JP4124053B2

JP4124053B2 - 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

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Publication number: JP4124053B2
Application number: JP2003287804A
Authority: JP
Inventors: 剛志山根; 久人中嶋
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: JP2005053671A

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に関する。

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。

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。

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、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乗籠に乗り込んで他の階に移動している間に、利用者によって、各階のエレベータホールに設置されているエレベータ乗籠呼び出し装置が操作され、エレベータ乗籠が呼び出される可能性がある。その場合、エレベータ乗籠が利用者により呼び出された階に停止すると、エレベータ乗籠に人が乗り込んでくる可能性が高い。そのため、人と自律移動ロボットによる同じエレベータの排他的な利用が保証されない。また、自律移動ロボットがエレベータ乗籠から降りようとする際にも、扉が開くと同時に利用者がエレベータ乗籠に乗り込もうとして自律移動ロボットと干渉するという可能性がある。
特開平５−２１０４１４号公報特開平６−２８２３２９号公報

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エレベータ乗籠に対して乗降する際に、干渉することなく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。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、
エレベータ乗籠と、
前記エレベータ乗籠の内部に設けられた停止階指定装置と、
各階のエレベータ乗降領域に設けられた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と、
前記各階のエレベータ乗降領域にエレベータ利用者の存在を検出する利用者検出手段と、
各階のエレベータホールに設けられ、ディスプレイ装置又はスピーカを備えたエレベータ制御装置端末と、
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とを備えたエレベータ乗降システムであって、
前記自律移動ロボットは、
駆動装置と、
自己の周囲の所定の範囲内に存在する物体までの距離を測定する距離測定手段と、
前記領域の地図情報を記憶した記憶部と、
前記距離測定手段により測定された所定の対象物までの距離と前記地図情報とから、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、
前記地図情報及び演算された自己の現在位置に基づいて、前記領域内での走行を制御する走行制御手段と、
自己の周囲の所定の範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、
エレベータ乗籠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、
所定のメッセージを出力するメッセージ出力手段とを備え、
前記利用者検出手段は、自律移動ロボットが前記エレベータ乗籠に乗り込み、指定された停止階に移動中に、いずれかの階のエレベータ乗籠呼び出し装置が操作されたときに、その階のエレベータ乗降領域にエレベータ利用者が存在すると判断し、エレベータ利用者と前記自律移動ロボットとが前記エレベータ乗籠を同時に利用することを防止するため、各階の前記エレベータ乗籠呼び出し装置からの呼び出し信号を無視すると共に、各階の前記エレベータ制御装置端末のディスプレイ装置又はスピーカを介して、所定のメッセージを出力し、
前記扉開閉制御手段は、前記エレベータ乗籠が指定された停止階に停止してエレベータの扉を開く際、前記エレベータ制御装置に対して第１扉開き信号を送信し、
前記エレベータ制御装置は、前記扉開閉制御手段からの第１扉開き信号に応じて、エレベータ乗降領域における人の存在を検出しうるだけの第１の幅だけエレベータの扉を開き、
前記人検出手段は、エレベータ乗降領域に人が存在するか否かを判断し、
前記人検出手段がエレベータ乗降領域における人の存在が検出すると、前記メッセージ出力手段は、エレベータ乗降領域にいる人に対して待避してもらう旨の所定のメッセージを視覚的に及び／又は音声で出力し、
前記人検出手段によりエレベータ乗降領域にいる人が待避したことを確認した後、前記扉開閉制御手段は、前記エレベータ制御装置に対して第２扉開き信号を送信し、
前記エレベータ制御装置は、前記扉開閉制御手段からの第２扉開き信号に応じて、自律移動ロボットが通過可能な第２の幅だけエレベータの扉を開き、
前記走行制御手段は、駆動装置を制御して前記エレベータ乗籠から降りることを特徴とする。

請求項２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、
駆動装置と、
自己の周囲の所定の範囲内に存在する物体までの距離を測定する距離測定手段と、
前記領域の地図情報を記憶した記憶部と、
前記距離測定手段により測定された所定の対象物までの距離と前記地図情報とから、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、
前記地図情報及び演算された自己の現在位置に基づいて、前記領域内での走行を制御する走行制御手段と
自己の周囲の所定の範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、
エレベータ乗籠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、
所定のメッセージを出力するメッセージ出力手段とを備え、
前記扉開閉制御手段は、前記エレベータ乗籠が指定された停止階に停止してエレベータの扉を開く際、エレベータ乗降領域における人の存在を検出しうるだけの第１の幅だけエレベータの扉を開き、前記人検出手段によりエレベータ乗降領域における人の存在を検出すると、前記メッセージ出力手段によりエレベータ乗降領域にいる人に対して待避してもらう旨の所定のメッセージを視覚的に及び／又は音声で出力し、前記人検出手段によりエレベータ乗降領域にいる人が待避したことを確認した後、前記扉開閉制御手段により自律移動ロボットが通過可能な第２の幅だけエレベータの扉を開き、前記走行制御手段により駆動装置を制御して前記エレベータ乗籠から降りることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の自律移動ロボットにおいて、前記エレベータ乗籠が指定された停止階に停止してエレベータの扉を開く際、前記信号伝送手段を介して前記エレベータ制御装置に対して扉開き信号を送信し、前記エレベータの扉が指定した開口幅だけ開いたことを確認し、前記距離測定手段により前記エレベータの扉の端部までの距離を測定し、前記エレベータの扉の開口部を通過可能な位置に移動してから、前記エレベータ乗籠から降りることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、自律移動ロボットがエレベータ乗籠に搭乗して停止階を指定した後、いずれかの階のエレベータ乗籠呼び出し装置が操作されたときに、利用者検出手段は、その階のエレベータ乗降領域に利用者が存在すると判断し、例えば「現在そのエレベータを自律移動ロボットが使用している」旨及び「自律移動ロボットによるエレベータの使用が完了するまで、エレベータの使用を待ってもらう」旨のメッセージの出力などを行う。それにより、人と自律移動ロボットとが前記エレベータ乗籠を同時に利用することを防止することが可能となる。
また、エレベータの扉の開閉を自律移動ロボット側で制御するので、例えばエレベータ乗籠が指定された停止階に到着しても、その階のエレベータ乗降領域に人が存在しないことを確認するまで扉を開かなかったり、あるいは扉を開く際に、「自律移動ロボットが降り終わるまでエレベータの利用を待ってほしい」旨のメッセージを表示することにより、人と自律移動ロボットがエレベータ乗籠に対して乗降する際に干渉することを防止することができる。
さらに、人検出手段によりエレベータ乗降領域における人の存在を検出しうるだけの第１の幅だけエレベータの扉を開き、人検出手段によりエレベータ乗降領域における人の存在を検出すると、メッセージ出力手段によりエレベータ乗降領域にいる人に対して待避してもらう旨の所定のメッセージを出力し、エレベータ乗降領域にいる人が待避したことを確認した後、自律移動ロボットが通過可能な第２の幅だけエレベータの扉を開き、前記エレベータ乗籠から降りるので、エレベータ乗降領域にいる一般利用者に対して、エレベータ乗籠に自律移動ロボットが乗っていること、及び先にエレベータ乗籠から自律移動ロボットが降りてくることを知らせることができる。その結果、人と自律移動ロボットがエレベータ乗籠に対して乗降する際に干渉することを防止することができる。

請求項２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側で制御するので、例えばエレベータ乗籠が指定された停止階に到着しても、扉を開く際に、「自律移動ロボットが降り終わるまでエレベータの利用を待ってほしい」旨のメッセージを表示することにより、人と自律移動ロボットがエレベータ乗籠に対して乗降する際に干渉することを防止することができる。
また、人検出手段によりエレベータ乗降領域における人の存在を検出しうるだけの第１の幅だけエレベータの扉を開き、人検出手段によりエレベータ乗降領域における人の存在を検出すると、メッセージ出力手段によりエレベータ乗降領域にいる人に対して待避してもらう旨の所定のメッセージを出力し、エレベータ乗降領域にいる人が待避したことを確認した後、自律移動ロボットが通過可能な第２の幅だけエレベータの扉を開き、前記エレベータ乗籠から降りるので、エレベータ乗降領域にいる一般利用者に対して、エレベータ乗籠に自律移動ロボットが乗っていること、及び先にエレベータ乗籠から自律移動ロボットが降りてくることを知らせることができる。その結果、人と自律移動ロボットがエレベータ乗籠に対して乗降する際に干渉することを防止することができる。

請求項３の発明によれば、実際にエレベータの扉が指定した開口幅だけ開いたことを確認してから、エレベータの扉の開口部を通過可能な位置に自律移動ロボットが移動してエレベータ乗籠から降りるので、エレベータの扉の開口が狭くても、自律移動ロボットがエレベータの扉に衝突して扉を破損したり、あるいは自損する可能性を低減させることができる。

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、自律移動ロボットが搭乗したエレベータ乗籠が指定された停止階に到着した状態を図３から図５に示す。図３は扉が開く前の状態、図４は扉が第１の幅だけ開いた状態、図５は扉が第２の幅だけ開いた状態を示す。

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。

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と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。エレベータ制御装置１０は、自律移動ロボット１の制御装置７と同様に、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、制御プログラム及びエレベータ乗籠呼び出し信号などに応じてエレベータ乗籠３０の昇降及び停止を制御すると共に、後述する利用者検出手段としても機能する。

図３から図５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（エレベータ乗降領域）３４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（停止階指定装置）１２が設けられている。また、図３に示すように、エレベータの外扉３２付近のエレベータホールの一定の範囲をエレベータ乗降領域３４として設定している。

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。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。扉開閉制御部７５は、エレベータの扉３１，３２の開閉だけでなく、その開き幅を制御することも可能である。詳細は後述する。

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、例えば「自律移動ロボットが降り終わるまでエレベータの利用を待ってほしい」旨のメッセージを、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。

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。

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６及び図７に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

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）。現在位置演算部７２は、演算により推定される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）、信号伝送装置５及び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（Ｓ４）。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、使用されていない又はエレベータ乗籠に人が乗っていないエレベータ乗籠３０を自律移動ロボット１がいる階に移動させる。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、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。

エレベータ乗籠３０が到着すると（Ｓ５）、エレベータ制御装置１０は、エレベータの扉３１，３２を開き、自律移動ロボット１がエレベータ乗籠３０に乗り込む（Ｓ６）。自律移動ロボット１がエレベータ乗籠３０に乗り込むと、走行制御部７３は、信号伝送装置５及び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、移動する階に対応する階信号を送信して停止階を指定する（Ｓ７）。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へ移動を開始させる（Ｓ８）。

エレベータ乗籠３０の移動中、利用者検出手段として機能するエレベータ制御装置１０は、各階のエレベータホールに設けられている外部エレベータ制御装置端末１１のエレベータ乗籠呼び出し装置が操作されたか否かを判断する（Ｓ９）。エレベータ乗籠呼び出し装置が操作された場合（Ｓ９でＹｅｓ）、操作されたエレベータ乗籠呼び出し装置が自律移動ロボット１により指定された停止階の外部エレベータ制御装置端末１１からのものであるか否かを判断する（Ｓ１０）。指定された停止階からの呼び出しである場合（Ｓ１０でＹｅｓ）、指定された停止階に人が存在していると判断する（Ｓ１１）。また、指定された停止階にエレベータ乗籠３０を直行させるため、エレベータ乗籠呼び出し信号を無視する（Ｓ１２）。さらに、エレベータ制御装置１０は、各階のエレベータ乗降領域でエレベータ乗籠３０の到着を待っている利用者に対して、例えば外部エレベータ制御装置端末１１などに設けられているディスプレイ装置やスピーカなどを介して、「現在そのエレベータを自律移動ロボットが使用している」旨及び「自律移動ロボットによるエレベータの使用が完了するまで、エレベータの使用を待ってもらう」旨のメッセージを出力する（Ｓ１３）。そして、エレベータ乗籠３０が指定階に到着すると（Ｓ１４）、エレベータの扉３１，３２を開く（Ｓ１４）。自律移動ロボット１は、エレベータの扉３１，３２が開いたことを確認し（Ｓ１６）、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（Ｓ１７）。

このように、エレベータ制御装置１０を利用者検出手段として機能させ、自律移動ロボット１により指定された停止階からエレベータ乗籠の呼び出しがあったか否かを判断し、指定された停止階に利用者が存在することを検出しているので、あらかじめ所定のメッセージを出力することによって、エレベータ乗籠３０から降りようとする自律移動ロボット１とエレベータ乗籠３０に乗り込もうとする利用者とが干渉することを未然に防止することができる。

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６及び図７に示すフローチャートでは、エレベータ制御装置１０によりエレベータの扉３１，３２の開閉を制御したが、図８及び図９に示すフローチャートでは、扉３１，３２の自律移動ロボット１の扉開閉制御部７５により制御する。

運用開始後、自律移動ロボット１は、目的地に向かって移動を行い（Ｓ２１、Ｓ２２）。目的地が現在の階とは異なる階にある場合（Ｓ２２でＮｏ）、エレベータ乗降領域３４に向かって移動を行う（Ｓ２３）。エレベータ乗降領域３４に到着すると（Ｓ２３でＹｅｓ）、信号伝送装置５及び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（Ｓ２４）。

エレベータ乗籠３０が到着すると（Ｓ２５）、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、扉開き信号を送信する（Ｓ２６）。エレベータ制御装置１０は、自律移動ロボット１の扉開閉制御部７５からの扉開き信号に応じて、エレベータの扉３１，３２を開く（Ｓ２７）。さらに、実際にエレベータの扉３１，３２が開いたことを確認すると、外部エレベータ制御装置端末１１及び信号電送装置５を介して扉開き確認信号を自律移動ロボット１に送信する（Ｓ２８）。自律移動ロボット１は、扉開き確認信号を受信すると、駆動装置２を駆動して、エレベータ乗籠３０に乗り込む（Ｓ２９）。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を扉閉め信号を送信すると共に、移動する階に対応する階信号を送信して停止階を指定する（Ｓ３０）。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へ移動を開始させる（Ｓ３１）。

エレベータ乗籠３０の移動中、エレベータ制御装置１０は、いずれかの階の外部エレベータ制御装置端末１１のエレベータ乗籠呼び出し装置が操作されたか否かを判断し（Ｓ３２）、さらに、エレベータ乗籠呼び出し装置が操作された場合（Ｓ３２でＹｅｓ）、自律移動ロボット１により指定された停止階の外部エレベータ制御装置端末１１からのものであるか否かを判断する（Ｓ３３）。指定された停止階からの呼び出しである場合（Ｓ３３でＹｅｓ）、指定された停止階に人が存在していると判断し（Ｓ３４）、エレベータ乗籠呼び出し信号を無視する（Ｓ３５）と共に、所定のメッセージを出力する（Ｓ３５）。

そして、エレベータ乗籠３０が指定階に到着すると（Ｓ１４）、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、扉開き信号を送信する（Ｓ３７）。エレベータ制御装置１０は、自律移動ロボット１の扉開閉制御部７５からの扉開き信号に応じて、エレベータの扉３１，３２を開く（Ｓ３８）。さらに、実際にエレベータの扉３１，３２が開いたことを確認すると、外部エレベータ制御装置端末１１及び信号電送装置５を介して扉開き確認信号を自律移動ロボット１に送信する（Ｓ３９）。自律移動ロボット１は、扉開き確認信号を受信すると、駆動装置２を駆動して、エレベータ乗籠３０から降りる（Ｓ４０）。

このように、エレベータの扉３１，３２の開閉のタイミングを自律移動ロボット１の扉開閉制御部７５により制御することにより、エレベータの扉３１，３２が開いてから、エレベータ乗籠３０に対して自律移動ロボット１が乗降するよりも先に、人がエレベータ乗籠３０に乗り込むのを防止することができる。なお、エレベータ制御装置１０が実際に扉の開閉を確認し、扉開き確認信号又は扉閉め確認信号を出力する代わりに、自律移動ロボット１の扉開閉制御部７５から扉開き信号又は扉閉め信号を送信してから所定時間を経過した時点で扉３１，３２が開閉されたものと推定しても、通常のエレベータシステム自体に安全装置が設けられているため、特に問題は生じない。

次に、エレベータの扉３１，３２の開き幅について説明する。自律移動ロボット１により指定された停止階のエレベータ乗降領域に人がいない場合は、エレベータの扉３１，３２を全開にしても差し支えない。ところが、エレベータ乗降領域に人が存在しているときは、エレベータの扉３１，３２を全開にすると、扉３１，３２と自律移動ロボット１の隙間から人がエレベータ乗籠３０に乗り込んでしまう可能性がある。そこで、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、エレベータの扉３１，３２を開く際、図５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）だけ開くようにする。これにより、自律移動ロボット１がエレベータ乗籠３０に対して乗降する際、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。

次に、自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムの別の変形例の動作について説明する。なお、図１０は、図８及び図９に示すフローチャートとの変形部分のみを示す。ステップＳ３６において、エレベータ乗籠３０が指定された停止階に到着すると、自律移動ロボット１は、距離測定装置３により、エレベータの内扉３１の凹凸などを測定し、走行制御部７３により駆動装置２を微動させ、自律移動ロボット１の（後方）人検出装置４’が内扉３１の中心を向くように、自己位置を修正する（Ｓ５０）。そして、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、第１扉開き信号を送信する（Ｓ５１）。エレベータ制御装置１０は、自律移動ロボット１の扉開閉制御部７５からの第１扉開き信号に応じて、エレベータの扉３１，３２を第１の幅だけ開く（Ｓ５２）。この第１の幅は、例えば自律移動ロボット１の（後方）人検出装置４’などにより、エレベータ乗降領域３４における人の存在を検出しうるだけの幅であって、人がエレベータ乗籠３０に乗り込むには狭すぎる幅である。

さらに、エレベータ開閉装置１０は、実際にエレベータの扉３１，３２が第１の幅だけ開いたことを確認すると、内部エレベータ制御装置端末１２及び信号電送装置５を介して扉開き確認信号を自律移動ロボット１に送信する（Ｓ５３）。自律移動ロボット１は、扉開き確認信号を受信すると、人検出装置４’を用いて、エレベータ乗降領域３４に人が存在するか否かを判断する（Ｓ５４）。人検出装置４’によりエレベータ乗降領域４３に人の存在を検出すると（Ｓ５４でＹｅｓ）、メッセージ出力装置６などにより、エレベータ乗降領域３４にいる人に対して待避してもらう旨の所定のメッセージを出力する（Ｓ５５）。さらに、人検出装置４’によりエレベータ乗降領域３４にいる人が待避したことを確認する（Ｓ５６）。

エレベータ乗降領域３４から人が待避すると（Ｓ５６でＹｅｓ）、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、第２扉開き信号を送信する（Ｓ５７）。エレベータ制御装置１０は、自律移動ロボット１の扉開閉制御部７５からの第２扉開き信号に応じて、エレベータの扉３１，３２を第２の幅だけ開く（Ｓ５８）。この第２の幅は、図５に示すように、自律移動ロボット１が通過可能な最小幅である。エレベータ開閉装置１０は、実際にエレベータの扉３１，３２が第２の幅だけ開いたことを確認すると、内部エレベータ制御装置端末１２及び信号電送装置５を介して扉開き確認信号を自律移動ロボット１に送信する（Ｓ５９）。自律移動ロボット１は、扉開き確認信号を受信すると、走行制御部７３により駆動装置２を駆動して、エレベータ乗籠３０から降りる（Ｓ４０）。

この変形例によれば、自律移動ロボット１に設けられている人検出装置４，４’などを用いて、実際にエレベータ乗降領域に人が存在していること、及びその人が安全な場所に待避したことを確かめた上で、自律移動ロボット１がエレベータ乗籠３０から降りるので、エレベータ乗籠３０から降りようとする自律移動ロボット１とエレベータ乗籠３０に乗り込もうとする利用者とが干渉することを未然に防止することができる。

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。

自律移動ロボット１がエレベータ乗籠３０に乗り込んだ状態を示す図３から図５では、自律移動ロボット１は、そ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している。このような停止位置をとることにより、扉３１，３２が開いた直後に、利用者が自律移動ロボット１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。さらに、自律移動ロボット１がエレベータ乗籠３０に乗り込む場合、自律移動ロボット１の停止位置に誤差があるため、扉３１を閉める際、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、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。

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、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自律移動ロボットの移動用に提供する。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、そのエレベータを自律移動ロボットの移動用に提供する。さらに、自律移動ロボット１が特定のエレベータを排他的に使用しても、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。

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示す図。本発明の一実施の形態に係る自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムの構成を示すブロック図。上記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エレベータ乗籠が昇降中又は指定された停止階に到着したが扉を開いていない状態を示す平面図。エレベータ乗籠が指定された停止階に到着し扉を第１の幅だけ開いた状態を示す平面図。エレベータ乗籠が指定された停止階に到着し扉を第２の幅だけ開いた状態を示す平面図。上記自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムの動作を示すフローチャート。図６のフローチャートの続きを示す図。上記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を示すフローチャート。図８のフローチャートの続きを示す図。上記自律移動ロボット用のエレベータ乗降システムの他の変形例の動作を示すフローチャート（変形部分のみ）。

符号の説明

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（利用者検出手段）
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エレベータ乗籠側の内扉
３２エレベータホール側の外扉
３３エレベータホールの壁
３４エレベータ乗降領域
７１記憶部
７２現在位置演算部
７３走行制御部
７５扉開閉制御部

Claims

エレベータ乗籠と、
前記エレベータ乗籠の内部に設けられた停止階指定装置と、
各階のエレベータ乗降領域に設けられた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と、
前記各階のエレベータ乗降領域にエレベータ利用者の存在を検出する利用者検出手段と、
各階のエレベータホールに設けられ、ディスプレイ装置又はスピーカを備えたエレベータ制御装置端末と、
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とを備えたエレベータ乗降システムであって、
前記自律移動ロボットは、
駆動装置と、
自己の周囲の所定の範囲内に存在する物体までの距離を測定する距離測定手段と、
前記領域の地図情報を記憶した記憶部と、
前記距離測定手段により測定された所定の対象物までの距離と前記地図情報とから、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、
前記地図情報及び演算された自己の現在位置に基づいて、前記領域内での走行を制御する走行制御手段と、
自己の周囲の所定の範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、
エレベータ乗籠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、
所定のメッセージを出力するメッセージ出力手段とを備え、
前記利用者検出手段は、自律移動ロボットが前記エレベータ乗籠に乗り込み、指定された停止階に移動中に、いずれかの階のエレベータ乗籠呼び出し装置が操作されたときに、その階のエレベータ乗降領域にエレベータ利用者が存在すると判断し、エレベータ利用者と前記自律移動ロボットとが前記エレベータ乗籠を同時に利用することを防止するため、各階の前記エレベータ乗籠呼び出し装置からの呼び出し信号を無視すると共に、各階の前記エレベータ制御装置端末のディスプレイ装置又はスピーカを介して、所定のメッセージを出力し、
前記扉開閉制御手段は、前記エレベータ乗籠が指定された停止階に停止してエレベータの扉を開く際、前記エレベータ制御装置に対して第１扉開き信号を送信し、
前記エレベータ制御装置は、前記扉開閉制御手段からの第１扉開き信号に応じて、エレベータ乗降領域における人の存在を検出しうるだけの第１の幅だけエレベータの扉を開き、
前記人検出手段は、エレベータ乗降領域に人が存在するか否かを判断し、
前記人検出手段がエレベータ乗降領域における人の存在が検出すると、前記メッセージ出力手段は、エレベータ乗降領域にいる人に対して待避してもらう旨の所定のメッセージを視覚的に及び／又は音声で出力し、
前記人検出手段によりエレベータ乗降領域にいる人が待避したことを確認した後、前記扉開閉制御手段は、前記エレベータ制御装置に対して第２扉開き信号を送信し、
前記エレベータ制御装置は、前記扉開閉制御手段からの第２扉開き信号に応じて、自律移動ロボットが通過可能な第２の幅だけエレベータの扉を開き、
前記走行制御手段は、駆動装置を制御して前記エレベータ乗籠から降りることを特徴とするエレベータ乗降システム。
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、
駆動装置と、
自己の周囲の所定の範囲内に存在する物体までの距離を測定する距離測定手段と、
前記領域の地図情報を記憶した記憶部と、
前記距離測定手段により測定された所定の対象物までの距離と前記地図情報とから、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、
前記地図情報及び演算された自己の現在位置に基づいて、前記領域内での走行を制御する走行制御手段と
自己の周囲の所定の範囲内において人の存在を検出する人検出手段と、
エレベータ乗籠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、
所定のメッセージを出力するメッセージ出力手段とを備え、
前記扉開閉制御手段は、前記エレベータ乗籠が指定された停止階に停止してエレベータの扉を開く際、エレベータ乗降領域における人の存在を検出しうるだけの第１の幅だけエレベータの扉を開き、前記人検出手段によりエレベータ乗降領域における人の存在を検出すると、前記メッセージ出力手段によりエレベータ乗降領域にいる人に対して待避してもらう旨の所定のメッセージを視覚的に及び／又は音声で出力し、前記人検出手段によりエレベータ乗降領域にいる人が待避したことを確認した後、前記扉開閉制御手段により自律移動ロボットが通過可能な第２の幅だけエレベータの扉を開き、前記走行制御手段により駆動装置を制御して前記エレベータ乗籠から降りることを特徴とする自律移動ロボット。
前記エレベータ乗籠が指定された停止階に停止してエレベータの扉を開く際、前記信号伝送手段を介して前記エレベータ制御装置に対して扉開き信号を送信し、前記エレベータの扉が指定した開口幅だけ開いたことを確認し、前記距離測定手段により前記エレベータの扉の端部までの距離を測定し、前記エレベータの扉の開口部を通過可能な位置に移動してから、前記エレベータ乗籠から降りることを特徴とする請求項２に記載の自律移動ロボット。