特許 7533260 ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021018577

(22)【出願日】2021-02-08

(65)【公開番号】P2022121304

(43)【公開日】2022-08-19

【審査請求日】2023-08-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】小田 志朗

(72)【発明者】

【氏名】平 哲也

(72)【発明者】

【氏名】豊島 聡

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 裕太

(72)【発明者】

【氏名】松井 毅

(72)【発明者】

【氏名】那須 敬義

(72)【発明者】

【氏名】吉川 恵

(72)【発明者】

【氏名】太田 雄介

(72)【発明者】

【氏名】石田 裕太郎

(72)【発明者】

【氏名】大沼 侑司

(72)【発明者】

【氏名】荒井 恭佑

【審査官】岩▲崎▼ 優

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１６３４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０２９８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０４２０７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－２６５４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７３１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－１１４９５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／００ － １／８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周辺物体までの距離が閾値距離以下にならないように、施設内を自律移動する複数の移動ロボットを制御するロボット制御システムであって、
前記施設の地図情報に設定された待機エリアに関する情報を取得し、
前記待機エリアにおける前記移動ロボットの待機台数に応じて、前記閾値距離を変更し、
前記閾値距離が小さくなった場合に、前記待機エリアの一端側にいる移動ロボット側に他の移動ロボットが詰めていくロボット制御システム。

【請求項2】

前記待機エリアで停止している前記移動ロボットの台数が所定値を超えた場合に、前記閾値距離を小さくする請求項１に記載のロボット制御システム。

【請求項3】

前記待機エリアにいる前記移動ロボットの待機台数と、前記待機エリアに向かって移動している移動ロボットの到着予定台数とに応じて、前記閾値距離を小さくする請求項１、又は２に記載のロボット制御システム。

【請求項4】

前記移動ロボットが搬送物を搬送する搬送ロボットであり、
前記移動ロボットが搬送する搬送物に関する搬送物情報に応じて、前記閾値距離を変更する請求項１～３のいずれか１項に記載のロボット制御システム。

【請求項5】

前記移動ロボットの移動中において、前記閾値距離が移動速度に応じて段階的に変化する請求項１～４のいずれか１項に記載のロボット制御システム。

【請求項6】

前記待機エリアのサイズが固定されている請求項１～５のいずれか１項に記載のロボット制御システム。

【請求項7】

周辺物体までの距離が閾値距離以下にならないように、施設内を自律移動する複数の移動ロボットを制御するロボット制御方法であって、
前記施設の地図情報に設定された待機エリアに関する情報を取得し、
前記待機エリアにおける前記移動ロボットの待機台数に応じて、前記閾値距離を変更し、
前記閾値距離が小さくなった場合に、前記待機エリアの一端側にいる移動ロボット側に他の移動ロボットが詰めていくロボット制御方法。

【請求項8】

前記待機エリアで停止している前記移動ロボットの台数が所定値を超えた場合に、前記閾値距離を小さくする請求項７に記載のロボット制御方法。

【請求項9】

前記待機エリアにいる前記移動ロボットの待機台数と、前記待機エリアに向かって移動している移動ロボットの到着予定台数とに応じて、前記閾値距離を小さくする請求項７、又は８に記載のロボット制御方法。

【請求項10】

前記移動ロボットが搬送物を搬送する搬送ロボットであり、
前記移動ロボットが搬送する搬送物に関する搬送物情報に応じて、前記閾値距離を変更する請求項７～９のいずれか１項に記載のロボット制御方法。

【請求項11】

前記移動ロボットの移動中において、前記閾値距離が移動速度に応じて段階的に変化する請求項７～１０のいずれか１項に記載のロボット制御方法。

【請求項12】

前記待機エリアのサイズが固定されている請求項７～１１のいずれか１項に記載のロボット制御方法。

【請求項13】

周辺物体までの距離が閾値距離以下にならないように、施設内を自律移動する複数の移動ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ロボット制御方法は、
前記施設の地図情報に設定された待機エリアに関する情報を取得し、
前記待機エリアにおける前記移動ロボットの待機台数に応じて、前記閾値距離を変更し、
前記閾値距離が小さくなった場合に、前記待機エリアの一端側にいる移動ロボット側に他の移動ロボットが詰めていく、プログラム。

【請求項14】

前記待機エリアで停止している前記移動ロボットの台数が所定値を超えた場合に、前記閾値距離を小さくする請求項１３に記載のプログラム。

【請求項15】

前記待機エリアにいる前記移動ロボットの待機台数と、前記待機エリアに向かって移動している移動ロボットの到着予定台数とに応じて、前記閾値距離を小さくする請求項１３、又は１４に記載のプログラム。

【請求項16】

前記移動ロボットが搬送物を搬送する搬送ロボットであり、
前記移動ロボットが搬送する搬送物に関する搬送物情報に応じて、前記閾値距離を変更する請求項１３～１５のいずれか１項に記載のプログラム。

【請求項17】

前記移動ロボットの移動中において、前記閾値距離が移動速度に応じて段階的に変化する請求項１３～１６のいずれか１項に記載のプログラム。

【請求項18】

前記待機エリアのサイズが固定されている請求項１３～１７のいずれか１項に記載のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、測距センサを用いて障害物検知を行う移動体が開示されている。移動制御部は、検知された障害物への衝突を防ぐように移動体を制御している。そして、障害物検知制御部は、予め定められた条件が満たされた場合、障害物の検知が弱くなる。例えば、障害物検知制御部は、予め定められた条件を満たす場合、障害物の検知範囲を狭くする、あるいは障害物検知を停止している。現在位置が予め決められた場所になったこと、標識が検知されたこと、又はエレベータのかごに乗ったことが、予め定められた条件となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１０９７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数の移動体（移動ロボットとも言う）を制御する場合、より効率良く移動体を移動させたいという要望がある。

【0005】

本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、より効率良く移動ロボットを制御することができる制御システム、ロボット制御方法、及びプログラムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施の形態にかかるロボット制御システムは、周辺物体までの距離が閾値距離以下にならないように、施設内を自律移動する複数の移動ロボットを制御するロボット制御システムであって、前記施設の地図情報に設定された待機エリアに関する情報を取得し、前記待機エリアにおける前記移動ロボットの待機台数に応じて、前記閾値距離を変更する。

【0007】

上記のロボット制御システムでは前記待機エリアで停止している前記移動ロボットの台数が所定値を超えた場合に、前記閾値距離を小さくするようにしてもよい。

【0008】

上記のロボット制御システムでは前記待機エリアにいる前記移動ロボットの待機台数と、前記待機エリアに向かって移動している移動ロボットの到着予定台数とに応じて、前記閾値距離を小さくするようにしてもよい。

【0009】

上記のロボット制御システムでは、前記閾値距離が小さくなった場合に、前記待機エリアの一端側にいる移動ロボット側に他の移動ロボットが詰めていくようにしてもよい。

【0010】

上記のロボット制御システムでは、前記移動ロボットが搬送物を搬送する搬送ロボットであり、前記移動ロボットが搬送する搬送物に関する搬送物情報に応じて、前記閾値距離を変更するようにしてもよい。

【0011】

上記のロボット制御システムでは、前記移動ロボットの移動中において、前記閾値距離が移動速度に応じて段階的に変化するようにしてもよい。

【0012】

上記のロボット制御システムでは、前記待機エリアのサイズが固定されていてもよい。

【0013】

本実施の形態にかかるロボット制御方法は、周辺物体までの距離が閾値距離以下にならないように、施設内を自律移動する複数の移動ロボットを制御するロボット制御方法であって、前記施設の地図情報に設定された待機エリアに関する情報を取得し、前記待機エリアにおける前記移動ロボットの待機台数に応じて、前記閾値距離を変更する。

【0014】

上記のロボット制御方法では前記待機エリアで停止している前記移動ロボットの台数が所定値を超えた場合に、前記閾値距離を小さくするようにしてもよい。

【0015】

上記のロボット制御方法では前記待機エリアにいる前記移動ロボットの待機台数と、前記待機エリアに向かって移動している移動ロボットの到着予定台数とに応じて、前記閾値距離を小さくするようにしてもよい。

【0016】

上記のロボット制御方法では、前記閾値距離が小さくなった場合に、前記待機エリアの一端側にいる移動ロボット側に他の移動ロボットが詰めていくようにしてもよい。

【0017】

上記のロボット制御方法では、前記移動ロボットが搬送物を搬送する搬送ロボットであり、前記移動ロボットが搬送する搬送物に関する搬送物情報に応じて、前記閾値距離を変更するようにしてもよい。

【0018】

上記のロボット制御方法では、前記移動ロボットの移動中において、前記閾値距離が移動速度に応じて段階的に変化するようにしてもよい。

【0019】

上記のロボット制御方法では、前記待機エリアのサイズが固定されていてもよい。

【0020】

本実施の形態にかかるプログラムは、周辺物体までの距離が閾値距離以下にならないように、施設内を自律移動する複数の移動ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記ロボット制御方法は、前記施設の地図情報に設定された待機エリアに関する情報を取得し、前記待機エリアにおける前記移動ロボットの待機台数に応じて、前記閾値距離を変更する。

【0021】

上記のプログラムでは前記待機エリアで停止している前記移動ロボットの台数が所定値を超えた場合に、前記閾値距離を小さくするようにしてもよい。

【0022】

上記のプログラムでは前記待機エリアにいる前記移動ロボットの待機台数と、前記待機エリアに向かって移動している移動ロボットの到着予定台数とに応じて、前記閾値距離を小さくするようにしてもよい。

【0023】

上記のプログラムでは、前記閾値距離が小さくなった場合に、前記待機エリアの一端側にいる移動ロボット側に他の移動ロボットが詰めていくようにしてもよい。

【0024】

上記のプログラムでは、前記移動ロボットが搬送物を搬送する搬送ロボットであり、前記移動ロボットが搬送する搬送物に関する搬送物情報に応じて、前記閾値距離を変更するようにしてもよい。

【0025】

上記のロボット制御方法では、前記移動ロボットの移動中において、前記閾値距離が移動速度に応じて段階的に変化するようにしてもよい。

【0026】

上記のロボット制御方法では、前記待機エリアのサイズが固定されていてもよい。

【発明の効果】

【0027】

本発明により、適切に搬送ロボットを制御することができるロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本実施形態に係る移動ロボットが利用されるシステムの全体構成を説明するための概念図である。

【図2】本実施形態に係る制御システムの制御ブロック図である。

【図3】移動ロボットの一例を示す概略図である。

【図4】本実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。

【図5】実施の形態１の制御動作を説明するための模式図である。

【図6】実施の形態１の制御動作を説明するための模式図である。

【図7】実施の形態１の制御動作を説明するための模式図である。

【図8】変形例１の制御動作を説明するための模式図である。

【図9】変形例１の制御動作を説明するための模式図である。

【図10】変形例１の制御動作を説明するための模式図である。

【図11】変形例２の制御動作を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明は以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。

【0030】

（概略構成）
図１は、本実施形態に係る移動ロボット２０が利用されるシステム１の全体構成を説明するための概念図である。例えば、移動ロボット２０は、搬送物の搬送をタスクとして実行する搬送ロボットである。移動ロボット２０は、病院、リハビリセンタ、介護施設、高齢者入居施設などの医療福祉施設内において、搬送物を搬送するために自律走行する。また、本実施の形態にかかるシステムは、ショッピングモールなどの商業施設等にも利用可能である。

【0031】

ユーザＵ１は、移動ロボット２０に搬送物を収容して、搬送を依頼する。移動ロボット２０は、設定された目的地まで自律的に移動して、搬送物を搬送する。つまり、移動ロボット２０は荷物の搬送タスク（以下、単にタスクともいう）を実行する。以下の説明では、搬送物を搭載する場所を搬送元とし、搬送物を届ける場所を搬送先とする。

【0032】

例えば、移動ロボット２０が複数の診療科がある総合病院内を移動するものとする。移動ロボット２０は、複数の診療科間で備品、消耗品、医療器具等を搬送する。例えば、移動ロボットは、搬送物をある診療科のナースステーションから、別の診療科へのナースステーションに届ける。あるいは、移動ロボット２０は、備品や医療器具の保管庫から診療科のナースステーションまで搬送物を届ける。また、移動ロボット２０は、調剤科で調剤された薬品を使用予定の診療科や患者まで届ける。

【0033】

搬送物の例としては、薬剤、包帯などの消耗品、検体、検査器具、医療器具、病院食、文房具などの備品等が挙げられる。医療機器としては、血圧計、輸血ポンプ、シリンジポンプ、フットポンプ、ナースコール、離床センサ、フットポンプ、低圧持続吸入器心電図モニタ、医薬品注入コントローラ、経腸栄養ポンプ、人工呼吸器、カフ圧計、タッチセンサ、吸引器、ネブライザ、パルスオキシメータ、血圧計、人工蘇生器、無菌装置、エコー装置などが挙げられる。また、病院食、検査食などの食事を搬送しても良い。さらに、移動ロボット２０は、使用済みの機器、食事済みの食器などを搬送しても良い。搬送先が異なる階にある場合、移動ロボット２０はエレベータなどを利用して移動してもよい。

【0034】

システム１は、移動ロボット２０と、上位管理装置１０と、ネットワーク６００と、通信ユニット６１０と、ユーザ端末４００と、を備えている。ユーザＵ１又はユーザＵ２は、ユーザ端末４００を用いて、搬送物の搬送依頼を行うことができる。例えば、ユーザ端末４００は、タブレットコンピュータやスマートフォンなどである。ユーザ端末４００は、無線又は有線で通信可能な情報処理装置であればよい。

【0035】

本実施形態においては、移動ロボット２０とユーザ端末４００は、ネットワーク６００を介して上位管理装置１０を接続されている。移動ロボット２０及びユーザ端末４００は、通信ユニット６１０を介して、ネットワーク６００と接続される。ネットワーク６００は有線又は無線のＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。さらに、上位管理装置１０は、ネットワーク６００と有線又は無線で接続されている。通信ユニット６１０はそれぞれの環境に設置された例えば無線ＬＡＮユニットである。通信ユニット６１０は、例えば、ＷｉＦｉルータなどの汎用通信デバイスであってもよい。

【0036】

ユーザＵ１、Ｕ２のユーザ端末４００から発信された各種信号は、ネットワーク６００を介して一旦、上位管理装置１０へ送られ、上位管理装置１０から対象となる移動ロボット２０へ転送される。同様に、移動ロボット２０から発信される各種信号は、ネットワーク６００を介して一旦、上位管理装置１０へ送られ、上位管理装置１０から対象となるユーザ端末４００へ転送される。上位管理装置１０は各機器と接続されたサーバであり、各機器からのデータを収集する。また、上位管理装置１０は、物理的に単一な装置に限られるものではなく、分散処理を行う複数の装置を有していてもよい。また、上位管理装置１０は、移動ロボット２０等のエッジデバイスに分散して配置されていても良い。例えば、システム１の一部又は全部が移動ロボット２０に搭載されていても良い。

【0037】

ユーザ端末４００と移動ロボット２０は、上位管理装置１０を介さずに、信号を送受信してもよい。例えば、ユーザ端末４００と移動ロボット２０は、無線通信により直接信号を送受信してもよい。あるいは、ユーザ端末４００と移動ロボット２０は、通信ユニット６１０を介して、信号を送受信してもよい。

【0038】

ユーザＵ１又はユーザＵ２は、ユーザ端末４００を用いて搬送物の搬送を依頼する。以下、ユーザＵ１が搬送元にいる搬送依頼者であり、ユーザＵ２が搬送先（目的地）にいる受領予定者であるとして説明を行う。もちろん、搬送先にいるユーザＵ２が搬送依頼を行うことも可能である。また、搬送元又は搬送先以外の場所にいるユーザが搬送依頼を行ってもよい。

【0039】

ユーザＵ１が搬送依頼を行う場合、ユーザ端末４００を用いて、搬送物の内容、搬送物の受取先（以下、搬送元ともいう）、搬送物の届け先（以下、搬送先ともいう）、搬送元の到着予定時刻（搬送物の受取時刻）、搬送先への到着予定時間（搬送期限）等を入力する。以下、これらの情報を搬送依頼情報ともいう。ユーザＵ１は、ユーザ端末４００のタッチパネルを操作することで、搬送依頼情報を入力することができる。搬送元は、ユーザＵ１がいる場所でも良く、搬送物の保管場所などであってもよい。搬送先は、使用予定のユーザＵ２や患者がいる場所である。

【0040】

ユーザ端末４００は、ユーザＵ１によって入力された搬送依頼情報を上位管理装置１０に送信する。上位管理装置１０は、複数の移動ロボット２０を管理する管理システムである。上位管理装置１０は、移動ロボット２０に搬送タスクを実行するための動作指令を送信する。上位管理装置１０は搬送依頼毎に、搬送タスクを実行する移動ロボット２０を決定する。そして、上位管理装置１０は、その移動ロボット２０に対して動作指令を含む制御信号を送信する。移動ロボット２０が、動作指令に従って、搬送元から搬送先に到着するように移動する。

【0041】

例えば、上位管理装置１０は、搬送元又はその近傍の移動ロボット２０に搬送タスクを割り当てる。あるいは、上位管理装置１０は、搬送元又はその近傍に向かっている移動ロボット２０に搬送タスクを割り当てる。タスクを割り当てられた移動ロボット２０が搬送元まで搬送物を取りに行く。搬送元は、例えば、タスクを依頼したユーザＵ１がいる場所である。

【0042】

移動ロボット２０が搬送元に到着すると、ユーザＵ１又はその他の職員が移動ロボット２０に搬送物を載せる。搬送物を搭載した移動ロボット２０が搬送先を目的地として自律移動する。上位管理装置１０は、搬送先のユーザＵ２のユーザ端末４００に対して信号を送信する。これにより、ユーザＵ２は、搬送物が搬送中であることや、その到着予定時間を知ることができる。設定された搬送先に移動ロボット２０が到着すると、ユーザＵ２は、移動ロボット２０に収容されている搬送物を受領することができる。このようにして、移動ロボット２０が、搬送タスクを実行する。

【0043】

このような全体構成においては、制御システムの各要素を、移動ロボット２０、ユーザ端末４００および上位管理装置１０に分散して全体として制御システムを構築することができる。また、搬送物の搬送を実現するための実質的な要素を一つの装置に集めて構築することもできる。上位管理装置１０は、１又は複数の移動ロボット２０を制御する。

【0044】

（制御ブロック図）
図２は、システム１の制御系を示す制御ブロック図を示す。図２に示すように、システム１は、上位管理装置１０、移動ロボット２０、環境カメラ３００を有する。

【0045】

このシステム１は、所定の施設内において移動ロボット２０を自律的に移動させながら、複数の移動ロボット２０を効率的に制御する。そのため、施設内には、複数個の環境カメラ３００が設置されている。例えば、環境カメラ３００は、施設内の通路、ホール、エレベータ、出入り口等に設置されている。

【0046】

環境カメラ３００は、移動ロボット２０が移動する範囲の画像を取得する。なお、システム１では、環境カメラ３００で取得された画像やそれに基づく情報は、上位管理装置１０が収集する。あるいは、環境カメラ３００で取得された画像等が直接移動ロボットに送信されてもよい。環境カメラ３００は、施設内の通路や出入り口に設けられた監視カメラなどであってもよい。環境カメラ３００は、施設内の混雑状況の分布を求めるために使用されていてもよい。

【0047】

実施の形態１にかかるシステム１では、上位管理装置１０が搬送依頼情報に基づいて、ルート計画を行う。上位管理装置１０が作成したルート計画情報に基づいて、それぞれの移動ロボット２０に行き先を指示する。そして、移動ロボット２０は、上位管理装置１０から指定された行き先に向かって自律移動する。移動ロボット２０は、自機に設けられたセンサ、フロアマップ、位置情報等を用いて行き先（目的地）に向かって自律移動する。

【0048】

例えば、移動ロボット２０は、その周辺の機器、物体、壁、人（以下、まとめて周辺物体とする）に接触しないように、走行する。具体的には、移動ロボット２０は、周辺物体までの距離を検知し、周辺物体から一定の距離（閾値距離とする）以上離れた状態で走行する。周辺物体までの距離が閾値距離以下になると、移動ロボット２０が減速または停止する。このようにすることで、移動ロボット２０が、周辺物体に接触せずに走行可能となる。接触を回避することができるため、安全かつ効率的な搬送が可能となる。閾値距離は、各移動ロボットが安全に走行できるように設定された所定の距離となっている。

【0049】

上位管理装置１０は、演算処理部１１、記憶部１２、バッファメモリ１３、通信部１４を有する。演算処理部１１は、移動ロボット２０を制御及び管理するための演算を行う。演算処理部１１は、例えば、コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等のプログラムを実行可能な装置として実装可能である。そして、各種機能はプログラムにより実現することもできる。図２では、演算処理部１１において特徴的なロボット制御部１１１、ルート計画部１１５、搬送物情報取得部１１６のみを示したが、その他の処理ブロックも備えられる。

【0050】

ロボット制御部１１１は、移動ロボット２０を遠隔で制御するための演算を行い、制御信号を生成する。ロボット制御部１１１は、後述するルート計画情報１２５などに基づいて制御信号を生成する。さらに、環境カメラ３００や移動ロボット２０から得られた各種情報に基づいて、制御信号を生成する。制御信号は、後述するフロアマップ１２１、ロボット情報１２３及びロボット制御パラメータ１２２等の更新情報を含んでいてもよい。つまり、ロボット制御部１１１は、各種情報が更新された場合、その更新情報に応じた制御信号を生成する。

【0051】

搬送物情報取得部１１６は、搬送物に関する情報を取得する。搬送物情報取得部１１６は、移動ロボット２０が搬送中の搬送物の内容（種別）に関する情報を取得する。

【0052】

ルート計画部１１５は、各移動ロボット２０のルート計画を行う。搬送タスクが入力されると、ルート計画部１１５は、搬送依頼情報に基づいて、当該搬送物を搬送先（目的地）までの搬送するためのルート計画を行う。具体的には、ルート計画部１１５は、記憶部１２に既に記憶されているルート計画情報１２５やロボット情報１２３等を参照して、新たな搬送タスクを実行する移動ロボット２０を決定する。出発地は、移動ロボット２０の現在位置や、直前の搬送タスクの搬送先、搬送物の受取先などである。目的地は、搬送物の搬送先、待機場所（待機エリア）、充電場所などである。

【0053】

ここでは、ルート計画部１１５は、移動ロボット２０の出発地から目的地までの通過ポイントを設定している。ルート計画部１１５は、移動ロボット２０毎に、その通過ポイントの通過順を設定する。通過ポイントは、例えば、分岐点、交差点、エレベータ前のロビーやこれらの周辺に設定されている。また、幅の狭い通路では、移動ロボット２０のすれ違いが困難となることもある。このような場合、幅の狭い通路の手前を通過ポイントして設定してもよい。通過ポイントの候補は、予めフロアマップ１２１に登録されていてもよい。

【0054】

ルート計画部１１５は、システム全体として効率良くタスクを実行できるように、複数の移動ロボット２０の中から、各搬送タスクを行う移動ロボット２０を決定する。ルート計画部１１５は、待機中の移動ロボット２０や搬送元に近い移動ロボット２０に搬送タスクを優先的に割り当てる。

【0055】

ルート計画部１１５は、搬送タスクが割り当てられた移動ロボット２０について、出発地及び目的地を含む通過ポイントを設定する。例えば、搬送元から搬送先までの２以上の移動経路がある場合、より短時間で移動できるように通過ポイントを設定する。そのため、上位管理装置１０は、カメラの画像等に基づいて、通路の混雑状況を示す情報を更新する。具体的には、他の移動ロボット２０が通過している場所、人が多い場所は混雑度が高い。したがって、ルート計画部１１５は、混雑度が高い場所を避けるように、通過ポイントを設定する。

【0056】

移動ロボット２０は、左回りの移動経路又は右回りの移動経路のいずれでも目的地まで移動できるような場合がある。このような場合、ルート計画部１１５は、混雑していないほうの移動経路を通過するように通過ポイントを設定する。ルート計画部１１５が、目的地までの間に、１又は複数の通過ポイントを設定することで、移動ロボット２０が混雑していない移動経路で移動することができる。例えば、分岐点、交差点で通路が分かれている場合、ルート計画部１１５は、適宜、分岐点、交差点、曲がり角及びその周辺に通過ポイントを設定する。これにより、搬送効率を向上することができる。

【0057】

ルート計画部１１５は、エレベータの混雑状況や、移動距離などを考慮して、通過ポイントを設定してもよい。さらに、上位管理装置１０は、移動ロボット２０がある場所を通過する予定時刻における、移動ロボット２０の数や人の数を推定してもよい。そして、推定された混雑状況に応じて、ルート計画部１１５が通過ポイントを設定してもよい。また、ルート計画部１１５は、混雑状況の変化に応じて、通過ポイントを動的に変えてもよい。ルート計画部１１５は、搬送タスクを割り当てた移動ロボット２０について、通過ポイントを順番に設定する。通過ポイントは、搬送元や搬送先を含んでいてもよい。後述するように、移動ロボット２０が、ルート計画部１１５により設定された通過ポイントを順番に通過するように自律移動する。

【0058】

記憶部１２は、ロボットの管理及び制御に必要な情報を格納する記憶部である。図２の例では、フロアマップ１２１、ロボット情報１２３、ロボット制御パラメータ１２２、ルート計画情報１２５、搬送物情報１２６を示したが、記憶部１２に格納される情報はこれ以外にあっても構わない。演算処理部１１では、各種処理を行う際に記憶部１２に格納されている情報を用いた演算を行う。また、記憶部１２に記憶されている各種情報は最新の情報に更新可能である。

【0059】

フロアマップ１２１は、移動ロボット２０を移動させる施設の地図情報である。このフロアマップ１２１は、予め作成されるものでもよいし、移動ロボット２０から得た情報から生成されるものでもよく、また、予め作成された基本地図に移動ロボット２０から得た情報から生成された地図修正情報を加えたものであってもよい。

【0060】

さらに、フロアマップ１２１は、移動ロボット２０の待機エリアを示す情報を含んでいる。例えば、ユーザが搬送物を搭載する場所や、搬送物を取り出す場所が、待機エリアとなる。フロアマップ１２１には、ナースステーション、保管庫、薬剤科などが待機エリアとして設定されている。待機エリアでは、搬送物の搬送や取出しが頻繁に行われる。そのため、２台以上の移動ロボット１００が搭載や取出しのために待機する。そして、ユーザＵ１が待機エリアで停車している移動ロボット１００に搬送物を搭載する。あるいは、ユーザＵ２が待機エリアで停車している移動ロボット１００から搬送物を取り出す。したがって、待機エリアは、複数のロボットが同時に滞在する可能性が高い場所となる。フロアマップ１２１には、待機エリアの位置座標が設定されている。待機エリアは、システムの管理者などが予め設定しておけばよい。

【0061】

ロボット情報１２３は、上位管理装置１０が管理する移動ロボット２０のＩＤ、型番、仕様等が記述される。ロボット情報１２３は、移動ロボット２０の現在位置を示す位置情報を含んでいてもよい。ロボット情報１２３は、移動ロボット２０がタスクを実行中か、待機中かの情報を含んでいてもよい。また、ロボット情報１２３は、移動ロボット２０が動作中か、故障中か等を示す情報を含んでいてもよい。また、ロボット情報１２３は、搬送可能な搬送物、搬送不可な搬送物の情報を含んでいてもよい。ロボット情報１２３は、移動ロボット２０の平面サイズの情報を含んでいてもよい。

【0062】

ロボット制御パラメータ１２２は、上位管理装置１０が管理する移動ロボット２０についての周辺物体との閾値距離等の制御パラメータが記述される。閾値距離は、人を含む周辺物体との接触を回避するためのマージン距離となる。さらに、ロボット制御パラメータ１２２は、移動ロボット２０の移動速度の速度上限値などの動作強度に関する情報を含んでいても良い。

【0063】

ロボット制御パラメータ１２２において、閾値距離と速度上限値は複数設定されていても良い。そして、上位管理装置１０が、閾値距離と速度上限値が適宜変更しても良い。例えば、閾値距離と速度上限値が段階的に設定されていても良い。そして、段階的に設定された閾値距離と速度上限値とが対応付けられていても良い。例えば、速度上限値が高い高速モードの場合、急な停止や減速が困難であるため、閾値距離を大きくする。速度上限値が低い低速モードの場合、急な停止や減速が容易であるため、閾値距離を小さくする。速度上限値が低い低速モードの場合、急な停止や減速が容易であるため、閾値距離を小さくする。このように、速度上限値に応じて閾値距離を変えてもよい。演算処理部１１が搬送物情報や環境情報に応じて速度上限値等を変更しても良い。上位管理装置１０が環境や状況に応じてロボット制御パラメータの中から速度上限値及び閾値距離を選択する。上位管理装置１０は、速度上限値及び閾値距離を更新した場合、更新した移動ロボット２０にそのデータを送信する。

【0064】

ロボット制御パラメータ１２２は、状況に応じて更新されてもよい。ロボット制御パラメータ１２２は、収納庫２９１の収容スペースの空き状況や使用状況を示す情報を含んでいてもよい。ロボット制御パラメータ１２２は、搬送可能な搬送物や、搬送不可能な搬送物の情報を含んでいても良い。ロボット制御パラメータ１２２は、それぞれの移動ロボット２０に対して、上記の各種情報が対応付けられている。

【0065】

ルート計画情報１２５は、ルート計画部１１５で計画されたルート計画情報を含んでいる。ルート計画情報１２５は、例えば、搬送タスクを示す情報を含んでいる。ルート計画情報１２５は、タスクが割り当てられた移動ロボット２０のＩＤ、出発地、搬送物の内容、搬送先、搬送元、搬送先への到着予定時間、搬送元への到着予定時間、到着期限などの情報を含んでいても良い。ルート計画情報１２５では、搬送タスク毎に、上述した各種情報が対応付けられていてもよい。ルート計画情報１２５は、ユーザＵ１から入力された搬送依頼情報の少なくとも一部を含んでいても良い。

【0066】

さらに、ルート計画情報１２５は、それぞれの移動ロボット２０や搬送タスクについて、通過ポイントに関する情報を含んでいてもよい。例えば、ルート計画情報１２５は、それぞれの移動ロボット２０についての通過ポイントの通過順を示す情報を含んでいる。ルート計画情報１２５は、フロアマップ１２１における各通過ポイントの座標や、通過ポイントを通過したか否かの情報を含んでいてもよい。

【0067】

搬送物情報１２６は、搬送依頼が行われた搬送物に関する情報である。例えば、搬送物の内容（種別）、搬送元、搬送先等の情報を含んでいる。搬送物情報１２６は、搬送を担当する移動ロボット２０のＩＤを含んでいても良い。さらに、搬送物情報は、搬送中、搬送前（搭載前）、搬送済みなどのステータスを示す情報を含んでいてもよい。搬送物情報１２６は搬送物毎にこれらの情報が対応付けられている。搬送物情報１２６については後述する。

【0068】

なお、ルート計画部１１５は、記憶部１２に記憶されている各種情報を参照して、ルート計画を策定する。例えば、フロアマップ１２１、ロボット情報１２３、ロボット制御パラメータ１２２、ルート計画情報１２５に基づいて、タスクを実行する移動ロボット２０を決定する。そして、ルート計画部１１５は、フロアマップ１２１等を参照して、搬送先までの通過ポイントとその通過順を設定する。フロアマップ１２１には、予め通過ポイントの候補が登録されている。そして、ルート計画部１１５が混雑状況等に応じて、通過ポイントを設定する。また、タスクを連続処理する場合などは、ルート計画部１１５が搬送元及び搬送先を通過ポイントして設定してもよい。

【0069】

なお、１つの搬送タスクについて、２つ以上の移動ロボット２０が割り当てられていてもよい。例えば、搬送物が移動ロボット２０の搬送可能容量よりも大きい場合、１つの搬送物を２つに分けて、２つの移動ロボット２０に搭載する。あるいは、搬送物が移動ロボット２０の搬送可能重量よりも重い場合、１つの搬送物を２つに分けて、２つの移動ロボット２０に搭載する。このようにすることで、１つの搬送タスクを２つ以上の移動ロボット２０が分担して実行することができる。もちろん、異なるサイズの移動ロボット２０を制御する場合、搬送物を搬送可能な移動ロボット２０が搬送物を受け取るようにルート計画を行ってもよい。

【0070】

さらには、１つの移動ロボット２０が、２つ以上の搬送タスクを並行して行ってもよい。例えば、１つの移動ロボット２０が２つ以上の搬送物を同時に搭載して、異なる搬送先に順次搬送してもよい。あるいは、１つ移動ロボット２０が１つの搬送物を搬送中に、他の搬送物を搭載してもよい。また、異なる場所で搭載された搬送物の搬送先は同じであってもよく、異なっていてもよい。このようにすることで、タスクを効率よく実行することができる。

【0071】

このような場合、移動ロボット２０の収容スペースについて、使用状況又は空き状況を示す収容情報を更新するようにしてもよい。つまり、上位管理装置１０が空き状況を示す収容情報を管理して、移動ロボット２０を制御してもよい。例えば、搬送物の搭載又は受取が完了すると、収容情報が更新される。搬送タスクが入力されると、上位管理装置１０は、収容情報を参照して、搬送物を搭載可能な空きがある移動ロボット２０を受け取りに向かわせる。このようにすることで、１つの移動ロボット２０が、同時に複数の搬送タスクを実行することや、２つ以上の移動ロボット２０が搬送タスクを分担して実行することが可能になる。例えば、移動ロボット２０の収容スペースにセンサを設置して空き状況を検出しても良い。また、搬送物毎にその容量や重さが予め登録されていてもよい。

【0072】

バッファメモリ１３は、演算処理部１１における処理において生成される中間情報を蓄積するメモリである。通信部１４は、システム１が用いられる施設に設けられる複数の環境カメラ３００及び少なくとも１台の移動ロボット２０と通信するための通信インタフェースである。通信部１４は、有線通信と無線通信の両方の通信を行うことができる。例えば、通信部１４は、それぞれの移動ロボット２０に対して、その移動ロボット２０の制御に必要な制御信号を送信する。また、通信部１４は、移動ロボット２０や環境カメラ３００で収集された情報を受信する。

【0073】

移動ロボット２０は、演算処理部２１、記憶部２２、通信部２３、近接センサ（例えば、距離センサ群２４）、カメラ２５、駆動部２６、表示部２７、操作受付部２８を有する。なお、図２では、移動ロボット２０に備えられている代表的な処理ブロックのみを示したが、移動ロボット２０には図示していない他の処理ブロックも多く含まれる。

【0074】

通信部２３は、上位管理装置１０の通信部１４と通信を行うための通信インタフェースである。通信部２３は、例えば、無線信号を用いて通信部１４と通信を行う。距離センサ群２４は、例えば、近接センサであり、移動ロボット２０の周囲に存在する物又は人との距離を示す近接物距離情報を出力する。カメラ２５は、例えば、移動ロボット２０の周囲の状況を把握するための画像を撮影する。また、カメラ２５は、例えば、施設の天井等に設けられる位置マーカーを撮影することもできる。この位置マーカーを用いて移動ロボット２０に自機の位置を把握させてもよい。

【0075】

駆動部２６は、移動ロボット２０に備え付けられている駆動輪を駆動する。なお、駆動部２６は、駆動輪やその駆動モータの回転回数を検出するエンコーダなどを有していてもよい。エンコーダの出力に応じて、自機位置（現在位置）が推定されていても良い。移動ロボット２０は、自身の現在位置を検出して、上位管理装置１０に送信する。

【0076】

表示部２７及び操作受付部２８はタッチパネルディスプレイにより実現される。表示部２７は、操作受付部２８となるユーザーインタフェース画面を表示する。また、表示部２７には、移動ロボット２０の行き先や移動ロボット２０の状態を示す情報を表示させても構わない。操作受付部２８は、ユーザからの操作を受け付ける。操作受付部２８は、表示部２７に表示されるユーザーインタフェース画面に加えて、移動ロボット２０に設けられる各種スイッチを含む。

【0077】

演算処理部２１は、移動ロボット２０の制御に用いる演算を行う。演算処理部２１は、例えば、コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等のプログラムを実行可能な装置として実装可能である。そして、各種機能はプログラムにより実現することもできる。演算処理部２１は、移動命令抽出部２１１、駆動制御部２１２を有する。なお、図２では、演算処理部２１が有する代表的な処理ブロックのみを示したが、図示しない処理ブロックも含まれる。演算処理部２１は、通過ポイント間の経路を探索しても良い。

【0078】

移動命令抽出部２１１は、上位管理装置１０から与えられた制御信号から移動命令を抽出する。例えば、移動命令は、次の通過ポイントに関する情報を含んでいる。例えば、制御信号は、通過ポイントの座標や、通過ポイントの通過順に関する情報を含んでいてもよい。そして、移動命令抽出部２１１が、これらの情報を移動命令として抽出する。

【0079】

さらに、移動命令は、次の通過ポイントへの移動が可能になったことを示す情報を含んでいてもよい。通路幅が狭いと、移動ロボット２０がすれ違うことできない場合がある。また、一時的に通路を通行できない場合がある。このような場合、制御信号は、停止すべき場所の手前の通過ポイントで、移動ロボット２０を停止させる命令を含んでいる。そして、他の移動ロボット２０が通過した後や通行可能となった後に、上位管理装置１０が移動ロボット２０に移動可能なことになったことを知らせる制御信号を出力する。これにより、一時的に停止していた移動ロボット２０が移動を再開する。

【0080】

駆動制御部２１２は、移動命令抽出部２１１から与えられた移動命令に基づいて、移動ロボット２０を移動させるように、駆動部２６を制御する。例えば、駆動部２６は、駆動制御部２１２からの制御指令値に応じて回転する駆動輪を有している。移動命令抽出部２１１は、上位管理装置１０から受信した通過ポイントに向かって移動ロボット２０が移動するように、移動命令を抽出する。そして、駆動部２６が駆動輪を回転駆動する。移動ロボット２０は、次の通過ポイントに向かって自律移動する。このようにすることで、通過ポイントを順番に通過して、搬送先に到着する。また、移動ロボット２０は、自機位置を推定して、通過ポイントを通過したことを示す信号を上位管理装置１０に送信しても良い。これにより、上位管理装置１０が、各移動ロボット２０の現在位置や搬送状況を管理することができる。

【0081】

記憶部２２には、フロアマップ２２１とロボット制御パラメータ２２２と搬送物情報２２６が格納される。図２に示したのは、記憶部２２に格納される情報の一部で有り、図２に示したフロアマップ２２１とロボット制御パラメータ２２２と搬送物情報２２６以外の情報も含まれる。フロアマップ２２１は、移動ロボット２０を移動させる施設の地図情報である。このフロアマップ２２１は、例えば、上位管理装置１０のフロアマップ１２１をダウンロードしたモノである。なお、フロアマップ２２１は、予め作成されたものであってもよい。また、フロアマップ２２１は、施設全体の地図情報ではなく、移動予定の領域を部分的に含む地図情報であってもよい。フロアマップ２２１には、上述した待機エリアが設定されている。つまり、フロアマップ２２１は、待機エリアに関する情報を含んでいる。

【0082】

ロボット制御パラメータ２２２は、移動ロボット２０を動作させるためのパラメータである。ロボット制御パラメータ２２２には、例えば、周辺物体との閾値距離が含まれる。さらに、ロボット制御パラメータ２２２には、移動ロボット２０の速度上限値が含まれている。上位管理装置１０において更新されたロボット制御パラメータ１２２を移動ロボット２０が受信すると、ロボット制御パラメータ２２２のデータが更新される。

【0083】

移動ロボットの移動中において、閾値距離が移動速度に応じて段階的に変化するように制御しても良い。例えば、移動ロボット２０が加速して、高速になった場合、閾値距離を大きくする。つまり、移動ロボット２０の速度が速度閾値を超えた場合、閾値距離を大きくする。移動ロボット２０が高速で移動している場合、制動距離が大きくなるため、マージン距離である閾値距離を大きくすることが好ましい。よって、移動ロボット２０が速度閾値未満の低速モードと、速度閾値以上の高速モードで移動する場合とで閾値距離を変更しても良い。もちろん、閾値距離を３段階以上に分けてもよい。例えば、高速モードと中速モードと低速モードの３段階に設定して、それぞれの異なる閾値距離が設定されていてもよい。そして、高速になるほどに、閾値距離を大きくする。つまり、最も低速モードで閾値距離が最も小さくなる。

【0084】

搬送物情報２２６は、搬送物情報１２６と同様に搬送物に関する情報を含んでいる。搬送物の内容（種別）、搬送元、搬送先等の情報を含んでいる。搬送物情報は、搬送中、搬送前（搭載前）、搬送済みなどのステータスを示す情報を含んでいてもよい。搬送物情報２２６は搬送物毎にこれらの情報が対応付けられている。搬送物情報１２６については後述する。搬送物情報２２６は、移動ロボット２０が搬送する搬送物に関する情報を含んでいればよい。したがって、搬送物情報２２６は搬送物情報１２６の一部となる。つまり、搬送物情報２２６は、他の移動ロボット２０が搬送する情報を含んでいなくても良い。

【0085】

駆動制御部２１２は、ロボット制御パラメータ２２２を参照して、距離センサ群２４から得られた距離情報が示す距離が閾値距離を下回ったことに応じて動作を停止或いは減速をする。駆動制御部２１２は、速度上限値以下の速度で走行するように、駆動部２６を制御する。駆動制御部２１２は、速度上限値以上の速度で移動ロボット２０が移動しないように、駆動輪の回転速度を制限する。

【0086】

（移動ロボット２０の構成）
ここで、移動ロボット２０の外観について説明する。図３は、移動ロボット２０の概略図を示す。図３に示す移動ロボット２０は、移動ロボット２０の態様の１つであり、他の形態であってもよい。なお、図３では、ｘ方向が移動ロボット２０の前進方向及び後進方向、ｙ方向が移動ロボット２０の左右方向であり、ｚ方向が移動ロボット２０の高さ方向である。

【0087】

移動ロボット２０は、本体部２９０と、台車部２６０とを備えている。台車部２６０の上に、本体部２９０が搭載されている。本体部２９０と、台車部２６０とそれぞれ直方体状の筐体を有しており、この筐体内部に各構成要素が搭載されている。例えば、台車部２６０の内部には駆動部２６が収容されている。

【0088】

本体部２９０には、収容スペースとなる収納庫２９１と、収納庫２９１を密封する扉２９２とが設けられている。収納庫２９１には、複数段の棚が設けられており、段毎に空き状況が管理される。例えば、各段に重量センサ等の各種センサを配置することで、空き状況を更新することができる。移動ロボット２０は、収納庫２９１に収納された搬送物を上位管理装置１０から指示された目的地まで自律移動により搬送する。本体部２９０は図示しない制御ボックスなどを筐体内に搭載していても良い。また、扉２９２は電子キーなどで施錠可能となっていても良い。搬送先に到着するとユーザＵ２が電子キーで扉２９２を開錠する。あるいは、搬送先に到着した場合、自動で扉２９２が開錠してもよい。

【0089】

図３に示すように、移動ロボット２０の外装には、距離センサ群２４として前後距離センサ２４１及び左右距離センサ２４２が設けられる。移動ロボット２０は、前後距離センサ２４１により移動ロボット２０の前後方向の周辺物体の距離を計測する。また、移動ロボット２０は、左右距離センサ２４２により移動ロボット２０の左右方向の周辺物体の距離を計測する。

【0090】

例えば、前後距離センサ２４１は、本体部２９０の筐体の前面及び後面にそれぞれ配置される。左右距離センサ２４２は、本体部２９０の筐体の左側面及び右側面にそれぞれ配置される。前後距離センサ２４１及び左右距離センサ２４２は例えば、超音波距離センサやレーザレンジファインダである。周辺物体までの距離を検出する。前後距離センサ２４１又は左右距離センサ２４２で検出された周辺物体までの距離が、閾値距離以下となった場合、移動ロボット２０が減速または停止する。

【0091】

駆動部２６には、駆動輪２６１及びキャスタ２６２が設けられる。駆動輪２６１は移動ロボット２０を前後左右に移動させるための車輪である。キャスタ２６２は、駆動力は与えられず、駆動輪２６１に追従して転がる従動輪である。駆動部２６は、図示しない駆動モータを有しており、駆動輪２６１を駆動する。

【0092】

例えば、駆動部２６は、筐体内に、それぞれが走行面に接地する２つの駆動輪２６１と２つのキャスタ２６２を支持している。２つの駆動輪２６１は、互いに回転軸芯が一致するように配設されている。それぞれの駆動輪２６１は、不図示のモータによって独立して回転駆動される。駆動輪２６１は、図２の駆動制御部２１２からの制御指令値に応じて回転する。キャスタ２６２は、従動輪であり、駆動部２６から鉛直方向に延びる旋回軸が車輪の回転軸から離れて車輪を軸支するように設けられており、駆動部２６の移動方向に倣うように追従する。

【0093】

移動ロボット２０は、例えば、２つの駆動輪２６１が同じ方向に同じ回転速度で回転されれば直進し、逆方向に同じ回転速度で回転されれば２つの駆動輪２６１のほぼ中央を通る鉛直軸周りに旋回する。また、２つの駆動輪２６１を同じ方向と異なる回転速度で回転させることで、左右に曲がりながら進むことができる。例えば、左の駆動輪２６１の回転速度を右の駆動輪２６１の回転速度より高くすることで、右折することができる。反対に、右の駆動輪２６１の回転速度を左の駆動輪２６１の回転速度より高くすることで、左折することができる。すなわち、移動ロボット２０は、２つの駆動輪２６１の回転方向、回転速度がそれぞれ制御されることにより、任意の方向へ並進、旋回、右左折等することができる。

【0094】

また、移動ロボット２０では、本体部２９０の上面に表示部２７、操作インタフェース２８１が設けられる。表示部２７には、操作インタフェース２８１が表示される。ユーザが表示部２７に表示された操作インタフェース２８１をタッチ操作することで、操作受付部２８がユーザからの指示入力を受け付けることができる。また、非常停止ボタン２８２が表示部２７の上面に設けられる。非常停止ボタン２８２及び操作インタフェース２８１が操作受付部２８として機能する。

【0095】

表示部２７は、例えば液晶パネルであり、キャラクターの顔をイラストで表示したり、移動ロボット２０に関する情報をテキストやアイコンで呈示したりする。表示部２７にキャラクターの顔を表示すれば、表示部２７が擬似的な顔部であるかの印象を周囲の観察者に与えることができる。移動ロボット２０に搭載されている表示部２７等をユーザ端末４００として用いることも可能である。

【0096】

本体部２９０の前面には、カメラ２５が設置されている。ここでは、２つのカメラ２５がステレオカメラとして機能する。つまり、同じ画角を有する２つのカメラ２５が互いに水平方向に離間して配置されている。それぞれのカメラ２５で撮像された画像を画像データとして出力する。２つのカメラ２５の画像データに基づいて、被写体までの距離や被写体の大きさを算出することが可能である。演算処理部２１は、カメラ２５の画像を解析することで、移動方向前方に人や障害物などを検知することができる。進行方向前方に人や障害物などがいる場合、移動ロボット２０は、それらを回避しながら、経路に沿って移動する。また、カメラ２５の画像データは、上位管理装置１０に送信される。

【0097】

移動ロボット２０は、カメラ２５が出力する画像データや、前後距離センサ２４１及び左右距離センサ２４２が出力する検出信号を解析することにより、周辺物体を認識したり、自機の位置を同定したりする。カメラ２５は、移動ロボット２０の進行方向前方を撮像する。移動ロボット２０は、図示するように、カメラ２５が設置されている側を自機の前方とする。すなわち、通常の移動時においては矢印で示すように、自機の前方が進行方向となる。

【0098】

（制御方法）
本実施の形態では、待機エリアにおける移動ロボット２０の待機台数に応じて、上位管理装置１０が移動ロボット２０の閾値距離を変更している。待機エリアにおける制御動作について、図４～図７を用いて説明する。図４は、本システムにおける制御方法を示すフローチャートである。図５～７は、制御方法を説明するための模式図であり、移動ロボット２０が待機エリアＷＡで待機している状態を示す平面図である。図５～図７では、複数の移動ロボット２０を移動ロボット２０Ａ～２０Ｆとして識別している。つまり、図５～図７では、６台の移動ロボット２０Ａ～２０Ｆが示されている。

【0099】

まず、演算処理部１１が待機エリアＷＡの情報を取得する（Ｓ４０１）。ここでは、演算処理部１１がフロアマップ１２１に設定された待機エリアＷＡの位置座標などを取得する。さらに、上位管理装置１０は、施設内を移動する移動ロボット２０の現在位置を取得する。これにより、上位管理装置１０は、待機エリアＷＡで待機している移動ロボット２０の台数を検知することができる。なお、ここでは、ナースステーション等の壁際の一部が待機エリアＷＡとなっている。待機エリアＷＡは、矩形領域であり、その２辺が壁Ｗ１と壁Ｗ２で規定されている。

【0100】

図５では、待機エリアＷＡに５台の移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが停車している。具体的には、図５に示すように、左側の壁Ｗ１に沿って５台の移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが１列に並んでいる。ユーザＵ１は待機エリアＷＡで待機している移動ロボット２０Ａ～２０Ｅに搬送物を搭載していく。或いは、ユーザＵ１は、待機エリアＷＡで待機している移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが保管している搬送物を取り出す。つまり、さらに、移動ロボット２０Ａ～２０Ｅは、搬送物の搭載又は取出しを待機している。移動ロボット２０Ｆが待機エリアＷＡに向かって通路Ｃ１を移動している。具体的には、移動ロボット２０Ｆが通過ポイントＭ１、Ｍ２の順でルートＲ１に沿って移動している。

【0101】

図５に示すように、移動ロボット２０Ａ～移動ロボット２０Ｆの閾値距離が第１の閾値距離Ｄ１となっている。つまり、待機エリアＷＡでは、移動ロボット２０Ａ～移動ロボット２０Ｅのそれぞれは壁Ｗ１又は隣の移動ロボットまでの距離が第１の閾値距離Ｄ１となっている。例えば、移動ロボット２０Ａについて、壁Ｗ１までの距離、壁Ｗ２までの距離、及び移動ロボット２０Ｂまでの距離が第１の閾値距離Ｄ１となっている。また、移動ロボット２０Ｆは通路Ｃ１の壁から第１の閾値距離Ｄ１以上離れながら、移動している。

【0102】

移動ロボット２０Ｆが待機エリアＷＡに到着すると、搬送物の搭載等のため、待機エリアＷＡで待機することになる。しかしながら、待機エリアＷＡには、既に５台の移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが停車しているため、移動ロボット２０Ｆが待機するためのスペースがない。つまり、待機エリアＷＡには、移動ロボット２０Ｆが停車できるスペースがない。移動ロボット２０Ｆが待機エリアＷＡの周辺で停車すると、他の移動ロボット２０の移動やユーザＵ１の作業の邪魔となってしまう。

【0103】

さらに、通路Ｃ１は幅が狭いため、移動ロボット２０Ｆが他の移動ロボット２０とすれ違うことができない。つまり、通路Ｃ１には、２台の移動ロボット２０がすれ違うことができるほどの幅がない。この場合、移動ロボット２０Ｆは、通路Ｃ１の手前で待機する必要がある。例えば、通路Ｃ１の途中に幅広のすれ違いスペース（不図示）が設けられている場合、待機エリアＷＡに空きが生じるまで移動ロボット２０Ｆはそのすれ違いスペースで待機することになる。

【0104】

そこで、本実施の形態では、待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０の台数に応じて、上位管理装置１０が閾値距離を変化させる（Ｓ４０２）。つまり、図５では、待機エリアＷＡが満車となっているため、上位管理装置１０が移動ロボット２０Ａ～移動ロボット２０Ｅの閾値距離を小さくしている。図６に閾値距離を小さくした状態を示す。移動ロボット２０Ａ～２０Ｅに設定されている閾値距離を第２の閾値距離Ｄ２とする。第２の閾値距離Ｄ２は、第１の閾値距離Ｄ１よりも小さい値である。閾値距離が変更された場合、ロボット制御パラメータ１２２、ロボット制御パラメータ２２２の閾値距離が書き換えられてもよい。待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０の台数に応じて、上位管理装置１０が各移動ロボット２０の閾値距離を小さくする。つまり、距離センサ群２４における周囲物体に対する検知感度を弱くする。

【0105】

図６では、待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０Ａ～２０Ｅのそれぞれから壁Ｗ１又は隣の移動ロボットまでの距離が第２の閾値距離Ｄ２となっている。したがって、移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが壁Ｗ２側に詰めていくことになる。このようにすることで、待機エリアＷＡに移動ロボット２０Ｆが待機するスペースを確保することができる。つまり、待機エリアＷＡが満車となった状態で、閾値距離を小さくする。これにより、図７に示すように待機エリアＷＡに移動ロボット２０Ａ～２０Ｆが待機することができるようになる。

【0106】

ここでは、閾値距離が第１の閾値距離Ｄ１の場合、待機エリアＷＡでの停車可能台数が５となっている。閾値距離が第２の閾値距離Ｄ２の場合、待機エリアＷＡでの停車可能台数が６となっている。待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０の台数が所定値（停車可能台数）を超えた場合に、上位管理装置１０が閾値距離を小さくする。待機エリアＷＡにいる前記移動ロボットの台数が所定値を下回った場合に、上位管理装置１０が閾値距離を大きくする。

【0107】

このようにすることで、効率良く複数の移動ロボット２０が移動できるように制御を行うことができる。例えば、幅の狭い通路Ｃ１の手前のすれ違いスペースで移動ロボット２０Ｆを待機させる必要がなくある。移動ロボット２０Ｆを目的地や経由地である待機エリアＷＡまで移動させることができる。よって、移動効率を向上することができる。

【0108】

さらに、待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０の台数が所定値（停車可能台数）を超えるまでは、閾値距離を大きくすることができる。これにより、待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０が速やかに移動することができる。

【0109】

移動速度と閾値距離の関係について詳細に説明する。閾値距離が小さい場合、移動ロボット２０の移動速度を速くすることが困難である。移動ロボット２０の速度が速いほど、制動距離が長くなる。高速で移動ロボット２０が周囲物体に近づいた場合、急な停止や減速が困難である。移動ロボット２０を高速で移動させるためには、マージン距離である閾値距離を大きく取ることが要求される。つまり、閾値距離を大きくすることで、移動ロボット２０が高速で移動することができる。

【0110】

本実施の形態により、停車可能台数を越えるまでは、閾値距離を大きいままにすることができる。移動ロボット２０が速やかに移動することができるため、移動効率を向上することができる。つまり、移動ロボット２０が、待機エリアＷＡから速やかに移動することができる。

【0111】

なお、待機エリアＷＡにおける停車可能台数は、待機エリアＷＡの面積、形状、移動ロボット２０の平面サイズ、閾値距離に応じて予め設定されていてもよい。また、閾値距離を変える場合、その値は、停車可能台数が１台以上増えることができるように設定すればよい。図６の例では、第２の閾値距離Ｄ２は、待機エリアＷＡにおける停車可能台数が６台になるような値に設定されていればよい。

【0112】

また、移動ロボット２０Ａ～２０Ｆが同じ平面サイズとなっているが、移動ロボット２０の平面サイズは、異なっていてもよい。例えば、搬送物の種類に応じて、異なるタイプの移動ロボット２０が用いられることがある。この場合、待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０の平面サイズから、最適な閾値距離を演算処理部１１がその都度算出するようにしてもよい。つまり、演算処理部１１が、停車台数が停車可能台数を越えたことを検知した時に、閾値距離を算出すればよい。あるいは、ロボット制御パラメータ１２２、及びロボット制御パラメータ２２２に複数の閾値距離が設定されており、演算処理部１１がその中から最適な閾値距離を選択してもよい。

【0113】

また、閾値距離を変えた場合に、上位管理装置１０又は移動ロボット２０がロボット制御パラメータ２２２の速度上限値を変えるようにしてもよい。つまり、速度上限値は、閾値距離に連動して変更されていてもよい。図５～図７の例では、第１の速度上限値と、第２の速度上限値とがロボット制御パラメータ１２２、ロボット制御パラメータ２２２に設定されていればよい。第１の速度上限値が第１の閾値距離Ｄ１に対応し、第２の速度上限値が第２の閾値距離Ｄ２に対応する。つまり、ロボット制御パラメータ１２２、ロボット制御パラメータ２２２において。閾値距離と速度上限値がセットとなっていてもよい。そして、移動ロボット２０、又は上位管理装置１０が停車台数に応じて、閾値距離を選択すればよい。

【0114】

また、閾値距離の値は、上位管理装置１０が決定してもよく、移動ロボット２０が決定してもよい。つまり、上位管理装置１０が閾値距離のデータを移動ロボット２０に送信してもよく、上位管理装置１０が閾値距離の変更指令を移動ロボット２０に送信してもよい。移動ロボット２０が変更指令を受信した場合、予めロボット制御パラメータ２２２に設定されている複数の閾値距離の中から最も小さい値を設定すればよい。つまり、閾値距離を変更するための制御は、上位管理装置１０、又は移動ロボット２０の一方で行われてもよく、上位管理装置１０及び移動ロボット２０で協働して行われてもよい。

【0115】

閾値距離が小さくなった場合に、待機エリアＷＡの一端側にいる移動ロボット２０Ａ側に他の移動ロボット２０Ｂ～移動ロボット２０Ｅが詰めていくように制御しても良い。つまり、待機エリアＷＡにおいて、閾値距離が小さくなった分だけ、移動ロボット２０Ａが壁Ｗ２側に移動する。そして、移動ロボット２０Ｂが移動ロボット２０Ａに近づくように移動する。さらに、移動ロボット２０Ｃが移動ロボット２０Ｂに近づくように移動する。移動ロボット２０Ｄが移動ロボット２０Ｃに近づくように移動する。移動ロボット２０Ｅが移動ロボット２０Ｄに近づくように移動する。このようにすることで、壁Ｗ２と反対側に、移動ロボット２０Ｆが停車するスペースを設けることができる。

【0116】

上位管理装置１０が、待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０Ａ～２０Ｅに閾値距離を変更する場合、移動ロボット２０Ａ～２０Ｅに移動指令を送信してもよい。これにより、移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが壁Ｗ２側に詰めるように移動する。なお、上位管理装置１０は、移動ロボット２０Ｆの移動方向に応じて、移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが詰める方向を決めても良い。つまり、移動ロボット２０Ｆは通路Ｃ１側から待機エリアＷＡに向かっている。よって、待機エリアＷＡにおいて、移動ロボット２０Ａ～２０Ｅが通路Ｃ１から離れるように、壁Ｗ２側に詰めればよい。例えば、上位管理装置１０は、詰める方向を、フロアマップ１２１、移動ロボット２０Ｆの現在位置、ルート計画情報１２５の通過ポイント等を参照して決定することができる。あるいは、待機エリアＷＡに対して、予め詰める方向が設定されていても良い。

【0117】

また、上記のように移動速度に応じて、閾値距離が段階的に設定されていてもよい。例えば、移動ロボット２０が高速モード、中速モード、低速モードの３段階で移動する場合、閾値距離が３段階で設定されていても良い。この場合、待機エリアＷＡにおいて、停車可能台数を増やすための閾値距離（図６における第２の閾値距離Ｄ２）は。最も低速モードの閾値距離としても良い。さらに、待機エリアＷＡにおいて、停車可能台数を増やすための閾値距離は、最も低速モードの閾値距離よりも小さい値であってもよい。

【0118】

なお、待機エリアのサイズが予め固定されていてもよい。つまり、ロボット制御パラメータ１２２やロボット制御パラメータ２２２において、待機エリアＷＡの位置座標が確定されていても良い、待機エリアＷＡは、移動ロボット２０の移動を妨げないような場所に設定される。あるいは、待機エリアＷＡは、ユーザの作業や移動を妨げないような場所に設定される。例えば、２台以上の移動ロボット２０がすれ違うことできる幅広のスペースに待機エリアＷＡが設定される。また、待機エリアＷＡは壁際に設定されていても良い。

【0119】

なお、図７では、待機エリアＷＡにいる全ての移動ロボット２０Ａ～２０Ｆが、第２の閾値距離Ｄ２だけ間隔を隔てて一列に並んでいる。したがって、移動ロボット２０Ｆが待機エリアＷＡに到着すると、移動ロボット２０Ｆの閾値距離が第１の閾値距離に変更されていてもよい。あるいは、移動ロボット２０Ｆが待機エリアＷＡに到着すると、移動ロボット２０Ｆの閾値距離が第１の閾値距離のままとなっていてもよい。

【0120】

変形例１
変形例１について、図８～図１０を用いて説明する。図８～図１０は変形例１の制御を説明するための図である。変形例１では、上位管理装置１０が、待機エリアにいる移動ロボット２０の待機台数と、待機エリアＷＡに向かって移動している移動ロボット２０の到着予定台数とに応じて、閾値距離を小さくする。

【0121】

例えば、図８では待機エリアＷＡに移動ロボット２０Ａ～２０Ｄが停車している。そして、移動ロボット２０Ｅと移動ロボット２０Ｆが待機エリアＷＡに向かって移動している。移動ロボット２０Ｆは図６と同様に、待機エリアＷＡに向かって通路Ｃ１を移動している。移動ロボット２０Ｅは、待機エリアＷＡに向かって通路Ｃ２を移動している。移動ロボット２０Ｅは、通過ポイントＭ３，Ｍ４の順でルートＲ２に沿って移動している。移動ロボット２０Ｅは、通路Ｃ２の壁から第１の閾値距離Ｄ１以上離れて移動している。

【0122】

図８では、移動ロボット２０Ａ～２０Ｄの閾値距離が第１の閾値距離Ｄ１となっている。待機エリアＷＡにいる待機台数が４台であるため、待機エリアＷＡの停車可能台数（５台）を越えていない。しかしながら、２台の移動ロボット２０Ｅ、２０Ｆが待機エリアＷＡに向かって通路Ｃ１、Ｃ２を移動している。移動ロボット２０Ｅ、２０Ｆがほぼ同時刻に待機エリアＷＡに到着することが想定される。さらに、移動ロボット２０Ａ～２０Ｄが待機エリアＷＡから出発する前に、移動ロボット２０Ｅ、２０Ｆが待機エリアＷＡに到着する予定となっている。

【0123】

この場合、図９に示すように、上位管理装置１０が、移動ロボット２０Ａ～２０Ｄの閾値距離を小さくする。移動ロボット２０Ａ～２０Ｄの閾値距離が第２の閾値距離Ｄ２となるため、待機エリアＷＡの停車可能台数が６台に増える。

【0124】

したがって、図１０に示すように、移動ロボット２０Ａ～２０Ｆが待機エリアＷＡに停車することができる。つまり、移動ロボット２０Ｅ、２０Ｆが待機エリアＷＡに到着する前に、移動ロボット２０Ａ～２０Ｆが壁Ｗ１側に詰めておくことができる。よって、速やかに停車スペースを確保することができる。よって、移動効率をより高くすることができる。

【0125】

このように上位管理装置１０が、待機エリアにいる移動ロボット２０の待機台数と、待機エリアＷＡに向かって移動している移動ロボット２０の到着予定台数とに応じて、閾値距離を小さくする。例えば、上位管理装置１０は、待機台数と到着予定台数との和が停車可能台数を超える場合に、閾値距離を小さくするように制御する。もちろん、上位管理装置１０は、現在時刻から所定時間内に到着する予定の台数のみを到着予定台数としてカウントすれば良い。この所定時間は、移動ロボット２０Ａ～２０Ｄが待機エリアＷＡ内で壁Ｗ１に詰める時間や移動ロボット２０Ａ～２０Ｄの出発予定時間などを考慮して決定すれば良い。

【0126】

また、待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０Ａ～２０Ｄに移動に応じて、移動ロボット２０Ｅ、Ｆの通過ポイントＭ１～Ｍ４の少なくとも一つを変更しても良い。例えば、移動ロボット２０Ｅ、２０Ｆは、通過ポイントＭ４、Ｍ３をそれぞれ目的地や経由地として移動している。移動ロボット２０Ａ～２０Ｄが移動すると、待機エリアＷＡまでの通過ポイントＭ２～Ｍ４の位置が変化する。これに応じて、移動ロボット２０Ｅ、２０Ｆの通過ポイントが調整されても良い。

【0127】

変形例２
変形例２について、図１１を用いて説明する。図１１は、変形例２を説明するための図である。変形例２では、上位管理装置１０は、移動ロボット２０が搬送する搬送物に関する搬送物情報に応じて、閾値距離を変更する。

【0128】

例えば、搬送物情報が、搬送物の清潔度を示す清潔度情報を含んでいるとする。例えば、搬送物は、清潔、不潔、汎用の３段階の清潔度で分類されている。ここで、清潔な搬送品は、例えば、人間の体が取り込む薬品、輸血用の血液、食品等や、人間の体に触れる未使用注射器、未使用注射針、衣類等である。一方、不潔な搬送品は、廃棄処理されるゴミ等である。また、汎用の搬送品は、文房具、コピー用紙等である。清潔度に応じて、清潔フラグ、不潔フラグ、汎用フラグのフラグ情報が搬送物に付されている。つまり、搬送物情報が清潔度を示すフラグ情報を含んでいるため、各搬送物が清潔フラグ、不潔フラグ、汎用フラグに紐付けされている。

【0129】

そして、上位管理装置１０は、清潔は搬送品を搬送する移動ロボット２０と不潔な搬送品を搬送する移動ロボット２０とが、近づかないように閾値距離を変更する。例えば、図１１では、移動ロボット２０Ｆが不潔な搬送物を保管しており、移動ロボット２０Ｅが清潔な搬送物を保管している。この場合、移動ロボット２０Ｆの閾値距離を第３の閾値距離Ｄ３とする。第３の閾値距離Ｄ３は、第２の閾値距離Ｄ２よりも大きい値となっている。第３の閾値距離Ｄ３は、第１の閾値距離Ｄ１と同じ値であってもよい。第３の閾値距離Ｄ３は、第１の閾値距離Ｄ１よりも大きい値であってもよく、小さい値であってもよい。

【0130】

このように搬送物に応じて、上位管理装置１０が閾値距離を変えている。例えば、搬送物の清潔度を示す清潔度情報に応じて、上位管理装置１０が待機エリアＷＡにいる移動ロボット２０の閾値距離を変更している。不潔な搬送物を搭載している移動ロボット２０Ｆと清潔な搬送物を搭載している移動ロボット２０Ｅとが所定の距離未満に近づくことを防ぐことができる。

【0131】

例えば上位管理装置１０は、移動ロボット２０に搬送物が搭載した時点で、当該搬送物の搬送物情報を取得する。搬送物情報には、清潔度情報が含まれているため、移動ロボット２０毎に清潔フラグ、不潔フラグ、汎用フラグが紐付けされることにある。あるいは、移動ロボット２０にどの清潔度の搬送物を搬送するかが割り当てられていてもよい。例えば、不潔な搬送物専用の移動ロボット２０が設定されていても良い。

【0132】

上記の実施の形態１とその変形例１，２は適宜組み合わせることが可能である。例えば、変形例２と変形例１に組みあわせてもよい。また、実施の形態１と、変形例１、２とを全て組み合わせてもよい。また、上記の実施の形態では、待機エリアＷＡにおいて、複数の移動ロボット２０が１列に並んで停車していたが、移動ロボット２０の待機エリアＷＡにおける配置は特に限定されるものではない。例えば、待機エリアＷＡにおいて、複数の移動ロボット２０が２列以上並んで待機していてもよい。

【0133】

また、上述した上位管理装置１０、又は移動ロボット２０等における処理の一部又は全部は、コンピュータプログラムとして実現可能である。このようなプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0134】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態は病院内を搬送ロボットが自律移動するシステムについて説明したが、上述のシステムは、ホテル、レストラン、オフィスビル、イベント会場または複合施設において所定の物品を荷物として搬送できる。

【符号の説明】

【0135】

１ 搬送システム
１０ 上位管理装置
１１ 演算処理部
１２ 記憶部
１３ バッファメモリ
１４ 通信部
２０ 移動ロボット
２１ 演算処理部
２２ 記憶部
２３ 通信部
２４ 距離センサ群
２５ カメラ
２６ 駆動部
２７ 表示部
２８ 操作受付部
１１１ ロボット制御部
１１５ ルート計画部
１２１ フロアマップ
１２２ ロボット制御パラメータ
１２３ ロボット情報
１２５ ルート計画情報
１２６ 搬送物情報
２１１ 移動命令抽出部
２１２ 駆動制御部
２２１ フロアマップ
２２２ ロボット制御パラメータ
２２６ 搬送物情報
２４１ 前後距離センサ
２４２ 左右距離センサ
２６０ 台車部
２６１ 駆動輪
２６２ キャスタ
２８１ 操作インタフェース
２９０ 本体部
２９１ 収納庫
２９２ 扉
４００ ユーザ端末
６１０ 通信ユニット
Ｍ１～Ｍ３ 通過ポイント
Ｗ１ 壁
Ｗ２ 壁
ＷＡ 待機エリア
Ｃ１ 通路
Ｃ２ 通路
Ｄ１ 第１の閾値距離
Ｄ２ 第２の閾値距離
Ｄ３ 第３の閾値距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】