(57)【要約】【課題】従来、建物内における監視対象の情報を検出するために、監視対象毎に検出器を設置しなければならならず、また、検出器の設置の仕方によって死角が生じて監視対象を十分に検知できない等の課題があった。【解決手段】天井面（１）や壁面よりなる走行面と本体（２）との間に吸引力を作用させ、前記走行面に前記本体より突出させた車輪を接触させた状態で前記車輪に駆動力を付与することにより、前記走行面の任意の位置に移動するように構成された移動機構（３）に、指向性を有する検出器（１１〜１５）を設けた。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井面や壁面よりなる走行面と本体との間に吸引力を作用させ、前記走行面に前記本体より突出させた車輪を接触させた状態で前記車輪に駆動力を付与することにより、前記走行面の任意の位置に移動するように構成された移動機構に、指向性を有する検出器を設けたことを特徴とする移動検出装置。
【請求項２】
前記走行面に設けられた情報記憶媒体の内容を読み込む指向性を有する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて前記移動機構の走行状態を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動検出装置。
【請求項３】
人間又は物に所定の大きさの吊り上げ力を作用する負荷軽減手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動検出装置。
【請求項４】
前記吸引力を前記本体に設けられた永久磁石の磁力としたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の移動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天井面や壁面より成る走行面の任意の位置に移動できるように構成された移動機構に、監視対象となる物や空間の情報を検知・抽出するための指向性を有する検出器を搭載した移動検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物内において監視対象となる物や空間の情報を検知・抽出するために、例えばテレビカメラ等の指向性を有する検出器を設置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の場合、検出器が監視できる範囲に限りがあるため、個々の監視対象（又は、監視空間）毎に検出器を設置しなければならなかった。また、検出器の設置の仕方によっては、監視対象から離れて検知精度が低下してしまうことや、死角が生じ監視対象を十分に検知できない課題があった。また、この課題を解決するために、床面を自律的に走行可能な移動ロボット等の移動機構に各種の検出器を搭載し、検出範囲の拡大や検出精度の補償を図る装置もあるが、床を往来する人や一時的に置かれた荷物との衝突を回避する機能、ならびに階段等の段差等を走破する機能が技術的に実現困難であったために、検出範囲や検出精度を十分改善できなかったり、目的位置までの移動に長時間を要したりする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による移動検出装置は、天井面や壁面より成る走行面に本体より突出させた車輪を接触させ、前記走行面と前記本体との間に吸引力を作用させた状態で前記車輪の少なくとも一つに駆動力を付与することにより、前記走行面の任意の位置に移動できるように構成された移動機構に、指向性を有する検出器を設けたものである。本発明による移動検出装置においては、吸引力によって車輪が常に走行面に接した状態となるので、車輪の方向や駆動トルクを制御することにより走行面の任意の位置に移動し、かつ任意の方向を向くことができる。また、一つの走行面を走行する装置の数を必要に応じて任意に増減することができ、かつ、これらの装置は走行面上の他の装置の位置や走行状態に互いに干渉されずに自由に移動することができる。また、例えば天井面を走行面とすれば、移動の際、往来する人や一時的に置かれた荷物と衝突すること、ならびに階段等の段差等を走破する必要が無くなり、より高速かつより簡便に監視対象の位置にまで移動することが可能となる。また、例えば天井面を前記走行面とし、前記移動検出装置が複数の監視対象に順次接近するようにすれば、一台の装置で複数の監視対象の情報を検出できる。また、検出方向の床側に障害物があっても、当該障害物を回避する位置にまで移動するようにすれば、死角を生じず確実に監視対象の情報を検出することができる。また、一台の装置では検出精度が不足して監視対象の情報が十分に得られない場合には、走行面上の装置の台数を追加することにより、これらの装置で検出される情報を合成することで、必要な情報が容易に得られるようになる。
また、本発明による移動検出装置において、例えば天井面を前記走行面とし、この天井面に設けられた情報記憶媒体に基準位置からの相対的位置情報などを記憶させ、移動機構にこの情報記憶媒体の内容を読み込む指向性を有する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて移動機構の走行状態を制御する制御手段とを備えることにより、予め入力された目標経路の情報と検出された位置情報とが一致するよう走行状態を調節することで、複数の監視対象のある経路を自動的に移動することができるようになる。
また、本発明による移動検出装置に、従来公知のバネを内蔵していてこのバネの作用により所定の大きさの吊り上げ力を作用する負荷軽減手段を備えれば、検出の際に障害となる荷物等の除去を行うことや、目的位置まで必要な物資を運搬させることが可能となる。
また、本発明による移動検出装置において、吸引力として移動機構に設置された永久磁石の磁力を利用するようにすれば、電力等のエネルギを消費せずに車輪が走行面に接した状態を常に保つことができるようになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１〜３は本発明による移動検出装置の第一実施例を示す図であり、図１は移動検出装置を天井側から見た図、図２は移動検出装置の側面図、図３は移動検出装置を床側から見た図である。図１〜３において、１は走行面としての天井面であり、これは鋼鉄等の強磁性体からなる。２は上記天井面１を自由に移動できるように構成された本発明による移動検出装置の本体である。３は本体２の移動機構であり、天井面１に対向する側３ａには永久磁石４が設けられており、この永久磁石４により移動機構３と天井面１と間に吸引力が作用している。尚、永久磁石４を天井面１に完全に吸着させると移動機構３が動かなくなるので、移動機構３の天井面１に対向する側３ａには、永久磁石４より天井面１側に突出して天井面１に接触する自由回転車輪５、歯車減速機構９を介してモータ６により駆動される駆動車輪７、ボールベアリング８が設けられている。つまり、自由回転車輪５、及び駆動車輪７を突っ張らせて天井面１と移動機構３の永久磁石４との間に若干の隙間を形成するようにしている。したがって、駆動車輪７を駆動することで、天井面１と移動機構３との間に吸引力を作用させた状態で本体２が天井面１を落下せずに自由に移動できる。尚、自由回転車輪５、及び駆動車輪７は、それぞれの車輪が一列に並ぶように構成され、この列方向に沿って長方形の永久磁石４が複数個固定されている。永久磁石４としては希土類永久磁石のような強力なものを使用することが好ましい。
【０００６】
移動機構３の天井面１とは対向していない側３ｂには、指向性を有する視界検出器としてのＴＶカメラ１１、ＴＶカメラ１１の検出領域を照らす指向性を有するライト１２、指向性を有する音検出器としてのマイク１３、指向性を有する移動体検出器としての電波センサ１４、指向性を有する温度検出器としての赤外線センサ１５が搭載されている。各検出器１１〜１５は従来公知の構造のもので、上記移動機構３に対しある特定の方向（例えば、前進方向の下方）を向いて固定されている。ただし、上記のように自由回転車輪５、及び駆動車輪７はそれぞれの車輪が一列に並ぶように構成されているため、左右の駆動車輪７を互いに逆向きに回転させれば、直進や右左折ばかりでなく重心位置を変えずに３６０°の旋回をすることができる。これ故、任意の位置で移動機構３自体の向きを任意の角度に変えることができ、各検出器１１〜１５の指向角度を任意の位置で任意の角度に向けることができる。また、移動機構３の側３ｂには、移動機構３の走行を制御するためのマイクロプロセッサ等の制御装置１６、各検出器に電力を供給するバッテリー１７、各検出器の検知信号を送信する送信機１８、遠隔地からの無線信号を受信して制御装置１６に伝達する受信機１９、警報信号や無線信号を音に変換するスピーカー２０が搭載されている。
【０００７】
図３に示すように、天井面１には基準座標からの相対位置情報がバーコード化されて印刷されたシール２１が貼られており、移動機構３の天井面１に対向する側３ａにはシール２１のバーコードを赤外線等により読み取る装置（バーコードリーダー）１０が設けられている。これ故、バーコードリーダー１０でシール２１の情報を読み取ることにより移動検出装置は現在の走行位置を認識でき、かつ制御装置１６内に予め入力された目標経路と比較することで目的位置まで自動的に移動できる。
【０００８】
以上の移動機構３に指向性を有する各検出器１１〜１５等を搭載してなる移動検出装置を用いれば、例えば建物内の自動警備システムを構築できる。すなわち、警備室からの走行指示によって予め制御装置１６に入力された規定の巡回経路に対してシール２１とバーコードリーダー１０により現在の走行位置を確認しつつ自動的に巡回し、巡回中に各検出器１１〜１５により得られた視覚・音・温度等の各種の情報を送信機１８で警備室に個別に（又は同時に）送信することにより、複数の監視対象に対して不審者の存在等の情報を警備室において知ることができる。また、規定の経路を巡回しているときに床に荷物等が置かれて監視対象が検出できない場合は、警備室から制御装置１６に回避動作指令を送信して荷物が邪魔にならない位置まで天井面１を介して回り込ませることにより、死角を解消して確実に監視対象を検出できる。また、不審な進入者を発見した場合には、シール２１とバーコードリーダー１０により発見位置を特定でき、かつ、ＴＶカメラ１１で撮像された画像情報やマイク１３で聴音された音声情報等により人物を特定することができ、かつスピーカー２０を介して当該進入者に質問することもできる。また、進入者を追跡する必要のある場合には、ＴＶカメラ１１で撮像された映像に基づき、プログラムによる走行制御に代えて、警備室から遠隔操縦により制御装置１６に走行指示を与えて移動検出装置を走行させるようにしてもよい。また、このとき、必要に応じて待機していた別の移動検出装置を動作させることにより、より確実な追跡が行えるようにしてもよい。
【０００９】
図４〜５は本発明の第二実施例を示す図であり、ビル等における火災の早期発見、及び初期消火活動や避難者の救援活動支援等を目的とした防災救助システムに用いるのに適した本発明による移動検出装置を示す例である。図４は第二実施例の移動検出装置の側面図、図５は移動検出装置を床側から見た図である。図４〜５において、走行面としての鋼鉄等の強磁性体からなる天井面１に、移動機構３の天井面１に対向する側３ａに設けられた永久磁石４の磁力により、自由回転車輪５、ボールベアリング８、及び歯車減速機構９を介してモータ６により駆動する駆動車輪７が常に下方から天井面１に接触した状態となる。また、天井面１には基準座標からの相対位置情報がバーコード化されて印刷されたシール２１が貼られており、移動機構３の側３ａにはシール２１のバーコードを読み取るバーコードリーダー１０が設けられている。また、移動機構３の天井面１とは対向していない側３ｂには、指向性を有する視界検出器としてのＴＶカメラ１１、ＴＶカメラ１１の検出領域を照らす指向性を有するライト１２、指向性を有する音検出器としてのマイク１３、指向性を有する温度検出器としての赤外線センサ１５、指向性を有する煙検出器としての煙センサ２２、移動機構３の走行を制御するためのマイクロプロセッサ等の制御装置１６、各機器装置に電力を供給するバッテリー１７、各検出器の検知信号を送信する送信機１８、遠隔地からの無線信号を受信して制御装置１６等に伝達する受信機１９、警報信号や無線信号を音に変換するスピーカー２０、避難者等を誘導するための表示灯２３、人間や物を吊り上げるバランサ２４、消火剤噴霧装置２５、酸素マスク２６が搭載されている。各検出器は従来公知の構造のもので、移動機構３に対しある特定の方向（例えば、前進方向の下方）を向いて固定されている。
この防災救助システムにより、巡回中に各検出器で得られた視覚・音・温度・煙等の各種の情報を送信機１８で警備室に送信することにより、複数の監視対象において火災の発生等の情報を警備室において知ることができる。また、火災を発見した場合には、シール２１とバーコードリーダー１０により火災場所を特定でき、かつ、視覚・音・温度・煙等の情報に基づいて火災の大きさを確認し、警備室からの遠隔操縦によって消火剤噴霧装置２５により初期消火活動を行うことができる。また、火災場所に逃げ遅れた人がいる場合には、酸素マスク２６を用いて煙による呼吸困難を防ぎつつ、スピーカー２０や表示灯２３を用いて適切な避難方向へ誘導することもできる。また、従来公知の多重に巻かれた長尺の板バネを内蔵していてこの板バネの作用により、荷物フックの引き出し量に依らず一定の大きさの吊り上げ力を作用するバランサ２４（負荷軽減手段）を設けることで、床に点在する瓦礫の除去や怪我人の搬送等の際、これらの活動の一部（又は全部）を機械的力によって実行することが可能となる。この場合のバランサ２４の操作は、現場にいる避難者自らが行ってもよいし、図示しない遠隔操縦装置により警備室から操作してもよい。尚、このバランサ２４は、移動検出装置の吊り上げ能力を機構的に制限する役目も持つ。すなわち、設計された値を超える重量の物が吊るされた場合においては、荷物フックが巻き上がらないことにより、過大な負荷荷重が移動機構３に架かることを本質的に防止できるので、移動検出装置の落下を防止できる。
【００１０】
尚、上記では、走行面として天井面１を走行する移動検出装置を説明したが、建物によっては、例えば照明器具等を設置する必要性のために、天井の全てを移動検出装置の走行面として利用できない場合がある。このような場合には、図６〜７に示すように、天井面１と直交する強磁性体からなる壁面２７を設け、移動機構３の走行面側を互いに直交する少なくとも２つの平面３Ａ，３ｂで構成し、平面３Ａ，３ｂの両方に永久磁石４や自由回転車輪５や駆動車輪７等を備えることにより、天井面１から壁面２７に（あるいは壁面２７から天井面１に）乗り移って走行できるように構成してもよい。この構成において、例えば天井面１から壁面２７に乗り移る場合には、乗り移り場所に相当する所の天井面１を薄くした上で天井面１と移動機構３との間に位置する部分にアルミ等の非磁性体からなる板状の磁気シールド２８を設置し、磁気シールド２８上に移動検出装置が乗り上げることで平面３Ａに設けられた永久磁石４の磁力が低下するようにすれば、移動機構３を天井面１から引き剥がす際の消費エネルギを大幅に節約しつつ天井面１から壁面２７に乗り移ることが可能となる。
【００１１】
また、上記では、永久磁石４の磁力により移動機構３と天井面１と間に吸引力を発生させる構造の移動検出装置を説明したが、図示しない電動機等により羽根車を回転して走行面と装置本体との間の空気を吸引することにより吸引力を発生させる構造の移動検出装置を構成してもよい。また、上記では、移動機構３に搭載されている各検出器の向きが移動機構３に対して固定されている場合を説明したが、例えば、図示しない回転型アクチュエータ等により各検出器の向きが変化するようにしてもよい。また、上記では、移動検出装置が位置を認識する手段としてシール２１とバーコードリーダー１０を示したが、例えば、走行面の化粧のために貼付される化粧シールの模様を画像処理装置等を用いて読み取ったり、あるいは、ジャイロコンパスやＧＰＳ等の位置検出器を搭載することにより、連続して走行位置を認識する構成や、シール２１が貼られていない場所において位置情報の補完を行う構成としてもよい。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１の移動検出装置によれば、走行面との間に吸引力を作用させて移動できるように構成された移動機構に、指向性を有する検出器を設けたので、障害物があっても死角が生じず、複数の監視対象の情報を確実に検出できるようになる。
請求項２の移動検出装置によれば、検出手段の検出結果に基づいて前記移動機構の走行状態を制御する制御手段とを備えたので、複数の監視対象のある経路を自動的に移動することができるようになる。
請求項３の移動検出装置によれば、人間又は物に所定の大きさの吊り上げ力を作用する負荷軽減手段を備えたので、目的の位置まで人や物を運搬することができるようになり、また、移動機構の落下を防止できる。
請求項４の移動検出装置によれば、永久磁石の磁力による吸引力により電力等のエネルギを消費せずに車輪が走行面に接した状態を常に保つことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動検出装置の第一実施例の上面を示す図である。
【図２】本発明による移動検出装置の第一実施例の側面を示す図である。
【図３】本発明による移動検出装置の第一実施例の下面を示す図である。
【図４】本発明による移動検出装置の第二実施例の側面を示す図である。
【図５】本発明による移動検出装置の第二実施例の下面を示す図である。
【図６】本発明による移動検出装置の他の態様を上面より説明する図である。
【図７】本発明による移動検出装置の他の態様を側面より説明する図である。
【符号の説明】
１　天井面（走行面）、２　移動検出装置本体、３　移動機構、４　永久磁石、５　自由回転車輪、６　モータ、７　駆動車輪、８　ボールベアリング、
９　歯車減速機構、１１〜１５，２２　検出器、２４　バランサ（負荷軽減手段）、２７　壁面（走行面）。
【図１】
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【図２】
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【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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