印３３０で示されている方向にドア３２８に向かって移動している人のような１つ以上の可動物体３２６を含むことができる環境３２２内を、ロボット３００は自律移動可能である。
【００３９】
環境３２２内の床に沿った並進運動に加えて、ロボット３００は３６０度回転することができ、それにより、固定取り付けされた又は限定的に移動できる１つ以上のセンサ３０２による環境内のスキャンを可能にする。センサ３０２は少なくとも１つの画像ベースの深度センサであることができる。ロボット３００は矢印３３２で示されている方向にドア３２８の前の目標領域３３４まで移動することができる。目標領域３３４に到達する時、特定の実施形態に示されている保護可能な容器３１６内に保持された搬送物はロボット３００の頂部に内蔵されていることができる。保護可能な容器３１６内の搬送物は図示されていない部屋の占有者により取り出されることができる。
【００４０】
センサ３０２は、ロボット３００の頂部又は頂部の近くに固定して又は移動可能に取り付けられることができる。いくつかの実施形態において、障害物回避中に検知すべき重要な領域は、ロボット３００の移動経路（例えば３３２）内に直接存在する領域、特にロボット３００の真正面の領域であることができる。したがって、いくつかの実施形態において、１つ以上の深度センサを含むセンサ３０２は、ロボット３００がこれから移動する領域が含まれる視野が典型的に維持されるように、一般的に下向き又は外向きの１つ以上のセンサを含むことができる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、センサ３０２は、直接下方に向けられて取り付けられた深度(depth)カメラを含むことができ、視野の約半分がロボット３００の本体により占められ、視野の残り半分を障害物の検出に使用することができる。いくつかの実施形態において、センサ３０２内の深度センサは、障害物検出のためにより大きな可視領域を提供するために垂直から正面の１／２の角度で下向きに外側に取り付けることができる。
【００４２】
特定の実施形態において、深度センサは、３次元検出を可能にするビデオゲーム技術と同様の又はビデオゲーム技術に由来する要素を含むことができる。そのような深度センサは、慣習的なシステムで採用されている広視野レーザーベースセンサよりも費用効率が良いものである。この型のセンサの特定の実施例は、Microsoft Corporationにより製造されているKinect、Apple Computerにより所有されているPrimsenseによるCarmine、又はSoftKineticによるDepthSense 325を含むことができるが、限定されるものではない。そのような深度センサは、より費用効率が良いものであり、典型的に物品から反射するように赤外光を向けて、センサからこれらの物品がどれくらい離れているか測定するために画像センサにより反射された赤外光を捉え、さらに、ＲＧＢビデオカメラのようなビデオカメラを内蔵しており、深度画像をビデオ画像と組み合わせることを可能にする。
【００４３】
一般に入手可能なレーザーセンサと比べると、実施形態によるロボットに備えられた深度センサは、典型的に９０度であるより狭い視野を有しており、約１〜３ｍであるより短い深度検出の有効範囲を有しており、そして、深度センサから約１／２ｍ内の範囲において限定的な又は欠如した深度の死角を有することができる。
【００４４】
いくつかの実施形態によると、ここで記載の１つ以上の深度センサを取り付けることにより、典型的に狭い視野に関連する制限及びそのような深度センサの他の制限を克服することができる。特定の実施形態において、深度センサは、ヒンジ連結されたレール油圧ピストンにより、又は深度センサを回転させ、上昇され、押し下げさせ、振動させ、又は横方向にスキャンするために使用される他の適切な作動メカニズムにより、移動可能であることができる。他の実施形態において、複数の深度センサを使用することができ、複数の深度センサは、前方、後方、上方及び下方領域が監視されるように一般的に向けられている。特定の実施形態においては、単独で、又は、狭帯域、広帯域、偏光又は他のスペクトルフィルタと組み合わせて、慣習的なＲＧＢ相補型ＭＯＳ又はＣＣＤセンサを使用することができる。実施形態は、ハイパースペクトル画像処理を可能にするために、赤外線、紫外線、又は他の画像焦点面アレイ装置を含むこともできる。このことは、例えば、人には可視できない、又は人は容易には可視できないガイド、マーカー、又は経路の監視及び追跡を可能にすることができる。
【００４５】
いくつかの実施形態において、太陽光、白色光、ハロゲン、ＬＥＤ、蛍光灯又は他の一般に入手可能な人工光源のような周辺光は、ロボット（例えば、１００、２００、３００）が移動する環境を照らすことができ、ロボットの深度センサは、障害物を検出するためにそのような光を利用することができる。追加的又は代替的に、ロボットは、障害物検出のための光源として機能する又は光を増大する、１つ以上の（移動可能に又は固定的に）取り付けられた光源を有することができる。そのような光源は、周辺光の明度を増大することができ、及び／又は、周辺光源からは得られない波長の光を提供することができ、及び／又は、暗い環境下で周辺光の代わりとなることができる。
【００４６】
ロボット（例えば、１００、２００、３００）がそのような光源を含んでいる時に、光源は深度センサと共に、又は深度センサから分離して取り付けられることができ、そして、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような単色又は単色に近い光源を含むことができる。いくつかの実施形態において、広帯域光源は、（赤外線又は紫外線ＬＥＤを含む）可変波長の複数のＬＥＤ、ハロゲンランプ又は他の適切な慣習的な光源により提供されることができる。様々な遮光体、レンズ、鏡、反射面、又は他の光学素子が、領域照明のための幅広な光線又は改善された局所的照度のための強く集束された光線を提供することができる。
【００４７】
ロボット（例えば、１００、２００、３００）との相互作用は、局所的入力又はネットワークインタフェースにより提供されることができる。いくつかの単なる実施例として、局所的入力は、タッチパッドを通して、声又はジェスチャー制御により、又は専用リモコンにより入力することができる。状態、機能、及びエラーメッセージ等の局所的表示は、タッチパッドディスプレイにより提供されることができる。ディスプレイは、慣習的な液晶ディスプレイ、電子ペーパー等のような双安定ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、又は他の適切なディスプレイであることができる。ユーザ入力、音声制御、カメラ媒介ユーザジェスチャー制御を提供するために、局所的ユーザ入力は、ロボットに取り付けられたパッド、ハードウェア又はソフトウェアキーボード、随意的なディスプレイの一部として統合することができるタッチセンサー式素子等を含むことができる。
【００４８】
特定の実施形態において、有線又は無線接続サブシステムは、図示されていないノートパソコン、タブレット、又はスマートフォンのような、もう１つのユーザ相互作用装置に接続するために使用することができる。随意的に、データ及び制御信号は、無線ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク、セルラーネットワーク、インターネット、又はクラウド媒介データ源のような、様々な外部データ源との間で受信、生成、又は伝送されることができる。また、ロボット（例えば、１００、２００、３００）は、ユーザ指定選択又はプロトコルの局所的データ保管を可能にする局所的データ源（例えば、ハードドライブ、半導体ドライブ、フラッシュメモリ、又は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭのようなダイナミックメモリを含む他の適切なメモリ）を含むことができる。
【００４９】
１つの特定の実施形態において、複数の通信システムを提供することができる。例えば、ロボット（例えば、１００、２００、３００）は、直接Ｗｉ−Ｆｉ接続（802.11b/g/n）を提供することができ、同様に、（例えば、インタフェースタブレットコンピュータに含まれるような）バックアップ通信経路として提供される分離した４Ｇ携帯電話接続を提供することができる。同様に、事前に配置された無線標識を識別するために、又は、使用者のスマートフォン又はタブレットを介してユーザインタフェースの一部を形成するために、タブレット又はロボットに取り付けられたBluetooth又は他の局所的通信システムを使用することができる。
【００５０】
実施形態によると、ロボット（例えば、１００、２００、３００）が仕事を実行するために自律的に移動すると、その現在の位置を追跡するために位置決めに頼ることができる。位置決め技術の典型例は、同時位置決め地図作成（ＳＬＡＭ）技術である。したがって、移動ロボット（例えば、１００、２００、３００）は同時位置決め地図作成を使用して、ロボットが仕事を実行する作業空間の周囲の情報を検出することができ、そして、検出した情報を処理して、同時にロボットの絶対位置を推定しながら、作業空間に対応する地図を構成することができる。
【００５１】
特定の実施形態において、ロボットの運転を補助する特定の物品又は場所に、Bluetoothビーコン、無線標識、発光装置、及び／又は、可視模様を配置することができる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、ロボット（例えば、１００、２００、３００）は、様々な随意のロッカー、搬送容器、又は棚内に、食料及び飲料を含む広範囲の嗜好品及び消耗品を持ち運ぶことができる。これらの消耗品（特に飲料）のいくつかは、ロボットが滑らかに静かに移動しないとこぼれてしまう、又は壊れてしまうものである。そのような問題は特にロボットが始動する時及び停止する時、特に（例えば誰かがロボットの経路に飛び出して）緊急停止する時に深刻である。１つの実施形態において、ロボット（例えば、１００、２００、３００）は、有効加重により加わる力を最小化するために、徐々に加速及び減速するように制御されることができる。そのような反応を可能にするために、ロボット（例えば、１００、２００、３００）は、同時に複数のモータ（車輪）を滑らかに減速するために十分な忠実度のモータ制御システムを有することができる。特定の実施形態において、ロボット（例えば、１００、２００、３００）は、高周波（例えば、１０００Ｈｚ）モータ制御ループシステムを含むことができる。
【００５３】
まだ図３を参照にして、運転中に、ロボット（例えば、１００、２００、３００）は、可動物体３２６を検出することができ、そして、可動物体を回避するために新しい経路を計画することができ、又は、ロボット（例えば、１００、２００、３００）の所望の移動経路３３２から可動物体がいなくなるまで減速又は一時停止することができる。固定物体３２４−０／１は、局所的移動計画によって回避することができる。固定物体３２４−０／１は、既知であることができ、そして、位置検出により検証されることができ、又はロボットにより新たに検出されることができる。
【００５４】
図４は１つの特定の実施形態によるロボットを図示しており、同様に、ロボット４００の選択された部品を示す分解図である。いくつかの実施形態において、ロボット４００は、図１Ａ〜図３に図示されているロボット１００の１つの特定の実施であることができる。
【００５５】
ロボット４００は、一般的に垂直中央線４３４の周りの円筒形状を有することができる。有利なことに、この形状は、外側に伸びているアーム等を有する物体の位置及び潜在的相互作用を測定する必要がないので、移動計算を容易にし、その場での回転を容易にする。タッチ式タブレット計算装置（タブレット）４１４をユーザ入力及び／又はメッセージ送受信のために含むことができ、該タブレット４１４は、ユーザ入力及び表示に便利な角度でロボットの頂部に取り付けられることができる。可視ディスプレイに加えて、タブレット４１４は、音声入力／出力のために使用することができ、及び／又は、ロボット４００を処理及び制御するために使用することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態において、音声指示又は通知を提供するために、タブレット４１４とは分離したスピーカー４３６を含むこともできる。
【００５７】
いくつかの実施形態において、ロボットの本体内にタブレット４１４の後方に位置する保管容器４１６を含むことができる。いくつかの実施形態において、保管容器４１６は保護可能である。特定の実施形態において、保管容器４１６は施錠可能であり、そして、目的地に到着して開錠のための認証を受領した時にのみ受取人への引き渡しのために開錠されるように制御されることができる。
【００５８】
図４の実施形態において、ロボット４００は、互いに隣接して取り付けられた前向きの深度センサ４０２−０及び下向きの深度センサ４０２−１を含む複数の固定深度センサを保持することができる。開示された実施形態において、深度センサ（４０２−０／１）は、タレット又は可動アクチュエータを必要としない方法で固定的に取り付けられることができる。特定の実施形態において、それぞれの深度センサ４０２−０／１は、光線放射装置及び物体から反射する光線を検出する画像センサを含むことができる。特定の実施形態において、深度センサ４０２−０／１は、赤外線（ＩＲ）ビデオカメラのような赤外線（ＩＲ）画像センサ及び赤外線（ＩＲ）放射体を含むことができる。いくつかの実施形態において、ロボット４００は、追加的な撮像能力を提供するビデオカメラ４０２−２を含むことができる。特定の実施形態において、ビデオカメラ４０２−２は、ＲＧＢ相補型ＭＯＳ型ビデオカメラであることができる。
【００５９】
深度センサに加えて、ロボット４００は１つ以上の他のセンサを含むことができる。まだ図４を参照にして、ロボット４００はさらに、底部に取り付けられたソナーアレイ４３８及びロボット４００の頂部近くに取り付けられた広角度ソナー４４０を含むことができる。
【００６０】
ロボット４００は、センサ入力及び／又は伝送入力に対応する記憶された指示を実行する１つ以上の処理装置により制御されることができる。特定の実施形態においては、ロボット４００の移動の局所的制御のための１つ以上のマイクロコントローラ４４４及びモータ制御装置４４６と共に、ｘ８６又は同様の中央処理装置４４２を使用することができる。
【００６１】
図示されている実施形態においては、電池４５０によって動く差動駆動モータ４４８が、ロボット４００を支える図示されていない車輪を駆動することにより移動を提供することができる。特定の実施形態において、電池４５０は、リチウムイオン電池であることができ、又は、他の型の充電池システムが好ましい。駆動機構は、差動駆動構成において、それぞれが各々の車輪に取り付けられている分離した駆動モータ４４８を含む。いくつかの実施形態において、そのような駆動機構は、ロボットの１．５ｍ／秒の速度を可能にし、平地と同様に斜面を上り下りすることを可能にする。特定の実施形態において、ロボット４００は、１０．１６〜２０．３２ｃｍ（４〜８インチ）の間の直径の、好ましくは約１５．２４ｃｍ（６インチ）の直径の２つの駆動輪を含むことができる。
【００６２】
実施形態によると、ロボット４００は、０．８〜２ｍの間の、好ましくは１．２〜１．５ｍの間の高さ及び３０〜６０ｃｍの間の、好ましくは４０〜５０ｃｍの間の直径を有するような大きさであることができる。そのような物理的寸法は、ロボット４００が廊下及び戸口を通って容易に移動することを可能にすることができる。
【００６３】
図５Ａ及び図５Ｂは、実施形態による深度検出視野構成を示す図である。そのような視野構成は、ここに記載のどのロボットにも備えさせることができる。
【００６４】
図５Ａは、ロボット５００及び２つの対応する視野５０８及び５０８’を示す斜視図である。図５Ｂは、ロボット５００の頂部を示す側面図である。図示されている実施形態において、ロボット５００は、ロボット５００の頂部近くに固定的に取り付けられた２つの深度センサ５０２−０／１を有することができる。深度センサ５０２−０／１は、どんな適切な深度センサでもよいが、特定の実施形態においては、ここに記載の放射装置及び画像センサ、又は同等物を含むことができる。いくつかの実施形態において、深度センサ５０２−０／１の１つ又は両方が、ＲＧＢ相補型ＭＯＳ型ビデオカメラを含むことができる。図示されている実施形態において、深度センサ５０２−０／１は、互いに隣接して配置されることができる。いくつかの実施形態において、深度センサ５０２−０／１は、互いに数ｃｍ内の距離に配置されることができる。いくつかの実施形態において、両方の深度センサ５０２−０／１は、対応する深度情報によりカラー画像を生成することができる。即ち、両方の深度センサ５０２−０／１は、ビデオカメラを含むことができる。
【００６５】
深度センサ５０２−０／１は、ロボットの前方進行方向（即ち、前方）向きに、ロボット５００の頂部に取り付けられることができる。１つの特定の実施形態において、深度センサ５０２−０／１は、床の上方８０〜８５ｃｍの位置に取り付けられることができる。１つの深度センサ５０２−１は、まっすぐ前に向けられることができ、一方他の深度センサ５０２−０は、ロボットのすぐ前の床を撮像するために下向きに角度を付けられていることができる。そのような角度は、図５Ｂに角度５３６として図示されている。特定の実施形態において、そのような角度は、垂直方向において５０〜８０度の間であることができ、好ましくは６０〜７０度の間であることができ、そして１つの特定実施形態においては約６５度であることができる。それぞれの深度センサ５０２−０／１の垂直視野角度は、図５Ａに角度５３８及び５３８’として図示されている。いくつかの実施形態において、そのような視野角度は１８０度未満であることができ、他の実施形態において、そのような視野角度は９０度未満であることができ、そして更なる実施形態において、そのような視野角度は６０度未満であることができる。１つの特定実施形態において、それぞれの深度センサ５０２−０／１の視野は、水平方向に５７度であり、垂直方向に４５度であることができる。
【００６６】
まだ図５Ａを参照にして、いくつかの実施形態において、下向きの深度センサ５０２−０の視野５０８の近接辺は、ロボット本体５０４の下部（即ち、底部）と交わることができる。このことは、ロボット５００の湾曲した本体５０４と交わる視野５０８の辺を示すロボット５００の前部の梨状の点線５０８’’により図５Ａに図示されている。ロボット５００の前の床上の台形５０８は、下向きの深度センサ５０２−０の可視領域を示している。ロボット５００の前方の垂直な台形５０８’は、前向きの深度センサ５０２−１の可視領域を示している。
【００６７】
図５Ａ及び図５Ｂのロボット５００は、ここに記載のいずれかの実施形態による移動システム５０６、ユーザインタフェース５１４、又は保管容器５１６、又はその同等物をも含むことができる。
【００６８】
図６を参照にすると、更なる実施形態によるロボット６００の斜視図が図示されている。ロボット６００は、一般的に円筒形の又は細長い形状の本体６０４を有することができる。１つ以上の深度センサ６０２は、下向き及び前向きの深度センサを可能にするために、本体６０４の上部に取り付けられることができる。深度センサ６０２は、ここに実施形態として記載されているいずれかの構成及び／又は要素、又はその同等物を有することができる。ロボット６００は、同様に本体６０４の上部に取り付けられている、ユーザインタフェース６１４を含むことができる。１つの実施形態において、ユーザインタフェース６１４は、タッチスクリーンを有するタブレット計算装置であることができる。ロボット６００は、保管容器６１６を含むことができ、図示される実施形態において保管容器６１６は、ロボット本体６０４の上面内に伸びていることができる。図示される実施形態において、保管容器６１６は保護可能であることができ、閉じることができるドア／蓋６１８を含んでいる。特定の実施形態において、ドア／蓋６１８は施錠可能であり、搬送作業における認証時に開錠され、及び／又は、開放されることができる。
【００６９】
ロボット６００は、追加的な本体取り付け部品６４０を含むことができ、該部品６４０は、通知照明を提供する照明構造、センサ６０２により使用される照明、又は１つ以上の追加的なセンサを含むことができるが、限定されるものではない。
【００７０】
上記において様々なロボット、ロボットのセンサ取り付け構成、及び関連する方法を記載しているが、参照図の図番と共に追加的な方法を以下に記載する。
【００７１】
図７は、実施形態による方法７５０のフロー図である。方法７５０は、局所的物体／障害物の存在を検出するための、画像ベースの深度センサ走査を含むことができる（７５２）。そのような動作は、非可視又は可視スペクトルの光のような深度センサから放射される光線を検出する、ロボット本体の頂部に又は頂部に向かって取り付けられている１つ以上の画像ベースの深度センサを含むことができる。特定の実施形態において、そのような動作は、局所的物体／障害物の存在及び距離を測定するために、赤外線放射体と共に動作する赤外線ビデオカメラを含んでいる（７５２）。
【００７２】
局所的物体及び／又はロボットの局所的位置を測定するための追加的なセンサ走査をも含むことができる（７５４）。ブロック７５２及び７５４により生成されたデータに基づいて、局所的占有グリッド(local occupancy grid)を導き出すことができる（７５６）。１つの実施例として、新しい物体／障害物を検出すると、局所的占有グリッドが更新されて物体／障害物の存在を含むことができ、同様にそのような物体／障害物が動いているか静止しているかを含むことができる。方法７５０は、ロボットが局所的占有グリッドと共に地図情報７５８を使用して局所的運転制御を作成することを含むこともできる（７５８）。いくつかの実施形態において、地図情報は、局所的計画を作成する前に、運転の全体的計画を作成するために使用されることができる（７６０）。
【００７３】
図８は、実施形態によるもう１つの方法８５０を示す図である。方法８５０は、局所的計画によるロボット運転を含むことができる（８６０）。ロボットは、放射信号及び画像センサを有するセンサを使用して、局所的物体／障害物を検出することができる（８６２）。局所的物体／障害物が検出されなかった場合（８６２→いいえ）、方法８５０は、局所的計画による運転（８６０）に戻ることができる。局所的物体／障害物が検出された場合（８６２→はい）、方法８５０は、検出された局所的物体／障害物から成るロボット内に記憶されている局所的占有グリッドを修正することができ（８６４）、そして、それに応じてその局所的計画を修正することができる（８６６）。その後、方法８５０は、局所的計画による運転（８６０）に戻ることができる。
【００７４】
図９は、実施形態によるもう１つの方法９５０を示す図である。方法９５０は、図８と同様の動作を含むことができる。そのような同様の動作は、同様の参照番号により参照されているが、先頭の数字が「８」の代わりに「９」になっている。
【００７５】
方法９５０は、動作９６２が、局所的物体／障害物を検出するために、ロボットが前向き及び下向きの低視野深度センサを使用することを含むことができる（９６２）点で図８と相違する。低視野深度センサは、いくつかの実施形態においては１８０度未満の視野を有することができ、他の実施形態においては９０度未満の視野を有することができ、特定の実施形態においては６０度未満の視野を有することができる。
【００７６】
図１０Ａ〜図１０Ｃは、特定の実施形態によるロボット運転を示す一連の図である。図１０Ａ〜図１０Ｃには、目標領域（１０３４−Ａ〜１０３４−Ｄ）（ドアの前の領域）を含むことができる環境１０２２（廊下）が図示されている。環境の境界又は既知の物体は、１０７０−Ａ（壁）及び１０７０−Ｂ（既知の家具）として図示されている。これらの地物は地図データ、全体的占有グリッド(global occupancy grid)、又は局所的占有グリッドから得ることができる。ロボット１０００は、局所的占有グリッド、地図データ、又は全体的計画から得られる局所的計画に従うことができる。環境１０２２は新たな物体１０７２を含むこともできる。新たな物体１０７２は、地図データ、全体的計画又は局所的計画からは知られていない、又は、これらには含まれていないものである。
【００７７】
図１０Ａ〜図１０Ｃにおいて、ロボット１０００は、局所的計画１０７４に従って目標領域１０３４−Ｃへ運転すると推定される。さらに、センサ（又はセンサ群）の視野は、１００８として図示されている。ロボット１０００及び対応するセンサは、ここに記載のいずれかのロボット及びセンサ、又はその同等物を含むことができる。
【００７８】
図１０Ａを参照にすると、ロボット１０００は、既知の物体の存在を考慮に入れ、障害物１０７０−Ｂを回避することを含む、局所的計画１０７４に従って移動することができる。
【００７９】
図１０Ｂを参照にすると、ロボット１０００が局所的計画１０７４に沿って移動を継続するとそのセンサの視野１００８内に新たな物体１０７２が現れ、そして検知される。ロボット１０００は、新たな物体１０７２を含むようにその局所的占有グリッドを更新することができる。
【００８０】
図１０Ｃを参照にすると、新たな局所的占有グリッドに基づいて、ロボット１０００は、新たな物体１０７２を回避しながら、目標領域１０３４−Ｃへ到着することを可能にする新たな局所的計画１０７４’を作成することができる。
【００８１】
図１１は、実施形態による自律ロボット運転のための処理工程を示すフロー図である。図１１において、ロボットは、様々な位置に配置された可動及び固定物体と同様に目標領域を含む環境を通って運転することができる。
【００８２】
図１１を参照にすると、ロボットの一組のセンサは１つ以上のソナー１１８０、１つ以上の突起センサ１１８２、及び、（１１８４により示されている）走行距離計、慣性測定装置（ＩＭＵ）、又は、光又は無線信号を放射するビーコンを含むビーコンと共に作用するように構成された他のセンサのいずれかを含むことができる。一組のセンサは、ビデオ画像又は複数の静止画像を提供することができる１つ以上のカメラシステム１１５２を含むこともできる。
【００８３】
カメラ画像（１１５２）からのセンサデータ及び／又は走行距離計及び位置ビーコン（１１８４）は、ロボットの位置を特定する１１８６ために使用することができる。いくつかの実施形態においては、位置特定１１８６に地図データ１１５８を使用することもできる。位置特定１１８６は、局所的環境内におけるロボットの位置及び向きを含む、ロボット姿勢１１８８にたどり着くために使用されることができる。図示される実施形態において、カメラ画像（１１５２）、ソナー１１８０及び突起センサ１１８２からのセンサデータは、ロボットの周りの環境内における物体位置の局所的知識を提供することができる（局所的占有グリッド）１１５６。
【００８４】
地図データ１１５８と組み合わせた一組のセンサ（例えば、１１５２）からのデータは、全体的占有グリッド１１９０にたどり着くために使用することができる。
【００８５】
図示されている実施形態において、ロボットの目的地を示すデータを入力／受信するためにユーザインタフェース１１１４を使用することができる。そのようなデータは、目標領域の位置を含むことができる、目標姿勢１１９２にたどり着くために使用することができる。いくつかの実施形態において、そのようなユーザインタフェース１１１４のデータは、目標姿勢１１９２にたどり着くために、地図データ１１５８と共に使用することができる。
【００８６】
得られたロボット姿勢１１８８、目標姿勢１１９２及び全体的占有グリッド１１９０は、全体的計画（距離地図）（１１６０）を作成するために、全体的計画作成部(global planner)１１９４により使用されることができる。いくつかの実施形態において、地図データ１１５８は、地図領域内の既知の物体の位置を統合する全体的占有グリッド１１９０と共に使用されることができ、ロボット姿勢１１８８入力及び目標姿勢１１９２と共に、ロボット運転のための全体的計画１１６０を作成することができる。全体的計画１１６０は距離地図に縮小することができる。
【００８７】
まだ図１１を参照にして、局所的計画作成部(local planner)１１９６は、局所的占有グリッド１１５６からの局所的物体位置の統合データ及びロボット姿勢１１８８と全体的計画１１６０を組み合わせることができる。そのようなデータにより、局所的計画作成部１１９６は、ロボットの経路内の障害物又は妨害物を回避する又はその周りを回るように局所的計画を調整することができる。ロボットの局所的検出及び再配向（回転）１１５８は、局所的経路を検証することができ、ロボットの部分的又は完全な回転のために、又は所望の目的地へ移動中に物体又は人を回避する後方又は前方移動のために、車輪に制御入力を提供する（１１９８）。
【００８８】
本発明の範囲又は主旨から逸脱することなく様々な改良及び変更を加えることができることは当業者には明らかである。したがって、開示されている実施形態は、この出願に基づき結果的に特許された場合の特許請求の範囲の範囲内の様々な改良及び変更並びにその同等物を含むことを意図している。特に、２つ以上の実施形態の一部又は全部及び上述のそれらの改良は全体的に又は部分的に組み合わせることができると明確に理解される。また、この発明の他の実施形態は、ここに具体的に開示されていないが、要素／工程が欠如しても実施することができると理解される。
【符号の説明】
【００８９】
１００  ロボット
１０１  方法
１０３  第１のパネル
１０５  第２のパネル
１０７  物品
１０９  第３のパネル
１１１  第４のパネル
１１３  ドア
１１５  カート
１１６  容器
１１７  ドア開放角度
１２２  環境、廊下
１２６  人
１３２  目標領域、矢印
１３３  矢印
１３４  搬送領域
１７０  壁
２００  ロボット
２０２  深度センサ
２０４  ロボット本体
２０４−Ｃ〜Ｆ  ロボット本体
２０６  移動システム
２０８、２０８’  視野
２１０  ロボットの幅
２１２  ロボットの高さ
２１４  ユーザインタフェース
２１６  容器
２１８  ドア／蓋
２２０  内接円
３００  ロボット
３１６  容器
３２２  環境
３２４−０、３２４−１  固定物体
３２６  可動物体
３２８  ドア
３３０  矢印
３３２  矢印
３３４  目標領域
４００  ロボット
４０２−０、４０２−１  深度センサ
４０２−２  ビデオカメラ
４１４  タブレット
４１６  保管容器
４３４  垂直中央線
４３６  スピーカー
４３８  ソナーアレイ
４４０  広角度ソナー
４４２  中央処理装置
４４４  マイクロコントローラ
４４６  モータ制御装置
４４８  駆動モータ
４５０  電池
５００  ロボット
５０２−０、５０２−１  深度センサ
５０４  ロボット本体
５０６  移動システム
５０８、５０８’  視野
５０８”  梨状の点線
５１４  ユーザインタフェース
５１６  保管容器
５３６  角度
５３８、５３８’  垂直視野角度
６００  ロボット
６０２  深度センサ
６０４  ロボット本体
６１４  ユーザインタフェース
６１６  保管容器
６１８  ドア／蓋
６４０  本体取り付け部品
７５０  方法
８５０  方法
９５０  方法
１０００  ロボット
１００８  視野
１０２２  環境
１０３４−Ａ〜Ｄ  目標領域
１０７０−Ａ  環境の境界
１０７０−Ｂ  既知の物体
１０７２  新たな物体
１０７４  局所的計画
１０７４’  新たな局所的計画
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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