JP4963394B2 - 移動ロボット - Google Patents

Description

本発明は、周囲の環境情報を検出しながら屋外を走行する移動ロボットに関し、特に、移動ロボットの周囲または移動方向における環境情報を検出するセンサに付着した水滴を除去する移動ロボットに関する。

近年、バッテリを駆動源として屋外において障害物を検知しながら路面上を自律的に移動する移動ロボットが種々実用化されている。このような移動ロボットとしては、レーザ光線や可視光線、超音波、赤外線などの各種探査信号を照射して対象物からの反射回帰信号を検知信号として受信する障害物センサを設け、このセンサの入力により自己の周辺の障害物を検知するものが知られるところである。

このような移動ロボットとして、本出願人は、屋外の監視区域を巡回してレーザ投受光によるレーザセンサ（測距センサ）で周囲を走査し、周囲に存在する物体の表面で反射したレーザ光を受光して障害物の相対位置を検出する警備目的の移動ロボットを提案している（特許文献１）。
特開２００６−２５２３４６号公報

しかしながら、特許文献１の移動ロボットは、障害物を検出する測距センサが、雨天時の水滴により検出精度が落ちることについて対策がなされていないという点で問題があった。

降雨や水溜りからの水撥ねにより、測距センサの投受光面に水滴が付着すると、この水滴によって投受光面の表面で光の屈折や乱反射が生じるおそれがある。
この結果、測距センサから投光されたレーザ光が、投受光面の水滴により反射してそのままセンサに受光されることとなったり、又は、投受光面の水滴により屈折して予期せぬ方向に照射されることとなるなどの問題が生じてしまう。前者の場合は、至近距離に障害物が存在するという誤判定の原因となり、また後者の場合は本来のレーザ光照射方向について障害物の検出ができず、いわゆる失報となる可能性があり、何れの場合も移動時の安全性を確保する上で問題となる。

そこで、対策として、エアブロワーなどの送風装置による水滴の除去手段を用いてレーザ光の投受光面に付着する水滴を除去することが考えられる。しかしながら、送風による水滴の除去手段は動作音が大きく、移動ロボット周囲の音声を集音する場合に問題となりうる。特に、特許文献１に示すような警備目的に供される移動ロボットにおいては、ロボット周囲の音声を記録して監視情報として収集したり、ロボット周囲の音声を監視員が確認して周囲状況を監視するなどといった用途に用いられることがあるが、この場合、送風による水滴除去手段の動作音が騒音となって集音される音声が不明瞭となるという問題が発生する。
また、遠隔の場所にいる監視員が、移動ロボットを通じて移動ロボットの近辺に居る人と通話をする際にも、騒音となるという問題が発生する。

このような課題を解決すべく、本発明は、測距センサなどの検出手段に付着する水滴を除去可能とするとともに、特に、水滴除去手段の騒音を低減して明瞭に音声を取得できる移動ロボットの提供を目的とする。

上記目的を達成するために本発明による移動ロボットは、移動手段により屋外の監視区域の路面上を移動し、前記監視区域における音声を収集する移動ロボットであって、移動ロボット周辺の音声を収集する集音部と、検出窓を通して、移動ロボットの周囲または移動方向における環境情報を検出する検出部と、前記検出部の検出窓に空気を吹き付けて検出窓に付着した水滴を除去する水滴除去部と、前記水滴除去部に対し起動または停止を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記集音部にて収集した音声信号を外部出力または記録の開始が実行されるとき前記水滴除去部の動作を停止することを特徴としている。

本発明の移動ロボットは、環境情報を検出する検出部の検出窓に空気を吹き付けて水滴を除去する水滴除去部を有し、集音部にて収集した音声信号の外部出力または記録が開始されると水滴除去部の動作を停止するように作用する。これにより、水滴により検出部の検出精度が低下することを防止するとともに、外部に出力される音声、または記録される音声を、騒音となる水滴除去部の動作音を含まない明瞭な音声とすることが可能となる。

また、本発明による移動ロボットは、移動手段により屋外の監視区域の路面上を移動し、前記監視区域における音声を収集するとともに遠隔の監視センタと周辺に所在する人との通話を可能にする移動ロボットであって、前記監視センタとの間で少なくとも音声信号及び通話開始信号を送受信する通信部と、移動ロボット周辺の音声を収集する集音部と、前記監視センタからの音声信号から周辺に音声を発生させる音声発生部と、検出窓を通して、移動ロボットの周囲または移動方向における環境情報を検出する検出部と、前記検出部の検出窓に空気を吹き付けて検出窓に付着した水滴を除去する水滴除去部と、前記水滴除去部に対し起動または停止を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記通信部が通話開始信号を受信すると、前記音声発生部の起動および前記水滴除去部の動作停止を実行することを特徴としている。

本発明の移動ロボットは、環境情報を検出する検出部の検出窓に空気を吹き付けて水滴を除去する水滴除去部を有し、当該移動ロボットを介して遠隔の監視センタと移動ロボット周辺の人物との通話が開始されると水滴除去部の動作を停止するように作用する。これにより、水滴により検出部の検出精度が低下することを防止するとともに、騒音となる水滴除去部の動作音を含まない明瞭な音声にて監視センタと移動ロボット周辺の人物との通話を提供することが可能となる。

また、本発明による移動ロボットにおいて、好ましくは、前記環境情報は、移動ロボットの走行に支障となる恐れがある障害物の情報であり、前記制御部は、前記移動ロボットが移動中であるか否かを判定し、移動中であれば前記水滴除去の動作を停止させないよう制御する。

移動ロボットは、移動中においては、水滴除去部を停止しないよう作用する。これにより、移動中には障害物を検出する検出部の機能確保を優先して、検出機能を低下させないようにすることができ、走行安全性を確保することができる。

更に、本発明による移動ロボットにおいて、好ましくは、更に、前記路面の濡れ状況を検出する路面状態検出部を備え、前記制御部は、前記路面の濡れ状態が検出されると前記水滴除去部を起動させる。

路面が濡れているときには、雨が降っていない場合であっても、水蒸気により検出窓に水滴が付着し、検出精度が低下する。そこで、本発明は、路面の濡れを検出して路面が濡れている場合に水滴除去部を作動させる。
これにより、降雨時に限らず水蒸気により検出窓に水滴が付着するような状況において水滴除去部を作動させることが可能となり、必要外に水滴除去部が作動することを防止してバッテリなど駆動電源の消耗を抑制することが可能となる。

本発明に係る移動ロボットによれば、水滴除去部にて環境情報を検出する検出部の検出窓に付着する水滴を除去することが可能となり、検出部の検出精度の低下を防止することが可能となるとともに、騒音となる水滴除去部の動作音を含まない明瞭な音声を収集することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明に係る移動ロボットを用いた監視システムを示す概略図である。
移動ロボット１は、建物７の外周となる監視区域３を警備するために使用され、監視区域３の路面上に設置されたガイド６に沿って巡回しながら監視区域３内の異常の検出を行うものである。

移動ロボット１は、監視センタ２と無線接続されて監視区域３内の基準位置４に停止しており、自己の記憶したスケジュールにより、又は監視センタ２から受信した移動信号により、監視区域３内の移動を開始する。そして、移動ロボット１は、周囲の画像や、異常の所在などを監視センタ２に送信する。また、移動ロボット１は、監視センタ２からの制御信号を受信して、周囲の音声を監視センタ２に送信する処理や、監視センタ２の監視員と移動ロボット１周辺の人物との通話を可能にする処理を行う。

図１において、建物７の周囲が、移動ロボット１が巡回する移動経路とされており、この移動経路には全長に渡りガイド６が固定的に設けられている。ガイド６は磁気材料より形成され、移動ロボット１は後述する磁気センサにてガイド６を検出しながら当該ガイド６に沿って移動経路を移動するのである。

また、ガイド６の中途には移動ロボット１のバッテリを充電する充電設備を備えた基準位置４が配置されている。移動ロボット１は、基準位置４からガイド６に添って移動を開始して、ガイド６上の所定位置に設定された停止位置で一時的に停止して周囲を監視するなどの処理を実行しガイド６上の巡回を行い、基準位置４に到達すると巡回を終了する。

監視センタ２は、警備会社などが運営するセンタ装置２０を備えた施設であり、監視員が、通信網８及び無線基地局９を介して移動ロボット１から伝送される情報により監視区域３を監視している。なお、これに限らず、監視センタ２は監視区域３の建物７内で警備員が駐在する施設、例えば防災センタに設けられていてもよい。

センタ装置２０は、液晶モニタやＣＲＴなどで構成される表示部２１と、キーボードやジョイスティック、ポインティングデバイスなどで構成される入力部２２と、スピーカ２３と、マイク２４と、ＣＰＵ等を備えたコンピュータで構成されてセンタ装置２０を制御する制御部２５とを含んでいる。
表示部２１には、移動ロボット１の位置情報、移動ロボット１が撮影した画像、移動ロボット１が検出した異常の情報などが表示される。入力部２２は、監視員によって操作されて所定のコマンドや情報の入力が行われる。制御部２５は、移動ロボット１から受信した信号を伸張して表示部２１やスピーカ２３に出力するほか、入力部２２から入力されたコマンドに基づく制御信号やマイク２４から入力された音声信号を移動ロボット１に送信する。

監視センタ２では、移動ロボット１から受信する画像や異常信号に基づき、監視員の判断に応じて音声取得信号を移動ロボット１に送信し、移動ロボット１が集音して送信する音声をスピーカ２３から出力する。また、必要に応じて、通話開始信号を移動ロボット１に送信するとともにマイク２４にて取り込んだ監視員の声を移動ロボット１に送信し、移動ロボット１から外部に報知出力して、移動ロボット１周辺の人物と通話を行う。
そして、監視センタ２では、移動ロボット１から受信する各種の情報に基づき監視員が異常の有無を確認し、異常の存在が認められると移動ロボット１に制御信号を送信して異常に対処させる。

次に、図２に基づき移動ロボットの構成について説明する。図２は、移動ロボットの構成を示すブロック図を示している。
移動ロボット１は、制御部３１、通信部３２、磁気センサ３３、移動手段３４、記憶部３５、撮像ユニット３６、マイク３７、スピーカ３８、濡れ検知部３９、測距センサユニット４０、エアーポンプ４１を備えて構成される。

制御部３１は、ＣＰＵ、メモリ等により実現され、メモリに記憶されている各種プログラムにしたがって移動ロボット１の各部を制御する。各種プログラムは、必要に応じ並行して実行される。また、制御部３１は時計手段を備えて現在時刻を計時している。
通信部３２は、無線基地局９及び通信網８を介して監視センタ２と信号を送受信する無線通信手段である。通信部３２は、制御部３１から出力される信号を監視センタ２に送信し、監視センタ２から受信した信号を復調して制御部３１に入力する。

移動ロボット１の底部には磁気センサ３３が配置され、上述したガイド６を検出して制御部３１に信号出力している。移動手段３４は、車体左右の各前後に設けられる車輪と車輪を駆動するモータとからなる。移動ロボット１は、モータにより前後何れかの左右輪を各独立に駆動して、ガイド６に追従するよう走行するのである。

記憶部３５は、監視センタ２から送信される巡回スケジュールを記憶している。巡回スケジュールには、移動ロボット１の移動開始時刻が記憶されている。制御部３１は、現在時刻が巡回スケジュールに記憶された移動開始時刻に達すると移動手段３４を制御して移動ロボット１の移動を開始させて監視区域３を巡回させる。また、記憶部３５には、雨フラグが記憶されている。雨フラグは、後述する濡れ検知部３９にて路面の濡れが検出されたときにＯＮするフラグであり、雨天か否かを管理するフラグである。

移動ロボット１の車体上部には全周囲を撮像できる撮像ユニット３６が備えられている。移動ロボット１は、前記監視区域３を巡回しているときに撮像ユニット３６が撮影する画像を通信部３２から監視センタ２へと送信する。

また、移動ロボット１の車体前面には、集音部となるマイク３７及び音声発生部となるスピーカ３８が設けられる。マイク３７は、周囲の音声を収集し、得られた音声信号を制御部３１へと出力する。マイク３７は常時作動している。制御部３１は、監視センタ２からの音声取得信号を受信するとマイク３７にて収集した音声信号を監視センタ２に送信し、監視センタ２から送信停止信号を受信すると音声信号の送信を停止する。

スピーカ３８は、監視センタ２から受信した音声信号や予め記憶した警告音などを出力する。スピーカ３８は、制御部３１に制御されて起動する。制御部３１は、監視センタ２から通話開始信号を受信すると、マイク３７にて収集した音声信号を監視センタ２に送信するとともに、監視センタ２から受信した音声信号をスピーカ３８から報知して、監視センタ２と移動ロボット１の周辺に存在する人物との通話を可能とする処理を行う。通話停止信号を受信すると、音声信号の送受信を停止しスピーカ３８の動作を停止する。

移動ロボット１の車体前面には、路面状態検出部としての濡れ検知部３９が設けられている。濡れ検知部３９は、路面に向けて設置された反射式光センサであり、雨により路面が濡れた場合にその反射光が減光することにより路面の濡れを検出する。即ち、路面が濡れている場合、濡れ検知部３９から照射された光は路面で乱反射して濡れ検知部３９が受光する反射光が減光する。濡れ検知部３９では、照射出力と反射光とを比較して反射光が所定の閾値以下に減光している場合に路面が濡れていると判定するのである。

なお、濡れ検知部３９は、反射式光センサに限定されず、路面の濡れを検出するものであれば他の手段により実現されてよい。例えば、画像ユニット３６にて撮像された画像を解析して路面の濡れを判定する手段であってもよい。画像解析により路面の濡れを判定する手段は、例えば、路面が濡れているときは、路面に光を照射したときの輝度変化が、路面が乾いているときよりも大きくなることを利用して路面の濡れを判定する。

移動ロボット１の車体前面下方には、左右二つの測距センサユニット４０が設けられている。移動ロボット１の本体前面における各部の配置、及び測距センサユニット４０の概略図を、図３に示す。測距センサユニット４０は、測距センサ４３の検出窓となる投光部４３ａ、受光部４３ｂと送風ノズル４４とが一体に配置されたケース体である。

測距センサ４３は、環境情報として移動ロボット１の走行に支障となるおそれがある障害物の相対位置を検出するための検出部として機能する。測距センサ４３は、投光部４３ａと受光部４３ｂとの外面（投受光面）を検出窓として、この検出窓を通して障害物にかかる情報を検出する。測距センサ４３は、投光部４３ａからレーザ光線による検知信号を投光して、受光部４３ｂにて障害物からの反射回帰信号を受光する。測距センサ４３は、検知信号の照射から反射回帰信号検出までの時間により測距センサ４３から障害物までの相対距離を算出し、これに基づき障害物の相対位置を算出して、制御部３１に出力する。制御部３１は、障害物の相対位置が入力されると、移動手段３４を制御して、移動の停止や加減速、障害物の回避などの処理を行う。
なお、測距センサ４３は、上記以外の手法によるものであってもよく、例えば、可視光線、超音波、赤外線、ミリ波レーダタイプなどの各種センサにて障害物を検出するよう構成されていてもよい。また、反射回帰信号の受光に基づく相対距離や相対位置の演算は制御部３１で実現されてもよい。

送風ノズル４４は、測距センサユニット４０の外側に開口端４４ａを露出させ、開口端４４ａを測距センサ４３の投光部４３ａおよび受光部４３ｂの外面（投受光面）に向けて測距センサユニット４０に固定されている。送風ノズル４４の基端側４４ｂは、測距センサユニット４０の内側にて可撓性のチューブ４５と接続されて、この可撓性チューブ４５を介してエアーポンプ４１と接続されている。エアーポンプ４１は、送風ノズル４４への送風源である。エアーポンプ４１は、制御部３１からの制御信号にて起動し、外気を吸引して圧縮し可撓性チューブ４５に圧縮空気を送風する。エアーポンプ４１と可撓性チューブ４５、及び送風ノズル４４からなる送風手段が水滴除去部として機能する。

なお、移動ロボット１は、上記の構成の他、自律移動型のロボットとしての機能を達成するための構成を備えていることはいうまでもない。すなわち、移動ロボット１は、左右両輪のモータ回転軸の回転量を検出するレゾルバ及びレゾルバの出力から移動ロボットの走行距離や旋回角を算出して現在位置を演算する位置算出手段と、各部に電力を供給するバッテリを有している。また、記憶部３５には、上述した巡回スケジュール情報のほかに停止位置などが記憶された移動経路の情報、現在位置の情報も記憶されている。
図２においては、説明のため各部を制御部３１と独立して記載しているが、その機能がコンピュータ処理によって実現可能なものは制御部３１のコンピュータで実現されてよい。

次に、本実施形態の移動ロボットの動作について説明する。
動作の概要は以下のようである。移動ロボット１は、停止状態から移動開始へと遷移するときに、路面が濡れていることを検出すると、水滴除去部（エアーポンプ４１、可撓性チューブ４５、送風ノズル４４）により測距センサ４３の投受光面の水滴を除去しガイド６に沿って移動経路の移動を開始する。このとき、一度路面の濡れを検出すると、移動中は継続して水滴除去部を動作させて走行安全性を確保する。
移動ロボット１は、これら一連の処理において、監視センタ２から音声取得信号を受信すると、マイク３７により集音される音声信号を監視センタ２に送信する。そして、移動ロボット１は、予め記憶した停止位置への到着、障害物の検出、又は監視センタから受信する停止信号により移動を停止する。この移動を停止しているときに監視センタ２から音声取得信号を受信すると、エアーポンプ４１の動作を停止して、マイク３７により集音される音声信号を監視センタ２に送信する。

以下、図４を用いて移動ロボットの動作を具体的に説明する。
図４は、第一の実施形態における移動ロボットの水滴除去部の制御を示すフローチャートである。移動ロボット１は、基準位置４にて停止して充電設備にてバッテリを充電した状態で待機している。この状態において、移動ロボット１は、電源がＯＮされると、又は、記憶部３５に記憶された移動開始時刻の所定時間前になると、図４の処理を起動する。

まず、移動ロボット１は、濡れ検知部３９を動作させて前方の路面が濡れているか否かを判定し、移動の開始に備える（ステップＳＴ１）。路面が濡れていれば、記憶部３５の雨フラグ（初期値はＯＦＦ）をＯＮに設定する（ステップＳＴ２）。そして、移動開始時刻が到来したか否か、また、監視センタ２から移動信号を受信したか否かに基づき、移動を開始するか否かを判定する（ステップＳＴ３）。移動開始時刻になると、又は、監視センタ２から移動信号を受信すると、移動を開始すると判定する（ステップＳＴ３−Ｙｅｓ）。

移動の開始が判定されると、記憶部３５の雨フラグの状態を確認する（ステップＳＴ４）。雨フラグがＯＮ（路面が濡れている）であれば（ステップＳＴ４−Ｙｅｓ）、エアーポンプ４１を起動して送風ノズル４４から圧縮空気を噴射させ（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ６に処理を進める。

他方、ステップＳＴ４において、雨フラグがＯＦＦ（路面が濡れていない）であれば（ステップＳＴ４−Ｎｏ）、エアーポンプ４１を起動することなくステップＳＴ６に処理を進める。ステップＳＴ６において、制御部３１は、移動手段３４を駆動しガイド６に沿って移動ロボット１の移動を開始させ、監視区域３の巡回を開始する。

このように、移動ロボット１は、路面が濡れているような状況において移動の開始を判定すると、移動を開始する前にエアーポンプ４１を起動して測距センサ４３に付着した水滴を除去し、移動手段３４を駆動して移動経路の移動を開始する。

移動ロボット１は、監視センタ２から音声取得信号の受信を判定すると（ステップＳＴ７−Ｙｅｓ）、マイク３７により集音される音声信号を監視センタ２に送信開始して（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ９に処理を進める。音声取得信号の受信、および音声信号の送信処理は、本フローチャートにかかる処理と並行して実行される通信処理により制御され、当該処理により音声信号の送信は監視センタ２から送信停止信号を受信するまで継続される。

ステップＳＴ９において、制御部３１は、雨フラグの状態を確認する（ステップＳＴ９）。本実施形態においては、路面の濡れを検出し雨フラグをＯＮに設定すると、以後移動経路を移動している間は継続してエアーポンプ４１が動作している。ここで、ステップＳＴ９において雨フラグがＯＮであれば（ステップＳＴ９−Ｙｅｓ）、既に路面の濡れが判定されておりエアーポンプ４１も動作した状態であるので（例えばステップＳＴ４、ＳＴ５）、ステップＳＴ１０に処理を進める。

他方、雨フラグがＯＦＦであれば（ステップＳＴ９−Ｎｏ）、濡れ検知部３９にて路面の濡れが検出されたか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。路面の濡れが検出されなければ（ステップＳＴ１１−Ｎｏ）、エアーポンプ４１を起動することなくステップＳＴ１０に処理を進める。

他方、路面が濡れていることが検出されると（ステップＳＴ１１−Ｙｅｓ）、雨フラグをＯＮに設定し（ステップＳＴ１２）、エアーポンプ４１を起動して送風ノズル４４から圧縮空気を噴射させる（ステップＳＴ１３）。

移動ロボット１は、ステップＳＴ１０において、移動を停止するか否かを判定する。制御部３１は、現在位置が予め移動経路に設定された停止位置である場合、又は、測距センサ４３が障害物を検知した場合、移動の停止を判定する（ステップＳＴ１０−Ｙｅｓ）。また、監視センタ２から停止信号を受信した場合も同様に移動の停止を判定する。移動の停止が判定されると、制御部３１はステップＳＴ１４にて移動ロボット１の移動を停止させる。

このように、移動ロボット１は、音声取得信号を受信すると音声信号の送信を開始し、また、路面の濡れを検出するとエアーポンプ４３を起動して測距センサ４１に付着する水滴を除去しながら監視区域３を移動する。

制御部３１は、ステップＳＴ１４にて移動ロボット１の移動を停止させると、ステップＳＴ１５において移動経路の移動が終了したか否か、即ち基準位置４へと到着したか否かを判定する。
ステップＳＴ１５において、移動経路の移動が終了と判定されると、即ち基準位置４への到着と判定されると（ステップＳＴ１５−Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２１へと処理を進める。そして、雨フラグの状態を判別して（ステップＳＴ２１）雨フラグがＯＮであればエアーポンプの動作を停止し（ステップＳＴ２２）、雨フラグをＯＦＦに設定して（ステップＳＴ２３）、かかる処理を終了しバッテリの充電を開始する。

他方、移動経路の移動が終了していなければ（ステップＳＴ１５−Ｎｏ）、ステップＳＴ１６にて雨フラグの状態を判別する。上述したように、雨フラグがＯＮであればエアーポンプ４１が動作しており、雨フラグがＯＦＦであればエアーポンプ４１は停止している。

ステップＳＴ１６において、雨フラグがＯＦＦであればステップＳＴ１に処理を戻す。
そして、ステップＳＴ１からＳＴ３の処理を繰り返して、濡れ路面の検知処理を実行し移動の再開を待ち受ける。なお、図示は省略しているが、この間監視センタ２から音声取得信号を受信したことが判定されると、マイク３７により集音される音声信号を監視センタ２に送信開始する。ステップＳＴ３にて移動の再開が判定されると、雨フラグの状態に応じてエアーポンプ４１を起動して（ステップＳＴ４、ＳＴ５）、ガイド６に沿って移動経路の移動を再開する（ステップＳＴ６）。

他方、ステップＳＴ１６において、雨フラグがＯＮであればステップＳＴ１７にて音声取得信号の受信有無について判定する。音声取得信号を受信していなければ（ステップＳＴ１７−Ｎｏ）、ステップＳＴ３と同様に、移動開始時刻が到来したか否か、また、監視センタ２から移動信号を受信したか否かに基づき、移動を再開するか否かを判定する（ステップＳＴ１８）。移動の再開が判定されなければ（ステップＳＴ１８−Ｎｏ）、ステップＳＴ１７に処理を戻し音声取得信号の受信を待ち受ける。

ステップＳＴ１７において音声取得信号を受信が判定されると（ステップＳＴ１７−Ｙｅｓ）、エアーポンプ４１の動作を停止して（ステップＳＴ１９）、マイク３７により集音される音声信号を監視センタ２に送信開始し（ステップＳＴ２０）、ステップＳＴ１８に処理を進める。上述したように音声取得信号の受信、および音声信号の送信処理は、本フローチャートにかかる処理と並行して実行される通信処理により制御される。そして、ステップＳＴ１８にて移動の開始が判定されると、ステップＳＴ５に処理を進めてエアーポンプ４１を起動して、ガイド６に沿って移動経路の移動を再開する（ステップＳＴ６）。

このように、エアーポンプ４３を動作させた状態で移動ロボットが停止しているときに音声取得信号を受信すると、制御部３１はエアーポンプ４３の動作を停止する。これにより、監視センタ２に送信される音声信号はエアーポンプ４３の動作音を含まない明瞭な音声となり、この結果、監視センタにおける監視業務の効率化を図ることが可能となる。

なお、上述の実施形態では、監視センタ２からの音声取得信号を受信したときにエアーポンプ４３を停止可能とする例について説明したが（例えば図４のステップＳＴ１７、ＳＴ１９）が、これに限定されない。即ち、制御部３１により記憶部３５への音声信号の記憶が開始されたときにエアーポンプ４３の動作を停止する構成としてもよい。制御部３１により記憶部３５への記憶処理が実行される場合としては、例えば、監視センタ２からの制御信号による指示のほかに移動ロボットが異常を検出した場合などがある。

この場合、上述した図４の説明において、音声取得信号の受信を判定する処理を音声信号の記録処理中か否かを判定する処理に置き換えることにより容易に実現できる。これにより、集音した音声を監視センタ２に送信せず、移動ロボット１の記憶部３５に蓄積しておくだけのような状況であっても、明瞭な音声を記録することができる。

次に、図５を用いて本発明の移動ロボットの第二の実施形態について説明する。
図５は、第二の実施形態における移動ロボットの水滴除去部の動作を示すフローチャートである。以下、上述した図４にかかる第一の実施形態と異なる部分を中心に説明し、第一の実施形態と同様の部分については第一の実施形態に関する記載を援用し説明を省略する。

本実施形態では、移動ロボット１が、移動を停止しているときに監視センタ２から通話開始信号を受信するとエアーポンプ４１の動作を停止して、マイク３７及びスピーカ３８により、監視センタ２と移動ロボット１の周辺に存在する人物との通話を可能とする処理を行う点で上述の第一の実施形態と異なっている。

図５に示すように、移動ロボット１は、路面の濡れを判別して（ステップＳＴ５１）、路面が濡れていれば、記憶部３５の雨フラグ（初期値はＯＦＦ）をＯＮに設定する（ステップＳＴ５２）。そして、移動開始時刻の到来、又は、監視センタ２からの移動信号受信により移動の開始が判定されると（ステップＳＴ５３−Ｙｅｓ）、雨フラグの状態を判別する（ステップＳＴ５４）。雨フラグがＯＮであれば（ステップＳＴ５４―Ｙｅｓ）、エアーポンプ４１を起動して送風ノズル４４から圧縮空気を送風して（ステップＳＴ５５）、移動手段３４を駆動してガイド６に沿って移動ロボット１の移動を開始する（ステップＳＴ５６）。

移動ロボット１は、監視センタ２から通話開始信号の受信を判定すると（ステップＳＴ５７−Ｙｅｓ）、マイク３７により集音される音声信号を監視センタ２に送信開始し監視センタ２から受信する音声信号をスピーカから出力して移動ロボット１周辺の人物と監視センタ２との通話を可能に制御する（ステップＳＴ５８）。通話開始信号の受信、および音声信号の送受信処理は、本フローチャートにかかる処理と並行して実行される通信処理により制御され、当該処理により音声信号の送受信は監視センタ２から通話停止信号を受信するまで継続される。

ステップＳＴ５９において、制御部３１は、雨フラグの状態を確認する（ステップＳＴ９）。本実施形態においては、路面の濡れを検出し雨フラグをＯＮに設定すると、以後移動経路を移動している間は継続してエアーポンプ４１が動作している。ステップＳＴ５９において雨フラグがＯＮであれば（ステップＳＴ５９−Ｙｅｓ）、既にエアーポンプ４１が動作しているのでステップＳＴ６０に処理を進める。

他方、雨フラグがＯＦＦであれば（ステップＳＴ５９−Ｎｏ）、濡れ検知部３９にて路面の濡れが検出されたか否かを判定し、路面が濡れていることが検出されると（ステップＳＴ６１−Ｙｅｓ）、雨フラグをＯＮに設定し（ステップＳＴ６２）、エアーポンプ４１を起動して送風ノズル４４から圧縮空気を噴射させる（ステップＳＴ６３）。

移動ロボット１は、現在位置が予め移動経路に設定された停止位置である場合、又は、測距センサ４３が障害物を検知した場合、移動の停止を判定する（ステップＳＴ６０−Ｙｅｓ）。また、監視センタ２から停止信号を受信した場合も同様に移動の停止を判定する。移動の停止が判定されると、制御部３１はステップＳＴ６４にて移動ロボット１の移動を停止させる。

このように、移動ロボット１は、通話開始信号を受信すると移動ロボット１周辺の人物と監視センタ２との通話を可能に制御し、また、路面の濡れを検出するとエアーポンプ４３を起動して測距センサ４１に付着する水滴を除去しながら監視区域３を移動する。

そして、移動経路の移動が終了と判定されると、即ち基準位置４への到着と判定されると（ステップＳＴ６５−Ｙｅｓ）、雨フラグの状態を判別して（ステップＳＴ７１）、雨フラグがＯＮであればエアーポンプ４１の動作を停止し（ステップＳＴ７２）、雨フラグをＯＦＦに設定して（ステップＳＴ７３）、かかる処理を終了しバッテリの充電を開始する。

他方、移動経路の移動が終了していなければ（ステップＳＴ６５−Ｎｏ）、ステップＳＴ６６にて雨フラグの状態を判別する。上述したように、雨フラグがＯＮであればエアーポンプ４１が動作しており、雨フラグがＯＦＦであればエアーポンプ４１は停止している。

ステップＳＴ６６において、雨フラグがＯＦＦであればステップＳＴ５１に処理を戻す。
そして、ステップＳＴ５１からＳＴ５３の処理を繰り返して、濡れ路面の検知処理を実行し移動の再開を待ち受ける。なお、図示は省略しているが、この間監視センタ２から通話開始信号を受信したことが判定されると、ステップＳＴ５８と同様に移動ロボット１周辺の人物と監視センタ２との通話を可能に制御する。ステップＳＴ５３にて移動の再開が判定されると、雨フラグの状態に応じてエアーポンプ４１を起動して（ステップＳＴ５４、ＳＴ５５）、ガイド６に沿って移動経路の移動を再開する（ステップＳＴ５６）。

他方、ステップＳＴ６６において、雨フラグがＯＮであればステップＳＴ６７にて通話開始信号の受信有無について判定する。通話開始信号を受信していなければ（ステップＳＴ６７−Ｎｏ）、ステップＳＴ５３と同様に、移動開始時刻が到来したか否か、また、監視センタ２から移動信号を受信したか否かに基づき、移動を再開するか否かを判定する（ステップＳＴ６８）。移動の再開が判定されなければ（ステップＳＴ６８−Ｎｏ）、ステップＳＴ６７に処理を戻し音声取得信号の受信を待ち受ける。

ステップＳＴ６７において通話開始信号を受信が判定されると（ステップＳＴ６７−Ｙｅｓ）、エアーポンプ４１の動作を停止して（ステップＳＴ６９）、ステップＳＴ５８と同様に、即ち、マイク３７により集音される音声信号を監視センタ２に送信開始し監視センタ２から受信する音声信号をスピーカから出力して移動ロボット１周辺の人物と監視センタ２との通話を可能に制御する（ステップＳＴ７０）。上述したように、通話開始信号の受信、および音声信号の送受信処理は、本フローチャートにかかる処理と並行して実行される通信処理により制御され、当該処理により音声信号の送受信は監視センタ２から通話停止信号を受信するまで継続される。そして、ステップＳＴ６８にて移動の開始が判定されると、ステップＳＴ５５に処理を進めてエアーポンプ４１を起動して、ガイド６に沿って移動経路の移動を再開する（ステップＳＴ５６）。

このように、エアーポンプ４３を動作させた状態で移動ロボットが停止しているときに通話開始信号を受信すると、制御部３１はエアーポンプ４３の動作を停止する。これにより、監視センタ２に送信される音声信号はエアーポンプ４３の動作音を含まない明瞭な音声となり、また、移動ロボット１のスピーカ３８から周辺に報知出力される音声は雑音を抑えた明瞭な音声となり、この結果、監視センタ２と移動ロボット１の周辺人物との通話を雑音のないクリアな環境で実現することが可能となる。

以上に本発明の好適な実施形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施形態に限定されず、次に示すような変形例を適宜に組み合わせて上述の実施形態を変形することが可能である。以下に実施形態の変形例を説明する。

以上説明した各実施形態では、水滴除去部にて測距センサに付着した水滴を除去する例について説明したが、これに限定されず、環境情報となる画像情報を取得する撮像ユニットに付着する水滴を除去する構成としてもよい。即ち、撮像ユニットは画像情報を周辺の環境情報として検出する検出部であって、その検出窓となる撮像レンズに水滴が付着していると、環境情報の検出精度が低下する。このため、水滴除去部にて撮像レンズの水滴を除去するような構成としてもよい。
この場合、送風ノズルの開口端を撮像レンズに向けて、送風ノズルを撮像ユニットに固定する。そして、上述したように制御部の制御信号によりエアーポンプを起動／停止させて撮像レンズに向けて圧縮空気を噴射する。

さらに、上述した各実施形態では、濡れ検知部にて検出した路面の濡れ状態に応じて雨フラグを設定していたが、これに限定されず、濡れ検知部に代えて雨を検知するようなセンサ手段を備えて降雨か否かを検出し、この結果雨フラグを設定するようにしてもよい。即ち、雨が降っていることが検知されれば、雨フラグをＯＮに設定する。雨を検知するセンサ手段は既に種々知られるところであるが、例えば、撮像ユニットにて撮像された画像を解析して、フレーム間差分により線状成分が出現と消失を繰り返すときに降雨と判定することで実現できる。

また、上述した各実施形態では、一度路面の濡れを検出すると移動が終了するまでエアーポンプを動作させていたが、これに限定されず、濡れ検知処理により路面の濡れを検出しないときには濡れフラグをＯＦＦに設定してエアーポンプを停止するよう制御し、路面の濡れを検出しているときにだけエアーポンプを動作させるようにしてもよい。これにより、最低限必要とされるときに限りエアーポンプを動作させることが可能となり、バッテリの消耗を抑制することができる。

また、更に、上述した図４のステップＳＴ１４、または、図５のステップＳＴ６４にて移動を停止したときに、予め記憶した停止位置への到着により停止したことが判定されると、当該位置に停止している間はエアーポンプの動作を停止するようにしてもよい。即ち、障害物の検出による停止や監視センタからの停止信号による移動の停止は、監視員による状態確認などにより短時間で移動再開される可能性が高く、他方、予め記憶した停止位置での停止は、重要監視対象物の監視業務やバッテリの充電など、長時間停止となる可能性が高い。このため、予め設定された停止位置においてはエアーポンプを停止することにより、長時間停止する可能性の高い場合にエアーポンプを動作させないようにすることができ、バッテリの消耗を抑制することができる。

本発明に係る移動ロボットを用いた監視システムを示す概略図 移動ロボットの構成を示すブロック図 移動ロボット前面における各部の配置及び測距センサユニットの概略構成図 第一の実施形態における移動ロボットの水滴除去部の動作を示すフローチャート 第二の実施形態における移動ロボットの水滴除去部の動作を示すフローチャート

符号の説明

１ 移動ロボット
２ 監視センタ
３ 監視区域
４ 基準位置
６ ガイド
７ 監視区域の建物
８ 通信網
９ 無線基地局
２０ センタ装置
２１ 表示部
２２ 入力部
２３ 監視センタのスピーカ
２４ 監視センタのマイク
２５ センタ装置の制御部
３１ 移動ロボットの制御部
３２ 通信部
３３ 磁気センサ
３４ 移動手段
３５ 記憶部
３６ 撮像ユニット
３７ 移動ロボットのマイク
３８ 移動ロボットのスピーカ
３９ 濡れ検知部
４０ 測距センサユニット
４１ エアーポンプ
４３ 測距センサ
４３ａ 測距センサの投光部
４３ｂ 測距センサの受光部
４４ 送風ノズル
４４ａ 送風ノズルの開口端
４４ｂ 送風ノズルの基端
４５ 可撓性チューブ

Claims (3)

1. 移動手段により屋外の監視区域の路面上を移動し、前記監視区域における音声を収集する移動ロボットであって、
   移動ロボット周辺の音声を収集する集音部と、
   検出窓を通して、移動ロボットの周囲または移動方向における移動ロボットの走行に支障となる恐れがある障害物の情報である環境情報を検出する検出部と、
   前記検出部の検出窓に空気を吹き付けて検出窓に付着した水滴を除去する水滴除去部と、
   前記水滴除去部に対し起動または停止を制御して、前記集音部にて収集した音声信号の外部出力または記録の開始が実行されるとき前記水滴除去部の動作を停止する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記移動ロボットが移動中であるか否かを判定し、移動中であれば前記水滴除去の動作を停止させないことを特徴とした移動ロボット。
   
2. 移動手段により屋外の監視区域の路面上を移動し、前記監視区域における音声を収集するとともに遠隔の監視センタと移動ロボット周辺に所在する人との通話を可能にする移動ロボットであって、
   前記監視センタとの間で少なくとも音声信号及び通話開始信号を送受信する通信部と、
   移動ロボット周辺の音声を収集する集音部と、
   前記監視センタからの音声信号に基づいて移動ロボット周辺に音声を発生させる音声発生部と、
   検出窓を通して、移動ロボットの周囲または移動方向における移動ロボットの走行に支障となる恐れがある障害物の情報である環境情報を検出する検出部と、
   前記検出部の検出窓に空気を吹き付けて検出窓に付着した水滴を除去する水滴除去部と、
   前記水滴除去部に対し起動または停止を制御して、前記通信部が通話開始信号を受信すると、前記音声発生部の起動および前記水滴除去部の動作停止を実行する制御部を有し、
   前記制御部は、前記移動ロボットが移動中であるか否かを判定し、移動中であれば前記水滴除去の動作を停止させないことを特徴とした移動ロボット。
   
3. 更に、前記路面の濡れ状況を検出する路面状態検出部を備え、
   前記制御部は、前記路面の濡れ状態が検出されると前記水滴除去部を起動させる請求項１又は請求項２に記載の移動ロボット。
   

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