特許 7012272 ロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-20

(45)【発行日】2022-01-28

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   A63H 11/00 20060101AFI20220121BHJP

   A63H 30/02 20060101ALI20220121BHJP

   A63H 30/04 20060101ALI20220121BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20220121BHJP

【ＦＩ】

A63H11/00 Z

A63H30/02 C

A63H30/04 A

B25J13/08 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020135946

(22)【出願日】2020-08-11

【審査請求日】2021-07-26

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】517353644

【氏名又は名称】ｉＰｒｅｓｅｎｃｅ合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092956

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 栄男

(74)【代理人】

【識別番号】100101018

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 正

(72)【発明者】

【氏名】クリストファーズ クリス フランシス

(72)【発明者】

【氏名】太田 崇博

(72)【発明者】

【氏名】仲川 真一

(72)【発明者】

【氏名】清水 健太郎

【審査官】宮本 昭彦

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１３６６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３２０５４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－０８８７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６２３４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６３Ｈ １／００ － ３７／００

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－ ５／２５７

Ｇ０３Ｂ １７／５６ － １７／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作側携帯装置とロボット側携帯装置とロボット基体装置とを備えたロボットシステムにおいて、
前記操作側携帯装置は、
ロボット側携帯装置から送信されてきたロボット側撮像画像をタッチディスプレイに表示する撮像画像表示手段と、
カメラによって撮像した操作側撮像画像を、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記ロボット側携帯装置に送信する撮像画像送信手段と、
タッチディスプレイに入力されたユーザの操作を受け付ける操作受付手段と、
前記受け付けた操作を制御データとして、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記ロボット側携帯装置に送信する制御データ送信手段とを備え、
前記ロボット側携帯装置は、
操作側携帯装置から送信されてきた操作側撮像画像をタッチディスプレイに表示する撮像画像表示手段と、
カメラによって撮像したロボット側撮像画像を、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記操作側携帯装置に送信する撮像画像送信手段と、
前記操作側携帯装置から送信されてきた制御データを受信する制御データ受信手段と、
前記タッチディスプレイの少なくとも一部を制御発光領域とし、前記制御データに基づいて当該制御発光領域の発光を制御し、制御光を送出する発光制御手段とを備え、
前記ロボット基体装置は、
本体部と、
駆動部によって前記本体部に対して移動可能に設けられた保持部であって、前記ロボット側携帯装置のタッチディスプレイに対向してタッチディスプレイを物理的に保持するための保持壁を有する保持部と、
発光検出部によって、前記保持部により前記ロボット基体装置に保持された前記ロボット側携帯装置の前記制御発光領域の制御光を検出し、制御光データを得る発光検出手段と、
前記発光検出手段からの制御光データに基づいて、少なくとも、前記ロボット側携帯装置を保持する保持部を前記駆動部によって移動させるよう制御するロボット側制御手段と、
を備えたロボットシステム。

【請求項2】

操作側携帯装置から送信されてきた操作側撮像画像をタッチディスプレイに表示する撮像画像表示手段と、
カメラによって撮像したロボット側撮像画像を、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記操作側携帯装置に送信する撮像画像送信手段と、
前記操作側携帯装置から送信されてきた制御データを受信する制御データ受信手段と、
ロボット側携帯装置を保持するロボット基体装置に設けられた発光検出部によって制御光を受光し、制御光による制御光データに基づいてロボット基体装置の駆動部を制御させるために、前記タッチディスプレイの少なくとも一部を制御発光領域とし、前記制御データに基づいて当該制御発光領域の発光を制御して、制御光を送出する発光制御手段と、
を備えたロボット側携帯装置。

【請求項3】

ロボット側携帯装置をコンピュータによって実現するためのロボット側携帯装置プログラムであって、コンピュータを、
操作側携帯装置から送信されてきた操作側撮像画像をタッチディスプレイに表示する撮像画像表示手段と、
カメラによって撮像したロボット側撮像画像を、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記操作側携帯装置に送信する撮像画像送信手段と、
前記操作側携帯装置から送信されてきた制御データを受信する制御データ受信手段と、
ロボット側携帯装置を保持するロボット基体装置に設けられた発光検出部によって制御光を受光し、制御光による制御光データに基づいてロボット基体装置の駆動部を制御させるために、前記タッチディスプレイの少なくとも一部を制御発光領域とし、前記制御データに基づいて当該制御発光領域の発光を制御して、制御光を送出する発光制御手段として機能させるためのロボット側携帯装置プログラム。

【請求項4】

本体部と、
駆動部によって前記本体部に対して移動可能に設けられた保持部であって、ロボット側携帯装置のタッチディスプレイに対向してタッチディスプレイを物理的に保持するための保持壁を有する保持部と、
発光検出部によって、前記保持部によりロボット基体装置に保持された前記ロボット側携帯装置の制御発光領域の制御光を検出し、制御光データを得る発光検出手段と、
前記発光検出手段からの制御光データに基づいて、少なくとも、前記ロボット側携帯装置を保持する保持部を前記駆動部によって移動させるよう制御するロボット側制御手段と、
を備えたロボット基体装置。

【請求項5】

コンピュータによってロボット基体装置を実現するためのロボット基体装置プログラムであって、コンピュータを、
発光検出部によって、保持部により前記ロボット基体装置に保持されたロボット側携帯装置の制御発光領域の制御光を検出し、制御光データを得る発光検出手段と、
前記発光検出手段からの制御光データに基づいて、少なくとも、前記ロボット側携帯装置を保持する保持部を駆動部によって移動させるよう制御するロボット側制御手段として機能させるためのロボット基体装置プログラム。

【請求項6】

請求項１～５のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記駆動部は、ロボット側携帯装置を保持した保持部を回転させるモータを備えることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。

【請求項7】

請求項１～６のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記駆動部は、少なくとも、ロボット基体装置に設けられたアーム部材を駆動させることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。

【請求項8】

請求項１～７のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記ロボット側携帯装置の発光制御手段は、受信した制御データに応じて、ディユーティ比の異なる制御光を前記制御発光領域から出力することを特徴とするシステム、装置またはプログラム。

【請求項9】

請求項８のシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記発光制御手段は、少なくとも、前記制御データが駆動部を駆動させる操作内容であるか、停止させる操作内容であるかに応じて、前記制御光のデューティ比を変えることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。

【請求項10】

請求項９のシステム、装置またはプログラムにおいて、
前記駆動部は、ロボット側携帯装置を保持した保持部を回転させるモータを備え、
前記発光制御手段は、少なくとも、前記制御データがモータを右回転させる操作内容であるか、左回転させる操作内容であるか、停止させる操作内容であるかに応じて、前記制御光のデューティ比を変えることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれかのシステム、装置またはプログラムにおいて、
操作側携帯装置またはロボット側携帯装置は、スマートフォンまたはタブレットコンピュータであることを特徴とするシステム、装置またはプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、遠隔などから制御を行うことのできるロボットシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

離れた場所からロボットを制御するシステムが提案されている。たとえば、特許文献１には、タブレットを装着可能な自走ロボットが開示されている。ユーザは、このタブレットを自走ロボットから取り外し、手元で自走ロボットに設けられたカメラや各部の動きを制御できる。この際、タブレットからの制御信号は、インターネットのサーバ装置を介してロボットに与えられる。

【0003】

これにより、ユーザによるロボットの制御を手元で行うことができ、操作が容易となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－５００１８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のような従来技術では、携帯端末装置であるタブレットからインターネットを介してロボットに制御信号を与えるために、ロボット側に通信装置を設ける必要がある。

【0006】

また、特許文献１においては、通常時、操作のためのタブレットをロボットに装着しておく構成となっているため、他のユーザが有するタブレットにて、本格的な遠隔操作を行うことは難しかった。

【0007】

この発明は、上記のような問題点を解決して、簡易な構成でありながら、遠隔操作を行うことの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】

【0008】

この発明の独立して適用可能ないくつかの特徴を以下に列挙する。

【0009】

(1)-(7)この発明に係るロボットシステムは、操作側携帯装置とロボット側携帯装置とロボット基体装置とを備えたロボットシステムにおいて、
前記操作側携帯装置は、ロボット側携帯装置から送信されてきたロボット側撮像画像をタッチディスプレイに表示する撮像画像表示手段と、カメラによって撮像した操作側撮像画像を、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記ロボット側携帯装置に送信する撮像画像送信手段と、タッチディスプレイに入力されたユーザの操作を受け付ける操作受付手段と、前記受け付けた操作を制御データとして、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記ロボット側携帯装置に送信する制御データ送信手段とを備え、
前記ロボット側携帯装置は、操作側携帯装置から送信されてきた操作側撮像画像をタッチディスプレイに表示する撮像画像表示手段と、カメラによって撮像したロボット側撮像画像を、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記操作側携帯装置に送信する撮像画像送信手段と、前記操作側携帯装置から送信されてきた制御データを受信する制御データ受信手段と、前記タッチディスプレイの少なくとも一部を制御発光領域とし、前記制御データに基づいて当該制御発光領域の発光を制御し、制御光を送出する発光制御手段とを備え、
前記ロボット基体装置は、本体部と、駆動部によって前記本体部に対して移動可能に設けられた保持部であって、前記ロボット側携帯装置のタッチディスプレイに対向してタッチディスプレイを物理的に保持するための保持壁を有する保持部と、発光検出部によって、前記保持部により前記ロボット基体装置に保持された前記ロボット側携帯装置の前記制御発光領域の制御光を検出し、制御光データを得る発光検出手段と、前記発光検出手段からの制御光データに基づいて、少なくとも、前記ロボット側携帯装置を保持する保持部を前記駆動部によって移動させるよう制御するロボット側制御手段とを備えたことを特徴としている。

【0010】

したがって、簡易な構造でありながら、離れた場所からロボット側携帯装置のカメラの向きを制御することができる。

【0011】

(8)この発明に係るシステムは、駆動部は、ロボット側携帯装置を保持した保持部を回転させるモータを備えることを特徴としている。

【0012】

したがって、遠隔操作によってモータによる回転駆動を行うことができる。

【0013】

(9)この発明に係るシステムは、駆動部は、少なくとも、ロボット基体装置に設けられたアーム部材を駆動させることを特徴としている。

【0014】

したがって、遠隔操作によって、アーム部材を駆動させることができる。

【0015】

(10)この発明に係るシステムは、ロボット側携帯装置の発光制御手段は、受信した制御データに応じて、ディユーティ比の異なる制御光を前記制御発光領域から出力することを特徴としている。

【0016】

したがって、ノイズの影響を受けにくく簡易な構成で制御を行うことができる。

【0017】

(11)この発明に係るシステムは、発光手段は、少なくとも、前記制御データが駆動部を駆動させる操作内容であるか、停止させる操作内容であるかに応じて、前記制御光のデューティ比を変えることを特徴としている。

【0018】

したがって、停止についても制御データを送るようにしているので、誤判断を減少させることができる。

【0019】

(12)この発明に係るシステムは、駆動部は、ロボット側携帯装置を保持した保持部を回転させるモータを備え、発光御手段は、少なくとも、前記制御データがモータを右回転させる操作内容であるか、左回転させる操作内容であるか、停止させる操作内容であるかに応じて、前記制御光のデューティ比を変えることを特徴としている。

【0020】

したがって、右回転、左回転、停止の制御を確実に行うことができる。

【0021】

(13)この発明に係るシステムは、操作側携帯装置またはロボット側携帯装置は、スマートフォンまたはタブレットコンピュータであることを特徴としている。

【0022】

したがって、スマートフォンやタブレットコンピュータのカメラやディスプレイを利用してロボットシステムを構築することができる。

【0023】

(14)-(18)この発明に係る制御システムは、操作側装置と被操作側表示装置と被操作側本体装置とを備えた制御システムにおいて、
前記操作側装置は、操作入力部に入力されたユーザの操作を受け付ける操作受付手段と、前記受け付けた操作を制御データとして、サーバ装置を介してあるいは直接に、送信部によって前記被操作側表示装置に送信する制御データ送信手段とを備え、
前記被操作側表示装置は、前記操作側装置から送信されてきた制御データを受信する制御データ受信手段と、ディスプレイの少なくとも一部を制御発光領域とし、前記制御データに基づいて当該制御発光領域から制御光を出力する発光制御手段とを備え、
前記被操作側本体装置は、前記被操作側表示装置のディスプレイに対向してディスプレイを物理的に保持するための保持壁を有する保持部と、前記保持部によって前記被操作側本体装置に保持された前記被操作側表示装置の前記制御発光領域の制御光を検出し、制御光データを得る発光検出部と、前記発光検出部からの制御光データに基づいて、制御処理を行う被操作本体装置側制御手段とを備えている。

【0024】

したがって、簡易な構造でありながら、離れた場所から被操作装置による制御を行うことができる。

【0025】

(19)-(23)この発明に係るテレビ電話システムは、操作側テレビ電話装置と被操作側テレビ電話装置を有するテレビ電話システムにおいて、
前記操作側テレビ電話装置は、操作入力部に入力されたユーザの操作を受け付ける操作受付手段と、前記受け付けた操作を制御データとして、送信部によって前記被操作側テレビ電話装置に送信する制御データ送信手段とを備え、
被操作側テレビ電話装置は、前記操作側テレビ電話装置から送信されてきた制御データを受信する制御データ受信手段と、当該制御データに基づいて、被操作側テレビ電話装置のカメラまたはマイクの向きを変える被操作側制御手段とを備えたことを特徴としている。

【0026】

したがって、テレビ電話中に、通話相手のカメラやマイクの向きを制御することができ、自らが見やすい画像、聞きやすい音声を得ることができる。

【0027】

この発明において、操作側携帯装置の「撮像画像表示手段」は、実施形態においては、ステップＳ３がこれに対応する。

【0028】

操作側携帯装置の「撮像画像送信手段」は、実施形態においては、ステップＳ１がこれに対応する。

【0029】

「操作受付手段」は、実施形態においては、ステップＳ４、Ｓ５がこれに対応する。

【0030】

「制御データ送信手段」は、実施形態においては、ステップＳ７がこれに対応する。

【0031】

ロボット側携帯装置の「撮像画像表示手段」は、実施形態においては、ステップＳ４３がこれに対応する。

【0032】

ロボット側携帯装置の「撮像画像送信手段」は、実施形態においては、ステップＳ４１がこれに対応する。

【0033】

「制御データ受信手段」は、実施形態においては、ステップＳ４４がこれに対応する。

【0034】

「発光制御手段」は、実施形態においては、ステップＳ４５がこれに対応する。

【0035】

「発光検出手段」は、実施形態においては、ステップＳ６１がこれに対応する。

【0036】

「ロボット側制御手段」は、実施形態においては、ステップＳ６２がこれに対応する。

【0037】

「プログラム」とは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソース形式のプログラム、圧縮処理がされたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】この発明の一実施形態によるロボットシステムのシステム構成である。

【図2】ロボットシステムの機能構成図である。

【図3】スマートフォン１０（３０）の外観を示す図である。

【図4】スマートフォン１０（３０）のハードウエア構成である。

【図5a】ロボット基体装置５０の外観図である。

【図5b】ロボット基体装置５０の保持部５０の断面図である。

【図5c】ロボット基体装置５０の断面図である。

【図6】ロボット基体装置５０のハードウエア構成である。

【図7】サーバ装置７０のハードウエア構成である。

【図8】操作処理のフローチャートである。

【図9】操作処理のフローチャートである。

【図10】操作側スマートフォン１０に表示された画像例である。

【図11】操作側スマートフォン１０に表示された画像例である。

【図12】制御内容を判断するためのテーブルである。

【図13】上下駆動を行うための機構を示す図である。

【図14】制御発光領域を複数設けた場合を示す図である。

【図15】クロック光とデータ光を設けた場合の例である。

【図16】アームの構造を示す図である。

【図17】他の実施形態による制御システムの機能構成図である。

【図18】他の実施形態による構成例である。

【図19】クリップ３３のフォトトランジスタによって制御光を受光する例を示す図である。

【図20】他の実施形態によるテレビ電話システムの機能構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

１．システム構成
図１に、この発明の一実施形態によるロボットシステムの全体構成を示す。ロボット基体装置５０には、ロボット側携帯装置３０が装着されている。ロボット基体装置５０と、サーバ装置７０を介して互いに通信可能なように、離れた位置に操作側携帯装置１０が設けられている。

【0040】

図２に、ロボットシステムの機能構成を示す。操作側携帯装置１０のカメラ１４によって、操作側携帯装置１０を持つ操作側ユーザの画像が撮像される。撮像画像送信手段２０は、通信部２４によって、撮像画像をロボット側携帯装置３０に送信する。

【0041】

ロボット側携帯装置３０の撮像画像表示手段３８は、受信した撮像画像をディスプレイ３２に表示する。これにより、ロボット側ユーザは、操作側ユーザの様子を見ることができる。

【0042】

ロボット側携帯装置３０のカメラ３４によって、ロボット側携帯装置３０近くにいるロボット側ユーザの画像が撮像される。撮像画像送信手段４０は、通信部４４によって、撮像画像を操作側携帯装置１０に送信する。

【0043】

操作側携帯装置１０の撮像画像表示手段１８は、受信した撮像画像をディスプレイ１２に表示する。これにより、操作側ユーザは、ロボット側ユーザの様子を見ることができる。

【0044】

操作側ユーザにより、操作側携帯装置１０の入力部１６から制御データが入力されると、制御データ送信手段２２は、通信部２４によってこの制御データをロボット側携帯装置３０に送信する。

【0045】

ロボット側携帯装置３０の制御データ受信手段４２は、この制御データを受信して、発光制御手段３６に与える。発光制御手段３６は、この制御データに基づいて、ディスプレイ３２の一部に設けられた制御発光領域を点滅させて、制御光を放出する。

【0046】

ロボット側携帯装置３０を保持するロボット基体装置５０の発光検出手段３２は、この制御光を受けて制御光データを得る。この制御光データは、ロボット側制御手段５５に与えられる。ロボット側制御手段５５は、制御光データに基づいて、駆動部５７を制御する。駆動部５７は、ロボット側携帯装置３０を保持する保持部を移動させる。これにより、ロボット側携帯装置３０のカメラ３４の向きも変更されて、操作側携帯装置１０において表示される画像の向きも変化する。

【0047】

以上のようにして、操作側ユーザの操作指令（制御データ）に基づいて、ロボット側携帯装置３０のカメラ３４の向きを変えて、撮像方向を制御することができる。したがって、操作側ユーザは、あたかも、ロボット側携帯装置３０の側に自分の分身がいるかのごとくの操作を行うことができる。

【0048】

２．各装置の構成
図３に、操作側端末装置であるスマートフォン１０の外観を示す。ロボット側端末装置であるスマートフォン３０の外観も同様であるので、括弧内にその符号を示す。

【0049】

スマートフォン１０（３０）の前面には、タッチスクリーン６４（８４）が設けられている。右側にはスピーカ６６（８６）、カメラ７２（９２）が設けられている。左側にはマイク７０（９０）が設けられている。

【0050】

なお、ロボット側端末装置であるスマートフォン３０のタッチスクリーン８４には、その下方中央部に制御発光領域３１が設けられている。この制御発光領域３１は、制御光を発光する領域として使用される。

【0051】

図４に、スマートフォン１０（３０）のハードウエア構成を示す。ＣＰＵ６０（８０）には、メモリ６２（８２）、タッチディスプレイ６４（８４）、スピーカ６６（８６）、不揮発性メモリ６８（８８）、マイク７０（９０）、カメラ７２（９２）、通信回路７４（９４）が接続されている。なお、電話のための通話回路などは省略している。

【0052】

通信回路７４（９４）は、インターネットに接続するための回路である。不揮発性メモリ６８（８８）には、オペレーティングシステム７６（９６）、操作側端末プログラム７８（ロボット側端末プログラム９８）が記録されている。

【0053】

操作側端末プログラム７８（ロボット側端末プログラム９８）は、オペレーティングシステム７６（９６）と協働してその機能を発揮するものである。

【0054】

図５ａに、ロボット基体装置５０の外観を示す。本体部５２には、４本の脚５８が設けられ、机などの上に安定して載置できるようになっている。本体部５２の上部には、保持部５４が設けられている。保持部５４の上面には、図１に示すようにスマートフォン３０を保持するための凹部５６が設けられている。

【0055】

図５ｂに、凹部５６に装着されたスマートフォン３０の中央付近の、ロボット基体装置５０の断面を示す。図に示すように、スマートフォン３０のタッチディスプレイ８４が上に向くように、傾けて保持できるようになっている。保持部５４には、装着されたスマートフォン３０のタッチディスプレイ８４の制御発光領域３１に対向するように、光検出部であるフォトトランジスタ５１が設けられている。

【0056】

図５ｃに、ロボット基体装置５０の断面図を示す。本体部５２には、ステッピングモータ１０８と制御回路１０１が設けられている。保持部５４は、本体部５２に設けられたステッピングモータ１０８の軸に固定されている。したがって、ステッピングモータ１０８を回転させることで、保持部５４の向きを変えることができる。これにより、保持部５４の凹部５６に装着されたスマートフォン３０の向きを変えることができる。

【0057】

なお、図５ｃに示された凹部５６の反対側の壁には、図５ｂに示すフォトトランジスタ５１が設けられている。

【0058】

図６に、ロボット基体装置５０の制御回路１０１のハードウエア構成を示す。ＣＰＵ１００には、メモリ１０２、不揮発性メモリ１０４、波形整形回路１０７、ドライバ回路１０９が接続されている。

【0059】

フォトトランジスタ１０６からの信号は、波形整形回路１０７にて整形されてデータとしてＣＰＵ１００に与えられる。ドライバ回路１０９は、ＣＰＵ１００の指令に基づいて、ステッピングモータ１０８を駆動させる回路である。

【0060】

不揮発性メモリ１０４には、オペレーティングシステム１１０、ロボット基体プログラム１１２が記録されている。ロボット基体プログラム１１２は、オペレーティングシステム１１０と協働してその機能を発揮するものである。なお、オペレーティングシステムを用いずに、ロボット基体プログラム１１２単独で動作するように構成してもよい。

【0061】

図７に、サーバ装置のハードウエア構成を示す。ＣＰＵ１２０には、メモリ１２２、ハードディスク１２４、通信回路１２６が接続されている。通信回路１２６は、インターネットに接続するためのものである。

【0062】

ハードディスク１２４には、オペレーティングシステム１２８、サーバプログラム１３０が記録されている。サーバプログラム１３０は、オペレーティングシステム１２８と協働してその機能を発揮するものである。

【0063】

３．ロボット操作
図８、９に、ロボット操作のフローチャートを示す。操作側スマートフォン１０のＣＰＵ６０（以下、操作側スマートフォン１０と省略することがある）は、マイク７０からの音声データ、カメラ７２からの画像データを取得し、通信回路７４によって、サーバ装置７０に送信する（ステップＳ１）。

【0064】

サーバ装置７０のＣＰＵ１２０（以下、サーバ装置７０と省略することがある）は、通信回路１２６によって、インターネットを介してこの音声データ、画像データを受信し、ロボット側スマートフォン３０に転送する（ステップＳ２１）。

【0065】

ロボット側スマートフォン３０のＣＰＵ８０（以下、ロボット側スマートフォン３０と省略することがある）は、通信回路９４によって、インターネットを介して、音声データ、画像データを受信する（ステップＳ４２）。ロボット側スマートフォン３０は、受信した音声データをスピーカ８６から出力し、受信した画像データをタッチディスプレイ８４に表示する（ステップＳ４３）。

【0066】

したがって、ロボット側ユーザは、スマートフォン３０によって、操作側ユーザの画像や音声を得ることができる。なお、ロボット側スマートフォン３０のタッチディスプレイ８４の制御発光領域３１およびその近傍は、保持部５４によって隠された状態となり、その部分の表示をロボット側ユーザは見ることはできない。しかし、隠された領域を小さくすることで、視認性を損なわないようにしている。

【0067】

ロボット側スマートフォン３０は、マイク９０からの音声データ、カメラ９２からの画像データを取得し、通信回路９４によって、サーバ装置７０に送信する（ステップＳ４１）。

【0068】

サーバ装置７０は、通信回路１２６によって、インターネットを介してこの音声データ、画像データを受信し、操作側スマートフォン１０に転送する（ステップＳ２１）。

【0069】

操作側スマートフォン１０は、通信回路７４によって、インターネットを介して、音声データ、画像データを受信する（ステップＳ２）。操作側スマートフォン１０は、受信した音声データをスピーカ６６から出力し、受信した画像データをタッチディスプレイ６４に表示する（ステップＳ３）。

【0070】

したがって、操作側ユーザは、スマートフォン１０によって、ロボット側ユーザの画像や音声を得ることができる。たとえば、図１０に示すように、ロボット側ユーザの顔やその背景を見ることができる。

【0071】

また、操作側スマートフォン１０は、画面上に操作ボタン（制御マーク）１３を表示する（ステップＳ３）。操作ボタン１３には、右回転ボタン１３ａと左回転ボタン１３ｂが含まれる。

【0072】

操作側ユーザが右回転ボタン１３ａをタップすると、そのタップの期間だけロボット側スマートフォン３０の向きが右側に回転される。同様に、左回転ボタン１３ｂをタップすると、そのタップの期間だけロボット側スマートフォン３０の向きが左側に回転される。

【0073】

たとえば、図１０の状態において、操作側ユーザが右回転ボタン１３ａをタップしたとする。操作側スマートフォン１０は、この右回転の制御入力を受けて、右回転制御データをサーバ装置７０に送信する（ステップＳ５、Ｓ７）。

【0074】

同様に、図１０の状態において、操作側ユーザが左回転ボタン１３ｂをタップしたとする。操作側スマートフォン１０は、この左回転の制御入力を受けて、左回転制御データをサーバ装置７０に送信する（ステップＳ５、Ｓ７）。

【0075】

また、操作側ユーザが、いずれのボタン１３ａ、１３ｂもタップしていない時には、操作側スマートフォン１０は、常時、停止制御データをサーバ装置７０に送信する（ステップＳ６、Ｓ７）。これは、ノイズなどの影響で、誤って、回転が行われないようにするためである。

【0076】

ロボット側スマートフォン３０は、この制御データを受信する（ステップＳ４４）。以下では右回転制御データを受けたものとして説明を行う。ロボット側スマートフォン３０は、右回転制御データに対応する制御光にて、タッチディスプレイ８４の制御発光領域３１（図３参照）を点滅させる（ステップＳ４５）。

【0077】

この実施形態では、１０Ｈｚにて点滅する制御光を用いるようにし、制御内容に応じて、制御光の点灯デューティ比（１周期の時間に対する点灯時間の比率）を変えるようにしている。たとえば、この実施形態では、右回転制御データであればデューティ比を１５％とし、左回転制御データであればデューティ比を８５％としている。また、停止制御データであればデューティ比を５０％としている。ここでは、上述のように右回転制御データであるから、１５％のデューティ比の制御光を出す。

【0078】

タッチディスプレイ８４の制御発光領域３１から放出された制御光は、ロボット基体装置５０の保持部５４に設けられたフォトトランジスタ５１によって受光される（図５ｂ参照）。フォトトランジスタ５１は、制御光に応じたパルス信号（制御光データ）を出力する。ロボット基体装置５０のＣＰＵ１００（以下、ロボット基体装置５０と省略することがある）は、波形整形回路１０７（図６参照）を介して、この制御光データを取得する（ステップＳ６１）。

【0079】

ロボット基体装置５０は、制御光データのオン・デューティー比を検出し、これによって制御データの内容が、右回転、左回転、停止のいずれであるかを判断する。この実施形態では、図１２に示すようなテーブルに基づいて、制御データの内容を判断している。

【0080】

ここでは、１５％のデューティ比の制御光に基づく制御光データであるから、この制御光データもデューティ比は１５％となる。したがって、ロボット基体装置５０は、右回転指令が与えられたと判断し、ドライバ回路１０９を制御して、ステッピングモータ１０８を右回転させる（ステップＳ６２）。なお、ロボット基体装置５０は、右回転指令が与えられている間は継続して、ステッピングモータ１０８を回転し続ける。

【0081】

これにより、保持部５４が右回転し、保持部５４に装着されているロボット側スマートフォン３０も全体的に回転する。したがって、ロボット側スマートフォン３０のカメラ９２の撮像アングルも変化する。

【0082】

図８、図９のフローチャートでは、音声・画像の送信と、制御データの送信が順次行われるように示されているが、実際には、双方の処理は並列して行われる。したがって、図１０の状態から、操作側ユーザが右回転ボタン１３ａをタップすると、当該タップの時間に応じて、たとえば図１１のような、右回転したロボット側スマートフォン３０のカメラ９２が撮像した画像を得ることができる。操作側ユーザは、表示された画像を見ながら、所望の位置まで回転をさせることができる。

【0083】

これにより、操作側ユーザは、通話相手であるロボット側ユーザのカメラ９２の向きを自由に調整して、自らが希望するアングルの画像を得ることができる。

【0084】

４．その他
(1)上記実施形態では、サーバ装置７０を介して、操作側スマートフォン１０とロボット側スマートフォン３０がやりとりをしている。しかし、サーバ装置７０を介さずに、ブルーツース、Wifiなどによって直接やりとりを行うようにしてもよい。あるいは、サーバ装置以外の装置を介してやり取りを行うようにしてもよい。

【0085】

(2)上記実施形態では、発光検出部としてフォトトランジスタ５１を用いている。しかし、カメラなどを用いて検出するようにしてもよい。

【0086】

(3)上記実施形態では、右回転ボタン１３ａ、左回転ボタン１３ｂをタップしている間だけ、回転を行うようにしている。しかし、ボタンをタップするごとに、所定角度（たとえば５度）だけ回転を行うようにしてもよい。

【0087】

(4)上記実施形態では、制御光のデューティ比を変えることで、制御データの内容（右回転、停止、左回転）を示すようにしている。しかし、制御光の位相、周波数、振幅などを変えたり、これらと組み合わせたりして、制御データの内容を示すようにしてもよい。

【0088】

また、上記では、右回転、左回転、停止だけであるが、デューティ比を細かく（１０％ごとなどに）設定することで、さらに多くの制御内容を示すことができる。

【0089】

たとえば、ロボット基体装置５０において、保持部５４を左右だけでなく、上下にも駆動するように構成する。その上で、右回転、左回転、停止、上回転、下回転、停止を、それぞれ、１０％、３０％、５０％、７０％、９０％のデューティ比に設定する。このようにすれば、左右だけでなく上下も制御することができる。

【0090】

上下左右にスマートフォン３０を回転させるためのロボット基体装置５０を、図１３に示す。本体部５２の上に、保持部５４が設けられている。保持部５４は、第１ベース部材５４ａ、垂直部材５４ｂ、第２ベース部材５４ｃ、溝状部材５４ｄを備えている。

【0091】

矢印Ｘ方向に回転可能なように第１ベース５４が設けられている。その回転機構は、図５ｃと同様である。第１ベース部材５４ａの円周の一端に、垂直方向に延びる垂直部材５４ｂが設けられており、第１ベース部材５４ａが回転すると同じように回転する。

【0092】

垂直部材５４ｂには、矢印Ｙ方向に回転する第２ベース部材５４ｃが設けられている。その回転機構は、図５ｃと同様である。第２ベース部材５４ａの円周の一端に、溝状部材５４ｄが設けられており、第２ベース部材５４ａが回転すると同じように回転する。

【0093】

溝状部材５４ｄはコ字状の溝を有しており、スマートフォン３０の下端をこの溝によって保持する。したがって、スマートフォン３０に設けられたカメラ（図示せず）は、第１ベース部材５４ａ、第２ベース部材５４ｄの回転によって、上下左右方向に回転することになる。なお、溝状部材５４ｄには、図５ｂと同じようにフォトトランジスタ５１が設けられている。

【0094】

図１３のようなロボット基体装置５０を制御する場合、図１０に示す左右の矢印ボタン１３ａ、１３ｂだけでなく、上下の矢印ボタンを設けることが好ましい。

【0095】

(5)上記実施形態では、制御発光領域３１を１カ所だけ設けている。しかし、複数箇所設ければ、さらに多くの制御内容を実現することができる。たとえば、図１４に示すように、２つの制御発光領域３１ａ、３１ｂを設けることで、２種類の制御信号を同時に送ることができる。この場合、保持部５４には、制御発光領域３１ａ、３１ｂのそれぞれに対応して、フォトトランジスタ５１を設ける。

【0096】

また、制御発光領域３１ａから発する制御光をクロック光とし、制御発光領域３１ｂから、「１」「０」によって示されるデータ光を発するようにしてもよい。クロック光の立ち上がりの際のデータ光の値によって、「１」「０」を送信するものである。これにより「１」「０」の組合せによって多くの情報を伝達して複雑な制御を行うことができる。

【0097】

(6)上記実施形態では、携帯端末装置としてスマートフォン１０（３０）を用いている。しかし、タブレットコンピュータやＰＤＡなどを用いてもよい。また、携帯端末装置に代えて、据え置き型のＰＣなどを用いてもよい。この場合、ロボット側においては、少なくともカメラ９２を保持部６４に保持して駆動させるようにしてもよい。

【0098】

(7)上記実施形態では、操作側ユーザがロボット側スマートフォン３０の向きを変える制御を行うようにしている。しかし、その他の駆動制御を行うようにしてもよい。

【0099】

たとえば、図１６Ａに示すような腕構造（アーム機構）を駆動制御するようにしてもよい。この構造は、ロボット基体装置５０の保持部５４の左右に取り付けることができる。腕固定部１５２は、保持部５４に固定される。腕固定部１５２には、Ａ方向に回転可能に、第１回転部１５４が取り付けられている。第１回転部１５４には、Ｂ方向に回転可能に、第２回転部１５６が取り付けられている。

【0100】

図１６Ｂに、腕構造の内部機構を示す。腕固定部１５２の内部には、腕固定部ベース部材１５２ａが設けられている。腕固定部ベース部材１５２ａの外側を筐体で覆うことにより、腕固定部１５２が構成されている。

【0101】

腕固定部ベース部材１５２ａには、回転軸１６２が回転可能に設けられている。この回転軸１６２は、ステッピングモータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回転可能に構成されている。回転軸１６２には、第１回転部１５４の第１回転部ベース部材１５４ａが固定されている。第１回転部ベース部材１５４ａの外側を筐体で覆うことにより、第１回転部１５４が構成されている。したがって、ステッピングモータを制御することで、腕固定部１５２に対して、第１回転部１５４を矢印Ａ方向に回転させることができる。

【0102】

第１回転部ベース部材１５４ａには、回転軸１６４によって、第２回転部ベース部材１５６ａが回転可能に固定されている。この回転軸１６４は、他のステッピングモータ（図示せず）によって矢印Ｂ方向に回転可能に構成されている。回転軸１６４には、第２回転部ベース部材１５６ａが固定されている。第２回転ベース部材１５６ａの外側を筐体で覆うことにより、第２回転部１５６が構成されている。したがって、ステッピングモータを制御することで、第１回転部１５４に対して、第２回転部１５６を矢印Ｂ方向に回転させることができる。

【0103】

このように、腕機構を設けることで、ロボットの表現力を増すことができる。なお、ロボット基体装置５０の保持部５４を本体部５２に対して固定構造として、腕機構のみを制御するようにしてもよい。

【0104】

(8)上記実施形態では、ロボット基体装置５０に装着されたロボット側スマートフォン３０の向きを、操作側から制御するようにしている。しかし、ロボット側基体装置５０が、種々の作業を行うロボットである場合、操作側からロボットに対して指示を与えて、作業を行うことができる。たとえば、お料理ロボットである場合、操作側からお料理ロボットを制御して料理を行いつつ、ロボット側ユーザに対して、画像・音声による通話を併用して料理の指導を行うことができる。

【0105】

すなわち、この発明によれば、ロボットにスマートフォンを装着することで、ロボットを遠隔で制御しつつ、画像・音声による通話を行うことができる。また、遠隔から、ロボット側スマートフォン３０のカメラやマイクの角度を制御できるので、ロボット側の状況を正確に知ることができる。

【0106】

(9)上記実施形態では、ロボット基体装置５０の機構を、操作側から駆動する制御を説明した。しかし、ロボット基体装置５０とは別の装置の機構を駆動するように制御してもよい。たとえば、ロボット基体装置５０とは別体として構成されているお掃除ロボットの動作を、制御するようにしてもよい。

【0107】

また、機構を駆動させる制御ではなく、その他の制御一般に用いることができる。図１７に、その機能構成を示す。

【0108】

操作側装置１０の入力部１４を操作して、操作側ユーザが入力を行うと、操作受付手段１６はこれを受け付ける。制御データ送信手段２２は、通信部２４によって、受け付けた入力に応じた制御データを、被操作側表示装置３０に送信する。

【0109】

被操作側表示装置３０の制御データ受信手段４２は、通信部４４によってこれを受信する。発光制御手段３６は、制御データに対する制御光を、ディスプレイ３２の一部領域から放出する。

【0110】

被操作側本体装置５０の発光検出手段５２は制御光を受光する。被操作本体側制御手段５４は、制御光に基づいて、所定の制御をおこなう。

【0111】

たとえば、図１８に示すように、ロボット側のディスプレイ１８０（テレビ会議のディスプレイ）の画面１８４の下部を支持部材１８６で覆う。画面１８４には、制御発光領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅが設けられている。これに対向するように、支持部材１８６の内部には、フォトトランジスタが設けられる。カメラ１８２により、この部屋の様子は、相手方（操作側）タブレットなどに送信される。

【0112】

操作側ユーザは、タブレットを操作して制御データを送ることで、フォトトランジスタがこれを取得し、たとえば、この部屋の照明の輝度を変更することができる。あるいは、カメラ１８２の倍率やフォーカスなどを制御することもできる。

【0113】

以上のように、この発明においてロボットとは、駆動するものだけでなく、何らかの制御を行うものを含む概念である。

【0114】

(10)上記実施形態では、制御光として光の点滅を利用している。しかし、これに代えて、あるいはこれに加えて、光の色を用いて情報を伝達するようにしてもよい。この場合、カラーを検出可能なフォトトランジスタや、カメラなどを用いることになる。

【0115】

(11)上記実施形態では、光の点滅によって情報を伝達するようにしている。しかし、制御発光領域３１にＱＲコードなどのコードを表示し、これを読み取るようにしてもよい。

【0116】

(12)上記実施形態では、図１０に示すようなボタン１３ａ、１３ｂをタップすることで回転指令を与えるようにしている。しかし、画面上を指でスライドすることで、その方向にカメラを回転させる指令を与えるようにしてもよい。

【0117】

(13)上記実施形態では、スマートフォン３０のタッチディスプレイ８４における制御発光領域３１の位置を予め定めている。しかし、凹部５６への装着による位置的な静電容量の変化（タッチ入力があったとは判定されないレベルの変化であることが好ましい）を、スマートフォン３０が自ら検出し、当該部分を制御発光領域３１とするようにしてもよい。このようにすれば、装着位置がずれたとしても制御光を確実に伝達することができる。

【0118】

(14)上記実施形態では、スマートフォン３０の下部に制御発光領域３１を設け、この部分にてスマートフォン３０を支えるようにしている。しかし、上部、側部などに制御発光領域３１を設けて、この部分にてスマートフォン３０を支えるようにしてもよい。

【0119】

また、図１９Ａ、図１９Ｂに示すように、ロボット側スマートフォン３０のタッチディスプレイ８４の任意の位置をクリップ３３で覆うようにしてもよい。クリップ３３には、フォトダイオードが設けられ、その信号は、制御線（図示せず）あるいは無線によって、ロボットに伝達される。この場合、制御発光領域３１は、前述のようにスマートフォン３０自らが設定するようにすることが好ましい。

【0120】

(15)上記実施形態では、ロボット基体装置５０とロボット側携帯装置３０を別装置として構成している。しかし、これらを一体としてロボット装置としてもよい。この場合には、制御データを制御光に変換せず、受信した制御データをそのまま用いるようにしてもよい。

【0121】

これにより、たとえば、テレビ電話において、相手方のカメラ（やマイク）の向きを制御したりすることができる。図２０にその機能構成を示す。

【0122】

操作側テレビ電話装置１０の入力部１４を操作して、操作側ユーザが入力を行うと、操作受付手段１６はこれを受け付ける。制御データ送信手段２２は、通信部２４によって、受け付けた入力に応じた制御データを、被操作側テレビ電話装置３０に送信する。

【0123】

被操作側テレビ電話装置３０の制御データ受信手段４２は、通信部４４によってこれを受信する。被操作側制御手段３６は、制御データに基づいて、カメラやマイク３４の向きを変える。したがって、被操作側テレビ電話装置３０から送信される画像や音声を、操作側ユーザが調整することができる。

【0124】

なお、上記のようなテレビ電話システムは、図１の構成によっても実現することができる。

【0125】

(16)上記実施形態では、ステッピングモータを用いている。しかし、これに代えて、サーボモータなどの通常のモータを用いるようにしてもよい。

【0126】

(17)上記に示した各変形例は、互いに組み合わせて実施可能である。

【要約】      （修正有）

【課題】簡易な構成で、遠隔操作を行うことのできるロボットシステムを提供する。
【解決手段】操作側ユーザにより、操作側携帯装置１０の入力部から制御データが入力されると、制御データ送信手段は、制御データをロボット側携帯装置３０に送信する。ロボット側携帯装置３０の制御データ受信手段は、この制御データを受信して、発光制御手段に与える。発光制御手段は、この制御データに基づいて、ディスプレイの一部に設けられた制御発光領域を点滅させて、制御光を放出する。ロボット側携帯装置３０を保持するロボット基体装置５０の発光検出手段は、この制御光を受けて制御光データを得る。ロボット側制御手段は、制御光データに基づいて、駆動部を制御する。駆動部は、ロボット側携帯装置３０を保持する保持部を移動させる。これにより、ロボット側携帯装置３０のカメラの向きも変更されて、操作側携帯装置１０において表示される画像の向きも変化する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】