JP2009169581A - 移動体、移動体システム、及びその故障診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】確実に発信機の故障を検出することができる移動体、移動体システム、及び故障診断方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様にかかる移動体は、環境中に設けられた発信機１６１から発信された信号に基づいて移動する移動体であって、発信機１６１から発信された識別情報を含む信号を受信する受信機１２６と、位置を推定する自己位置推定部１１１と、地図上での発信機１６１の位置情報を参照して、推定位置が発信機１６１からの識別情報を取得可能な取得可能領域にあるか否かを判定する判定部１１２と、推定位置が取得可能領域にある場合に、受信機１２６が識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行う故障カウンタ１１３と、故障カウンタ１１３のカウント値に基づいて発信機１６１の故障を診断する診断部１１４と、を備えるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体、移動体システム、及びその故障診断方法に関し、特に詳しくは、発信機からの信号を受信して移動する移動体、移動体システム、及びその故障診断方法に関する。

近年、人間と共生するロボットが開発されている。例えば、人間とコミュニケーションを取るコミュニケーションロボットが開示されている（特許文献１）。この文献では、コミュニケーションの対象となる人間に赤外線タグを装着している。そして、赤外線タグからの赤外線を検出して、相手がロボットの方を向いているかを検知している。

このようなロボットでは、自律的に移動するものがある。すなわち、ロボットの自律移動化に伴い、ロボット単体で移動する。ロボット単体で移動する場合、センサからの出力によって、ロボットの自己位置を推定する必要がある。

また、赤外線受信可能な移動端末を用いた位置情報の取得方法が開示されている（特許文献２）。この方法では、複数のＩＤ送信機の位置関係を示すマッピング情報を設定している。ＩＤ送信機のＩＤ番号を検出することで、移動端末の位置情報を取得することができる。

特開２００５−２３８３８２号公報 特開２０００−９８０３４号公報

ＩＤを有する赤外線タグを用いてロボットの自己位置を推定する場合、複数の赤外線タグ発信機を用いることができる。例えば、ロボットが移動する環境中に、ＩＤの異なる赤外線タグ発信機を複数設置する。そして、赤外線タグ発信機の位置情報を地図上に登録する。ロボットが発信機のＩＤ番号を取得することによって、位置推定を行なうことができる。このような赤外線タグ発信機は、赤外線ＬＥＤ、電子回路、及び電源などから構成されている。

しかしながら、発信機を環境中に設置した場合、赤外線タグ発信機が故障してしまうことがある。すなわち、赤外線タグ発信機を一旦環境中に設置した後に、例えば、落雷などの過電流、工事などの人為的外力によって、故障する可能性がある。赤外線タグ発信機は、目視できない赤外線を発光するため、発信機が正常に動作しているかどうかを判断することが困難である。したがって、発信機が故障した場合でも、故障を検知することが困難であると言う問題点がある。発信機が故障して、ＩＤ番号を検知できなくなると、正確に自己位置を推定することが困難になってしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、確実に発信機の故障を検出することができる移動体、移動体システム、及び故障診断方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる移動体は、環境中に設けられた発信機から発信された信号に基づいて移動する移動体であって、前記発信機から発信された識別情報を含む信号を受信する受信部と、前記移動体の位置を推定する位置推定部と、地図上での前記発信機の位置情報を参照して、前記位置推定部によって推定された推定位置が前記発信機からの識別情報を取得可能な取得可能領域にあるか否かを判定する判定部と、前記推定位置が取得可能領域にある場合に、前記受信部が前記識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行うカウンタと、前記カウンタのカウント値に基づいて前記発信機の故障を診断する診断部と、を備えるものである。これにより、確実に発信機の故障を検出することができる。

本発明の第２の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記診断部が、前記カウント値としきい値との比較結果に応じて、故障か否かを判定しているものである。これにより、簡便に故障を検知することができる。

本発明の第３の態様にかかる移動体は、上記の移動体であって、前記カウンタが他の移動体の受信部が識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行うものである。これにより、より早く故障を検知することができる。

本発明の第４の態様にかかる移動体システムは、環境中に設けられ、識別情報を含む信号を発信する発信機と、前記発信機からの信号を受信する受信部を有する移動体と、を備えた移動体システムであって、前記移動体の位置を推定する位置推定部と、地図上での前記発信機の位置情報を参照して、前記位置推定部によって推定された推定位置が前記発信機からの識別情報を取得可能な取得可能領域にあるか否かを判定する判定部と、前記推定位置が取得可能領域にある場合に、前記受信部が前記識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行うカウンタと、前記カウンタのカウント値に基づいて前記発信機の故障を診断する診断部と、を備えたものである。これにより、確実に発信機の故障を検出することができる。

本発明の第５の態様にかかる移動体システムは、上記の移動体システムであって、前記診断部が、前記カウント値としきい値との比較結果に応じて、故障か否かを判定しているものである。これにより、簡便に故障を検知することができる。

本発明の第６の態様にかかる移動体システムは、上記の移動体システムであって、前記移動体が複数設けられ、前記複数の移動体の受信部で前記識別情報を取得できたか否かによってカウント動作を行うものである。これにより、より早く故障を検知することができる。

本発明の第７の態様にかかる故障診断方法は、環境中に設けられ、識別情報を含む信号を発信する発信機と、前記発信機からの信号を受信する受信機を有する移動体と、を備えた移動体システムにおいて前記発信機の故障を診断する故障診断方法であって、前記移動体の位置を推定する位置推定ステップと、地図上での前記発信機の位置情報を参照して、前記位置推定ステップにおいて推定された推定位置が前記発信機からの識別情報を取得可能な取得可能領域にあるか否かを判定する判定ステップと、前記推定位置が取得可能領域にある場合に、前記識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行うカウントステップと、前記カウントステップにおけるカウント値に基づいて前記発信機の故障を診断する診断ステップと、を備えたものである。これにより、確実に発信機の故障を検出することができる。

本発明の第８の態様にかかる故障診断方法は、上記の故障診断方法であって、前記診断ステップでは、前記カウント値としきい値との比較結果に応じて、故障か否かを判定しているものである。これにより、簡便に故障を検知することができる。

本発明の第９の態様にかかる故障診断方法は、上記の故障診断方法であって、前記移動体システムには、前記移動体が複数設けられ、前記複数の移動体で前記識別情報を取得できたか否かによってカウント動作を行うものである。これにより、より早く故障を検知することができる。

本発明によれば、確実に発信機の故障を検出することができる移動体、移動体システム、及び故障診断方法を提供することが可能になる。

本実施の形態にかかる移動体システムに用いられるロボットについて図１を用いて説明する。図１はロボット１００の構成を模式的に示す外観図である。本実施の形態では、ロボット１００が、自律移動する移動ロボットとして説明する。ロボット１００は、車輪２と、筐体３と、腕部４と、を備えている。そして、筐体３の内部には、車輪２と接続されたモータ、及びモータを駆動するためのバッテリなどが設けられている。このモータがロボット１００を駆動するための駆動機構となる。モータを駆動することによって、車輪２が回転して、ロボット１００が移動する。また、腕部４には、関節４ａが設けられている。腕部４の関節４ａは、モータと接続されている。モータ等によって関節４ａを駆動することによって、腕部４の位置、及び姿勢が制御される。さらに、腕部４が駆動することによって、物体の把持などが行なわれる。胴体部、及び頭部１の筐体３には、カメラ、ＬＥＤ、マイク、スピーカなどが設けられている。さらに、ロボット１００には、発信機からの信号を受信するための受信機１２６が設けられている。受信機１２６は、例えば、頭頂部に設けられている。これにより、後述するように、天井に設けられている発信機（赤外線タグ）からの信号を確実に受信することができる。

次に、ロボット１００の制御系について図２を用いて説明する。図２は、ロボット１００の制御系を示すブロック図である。ロボット１００は、制御部１０１、入出力部１０２、駆動部１０３、電源部１０４、及び外部記憶部１０５などを有している。

入出力部１０２は、周囲の映像を取得するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）などからなるカメラ１２１、周囲の音を集音するための１又は複数の内部マイク１２２、音声を出力してユーザと対話等を行なうためのスピーカ１２３、ユーザへの応答や感情等を表現するためのＬＥＤ１２４、タッチセンサなどからなるセンサ部１２５、受信機１２６などを備える。また、センサ部１２５は、レーザレンジファインダ、エンコーダなどの各種センサを有している。受信機１２６は、後述する発信機からの信号を受信して、発信機のＩＤ番号を取得する。ロボット１００は、受信機１２６で受信した信号に基づいて移動する。

また、駆動部１０３は、モータ１３１及びモータを駆動するドライバ１３２などを有し、ユーザの指示などに従って車輪２、腕部４の関節４ａを駆動させる。電源部１０４は、バッテリ１４１及びその放充電を制御するバッテリ制御部１４２を有する電源ユニットであり、各部に電源を供給する。すなわち、バッテリ１４１から供給される電源は、バッテリ制御部１４２によって制御される。そして、バッテリ１４１からの電源は、制御部１０１、入出力部１０２、モータ１３１、外部記憶部１０５等に供給される。電源部１０４は、例えば、筐体３の内部に設けられている。ロボット１００に内蔵されたバッテリ１４１は二次電池であり、例えば、外部のＡＣ電源と接続することによって充電が行なわれる。

外部記憶部１０５は、着脱可能なＨＤＤ、光ディスク、光磁気ディスク等からなり、各種プログラムや制御パラメータなどを記憶し、そのプログラムやデータを必要に応じて制御部１０１内のメモリ（不図示）等に供給する。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、無線通信用のインターフェースなどを有し、ロボット１００の各種動作を制御する。そして、この制御部１０１は、例えばＲＯＭに格納された制御プログラムに従ってロボット１００の各部を制御する。制御部１０１は、ドライバ１３２に駆動信号を出力して、モータ１３１の動作を制御する。これにより、ロボット１００が所定の位置まで自律的に移動する。あるいは、関節４ａが駆動して、腕部４が自律的に移動する。具体的には、制御部１０１は、目標位置までの移動経路を生成して、その移動経路に追従するように、モータを制御する。

モータ１３１、及びドライバ１３２は、２つの車輪２にそれぞれ設けられている。これにより、２つの車輪２を独立して駆動することができる。例えば、ドライバ１３２は、モータ１３１の回転数を制御する。これにより、車輪２を所定の回転数で駆動することができる。よって、ロボット１００の目標位置までの移動が可能となる。モータ１３１はロボット１００の内部に取り付けられている。なお、ロボットの態様は上述の態様に限られるものではない。例えば、上記の説明では、車輪型のロボット１００について説明したが、これに限るものではない。例えは、関節が設けられた脚部を有する歩行型のロボットであってもよい。

さらに、外部記憶部１０５は、地図記憶部１５１と位置情報記憶部１５２とを有している。地図記憶部１５１には、移動する環境の地図（マップ）が記憶されている。位置情報記憶部１５２には、地図上における発信機の位置情報が記憶されている。すなわち、位置情報記憶部１５２には、移動する環境を示す地図上における座標などが記憶されている。例えば、ロボット１００が移動する平面をＸＹ平面とすると、位置情報記憶部１５２は、地図上での発信機のＸＹ座標を記憶している。

また、制御部１０１は、自己位置推定部１１１、判定部１１２、故障カウンタ１１３、及び診断部１１４を有している。自己位置推定部１１１は、例えば、センサ部１２５に設けられているエンコーダなどの出力に基づいて、自己位置を推定する。これにより、地図記憶部１５１に記憶されている地図上の現在位置を求めることができる。例えば、ロボット１００が移動する平面をＸＹ平面とすると、自己位置推定部１１１は、地図上でのＸＹ座標を求める。このように、自己位置推定部１１１は、ロボット１００の自己位置を推定する。

判定部１１２は、ロボット１００が発信機からの信号を受信可能な領域にいるか否かを判定する。故障カウンタ１１３は、判定部１１２において、ロボット１００が受信可能領域にいると判定された場合、カウント動作を行う。診断部１１４は、故障カウンタ１１３のカウント値に応じて故障診断を行う。なお、制御部１０１における故障診断制御については、後述する。

次に、移動体システムに用いられる発信機の構成について、図３を用いて説明する。図３は、発信機の構成を模式的に示す斜視図である。発信機１６１は、たとえば、赤外線によって、その固有ＩＤを発信するＩＲタグ発信機である。すなわち、発信機１６１は、機体毎に異なるＩＤ番号が付されており、その固有のＩＤ番号を赤外線信号として出力する。ＩＤ番号が複数の発信機１６１を識別するための識別情報となる。ＩＤ番号によって他の発信機１６１と識別される。例えば、発信機１６１は、ロボット１００が移動する環境中に設置される。発信機１６１は、天井などのロボット１００の上方に設置される。発信機１６１としては、たとえば、ＮＥＣ社製のＳｍａｒｔＬｏｃａｔｏｒ（登録商標）を用いることができる。

発信機１６１は、所定の測位エリア１６３を有している。測位エリア１６３が赤外線の照射エリアとなる。すなわち、発信機１６１は、測位エリア１６３に向けて、ＩＤ情報を含む赤外線信号を発信する。従って、測位エリア１６３内に受信機１２６がある場合、その発信機１６１のＩＤ番号を取得することができる。すなわち、測位エリア１６３が受信機１２６側でＩＤ番号を取得することができる取得可能領域となる。発信機１６１から出射する赤外線は指向性を有している。従って、図３に示すように、測位エリア１６３は、立体的には、円錐状になっている。たとえば、３ｍの高さに発信機１６１を設置した場合、測位エリア１６３は、床面（ＸＹ平面）において、半径０．７ｍの円形となる。もちろん、測位エリア１６３の大きさ、配置などはこれに限られるものではない。さらに、発信機１６１は、赤外線信号以外の信号を発信するものでもよい。

次に、ロボット１００及び発信機１６１を有するシステム全体について図４を用いて説明する。図４は、ロボット１００が移動している移動環境を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、ロボット１００が移動する移動環境には、発信機１６１が複数設けられている。ここでは、３つの発信機１６１をそれぞれ発信機１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃとして区別している。もちろん、発信機１６１の数は、３に限られるものではない。発信機１６１は、ロボット１００が移動する環境内における天井１６２に設けられている。

発信機１６１は、それぞれＩＤ情報を含む信号を発信している。図４に示すように、発信機１６１ｃの測位エリア１６３ｃに受信機１２６が存在する場合、発信機１６１ｃからの信号が受信される。従って、ロボット１００側で発信機１６１ｃのＩＤ番号を取得することができる。同様に、発信機１６１ａ、１６１ｂの測位エリア１６３ａ、１６３ｂに受信機が存在する場合、発信機１６１ａ、１６１ｂのＩＤ番号を取得することができる。なお、ここでは、それぞれの測位エリア１６３が重複していないため、２つ以上のＩＤ番号が同時に取得されない。もちろん、２以上の測位エリア１６３が一部重複する場合、重複する領域では、複数のＩＤ番号がほぼ同時に取得される。ここでは、ロボット１００が、矢印の方向に移動しているため、測位エリア１６３ｃ、測位エリア１６３ｂ、測位エリア１６３ａの順で通り過ぎていく。

ロボット１００は、自己位置を推定しながら、この移動環境を移動している。自己位置推定部１１１は、移動中の自己位置を逐次更新していく。ロボット１００は、移動環境の地図（マップ）を予め、地図記憶部１５１に記憶している。この地図には、移動環境の大きさや、その中で移動できる位置が座標として登録されている。さらに、地図上における、発信機１６１の位置、及び測位エリア１６３の座標が位置情報記憶部１５２に記憶されている。このように、ロボット１００は、発信機１６１の位置情報を予め記憶している。

ロボット１００は、例えば、パーティクルフィルタを用いて自己位置を推定する。この方法では、ロボット１００の姿勢を示すパラメータ（位置（ｘ、ｙ）、方向θ）で張られる空間に、確率を重みとして持つ点（パーティクル）を多数分布させる。そして、ｘｙθ空間の任意の領域にロボット１００が存在する確率をその領域中に存在するパーティクルの重みの合計として近似表現する。パーティクルの分布は、センサ情報を使って更新されていく。すなわち、デッドレコニングによってパーティクルの分布が移動していく。例えば、エンコーダからの出力によって移動距離を求めて、各パーティクルを移動する。このとき、センサ部１２５からセンサ情報が入力されるとベイズの公式により、パーティクルの重みが変化する。このようにして、パーティクルの重みに応じて、パーティクルを再生成することによって、ロボット１００の自己位置を推定することができる。このように、自己位置推定部１１１は、自己位置を逐次、計算によって求めていく。

さらに、ここでは、発信機１６１からの信号を用いて、自己位置を推定している。すなわち、発信機１６１の位置情報が地図上に登録されているため、その位置情報によって、パーティクルの重みを変更することができる。例えば、ＩＤ番号を取得した場合、そのＩＤ番号の測位エリア１６３内にあるパーティクルの重みを大きくし、測位エリア１６３外のパーティクルの重みを小さくする。そして、ロボット１００が存在する確率が最も高い位置を推定位置とする。発信機１６１からの信号に応じて、自己位置を推定する。これにより、自己位置を高精度で推定することができる。発信機１６１のＩＤ番号を取得することで、推定誤りから回復することができる。なお、ＩＤ番号を取得できない場合は、オドメトリによって生成されたパーティクルをそのまま用いる。さらに、レーザレンジファインダなどを用いて自己位置を推定してもよい。

判定部１１２は、推定された自己位置が、測位エリア１６３内にあるか否かを判定する。すなわち、ロボット１００がＩＤ番号を取得可能領域にあるか否かを判定する。判定部１１２によって、測位エリア１６３内にあると判定された場合、ＩＤ番号が取得できるか否かを判定する。そして、故障カウンタ１１３は、ＩＤ番号を取得できた場合、カウント値を１増加し、ＩＤ番号を取得できない取得エラーが発生した場合、カウント値を１減少する。すなわち、ＩＤ番号を取得できたか否かに応じて、カウント値を増減する。

ここで、故障カウンタ１１３は、発信機１６１毎に、カウントしている。すなわち、発信機１６１のそれぞれに対して、カウントアップ、及びカウントダウンを行っている。これにより、発信機１６１毎に故障診断を行うことができる。例えば、測位エリア１６３ａに受信機１２６がある場合、発信機１６１ａのＩＤ番号を取得すると、発信機１６１ａに対応する故障カウンタ１１３のカウント値が１上昇する。また、測位エリア１６３ａに受信機１２６がある場合、発信機１６１ａのＩＤ番号を取得できない取得エラーが発生すると、発信機１６１ａに対応する故障カウンタ１１３のカウント値が１減少する。同様に、発信機１６１ｂ、１６１ｃについても、測位エリア１６３ｂ、１６３ｃにある場合、カウント値を増減する。このように、故障カウンタ１１３は、推定位置が測位エリア１６３にある場合に、ＩＤ番号を取得できたか否かに応じて、カウント動作を行う。

そして、診断部１１４は、故障カウンタ１１３のカウント値に基づいて故障診断を行う。具体的には、診断部１１４は、故障カウンタ１１３のカウント値としきい値とを比較する。そして、カウント値がしきい値を越えていた場合、その発信機１６１が故障していると判定する。一方、カウント値がしきい値以下である場合、その発信機１６１が故障していないと判定する。このように、診断部１１４は、故障カウンタ１１３のカウント値に基づいて故障診断を行っている。すなわち、診断部１１４は、ＩＤ番号の取得回数及び取得エラー回数に応じて故障診断を行っている。なお、しきい値は、予め設定されていてもよいし、ユーザが適宜変更してもよい。

図５、及び図６を用いて、故障カウンタ１１３の動作について説明する。図５、及び図６は、故障カウンタ１１３のカウント値が増減する例を示す図である。図５、及び図６では、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３のＩＤ番号を有する発信機１６１ａ〜発信機１６１ｃが設置されている。また、図５、及び図６に示すように、ＩＤ番号がＮｏ．１の発信機１６１ａが故障している。さらに、図５では、障害物１６５が赤外線信号を遮っているため、ＩＤ番号が取得できない。すなわち、図５では、Ｎｏ．１とＮｏ．３の発信機１６１ａ、１６１ｃで、取得エラーとなっている。また、図６では、Ｎｏ．１の発信機１６１ａで、取得エラーとなっている。図５、及び図６では、ロボット１００が矢印に沿って移動するため、測位エリア１６３ｃ、測位エリア１６３ｂ、測位エリア１６３ａの順で通過していく。

従って、図５に示すように、ロボット１００が測位エリア１６３ａを通過している時、故障している発信機１６１ａのＩＤ番号Ｎｏ．１を取得することができない。すると、発信機１６１ａに対応する故障カウンタ１１３が１増加する。測位エリア１６３ａにある間、故障カウンタが増加していく。すなわち、推定された自己位置が測位エリア１６３ａ内にある場合、自己位置を推定する毎に、故障カウンタ１１３が１増加する。このようにして、ロボット１００が、測位エリア１６３ａの外側に移動するまで、発信機１６１ａの故障カウンタ１１３がカウントアップしていく。

発信機１６１ａが故障した場合、発信機１６１ａを修理、交換するまでは、その発信機１６１ａのＩＤ番号が取得できなくなる。よって、ロボット１００が測位エリア１６３ａを通過するたびに、故障カウンタ１１３がカウントアップしていき、カウント値が減少することがない。このため、いずれ故障カウンタ１１３のカウント値がしきい値を越える。故障カウンタ１１３のカウント値がしきい値を越えると、発信機１６１ａが故障していると判断する。そして、ユーザなどに、発信機１６１ａが故障していることを報知する。さらには、位置情報記憶部１５２に記憶されている発信機１６１ａの位置情報を削除してもよい。これにより、より正確に位置推定することができる。

また、図５に示すように、障害物１６５が発信機１６１ｃからの信号を遮っている。このため、発信機１６１ｃからの信号をロボット１００が受信できない。すなわち、発信機１６１ｃと受信機１２６との間に障害物１６５があるため、受信機１２６が赤外線信号を受信することができない。ロボット１００が測位エリア１６３ｃにある場合でも、発信機１６１ｃのＩＤ番号を取得することができない。このため、発信機１６１ｃに対応する故障カウンタが１増加する。しかしながら、図６に示すように、障害物１６５がなくなれば、発信機１６１ｃからの信号を受信することができる。すなわち、障害物１６５によって遮られなくなると、ロボット１００は、発信機１６１ｃのＩＤ番号を取得することができる。従って、発信機１６１ｃに対応する故障カウンタ１１３のカウント値が１減少する。

そして、障害物１６５が取り除かれた後では、ロボット１００が測位エリア１６３ｃにある間、ＩＤ番号を取得することができる。よって、故障カウンタ１１３が減少していく。このように、ＩＤ番号を取得できた場合に、故障カウンタをカウントダウンする。こうすることで、しきい値を越えるのを防ぐことができる。すなわち、障害物によって信号が遮られた場合などの一時的な取得エラーはいずれ回復するため、故障カウンタ１１３が上昇し続けることがない。しきち値を適切な値に設定すれば、しきい値を越える前に故障カウンタ１１３がカウントダウンする。よって、一時的な取得エラーでは故障と検出されない。これにより、正確に故障診断を行うことができる。

次に、ロボット１００による発信機１６１の故障診断方法について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態にかかる故障診断方法を示すフローチャートである。まず、自己位置推定部１１１がロボット１００の自己位置を推定する（ステップＳ１０１）。自己位置の推定には、上記のようにパーティクルフィルタを用いることができる。そして、ロボットがＩＤ番号を取得可能な位置にいるか否かを判定部１１２が判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、予め登録されている位置情報を参照して、推定された自己位置が、測位エリア１６３内にあるか否かを判定する。位置情報記憶部１５２に記憶されている地図上での発信機１６１の位置情報を参照して、自己位置が測位エリア１６３内にあるか、測位エリア１６３外にあるかを判定する。ＩＤ番号を取得可能な位置にいないと判定されたら、故障表示の処理を行わずに進む（ステップＳ１０３）。もちろん、ステップＳ１０２での判定では、ロボット１００中の受信機１２６の取付位置が考慮されている。

ＩＤ番号を取得可能な位置にいる場合、そのＩＤ番号を取得できたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、推定された自己位置が測位エリア１６３にある場合、その発信機１６１からの信号を受信して、ＩＤ番号の取得を試みる。ここで、発信機１６１が正常に動作している場合、ＩＤ番号を取得することができる。そして、このＩＤ番号に対応する発信機１６１の故障カウンタ１１３のカウント値が０より大きいかを判定する（ステップＳ１０５）。故障カウンタ１１３のカウント値が０より大きい場合、故障カウンタを１減少させる（ステップＳ１０６）。故障カウンタ１１３のカウント値が０以下の場合、故障表示の処理を行わない（ステップＳ１０７）。すなわち、故障カウンタの値をそのまま変更せずに、引き続き移動する。このように、故障カウンタ１１３に最小値を設けることで、適切に故障診断することができる。

ステップＳ１０４においてＩＤ番号を取得できない場合、故障カウンタ１１３のカウント値を１増加させる（ステップＳ１０８）。すなわち、故障カウンタ１１３をカウントアップする。そして、診断部１１４は、故障カウンタ１１３のカウント値としきい値とを比較する（ステップＳ１０９）。カウント値がしきい値を越えている場合、診断部１１４が故障と判定して、発信機１６１の故障表示を行う（ステップＳ１１０）。すなわち、そのＩＤ番号の発信機１６１が故障していることを表示させる。これにより、ユーザなどが、発信機１６１を故障していることを認識する。一方、故障カウンタがしきい値以下の場合、故障表示の処理せずに、引き続き移動する（ステップＳ１１１）。

そして、ロボット１００の移動中に、上記の処理を繰り返し行う。各発信機１６１に対応する故障カウンタ１１３のカウント値が逐次変化していく。このようにすることで、発信機１６１の故障を確実に検出することができる。たとえば、図６に示すように、障害物が発信機１６１ｃからの信号を遮っている場合は、故障カウンタ１１３のカウント値がいずれ減少するため、しきい値を越えない。すなわち、一時的な取得エラーから回復すると、故障カウンタ１１３がカウントダウンしていくため、カウント値が０に戻る。一方、発信機１６１ａが故障している場合は、故障カウンタ１１３からのカウント値がカウントダウンすることがない。したがって、いずれカウンタ値がしきい値を越えて、故障を確実に検知することができる。また、発信機毎に異なるＩＤ番号が登録されているため、故障した発信機１６１を容易に特定することができる。目視できない赤外線を発光する発信機１６１を用いた場合でも、故障を速やかに検知することができる。また、しきい値とカウント値とを比較して、その比較結果によって故障診断を行っている。これにより、簡便に故障を検知することができる。

なお、上記の方法では、しきい値とカウント値を比較して、故障診断を行ったが、故障診断は、この方法に限られるものではない。例えば、故障カウンタ１１３でＩＤ番号の取得回数と取得エラー回数をカウントする。そして、カウント値に基づいて、ＩＤが取得できないときに、発信機１６１が故障していない条件付き確率を求める。その確率によって故障診断を行ってもよい。すなわち、その確率がしきい値以下の場合に、故障と判断して、しきい値を越えた場合、故障していないと判断する。

例えば、発信機１６１が故障していない確率をＰ（Ａ）、ＩＤ番号を取得できない確率をＰ（Ｂ）とすると、ＩＤ番号を取得できないときに発信機１６１が故障していない条件付き確率Ｐ（Ａ|Ｂ）は、ベイズの定理によって、以下の式で示すことができる。
Ｐ（Ａ|Ｂ）＝Ｐ（Ｂ|Ａ）×Ｐ（Ａ）／Ｐ（Ｂ）

なお、Ｐ（Ｂ|Ａ）は故障していないときにＩＤ番号を取得できない条件付き確率であり、例えば、赤外線タグ取り付け直後の、赤外線タグが正常に動作していることが保証されている間に、故障カウンタ１１３でＩＤ番号の取得回数と取得エラー回数をカウントして求めることができる。ここで、発信機１６１が故障していない確率Ｐ（Ａ）は、通常、発信機１６１の仕様や性能によって決まる定数となる。ＩＤ番号を取得できない確率Ｐ（Ｂ）は、ＩＤ番号の取得回数、及び取得エラー回数によって変化する。したがって、ＩＤ番号を取得できないときに発信機が故障していない確率Ｐ（Ａ|Ｂ）を求めることができる。すなわち、故障カウンタ１１３において、ＩＤ番号の取得回数、及び取得エラー回数をカウントすることで、確率Ｐ（Ａ|Ｂ）を求めることができる。この確率Ｐ（Ａ|Ｂ）をしきい値と比較して、しきい値を下回った場合、故障と判定する。

上記の実施の形態では、１台のロボット１００によって、故障診断を行ったが、複数のロボット１００によって、故障診断を行ってもよい。例えば、図８に示すように２台のロボット１００ａ、１００ｂを用意して、環境内を同時又は別々に移動させる。それぞれのロボット１００が上記の説明と同様に、推定された自己位置が、測位エリア１６３にあるか否かを判定している。そして、それぞれのロボット１００におけるカウントを合算して、故障診断を行う。

例えば、ロボット１００ａが測位エリア１６３ａにある場合、ロボット１００ａが発信機１６１のＩＤ番号を取得できたか否かに応じて、発信機１６１ａに対応するカウント値を増減する。同様に、ロボット１００ｂが測位エリア１６３ａにある場合、ロボット１００ｂが発信機１６１のＩＤ番号を取得できたか否かに応じて、発信機１６１ａに対応するカウント値を増減する。すなわち、複数のロボット１００で共通のカウント値を増減させる。

このように、複数のロボット１００が収集した故障情報を一元管理してもよい。すなわち、複数のロボット１００の受信機１２６でＩＤ番号を取得できたか否かに応じて、故障カウンタ１１３がカウント動作を行う。複数のロボット１００を用いた場合、１台のロボットを用いたときと比べ、故障を早く検知することができる。すなわち、ＩＤ番号を取得する回数が増えるため、故障情報量が増加する。よって、発信機１６１が故障している場合、故障カウンタのカウント値が速やかに増加する。これにより、環境中の発信機１６１の故障をより早く検知することができる。また、汎用のＲＦＩＤタグ等を用いることが可能となる。

なお、共通の故障カウンタ１１３及び診断部１１４は、１台以上のロボットに設けられていればよい。すなわち、ロボット同士が通信を行うことで、故障カウンタ１１３のカウント動作、及び診断部１１４の故障診断処理を実施するようにしてもよい。この場合、１つのロボット１００が他のロボット１００がＩＤ番号を取得できたか否かに応じて、カウント動作を行う。さらには、ロボットではなく、複数のロボット１００と通信可能に設けられたサーバなどによって、カウント動作、及び故障診断を行ってもよい。もちろん、ロボット１００を３台以上設けてもよい。そして、２台以上のロボット１００で故障診断を行ってもよい。

なお、上記の説明では、ロボット１００を車輪型ロボットとしたが、歩行型のロボットでもよい。また、ロボット以外の移動体であってもよい。上記の処理の一部を、ロボット１００と物理的に異なる装置によって、行ってもよい。例えば、ロボット１００と通信可能なサーバなどに、診断部１１４を設けてもよい。そして、故障診断処理をサーバで行うようにしてもよい。

本発明の実施形態にかかるロボットの構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態にかかるロボットの制御系を概念的に表したブロック図である。 本発明の実施形態にかかる移動体システムの発信機の構成を示す図である。 本発明の実施形態にかかる移動体システムを示す図である。 本発明の実施形態にかかる移動体システムで、発信機が故障している様子を示す図である。 本発明の実施形態にかかる移動体システムで、発信機が故障している様子を示す図である。 本発明の実施形態にかかる移動体システムにおける故障診断方法を示すフローチャートである。 本発明のその他の実施形態にかかる移動体システムで、発信機が故障している様子を示す図である。

符号の説明

１ 頭部、２ 車輪、３ 筐体、４ 腕部
１０１ 制御部、
１１１ 自己位置推定部、１１２ 判定部、１１３ 故障カウンタ、１１４ 診断部、
１０２ 入出力部、
１２１ カメラ、１２２ 内部マイク、１２３ スピーカ、
１２４ ＬＥＤ、１２５ センサ部、１２６ 受信機、
１０３ 駆動部
１３１ モータ、１３２ ドライバ
１０４ 電源部
１４１ バッテリ、１４２ バッテリ制御部、
１０５ 外部記憶部、
１５１ 地図記憶部、１５２ 位置情報記憶部、
１６１ 発信機、１６２ 天井、１６３ 測位エリア、１６５ 障害物

Claims (9)

1. 発信機から発信された信号に基づいて移動する移動体であって、
   前記発信機から発信された識別情報を含む信号を受信する受信部と、
   前記移動体の位置を推定する位置推定部と、
   地図上での前記発信機の位置情報を参照して、前記位置推定部によって推定された推定位置が前記発信機からの識別情報を取得可能な取得可能領域にあるか否かを判定する判定部と、
   前記推定位置が取得可能領域にある場合に、前記受信部が前記識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行うカウンタと、
   前記カウンタのカウント値に基づいて前記発信機の故障を診断する診断部と、を備える移動体。
2. 前記診断部が、前記カウント値としきい値との比較結果に応じて、故障か否かを判定している請求項１に記載の移動体。
3. 前記カウンタが他の移動体の受信部が識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行う請求項１、又は２に記載の移動体。
4. 環境中に設けられ、識別情報を含む信号を発信する発信機と、
   前記発信機からの信号を受信する受信部を有する移動体と、を備えた移動体システムであって、
   前記移動体の位置を推定する位置推定部と、
   地図上での前記発信機の位置情報を参照して、前記位置推定部によって推定された推定位置が前記発信機からの識別情報を取得可能な取得可能領域にあるか否かを判定する判定部と、
   前記推定位置が取得可能領域にある場合に、前記受信部が前記識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行うカウンタと、
   前記カウンタのカウント値に基づいて前記発信機の故障を診断する診断部と、を備えた移動体システム。
5. 前記診断部が、前記カウント値としきい値との比較結果に応じて、故障か否かを判定している請求項４に記載の移動体システム。
6. 前記移動体が複数設けられ、
   前記複数の移動体の受信部で前記識別情報を取得できたか否かによってカウント動作を行う請求項４、又は５に記載の移動体システム。
7. 環境中に設けられ、識別情報を含む信号を発信する発信機と、
   前記発信機からの信号を受信する受信機を有する移動体と、を備えた移動体システムにおいて前記発信機の故障を診断する故障診断方法であって、
   前記移動体の位置を推定する位置推定ステップと、
   地図上での前記発信機の位置情報を参照して、前記位置推定ステップで推定された推定位置が前記発信機からの識別情報を取得可能な取得可能領域にあるか否かを判定する判定ステップと、
   前記推定位置が取得可能領域にある場合に、前記識別情報を取得できたか否かに応じてカウント動作を行うカウントステップと、
   前記カウントステップにおけるカウント値に基づいて前記発信機の故障を診断する診断ステップと、を備えた故障診断方法。
8. 前記診断ステップでは、前記カウント値としきい値との比較結果に応じて、故障か否かを判定している請求項７に記載の故障診断方法。
9. 前記移動体システムには、前記移動体が複数設けられ、
   前記複数の移動体で前記識別情報を取得できたか否かによってカウント動作を行う請求項７、又は８に記載の故障診断方法。

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