JP2002178283A - 自律ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のロボットが協調して、目的の行動を起
こすことができる自律ロボットを提供する。 【解決手段】 無線通信を介して他の自律ロボットとの
間で情報の授受を行う無線通信部と、自己の周辺環境を
検出する周辺環境検出センサと、周辺環境検出センサか
ら得られる検出データに基づいて、自己の周辺環境を認
識して周辺環境情報を得る周辺環境認識部と、外部から
自己に対して予め指示された行動を実行するために、自
己の行動計画を策定する際において、自己の周辺環境認
識部において得られた周辺環境の情報と、前記無線通信
部を介して取得した他の自律ロボットが取得した周辺環
境情報とに基づいて、自己の行動計画を策定して自己の
行動を制御する行動計画策定部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のロボットが
協調して、目的の行動を起こす自律ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら２台のビデオカメラを備えたステレオカメラ等をセン
サとして、周辺環境の状況を把握し、自律で動作するロ
ボットがある。通常自律ロボットにおいては、予め指定
された作業を行うために、自己に備えられたセンサによ
って得られた情報を解析し、自己が行うべき動作を決定
して、行動を起こす制御が実行されている。

【０００３】ところで、従来の自律ロボットを２台使用
して、協調作業を行わせようとする場合、外部から２台
のロボットに対して行動指示を与える必要がある。しか
しながら、従来の自律ロボットは自己に備えられたセン
サによって周辺環境を把握し、行動の制御を行うため
に、周辺環境の把握をすることができなくなるような行
動指示を出すことはできず行動指示の内容に制限を設け
なければならないという問題がある。例えば、自己の前
景をカメラで撮像し、画像処理を施した結果に基づい
て、移動経路を決定する２台の自律ロボットを縦列状態
にして荷物を運ぶような場合、後続の自律ロボットは先
行する自律ロボットと荷物によって、前景を撮像するこ
とが困難になるため、正確な移動経路決定を行うことが
できなくなる。そのため、２台の自律ロボットが横に並
んで荷物を運ぶように行動指示を出さなければならな
い。これは結果的に、運搬経路が狭く横に並んで運搬す
ることができない場合などは、荷物の運搬ができないこ
とになる。

【０００４】一方、前述した問題点を解決する為に、死
角となる部分の周辺環境を把握することができるよう
に、新たにセンサを設けることが一般的であるが、同一
の自律ロボットを用いて、あらゆる作業ができるように
するためには、多数のセンサを設けなければならないと
ともに、多数のセンサによって得られた情報を高速で処
理するのは困難であり、コストも増大するという問題も
ある。また、センサをロボットが行動する場所の構造物
等に設置して、全てのロボットを監視し、各ロボットを
制御する方法もあるが、死角を発生させないためには、
多数のセンサを設置しなければならないため、設置コス
トが増大するという問題がある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、他の自律ロボットが取得した情報を共有する
ことによって、複数のロボットが協調して、目的の行動
を起こすことができる自律ロボットを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数のロボットが協調して行動を起こす自律ロボッ
トであって、前記自律ロボットは、無線通信を介して他
の自律ロボットとの間で情報の授受を行う無線通信部
と、自己の周辺環境を検出する周辺環境検出センサと、
前記周辺環境検出センサから得られる検出データに基づ
いて、自己の周辺環境を認識して周辺環境情報を得る周
辺環境認識部と、外部から自己に対して予め指示された
行動を実行するために、自己の行動計画を策定する際に
おいて、自己の周辺環境認識部において得られた周辺環
境の情報と、前記無線通信部を介して取得した他の自律
ロボットが取得した周辺環境情報とに基づいて、自己の
行動計画を策定して自己の行動を制御する行動計画策定
部とを備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記自律ロボッ
トは、前記周辺環境認識部おいて得られた周辺環境情報
と自己の移動量に基づいて、自己の存在位置を推定する
自己位置推定部をさらに備え、前記行動計画策定部は、
前記無線通信部を介して、自己の存在位置と行動計画を
他の自律ロボットに対して通知するとともに、他の自律
ロボットから通知される他の自律ロボットの存在位置と
行動計画を参照して、自己の行動を制御することを特徴
とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の自律ロボットを同時に複数制御する集中制御
装置であって、前記集中制御装置は、無線通信を介して
前記自律ロボットとの間で情報の授受を行う無線通信部
と、前記無線通信部を介して、前記自律ロボットより通
知される位置と行動計画とから行うべき行動を決定し、
前記自律ロボットのそれぞれに対して行動指示を発する
集中制御部とを備えたことを特徴する。

【０００９】請求項４に記載の発明は、複数の自律ロボ
ットが協調して行動する場合における自律ロボットの行
動計画策定方法であって、前記行動計画策定方法は、自
己の周辺環境を検出する周辺環境検出センサから得られ
る検出データに基づいて、自己の周辺環境を認識して周
辺環境情報を得る周辺環境認識過程と、外部から自己に
対して予め指示された行動を実行するために、自己の行
動計画を策定する際において、自己の周辺環境認識過程
において得られた周辺環境の情報と、無線通信を介して
取得した他の自律ロボットが取得した周辺環境情報とに
基づいて自己の行動計画を策定する行動計画策定過程と
を有することを特徴とする。

【００１０】請求項５に記載の発明は、前記自律ロボッ
トの行動計画策定方法は、前記周辺環境認識過程おいて
得られた周辺環境情報と自己の移動量に基づいて、自己
の存在位置を推定する自己位置推定過程をさらに有し、
前記行動計画策定過程は、無線通信を介して、自己の存
在位置と行動計画を他の自律ロボットに対して通知する
とともに、他の自律ロボットから通知される他の自律ロ
ボットの存在位置と行動計画を参照して、自己の行動を
制御することを特徴とする。

【００１１】請求項６に記載の発明は、複数の自律ロボ
ットを同時に制御する自律ロボットの集中制御方法であ
って、前記集中制御方法は、無線通信を介して前記自律
ロボットのそれぞれから通知される存在位置と行動計画
を受信する過程と、前記存在位置と行動計画とから自律
ロボットが行うべき行動を存在する自律ロボット毎に決
定する過程と、無線通信を介して、前記自律ロボットが
行うべき行動を前記自律ロボットのそれぞれに対して送
信する過程とを有することを特徴する。

【００１２】請求項７に記載の発明は、複数の自律ロボ
ットが協調して行動する場合における自律ロボットの行
動計画策定プログラムを記録したコンピュータ読み取り
可能な記録媒体であって、前記行動計画策定プログラム
は、自己の周辺環境を検出する周辺環境検出センサから
得られる検出データに基づいて、自己の周辺環境を認識
して周辺環境情報を得る周辺環境認識処理と、外部から
自己に対して予め指示された行動を実行するために、自
己の行動計画を策定する際において、自己の周辺環境認
識処理において得られた周辺環境の情報と、無線通信を
介して取得した他の自律ロボットが取得した周辺環境情
報とに基づいて自己の行動計画を策定する行動計画策定
処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。

【００１３】請求項８に記載の発明は、前記自律ロボッ
トの行動計画策定プログラムは、前記周辺環境認識処理
おいて得られた周辺環境情報と自己の移動量に基づい
て、自己の存在位置を推定する自己位置推定処理をさら
にコンピュータに行わせ、前記行動計画策定処理は、無
線通信を介して、自己の存在位置と行動計画を他の自律
ロボットに対して通知するとともに、他の自律ロボット
から通知される他の自律ロボットの存在位置と行動計画
を参照して、自己の行動を制御することを特徴とする。

【００１４】請求項９に記載の発明は、複数の自律ロボ
ットを同時に制御する自律ロボットの集中制御プログラ
ムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であ
って、前記集中制御プログラムは、無線通信を介して前
記自律ロボットのそれぞれから通知される存在位置と行
動計画を受信する処理と、前記存在位置と行動計画とか
ら自律ロボットが行うべき行動を存在する自律ロボット
毎に決定する処理と、無線通信を介して、前記自律ロボ
ットが行うべき行動を前記自律ロボットのそれぞれに対
して送信する処理とをコンピュータに行わせることを特
徴する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
自律ロボットを図面を参照して説明する。図１は同実施
形態の構成を示すブロック図である。この図において、
符号１は、自律型の２足歩行ロボット（以下、単にロボ
ットと称する）である。符号２は、ロボット１が歩行す
る床面を認識するために、ロボット１の腰の高さに取り
付けられた距離測定センサである。この距離測定センサ
２は、スリット光を発して、ＣＣＤカメラによって物体
の表面におけるこのスリット光の反射光を撮像し、スリ
ット光を発した方向、光源の位置、及びＣＣＤカメラの
位置から、自己と物体との間の距離を測定する光切断法
を用いたセンサである。符号３は、物体と自己位置を認
識するために、ロボット１の頭部に取り付けられた画像
センサである。この画像センサ３は、２台のＣＣＤカメ
ラを使用したステレオカメラであり、２つの画像から距
離画像を生成するものである。

【００１６】符号２１は、複数のロボット１の行動を制
御する集中制御部である。符号２２は、集中制御部２１
に接続され、無線通信によって通信を行う無線通信部で
ある。符号４１は、無線通信によって通信を行うため
に、ロボット１に取り付けられたアンテナである。符号
４２は、無線通信部２２に取り付けられたアンテナであ
り、アンテナ４１との間で電波の授受を行う。

【００１７】図１においては、３台のロボット１を図示
したが、４台以上であってもよく、また、ロボット１の
台数に応じて、集中制御部２１の台数を増設し、複数の
集中制御部２１間を無線通信によって連携させるように
してもよい。

【００１８】次に、図２を参照して、図１に示すロボッ
ト１の詳細な構成を説明する。図２は、図１に示すロボ
ット１の構成を示すブロック図である。この図におい
て、符号２、３は、それぞれ前述した距離測定センサ、
画像センサである。符号４１は前述したアンテナであ
る。符号５は、画像センサ３の出力に基づいて、視野内
の物体を認識する物体認識部である。符号６は、距離測
定センサ２の出力に基づいて床面を認識する床面認識部
である。符号７は、物体認識部５及び床面認識部６から
なる周辺環境認識部である。符号８は、周辺環境認識部
７の出力に基づいてロボット１の行動計画を策定する行
動計画策定部である。符号９は、行動計画策定部８によ
って策定された行動計画に基づいて、ロボット１の脚を
制御する脚制御部である。符号１０は、脚制御部９から
出力される制御信号に基づいてモータを回転して脚を駆
動する脚駆動部であり、脚を駆動した量は行動計画策定
部８へ通知される。

【００１９】符号１１は、行動計画策定部８によって策
定された行動計画に基づいて、ロボット１の腕を制御す
る腕制御部である。符号１２は、腕制御部１１から出力
される制御信号に基づいて、モータを回転して腕を駆動
する腕駆動部であり、腕を駆動した量は行動計画策定部
８へ通知される。符号１３は、脚駆動部１０によって脚
を駆動した量（ロボット１の移動量に相当する）、床面
認識部６の出力、及び地図情報記憶部１６に記憶されて
いる地図情報を参照して自己の現在位置を推定する自己
位置推定部であり、推定した結果は行動計画策定部８へ
出力される。地図情報記憶部１６には、外部から指定さ
れたロボット１の行動可能な範囲の地図情報が記憶され
る。符号１４は、他のロボット１または集中制御部２１
との間において、無線通信を使用して通信を行う無線通
信部である。符号１５は、無線通信部１４を介して、情
報の送受信を行う送受信部である。

【００２０】次に、図３を参照して、図２に示すロボッ
ト１の動作を説明する。図３は、図２に示すロボット１
の動作を示すフローチャートである。まず、送受信部１
５は、無線通信部１４を介して、自己に対する行動指示
を受信する（ステップＳ１）。この行動指示には、行動
を起こす場所に関する情報が地図情報として含まれる。
そして、受信した行動指示を行動計画策定部８へ通知す
るとともに、地図情報を地図情報記憶部１６へ記憶す
る。ここで指示される行動とは、例えば、「ここにある
机を○○まで運搬せよ」、「全てのロボットによって、
サッカーを行え」、「全てのロボットが縦列で行進せ
よ」等である。この行動指示は、複数のロボット１のう
ちいずれかの１台、または、全てのロボット１に対し
て、集中制御部２１から送信される。ここでは、「ここ
にある机を○○まで運搬せよ」と特定の１台に対して行
動指示が出されたものとして説明する。

【００２１】次に、行動計画策定部８は、周辺環境認識
部７に対して、周辺環境の認識を指示する。これを受け
て、距離センサ２は、床面に対してスリット光を照射
し、その反射光をＣＣＤカメラによって撮像する。この
撮像動作は、一定時間間隔で繰り返し行われ、撮像され
た画像は床面認識部６へ出力される。また、同時に画像
センサ３は、ロボット１の前景を２台のＣＣＤカメラに
よって撮像し、それぞれの画像を物体認識部５へ出力す
る。このとき、距離測定センサ２と画像センサ３の出力
タイミングは同期が取られている。

【００２２】次に、床面認識部６は、反射光を撮像した
画像に対して、光切断法の原理を用いて床面までの距離
を測定して、ロボット１の前方の床面を認識する。一
方、物体認識部５は、撮像された２つの画像から距離画
像を生成し、床面認識部６における床面認識結果と生成
した距離画像に基づいて、物体の認識を行う。ここで、
認識された床面と物体の情報は行動計画策定部８へ出力
される。

【００２３】次に、行動計画策定部８は、物体認識部５
及び床面認識部６において認識された床面と物体の情報
に基づいて、自己の周辺環境を把握する（ステップＳ
２）。行動計画策定部８は、「机を運ぶこと」が指示さ
れているため、ここでは、物体認識部５によって認識さ
れた机の形状や大きさを把握するとともに、その机が床
面に対してどのように置かれているか等を把握する。そ
して行動計画策定部８は、周辺環境の状況を把握した結
果を受けて、自己の行動計画を策定する（ステップＳ
３）。ここでいう行動計画とは、机を運搬するために、
認識された床面と物体の情報に基づいて、机をどのよう
に運搬するのか、また、運搬する場合にどのような経路
で移動するのか等の行動を予め決めることである。ま
た、行動計画には、決定した行動を起こすために、自己
の腕や脚を具体的にどのように動作させるかも同時に決
定する。

【００２４】次に、行動計画策定部８は、行動指示を達
成するための行動計画が策定できた否かを判断する（ス
テップＳ４）。ここで、行動計画が策定できなかった場
合とは、例えば、運搬しようとする机が大きすぎて１台
のロボットの腕では運搬が不可能であることが判明した
場合や周辺環境の把握をするのに認識情報が不足してい
ると判断された場合等である。行動計画策定部８は、行
動計画が策定できなかった場合、他のロボット１に対し
て行動依頼を送信する（ステップＳ５）。そして、行動
計画策定部８は、他のロボット１が送信した行動依頼に
対する回答を取得する（ステップＳ６）。

【００２５】ここで、図４を参照して、送信される行動
依頼と行動依頼に対する回答の詳細について説明する。
図４は、無線通信部１４を介して他のロボット１に対し
て送信される行動依頼または回答のデータフォーマット
を示す説明図である。図４において、（ａ）は、行動依
頼または回答の全体のフォーマット示している。図４
（ａ）に示すように、行動依頼または回答は、「同期・
通信制御」、「送信元ＩＤ」、「送信先ＩＤ」、及び
「情報」とから構成されている。ここで、「同期・通信
制御」とは、通常無線通信を行う場合に必要な情報であ
る。「送信元ＩＤ」とは、送信しようとするロボット１
に対して一意に付与された識別番号である。「送信先Ｉ
Ｄ」とは、この行動の依頼をしたい相手のロボット１の
識別番号である。なお、「送信先ＩＤ」を特定しない場
合は、全てのロボット１が送信先となる。

【００２６】また、「情報」とは、行動依頼または回答
の内容を示す情報であり、その詳細を図４の（ｂ）、
（ｃ）で示す。図４において、（ｂ）は、行動依頼の情
報であり、（ｃ）は、行動依頼を受信したロボット１が
送信する、行動依頼に対する回答の情報である。行動依
頼の情報（ｂ）は、さらに７つの情報から構成される。
「依頼フラグ」は、この情報が行動依頼であることを示
すフラグである。「送信元の各駆動部信号」は、自己の
駆動部に対してどのような信号が出力されているか示す
ものである。「送信元の現在位置」は、自己位置推定部
１３によって推定された地図情報記憶部１６に記憶され
た地図上における自己の存在位置を示すものである。
「床面認識結果」は、床面認識部６における床面の認識
結果を示す情報である。「物体認識結果」は、物体認識
部５における物体の認識結果を示す情報である。「送信
元の行動計画」は、行動計画策定部８において策定され
た行動計画の情報であり、送信元のロボット１が起こそ
うとしている行動の内容である。「送信元からの依頼事
項」は、他のロボット１に対する依頼内容である。

【００２７】また、回答の情報（ｃ）も行動依頼の情報
のように７つの情報から構成される。回答の情報が行動
依頼の情報と異なる点は、「回答フラグ」（図４の
（０）’）と「送信元からの回答事項」（図４の
（６）’）である。「回答フラグ」は、この情報が行動
依頼に対する回答であることを示すフラグである。「送
信元からの回答事項」は、行動依頼に対する回答内容で
ある。回答の情報（ｃ）において、（１）〜（５）の情
報は、行動依頼の情報の（１）〜（５）と同じである
が、回答を送信するロボット１に関する情報であること
が行動依頼と異なる。なお、行動依頼の情報（ｂ）また
は回答の情報（ｃ）における（１）〜（５）に示す情報
は必要に応じて送信される情報であり、必要ない場合は
「空白」が送信される。

【００２８】次に、行動計画策定部８は、行動計画を策
定できたか否かを判断し、できない場合は、他のロボッ
ト１に行動を起こすように依頼をして、その結果を受け
て再び行動計画を策定し、そして策定できたか否かを判
定する。この判定の結果、未だ策定できない場合は、ス
テップＳ３〜Ｓ６の動作を繰り返す。

【００２９】そして、行動計画が策定できた場合、行動
計画策定部８は、脚制御部９及び腕制御部１１に対し
て、行動計画に基づく行動を起こすように指示を出す。
これを受けて、脚制御部９及び腕制御部１１は、それぞ
れ脚駆動部１０、腕駆動部１２に対して制御信号を出力
する。これによって脚及び腕が行動を起こす（ステップ
Ｓ７）。このとき、他のロボット１も行動依頼に基づい
て行動を起こすため、複数のロボット１が協調して行動
することが可能となる。

【００３０】次に、行動計画策定部８は、ステップＳ１
において受けた行動指示を達成したか否かを判定する
（ステップＳ８）。この判定の結果、行動指示を達成し
ていなければ、ステップＳ２へ戻り前述した動作を繰り
返し、行動指示が達成されるまで続行する。

【００３１】ここで、図３に示す動作を具体例を挙げて
説明する。例えば、１台のみでは机を運搬することがで
きない場合は、行動依頼の「送信先ＩＤ」を特定せず
に、「送信元からの依頼事項」に「机の運搬」と指定し
て行動依頼を行う。これを受信した他のロボット１は、
「送信先ＩＤ」に行動依頼を行ったロボット１のＩＤを
指定して、「送信元からの回答事項」に「了解」と指定
して回答を行う。

【００３２】これを受けて行動依頼を行ったロボット１
は、「了解」の回答をしたロボット１が送信した回答の
情報から存在位置を確認し、自己の現在位置から一番近
い位置に存在するロボット１を特定する。そして、行動
計画策定部８は、再び行動計画を策定し、特定したロボ
ット１に対して再び、行動依頼を行う。ここでの行動依
頼は、自己の行動計画を相手のロボット１に対して示す
とともに、この行動計画を実行するために、相手に行動
してもらいたい動作を「依頼事項」とする。ここで相手
に示される行動計画は、「自己の近くにある机を腕で持
ち上げて○○まで、□□を通って、運ぶ」という行動計
画であり、依頼事項は、「ここまで、移動してきて、机
の片側を持ち上げるために腕を所定の位置に持ってく
る」という行動の依頼を行う。

【００３３】これを受けて、相手のロボット１は、机の
側まで接近し、机の片側に腕を持ってくる動作を実行す
る。このとき、相手のロボット１に備えられた行動計画
策定部８が行動依頼に基づいて具体的な行動計画を策定
し、脚及び腕を制御することによってこの動作を実行す
る。

【００３４】次に、行動依頼を行ったロボット１の行動
計画策定部８は、依頼事項に「腕を持ち上げる」と指定
して行動依頼を行う。この行動依頼には、持ち上げる時
に手先等がたどるべき経路と速度の情報が含まれる。こ
れを受けた相手のロボット１の行動計画策定部８は、指
示に従う出力信号を各駆動部に対して出力する。これに
よって、２台のロボット１の腕が、同じタイミングでか
つ同じ速度で机を持ち上げる動作を行うことができるよ
うになる。

【００３５】次に、行動計画策定部８は、先に決められ
ている「○○まで、□□を通って、運ぶ」という行動を
相手のロボット１に対して順に行動依頼を繰り返して、
行動計画を実行するための行動を起こすとともに、時々
刻々行動指示を達成したか否かを判断して行動を続行す
る。また、机を運ぶ際に、先行するロボット１は、脚を
踏み出すタイミングを行動依頼によってを繰り返し送信
するため後続するロボット１はこのタイミングに合わせ
て脚を踏み出すことが可能となる。さらに、この行動依
頼には、先行するロボット１が取得した周辺環境の情報
が含まれるために、後続するロボット１は前景が遮られ
ていても、先行するロボット１が取得した周辺環境情報
を使用して、自己の行動計画を策定することが可能とな
る。

【００３６】このように、行動計画策定部８は、指示さ
れた行動指示を達成するために、具体的な行動計画を策
定する際に、行動計画を策定できたか否かを判断し、で
きない場合は、他のロボット１に行動を起こすように依
頼をして、その回答を受けて再び行動計画を策定し、こ
の行動計画に基づいて行動を起こすようにしたため、自
己のみでは達成できない行動であっても複数のロボット
１が協調することによって確実に行動指示を達成するこ
とが可能となる。また、行動依頼と回答の情報に、自己
の動作の状態、自己の存在位置、周辺環境認識結果、自
己の行動計画、及び相手に対する依頼事項を含めるよう
にしたため、他のロボット１が得た情報の取得や他のロ
ボット１の状態を把握することができるために、行動計
画を策定する場合の制限を緩和することが可能となる。

【００３７】前述したロボット１を使用することによっ
て、複数のロボット１が協調して行動を起こすことが可
能となるために、複雑な作業であっても各ロボット１が
作業分担することで、目的の作業を達成することができ
る。例えば、少なくとも１台のロボット１が周辺環境認
識のみを受け持ち、その他のロボット１が机を運ぶとい
う作業を受け持つことによって、机を運ぶロボット１は
進む方向へ距離測定センサ２及び画像センサ３を向ける
必要がなくなり、机の持ち方の自由度を向上させること
が可能となる。また、周辺環境認識を受け持つロボット
１は、机を運ぶロボット１の行動そのものを監視するこ
とが可能となるため、周辺環境を認識するとともに、机
を運ぶロボット１に対して、脚を踏み出す合図を発する
ことも可能となる。

【００３８】また、複数のロボットが縦列に並んでパレ
ードの行進を行うような場合において、先頭となるロボ
ット１に対してのみ移動経路を指示し、後続のロボット
には、追従することを指示するだけで行動を起こすこと
が可能となる。この場合、先頭のロボット１が取得した
周辺環境情報を順次後続のロボット１へ通知して、周辺
環境情報を共有するようにすれば、後続のロボットは自
己の移動する領域のグローバルマップ（広範囲の地図情
報）の取得が可能となり、個々のロボット１において複
雑な処理をすることなしにパレードの行進を行うことが
可能となる。さらに、異なる作業をしているロボット間
においても、他のロボットが利用できるセンサ情報があ
る場合は、依頼に応じてその回答を返すことも可能であ
る。

【００３９】なお、前述した説明ではロボット１に対す
る行動指示は、無線通信を介して受信するようにした
が、ロボット１に行動指示を入力する入力手段を設け、
行動指示の度に入力手段から入力するようにしてもよ
い。また、行動指示は予めロボット１内に記憶されてお
り、電源投入の度に記録されている行動指示を読み出す
ようにしてもよい。このようにすることによって、外部
から行動指示を出すことなく、複数のロボット１のみで
行動依頼のやり取りをしながら行動を実行することが可
能となる。

【００４０】次に、集中制御部２１が複数のロボット１
の制御を行う動作を説明する。ここでは、図１に示す３
台のロボット１を使用してサッカーを行う動作を例にし
て説明する。なお、集中制御部２１とロボット１との間
で無線通信を介して通信される情報は、ロボット１が行
動依頼を行う場合と同じあり、図４に示すフォーマット
と同一である。ただし、集中制御部２１からロボット１
に対する行動依頼は、ロボット１内において行動指示と
して扱われる。受信した行動依頼が行動指示であるか否
かは、送信元のＩＤが集中制御部２１を示すＩＤである
か否かによって判断する。

【００４１】以下の説明において、ロボット１の基本動
作は、図３に示す通りであるので、ここでは、どのよう
な情報がやり取りされるかを主に説明する。まず、集中
制御部２１は、全てのロボット１に対して、無線通信部
２２を介して、行動依頼を送信する。この行動依頼は、
「サッカーを開始せよ」という行動指示となる。この行
動指示には、サッカーを行うサッカー場の地図情報が含
まれ、この地図情報は、各ロボット１の地図情報記憶部
１６に記憶される。これを受けて、３台のロボット１
は、それぞれ行動計画を策定して、その行動計画を実行
する。

【００４２】図５は、２台のロボット１の間でサッカー
ボールをパスする動作を示す説明図である。図５におい
て、ロボット１を区別するために３台のロボット１に対
して符号１−１〜３を付与する。符号Ａ１、Ａ２、Ａ３
は、ロボット１−１〜３のそれぞれの周辺環境検出エリ
アである。符号Ｂはサッカーボールである。

【００４３】ロボット１−１が持っているサッカーボー
ルＢを脚で蹴って、ロボット１−２へボールパスを行う
場合、ロボット１−１は、ロボット１−２に対して「パ
スしたボールを後ろにさがりながら受ける」ように行動
依頼を行う。このとき、ロボット１−１は、行動依頼に
含まれる行動計画に、「ロボット１−２の方向（図５の
符号Ｃで示す矢印の方向）へボールを蹴る」と指定する
とともに、脚をどの方向へどの程度の速度でけり出すか
を各駆動部信号に指定して行動依頼を送信する。

【００４４】この行動依頼を受信したロボット１−２
は、後ろへさがるために後ろ方向の周辺環境を得る必要
があるため、後ろ方向に存在するロボットに対して周辺
環境情報を送るように行動依頼を行う。この行動依頼を
受けたロボット１−３は、行動依頼の回答を返す。この
回答には、ロボット１−３が取得したエリアＡ３の情報
が含まれるため、ロボット１−２は、この情報に基づい
て、後ろへ脚を踏み出して後ろへさがる動作を行いなが
ら、エリアＡ２内に存在するサッカーボールＢを認識し
てパスを受け取る。

【００４５】このような動作を繰り返しながら、３台の
ロボット１−１〜３はサッカーを続行する。一方、集中
制御部２１は、３台のロボット１−１〜３間において授
受された行動依頼を全て受信しておき、図４（ｂ）
（ｃ）に示すデータを各ロボット１毎に内部のデータベ
ースに記録する。このようにすることによって、データ
ベースには、各ロボット１の動作や位置などが時々刻々
変化しながら記録されることとなる。そして、集中制御
部２１は、時々刻々変化するデータベースの内容を参照
しながら、各ロボット１が行うべき行動を決定し、行動
指示を送信する。なお、行動指示は、集中制御部２１を
操作する作業者がデータベースの内容を参照しながらだ
すようにしてもよい。また、各ロボット１は、集中制御
部２１に問い合わせを行うようにして、他のロボット１
の現在位置を取得するようにしてもよい。

【００４６】このように、集中制御部２１は、各ロボッ
ト１間でやり取りされる行動依頼を受信しておくことに
よって、各ロボット１の状況を把握し、その状況に応じ
て、各ロボット１が行うべき行動を指示するようにした
ため、的確な行動指示をだすことが可能となる。特に同
時に動作するロボット１が多数になる場合であっても、
集中制御部２１が行動指示を出すようにしたため、各ロ
ボット１における処理の負荷を低減することが可能とな
る。また、各ロボット１が行う具体的な行動の計画は、
集中制御部２１が送信する行動指示に基づいて、各ロボ
ット１のみで行うようにしたため、集中制御部２１がロ
ボット１の腕の動きまでを指示しなくても行動すること
ができ、集中制御部２１の処理負荷も低減することが可
能となる。

【００４７】なお、図２に示す各構成の機能及び図３に
示す動作を実現するためのプログラムをコンピュータ読
み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録
されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ま
せ、実行することにより協調行動処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ
や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、
「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用し
ている場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは
表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読
み取り可能な記録媒体」とは、フロッピーディスク、光
磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コ
ンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記
憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可
能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワーク
や電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信され
た場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシス
テム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間
プログラムを保持しているものも含むものとする。

【００４８】また、上記プログラムは、このプログラム
を記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝
送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により
他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここ
で、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネ
ット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回
線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体
のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能
の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、
前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録され
ているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、い
わゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良
い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２、
４、５、７、８に記載の発明によれば、外部から自己に
対して予め指示された行動指示を実行するために、自己
の行動計画を策定する際に、周辺環境認識部において得
られた周辺環境情報と、無線通信部を介して取得した他
の自律ロボットが取得した周辺環境情報とに基づいて、
自己の行動計画を策定して自己の行動を制御するように
したため、自己のみでは達成できない行動であっても複
数のロボットが協調することによって確実に行動指示を
達成することができるという効果が得られる。また、周
辺環境認識部おいて得られた周辺環境情報と自己の移動
量に基づいて、自己の存在位置を推定する自己位置推定
部をさらに備え、自己の存在位置と行動計画を他の自律
ロボットに対して通知するとともに、他の自律ロボット
から通知される他の自律ロボットの存在位置と行動計画
を参照して、自己の行動を制御するようにしたため、協
調作業をスムーズに行うことができるという効果も得ら
れる。

【００５０】また、請求項３、６、９に記載の発明によ
れば、各ロボット間でやり取りされる行動依頼を受信し
ておくことによって、各ロボットの状況を把握し、その
状況に応じて、各ロボットが行うべき行動を指示するよ
うにしたため、的確な行動指示を出すことが可能とな
る。特に同時に動作するロボットが多数になる場合であ
っても、集中制御部が行動指示を出すようにしたため、
各ロボットにおける処理の負荷を低減することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の構成を示すブロック図
である。

【図２】 図１に示すロボット１の構成を示すブロック
図である。

【図３】 図２に示すロボット１の動作を示すフローチ
ャートである。

【図４】 図２に示す行動計画策定部８が他のロボット
１に備えられた行動計画策定部８との間で送受信する情
報のフォーマットを示す説明図である。

【図５】 ロボット１に備えられたセンサの検出範囲を
示す説明図である。

【符号の説明】

１・・・ロボット、 ２・・・距離測定センサ、
３・・・画像センサ、 ４１、４２・・・アンテ
ナ、５・・・物体認識部、 ６・・・床面認識部、
７・・・周辺環境認識部、 ８・・・行動計画策定部、
９・・・脚制御部、 １０・・・脚駆動部、１１
・・・腕制御部、 １２・・・腕駆動部、１３・・
・自己位置推定部、１４・・・無線通信部、１５・・・
送受信部、 ２１・・・集中制御部、２２・・・無
線通信部。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロボットが協調して行動を起こす
   自律ロボットであって、 前記自律ロボットは、 無線通信を介して他の自律ロボットとの間で情報の授受
   を行う無線通信部と、 自己の周辺環境を検出する周辺環境検出センサと、 前記周辺環境検出センサから得られる検出データに基づ
   いて、自己の周辺環境を認識して周辺環境情報を得る周
   辺環境認識部と、 外部から自己に対して予め指示された行動を実行するた
   めに、自己の行動計画を策定する際において、自己の周
   辺環境認識部において得られた周辺環境の情報と、前記
   無線通信部を介して取得した他の自律ロボットが取得し
   た周辺環境情報とに基づいて、自己の行動計画を策定し
   て自己の行動を制御する行動計画策定部と、 を備えたことを特徴とする自律ロボット。
2. 【請求項２】 前記自律ロボットは、 前記周辺環境認識部おいて得られた周辺環境情報と自己
   の移動量に基づいて、自己の存在位置を推定する自己位
   置推定部をさらに備え、 前記行動計画策定部は、前記無線通信部を介して、自己
   の存在位置と行動計画を他の自律ロボットに対して通知
   するとともに、他の自律ロボットから通知される他の自
   律ロボットの存在位置と行動計画を参照して、自己の行
   動を制御することを特徴とする請求項１に記載の自律ロ
   ボット。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の自律ロボット
   を同時に複数制御する集中制御装置であって、 前記集中制御装置は、 無線通信を介して前記自律ロボットとの間で情報の授受
   を行う無線通信部と、 前記無線通信部を介して、前記自律ロボットより通知さ
   れる位置と行動計画とから行うべき行動を決定し、前記
   自律ロボットのそれぞれに対して行動指示を発する集中
   制御部と、 を備えたことを特徴する集中制御装置。
4. 【請求項４】 複数の自律ロボットが協調して行動する
   場合における自律ロボットの行動計画策定方法であっ
   て、 前記行動計画策定方法は、 自己の周辺環境を検出する周辺環境検出センサから得ら
   れる検出データに基づいて、自己の周辺環境を認識して
   周辺環境情報を得る周辺環境認識過程と、 外部から自己に対して予め指示された行動を実行するた
   めに、自己の行動計画を策定する際において、自己の周
   辺環境認識過程において得られた周辺環境の情報と、無
   線通信を介して取得した他の自律ロボットが取得した周
   辺環境情報とに基づいて自己の行動計画を策定する行動
   計画策定過程と、 を有することを特徴とする自律ロボットの行動計画策定
   方法。
5. 【請求項５】 前記自律ロボットの行動計画策定方法
   は、 前記周辺環境認識過程おいて得られた周辺環境情報と自
   己の移動量に基づいて、自己の存在位置を推定する自己
   位置推定過程をさらに有し、 前記行動計画策定過程は、無線通信を介して、自己の存
   在位置と行動計画を他の自律ロボットに対して通知する
   とともに、他の自律ロボットから通知される他の自律ロ
   ボットの存在位置と行動計画を参照して、自己の行動を
   制御することを特徴とする請求項４に記載の自律ロボッ
   トの行動計画策定方法。
6. 【請求項６】 複数の自律ロボットを同時に制御する自
   律ロボットの集中制御方法であって、 前記集中制御方法は、 無線通信を介して前記自律ロボットのそれぞれから通知
   される存在位置と行動計画を受信する過程と、 前記存在位置と行動計画とから自律ロボットが行うべき
   行動を存在する自律ロボット毎に決定する過程と、 無線通信を介して、前記自律ロボットが行うべき行動を
   前記自律ロボットのそれぞれに対して送信する過程と、 を有することを特徴する自律ロボットの集中制御方法。
7. 【請求項７】 複数の自律ロボットが協調して行動する
   場合における自律ロボットの行動計画策定プログラムを
   記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっ
   て、 前記行動計画策定プログラムは、 自己の周辺環境を検出する周辺環境検出センサから得ら
   れる検出データに基づいて、自己の周辺環境を認識して
   周辺環境情報を得る周辺環境認識処理と、 外部から自己に対して予め指示された行動を実行するた
   めに、自己の行動計画を策定する際において、自己の周
   辺環境認識処理において得られた周辺環境の情報と、無
   線通信を介して取得した他の自律ロボットが取得した周
   辺環境情報とに基づいて自己の行動計画を策定する行動
   計画策定処理と、 をコンピュータに行わせることを特徴とする自律ロボッ
   トの行動計画策定プログラムを記録した記録媒体。
8. 【請求項８】 前記自律ロボットの行動計画策定プログ
   ラムは、 前記周辺環境認識処理おいて得られた周辺環境情報と自
   己の移動量に基づいて、自己の存在位置を推定する自己
   位置推定処理をさらにコンピュータに行わせ、 前記行動計画策定処理は、無線通信を介して、自己の存
   在位置と行動計画を他の自律ロボットに対して通知する
   とともに、他の自律ロボットから通知される他の自律ロ
   ボットの存在位置と行動計画を参照して、自己の行動を
   制御することを特徴とする請求項７に記載の自律ロボッ
   トの行動計画策定プログラムを記録した記録媒体。
9. 【請求項９】 複数の自律ロボットを同時に制御する自
   律ロボットの集中制御プログラムを記録したコンピュー
   タ読み取り可能な記録媒体であって、 前記集中制御プログラムは、 無線通信を介して前記自律ロボットのそれぞれから通知
   される存在位置と行動計画を受信する処理と、 前記存在位置と行動計画とから自律ロボットが行うべき
   行動を存在する自律ロボット毎に決定する処理と、 無線通信を介して、前記自律ロボットが行うべき行動を
   前記自律ロボットのそれぞれに対して送信する処理と、 をコンピュータに行わせることを特徴する自律ロボット
   の集中制御プログラムを記録した記録媒体。