JP7505520B2 - 作物の栽培管理のための装置、システム、方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明が適用されたタスク配信システムの構成例を示すブロック図である。タスク配信システムは、タスク配信サーバ(タスク配信装置)1、操作端末2、固定型ロボット3aやモバイルロボット3bのようなロボットを含んで構成される。以下、固定型ロボット3aとモバイルロボット3bを区別する必要がないときは、単にロボット3と称することもある。タスク配信サーバ1と操作端末2は、インターネットのような広域ネットワークを介して接続され、操作者はロボット3の作業位置から離れた遠隔地に所在する。
サーバ1は、CPU11、メモリ12、ストレージ13、ネットワークインタフェース(不図示)等を備えるコンピュータである。ストレージ13に格納されたプログラムをCPU11がメモリ12にロードして実行することにより、サーバ1は以下の機能を提供する。すなわち、サーバ1は、状態受付部101、情報制御部102、送信部103、操作端末接続部104、受信部105、出力部106、操作者情報DB107、対応情報DB108をその機能部として有する。DBとはデータベースを意味する。
する。なお、状態受付部101は、固定型ロボット3aからはロボットコントローラ5aを介して状態情報を受信し、モバイルロボット3bからは無線通信装置6を介して状態情報を受信する。状態情報は、ロボット3に例外事象が発生したときのみロボット3からサーバ1に送信されてもよいし、例外事象の発生有無にかかわらずロボット3からサーバ1に送信されてもよい。
やその他の装置から提供されるものであってもよい。操作者は、操作端末2のGUIを介して、ロボット3の状態情報を把握可能である。この状態情報には、ロボット3のセンサから得られるセンサ情報、当該センサ情報の解析結果、ロボット3が有するカメラによって撮影された画像が含まれる。操作端末2は、処理が必要な状態の情報をサーバ1から受信し、これを画面に表示して、操作者に操作を促す。操作者は、操作端末2のGUIを介して、ロボット3に対する操作指令、およびロボット3に対する操作の結果を、入力・送信可能である。入力情報は、操作端末2からサーバ1の受信部105に送信される。
操作者情報DB107は、操作者に関する情報を記憶する。例えば、図5に示すように、操作者情報DB107は、操作者ID501、操作端末情報502、スキル情報503、時給504、および作業時間履歴505が格納される。これらは例示に過ぎず、操作者情報DB107はこれら全ての情報を記憶しなくてもよいし、その他の情報を記憶してもよい。
(UI)の情報を含み、これらの情報はタスクのマッチングに用いられる。特殊UIは、例えば、エンドエフェクタの指の部分を操作するために手に装着するセンサなどである。
図2,図3は、タスク配信システムにおいてサーバ1が行う処理を示したフローチャートである。
付けると、ステップS102において、操作端末接続部104が操作端末2の接続管理、すなわち、接続の確立とオンライン状態の監視を行う。また、操作端末接続部104は、操作端末2がいずれかのロボット3の例外事象に対処中であるか否かも管理する。操作端末接続部104による接続管理は、ステップS102以降も操作端末2が接続を切断するまで継続する。
のロボット3を操作するためのGUIを表示部に表示する。このGUIでは、ロボット3の状態情報の確認、ロボット3に対する操作情報(操作指令)の入力、対処結果の入力、などが行える。ロボット3に対する操作情報は、ロボット3をリアルタイム制御で遠隔操作するための指令であってもよいし、一連の手順の処理を行わせる指令であってもよい。操作端末2に入力されたロボット3への操作情報は、操作端末2からサーバ1に送信されて、受信部105によって受信される。
に要した時間などが考慮される。
本実施形態によれば、ロボット3で発生した例外事象を、遠隔地にいる操作者に対処してもらうことができる。ここで、タスク配信サーバ1は、操作端末2との接続管理を行っており、即座に対応可能な操作者を選択してタスク配信をするので、迅速な例外対応が可能である。また、操作者のスキルを考慮して、ロボットの種類や例外事象の種類に応じて適切な操作者を選択してタスク配信するので、適切な例外対応が可能である。
ここでは、モバイルロボット3bが小包などを自動運転により配達する配達ロボットである場合を例として、本発明が適用されたタスク配信システムをより具体的に説明する。
ンサ等の各種のセンサを有し、これらのセンサから得られるセンサ情報に基づいて、内蔵のロボットコントローラ5が配達ロボットの移動その他の運動を制御する。
・風景全体が右下がりとなっているため、モバイルロボット3bは左に傾いている。
・傾きの角度から、左車輪が脱輪している可能性が高い。
・ガードレールに沿った側溝がないことから、不測の穴に脱輪している可能性が高い。
・左右にガードレールがあることから、モバイルロボット3bを操作して動かしても比較的安全な場所である。
・モバイルロボット3bの方向を変えてバックまたは直進させる際に、左右のガードレールに接触しないように操作する必要がある。
・左側のガードレールの方が近いため、脱輪状態から復帰するためには、右後方に1メートル以内でバックすることが安全である。
穴の外にある右車輪をロックし、そこを軸として左車輪をゆっくりと後退させる動作を指示する。この動作により、落ちた穴の縁に左車輪が掛かり、ゆっくりと左車輪を引き上げることができる。
・風景全体からモバイルロボット3bが水平状態になっている。
・操作情報の指示通り、停止位置から右後方に移動した。
・画像から穴が認識でき、そこに左車輪が脱輪していたために異常状態となっていた。
・以上のことから、モバイルロボット3bは正常状態に復帰した。
次に、モバイルロボット3bがトマトの栽培管理を行う農業ロボットである場合を例として、本発明が適用されたタスク配信システムを具体的に説明する。
る。ロボットアーム1020の先端にはカメラ1024と照明部1023が搭載されており、アーム1020を回転させることでカメラ1024と照明部1023による撮影および照明の方向を変更可能である。例えば、カメラ1024および照明部1023を上向きとすることで、葉の裏側の撮影可能である(図11A参照)。
虫あり」という認識結果が得られている。なお、葉表の状態が「正常」となった場合は、葉裏の撮影および状態の判断を省略してもよい。また、葉表の状態が「正常」であっても葉裏には異常がある場合もあるので、葉表および葉裏の両方を撮影して状態を確認するようにしてもよい。
情報1405から、葉に虫が付いていることを確認し、その処置として、虫による被害をこれ以上広げないようにするために葉を剪定して密閉箱に収納するよう指示する。なお、密閉箱はロボットが有しており、目標とする葉のロボットアームによる剪定処理および密閉箱への収納処理はロボットが自動で行えることを前提としている。
モバイルロボット3bが店舗の商品管理を行うロボットである場合について簡単に説明する。モバイルロボット3bは、商品補充、検品、欠品の確認、値札の確認などの作業を自律的に行う。そのため、モバイルロボット3bには、マニプレータやカメラが搭載される。
モバイルロボット3bが掃除ロボットである場合について簡単に説明する。モバイルロボット3bは、移動機構、床の掃除機能、カメラ、無線通信機能を有しており、作業場所の地図データに基づいて自走および床掃除を行う。作業場所は、ビル、駅、空港などの広い場所である。モバイルロボット3bは、また、エレベータのボタンを押すマニプレータを有する。モバイルロボット3bは、また、マイクおよびスピーカを備えており、人間と対話を行う機能も有する。
以上の実施例ではモバイルロボット3bに生じた例外事象を遠隔操作者に対処してもらうことを想定していたが、対象のロボットは固定型ロボット3aであってもよい。このような固定型ロボット3aの例として、養殖生簀の管理ロボットが挙げられる。
た餌投入装置を制御する場合にも同様に有効である。
上述した各実施形態は、本発明の例示に過ぎない。本発明は上記の具体的な形態に限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
操作者が有する操作端末(2)の接続状態を管理する操作端末接続部(104)と、
ロボット(3a,3b)から状態情報を受信する状態受付部(101)と、
前記状態情報に基づいて前記ロボットに例外事象が発生していると判断される場合に、当該例外事象に対処するための操作者を、利用可能な操作者の中から選択する情報制御部(102)と、
前記選択された操作者の操作端末(2)に、前記ロボットの例外事象への対処要求を前記ロボットの状態情報とともに送信する送信部(103)と、
を備える、タスク配信装置(1)。
コンピュータによって実行される方法であって、
操作者が有する操作端末(2)の接続状態を管理するステップ(S102)と、
ロボット(3a,3b)から状態情報を受信するステップ(S103)と、
前記状態情報に基づいて前記ロボットに例外事象が発生していると判断される場合に、当該例外事象に対処するための操作者を、利用可能な操作者の中から選択するステップ(S104)と、
前記選択された操作者の操作端末(2)に、前記ロボットの例外事象への対処要求を前記ロボットの状態情報とともに送信するステップ(S105)と、
を含む、方法。
3a:固定型ロボット 3b:モバイルロボット
101:状態受付部 102:情報制御部 103:送信部
104:操作端末接続部 105:受信部 106:出力部
107操作者情報DB 108:対応情報DB
Claims (16)
- 操作者が有する操作端末から接続要求を受け付け、前記操作端末の接続状態を管理する操作端末接続部と、
前記操作端末から、自律的に移動するロボットに対する操作指令を受け付ける受信部と、
前記ロボットから、前記ロボットに備わるカメラにより撮影された画像を含み、作物の栽培に関して前記操作者による判断を仰ぐべき事象が発生しているか否かを判断可能な前記ロボットの状態情報を受け付ける状態受付部と、
前記状態情報に基づいて前記事象が発生していると判断される場合に、接続が確立した操作端末の中から前記事象への対処要求を送信する対象の操作端末を決定する情報制御部と、
前記情報制御部により決定された操作端末に対して、前記画像および前記事象への対処要求を送信する送信部と、
を備え、
前記情報制御部は、前記ロボットに備わるカメラにより撮影された画像に対する画像認識により得られる前記作物の状態への対応が可能なスキルを有する操作者の操作端末を、前記対処要求を送信する対象の操作端末として決定する、
作物の栽培管理のための装置。 - 前記状態受付部が受け付けた前記ロボットの状態情報に含まれる前記画像に対して、前記画像認識を行うことで前記作物の状態を判別する画像認識機能部を更に備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記作物の状態は、前記ロボットに備わるカメラにより撮影された画像、および前記ロボットに備わる距離センサにより得られる前記ロボットから前記作物までの距離に基づいて求められる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 前記情報制御部は前記操作者の操作内容、および/または、前記操作者が前記事象への対処に要した時間に基づき、前記操作者のスキルを評価する、
請求項2または3に記載の装置。 - 前記情報制御部は、前記操作者の時間あたりの報酬と前記事象の対処に要した時間とに基づき、前記操作者に支払うべき報酬を計算する、
請求項2から4のいずれか1項に記載の装置。 - 前記操作指令を前記ロボットに対して出力する出力部と、
前記ロボットの状態情報と前記操作者からの操作内容とを関連付けて記憶する対応情報記憶部と、
をさらに備え、
前記受信部は、前記事象に対する対処結果を前記操作端末から受信し、
前記対応情報記憶部は、前記対処結果を、前記事象および前記操作者と関連付けて記憶し、
前記情報制御部は、前記対応情報記憶部を参照して前記操作者のスキルを評価する、
請求項2から5のいずれか1項に記載の装置。 - 前記ロボットに備わるカメラは、前記ロボットの周囲を撮影するカメラ、および/または、前記ロボットのアームに備えられるカメラである、
請求項1から6のいずれか1項に記載の装置。 - 前記操作指令は、前記ロボットを移動させる指令、および前記ロボットのアームを移動させる指令を含む、
請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。 - 前記操作指令は、前記ロボットに備わるカメラによって撮影された画像、前記ロボットを移動させる指令を入力するための入力部、および前記ロボットのアームを移動させるための指令を入力するための入力部を備えるユーザインタフェースを介して、前記操作端末から入力される、
請求項1から8のいずれか1項に記載の装置。 - 前記事象は、作物の収穫に関して判断を仰ぐべき事象である、
請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。 - 前記事象は、作物の剪定に関して判断を仰ぐべき事象である、
請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。 - 前記事象は、作物への農薬の散布に関して判断を仰ぐべき事象である、
請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。 - ロボットと、
前記ロボットを遠隔操作するための操作端末と、
請求項1から12のいずれか1項に記載された装置と、
を備える作物の栽培管理のためのシステム。 - コンピュータによって実行される方法であって、
操作者が有する操作端末から接続要求を受け付け、前記操作端末の接続状態を管理するステップと、
前記操作端末から、自律的に移動するロボットに対する操作指令を受け付けるステップと、
前記ロボットから、前記ロボットに備わるカメラにより撮影された画像を含む、前記ロボットの状態情報を受け付けるステップと、
前記状態情報に基づいて作物の栽培に関して前記操作者による判断を仰ぐべき事象が発
生していると判断される場合に、接続が確立した操作端末の中から前記事象への対処要求を送信する対象の操作端末を決定するステップと、
前記操作端末を決定するステップにおいて決定された操作端末に対して、前記画像および前記事象への対処要求を送信するステップと、
を含み、
前記操作端末を決定するステップは、前記ロボットに備わるカメラにより撮影された画像に対する画像認識により得られる前記作物の状態への対応が可能なスキルを有する操作者の操作端末を、前記対処要求を送信する操作端末として決定する、
方法。 - コンピュータを請求項1から12のいずれか1項に記載の装置の各手段として機能させるためのプログラム。
- コンピュータに請求項14に記載の方法の各ステップを実行させるためのプログラム。
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