JP5087360B2 - Inspection system - Google Patents
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Description
本発明は、建築物の閉空間内を点検する点検システム、移動体、操作装置、及び点検プログラムに関する。 The present invention relates to an inspection system, a moving body, an operation device, and an inspection program for inspecting a closed space of a building.
近年、住宅の高品質化を目指す国策や、家屋リフォームの要求、防災に対する関心の高まりから、住宅や家屋などの建築物の点検を行う機会が増加している。なお、建築物には、地上に設けられるものだけでなく、地下に設けられるものも含まれる。建築物の床下空間や屋根裏空間(以下、「閉空間」)については、人目に触れにくい一方で建築物の基幹部分であるため、点検のニーズが高い。 In recent years, opportunities to inspect buildings such as houses and houses have increased due to national policies aimed at improving the quality of houses, demands for home remodeling, and growing interest in disaster prevention. Buildings include not only those provided on the ground but also those provided underground. The underfloor space and attic space (hereinafter referred to as “closed space”) of a building is difficult to touch, but is a key part of the building, so there is a high need for inspection.
しかし、上記の閉空間は、一般的に非常に狭い空間であり、衛生状態も悪い。このため、移動体(例えば、移動ロボット)を導入し、移動体の位置や進行方向を自動で検出し、当該移動体を遠隔操作することによって閉空間内を撮像する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 However, the above-mentioned closed space is generally a very narrow space and has poor hygiene. For this reason, a method has been proposed in which a moving body (for example, a mobile robot) is introduced, the position and traveling direction of the moving body is automatically detected, and the inside of the closed space is imaged by remotely operating the moving body ( For example, see Patent Document 1).
ただし、上記の閉空間では、GPS(Global Positioning System)衛星からの電波を受信困難であるために、GPSは利用できない。更に、鉄筋による地磁気の乱れから、方位磁石も利用できないという問題がある。 However, in the above-mentioned closed space, it is difficult to receive radio waves from a GPS (Global Positioning System) satellite, so GPS cannot be used. Furthermore, there is a problem that the azimuth magnet cannot be used due to the disturbance of geomagnetism due to the reinforcing bars.
GPSや方位磁石を利用せずに移動体の進行方向を検出する技術として、次のような手法が提案されている(特許文献2参照)。具体的には、特許文献1に記載の手法では、移動体は、進行方向に対する回動方向(以下、「ヨー角方向」)の角速度を検出するジャイロセンサを有する。
The following method has been proposed as a technique for detecting the traveling direction of a moving body without using GPS or a compass (see Patent Document 2). Specifically, in the method described in
そして、ジャイロセンサによって検出された角速度を積分などの手法により積算することによって移動体の進行方向が判定される。また、特許文献2に記載の手法では、移動体の走行経路(地面)に予め設置された標識を磁気センサにより検出することによって、積算によって生じる累積誤差を補正する。
しかしながら、建築物の閉空間の点検は数年に1度の頻度であり、移動体がトレースするための標識を予め地面に設置することは現実的ではない。また、建築物の床下地面に標識を設置すると、設置された標識を恒久的に維持することが困難である。 However, the inspection of the closed space of the building has a frequency of once every several years, and it is not realistic to place a sign for the mobile body to trace in advance on the ground. Moreover, when a sign is installed on the floor base of the building, it is difficult to maintain the installed sign permanently.
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、建築物の閉空間を点検する場合に、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を精度良く補正可能な点検システム、移動体、操作装置、及び点検プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can accurately correct cumulative errors caused by obtaining the traveling direction of a moving body by integration when checking the closed space of a building. An object of the present invention is to provide an inspection system, a moving body, an operation device, and an inspection program.
本発明の特徴では、建築物の閉空間(床下空間A1)内を移動する移動体(床下点検ロボット200)と、前記移動体を遠隔操作する操作装置(ロボット操作装置100)とを備え、前記閉空間内を点検する点検システム(床下点検システム10)は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化(角速度Δγ)を検出する角度変化検出部(センサ部230)と、前記角度変化検出部の出力値を積算することによって前記移動体の進行方向(進行方向FR)を検出する進行方向検出部(方向検出部310)と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材(例えば、大引/根太)を検出する天井部材検出部(例えば天井距離計測部SR,SL)とを備え、前記進行方向検出部は、前記天井部材検出部による検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部(誤差補正部320)を有する。ここで、天井部材とは、例えば天井板を支え、建築物の強度を維持する部材を意味する。 In a feature of the present invention, a moving body (underfloor inspection robot 200) that moves in a closed space (underfloor space A1) of a building, and an operating device (robot operating device 100) that remotely operates the moving body are provided. An inspection system (underfloor inspection system 10) for inspecting a closed space includes an angle change detection unit (sensor unit 230) that detects an angle change (angular velocity Δγ) in the yaw angle direction of the moving body, and the angle change detection unit. A traveling direction detection unit (direction detection unit 310) that detects the traveling direction (traveling direction FR) of the moving body by integrating the output values of the moving body, and a ceiling member (for example, a member existing on the ceiling in the closed space) And a ceiling member detection unit (for example, ceiling distance measurement unit SR, SL) that detects a large drawing / joe), and the traveling direction detection unit uses the detection result of the ceiling member detection unit to perform the integration. Therefore, an accumulated error correction unit (error correction unit 320) that corrects the accumulated error that occurs is included. Here, a ceiling member means the member which supports a ceiling board and maintains the intensity | strength of a building, for example.
このような点検システムによれば、移動体がトレースするための標識を地面に設置するのではなく、閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を利用して累積誤差を補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。 According to such an inspection system, the accumulated error is corrected by using a ceiling member that is a member existing on the ceiling in the closed space, instead of installing a sign for the mobile body to trace on the ground. Accumulated errors can be corrected with high accuracy.
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記累積誤差補正部は、前タイミングにおける前記移動体の進行方向を示す値(γ’)、又は前記天井部材検出部による検出結果に基づく値(γ)のいずれかを選択する選択部(選択部322)を有し、前記進行方向検出部は、前記選択部の出力値と、現タイミングにおける前記角度変化検出部の出力値(Δγ)との加算結果を、現タイミングにおける前記移動体の進行方向を示す値として出力する加算部(加算部311)を有し、前記選択部は、前記累積誤差の補正時において、前記天井部材検出部による検出結果に基づく値を選択することが好ましい。 In the inspection system according to the above feature, the cumulative error correction unit may be either a value (γ ′) indicating a traveling direction of the moving body at a previous timing or a value (γ) based on a detection result by the ceiling member detection unit. A selection unit (selection unit 322) for selecting, the traveling direction detection unit, the addition result of the output value of the selection unit and the output value (Δγ) of the angle change detection unit at the current timing, An adding unit (adding unit 311) that outputs a value indicating the traveling direction of the moving body at the current timing, and the selection unit is a value based on a detection result by the ceiling member detecting unit when correcting the accumulated error Is preferably selected.
このような点検システムによれば、累積誤差の補正時において、天井部材検出部による検出結果に基づく値と、現タイミングにおける角度変化検出部の出力値とが加算されて、累積誤差が補正されるので、累積誤差をより精度良く補正可能となる。 According to such an inspection system, when the accumulated error is corrected, the value based on the detection result by the ceiling member detection unit and the output value of the angle change detection unit at the current timing are added to correct the accumulated error. Therefore, the accumulated error can be corrected with higher accuracy.
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記累積誤差補正部は、前記移動体の進行方向に対する左右方向と前記天井部材の長手方向とのなす角度(角度α)を算出し、算出された前記角度に応じて前記累積誤差を補正することが好ましい。 In the inspection system according to the above feature, the cumulative error correction unit calculates an angle (angle α) formed by a left-right direction with respect to a traveling direction of the moving body and a longitudinal direction of the ceiling member, and calculates the calculated angle. Accordingly, it is preferable to correct the accumulated error.
このような点検システムによれば、移動体の進行方向に対する左右方向(方向“L−R”)と天井部材の長手方向(方向“LD”)とのなす角度に応じて累積誤差を補正するので、移動体が天井部材の下方を通過する度に累積誤差を補正可能となる。 According to such an inspection system, the accumulated error is corrected according to the angle formed by the left-right direction (direction “LR”) with respect to the traveling direction of the moving body and the longitudinal direction of the ceiling member (direction “LD”). The accumulated error can be corrected each time the moving body passes below the ceiling member.
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記天井部材検出部は、前記移動体に設けられ、上方に向けて距離計測を行う左右一対の天井距離計測部(天井距離計測部SR,SL)を備え、前記累積誤差補正部は、前記天井距離計測部の位置間隔(間隔L)と、前記天井距離計測部のそれぞれが前記天井部材を検出した各位置間において前記移動体が移動した距離(移動距離D)とに基づいて、前記角度を算出することが好ましい。 In the inspection system according to the above feature, the ceiling member detection unit includes a pair of left and right ceiling distance measurement units (ceiling distance measurement units SR, SL) that are provided in the moving body and measure distances upward. The cumulative error correction unit includes a position interval (interval L) of the ceiling distance measurement unit and a distance (movement distance D) by which the moving body moves between each position where the ceiling distance measurement unit detects the ceiling member. ) And the angle is preferably calculated.
このような点検システムによれば、必要最小限のセンサによって移動体の進行方向に対する左右方向と天井部材の長手方向とのなす角度を検出可能となる。 According to such an inspection system, it is possible to detect the angle formed by the left and right direction with respect to the traveling direction of the moving body and the longitudinal direction of the ceiling member with a minimum number of sensors.
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記天井部材検出部は、前記移動体に設けられ、前記移動体の上方を撮像可能な撮像装置(カメラユニット210)を備え、前記累積誤差補正部は、前記撮像装置が前記天井部材を撮像して得られた画像を画像処理することによって前記角度を算出することが好ましい。 In the inspection system according to the above feature, the ceiling member detection unit includes an imaging device (camera unit 210) provided on the moving body and capable of imaging the upper side of the moving body, and the cumulative error correction unit includes: It is preferable that the angle is calculated by performing image processing on an image obtained by an imaging device imaging the ceiling member.
このような点検システムによれば、センサを設けることなく、移動体の進行方向に対する左右方向と天井部材の長手方向とのなす角度を検出可能となる。 According to such an inspection system, it is possible to detect the angle between the left-right direction with respect to the traveling direction of the moving body and the longitudinal direction of the ceiling member without providing a sensor.
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記移動体の移動距離を検出する移動距離算出部(移動距離算出部330)と、前記進行方向検出部によって検出された前記進行方向と、前記移動距離算出部によって検出された前記移動距離とに基づいて、前記閉空間内における前記移動体の所在位置を特定する所在位置特定部(所在位置特定部340)と、前記閉空間の平面図を表示するとともに、前記所在位置特定部によって特定された前記所在位置を前記平面図上に表示する表示部(表示部180)とをさらに備えることが好ましい。 In the inspection system according to the above feature, a movement distance calculation unit (movement distance calculation unit 330) that detects a movement distance of the moving body, the traveling direction detected by the traveling direction detection unit, and the movement distance calculation unit And a location position specifying unit (location position specifying unit 340) for specifying the location of the moving body in the closed space based on the moving distance detected by the display, and a plan view of the closed space. It is preferable to further include a display unit (display unit 180) for displaying the location position specified by the location location specifying unit on the plan view.
このような点検システムによれば、高精度に検出された進行方向を用いて移動体の所在位置を検出し、検出した所在位置をユーザに提示することが可能となる。 According to such an inspection system, it is possible to detect the location of the moving body using the traveling direction detected with high accuracy and to present the detected location to the user.
本発明の特徴では、建築物の閉空間内を移動する移動体は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出部と、前記角度変化検出部の出力値を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出部と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を検出する天井部材検出部とを備え、前記進行方向検出部は、前記天井部材検出部による検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部を有する。 In a feature of the present invention, a moving body that moves in a closed space of a building integrates an angle change detection unit that detects a change in angle of the moving body in a yaw angle direction, and an output value of the angle change detection unit. A traveling direction detection unit that detects a traveling direction of the moving body, and a ceiling member detection unit that detects a ceiling member that is a member existing on the ceiling in the closed space, and the traveling direction detection unit includes: A cumulative error correction unit that corrects a cumulative error caused by the integration using a detection result by the ceiling member detection unit is provided.
このような移動体によれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。 According to such a moving body, since the accumulated error caused by obtaining the traveling direction of the moving body by integration is corrected using the ceiling member, the accumulated error can be accurately corrected.
本発明の特徴では、建築物の閉空間内を移動する移動体を遠隔操作する操作装置は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出部と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材の検出結果を取得する検出結果取得部(通信装置110)とを備え、前記進行方向検出部は、前記検出結果取得部によって取得された前記検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部を有する。 According to a feature of the present invention, an operating device that remotely controls a moving body that moves in a closed space of a building detects the traveling direction of the moving body by integrating the change in angle in the yaw angle direction of the moving body. A traveling direction detection unit; and a detection result acquisition unit (communication device 110) that acquires a detection result of a ceiling member that is a member existing on the ceiling in the closed space, wherein the traveling direction detection unit acquires the detection result. A cumulative error correction unit that corrects a cumulative error caused by the integration using the detection result acquired by the unit;
このような操作装置によれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。 According to such an operation device, since the accumulated error caused by obtaining the traveling direction of the moving body by accumulation is corrected using the ceiling member, the accumulated error can be accurately corrected.
本発明の特徴では、建築物の閉空間内を移動する移動体と、前記移動体を遠隔操作する操作装置とを用いた点検方法は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出ステップと、前記角度変化検出ステップの出力値を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出ステップと、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を検出する天井部材検出ステップと、前記天井部材検出ステップによる検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正ステップとを備える。 In a feature of the present invention, an inspection method using a moving body that moves in a closed space of a building and an operation device that remotely controls the moving body detects a change in the angle of the moving body in the yaw angle direction. An angle change detection step, a travel direction detection step for detecting the travel direction of the moving body by integrating the output values of the angle change detection step, and a ceiling member that is a member existing on the ceiling in the closed space And a cumulative error correction step of correcting a cumulative error caused by the integration using a detection result of the ceiling member detection step.
このような点検方法によれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。 According to such an inspection method, the accumulated error caused by obtaining the traveling direction of the moving body by correction is corrected using the ceiling member, so that the accumulated error can be corrected with high accuracy.
本発明の特徴は、建築物の閉空間内を移動する移動体を遠隔操作する操作装置として機能するコンピュータに、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出手順と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材の検出結果を取得する検出結果取得手順と、前記検出結果取得手順によって取得された前記検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正手順とを実行させる点検プログラムである。 A feature of the present invention is that a computer that functions as an operating device that remotely controls a moving body that moves in a closed space of a building is integrated with a change in the yaw angle direction of the moving body to advance the moving body. Using a traveling direction detection procedure for detecting a direction, a detection result acquisition procedure for acquiring a detection result of a ceiling member that is a member existing on the ceiling in the closed space, and the detection result acquired by the detection result acquisition procedure And a cumulative error correction procedure for correcting a cumulative error caused by the integration.
このような点検プログラムによれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。 According to such an inspection program, the accumulated error caused by obtaining the traveling direction of the moving body by correction is corrected using the ceiling member, so that the accumulated error can be corrected with high accuracy.
本発明によれば、建築物の閉空間を点検する場合に、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を精度良く補正可能な点検システム、移動体、操作装置、及び点検プログラムを提供することができる。 According to the present invention, when inspecting a closed space of a building, an inspection system, a moving body, an operating device, and an inspection program capable of accurately correcting an accumulated error caused by obtaining the traveling direction of the moving body by integration are provided. Can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings in the following embodiments, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
[第1実施形態]
本実施形態においては、(1)床下点検システムの概略構成、(2)床下点検システムの詳細構成、(3)床下点検システムの動作、(4)作用・効果について説明する。
[First Embodiment]
In the present embodiment, (1) a schematic configuration of the underfloor inspection system, (2) a detailed configuration of the underfloor inspection system, (3) an operation of the underfloor inspection system, and (4) actions and effects will be described.
(1)床下点検システムの概略構成
図1は、本実施形態に係る床下点検システム10の概略構成図である。床下点検システム10は、ロボット操作装置(操作装置)100及び床下点検ロボット(移動体)200を備える。
(1) Schematic Configuration of Underfloor Inspection System FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
ロボット操作装置100は、床下点検ロボット200と無線通信を実行し、床下点検ロボット200を遠隔操作する。図1では、ロボット操作装置100としてノートPCを例示している。
The
床下点検ロボット200は、建造物の床下空間A1を点検する。具体的には、床下点検ロボット200は、建造物の床下空間A1内を撮像し、撮像して得られた画像データをロボット操作装置100へ送信する。
The
ロボット操作装置100は、例えば床上空間A2において、ユーザ(作業者)によって使用される。ロボット操作装置100は、床下点検ロボット200から受信した画像データに基づき、撮像画像を表示部180上にリアルタイムに表示する。
The
ロボット操作装置100は、ユーザからの入力操作に応じて、床下点検ロボット200を操作する操作コマンド(カメラ操作コマンド、ロボット移動コマンドなど)を床下点検ロボット200へ送信する。
The
床下点検ロボット200は、前輪202Fと、後輪202Rと、前輪202F及び後輪202Rに掛け渡されたクローラ201とを備える。クローラ201は、前輪202F及び後輪202Rの回転に伴って回転する。床下点検ロボット200は、クローラ201の回転により、前進、後進、その場旋回を組み合わせて移動する。
The
床下点検ロボット200は、上方に突出して設けられたカメラユニット(撮像装置)210を備える。以下においては、床下点検ロボット200においてカメラユニット210を除く本体部分を適宜「車体」と呼ぶ。カメラユニット210は、車体とは独立して、パン方向及びチルト方向に回動可能であり、ズームも可能である。
The
図2及び図3を用いて、床下空間A1内の環境の一例について説明する。 An example of the environment in the underfloor space A1 will be described with reference to FIGS.
図2に示すように、床下空間A1は、高さ32cm〜37cm程度の空間であり、基礎により長方形の区画に区切られている。床下点検ロボット200は、基礎に形成されている通気口を通過して隣の区画へ移動する。床下点検ロボット200は、ロボット操作装置100の制御下で、基礎、配管、ケーブル・パイプなどを撮像する。
As shown in FIG. 2, the underfloor space A1 is a space having a height of about 32 cm to 37 cm, and is divided into rectangular sections by a foundation. The
また、図3に示すように、床下空間A1の天井部分には、大引及び根太などの天井部材が格子状に配置されている。複数の大引は、束石や床束などによって支持され、互いに平行に配置される。複数の根太は、大引によって支持され、互いに平行に配置される。根太の上面には、図示を省略する天井板が配置される。大引/根太のいずれも、直線状(棒状)の形状を有しており、基礎の壁面と平行に配置される。 Moreover, as shown in FIG. 3, ceiling members, such as large drawing and joists, are arrange | positioned at the ceiling part of underfloor space A1 at the grid | lattice form. The plurality of large forks are supported by a bunch of stones, a floor bundle, and the like, and are arranged in parallel to each other. The plurality of joists are supported by the large draw and are arranged in parallel to each other. A ceiling board (not shown) is disposed on the upper surface of the joist. Each of the large pull / joe has a straight (rod-like) shape and is arranged in parallel with the wall surface of the foundation.
(2)床下点検システムの詳細構成
次に、床下点検ロボット200及びロボット操作装置100の詳細構成について説明する。
(2) Detailed Configuration of Underfloor Inspection System Next, detailed configurations of the
(2.1)床下点検ロボットの構成
図4は、床下点検ロボット200の平面図である。床下点検ロボット200は、左側のクローラ201L及び右側のクローラ201Rを互いに逆方向に駆動することによって、車体中心Cを中心にしてヨー角方向に回動する。図4において、記号“FR”は進行方向を示し、記号“RE”は車体後方を示している。また、記号“R”及び“L”は、車体右方向及び車体左方向をそれぞれ示している。
(2.1) Configuration of Underfloor Inspection Robot FIG. 4 is a plan view of the
床下点検ロボット200の前部の左右両側には、床下点検ロボット200の上方に向けて距離計測を行う左側天井距離計測部SL及び右側天井距離計測部SRが配置される。天井距離計測部SR,SLとしては、例えば光学距離センサ又は超音波距離センサなどが使用できる。本実施形態において、天井距離計測部SR,SLは、天井部材(具体的には、大引や根太などの天井部材)を検出する天井部材検出部に含まれる。
On the left and right sides of the front part of the
本実施形態では、天井距離計測部SR,SLは、上方への距離の値を出力しても良く、天井部材の凹凸に応じてH(ハイ)/L(ロー)を出力しても良い。天井距離計測部SR,SLが上方への距離の値を出力する場合、上述した天井部材検出部は、当該距離の値と閾値との比較結果をH(ハイ)/L(ロー)で出力する。本実施形態では、天井距離計測部SR,SLが上方への距離の値を出力する場合について説明する。 In the present embodiment, the ceiling distance measuring units SR and SL may output an upward distance value, or may output H (high) / L (low) according to the unevenness of the ceiling member. When the ceiling distance measuring units SR and SL output the upward distance value, the above-described ceiling member detection unit outputs the comparison result between the distance value and the threshold value as H (high) / L (low). . This embodiment demonstrates the case where ceiling distance measurement part SR, SL outputs the value of the distance to the upper direction.
図5は、床下点検ロボット200の機能ブロック構成図である。図5に示すように、床下点検ロボット200は、カメラユニット210、通信装置220、センサ部230、走行用モータ240、移動制御装置250、及び電源装置260を備える。
FIG. 5 is a functional block configuration diagram of the
通信装置220は、例えば無線LAN方式に準拠して構成され、無線通信を実行する。センサ部230は、天井距離計測部SR,SLに加え、前輪202Fや後輪202Rの回転数を検出するエンコーダ(ロータリエンコーダ)や、ヨー角方向の角速度Δγを検出するジャイロセンサなどを備える。本実施形態において、ジャイロセンサは、床下点検ロボット200のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出部として機能する。当該角度変化検出部は、エンコーダの出力値を用いて当該角度の変化を検出することも可能である。本実施形態では、角度変化検出部としてジャイロセンサを用いる場合について説明する。
The
走行用モータ240は、電源装置(バッテリ)260から電力が供給され、前輪202Fや後輪202Rを駆動する。移動制御装置250は、ロボット操作装置100から送信されたロボット移動コマンドに応じて、走行用モータ240を制御する。
The traveling
また、移動制御装置250は、センサ部230からのセンサ値に応じて走行用モータ240を制御したり、通信装置220を介して当該センサ値をロボット操作装置100に送信したりする。
In addition, the
カメラユニット210は、カメラ211、パン用モータ212、チルト用モータ213、ズーム機構214、フォーカス機構215、及びカメラ制御装置216を備える。なお、床下空間A1内を照明する照明装置が、カメラユニット210に備えられていてもよい。
The
カメラ211は例えばCCDカメラであり、カメラ211から得られた画像データは、カメラ制御装置216及び通信装置220を介してロボット操作装置100に送信される。
The
チルト用モータ213は、カメラ211をチルト方向に回動させる。パン用モータ212は、カメラ211(カメラユニット210全体)をパン方向に回動させる。
The
ズーム機構214は、カメラ211のズーム率を変更する。フォーカス機構215は、カメラ211をフォーカス制御する。カメラ制御装置216は、ロボット操作装置100から送信されたカメラ操作コマンドに応じて、カメラユニット210全体を制御する。
The
(2.2)ロボット操作装置の構成
図6は、ロボット操作装置100の機能ブロック構成図である。図6に示すように、ロボット操作装置100は、通信装置110、記憶部130、制御部150、入力部170、及び表示部180を備える。
(2.2) Configuration of Robot Operating Device FIG. 6 is a functional block configuration diagram of the
通信装置110は、例えば無線LAN方式に準拠して構成され、無線通信を実行する。記憶部130は、ロボット操作装置100における情報処理や画像処理に用いられる各種のデータを記憶する。本実施形態では、記憶部130は、基礎伏図に基づく床下図面(平面図)の図面データを予め記憶している。
The
制御部150は、ロボット操作装置100全体を制御するとともに、通信装置110を用いて、床下点検ロボット200に各種コマンドを送信したり、床下点検ロボット200から各種情報(画像データ及びセンサ値など)を取得したりする。本実施形態において、通信装置110は、床下点検ロボット200から各種情報を取得する取得部として機能する。
The
入力部170は、例えばキーボードやマウスであり、ユーザからの入力を受付ける。表示部180は、各種の情報を表示する。具体的には、表示部121は、LCDなどのディスプレイ182と、ディスプレイ182を制御する表示制御部181とを有する(図7(a)参照)。本実施形態では、表示部180は、床下図面を表示するとともに、床下点検ロボット200の所在位置を床下図面上に表示する。
The
(2.3)進行方向検出機能
図7(a)は、床下点検システム10において床下点検ロボット200の進行方向FRを検出する構成を示す機能ブロック構成図である。
(2.3) Traveling Direction Detection Function FIG. 7A is a functional block configuration diagram showing a configuration for detecting the traveling direction FR of the
図7(a)に示す方向検出部310、移動距離算出部330及び所在位置特定部340の各機能ブロックは、床下点検ロボット200の移動制御装置250、又はロボット操作装置100の制御部150の内部に設けられる。
The functional blocks of the
あるいは、図7(a)に示す方向検出部310、移動距離算出部330及び所在位置特定部340の各機能ブロックが、床下点検ロボット200の移動制御装置250、又はロボット操作装置100の制御部150に分散して設けられていても良い。
Alternatively, the functional blocks of the
方向検出部310は、選択部322、加算部311、角度算出部321、及び保持部323を有する。選択部322、加算部311、及び角度算出部321は、同一のクロックに同期して動作する。
The
以下では、図7(b)に示すタイムチャートを適宜参照して、方向検出部310の構成について説明する。図7(b)において、“t(n)”は現在のタイミング(以下、「現タイミング」)を示し、“t(n−1)”は1クロックサイクル前のタイミング(以下、「前タイミング」)を示している。
Below, the structure of the
保持部323は、進行方向FRを示す値γ’をクロックの立ち上がりと同期して保持及び出力する。
The holding
選択部322は、保持部323が出力する前タイミングt(n−1)における進行方向FRを示す値γ’、又は上述した天井部材検出部による検出結果に基づく値γのいずれかを選択する。
The
加算部311は、選択部322の出力値と、現タイミングt(n)における角度変化を示す値(角速度Δγ)との加算結果を、現タイミングt(n)における床下点検ロボット200の進行方向FRを示す進行方向情報γ’として出力する。
The
具体的には、進行方向情報γ’は角度を示しており、床下点検ロボット200の初期位置における進行方向を基準に定められる。本実施形態では、床下点検ロボット200の初期位置における進行方向に対して時計回りを正方向としている。
Specifically, the traveling direction information γ ′ indicates an angle and is determined based on the traveling direction at the initial position of the
なお、角速度Δγは、ジャイロセンサによって得られる以外にも、左右エンコーダの各回転数の差分をもとに算出された角速度Δγとしても良い。 Note that the angular velocity Δγ may be an angular velocity Δγ calculated based on the difference between the rotational speeds of the left and right encoders, in addition to being obtained by the gyro sensor.
角度算出部321は、床下点検ロボット200の進行方向FRに対する左右方向と大引や根太などの天井部材の長手方向とのなす角度αを、進行方向情報γ’の補正値γとして算出する。そして、選択部322は、角度算出部321によって算出された補正値γ、又は前タイミングt(n−1)において得られた進行方向情報γ’のいずれかを加算部311に供給する。
The angle calculation unit 321 calculates an angle α formed by the left-right direction with respect to the traveling direction FR of the
このように、選択部322及び角度算出部321は、累積誤差を補正する誤差補正部320として機能する。具体的には、選択部322は、累積誤差の補正時(すなわち、天井部材の下方通過時)において補正値γを選択し、それ以外では前タイミングt(n−1)において得られた進行方向情報γ’を選択する。ただし、選択部322は、床下点検ロボット200の初期位置においては、初期値(0°)を選択することに留意すべきである。
Thus, the
移動距離算出部330は、例えばエンコーダが検出した前輪202Fや後輪202Rの回転数Eに応じて、床下点検ロボット200の移動距離を算出する。
The movement distance calculation unit 330 calculates the movement distance of the
所在位置特定部340は、床下点検ロボット200の初期位置と、方向検出部310によって検出された進行方向情報γと、移動距離算出部330によって算出された移動距離とに基づいて、床下空間A1における床下点検ロボット200の所在位置を特定する。
Based on the initial position of the
表示制御部181は、記憶部130に記憶されている床下図面データと、所在位置特定部340によって特定された床下点検ロボット200の所在位置とに基づいて、床下図面をディスプレイ182上に表示するとともに、当該床下図面上に床下点検ロボット200の所在位置PSを表示する(図14参照)。
The display control unit 181 displays the underfloor drawing on the
(3)床下点検システムの動作
以下において、図8〜図14を用いて、床下点検システム10の動作について説明する。
(3) Operation of Underfloor Inspection System Hereinafter, the operation of the
(3.1)累積誤差補正動作の概略
図8は、床下点検システム10における累積誤差補正動作の概略を示す図である。
(3.1) Outline of Cumulative Error Correction Operation FIG. 8 is a diagram showing an outline of the cumulative error correction operation in the
図8において、記号“γ”は床下点検ロボット200の実際の進行方向を意味し、記号“γ’”は方向検出部310が出力する進行方向情報が示す方向を意味している。つまり、進行方向情報γ’には、積算による累積誤差が含まれている。なお、図8では、基礎の壁面に平行な座標軸X,Yを定義している。さらに、図8において、記号“LD”は、大引や根太などにおける長手方向を意味している。
In FIG. 8, the symbol “γ” means the actual traveling direction of the
図8(a)に示すように、床下点検ロボット200の進行方向情報γが座標軸Xと平行になるように設置して、床下点検ロボット200の移動を開始させる。
As shown in FIG. 8A, the
図8(b)に示すように、移動開始直後では、実際の進行方向γと床下点検ロボット200の進行方向情報γ’とは略一致している。その後、図8(c)に示すように、時間の経過に連れて床下点検ロボット200の進行方向情報γ’において累積誤差が増大し、実際の進行方向γと進行方向情報γ’との誤差が大きくなる。
As shown in FIG. 8B, immediately after the start of movement, the actual traveling direction γ and the traveling direction information γ ′ of the
図8(d)は、床下点検ロボット200が大引や根太などの天井部材の下方を通過した際の状態を示している。図8において、天井部材の長手方向は、座標軸X方向に沿っている。なお、実際には、例えば90cm間隔程度で大引や根太などの天井部材が配置されている。
FIG. 8D shows a state when the
図9は、床下点検ロボット200が大引や根太などの天井部材の下方を通過する際の状態を示す正面図である。床下点検ロボット200は、天井距離計測部SR,SLのセンサ値が短くなったことに基づいて、大引や根太などの天井部材を検出する。
FIG. 9 is a front view showing a state when the
誤差補正部320は、天井距離計測部SR,SLのセンサ値を用いて、大引や根太などの天井部材と床下点検ロボット200の進行方向FRに対する左右方向とのなす角度αを算出し、“90°−α”の値を補正値γとして用いる。これにより、累積誤差がリセットされ、実際の進行方向γの値からの積算が再開される。
The
このように、本実施形態では、大引や根太などの天井部材が基礎壁に平行な直線状(棒状)部材であることに着目して、累積誤差を容易且つ高精度に補正可能としている。 Thus, in the present embodiment, the accumulated error can be corrected easily and with high accuracy by paying attention to the fact that the ceiling member such as a large draw or joist is a linear (bar-shaped) member parallel to the foundation wall.
(3.2)角度算出動作
次に、図10及び図11を用いて、床下点検システム10における角度αの算出動作について説明する。ここでは、大引についての角度αを算出する一例について説明する。
(3.2) Angle Calculation Operation Next, the angle α calculation operation in the
図10(a)は、平面視において、床下点検ロボット200が大引の下方を通過する様子を示している。本実施形態では、天井距離計測部SR,SLの位置間隔Lと、移動距離Dとを用いて角度αを算出する。
FIG. 10A shows a state in which the
移動距離Dは、図10(b)に示すように、天井距離計測部SR,SLのいずれか一方が大引や根太などの天井部材を検出してから、天井距離計測部SR,SLの残る一方が当該天井部材を検出するまでの間において、床下点検ロボット200が移動した距離を意味する。
As shown in FIG. 10B, the moving distance D remains after the ceiling distance measuring units SR and SL remain after the ceiling distance measuring units SR and SL detect a ceiling member such as a large draw or joist. It means the distance that the
図10(a)及び図10(b)の例では、左側天井距離計測部SLが大引を検出してから、右側天井距離計測部SRが当該大引を検出するまでの間において、床下点検ロボット200が移動した距離を移動距離Dとしている。
In the example of FIGS. 10 (a) and 10 (b), an underfloor inspection is performed after the left ceiling distance measurement unit SL detects a large pull until the right ceiling distance measurement unit SR detects the large pull. A distance traveled by the
ここで、角度αは、以下の式(1)によって算出される。 Here, the angle α is calculated by the following equation (1).
α= tan-1(D/L) ・・・(1)
図11は、角度αの具体例を示す図である。図11(a)に示すように、床下点検ロボット200の進行方向FRに対する左右方向と大引の長手方向とのなす角度が0°である場合、角度αは、
α= tan-1(0/L) = 0 ・・・(2)
となる。図11(b)に示すように、床下点検ロボット200の進行方向FRに対する左右方向と大引の長手方向とのなす角度が0°又は90°でない場合、角度αは、式(1)に従って算出される。
α = tan -1 (D / L) (1)
FIG. 11 is a diagram illustrating a specific example of the angle α. As shown in FIG. 11 (a), when the angle formed by the left-right direction with respect to the traveling direction FR of the
α = tan -1 (0 / L) = 0 (2)
It becomes. As shown in FIG. 11 (b), when the angle formed between the left-right direction with respect to the traveling direction FR of the
図11(c)に示すように、床下点検ロボット200の進行方向FRに対する左右方向と大引の長手方向とのなす角度が90°である場合、角度αは、
α= tan-1(∞/L) = 90 ・・・(3)
となる。
As shown in FIG. 11 (c), when the angle formed by the left-right direction with respect to the traveling direction FR of the
α = tan -1 (∞ / L) = 90 (3)
It becomes.
(3.3)進行方向検出動作の概略
次に、図12に示すフローチャートを用いて、床下点検システム10における進行方向検出動作の概略について説明する。
(3.3) Outline of Traveling Direction Detection Operation Next, an outline of the traveling direction detection operation in the
ステップS101において、床下点検ロボット200が、座標軸X(X軸)と平行になるようにして、床下空間に投入される。詳細には、床下点検ロボット200は、床下点検ロボット200の進行方向FRが、ある区画の基礎壁面に対して平行であると目視で確認された方向に向けて設置される。
In step S101, the
ステップS102において、方向検出部310は、進行方向情報γ’を“0”に初期化する。
In step S102, the
ステップS103において、誤差補正部320は、床下点検ロボット200が大引や根太などの天井部材の下方を通過したかを判定する。床下点検ロボット200が天井部材の下方を通過したにはステップS104に処理が進み、床下点検ロボット200が天井部材の下方を通過していない場合にはステップS105に処理が進む。
In step S <b> 103, the
ステップS104において、誤差補正部320は、式(1)に従って角度αを算出するとともに、角度αを用いて進行方向情報γ’を補正する。
In step S104, the
ステップS105において、方向検出部310は、角速度Δγを積分して進行方向情報γ’を得る。
In step S105, the
(3.4)累積誤差補正動作の詳細
次に、図13に示すフローチャートを用いて、床下点検システム10における累積誤差補正動作の詳細について説明する。累積誤差補正動作には、大引や根太などの天井部材を検出するステップS210と、進行方向情報γ’を更新するステップS220とが含まれる。
(3.4) Details of Cumulative Error Correction Operation Next, details of the cumulative error correction operation in the
ステップS211において、誤差補正部320は、床下点検ロボット200が直進しているか否かを判定する。床下点検ロボット200が直進している場合にはステップS212に処理が進み、床下点検ロボット200が直進していない場合にはステップS211に処理が戻る。
In step S211, the
ステップS212において、誤差補正部320は、右側天井距離計測部SR又は左側天井距離計測部SLの検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなったか否かを判定する。検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなった場合にはステップS213に処理が進み、検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなっていない場合にはステップS212に処理が戻る。また、検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなった場合には、誤差補正部320は、移動距離Dの計算を移動距離算出部330に指示する。
In step S212, the
ステップS213において、移動距離算出部330は、移動距離Dの計算を開始する。計算される移動距離Dは、誤差補正部320に通知される。
In step S213, the movement distance calculation unit 330 starts calculating the movement distance D. The calculated movement distance D is notified to the
ステップS214において、誤差補正部320は、天井距離計測部SL又は天井距離計測部SRの反応(ステップS212;YES)から移動距離Dが所定値以内であるか否かを判定する。移動距離Dが所定値以内である場合にはステップS215に処理が進み、移動距離Dが所定値を超える場合にはステップS223に処理が進む。すなわち、ステップS223では、図11(c)の状態であるとみなされる。
In step S214, the
ステップS215において、誤差補正部320は、右側天井距離計測部SR又は左側天井距離計測部SLの検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなったか否かを判定する。具体的には、ステップS212において右側天井距離計測部SRが反応していれば左側天井距離計測部SLが反応したか否かが判定され、ステップS212において左側天井距離計測部SLが反応していれば右側天井距離計測部SRが反応したか否かが判定される。
In step S215, the
検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなった場合にはステップS221に処理が進み、検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなっていない場合にはステップS214に処理が戻る。ここで、検出距離DS1,DS2が所定値よりも短くなった場合には、移動距離Dの計測が完了される。 If the detection distances DS1 and DS2 are shorter than the predetermined value, the process proceeds to step S221. If the detection distances DS1 and DS2 are not shorter than the predetermined value, the process returns to step S214. Here, when the detection distances DS1 and DS2 are shorter than a predetermined value, the measurement of the movement distance D is completed.
ステップS221において、誤差補正部320は、式(1)に従って角度αを算出する。
In step S221, the
ステップS222において、誤差補正部320は、進行方向情報γ‘に基づいて、床下点検ロボット200が座標軸Yに平行な天井部材の下方を通過しているか否かを判定する。具体的には、進行方向情報γ’が、90°又は−90°付近である場合には、床下点検ロボット200が座標軸Yに平行な天井部材の下方を通過したと判定される。
In step S222, the
床下点検ロボット200が座標軸Yに平行な天井部材の下方を通過している場合にはステップS223に処理が進み、床下点検ロボット200が座標軸Yに平行な天井部材の下方を通過していない場合にはステップS224に処理が進む。
When the
ステップS223においては、誤差補正部320は、進行方向情報γ’を90°(又は−90°)に補正する。
In step S223, the
ステップS224において、誤差補正部320は、ステップS221で算出された角度αを用いて進行方向情報γ’を補正する。
In step S224, the
(3.5)表示画面の構成
図14は、表示部180のディスプレイ182における表示画面構成の一例を示す図である。
(3.5) Configuration of Display Screen FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a display screen configuration on the
図14に示す表示画面構成では、基礎伏図に基づき作成された床下図面が表示されるとともに、床下点検ロボット200の所在位置を示す記号PSと、床下点検ロボット200の移動軌跡(走行軌跡)を示す記号LNとが表示される。床下点検ロボット200の所在位置を示す記号PSでは、床下点検ロボット200の進行方向が識別可能となっている。
In the display screen configuration shown in FIG. 14, an underfloor drawing created based on the basic floor plan is displayed, and a symbol PS indicating the location of the
なお、床下図面が表示される領域に加えて、リアルタイム映像が表示される領域や、各種コマンドを送信するためのボタンが表示される領域が含まれていても良い。 In addition to the area where the underfloor drawing is displayed, an area where a real-time video is displayed and an area where buttons for transmitting various commands are displayed may be included.
(4)作用・効果
本実施形態によれば、床下点検ロボット200がトレースするための標識を地面に設置するのではなく、床下点検ロボット200の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、床下空間A1内の天井に存在する大引や根太などの天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。
(4) Actions / Effects According to the present embodiment, instead of placing a sign for the
本実施形態によれば、床下点検ロボット200の進行方向FRに対する左右方向(方向“L−R”)と天井部材の長手方向(方向“LD”)とのなす角度αに応じて累積誤差を補正するので、床下点検ロボット200が天井部材の下方を通過する度に累積誤差を補正可能となる。また、本実施形態によれば、必要最小限の天井距離計測部SR,SLによって角度αを検出可能となる。
According to the present embodiment, the accumulated error is corrected according to the angle α formed by the left-right direction (direction “LR”) with respect to the traveling direction FR of the
さらに、本実施形態によれば、高精度に検出された進行方向FRを用いて床下点検ロボット200の所在位置を検出し、検出した所在位置をユーザに提示することが可能となる。
Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to detect the location of the
[第2実施形態]
本実施形態では、上述した第1実施形態と異なる点を主として説明し、重複する説明を省略する。具体的には、本実施形態では、(1)床下点検システムの動作、(2)作用・効果について説明する。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, differences from the above-described first embodiment will be mainly described, and redundant description will be omitted. Specifically, in the present embodiment, (1) operation of the underfloor inspection system and (2) operation / effect will be described.
(1)床下点検システムの動作
上述した第1実施形態では、天井距離計測部SR,SLを用いて大引や根太などの天井部材を検出していたが、本実施形態では、カメラユニット210のカメラ211によって得られた画像を画像処理することによって角度αを算出する。すなわち、本実施形態において、カメラユニット210は、天井部材を検出する天井部材検出部に含まれる。
(1) Operation of the Underfloor Inspection System In the first embodiment described above, ceiling members such as large draws and joists are detected using the ceiling distance measuring units SR and SL. An angle α is calculated by performing image processing on an image obtained by the
具体的には、床下点検ロボット200は、図15(a)に示すように、カメラユニット210(カメラ211)をチルト方向に操作して上方に向け、移動を停止した状態で床下天井を撮像する。そして、誤差補正部320は、床下天井の画像Pに含まれる大引や根太などの天井部材から角度αを算出する。
Specifically, as shown in FIG. 15A, the
次に、図16に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る床下点検システム10の動作について説明する。なお、進行方向情報γ’を更新するステップS320については上述した第1実施形態と同様であるため、ここでは、大引や根太などの天井部材を検出するステップS310について説明する。
Next, operation | movement of the
ステップS311において、床下点検ロボット200は、床下天井を撮像し、フォーカスを床下天井に合わせる。
In step S311, the
ステップS312において、誤差補正部320は、ステップS311で得られた画像を画像処理(エッジ検出、及びHough変換による直線検出)する。
In step S312, the
ステップS313において、誤差補正部320は、ステップS312において検出された直線が所定値よりも長いか否かを判定する。ステップS312において検出された直線が所定値よりも長い場合には、天井部材が検出されたとして、ステップS321に処理が進む。ステップS321では、当該直線の傾きが角度αとして算出される。
In step S313, the
(2)作用・効果
本実施形態によれば、天井距離計測部SR,SLを設けることなく、角度αを検出可能となるので、精度良く累積誤差を補正可能となる。
(2) Action / Effect According to the present embodiment, the angle α can be detected without providing the ceiling distance measuring sections SR and SL, and therefore the accumulated error can be corrected with high accuracy.
[その他の実施形態]
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
床下点検システム10では、図2に示した配管や、ケーブル・パイプ・ホースなどが天井部材であると誤検出される恐れがある。このような場合、累積誤差の補正に失敗することとなる。上記の不具合を回避するためには、次の(a)又は(b)の方法が有効である。
In the
(a)天井部材と床下地面との間の各距離がほぼ一定であるため、天井距離計測部SR,SLのセンサ値DS1,DS2の判定範囲を狭くする。 (A) Since each distance between the ceiling member and the floor base surface is substantially constant, the determination range of the sensor values DS1 and DS2 of the ceiling distance measuring units SR and SL is narrowed.
(b)天井部材の位置間隔がほぼ一定であるため、当該間隔で床下地面と天井部材との間の各距離を測定し、測定値を平均化して平均値とかけ離れたセンサ値を省く。 (B) Since the position interval of the ceiling member is substantially constant, each distance between the floor base surface and the ceiling member is measured at the interval, and the measured value is averaged to omit the sensor value far from the average value.
さらに、上述した実施形態では、大引と根太とを特に区別せずに角度αを算出していたが、図3に示したように、大引と根太とが配置される高さは異なるので、これを利用して大引と根太とを区別可能である。大引と根太とを区別することで、より高精度に角度αを算出することができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the angle α is calculated without particularly distinguishing between large pulls and joists, but as shown in FIG. 3, the heights at which the large pulls and joists are arranged are different. Using this, it is possible to distinguish between Ohiki and Jouda. The angle α can be calculated with higher accuracy by discriminating between large drawing and joist.
上述した実施形態では、左右一対の天井距離計測部SR,SLを備える構成について説明したが、天井距離計測部SR,SLだけでなく、床下点検ロボット200の中心位置などにさらに天井距離計測部を追加しても良い。
In the embodiment described above, the configuration including the pair of left and right ceiling distance measuring units SR and SL has been described. However, not only the ceiling distance measuring units SR and SL but also the ceiling distance measuring unit is provided at the center position of the
また、天井距離計測部SR,SLとしては、光学距離センサ又は超音波距離センサに限らず、天井部材との物理的な接触/非接触を検出する構成でも良い。例えば、図17に示すように、床下点検ロボット200は、車体前部の左右に配置され、垂直方向に沿って延びる一対のバーBR,BLを備える。
Further, the ceiling distance measuring units SR and SL are not limited to the optical distance sensor or the ultrasonic distance sensor, and may be configured to detect physical contact / non-contact with the ceiling member. For example, as shown in FIG. 17, the
バーBR,BLの下端部は床下点検ロボット200の車体に傾斜可能に支持されるとともに、初期状態(垂直方向に沿う状態)となるよう付勢されている。これにより、バーBR,BLは、天井部材に接触すると下端部を支点として車体後方に傾斜し、天井部材と非接触になると初期状態に復帰する。
The lower ends of the bars BR and BL are tiltably supported by the vehicle body of the
ここで、車体と天井部材との間の距離が近いほど、天井部材との接触時におけるバーBR,BLの傾斜角が大きくなるので、当該傾斜角を利用して車体と天井部材との間の距離を推定可能である。あるいは、天井部材との接触/非接触に応じてH/Lを出力しても良い。 Here, the closer the distance between the vehicle body and the ceiling member is, the larger the inclination angle of the bars BR and BL at the time of contact with the ceiling member is. Therefore, the inclination angle is used between the vehicle body and the ceiling member. The distance can be estimated. Or you may output H / L according to the contact / non-contact with a ceiling member.
上述した実施形態では、床下の点検システムについて説明したが、床下の点検に限定されるものではなく、例えば建造物の天井裏等であっても適用可能であることは勿論である。更には、原子力発電所の内部や、地中設備の中、地中の土管の中など、人が入るのが困難なところ、あるいは人が入れない閉空間の点検にも応用可能である。 In the above-described embodiment, the underfloor inspection system has been described. However, the present invention is not limited to underfloor inspection, and can be applied to, for example, the back of a ceiling of a building. Furthermore, the present invention can also be applied to inspections of places where it is difficult for people to enter, such as inside nuclear power plants, underground facilities, underground clay pipes, or closed spaces where people cannot enter.
上述した実施形態では、クローラ201を備える床下点検ロボット200について説明したが、クローラ201を備えず、車輪のみによって走行する車両型の移動体であってもよい。さらに、床下点検ロボット200とロボット操作装置100が有線通信可能であってもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、上述した各実施形態で説明した各処理・手順をコンピュータプログラムとして実装し、PC等に実行させることが可能である。 It should be noted that each process / procedure described in each embodiment described above can be implemented as a computer program and executed by a PC or the like.
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。 Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.
SR,SL…天井距離計測部、10…床下点検システム、100…ロボット操作装置、110…通信装置、121…表示部、130…記憶部、150…制御部、170…入力部、180…表示部、181…表示制御部、182…ディスプレイ、200…床下点検ロボット、201…クローラ、202F…前輪、202R…後輪、210…カメラユニット、211…カメラ、212…パン用モータ、213…チルト用モータ、214…ズーム機構、215…フォーカス機構、216…カメラ制御装置、220…通信装置、230…センサ部、240…走行用モータ、250…移動制御装置、260…電源装置、310…方向検出部、311…加算部、320…誤差補正部、321…角度算出部、322…選択部、330…移動距離算出部、340…所在位置特定部 SR, SL: Ceiling distance measurement unit, 10: Underfloor inspection system, 100 ... Robot operation device, 110 ... Communication device, 121 ... Display unit, 130 ... Storage unit, 150 ... Control unit, 170 ... Input unit, 180 ... Display unit , 181 ... Display control unit, 182 ... Display, 200 ... Underfloor inspection robot, 201 ... Crawler, 202F ... Front wheel, 202R ... Rear wheel, 210 ... Camera unit, 211 ... Camera, 212 ... Pan motor, 213 ... Tilt motor , 214 ... Zoom mechanism, 215 ... Focus mechanism, 216 ... Camera control device, 220 ... Communication device, 230 ... Sensor unit, 240 ... Motor for travel, 250 ... Movement control device, 260 ... Power supply device, 310 ... Direction detection unit, 311... Adder, 320. Error corrector, 321. Angle calculator, 322. Selectr, 330. ... location identification unit
Claims (5)
前記移動体を遠隔操作する操作装置と
を備え、前記閉空間内を点検する点検システムであって、
前記移動体のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出部と、
前記角度変化検出部の出力値を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出部と、
前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を検出する天井部材検出部と
を備え、
前記進行方向検出部は、前記天井部材検出部による検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部を有しており、
前記累積誤差補正部は、前記移動体の進行方向に対する左右方向と前記天井部材の長手方向とのなす角度を算出し、算出された前記角度に応じて前記累積誤差を補正する点検システム。 A moving body that moves in a closed space of the building;
An operation system for remotely operating the movable body, and an inspection system for inspecting the closed space,
An angle change detection unit for detecting a change in angle in the yaw angle direction of the moving body;
A traveling direction detector that detects the traveling direction of the moving body by integrating the output values of the angle change detector;
A ceiling member detection unit that detects a ceiling member that is a member present on the ceiling in the closed space;
The traveling direction detection unit uses the detection result of the ceiling member detecting unit, and have a cumulative error correcting unit for correcting the accumulated errors caused by the integration,
The cumulative error correction unit calculates an angle between a horizontal direction with respect to a traveling direction of the moving body and a longitudinal direction of the ceiling member, and corrects the cumulative error according to the calculated angle .
前記進行方向検出部は、前記選択部の出力値と、現タイミングにおける前記角度変化検出部の出力値との加算結果を、現タイミングにおける前記移動体の進行方向を示す値として出力する加算部を有し、
前記選択部は、前記累積誤差の補正時において、前記天井部材検出部による検出結果に基づく値を選択する請求項1に記載の点検システム。 The cumulative error correction unit includes a selection unit that selects either a value indicating a traveling direction of the moving body at a previous timing or a value based on a detection result by the ceiling member detection unit,
The advancing direction detection unit includes an adding unit that outputs the addition result of the output value of the selection unit and the output value of the angle change detection unit at the current timing as a value indicating the advancing direction of the moving body at the current timing. Have
The inspection system according to claim 1, wherein the selection unit selects a value based on a detection result by the ceiling member detection unit when the accumulated error is corrected.
前記累積誤差補正部は、前記天井距離計測部の位置間隔と、前記天井距離計測部のそれぞれが前記天井部材を検出した各位置間において前記移動体が移動した距離とに基づいて、前記角度を算出する請求項1に記載の点検システム。 The ceiling member detection unit includes a pair of left and right ceiling distance measurement units that are provided in the moving body and measure distances upward.
The cumulative error correction unit calculates the angle based on a position interval of the ceiling distance measurement unit and a distance that the moving body has moved between each position where the ceiling distance measurement unit detects the ceiling member. The inspection system according to claim 1 to calculate.
前記累積誤差補正部は、前記撮像装置が前記天井部材を撮像して得られた画像を画像処理することによって前記角度を算出する請求項1に記載の点検システム。 The ceiling member detection unit is provided on the moving body, and includes an imaging device capable of capturing an image above the moving body,
The inspection system according to claim 1 , wherein the cumulative error correction unit calculates the angle by performing image processing on an image obtained by the imaging device imaging the ceiling member.
前記進行方向検出部によって検出された前記進行方向と、前記移動距離算出部によって検出された前記移動距離とに基づいて、前記閉空間内における前記移動体の所在位置を特定する所在位置特定部と、
前記閉空間の平面図を表示するとともに、前記所在位置特定部によって特定された前記所在位置を前記平面図上に表示する表示部と
をさらに備える請求項1〜4のいずれか1項に記載の点検システム。 A moving distance calculating unit for detecting a moving distance of the moving body;
A location position identifying unit that identifies a location of the moving body in the closed space based on the traveling direction detected by the traveling direction detection unit and the travel distance detected by the travel distance calculation unit; ,
And it displays the plan view of the closed space, according to the location specified by the location specification section in any one of claims 1 to 4, further comprising a display unit for displaying on the plan view Inspection system.
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