(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の閉空間内を移動する移動体と、
前記移動体を遠隔操作する操作装置と
を備え、前記閉空間内を点検する点検システムであって、
前記移動体のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出部と、
前記角度変化検出部の出力値を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出部と、
前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を検出する天井部材検出部と
を備え、
前記進行方向検出部は、前記天井部材検出部による検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部を有しており、
前記累積誤差補正部は、前記移動体の進行方向に対する左右方向と前記天井部材の長手方向とのなす角度を算出し、算出された前記角度に応じて前記累積誤差を補正する点検システム。
【請求項２】
前記累積誤差補正部は、前タイミングにおける前記移動体の進行方向を示す値、又は前記天井部材検出部による検出結果に基づく値のいずれかを選択する選択部を有し、
前記進行方向検出部は、前記選択部の出力値と、現タイミングにおける前記角度変化検出部の出力値との加算結果を、現タイミングにおける前記移動体の進行方向を示す値として出力する加算部を有し、
前記選択部は、前記累積誤差の補正時において、前記天井部材検出部による検出結果に基づく値を選択する請求項１に記載の点検システム。
【請求項３】
前記天井部材検出部は、前記移動体に設けられ、上方に向けて距離計測を行う左右一対の天井距離計測部を備え、
前記累積誤差補正部は、前記天井距離計測部の位置間隔と、前記天井距離計測部のそれぞれが前記天井部材を検出した各位置間において前記移動体が移動した距離とに基づいて、前記角度を算出する請求項１に記載の点検システム。
【請求項４】
前記天井部材検出部は、前記移動体に設けられ、前記移動体の上方を撮像可能な撮像装置を備え、
前記累積誤差補正部は、前記撮像装置が前記天井部材を撮像して得られた画像を画像処理することによって前記角度を算出する請求項１に記載の点検システム。
【請求項５】
前記移動体の移動距離を検出する移動距離算出部と、
前記進行方向検出部によって検出された前記進行方向と、前記移動距離算出部によって検出された前記移動距離とに基づいて、前記閉空間内における前記移動体の所在位置を特定する所在位置特定部と、
前記閉空間の平面図を表示するとともに、前記所在位置特定部によって特定された前記所在位置を前記平面図上に表示する表示部と
をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の点検システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の閉空間内を点検する点検システム、移動体、操作装置、及び点検プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅の高品質化を目指す国策や、家屋リフォームの要求、防災に対する関心の高まりから、住宅や家屋などの建築物の点検を行う機会が増加している。なお、建築物には、地上に設けられるものだけでなく、地下に設けられるものも含まれる。建築物の床下空間や屋根裏空間（以下、「閉空間」）については、人目に触れにくい一方で建築物の基幹部分であるため、点検のニーズが高い。
【０００３】
しかし、上記の閉空間は、一般的に非常に狭い空間であり、衛生状態も悪い。このため、移動体（例えば、移動ロボット）を導入し、移動体の位置や進行方向を自動で検出し、当該移動体を遠隔操作することによって閉空間内を撮像する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ただし、上記の閉空間では、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を受信困難であるために、ＧＰＳは利用できない。更に、鉄筋による地磁気の乱れから、方位磁石も利用できないという問題がある。
【０００５】
ＧＰＳや方位磁石を利用せずに移動体の進行方向を検出する技術として、次のような手法が提案されている（特許文献２参照）。具体的には、特許文献１に記載の手法では、移動体は、進行方向に対する回動方向（以下、「ヨー角方向」）の角速度を検出するジャイロセンサを有する。
【０００６】
そして、ジャイロセンサによって検出された角速度を積分などの手法により積算することによって移動体の進行方向が判定される。また、特許文献２に記載の手法では、移動体の走行経路（地面）に予め設置された標識を磁気センサにより検出することによって、積算によって生じる累積誤差を補正する。
【特許文献１】特開平１１−１３７１４８号公報（［請求項１］など）
【特許文献２】特開２００２−２３８４７号公報（［０００４］，［００１７］，［００２１］，［００２２］段落、第３−第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、建築物の閉空間の点検は数年に１度の頻度であり、移動体がトレースするための標識を予め地面に設置することは現実的ではない。また、建築物の床下地面に標識を設置すると、設置された標識を恒久的に維持することが困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、建築物の閉空間を点検する場合に、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を精度良く補正可能な点検システム、移動体、操作装置、及び点検プログラム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】
【０００９】
本発明の特徴では、建築物の閉空間（床下空間Ａ１）内を移動する移動体（床下点検ロボット２００）と、前記移動体を遠隔操作する操作装置（ロボット操作装置１００）とを備え、前記閉空間内を点検する点検システム（床下点検システム１０）は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化（角速度Δγ）を検出する角度変化検出部（センサ部２３０）と、前記角度変化検出部の出力値を積算することによって前記移動体の進行方向（進行方向ＦＲ）を検出する進行方向検出部（方向検出部３１０）と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材（例えば、大引／根太）を検出する天井部材検出部（例えば天井距離計測部ＳＲ，ＳＬ）とを備え、前記進行方向検出部は、前記天井部材検出部による検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部（誤差補正部３２０）を有する。ここで、天井部材とは、例えば天井板を支え、建築物の強度を維持する部材を意味する。
【００１０】
このような点検システムによれば、移動体がトレースするための標識を地面に設置するのではなく、閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を利用して累積誤差を補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。
【００１１】
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記累積誤差補正部は、前タイミングにおける前記移動体の進行方向を示す値（γ’）、又は前記天井部材検出部による検出結果に基づく値（γ）のいずれかを選択する選択部（選択部３２２）を有し、前記進行方向検出部は、前記選択部の出力値と、現タイミングにおける前記角度変化検出部の出力値（Δγ）との加算結果を、現タイミングにおける前記移動体の進行方向を示す値として出力する加算部（加算部３１１）を有し、前記選択部は、前記累積誤差の補正時において、前記天井部材検出部による検出結果に基づく値を選択することが好ましい。
【００１２】
このような点検システムによれば、累積誤差の補正時において、天井部材検出部による検出結果に基づく値と、現タイミングにおける角度変化検出部の出力値とが加算されて、累積誤差が補正されるので、累積誤差をより精度良く補正可能となる。
【００１３】
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記累積誤差補正部は、前記移動体の進行方向に対する左右方向と前記天井部材の長手方向とのなす角度（角度α）を算出し、算出された前記角度に応じて前記累積誤差を補正することが好ましい。
【００１４】
このような点検システムによれば、移動体の進行方向に対する左右方向（方向“Ｌ−Ｒ”）と天井部材の長手方向（方向“ＬＤ”）とのなす角度に応じて累積誤差を補正するので、移動体が天井部材の下方を通過する度に累積誤差を補正可能となる。
【００１５】
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記天井部材検出部は、前記移動体に設けられ、上方に向けて距離計測を行う左右一対の天井距離計測部（天井距離計測部ＳＲ，ＳＬ）を備え、前記累積誤差補正部は、前記天井距離計測部の位置間隔（間隔Ｌ）と、前記天井距離計測部のそれぞれが前記天井部材を検出した各位置間において前記移動体が移動した距離（移動距離Ｄ）とに基づいて、前記角度を算出することが好ましい。
【００１６】
このような点検システムによれば、必要最小限のセンサによって移動体の進行方向に対する左右方向と天井部材の長手方向とのなす角度を検出可能となる。
【００１７】
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記天井部材検出部は、前記移動体に設けられ、前記移動体の上方を撮像可能な撮像装置（カメラユニット２１０）を備え、前記累積誤差補正部は、前記撮像装置が前記天井部材を撮像して得られた画像を画像処理することによって前記角度を算出することが好ましい。
【００１８】
このような点検システムによれば、センサを設けることなく、移動体の進行方向に対する左右方向と天井部材の長手方向とのなす角度を検出可能となる。
【００１９】
上記の特徴に係る点検システムにおいて、前記移動体の移動距離を検出する移動距離算出部（移動距離算出部３３０）と、前記進行方向検出部によって検出された前記進行方向と、前記移動距離算出部によって検出された前記移動距離とに基づいて、前記閉空間内における前記移動体の所在位置を特定する所在位置特定部（所在位置特定部３４０）と、前記閉空間の平面図を表示するとともに、前記所在位置特定部によって特定された前記所在位置を前記平面図上に表示する表示部（表示部１８０）とをさらに備えることが好ましい。
【００２０】
このような点検システムによれば、高精度に検出された進行方向を用いて移動体の所在位置を検出し、検出した所在位置をユーザに提示することが可能となる。
【００２１】
本発明の特徴では、建築物の閉空間内を移動する移動体は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出部と、前記角度変化検出部の出力値を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出部と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を検出する天井部材検出部とを備え、前記進行方向検出部は、前記天井部材検出部による検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部を有する。
【００２２】
このような移動体によれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。
【００２３】
本発明の特徴では、建築物の閉空間内を移動する移動体を遠隔操作する操作装置は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出部と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材の検出結果を取得する検出結果取得部（通信装置１１０）とを備え、前記進行方向検出部は、前記検出結果取得部によって取得された前記検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正部を有する。
【００２４】
このような操作装置によれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。
【００２５】
本発明の特徴では、建築物の閉空間内を移動する移動体と、前記移動体を遠隔操作する操作装置とを用いた点検方法は、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出ステップと、前記角度変化検出ステップの出力値を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出ステップと、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材を検出する天井部材検出ステップと、前記天井部材検出ステップによる検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正ステップとを備える。
【００２６】
このような点検方法によれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。
【００２７】
本発明の特徴は、建築物の閉空間内を移動する移動体を遠隔操作する操作装置として機能するコンピュータに、前記移動体のヨー角方向における角度の変化を積算することによって前記移動体の進行方向を検出する進行方向検出手順と、前記閉空間内の天井に存在する部材である天井部材の検出結果を取得する検出結果取得手順と、前記検出結果取得手順によって取得された前記検出結果を用いて、前記積算によって生じる累積誤差を補正する累積誤差補正手順とを実行させる点検プログラムである。
【００２８】
このような点検プログラムによれば、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、建築物の閉空間を点検する場合に、移動体の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を精度良く補正可能な点検システム、移動体、操作装置、及び点検プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００３１】
［第１実施形態］
本実施形態においては、（１）床下点検システムの概略構成、（２）床下点検システムの詳細構成、（３）床下点検システムの動作、（４）作用・効果について説明する。
【００３２】
（１）床下点検システムの概略構成
図１は、本実施形態に係る床下点検システム１０の概略構成図である。床下点検システム１０は、ロボット操作装置（操作装置）１００及び床下点検ロボット（移動体）２００を備える。
【００３３】
ロボット操作装置１００は、床下点検ロボット２００と無線通信を実行し、床下点検ロボット２００を遠隔操作する。図１では、ロボット操作装置１００としてノートＰＣを例示している。
【００３４】
床下点検ロボット２００は、建造物の床下空間Ａ１を点検する。具体的には、床下点検ロボット２００は、建造物の床下空間Ａ１内を撮像し、撮像して得られた画像データをロボット操作装置１００へ送信する。
【００３５】
ロボット操作装置１００は、例えば床上空間Ａ２において、ユーザ（作業者）によって使用される。ロボット操作装置１００は、床下点検ロボット２００から受信した画像データに基づき、撮像画像を表示部１８０上にリアルタイムに表示する。
【００３６】
ロボット操作装置１００は、ユーザからの入力操作に応じて、床下点検ロボット２００を操作する操作コマンド（カメラ操作コマンド、ロボット移動コマンドなど）を床下点検ロボット２００へ送信する。
【００３７】
床下点検ロボット２００は、前輪２０２Ｆと、後輪２０２Ｒと、前輪２０２Ｆ及び後輪２０２Ｒに掛け渡されたクローラ２０１とを備える。クローラ２０１は、前輪２０２Ｆ及び後輪２０２Ｒの回転に伴って回転する。床下点検ロボット２００は、クローラ２０１の回転により、前進、後進、その場旋回を組み合わせて移動する。
【００３８】
床下点検ロボット２００は、上方に突出して設けられたカメラユニット（撮像装置）２１０を備える。以下においては、床下点検ロボット２００においてカメラユニット２１０を除く本体部分を適宜「車体」と呼ぶ。カメラユニット２１０は、車体とは独立して、パン方向及びチルト方向に回動可能であり、ズームも可能である。
【００３９】
図２及び図３を用いて、床下空間Ａ１内の環境の一例について説明する。
【００４０】
図２に示すように、床下空間Ａ１は、高さ３２ｃｍ〜３７ｃｍ程度の空間であり、基礎により長方形の区画に区切られている。床下点検ロボット２００は、基礎に形成されている通気口を通過して隣の区画へ移動する。床下点検ロボット２００は、ロボット操作装置１００の制御下で、基礎、配管、ケーブル・パイプなどを撮像する。
【００４１】
また、図３に示すように、床下空間Ａ１の天井部分には、大引及び根太などの天井部材が格子状に配置されている。複数の大引は、束石や床束などによって支持され、互いに平行に配置される。複数の根太は、大引によって支持され、互いに平行に配置される。根太の上面には、図示を省略する天井板が配置される。大引／根太のいずれも、直線状（棒状）の形状を有しており、基礎の壁面と平行に配置される。
【００４２】
（２）床下点検システムの詳細構成
次に、床下点検ロボット２００及びロボット操作装置１００の詳細構成について説明する。
【００４３】
（２．１）床下点検ロボットの構成
図４は、床下点検ロボット２００の平面図である。床下点検ロボット２００は、左側のクローラ２０１Ｌ及び右側のクローラ２０１Ｒを互いに逆方向に駆動することによって、車体中心Ｃを中心にしてヨー角方向に回動する。図４において、記号“ＦＲ”は進行方向を示し、記号“ＲＥ”は車体後方を示している。また、記号“Ｒ”及び“Ｌ”は、車体右方向及び車体左方向をそれぞれ示している。
【００４４】
床下点検ロボット２００の前部の左右両側には、床下点検ロボット２００の上方に向けて距離計測を行う左側天井距離計測部ＳＬ及び右側天井距離計測部ＳＲが配置される。天井距離計測部ＳＲ，ＳＬとしては、例えば光学距離センサ又は超音波距離センサなどが使用できる。本実施形態において、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬは、天井部材（具体的には、大引や根太などの天井部材）を検出する天井部材検出部に含まれる。
【００４５】
本実施形態では、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬは、上方への距離の値を出力しても良く、天井部材の凹凸に応じてＨ（ハイ）／Ｌ（ロー）を出力しても良い。天井距離計測部ＳＲ，ＳＬが上方への距離の値を出力する場合、上述した天井部材検出部は、当該距離の値と閾値との比較結果をＨ（ハイ）／Ｌ（ロー）で出力する。本実施形態では、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬが上方への距離の値を出力する場合について説明する。
【００４６】
図５は、床下点検ロボット２００の機能ブロック構成図である。図５に示すように、床下点検ロボット２００は、カメラユニット２１０、通信装置２２０、センサ部２３０、走行用モータ２４０、移動制御装置２５０、及び電源装置２６０を備える。
【００４７】
通信装置２２０は、例えば無線ＬＡＮ方式に準拠して構成され、無線通信を実行する。センサ部２３０は、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬに加え、前輪２０２Ｆや後輪２０２Ｒの回転数を検出するエンコーダ（ロータリエンコーダ）や、ヨー角方向の角速度Δγを検出するジャイロセンサなどを備える。本実施形態において、ジャイロセンサは、床下点検ロボット２００のヨー角方向における角度の変化を検出する角度変化検出部として機能する。当該角度変化検出部は、エンコーダの出力値を用いて当該角度の変化を検出することも可能である。本実施形態では、角度変化検出部としてジャイロセンサを用いる場合について説明する。
【００４８】
走行用モータ２４０は、電源装置（バッテリ）２６０から電力が供給され、前輪２０２Ｆや後輪２０２Ｒを駆動する。移動制御装置２５０は、ロボット操作装置１００から送信されたロボット移動コマンドに応じて、走行用モータ２４０を制御する。
【００４９】
また、移動制御装置２５０は、センサ部２３０からのセンサ値に応じて走行用モータ２４０を制御したり、通信装置２２０を介して当該センサ値をロボット操作装置１００に送信したりする。
【００５０】
カメラユニット２１０は、カメラ２１１、パン用モータ２１２、チルト用モータ２１３、ズーム機構２１４、フォーカス機構２１５、及びカメラ制御装置２１６を備える。なお、床下空間Ａ１内を照明する照明装置が、カメラユニット２１０に備えられていてもよい。
【００５１】
カメラ２１１は例えばＣＣＤカメラであり、カメラ２１１から得られた画像データは、カメラ制御装置２１６及び通信装置２２０を介してロボット操作装置１００に送信される。
【００５２】
チルト用モータ２１３は、カメラ２１１をチルト方向に回動させる。パン用モータ２１２は、カメラ２１１（カメラユニット２１０全体）をパン方向に回動させる。
【００５３】
ズーム機構２１４は、カメラ２１１のズーム率を変更する。フォーカス機構２１５は、カメラ２１１をフォーカス制御する。カメラ制御装置２１６は、ロボット操作装置１００から送信されたカメラ操作コマンドに応じて、カメラユニット２１０全体を制御する。
【００５４】
（２．２）ロボット操作装置の構成
図６は、ロボット操作装置１００の機能ブロック構成図である。図６に示すように、ロボット操作装置１００は、通信装置１１０、記憶部１３０、制御部１５０、入力部１７０、及び表示部１８０を備える。
【００５５】
通信装置１１０は、例えば無線ＬＡＮ方式に準拠して構成され、無線通信を実行する。記憶部１３０は、ロボット操作装置１００における情報処理や画像処理に用いられる各種のデータを記憶する。本実施形態では、記憶部１３０は、基礎伏図に基づく床下図面（平面図）の図面データを予め記憶している。
【００５６】
制御部１５０は、ロボット操作装置１００全体を制御するとともに、通信装置１１０を用いて、床下点検ロボット２００に各種コマンドを送信したり、床下点検ロボット２００から各種情報（画像データ及びセンサ値など）を取得したりする。本実施形態において、通信装置１１０は、床下点検ロボット２００から各種情報を取得する取得部として機能する。
【００５７】
入力部１７０は、例えばキーボードやマウスであり、ユーザからの入力を受付ける。表示部１８０は、各種の情報を表示する。具体的には、表示部１２１は、ＬＣＤなどのディスプレイ１８２と、ディスプレイ１８２を制御する表示制御部１８１とを有する（図７（ａ）参照）。本実施形態では、表示部１８０は、床下図面を表示するとともに、床下点検ロボット２００の所在位置を床下図面上に表示する。
【００５８】
（２．３）進行方向検出機能
図７（ａ）は、床下点検システム１０において床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲを検出する構成を示す機能ブロック構成図である。
【００５９】
図７（ａ）に示す方向検出部３１０、移動距離算出部３３０及び所在位置特定部３４０の各機能ブロックは、床下点検ロボット２００の移動制御装置２５０、又はロボット操作装置１００の制御部１５０の内部に設けられる。
【００６０】
あるいは、図７（ａ）に示す方向検出部３１０、移動距離算出部３３０及び所在位置特定部３４０の各機能ブロックが、床下点検ロボット２００の移動制御装置２５０、又はロボット操作装置１００の制御部１５０に分散して設けられていても良い。
【００６１】
方向検出部３１０は、選択部３２２、加算部３１１、角度算出部３２１、及び保持部３２３を有する。選択部３２２、加算部３１１、及び角度算出部３２１は、同一のクロックに同期して動作する。
【００６２】
以下では、図７（ｂ）に示すタイムチャートを適宜参照して、方向検出部３１０の構成について説明する。図７（ｂ）において、“ｔ（ｎ）”は現在のタイミング（以下、「現タイミング」）を示し、“ｔ（ｎ−１）”は１クロックサイクル前のタイミング（以下、「前タイミング」）を示している。
【００６３】
保持部３２３は、進行方向ＦＲを示す値γ’をクロックの立ち上がりと同期して保持及び出力する。
【００６４】
選択部３２２は、保持部３２３が出力する前タイミングｔ（ｎ−１）における進行方向ＦＲを示す値γ’、又は上述した天井部材検出部による検出結果に基づく値γのいずれかを選択する。
【００６５】
加算部３１１は、選択部３２２の出力値と、現タイミングｔ（ｎ）における角度変化を示す値（角速度Δγ）との加算結果を、現タイミングｔ（ｎ）における床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲを示す進行方向情報γ’として出力する。
【００６６】
具体的には、進行方向情報γ’は角度を示しており、床下点検ロボット２００の初期位置における進行方向を基準に定められる。本実施形態では、床下点検ロボット２００の初期位置における進行方向に対して時計回りを正方向としている。
【００６７】
なお、角速度Δγは、ジャイロセンサによって得られる以外にも、左右エンコーダの各回転数の差分をもとに算出された角速度Δγとしても良い。
【００６８】
角度算出部３２１は、床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲに対する左右方向と大引や根太などの天井部材の長手方向とのなす角度αを、進行方向情報γ’の補正値γとして算出する。そして、選択部３２２は、角度算出部３２１によって算出された補正値γ、又は前タイミングｔ（ｎ−１）において得られた進行方向情報γ’のいずれかを加算部３１１に供給する。
【００６９】
このように、選択部３２２及び角度算出部３２１は、累積誤差を補正する誤差補正部３２０として機能する。具体的には、選択部３２２は、累積誤差の補正時（すなわち、天井部材の下方通過時）において補正値γを選択し、それ以外では前タイミングｔ（ｎ−１）において得られた進行方向情報γ’を選択する。ただし、選択部３２２は、床下点検ロボット２００の初期位置においては、初期値（０°）を選択することに留意すべきである。
【００７０】
移動距離算出部３３０は、例えばエンコーダが検出した前輪２０２Ｆや後輪２０２Ｒの回転数Ｅに応じて、床下点検ロボット２００の移動距離を算出する。
【００７１】
所在位置特定部３４０は、床下点検ロボット２００の初期位置と、方向検出部３１０によって検出された進行方向情報γと、移動距離算出部３３０によって算出された移動距離とに基づいて、床下空間Ａ１における床下点検ロボット２００の所在位置を特定する。
【００７２】
表示制御部１８１は、記憶部１３０に記憶されている床下図面データと、所在位置特定部３４０によって特定された床下点検ロボット２００の所在位置とに基づいて、床下図面をディスプレイ１８２上に表示するとともに、当該床下図面上に床下点検ロボット２００の所在位置ＰＳを表示する（図１４参照）。
【００７３】
（３）床下点検システムの動作
以下において、図８〜図１４を用いて、床下点検システム１０の動作について説明する。
【００７４】
（３．１）累積誤差補正動作の概略
図８は、床下点検システム１０における累積誤差補正動作の概略を示す図である。
【００７５】
図８において、記号“γ”は床下点検ロボット２００の実際の進行方向を意味し、記号“γ’”は方向検出部３１０が出力する進行方向情報が示す方向を意味している。つまり、進行方向情報γ’には、積算による累積誤差が含まれている。なお、図８では、基礎の壁面に平行な座標軸Ｘ，Ｙを定義している。さらに、図８において、記号“ＬＤ”は、大引や根太などにおける長手方向を意味している。
【００７６】
図８（ａ）に示すように、床下点検ロボット２００の進行方向情報γが座標軸Ｘと平行になるように設置して、床下点検ロボット２００の移動を開始させる。
【００７７】
図８（ｂ）に示すように、移動開始直後では、実際の進行方向γと床下点検ロボット２００の進行方向情報γ’とは略一致している。その後、図８（ｃ）に示すように、時間の経過に連れて床下点検ロボット２００の進行方向情報γ’において累積誤差が増大し、実際の進行方向γと進行方向情報γ’との誤差が大きくなる。
【００７８】
図８（ｄ）は、床下点検ロボット２００が大引や根太などの天井部材の下方を通過した際の状態を示している。図８において、天井部材の長手方向は、座標軸Ｘ方向に沿っている。なお、実際には、例えば９０ｃｍ間隔程度で大引や根太などの天井部材が配置されている。
【００７９】
図９は、床下点検ロボット２００が大引や根太などの天井部材の下方を通過する際の状態を示す正面図である。床下点検ロボット２００は、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬのセンサ値が短くなったことに基づいて、大引や根太などの天井部材を検出する。
【００８０】
誤差補正部３２０は、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬのセンサ値を用いて、大引や根太などの天井部材と床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲに対する左右方向とのなす角度αを算出し、“９０°−α”の値を補正値γとして用いる。これにより、累積誤差がリセットされ、実際の進行方向γの値からの積算が再開される。
【００８１】
このように、本実施形態では、大引や根太などの天井部材が基礎壁に平行な直線状（棒状）部材であることに着目して、累積誤差を容易且つ高精度に補正可能としている。
【００８２】
（３．２）角度算出動作
次に、図１０及び図１１を用いて、床下点検システム１０における角度αの算出動作について説明する。ここでは、大引についての角度αを算出する一例について説明する。
【００８３】
図１０（ａ）は、平面視において、床下点検ロボット２００が大引の下方を通過する様子を示している。本実施形態では、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬの位置間隔Ｌと、移動距離Ｄとを用いて角度αを算出する。
【００８４】
移動距離Ｄは、図１０（ｂ）に示すように、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬのいずれか一方が大引や根太などの天井部材を検出してから、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬの残る一方が当該天井部材を検出するまでの間において、床下点検ロボット２００が移動した距離を意味する。
【００８５】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の例では、左側天井距離計測部ＳＬが大引を検出してから、右側天井距離計測部ＳＲが当該大引を検出するまでの間において、床下点検ロボット２００が移動した距離を移動距離Ｄとしている。
【００８６】
ここで、角度αは、以下の式（１）によって算出される。
【００８７】
α= tan-1(D/L)      ・・・（１）
図１１は、角度αの具体例を示す図である。図１１（ａ）に示すように、床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲに対する左右方向と大引の長手方向とのなす角度が０°である場合、角度αは、
α= tan-1(0/L) = 0      ・・・（２）
となる。図１１（ｂ）に示すように、床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲに対する左右方向と大引の長手方向とのなす角度が０°又は９０°でない場合、角度αは、式（１）に従って算出される。
【００８８】
図１１（ｃ）に示すように、床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲに対する左右方向と大引の長手方向とのなす角度が９０°である場合、角度αは、
α= tan-1(∞/L) = 90      ・・・（３）
となる。
【００８９】
（３．３）進行方向検出動作の概略
次に、図１２に示すフローチャートを用いて、床下点検システム１０における進行方向検出動作の概略について説明する。
【００９０】
ステップＳ１０１において、床下点検ロボット２００が、座標軸Ｘ（Ｘ軸）と平行になるようにして、床下空間に投入される。詳細には、床下点検ロボット２００は、床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲが、ある区画の基礎壁面に対して平行であると目視で確認された方向に向けて設置される。
【００９１】
ステップＳ１０２において、方向検出部３１０は、進行方向情報γ’を“０”に初期化する。
【００９２】
ステップＳ１０３において、誤差補正部３２０は、床下点検ロボット２００が大引や根太などの天井部材の下方を通過したかを判定する。床下点検ロボット２００が天井部材の下方を通過したにはステップＳ１０４に処理が進み、床下点検ロボット２００が天井部材の下方を通過していない場合にはステップＳ１０５に処理が進む。
【００９３】
ステップＳ１０４において、誤差補正部３２０は、式（１）に従って角度αを算出するとともに、角度αを用いて進行方向情報γ’を補正する。
【００９４】
ステップＳ１０５において、方向検出部３１０は、角速度Δγを積分して進行方向情報γ’を得る。
【００９５】
（３．４）累積誤差補正動作の詳細
次に、図１３に示すフローチャートを用いて、床下点検システム１０における累積誤差補正動作の詳細について説明する。累積誤差補正動作には、大引や根太などの天井部材を検出するステップＳ２１０と、進行方向情報γ’を更新するステップＳ２２０とが含まれる。
【００９６】
ステップＳ２１１において、誤差補正部３２０は、床下点検ロボット２００が直進しているか否かを判定する。床下点検ロボット２００が直進している場合にはステップＳ２１２に処理が進み、床下点検ロボット２００が直進していない場合にはステップＳ２１１に処理が戻る。
【００９７】
ステップＳ２１２において、誤差補正部３２０は、右側天井距離計測部ＳＲ又は左側天井距離計測部ＳＬの検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなったか否かを判定する。検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなった場合にはステップＳ２１３に処理が進み、検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなっていない場合にはステップＳ２１２に処理が戻る。また、検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなった場合には、誤差補正部３２０は、移動距離Ｄの計算を移動距離算出部３３０に指示する。
【００９８】
ステップＳ２１３において、移動距離算出部３３０は、移動距離Ｄの計算を開始する。計算される移動距離Ｄは、誤差補正部３２０に通知される。
【００９９】
ステップＳ２１４において、誤差補正部３２０は、天井距離計測部ＳＬ又は天井距離計測部ＳＲの反応（ステップＳ２１２；ＹＥＳ）から移動距離Ｄが所定値以内であるか否かを判定する。移動距離Ｄが所定値以内である場合にはステップＳ２１５に処理が進み、移動距離Ｄが所定値を超える場合にはステップＳ２２３に処理が進む。すなわち、ステップＳ２２３では、図１１（ｃ）の状態であるとみなされる。
【０１００】
ステップＳ２１５において、誤差補正部３２０は、右側天井距離計測部ＳＲ又は左側天井距離計測部ＳＬの検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなったか否かを判定する。具体的には、ステップＳ２１２において右側天井距離計測部ＳＲが反応していれば左側天井距離計測部ＳＬが反応したか否かが判定され、ステップＳ２１２において左側天井距離計測部ＳＬが反応していれば右側天井距離計測部ＳＲが反応したか否かが判定される。
【０１０１】
検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなった場合にはステップＳ２２１に処理が進み、検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなっていない場合にはステップＳ２１４に処理が戻る。ここで、検出距離ＤＳ１，ＤＳ２が所定値よりも短くなった場合には、移動距離Ｄの計測が完了される。
【０１０２】
ステップＳ２２１において、誤差補正部３２０は、式（１）に従って角度αを算出する。
【０１０３】
ステップＳ２２２において、誤差補正部３２０は、進行方向情報γ‘に基づいて、床下点検ロボット２００が座標軸Ｙに平行な天井部材の下方を通過しているか否かを判定する。具体的には、進行方向情報γ’が、９０°又は−９０°付近である場合には、床下点検ロボット２００が座標軸Ｙに平行な天井部材の下方を通過したと判定される。
【０１０４】
床下点検ロボット２００が座標軸Ｙに平行な天井部材の下方を通過している場合にはステップＳ２２３に処理が進み、床下点検ロボット２００が座標軸Ｙに平行な天井部材の下方を通過していない場合にはステップＳ２２４に処理が進む。
【０１０５】
ステップＳ２２３においては、誤差補正部３２０は、進行方向情報γ’を９０°（又は−９０°）に補正する。
【０１０６】
ステップＳ２２４において、誤差補正部３２０は、ステップＳ２２１で算出された角度αを用いて進行方向情報γ’を補正する。
【０１０７】
（３．５）表示画面の構成
図１４は、表示部１８０のディスプレイ１８２における表示画面構成の一例を示す図である。
【０１０８】
図１４に示す表示画面構成では、基礎伏図に基づき作成された床下図面が表示されるとともに、床下点検ロボット２００の所在位置を示す記号ＰＳと、床下点検ロボット２００の移動軌跡（走行軌跡）を示す記号ＬＮとが表示される。床下点検ロボット２００の所在位置を示す記号ＰＳでは、床下点検ロボット２００の進行方向が識別可能となっている。
【０１０９】
なお、床下図面が表示される領域に加えて、リアルタイム映像が表示される領域や、各種コマンドを送信するためのボタンが表示される領域が含まれていても良い。
【０１１０】
（４）作用・効果
本実施形態によれば、床下点検ロボット２００がトレースするための標識を地面に設置するのではなく、床下点検ロボット２００の進行方向を積算によって得ることで生じる累積誤差を、床下空間Ａ１内の天井に存在する大引や根太などの天井部材を利用して補正するので、累積誤差を精度良く補正可能となる。
【０１１１】
本実施形態によれば、床下点検ロボット２００の進行方向ＦＲに対する左右方向（方向“Ｌ−Ｒ”）と天井部材の長手方向（方向“ＬＤ”）とのなす角度αに応じて累積誤差を補正するので、床下点検ロボット２００が天井部材の下方を通過する度に累積誤差を補正可能となる。また、本実施形態によれば、必要最小限の天井距離計測部ＳＲ，ＳＬによって角度αを検出可能となる。
【０１１２】
さらに、本実施形態によれば、高精度に検出された進行方向ＦＲを用いて床下点検ロボット２００の所在位置を検出し、検出した所在位置をユーザに提示することが可能となる。
【０１１３】
［第２実施形態］
本実施形態では、上述した第１実施形態と異なる点を主として説明し、重複する説明を省略する。具体的には、本実施形態では、（１）床下点検システムの動作、（２）作用・効果について説明する。
【０１１４】
（１）床下点検システムの動作
上述した第１実施形態では、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬを用いて大引や根太などの天井部材を検出していたが、本実施形態では、カメラユニット２１０のカメラ２１１によって得られた画像を画像処理することによって角度αを算出する。すなわち、本実施形態において、カメラユニット２１０は、天井部材を検出する天井部材検出部に含まれる。
【０１１５】
具体的には、床下点検ロボット２００は、図１５（ａ）に示すように、カメラユニット２１０（カメラ２１１）をチルト方向に操作して上方に向け、移動を停止した状態で床下天井を撮像する。そして、誤差補正部３２０は、床下天井の画像Ｐに含まれる大引や根太などの天井部材から角度αを算出する。
【０１１６】
次に、図１６に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る床下点検システム１０の動作について説明する。なお、進行方向情報γ’を更新するステップＳ３２０については上述した第１実施形態と同様であるため、ここでは、大引や根太などの天井部材を検出するステップＳ３１０について説明する。
【０１１７】
ステップＳ３１１において、床下点検ロボット２００は、床下天井を撮像し、フォーカスを床下天井に合わせる。
【０１１８】
ステップＳ３１２において、誤差補正部３２０は、ステップＳ３１１で得られた画像を画像処理（エッジ検出、及びＨｏｕｇｈ変換による直線検出）する。
【０１１９】
ステップＳ３１３において、誤差補正部３２０は、ステップＳ３１２において検出された直線が所定値よりも長いか否かを判定する。ステップＳ３１２において検出された直線が所定値よりも長い場合には、天井部材が検出されたとして、ステップＳ３２１に処理が進む。ステップＳ３２１では、当該直線の傾きが角度αとして算出される。
【０１２０】
（２）作用・効果
本実施形態によれば、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬを設けることなく、角度αを検出可能となるので、精度良く累積誤差を補正可能となる。
【０１２１】
［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【０１２２】
床下点検システム１０では、図２に示した配管や、ケーブル・パイプ・ホースなどが天井部材であると誤検出される恐れがある。このような場合、累積誤差の補正に失敗することとなる。上記の不具合を回避するためには、次の（ａ）又は（ｂ）の方法が有効である。
【０１２３】
（ａ）天井部材と床下地面との間の各距離がほぼ一定であるため、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬのセンサ値ＤＳ１，ＤＳ２の判定範囲を狭くする。
【０１２４】
（ｂ）天井部材の位置間隔がほぼ一定であるため、当該間隔で床下地面と天井部材との間の各距離を測定し、測定値を平均化して平均値とかけ離れたセンサ値を省く。
【０１２５】
さらに、上述した実施形態では、大引と根太とを特に区別せずに角度αを算出していたが、図３に示したように、大引と根太とが配置される高さは異なるので、これを利用して大引と根太とを区別可能である。大引と根太とを区別することで、より高精度に角度αを算出することができる。
【０１２６】
上述した実施形態では、左右一対の天井距離計測部ＳＲ，ＳＬを備える構成について説明したが、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬだけでなく、床下点検ロボット２００の中心位置などにさらに天井距離計測部を追加しても良い。
【０１２７】
また、天井距離計測部ＳＲ，ＳＬとしては、光学距離センサ又は超音波距離センサに限らず、天井部材との物理的な接触／非接触を検出する構成でも良い。例えば、図１７に示すように、床下点検ロボット２００は、車体前部の左右に配置され、垂直方向に沿って延びる一対のバーＢＲ，ＢＬを備える。
【０１２８】
バーＢＲ，ＢＬの下端部は床下点検ロボット２００の車体に傾斜可能に支持されるとともに、初期状態（垂直方向に沿う状態）となるよう付勢されている。これにより、バーＢＲ，ＢＬは、天井部材に接触すると下端部を支点として車体後方に傾斜し、天井部材と非接触になると初期状態に復帰する。
【０１２９】
ここで、車体と天井部材との間の距離が近いほど、天井部材との接触時におけるバーＢＲ，ＢＬの傾斜角が大きくなるので、当該傾斜角を利用して車体と天井部材との間の距離を推定可能である。あるいは、天井部材との接触／非接触に応じてＨ／Ｌを出力しても良い。
【０１３０】
上述した実施形態では、床下の点検システムについて説明したが、床下の点検に限定されるものではなく、例えば建造物の天井裏等であっても適用可能であることは勿論である。更には、原子力発電所の内部や、地中設備の中、地中の土管の中など、人が入るのが困難なところ、あるいは人が入れない閉空間の点検にも応用可能である。
【０１３１】
上述した実施形態では、クローラ２０１を備える床下点検ロボット２００について説明したが、クローラ２０１を備えず、車輪のみによって走行する車両型の移動体であってもよい。さらに、床下点検ロボット２００とロボット操作装置１００が有線通信可能であってもよい。
【０１３２】
なお、上述した各実施形態で説明した各処理・手順をコンピュータプログラムとして実装し、ＰＣ等に実行させることが可能である。
【０１３３】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る床下点検システムの概略構成図である。
【図２】床下空間内の環境の一例を示す図である（その１）。
【図３】床下空間内の環境の一例を示す図である（その２）。
【図４】本発明の第１実施形態に係る床下点検ロボットの平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る床下点検ロボットの機能ブロック構成図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るロボット操作装置の機能ブロック構成図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る床下点検システムにおいて床下点検ロボットの進行方向を検出する構成を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る床下点検システムにおける累積誤差補正動作の概略を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る床下点検ロボットが大引や根太などの天井部材の下方を通過する際の状態を示す正面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る床下点検システムにおける角度αの算出動作について説明するための図である。
【図１１】角度αの具体例を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る床下点検システムにおける進行方向検出動作の概略を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る床下点検システムにおける累積誤差補正動作の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１実施形態に係る表示部のディスプレイにおける表示画面構成の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る床下点検システムの動作を説明するための図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る床下点検システムの動作を示すフローチャートである。
【図１７】その他の実施形態に係る床下点検ロボットの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３５】
ＳＲ，ＳＬ…天井距離計測部、１０…床下点検システム、１００…ロボット操作装置、１１０…通信装置、１２１…表示部、１３０…記憶部、１５０…制御部、１７０…入力部、１８０…表示部、１８１…表示制御部、１８２…ディスプレイ、２００…床下点検ロボット、２０１…クローラ、２０２Ｆ…前輪、２０２Ｒ…後輪、２１０…カメラユニット、２１１…カメラ、２１２…パン用モータ、２１３…チルト用モータ、２１４…ズーム機構、２１５…フォーカス機構、２１６…カメラ制御装置、２２０…通信装置、２３０…センサ部、２４０…走行用モータ、２５０…移動制御装置、２６０…電源装置、３１０…方向検出部、３１１…加算部、３２０…誤差補正部、３２１…角度算出部、３２２…選択部、３３０…移動距離算出部、３４０…所在位置特定部
【図１】
0005087360.tif 000002
【図２】
0005087360.tif 000003
【図３】
0005087360.tif 000004
【図４】
0005087360.tif 000005
【図５】
0005087360.tif 000006
【図６】
0005087360.tif 000007
【図７】
0005087360.tif 000008
【図８】
0005087360.tif 000009
【図９】
0005087360.tif 000010
【図１０】
0005087360.tif 000011
【図１１】
0005087360.tif 000012
【図１２】
0005087360.tif 000013
【図１３】
0005087360.tif 000014
【図１４】
0005087360.tif 000015
【図１５】
0005087360.tif 000016
【図１６】
0005087360.tif 000017
【図１７】
0005087360.tif 000018