【事件の表示】
　特許第６４７５１９１号発明「パトロール作業用ロボット及びパトロール作業用ロボットを用いた警報システム」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。
【結　論】
　特許第６４７５１９１号の明細書、特許請求の範囲を訂正請求書に添付された訂正明細書、特許請求の範囲のとおり、訂正後の請求項〔１ないし３〕について訂正することを認める。
　特許第６４７５１９１号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　本件特許異議申立の主な経緯
　平成２８年　５月２６日　　　特許第６４７５１９１号
　　　　　　　　　　　　　　（以下、「本件特許」という。）の請求項１
　　　　　　　　　　　　　　ないし３に係る特許についての出願
　　　　　　　　　　　　　　（特願２０１６−１０４８９５号）
　平成３１年　２月　８日　　　本件特許権の設定登録
　　　同　年　２月２７日　　　本件特許に係る特許掲載公報の発行
　令和　１年　８月２６日　　　特許異議申立人桜井裕（以下「異議申立
　　　　　　　　　　　　　　人」という。）による本件特許異議の申立て
　　　同　年１０月２１日付け　取消理由通知書
　　　同　年１２月２０日　　　特許権者による意見書の提出
　令和　２年　１月１７日付け　取消理由通知書（決定の予告）
　　　同　年　３月１７日　　　特許権者による意見書の提出及び訂正の
　　　　　　　　　　　　　　請求
　　　同　年　４月２８日　　　異議申立人による意見書の提出
第２　訂正の適否についての判断
１．訂正の内容
　本件訂正請求による訂正の内容は、以下の（１）〜（３）のとおりである。
（１）訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１に、
「・・・記録手段と、を有すること・・・」と記載されているのを、
「・・・記録手段と、を有し、前記三次元マップが、制御部１２０及び三次元データを記憶する記憶部１１０を有するサーバ１０２と、ネットワーク１０４を介して前記サーバ１０２と通信可能であって表示部１３２を有する端末装置１０３と、を備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００であって、前記記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段を有するとともに、該複数の格納手段に格納された各三次元データを関連付けて記憶しており、前記複数の格納手段は、所定のプラント設備と該プラント設備の周辺領域との計測データを含む、航空レーザ計測による航空三次元データを格納する第１格納手段１１１と、少なくとも前記航空三次元データに含まれる、前記プラント設備を含む地上領域を計測した、モービルマッピングシステムによる広域地上三次元データを格納する第２格納手段１１２と、少なくとも前記プラント設備の内部を計測した、非移動式の地上型レーザ計測による狭域地上三次元データを格納する第３格納手段１１３とを含み、前記制御部１２０は、前記記憶部１１０に格納された三次元データに関する前記端末装置１０３からの位置指定及び尺度指定に基づいて、前記複数の格納手段から、前記端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出する格納部選択手段１２５と、該格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって指定された尺度に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を前記表示部１３２に表示させるように前記端末装置１０３へ送信する階層マップ画像表示手段１２６とを備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００により表示される三次元マップ画像を用いること・・・」に訂正する。
（２）訂正事項２
　特許請求の範囲の請求項１に、
「予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部と」と記載されているのを、
「予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部２０と」に訂正する。
（３）訂正事項３
　本件特許明細書の段落［００１０］に、
「上記目的を達成するための請求項１に記載のパトロール作業用ロボットは、プラント設備領域を含む領域の三次元マップと、周囲の立体的形状データを取得可能な周囲データ取得センサと、該周囲データ取得センサにより得られた前記立体的形状データと前記三次元マップのデータとを対比して両データの一致点を見出し、前記三次元マップ上における現在位置を決定する現在位置決定手段と、予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部と、を有し、前記三次元マップが、三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群マップであり、前記プラント設備領域内において前後左右及び高さ方向に移動しつつ該プラント設備領域のパトロール作業を行うパトロール作業用ロボットであって、前記移動中に前記周囲の雰囲気の各種物理量を検知する検知手段と、前記周囲の雰囲気の各種物理量が所定基準値範囲を外れた場合に前記三次元マップ上に前記物理量の情報を前記現在位置決定手段により決定された現在位置とともに記録する記録手段と、を有することを特徴とする。」と記載されているのを、
「上記目的を達成するための請求項１に記載のパトロール作業用ロボットは、プラント設備領域を含む領域の三次元マップと、周囲の立体的形状データを取得可能な周囲データ取得センサと、該周囲データ取得センサにより得られた前記立体的形状データと前記三次元マップのデータとを対比して両データの一致点を見出し、前記三次元マップ上における現在位置を決定する現在位置決定手段と、予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部２０と、を有し、前記三次元マップが、三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群マップであり、前記プラント設備領域内において前後左右及び高さ方向に移動しつつ該プラント設備領域のパトロール作業を行うパトロール作業用ロボットであって、前記移動中に前記周囲の雰囲気の各種物理量を検知する検知手段と、前記周囲の雰囲気の各種物理量が所定基準値範囲を外れた場合に前記三次元マップ上に前記物理量の情報を前記現在位置決定手段により決定された現在位置とともに記録する記録手段と、を有し、前記三次元マップが、制御部１２０及び三次元データを記憶する記憶部１１０を有するサーバ１０２と、ネットワーク１０４を介して前記サーバ１０２と通信可能であって表示部１３２を有する端末装置１０３と、を備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００であって、前記記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段を有するとともに、該複数の格納手段に格納された各三次元データを関連付けて記憶しており、前記複数の格納手段は、所定のプラント設備と該プラント設備の周辺領域との計測データを含む、航空レーザ計測による航空三次元データを格納する第１格納手段１１１と、少なくとも前記航空三次元データに含まれる、前記プラント設備を含む地上領域を計測した、モービルマッピングシステムによる広域地上三次元データを格納する第２格納手段１１２と、少なくとも前記プラント設備の内部を計測した、非移動式の地上型レーザ計測による狭域地上三次元データを格納する第３格納手段１１３とを含み、前記制御部１２０は、前記記憶部１１０に格納された三次元データに関する前記端末装置１０３からの位置指定及び尺度指定に基づいて、前記複数の格納手段から、前記端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出する格納部選択手段１２５と、該格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって指定された尺度に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を前記表示部１３２に表示させるように前記端末装置１０３へ送信する階層マップ画像表示手段１２６とを備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００により表示される三次元マップ画像を用いることを特徴とする。」に訂正する。
　本件特許請求の範囲に係る訂正（訂正事項１ないし２）は、一群の請求項〔１ないし３〕に対して請求されたものである。また、本件特許明細書に係る訂正（訂正事項３）は、一群の請求項〔１ないし３〕について請求されたものである。
２．訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
（１）訂正事項１について
　訂正事項１に係る訂正は、請求項１に係る「三次元マップ」の構成を加入するものである。
　これについて、三次元マップに関し、訂正前の請求項１に係る発明（以下「本件発明１」という。なお、同様に訂正前の請求項２ないし３に係る発明を「本件発明２」等という。）は、
ア　「プラント設備領域を含む領域の三次元マップ」であること、
イ　「前記三次元マップが、三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群マップであ」ること、
の二点のみを特定していたものであって、特に他に限定を生じさせる事項はないから、段落【００２８】〜【００７６】に示される実施例（特に段落【００４６】〜【００４８】に記載された三次元マップ）のみを想定していたとはいえず、段落【００７７】〜【０１２２】、図５〜図１０に記載された三次元画像表示システムによって得られる三次元マップも含まれていたものと解される。この点について、段落【００８３】にも、第１〜第４格納手段に格納される三次元データが、三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群マップであることが記載されており、三次元マップの構成自体、段落【００２８】〜【００７６】に示される実施例のものと変わりはない。
　そうすると、訂正事項１は、本件発明１が内在していた三次元マップを、三次元画像表示システムによって得られるものに限定しようとするものであるから、この訂正事項は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものと認められる。
　また、訂正事項１に係る発明特定事項は、上記のとおり、段落【００７７】〜【０１２２】、図５〜図１０に記載されていた事項であって、本件発明１が内在していたものであるから、本件特許明細書に記載された事項の範囲内においてなされたものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではないことは明らかである。
（２）訂正事項２について
　訂正事項２に係る訂正は、請求項１に係る「予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部」について、当該制御部に対応する図面中の符号「２０」を加入するものである。
　ここで、本件特許明細書（特に、段落【００３３】、【００４１】、【００５２】〜【００５９】）及び図面（特に、図１及び図４）を参酌すれば、「予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部」は、作業用ロボット１０が有する「制御部２０」であることが明らかであるところ、この訂正事項は、上記訂正事項１において、サーバ１０２の「制御部１２０」が加入されたことに伴い、いずれの「制御部」であるかが判別可能となるように「２０」の符号を付したものと理解できる。
　そうすると、訂正事項２は、本件発明１の「予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部」を明確化するためのものであって、明瞭でない記載の釈明を目的とするものと認められるところ、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもないことは明らかである。
（３）訂正事項３について
　訂正事項３に係る訂正は、上記訂正事項１、２の請求項１に係る訂正に合わせて、本件明細書の記載を訂正するものであるから、明瞭でない記載の釈明を目的とする訂正であって、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもないことは明らかである。
３．小括
　以上のとおりであるから、本件訂正請求による訂正は、特許法第１２０条の５第２項ただし書第１号及び第３号に掲げる事項を目的とするものであり、かつ、同条第９項において準用する同法第１２６条第５項及び第６項の規定に適合する。
　したがって、明細書、特許請求の範囲を、訂正請求書に添付された訂正明細書、特許請求の範囲のとおり、訂正後の請求項〔１ないし３〕について訂正することを認める。
第３　本件訂正発明
　上記第２のとおり、本件訂正は認められるので、訂正後の本件請求項１ないし３に係る発明（以下、「本件訂正発明１」等という。）は、以下のとおりである。
　「【請求項１】
　プラント設備領域を含む領域の三次元マップと、
　周囲の立体的形状データを取得可能な周囲データ取得センサと、
　該周囲データ取得センサにより得られた前記立体的形状データと前記三次元マップのデータとを対比して両データの一致点を見出し、前記三次元マップ上における現在位置を決定する現在位置決定手段と、
　予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部２０と、を有し、
　前記三次元マップが、三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群マップであり、
　前記プラント設備領域内において前後左右及び高さ方向に移動しつつ該プラント設備領域のパトロール作業を行うパトロール作業用ロボットであって、
　前記移動中に前記周囲の雰囲気の各種物理量を検知する検知手段と、
　前記周囲の雰囲気の各種物理量が所定基準値範囲を外れた場合に前記三次元マップ上に前記物理量の情報を前記現在位置決定手段により決定された現在位置とともに記録する記録手段と、を有し、
　前記三次元マップが、
　制御部１２０及び三次元データを記憶する記憶部１１０を有するサーバ１０２と、ネットワーク１０４を介して前記サーバ１０２と通信可能であって表示部１３２を有する端末装置１０３と、を備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００であって、
　前記記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段を有するとともに、該複数の格納手段に格納された各三次元データを関連付けて記憶しており、
　前記複数の格納手段は、
　所定のプラント設備と該プラント設備の周辺領域との計測データを含む、航空レーザ計測による航空三次元データを格納する第１格納手段１１１と、
　少なくとも前記航空三次元データに含まれる、前記プラント設備を含む地上領域を計測した、モービルマッピングシステムによる広域地上三次元データを格納する第２格納手段１１２と、
　少なくとも前記プラント設備の内部を計測した、非移動式の地上型レーザ計測による狭域地上三次元データを格納する第３格納手段１１３とを含み、
　前記制御部１２０は、
　前記記憶部１１０に格納された三次元データに関する前記端末装置１０３からの位置指定及び尺度指定に基づいて、前記複数の格納手段から、前記端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出する格納部選択手段１２５と、
　該格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって指定された尺度に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を前記表示部１３２に表示させるように前記端末装置１０３へ送信する階層マップ画像表示手段１２６とを備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００により表示される三次元マップ画像を用いることを特徴とするパトロール作業用ロボット。
【請求項２】
　前記周囲の雰囲気の物理量が、温度、放射線、有害物質及び可燃性ガスの物理量から選択される少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項１に記載のパトロール作業用ロボット。
【請求項３】
　前記三次元マップデータを無線で発信する発信手段を有する請求項１又は２に記載のパトロール作業用ロボットと、
　前記発信手段により発信された情報を受信する受信手段と、該受信手段が受信した前記三次元マップデータに記録された前記物理量の情報に基づき警報を発する警報手段と、を備える警報装置と、
　を有することを特徴とするパトロール作業用ロボットを用いた警報システム。」
第４　取消理由の概要
　本件発明１ないし３についての特許に対して、当審が令和２年１月１７日付けの取消理由通知書（決定の予告）において、特許権者に通知した取消理由の要旨は、次のとおりである。
　本件発明１ないし３は、甲第１号証に記載された発明に、甲第２号証ないし甲第４号証に記載の事項を適用することにより、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件発明１ないし３についての特許は特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。
　よって、本件発明１ないし３についての特許は、取り消されるべきものである。
第５　引用文献の記載
　取消理由通知において提示した引用文献は以下のとおりである。
　甲第１号証：特開平７−２８１７５３号公報
　甲第２号証：特開２０１３−１３２７４８号公報
　甲第３号証：再公表特許ＷＯ２０１３／０３０９２９号
　甲第４号証：特開２０１４−４４１４３号公報
　（以下、甲第１号証ないし甲第４号証を「甲１」ないし「甲４」という。）
１．甲１の記載事項、甲１発明
　甲１には、「移動ロボット」に関し、図１〜７とともに以下の記載がある（下線は当審が付与した。）。
（ア）「【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自律制御する移動ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、
原子力プラントやその他悪環境下の各種プラントでは、プラント内に設置されている機器や配管に加熱や漏洩等の異常が発生した場合に、早期に発見できるように作業員が移動して点検を行っている。・・・この巡視点検作業は、人体への危害やコスト、さらに最近では作業員の確保の面などで問題があり、作業員に代替する移動式の点検装置への要求が強い。
（イ）「【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の
従来の移動ロボットにおいては、原子力プラントやその他悪環境下の各種プラントの非常に複雑でかつ広いエリア等の使用条件において機能を満足させことが困難であった。
ロボットにパッシブな視覚情報で自己位置同定処理を行う場合は、人間の目に相当するテレビカメラを取り付けて、画像認識を行う必要があるが、視覚認識機能が人に比べて非常に劣る。そのため、短時間で正確な自己位置同定することが困難である。
現状では複雑環境を移動させるロボットにはパッシブな視覚情報による自己位置同定処理は実現性に乏しい。
【０００６】
本発明は係る従来の事情に対処してなされたものであり、その目的は、プラントに悪影響を及ぼさず、視覚情報に代わる外界センサの採用を行い、複雑な教示やプラントに対する加工処理の不要な自己位置同定処理を構築し、複雑環境下で自己位置同定処理の正確さを向上させ、しかも高速に処理可能な移動ロボットを提供するものである。
（ウ）「【００１２】
【実施例】・・・図１は本発明に係る移動ロボットの第１の実施例における移動ロボットの外形図を示しており、
移動ロボット１は移動量検出用の回転角度センサ１５を有する車輪５０で駆動する移動台車７に、点検用センサ９を設けた雲台８，点検用センサ信号処理装置２１を備えている。
ロボット用の前述の視覚情報に代わる外界センサであるスキャン式レーザ距離計１２，超音波センサ１３ａ，１３ｂ，ジャイロ１４，ロボットコントローラ１９を搭載している。この移動ロボット１は、操作室２にある操作盤３からの指令に基づいて、プラント内に設置された点検対象物まで移動し、点検用センサ９を用いて点検を行うものである。
【００１３】本実施例で用いた雲台８は、下部にはスキャン式レーザ距離計１２を搭載し、ロボットコントローラ１９の姿勢制御指令に基づいて旋回駆動、ふ仰駆動を行うものである。無線伝送装置１０は通信制御装置２０からの要求および制御で、地上局とロボット制御に必要となる制御信号、状態信号の送受と、点検用センサ９の送信を無線で行うものである。ジャイロ１４は、ロボットの旋回角度と傾き角度と検出するものである。
【００１４】
スキャン式レーザ距離計１２はレーザ光を発光してから被測定物から反射してくるまでの時間を計測することで、被測定物までの距離を求めるものである。
【００１５】
超音波センサ１３ａ，１３ｂは超音波を発信するトランスデゥーサ１３ｂと被測定物から反射してくる超音波を受信するレシーバ１３ａとが独立に設けられたもので、発信から受信までの時間を計測することで被測定物までの距離を求める。
（エ）「【００１７】また、通信制御装置４からの通信制御信号を無線で移動ロボット１に伝送あるいは受信するための追尾装置付き無線伝送装置１１が設けられている。操作盤３は移動台車７や点検用センサ９の遠隔操作を行う操作器１７、点検結果や移動ロボット１の状態を表示する状態表示モニタ１６、これらを制御するマンマシンインターフェイス用制御装置１８から構成されている。
【００１８】オペレータは操作器１７を用いて目的位置と方向に関する移動要求を入力する。
ロボット統括制御装置５はオペレータからの移動要求を受けて、プラントＣＡＤ（コンピュータ支援による設計）データを用いて現在位置から目的地までの経路生成を行う機能を有し、さらに操作盤３と移動ロボット１間の通信管理を行う。このプラントＣＡＤデータは、機器の配置設計を行うためのものであり、データの内容としてはポンプ、弁、熱交換器等の機器の配置、配管の設置位置等を示す座標が、機器、配管等の占める容積全体の部分で３次元的に与えられる。
【００１９】通信制御装置４は移動ロボット１の走行コントローラ２４，雲台コントローラ２５，点検用センサ信号処理装置２１からの状態信号および点検用センサ９からのセンサ信号を入力し、ロボット統括制御装置５，診断装置６へ送信する機能を有する。また、逆にロボット統括制御装置５，診断装置６からの要求信号を入力し、移動ロボット１の走行コントローラ２４，雲台コントローラ２５，点検用センサ信号処理装置２１へ送信する機能および追尾装置付き無線伝送装置１１の制御を行う機能も有している。
【００２０】
診断装置６は、点検箇所において検出されるセンサ信号を入力し、内蔵されたデータベースに追記するとともに、予め記憶された正常時でのセンサ信号との比較、時間的な変動状態の検出を行い、基準値に対して大きいか否かを判定し、大きい場合には異常が発生した可能性があると診て、詳細な点検方法（新たな点検箇所と点検手段）を立案し、ロボット統括制御装置５に点検要求を出力する。また、詳細な点検結果が得られると、異常の判定と異常箇所および異常原因の推定を行う。これらの処理結果は、逐次状態表示モニタ１６を介してオペレータに伝えるものである。
・・・
【００２２】図２（ｂ）において、
移動ロボット１は、点検用センサ９としてテレビカメラ２７、マイクロフォン２８、レーザ振動計２９、赤外線カメラ３０、臭いセンサ３１を備えている。
（オ）「【００２６】位置同定コントローラ２３の構成については図３に示す。ジャイロ１４と移動量検出用の回転角度センサ１５のデータはロボット用センサ信号処理回路２２を介して、ロボットの概略位置を検出するための概略位置検出回路３４に入力される。
この回路で得られた概略位置はセンサシミュレーション回路３７に入力され、センサシミュレーション回路３７内に格納されたプラントＣＡＤデータを用いてセンサシミュレーションされて、そのプラントＣＡＤデータ上の位置データとして画像メモリ３６ａに記憶される。
【００２７】ここで、センサシミュレーションとは、移動ロボット１が点検走行する建屋内部の位置データから構成されるプラントＣＡＤデータを用いて、移動ロボット１の移動に基づくジャイロ１４および回転角度センサ１５の変化量を追跡し、プラントＣＡＤデータ上での現在位置を求める操作をいう。
【００２８】一方、
スキャン式レーザ距離計１２，超音波センサ１３ａ，１３ｂによって測定される距離データは、実測された距離を示している。
【００２９】さらに、
上記センサシミュレーション結果のデータと実測したセンサデータの分布の対応づけを画素相関回路３８を用いて行い、差分を求める。また、位置同定回路３９でその差分を上記概略位置検出回路３４で得られた概略位置に加えることによってロボットの自己位置を決定する。
（カ）「【００３５】図２に戻って、
走行コントローラ２４は、目標位置までの軌道データと上記自己位置同定結果から、走行モードと移動ロボット１の車輪５０に対するステアリング角度、走行速度を算出する演算回路（図示せず）と、算出した結果を走行用ドライバ３３への出力
（キ）「【００３８】次に、本実施例の作用について説明する。移動ロボット１は図４に示す手順で点検箇所まで移動し、所定の点検を行う。この点検の手順について以下に説明する。
【００３９】移動ロボット１を点検箇所まで移動させ、所定の点検を行わせるには、まず、移動ロボット１に対して目標位置、作業要求を入力する処理、すなわち点検ルートの決定（Ｓ１）が必要である。この処理は操作盤３の操作器１７を用いてオペレータが入力する。入力された目標位置、作業要求はマンマシンインターフェイス用制御装置１８を介してロボット統括制御装置５に入力される。
ロボット統括制御装置５は、入力された目標位置、作業要求データからプラント機器配置用のプラントＣＡＤデータを用いて、目標位置までの経路および点検する時の雲台８の姿勢を求める。
【００４０】
目標位置までの経路および点検するときの雲台８の姿勢が得られたら、目標位置までの経路生成結果を通信制御装置４，追尾装置付き無線伝送装置１１，無線伝送装置１０，通信制御装置２０を介して移動ロボット１上の走行コントローラ２４へ送信する。上記走行コントローラ２４は、目標位置までの経路生成結果を受信すると移動ロボット１を駆動させて、経路に沿うように走行制御（移動速度制御およびステアリング角度制御）を行って、目標位置まで移動させる処理を行う。
【００４１】
この処理は、移動ロボット１上に搭載した走行コントローラ２４，走行用ドライバ３３，回転角度センサ１５，モータ３２，スキャン式レーザ距離計１２を用いて目標位置まで図４に示されるＡ（Ｓ２〜Ｓ５）の処理ルーチンを繰り返して行う。
【００４２】以下に、Ａの処理ルーチンの各々について説明する。自己位置同定処理（Ｓ２）は、前述のとおり、位置同定コントローラ２３を用いて行われる。
【００４３】目標軌道とのずれ算出（Ｓ３）は、走行コントローラ２４で行う。走行コントローラ２４は地上局にあるロボット統括制御装置５で算出した目標軌道データを通信制御装置４，追尾装置付き無線伝送装置１１を介して入力するとともに、前記位置同定コントローラ２３で算出する現在の移動ロボット１の位置および向きデータとからずれを算出する。
【００４４】
走行コントローラ２４はずれの算出を行うと次に走行モードを決定、各車輪５０のステアリング角度および走行速度算出処理（Ｓ４）を行う。地上局にあるロボット統括制御装置５から新たな指令や大幅なずれが発生しない限り現状の走行モードを維持する。
【００４５】走行モードが決定すると、各車輪５０のステアリング角度および走行速度を決定する。ずれがない場合は、ずれ量と速度からどの地点で目標軌道に一致させるか経路を決め、一致させる地点までの各車輪５０のステアリング角度および走行速度を算出し、そのデータを走行用ドライバ３３に出力する。
【００４６】ステアリング駆動制御、速度制御処理（Ｓ５）は、各車輪５０にそれぞれ備えている走行用ドライバ３３で行う。走行用ドライバ３３は走行コントローラ２４から送られてくる各車輪５０のステアリング角度および走行速度データを入力し、各車輪５０のモータ３２がそのデータになるようサーボ制御する。
【００４７】以上の処理ルーチンＡを繰り返し行うことで移動ロボット１を目標軌道に沿って移動させ、目標位置に到達させる。この処理の状態は、常に走行コントローラ２４で送信用データに変換し、通信制御装置２０，無線伝送装置１０，通信制御装置４を介してロボット統括制御装置５へ送信される。
ロボット統括制御装置５は、移動ロボット１の処理状態データを受信し、移動ロボット１の制御状態を記録する
【００４８】移動ロボット１が目標位置に到達すると、ロボット統括制御装置５は雲台８の姿勢を算出する（Ｓ６）。雲台コントローラ２５は、この算出結果を受信し、雲台８を制御する（Ｓ７）。
【００４９】ロボット統括制御装置５は雲台８の制御が終了したことを、状態データによって受信すると、点検制御を行う。点検制御は、点検用センサ信号処理装置２１を介して行う。
点検用センサ９で検出したデータは無線伝送装置１０を介して操作室２側に伝送され、診断装置６へ入力される。
（ク）上記（エ）から、プラントＣＡＤデータは、その内容としてはポンプ、弁、熱交換器等の機器の配置、配管の設置位置等を示す座標が、機器、配管等の占める容積全体の部分で３次元的に与えられるものであることが理解できる。
（ケ）上記（オ）、（カ）、（キ）から、ロボット統括制御装置５が、入力された目標位置、作業要求データからプラント機器配置用のプラントＣＡＤデータを用いて、目標位置までの経路を求めるが、目標位置までの経路生成結果は、移動ロボット１上の走行コントローラ２４へ送信され、同じく移動ロボット１上の位置同定コントローラ２３が、プラントＣＡＤデータ上の移動ロボット１の位置を把握し、走行コントローラ２４は、移動ロボット１を駆動させて、経路に沿うように走行制御（移動速度制御およびステアリング角度制御）を行って、目標位置まで移動させる処理を行うもの、すなわち、目標位置までの経路の生成は、ロボット統括制御装置５が行うが、経路が生成された後の走行の制御自体は移動ロボット１の走行コントローラ２４が自律的に行うものであることが理解できる。
　そうすると、上記（ア）〜（キ）の記載、当該記載から理解される（ク）、（ケ）の事項および図１〜４を参酌すれば、甲１には、
「プラント建屋内の機器配置を示すプラントＣＡＤデータと、
　周囲構造物との距離を計測する距離計測手段であるスキャン式レーザ距離計および超音波センサと、
　プラントＣＡＤデータを用いて、移動ロボットの移動に基づくジャイロおよび回転角度センサの変化量を追跡し、プラントＣＡＤデータ上での現在位置の概略位置をシミュレーションして求めるとともに、スキャン式レーザ距離計、超音波センサに基づく実測したセンサデータの分布との相関から求めた差分を概略位置に加えることで自己位置を決定する位置同定コントローラと、
　目標位置までの軌道データと自己位置同定結果から、前記プラント建屋内の移動を制御する走行コントローラと、を有し、
　プラントＣＡＤデータは、機器の配置、配管の設置位置等を示す座標が三次元的に与えられるものであり、
　プラント建屋内で直進・後進やその場旋回、平行移動などをしつつ、該プラント建屋内の点検作業を行う移動ロボットであって、
　移動経路の点検箇所において、テレビカメラ、マイクロフォン、レーザ振動計、赤外線カメラ、臭いセンサの点検用センサの、センサ信号を検出し、
　移動ロボットとは別の操作室に診断装置を有し、点検箇所において検出されるセンサ信号をデータベースに追記するとともに、基準値に対して大きいか否かを判定し、大きい場合には、異常が発生した可能性があると診て、詳細な点検結果から、異常の判定と異常箇所および異常原因の推定を行い、処理結果を逐次状態表示モニタを介してオペレータに伝える、移動ロボット」（以下、「甲１発明」という。）が記載されている。
２．甲２の記載事項
　甲２には、「移動装置及び移動装置の位置認識方法」に関し、図１〜１３とともに以下の記載がある
（ア）「【０００１】
　本発明は、移動装置に装着された複数のセンサを通じて検出された情報を用いて、移動装置自身の位置を推定する位置認識方法に関する。」
（イ）「【００３７】
　格納部４００は、歩行ロボット１０が位置認識を行うために必要とする事前情報、及び位置認識の結果を格納するためのもので、格納部４００には、リンク（関節部と関節部との間を連結する機構構造）の機構情報（長さ情報）、歩行ロボット１０の歩行過程で複数のアルゴリズム（複数のフィルタ）を用いて算出される歩行ロボット１０の位置認識結果（標識の位置情報、歩行ロボットの位置／姿勢情報）、及び複数のアルゴリズムのうち、特にＳＬＡＭアルゴリズムを用いて作成される移動空間（作業空間）に対するローカルマップなどが格納される。」
（ウ）「【００５５】
　図６を参照して、本発明の実施例に係るノード認識方法をより具体的に説明すると、次の通りである。図６は、本発明の実施例に係るノード設定状態を示した図である。ノード認識は、現在の映像から抽出した特徴点情報を用いて、格納部４００に格納されているローカルマップ上の特徴点情報と比較することを意味する。このとき、対応する特徴点の数が多いノードを決定して、歩行ロボット１０の現在の位置に隣接したノードを判断する。
【００５６】
　本発明の実施例では、融合フィルタ３６０に絶対位置認識情報を提供するために、図６のように歩行ロボット１０の移動空間上の一定地点をノードＡ〜Ｅに設定する。ノードＡ〜Ｅは、廊下の交差点やコーナーのような構造的特徴を有する地点や、多様な視覚情報を含む視覚的特徴を有する地点、または歩行ロボット１０の移動時に正確な位置情報を必要とする地点などに指定できる。与えられた建物の設計図あるいは平面図からワールド原点座標系に対するノード座標系の位置を定めることができ、これから絶対位置情報が含まれたノードで構成される位相学的地図を構築できる。決定されたそれぞれのノードＡ〜Ｅにおいて、ノード認識及びマッチングのために、視覚センサベースのＳＬＡＭアルゴリズムを用いて映像情報から抽出した特徴点の３次元位置と、歩行ロボット１０の３次元位置／姿勢情報とを同時に推定する。歩行ロボット１０の移動空間上のどの一点をノード原点Ｏ１とし、このノード原点Ｏ１を中心にカメラ１２０を移動させて、カメラ１２０を通じて確保される映像情報から位置認識に必要な特徴点を抽出する。抽出された特徴点情報は、第５ローカルフィルタ３５０の状態変数として登録され、確率的なフィルタ技法を用いて持続的に特徴点の位置及びカメラの位置／姿勢情報を推定する。このような視覚センサベースのＳＬＡＭアルゴリズムの結果物として得たノードＡ〜Ｅの周辺の特徴点で構成されたローカルマップは格納部４００に格納される。
仮に３次元点群データ（３Ｄ  Ｐｏｉｎｔ  Ｃｌｏｕｄ  Ｄａｔａ）を得ることができるカメラ（例えば、ステレオカメラ又はＴＯＦカメラなど）を使用する場合には、特徴点及び点群データで構成される３次元地図をノード情報として追加的に活用できる。
３．甲３の記載事項
　甲３には、「監視装置、監視システム及び監視方法」に関し、図１〜２４とともに以下の記載がある
（ア）「【０００１】
　本発明は、建物内の設備要素を監視する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
　監視装置を用いて建物内の設備要素を監視するにあたっては、建物内における監視装置の自己位置を推定する必要がある。
【０００３】
　建物内では、ＧＰＳ（全地球測位システム）を利用することができないので、これに代わる自己位置推定方法が必要であり、そのような方法の一つとして、非特許文献１に開示される自立走行ロボットのための自己位置推定方法を利用することができる。
【０００４】
　この方法によれば、特許文献１に開示されるようなレーザレンジファインダを用いて周囲の物体の形状や配置を計測し、計測結果と予め用意された地図とを照合（マッチング）することによって、自己位置を推定することができる。このような自己位置推定方法はスキャンマッチングと呼ばれる。」
（イ）「【０００８】
　本発明の目的は、建物内の設備要素を監視する監視装置において、監視中の設備要素が何であるかを特定できるようにすることである。」
（ウ）「【００１８】
　監視装置１００は、本体１０１、センサ１０２〜１０５及び無線通信装置１０６を有する。監視作業中は、作業者が本体１０１を把持してセンサ１０２〜１０５を前方に向け、センサ１０２〜１０５によって監視装置１００の周囲を計測する。ここで、「建物」とは電力・配電設備、化学プラント等の建屋であり、「設備要素」とは、建物内部に設置される配管、ポンプ、バルブ等の要素である。
【００１９】
　センサ１０２〜１０５は、本体１０１の正面に取り付けられている。
センサ１０２〜１０５は、レーザレンジファインダ（「スキャナ式レンジセンサ」ともいう。）１０２
を含む。
【００２０】
　レーザレンジファインダ１０２は、レーザ照射部と受光部を有する。レーザレンジファインダ１０２は、回転式の反射鏡等を用いてレーザ照射部からのレーザビームを放射状に放射し、レーザビームが直近の物体の表面で反射して受光部まで戻ってくるまでの時間を計測することで、直近の物体までの距離を計測する。様々な方向について計測を行うことによって、
レーザレンジファインダ１０２は監視装置１００の周囲の三次元形状を計測する。
（エ）「【００４２】
　自己位置推定用地図４１１は、壁、柱等の建物内の構造物（設置誤差が少なく、位置及び向きが不変の固定物）の形状及び位置を含む地図である。
自己位置推定用地図４１１は、建物の設計データである構造物ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）４２１で管理されている壁、柱等のデータを変換処理４２２によって自己位置推定に適した形式に変換して作成される。
【００４３】
　
自己位置推定に適した形式とは、レーザレンジファインダ１０２によって計測される三次元形状との照合に適した形式である。
（オ）「【００７０】
　自己位置推定部４０１は、監視装置１００の自己位置（「位置」には監視装置１００の「向き」が含まれる、以下同じ。）を複数の計測結果に基づき推定する。具体的には、加速度センサ１０５によって計測される加速度を２回積分して第１の予測自己位置を算出するとともに、
レーザレンジファインダ１０２によって計測される周囲の三次元形状を自己位置推定要地図４０１と照合して第２の予測自己位置を算出する。
・・・
【００７２】
　
設備要素特定部４０２は、自己位置推定部４０１によって推定された自己位置とレーザレンジファインダ１０２による三次元計測の結果とを用いて、監視中の設備要素の設備ＩＤ及び位置を特定する。
【００７３】
　図５は、設備要素特定部４０２の詳細を示す機能ブロック図である。
【００７４】
　設備要素特定部４０２は、周辺設備要素抽出部５０１、設置誤差分布算出部５０２、差分抽出部５０３、設備要素候補抽出部５０４、一致度評価部５０５及び設備要素特定部５０６を含む。
【００７５】
　周辺設備要素抽出部５０１は、自己位置推定部４０１によって推定された自己位置に基づき、設備要素照合用地図４１３から自己位置の周辺の設備要素の形状タイプ及び位置・大きさ、すなわち形状及び位置を検索し、周辺設備要素として抽出する。」
４．甲４の記載事項
　甲４には、「放射線検出装置および放射線検出方法」に関し、図１〜２２とともに以下の記載がある
（ア）「【０００１】
　本発明は、放射線検出装置に関し、特に、局所的に放射線量が多くなっているホットスポットを探索するのに適した放射線検出装置に関するものである。」
（イ）「【０１０３】
　ホットスポット判定部１９は、算出された線量レベルが所定の閾値以上である場合に、カメラ２０およびＧＰＳ２２にその旨の通知をする。カメラ２０は、ホットスポット判定部１９から線量レベルが所定の閾値以上であるとの通知を受けたら、撮影を行なって、撮影画像をホットスポット判定部１９に返す。
ＧＰＳ２２は、ホットスポット判定部１９から線量レベルが所定の閾値以上であるとの通知を受けたら、そのときの位置情報を取得して、ホットスポット判定部１９に返す。
【０１０４】
　ホットスポット判定部１９は、線量レベルが所定の閾値以上である場合に、カメラ２０から撮影画像を取得し、ＧＰＳ２２から位置情報を取得すると、表示部１７に図１８に示す確認画面を表示させる。この確認画面では、ＧＰＳ２２にて取得された位置情報に基づいて、
線量レベルが所定の閾値以上となった場所が地図上に示され、カメラ２０から取得された撮影画像が表示される。
第６　対比・判断
１．本件訂正発明１について
　本件訂正発明１と甲１発明とを対比する。
　甲１発明の「プラントＣＡＤデータ」は、プラント建屋内の機器配置を示し、機器の配置、配管の設置位置等を示す座標が三次元的に与えられるものであって、これに基づき自己位置を決定するものであるところ、本件訂正発明１の「三次元マップ」とは、「プラント設備領域を含む領域のマップ」である限りで一致する。
　甲１発明の「スキャン式レーザ距離計および超音波センサ」と、本件訂正発明１の「周囲データ取得センサ」とは、「周囲のデータを取得可能な周囲データを取得するセンサ」である限りで一致する。
　甲１発明の「位置同定コントローラ」と、本件訂正発明１の「現在位置決定手段」とは、「マップ上における現在位置を決定する手段」である限りで一致する。
　甲１発明の「走行コントローラ」は、「目標位置までの軌道データと自己位置同定結果から、前記プラント建屋内の移動を制御する」ものであるから、本件訂正発明１の「予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部２０」に相当する。
　甲１発明の「テレビカメラ、マイクロフォン、レーザ振動計、赤外線カメラ、臭いセンサの点検用センサ」は、本件訂正発明１の「周囲の雰囲気の各種物理量を検知する検知手段」に相当する。
　甲１発明の「移動ロボット」は、「プラント建屋内で直進・後進やその場旋回、平行移動など」をするものであるから、前後左右及び高さ方向に移動することは自明であり、プラント建屋内の点検作業を行うから、本件訂正発明１の「パトロール作業用ロボット」に相当する。
　そうすると、本件訂正発明１と甲１発明とは、以下の一致点、相違点を有する。
　一致点：プラント設備領域を含む領域のマップと、
　周囲のデータを取得可能な周囲データを取得するセンサと、
　前記マップ上における現在位置を決定する手段と、
　予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部と、を有し、
　前記プラント設備領域内において前後左右及び高さ方向に移動しつつ該プラント設備領域のパトロール作業を行うパトロール作業用ロボットであって、
　前記移動中に前記周囲の雰囲気の各種物理量を検知する検知手段と、を有するパトロール作業用ロボット。
　相違点１：本件訂正発明１の現在位置決定手段は、周囲データ取得センサにより得られた立体的形状データと三次元マップのデータとを対比して両データの一致点を見出し、前記三次元マップ上における現在位置を決定するのに対し、甲１発明の位置同定コントローラは、プラントＣＡＤデータを用いて、移動ロボットの移動に基づくジャイロおよび回転角度センサの変化量を追跡し、プラントＣＡＤデータ上での現在位置の概略位置をシミュレーションして求めるとともに、スキャン式レーザ距離計、超音波センサに基づく実測したセンサデータの分布との相関から求めた差分を概略位置に加えることで自己位置を決定するものである点。
　相違点２：本件訂正発明１の三次元マップは、三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群マップであるのに対し、甲１発明のプラントＣＡＤデータは、機器の配置、配管の設置位置等を示す座標が三次元的に与えられるものである点。
　相違点３：本件訂正発明１のパトロール作業用ロボットは記録手段を有し、周囲の雰囲気の各種物理量が所定基準値範囲を外れた場合に三次元マップ上に前記物理量の情報を現在位置決定手段により決定された現在位置とともに記録するのに対し、甲１発明は、移動ロボットとは別の操作室に診断装置を有し、点検箇所において検出されるセンサ信号をデータベースに追記するとともに、基準値に対して大きいか否かを判定し、大きい場合には、異常が発生した可能性があると診て、詳細な点検結果から、異常の判定と異常箇所および異常原因の推定を行い、処理結果を逐次状態表示モニタを介してオペレータに伝えるものである点。
　相違点４：本件訂正発明１の三次元マップは、「制御部１２０及び三次元データを記憶する記憶部１１０を有するサーバ１０２と、ネットワーク１０４を介して前記サーバ１０２と通信可能であって表示部１３２を有する端末装置１０３と、を備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００であって、前記記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段を有するとともに、該複数の格納手段に格納された各三次元データを関連付けて記憶しており、前記複数の格納手段は、所定のプラント設備と該プラント設備の周辺領域との計測データを含む、航空レーザ計測による航空三次元データを格納する第１格納手段１１１と、少なくとも前記航空三次元データに含まれる、前記プラント設備を含む地上領域を計測した、モービルマッピングシステムによる広域地上三次元データを格納する第２格納手段１１２と、少なくとも前記プラント設備の内部を計測した、非移動式の地上型レーザ計測による狭域地上三次元データを格納する第３格納手段１１３とを含み、前記制御部１２０は、前記記憶部１１０に格納された三次元データに関する前記端末装置１０３からの位置指定及び尺度指定に基づいて、前記複数の格納手段から、前記端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出する格納部選択手段１２５と、該格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって指定された尺度に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を前記表示部１３２に表示させるように前記端末装置１０３へ送信する階層マップ画像表示手段１２６とを備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００により表示される三次元マップ画像を用いる」ものであるのに対し、甲１発明のプラントＣＡＤデータは、そのような構成を有するものではない点。
　事案に鑑み、上記相違点４から検討する。
　相違点４に係る、三次元マップとして、「制御部１２０及び三次元データを記憶する記憶部１１０を有するサーバ１０２と、ネットワーク１０４を介して前記サーバ１０２と通信可能であって表示部１３２を有する端末装置１０３と、を備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００であって、前記記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段を有するとともに、該複数の格納手段に格納された各三次元データを関連付けて記憶しており、前記複数の格納手段は、所定のプラント設備と該プラント設備の周辺領域との計測データを含む、航空レーザ計測による航空三次元データを格納する第１格納手段１１１と、少なくとも前記航空三次元データに含まれる、前記プラント設備を含む地上領域を計測した、モービルマッピングシステムによる広域地上三次元データを格納する第２格納手段１１２と、少なくとも前記プラント設備の内部を計測した、非移動式の地上型レーザ計測による狭域地上三次元データを格納する第３格納手段１１３とを含み、前記制御部１２０は、前記記憶部１１０に格納された三次元データに関する前記端末装置１０３からの位置指定及び尺度指定に基づいて、前記複数の格納手段から、前記端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出する格納部選択手段１２５と、該格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって指定された尺度に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を前記表示部１３２に表示させるように前記端末装置１０３へ送信する階層マップ画像表示手段１２６とを備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００により表示される三次元マップ画像を用いる」ことは、甲１ないし甲４のいずれにも記載も示唆もされておらず、甲１発明について、相違点４に係る構成を採用することは、当業者が容易に想定し得た程度のことということはできない。
　したがって、他の相違点１〜３について検討するまでもなく、本件訂正発明１は、甲１発明および甲２ないし甲４に記載された事項に基づき、当業者が容易に想到することができたものということはできない。
２．本件訂正発明２、３について
　本件訂正発明２及び本件訂正発明３は、本件訂正発明１を引用するものであって、本件訂正発明１のすべての発明特定事項を含むものであるところ、上記１．のとおり、本件訂正発明１が甲１発明および甲２ないし甲４に記載された事項に基づき、当業者が容易に想到することができたものということはできないから、本件訂正発明２及び本件訂正発明３についても同様に、甲１発明および甲２ないし甲４に記載された事項に基づき、当業者が容易に想到することができたものということはできない。
第７　異議申立人の意見書における主張について
　異議申立人は、令和２年４月２８日提出の意見書において、本件訂正は認められるべきでないこと及び本件訂正発明１に関し、
ア　本件訂正発明１は、前段の構成（訂正前の本件発明１の構成）と後段の構成（訂正事項１により加わった構成）とでは、作業用ロボットの移動領域や必要とするデータの種類が相違するため、前段の構成と後段の構成との関係が明瞭でなく、課題を解決するための構成が不明瞭となっている
イ　訂正事項１では符号が多くの構成要件に付与されたところ、このような記載は、第三者に発明の詳細な説明や図面との照合を必要以上に強いるものであり、本件訂正発明１の理解や権利範囲の判断を著しく妨げるものである
ウ　訂正事項１の「三次元マップ画像」は、「航空レーザ計測による航空三次元データ」等が必要であり、そのような構成について記載も示唆もないため発明特定事項を減縮したものではなく、また、仮に訂正事項１が特許請求の範囲の減縮に相当したとしても、訂正事項１の「三次元画像表示システム」に関する構成は、航空三次元データ等を用いてプラント全体の画像表示を行うもので、本件発明１に係る「パトロール作業ロボット」の技術的範囲を拡張、変更している旨主張をしている。
　しかしながら、本件訂正が認められることは、上記第２に詳述したとおりである。
　また、上記アの主張については、訂正前の本件発明１は、三次元画像表示システムによって得られる三次元マップも内在していたものであるから、本件訂正発明１の記載についても、何ら矛盾はなく、発明が不明確ということはできない。
　上記イの主張について、請求項の内容を理解するために必要があるときは、図面において使用した符号を用いることが許容されているところ、これによって、第三者の本件訂正発明１の理解を過度に妨げるものではなく、むしろ理解を容易にするものであるといえる。
上記ウの主張について、上記第２の２．（１）で検討したとおり、訂正事項１に係る発明特定事項は、本件発明１が内在していたものであるから、本件特許明細書に記載された事項の範囲内においてなされたものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではないことは明らかである。
　したがって、異議申立人の上記ア、イ、ウの主張はいずれも採用できない。
第８　むすび
　以上のとおり、取消理由通知（決定の予告）に記載した取消理由及び特許異議申立書に記載した特許異議申立理由によっては、本件請求項１ないし３に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１ないし３に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
令和２年５月２９日（２０２０．５．２９）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
パトロール作業用ロボット及びパトロール作業用ロボットを用いた警報システム
【発明の詳細な説明】
　【技術分野】
　【０００１】
　本発明は、作業用ロボットに関し、特に、所定作業領域内における作業を行うための作業用ロボット及び作業用ロボットを用いた警報システムに関する。
　【背景技術】
　【０００２】
　従来、製鉄所や発電所等のプラントの改修・解体等は、プラントの現場で重機を操縦して行われていたが、ロボットによりこの作業を代替することも提案されていた。例えば、出願人は、従来、磁力で球形ガスタンクの外周面に接着しつつ外周面上を移動して球形ガスタンクを溶断することができる溶断ロボットを開発した。この溶断ロボットによれば、作業者は、プラントの解体作業の現場において、溶断ロボットを離れた位置から視認しつつ操縦して安全に球形ガスタンクの解体作業を行うことが可能となる。
　【０００３】
　球形ガスタンクの溶断作業に限らず、まだまだ様々な作業をロボットで行うことのニーズはある。さらに、プラントの作業用ロボットとは技術分野が異なるものの、自動車の分野において、車両を自動運転する装置が特許文献１に開示されている。具体的には、特許文献１には、機械が見るための三次元機械マップと、車両周囲の映像を取得する車載カメラとを備え、車載カメラが出力するリアルタイム映像と車載された三次元機械マップとを比較して自車両及び自車両以外の物体との位置、姿勢、速度、加速度及び方向等の情報を取得し、これらに基づき自車の走行速度と走行方向を決定して走行する車両の自動運転装置が開示されている。
　【０００４】
　特許文献１の自動運転装置によれば、三次元マップ及びリアルタイム映像に基づき車両の自動運転を行うことが可能となる。
　【先行技術文献】
　【特許文献】
　【０００５】
　【特許文献１】特許第５２２７０６５号公報
　【発明の概要】
　【発明が解決しようとする課題】
　【０００６】
　しかしながら、球形ガスタンクの溶断ロボットによれば、作業者による操縦が必要であるから、その間作業者は他の作業を行うことができない。また、作業時には離れた位置で操縦可能であるものの、作業現場において球形ガスタンクの溶断作業を監視しつつ行う必要がある。
　【０００７】
　したがって、作業現場が高温である場合や有害な物質が発生している場所である場合、あるいは足場が不安定な場所である場合には、作業者が作業現場に近づくことができず、溶断ロボットを用いた作業を行うことができなかった。
　【０００８】
　さらに、特許文献１の三次元機械マップを備えた自動運転装置によれば、三次元機械マップの範囲内において自動車を自動運転させることが可能となるが、それ以上の作業を行うことを意図したものではない。
　【０００９】
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラント等の危険な場所における作業をより安全に、且つ効率的に行うことができる作業用ロボットを提供することにある。
　【課題を解決するための手段】
　【００１０】
　上記目的を達成するための請求項１に記載のパトロール作業用ロボットは、プラント設備領域を含む領域の三次元マップと、周囲の立体的形状データを取得可能な周囲データ取得センサと、該周囲データ取得センサにより得られた前記立体的形状データと前記三次元マップのデータとを対比して両データの一致点を見出し、前記三次元マップ上における現在位置を決定する現在位置決定手段と、予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部
２０
し、前記三次元マップが、制御部１２０及び三次元データを記憶する記憶部１１０を有するサーバ１０２と、ネットワーク１０４を介して前記サーバ１０２と通信可能であって表示部１３２を有する端末装置１０３と、を備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００であって、前記記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段を有するとともに、該複数の格納手段に格納された各三次元データを関連付けて記憶しており、前記複数の格納手段は、所定のプラント設備と該プラント設備の周辺領域との計測データを含む、航空レーザ計測による航空三次元データを格納する第１格納手段１１１と、少なくとも前記航空三次元データに含まれる、前記プラント設備を含む地上領域を計測した、モービルマッピングシステムによる広域地上三次元データを格納する第２格納手段１１２と、少なくとも前記プラント設備の内部を計測した、非移動式の地上型レーザ計測による狭域地上三次元データを格納する第３格納手段１１３とを含み、前記制御部１２０は、前記記憶部１１０に格納された三次元データに関する前記端末装置１０３からの位置指定及び尺度指定に基づいて、前記複数の格納手段から、前記端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出する格納部選択手段１２５と、該格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって指定された尺度に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を前記表示部１３２に表示させるように前記端末装置１０３へ送信する階層マップ画像表示手段１２６とを備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００により表示される三次元マップ画像を用いること
　【００１１】
　この構成によれば、作業用ロボットは、周囲データ取得センサにより得られた現在地周囲の立体的形状データと三次元マップのデータとを対比して自己の現在位置を決定し、予め設定された経路にしたがって自律的に移動して作業を行うことが可能となる。
　【００１２】
　したがって、作業領域内に危険な箇所があった場合に、その危険な場所まで人が直接出向くことなく安全に作業を行うことができる。
　【００１３】
　さらに、作業中は作業者による操縦は不要となるから、作業効率が向上している。
　【００１４】
　また、この構成によれば、作業領域の場全体が三次元の点群により表現されることから、例えば、レーザスキャナにより計測された点群データをそのまま三次元マップとして用いることができる。また、点群データをそのまま三次元マップとして用いることで、複数の三次元マップ同士をそれらの縮尺及び基準点を合わせて積層及び／又は連結させることが可能となり、利便性が高いものとなっている。さらに、二次元マップ上に障害物等の情報を貼りつけた従来型の車両の自動運転マップとは異なり高さ方向に十分な点群を有するので、車両に限らず様々な移動体のマップとして活用することができる。
　【００１５】
　この構成によれば、作業領域において、作業用ロボットが通過した経路が安全か否かを、作業用ロボットが通過した後の三次元マップを確認することにより把握することができる。これにより、その後に作業を行う者は、ロボットによる作業後の三次元マップを確認することで危険を回避し、安全にその後の作業を行うことが可能となる。
　【００１６】
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパトロール作業用ロボットにおいて、前記現在地雰囲気の物理量が、温度、放射線、有害物質及び可燃性ガスの物理量から選択される少なくとも一種以上であることを特徴とする。
　【００１７】
　この構成によれば、温度等が基準値を外れた場所を回避しつつ、その後に作業を行う作業者は安全に作業を行うことが可能となる。
　【００２１】
　請求項３に記載の発明は、前記三次元マップデータを無線で発信する発信手段を有する請求項１又は２に記載のパトロール作業用ロボットと、前記発信手段により発信された情報を受信する受信手段と、該受信手段が受信した前記三次元マップデータに記録された前記物理量の情報に基づき警報を発する警報手段と、を備える警報装置と、を有することを特徴とする。
　【００２２】
　この構成によれば、作業用ロボットが検知した物理量の情報を記録した三次元マップデータが無線で発信され、警報装置はそのデータを受信し、警報を発する。
　【００２３】
　したがって、作業者は、作業領域から離れた安全な場所において、警報装置により物理量が基準値範囲を外れたか否かを把握することができる。そして、警報により作業領域における作業用ロボットの現在地雰囲気の物理量が基準値範囲を外れたと分かった時点で、迅速にその状況に対応することが可能となる。
　【発明の効果】
　【００２４】
　本発明の作業用ロボットによれば、周囲データ取得センサにより得られた現在地周囲の立体的形状データと三次元マップのデータとを対比して自己の現在位置を決定し、予め設定された経路にしたがって自律的に移動して作業を行うことが可能となるから、作業領域内の危険な場所においても人が直接出向くことなく安全に作業を行うことができる。同時に、操縦者も不要となるから、作業効率も向上する。そのうえ、取得した現在地周囲の立体的形状データと三次元マップのデータとを対比して自己の現在位置を決定可能であるから、電波の届かない場所や強電場が発生している場所のようにＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）が使用不能な環境（例えば、原子力発電所内等）においても自律的に移動して作業を行うことが可能となる。
　【００２５】
　また、本発明の作業用ロボットを用いた警報システムによれば、作業用ロボットが検知した物理量の情報を記録した三次元マップデータが無線で発信され、警報装置はそのデータを受信し、警報を発する。
　【００２６】
　したがって、作業者は、作業領域から離れた安全な場所において、警報装置により物理量が基準値範囲を外れたか否かを把握することができる。そして、警報により作業領域における作業量ロボットの現在地雰囲気の物理量が基準値範囲を外れたと分かった時点で、迅速にその状況に対応することが可能となる。
　【図面の簡単な説明】
　【００２７】
　【図１】本発明の実施の形態に係る作業用ロボット１０を示すブロック図である。
　【図２】作業用ロボット１０の動作を説明するためのフローチャートである。
　【図３】所定作業領域内における作業用ロボット１０の動作を説明するための斜視図である。
　【図４】本発明の実施の形態に係る作業用ロボット５０を用いた警報システム８０を説明するためのブロック図である。
　【図５】プラント設備の画像表示システムの一実施形態を示す概略構成図である。
　【図６】三次元マップ画像の表示処理における制御部の動作のフローチャートである。
　【図７】表示部に表示された第１格納手段の航空三次元データによる三次元マップ画像の例を示す図である。
　【図８】表示部に表示された第２格納手段の広域地上三次元データによる三次元マップ画像の例を示す図である。
　【図９】表示部に表示された第３格納手段における第１狭域データ格納手段の狭域地上三次元データによる三次元マップ画像の例を示す図である。
　【図１０】表示部に表示された第３格納手段における第１狭域データ格納手段及び第２狭域データ格納手段の狭域地上三次元データによる三次元マップ画像の例を示す図である。
　【図１１】三次元画像表示装置の一実施形態の概略構成図である。
　【発明を実施するための形態】
　【００２８】
　＜作業用ロボット＞
　本発明の実施の形態に係る作業用ロボット１０を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。図１は本実施の形態に係る作業用ロボット１０を示すブロック図であり、図２は作業用ロボット１０の動作を説明するためのフローチャートであり、図３は所定作業領域内における作業用ロボット１０の動作を説明するための斜視図である。
　【００２９】
　本発明の作業用ロボット１０は、所定作業領域内における作業を行うロボットである。所定作業領域とは、作業用ロボット１０が作業を行うための領域であればよく、例えば、製鉄所、発電所、石油化学コンビナート、造船所、自動車工場等、各種プラント設備が挙げられるが、これに限られるものではない。
　【００３０】
　なお、プラント設備は、設備を構成する複数の構造物が多種の大型装置や多数の配管を有する複合的な設備である。
　【００３１】
　作業用ロボット１０が行う作業は、上記所定作業領域内における作業であればどのような作業であってもよいが、例えば、プラントの改修・解体作業、所定作業領域のパトロール、所定作業領域の清掃、所定作業領域内における荷物の運搬等、種々の作業を挙げることができる。
　【００３２】
　本実施の形態においては、所定作業領域として危険箇所を含むと想定されるプラント設備領域において、プラントのパトロール作業を行う場合を例に本発明に係る作業用ロボット１０を説明する。
　【００３３】
　図１に示すように、作業用ロボット１０は、現在地周囲の立体的形状データを取得可能な周囲データ取得センサ１２と、現在地雰囲気の物理量を検知する検知手段１４と、移動のための移動手段１８と、移動手段１８による移動を制御する制御部２０と、を有する。
　【００３４】
　周囲データ取得センサ１２は、レーザスキャナ、カメラ等が挙げられる。周囲データ取得センサ１２が自己の現在地周囲の立体的形状データを取得することで、現在地周囲の立体物までの距離を把握することが可能となる。本実施の形態において、現在地周囲とは、作業用ロボット１０を中心として前後左右上下のあらゆる方向にわたる周囲を意味する。これにより、作業用ロボット１０は、後述する現在位置決定手段２１により、後述する三次元マップ２２上における現在位置を決定することができるからである。なお、作業用ロボット１０が水中作業用である場合には、周囲データ取得センサ１２として音響測深機を用いることができる。
　【００３５】
　検知手段１４は、現在地雰囲気の物理量を検知する手段である。現在地雰囲気の物理量とは、温度、放射線、有害物質及び可燃性ガスの情報から選択される少なくとも一種以上である。一般にこれらの情報は不可視情報である。不可視情報であるがゆえに、作業者が作業現場に立ち入った際に気付かずにこれらの温度等の影響による害を被るおそれがあるからであり、その害を未然に防ぐ観点から、これらの情報は不可視情報であることが好ましい。
　【００３６】
　ここで、放射線とは、放射性元素が崩壊する時に放射される粒子線および電磁波をいい、例えば、α線、β線、γ線が挙げられる。
　【００３７】
　有害物質とは、人体にとって危険な物質であれば全て含む。例えば、一酸化炭素、硫黄酸化物、窒素酸化物、塩化水素、酸性ガス、ダイオキシン、ジクロロエタン、四塩化炭素等が挙げられる。
　【００３８】
　可燃性ガスは、エタン、メタン、アセチレン、プロパン、ブタン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン等の可燃性ガスが挙げられる。
　【００３９】
　また、作業用ロボット１０は、現在地雰囲気の物理量が所定基準値範囲を超えた場合に三次元マップ２２上にその物理量の情報を現在位置決定手段２１により決定された現在位置とともに記録する記録手段１６を有する。記録手段１６は、後述する制御部２０のＲＯＭ又はＮＶＲＡＭ等の不揮発性メモリに記憶されたプログラムである。
　【００４０】
　所定基準値範囲とは、現在地雰囲気の物理量として選択される項目に基づいて任意に定めることができる。例えば、温度が検知手段１４により検知される場合、所定の基準値範囲を、人が触れても害の無い範囲（すなわち、低温やけどややけどを生じない範囲）と設定することができる。より具体的には、所定基準値範囲を、所定作業領域内の大気温度として−１０℃以上１５０℃未満などと定めることができる。
　【００４１】
　移動手段１８は、作業用ロボット１０の作業領域内での移動を可能とする手段であり、エンジン、モータ等の駆動機構により動力が伝達される車輪、クローラ、プロペラ、スクリュー等が挙げられる。移動手段１８は、制御部２０により制御される。本実施の形態においては、モータにより駆動されるクローラである。
　【００４２】
　制御部２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えたコンピュータである。制御部２０は、ＲＯＭに記憶させたプログラムをＲＡＭ上に展開して対応する処理をＣＰＵに実行させる。
　【００４３】
　なお、上記プログラムはＲＯＭに記憶されている場合に限らず、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ　Ｒａｎｄａｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されていればよい。
　【００４４】
　制御部２０は、移動手段１８を制御するほか、ＲＯＭ又はＮＶＲＡＭに格納された現在位置決定手段２１及び記録手段１６等のプログラムに基づき、自己位置の決定を行い、検知手段１４が検知した現在地雰囲気の物理量の情報を三次元マップ上に記録する。
　【００４５】
　制御部２０には、三次元マップ２２を格納するための三次元マップデータベース２４が接続されている。本実施の形態においては、三次元マップデータベース２４としては記憶媒体としての内蔵型のハードディスクを用いているが、外付けのハードディスクを用いてもよく、メモリーカードを用いてもよい。
　【００４６】
　三次元マップ２２は、ｘ、ｙ及びｚ軸の三次元の位置情報により表現されるマップである。三次元マップ２２としては、例えば、立体物を計測した三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群データのマップ、これらの点群を結ぶ多角形により表されるポリゴンデータのマップ、ＣＡＤデータのマップ及びこれらの合成物を挙げることができる。中でも、点群データのマップであることが好ましい。
　【００４７】
　点群データマップは、作業領域の場全体が三次元の点群により表現されることから、例えば、レーザスキャナにより計測された点群データをそのまま三次元マップとして用いることができ、また、点群データをそのまま三次元マップとして用いることで、複数の三次元マップ同士をそれらの縮尺及び基準点を合わせて積層及び／又は連結させることが可能となり、利便性が高いからである。
　【００４８】
　さらに、点群データマップは、二次元マップ上に障害物等の情報を貼りつけた従来型の車両の自動運転マップとは異なり高さ方向に十分な点群を有するので、車両に限らず様々な移動体のマップとして活用することができる。
　【００４９】
　現在位置決定手段２１は、ＲＯＭに記憶されたプログラムである。具体的には、現在位置決定手段２１は、周囲データ取得センサ１２により得られた現在地周囲の立体的形状データと、三次元マップのデータとを対比して両データの一致点を見出し、三次元マップ２２上における現在位置を決定するプログラムである。
　【００５０】
　すなわち、周囲データ取得センサ１２により得られた現在地周囲の立体的形状データが三次元マップ２２のデータの中のある部位の立体的形状データと一致した場合、現在位置決定手段２１は、作業用ロボット１０が、三次元マップ中のこのある部位（＝現在位置）にいると決定する。
　【００５１】
　次に、本実施の形態に係る作業用ロボット１０を用いたプラントのパトロール作業について、図２を参照しつつ説明する。
　【００５２】
　まず、作業領域内のスタート位置Ｓに作業用ロボット１０が配置され、電源が投入され、制御部２０のＲＯＭに記憶されているプログラムがＲＡＭ上に展開されると、ステップＳ１０１では、周囲データ取得センサ１２による現在地周囲の立体的形状データの取得が行われる。得られた現在地周囲の立体的形状データは、制御部２０に伝達される。
　【００５３】
　次に、ステップＳ１０２において、制御部２０は、三次元マップデータベース２４に格納された三次元マップ２２にアクセスする。そして、三次元マップ２２のデータと周囲データ取得センサ１２により得られた現在地周囲の立体的形状データとを対比し、三次元マップ２２上における現在位置を決定する。
　【００５４】
　ステップＳ１０３では、現在地雰囲気の物理量の検知を行う。検知手段１４は、現在地雰囲気の物理量を検知し、その情報を制御部２０に伝達する。
　【００５５】
　ステップＳ１０４では、制御部２０は、検知手段１４により検知された現在地雰囲気の物理量が、予め設定された所定基準値範囲から外れているか否かを判定する。現在地雰囲気の物理量が所定基準値範囲から外れている場合（ＹＥＳ判定）、ステップＳ１０５に移行する。所定基準値範囲内である場合（ＮＯ判定）、ステップＳ１０６に移行する。
　【００５６】
　ステップＳ１０５では、記録手段１６は、現在地雰囲気の物理量をステップＳＳ１０２で決定された現在位置とともに三次元マップ２２上に記録し、その情報を更新する。更新された三次元マップ２２Ｕは、三次元マップデータベース２４に格納される。なお、原則として当初の三次元マップ２２は上書きされずにそのまま保存される。
　【００５７】
　ステップＳ１０６では、図３に示すように、作業領域Ａ内において、作業用ロボット１０は、予め設定された経路Ｒ上で、位置Ｐｎから位置Ｐｎ＋１までの所定距離を移動する。なお、経路Ｒは、予め三次元マップ２２上に書き込まれていてもよく、作業用ロボット１０が入力手段を備える場合には、この入力手段を介して三次元マップ上に書き込まれても良い。その後、ステップＳ１０７に移行する。
　【００５８】
　ステップＳ１０７では、作業用ロボット１０が目的地Ｄ（図３参照）に到着したか否かが判定される。作業用ロボット１０が目的地Ｄに到着した場合には（ＹＥＳ判定）、フローが終了する。作業用ロボット１０が目的地Ｄに到着していない場合には（ＮＯ判定）、ステップＳ１０１に移行し、作業ロボット１０が目的地Ｄに到着するまでステップＳ１０１〜Ｓ１０７までを繰り返す。
　【００５９】
　したがって、本実施の形態に係る作業用ロボット１０によれば、作業用ロボット１０は、周囲データ取得センサ１２により得られた現在地周囲の立体的形状データと三次元マップ２２のデータとを対比して自己の現在位置を決定し、予め設定された経路Ｒにしたがって自律的に移動して作業を行うことが可能となる。
　【００６０】
　したがって、作業領域Ａ内に危険な箇所があった場合に、その危険な場所まで人が直接出向くことなく安全に作業を行うことができる。
　【００６１】
　さらに、作業中は作業者による操縦は不要となるから、作業効率が向上している。
　【００６２】
　また、作業領域Ａにおいて、作業用ロボット１０が通過した経路Ｒが安全か否かを、作業用ロボット１０が通過した後の三次元マップ２２Ｕを確認することにより把握することができる。これにより、その後に作業を行う者は、ロボットによる作業後の三次元マップ２２Ｕを確認することで、危険を回避し、安全にその後の作業を行うことが可能となる。
　【００６３】
　なお、上記実施の形態においては、もとの三次元マップ２２には物理量の情報及び物理量が存在する位置の情報は記録されていないが、予め三次元マップ２２にそれらの情報が記録されていてもよい。
　【００６４】
　これにより、予め三次元マップ２２に記録された物理量の情報及びその物理量が存在する位置の情報とその後に三次元マップ２２に記録された、検知手段１４により検知した物理量の情報およびその物理量が存在する位置の情報とを対比することで、作業領域Ａ内における作業用ロボット１０が通過した経路Ｒの雰囲気の物理量の変化を把握することが可能となる。
　【００６５】
　さらに、上記実施の形態においては、作業領域Ａ内のスタート位置Ｓに作業用ロボット１０を配置したが、作業領域Ａ外の位置をスタート位置Ｓとし、及び／又は作業領域Ａ外の位置を目的地Ｄの位置としてもよい。これによれば、例えば、作業領域Ａ内のどの部位に有害な物質が発生しているか予想がつかない場合に、作業領域Ａ内に作業用ロボット１０の配置のために立ち入ることによって有害な物質による害をこうむる危険を回避することができる。
　【００６６】
　また本発明は、作業用ロボットだけでなく、作業用ロボットを用いた警報システムを提供する。以下に、本実施の形態にかかる作業用ロボット５０を用いた警報システム６０を説明する。
　【００６７】
　＜作業用ロボットを用いた警報システム＞
　図４に示すように、本実施の形態にかかる作業用ロボット５０を用いた警報システム８０は、作業用ロボット５０と、警報装置７０と、を有する。
　【００６８】
　作業用ロボット５０は、制御部２０に発信手段５２が接続されていることを除き、上記実施の形態に係る作業用ロボット１０と同様の構成を有する。
　【００６９】
　発信手段５２は、検知手段１４が検知した所定基準値範囲を外れる物理量の情報を記録した三次元マップ２２Ｕのデータを無線で発信する手段である。発信の頻度は、例えば、作業用ロボット５０の現在位置及び現在地雰囲気の物理量の情報が更新されたタイミング（すなわち、図２におけるステップＳ１０５後であって、ステップＳ１０６の前）とすることができる。
　【００７０】
　警報装置７０は、受信手段７２と、表示手段７４と、を有する。
　【００７１】
　受信手段７２は、発信手段５２から発信された上記情報を受信する手段である。
　【００７２】
　表示手段７４は、受信した三次元マップ２２（更新された場合は、更新された三次元マップ２２Ｕ）内における作業用ロボット５０の現在位置及び検知手段１４が検知した現在地雰囲気の物理量の情報を表示する表示手段である。表示手段７４は、例えば、コンピュータの出力表示装置である。
　【００７３】
　なお、表示手段７４において、検知手段１４が検知した現在地雰囲気の物理量の情報は、当該現在地雰囲気の物理量の情報がその位置情報とともに点滅表示されることで警報として発せられる。例えば、温度が所定基準値範囲から外れていることが検知された場合、表示手段７４（出力表示装置）は、その温度が検知された三次元マップ上の位置のプロットを点滅させ、且つ、当該プロットの横に温度を数値表示させてそのプロットと同時に点滅させる、といった警報を発する。すなわち、表示手段７４は、受信手段７２が受信した危険箇所の情報に基づき警報を発する警報手段と言うことができる。
　【００７４】
　したがって、本実施の形態にかかる作業用ロボット５０を用いた警報システム８０によれば、作業用ロボット５０が検知した現在地雰囲気の物理量の情報を記録した三次元マップデータが無線で発信され、警報装置７０はそのデータを受信し、警報を発する。
　【００７５】
　したがって、作業者は、作業領域から離れた安全な場所において、警報装置７０により物理量が基準値範囲を外れたか否かを把握することができる。そして、警報により作業領域における作業用ロボット５０の現在地雰囲気の物理量が基準値範囲を外れたと分かった時点で、迅速にその状況に対応することが可能となる。
　【００７６】
　なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでは無く、種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態において、警報手段として表示手段７４を用いているが、これに限られるものではない。警報手段として、音により警報するブザーや、点滅や回転により警報するランプを用いてもよい。
　【００７７】
　また、本発明に用いられる三次元マップ２２は、以下の三次元画像表示システムにより表示される三次元マップ画像を用いることができる。
　【００７８】
　＜三次元画像表示システム＞
　図５は、プラント設備の三次元画像表示システム１００の一実施形態を示す概略構成図である。
　【００７９】
　本実施形態のプラント設備の三次元画像表示システム（コンピュータシステム）１００は、少なくとも、所定の製鉄プラント（プラント設備）１５０と、その周辺領域の三次元マップ画像を表示するものであり、サーバ１０２と、ネットワーク１０４を介してサーバ１０２に接続された一以上の端末装置１０３とを含む。なお、本実施形態では、プラント設備の一例として、製鉄プラント１５０（図７参照）を採用しているが、プラント設備はこれに限られず、例えば、原子力発電や火力発電等の発電プラント、化学プラント、環境プラント等、様々なプラント設備を対象とすることができる。
　【００８０】
　サーバ１０２は、三次元データを記憶する記憶部１１０と、制御部１２０と、通信部１２７とを有する。端末装置１０３は、入力手段１３１と、表示部１３２と、端末記憶部１３３と、端末制御部１３４と、通信部１４０とを有する。
　【００８１】
　サーバ１０２の通信部１２７は、ネットワーク１０４を介して端末装置１０３と情報の送受信を行う通信インタフェースにより構成される。
　【００８２】
　サーバ１０２の記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段１１１，１１２，１１３，１１４を有しており、これらの格納手段に格納された三次元データを関連付けて記憶している。記憶部１１０に含まれる格納手段は、第１格納手段１１１と、第２格納手段１１２と、第３格納手段１１３と、第４格納手段１１４とを含む。ここで、各格納手段１１１，１１２，１１３，１１４にける第１〜第４の表記は、格納の順番を表すものではなく、単なる格納手段の識別を表すものである。また、以下の説明に記載された、第１の格納工程、第２の格納工程、第３の格納工程及び第４の格納工程における第１〜第４の表記は、格納の順番を表すものではなく、単なる格納手段の識別を表すものである。
　【００８３】
　各格納手段１１１，１１２，１１３，１１４に格納される三次元データは、三次元の位置情報のプロットの集合体（三次元座標）から構成される点群データであり、記憶部１１０において、それぞれの格納手段１１１，１１２，１１３，１１４における三次元データは、この点群データに基づいて互いに関連付けられている。具体的には、各格納手段１１１，１１２，１１３，１１４における三次元データ、つまり点群データが、各格納手段１１１，１１２，１１３，１１４において共通する複数の点群データによって互いに関連付けられている。
　【００８４】
　以下に説明するように、第１〜第４格納手段１１１，１１２，１１３，１１４には、地形等の立体物の計測方法（すなわち、三次元データの取得方法）の相違によって、精度の異なる三次元データ、つまり、一定の領域における点群の粗密の度合が異なる三次元データが格納されている。ここで、立体物とは、陸域１６１や水域１６２を含む地形の形態や、製鉄プラント１５０を構成する構造物１５１の形態等、自然的及び人為的な立体物を含む意味である（図７参照）。製鉄プラント１５０を構成する構造物１５１の例としては、燃結路、コークス炉、高炉、転炉、鋳造設備、圧延設備等や、これらを構成する機械装置や配管等が含まれる。
　【００８５】
　第１格納手段１１１には、航空レーザ計測によって立体物を計測した航空三次元データが格納される（第１の格納工程）。この航空三次元データは、少なくとも、所定のプラント設備と、該プラント設備の周辺領域との立体物データを含む。製鉄プラント１５０等のプラント設備は、通常、海路から原料を搬入できるように海岸付近に設置されているので、周辺領域の立体物データ（地形データ）には、プラント設備が設置される陸域と、プラント設備付近の海岸に隣接する海域とのデータが含まれている。本実施形態の第１格納手段１１１は、製鉄プラント１５０と、該製鉄プラント１５０の周辺領域（製鉄プラント１５０が設置されている陸域１６１、及び、原料搬入口となる、製鉄プラント１５０の周辺の海域１６２）の立体物データを含んでいる。
　【００８６】
　第２格納手段１１２には、例えば自動車にカメラ及びレーザスキャナを搭載した、モービルマッピングシステム（ＭＭＳ）によって立体物を計測した広域地上三次元データが格納される（第２の格納工程）。この広域地上三次元データは、少なくとも、第１格納手段１１１に格納された航空三次元データに含まれる製鉄プラント１５０を含む地上領域を計測することによって取得した三次元データを含む。ＭＭＳによる計測では、航空レーザ計測よりも精度の高い三次元データを取得することができる。本実施形態の第２格納手段１１２は、製鉄プラント１５０（より具体的には、製鉄プラント１５０の外観）と、該製鉄プラント１５０の周辺の地上領域（陸域１６１）との立体物データを含んでいる。
　【００８７】
　第３格納手段１１３には、移動式のＭＭＳに対して非移動式となる、地上型レーザ計測によって立体物を計測した狭域地上三次元データが格納される（第３の格納工程）。この狭域地上三次元データは、製鉄プラント１５０の内部構造の三次元データを含む。この非移動式の地上型レーザ計測は、少なくとも製鉄プラント１５０の内部構造の立体物データを取得可能なレーザ計測であって、ＭＭＳに比して精度の高い三次元データを取得することが可能なものである。このような非移動式の地上型レーザ計測としては、例えば、非移動式の地上固定型レーザスキャナや地上型ハンディスキャナを用いることができる。また、第３格納手段１１３は、レーザ計測による点群データの精度の違い（すなわち、一定の領域における点群の粗密の度合の違い）によって、さらに、複数の格納手段に分割した構成であってもよい。
　【００８８】
　本実施形態では、第３格納手段１１３が、第１狭域データ格納手段１１６と、第２狭域データ格納手段１１７とを含む。第１狭域データ格納手段１１６には、非移動式の地上固定型レーザスキャナによって計測した第１狭域地上三次元データが格納され、第２狭域データ格納手段１１７には、地上型ハンディスキャナによって計測した、第１狭域地上三次元データよりも点群データの精度の高い三次元データである第２狭域地上三次元データが格納される。第２狭域データ格納手段１１７には、非移動式の地上固定型レーザスキャナによって計測することのできない、構造物１５１の細部の立体物データが格納されている。
　【００８９】
　第４格納手段１１４には、少なくとも第１格納手段１１１に格納された航空三次元データに含まれる海域１６２における水中を測量した、水域測量による水域三次元データが格納される（第４の格納工程）。水域測量としては、例えば、音響測深機や、浅海底観測システム等を用いることができる。第４格納手段１１４の水域三次元データは、第１格納手段１１１の三次元データよりも点群データの精度が高く、第２及び第３格納手段１１２，１１３の三次元データと点群データの座標が異なっている。本実施形態において、第４格納手段１１４の水域三次元データは、少なくとも製鉄プラント１５０の周辺の海域１６２の地形データを含んでいる。
　【００９０】
　上述した複数の格納手段１１１，１１２，１１３，１１４において、製鉄プラント１５０を構成する構造物１５１の三次元データは、構造物１５１の機能によって分類されている。機能分類としては、例えば、内部を流通する蒸気、水、ガス、油等の違いによる配管の分類、ガス系統、電気系統、熱系統等による設備の分類、原料の移動経路による分類、構造物１５１を構成する設備の機能による分類、危険性の高さによる分類などを単独又は組み合わせて行うことができる。なお、このような構造物１５１の機能分類は、少なくとも２つの格納手段においてなされていることが好ましく、特に、第２格納手段１１２と第３格納手段１１３において、このような機能分類がなされていることが好ましい。さらに第１格納手段１１１についても第２格納手段１１２及び第３格納手段１１３と同様に機能分類がなされていることがより好ましい。記憶部１１０は、それぞれの格納手段１１１，１１２，１１３，１１４における同一分類の構造物１５１の三次元データを互いに関連付けて記憶している。
　【００９１】
　サーバ１０２の制御部１２０は、地図表示手段１２１と、データ更新手段１２２とを含み、地図表示手段１２１は、格納部選択手段１２５と、階層マップ画像表示手段１２６とを含む。
　【００９２】
　地図表示手段１２１は、端末装置１０３からの地図表示を指示する信号を受信した場合に、記憶部１１０に格納された三次元データから、三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信するものである。
　【００９３】
　格納部選択手段１２５は、端末装置１０３からの地図表示の信号を受信した場合に、端末装置１０３の入力手段１３１から入力された、記憶部１１０に格納された三次元データ（すなわち、立体物データ）に関する位置指定と縮尺指定とに基づいて、複数の格納手段１１１，１１２，１１３，１１４から、端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出するものである。本実施形態の格納部選択手段１２５は、さらに、抽出された格納手段のうち、端末装置１０３によって指定された縮尺に最も適合する一つの格納手段を選択する。
　【００９４】
　また、格納部選択手段１２５は、端末装置１０３の入力手段１３１から入力された、記憶部１３０に格納された立体物データに関する指定が、位置指定のみの場合に、予め設定された所定の格納手段を選択する。本実施形態では、端末装置１０３からの指定が位置指定のみの場合に、格納部選択手段１２５は第１格納手段１１１を選択する。
　【００９５】
　また、格納部選択手段１２５は、端末装置１０３からの位置指定と縮尺指定とがない場合、すなわち、地図表示の指示のみの場合、予め設定された所定の格納手段を選択する。本実施形態では、位置指定と縮尺指定とがない場合に、第１格納手段１１１を選択する。
　【００９６】
　階層マップ画像表示手段１２６は、格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって、端末装置１０３によって指定された縮尺に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信するものである。格納部選択手段１２５によって二以上の格納手段が選択された場合には、選択された複数の格納手段の三次元データに基づいて、指定された縮尺に適した三次元マップ画像を生成する。
　【００９７】
　既述のとおり、本実施形態では、格納部選択手段１２５によって複数の格納手段から一つの格納手段を選択しており、階層マップ画像表示手段１２６は、選択された一つの格納手段の三次元データから、三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信する。本実施形態では、格納部選択手段１２５によって一つの格納手段を選択することで、縮尺の選択（つまり、端末装置によって指定された縮尺に適した縮尺の選択）を行っており、階層マップ画像表示手段１２６では、それぞれの格納手段１１１，１１２，１１３，１１４において、予め設定された縮尺の三次元マップ画像を生成するようにしている。なお、階層マップ画像表示手段１２６による縮尺の選択はこれに限られず、格納部選択手段１２５によって選択された一つの格納手段において、予め設定された縮尺ではなく、入力手段１３１によって指定された縮尺に適した詳細な縮尺の選択が可能な構成であってもよい。
　【００９８】
　また、階層マップ画像表示手段１２６は、端末装置１０３からの位置指定と縮尺指定とがない場合、格納部選択手段１２５によって選択された格納手段（本実施形態では、第１格納手段１１１）から、予め設定された領域の三次元マップ画像を生成し、端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信する。
　【００９９】
　データ更新手段１２２は、端末装置１０３から送信された立体物に関する三次元データを記憶部１１０の中の一つの格納手段に格納して、該格納手段の三次元データを更新するとともに、更新した三次元データを他の格納手段の三次元データと関連付けるものである。端末装置１０３から送信された三次元データを格納する一つの格納手段の選択は、該三次元データの取得方法によって決定される。つまり、航空レーザ計測によって取得された場合には第１格納手段１１１に、ＭＭＳによって取得された場合には第２格納手段１１２に、非移動式の地上型レーザ計測によって取得された場合には第３格納手段１１３に、水域測量によって取得された場合には第４格納手段１１４に格納される。さらに、本実施形態では、非移動式の地上型レーザ計測において、非移動式の地上固定型レーザスキャナによって取得された三次元データは、第１狭域データ格納手段１１６に格納され、地上型ハンディスキャナによって取得された三次元データは、第２狭域データ格納手段１１７に格納される。
　【０１００】
　端末装置１０３は、例えばインターネット等のネットワーク１０４を介して、サーバ１０２と通信可能な装置であり、既述のとおり、入力手段１３１と、表示部１３２と、端末記憶部１３３と、端末制御部１３４と、通信部１４０とを有する。通信部１４０は、ネットワーク１０４を介してサーバ１０２と情報の送受信を行う通信インタフェースにより構成される。入力手段１３１は、端末装置１０３の使用者（ユーザ）からの操作入力を受け付けるものであり、表示部１３２は、画像を表示するものである。このような端末装置１０３としては、例えば、キーボードやマウス等の入力装置（入力手段１３１）、液晶表示装置等の表示装置（表示部１３２）等を備えるパーソナル・コンピュータ、タッチパネル（入力手段１３１、表示部１３２）を備える携帯端末機等を用いることができる。
　【０１０１】
　端末記憶部１３３は、端末装置１０３によって作成したデータや、サーバ１０２や他の端末機器１０３やユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等の外部機器から入力されたデータを記憶する部位である。
　【０１０２】
　端末制御部１３４は、寸法算出手段１３５と、表示選択手段１３６と、合成画像生成手段１３７と、機能分類作成手段１３８と、機能別表示手段１３９とを含む。
　【０１０３】
　寸法算出手段１３５は、記憶部１１０に記憶された三次元データ、すなわち点群データに基づいて、製鉄プラント１５０の構造物１５１及び／又は地形の寸法を算出するものである。具体的には、端末装置１０３の入力手段１３１によって、表示部１３２に表示された三次元マップ画像における構造物１５１や地形の中から、寸法を算出したい範囲が選択される（入力される）と、点群データに基づいて寸法を算出し、算出結果を表示部１３２に表示させる。なお、寸法の算出は、三次元マップ画像として表示部に表示されているものに限られず、記憶部１０に格納された三次元データを有する立体物（地形や構造物）に関する寸法を算出することができる。
　【０１０４】
　表示選択手段１３６は、表示部１３２に表示された三次元マップ画像における構造物１３１の一部又は全部を表示状態又は非表示状態となるように選択可能にするものである。具体的には、端末装置１０３の入力手段１３１によって、三次元マップ画像における構造物１５１の一部又は全部を選択し、入力手段１３１によって、非表示を入力指示することで、選択した構造物１５１を表示部１３２において非表示状態にすることができる。また、入力手段１３１によって、非表示状態となっている構造物１５１について表示を入力指示することで、非表示状態の構造物１５１を再度、表示させることができる。なお、構造物１５１のみならず、地形の一部又は全部についても表示状態又は非表示状態に選択可能とすることができる。
　【０１０５】
　合成画像生成手段１３７は、端末装置１０３が有するＣＡＤデータやポリゴンデータによる表示画像を、階層マップ画像表示手段１２６によって表示された三次元マップ画像に重ねあわせて表示部１３２に表示させるものである。このようなＣＡＤデータ及びポリゴンデータとしては、端末記憶部１３３に記憶された三次元ＣＡＤデータ等を用いることができる。合成画像生成手段１３７は、表示選択手段１３６と組み合わせて使用することができる。具体的には、表示選択手段１３６によって表示部１３２における三次元マップ画像の構造物１５１の一部を非表示状態とし、合成画像生成手段１３７によって、非表示状態となった部位に、ＣＡＤデータによる表示画像を重ねあわせて表示させることができる。
　【０１０６】
　機能分類作成手段１３８は、入力手段１３１によって記憶部１１０の三次元データに含まれる構造物１５１を機能ごとに分類し、分類した情報をサーバ１０２の記憶部１１０に記憶させるものである。機能分類としては、例えば、配管の分類や設備の機能による分類等、ユーザが入力手段１３１によって任意に設定した分類や、サーバ１０２の記憶部１１０に予め登録された分類を行うことができる。
　【０１０７】
　機能別表示手段１３９は、製鉄プラント１５０を構成する構造物１５１をその機能ごとに視覚的に識別できるように表示部１３２に表示させるものである。具体的には、サーバ１０２の記憶部１１０において設定されている機能分類に関して、端末装置１０３の入力手段１３１からの機能分け指示を行った場合に、指示された機能を有する構造物１５１を色彩によって他の構造物１５１と識別可能となるように表示部１３２に表示させる。例えば、表示部１３２に表示された構造物１５１の三次元マップ画像において、入力手段１３１により、水（液体）が流通す配管と、蒸気が流通する配管とを機能分け指示した場合に、水の配管を赤色に表示し、蒸気の配管を黄色に表示させる等によって、異なる機能の配管を視覚的に識別できるようにする。
　【０１０８】
　また、機能別表示手段１３９は、異なる縮尺の三次元マップ画像において、同一の機能の構造物１５１を同一の色彩によって表示させることができる。例えば、地図表示手段１２１によって、縮尺の異なる２つの三次元マップ画像を表示部１３２に表示させ、それぞれの三次元マップ画像において、同一機能を有する構造物１５１を同一色に表示させることで、同一機能を有する構造物１５１のマクロ的管理とミクロ的管理とを並行して行うことができる。
　【０１０９】
　なお、機能別表示手段１３９における視覚的な識別表示は、色彩による識別表示に限られない。例えば、指示された機能を有する構造物１５１を点滅表示させる等、他の機能を有する構造物１５１と視覚的に識別可能な方法であればよい。
　【０１１０】
　上述した三次元画像表示システムでは、表示選択手段１３６によって、構造物１５１等の表示・非表示を選択し、合成画像生成手段１３７によって、ＣＡＤデータやポリゴンデータの表示画像を三次元マップ画像に重ねあわせることで、製鉄プラント１５０の設計や改修工事のシミュレーションを行うことができる。また、寸法算出手段１３５によって、地形や構造物１５１の寸法を簡易に算出することができるので、設計作業の効率化を図ることができる。また、点群データを用いて三次元マップ画像を生成することで、陸域１６１及び海域１６２を含む広域の地図情報にＣＡＤデータを重ねあわせることができるので、海域１６２を含む製鉄プラント１５０全体の地形的な管理にも適している。
　【０１１１】
　また、機能別表示手段１３９によって、製鉄プラント１５０の設備を機能ごとに識別できるように画像表示させることができるので、改修作業を行った場合に、改修の影響が生じる可能性のある部位や関連する領域を改修作業前に視覚的に認識することができる。これにより、改修工事における不具合の発生を回避して、改修作業の効率化を図ることができる。また、構造物１５１が危険度の高さによって分類されている場合には、機能別表示手段１３９によって、危険度の高い構造物１５１を表示させることにより、改修工事における事故の未然防止に活用することができる。また、危険度の低い構造物１５１を表示させることにより、避難場所の確保等に利用することができる。
　【０１１２】
　なお、サーバ１０２の制御部１２０は、端末制御部１３４における各手段を実行させるユーザインタフェース要素を、端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３に送信する構成とすることができる。例えば、ネットワーク１０４を介して端末装置１０３からサーバ１０２へアクセスがなされた場合に、サーバ１０２の制御部１２０は、寸法計測手段１３５を機能させるユーザインタフェース要素を端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信し、端末装置１０３が寸法計測手段１３５を実行可能となるようにすることができる。表示選択手段１３６、合成画像生成手段１３７、機能分類作成手段１３８及び機能別表示手段１３９についても、同様な構成とすることができる。
　【０１１３】
　次に、上述した製鉄プラント１５０の三次元画像表示システム１００における三次元マップ画像の表示処理について説明する。図６は、三次元マップ画像の表示処理における制御部１２０の動作のフローチャートである。
　【０１１４】
　まず、端末装置１０３の入力手段１３１によってユーザからの三次元マップ画像の地図表示指示が受け付けられ、この地図表示指示がネットワーク１０４を介してサーバ１０２に受信されると（ステップＳ２００）、サーバ１０２の地図表示手段１２１は、地図表示指示の中に、地図表示に関する位置指定が含まれるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。
　【０１１５】
　地図表示指示に位置指定が含まれていない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、格納部選択手段１２５は、予め設定された格納手段である第１格納手段１１１を選択する。階層マップ画像表示手段１２６は、第１格納手段１１１の三次元データから予め設定された所定領域の三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信し（ステップＳ２０２）、表示処理を終了する。
　【０１１６】
　地図表示指示に位置指定が含まれる場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、制御部１２０の格納部選択手段１２５は、端末装置１０３からの地図表示指示に縮尺指定が含まれるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。
　【０１１７】
　地図表示指示に縮尺指定が含まれていない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、格納部選択手段１２５は、予め設定された格納手段である第１格納手段１１１を選択する。階層マップ画像表示手段１２６は、第１格納手段１１１の三次元データから、端末装置１０３によって指定された位置を含む所定範囲領域の三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信し（ステップＳ２０４）、表示処理を終了する。
　【０１１８】
　地図表示指示に縮尺指定が含まれる場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、格納部選択手段１２５は、指定された位置の三次元データを含む格納手段を抽出し、抽出した格納手段の中から指定された縮尺に適した一つの格納手段を選択する（ステップＳ２０５）（格納部選択工程）。選択された格納手段が第３格納手段１３である場合には、格納部選択手段２５は、さらに、第１狭域データ格納手段１１６と第２狭域データ格納手段１１７とのうち、指定された縮尺に適した一つの格納手段をする構成とすることができる。
　【０１１９】
　次に、階層マップ画像表示手段１２６は、ステップＳ２０５において選択された一つの格納手段の三次元データから、端末装置１０３によって指定された位置を含む所定範囲領域の三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を端末装置１０３の表示部１３２に表示させるように端末装置１０３へ送信し（ステップＳ２０６）（階層マップ画像表示工程）、表示処理を終了する。
　【０１２０】
　図７〜図１０は、階層マップ画像表示手段１２６によって端末装置１０３の表示部１３２に表示された三次元マップ画像の例を示す図である。図７は、第１格納手段１１１の航空三次元データによる三次元マップ画像の例を示し、図８は、第２格納手段１１２の広域地上三次元データによる三次元マップ画像の例を示す。図９は、第３格納手段１１３における第１狭域データ格納手段１１６の狭域地上三次元データによる三次元マップ画像の例を示し、図１０は、第３格納手段における第１狭域データ格納手段１６及び第２狭域データ格納手段１１７の狭域地上三次元データによる三次元マップ画像の例を示す。
　【０１２１】
　端末装置１０３が指定可能な縮尺の範囲において、指定された縮尺が小さい場合（陸海の広域指定の場合）や、端末装置１０３からの縮尺指定がない場合には、図７に示すように、製鉄プラント１５０を広域にわたって視認可能な三次元マップ画像が表示される。指定可能な縮尺の範囲において、指定された縮尺が中程度の場合（陸海狭域指定の場合）には、図８に示すように、製鉄プラント１５０の一部の設備（構造物１５１）の外観と、製鉄プラント１５０の敷地内の道路１５２等を含む、該設備の周辺の景観とを含むような、図７に比して狭い領域の三次元マップ画像が表示される。指定可能な縮尺の範囲において、指定された縮尺が大きい場合（構造物広域指定の場合）には、図９に示すように、製鉄プラント１５０の設備の外観構造を三次元マップ画像としてより詳細に表示させることができる。指定可能な縮尺の範囲において、指定された縮尺が非常に大きい場合（構造物狭域指定の場合）には、製鉄プラント１５０の設備の外観だけではなく、図１０に示すように、製鉄プラント１５０を構成する構造物１５１の内部構造（内部配管１５４や内部通路１５５等）を三次元マップ画像として表示させることができる。さらに、第４格納手段１１４の水域三次元データによる三次元マップ画像では、水中の地形や、水中の構造物の三次元画像を表示させることができる。
　【０１２２】
　このように、本実施形態の三次元画像表示システム１００は、地形の広域マップ、地形の狭域マップ、構造物１５１の広域マップ、構造物１５１の狭域マップ（構造物１５１の内部構造マップ）及び水中マップを統合して管理することができる。そのため、広大な敷地面積を有するとともに、海岸付近に設置され、さらに、構造物１５１の詳細な設計図を必要とするプラント設備の管理に適している。特に、水域マップを備えることで、護岸工事に利用することができ、海岸付近に設置されるプラント設備の管理に好適である。また、必要な領域のみ点群データの精度の高い三次元マップ画像を用いることができるので、データ量を抑えながら、プラント設備の統合的な管理を行うことができる。
　【０１２３】
　次に、上述した製鉄プラント１５０の三次元画像表示システム１００における三次元データの更新処理について説明する。
　【０１２４】
　更新する立体物の三次元データ（地形の三次元データや構造物の三次元データ）は、端末装置１０３からネットワーク１０４を介してサーバ１０２へ送信される。サーバ１０２が立体物の三次元データを受信すると、データ更新手段１２２は、三次元データの取得方法によって、第１〜第４格納手段１１１，１１２，１１３，１１４から一つの格納手段を選択する。
　【０１２５】
　この三次元データの取得方法に基づく格納手段の選択は、例えば、端末装置１０３の使用者が三次元データをサーバ１０２へ送信する際に、取得方法を指定し、この取得方法の指定に基づいてデータ更新手段１２２が格納手段を選択する構成とすることができる。また、端末装置１０３からの三次元データの取得方法の指定によって、格納手段を選択するとともに、データ更新手段１２２が、選択された格納手段の点群データの精度と、端末装置１０３から送信された点群データの精度とを比較し、精度が同程度である場合に、選択された格納手段に格納して三次元データを更新し、精度が異なる場合に、エラー表示を端末装置１０３の表示部１３２に表示させるようにすることができる。また、端末装置１０３から送信された三次元データの精度（点群データの精度）の違いによって、データ更新手段１２２が、同程度の点群データの精度を有する格納手段を選択する構成としてもよい。
　【０１２６】
　格納手段が選択されると、データ更新手段１２２は、端末装置１０３から受信した三次元データによって、選択された格納手段の三次元データの一部又は全部を更新する。その後、更新された三次元データを他の格納手段の三次元データと関連付けて、記憶部１１０に記憶させる。
　【０１２７】
　データ更新手段１２２によって、それぞれの格納手段１１１，１１２，１１３，１１４ごとにデータの更新ができるので、取得方法の異なる三次元データの更新を容易に行うことができる。そのため、改修工事等によって製鉄プラント１５０に関する三次元データの変更が生じた場合に、一つの格納手段の三次元データを更新することによって、他の格納手段の三次元データに反映させることができるので、地形の広域マップ、地形の狭域マップ、構造物１５１の広域マップ、構造物１５１の狭域マップ及び水中マップを個別に更新する手間を省くことができる。その結果、製鉄プラント１５０の管理コストを低減し、管理作業の効率を向上させることができる。さらに、データ更新手段１２２によって、自動的に格納手段を選択させた場合には、端末装置１０３のユーザの操作がより簡易になる。また、複数のユーザが三次元画像表示システム１００を利用する場合、例えば、サーバ１０２に複数の端末装置１０３が接続されている場合に、それぞれの端末装置１０３のユーザが最新の三次元データによる三次元マップ画像を利用することができる。
　【０１２８】
　上述した三次元画像表示システム１００は、複数のユーザが端末装置１０３及びインターネット（ネットワーク１０４）を介してサーバ１０２へアクセス可能なクラウド型のシステムとして好適に利用することができる。
　【０１２９】
　次に、三次元画像表示装置１０５について説明する。図１１は、三次元画像表示装置１０５の一実施形態を示す概略構成図である。図１１に示す実施形態において、図５に示す三次元画像表示システム１００と同様の機能を有するものには同一の符号を付しており、同様の機能についてはその詳細な説明を省略する。
　【０１３０】
　本実施形態の三次元画像表示装置（コンピュータシステム）１０５は、入力手段１３１と、表示部１３２と、三次元データを記憶する記憶部１１０と、制御部１２０と、通信部とを有する。通信部は、ネットワークを介して外部機器と情報の送受信を行う通信インタフェースにより構成される。
　【０１３１】
　入力手段１３１は、ユーザからの操作入力を受け付けるものであり、表示部１３２は、画像を表示するものである。
　【０１３２】
　記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段１１１，１１２，１１３，１１４を有しており、これらの格納手段に格納された三次元データを関連付けて記憶している。記憶部１１０に含まれる格納手段は、第１格納手段１１１と、第２格納手段１１２と、第３格納手段１１３と、第４格納手段１１４とを含む。第３格納手段１１３は、第１狭域データ格納手段１１６と、第２狭域データ格納手段１１７とを含む。
　【０１３３】
　本実施形態における三次元画像表示装置１０５の記憶部１１０及び第１〜第４格納手段１１１，１１２，１１３，１１４のそれぞれは、図５に示すサーバ１０２の記憶部１１０及び第１〜第４格納手段１１１，１１２，１１３，１１４のそれぞれと同様の構成であって、同様の機能を奏する。
　【０１３４】
　制御部１２０は、地図表示手段１２１と、データ更新手段１２２と、寸法算出手段１３５と、表示部選択手段１３６と、合成画像生成手段１３７と、機能分類作成手段１３８と、機能別表示手段１３９とを含む。地図表示手段１２１は、格納部選択手段１２５と、階層マップ画像表示手段１２６とを含む。
　【０１３５】
　地図表示手段１２１は、三次元画像表示装置１０５の入力手段１３１からの地図表示指示により、記憶部１１０に格納された三次元データから、三次元マップ画像を生成し、三次元画像装置１０５の表示部１３２に表示させる。
　【０１３６】
　格納部選択手段１２５は、入力手段から地図表示指示を受けた場合に、記憶部１１０に格納された三次元データ（すなわち、立体物データ）に関する、入力手段１３１からの位置指定と縮尺指定とに基づいて、複数の格納手段１１１，１１２，１１３，１１４から、指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出するものである。格納部選択手段１２５は、さらに、抽出された格納手段のうち、入力手段１３１によって指定された縮尺に最も適合する一つの格納手段を選択する。
　【０１３７】
　階層マップ画像表示手段１２６は、格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって、入力手段１３１によって指定された縮尺に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を表示部１３２に表示させるものである。
　【０１３８】
　データ更新手段１２２は、外部機器から入力された三次元データを記憶部１１０の中の一つの格納手段に格納して、該格納手段の三次元データを更新するとともに、更新した三次元データを他の格納手段の三次元データと関連付けるものである。
　【０１３９】
　寸法算出手段１３５は、記憶部１１０に記憶された三次元データ、すなわち点群データに基づいて、プラント設備の構造物及び／又は地形の寸法を算出するものである。
　【０１４０】
　表示部選択手段１３６は、表示部１３２に表示された三次元マップ画像における構造物の一部又は全部を表示状態又は非表示状態となるように選択可能にするものである。
　【０１４１】
　合成画像生成手段１３７は、三次元画像表示装置１０５の記憶部１１０が有するＣＡＤデータやポリゴンデータによる表示画像を、階層マップ画像表示手段１２６によって表示された三次元マップ画像に重ねあわせて表示部１３２に表示させるものである。合成画像生成手段１３７は、また、外部機器から入力されたＣＡＤデータやポリゴンデータによる表示画像を三次元マップ画像に重ねあわせて表示させることができる。
　【０１４２】
　機能分類作成手段１３８は、入力手段１３１によって記憶部１１０の三次元データに含まれる構造物を機能ごとに分類し、分類した情報を記憶部１１０に記憶させるものである。
　【０１４３】
　機能別表示手段１３９は、プラント設備を構成する構造物をその機能ごとに視覚的に識別できるように表示部１３２に表示させるものである。
　【０１４４】
　上述した三次元マップ画像装置１０５は、図５に示す三次元画像表示システム１００と同様の効果を奏することができ、プラント設備のマクロ的及びミクロ的な管理を容易に行うことができる。
　【０１４５】
　なお、図５に示す三次元画像表示システム１及び図１１に示す三次元画像表示装置１０５において、制御部１２０及び端末制御部１２４内の各手段は、制御部１２０及び端末制御部１２４内のプロセッサ（演算手段）で、記憶部１１０及び端末記憶部１３３に格納されているアプリケーションプログラムの各ソフトウェアモジュールを実行することによって実現させることができる。上記アプリケーションプログラムは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどのコンピュータが読み取り可能な記憶媒体に格納して頒布することができる。また、上記アプリケーションプログラムは、アプリケーションプログラムを伝送可能な伝送媒体（通信ネットワークまたは放送波等）を介してコンピュータに供給することができる。
　【０１４６】
　なお、上述した三次元画像表示システム１及び三次元画像表示装置１０５は、プラント設備に限らず、教育施設や公共施設、さらには、より広域の都市施設等の施設管理にも好適に利用することができる。なお、必要に応じて第４格納手段１１４における水域三次元データは、海中のみならず、河川水中を測量した水域三次元データを含むものとしてもよい。また、河川水中を測量した水域三次元データをさらに別の格納手段（第５格納手段）に格納する構成としてもよい。
　【符号の説明】
　【０１４７】
　１０，５０　作業用ロボット
　１２　周囲データ取得センサ
　１４　検知手段
　１６　記録手段
　１８　移動手段
　２０　制御部
　２１　現在位置決定手段
　２２　三次元マップ
　５２　発信手段
　７０　警報装置
　７２　受信手段
　７４　表示手段（警報手段）
　８０　警報システム
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　プラント設備領域を含む領域の三次元マップと、
　周囲の立体的形状データを取得可能な周囲データ取得センサと、
　該周囲データ取得センサにより得られた前記立体的形状データと前記三次元マップのデータとを対比して両データの一致点を見出し、前記三次元マップ上における現在位置を決定する現在位置決定手段と、
　予め設定された移動経路と決定された前記現在位置とに基づき、前記プラント設備領域内の移動を制御する制御部
２０
　前記三次元マップが、三次元の位置情報のプロットの集合体からなる点群マップであり、
　前記プラント設備領域内において前後左右及び高さ方向に移動しつつ該プラント設備領域のパトロール作業を行うパトロール作業用ロボットであって、
　前記移動中に前記周囲の雰囲気の各種物理量を検知する検知手段と、
　前記周囲の雰囲気の各種物理量が所定基準値範囲を外れた場合に前記三次元マップ上に前記物理量の情報を前記現在位置決定手段により決定された現在位置とともに記録する記録手段と、を有
し、
　
前記三次元マップが、
　
制御部１２０及び三次元データを記憶する記憶部１１０を有するサーバ１０２と、ネットワーク１０４を介して前記サーバ１０２と通信可能であって表示部１３２を有する端末装置１０３と、を備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００であって、
　
前記記憶部１１０は、三次元データを格納する複数の格納手段を有するとともに、該複数の格納手段に格納された各三次元データを関連付けて記憶しており、
　
前記複数の格納手段は、
　
所定のプラント設備と該プラント設備の周辺領域との計測データを含む、航空レーザ計測による航空三次元データを格納する第１格納手段１１１と、
　
少なくとも前記航空三次元データに含まれる、前記プラント設備を含む地上領域を計測した、モービルマッピングシステムによる広域地上三次元データを格納する第２格納手段１１２と、
　
少なくとも前記プラント設備の内部を計測した、非移動式の地上型レーザ計測による狭域地上三次元データを格納する第３格納手段１１３とを含み、
　
前記制御部１２０は、
　
前記記憶部１１０に格納された三次元データに関する前記端末装置１０３からの位置指定及び尺度指定に基づいて、前記複数の格納手段から、前記端末装置１０３によって指定された位置に関する三次元データを有する格納手段を抽出する格納部選択手段１２５と、
　
該格納部選択手段１２５によって抽出された格納手段の三次元データから、指定された位置を含む領域であって指定された尺度に適した三次元マップ画像を生成し、該三次元マップ画像を前記表示部１３２に表示させるように前記端末装置１０３へ送信する階層マップ画像表示手段１２６とを備えたプラント設備の三次元画像表示システム１００により表示される三次元マップ画像を用いること
　【請求項２】
　前記周囲の雰囲気の物理量が、温度、放射線、有害物質及び可燃性ガスの物理量から選択される少なくとも一種以上であることを特徴とする請求項１に記載のパトロール作業用ロボット。
　【請求項３】
　前記三次元マップデータを無線で発信する発信手段を有する請求項１又は２に記載のパトロール作業用ロボットと、
　前記発信手段により発信された情報を受信する受信手段と、該受信手段が受信した前記三次元マップデータに記録された前記物理量の情報に基づき警報を発する警報手段と、を備える警報装置と、
　を有することを特徴とするパトロール作業用ロボットを用いた警報システム。