JP2003004642A - Robot for observing floor material degradation degree and system for managing floor material by the same - Google Patents

Robot for observing floor material degradation degree and system for managing floor material by the same

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JP2003004642A
JP2003004642A JP2001184338A JP2001184338A JP2003004642A JP 2003004642 A JP2003004642 A JP 2003004642A JP 2001184338 A JP2001184338 A JP 2001184338A JP 2001184338 A JP2001184338 A JP 2001184338A JP 2003004642 A JP2003004642 A JP 2003004642A
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JP
Japan
Prior art keywords
floor material
floor
image
degree
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001184338A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hozumi Yagioka
穂積 八木岡
Masaaki Oe
匡昭 大江
Haruki Tsuchiya
治紀 槌屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tajima Inc
ILC KK
Original Assignee
Tajima Inc
ILC KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tajima Inc, ILC KK filed Critical Tajima Inc
Priority to JP2001184338A priority Critical patent/JP2003004642A/en
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  • Floor Finish (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot for observing a degree of degradation of floor materials which is prevented from judgment variations and can efficiently judge by solving problems resulting from visual judgements, and a system for managing floor materials by the same. SOLUTION: An electronic camera or electronic scanner for imaging a floor is set to a vehicle. A vehicle position acquisition means is set for obtaining information on a vehicle position where the image is obtained. The robot for observing the degree of degradation of floor materials observes the degree of degradation of many floor materials set to the floor by relating images and the vehicle position information with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【発明の属する技術分野】本発明は、オフィスや店舗な
どに設置した床材を管理するシステムに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for managing floor materials installed in offices and stores.

【従来の技術】カーペット、タイルなどの床材をオフィ
スや店舗に配置した場合、経年変化により床材が古くな
ると、必要に応じて、全体的に又は部分的に新しい床材
に交換していた。従来は、新しい床材への交換のタイミ
ングは、目視により決めていた。床材の劣化の度合を肉
眼で判断して、適当なタイミングで新旧の床材を交換し
ていたのである。
2. Description of the Related Art When floor materials such as carpets and tiles are placed in an office or a store, if the floor materials become old due to aging, they are wholly or partially replaced with new floor materials. . In the past, the timing of replacement with a new floor material was determined visually. The degree of deterioration of the floor material was judged with the naked eye, and the old and new floor materials were replaced at an appropriate timing.

【発明が解決しようとする課題】目視による判断は、個
人差が生じがちである。判断する人によって、交換する
必要があると考える床材の劣化の度合にバラツキが生じ
やすい。また、多量の床材が配置されている場合は、目
視判断に多大の時間と労力を要する欠点がある。本発明
の目的は、目視による判断に起因する欠点を解消して、
判断にバラツキが生じにくく、かつ、効率よく判断でき
る床材劣化度観測ロボットと、それによる床材管理シス
テムを提供することである。
Problems to be solved by the invention are apt to cause individual differences in visual judgment. Depending on the person who makes the judgment, the degree of deterioration of the flooring material considered to need replacement tends to vary. Further, when a large amount of floor material is arranged, there is a drawback that the visual judgment requires a lot of time and labor. The object of the present invention is to eliminate the drawbacks caused by visual judgment,
It is an object of the present invention to provide a floor material deterioration degree observing robot capable of making judgments with little variation and capable of making efficient judgments, and a floor material management system using the same.

【課題を解決するための手段】本発明の解決手段を例示
すると、次のとおりである。 (1)床面の映像をとるための電子カメラ又は電子スキ
ャナーを車両に設け、映像をとった車両位置情報を入手
する車両位置入手手段を設け、映像と車両位置情報とを
関連づけて、床面に設置された多数の床材の劣化度合を
観測することを特徴とする床材劣化度観測ロボット。 (2)前述の床材劣化度観測ロボットに得られた床材劣
化度をコンピュータの記憶装置に格納し、床材の配置デ
ータと照らし合わせて床材を管理することを特徴とする
床材管理システム。
The solution means of the present invention is exemplified as follows. (1) An electronic camera or an electronic scanner for taking an image of the floor surface is provided in the vehicle, and vehicle position obtaining means for obtaining the vehicle position information by taking the image is provided, and the image and the vehicle position information are associated with each other to obtain the floor surface. A floor material deterioration degree observing robot, which is capable of observing the degree of deterioration of a large number of floor materials installed in a building. (2) Floor material management characterized by storing the floor material deterioration degree obtained by the floor material deterioration degree observation robot in a storage device of a computer and managing the floor material by comparing it with the floor material arrangement data. system.

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態を説明す
る。店舗やオフイスにおいて電子カメラあるいは電子ス
キャナーを装備する車両(移動台車)を利用して、床材
の劣化(損耗)の度合を推定し、そのデータをコンピュ
ータの記憶装置に格納し、床材の配置データと照らし合
わせて、床材の再配置、除去、リサイクルを行う。好ま
しくは、カーペットタイルなどの床材を生産し、それら
の床材をオフイスや店舗に貸し出す。そして、1枚ごと
の床材の設置場所をオフィスや店舗のCAD図面上に管
理する。室内の床面に数多く設置された床材の使用状況
を床材劣化度観測ロボットにより監視して、標準化され
た各床材(たとえば50cm角)を1枚づつコンピュー
タと結びついたデータベースを用いて管理する。床材の
損耗度は0から100のような指標(指数)によって表
現し、この大きさにより新規の床材に交換したり、再配
置して有効に利用できるようにする。1枚ごとの床材の
損耗度を評価するために、店舗やオフイス内を移動する
車両に搭載した電子カメラや電子スキャナーの映像デー
タを利用する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of the present invention will be described. The degree of deterioration (wear) of the floor material is estimated by using a vehicle (moving carriage) equipped with an electronic camera or an electronic scanner at a store or office, and the data is stored in a storage device of a computer to arrange the floor material. Relocate, remove, and recycle flooring materials against the data. Preferably, flooring materials such as carpet tiles are produced and those flooring materials are rented to offices or stores. Then, the installation location of each floor material is managed on the CAD drawing of the office or store. The floor material deterioration degree observation robot monitors the usage status of many floor materials installed on the floor in the room and manages each standardized floor material (for example, 50 cm square) using a database linked to a computer. To do. The degree of wear of the floor material is expressed by an index (index) such as 0 to 100, and the floor material is exchanged with a new floor material or rearranged so that it can be effectively used. In order to evaluate the degree of wear of each floor, we use video data from electronic cameras and scanners installed in vehicles moving in stores and offices.

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を説明する。図
1は、電子カメラ搭載車の一例を示す。図2は、電子カ
メラ搭載車の制御システム構成図を示している。図1に
おいて、車両1は、床面2の映像をとるための電子カメ
ラ3と、その映像を写すためのディスプレイ4と、バッ
テリー5と、車輪6を有する。図2に示されているよう
に、この車両1には、さらに、カメラ3に対してシャッ
ターコントロールのタイミング信号を送り出すコントロ
ーラ7がある。コントローラ7は回転センサー8からの
情報をうけとり、自身の位置座標を計算し、モータ9の
制御を行う。カメラ3で取り込んだ映像はハードディス
ク10に記録し、あとでFPC(フロアプランニングセ
ンター)へ運んで解析処理する。あるいは映像を取り込
みながら同時に電波でFPCへ転送する。室内における
電子カメラ搭載車両1の利用方法は以下のとおりであ
る。 電子カメラ3によって、床面2を撮影する。 この電子カメラ3を利用して、床面2の損耗や劣化の
度合いを次の関係で評価する。 電子カメラ3の移動―>画像内の位置―>床面2の状態
の評価 電子カメラ3が移動するときに、電子カメラ3のいる
位置を正確に捉える必要がある。このため、図3に示す
ように、室内の一部にスタート位置較正用のマーク11
をつけ、移動車両1が走行開始するときにこのマーク1
1を確認するようにする。移動車両1の現在位置は、車
輪6の回転量と、ステアリングの回転角から積分して求
めてゆく。これにより、常に車両1の位置が計算され
る。 車両1の移動中に映像をとり、一定時間ごとのサンプ
ル(移動速度と必要な解像度によりことなる)による静
止映像をとりだし、車両1の位置座標ごとにハードディ
スク16に登録するか、あるいは電波で直接FPCへ転
送する。 FPCでは、電波で受け取った情報、あるいはハード
ディスク10に格納した情報を処理する。まず、全体の
撮影が終了していることを確認して、図4に示すよう
に、それぞれの静止画像12を位置座標上にならべて、
重複部分をとりのぞき、全体が一枚の映像データになる
ように処理する。電子カメラ3の代わりに電子スキャナ
ーを利用することもできる。一枚ごとの床材を評価する
ために、店舗やオフイスに移動する車両1に搭載したス
キャナーの映像データを利用する。図6〜7は、移動型
スキャナーの一例を示す。スキャナーはリニア(線状)
であり、線状のレンズ61により床面2の映像をデジタ
ル化した線形のイメージに変換する。床面2の劣化や損
耗を映像として取り込むために照明光をあてる。この場
合には、電子カメラのかわりにラインスキャナー62を
光源として利用している。スキャナーを利用すると、至
近距離から床面2の詳細なデータを得ることができる。
床をなめるようにしてデータを収集することができる。
ラインスキャナーから入るデータは線状のデータであ
り、これを進行速度にあわせて蓄積して一枚の映像デー
タとする。この方法は、床材の詳細な映像を取り込める
ので、床材の劣化や損耗度を評価して、資源のリサイク
ル・システムを構成するのに適した方法である。スキャ
ナーの場合も、コントローラ64を有し、自身の位置座
標を計算し、モータ63の制御を行う。取り込んだ映像
はハードディスクに記録し、あとでFPC(フロアプラ
ンニングセンター)へ運んで解析処理する。あるいは映
像を取り込みながら同時に電波でFPCへ転送する。小
型車両の推進方法としては人間が手で押してもよいが、
自動走行させることも可能である。この場合には前輪に
はステアリング装置をつけ、進行しつつ左右にハンドル
を切れるようにする。後輪はモータ63により駆動され
る。FPC(フロアプランニングセンター)から、室内
のCADデータを受信すると、障害物の位置はあらかじ
め車両に伝達できるので、障害物に接近したら速度をゆ
るめ、ステアリング装置を使って適切な走行進路を選ぶ
ようにすることができる。以上に述べた電子カメラ移動
車両やリニアスキャナー移動車両は、自動掃除ロボット
の機能と組み合わせて実現することもできる。この場合
には、自動掃除ロボットが床面を掃除しながら移動する
ときに、掃除が終了するたび該当する床面の画像を記録
してゆき、この情報を利用して床面のメンテナンスを行
うことができる。このほかにも、映像を利用して床材の
状態を観測する方法がある。ひとつは、蛍光塗料などを
床材に含ませるか塗装しておき、これをブラックライト
などで照射して映像にする。こうすると、店舗などで営
業中には普通の光源のもとでは損耗や汚れが見えにくい
が、夜間などのブラックライト(紫外線光源)を当てる
と明瞭に蛍光部分を見ることができる。床材が損耗して
ゆくときに蛍光塗料が減耗してゆくので、その変化の様
子を映像に捕らえることができる。あるいは、赤外線に
感じやすい材料を床材に含ませるか塗装しておき、赤外
線を照射してカメラに映像として収録する。こうする
と、床材の損耗の程度により、赤外線により見える映像
が変化してくるので、損耗の程度が、赤外線カメラに映
し出される。以上述べた電子カメラやリニアスキャナー
のいずれの場合も、蛍光塗料とブラックライト、赤外線
対応映像などを利用した、いずれの実施例であっても、
一度、画像データが得られた場合には後の処理は同様に
なる。図6は、リニアスキャナー移動車両の全体図で、
図7は平面図である。このような図6〜7のスキャナー
型式の車両の使用方法をより具体的に説明する。 移動型リニアスキャナーによって、床面を撮影する。 このリニアスキャナーを利用して、床面の損耗や劣化
の度合いを次の関係で評価する。 リニアスキャナーの移動―>画像内の位置―>床面の状
態の評価 リニアスキャナーが移動するときに、リニアスキャナ
ーのいる位置を正確に捉える必要がある。このため、室
内の一部にスタート位置較正用のマークをつけ、移動車
が走行開始するときにこのマークを確認する。移動車両
の現在位置は、車輪の回転量と、ステアリングの回転角
から積分して求めてゆく。これにより、常に車両の位置
が計算される。 移動中に映像をとり、一定時間ごとのサンプル(移動
速度と必要な解像度によりことなる)による静止映像を
とりだし、車両の位置座標ごとにハードディスクに登録
するか、あるいは電波で直接FPCへ転送する。 FPCでは、電波で受け取った情報、あるいはハード
ディスクに格納した情報を処理する。まず、全体の撮影
が終了していることを確認して、それぞれの静止画像を
位置座標上にならべて、図4に示すように、重複部分を
とりのぞき、全体が一枚の映像データになるように処理
する。 対象とする部屋の床面の情報をCADデータから取り
出し、床材の大きさの単位のグリッドに切り分け、これ
を映像データに重ねあわせて、各床材kの状態X(k)
に対応づける。 つぎに各床材kの状態Xを計算する。まず、映像デー
タのピクセルのR,G,Bの3原色のデータから、明度
情報Yをもとめる。あるいは当初から、スキャナーには
白黒グレイのデータのみとして、明るさを取り込むよう
にする。赤、緑、青の3原色のデータからから明度Yへ
の変換方法は次のように行う。 Y=299*R+587*G+114*B つぎに、このYの値を一枚の床材の全面積にわたって調
べ、明度のヒストグラムを作成する。ヒストグラムは、
いくつかの段階に明度を区分して、各ピクセルのY値が
各区分に発生する頻度を表している。まず得られた映像
を明度の情報にして、明度のヒストグラムを作成する。
映像ヒストグラムは、図5に示すように、横軸に画像の
各ピクセルの明度Y、縦軸にはその出現頻度をしめす。
この図示例では横軸に輝度Yを256段階に示し、縦軸
にはその輝度Yを持つピクセルの発生頻度を示してい
る。情報処理の簡素化のためには、横軸を10〜20段
階に区分して、図5に示すようにまとめて表現するのが
便利である。映像ヒストグラムは映像のもつ特性を簡潔
に表現できるので、本発明では、これをさまざまに有効
に活用できる。同じ床材に関する、この映像ヒストグラ
ム(H)を適当な時間ごとに比較すれば、床材の劣化あ
るいは損耗度を評価できる。劣化が進行すれば一般に明
度は低下してくるので、横軸方向にみて原点に近い(左
より)の区分の発生頻度が増加してくる。床材にはデザ
イン上の理由で、色彩や模様が入っている柄物がある。
このような場合でも、映像データの変化分を取り出して
ヒストグラムをとれば、最初から入っている色や模様の
情報は変化分としては消えてしまうので同様に扱うこと
ができる。また、条件によっては暗い色の床材に対して
明るい色あいの汚れが発生する場合も考えられる。たと
えば黒色の床材に対してミルクをこぼした場合などであ
る。この場合には、暗い色彩側の損耗度が低いわけであ
る。あらかじめ床材の明るさがわかっていれば、以下の
記述中のヒストグラムの明るい側と暗い側を逆に理解す
ればよいので、具体的な説明は省略する。 H(t,k,n)=H(t、y1,y2,y3,…・y
N、k) H(t、k、n):時刻tの床材kの映像ヒストグラム yn:第n区分の明度の頻度(n=1、2、…N) 時刻t、t+1におけるヒストグラムHの変化は以下の
ようになる。 ΔH(t、k、n)=H(t+1、k、n)−H(t、
k、n) 実際には、各区分の値をそれぞれ引き算により求めたも
のになる。Hは床材の状態を示している。劣化または損
耗の度合はこの明度情報のヒストグラムHの変化に現れ
ると考えられる。ΔHの値は大きければそれだけ大きな
負荷をうけたということを表現している。位置iに置い
てあった床材kがΔHの負荷をうける。床材kは使いま
わされて位置iが変化するので、時刻Tにおいて、床材
kが位置iにいたことを記憶する必要がある。 s(T,k)=i t−1<T<=t 床材kの状態を示すH(t、k、n)は、ヒストグラム
区分数nだけの行列であり、スカラー量ではないので、
単純に床材の劣化や損耗の度合を比較評価するのには適
していない。そこで、以下の指標を作成する。t=0の
時のヒストグラムとの差を2乗して、各区分ごとに評価
する n:区分番号=1,2,3,4,…・N X(t、k)は、スカラー量であり、0ならば劣化度
(損耗度)はもっとも激しく、おおきければ劣化度(損
耗度)は小さくなる。また、床材の清掃や修理により汚
れの度合いが、一様に低下するのではなく、ある時点ま
で低下していた状態が回復することが考えられる。この
ような場合には、そのときの状態を初期状態とみなすよ
うにする、具体的にはそのとき観測されたH(t,k、
n)を初期値として再設定すればよい。さて、床材kの
状態を示す X(t、k)があるレベルより小さくなれ
ば、その損耗の程度が限度を越えたものとして判断し、
その床材の使用を中止して、工場へ持ち帰り、リサイク
ル工程にのせる。ここで生じる空いた位置にどの床材を
入れるかを計算する。この計算方法には各種が考えられ
るが、一例としては、床材の交換の費用と実際に交換さ
れる床材の数を最小にすることである。 損耗がひどくなった床材の除去 損耗がひどい床材の除去は、規定レベルE(たとえば指
数で10−15など)以下になったら交換する。このた
め X(t,k)<=Eとなった位置j見つける。この
条件を満たす位置jにある床材を除去して、工場へ持ち
かえり、リサイクル工程に載せる。空いた位置jには他
の位置にある床材か、新規投入床材をあてる。どの床材
をあてるかを求める方法が重要である。 床材交換の評価関数 床材を交換するためには、非常に多くの組みあわせが発
生するので計画を定量的にするためには評価関数を利用
する。当てる床材mは、新規(x=100 最高レベ
ル)または既に使っている床材のいずれかである。この
床材をあてるのに必要な工事のコスト評価関数Cは、い
ろいろな表現が可能であり、以下のような例が考えられ
る。 (1)床材の交換距離コスト コスト関数Cを、位置jにあてる床材mとの距離d
(j、m)で表現する。できるだけ近くにある床材をあ
てればコストは小さくなる。新規床材は遠方より運んで
くるので距離コストは大きくなる。この場合には、Cを
最小にする解の例としては、新規の床材は出入り口近く
のレベルEの床材と交換し、奥のほうにあるレベルEの
床材は、周辺にある比較的損耗していない床材と交換さ
れる。 (2)次期の交換床材 一定期間経過するとき(t+1)までに、位置iには床
材kがあり、今回と同じ負荷が生じるものとして予測計
算を行う。 x(t+1,k)=2*x(t,k)−x(t−1,
i) これにより、床材kの状態を計算する。このとき生じる
Eレベルの除去床材の数をN個とする。Nが大きければ
それだけコストが増大するからこれをコスト関数に加え
る。なおこのとき、負荷x(t,i)―x(t−1,
i)は一時的な減少によって大きく変動する可能性があ
るので、一定の期間の負荷(たとえばtとしてt−3、
t−2、t−1、t)の移動平均を利用することも有効
である。 (3)劣化のひどい部分の集中を避ける 一部分にのみ劣化のひどい床材が集中すると、視覚的に
も心理的にも印象が大きく悪化するので、あらかじめ劣
化の程度が集中しないようにする。全体をいくつかのゾ
ーンp(p=1,2,3…)に区分し、それぞれの損耗
の状態の平均値Xpを計算し、全体の損耗の状態の平均
Xからの分散を評価する。すなわち、全体の平均Xは以
下のようになる。 ゾーンpに含まれる床材の平均Xpは以下のようにな
る。 Xp=Σx(t+1,i)/Mz (Mzはゾーンpに属する位置iの集合) (Pに属するiについて計算する) 全体からゾーンpがどれほど偏移しているかはJpによ
って表現できる。 Jpは、全体からのずれの程度を表すので、Jpが大き
くなれば劣化部分が平均化せず、全体に凹凸のおおきな
状態になり、コストが大きくなるとみなされる。Jp
を、すべてのpについて合計したものをJとする。以上
のプロセスで生じるコスト評価関数Iを合成すると以下
のようになる。このコスト評価関数を最小にする組合せ
を計算により求める。 I=C+w1xN +w2xJ ――>最小化
(w1、w2は重み係数) 計算の方法は各種あるが、もっとも簡単な方法は、すべ
ての組合せを列挙してIを計算し、Iが最も小さくなる
場合をとりだせばよい。これにより、それぞれの床材の
再配置計画を決定することができる。この配置再計算は
一種の最適化問題であり、ダイナミック・プログラミン
グ、整数計画法、分岐限定法による組み合わせ計算法な
どの数学的手法が適用できる。図8は、上記のプロセス
をひとつのフローチャートを簡潔にまとめて示してい
る。さて、最後に、床材の再配置計算をFPC(フロア
プランニングセンター)にあるコンピュータと通信する
ことにより実行する。計算結果はFPCのデータベース
にあるCAD図面上に表示され、デザイン上の検討を行
うことができる。コスト関数により行われた計算結果が
床材の配置デザインの条件に合致しているかをチェック
する。、合致していなければ、デザイン上の拘束条件下
で前述の計算を行い解をもとめる。
The preferred embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an example of a vehicle equipped with an electronic camera. FIG. 2 shows a control system configuration diagram of a vehicle equipped with an electronic camera. In FIG. 1, a vehicle 1 has an electronic camera 3 for capturing an image of a floor surface 2, a display 4 for capturing the image, a battery 5, and wheels 6. As shown in FIG. 2, the vehicle 1 further includes a controller 7 that sends a shutter control timing signal to the camera 3. The controller 7 receives the information from the rotation sensor 8, calculates the position coordinates of itself, and controls the motor 9. The video captured by the camera 3 is recorded on the hard disk 10 and is then carried to an FPC (floor planning center) for analysis processing. Alternatively, while capturing the image, it is simultaneously transmitted to the FPC by radio waves. The method of using the electronic camera-equipped vehicle 1 in the room is as follows. The electronic camera 3 photographs the floor surface 2. Using this electronic camera 3, the degree of wear and deterioration of the floor surface 2 is evaluated according to the following relationship. Movement of Electronic Camera 3-> Position in Image-> Evaluation of State of Floor 2 When the electronic camera 3 moves, it is necessary to accurately grasp the position of the electronic camera 3. Therefore, as shown in FIG. 3, a mark 11 for calibrating the start position is provided in a part of the room.
When the moving vehicle 1 starts running, this mark 1
Make sure to check 1. The current position of the moving vehicle 1 is obtained by integrating the rotation amount of the wheels 6 and the rotation angle of the steering wheel. As a result, the position of the vehicle 1 is always calculated. An image is taken while the vehicle 1 is moving, and a still image is taken by a sample (depending on the moving speed and the required resolution) at regular time intervals and registered in the hard disk 16 for each position coordinate of the vehicle 1 or directly by radio waves. Transfer to FPC. The FPC processes information received by radio waves or information stored in the hard disk 10. First, after confirming that the entire shooting has been completed, as shown in FIG. 4, the respective still images 12 are arranged on the position coordinates,
The overlapping part is removed and the whole image is processed into one image data. An electronic scanner may be used instead of the electronic camera 3. In order to evaluate each floor material, image data of a scanner installed in a vehicle 1 moving to a store or office is used. 6 to 7 show an example of a mobile scanner. Scanner is linear
The linear lens 61 converts the image of the floor surface 2 into a digitized linear image. Illuminating light is applied to capture deterioration and wear of the floor surface 2 as an image. In this case, the line scanner 62 is used as a light source instead of the electronic camera. By using the scanner, detailed data of the floor surface 2 can be obtained from a very short distance.
Data can be collected by licking the floor.
The data input from the line scanner is linear data, which is accumulated according to the traveling speed to form one piece of video data. Since this method can capture a detailed image of the floor material, it is a method suitable for constructing a resource recycling system by evaluating deterioration and wear of the floor material. The scanner also has a controller 64, calculates position coordinates of itself, and controls the motor 63. The captured video is recorded on the hard disk, and later transported to an FPC (Floor Planning Center) for analysis processing. Alternatively, while capturing the image, it is simultaneously transmitted to the FPC by radio waves. Humans may push it by hand to propel a small vehicle,
It is also possible to drive automatically. In this case, a steering device is attached to the front wheels so that the steering wheel can be turned to the left and right while moving. The rear wheels are driven by the motor 63. When the indoor CAD data is received from the FPC (Floor Planning Center), the position of the obstacle can be transmitted to the vehicle in advance, so if you approach the obstacle, slow down the speed and use the steering device to select an appropriate traveling route. can do. The electronic camera moving vehicle and the linear scanner moving vehicle described above can be realized in combination with the function of the automatic cleaning robot. In this case, when the automatic cleaning robot moves while cleaning the floor surface, it records the image of the corresponding floor surface each time cleaning is completed, and uses this information to perform floor maintenance. You can In addition to this, there is a method of observing the condition of the floor material using the image. One is to put fluorescent paint on the floor or paint it, and illuminate it with a black light to create an image. In this way, wear and stains are hard to see under ordinary light sources during business hours in stores, but you can clearly see the fluorescent part by shining a black light (ultraviolet light source) at night. When the floor material wears down, the fluorescent paint wears down, and the change can be captured in the image. Alternatively, a material that is sensitive to infrared rays may be included in the flooring material or painted, and the infrared rays may be irradiated to record the image on the camera. In this case, the image seen by infrared rays changes depending on the degree of wear of the floor material, and the degree of wear is displayed on the infrared camera. In any of the electronic cameras and linear scanners described above, using fluorescent paint and black light, infrared compatible images, etc., any of the embodiments,
Once the image data is obtained, the subsequent processing is the same. Figure 6 is an overall view of a linear scanner mobile vehicle.
FIG. 7 is a plan view. A method of using the scanner type vehicle of FIGS. 6 to 7 will be described in more detail. A moving linear scanner captures the floor surface. Using this linear scanner, the degree of wear and deterioration of the floor surface is evaluated according to the following relationship. Movement of linear scanner-> Position in image-> Evaluation of floor condition When the linear scanner moves, it is necessary to accurately grasp the position of the linear scanner. Therefore, a mark for calibrating the start position is attached to a part of the room, and this mark is confirmed when the moving vehicle starts traveling. The current position of the moving vehicle is obtained by integrating the rotation amount of the wheel and the rotation angle of the steering wheel. With this, the position of the vehicle is constantly calculated. An image is taken while moving, and a still image is taken by a sample (depending on the moving speed and the required resolution) at regular time intervals and registered in the hard disk for each position coordinate of the vehicle, or directly transferred to the FPC by radio waves. The FPC processes the information received by radio waves or the information stored in the hard disk. First, after confirming that the whole shooting is completed, the respective still images are arranged on the position coordinates, and as shown in FIG. 4, the overlapping portions are removed and the whole becomes one piece of video data. To process. Information on the floor surface of the target room is extracted from the CAD data, divided into grids of floor material size, and this is overlaid on the video data to determine the state X (k) of each floor material k.
Correspond to. Next, the state X of each floor material k is calculated. First, the brightness information Y is obtained from the data of the three primary colors R, G, B of the pixel of the video data. Alternatively, from the beginning, the scanner should capture the brightness as black and white gray data only. The conversion method from the data of the three primary colors of red, green, and blue to the lightness Y is performed as follows. Y = 299 * R + 587 * G + 114 * B Next, the value of Y is examined over the entire area of one flooring material, and a brightness histogram is created. The histogram is
The brightness is divided into several stages to represent the frequency with which the Y value of each pixel occurs in each division. First, a brightness histogram is created using the obtained image as brightness information.
As shown in FIG. 5, the image histogram shows the brightness Y of each pixel of the image on the horizontal axis and the frequency of appearance on the vertical axis.
In the illustrated example, the horizontal axis represents the luminance Y in 256 levels, and the vertical axis represents the frequency of occurrence of pixels having the luminance Y. In order to simplify information processing, it is convenient to divide the horizontal axis into 10 to 20 stages and express them collectively as shown in FIG. Since the image histogram can simply express the characteristics of the image, the present invention can be effectively utilized in various ways. By comparing the image histograms (H) of the same floor material at appropriate intervals, it is possible to evaluate the degree of deterioration or wear of the floor material. Since the brightness generally decreases as the deterioration progresses, the frequency of occurrence of a section near the origin (from the left) in the horizontal axis direction increases. For flooring, there are patterns with colors and patterns for design reasons.
Even in such a case, if the change amount of the video data is taken out and the histogram is taken, the information of the color and the pattern which is initially contained disappears as the change amount and can be treated in the same manner. Further, depending on the conditions, it may be possible that stains having a light color tone are generated on a dark floor material. For example, when milk is spilled on a black floor material. In this case, the degree of wear on the dark color side is low. If the brightness of the floor material is known in advance, the bright side and the dark side of the histogram in the following description can be understood in reverse, so a detailed description will be omitted. H (t, k, n) = H (t, y1, y2, y3, ... y
N, k) H (t, k, n): Image histogram of floor material k at time t yn: Frequency of lightness of the nth section (n = 1, 2, ... N) Change of histogram H at time t, t + 1 Is as follows. ΔH (t, k, n) = H (t + 1, k, n) −H (t,
k, n) Actually, the value of each section is obtained by subtraction. H indicates the state of the floor material. It is considered that the degree of deterioration or wear appears in the change of the histogram H of the brightness information. The larger the value of ΔH, the larger the load is expressed. The flooring material k placed at the position i receives a load of ΔH. Since the floor material k is reused and the position i changes, it is necessary to remember that the floor material k was at the position i at the time T. s (T, k) = it-1 <T <= t H (t, k, n) indicating the state of the flooring material k is a matrix having only the number of histogram divisions n, and is not a scalar quantity.
It is not suitable for simply comparing and evaluating the degree of deterioration and wear of floor materials. Therefore, the following indicators are created. The difference from the histogram at t = 0 is squared and evaluated for each section n: division number = 1, 2, 3, 4, ... N X (t, k) is a scalar quantity, and if 0, the degree of deterioration (wear degree) is the most severe, and if large, the degree of deterioration (wear degree) ) Becomes smaller. Further, it is conceivable that the degree of soiling will not be uniformly reduced by cleaning or repairing the floor material, but that the state of being reduced to a certain point will be recovered. In such a case, the state at that time is regarded as the initial state. Specifically, H (t, k,
n) may be reset as an initial value. Now, if X (t, k) indicating the state of the floor material k becomes smaller than a certain level, it is judged that the degree of the wear exceeds the limit,
Stop using the floor material, take it back to the factory, and put it in the recycling process. Calculate which flooring will be placed in the empty space created here. There are various possible methods for this calculation, but one example is to minimize the cost of replacing floor materials and the number of floor materials actually replaced. Removal of flooring material with severe wear Removal of flooring material with severe wear is replaced when the level falls below a specified level E (for example, 10-15 as an index). Therefore, the position j where X (t, k) <= E is found. The flooring material at the position j that satisfies this condition is removed, returned to the factory, and placed in the recycling process. A floor material in another position or a new input floor material is applied to the vacant position j. The method of ascertaining which flooring to apply is important. Evaluation function for floor material replacement Since many combinations are required to replace floor materials, an evaluation function is used to make the plan quantitative. The floor material m to be applied is either new (x = 100 highest level) or the floor material already used. The cost evaluation function C of the construction required to apply this floor material can be expressed in various ways, and the following examples can be considered. (1) Floor material replacement distance cost Cost function C is distance d to floor material m at position j
Expressed as (j, m). The cost will be reduced if floor materials that are as close as possible are applied. Since the new floor material is brought in from a distance, the distance cost becomes large. In this case, as an example of the solution that minimizes C, the new floor material is replaced with the level E floor material near the doorway, and the level E floor material in the back is relatively close to the surrounding area. Replaced with undamaged flooring. (2) The prediction calculation is performed on the assumption that the floor material k is at the position i by the time (t + 1) when the fixed period of the next exchange floor material elapses and that the same load as this time will occur. x (t + 1, k) = 2 * x (t, k) -x (t-1,
i) With this, the state of the floor material k is calculated. The number of E-level removal floor materials generated at this time is N. If N is large, the cost increases accordingly, so this is added to the cost function. At this time, the load x (t, i) -x (t-1,
Since i) can fluctuate significantly due to a temporary decrease, the load for a certain period (eg t-3 as t,
It is also effective to use a moving average of (t-2, t-1, t). (3) Avoid concentration of severely deteriorated parts If the severely deteriorated flooring is concentrated only on a part, the impression is deteriorated both visually and psychologically. Therefore, the degree of deterioration should not be concentrated in advance. The whole is divided into several zones p (p = 1, 2, 3 ...), the average value Xp of the respective wear states is calculated, and the variance from the average X of the whole wear states is evaluated. That is, the overall average X is as follows. The average Xp of the floor material included in the zone p is as follows. Xp = Σx (t + 1, i) / Mz (Mz is a set of positions i belonging to the zone p) (Calculate for i belonging to P) How much the zone p deviates from the whole can be expressed by Jp. Since Jp represents the degree of deviation from the whole, it is considered that if Jp is large, the deteriorated portion is not averaged and the whole becomes uneven and the cost is high. Jp
Let J be the sum of all p. The cost evaluation function I generated in the above process is synthesized as follows. The combination that minimizes this cost evaluation function is calculated. I = C + w 1 xN + w 2 xJ-> Minimization
(W 1 and w 2 are weighting factors) There are various calculation methods, but the simplest method is to enumerate all combinations and calculate I, and take out the case where I becomes the smallest. Thereby, the relocation plan of each floor material can be determined. This layout recalculation is a kind of optimization problem, and mathematical methods such as dynamic programming, integer programming, and branch-and-bound combinatorial calculation can be applied. FIG. 8 shows a brief flow chart of the above process. Now, finally, floor material relocation calculation is executed by communicating with a computer in an FPC (Floor Planning Center). The calculation result is displayed on the CAD drawing in the FPC database so that the design can be examined. Check whether the calculation results of the cost function meet the conditions of flooring layout design. If they do not match, the above calculation is performed under the design constraint conditions to find the solution.

【発明の効果】この発明によれば、店舗やオフイスにお
いて、電子カメラあるいは電子スキャナーにより床材の
画像情報を取り込み、床材の劣化の度合いや損耗度を推
定し、この床材の状態のデータをFPCのコンピュータ
の記憶装置に格納しておき、店舗またはオフイスにおけ
る床材の配置データと照らし合わせて、床材の更新、再
配置、除去、リサイクルを行うことができる。そのた
め、床材の管理をサービスとして販売することができ、
資源の効率的利用に寄与し、床材の利用者は常に清潔で
高水準のサービスを受けることができる.
According to the present invention, in a store or office, image information of a floor material is captured by an electronic camera or an electronic scanner to estimate the degree of deterioration or the degree of wear of the floor material, and the data of the state of the floor material is acquired. Can be stored in the storage device of the computer of the FPC, and the floor material can be updated, rearranged, removed, or recycled by collating with the floor material layout data in the store or office. Therefore, floor material management can be sold as a service,
It contributes to the efficient use of resources and ensures that flooring users always receive a clean and high standard of service.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による床材劣化度観測ロボットの一例を
示す。
FIG. 1 shows an example of a floor material deterioration degree observing robot according to the present invention.

【図2】図1のロボットのシステムの一例を示す。2 shows an example of a system of the robot of FIG.

【図3】図1のロボットのシステムにおけるスタート較
正の一例を示す。
3 shows an example of start calibration in the system of the robot of FIG.

【図4】図1のロボットのシステムによる映像データの
合成の一例を示す。
4 shows an example of synthesizing video data by the system of the robot of FIG.

【図5】イメージデータのヒストグラムの一例を示す。FIG. 5 shows an example of a histogram of image data.

【図6】本発明による移動スキャナー型式の車両の一例
を示す。
FIG. 6 shows an example of a mobile scanner type vehicle according to the invention.

【図7】図1の車両の平面図。FIG. 7 is a plan view of the vehicle shown in FIG.

【図8】本発明による電子カメラ型式の床材管理システ
ムのフローチャートの一例を示す。
FIG. 8 shows an example of a flowchart of an electronic camera type flooring management system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車両 2 床面 3 電子カメラ 4 ディスプレイ 5 バッテリー 6 車輪 7 コントローラ 8 回転センサー 9 モータ 10 ハードディスク 61 線状レンズ 62 線状光源 63 モータ 65 ラインセンサー 1 vehicle 2 floor 3 electronic cameras 4 display 5 battery 6 wheels 7 controller 8 rotation sensor 9 motors 10 hard disk 61 linear lens 62 linear light source 63 motor 65 line sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // G01B 21/00 G01B 21/00 D (72)発明者 八木岡 穂積 東京都千代田九段北3丁目2番5号 東伸 24九段ビル6F 株式会社アイ・エル・シ ー内 (72)発明者 大江 匡昭 東京都千代田区岩本町3丁目11番13号 株 式会社タジマ内 (72)発明者 槌屋 治紀 東京都中央区東日本橋2−1−6 株式会 社システム技術研究所内 Fターム(参考) 2F069 AA03 BB40 GG04 HH30 NN06 NN25 2G051 AA90 AB02 AB07 AC15 AC16 AC19 AC21 BA05 BA06 BA20 BB09 CA03 CA04 EA14 EA16 EA17 EC02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // G01B 21/00 G01B 21/00 D (72) Inventor Hozumi Yagioka Hozumi Yagioka Tokyo 3rd 2nd, Chidanda, Tokyo No. 5 Toshin 24 Kudan Bldg. 6F In-house Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Oe 3-11-13 Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo Tajima in stock company (72) Inventor Haruki Masakiya 2-1-6 Higashi-Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo F-term in Institute for System Technology (Reference) 2F069 AA03 BB40 GG04 HH30 NN06 NN25 2G051 AA90 AB02 AB07 AC15 AC16 AC19 AC21 BA05 BA06 BA20 BB09 CA03 CA04 EA14 EA16 EA17 EC02

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 床面の映像をとるための電子カメラ又は
電子スキャナーを車両に設け、映像をとった車両位置の
情報を入手する車両位置入手手段を設け、映像と車両位
置情報とを関連づけて、床面に設置された多数の床材の
劣化度合を観測することを特徴とする床材劣化度観測ロ
ボット。
1. An electronic camera or an electronic scanner for taking an image of a floor surface is provided in a vehicle, and a vehicle position obtaining means for obtaining information of the vehicle position where the image is taken is provided, and the image and the vehicle position information are associated with each other. , A floor material deterioration degree observation robot characterized by observing the degree of deterioration of a large number of floor materials installed on the floor surface.
【請求項2】 請求項1に記載の床材劣化度観測ロボッ
トにより得られた床材劣化度をコンピュータの記憶装置
に格納し、床材の配置データと照らし合わせて床材を管
理することを特徴とする床材管理システム。
2. The floor material deterioration degree obtained by the floor material deterioration degree observation robot according to claim 1 is stored in a storage device of a computer, and the floor material is managed by comparing it with the floor material arrangement data. A characteristic floor material management system.
JP2001184338A 2001-06-19 2001-06-19 Robot for observing floor material degradation degree and system for managing floor material by the same Pending JP2003004642A (en)

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