JP2007152445A - 自走式ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】充電を適切なタイミングで行うことにより、ユーザの要求に対して、より確実に対応することのできる自走式ロボットを提供することを目的とする。
【解決手段】バッテリからの電力供給により駆動する自走式ロボットであって、動作モードとして、バッテリの残容量がその値になるとサービスを停止するサービス停止閾値以下となるまでサービスを提供するサービス優先モードと、バッテリの残容量がサービス停止閾値よりも高い値である充電優先閾値以下となった場合に充電を行う充電優先モードとを備え、ユーザの要求に基づくサービスの提供が終了したとき、または、予め登録されているスケジュールに基づくサービスの提供が終了したときに、動作モードを充電優先モードに切り替え、ユーザからサービスの要求を受け付けたとき、または、予め登録されているスケジュールに基づくサービスの提供を開始するときに、動作モードをサービス優先モードに切り替える動作モード設定部を備える自走式ロボットを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリからの電力供給により駆動する自走式ロボットに係り、特に、バッテリの充電管理に関するものである。

従来、本体内部にバッテリを内蔵し、このバッテリによる電力供給により駆動する移動型ロボットが知られている（特許文献１等参照。）。
例えば、特許文献１には、充電式バッテリの残容量を正確に把握し、該残容量の値に応じて作業を行うか、充電を行うかを判断する移動ロボットの充電管理方法が開示されている。
また、最近では、家庭内を移動することにより、ユーザに対して各種サービスを提供する生活支援型のロボットが注目を浴びている（特許文献２等参照。）。
特許文献２には、ユーザによる拍手の回数によって実行する動作モードを切り替えることにより、多様なサービスをユーザに提供することのできる愛玩ロボットが開示されている。
特開平１１−３１３４０１号公報 特開平２００２−２３３９７９号公報

ところで、上述した特許文献２に開示されているようなロボットにおいては、通常、不測のタイミングでユーザから要求が出されるため、ユーザからの要求を受け付けたときに、その要求に対応できるだけのバッテリ残量を保有していることが必要となる。しかしながら、特許文献１に開示されているような従来の充電管理方法では、将来のユーザの要求に備えて事前に充電を行うことができないため、ユーザの要求を受け付けたときに残容量が不足し、要求に対応することができないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、充電を適切なタイミングで行うことにより、ユーザの要求に対して、より確実に対応することのできる自走式ロボットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、バッテリからの電力供給により駆動する自走式ロボットであって、動作モードとして、前記バッテリの残容量がその値になるとサービスを停止するサービス停止閾値以下となるまでサービスを提供するサービス優先モードと、前記バッテリの残容量が前記サービス停止閾値よりも高い値である充電優先閾値以下となった場合に充電を行う充電優先モードとを備え、ユーザの要求に基づくサービスの提供が終了したとき、または、予め登録されているスケジュールに基づくサービスの提供が終了したときに、動作モードを前記充電優先モードに切り替え、ユーザからサービスの要求を受け付けたとき、または、予め登録されているスケジュールに基づくサービスの提供を開始するときに、動作モードをサービス優先モードに切り替える自走式ロボットを提供する。

このような構成によれば、ユーザからのサービスの要求を受け付けたとき、または、予め登録されているスケジュールに基づくサービスの提供を開始するときには、バッテリの残容量がその値になるとサービスを停止するサービス停止閾値以下となるまでサービスを提供するサービス優先モードに切り替えるので、より確実にサービスを提供することが可能となる。更に、ユーザの要求に基づくサービスの提供やスケジュールに基づくサービスの提供が終了したときには、バッテリの残容量がサービス停止閾値よりも高い値である充電優先閾値以下となった場合に、充電を行う充電優先モードに切り替えるので、充電を優先させて行うことが可能となる。これにより、不測のタイミングで発生するユーザの要求に備えて、事前にバッテリの充電を行うことが可能となる。この結果、バッテリの残容量の値が高い状態でサービスを提供することができるので、ユーザの要求に対して、より確実に対応することができる。

上記サービス停止閾値は、現在の位置から充電スタンドまで移動して、更に、充電を開始するまでの動作を行うのに必要となるバッテリ残容量に所定のマージンを加味した程度（一例としては、バッテリ容量の１／４程度）に設定することが好ましい。このようにサービス停止閾値を設定することで、ぎりぎりまでユーザの要求を受け付けることが可能となる。
また、充電優先閾値は、上記サービス停止閾値から更に、サービスを１回提供できる程度の電力量を加算した値（一例としては、バッテリ容量の１／２程度）に設定することが好ましい。このように、充電優先閾値を設定することで、バッテリの残容量が充電優先閾値以下となったために、充電スタンドへ移動しようとしているときに、ユーザによる要求があった場合でも、１回のサービスを提供することが可能となる。
このようにサービス停止閾値および充電優先閾値を設定することにより、更に良好な充電状態にて、ユーザの要求に対するサービスを提供することが可能となる。

上記の自走式ロボットにおいて、前記充電優先モードは、前記バッテリの残容量にかかわらず充電を行う不活発モードと、前記バッテリの残容量が前記充電優先閾値以下となるまで、充電を行わない活発モードとを備え、ユーザの行動パターンに基づいて予め設定された時間帯に応じて、前記不活発モードまたは前記活発モードを動作モードとして選択することとしても良い。

このような構成によれば、ユーザの行動パターンに基づいて設定された時間帯に応じて、充電優先モードとして、不活発モードを設定するか、或いは、活発モードを設定するかが決定されることとなる。これにより、例えば、ユーザが外出中の場合や、ユーザから要求を受け付ける回数が少ない時間帯においては、バッテリの残容量にかかわらず充電を行う不活発モードを採用することにより、充電を満充電に近い状態にして将来のユーザの要求に備え、また、ユーザが室内にいる場合や、ユーザから要求を受け付ける回数が比較的多い時間帯においては、バッテリの残容量が充電優先閾値以下となるまで充電を行わないことにより、ユーザの要求を受け付け可能な状態とすることができる。

上記の自走式ロボットは発話手段を備え、前記活発モードが選択されている場合において自発的に発話を行うこととしても良い。

このように、充電優先モードとして活発モードが選択されている場合には、自発的に発話を行うことにより、ユーザの興味を引き、サービスを受け付けやすい環境を提供することが可能となる。また、自発的に言葉を発することにより、自然な状態でユーザの生活環境に溶け込むことができる。

上記の自走式ロボットにおいて、前記活発モードは、前記バッテリの残容量が前記充電優先閾値以下となるまで、予め登録された指定位置の近辺に待機する第１活発モードと、前記バッテリの残容量が前記充電優先閾値以下となるまで、予め登録されている複数の場所を巡回する第２活発モードとを備え、ユーザの行動パターンに基づいて予め設定された時間帯に応じて、前記第１活発モードまたは前記第２活発モードを動作モードとして選択することとしても良い。

このような構成によれば、ユーザの行動パターンに基づいて設定された時間帯に応じて、活発モードとして、第１活発モードを設定するか、或いは、第２活発モードを設定するかが決定されることとなる。これにより、例えば、朝などのように、ユーザが比較的忙しい場合には、予め登録された指定位置の近辺にいて待機する第１活発モードを採用することにより、ユーザの行動の邪魔にならないように配慮することができる。また、指定位置をキッチンやリビングなどのように、その時間帯にユーザがいることの多い場所の近くに登録することにより、ユーザが要求を出しやすい環境を提供することができる。
また、夕方などのように、ユーザが比較的リラックする時間帯においては、予め登録されている複数の場所を巡回する第２活発モードを採用することにより、ユーザの注意を引くことにより、ユーザの要求を受け付けやすい環境を提供することが可能となる。

本発明によれば、適切なタイミングで充電を行うことが可能となるので、ユーザの要求に対して、より確実に対応することができるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る自走式ロボット（以下、単に「ロボット」という。）の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一の実施形態に係るロボットの正面図、図２は、図１に示したロボットの左側面図である。
図１および図２に示すように、ロボット本体１には、頭部２と、この頭部２を下方から支持する胸部３と、この胸部３の右側に設けられた右腕部４ａ、胸部３の左側に設けられた左腕部４ｂと、胸部３の下方に接続された腰部５と、この腰部５の下方に接続されたスカート部６と、このスカート部６の下方に接続された脚部７とが設けられている。

頭部２には、頭頂部近傍に全方位カメラ１１が一つ設けられている。この全方位カメラ１１の外周に沿って複数の赤外線ＬＥＤ１２が所定の間隔で円環上に配置されている。
頭部２の前面の中央近傍には、図１に示すように、前方を撮像するための前方カメラ１３が正面視して右側に一つ、マイクロフォン１４が正面視して左側に一つ、それぞれ設けられている。

胸部３の前面の中央近傍には、モニタ１５が一つ設けられている。このモニタ１５の上方には、人を検知するための超音波距離センサ１６が一つ設けられている。モニタ１５の下方には、電源スイッチ１７が一つ設けられている。超音波距離センサ１６の上方には、２つのスピーカ１８が左右に一つずつ設けられている。また、図２に示すように、胸部３の背面には、荷物を収納することができるランドセル部３３が設けられている。ランドセル部３３には、上部に設けたヒンジ周りに回動可能な開閉扉３３ａが設けられている。図１に示すように、胸部３の左右の肩部には、マンマシンインターフェースとして機能する肩スイッチ１９がそれぞれ一つずつ設けられている。肩スイッチ１９には、例えば、タッチセンサが採用されている。

右腕部４ａおよび左腕部４ｂには、多関節構造が採用されている。右腕部４ａ、左腕部４ｂにおいて、胸部３との接続部近傍には、体や物の挟み込みを検知して腕の動作を止めるための脇スイッチ２０がそれぞれ設けられている。図１に示すように、右腕部４ａの手のひら部分には、マンマシンインターフェースとして機能する握手スイッチ２１が内蔵されている。これら脇スイッチ２０や握手スイッチ２１には、例えば、押圧センサが採用される。

腰部５の前面の中央近傍には、人を検知するための超音波距離センサ２２が左右に一つずつ設けられている。これら超音波距離センサ２２の下方には、複数の赤外センサ２３が配列されたセンサ領域２４が設けられている。これら赤外線センサ２２は、ロボット本体１の下方前方にある障害物等を検出するためのものである。図１および図２に示すように、腰部５の下方には、前面および背面において、音源方向を検出するためのマイクロフォン２５が左右に一つずつ、計４つ設けられている。図２に示すように、腰部５の側面の左右には、本体を持ち上げるときに使用する取手部２６がそれぞれ一つずつ設けられている。取手部２６は、凹所とされており、操作者の手が挿入できるようになっている。

スカート部６の前面下方には、段差を検出するための赤外線センサ２７が、中央および左右に計３つ設けられている。図２に示すように、スカート部６の背面には、充電コネクタ２８が設けられている。

図１に示すように、脚部７の前面には、側方の距離を検出するための赤外線センサ２９が左右に一つずつ設けられている。これら赤外線センサ２９は、主に段差検出に用いられるものである。
図２に示すように、脚部７の背面には、充電ステーションにロボット本体１を位置固定するためのフック３０が設けられている。脚部７は、走行用車輪３１および４つのボールキャスタ３２を備えた台車とされている。
上述したロボットにおいて、胸部３の超音波距離センサ１６、腰部５の超音波距離センサ２２およびマイクロフォン２５は、ロボット周辺にいる人物を検知する人検知センサ３４として機能する。

このようなロボットは、ロボット本体１に内蔵されたバッテリからの電源供給により、作業空間を自立的に移動することが可能な構成を備えており、一般家庭等の屋内を作業空間として人間と共存し、例えば、一般家庭内でロボットの所有者や操作者などのユーザの生活を補助・支援・介護するための各種サービスを提供するために用いられる。
そのため、ロボットは、ユーザとの会話を実現させる会話機能のほか、ユーザの行動を見守ったり、ユーザの行動を補助したり、ユーザと一緒に行動したりする機能を備えている。このような機能は、例えば、後述するロボット本体１の内部に内蔵されたマイクロコンピュータ等からなる制御装置により実現されるものである。制御装置には、図１および図２に示した各種カメラや各種センサ等が接続されており、カメラからの画像情報やセンサからのセンサ検出情報を取得し、これらの情報に基づいて各種プログラムを実行することにより、上述した各種機能を実現させる。なお、ロボット本体１の形状としては、図１および図２に示した形状に限られず、愛玩用に動物を模したものなど、種々のものを採用することが可能である。

以下、ロボット本体１に内蔵されるロボットの電気的構成について図３を参照して説明する。図３において、図１乃至図２と同様の構成要素には、同一の符号を付している。
図３に示すように、本実施形態に係るロボットは、その本体内部に、制御装置５１、画像処理部５２、音声処理部５３、表示制御部５４、無線通信部５５、駆動制御部５６、駆動機構５７、およびバッテリ５８を備えている。
画像処理部５２、音声処理部５３、表示制御部５４、無線通信部５５、および駆動制御部５６は、制御装置５１と互いに接続されており、制御装置５１からの制御信号に基づいて各種処理を実行するとともに、その処理結果や各種センサからの情報等を制御装置５１へ提供する。バッテリ５８は、各構成要素に対して電力を供給する電源装置として機能する。

画像処理部５２は、制御装置５１からの制御信号に基づいて、図１に示した全方位カメラ１１、前方カメラ１３によって撮影された画像を処理して、制御装置５１へ出力する。
音声処理部５３は、制御装置５１からの制御信号に基づいて、マイクロフォン１４から入力される音声信号を認識する音声認識処理を実行し、この音声認識結果を制御装置５１へ出力する。更に、音声処理部５３は、制御装置５１から供給される音声データに基づいて、スピーカ１８から発すべき音声信号を生成する音声合成処理を実行し、この音声信号をスピーカ１８へ出力する。
表示制御部５４は、制御装置５１から与えられた画像データを処理して、モニタ１５に表示させる。

無線通信部５５は、アンテナ５５ａを介して外部との無線通信を実行する。具体的には、無線通信部５５は、外部に設けられたロボット管理サーバ（図示せず）とネットワークを介して接続することにより、ロボット管理サーバにて管理されている情報をロボット側へダウンロードするとともに、ロボット側にて取得したユーザ情報や管理情報をロボット管理サーバへ送信する。
駆動制御部５６は、制御装置５１からの指令に応じて走行用駆動機構５７を制御することにより、走行用車輪３１を駆動してロボット本体１の走行および操舵を実行する。更に、駆動制御部５６は、頭部２と胸部３との間の首関節や、胸部３と右腕部４ａ間、胸部３と左腕部４ｂ間の肩関節、右腕部４ａ、左腕部４ｂ内の肘関節、手首関節等を駆動するためにそれぞれ設けられている各駆動機構（図示略）を制御することにより、ロボットの腕等を駆動し、様々な動作を実現させる。また、上記頭部２の顔表情についても、モータ等の駆動機構を制御することにより可変となっている。
バッテリ５８は、充電コネクタ２８が家庭内に設けられた充電ステーション（図示せず）に電気的に接続することにより自動的に充電される。

制御装置５１は、上述したように、ロボット本体１の各構成要素を制御するものであり、動作モード設定部６１、動作モード実行部６２、サービス用スケジュール情報管理部７０、充電用スケジュール情報管理部７１、動作アプリケーション記憶部７２等を備えている。

上記サービス用スケジュール情報管理部７０は、ユーザにより予約されたサービス用スケジュール情報を管理する。このサービス用スケジュール情報は、予約を登録したユーザの識別番号、予約されたサービスの内容（具体的には、後述する動作モードの種別）、該サービスの開始時間ならびに終了時間が互いに対応付けられた情報である。サービス用スケジュール情報管理部７０は、一定時間間隔でこのサービス用スケジュール情報を参照し、予約開始時刻になると、予約開始時刻となったサービスの内容、終了時間、ユーザの識別番号等を一つの情報群として動作モード設定部６１へ出力する。

充電用スケジュール情報管理部７１は、ユーザにより登録された充電用スケジュール情報を管理する。この充電用スケジュール情報の詳細については、後述する。
動作アプリケーション記憶部７２には、後述する各種動作モードを実現させるために必要となる各種動作アプリケーションが格納されているほか、該動作アプリケーションを実行するのに必要となる付加情報等、例えば、家庭内の地図情報、ユーザへの話かけを行うための音声データ、ユーザとの会話時やユーザとの対話時における身振り動作の駆動データ、ユーザの生活情報（ユーザの居住に関する部屋の間取りや家具の配置、ユーザ個人の日常の生活パターン、ユーザの趣味、音声などのキーワード等）等が格納されている。
上記地図情報は、ロボット本体１が家庭内を自律的に移動するために必要となるマップ情報であり、ユーザにより予め登録された指定位置の位置情報、後述する充電優先モードの第２活性モードにおいて巡回を行う各巡回ポイントの位置情報、充電ステーションの位置情報、並びに、これらを移動するために必要となる経路情報等が含まれている。

動作モード設定部６１は、上記サービス用スケジュール情報管理部７０、充電用スケジュール情報管理部７１および音声処理部５３から入力されたユーザからのサービス要求指令に基づいて、動作モード実行部６２に実行させる動作モードを現在のモードとして設定する。
動作モード実行部６２は、動作モード設定部６１により現在のモードとして設定された動作モードに対応する動作アプリケーションを動作アプリケーション記憶部７２から読み出し、この動作アプリケーションを実行することにより、各種動作モードに基づくサービス等をユーザに提供する。

上述した制御装置５１は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるマイクロコンピュータ等により構成されている。上述した各部を実現するための一連の処理手順は、プログラムの形式でＲＯＭ等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述野動作モード設定部６１、動作モード実行部６２等の機能や各動作モードの実行によるサービスの提供が実現される。

次に、本発明の特徴部分である、動作モードの設定について説明する。
本実施形態に係るロボットが実行する動作モードは、図４に示すように、階層化されており、最上位の階層としてサービス優先モードと、充電優先モードとを備えている。

サービス優先モードは、バッテリの残容量がサービスを停止するサービス停止閾値以下となるまでサービスを提供する動作モードである。
ここで、上記サービス停止閾値は、現在の位置から充電スタンドまで移動して、更に、充電を開始するまでの動作を行うのに必要となるバッテリ残容量に所定のマージンを加味した程度（一例としては、バッテリ容量の１／４程度）に設定することが好ましい。このようにサービス停止閾値を設定することで、ぎりぎりまでユーザの要求を受け付けることが可能となる。
上記サービス優先モードは、下位の動作モードとして、留守番モード、声かけモード、静かモード、お休みモード、画像撮影モード、情報提供モード等を備えている。

「留守番モード」は、例えば、ユーザから「留守番」というキーワードが音声入力された場合に、図３に示した動作モード設定部６１により現在のモードとして設定される動作モードであり、予め登録されている帰宅時刻になってもユーザが帰宅しなかった場合に、ユーザが携帯する携帯電話やユーザの親類等が携帯する携帯電話等に対して、ユーザが帰宅していない旨を示す心配メール等の配信を行うサービスを提供するものである。
「声かけモード」は、ユーザから「声をかけて」というキーワードが音声入力された場合に、図３に示した動作モード設定部６１により現在のモードとして設定される動作モードであり、指定の時間になるとユーザに対して声をかけるというサービスを提供するものである。

「静かモード」は、ユーザから「静かに」というキーワードが音声入力された場合に、図３に示した動作モード設定部６１により現在のモードとして設定される動作モードであり、発話および動作を停止して静止するサービスを提供するものである。この動作モードは、例えば、ロボット本体１に設けられた肩スイッチ１９がユーザにより押下された場合に、解除される。
「お休みモード」は、ユーザから「お休み」というキーワードが音声入力された場合に、図３に示した動作モード設定部６１により現在のモードとして設定される動作モードであり、充電ステーションに移動して充電を開始し、静止するというサービスを提供するものである。この動作モードは、予め登録されているロボットの起床時間になった場合、或いは、ユーザにより他の動作モードの要求が入力された場合に解除される。

「画像撮影モード」は、ユーザが遠隔からロボットを操作するモードであり、このモードにおいては、ロボットは自律制御を行わないこととなる。具体的には、ユーザがＰＣまたは携帯電話などの通信機能を備えている端末からネットワークを介してロボット管理サーバ経由で遠隔指令をロボットに対して送信することにより、ロボットを所望の場所に移動させたり、周囲の画像を撮影させたりすることのできるモードである。
「情報提供モード」は、下位の動作モードとして、「伝言モード」と「情報提供モード」とを備えている。
「伝言モード」は、ユーザから「伝えて」というキーワードが音声入力された場合に、図３に示した動作モード設定部６１により現在のモードとして設定される動作モードであり、ユーザから伝言を預かり、ユーザにより指定された他のユーザを認識した場合に、その他のユーザに対して伝言を再生するというサービスを提供するものである。
「情報提供モード」は、ユーザから「聞かせて」、「調べて」というキーワードが音声入力された場合に、動作モード設定部６１により現在のモードとして設定される動作モードであり、天気・ニュース、占い、今日は××の日（例えば、体育の日等）の情報を無線通信部５５を介してロボット管理サーバから取得し、これらの取得情報をユーザに対して音声または画像により通知するというサービスを提供するものである。

次に、充電優先モードは、原則として、バッテリの残容量がサービス停止閾値よりも高い値である充電優先閾値以下となった場合に充電を行うモードである。ここで、充電優先閾値は、上記サービス停止閾値から更に、サービスを１回提供できる程度の電力量を加算した値（一例としては、バッテリ容量の１／２程度）に設定することが好ましい。このような値に充電優先閾値を設定することで、バッテリの残容量が充電優先閾値以下となったために、充電スタンドへ移動しようとしているときに、ユーザによる要求があった場合でも、１回のサービスを提供することが可能となる。このようにサービス停止閾値および充電優先閾値を設定することにより、更に良好な充電状態にて、ユーザの要求に対するサービスを提供することが可能となる。

充電優先モードは、下位の動作モードとして、活発モード、不活発モード等を備えている。
「活発モード」は、下位の動作モードとして、「第１活発モード」と「第２活発モード」とを備えている。
「第１活発モード」は、バッテリ５８の残容量が充電優先閾値以下となるまで、予め登録された指定位置の近辺に待機するモードである。
「第２活発モード」は、バッテリ５８の残容量が充電優先閾値以下となるまで、予め登録されている複数の場所を巡回するモードである。
「不活発モード」は、バッテリ５８の残容量にかかわらず、充電を行うモードである。
上述した「第１活発モード」、「第２活発モード」、「不活発モード」においては、上述した基本的な動作を実行しながら、更に、所定の間隔で、独り言を発したり、腕や頭を動かしたりするように動作アプリケーションが作成されている。

そして、このような充電優先モードのスケジュールが記載されている充電用スケジュール情報が充電用スケジュール情報管理部７１により管理される。図５に、充電用スケジュール情報の一例を示す。このように、充電用スケジュール情報は、一日のうち、どの時間帯にどの動作モードを実施するかを登録した情報である。図５に示した充電用スケジュール情報では、０時から８時までの時間帯には不活発モードを実施し、８時から１２時までの時間帯には第１活発モードを実施し、１２時から１６時までの時間帯には不活発モードを実施し、１６時から２０時までの時間帯には第２活発モードを実施し、時刻２０から２４時までの時間帯には不活発モードを実施するようにスケジューリングがなされている。
上記充電用スケジュールは、ユーザにより登録可能なものであるが、ユーザの一日の行動パターンに基づいて作成されることが好ましい。ユーザの行動パターンに応じて動作モードを登録することにより、ユーザの行動パターンに応じた適切なタイミングで充電を実施することが可能となる。

また、上記充電用スケジュール情報は、所定の時間刻み（例えば、３０分刻み）で登録することが可能であり、１日の間に多数のモード切替を行わせることも可能である、ユーザの一日の行動パターンに応じて詳細なスケジュールを組めるようになっている。

次に、本発明の特徴部分である動作モード設定部６１の作用について詳しく説明する。
動作モード設定部６１は、ユーザからサービスの要求を受け付けたときは、その要求に対応する動作モード（例えば、留守番モード、声かけモード、静かモード、お休みモード、画像撮影モード、情報提供モード等のいずれか）を現在のモードとして設定する。これにより、現在のモードとして設定された動作モードに対応する動作アプリケーションが動作モード実行部６２により実行されることにより、各種動作モードに対応するサービスをユーザに提供することができる。

また、サービス用スケジュール情報管理部７０から予約開始に係る一連の情報（以下「予約動作モード情報」という。）を受け付けた場合には、予約されている動作モードを現在のモードに設定する。これにより、上述と同様に、予約されている動作モードに対応するサービスをユーザに提供することが可能となる。

一方、上述したように、不測のタイミングで発生するユーザからのサービス要求に対するサービスの提供を行っていない期間、また、サービス用スケジュール情報管理部７０から受け付けた予約動作モードに対するサービスの提供を行っていない期間においては、動作モード設定部６１は、現在のモードとして充電優先モードを設定する。換言すると、動作モード設定部６１は、図４に示したサービス優先モードが実行されていない期間において、現在のモードとして、充電優先モードを設定する。
このとき、動作モード設定部６１は、充電用スケジュール情報管理部７１にて管理されている充電用スケジュール情報に基づいて対応する充電優先モードを現在のモードとして設定する。例えば、図５に示した充電優先モードのスケジュール情報を例に挙げると、時刻８時から１２時までの時間帯においては第１活発モードを、１２時から１６時までは不活発モードを、１６時から２０時までは第２活発モードを、２０時から翌朝８時までは不活発モードを現在のモードとして設定する。

これにより、例えば、時刻８時から時刻１２時までの間においては、充電優先モードとして第１活発モードが採用されるため、ロボットは充電ステーションから指定位置まで移動し、バッテリ５８の残容量が充電閾値以下とならない範囲で、その指定位置の付近に留まる。また、この状況において、ロボットは自発的に腕や頭を動かす、または、自発的に音声を発することにより、ユーザの興味をひき、サービスの要求を受け付けやすい環境を作る。
そして、このような状態において、ユーザからサービスの要求を受け付けると、例えば、「指定情報提供モード」のサービス提供を要求する「聞かせて」が音声として受け付けた場合には、現在のモードを、該音声に対応する動作モードである「指定情報提供モード」に切り替えることにより、ユーザの要求に応じたサービスの提供を速やかに行う。また、このようにして設定モードが「サービス優先モード」に属する動作モードに切り替えられた場合には、バッテリ５８の残容量がサービス停止閾値以下となるまでは、サービスの提供がなされることとなる。

また、時刻１２時から１６時の間においては、充電優先モードとして不活発モードが採用されるため、ロボットは充電ステーションに留まって、充電を行う。このような場合であっても、ユーザからサービスの要求を受け付けた場合や、サービス用スケジュール情報管理部７０から予約動作モード情報を受けた場合には、現在のモードを、受け付けた情報に対応する動作モードに切り替えることにより、ユーザが所望するサービスを提供する。

また、時刻１６時から２０時の間においては、充電優先モードとして第２活発モードが採用されることとなる。この第２活発モードでは、ロボットが動作アプリケーション記憶部７２に格納されている地図情報等に基づいた駆動信号を駆動制御部５６に出力することにより、予め登録されている複数の場所を巡回することとなる。これにより、ユーザを自ら探して、ユーザの要求を受け付けやすい環境を提供する。
この場合において、ユーザからサービスの要求を受け付けた場合等には、上述と同様に、動作モード設定部６１は、現在のモードを「第２活性モード」からユーザの要求に応じた動作モードへ切り替えることにより、ユーザの要求に応じたサービスを提供する。

また、時刻２０時から翌８時の間においては、充電優先モードとして不活発モードが採用されることとなる。この不活発モードでは、ロボットは充電ステーションへ移動し充電を行うこととなる。これにより、バッテリを満充電に近い状態に維持することが可能となる。このような状態であっても、ユーザからサービスの要求を受け付けた場合やサービス用スケジュール情報管理部７０から予約開始情報を受け付けた場合には、上述と同様に、動作モード設定部６１は、現在のモードを「第２活性モード」からユーザの要求または予約に応じた動作モードへ切り替えることにより、ユーザの要求に応じたサービスを提供する。

以上、説明してきたように、本実施形態に係るロボットによれば、ユーザからのサービスの要求を受け付けたとき、または、予め登録されているスケジュール情報に基づくサービスの提供を開始するときには、バッテリ５８の残容量がサービス停止閾値以下となるまでサービスを提供するサービス優先モードに切り替えるので、より確実にサービスを提供することが可能となる。更に、ユーザの要求に基づくサービスの提供やサービス用スケジュール情報に基づくサービスの提供が終了したときには、バッテリ５８の残容量が充電優先閾値以下となった場合に、充電を行う充電優先モードに切り替えるので、充電を優先させて行うことが可能となる。これにより、不測のタイミングで発生するユーザの要求に備えて、事前にバッテリの充電を行うことが可能となる。この結果、バッテリの残容量の値が高い状態でサービスを提供することができるので、ユーザの要求に対して、より確実に対応することができる。

また、本実施形態に係るロボットにおいては、ユーザの行動パターンに基づいて設定された時間帯に応じて、充電優先モードとして、不活発モードを設定するか、或いは、活発モードを設定するかが決定されることとなる。これにより、例えば、ユーザが外出中の場合や、ユーザから要求を受け付ける回数が少ない時間帯においては、バッテリの残容量にかかわらず充電を行う不活発モードを採用することにより、充電を満充電に近い状態にして将来のユーザの要求に備え、また、ユーザが室内にいる場合や、ユーザから要求を受け付ける回数が比較的多い時間帯においては、バッテリの残容量が充電優先閾値以下となるまで充電を行わないことにより、ユーザの要求を受け付け可能な状態とすることができる。

更に、本実施形態に係るロボットは、発話機能を備え、活発モードが選択されている場合において自発的に発話を行うので、ユーザの興味を引き、サービスを受け付けやすい環境を提供することが可能となる。また、自発的に言葉を発することにより、自然な状態でユーザの生活環境に溶け込むことができる。

更に、本実施形態に係るロボットによれば、ユーザの行動パターンに基づいて設定された時間帯に応じて、活発モードとして、第１活発モードを設定するか、或いは、第２活発モードを設定するかが決定されることとなる。これにより、例えば、朝などのように、ユーザが比較的忙しい場合には、予め登録された指定位置の近辺にいて待機する第１活発モードを採用することにより、ユーザの行動の邪魔にならないように配慮することができる。また、指定位置をキッチンやリビングなどのように、その時間帯にユーザがいることの多い場所の近くに登録することにより、ユーザが要求を出しやすい環境を提供することができる。
また、夕方などのように、ユーザが比較的リラックする時間帯においては、予め登録されている複数の場所を巡回する第２活発モードを採用することにより、ユーザの注意を引くことにより、ユーザの要求を受け付けやすい環境を提供することが可能となる。
なお、本実施形態において、動作モード設定部６１により設定される現在のモードと、モニタ１５に表示させる表示情報とを連動させることにより、現在のモードを視覚によりユーザに提示するような構成としても良い。

また、図４に示した「指定情報提供モード」において各種情報を提供する場合、提供する情報の内容に応じて、発話の間隔を変動させるようにしても良い。例えば、天気予報をユーザに対して提供するような場合、晴れであれば天気を気にすることはないので、発話の間隔を比較的長くして省電力化を図り、一方、雨が降るような天気の場合には、発話の間隔を比較的短くすることにより、天気を通知する頻度を高くして、注意を喚起することとしても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態に係るロボットの正面図である。 図１に示したロボットの左側面図である。 図１に示したロボット本体に内蔵されるロボットの電気的構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る動作モードの一例を示した図である。 本発明の充電優先モードにおけるスケジュール情報の一例を示した図である。

符号の説明

１１ 全方位カメラ
１３ 前方カメラ
１４ マイクロフォン
１５ モニタ
１８ スピーカ
２８ 充電コネクタ
３１ 走行用車輪
５１ 制御装置
５２ 画像処理部
５３ 音声処理部
５４ 表示制御部
５５ 無線通信部
５５ａ アンテナ
５６ 駆動制御部
５７ 走行用駆動機構
５８ バッテリ
６１ 動作モード設定部
６２ 動作モード実行部
７０ サービス用スケジュール情報管理部
７１ 充電用スケジュール情報管理部
７２ 動作アプリケーション記憶部

Claims (4)

1. バッテリからの電力供給により駆動する自走式ロボットであって、
   動作モードとして、前記バッテリの残容量がその値になるとサービスを停止するサービス停止閾値以下となるまでサービスを提供するサービス優先モードと、前記バッテリの残容量が前記サービス停止閾値よりも高い値である充電優先閾値以下となった場合に充電を行う充電優先モードとを備え、
   ユーザの要求に基づくサービスの提供が終了したとき、または、予め登録されているスケジュールに基づくサービスの提供が終了したときに、動作モードを前記充電優先モードに切り替え、ユーザからサービスの要求を受け付けたとき、または、予め登録されているスケジュールに基づくサービスの提供を開始するときに、動作モードをサービス優先モードに切り替える自走式ロボット。
2. 前記充電優先モードは、
   前記バッテリの残容量にかかわらず充電を行う不活発モードと、
   前記バッテリの残容量が前記充電優先閾値以下となるまで、充電を行わない活発モードとを備え、
   ユーザの行動パターンに基づいて予め設定された時間帯に応じて、前記不活発モードまたは前記活発モードを動作モードとして選択する請求項１に記載の自走式ロボット。
3. 発話手段を備え、前記活発モードが選択されている場合において自発的に発話を行う請求項２に記載の自走式ロボット。
4. 前記活発モードは、
   前記バッテリの残容量が前記充電優先閾値以下となるまで、予め設定された指定位置の近辺に待機する第１活発モードと、
   前記バッテリの残容量が前記充電優先閾値以下となるまで、予め登録されている複数の場所を巡回する第２活発モードと
   を備え、
   ユーザの行動パターンに基づいて予め設定された時間帯に応じて、前記第１活発モードまたは前記第２活発モードを動作モードとして選択する請求項２または請求項３のいずれかに記載の自走式ロボット。

Images