【手続補正書】
【提出日】平成18年11月17日(2006.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高所作業用ブームの先端部を、作業対象に対する所定の作業位置に位置決めする高所作業用ブームの位置決め装置において、
前記ブームの各動作軸の位置を検出するブーム各軸位置検出手段と、
前記ブーム各軸位置検出手段により検出された前記ブーム各軸の位置からブーム先端の位置と姿勢を演算するブーム先端位置演算手段と、
前記ブームに取り付けられ、前記ブーム先端位置から作業対象までの距離を検出する距離計測手段と視野角度調整手段とを具備した、多軸の駆動部を有する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した映像を表示する表示手段と、
前記表示手段に計測対象を特定するための照準を前記表示手段中央に重ねて表示する照準描画手段と、
前記照準に前記計測対象が重なるように前記撮像手段を手動操作するカメラ手動操作手段と、
前記距離計測手段の計測距離に応じた計測誤差を記憶し、前記ブーム先端位置が前記距離計測手段の計測精度の保証されたアプローチ可能範囲内かどうかを判定する計測誤差判定手段と、
前記距離計測手段の出力と計測誤差判定手段の出力とから前記アプローチ可能領域までの前記ブーム作動量を算出する第１ブーム作動量算出手段と、
前記第１ブーム作動量算出手段の出力に従って前記ブームを動作させるブーム制御手段と、
ブーム動作中、前記撮像手段の視点を一定に保つために撮像手段の作動量を算出する視点固定作動量算出手段と、
ブーム動作後、前記アプローチ可能領域内において前記距離計測手段によって再度検出された前記ブーム先端位置から前記作業対象までの距離と前記作業対象に対する所定の作業位置と前記ブームの先端位置とから前記作業対象に対する所定の作業位置までの再度の前記ブーム作動量を算出する第２ブーム作動量算出手段とからなることを特徴とする高所作業用ブームの位置決め装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、高所作業用ブームの先端部を、作業対象に対する所定の作業位置に位置決めする高所作業用ブームの位置決め装置において、前記ブームの各動作軸の位置を検出するブーム各軸位置検出手段と、前記ブーム各軸位置検出手段により検出された前記ブーム各軸の位置からブーム先端の位置と姿勢を演算するブーム先端位置演算手段と、前記ブームに取り付けられ、前記ブーム先端位置から作業対象までの距離を検出する距離計測手段と視野角度調整手段とを具備した、多軸の駆動部を有する撮像手段と、前記撮像手段が撮影した映像を表示する表示手段と、前記表示手段に計測対象を特定するための照準を前記表示手段中央に重ねて表示する照準描画手段と、前記照準に前記計測対象が重なるように前記撮像手段を手動操作するカメラ手動操作手段と、前記距離計測手段の計測距離に応じた計測誤差を記憶し、前記ブーム先端位置が前記距離計測手段の計測精度の保証されたアプローチ可能範囲内かどうかを判定する計測誤差判定手段と、前記距離計測手段の出力と計測誤差判定手段の出力とから前記アプローチ可能領域までの前記ブーム作動量を算出する第１ブーム作動量算出手段と、前記第１ブーム作動量算出手段の出力に従って前記ブームを動作させるブーム制御手段と、ブーム動作中、前記撮像手段の視点を一定に保つために撮像手段の作動量を算出する視点固定作動量算出手段と、ブーム動作後、前記アプローチ可能領域内において前記距離計測手段によって再度検出された前記ブーム先端位置から前記作業対象までの距離と前記作業対象に対する所定の作業位置と前記ブームの先端位置とから前記作業対象に対する所定の作業位置までの再度の前記ブーム作動量を算出する第２ブーム作動量算出手段とからなることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。まず、高所作業用ブームを取り付けた高所作業車の物理的構成図を図３に基づいて説明する。高所作業車４０に搭載されたブーム３０の先端位置３１には、ベース２０を介してマニピュレータ２１が配置されており、マニピュレータ２１の上部には、多軸の駆動部６によって姿勢を調整可能に撮像手段４が設けられている。撮像手段４には、視野角度調整手段５とブーム先端位置から作業対象（電線２２）までの位置を検出するための距離計測手段３が設置されている。図中２３は電柱である。車両の座標系Ｃを絶対座標系として、マニピュレータ２１の座標系ＸＹＺを設定する。図２は図３の平面図であり、図２において、Ａ０は電線２２上の作業対象点、Ａ１は電線２２の姿勢データを取得するための参照点、Ｐ０は作業開始時点のブーム先端の初期位置、点線の半径ｄ０の球で囲まれた領域Ｂは、距離計測手段３の計測精度が図６に示す許容誤差の範囲に保証されているアプローチ可能領域、Ｐ１はアプローチ可能領域Ｂの範囲外から距離計測手段３で距離計測した場合に、第１番目にブーム先端位置３１がアプローチする第１アプローチ位置、Ｐ２は第２番目にブーム先端位置３１がアプローチする、教示等によって決められた作業対象点Ａ０に対する所定の作業位置（第２アプローチ位置）である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この高所作業用ブームの位置決め装置の電気的構成を図１のブロック図に示す。図１において、１はブーム３０の各動作軸の位置を検出するブーム各軸位置検出手段であり、これによって検出されたブーム各軸の位置からブーム先端３１の位置と姿勢をブーム先端位置演算手段２で演算する。３は撮像手段４に取り付けられた、ブーム先端位置から作業対象までの位置を検出するための距離計測手段であり、７は撮像手段４が撮影した映像を表示する表示手段、８は表示手段７に計測対象を特定するための照準ａを表示手段７の中央に重ねて表示する照準描画手段、９は照準ａに計測対象が重なるように撮像手段４を手動操作するためのカメラ手動操作手段である。１０は計測誤差判定手段であり、図６に示す距離計測手段３の計測距離に応じた計測誤差の特性をあらかじめ記憶している。図６において、計測距離ｄ０までは許容誤差の範囲に入っており、これよりも長いｄ１では、計測誤差が許容誤差範囲を超えたｅｒｒ１となっている。１１は距離計測手段３の出力と計測誤差判定手段１０の出力とから距離計測手段３の計測精度が保証されているアプローチ可能領域Ｂまでのブーム作動量を算出する第１ブーム作動量算出手段であり、その出力からブーム制御手段１２によりブームを動作させる。１３はブーム動作中、撮像手段４の視点を固定に保つために撮像手段４の作動量を算出する視点固定作動量算出手段、１４は手動操作手段９と視点固定作動量算出手段１３の出力で撮像手段４の駆動部６と視野角度調整手段５を制御する撮像手段制御手段、１５はアプローチ可能領域Ｂ内において距離計測手段３で検出されたブーム先端位置３１から作業対象点Ａ０までの位置と作業対象点Ａ０に対する所定の作業位置Ｐ２とブーム先端位置３１とから作業対象Ａ０に対する所定の作業位置Ｐ２までのブーム作動量を算出する第２ブーム作動量算出手段である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
ブーム制御手段１２は、第１ブーム作動量算出手段１１の出力に基づいて、ブーム３０を動作させ、ブーム先端位置３１を第１アプローチ位置Ｐ１に移動させる。ブーム先端位置３１が第１アプローチ位置Ｐ１に移動している間、視点固定作動量算出手段１３は、ブーム先端位置演算手段２の出力、作業対象点Ａ０の車両座標系Ｃを基準とした位置と姿勢記憶手段１６の出力とから撮像手段４の作動量を算出し、算出結果に基づいて撮像手段制御手段１４が撮像手段４を動作させ、表示手段７の視野から作業対象点Ａ０が外れないようにする。第１アプローチ位置Ｐ１において、手動操作手段９を用いて撮像手段４を微調整して、作業対象点Ａ０を表示手段７上の中央位置の照準ａに合わせ、距離計測手段３を用いて作業対象点Ａ０までの距離ｄ１を計測し姿勢記憶手段１６で撮像手段の位置と姿勢を記憶し、同様に参照点Ａ１までの距離ｄ２を計測する。次に、ブーム先端位置３１がアプローチ可能領域Ｂ内にあることを、計測誤差判定手段１０が前記距離ｄ１から確認し、第２ブーム作動量算出手段１５が作業位置Ｐ２までの移動量（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を算出し（ステップ１４０）、この移動量（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とブーム先端位置演算手段２の出力結果とから、ブーム各軸の作動量を算出する（ステップ１５０）。ブーム制御手段１２は、第２ブーム作動量算出手段１５の出力に基づいて、ブーム３０を動作させ、ブーム先端位置３１を作業位置Ｐ２に移動させる。ブーム先端３１が作業位置Ｐ２に移動している間、視点固定作動量算出手段１３が、ブーム先端位置演算手段２の出力、作業対象点Ａ０の車両座標系Ｃを基準とした位置と、姿勢記憶手段１６の出力とから、撮像手段４の作動量を算出し、算出結果に基づいて撮像手段制御手段が撮像手段を動作させ、表示手段７の視野から作業対象点Ａ０が外れないようにする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１ ブーム各軸位置検出手段
２ ブーム先端位置演算手段
３ 距離計測手段
４ 撮像手段
５ 視野角度調整手段
６ 駆動軸
７ 表示手段
８ 照準描画手段
９ 手動操作手段
１０ 計測誤差判定手段
１１ 第１ブーム作動量算出手段
１２ ブーム制御手段
１３ 視点固定作動量算出手段
１４ 撮像手段制御手段
１５ 第２ブーム作動量算出手段
１６ 姿勢記憶手段
１７ 作業対象点位置演算手段
２０ ベース
２１ マニピュレータ
２２ 電線
２３ 電柱
３０ ブーム
３１ ブーム先端位置
４０ 高所作業車
Ａ０ 作業対象点
Ａ１ 参照点
Ｂ アプローチ可能領域
Ｃ 車両座標系
Ｐ０ 初期位置
Ｐ１ 第１アプローチ位置
Ｐ２ 作業位置