(57)【要約】【課題】本発明は、マシンルームの熱溜まりの発見・解消のために、自律的な移動が可能であって、マシンルーム内の環境情報を容易に計測することが可能な環境監視システムを提供する。【解決手段】本発明に係る環境監視システムは、制御部と、無限軌道構造を用いて移動を行う駆動部と、フロアマップ作成部と、伸縮棒と、伸縮棒に取り付けられた温度センサ及び／又は前記駆動部に設けられた風速センサを含む計測部と、指示信号に基づいて伸縮棒を伸縮させる伸縮棒調整部及び現在位置情報を生成する自己位置認識部とを備え、制御部は、予め設定された測定点と現在位置情報とに基づいて測定点まで移動を指示する移動信号を駆動部に送信し、測定点に到達すると、伸縮棒を展開するように伸縮棒調整部に指示信号を送信し、展開後に計測部に計測を指示することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシンルーム内の環境を監視する環境監視システムであって、
制御部と、
無限軌道構造部を有し、前記制御部から受け取った移動信号に基づいて前記無限軌道構造部を用いて前記環境監視システムを移動させる駆動部と、
前記マシンルームのフロアマップを作成するフロアマップ作成部と、
高さ方向に伸縮する伸縮棒と、
前記伸縮棒に取り付けられた少なくとも１つの温度センサ及び／又は前記駆動部に設けられた風速センサを含む計測部と、
前記制御部からの指示信号に基づいて前記伸縮棒を伸縮させる伸縮棒調整部と、
前記環境監視システムの現在位置を示す現在位置情報を生成する自己位置認識部と、を備え、
前記制御部は、
前記フロアマップ上で予め設定された測定点と前記現在位置情報とに基づいて、前記測定点まで移動を指示する前記移動信号を前記駆動部に送信し、
前記測定点に到達すると、前記伸縮棒を展開するように前記伸縮棒調整部に前記指示信号を送信し、展開後に前記計測部に計測を指示することを特徴とする環境監視システム。
【請求項２】
前記フロアマップ作成部は、計測した温度に基づき前記フロアマップに温度マップを行うことを特徴とする請求項１に記載の環境監視システム。
【請求項３】
前記フロアマップ作成部は、計測した風速値に基づき前記フロアマップに風速マップを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の環境監視システム。
【請求項４】
前記計測部は、レーザー式測域センサをさらに含み、
前記フロアマップ作成部は、前記レーザー式測域センサによって計測された周囲の物体までの距離と前記無限軌道構造部の回転数から算出される移動距離とに基づいてフロアマップを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の環境監視システム。
【請求項５】
前記測定点を示す測定点情報を入力する情報入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記測定点情報に基づいて前記測定点を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の環境監視システム。
【請求項６】
前記伸縮棒の障害物への衝突を検出したときに前記伸縮棒の伸縮を停止する衝突検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の環境監視システム。
【請求項７】
前記計測部は、前記伸縮棒の頂部に設置された加速度センサをさらに含み、
前記衝突検出部は、前記加速度センサにより、前記伸縮棒が伸縮するときに伸縮に伴い発生する加速度以外の加速度を検出した場合に前記伸縮棒の伸縮を停止することを特徴とする請求項６に記載の環境監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置やサーバーといったＩＣＴ装置が設置されている専用ルームの温度や風の流れなどの環境情報を計測するための環境監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットやＩＣＴサービスの普及に伴い、通信ビルやデータセンタにおける消費電力が大幅に増加している。特に、通信装置やサーバー（以下、ＩＣＴ装置）の高機能化・高密度化によって発熱量が急速に増加してきている。この種のＩＣＴ装置を多数用いて膨大な情報を処理する時に発生する熱から、ＩＣＴ装置自身を守るために、空調により温度が適切に調整された専用の部屋（マシンルーム）でＩＣＴ装置を運用する方法が広くなされている。
【０００３】
図１は、マシンルームの構成及びマシンルーム内での風の流れを示す。図１に示すマシンルームには、複数台のＩＣＴ装置を積み重ねる形で搭載した専用ラックと、上面がＩＣＴ装置の排熱の吸込面であり底面が冷気の供給面となった空調機とが設けられている。図１に示すように、冷却が必要な専用ラック前面に二重床開口パネルを設置し、空調機からフリーアクセスフロア内に供給された冷気とＩＣＴ装置が排気した暖気との混合を抑制し、冷却の効率化を図る二重床空調システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。このような二重床空調システムにおける開口パネルは、図２に示すように、四角の穴が多数設けられ、それぞれの穴開き箇所から空気が吹き上がる多孔開口式が一般的である。
【０００４】
しかし、マシンルームでは、部屋の形状やＩＣＴ装置の位置関係等により生じるＩＣＴ装置の排熱の専用ラック前面への回り込みや、開口パネルからの冷気供給の偏りなどにより、局所的に温度が高い空間（熱溜まり）が発生することがある。熱溜まりが発生すると、ＩＣＴ装置に悪影響を与える他、熱溜まりを解消するために空調機が過剰に稼働してマシンルームの空調効率が悪化する。
【０００５】
そこで、熱溜まりの発見・解消のために、マシンルーム内の温度や風の流れなどの環境情報を正確に計測し、的確に監視を行うことが重要である。一般に、マシンルームの環境情報計測はマシンルーム内の特定の位置に固定されたセンサによって行われるが、測定点の数だけセンサを用意する必要があり、初期にセンサの設置・計測位置の登録に起因する人的なコストが発生していた。
【０００６】
一方で、計測位置登録と計測時間に起因する人的コストの削減のため、移動ロボットが自律的に移動しながら、室内の温度等を計測する手法が提案されている。特許文献２では、移動ロボットを用いて温度や湿度等を計測する技術が開示されている。また、特許文献３では、赤外線カメラを搭載した移動ロボットを用いてマシンルームのＩＣＴ装置の表面温度を監視する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願平８−２３６４６５号公報
【特許文献２】特許第３９９６１４０号公報
【特許文献３】特開２００９−２８２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された技術では、住居内での環境計測を前提としており、駆動部として用いられるタイヤがマシンルームの開口パネル床に対応しないため、専用ラックの高い位置に搭載されたＩＣＴ装置の環境計測ができない。また、二重床方式のマシンルームの開口パネルは面積の５０％が開口部である場合もあり、開口パネルの開口部にタイヤがはまりやすいため安定した走行が困難である。また、特許文献３に開示された技術では、ＩＣＴ装置はＣＰＵなどの伝熱により周りの空気よりも高くなる傾向があるために、赤外線によりＩＣＴ装置の表面温度を測定するだけでは、空間における熱の分布が必ずしも対応せず、実際の熱溜まりの発見が難しい。
【０００９】
さらに、風速を計測できれば、熱溜まりの発生原因を開口パネルからの冷気供給の偏りと特定することができ、開口パネルの開口率の変更による熱溜まりの解消などのアクションにつなげることができる。しかし、従来、移動ロボットを用いて風速を計測する技術はなかった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、マシンルームの熱溜まりの発見・解消のために、自律的な移動が可能であって、マシンルーム内の環境情報を容易に計測することが可能な環境監視システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の環境監視システムは、マシンルーム内の環境を監視する環境監視システムであって、制御部と、無限軌道構造部を有し、前記制御部から受け取った移動信号に基づいて前記無限軌道構造部を用いて前記環境監視システムを移動させる駆動部と、前記マシンルームのフロアマップを作成するフロアマップ作成部と、高さ方向に伸縮する伸縮棒と、前記伸縮棒に取り付けられた少なくとも１つの温度センサ及び／又は前記駆動部に設けられた風速センサを含む計測部と、前記制御部からの指示信号に基づいて前記伸縮棒を伸縮させる伸縮棒調整部と、前記環境監視システムの現在位置を示す現在位置情報を生成する自己位置認識部と、を備え、前記制御部は、前記フロアマップ上で予め設定された測定点と前記現在位置情報とに基づいて、前記測定点まで移動を指示する前記移動信号を前記駆動部に送信し、前記測定点に到達すると、前記伸縮棒を展開するように前記伸縮棒調整部に前記指示信号を送信し、展開後に前記計測部に計測を指示することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の環境監視システムは、請求項１に記載の環境監視システムであって、前記フロアマップ作成部は、計測した温度に基づき前記フロアマップに温度マップを行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の環境監視システムは、請求項１又は２に記載の環境監視システムであって、前記フロアマップ作成部は、計測した風速値に基づき前記フロアマップに風速マップを行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の環境監視システムは、請求項１乃至３のいずれかに記載の環境監視システムであって、前記計測部は、レーザー式測域センサをさらに含み、前記フロアマップ作成部は、前記レーザー式測域センサによって計測された周囲の物体までの距離と前記無限軌道構造部の回転数から算出される移動距離とに基づいてフロアマップを作成することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の環境監視システムは、請求項１乃至４のいずれかに記載の環境監視システムであって、前記測定点を示す測定点情報を入力する情報入力部をさらに備え、前記制御部は、前記測定点情報に基づいて前記測定点を設定することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の環境監視システムは、請求項１乃至５のいずれかに記載の環境監視システムであって、記伸縮棒の障害物への衝突を検出したときに前記伸縮棒の伸縮を停止する衝突検出部をさらに備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の環境監視システムは、請求項６に記載の環境監視システムであって、前記計測部は、前記伸縮棒の頂部に設置された加速度センサをさらに含み、前記衝突検出部は、前記加速度センサにより、前記伸縮棒が伸縮するときに伸縮に伴い発生する加速度以外の加速度を検出した場合に前記伸縮棒の伸縮を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、自律的に移動可能な環境監視システムにおいて、マシンルームの特殊な床構造に対応した駆動が可能となり、ＩＣＴ装置の高所空間の温度情報も計測できることから、室内の精密な温度分布及び風速分布の計測が可能となるため、マシンルーム内の熱だまり位置や原因の正確な把握が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】マシンルームの構成及びマシンルーム内での風の流れを示す図である。
【図２】二重床空調システムにおける開口パネルを示す図である。
【図３】本発明に係る環境監視システムの構成のブロック図である。
【図４】本発明の実施例に係る環境監視システムの構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る駆動部の底面図である。
【図６】本発明の実施例に係るレーザー式測域センサの設置高さを説明するための図である。
【図７】フロアマップ作成部で作成されたフロアマップを例示する図である。
【図８】フロアマップ上で設定された測定点を例示する図である。
【図９】本発明に係る環境監視システムによる温度測定結果を示す図である。
【図１０】本発明に係る環境監視システムによる風速測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例）
図３は、本発明の実施例に係る環境監視システムのブロック図である。図３には、マシンルーム内を移動するための駆動部１０１と、移動・測定を行うための制御を行う制御部１０２と、自身の現在位置を認識する機能を有する自己位置認識部１０３と、上下方向に伸縮する機能を有する伸縮棒の伸縮を調整する伸縮棒調整部１０４と、障害物を検出する衝突検出部１０５と、温度及び風速等を計測する計測部１０６と、情報入力部１０７と、マシンルームのフロアマップを作成するフロアマップ作成部１０８と、各種情報を保存する保存部１０９と、を備えた環境監視システム１００が示されている。
【００２１】
図４は、本発明の実施例に係る環境監視システムの構成例を示す。図４（ａ）には、駆動部１０１と、胴体部１１０と、伸縮棒１１１と、風速センサ１１３と、レーザー式測域センサ１１４と、温度センサ１１５と、加速度センサ１１６と、を備えた環境監視システム１００が示されている。風速センサ１１３、レーザー式測域センサ１１４、温度センサ１１５及び加速度センサ１１６により計測部１０６が構成される。
【００２２】
駆動部１０１は、制御部１０２から受け取った移動信号に基づき、環境監視システム１００を移動させる。図５は、駆動部１０１の底面図である。図５（ａ）に示すように、駆動部１０１の底面には、無限軌道構造部１１２及び風速センサ１１３が設けられている。
【００２３】
図５（ａ）に示すように、駆動部１０１は、開口部にタイヤがはまって走行が困難になることを防止するために、無限軌道構造部１１２を用いて移動を行う。駆動部１０１においては、安定した走行のためには、無限軌道構造部１１２が開口部を挟んだ２つのブリッジ部分に常に接していることが望ましい。図５（ｂ）に示すように、５０％開口の開口パネルの場合は、無限軌道構造部１１２の幅が１２ｃｍ以上あれば、常に２つのブリッジ部分に接することが可能である。一方で、ラック間の通路が最小６０ｃｍの場合があるために、左右１０ｃｍの幅を空けて環境監視システムが走行するためには、横幅が４０ｃｍを超えてしまうのは望ましくない。
【００２４】
図５（ａ）に示すように、風速センサ１１３は、マシンルーム床下からの吹き上げ風速とマシンルーム床下への吹き下げ風速を測定する。特に吹き下げ風速は風速センサ１１３の上方に遮るものがあると計測が難しくなるため、風速センサ１１３の上方に空間を空けるように風速センサ１１３を設置することが好ましい。なお、図５（ａ）では、感知する風の向きが片側方向（片方向出力）のタイプの風速センサを２つ設置した例を示しているが、両側方向（両方向出力）のタイプの風速センサを用いる場合は、環境監視システム車体の底面前方に１つ設置すればよい。
【００２５】
胴体部１１０には、周囲の物体までの距離を計測するレーザー式測域センサ１１４が設けられている。ラック設置台は、図６に示す通り、設置箇所に合わせて一部凹んでいる場合があるため、環境測定に適切なフロアマップを測定するには、レーザー式測域センサの測定高さをサーバールームに合わせて調整できることが望ましい。胴体部１１０は、レーザー式測域センサ１１４の高さを、例えば５．５ｃｍ、６．５ｃｍ、７．５ｃｍなど段階的に容易に調節できる構造を有していることが望ましい。
【００２６】
伸縮棒１１１は、図４（ａ）に示されるように、伸縮棒調整部１０４によって、例えば５００ｍｍ、１０００ｍｍ、１５００ｍｍ、２０００ｍｍ等のように段階的に高さを調整可能なように上下方向に伸縮する構造を有している。伸縮棒１１１には、温度センサ１１５及び加速度センサ１１６が設けられている。
【００２７】
温度センサ１１５は、上部からの排熱回り込みに起因する熱溜まりや、下部の冷やし過ぎを発見するために、ラック下部から上部までの温度を計測できるように伸縮棒１１１に設置されることが望ましい。特に、ラックの高さは２００ｃｍ前後であることが多いため、温度センサ１１５は、図４（ａ）に示すように、伸縮棒１１１においてラック前面の２００ｃｍ、１５０ｃｍ、１００ｃｍ、５０ｃｍの位置に設置されることが望ましい。また、環境監視システム１００が２００ｃｍの高さがある状態で走行すると、回転応力により簡単に転倒する危険性がある。そのため、伸縮棒１１１は、計測地点に到達した後に、２００ｃｍの高さまで伸縮することが望ましい。
【００２８】
衝突検出部１０５は、伸縮棒１１１がラックやラックから飛び出しているＩＣＴ装置・ＩＣＴ装置の配線などに引っかかり、ＩＣＴ装置やロボットが故障することを防ぐ。衝突検出部１０５は、伸縮棒１１１の頂部に設置された加速度センサ１１６により、伸縮棒１１１が伸縮するときに伸縮に伴い発生する加速度以外の急速な加速度（例えば棒が障害物に接触した場合に負の加速度等）を検出した場合に、伸縮棒１１１の伸縮を停止する。
【００２９】
フロアマップ作成部１０８は、リアルタイムでの自己位置の推定と環境地図の作成を行う技術（simultaneous localization and mapping：ＳＬＡＭ）などの技術を用いて、例えば図７（ａ）に示すマシンルーム内の順路に沿って環境監視システム１００が移動した場合における、レーザー式測域センサ１１４によって計測された周囲の物体までの距離と駆動部１０１における無限軌道構造部１１２の回転数から算出される移動距離とに基づいてフロアマップを作成して保存部１０９に格納する。レーザー式測域センサ１１４として２Ｄのレーザー式測域センサを用いた場合、ある高さ平面の形状のみのフロアマップを得ることができる。
【００３０】
ここで、情報入力部１０７は、フロアマップ作成の際に図７に示す順路に沿って移動するための経路情報を受信して制御部１０２に受け渡し、制御部１０２は経路情報に基づいて駆動部１０１に移動信号を送信して環境監視システム１００を移動させる。例えば、情報入力部１０７は、外部リモートコントローラを用いて送信された経路情報を含む無線信号を受信する無線通信機能を有するように構成したり、人の移動を経路情報として人の移動に追従して移動するための人認識機能を有するように構成することができる。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す順路に沿って移動した時のフロアマップ作成部１０８で作成されたフロアマップを例示する。
【００３１】
フロアマップ作成後、情報入力部１０７は、フロアマップ上での測定点を設定するための測定点情報を入力する。例えば、情報入力部１０７は、フロアマップを表示して測定点の指定入力を受けるためのタッチパネルを有するように構成したり、予め設定された人のジェスチャーを認識した点をフロアマップ上での測定点とするためのジェスチャー認識機能を有するように構成することができる。制御部１０２は、入力した測定点情報に基づいて、フロアマップ上で測定点を設定する。ここで、制御部１０２は、測定点情報において指定された順番で、測定点における測定順序を設定することができる。図８（ｂ）はフロアマップ上で設定された測定点を例示し、図８（ａ）は図８（ｂ）に示す測定点に対応するマシンルーム内における実際の測定点を例示する。
【００３２】
自己位置認識部１０３は、ＳＬＡＭ等の技術を用いてレーザー式測域センサ１１４の出力とフロアマップの類似度を比較し、最も一致した点を現在位置とすることで、環境監視システム１００の現在位置情報を生成する。
【００３３】
制御部１０２は、情報入力部１０７を介して計測開始指示を受け取ると、自己位置認識部１０３で生成された現在位置情報と予め設定された測定点とに基づき、測定点までの移動を指示する移動信号を駆動部１０１に送信する。測定点に到達すると、制御部１０２は、伸縮棒１１１を展開するように伸縮棒調整部１０４に指示信号を送信し、展開後に計測部１０６に計測を指示する。計測が指示されると、温度センサ１１５の測定値が空気の温度まで安定するまで待機した後に温度及び風速の計測が開始される。制御部１０２は、計測開始後、予め設定された期間計測を行い、保存部１０９に計測した結果を測定点の位置情報とともに保存する。その後、制御部１０２は、各測定点において計測を順次行うように環境監視システムを制御する。
【００３４】
ここで、フロアマップ作成部１０８は、計測によって得られた温度及び／又は風速値に基づきフロアマップに測定点毎に温度情報及び／又は風速情報をマッピングするように構成してもよい。また、この際、情報入力部１０７は、温度情報及び／又は風速情報がマッピングされたフロアマップを表示するように構成してもよい。例えば、フロアマップ作成部１０８は、測定点毎に温度によって測定点周辺の色を変化させるようにマッピングを行うことや、測定点毎に吹き上がり方向か吹き下がり方向かによって異なる方向を向いた矢印等を表示し、風速値によって段階的に矢印の色を変化させるようにマッピングを行うことができる。
【００３５】
図９は、本発明に係る環境監視システムによる温度測定結果を示す。図９に示す測定結果は、本発明に係る環境監視システムによる各測定点における測定温度と参考値のために測定点に常置した温度センサの一定時間の計測値の平均値を表す。図９では、図８に示す測定点において測定を行った。図９に示されるように、本発明に係る環境監視システムによると、常置センサに対して温度センサの誤差も含めて±１℃の精度を有した測定が可能である。常置センサを使用する場合には、例えば１４ラックで各ラック４点、計５６点の常置温度センサが必要なのに対して、本発明に係る環境監視システムを使用した場合は１台で巡回することで各ラック５６点の温度を測定することができる。
【００３６】
図１０は、本発明に係る環境監視システムによる風速測定結果を示す。図１０（ａ）に示す測定結果は、図１０（ｂ）に示す測定点における環境監視システムと参考値のためのハンディー風速計とによる一定時間の計測値の平均値を表す。図１０（ａ）に示されるように、絶対値は異なるものの、高い相関で風速を測定できており、風速が足りない部分の発見には十分な精度を有している。さらに、図１０（ａ）のＲ２−１手前のプロットに示されるように、床下に向かって下向きに風が吹いている部分も発見できており、その部分の開口パネルを塞ぐなどの施策により、温度環境を改善することが可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
環境監視システム  １００
駆動部  １０１
制御部  １０２
自己位置認識部  １０３
伸縮棒調整部  １０４
衝突検出部  １０５
計測部  １０６
情報入力部  １０７
フロアマップ作成部  １０８
保存部  １０９
胴体部  １１０
伸縮棒  １１１
無限軌道構造部  １１２
風速センサ  １１３
レーザー式測域センサ  １１４
温度センサ  １１５
加速度センサ  １１６
【図１】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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