JP7351757B2

JP7351757B2 - 移動するロボットを制御する方法

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Publication number: JP7351757B2
Application number: JP2020010252A
Authority: JP
Inventors: 義崇平松
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2023-09-27
Anticipated expiration: 2040-01-24
Also published as: CN113176775B; CN113176775A; JP2021117695A

Description

本発明は、移動するロボットの制御に関する。

自動で環境物理量を測定するロボットが知られている。たとえば特許文献１は、「案内対象者からの指示又は外部からの指示によって移動することで、案内対象者を誘導可能範囲内の目的地に案内するロボット１００と、そのロボット１００を制御するロボット制御装置１１０とを備えたロボット制御システムとする。ロボット１００は、少なくとも温度を含む周囲の環境を計測する計測センサを備える。そして、案内対象者を目的地に案内するためのロボット１００の移動ルートを設定し、その設定した移動ルート上で、計測センサによる環境の測定を実行させる。環境の測定は、測定履歴は、誘導可能範囲を分割したエリア毎の測定履歴を示す履歴テーブルに記憶させる。」ことを開示する（要約）。

特開２０１８－１６０２１０号公報

温度や湿度のような環境物理量を正しく測定するには、測定地点において特定の応答時間の経過が必要である。しかしながら、上記特許文献１のロボットは、移動ルート上の１点を通過するときに環境物理量を測定するため、正しく環境物理量を測定できない。逆に、上記特許文献１のロボットは、正しく環境物理量を測定するために測定地点で一定の時間の経過を待つと、目的地への移動が中断されてしまう。つまり、上記特許文献１のロボットは、環境物理量の測定と目的地への移動のどちらか一方の行動しか行えない。

従って、周囲の環境物理量を正しく測定することと、環境物理量の測定と異なる行動とを、両立させることができる技術が望まれる。

本願において開示される発明の一側面は、制御装置が、移動するロボットを制御する方法である。前記制御装置は、前記ロボットを環境物理量の測定計画地点へ向けて移動させ、前記ロボットの移動中に、発生した割り込みを検出し、前記割り込みへの対処を実行し、前記対処の間に、前記ロボットが移動停止状態にあることを含む測定開始条件が満たされる場合に、前記環境物理量の測定を開始する。

本発明の代表的な実施形態によれば、ロボットの動作において、環境物理量の測定と、環境物理量の測定と異なる行動とを、両立させることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。

巡回監視タスクにおいて、ロボットが、測定計画地点において、環境物理量を行う例を示す斜視図である巡回監視タスクにおいて、ロボットが、測定計画地点において、環境物理量を行う例を示す平面図である。情報処理システムの構成例を模式的に示す。サーバのハードウェア構成例を示すブロック図である。ロボットのハードウェア構成例を示すブロック図である。ロボットの制御装置の論理構成例のブロック図である。ロボットによる巡回監視タスクの対象領域及び計画経路を示す。オフィスにおいて、ロボットによる環境物理量の測定計画地点の例を示す。ロボットが環境物理量を測定する様子を模式的に示す斜視図である。ロボットが環境物理量を測定する様子を模式的に示す平面図である。ロボットの巡回監視のフローチャートの例を示す。測定計画地点での環境物理量の測定のフローチャートの例を示す。測定計画地点外での環境物理量の測定のフローチャートの例を示す。割り込みの検出のフローチャートの例を示す。対処部が移動中に発生する割り込みに対して実行するタスクのシナリオの例を示す。人物から声をかけられた割り込みに対する、ロボットの動作を模式的に示す斜視図である。人物から声をかけられた割り込みに対する、ロボットの動作を模式的に示す平面図である。異常を発見した割り込みに対する、ロボットの動作を模式的に示す斜視図である。異常を発見した割り込みに対する、ロボットの動作を模式的に示す平面図である。特定人物に声をかける指令をうけた割り込みに対する、ロボットの動作を模式的に示す斜視図である。特定人物に声をかける指令をうけた割り込みに対する、ロボットの動作を模式的に示す平面図である。声かけられ又は声かけの割り込みへの対処において、環境物理量の測定が終了した後、対話を切り上げるシナリオを実行するフローチャートの例を示す。ロボットが人物との対話を終わらせて、次の測定計画地点に移動する様子を模式的に示す斜視図である。ロボットが人物との対話を終わらせて、次の測定計画地点に移動する様子を模式的に示す平面図である。ロボットの巡回監視のフローチャートの他の例を示す。図２５のフローに対応する測定計画地点外での環境物理量の測定のフローチャートの例を示す。

以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。

＜巡回監視タスク概要＞
図１は、巡回監視タスクにおいて、ロボットが、測定計画地点において、環境物理量を行う例を示す斜視図である。図２は、巡回監視タスクにおいて、ロボットが、測定計画地点において、環境物理量を行う例を示す平面図である。ロボットは、特定の測定計画地点における環境物理量の測定中に、旋回動作を行う。環境物理量は、例えば、温度、湿度、二酸化炭素濃度、微少粒子状物質濃度等である。

ロボット１０１は、たとえば、ショッピングモールや百貨店、展示場、商業ビル、オフィスビル、空港、駅構内の移動可能な範囲を巡回する。ここでは、オフィスを例に挙げて説明する。オフィスにおける移動範囲は、例えば、机ｄ１と机ｄ２を除く通路１１０であり、オフィスワーカやロボット１０１が移動可能である。通路１１０は、区分けされた領域群（ＡＸ～ＣＺ）で構成されている。

ロボット１０１は、開始位置１０３から、通路１１０を移動して周囲の監視を行いつつ、区分けされた領域群ＡＸ～ＣＺそれぞれにおける少なくとも１つの測定計画地点で、環境物理量を測定するタスクを実行することになっている。ロボット１０１は、現在、領域ＣＺの測定計画地点１０２において、非移動行動である旋回を行いつつ、環境物理量の測定を実行している。旋回は、ロボット１０１が平面図で自身の重心を軸に回転する動作である。

温度や湿度のような環境物理量を正しく測定するには、測定地点において特定の応答時間の経過が必要である。このようにして、ロボット１０１は、環境物理量の測定を開始してから一定の応答時間の経過中に、非移動行動の旋回を行うことで効率よくタスクを遂行できる。

さらに、後述するように、ロボット１０１は、環境物理量の測定を行う巡回監視タスクにおいて、所定の割り込みに対して移動を停止して対処する。ロボット１０１は、その対処の間に、環境物理量を測定する。このように、ロボット１０１は、環境物理量の測定と、移動停止状態において実行される非移動行動とを、効率よく実行できる。

＜システム構成例＞
図３は、情報処理システムの構成例を模式的に示す。情報処理システム３００は、サーバ３０１と１又は複数のロボット１０１とを含む。サーバ３０１とロボット１０１とは、ネットワーク３０２を介して通信可能に接続される。サーバ３０１は、ロボット１０１が使用する情報を記憶するデータベース３０３を含む。データベース３０３は、ロボット１０１を制御するための情報や、ロボット１０１が収集した情報を格納する。

図４は、サーバ３０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。サーバ３０１は、プロセッサ４０１と、記憶デバイス４０２と、入力デバイス４０３と、出力デバイス４０４と、通信インターフェース（通信ＩＦ）４０５と、を含む。プロセッサ４０１、記憶デバイス４０２、入力デバイス４０３、出力デバイス４０４、および通信ＩＦ４０５は、バス４０６を介して互いに通信可能である。これら構成要素の数は任意であり、例えば、サーバ３０１は、複数のプロセッサ４０１及び複数の記憶デバイス４０２を含み得る。

プロセッサ４０１は、サーバ３０１を制御する。プロセッサ４０１は、プログラムを実行する。記憶デバイス４０２は、プロセッサ４０１の作業エリアとなる。また、記憶デバイス４０２は、プロセッサ４０１により実行される各種プログラムやデータを記憶する非一過性の記憶媒体を含む。記憶デバイス４０２は、たとえば、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等である。

入力デバイス４０３は、データを入力する。入力デバイス４０３としては、たとえば、キーボード、マウス、タッチパネル、テンキー、スキャナがある。出力デバイス４０４は、データを出力する。出力デバイス４０４としては、たとえば、ディスプレイ、プリンタがある。通信ＩＦ４０５は、ネットワークと接続し、データを送受信する。

図５は、ロボット１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。ロボット１０１は、プロセッサ５０１と、記憶デバイス５０２と、駆動回路５０３と、カメラ５０４と、レーザ距離計５０５と、タッチパネル５０６と、マイク５０７と、スピーカ５０８と、ディスプレイ５０９と、ＩＭＵ（ＩｎｔｅｒｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）５１０とを含む。

ロボット１０１は、さらに、湿度センサ５１１と、温度センサ５１２と、ＣＯ_２センサ５１３と、ＰＭ２．５センサ５１４と、通信ＩＦ５１５と、を含む。これらセンサ５１１から５１４は、環境物理量を測定するための環境測定センサ群に含まれる。なお、ロボット１０１の上記構成要素それぞれの数は任意であり、例えば、ロボット１０１は、複数のプロセッサ５０１及び複数の記憶デバイス５０２を含み得る。

プロセッサ５０１は、ロボット１０１を制御する。プロセッサ５０１は、プログラムを実行する。記憶デバイス５０２は、プロセッサ５０１の作業エリアとなる。また、記憶デバイス５０２は、プロセッサ５０１により実行される各種プログラムやデータを記憶する非一過性の記憶媒体を含む。プロセッサ５０１及び記憶デバイス５０２は、ロボット１０１を制御する制御装置に含まれる。

駆動回路５０３は、プロセッサ５０１からの指示により、ロボット１０１の移動機構を含む駆動機構を駆動させる。駆動機構は、ロボット１０１の腕や脚、関節、及び、車輪を含む移動機構、などを含む。

カメラ５０４は、ロボット１０１から見た被写体を撮像し、画像データとして記憶デバイス５０２に出力する。カメラ５０４からの画像データは、例えば、人物の特徴認識、ロボット１０１の進行方向に存在する障害物（人物も含む）の検出、検出された人物が不審者であるか否かの判定、に用いられる。カメラ５０４は、ステレオカメラやＲＧＢＤカメラのように測距可能なカメラでもよい。

レーザ距離計５０５は、レーザの照射対象物（たとえば、利用者や障害物）との距離と方向を測定する。レーザ距離計５０５としては、たとえば、レーザレンジファインダがある。タッチパネル５０６は、ディスプレイ５０９に設けられ、外部からの接触操作により、ディスプレイ５０９に表示された情報の指定を受け付ける。

マイク５０７は、外部からの音声の入力を受け付けて音声データとして記憶デバイス５０２に出力する。スピーカ５０８は、記憶デバイス５０２に記憶されている音声データに基づいて音声を出力する。ディスプレイ５０９は、記憶デバイス５０２に記憶されている画像データに基づいて画像を表示する。ＩＭＵ５１０は、ジャイロセンサ、加速度センサ、磁気センサを含むセンサデバイスであり、ロボット１０１の姿勢や向きを検出する。

また、ロボット１０１は、たとえば、ＳＬＡＭ（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｐｐｉｎｇ）技術により、カメラ５０４やレーザ距離計５０５、ＩＭＵ５１０を用いて、自己位置推定と地図作成を実行可能である。そして、ロボット１０１は、ＳＬＡＭで作成された地図と自己位置推定により、ロボット１０１の現在位置から予め指定された目的地点までの移動経路Ｒを生成し、移動経路Ｒに沿って移動することが可能となる。作成された地図情報は、例えば、ロボット１０１からサーバ３０１にアップロードされて、サーバ３０１のから記憶デバイス４０２に記憶される。地図情報は、例えば、複数のロボット１０１の間で共有できる。

図６は、ロボット１０１の制御装置の論理構成例のブロック図である。上述のように、ロボット１０１の制御装置のハードウェア構成は、１以上のプロセッサ及び１以上の記憶デバイスを含むことができる。また、制御装置は、ロボット１０１内に実装される構成要素のほか、ロボット１０１とネットワークを介して通信する構成要素を含むことができる。

図６の構成例において、制御装置５５０は、検出部５５１、移動制御部５５２、対処部５５３、生成部５５４、計画策定部５５５、空間情報５５６、測定部５５７、測定判定部５５８、探索部５５９を含む。機能構成要素５５１から５５５及び５５７から５５９は、例えば、同名のプログラム及び当該プログラムに従って動作するプロセッサ５０１により実装することができる。空間情報５５６は、記憶デバイス５０２の記憶媒体に格納されている。機能構成要素の動作についは後述する。

＜巡回監視タスクにおける環境物理量測定＞
図７は、ロボット１０１による巡回監視タスクの対象領域及び計画経路を示す。上述のように、ロボット１０１は、ショッピングモールや百貨店、展示場、商業ビル、オフィスビル、空港、駅構内の移動可能な範囲を巡回する。ここでは、対象領域はオフィスであるとする。オフィス６０１における移動範囲は、例えば、固定障害物６０２を除く通路であり、オフィスワーカやロボット１０１が移動可能である。図７において、複数の障害物の一つが例として符号６０２で指示されている。

ロボット１０１は、移動及び周囲観測を行いながら自己位置推定と地図作成を実行する。なお、予め生成された地図を使用してもよい。ロボット１０１は、移動経路６０３を順次生成し、移動経路６０３に沿って移動する。ロボット１０１は、移動経路６０３において、環境物理量を測定するための複数の測定計画地点を設定する。何ら割り込みが発生しない場合、ロボット１０１は、設定した測定計画地点それぞれにて停止し、環境物理量を測定する。上述のように、測定される環境物理量は、例えば、湿度、温度、ＣＯ_２、ＰＭ２．５を含む。

図８は、オフィス６０１において、ロボット１０１による環境物理量の測定計画地点の例を示す。ロボット１０１の制御装置５５０は、オフィス６０１を複数の領域６０５に分割し、各領域６０５において、移動経路６０３上に、１以上の測定計画地点を設定する。図８の例において、領域６０５の形状及び面積は共通であるが、これらは異なる形状又は面積を有してよい。

図８の例においては、一つの領域６０５において一つの測定計画地点が設定される。具体的には、旋回動作が計画される領域６０５において測定計画地点６５２が設定され、旋回動作が計画されていない領域６０５において測定計画地点６５１が設定される。ロボット１０１は、測定計画地点６５１及び６５２において移動を停止し、環境物理量の測定を実行する、ことを計画する。

測定計画地点６５１においては、環境物理量の測定を行いながら旋回動作を行うことが計画される。旋回動作は、移動停止状態において実行される非移動動作の一つである。他の非移動動作の例は、「頭部制御」、「音入力」、「撮影」等を含む。頭部制御は、ロボット１０１の頭部を左右上下に方向を変える動作である。音入力はロボット１０１に搭載されたマイク５０７で外部からの音の入力を受け付けて音声データとして記憶デバイス４０２に出力する。撮影は、カメラ５０４で外部の特定の物を撮像し、画像データとして記憶デバイス４０２に出力する。

図９及び１０は、ロボット１０１が環境物理量を測定する様子を模式的に示す、斜視図及び平面図である。ロボット１０１は、周囲の監視を行いつつ移動し、領域６０５内に侵入する。ロボット１０１は、測定計画地点６５１に到着すると停止し、環境物理量を測定するタスクを実行する。図９及び１０に示す例においては、ロボット１０１は、旋回動作を行うことなく、移動停止状態において環境物理量を測定する。環境物理量の測定が完了すると、ロボット１０１は、計画された移動経路６０３に沿った移動を開始する。

上述のように、巡回監視タスクにおいてなんらかの割り込みが発生しない場合、ロボット１０１は、計画された移動経路６０３に沿って移動し、分割された領域６０５のそれぞれにおいて、測定計画地点６５１又は６５２において停止し、環境物理量を測定する。一方で、巡回監視タスクにおいては、特定の割り込みが発生し、その割り込みへの対処においてロボット１０１が移動を停止する場合がある。

発生した割り込みへの対処を実行している間、測定計画地点と異なる地点において、移動停止状態であることを含む測定開始条件が満たされると、本実施形態のロボット１０１は、当該地点において環境物理量の測定を開始する。特定の応答時間を必要とする環境物理量測定と割り込みへの対処を同時に行うことで、巡回監視タスクをより効率的に実行することができる。

＜割り込みへの対処における環境物理量測定＞
図１１は、ロボット１０１の巡回監視のフローチャートの例を示す。本フローチャートは、測定計画地点での環境物理量の測定と、移動中に発生した割り込みに対処する場合の測定計画地点外での環境物理量の測定とを含む。

計画策定部５５５は、記憶デバイス５０２に格納されている空間情報を参照して、次の観測対象の領域内での測定計画地点を、目標位置に設定する（Ｓ１０１）。目標位置は、記憶デバイス５０２に格納された巡回監視管理情報に含まれる。空間情報は、推定される自己位置と周囲の空間の情報を含む地図情報を含む。上述のように、例えば、ＳＬＡＭ技術により、カメラ５０４、レーザ距離計５０５及びＩＭＵ５１０を用いて、空間情報が生成され、記憶デバイス５０２に格納される。

次に、生成部５５４は、計画策定部５５５が設定した目標位置を取得し、さらに、空間情報から現在位置と地図情報を取得して（Ｓ１０２）、現在位置から目標位置までの移動経路を生成し（Ｓ１０３）、巡回監視管理情報に含める。移動制御部５５２は、生成部５５４が生成した移動経路を取得し、空間情報を参照して、移動経路に沿って目標位置に向かって移動を開始する（Ｓ１０４）。

検出部５５１は、ロボット１０１の移動中に割り込みを検出すると、その情報を対処部５５３に通知する（Ｓ１０５）。割り込みは、例えば、移動の障害となる人や物体の発見、近くの人物からの声かけ、環境中の異常の発見、近くの人物へ声掛けの外部からの指令の受信等を含む。

移動中に割り込みが発生しない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、移動制御部５５２は、目標位置に向けた移動を続け（Ｓ１０６：ＮＯ）、目標位置に到着すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ロボット１０１の移動を停止し、目標位置に到着したことを測定判定部５５８に通知する。測定判定部５５８は、停止位置が測定計画地点である目標位置であることを通知されると、測定部５５７に測定を指示する。測定部５５７は、ロボット１０１が停止した測定計画地点において、環境物理量を測定する（Ｓ１０７）。

図１２は、測定計画地点での環境物理量の測定（Ｓ１０７）のフローチャートの例を示す。測定計画地点での環境物理量の測定は、ロボット１０１の移動や割り込みへの対処とは異なるスレッドである。測定部５５７は、環境物理量の測定を開始する（Ｓ１３１）。測定部５５７は、予め定められた時間が経過するのを待つ（Ｓ１３２：ＮＯ）。予め定められた時間は各センサの応答時間以上の時間であり、これにより、各センサにより適切に環境物理量を測定できる。

予め定められた時間が経過すると（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、測定部５５７は測定を完了し（Ｓ１３３）、測定の完了を計画策定部５５５に通知する。計画策定部５５５は、巡回監視管理情報において、現在の領域内での環境物理量を測定済みとする（Ｓ１３４）。これにより、一度測定が完了した領域の測定は省略される。

図１１に戻って、計画策定部５５５は、巡回監視管理情報及び空間情報を参照して、全ての領域において環境物理量の測定が完了したか判定する（Ｓ１１２）。全ての領域における環境物理量の測定が完了している場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、本フローは終了する。環境物理量を測定すべき領域が残っている場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、フローはステップに戻る。

ステップＳ１０５において、移動中に割り込みが発生した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、対処部５５３は、発生した割り込みに対する対処を行う（Ｓ１０８）。割り込みへの対処については後述する。制御装置５５０は、割り込みへの対処を行っている間に、測定計画地点外での環境物理量の測定を行う（Ｓ１０９）。測定計画地点外での環境物理量の測定については、図１３を参照して後述する。

計画策定部５５５は、割り込みへの対処と環境物理量の測定の完了を待つ（Ｓ１１０：ＮＯ、Ｓ１１１：ＮＯ）。割り込みへの対処と環境物理量の測定が完了すると（Ｓ１１０：ＹＥＳ、Ｓ１１１：ＹＥＳ）、計画策定部５５５は、巡回監視管理情報及び空間情報を参照して、全ての領域において環境物理量の測定が完了したか判定する（Ｓ１１２）。全ての領域における環境物理量の測定が完了している場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、本フローは終了する。環境物理量を測定すべき領域が残っている場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、フローはステップに戻る。

図１３は、測定計画地点外での環境物理量の測定のフローチャートの例を示す。測定計画地点外での環境物理量の測定は、ロボット１０１の移動や割り込みへの対処とは異なるスレッドである。

測定判定部５５８は、対処部５５３が割り込みへの対処が完了したか否かを判定する（Ｓ１５０）。対処部５５３が割り込みへの対処を実施中のとき（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、ロボット１０１が移動停止状態であるか判定する（Ｓ１５１）。例えば、測定判定部５５８は、推定自己位置の単位時間内の変化が予め設定された範囲内である場合、ロボット１０１が移動停止状態にあると判定する。または、移動停止状態で実行される非移動動作が予め設定されており、その非移動操作を実行している場合、ロボット１０１が移動停止状態にあると判定されてもよい。

測定判定部５５８は、ロボット１０１が移動停止状態となるまで、割り込みへの対処が完了したか否かと、移動停止状態か否かの判定を繰り返す（Ｓ１５０：ＹＥＳ、Ｓ１５１：ＮＯ）。割り込みへの対処が完了したと判定すると（Ｓ１５０：ＮＯ）、環境物理量の測定に必要な移動停止状態にならなかったと判定し、本フローは終了する。ロボット１０１が移動停止状態であると判定すると（Ｓ１５１：ＹＥＳ）、測定判定部５５８は、巡回監視管理情報を参照して、現在の領域内での環境物理量を未測定か判定する（Ｓ１５２）。現在の領域内での環境物理量を測定済みである場合（Ｓ１５２：ＮＯ）、本フローは終了する。

現在の領域内での環境物理量を未測定である場合（Ｓ１５２：ＹＥＳ）、測定判定部５５８は、巡回監視管理情報から現在領域の測定計画地点の情報を取得し、現在位置が、測定計画地点から予め設定された範囲外であるか判定する（Ｓ１５３）。現在位置が、測定計画地点から予め設定された範囲内である場合（Ｓ１５３：ＮＯ）、測定部５５７は、現在位置で環境物理量の測定を実行する（Ｓ１５９）。ステップＳ１５９における環境物理量の測定は、図１２のフローチャートを参照した説明と同様である。

現在位置が、測定計画地点から予め設定された範囲外である場合（Ｓ１５３：ＹＥＳ）、測定判定部５５８は、現在位置が測定に適した位置か否かを判定する（Ｓ１５４）。測定に不適切な位置の例は、現在位置から予め設定された範囲内に熱源が存在する、奥まった位置である、通路を塞ぐ位置である、等である。

例えば、巡回監視領域内の物体の位置が固定され、予め用意された地図に従って巡回監視を行う場合、測定判定部５５８は、測定に不適切な位置が予め登録された地図を参照することで、現在位置が測定に適した位置か否かを判定できる。このように、これにより、簡便かつ効果的に不適切な位置を特定できる。

予め用意された地図が存在しないまたは巡回監視領域内の物体の位置が変化する場合、測定判定部５５８は、その場で３次元計測及び物体検出を行うことで、計測された３次元情報と物体情報から現在位置が環境物理量の測定に適しているか否か判定する。これにより、予め指定された不適切位置の情報がなくとも、環境物理量の測定に不適切な位置を特定できる。

現在位置が環境物理量の測定に適している場合（Ｓ１５５：ＮＯ）、測定部５５７は、現在位置で環境物理量の測定を実行する（Ｓ１５９）。現在位置が環境物理量の測定に不適切である場合（Ｓ１５５：ＹＥＳ）、探索部５５９は、空間情報５５６を参照して、現在領域内で、現在位置から、環境物理量の測定に適している最も近い位置を探索する（Ｓ１５６）。測定に適切（不適切）な領域の判定基準は上述の通りである。

探索部５５９は、環境物理量の測定に適している位置を見つけると、巡回監視管理情報においてその位置を目標位置に設定し、生成部５５４に経路の生成を指示する。生成部５５４は、目標位置までの経路を生成し、移動制御部５５２に移動を指示する。移動制御部５５２は、目標位置を取得して、その位置にロボット１０１を移動する（Ｓ１５７、Ｓ１５８：ＮＯ）。

移動制御部５５２は、目標位置に到着すると、それを測定判定部５５８に通知する（Ｓ１５８：ＹＥＳ）。測定判定部５５８は、その通知に応答して、測定部５５７に環境物理量の測定を指示する。測定部５５７は、現在位置で環境物理量の測定を実行する（Ｓ１５９）。

上記例において、環境物理量の測定開始条件は、ロボット１０１が移動停止状態にあることと、環境物理量の測定に不適切な領域外にあることを含む。移動中に発生した割り込みへの対処中に発生する移動停止状態において環境物理量の測定を開始することで、割り込みへの対処と環境物理量の測定を同時に実行し、環境物理量の測定を伴う巡回監視を効率的に行うことができる。また、環境物理量の測定の完了を待って移動を再開することで、応答時間を伴う環境物理量の測定をより適切に行うことができる。

測定計画地点と異なる地点で環境物理量の測定を開始する前に、現在位置が環境物理量の測定に不適切な位置であるか判定し、不適切位置である場合に適切な位置に移動して環境物理量を測定することで、より適切に環境物理量を測定することができる。

以下において、ロボット１０１が移動中に発生する割り込みの例、並びにそれら割り込みへの対処及びその間の環境物理量の測定について説明する。図１４は、移動停止状態を伴う割り込みの検出のフローチャート例を示す。本フローは繰り返し実行される。

検出部５５１は、カメラ５０４、レーザ距離計５０５、マイク５０７などを用いてロボットの外界をセンシングして情報を取得し（Ｓ１７１）、得られた情報から異常を検出する（Ｓ１７２）。異常が存在しない場合（Ｓ１７３：ＮＯ）、本フローは終了する。異常が検出された場合（Ｓ１７３：ＹＥＳ）、検出部５５１は、ロボット１０１が新たな行動を実施する必要が生じたと判定し、対処部５５３に検出された異常の位置、領域の大きさ、領域の画像等、関連する情報を通知する（Ｓ１７４）。

また、検出部５５１は、マイク５０７を用いてロボットの外界をセンシングして情報を取得し（Ｓ１７１）、得られた情報から音声を抽出する（Ｓ１７５）。検出部５５１は、抽出した音声を解析し、人物から声をかけられたか判定する（Ｓ１７６）。人物から声をかけられていない場合（Ｓ１７６：ＮＯ）、本フローは終了する。人物から声をかけられた場合（Ｓ１７６：ＹＥＳ）、検出部５５１は、ロボット１０１が新たな行動を実施する必要が生じたと判定し、対処部５５３に、抽出された音声の開始時刻、終了時刻、方向、パワー等の関連する情報を通知する（Ｓ１７７）。

さらに、検出部５５１は、特定者への声かけ指令が外部（例えばサーバ３０１又は他のロボット１０１）から通信ＩＦ５１５に到着していることを検出し（Ｓ１７９）、指令が示す位置や特徴を有する該当人物を発見すると（Ｓ１８０）、それを対処部５５３に通知する（Ｓ１８１）。該当人物の発見は、例えば、指令に含まれる顔画像をカメラ５０４で得られた情報から検索する。または、カメラ５０４で得られた情報から人物を検出し、検出された人物の方向に対して指令に含まれる名前を呼びかけ、検出された人物の動きがロボット１０１を向くか判定することで、発見と判定してもよい。

図１５は、対処部５５３が移動への割り込みに対して実行するタスクのシナリオの例７０１を示す。対処部５５３は、シナリオ７０１に従って、移動への割り込みそれぞれへの対処（タスク）を実行する。シナリオ７０１は、移動への割り込みの例として、人物からの声かけられ、異常発見、及び特定人物への声かけを示す。シナリオ７０１により、これら割り込みに対する対処において、環境物理量の測定を効率的に実行できる。なお、これらと異なる割り込みが含まれていてよく、これら割り込みが含まれていなくてもよい。

図１６及び１７は、人物から声をかけられた割り込みに対する、ロボット１０１の動作を模式的に示す斜視図及び平面図である。ロボット１０１は、領域６０５の測定計画地点６５１に向かって移動しているとき、領域６０５において人物１０４に声をかけられる。図１５に示すように、対処部５５３は、移動制御部５５２に指示してロボット１０１を停止させ、検出された声の方向を向き、人物を検出し、人物との対話を実行する。

上述のように、測定部５５７は、停止位置６５７において、環境物理量の測定を行う。最初の停止位置が環境物理量の測定に適していない場合、ロボット１０１は、測定に適した最近位置に移動して、対話を続ける。対話が完了すると、対処部５５３は、声掛けの割り込みを完了し、計画策定部５５５に通知する。

図１８及び１９は、異常を発見した割り込みに対する、ロボット１０１の動作を模式的に示す斜視図及び平面図である。ロボット１０１は、領域６０５の測定計画地点６５１に向かって移動しているとき、異常７２１を発見する。図１５に示すように、対処部５５３は、移動への影響を判定し、影響がないと決定した場合、移動制御部５５２に指示してロボット１０１を停止させ、異常との距離を測定し、その距離が予め設定された距離より遠い場合、異常に近づく。対処部５５３は、空間情報５５６を参照して目標位置を決定し、生成部５５４に移動経路を生成させる。

図１９に示すように、ロボット１０１は停止位置６５７において停止する。測定部５５７は、停止位置６５７において、環境物理量の測定を行う。図１５に示すように対処部５５３は、その位置において異常７２１の撮影を行い、同時に、測定部５５７は、環境物理量の測定を行う。対処部５５３は、画像をサーバ３０１に送信し、指示を受けている場合はそれに応じた処理を行う。停止位置６５７が環境物理量の測定に適していない場合、ロボット１０１は、異常７２１の撮影を行った後に、探索部５５９により指定された位置に移動して停止し、測定部５５７が環境物理量の測定を行う。対処が完了すると、対処部５５３は、それを計画策定部５５５に通知する。

図２０及び２１は、特定人物に声をかける指令をうけた割り込みに対する、ロボット１０１の動作を模式的に示す斜視図及び平面図である。ロボット１０１は、領域６０５の測定計画地点６５１に向かって移動しているとき、指令を受ける。

図１５に示すように、対処部５５３は、対象者に声かけ、対象者立ち止まったことを確認すると、対象者と対話する位置を算出し、その位置までの経路を生成し、図２１に示すように、移動制御部５５２に指示してロボット１０１を停止位置６５７において停止させ、人物との対話を実行する。測定部５５７は、停止位置６５７において、環境物理量の測定を行う。最初の停止位置が環境物理量の測定に適していない場合、ロボット１０１は、測定に適した最近位置に移動して、対話を続ける。対話が完了すると、対処部５５３は、声掛けの割り込みに対する対処を完了し、計画策定部５５５に通知する。

図２２は、声かけられ又は声かけの割り込みへの対処において、環境物理量の測定が終了した後、対話を切り上げるシナリオを実行するフローチャートの例を示す。これにより、対話が長引くことで巡回監視が好ましくない影響を受けることを避けることができる。

対処部５５３は、対話開始し（Ｓ１９１）、時間計測を開始する（Ｓ１９２）。対処部５５３は、経過時間を監視し（Ｓ１９３：ＮＯ）、予め定められた時間が経過すると（Ｓ１９３：ＹＥＳ）、対話を終わりにするシナリオを実行する（Ｓ１９４）。シナリオは、例えば、所定の発話を実行する。対話を終わりにするシナリオが完了すると、対話が完了する（Ｓ１９５）。

図２３及び２４は、ロボット１０１が人物１０４との対話を終わらせて、次の測定計画地点に移動する様子を模式的に示す斜視図及び平面図である。ロボット１０１は、領域６０５Ａにおいて人物と対話を行い、対話を終わりにするシナリオを実行して対話を終了する。その後、ロボット１０１は、人物１０４の邪魔にならないように人物１０４を避けるように移動し、その後、次の領域６０５Ｂの測定計画地点６５１に向かって移動する。

以下において、巡回監視の他の例を説明する。図２５は、ロボット１０１の巡回監視のフローチャートの他の例を示す。本フローチャートは、測定計画地点での環境物理量の測定と、移動中の割り込みに対処する場合の測定計画地点外での環境物理量の測定とを含む。

以下に説明する例において、環境物理量の測定開始条件は、ロボット１０１が移動停止状態にあることと、環境物理量の測定に不適切な領域外にあることに加え、移動停止状態の推定時間が環境物理量の測定に足りていることを含む。推定時間が環境物理量の測定に不足する場合、環境物理量の測定は見送られる。

図２５のフローチャートにおいて、ステップＳ２０１からＳ２０９は、図１１のフローチャートにおけるステップＳ１０１からＳ１０９と同様である。図２５のフローにおいて、計画策定部５５５は、割り込みへの対処の完了を待つ（Ｓ２１０：ＮＯ）。測定予定地点外での環境物理量の測定が実行されない場合（Ｓ２１１：ＮＯ）、割り込みへの対処が完了すると（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、計画策定部５５５は、巡回監視管理情報及び空間情報を参照して、全ての領域において環境物理量の測定が完了したか判定する（Ｓ２１３）。

測定予定地点外での環境物理量の測定が実行される場合（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、計画策定部５５５は、割り込みへの対処の完了及び環境物理量の測定の完了を待つ（Ｓ２１０：ＮＯ、Ｓ２１２：ＮＯ）。割り込みへの対処及び環境物理量の測定が完了すると（Ｓ２１０：ＹＥＳ、Ｓ２１２：ＹＥＳ）、計画策定部５５５は、巡回監視管理情報及び空間情報を参照して、全ての領域において環境物理量の測定が完了したか判定する（Ｓ２１３）。

全ての領域における環境物理量の測定が完了している場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、本フローは終了する。環境物理量を測定すべき領域が残っている場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、フローはステップに戻る。

図２６は、図２５のフローに対応する測定計画地点外での環境物理量の測定のフローチャートの例を示す。測定計画地点外での環境物理量の測定は、ロボット１０１の移動や割り込みへの対処とは異なるスレッドである。

図２６のフローチャートにおいて、ステップＳ２５０からＳ２５３は、図１３のフローチャートのステップＳ１５０からＳ１５３と同様である。ステップＳ２５４において、測定判定部５５８は、発生した割り込みに対する対処における移動停止状態の継続時間を推定する。推定値は、例えば、割り込み種類に応じて予め設定されている。

または測定判定部５５８は、過去の各種割り込みへの対処における移動停止状態の継続時間の履歴を保持し、今回の対処部５５３による対処の情報と比較することで、継続時間を推定することができる。例えば、声かけの割り込みにおいて、その言葉が挨拶である場合、人物との対話を前提とする質問である場合よりも、移動停止状態の継続時間は短い。

移動停止状態の推定時間が予め設定されているしきい値以下である場合（Ｓ２５５：ＮＯ）、環境物理量の測定は見送られ、本フローは終了する。移動停止状態の推定時間が予め設定されているしきい値より長い場合（Ｓ２５５：ＹＥＳ）、測定判定部５５８は、現在の停止位置が、環境物理量の測定に適した位置であるか判定する（Ｓ２５６）。ステップＳ２５６からＳ２６１は、図１３のフローチャートにおけるステップＳ１５４からＳ１５９と同様である。本フローにより、環境物理量の測定により割り込みへの対処における移動停止状態が徒に長引くことを避けることができる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、または置換をしてもよい。

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）の記録媒体に格納することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

１０１ロボット、１０３開始位置、１０４人物、１１０通路、３００情報処理システム、３０１サーバ、３０２ネットワーク、３０３データベース、４０１プロセッサ、４０２記憶デバイス、４０３入力デバイス、４０４出力デバイス、４０５通信ＩＦ、４０６バス、５０１プロセッサ、５０２記憶デバイス、５０３駆動回路、５０４カメラ、５０５レーザ距離計、５０６タッチパネル、５０７マイク、５０８スピーカ、５０９ディスプレイ、５１１湿度センサ、５１２温度センサ、５１３ＣＯ_２センサ、５１４ＰＭ２．５センサ、５１５通信ＩＦ、５５０制御装置、５５１検出部、５５１移動制御部、５５３対処部、５５４生成部、５５５計画策定部、５５６空間情報、５５７測定部、５５８測定判定部、５５９探索部、６０１オフィス、６０２固定障害物、６０３移動経路、６０５領域、６５１、６５２測定計画地点、６５７停止位置、７０１対処シナリオ、７２１異常、ＡＸ－ＣＺ領域、ｄ１机、ｄ２机、Ｒ移動経路

Claims

制御装置が、移動するロボットを制御する方法であって、
前記制御装置が、
前記ロボットを環境物理量の測定計画地点へ向けて移動させ、
前記測定計画地点への前記ロボットの移動中に、人物からの声かけを検出し、
前記声かけに対して、前記人物との対話を実行し、
前記対話の間に前記測定計画地点と異なる地点において前記ロボットが移動停止状態にあること及び前記対話の推定継続時間がしきい値を超えることを含む測定開始条件が満たされる場合に、前記異なる地点において前記環境物理量の測定を開始し、
前記異なる地点での前記環境物理量の測定が終了した後に前記対話を切り上るシナリオを実行し、
前記異なる地点が、前記測定計画地点に対して予め設定された範囲内にある場合、前記測定計画地点における前記環境物理量の測定を省略する、方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記測定開始条件は、前記移動停止状態の位置が不適切な領域の外であることを含む、方法。
請求項２に記載の方法であって、
前記不適切な領域は、地図情報において予め設定された領域である、方法。
請求項２に記載の方法であって、
前記制御装置が、
前記移動停止状態において周囲の物体を計測し、
前記周囲の物体が予め設定された条件を満たす場合、前記移動停止状態の位置が前記不適切な領域であると判定する、方法。
移動するロボットであって、
環境物理量を測定するためのセンサと、
前記ロボットを移動する移動機構と、
前記移動機構を制御し、前記センサを使用して環境物理量を測定する、制御装置と、を含み、
前記制御装置は、
前記ロボットを環境物理量の測定計画地点へ向けて移動させ、
前記測定計画地点への前記ロボットの移動中に、人物からの声かけを検出し、
前記声かけに対して、前記人物との対話を実行し、
前記対話の間に前記測定計画地点と異なる地点において前記ロボットが移動停止状態にあること及び前記対話の推定継続時間がしきい値を超えることを含む測定開始条件が満たされる場合に、前記異なる地点において前記環境物理量の測定を開始し、
前記異なる地点での前記環境物理量の測定が終了した後に前記対話を切り上るシナリオを実行し、
前記異なる地点が、前記測定計画地点に対して予め設定された範囲内にある場合、前記測定計画地点における前記環境物理量の測定を省略する、ロボット。