JP2005053670A - Autonomous mobile robot and elevator getting-on-and-off system for autonomous mobile robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、病院、オフィス、公共施設などの多層階の建物で、かつ、一般の人々が利用する施設において、人と自律移動ロボットが同じエレベータを共用して他の階に移動しうるエレベータ乗降システムに関する。 The present invention is a multi-story building such as a hospital, office, public facility, etc., and an elevator boarding / exiting that allows humans and autonomous mobile robots to move to other floors sharing the same elevator in facilities used by ordinary people. About the system.
従来から、特許文献1及び2に示されているように、エレベータを使って自律移動ロボットを他の階に移動させるエレベータ乗降システムが提案されている。このようなエレベータ乗降システムでは、自律移動ロボットがエレベータを使用する際、エレベータをロボット専用モードに切り換え、自律移動ロボットからの情報に基づいてエレベータが制御される。
Conventionally, as shown in
ところで、人と自律移動ロボットが同じエレベータを共用して他の階に移動させる場合、人と自律移動ロボットが同じエレベータ乗籠に同時に乗ると仮定すると、例えば自律移動ロボットの誤動作などによって人に危害が及ぶ可能性や、人により自律移動ロボットの積み荷などにいたずらをされる可能性がある。そのため、人とロボットが同じエレベータを同時に利用することをなるべく避けたいという要請があり、各階のエレベータホール、特にエレベータの扉付近における人の存在を検出するセンサを設け、人がエレベータを利用するときは自律移動ロボットの利用を禁止して、人と自律移動ロボットが同じエレベータを排他的に利用するように運用されている。 By the way, if a person and an autonomous mobile robot share the same elevator and move to another floor, assuming that the person and the autonomous mobile robot ride on the same elevator board at the same time, for example, the autonomous mobile robot may be harmed by a malfunction. May be mischievous, and people may be mischievous in loading autonomous mobile robots. Therefore, there is a request to avoid using the same elevator by humans and robots at the same time. When a person uses an elevator, a sensor is installed to detect the presence of a person in the elevator hall on each floor, especially near the elevator door. Is forbidden to use autonomous mobile robots, so that humans and autonomous mobile robots use the same elevator exclusively.
しかしながら、病院、オフィス、公共施設などでは、人の移動が頻繁に行われ、かつ、長時間にわたって断続的にエレベータが利用される。そのため、自律移動ロボットがエレベータを利用する条件を満たす機会は少なく、自律移動ロボットがエレベータを利用することはほとんどできないという問題を有していた。また、自律移動ロボットが長時間エレベータの扉付近を占拠することになり、一般の利用者のエレベータ利用の妨げとなる。さらに、建物の各階のエレベータホールに人の存在を検出するセンサを設けなければならず、エレベータ乗降システムの構成が複雑になり、かつ、センサの設置に多額の費用を必要とする。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、人と自律移動ロボットが同じエレベータを排他的に利用してスムーズに他の階に移動しうると共に、構成が簡単で、かつ、低コストな自律移動ロボット及び自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and a person and an autonomous mobile robot can move smoothly to another floor by using the same elevator exclusively, have a simple configuration, and An object of the present invention is to provide a low-cost autonomous mobile robot and an elevator boarding / alighting system for the autonomous mobile robot.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、エレベータ乗籠に乗降して複数の階にわたる領域内を走行可能な自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムであって、自律移動ロボットと、エレベータ乗籠と、各階のエレベータ乗降領域に設けられているエレベータ乗籠呼び出し装置と、前記エレベータ乗籠の昇降を制御するエレベータ制御装置を備え、
前記自律移動ロボットは、各階に設定されている前記エレベータ乗降領域を認識する乗降領域認識手段と、自己の現在位置を演算により推定する現在位置演算手段と、自己の周囲の所定範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、前記エレベータ制御装置に対して所定の信号を送受信する信号伝送手段とを備え、自己の現在位置が前記エレベータ乗降領域にあり、かつ、前記エレベータ乗降領域に一定時間以上人が存在していないときに、前記エレベータ制御装置に対してエレベータ乗籠呼び出し信号を出力し、
前記エレベータ制御装置は、前記自律移動ロボットからのエレベータ乗籠呼び出し信号を受信すると、使用されていない又はエレベータ乗籠に人が乗っていないエレベータをロボット専用モードに切り換え、各階の前記エレベータ乗籠呼び出し装置を無効にして、前記エレベータ乗籠を自律移動ロボットのいる階に停止させる。
In order to achieve the above object, an invention according to
The autonomous mobile robot includes a boarding / alighting area recognizing unit for recognizing the elevator boarding / alighting area set on each floor, a current position calculating unit for estimating the current position of the self by calculation, and a human being within a predetermined range around the self. Human detection means for detecting presence and signal transmission means for transmitting / receiving a predetermined signal to / from the elevator control device, and the current position of the vehicle is in the elevator boarding / alighting area, and the elevator boarding / alighting area has a fixed time. When no more people are present, an elevator riding call signal is output to the elevator control device,
When the elevator control device receives an elevator boarding call signal from the autonomous mobile robot, the elevator control device switches an elevator that is not in use or a person on the elevator board to a robot-dedicated mode, and calls the elevator boarding on each floor. The device is disabled and the elevator boarding is stopped on the floor where the autonomous mobile robot is located.
請求項2の発明は、請求項1の自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムにおいて、自律移動ロボットは、エレベータ乗籠呼び出し信号を出力した後、前記エレベータ乗降領域に人の存在を検出すると、エレベータのロボット専用モードを解除するための信号を前記エレベータ制御装置に出力し、前記エレベータ乗降領域内の所定の位置で待機する。 According to a second aspect of the present invention, in the elevator boarding / alighting system for the autonomous mobile robot according to the first aspect, the autonomous mobile robot outputs an elevator boarding / calling signal and then detects the presence of a person in the elevator boarding / alighting area. A signal for canceling the robot exclusive mode is output to the elevator control device, and the vehicle waits at a predetermined position in the elevator boarding / alighting area.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムにおいて、自律移動ロボットは、メッセージ出力手段をさらに備え、エレベータ乗籠呼び出し信号を出力した後、前記エレベータ乗降領域に人の存在を検出すると、その人に対してエレベータの利用を待ってもらうようにメッセージを出力する。 According to a third aspect of the invention, in the elevator boarding / alighting system for the autonomous mobile robot according to the first or second aspect, the autonomous mobile robot further comprises a message output means, and outputs the elevator boarding / calling signal, and then the elevator boarding / alighting system. When the presence of a person is detected in the area, a message is output so that the person waits for the elevator to be used.
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかの自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムにおいて、前記自律移動ロボットは、前記エレベータの扉の開閉を制御する扉開閉制御手段をさらに備えている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the elevator boarding / alighting system for the autonomous mobile robot according to any one of the first to third aspects, the autonomous mobile robot further includes door opening / closing control means for controlling opening / closing of the door of the elevator. ing.
請求項5の発明は、請求項4の自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムにおいて、前記エレベータ制御装置は、ロボット専用モードにあるエレベータを自律移動ロボットのいる階に停止させた後、前記自律移動ロボットからの扉開き信号を受信してからエレベータの扉を開く。 According to a fifth aspect of the present invention, in the elevator boarding / alighting system for an autonomous mobile robot according to the fourth aspect, the elevator control device stops the elevator in the robot dedicated mode on the floor where the autonomous mobile robot is located, and then the autonomous mobile robot. Open the elevator door after receiving the door opening signal from.
請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかの自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムにおいて、前記エレベータ制御装置は、自律移動ロボットの全幅を記憶しており、ロボット専用モードにあるエレベータの扉を、自律移動ロボットが通過可能な最小幅だけ開く。
The invention according to
請求項7の発明は、エレベータ乗籠に乗降して複数の階にわたる領域内を走行可能な自律移動ロボットであって、各階に設定されているエレベータ乗降領域を認識する乗降領域認識手段と、自己の現在位置を演算により推定する現在位置演算手段と、自己の周囲の所定範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、エレベータの昇降を制御するエレベータ制御装置に対して所定の信号を送受信する信号伝送手段と、前記エレベータの扉の開閉を制御する扉開閉制御手段とを備え、自己の現在位置が前記エレベータ乗降領域にあり、かつ、前記エレベータ乗降領域に一定時間以上人が存在していないときに、前記エレベータ制御装置に対してエレベータ乗籠呼び出し信号を出力し、エレベータ乗籠が自己のいる階に到着したときに扉の開閉を制御する。
The invention according to
請求項1の発明によれば、人の存在を検出する人検出手段(センサ)を自律移動ロボット側に設けているので、建物の各階のエレベータ乗降領域(エレベータホール)にそれぞれセンサを設ける必要がなくなり、また、各センサとエレベータ制御装置との配線も不要となる。その結果、システムの構成が簡単になると共に、センサ設置費用の削減によるコストダウンが可能となる。さらに、自律移動ロボットがいる階のエレベータ乗降領域に人が不在であり、かつ、エレベータ乗籠が無人であるという2つの条件が満たされたときにエレベータがロボット専用モードに切り換えられるので、従来のシステムに比べて、人と自律移動ロボットが同じエレベータを排他的に利用してスムーズに他の階に移動することができる。さらに、自律移動ロボットが長時間エレベータ乗降領域を占拠することもなくなり、一般の利用者のエレベータ利用を妨げることもない。さらに、エレベータをロボット専用モードに切り換えられた後は、各階のエレベータ乗籠呼び出し装置が無効にされるので、エレベータ乗籠が自律移動ロボットのいる階に到着するまでの間に利用者が先にエレベータ乗籠に乗り込む可能性はなく、人と自律移動ロボットによるエレベータの排他的利用が保証される。 According to the first aspect of the present invention, since the human detection means (sensor) for detecting the presence of a person is provided on the autonomous mobile robot side, it is necessary to provide a sensor in each elevator boarding area (elevator hall) on each floor of the building. In addition, wiring between each sensor and the elevator control device is not necessary. As a result, the configuration of the system is simplified, and the cost can be reduced by reducing the sensor installation cost. Furthermore, since the elevator is switched to the robot-dedicated mode when the two conditions that there are no people in the elevator boarding area of the floor where the autonomous mobile robot is located and the elevator boarding is unattended, Compared with the system, humans and autonomous mobile robots can move to other floors smoothly using the same elevator exclusively. Furthermore, the autonomous mobile robot does not occupy the elevator getting-on / off area for a long time, and the use of the elevator by general users is not hindered. In addition, after the elevator is switched to the robot-only mode, the elevator boarding call device on each floor is disabled, so that the user must first wait until the elevator boarding arrives at the floor where the autonomous mobile robot is located. There is no possibility of getting on the elevator, and exclusive use of the elevator by humans and autonomous mobile robots is guaranteed.
請求項2の発明によれば、自律移動ロボットがエレベータ乗籠呼び出し信号を出力してエレベータの使用を開始した後、エレベータ乗降領域に人の存在を確認すると、ロボット専用モードを解除して、利用者にエレベータの使用を譲るので、人と自律移動ロボットによるエレベータの排他的利用が保証される。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、自律移動ロボットがエレベータ乗籠呼び出し信号を出力した後(自律移動ロボットがエレベータ乗籠に乗り込んだ後を含む)、エレベータ乗降領域に人の存在を確認すると、メッセージ出力装置により、利用者に対してエレベータの利用を待ってもらうようにメッセージを出力するので、自律移動ロボットによるエレベータの優先的使用にはなるが、従来のシステムに比べて、自律移動ロボットが速やかに目的の階に移動するため、自律移動ロボットが長時間エレベータ乗降領域を占拠することによる一般の利用者のエレベータ利用を妨げることもない。また、人と自律移動ロボットが同時に同じエレベータ乗籠に乗り込む可能性を低減させることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、エレベータの扉の開閉を自律移動ロボットの扉開閉制御装置により制御するので、利用者が自律移動ロボットよりも先にエレベータに乗り込む可能性を低減することができると共に、安全を確認しつつ確実に自律移動ロボットがエレベータに乗降することができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、ロボット専用モードにあるエレベータ乗籠が自律移動ロボットのいる階に停止した後、例えば自律移動ロボットがエレベータの扉の前に移動してから、エレベータの扉が開くので、利用者が自律移動ロボットよりも先にエレベータ乗籠に乗り込む可能性をさらに低減させることができる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、ロボット専用モードにあるとき、エレベータの扉は、自律移動ロボットがかろうじて通れるだけの幅しか開かないので、利用者が自律移動ロボットと同じエレベータ乗籠に乗り込むことを事実上不可能にすることができる。 According to the sixth aspect of the invention, when the robot is in the robot-dedicated mode, the elevator door opens only enough to allow the autonomous mobile robot to pass through, so that the user can get on the same elevator board as the autonomous mobile robot. Can be virtually impossible.
請求項7の発明によれば、上記各自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムに適し、人検出手段及び扉開閉制御手段を備えた自律移動ロボットを提供することができる。
According to the invention of
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本発明の一実施の形態に係る自律移動ロボットの外観構成を図1に示す。また、自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムのブロック構成を図2に示す。さらに、エレベータ乗籠が自律移動ロボットのいる階に到着した状態を図3に示す。図3において、(a)は扉が開く前の状態、(b)は扉が開いた状態を示す。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an external configuration of an autonomous mobile robot according to an embodiment of the present invention. Moreover, the block configuration of the elevator boarding / alighting system for autonomous mobile robots is shown in FIG. Furthermore, FIG. 3 shows a state in which the elevator car has arrived at the floor where the autonomous mobile robot is located. 3A shows a state before the door is opened, and FIG. 3B shows a state where the door is opened.
自律移動ロボット1は、車輪及びモータなどで構成された駆動装置2と、自律移動ロボット1の周囲にある物体までの距離を測定するレーザレーダセンサなどの距離測定装置3と、自律移動ロボット1の周囲の一定範囲内に人の存在を検出するCCDカメラなどの(前方)人検出装置4及び(後方)人検出装置4’と、所定の信号をエレベータ制御装置10などの他の装置との間で電波により制御信号などを送受信するための信号伝送装置5と、自律移動ロボット1の周囲にいる人々に所定のメッセージを出力するためのLEDアレイディスプレイやスピーカなどのメッセージ出力装置6と、自律移動ロボット1の全体を制御する制御装置7などを備えている。なお、電波の受信状態の悪い場所などでの使用を考慮して、信号伝送装置5は、赤外線を利用して制御信号の伝送を行うようにしてもよい。また、距離測定装置3として、超音波センサなどを使用することも可能である。
The autonomous
図2に示すように、自律移動ロボット1の制御装置7は、自律移動ロボット1が自律的に移動しうる範囲の地図情報などを記憶する記憶部71と、計測された距離情報と地図情報を照合することにより自己の現在位置を演算する現在位置演算部72と、推定された自己位置と地図情報に基づいて駆動装置2を制御するための走行制御部73と、自己位置と地図情報を照合することにより自己位置がエレベータの外扉32付近の所定のエレベータ乗降領域34(図3(a)参照)であるかを認識する乗降領域認識部74と、自律移動ロボット1がエレベータ乗降の際にエレベータの扉の開閉を制御する扉開閉制御部75などで構成されている。制御装置7は、所定の制御プログラムなどを記憶したROM、制御プログラムに従って演算処理を行うCPU、演算データなどを一時的に記憶するRAMなどで構成されており、制御プログラムに応じて上記各部として機能する。各階のエレベータホールには、エレベータ乗籠呼び出し装置を含む外部エレベータ制御装置端末11が設けられており、各外部エレベータ制御装置端末11は、エレベータ制御装置10に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、エレベータは、エレベータ乗籠30と、エレベータ乗籠30を昇降させる駆動機構(図示せず)と、エレベータ乗籠30側の内扉31と、エレベータホール側の外扉32と、内扉31及び外扉32(以下、両者を示すときは扉31,32と略記する)の開閉機構(図示せず)、上記エレベータ制御装置10などで構成され、エレベータホールの壁面33には、上記エレベータ制御装置端末11が設けられている。扉31,32は、それぞれ左右両側に開くように構成されている。エレベータ乗籠30の内部には、停止する階を指定するための内部エレベータ制御装置端末12が設けられている。
As shown in FIG. 3, the elevator includes an
現在位置演算部(現在位置演算手段)72は、記憶部71に記憶されている地図情報と、距離測定装置9により測定された測定対象物までの距離などから、自律移動ロボット1の現在位置を演算する。自律移動ロボット1の現在位置には、自律移動ロボット1が自律走行可能な領域全体におけるマクロ的な現在位置と、特定の対象物、例えば、後述するエレベータの扉31,32、エレベータホールの壁面33などに対するミクロ的な現在位置の両方が含まれる。走行制御部73は、現在位置演算部72により演算された現在位置と目的位置とに基づいて、目的とする地点へ移動するように駆動装置2を制御する。乗降領域認識部(乗降領域認識手段)74は、各階のエレベータホールにおけるエレベータの外扉32の前方の一定の領域、すなわち、一般的にエレベータ利用者がエレベータ乗籠30の到着を待つ領域をエレベータ乗降領域34として認識する。さらに、乗降領域認識部74は、図3(a)に示すように、エレベータ乗降領域34の内、エレベータの外扉32の直前をエレベータ乗降位置35として認識する。扉開閉制御部(扉開閉制御手段)75は、後述するように、エレベータがロボット専用モードに切り換えられているときに、自律移動ロボット1側からエレベータの扉31,32の開閉を制御する。
The current position calculation unit (current position calculation means) 72 determines the current position of the autonomous
人検出装置(人検出手段)4,4’は、例えば自律移動ロボット1のロボットの前方及び後方に設けられた複数のCCDカメラ及びその画像処理回路などで構成され、各カメラの情報を統合して、周囲の所定範囲に人が存在するか否かを判断する。メッセージ出力装置(メッセージ出力手段)6は、ロボット専用モードにおいて、一般の利用者に対して、「自律移動ロボット1と同じエレベータに同時に乗り込まないでほしい」旨のメッセージや、「エレベータは自律移動ロボット1が指定する階にしか移動しない」旨のメッセージなどを、視覚的に及び/又は音声で出力する。信号電送装置(信号伝送手段)5は、外部エレベータ制御装置端末11及び内部エレベータ制御装置端末12との間で、自律移動ロボット1からエレベータ制御装置10に対して及びエレベータ制御装置10から自律移動ロボット1に対して、双方向に所定の制御信号の伝送を行う。
The human detection devices (human detection means) 4 and 4 ′ are composed of, for example, a plurality of CCD cameras provided in front and rear of the robot of the autonomous
外部エレベータ制御装置端末11及び内部エレベータ制御装置端末12は、自律移動ロボット1の信号伝送装置5から送信されてくる各種の信号を受信し、エレベータ制御装置10に転送する。エレベータ制御装置10は、エレベータ利用者によって操作されるエレベータ乗籠呼び出し装置からの信号に基づいて、エレベータを通常モードで制御すると共に、自律移動ロボット1から送信されてくる信号に基づいてロボット専用モードで制御する。
The external elevator
次に、自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムの動作について、図4及び図5に示すフローチャートを参照しつつ説明する。実際に運用を開始する準備として、予め各階のエレベータ乗降領域34も記憶部71に記憶しておく。
Next, the operation of the elevator boarding / alighting system for an autonomous mobile robot will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. In preparation for actually starting operation, the elevator boarding / alighting
運用開始後、自律移動ロボット1は、記憶部71に記憶されている地図情報及び現在位置演算部72により演算された現在位置を頼りに、目的地に向かって移動を行う(S1、S2)。目的地が現在の階とは異なる階にある場合(S2でNo)、エレベータ乗降領域34に向かって移動を行う(S3)。乗降領域認識部74が、現在位置演算部72により演算された現在位置がエレベータ乗降領域34であると判断すると(S3でYes)、人検出装置4によりエレベータ乗降領域34に一定時間人が不在であることを確認し(S4)、信号伝送装置5及び外部エレベータ制御装置端末11を介してエレベータ制御装置10に対して、エレベータ乗籠呼び出し信号を送信する(S5)。エレベータ制御装置10は、エレベータ乗籠呼び出し信号を受信すると、使用されていないエレベータ又はエレベータ乗籠に人が乗っていないエレベータをロボット専用モードに切り換え(S6)、各階の外部エレベータ制御装置端末11に設けられているエレベータ乗籠呼び出し装置を無効にする(S7)。これと並行して、そのエレベータ乗籠30を自律移動ロボット1がいる階に移動させる(S8)。なお、エレベータが使用中のとき又はエレベータ乗籠に人が乗っているときは、使用されていない状態又はエレベータ乗籠に人が乗っていない状態になるのを待ってから、ロボット専用モードに切り換える。
After starting operation, the autonomous
エレベータ乗籠30の移動中、自律移動ロボット1は、エレベータ乗降領域34に人が存在しているか否か(新たに人が来たか否か)を判断する(S9)。エレベータ乗降領域34に人が存在しているときは(S9でYes)、自律移動ロボット1は、信号伝送装置5及び外部エレベータ制御装置端末11を介してエレベータ制御装置10に対して、ロボット専用モードを解除する信号を送信し、エレベータ制御装置10は、エレベータ乗籠呼び出し信号を受信すると、エレベータのロボット専用モードを解除する(S10)。自律移動ロボット1は、エレベータホールの所定の待機位置(例えば、図3(a)における領域36など)に移動し(S11)、ステップS4に戻って、エレベータ乗降領域34に一定時間人が不在になるのを待つ。
While the
一方、エレベータ乗籠の移動中に、エレベータ乗降領域34に人が存在していなかったときは(S9でNo)、自律移動ロボット1はエレベータ乗降位置35に移動し(S12)、エレベータ乗籠30が到着するまで待機する。エレベータ乗籠が到着すると(S13)、自律移動ロボット1の扉開閉制御部75は、信号伝送装置5及び外部エレベータ制御装置端末11を介してエレベータ制御装置10に対して、扉開き信号を送信し(S14)、エレベータの扉31,32が開いたことを確認するまで待機する。エレベータ制御装置10は、扉開き信号を受信すると、エレベータの扉31,32を所定の幅だけ開く(S15)。実際にエレベータの扉31,32が開いたことを確認すると、エレベータ制御装置10は、外部エレベータ制御装置端末11及び信号伝送装置5を介して、自律移動ロボット1に対して、エレベータの扉31,32が開いたことを確認する扉開き確認信号を送信する(S16)。自律移動ロボット1は、エレベータの扉31,32が開いたことの確認を受けて、エレベータ乗籠30に乗り込む(S17)。このように、エレベータ乗籠30が到着した後、自律移動ロボット1が乗降場所に到着し、扉開き信号を送信するまでエレベータの扉31,32を開けないようにすることで、自律移動ロボット1よりも先に利用者にエレベータ乗籠30に乗り込む時間と隙間を与えないようにすることができる。
On the other hand, if no person is present in the
自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込むと、扉開閉制御部75は、信号伝送装置5及び内部エレベータ制御装置端末12を介してエレベータ制御装置10に対して、エレベータの扉31,32を閉めるための扉閉め信号及び移動する階に対応する停止階信号を送信する(S18)。エレベータ制御装置10は、エレベータの扉31,32を閉め、エレベータ乗籠30を指定された停止階に移動させる(S19)。エレベータ乗籠30の移動中、自律移動ロボット1は、エレベータ乗籠30から降りる態勢に移行し(S20)、指定された停止階に到着まで待機する。
When the autonomous
エレベータ乗籠30が指定された停止階に到着すると(S21)、エレベータ制御装置10はエレベータの扉31,32を開く(S22)。実際にエレベータの扉31,32が開いたことを確認すると、エレベータ制御装置10は、内部エレベータ制御装置端末12及び信号伝送装置5を介して、自律移動ロボット1に対して、エレベータの扉31,32が開いたことを確認する扉開き確認信号を送信する(S23)。自律移動ロボット1は、エレベータの扉31,32が開いたことの確認を受けて、外扉32の前方に人がいないことを確認した後、エレベータ乗籠30から降りる(S24)。自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30から降りると、信号伝送装置5及び外部エレベータ制御装置端末11を介してエレベータ制御装置10に対して、ロボット専用モードを解除する信号を送信し(S25)、エレベータ制御装置10は、そのエレベータのロボット専用モードを解除する(S26)。
When the
このように、自律移動ロボット1側に人の存在を認識する人検出装置(センサ)を設けているので、各階のエレベータ乗降領域34にそれぞれセンサを設ける必要がなくなり、また、各センサとエレベータ制御装置10との配線も不要となる。また、自律移動ロボット1がいる階のエレベータ乗降領域34に人が不在であり、かつ、エレベータが使用されていないか又はエレベータ乗籠に人が乗っていないという条件が満たされたときにエレベータがロボット専用モードに切り換えられるので、自律移動ロボット1を比較的速やかに目的の階に移動させることができる。その結果、自律移動ロボット1が長時間エレベータ乗降領域34付近を占拠することによる一般の利用者のエレベータ利用の妨げを低減することができる。さらに、エレベータがロボット専用モードに切り換えられた後は、各階のエレベータ乗籠呼び出し装置が無効にされるので、エレベータ乗籠30が自律移動ロボットのいる階に到着するまでの間に利用者が先にエレベータ乗籠30に乗り込む可能性はなく、人と自律移動ロボット1によるエレベータの排他的利用が保証される。さらに、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠呼び出し信号を出力してエレベータの使用を開始した後、エレベータ乗降領域34に人の存在を検出すると、ロボット専用モードを解除して、利用者にエレベータの使用を譲るので、人と自律移動ロボット1によるエレベータの排他的利用が保証される。
Thus, since the human detection device (sensor) for recognizing the presence of a person is provided on the autonomous
次に、自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムの変形例の動作について説明する。図4及び図5に示すフローチャートでは、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠呼び出し信号を出力してエレベータの使用を開始した後、エレベータ乗降領域34に人の存在を検出すると、ステップS10及びS11において、ロボット専用モードを解除して、利用者にエレベータの使用を譲るように構成したが、図6のフローチャートに示すように、ステップS10及びS11の代わりに、メッセージ出力装置6を使用して、後から来た利用者に対して、エレベータの利用を待ってもらうようにメッセージを出力し(S30)、利用者が所定の安全な場所に待避してから(S31)、自律移動ロボット1が先にエレベータを利用するように構成してもよい。例えば、エレベータの使用を利用者に譲って自律移動ロボット1がエレベータホールの所定の待機位置に移動しようとすると、利用者と自律移動ロボット1がお互いに相手の進路を遮る位置関係になる可能性が高い。そのため、自律移動ロボット1が既にエレベータ乗降位置35に移動している場合は、ロボット優先になるけれども、先に自律移動ロボット1を目的の階に移動させる方が、利用者と自律移動ロボット1が同じエレベータを排他的に利用してスムーズに他の階に移動することができる場合も少なくない。なお、ディスプレイによる文字表示の他に、スピーカから音声によるメッセージを出力してもよいし、両者を併用してもよい。
Next, an operation of a modified example of the elevator boarding / alighting system for the autonomous mobile robot will be described. In the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5, after the autonomous
さらに、図4及び図5に示すフローチャートでは、ステップS17及びS18において、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込んだ後、直ちにエレベータの扉31,32を閉めるように構成したが、図7のフローチャートに示すように、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込んだ後、後方人検出装置4’により、エレベータ乗降領域34に人が存在するか否かを判断し(S40)、人の存在を検出すると(S40でYes)、メッセージ出力装置6を使用して、後から来た利用者に対して、エレベータの利用を待ってもらうようにメッセージを出力し(S41)、利用者が所定の安全な場所に待避してから(S42)、扉31,32を閉めるように構成してもよい。例えば、自律移動ロボット1がエレベータを呼び出し、エレベータ乗籠30に乗り込んだ後に、利用者がエレベータ乗降領域34に来る可能性もある。その場合に、エレベータの利用を待ってもらうようにメッセージを出力することにより、人が自律移動ロボット1と同じエレベータ乗籠30に乗り込む可能性を低減することができる。
Further, in the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5, in steps S <b> 17 and S <b> 18, the autonomous
なお、図1では、人検出装置4,4’を自律移動ロボット1の前方及び後方に配置した例を示しているが、1つの人検出装置を自律移動ロボット1の本体に対して旋回可能としておき、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込んだ後、後方を向くように、人検出装置を旋回させるようにしてもよい。
Although FIG. 1 shows an example in which the
次に、上記ステップS15におけるエレベータの扉の開き幅について説明する。図3において、(a)はエレベータ乗籠が自律移動ロボット1のいる階に到着し、エレベータの扉がまだ開かれていない状態を示し、(b)はエレベータの扉が開かれたときの状態を示す。この自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムでは、予めエレベータ制御装置10に自律移動ロボット1の全幅(最大幅)を記憶させておき、自律移動ロボット1がエレベータ乗降位置35に到着してエレベータの扉31,32を開く際、図3に示すように、エレベータの扉31,32をロボット全幅より若干広い程度の幅(自律移動ロボット1が通過可能な最小幅)だけ開く。これにより、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込む際、開いた扉31,32と自律移動ロボット1との隙間が小さくなり、利用者が自律移動ロボット1とエレベータの扉31,32の間に割り込む余裕はほとんどなくなる。その結果、人が自律移動ロボット1と同じエレベータ乗籠30に乗り込むことを事実上不可能にすることができる。なお、全幅の異なる複数種類の自律移動ロボット1が共存する場合は、自律移動ロボット1の扉開閉制御部75側に自己の残幅を記憶させておき、エレベータの扉31,32を開閉する際、その開き幅を自律移動ロボット1の扉開閉制御部75側から制御するように構成してもよい。
Next, the opening width of the elevator door in step S15 will be described. 3A shows a state where the elevator car has arrived at the floor where the autonomous
さらに、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込んだ後の状態を図8に示す。自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込む際、上記のように自律移動ロボット1が通過可能な最小幅だけしかエレベータの扉31,32を開かないが、さらに、エレベータ乗籠30に乗り込んだ後も、自律移動ロボット1の最後部がエレベータ側の内扉31のすぐ内側に位置するように停止する。このような停止位置をとることにより、利用者が自律移動ロボット1の後ろに続いてエレベータ乗籠30に乗り込もうとしても、自律移動ロボット1自体が壁となって利用者の乗り込みを阻止することになる。なお、自律移動ロボット1の停止位置に誤差があるため、内扉31を閉める際、内扉31が自律移動ロボット1の最後部を挟んでしまう虞がある。そのため、自律移動ロボット1の後ろに利用者が付いて来ていないことを確認して、閉めた内扉31と干渉しないように、自律移動ロボット1を若干エレベータ乗籠30の内部に移動させてもよい。このようなエレベータ乗籠30内における自律移動ロボット1の停止位置は、自律移動ロボット1の移動距離を短くするので、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗降する際の時間を短縮することができるという効果も得られる。
Further, FIG. 8 shows a state after the autonomous
また、上記のように自律移動ロボット1をエレベータの扉31,32に対してぎりぎりの位置で制御する必要があるため、自律移動ロボット1のミクロ的な現在位置を正確に把握し、その位置を微調整する必要がある。そのため、記憶部71に、エレベータホール付近の壁面33やエレベータ扉32などの凹凸のある距離情報をインプットしておくと共に、距離測定装置3などを用いて壁面33までの距離などを正確に測定する。そして、走行制御部73を制御して自律移動ロボット1のミクロ的な現在位置を微調整する。それによって、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30に乗り込む際、扉31,32にぶつかることなく、安全に移動することができる。なお、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠30から降りる際にも、扉31,32が開いた時点で利用者がエレベータ乗籠30内に乗り込んで来るのを防止するため、上記のように自律移動ロボット1が通過可能な最小幅だけしかエレベータの扉31,32を開かないようにしてもよい。
Moreover, since it is necessary to control the autonomous
なお、上記実施の形態の説明では、1台のエレベータについて説明したが、エレベータが複数設置されている場合も基本的に同様であり、自律移動ロボット1がエレベータを利用する際に、いずれか使用されていないエレベータ又はエレベータ乗籠に人が乗っていないエレベータをロボット専用モードに切り換える。また、エレベータ乗籠呼び出し信号を受信した時点でいずれのエレベータも使用されている場合は、いずれかのエレベータが不使用又はエレベータ乗籠が無人状態になるのを待ってから、そのエレベータをロボット専用モードに切り換える。さらに、自律移動ロボット1がエレベータ乗籠呼び出し信号を出力して特定のエレベータがロボット専用モードに切り換えられたとしても、一般の利用者は他のエレベータを利用することが可能であるので、人と自律移動ロボット1が同時に複数のエレベータを利用してスムーズに他の階に移動することができる。
In the description of the above embodiment, one elevator has been described. However, the same applies to the case where a plurality of elevators are installed, and any one of them is used when the autonomous
1 自律移動ロボット
2 駆動装置
3 距離測定装置
4,4’ 人検出装置
5 信号伝送装置
6 メッセージ出力装置
7 制御装置
10 エレベータ制御装置
11 外部エレベータ制御装置端末
12 内部エレベータ制御装置端末
30 エレベータ乗籠
31 エレベータの内扉
32 エレベータの外扉
33 エレベータホールの壁
34 エレベータ乗降領域
35 エレベータ乗降位置
36 自律移動ロボットの待機位置
71 記憶部
72 現在位置演算部
73 走行制御部
74 乗降領域認識部
75 扉開閉制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
自律移動ロボットと、エレベータ乗籠と、各階のエレベータ乗降領域に設けられているエレベータ乗籠呼び出し装置と、前記エレベータ乗籠の昇降を制御するエレベータ制御装置を備え、
前記自律移動ロボットは、
各階に設定されている前記エレベータ乗降領域を認識する乗降領域認識手段と、
自己の現在位置を演算により推定する現在位置演算手段と、
自己の周囲の所定範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、
前記エレベータ制御装置に対して所定の信号を送受信する信号伝送手段とを備え、
自己の現在位置が前記エレベータ乗降領域にあり、かつ、前記エレベータ乗降領域に一定時間以上人が存在していないときに、前記エレベータ制御装置に対してエレベータ乗籠呼び出し信号を出力し、
前記エレベータ制御装置は、
前記自律移動ロボットからのエレベータ乗籠呼び出し信号を受信すると、使用されていない又はエレベータ乗籠に人が乗っていないエレベータをロボット専用モードに切り換え、各階の前記エレベータ乗籠呼び出し装置を無効にして、前記エレベータ乗籠を自律移動ロボットのいる階に停止させることを特徴とする自律移動ロボット用のエレベータ乗降システム。 An elevator getting-on / off system for an autonomous mobile robot capable of getting on and off an elevator board and traveling in an area spanning multiple floors,
An autonomous mobile robot, an elevator board, an elevator boarding device provided in an elevator boarding area on each floor, and an elevator control device for controlling the elevator board
The autonomous mobile robot is
Boarding / alighting area recognition means for recognizing the elevator boarding / alighting area set on each floor;
Current position calculation means for estimating the current position of the self by calculation;
A person detecting means for detecting the presence of a person within a predetermined range around the self;
Signal transmission means for transmitting and receiving a predetermined signal to the elevator control device,
When the current position of the vehicle is in the elevator boarding / alighting area and no person is present in the elevator boarding / alighting area for a certain period of time, an elevator boarding call signal is output to the elevator controller,
The elevator control device includes:
When an elevator boarding call signal from the autonomous mobile robot is received, an elevator that is not used or a person on the elevator boarding is switched to a robot dedicated mode, and the elevator boarding calling device on each floor is disabled, An elevator boarding / exiting system for an autonomous mobile robot, wherein the elevator boarding is stopped on a floor where the autonomous mobile robot is located.
各階に設定されているエレベータ乗降領域を認識する乗降領域認識手段と、
自己の現在位置を演算により推定する現在位置演算手段と、
自己の周囲の所定範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、
エレベータの昇降を制御するエレベータ制御装置に対して所定の信号を送受信する信号伝送手段と、
前記エレベータの扉の開閉を制御する扉開閉制御手段とを備え、
自己の現在位置が前記エレベータ乗降領域にあり、かつ、前記エレベータ乗降領域に一定時間以上人が存在していないときに、前記エレベータ制御装置に対してエレベータ乗籠呼び出し信号を出力し、エレベータ乗籠が自己のいる階に到着したときに扉の開閉を制御することを特徴とする自律移動ロボット。
An autonomous mobile robot that can get on and off an elevator car and run in an area that spans multiple floors,
Boarding / alighting area recognition means for recognizing elevator boarding / alighting areas set on each floor;
Current position calculation means for estimating the current position of the self by calculation;
A person detecting means for detecting the presence of a person within a predetermined range around the self;
Signal transmission means for transmitting and receiving a predetermined signal to and from the elevator control device for controlling the elevator lift;
Door opening and closing control means for controlling opening and closing of the door of the elevator,
When the current position of the vehicle is in the elevator boarding / alighting area and no person is present in the elevator boarding / alighting area for a certain period of time, an elevator boarding call signal is output to the elevator controller, An autonomous mobile robot that controls the opening and closing of doors when it arrives at the floor where it is.
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