(57)【要約】【課題】車両の向きを変える事なく、常時、全周囲の監視、確認を行う事を可能とする撮像手段搭載型走行装置を提供する。【解決手段】上記課題を解決するための撮像装置搭載型走行装置１０は、走行台車１２と、走行台車１２の上部に搭載された撮像手段１８と、を有し、撮像手段１８は、画角を１８０度以上とし、走行台車１２に対して、レンズが走行面と反対側を向くように配置されていることを特徴とする。また、このような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置１０は、撮像手段１８を介して取得された映像データを受信し、当該映像データを視認可能とする表示部２２ｄを備えた基地局２０との連携を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行台車と、
前記走行台車の上部に搭載された撮像手段と、を有し、
前記撮像手段は、画角を１８０度以上とすることを特徴とする撮像手段搭載型走行装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、前記走行台車に対して、レンズが走行面と反対側を向くように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像手段搭載型走行装置。
【請求項３】
前記走行台車には、前記撮像手段が２つ搭載され、
前記２つの撮像手段のレンズが互いに反対方向を向くように、設置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像手段搭載型走行装置。
【請求項４】
前記２つの撮像手段は、単一のホルダに設置されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像手段搭載型走行装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、前記走行台車からの切り離しを可能とし、他の走行台車への接続搭載を可能な構成としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像手段搭載型走行装置。
【請求項６】
前記撮像手段を介して取得された映像データを受信し、当該映像データを視認可能とする表示部を備えた基地局との連携を可能とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像手段搭載型走行装置。
【請求項７】
前記基地局は、前記走行台車の駆動ユニットに対して指令信号を送信するコントローラを付帯していることを特徴とする請求項６に記載の撮像手段搭載型走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像手段を搭載した走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像手段を搭載した走行装置（ロボット）は、荷物の搬送や、屋内、屋外における監視、および玩具など、多岐に亙る分野で活用されている。例えば特許文献１に開示されている走行装置は、走行台車に対して昇降伸縮機構を備えたブームを取り付け、その先端に撮像手段を備える構成としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−６１２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成の走行装置によれば、ブームの角度や長さを調整することで、撮像手段によって撮影する事のできる範囲を広げる事ができるようになると考えられる。しかし、特許文献１に開示されている走行装置も含め、従来の走行装置は、カメラによって撮影される範囲が、走行装置の進行方向（前方）に限られ、この撮影範囲の画角が広角であるか、狭角であるかの違いによるものであった。
【０００５】
このため、走行装置後方の監視、確認を行うためには、車両全体、あるいは撮像手段のマウントを回転させる動作が必要となり、トラブルが生じた際の原因となる映像（画像）を残す事ができない場合があった。
【０００６】
そこで本発明では、車両の向きを変える事なく、常時、全周囲の監視、確認を行う事を可能とする撮像手段搭載型走行装置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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る撮像手段搭載型走行装置は、走行台車と、前記走行台車の上部に搭載された撮像手段と、を有し、前記撮像手段は、画角を１８０度以上とすることを特徴とする。
【０００８】
また、上記のような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置において前記撮像手段は、前記走行台車に対して、レンズが走行面と反対側を向くように配置されていると良い。このような特徴を有する事により、走行台車の走行面が床面に限らず、壁面や天井面であったとしても、走行台車の周囲全周を撮影範囲とすることが可能となる。
【０００９】
また、上記のような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置において前記走行台車には、前記撮像手段が２つ搭載され、前記２つの撮像手段のレンズが互いに反対方向を向くように、設置されている構成とすると良い。このような特徴を有することにより、上下左右全周、すなわち全天球の範囲における映像撮影が可能となる。よって、撮像手段の位置に関わらず、監視、確認時の死角を無くすことが可能となる。
【００１０】
また、上記のような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置において前記２つの撮像手段は、単一のホルダに設置されているようにすることもできる。このような特徴を有する事により、撮像手段の配置位置間に起因する死角を無くすことができることによって、走行台車の近距離における全天球撮影が可能となる。
【００１１】
また、上記のような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置における前記撮像手段は、前記走行台車からの切り離しを可能とし、他の走行台車への接続搭載を可能な構成とすることができる。このような特徴を有する事により、所望する撮影、記録形態に応じて異なる走行プログラムが記録された走行台車に撮像手段を載せ替えて走行、撮影を行う事が可能となる。
【００１２】
また、上記のような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置では、前記撮像手段を介して取得された映像データを受信し、当該映像データを視認可能とする表示部を備えた基地局との連携を可能とすると良い。このような特徴を有する事により、走行台車に搭載されている撮像手段を介して得られる映像をリアルタイムで確認する事が可能となる。
【００１３】
さらに、上記のような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置において前記基地局は、前記走行台車の駆動ユニットに対して指令信号を送信するコントローラを付帯することができる。このような特徴を有する事により、プログラムやセンサを介した自動走行のみならず、走行台車を操作する事が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような特徴を有する撮像手段搭載型走行装置によれば、車両の向きを変える事なく、常時、全周囲の監視、確認を行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置の外観構成の一例を示す側面図である。
【図３】第２の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置の外観構成の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の撮像手段搭載型走行装置に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を好適に実施するために選定した一部の形態であり、その機能を逸脱しない範囲において、その形態に変更を加える事は、本発明の一部とみなすことができる。
【００１７】
［撮像手段１つのタイプ］
まず、図１、図２を参照して、第１の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置について説明する。本実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０は、走行台車１２と、撮像手段１８とを基本とし、必要に応じて基地局２０との連携を図ることを可能に構成されている。走行台車１２としては、自走型や操作型、軌道追従型など、様々なタイプのものを採用することができる。その基本構成は、ボディ１４と、このボディ１４を移動させるための駆動ユニット１６を有する。
【００１８】
ボディ１４は、走行台車１２の外観を構成するものであり、その形状は適宜設計により定めれば良いが、少なくともボディ１４の上部には、撮像手段１８を搭載するための搭載部１４ａを備える形態とする。本実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０は、その上部に撮像手段１８を搭載することで、常時、走行台車１２の周囲全周の監視、確認を行う事を可能にする構成だからである。このため、搭載部１４ａは、ボディ１４を平面視した際に、ボディ１４の中心となる位置に設けることが望ましい。撮影位置とボディ１４とのバランスが良好となるからである。
【００１９】
駆動ユニット１６は、自走型や操作型、軌道追従型などのタイプによって種々異なる事となるが、例えば、自走型と操作型の双方のタイプへの切り替え制御を可能とする駆動ユニット１６では、図１に示すように、少なくとも、センサ１６ａと指令受信部１６ｂ、マイコン１６ｃ、および駆動モータ１６ｄを備える構成とされる。
【００２０】
センサ１６ａは、例えば超音波センサや光電センサなどを利用した衝突防止センサや、指向性マイクなどとすることができ、これらを複合的に組み合わせることもできる。そして、センサ１６ａによって得られた検出信号は、マイコン１６ｃに出力される。指令受信部１６ｂは、詳細を後述する基地局２０からの信号を受信し、送信波に重畳された指令信号を復調してマイコン１６ｃに送るための要素である。マイコン１６ｃは、検出信号や指令信号に基づいて駆動モータ１６ｄを制御するためのプログラムが書き込まれており、プログラムを介して駆動信号を生成し、これを駆動モータ１６ｄに出力する。駆動モータ１６ｄは、マイコン１６ｃからの駆動信号を受けて駆動する要素であり、ギアボックス等を介してタイヤ等の駆動部を作動させ、走行台車１２を移動させる。このような構成の駆動ユニット１６を搭載することで、走行台車１２を自走型とした場合であっても、衝突防止センサによる検出信号に基づいて衝突を回避した移動を継続して行うことが可能となる。また、センサ１６ａとして指向性マイクを複数搭載した場合には、走行台車１２を音源の方向へ向けて移動させることも可能となる。
【００２１】
撮像手段１８は、画角を１８０度以上とした超広角撮影が可能なレンズ１８ａを備えたものとする。撮像手段１８は、走行台車１２のボディ１４に設けられた搭載部１４ａに対して、レンズ１８ａが上面（走行面と反対側）を向く状態で搭載されている。１８０度以上の画角を有する撮像手段１８をこのような搭載形態とすることで、上部を含めた走行台車１２の周囲全周を撮影範囲とすることが可能となる。このため、車両の向きや撮像手段１８を搭載するマウントの向きを変える事なく、走行台車１２の周囲全周を監視、確認する事ができるようになる。よって、撮像手段搭載型走行装置１０の周囲で生じた事象を漏れなく撮影する事が可能となる。また、方向を変える事なく全周囲の撮影を行う事ができるため、走行台車１２やマウントなどを駆動させるためのエネルギー消費を抑制することができる。よって、装置としての省エネ化を図る事も可能となる。
【００２２】
本実施形態で使用する撮像手段１８のシステム構成は、少なくとも図１に示すような構成であれば良い。すなわち、撮像部１８ｂと、記録部１８ｃ、および映像送信部１８ｄである。撮像部１８ｂは、図示しない撮像素子やレンズ１８ａを備え、映像データを生成するための要素である。記録部１８ｃは、撮像部１８ｂを介して得られた映像データを記録するための要素であり、例えばメモリなどであれば良い。さらに映像送信部１８ｄは、撮像部１８ｂを介して得られた映像データを外部の基地局２０に送信するための要素である。映像送信部１８ｄでは、送信波に対して映像データを重畳させる変調を行い、出力が成される。ここで、映像データの容量が大きい場合には、データの画素数を低減するなどのデータ軽減処理を行った上で送信波への重畳を成す。このようなデータ処理を施すことで、映像データの送信速度を速めることができ、リアルタイムでの映像確認が可能となるからである。
【００２３】
基地局２０は、撮像手段１８を介して得た映像データを受信すると共に、必要に応じて駆動ユニット１６に対して指令信号を出力する役割を担う。
【００２４】
基地局２０は、大別して、端末部２２と、入出力部２４により構成されている。端末部２２は、例えばパーソナルコンピュータや高機能型携帯電話（スマートフォン）、あるいはタブレット型端末など、少なくとも次に示すような要素を備えるものであれば良い。すなわち、映像受信部２２ａと演算部２２ｂ、記録部２２ｃ、表示部２２ｄ、および指令送信部２２ｅである。映像受信部２２ａは、撮像手段１８から送信された送信波を受信し、これを復調して映像データを取得するための要素である。演算部２２ｂは、映像受信部２２ａを介して復調された映像データに基づく処理を行う要素である。具体的には、映像データを記録部２２ｃに記録する処理、映像データをモニタ等の表示部２２ｄに視認可能に表示する処理、および詳細を後述する入出力部２４を介して入力された走行パターンに従った指令信号を生成、出力する処理などを行う。また、指令送信部２２ｅは、演算部２２ｂから出力された指令信号を送信波に重畳する変調処理を行い、走行台車１２の駆動ユニット１６へ出力するための要素である。
【００２５】
ここで、表示部２２ｄに対する映像データの表示処理は、入力された映像データをそのまま表示するリアルタイム表示と、記録部２２ｃに記録した映像データを読み出して表示する記録再生表示といったパターンを選択することができる。リアルタイム表示は、主に、後述する入出力部２４を介した操作や走行パターンの指令を行う際に成される表示処理である。一方、記録再生表示は、事後の記録確認などのために成される表示処理である。
【００２６】
入出力部２４は、端末部２２に接続される付帯要素であり、主に撮像手段搭載型走行装置１０を操作するために用いられる。具体的には、いわゆるゴーグルとしてのヘッドマウント型の表示部２４ａや、ジョイスティックなどのコントローラ２４ｂである。それぞれの機能は、端末部２２の要素に持たせる事も可能であるが、例えばヘッドマウント型の表示部２４ａを使用した場合には、撮像手段搭載型走行装置１０の視点を視野全体で体感することが可能となる。また、ジョイスティックをコントローラ２４ｂとして利用した操作は、走行台車１２を直感的に操作することが可能となるといったメリットがある。
【００２７】
［作用、効果］
このような構成の撮像手段搭載型走行装置１０は、走行台車１２の向きを変える事なく、常時、全周囲の監視、確認を行う事が可能となる。このため、走行台車１２の後方でのトラブルであっても、確実に映像記録を残す事ができる。また、走行台車１２の方向を変える事なく全周囲の映像を撮影する事ができるため、監視、確認のための無駄な動作を減らす事ができる。よって、省エネ化を図る事もできる。
【００２８】
また、本実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０では図１に示すように撮像手段１８と走行台車１２のシステム構成が個別に構成されている。このため、撮像手段１８を走行台車１２から切り離し、他の走行台車へ搭載することもできる。よって、異なる走行プログラムが記録されたマイコン１６ｃを有する走行台車１２に撮像手段１８を搭載すれば、撮像手段１８を介して得られる映像データを異ならせる事ができる。
【００２９】
［応用例］
上記のような構成の撮像手段搭載型走行装置１０は、その走行領域を床面に限るものではない。例えば走行領域にレールなどの軌道を設けたり、走行台車１２にエアや磁力などによる吸着手段を設けることにより、壁面、あるいは天井面を走行領域とすることも可能となる。このような場合でも、撮像手段１８のレンズ１８ａが、それぞれの走行面（走行領域）と反対側を向くように配置されていることで、撮影範囲を走行台車１２の周囲全周とすることができる。もちろん、撮像手段１８の画角が１８０度以上であれば、レンズ１８ａの向きは、完全に走行面と反対側を向く必要は無く、画角の広さに応じた傾倒角度を持たせたとしても、その機能に影響は無い。
【００３０】
［撮像手段２つのタイプ］
次に、図３を参照して、第２の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置について説明する。本実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０Ａも、第１の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０と同様に走行台車１２と撮像手段１８とを基本とし、基地局２０との連携を可能とする点に相違は無い。よって、その機能を同一とする箇所には同一符号を附して、詳細な説明は省略することとする。なお、基地局２０については、図１に示したものを援用する。
【００３１】
本実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０Ａは、第１の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０に比べ、撮像手段１８の搭載位置を高い位置としている。具体的には、駆動ユニット１６を備えた走行台車１２と、撮像手段１８を備える搭載部１４ａとの間に、搭載部１４ａを上方にシフトさせた状態で支えるための支持部３０を備える構成としている。
【００３２】
走行台車１２に支持部３０を備えることで、撮像手段１８の搭載位置が高くなり、撮影範囲を広げることができる。一方で、撮像手段１８を第１の実施形態と同じように、レンズを上側に向けた状態で搭載した場合には、搭載部１４ａの下方に死角が生ずることとなる。このため、本実施形態では、画角を１８０度以上とした撮像手段１８を２つ備える構成としている。２つの撮像手段１８は、その本体を背中合わせとなるように単一のホルダ１８ｅに設置することで、互いのレンズ１８ａが反対側を向くようにしている。このように配置した２つの撮像手段１８のレンズ１８ａが側面を向くように配置することで、搭載部１４ａの下方を含めた上下左右の全周、いわゆる全天球の範囲での撮影が可能となり、取得映像の死角を無くすことができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０Ａは、支持部３０に伸縮機構３２を備えている。伸縮機構３２の構成については特に限定するものでは無いが、搭載部１４ａを安定支持した状態での昇降を可能とすることが望ましい。一例として、走行台車１２と中間プレート３２ｅの間に配置されたボールネジ３２ａと、このボールネジ３２ａ上を昇降可能なスライダ３２ｂを基本とするものを挙げることができる。スライダ３２ｂには、中間プレート３２ｅを貫くようにして、搭載部１４ａを支持する伸縮ロッド３２ｃと、スライダ３２ｂの昇降時における安定化を図るためのガイドロッド３２ｄが設けられている。このような構成の伸縮機構３２では、ボールネジ３２ａを回転させる事でスライダ３２ｂが昇降し、中間プレート３２ｅを基点とした伸縮ロッド３２ｃの突出量が変化する。
【００３４】
このような構成とすることで、撮像手段１８の搭載高さを変化させる事ができる。よって、上方から見下ろす視点や、真横から見渡す視点、および下方から見上げる視点など、様々な視点から監視、確認対象とするものを撮影する事が可能となる。このような機能を持たせる事により、撮像手段１８の位置が固定されている場合に比べ、より多角的な視点から監視、確認を行う事が可能となる。また、例えばマーケティングや事件などの調査を行う際、大人や子供など、対象とする人物の視点に合わせた映像を再現する事が可能となるといったメリットもある。
【００３５】
［作用、効果］
このような構成の撮像手段搭載型走行装置１０Ａも、第１の実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０と同様に、走行台車１２の向きを変える事なく、常時、全周囲の監視、確認を行う事が可能となることより、上記と同様な効果を得ることができる。また、撮像手段搭載型走行装置１０Ａは、全天球の映像データを記録することが可能であることより、基地局２０、あるいはその他の映像処理端末を介して記録映像を確認する際に、ビューポイントの切り替えを行う事も可能となる。例えば、記録された映像データの一部を拡大、切り出し等する処理を連続的に行い、これをビューポイントとする処理を実行した場合には、車両全体、あるいは撮像手段１８のマウントを回転させる挙動のような映像を再現することが可能となる。
【００３６】
［応用例］
上記第２の実施形態では、２つの撮像手段１８を単一のホルダ１８ｅに設置する旨記載した。しかしながら、２つの撮像手段１８は、そのレンズ１８ａが互いに反対側を向く配置形態であれば、それぞれ個別のホルダ（マウント）に設置する構成としても良い。各撮像手段１８における画角が１８０度以上であれば、２つの撮像手段１８の配置位置の関係は、全天球撮影可能な範囲が、２つの撮像手段１８の設置間中心からどの程度の距離になるかの違いに過ぎないからである。また、２つの撮像手段１８を個別のホルダに設置する構成とした場合には、走行台車１２等に搭載する機器（駆動ユニットを含む）の配置形態の自由度が向上する。よって、装置全体としてコンパクトな構成とすることも可能となる。
【００３７】
実施形態に係る撮像手段１８は、その性質上、レンズ１８ａの頂点位置で捉える対象物の解像度の方が、レンズ１８ａの周辺位置で捉える対象物の解像度よりも高くなる。このため、２つの撮像手段１８におけるレンズ１８ａの向きは、高画質で映像を取得したい方向に向けるようにすると良い。例えば、倉庫などにおいて、通路の左右に位置する棚に収納されている品の在庫確認を行うような場合には、２つの撮像手段１８のレンズ１８ａをそれぞれ、走行台車１２の進行方向に対して左右に向けるように配置することで、必要とする対象物の高画質映像を得る事が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
上記実施形態に係る撮像手段搭載型走行装置１０では、走行台車１２から撮像手段１８を切り離し、別の走行台車１２へ搭載する事ができる旨説明した。これに加え、本実施形態に係る撮像手段１８は、走行台車１２に搭載しない状態、すなわち撮像手段１８単体でも、撮像手段１８としての機能を発揮することができる。また、こうした汎用性に優れた撮像手段１８は、走行台車１２以外のハードウェアに接続して使用する事もできる。
【符号の説明】
【００３９】
１０，１０Ａ………撮像手段搭載型走行装置、１２………走行台車、１４………ボディ、１４ａ………搭載部、１６………駆動ユニット、１６ａ………センサ、１６ｂ………指令受信部、１６ｃ………マイコン、１６ｄ………駆動モータ、１８………撮像手段、１８ａ………レンズ、１８ｂ………撮像部、１８ｃ………記録部、１８ｄ………映像送信部、１８ｅ………ホルダ、２０………基地局、２２………端末部、２２ａ………映像受信部、２２ｂ………演算部、２２ｃ………記録部、２２ｄ………表示部、２２ｅ………指令送信部、２４………入出力部、２４ａ………表示部、２４ｂ………コントローラ、３０………支持部、３２………伸縮機構、３２ａ………ボールネジ、３２ｂ………スライダ、３２ｃ………伸縮ロッド、３２ｄ………ガイドロッド、３２ｅ………中間プレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019080094.tif 000005