(57)【要約】構造物に関連するエリアの高精度の空間情報を事前に準備する必要なく、常に周辺エリアの最適な空間情報をもとにロボット装置の移動を制御することができるロボット装置及びロボット装置の移動制御方法を提供する。ロボット装置は、構造物に対して自走するロボット装置の移動が想定されるエリアであって、構造物に関連するエリアの第１の空間情報が記録された空間情報記録部と、ロボット装置に搭載され、ロボット装置の移動に伴ってロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報を取得する空間情報取得部と、空間情報取得部により取得した第２の空間情報を用いて空間情報記録部に記録された第１の空間情報を更新する空間情報更新部と、を備え、空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、ロボット装置の構造物に対する移動時に使用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に対して自走するロボット装置の移動が想定されるエリアであって、前記構造物に関連するエリアの第１の空間情報が記録された空間情報記録部と、
前記ロボット装置に搭載され、前記ロボット装置の移動に伴って該ロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報を取得する空間情報取得部と、
前記空間情報取得部により取得した第２の空間情報を用いて前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を更新する空間情報更新部と、を備え、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、前記ロボット装置の前記構造物に対する移動時に使用するロボット装置。
【請求項２】
前記空間情報取得部は、
前記ロボット装置の周辺エリアを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像した画像に基づいて前記周辺エリアの第２の空間情報を算出する空間情報解析部と、
からなる請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記ロボット装置は、
ロボット本体の移動を制御するロボット移動制御部と、
前記ロボット装置に付属する付属部位と、
前記ロボット本体に対して前記付属部位の移動を制御する付属部位移動制御部と、
を更に備えた請求項１又は２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記ロボット移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記付属部位の移動を制御する請求項３に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記ロボット本体の移動指令を手動操作により出力するロボット操作部と、
前記付属部位の移動指令を手動操作により出力する付属部位操作部と、を備え、
前記ロボット移動制御部は、前記ロボット操作部から出力される移動指令に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記付属部位操作部から出力される移動指令に基づいて前記付属部位の移動を制御する請求項３に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記ロボット本体及び前記付属部位の形状をロボット形状として空間的に把握するロボット形状把握部と、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報と前記ロボット形状把握部により把握された前記ロボット形状とに基づいて、前記ロボット移動制御部及び前記付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を規制し、前記ロボット装置と前記構造物との干渉を回避させる干渉回避制御部と、
を更に備えた請求項３から５のいずれか１項に記載のロボット装置。
【請求項７】
前記ロボット移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記付属部位の移動を制御し、
前記干渉回避制御部は、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報と前記ロボット形状把握部により把握された前記ロボット形状とに基づいて、前記ロボット移動制御部により前記ロボット本体が移動する場合、又は前記付属部位移動制御部により前記付属部位が移動する場合に、前記ロボット装置と前記構造物とが干渉するか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記ロボット装置と前記構造物とが干渉すると判別される場合、前記ロボット移動制御部及び前記付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を変更し、前記ロボット装置と前記構造物との干渉を回避させる動作変更部と、
を有する請求項６に記載のロボット装置。
【請求項８】
前記ロボット本体の移動指令を手動操作により出力するロボット操作部と、
前記付属部位の移動指令を手動操作により出力する付属部位操作部と、を備え、
前記ロボット移動制御部は、前記ロボット操作部から出力される移動指令に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記付属部位操作部から出力される移動指令に基づいて前記付属部位の移動を制御し、
前記干渉回避制御部は、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報と前記ロボット形状把握部により把握された前記ロボット形状とに基づいて、前記ロボット操作部から出力される移動指令により前記ロボット本体が移動する場合、又は前記付属部位操作部から出力される移動指令により前記付属部位が移動する場合に、前記ロボット装置と前記構造物とが干渉するか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記ロボット装置と前記構造物とが干渉すると判別される場合、前記ロボット移動制御部及び前記付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を停止し、かつ警告を報知する報知部と、
を有する請求項６に記載のロボット装置。
【請求項９】
前記付属部位は、前記構造物を点検する点検データセンシング部を含む請求項３から８のいずれか１項に記載のロボット装置。
【請求項１０】
前記点検データセンシング部は、静止画撮像部、打音検査部、及び超音波検査部のうちの少なくとも１つを含む請求項９に記載のロボット装置。
【請求項１１】
前記点検データセンシング部により検出した点検データを前記構造物の点検箇所に関連付けて記録する点検データ記録部を更に備えた請求項９又は１０に記載のロボット装置。
【請求項１２】
構造物に対して自走するロボット装置の移動が想定されるエリアであって、前記構造物に関連するエリアの概略空間情報を第１の空間情報として空間情報記録部に記録するステップと、
前記ロボット装置に搭載された空間情報取得部が、前記ロボット装置の移動に伴って該ロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報を取得するステップと、
空間情報更新部が、前記取得した第２の空間情報を用いて前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を更新するステップと、を含み、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、前記ロボット装置の前記構造物に対する移動時に使用するロボット装置の移動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット装置及びロボット装置の移動制御方法に係り、特に橋梁、原子炉等の構造物の点検やセンシング等を行うロボット装置を効率的に移動させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輌に積載したビデオカメラ等の撮影装置やレーザスキャナ等によって所望の監視対象物を自動で監視する移動型自動監視装置が提案されている（特許文献１）。【０００３】
特許文献１に記載の移動型自動監視装置は、移動体（車輌）に搭載されたビデオカメラ等が車輌とともに移動して車輌周囲の空間情報と、車輌の三次元位置及び姿勢を示す位置座標情報とを取得し、取得した車輌周囲の空間情報及び車輌の位置座標情報と、予め測量された監視領域の三次元地図とに基づき車輌周囲の三次元空間情報を統合した統合空間情報を生成する。そして、統合空間情報と三次元地図とを対応させ、監視領域内にある監視対象物（予測される対象物、障害物、不審物等）を検出し、車輌の移動に必要な画像情報と、監視対象物の映像及びコンピュータグラフィックスを、車輌からの視点と合致させて実映像中に合成して監視表示部に表示している。【０００４】
また、特許文献１には、監視対象物の有無および属性を判断し、例えば、監視対象物を危険物と判断して、急いで監視対象物から遠ざかるか、詳細検討のためにさらに近づき、周囲を周り、あるいは追跡して、各方向から観察するか否か等を判断し、その判断結果に応じて車輌のステアリング、アクセル、ブレーキ等を制御して自動運転する記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９８０６０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の移動型自動監視装置は、例えば、飛行場のターミナルや滑走路、倉庫や大型店舗等、所定の監視対象物や監視対象エリアを走行し、監視対象エリアを監視する監視システム、自動運転システム、及び自動作業システム等に利用されるもので、橋梁等の構造物に対して自走するロボット装置ではない。【０００７】
また、特許文献１に記載の移動型自動監視装置は、監視対象物の有無および属性を判断する上で、予め監視領域を精密に測量して三次元地図を生成し、生成した三次元地図を備えた三次元地図部を準備する必要があり、三次元地図部の準備に時間と労力を要する。【０００８】
尚、特許文献１には、車輌の走行中に空間情報取得部により取得した車輌周囲の空間情報と、位置座標取得部により取得した車輌の位置座標情報とに基づいて三次元地図を生成することが可能である記載があるものの、事前に何らの空間情報もない場合、車輌を自動運転しながら三次元地図を生成することは困難である。【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、構造物に関連するエリアの高精度の空間情報を事前に準備する必要なく、常に周辺エリアの最適な空間情報をもとにロボット装置の移動を制御することができるロボット装置及びロボット装置の移動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の一の態様に係るロボット装置は、構造物に対して自走するロボット装置の移動が想定されるエリアであって、構造物に関連するエリアの第１の空間情報が記録された空間情報記録部と、ロボット装置に搭載され、ロボット装置の移動に伴ってロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報を取得する空間情報取得部と、空間情報取得部により取得した第２の空間情報を用いて空間情報記録部に記録された第１の空間情報を更新する空間情報更新部と、を備え、空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、ロボット装置の構造物に対する移動時に使用する。【００１１】
本発明の一の態様によれば、空間情報記録部に記録された、ロボット装置の移動が想定されるエリアの第１の空間情報を、空間情報取得部によりロボット装置の移動に伴って取得される、ロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報により更新する。そして、空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、ロボット装置の構造物に対する移動時に使用する。従って、ロボット装置を移動させるときに、ロボット装置の周辺エリアの第１の空間情報が更新されている場合には、更新された最適な空間情報（第１の空間情報）を使用することができ、ロボット装置の周辺エリアの第１の空間情報が更新されていない場合にも更新前の第１の空間情報を使用することができる。また、空間情報記録部に最初に記録する第１の空間情報は、空間情報取得部により取得される、ロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報により更新されるため、概略空間情報でよく、予め構造物の測量等により高精度の第１の空間情報を準備する必要ない。尚、第１の空間情報の第２の空間情報による更新は、第１の空間情報の第２の空間情報による上書き及び追記を含む。【００１２】
ここで「構造物に関連するエリア」とは、ロボット装置が移動する可能性があるエリア及びロボット装置が移動する可能性があるエリアからロボット装置に備えられたカメラなどのセンサーにより観測可能なエリアを意味する。また「ロボット装置の周辺エリア」とは、ある時点のロボット装置の位置から短時間（例えば数秒程度の一度の移動制御により到達する程度）で移動可能なエリア及びある時点のロボットが存在する場所からカメラなどのセンサーにより観測可能なエリアを意味する。【００１３】
本発明の他の態様に係るロボット装置において、空間情報取得部は、ロボット装置の周辺エリアを撮像する撮像部と、撮像部により撮像した画像に基づいて周辺エリアの第２の空間情報を算出する空間情報解析部と、からなる。【００１４】
撮像部は、視差の異なる２つの画像（立体画像）を撮像することができる複眼の撮像部を適用してもよいし、単眼の撮像部を使用してもよい。空間情報取得部は、複眼の撮像部により撮像された２つの画像を使用し、又は単眼の撮像部の場合には、ロボット装置の平行移動により異なる視点位置から撮像した複数の画像を使用し、周辺エリアの第２の空間情報（例えば、構造物の三次元形状に係る空間情報）を算出する。【００１５】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、ロボット装置は、ロボット本体の移動を制御するロボット移動制御部と、ロボット装置に付属する付属部位と、ロボット本体に対して付属部位の移動を制御する付属部位移動制御部と、を更に備えることが好ましい。【００１６】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、ロボット移動制御部は、空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいてロボット本体の移動を制御し、付属部位移動制御部は、空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて付属部位の移動を制御することが好ましい。これにより、ロボット本体の移動及び付属部位の移動を自動的に制御することができる。【００１７】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、ロボット本体の移動指令を手動操作により出力するロボット操作部と、付属部位の移動指令を手動操作により出力する付属部位操作部と、を備え、ロボット移動制御部は、ロボット操作部から出力される移動指令に基づいてロボット本体の移動を制御し、付属部位移動制御部は、付属部位操作部から出力される移動指令に基づいて付属部位の移動を制御することが好ましい。これにより、ロボット本体の移動及び付属部位の移動を手動操作により制御することができる。【００１８】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、ロボット本体及び付属部位の形状をロボット形状として空間的に把握するロボット形状把握部と、空間情報記録部に記録された第１の空間情報とロボット形状把握部により把握されたロボット形状とに基づいて、ロボット移動制御部及び付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を規制し、ロボット装置と構造物との干渉を回避させる干渉回避制御部と、を更に備えることが好ましい。【００１９】
ロボット移動制御部及び付属部位移動制御部によりそれぞれロボット本体及び付属部位が移動させられるが、これらの移動時に第１の空間情報とロボット形状把握部により把握されたロボット形状とに基づいて、ロボット装置と構造物との干渉（衝突）が予想される場合には、ロボット移動制御部及び付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を規制し、ロボット装置と構造物との干渉を回避させる。【００２０】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、ロボット移動制御部は、空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいてロボット本体の移動を制御し、付属部位移動制御部は、空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて付属部位の移動を制御し、干渉回避制御部は、空間情報記録部に記録された第１の空間情報とロボット形状把握部により把握されたロボット形状とに基づいて、ロボット移動制御部によりロボット本体が移動する場合、又は付属部位移動制御部により付属部位が移動する場合に、ロボット装置と構造物とが干渉するか否かを判別する判別部と、判別部によりロボット装置と構造物とが干渉すると判別される場合、ロボット移動制御部及び付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を変更し、ロボット装置と構造物との干渉を回避させる動作変更部と、を有することが好ましい。【００２１】
ロボット本体又は付属部位が移動するときに、ロボット装置と構造物との干渉（衝突）が判別（予想）される場合には、ロボット移動制御部及び付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を変更し、これによりロボット装置と構造物との干渉を自動的に回避できるようにしている。【００２２】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、ロボット本体の移動指令を手動操作により出力するロボット操作部と、付属部位の移動指令を手動操作により出力する付属部位操作部と、を備え、ロボット移動制御部は、ロボット操作部から出力される移動指令に基づいてロボット本体の移動を制御し、付属部位移動制御部は、付属部位操作部から出力される移動指令に基づいて付属部位の移動を制御し、干渉回避制御部は、空間情報記録部に記録された第１の空間情報とロボット形状把握部により把握されたロボット形状とに基づいて、ロボット操作部から出力される移動指令によりロボット本体が移動する場合、又は付属部位操作部から出力される移動指令により付属部位が移動する場合に、ロボット装置と構造物とが干渉するか否かを判別する判別部と、判別部によりロボット装置と構造物とが干渉すると判別される場合、ロボット移動制御部及び付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を停止し、かつ警告を報知する報知部と、を有することが好ましい。【００２３】
手動操作によりロボット本体又は付属部位が移動するときに、ロボット装置と構造物との干渉（衝突）が判別（予想）される場合には、ロボット移動制御部及び付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を停止し、かつ警告を報知する。これにより、操作者は、ロボット装置と構造物との干渉を回避する操作を行うことができる。【００２４】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、付属部位は、構造物を点検する点検データセンシング部を含むことが好ましい。【００２５】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、点検データセンシング部は、静止画撮像部、打音検査部、及び超音波検査部のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。【００２６】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置において、点検データセンシング部により検出した点検データを構造物の点検箇所に関連付けて記録する点検データ記録部を更に備えることが好ましい。【００２７】
本発明の更に他の態様に係るロボット装置の移動制御方法は、構造物に対して自走するロボット装置の移動が想定されるエリアであって、構造物に関連するエリアの概略空間情報を第１の空間情報として空間情報記録部に記録するステップと、ロボット装置に搭載された空間情報取得部が、ロボット装置の移動に伴ってロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報を取得するステップと、空間情報更新部が、取得した第２の空間情報を用いて空間情報記録部に記録された第１の空間情報を更新するステップと、を含み、空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、ロボット装置の構造物に対する移動時に使用する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、構造物に関連するエリアの高精度の空間情報を事前に準備する必要なく、常に周辺エリアの最適な空間情報をもとにロボット装置の移動を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、下面側から見た橋梁の外観図である。
【図２】図２は、橋梁の下部に設置したロボット装置の外観斜視図である。
【図３】図３は、ロボット装置の要部の断面図である。
【図４】図４は、撮像部の外観斜視図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るロボット装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における点検準備の手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１の実施形態における点検作業の処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１の空間情報の更新に関する処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るロボット装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態における点検作業の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明に係るロボット装置及びロボット装置の移動制御方法の実施形態について説明する。
【００３１】
［橋梁の構造］
図１は、本発明に係るロボット装置による点検又はセンシングが適用される構造物の一つである橋梁の構造を示す斜視図であり、橋梁を下から見た斜視図である。
【００３２】
図１に示す橋梁１は、主桁２と、横桁３と、対傾構４と、横構５とを有し、これらがボルト、リベット又は溶接により連結されて構成されている。また、主桁２等の上部には、車輌等が走行するための床版６が打設されている。床版６は、鉄筋コンクリート製のものが一般的である。
【００３３】
主桁２は、橋台や橋脚の間に渡され、床版６上の車輌等の荷重を支える部材である。横桁３は、荷重を複数の主桁２により支持するため、主桁２を連結する部材である。対傾構４及び横構５は、それぞれ風や地震等の横荷重に抵抗するため、主桁２を相互に連結する部材である。また、本例の橋梁１の下部には、配管７が敷設されている。
【００３４】
［ロボット装置の外観］
図２は、本発明に係るロボット装置の外観を示す斜視図であり、橋梁１の主桁２間に設置されている状態に関して示している。また、図３は、図２に示したロボット装置の要部断面図である。
【００３５】
図２及び図３に示すようにロボット装置１０は、主としてロボット本体１００と、ロボット装置１０に付属する付属部位２００とから構成されている。
【００３６】
ロボット本体１００は、後に詳しく説明するが、主フレーム１００Ｂと、付属部位２００の駆動部や各種の制御部等が配設された筐体１００Ａと、筐体１００Ａを主フレーム１００Ｂの長手方向（主桁２の長手方向と直交する方向）（Ｘ方向）に移動させるＸ方向駆動部１０８（図５）と、ロボット装置１０全体を主桁２の長手方向（Ｙ方向）に移動させるＹ方向駆動部１１０（図５）と、付属部位２００を構成する垂直伸延アーム２１０を垂直方向（Ｚ方向）に伸縮させるＺ方向駆動部１１２（図５）とを備えている。
【００３７】
Ｘ方向駆動部１０８は、主フレーム１００Ｂの長手方向（Ｘ方向）に配設されたボールネジ１０８Ａと、筐体１００Ａに配設されたボールナット１０８Ｂと、ボールネジ１０８Ａを回転させるモータ１０８Ｃとから構成され、モータ１０８Ｃによりボールネジ１０８Ａを正転又は逆転させることにより、筐体１００ＡをＸ方向に移動させる。
【００３８】
Ｙ方向駆動部１１０は、主フレーム１００Ｂの両端にそれぞれ配設されたタイヤ１１０Ａおよび１１０Ｂと、タイヤ１１０Ａおよび１１０Ｂ内に配設されたモータ（図示せず）とから構成され、タイヤ１１０Ａおよび１１０Ｂをモータ駆動することによりロボット装置１０全体をＹ方向に移動させる。
【００３９】
尚、ロボット装置１０は、主フレーム１００Ｂの両端のタイヤ１１０Ａおよび１１０Ｂが、２箇所の主桁２の下フランジ上に載置され、かつ主桁２を挟む態様により設置される。これにより、ロボット装置１０は、主桁２の下フランジに懸垂して、主桁２に沿って移動（自走）することができる。また、主フレーム１００Ｂは、図示しないが、主桁２の間隔に合わせて長さが調整可能に構成されている。
【００４０】
付属部位２００は、垂直伸延アーム２１０と、空間情報取得部の一部及び点検データセンシング部の１つとして機能する撮像部２０２とを有している。
【００４１】
付属部位２００の垂直伸延アーム２１０は、ロボット本体１００の筐体１００Ａに配設されており、付属部位２００は、筐体１００ＡとともにＸ方向及びＹ方向に移動する。
【００４２】
また、垂直伸延アーム２１０は、筐体１００Ａ内に設けられたＺ方向駆動部１１２（図５）によりＺ方向に伸縮する。
【００４３】
図４に示すように垂直伸延アーム２１０の先端には、カメラ設置部２１０Ａが設けられており、カメラ設置部２１０Ａにはパン及びチルト可能な撮像部２０２が設置されている。
【００４４】
撮像部２０２は、第１の撮像部２０２Ａと、第２の撮像部２０２Ｂとからなり、第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂにより視差の異なる２つの画像（立体画像）を撮像することができる。立体画像は、動画及び静止画のいずれでもよい。また、本例では、第１の撮像部２０２Ａは、点検用の静止画を撮像する静止画撮像部として兼用される。
【００４５】
撮像部２０２は、パン・チルト駆動部２０６（図５）により、垂直伸延アーム２１０と同軸のパン軸Ｐを中心に回転し、あるいは水平方向のチルト軸Ｔを中心に回転する。これにより、撮像部２０２は任意の姿勢にて撮像（任意の撮像方向の撮像）ができる。
【００４６】
＜第１の実施形態＞
＜ロボット装置の構成＞
まず、本発明のロボット装置１０及びその移動制御方法の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、橋梁１（構造物）に関連するエリアの空間情報（第１の空間情報）の更新、ロボット装置１０の移動の際における橋梁１との干渉回避、及び点検データの取得を、事前に設定された点検計画に従ってロボット装置１０が自動的に（操作者による操作なしに）行う。なお橋梁１（構造物）に関連するエリアの具体例としては、掃除を行うことを主目的としたロボット装置の場合には掃除を行う建物内のエリア、及び橋梁１の点検を行うことを主目的としたロボット装置１０の場合には橋梁１の全体のエリアがあげられる。
【００４７】
図５は、第１の実施形態に係るロボット装置１０の構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施の形態に係るロボット装置１０は、各種制御部及び記録部等を備えるロボット本体１００と、ロボット本体１００に付属し空間情報や点検データ用画像を取得するための付属部位２００と、点検計画の入力や各種情報の表示等を行うための端末３００とを備える。
【００４８】
＜ロボット本体の構成＞
まず、ロボット本体１００の構成及びロボット本体１００により行われる処理の概要を説明する。
【００４９】
＜空間情報に基づくＸＹ方向への移動＞
ロボット装置１０による点検を開始する時点で、例えば端末３００を介して入力された点検計画が点検計画記録部１１６に記録されており、また橋梁１（構造物）に関連するエリアの空間情報（あらかじめ記録されている第１の空間情報、または更新後の第２の空間情報）が空間情報記録部１０２に記録されている。そしてこの点検計画及び概略空間情報に基づき、ロボット装置１０を移動させるための移動指令をロボット移動指令部１０４が出力し、この移動指令に基づきロボット移動制御部１０６がＸ方向駆動部１０８及びＹ方向駆動部１１０を制御してロボット本体１００のＸ方向及びＹ方向（図２参照）への移動を制御する。
【００５０】
＜垂直伸延アームの伸縮及び撮像部のパン・チルト＞
また、点検計画記録部１１６に記録された点検計画及び空間情報記録部１０２に記録された空間情報に基づき、付属部位移動指令部１２０が付属部位２００に設けられた垂直伸延アーム２１０を伸縮させるための移動指令を出力し、この移動指令に基づき付属部位移動制御部１２２がＺ方向駆動部１１２を制御して、垂直伸延アーム２１０をＺ方向に伸縮させる。付属部位移動制御部１２２はまた、付属部位２００のパン・チルト駆動部２０６を介して撮像部２０２を所望の方向にパン・チルトさせる（図４参照）。
【００５１】
＜空間情報の更新＞
点検を開始する時点では、空間情報記録部１０２には橋梁１に関連するエリアの概略空間情報（第１の空間情報）があらかじめ記録されている。ロボット装置１０では、撮像部２０２（空間情報取得部）が取得したステレオ画像の画像データが空間情報解析部１３０に入力され、空間情報解析部１３０によりロボット装置１０の周辺エリアの詳細な空間情報（第２の空間情報）が算出されて、算出された第２の空間情報を用いて、空間情報更新部１１４が第１の空間情報を逐次更新する。即ち、撮像部２０２及び空間情報解析部１３０が本発明における空間情報取得部を構成する。なお空間情報更新処理の詳細は後述する。また、具体的に周辺エリアはロボット装置１０の周囲数メートル程度で一回の撮像により周囲の構造が把握できる程度の範囲のエリアである。周辺エリアの具体例としては、掃除を行うことを主目的としたロボット装置の場合にはある時点で見通せている範囲（今掃除をしている部屋等）のエリア、及び橋梁１の点検を行うことを主目的としたロボット装置１０の場合にはある時点で点検を行っている格間（かくま）内など数メートル程度の範囲のエリアがあげられる。
【００５２】
＜点検計画の実行制御＞
点検計画実行制御部１３２は、Ｘ方向駆動部１０８及びＹ方向駆動部１１０から入力されるロボット装置１０の位置情報（エンコーダの値等）、Ｚ方向駆動部１１２及びパン・チルト駆動部２０６から入力される付属部位の形状又は姿勢（垂直伸延アーム２１０の長さ、撮像部２０２の指向方向等）、及び点検計画記録部１１６に記録された点検計画に基づき撮像制御部２０４を制御して、第１の撮像部２０２Ａにより、予定された点検位置又は撮影姿勢で点検データ（橋梁１及びその付属物の静止画像）を取得する。即ち、第２の撮像部２０２Ｂは本発明における静止画像撮像部及び点検データセンシング部を構成する。なお本発明において、点検データセンシング部として打音検査部や超音波検査部を設けるようにしてもよい。位置情報は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を使用して取得されてもよい。
【００５３】
点検計画実行制御部１３２は、点検データの取得が終了するとその旨をロボット移動指令部１０４及び付属部位移動指令部１２０に出力し、これにより新たな場所への移動及び撮影が行われる。このような手順を点検計画終了まで繰り返す。
【００５４】
＜構造物との干渉回避＞
Ｘ方向及びＹ方向への移動及び垂直伸延アーム２１０のＺ方向への伸縮を行うとロボット装置１０と橋梁１（構造物）とが干渉する場合は、干渉回避制御部１２６がロボット移動制御部１０６及び付属部位移動制御部１２２のうちの少なくとも一方の動作を規制して、ロボット装置１０と橋梁１との干渉を回避する。干渉回避制御部１２６は、空間情報記録部１０２に記録された空間情報及びロボット形状把握部１２４により空間的に把握されたロボット本体１００及び付属部位２００の形状に基づいてロボット装置１０と橋梁１とが干渉するか否かを判別する判別部１２６Ａと、干渉すると判別された場合にロボット移動制御部１０６及び付属部位移動制御部１２２のうちの少なくとも一方の動作を自動的に規制又は変更して干渉を回避させる動作変更部１２６Ｂと、を備える。
【００５５】
ロボット形状把握部１２４は、移動又は点検開始時におけるロボット本体１００及び付属部位２００の形状や位置や姿勢、ロボット移動制御部１０６、付属部位移動制御部１２２による駆動量、及びパン・チルト量とから、ロボット本体１００及び付属部位２００の形状を把握することができる。なお、干渉回避手順の詳細は後述する。
【００５６】
＜付属部位の構成＞
付属部位２００は、撮像部２０２と、撮像制御部２０４と、パン・チルト駆動部２０６と、垂直伸延アーム２１０とを備える。撮像部２０２は第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂを有し、垂直伸延アーム２１０の先端部に設けられている。
【００５７】
＜ステレオ画像の撮像＞
ロボット装置１０は橋梁１に沿って移動しながら、これら第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂによりロボット装置１０周辺のステレオ画像を撮像する。上述のように、このようにして撮像したステレオ画像の画像データに基づき、ロボット装置１０の周辺エリアの詳細な空間情報（第２の空間情報）の算出及びこれに基づく概略空間情報の更新が行われる。
【００５８】
＜点検データ用画像の取得＞
撮像部２０２はまた、橋梁１の所望個所を点検するため、第１の撮像部２０２Ａにより所望個所の画像を取得する。即ち、第１の撮像部２０２Ａは本発明における点検データセンシング部を構成する。取得した画像の画像データはロボット本体１００の点検データ記録部１２８に入力され、点検個所と関連付けて記録される。このようにして記録されたデータは、ロボット本体通信部１１８を介して適宜端末３００に送信されて記録部３０５に記録される。
【００５９】
なおこのようにして取得又は記録されたデータの分析（橋梁１の劣化状態把握や異常個所検出等）は、端末３００で行うことができる。
【００６０】
＜空間情報＞
本実施形態において、構造物（橋梁１）に関する「第１の空間情報」として、あらかじめ（点検前に）取得又は設定した概略の３次元形状データを用いることができる。この形状データは、橋梁１及びその付属物の形状又は寸法の概略３次元データを含んでいてよく、具体的には、例えば床版から下フランジまでの距離、主桁２横桁３、対傾構４、横構５等の形状、位置及び間隔、及び床版下に配置された配管の位置、太さ、長さ、等を含むことができ、また橋梁１の特定位置を基準としたときのこれら要素の位置をも含むことができる。このような形状データは、設計図面や大まかなＣＡＤ（Computer Aided Design）データ、目視等により設定することができる。なお「第１の空間情報」は概略の３次元形状データであればよく、以下に示す「第２の空間情報」ほど高精度でなくてもよい。
【００６１】
このような第１の空間情報は、ロボット装置１０が橋梁１に対し移動しまた点検データを取得する際に、橋梁１の形状データの初期情報として用いる。
【００６２】
一方「第２の空間情報」は、撮像部２０２により実際に取得した画像データを空間情報解析部１３０で解析して得られた、橋梁１及びその付属物の詳細な３次元形状データである。
【００６３】
なお本実施形態では、ロボット装置１０が移動するにつれて第１の空間情報を第２の空間情報で逐次更新する場合について説明するが（後述）、第１の空間情報を逐次更新せず第２の空間情報を別個の空間情報として取得しておき、事後的に自動処理または手動操作により更新するようにしてもよい。
【００６４】
＜端末の構成＞
＜点検計画の入力及び送信＞
端末３００は、各種データの作成や入力及び記録、点検データの表示等を行うための端末装置であり、パーソナルコンピュータやタブレット端末、スマートフォン、各種ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等を用いることができる。第１の実施形態では、端末３００の点検計画入力部３０２を介して、橋梁１の点検計画を入力する。入力された点検計画は、端末通信部３０４を介してロボット本体１００のロボット本体通信部１１８に無線送信され、点検計画記録部１１６に記録されると共に、端末３００内の記録部３０５に記録される。点検の前の準備に関しては後述する。
【００６５】
＜点検データの受信、表示、及び記録＞
端末通信部３０４はまた、ロボット本体通信部１１８から点検データを受信する。受信した点検データは、表示部３０６に表示されると共に、記録部３０５に記録される。
【００６６】
次にロボット装置１０を使用して、構造物（橋梁１）の点検を行う場合に関して説明する。なお以下に説明するロボット装置１０は、ロボット装置１０の一部である端末３００は無線により接続され、構造物に設置されるのはロボット装置１０の端末３００を除いた一部である。
【００６７】
図６は、構造物の点検を行う前の準備段階における手順を説明するフロー図である。先ず、第１の空間情報（概略空間情報）が空間情報記録部１０２に入力される（ステップＳ１０）。概略空間情報の入力は手動又は自動により行われる。手動により概略空間情報の入力が行われる場合には、例えば操作者により端末３００を介して入力されてもよいし、ロボット装置１０に直接入力されてもよい。なお、空間情報記録部１０２に予め検査対象の構造物の概略空間情報が備えられている場合には、概略空間情報の入力ステップは省略されてもよい。ここで例えば概略空間情報とは、構造物である橋の図面データ、その橋の長さ、横桁の数、又は横桁の設置間隔のことである。なお概略空間情報は、特に限定されるものではなく少なくともロボット装置１０の移動が想定されるエリアの構造物の形状を概ね把握できる程度の情報であり、ロボット装置１０の初動動作に使用できる情報のことをいう。
【００６８】
次に、点検計画記録部１１６に点検計画が入力される（ステップＳ１１）。点検計画の入力も概略空間情報と同様に手動又は自動により行われる。手動により点検計画の入力が行われる場合には、例えば操作者により端末３００を介して入力してもよいし、ロボット装置１０において直接入力されてもよい。ロボット装置１０によっては点検計画記録部１１６に予め点検計画が備えられている場合があり、その場合には点検計画の入力ステップは省略されてもよい。点検計画は、ロボット装置１０の移動計画、点検画像データの取得ポイント（点検箇所）の位置、又は点検画像データの取得ポイントの数などが含まれる。また後述するロボット装置１０による点検は、基本的に点検計画に沿って行われるが、点検計画に含まれていないポイントの点検画像データを取得してもよい。例えば、操作者の手動操作によって点検計画にないポイントでの点検画像データを取得してもよい。
【００６９】
次にロボット装置１０は構造物に設置される（ステップＳ１２）。構造物への設置により空間情報の座標系の基準点が設定される。すなわち、ロボット装置１０が構造物に設置された際に、ロボット装置１０内の座標系の初期化が実行される。
【００７０】
以上のように、空間情報記録部１０２に概略空間情報及び点検計画記録部１１６に点検計画が入力され、ロボット装置１０が構造物に設置されると、点検の準備が完了する。
【００７１】
図７は、構造物の点検を自動的に行う場合に関して説明するフロー図である。なお、構造物の自動的な点検とは点検計画に沿ってロボット装置１０が自動制御され点検が行われることをいう。
【００７２】
先ず、図６で説明したように準備段階において、空間情報記録部１０２に第１の空間情報（概略空間情報）及び点検計画記録部１１６に点検計画が記録される（ステップＳ２０）。そして第１の空間情報が空間情報更新部１１４により更新される（ステップＳ２１）。
【００７３】
図８は、空間情報更新部１１４により行われる第１の空間情報の更新処理のサブルーチンを示すフロー図である。
【００７４】
先ず、撮像制御部２０４に制御された撮像部２０２（第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂ）はロボット装置１０の周辺エリアを撮像する（ステップＳ３０）。撮像部２０２で行われる撮像は動画（ライブビュー画像も含む）又は静止画の撮像である。ここで周辺エリアとは、特に限定されるものではなく、例えば第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂによって適切に撮像可能なロボット装置１０の周辺のエリアのことを意味する。
【００７５】
第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂにより撮像された画像（画像データ）は空間情報解析部１３０に入力される。そして空間情報解析部１３０は、第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂにより撮像された２枚の画像（立体画像）に基づいて周辺エリアの空間情報（第２の空間情報）を算出する（ステップＳ３１）。例えば空間情報解析部１３０は、第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂにより撮像された２枚の画像（立体画像）により構造物の空間座標を取得する。構造物の空間座標とは、例えば構造物の形状に関する空間座標及びロボット装置１０の点検作業の動作において障害となる構造物の空間座標である。
【００７６】
また、第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂによる周辺エリアを撮像し、空間情報解析部１３０により第２の空間情報を算出することは第２の空間情報の精度を向上させるために複数回行われてもよい。例えば、第１の空間情報と第２の空間情報とを比較し、所定以上の差異（例えば５ｍｍ以上）があるときは、再度第１の撮像部２０２Ａ及び第２の撮像部２０２Ｂによる周辺エリアを撮像し、空間情報解析部１３０により第２の空間情報が算出されてもよい。
【００７７】
そして空間情報解析部１３０により算出された第２の空間情報は空間情報更新部１１４に入力され、空間情報更新部１１４は空間情報記録部１０２に記録されている第１の空間情報を第２の空間情報により更新する（ステップＳ３２）。ここで更新するとは、例えば第１の空間情報を対応する第２の空間情報に置き換えることをいい、例えば第１の空間情報としての空間座標を第２の空間情報としての空間座標に置き換えることをいう。
【００７８】
なお、上述の形態では、取得された第２の空間情報により第１の空間情報が逐次更新される形態について説明をしたがこれに限定されるものではない。例えばロボット装置１０において第１の空間情報と第２の空間情報を別々に記憶されており、さらに第２の空間情報に基づいて更新された第１の空間情報が別に記憶されてもよい。この場合例えば、ロボット装置１０は、点検計画の終了後に第２の空間情報に基づいて移動することができる。また例えば、第１の空間情報に基づく構造物の立体表示と第２の空間情報に基づく構造物の立体表示とを端末３００の表示部３０６に重畳表示させて、２つの立体表示の差異が明確になるように表示し、２つの立体表示の差異がある箇所のみ操作者の選択により部分的に更新を行ってもよい。
【００７９】
図７に戻って、図８で説明したように第１の空間情報が更新される（ステップＳ２１）と、ロボット移動制御部１０６にロボット本体１００の移動指令がロボット移動指令部１０４から入力される（ステップＳ２２）。なお、ロボット移動指令部１０４は点検計画記録部１１６から取得される点検計画に関する情報に基づいてロボット本体１００の移動指令を出力し、付属部位移動制御部１２２に垂直延伸アームの移動指令が付属部位移動指令部１２０から入力される。また、付属部位移動指令部１２０は点検計画記録部１１６から取得される点検計画に関する情報に基づいて付属部位２００の移動指令を出力する。また、ロボット本体１００の移動指令及び付属部位２００の移動指令は干渉回避制御部１２６にも入力される。
【００８０】
そして、ロボット形状把握部１２４は、Ｘ方向駆動部１０８、Ｙ方向駆動部１１０、及びＺ方向駆動部１１２から取得する情報に基づいて、ロボット本体１００の位置及び付属部位２００の形状を把握する（ステップＳ２３）。
【００８１】
その後、干渉回避制御部１２６の判別部１２６Ａは、ロボット形状把握部１２４に把握されたロボット形状、移動指令（ロボット本体１００の移動指令及び付属部位２００の移動指令）、及び空間情報記録部１０２から送信される第１の空間情報に基づいて、ロボット装置１０と構造物とが干渉するか否かを判別する（ステップＳ２４）。例えば、判別部１２６Ａは、ロボット形状及び移動指令を考慮してロボット装置１０が移動する空間座標を予測し、その空間座標と第１の空間情報における空間座標とを比較することにより、ロボット装置１０と構造物とが干渉するか否かを判別することができる。判別部１２６Ａにより、ロボット装置１０が構造物に干渉すると判別された場合（ステップＳ２４のＹＥＳの場合）には、動作変更部１２６Ｂは、干渉を回避するように移動指令を変更する（ステップＳ２５）。そしてロボット移動制御部１０６によりロボット本体１００の移動、又は付属部位移動制御部１２２により付属部位２００の移動が行われる（ステップＳ２６）。
【００８２】
一方、判別部１２６Ａにより、ロボット装置１０が構造物に干渉しないと判別された場合（ステップＳ２４のＮＯの場合）には、点検計画に基づいたロボット本体１００の移動指令でロボット移動制御部１０６によりロボット本体１００の移動、又は点検計画に基づいた付属部位２００の移動指令で付属部位移動制御部１２２により付属部位２００の移動が行われる（ステップＳ２６）。具体的には、ロボット移動指令部１０４から入力されたロボット本体１００の移動指令がロボット移動制御部１０６に入力されＸ方向駆動部１０８とＹ方向駆動部１１０が駆動される。また、付属部位移動指令部１２０に入力された移動指令により付属部位移動制御部１２２を介して、Ｚ方向駆動部１１２が駆動される。
【００８３】
そして、点検計画実行制御部１３２は、Ｘ方向駆動部１０８及びＹ方向駆動部１１０からロボット本体１００の位置に関する情報を取得し、Ｚ方向駆動部１１２及びパン・チルト駆動部２０６から付属部位２００及び撮像部２０２の形状に関しての情報を取得して、ロボット本体１００が点検位置であり且つロボット形状が点検姿勢であるかを判別する（ステップＳ２７）。ロボット本体１００が点検位置又はロボット形状が点検姿勢でない場合（ステップＳ２７のＮＯの場合）には、再び第１の空間情報を更新するサブルーチンが実行される（ステップＳ２１）。一方、ロボット本体１００が点検位置であり且つロボット形状が点検姿勢である場合（ステップＳ２７のＹＥＳの場合）には、点検計画実行制御部１３２は、撮像制御部２０４に点検データ取得の指令を出力する。そして、第１の撮像部２０２Ａにより点検画像（点検データ）が取得される。
【００８４】
その後、点検計画実行制御部１３２は、点検データ記録部１２８により点検計画が完了したか否かを判別し、点検計画が未完了である場合（ステップＳ２９のＮｏの場合）には、再度第１の空間情報が更新されるサブルーチンが実行される（ステップＳ２１）。一方、点検データ記録部１２８により点検計画が完了したと判断された場合（ステップＳ２９のＹＥＳの場合）には、ロボット移動指令部１０４及び付属部位移動指令部１２０に点検を終了させる指令を出力する。
【００８５】
上述の各構成及び機能は、任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは両者の組み合わせによって適宜実現可能である。例えば、上述の処理ステップ（処理手順）をコンピュータに実行させるプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体（非一時的記録媒体）、或いはそのようなプログラムをインストール可能なコンピュータに対しても本発明を適用することが可能である。
【００８６】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明のロボット装置１１及びその移動制御方法の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、概略空間情報（第１の空間情報）の更新、ロボット装置１１の移動の際における橋梁１（構造物）との干渉回避、及び点検データの取得を、操作者の操作に基づいて行う。
【００８７】
＜ロボット装置の構成＞
第２の実施形態に係るロボット装置１１の構成を図９に示す。なお、第１の実施形態に係るロボット装置１０と共通の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８８】
＜端末でのロボット装置操作＞
ロボット装置１１では、端末３０１は操作部３０３を備える。操作部３０３は、操作者の手動操作に基づきロボット本体１０１のＸ，Ｙ方向移動指令を出力するロボット操作部３０３Ａと、操作者の手動操作に基づき付属部位２０１の移動（垂直伸延アーム２１０の伸縮、撮像部２０２のパン・チルト）及び撮像制御の指令を出力する付属部位操作部３０３Ｂとを有する。ロボット操作部３０３Ａ及び付属部位操作部３０３Ｂから出力される移動指令は端末通信部３０４を介してロボット本体通信部１１８に送信され、これら移動指令に基づいて、ロボット移動制御部１０６及び付属部位移動制御部１２２が、ロボット本体１０１及び付属部位２００の移動制御をそれぞれ実行する。
【００８９】
＜干渉が予測された場合の対応＞
ロボット操作部３０３Ａ及び付属部位操作部３０３Ｂの操作が行われると、これらの要素から出力される指令に基づきロボット本体１０１及び付属部位２０１が移動又は変形、あるいは姿勢変化するが、移動や変形の方向及び量によってはロボット装置１１と橋梁１とが干渉する場合がある。このような状況に関しロボット装置１１では、干渉回避制御部１２７の判別部１２７Ａがロボット装置１１と橋梁１とが干渉するか否かを判別し、干渉すると判別されると、報知部１２７Ｂがロボット移動制御部１０６及び付属部位移動制御部１２２のうちの少なくとも一方の動作を停止すると共に、警告を報知するための信号を出力する。この信号はロボット本体通信部１１８及び端末通信部３０４を介して端末３０１が受信し、警告を報知するメッセージを表示部３０６に表示させる。操作者は、このメッセージに応じて再度ロボット操作部３０３Ａ及び付属部位操作部３０３Ｂを操作し、干渉が生じないような移動指令を出力させることができる。このような干渉が予測された時の対応の詳細については後述する。
【００９０】
次に、構造物の点検を半自動的に行う場合に関して説明する。なお、構造物の点検が半自動的に行われるとは、点検動作の一部において操作者による操作が行われることを意味する。
【００９１】
図１０は、構造物の点検を行う点検段階に関して説明するフロー図である。先ず、図６で説明したように準備段階において、空間情報記録部１０２に第１の空間情報（概略空間情報）が記録される（ステップＳ４０）。そして第１の空間情報が空間情報更新部１１４により更新される（ステップＳ４１）。
【００９２】
空間情報更新部１１４により行われる第１の空間情報のサブルーチン（ステップＳ４１）に関しての内容は図８で説明を行ったものと同様であるので説明は省略する。
【００９３】
第１の空間情報が更新された後に、ロボット移動制御部１０６にロボット本体１０１の移動指令が入力され、付属部位移動制御部１２２に付属部位２０１の移動指令が入力される（ステップＳ４２）。図１０の場合では端末３０１においては、ロボット操作部３０３Ａ及び付属部位操作部３０３Ｂで受け付けられた移動指令が、端末通信部３０４及びロボット本体通信部１１８を介して、ロボット移動制御部１０６及び付属部位移動制御部１２２に入力される。また、干渉回避制御部１２７にも、ロボット本体通信部１１８により受信された移動指令（ロボット本体１０１の移動指令及び付属部位２０１の移動指令）が入力される。
【００９４】
そしてロボット形状把握部１２４は、Ｘ方向駆動部１０８、Ｙ方向駆動部１１０、及びＺ方向駆動部１１２から取得する情報に基づいて、ロボット本体１０１の位置及び付属部位２０１の形状を把握する（ステップＳ４３）。
【００９５】
その後、干渉回避制御部１２７の判別部１２７Ａは、ロボット形状把握部１２４に把握されたロボット形状、移動指令（ロボット本体１０１の移動指令及び付属部位２０１の移動指令）、及び空間情報記録部１０２から送信される第１の空間情報に基づいて、ロボット装置１１と構造物とが干渉するか否かを判別する（ステップＳ４４）。判別部１２７Ａにより、ロボット装置１０が構造物に干渉すると判別された場合（ステップＳ４４のＹＥＳの場合）には、報知部１２７Ｂは、干渉を回避するようにロボット本体１０１の移動及び付属部位２０１の移動を停止させる（ステップＳ４５）。また、報知部１２７Ｂは、少なくとも判別部１２７Ａが干渉すると判別した場合には、ロボット本体通信部１１８を介して、端末３０１の表示部３０６を使用して操作者に干渉の恐れを警告する（ステップＳ４５）。
【００９６】
干渉の恐れが警告を認識した操作者は、再び端末３０１のロボット操作部３０３Ａ及び付属部位操作部３０３Ｂに移動指令を入力して、ロボット装置１１と構造物との衝突をさけるように移動指令を入力する。
【００９７】
一方、判別部１２７Ａにより、ロボット装置１０が構造物に干渉しないと判別された場合（ステップＳ４４のＮＯの場合）には、ロボット本体通信部１１８が受信したロボット本体１０１の移動指令でロボット移動制御部１０６によりロボット本体１０１の移動、又はロボット本体通信部１１８が受信した付属部位２０１の移動指令で付属部位移動制御部１２２により付属部位２０１の移動が行われる（ステップＳ４６）。
【００９８】
そして操作者は、ロボット装置１１の移動及び姿勢を確認して、ロボット本体１０１が点検位置であり且つロボット形状が点検姿勢であるかを判別する（ステップＳ４７）。ロボット本体１０１が点検位置又はロボット形状が点検姿勢でない場合（ステップＳ４７のＮＯの場合）には、再び第１の空間情報を更新するサブルーチンが実行される（ステップＳ４１）。一方、ロボット本体１０１が点検位置であり且つロボット形状が点検姿勢である場合（ステップＳ４７のＹＥＳの場合）には、操作者は、端末３０１を介して点検データ取得の指令を出す。そして、第１の撮像部２０２Ａにより点検画像（点検データ）が取得される。
【００９９】
その後操作者は、点検計画が完了したか否かを判別し、点検計画が未完了である場合（ステップＳ４９のＮｏの場合）には、再度第１の空間情報が更新されるサブルーチンが実行される（ステップＳ４１）。一方、点検データ記録部１２８により点検計画が完了したと判断された場合（ステップＳ４９のＹＥＳの場合）には、ロボット移動指令部１０４及び付属部位移動指令部１２０に点検を終了させる指令を出力する。
【０１００】
上述の各構成及び機能は、任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは両者の組み合わせによって適宜実現可能である。例えば、上述の処理ステップ（処理手順）をコンピュータに実行させるプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体（非一時的記録媒体）、或いはそのようなプログラムをインストール可能なコンピュータに対しても本発明を適用することが可能である。
【０１０１】
［その他］
本発明は、橋梁を点検又はセンシングするロボット装置に限らず、橋梁以外の他の構造物（例えば、原子炉、鉄塔、建屋等）の点検等を行うロボット装置にも適用できる。また、ロボット装置は、ロボット装置が適用される構造物に応じてロボット装置の形態や機能が異なることは言うまでもない。例えば、ロボット装置は、二足歩行、四足歩行、あるいは無限軌道で走行するもの、ロボット本体に付属する付属部位として多関節アーム（例えば、人間の腕を模した上腕、前腕、手等の部位）を有するものなど、種々のロボット装置が考えられる。
【０１０２】
また、本実施形態の空間情報取得部は、撮像部２０２及び空間情報解析部１３０により構成されているが、これに限らず、レーザ光を走査して方向と距離を計測するレーザスキャン装置、ＴＯＦ（Time Of Flight)方式により距離画像を取得する装置等を適用することができ、要はロボット装置１０の周辺エリアの空間情報を取得することができるものであれば、如何なるものでもよい。
【０１０３】
尚、撮像部２０２等により得られる、撮像部２０２を基準にしたロボット装置１０の周辺エリアの空間情報は、ロボット装置１０の基準位置（例えば、撮像部２０２が搭載された垂直伸延アーム２１０のカメラ設置部２１０Ａの３次元位置）と統合され、構造物に関連するエリアの当初の第１の空間情報（概略空間情報）を上書き更新することができる第２の空間情報（３次元形状データ）とされることは言うまでもない。
【０１０４】
また、ロボット装置１０の基準位置は、Ｘ方向駆動部１０８、Ｙ方向駆動部１１０及びＺ方向駆動部１１２のエンコーダの値により取得することができるが、撮像部２０２等の空間情報取得部により取得される空間情報を使用（併用）することによって、精度の高い基準位置の取得が可能である。
【０１０５】
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０６】
１…橋梁、１０，１１…ロボット装置、１００，１０１…ロボット本体、１０２…空間情報記録部、１０４…ロボット移動指令部、１０６…ロボット移動制御部、１０８…Ｘ方向駆動部、１１０…Ｙ方向駆動部、１１２…Ｚ方向駆動部、１１４…空間情報更新部、１１６…点検計画記録部、１１８…ロボット本体通信部、１２０…付属部位移動指令部、１２２…付属部位移動制御部、１２４…ロボット形状把握部、１２６，１２７…干渉回避制御部、１２６Ａ…判別部、１２６Ｂ…動作変更部、１２８…点検データ記録部、１３０…空間情報解析部、１３２…点検計画実行制御部、２００，２０１…付属部位、２０２…撮像部、２０２Ａ…第１の撮像部、２０２Ｂ…第２の撮像部、２０４…撮像制御部、２０６…パン・チルト駆動部、２１０…垂直伸延アーム、３００，３０１…端末、３０２…点検計画入力部、３０３…操作部、３０３Ａ…ロボット操作部、３０３Ｂ…付属部位操作部、３０４…端末通信部、３０５…記録部、３０６…表示部
【図１】
2016189896.tif 000003
【図２】
2016189896.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2016189896.tif 000011
【図１０】
2016189896.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月22日(2016.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に対して自走するロボット装置の移動が想定されるエリアであって、前記構造物に関連するエリアの第１の空間情報が記録された空間情報記録部と、
前記ロボット装置に搭載され、前記ロボット装置の移動に伴って該ロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報を取得する空間情報取得部と、
前記空間情報取得部により取得した、前記第１の空間情報より詳細な空間情報である第２の空間情報を用いて前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を更新する空間情報更新部と、を備え、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、前記ロボット装置の前記構造物に対する移動時に使用するロボット装置。
【請求項２】
前記空間情報取得部は、
前記ロボット装置の周辺エリアを撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像した画像に基づいて前記周辺エリアの第２の空間情報を算出する空間情報解析部と、
からなる請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記ロボット装置は、
ロボット本体の移動を制御するロボット移動制御部と、
前記ロボット装置に付属する付属部位と、
前記ロボット本体に対して前記付属部位の移動を制御する付属部位移動制御部と、
を更に備えた請求項１又は２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記ロボット移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記付属部位の移動を制御する請求項３に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記ロボット本体の移動指令を手動操作により出力するロボット操作部と、
前記付属部位の移動指令を手動操作により出力する付属部位操作部と、を備え、
前記ロボット移動制御部は、前記ロボット操作部から出力される移動指令に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記付属部位操作部から出力される移動指令に基づいて前記付属部位の移動を制御する請求項３に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記ロボット本体及び前記付属部位の形状をロボット形状として空間的に把握するロボット形状把握部と、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報と前記ロボット形状把握部により把握された前記ロボット形状とに基づいて、前記ロボット移動制御部及び前記付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を規制し、前記ロボット装置と前記構造物との干渉を回避させる干渉回避制御部と、
を更に備えた請求項３から５のいずれか１項に記載のロボット装置。
【請求項７】
前記ロボット移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報に基づいて前記付属部位の移動を制御し、
前記干渉回避制御部は、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報と前記ロボット形状把握部により把握された前記ロボット形状とに基づいて、前記ロボット移動制御部により前記ロボット本体が移動する場合、又は前記付属部位移動制御部により前記付属部位が移動する場合に、前記ロボット装置と前記構造物とが干渉するか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記ロボット装置と前記構造物とが干渉すると判別される場合、前記ロボット移動制御部及び前記付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を変更し、前記ロボット装置と前記構造物との干渉を回避させる動作変更部と、
を有する請求項６に記載のロボット装置。
【請求項８】
前記ロボット本体の移動指令を手動操作により出力するロボット操作部と、
前記付属部位の移動指令を手動操作により出力する付属部位操作部と、を備え、
前記ロボット移動制御部は、前記ロボット操作部から出力される移動指令に基づいて前記ロボット本体の移動を制御し、
前記付属部位移動制御部は、前記付属部位操作部から出力される移動指令に基づいて前記付属部位の移動を制御し、
前記干渉回避制御部は、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報と前記ロボット形状把握部により把握された前記ロボット形状とに基づいて、前記ロボット操作部から出力される移動指令により前記ロボット本体が移動する場合、又は前記付属部位操作部から出力される移動指令により前記付属部位が移動する場合に、前記ロボット装置と前記構造物とが干渉するか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記ロボット装置と前記構造物とが干渉すると判別される場合、前記ロボット移動制御部及び前記付属部位移動制御部のうちの少なくとも一方の動作を停止し、かつ警告を報知する報知部と、
を有する請求項６に記載のロボット装置。
【請求項９】
前記付属部位は、前記構造物を点検する点検データセンシング部を含む請求項３から８のいずれか１項に記載のロボット装置。
【請求項１０】
前記点検データセンシング部は、静止画撮像部、打音検査部、及び超音波検査部のうちの少なくとも１つを含む請求項９に記載のロボット装置。
【請求項１１】
前記点検データセンシング部により検出した点検データを前記構造物の点検箇所に関連付けて記録する点検データ記録部を更に備えた請求項９又は１０に記載のロボット装置。
【請求項１２】
構造物に対して自走するロボット装置の移動が想定されるエリアであって、前記構造物に関連するエリアの概略空間情報を第１の空間情報として空間情報記録部に記録するステップと、
前記ロボット装置に搭載された空間情報取得部が、前記ロボット装置の移動に伴って該ロボット装置の周辺エリアの第２の空間情報を取得するステップと、
空間情報更新部が、前記第１の空間情報より詳細な空間情報である前記取得した第２の空間情報を用いて前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を更新するステップと、を含み、
前記空間情報記録部に記録された第１の空間情報を、前記ロボット装置の前記構造物に対する移動時に使用するロボット装置の移動制御方法。
【国際調査報告】
2016189896.tif 000013
2016189896.tif 000014