JP2015115648A - Radio wave propagation environment evaluation system and radio wave propagation environment evaluation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電波伝搬シミュレーションを行うことにより、ロボットの走行路に関する電波状況を解析する電波伝搬環境評価システムや電波伝搬環境評価方法に関する。 The present invention relates to a radio wave propagation environment evaluation system and a radio wave propagation environment evaluation method for analyzing a radio wave situation related to a traveling path of a robot by performing a radio wave propagation simulation.
地下街での化学兵器テロ、石油化学コンビナートや原子力発電所での大規模災害が発生した場合など、人が立ち入って作業ができない場所において、建物内の状況を確認するために、温度や放射線量、周囲映像などを取得するロボットのニーズが高まっている。このロボットの操作とロボットが収集したデータの伝送には、無線通信が用いられる。 In order to check the situation inside the building in places where people can not work, such as chemical weapon terrorism in underground shopping centers, petrochemical complexes and large-scale disasters at nuclear power plants, temperature, radiation dose, There is a growing need for robots that capture surrounding images. Wireless communication is used for operation of the robot and transmission of data collected by the robot.
ロボットの投入対象の場所(プラント、工場、発電所、地下街等)は、災害発生時に人が活動できない限られた場所となり、立入禁止区域や管理区域が設けられる。これらの場所は、災害が発生した場合の危険性が高いために、災害発生を予想した訓練が行われる。このとき、事前に屋内調査を行って、建物図による電波伝搬シミュレーションを行い、ロボットの走行路や電波伝搬環境の解析を行うことが可能である。 The places where robots are thrown in (plants, factories, power plants, underground malls, etc.) are limited places where humans cannot act in the event of a disaster, and there are restricted areas and management areas. Since these places have a high risk in the event of a disaster, training for predicting the occurrence of a disaster is performed. At this time, it is possible to conduct an indoor survey in advance, perform a radio wave propagation simulation using a building diagram, and analyze a robot's travel path and radio wave propagation environment.
下記の特許文献1(特開2012−173051号公報)には、「屋内エリアの地図データを作成し、作成した地図データに基づいて管理者により指定された経路を自律的に移動しながら電波環境データを測定する」ことが記載されている。
また、下記の特許文献2(特開2005−72654号公報)には、「移動体を使用して作成した三次元モデルを用いて電波伝搬シミュレーションを行う電波伝搬シミュレーション装置」が記載されている。
The following Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-173051) states that “a radio wave environment is created while autonomously moving a route designated by an administrator based on created map data of an indoor area. “Measure data”.
Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-72654) below describes “a radio wave propagation simulation apparatus that performs a radio wave propagation simulation using a three-dimensional model created using a moving object”.
災害発生時の建屋内部においては、倒壊した壁などの構造物や器物その他瓦礫による障害物の影響で、ロボットの走行路だけでなく電波伝搬の環境が異なることがある。また、事前調査後に建物の改修が行われて、ロボットの走行路や電波伝搬の環境が異なることがある。ロボットの走行については、カメラ映像とレーザスキャン結果をモニタに表示することにより、走行路を直接確認することができるので、ロボットの操縦は可能である。しかしながら、電波伝搬の環境については、事前調査では無線通信が可能だった場所が、災害発生や前述の原因によって無線通信が困難な場所に変わってしまい、通信が途絶して操作が不能となることがある。 In a building at the time of a disaster, the environment for radio wave propagation as well as the robot's travel path may differ due to the effects of obstacles such as collapsed walls and other structures, equipment, and debris. In addition, the building may be renovated after a preliminary survey, and the robot's travel path and radio wave propagation environment may be different. Regarding the traveling of the robot, it is possible to directly check the traveling path by displaying the camera image and the laser scan result on the monitor, so that the robot can be operated. However, with regard to the environment for radio wave propagation, the location where wireless communication was possible in the preliminary survey will be changed to a location where wireless communication is difficult due to the occurrence of a disaster or the reasons mentioned above, and communication will be interrupted and operation becomes impossible. There is.
本発明の目的は、電波伝搬の環境が不明な場所においても、ロボットの無線通信が途絶することを防止できる技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the wireless communication of a robot from being interrupted even in a place where the environment of radio wave propagation is unknown.
上記課題を解決するための、本願発明の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
移動可能なロボットと、前記ロボットと無線通信可能な操作演算装置とを備える電波伝搬環境評価システムであって、
前記ロボットは、当該ロボットの周囲の3次元データを取得するための距離計測器と、前記3次元データを前記操作演算装置へ送信し、前記操作演算装置で受け付けた操作者からの操作指示を受信するロボット無線通信部と、前記操作指示に基づき当該ロボットを移動させる走行部と、を備え、
前記操作演算装置は、前記操作指示を受け付ける操作入力部と、前記操作指示を前記ロボットへ送信し、前記3次元データを前記ロボットから受信する操作演算装置無線通信部と、前記ロボットの第1の位置において取得された前記3次元データに基づき、前記ロボット周囲の立体構造を示す3次元構造図を作成する3次元構造図作成部と、前記3次元構造図を用いて前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションを行う電波伝搬解析部と、を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価システム。
A typical configuration of the present invention for solving the above problems is as follows. That is,
A radio wave propagation environment evaluation system comprising a movable robot and an operation arithmetic device capable of wireless communication with the robot,
The robot transmits a distance measuring device for obtaining three-dimensional data around the robot, and transmits the three-dimensional data to the operation calculation device, and receives an operation instruction from an operator received by the operation calculation device. A robot wireless communication unit, and a traveling unit that moves the robot based on the operation instruction,
The operation calculation device includes an operation input unit that receives the operation instruction, an operation calculation device wireless communication unit that transmits the operation instruction to the robot and receives the three-dimensional data from the robot, and a first of the robot A three-dimensional structure diagram creating unit for creating a three-dimensional structure diagram showing a three-dimensional structure around the robot based on the three-dimensional data acquired at the position; and a first position of the robot using the three-dimensional structure diagram A radio wave propagation environment evaluation system, comprising: a radio wave propagation analysis unit that performs radio wave propagation simulation in Japan.
また、本願発明の代表的な他の構成は、次のとおりである。すなわち、
移動可能なロボットと、前記ロボットと無線通信可能な操作装置とを備える電波伝搬環境評価システムであって、
前記操作装置は、操作者からの操作指示を受け付ける操作入力部と、前記操作指示を前記ロボットへ送信する操作装置無線通信部と、を備え
前記ロボットは、前記操作装置から送信された前記操作指示を受信するロボット無線通信部と、当該ロボットの周囲の3次元データを取得するための距離計測器と、前記操作指示に基づき当該ロボットを移動させる走行部と、前記ロボットの第1の位置において取得された3次元データに基づき、前記ロボット周囲の立体構造を示す3次元構造図を作成する3次元構造図作成部と、前記作成された3次元構造図を用いて前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションを行う電波伝搬解析部と、を備え、
ることを特徴とする電波伝搬環境評価システム。
Other typical configurations of the present invention are as follows. That is,
A radio wave propagation environment evaluation system comprising a movable robot and an operation device capable of wireless communication with the robot,
The operation device includes an operation input unit that receives an operation instruction from an operator, and an operation device wireless communication unit that transmits the operation instruction to the robot. The robot transmits the operation instruction transmitted from the operation device. Is acquired at a first position of the robot, a distance measuring device for acquiring three-dimensional data around the robot, a traveling unit that moves the robot based on the operation instruction, A three-dimensional structure diagram creating unit for creating a three-dimensional structure diagram showing a three-dimensional structure around the robot based on the three-dimensional data, and a first position of the robot using the created three-dimensional structure diagram A radio wave propagation analysis unit for performing radio wave propagation simulation,
A radio wave propagation environment evaluation system.
また、本願発明の代表的な他の構成は、次のとおりである。すなわち、
ロボットの第1の位置において、当該ロボットの周囲の3次元データを取得する3次元データ取得ステップと、
前記取得された3次元データに基づき、前記ロボット周囲の立体構造を示す3次元構造図を作成する3次元構造図作成ステップと、
前記作成された3次元構造図を用いて、前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションを行う電波伝搬シミュレーションステップと、
を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価方法。
Other typical configurations of the present invention are as follows. That is,
A three-dimensional data acquisition step of acquiring three-dimensional data around the robot at a first position of the robot;
A three-dimensional structure diagram creating step for creating a three-dimensional structure diagram showing a three-dimensional structure around the robot based on the acquired three-dimensional data;
A radio wave propagation simulation step of performing a radio wave propagation simulation at the first position of the robot using the created three-dimensional structure diagram;
A radio wave propagation environment evaluation method comprising:
上記構成によれば、電波伝搬の環境が不明な場所においても、ロボットの無線通信が途絶することを防止することができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the wireless communication of the robot from being interrupted even in a place where the radio wave propagation environment is unknown.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの構成図である。
図1に示すように、第1実施形態の電波伝搬環境評価システムは、例えば災害対策用の移動可能なロボット10と、ロボット10を操作員が操作するための操作卓20とを含むように構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the radio wave propagation environment evaluation system of the first embodiment is configured to include, for example, a
ロボット10は、レーザスキャナ14と、カメラ15と、センサ16と、走行部17と、ロボット10を制御する制御部11と、各種データを記憶する記憶部12と、無線通信部13とを備える。
The
レーザスキャナ14は、ロボット10の周囲の物体との距離を計測し、ロボット10の周囲の3次元データを取得するための距離計測器である。カメラ15は、ロボット10の周囲を撮像するための撮像部である。センサ16は、ロボット10の周囲の温度や湿度や放射能や、当該ロボット10自身の状態を検知するための検知器である。レーザスキャナ14と、カメラ15と、センサ16は、それぞれ、1つ又は複数設けられる。走行部17は、ロボット10を移動(走行等)させる移動手段である。
The
記憶部12は、レーザスキャナ14で計測した計測データ(3次元データ)や、カメラ15で撮像したカメラ画像データや、センサ16で検知した検知データや、走行部17の走行履歴データ等を記憶する。
The storage unit 12 stores measurement data (three-dimensional data) measured by the
無線通信部13は、ロボット10と操作卓20との間で、アンテナ13aを介して無線通信を行う。例えば、無線通信部13は、レーザスキャナ14で取得した3次元データを、操作卓20へ送信し、操作卓20で受け付けた操作者からの指示である操作指示を、操作卓20から受信する。ロボット10から操作卓20へ送信される通信情報には、送信元を示すロボット10の識別情報と、送信先(宛先)を示す操作卓20の識別情報とが含まれる。
The
制御部11は、操作卓20からの指示に基づき、レーザスキャナ14とカメラ15とセンサ16の向き等を制御する。また、制御部11は、操作卓20からの指示に基づき、ロボット10の走行状態と停止状態や、走行速度や、走行方向を、走行部17を介して制御する。また、制御部11は、操作卓20からの指示に基づき、当該ロボット10周囲の3次元データをレーザスキャナ14で計測し、計測データ(3次元データ)を、記憶部12に記憶させる。また、制御部11は、レーザスキャナ14で計測した計測データや、カメラ15で撮像したカメラ画像データや、センサ16で検知した検知データや、走行部17の走行データ等を、操作卓20との間で無線通信するように、無線通信部13とアンテナ13aを制御する。
The
操作卓20は、操作卓20を制御する制御部21と、各種データを記憶する記憶部22と、ロボット10と操作卓20との間で、アンテナ23aを介して無線通信を行う無線通信部23と、各種データを表示する表示部24と、操作者からの操作指示を受け付ける操作入力部25と、電波伝搬解析部26と、3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)27とを備える。
The
無線通信部23は、例えば、上記3次元データをロボット10から受信し、操作入力部25で受け付けた操作者からの操作指示を、ロボット10へ送信する。このように、操作卓20は、操作装置(操作入力部25)と、演算装置(電波伝搬解析部26と3次元モデル作成部27)とを含む。
For example, the
3次元モデル作成部27は、ロボット10のレーザスキャナ14で計測された3次元データに基づき、ロボット10の周囲における建屋内の立体構造を示す3次元モデルを作成する。そして、3次元モデル作成部27は、該作成された3次元モデルと、事前調査等により入手した元々の建屋内に関する3次元の構造図である元構造図とに基づき、建屋内に関する3次元の修正構造図を作成し、作成した修正構造図を後述の建屋内図面格納部22aに記憶させる。この3次元の修正構造図(3次元構造図)は、ロボット10周囲の立体構造を示す図である。このように、3次元モデル作成部27は、3次元構造図作成部である。
The three-dimensional
電波伝搬解析部26は、操作入力部25を介して操作者からの指示を受けると、該操作者からの指示に基づき、仮想の電波発射源の位置を設定し、3次元モデル作成部27で作成した修正構造図を用いて、建屋内におけるロボット10の周囲の電波伝搬シミュレーションを行い、電波伝搬状態を把握し解析する。具体的には、3次元の修正構造図において、電波の強い場所や弱い場所を特定する。そして、電波伝搬解析部26は、電波伝搬シミュレーションの結果、つまり、3次元構造図において電波の強い場所や弱い場所を特定した電波伝搬解析結果を、後述の電波伝搬解析結果格納部22bに記憶させる。
Upon receiving an instruction from the operator via the
記憶部22は、建屋内図面格納部22aと、電波伝搬解析結果格納部22bと、レーザスキャンデータ格納部22cと、カメラ画像データ格納部22dとを備える。
建屋内図面格納部22aは、事前調査等により入手した3次元の元構造図と、元構造図を修正した修正構造図とを記憶する。この修正構造図は、上述したように、3次元モデル作成部27で作成された3次元モデルと、元構造図とに基づき、3次元モデル作成部27で作成される。
The storage unit 22 includes a building
The building
電波伝搬解析結果格納部22bは、電波伝搬解析部26で電波伝搬シミュレーションされた結果である電波伝搬解析結果を記憶する。
レーザスキャンデータ格納部22cは、ロボット10のレーザスキャナ14で計測され、ロボット10から送信された計測データ(3次元データ)を記憶する。
カメラ画像データ格納部22dは、ロボット10のカメラ15で撮像され、ロボット10から送信されたカメラ画像データを記憶する。
The radio wave propagation analysis
The laser scan
The camera image
建屋内図面格納部22aと、電波伝搬解析結果格納部22bと、レーザスキャンデータ格納部22cと、カメラ画像データ格納部22dとに記憶されたデータは、操作入力部25に入力された操作者からの指示に基づき、表示部24に表示される。
Data stored in the building
制御部21は、操作入力部25を介した操作者からの3次元構造図作成指示に基づき、ロボット10へ3次元データ取得を指示する3次元データ取得指示を、無線通信部23を介して、ロボット10へ送信する。そして、ロボット10から3次元データを受信すると、3次元モデル作成部27に対し、受信した3次元データに基づく3次元モデルを作成させ、該作成させた3次元モデルと元構造図とに基づき、元構造図を修正した3次元構造図を作成させる。
The
また、制御部21は、操作入力部25を介した操作者からの電波伝搬シミュレーション実行指示に基づき、電波伝搬解析部26に対し、仮想の電波発射源を設定させ、3次元構造図を用いた電波伝搬シミュレーションを実行させる。
あるいは、制御部21は、操作入力部25を介した操作者からの電波伝搬シミュレーション実行指示に基づき、3次元データ取得指示をロボット10へ送信させ、ロボット10から受信した3次元データに基づき3次元構造図を作成させ、3次元構造図を用いた電波伝搬シミュレーションを実行させる。
Further, the
Alternatively, the
また、制御部21は、操作入力部25を介した操作者からの指示に基づき、ロボット10に対する指示であるロボット指示情報を、ロボット10に対して無線送信するように、無線通信部23とアンテナ23aを制御する。ロボット指示情報には、送信元を示す操作卓20の識別情報と、送信先(宛先)を示すロボット10の識別情報とが含まれる。
Further, the
また、ロボット指示情報には、レーザスキャナ14とカメラ15とセンサ16の向き等を制御する指示と、ロボット10の走行状態と停止状態や、走行速度や、走行方向を制御する移動指示と、レーザスキャナ14で計測した計測データや、カメラ15で撮像したカメラ画像データや、センサ16で検知した検知データや、走行部17の走行データ等を操作卓20へ送信させる指示と、ロボット10へ3次元データ取得を指示する3次元データ取得指示等が含まれる。
The robot instruction information includes instructions for controlling the orientations of the
図2は、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する図である。
図2Aは、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する第1の図であり、災害発生前の建屋の平面図を示している。事前調査や訓練により、災害発生前の建屋図面である3次元の建屋内構造図(元構造図)は入手済みである。図2Aは、元構造図を上から見た平面図である。災害発生前の建屋内の電波伝搬シミュレーションは、操作卓20を仮想の電波発射源として行われて完了しており、災害発生前の電波伝搬解析結果は、操作卓20の電波伝搬解析結果格納部22bに保存されている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment.
FIG. 2A is a first diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment, and shows a plan view of a building before a disaster occurs. As a result of prior surveys and training, the 3D building structure diagram (original structure diagram), which is the building drawing before the disaster, has been obtained. FIG. 2A is a plan view of the original structural view as seen from above. The radio wave propagation simulation in the building before the occurrence of the disaster has been completed using the
図2Aにおいて、81〜86は、コンクリート等で構成され、電波を透過せず反射する構造物である。87wは、コンクリート等で構成され、電波を透過せず反射する壁である。81〜86と87w以外の部分は、ロボット10が移動可能な通路である。操作卓20のアンテナ23aは、ロボット10が移動可能な通路を見通せる位置に配置されている。
In FIG. 2A,
図2Aの例では、地点201の位置にあるロボット10を、操作卓20から操作して、地点202へ移動させる。事前調査により、ロボット10を走行させるべき走行路は明確であり、操作卓20を電波発射源として行った電波伝搬シミュレーションの電波伝搬解析結果では、ロボット10の走行路上の電波伝搬経路302と移動先の地点202方向の電波伝搬経路301に関する電波伝搬環境は良好である。したがって、操作者は、ロボット10のカメラ画像を操作卓20の表示部24で見ながら、ロボット10を操作し、地点201から地点202へ移動させることを容易に行うことができる。
なお、電波伝搬シミュレーションにおける電波発射源とは、仮想的な電波発射源、つまり、その電波発射源の位置から電波を発射したと仮定した場合の位置である。
In the example of FIG. 2A, the
The radio wave emission source in the radio wave propagation simulation is a virtual radio wave emission source, that is, a position on the assumption that radio waves are emitted from the position of the radio wave emission source.
図2Bは、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する第2の図であり、災害発生時の建屋の平面図を示している。図2Bの例では、建物内部が破壊や崩落により、瓦礫91が通路の一部を塞いでいる状態を示す。位置201のロボット10は、カメラ画像により瓦礫91を視覚的に検知することや、レーザスキャナ14により瓦礫91との間の距離や瓦礫91の大きさを計測することが可能である。操作卓20とロボット10の間の無線通信が保たれていれば、操作者は操作卓20に表示されたカメラ画像やレーザスキャナ14のデータを監視しながら、ロボット10を位置201から位置202へ移動させることは可能である。しかし、事前に調査した電波伝搬経路301が瓦礫91によって遮断され、移動予定先の地点202が、電波強度が低下し通信不可能な電波不感領域211に変化していた場合、従来技術では、ロボットの操作卓には、ロボットの現在の受信強度しか表示されないため、ロボットが走行中に突然、不感領域211に突入してしまうと通信が切れて操作が不能となる。
FIG. 2B is a second diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment, and shows a plan view of the building at the time of disaster occurrence. In the example of FIG. 2B, a state in which the
図2Cは、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する第3の図であり、災害発生時において、障害物である瓦礫91の手前の地点201で、地点201の周囲についての3次元の修正構造図を作成する例である。
FIG. 2C is a third diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment. At the time of occurrence of a disaster, a
ロボット10は、操作卓20からの指示に基づき、地点201において、地点201の周囲360度に関する3次元データ201dを、レーザスキャナ14により取得し、操作卓20へ無線伝送する。操作卓20は、ロボット10から3次元データ201dを受信すると、該受信した3次元データ201dに基づき、3次元モデル作成部27で、3次元モデルを作成する。なお、ロボット10は、カメラ15を用いて、又は、レーザスキャナ14とカメラ15を併用して、3次元データ201dを取得するようにしてもよい。
Based on an instruction from the
なお、3次元モデル作成時において、3次元モデル作成部27は、地点201から前述の図2Aの瓦礫91により影となる部分である影部91sを、コンクリート等の電波不透過壁が続いているものと見なす。
At the time of creating the three-dimensional model, the three-dimensional
そして、3次元モデル作成部27は、作成した3次元モデルと、建屋内図面格納部22aに記憶していた3次元の元構造図(障害発生前の元々の建屋内の構造図)とに基づき、元構造図を修正した第1の3次元構造図を作成し、該第1の3次元構造図を、建屋内図面格納部22aに記憶させる。
Then, the three-dimensional
図2Dは、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する第4の図であり、災害発生時において、地点201において(つまり、地点201を仮想の電波発射源として)ロボット10の進行方向へ範囲を限定して、操作卓20からの指示により電波伝搬シミュレーションを行う例である。
FIG. 2D is a fourth diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment. At the time of a disaster, the
電波伝搬シミュレーションは、レイトレーシングやレイラウンチング等の光線追跡方法や、FDTD法(Finite-difference time-domain method:時間領域差分法)等の電磁界解析方法などが知られている。本実施形態の電波伝搬シミュレーションは、特定の方法に限定されるものではない。 Known radio wave propagation simulations include ray tracing methods such as ray tracing and ray launching, and electromagnetic field analysis methods such as the FDTD method (Finite-difference time-domain method). The radio wave propagation simulation of the present embodiment is not limited to a specific method.
図2Dの例では、図2Cで作成した第1の3次元構造図を建屋内図面格納部22aから読み出し、該読み出した第1の3次元構造図を用い、地点201を仮想の電波発射源として、主にロボット10の進行方向の電波伝搬シミュレーションを行い、ロボット10の進行方向の電波伝搬における電波環境を予測する。このように、電波伝搬シミュレーションの範囲である電波伝搬シミュレーション領域92を、地点201におけるロボット10の進行方向に限定することにより、短時間で電波伝搬解析することができる。
In the example of FIG. 2D, the first three-dimensional structure diagram created in FIG. 2C is read from the building
図2Dの例では、電波伝搬シミュレーション領域92は、操作卓20のアンテナ23aと地点201とを結ぶ直線303に対する垂線であって、地点201における垂線より前方(アンテナ23aから地点201を見る方向)の領域である。
In the example of FIG. 2D, the radio wave
こうして、図2Dの例では、地点201における電波伝搬シミュレーションの結果である電波伝搬解析結果において、ロボット10の直進方向の電波伝搬経路303や、電波伝搬経路304、305の電波伝搬環境は、災害発生前の電波伝搬シミュレーションの電波伝搬解析結果と同様に、良好であることが分かる。
In the example of FIG. 2D, in the radio wave propagation analysis result that is the result of the radio wave propagation simulation at the
図2Eは、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する第5の図であり、災害発生時において、前記図2Dの結果を参照した結果、ロボット10が、操作卓20との間の通信可能領域である地点203へ移動した状態である。地点203では、地点201からは瓦礫91の影となり見通せなかった移動予定先の地点202が確認できる。地点203において、ロボット10は、操作卓20からの指示に基づき、地点203の周囲の3次元データ203dを、レーザスキャナ14により取得し、操作卓20へ無線伝送する。
FIG. 2E is a fifth diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment. As a result of referring to the result of FIG. It is the state which moved to the
操作卓20は、ロボット10から3次元データ203dを受信すると、該受信した3次元データ203dに基づき、3次元モデル作成部27で、3次元モデルを作成する。そして、3次元モデル作成部27は、作成した3次元モデルと、建屋内図面格納部22aに記憶していた3次元の元構造図(障害発生前の建屋内の構造図)及び上記第1の3次元構造図とに基づき、第2の3次元構造図を作成し、該第2の3次元構造図を、建屋内図面格納部22aに記憶させる。
Upon receiving the three-
図2Fは、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する第6の図であり、災害発生時において、前述の図2Cと図2Eで作成した3次元構造図を用いて電波伝搬シミュレーションを行った様子を示した図である。 FIG. 2F is a sixth diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the first embodiment. When a disaster occurs, the radio wave propagation is performed using the three-dimensional structure diagram created in FIGS. 2C and 2E described above. It is the figure which showed a mode that the simulation was performed.
このときの電波伝搬シミュレーションにおける仮想の電波発射点源は、地点203に移動する前の地点であって、瓦礫91手前の地点201とする。また、この電波伝搬シミュレーションは、ロボット10の進行方向へ範囲を限定し、例えば、電波伝搬シミュレーション領域92の範囲で実施する。この電波伝搬シミュレーション領域92は、図2Dの例と同様に、操作卓20のアンテナ23aと地点201とを結ぶ直線に対する垂線であって、地点201における垂線より前方(アンテナ23aから地点201を見る方向)の領域である。
A virtual radio wave emission point source in the radio wave propagation simulation at this time is a point before moving to the
この電波伝搬シミュレーションを行うことにより、電波経路307と308と309は、電波環境が良好であるが、電波経路309より奥の地点202の周囲は、電波強度が低下している不感領域211が存在し、ロボット10が進めないことが分かる。
By performing this radio wave propagation simulation, the
以上説明したように、瓦礫91の手前の地点201で取得した3次元データ201dに基づき第1の3次元構造図を作成し(図2C)、第1の3次元構造図を用いて地点201において電波伝搬シミュレーションを行い(図2D)、その電波伝搬シミュレーションの結果に基づき、瓦礫91の先に位置し電波不感領域でない地点203へロボット10を移動させて、地点203で3次元データ203dを取得する(図2E)ようにしたので、瓦礫91の先における第2の3次元構造図を作成することができ、瓦礫91の先の状態を詳しく知ることができる。
As described above, a first three-dimensional structure diagram is created based on the three-
さらに、第2の3次元構造図を用いて、地点201で電波伝搬シミュレーションを行う(図2F)ようにしたので、瓦礫91の先に位置する電波不感領域を詳しく知る、つまり、操作卓20との間で通信可能である通信可能領域を詳しく知ることができる。
Furthermore, since the radio wave propagation simulation is performed at the
次に、電波伝搬環境評価を行うだけでなく、その結果について、操作卓20に表示を行う例を説明する。図3は、第1実施形態における電波伝搬環境評価システムの表示例であり、操作卓20の表示部24の表示画面400を示す一例である。
Next, an example in which not only the radio wave propagation environment evaluation but also the result is displayed on the
図3に示すように、表示画面400には、ロボット10の前方カメラ画像401や、建屋内図面402が同時に表示される。前方カメラ画像401は、カメラ画像データ格納部22dから読み出して表示してもよいし、ロボット10のカメラ15で撮像したカメラ画像を操作卓20で受信し、リアルタイムで表示してもよい。建屋内図面402は、建屋内図面格納部22aから読み出して表示される。
As shown in FIG. 3, a
前述したように、災害発生時において、ロボット10の周囲の3次元モデルを作成し、該作成した3次元モデルと元構造図に基づき、3次元構造図を作成し、該作成した3次元構造図を用い、ロボット10の移動軌跡上に電波発射源を設定して電波伝搬解析を行う。そして、3次元構造図は、建屋内図面格納部22aに格納され、電波伝搬解析結果は、電波伝搬解析結果格納部22bへ格納されている。
As described above, when a disaster occurs, a 3D model around the
図3の例では、操作入力部25を介した操作者からの指示に基づき、カメラ15の画像で撮影したロボット10の前方カメラ画像401上に、ロボット10の進行方向の電波強度である電波強度数値表示403を重ねて表示している。電波強度数値表示403は、電波伝搬解析結果格納部22bから読み出されて表示される。電波強度数値表示403は、電波強度凡例404に示すように、数字が大きいほど受信電界強度が強い。前方カメラ画像401において、82w1と82w2は、図2Eに示すように、構造物82の壁であり、87wは、建屋の壁である。
In the example of FIG. 3, on the
また、災害発生後に作成した3次元構造図の平面図である建屋内図面402上に、ロボット10の現在位置203を重ねて表示している。建屋内図面402は、建屋内図面格納部22aから読み出されて表示される。
In addition, the
このように、ロボット10の進行方向のカメラ画像上に、電波伝搬解析結果を重ねて表示することにより、ロボット10の進行方向の電波環境を、操作者が視覚的に予測することが容易になり、ロボット10が電波環境の悪い領域に侵入することを防止できる。
また、同時に、障害物91の位置と大きさが表示された建屋内図面402上に、ロボット10の現在位置を表示することにより、操作者がロボット10の現在位置を把握することが容易になり、ロボット10が電波環境の悪い領域に侵入することを更に防止できる。
こうして、操作者は、建屋内図面402によりロボット10の現在位置を確認しつつ、前方カメラ画像401によりロボット10の進行方向の障害物の状況と電波伝搬環境とを監視して、ロボット10の走行を制御することができる。
In this way, by displaying the radio wave propagation analysis result superimposed on the camera image in the traveling direction of the
At the same time, by displaying the current position of the
In this way, the operator confirms the current position of the
第1実施形態によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。
(A1)ロボットの移動先において、ロボット自身の取得データ(3次元データ)に基づきロボット周囲の3次元構造図を作成し、その3次元構造図を用いて、ロボットの移動先における電波伝搬シミュレーションを行うように構成したので、電波伝搬環境を調べながらロボットを移動させることができる。したがって、ロボットが電波環境の悪い領域に侵入することを防止できる。
(A2)障害物(例えば瓦礫)の手前の第1の地点で第1の3次元構造図を作成し、第1の3次元構造図を用いて第1の電波伝搬シミュレーションを行い、第1の電波伝搬シミュレーションの結果に基づき、障害物の先の位置であって通信可能領域である第2の地点へロボットを移動させ、第2の地点で第2の3次元構造図を作成するようにしたので、障害物の先の状態を詳しく知ることができる。
(A3)さらに、第2の3次元構造図を用いて、第1の地点で電波伝搬シミュレーションを行うようにしたので、障害物の先に位置する電波不感領域を詳しく知る、つまり、操作卓との間で通信可能となる通信可能領域を詳しく知ることができる。
(A4)ロボットの進行方向のカメラ画像上に、電波伝搬解析結果を重ねて表示するように構成したので、ロボットの進行方向の電波環境を、操作者が視覚的に予測することが容易になり、ロボットが電波環境の悪い領域に侵入することを防止できる。
(A5)ロボットの進行方向のカメラ画像上に、電波伝搬解析結果を重ねて表示するとともに、建屋内図面上に、ロボットの現在位置を表示するように構成したので、操作者がロボットの現在位置を把握することが容易になり、ロボットが電波環境の悪い領域に侵入することを更に防止できる。
(A6)電波伝搬シミュレーション領域を、ロボットの進行方向に限定するように構成したので、短時間で電波伝搬解析することができる。
According to the first embodiment, at least the following effects can be obtained.
(A1) At the destination of the robot, a three-dimensional structure diagram around the robot is created based on the acquired data (three-dimensional data) of the robot itself, and a radio wave propagation simulation at the destination of the robot is performed using the three-dimensional structure diagram. Since it comprised so that it might perform, a robot can be moved, investigating the electromagnetic wave propagation environment. Therefore, the robot can be prevented from entering an area where the radio wave environment is bad.
(A2) A first three-dimensional structure diagram is created at a first point in front of an obstacle (for example, debris), and a first radio wave propagation simulation is performed using the first three-dimensional structure diagram. Based on the result of the radio wave propagation simulation, the robot is moved to the second point that is the position where the obstacle is ahead and can be communicated, and the second three-dimensional structure diagram is created at the second point. So you can know in detail the state of the obstacle ahead.
(A3) Furthermore, since the radio wave propagation simulation is performed at the first point using the second three-dimensional structural diagram, the radio wave insensitive area located at the tip of the obstacle is known in detail. It is possible to know in detail the communicable area in which communication is possible between the two.
(A4) Since the radio wave propagation analysis result is superimposed and displayed on the camera image in the moving direction of the robot, it becomes easy for the operator to visually predict the radio wave environment in the moving direction of the robot. , The robot can be prevented from entering an area where the radio wave environment is bad.
(A5) Since the radio wave propagation analysis result is superimposed and displayed on the camera image in the moving direction of the robot and the current position of the robot is displayed on the building drawing, the operator can display the current position of the robot. Can be easily grasped, and the robot can be further prevented from entering an area where the radio wave environment is bad.
(A6) Since the radio wave propagation simulation region is configured to be limited to the traveling direction of the robot, radio wave propagation analysis can be performed in a short time.
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態における電波伝搬環境評価システムの構成図である。第2実施形態は、電波伝搬環境評価を、操作卓で行うのではなく、操作卓外部の演算装置50で行う例である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram of a radio wave propagation environment evaluation system in the second embodiment of the present invention. The second embodiment is an example in which the radio wave propagation environment evaluation is performed not by the console but by the arithmetic unit 50 outside the console.
図4に示すように、第2実施形態における電波伝搬環境評価システムは、ロボット10と、操作者が操作入力する操作装置である操作卓120と、操作卓外部の演算装置50とを含むように構成される。第2実施形態は、第1実施形態の操作卓20の電波伝搬解析部26と3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)27の機能を、それぞれ、演算装置50の電波伝搬解析部56と3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)57に移したものである。それ以外の操作卓120の機能は、第1実施形態の操作卓20の機能と同じである。すなわち、第2実施形態の制御部121、記憶部122、無線通信部123、表示部124、操作入力部125の機能は、それぞれ、第1実施形態の操作卓20の制御部21、記憶部22、無線通信部23、表示部24、操作入力部25の機能と同じである。
また、第2実施形態のロボット10の機能は、第1実施形態のロボット10の機能と同じである。第1実施形態で説明した構成と同じものには、同一の符号を付し、説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the radio wave propagation environment evaluation system in the second embodiment includes a
The function of the
外部に設置した演算装置50は、演算装置50内のIF部53とケーブル60と操作卓120内のIF部128とを介して、操作卓120に接続される。IF部53とIF部128は、二者間を信号接続する接続部(インタフェース)である。
The computing device 50 installed outside is connected to the console 120 via the
演算装置50の電波伝搬解析部56と3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)57は、それぞれ、第1実施形態の操作卓20の電波伝搬解析部26と3次元モデル作成部27の機能と同じである。演算装置50の制御部51は、演算装置50を制御する。演算装置50の記憶部52は、建屋内図面格納部52aと電波伝搬解析結果格納部52bとを含むように構成される。
The radio wave
災害発生後において、操作者からの電波伝搬シミュレーション実行指示を操作入力部125で受け付けると、操作卓120は、ロボット10に対し、ロボット10の周囲のレーザスキャンデータ(3次元データ)を取得させ、操作卓120へ無線送信させる。操作者からの電波伝搬シミュレーション実行指示には、電波発射源の位置が設定されている。
When a radio wave propagation simulation execution instruction from the operator is received by the operation input unit 125 after the disaster occurs, the console 120 causes the
ロボット10から操作卓120へ無線送信されてきた3次元データは、操作卓120のレーザスキャンデータ格納部122cに格納されるとともに、演算装置50へ伝送される。そして、演算装置50は、操作卓120から受信した3次元データに基づき、3次元モデル作成部57で3次元モデルを作成する。
The three-dimensional data wirelessly transmitted from the
次に、演算装置50は、演算装置50の建屋内図面格納部52aから元構造図を読み出し、該元構造図と、上記作成した3次元モデルとに基づき、3次元構造図を作成する。建屋内図面格納部52aには、予め、操作卓120の建屋内図面格納部122aから元構造図が伝送され格納されている。作成された3次元構造図は、建屋内図面格納部52aに格納されるとともに、操作卓120へ伝送され、建屋内図面格納部122aに格納される。
Next, the computing device 50 reads the original structural diagram from the building
また、演算装置50は、上記作成した3次元構造図を用い、ロボット10の移動軌跡上に電波発射源を設定して電波伝搬シミュレーションを行う。電波伝搬シミュレーションの結果である電波伝搬解析結果は、演算装置50の電波伝搬解析結果格納部52bへ格納されるとともに、操作卓120へ伝送され、電波伝搬解析結果格納部122bへ格納される。
Further, the arithmetic unit 50 performs radio wave propagation simulation by setting a radio wave emission source on the movement locus of the
このように、特に、3次元構造図作成や電波伝搬解析(電波伝搬シミュレーション)を行う操作卓のCPU(Central Processing Unit)の能力が低い場合は、操作卓外部の高速なCPUを利用して電波伝搬解析用の3次元構造図作成や電波伝搬解析を行うことにより、ロボットが進むべき方向の電波環境を短時間で予測することができ、ロボットが電波環境の悪い領域に侵入することを防止できる。 In this way, especially when the capability of the CPU (Central Processing Unit) of the console that performs 3D structural drawing creation and radio wave propagation analysis (radio wave propagation simulation) is low, the high-speed CPU outside the console is used to generate radio waves. By creating a 3D structure diagram for propagation analysis and performing radio wave propagation analysis, the radio wave environment in the direction in which the robot should travel can be predicted in a short time, and the robot can be prevented from entering an area with poor radio wave environment. .
第2実施形態によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。
(B1)3次元構造図作成や電波伝搬解析を行う機能を、操作卓外部の演算装置で行うように構成したので、ロボットが進むべき方向の電波環境をより短時間で予測することができる。
According to the second embodiment, at least the following effects can be obtained.
(B1) Since the functions for creating a three-dimensional structure diagram and performing radio wave propagation analysis are performed by an arithmetic device outside the console, the radio wave environment in the direction in which the robot should travel can be predicted in a shorter time.
(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態における電波伝搬環境評価システムの構成図である。
第3実施形態では、ロボット内に電波伝搬解析結果を格納するメモリを設けて、ロボットが安全な場所へ自律的に移動する一例を説明する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a configuration diagram of a radio wave propagation environment evaluation system in the third embodiment of the present invention.
In the third embodiment, an example will be described in which a memory for storing radio wave propagation analysis results is provided in the robot and the robot autonomously moves to a safe place.
図5に示すように、第3実施形態における電波伝搬環境評価システムは、ロボット110と、操作卓20とを含むように構成される。第3実施形態は、第1実施形態のロボット10に対し、電波伝搬解析結果格納部112aを追加したものである。これに伴い、第3実施形態の制御部111は、第1実施形態の制御部11の機能に対し、一部機能が追加されている。それ以外のロボット110の機能は、第1実施形態のロボット10の機能と同じである。すなわち、計測データ格納部112b、無線通信部113、レーザスキャナ114、カメラ115、センサ116、走行部117の機能は、それぞれ、第1実施形態のロボット10の記憶部12、無線通信部13、レーザスキャナ14、カメラ15、センサ16、走行部17の機能と同じである。
また、第3実施形態の操作卓20の機能は、第1実施形態の操作卓20の機能と同じである。第1実施形態で説明した構成と同じものには、同一の符号を付し、説明を省略する。
As shown in FIG. 5, the radio wave propagation environment evaluation system in the third embodiment is configured to include a robot 110 and a
Moreover, the function of the
第3実施形態においては、操作卓20で作成した3次元造図を用いて電波伝搬解析した電波伝搬解析結果を、ロボット110へ無線伝送して、ロボット110の電波伝搬解析結果格納部112aに格納する。これにより、ロボット110は、電波伝搬解析結果を、操作卓20と共有することになる。
In the third embodiment, the radio wave propagation analysis result obtained by radio wave propagation analysis using the three-dimensional drawing created on the
その後、ロボット110が移動した結果、操作卓20とロボット110間の無線通信が途絶した場合は、ロボット110は、ロボット110内の電波伝搬解析結果格納部112aから、電波伝搬解析結果を読み出し、これを参照することにより、操作卓20との間で通信可能となる通信可能領域まで自律的に移動、つまり、操作卓20からの指示に基づきことなく移動することができる。
Thereafter, when the wireless communication between the
図6は、第3実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する図である。
図6の例は、操作卓20によって位置204のロボット110を操作する場合である。操作卓20から位置204のロボット110へ、例えば前述の図2Bの地点201における電波伝搬のシミュレーション結果である電波伝搬解析結果が伝送され、ロボット110の電波伝搬解析結果格納部112aに格納されている。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the third embodiment.
The example of FIG. 6 is a case where the robot 110 at the
操作卓20からの制御によって、位置204のロボット110が不感領域211内の位置202へ移動され、操作卓20からの無線通信が途絶した場合、ロボット110の電波伝搬解析結果格納部112aに格納された電波伝搬解析結果に基づき、例えば操作卓20との間の電波状況が良好である位置205へ、自律的に、つまり、操作卓20からの指示に基づくことなく、移動するものである。
When the robot 110 at the
第3実施形態によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。
(C1)ロボット内に電波伝搬解析結果を格納するよう構成したので、操作卓からの無線通信が途絶した場合に、操作卓との間の無線通信可能な領域内へ、ロボットが戻ることができる。
According to the third embodiment, at least the following effects can be obtained.
(C1) Since the radio wave propagation analysis result is stored in the robot, when the wireless communication from the console is interrupted, the robot can return to the area where wireless communication with the console is possible. .
(第4実施形態)
図7は、本発明の第4実施形態における電波伝搬環境評価システムの構成図である。
第4実施形態では、第1実施形態のロボットに対し、ロボット内に建屋内図面と電波伝搬解析結果を格納するメモリと、電波伝搬解析機能と、3次元モデル作成機能(3次元構造図作成機能)とを追加して、ロボットが安全な場所へ自律的に移動する一例を説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a configuration diagram of a radio wave propagation environment evaluation system in the fourth embodiment of the present invention.
In the fourth embodiment, in contrast to the robot of the first embodiment, a memory for storing a building drawing and a radio wave propagation analysis result in the robot, a radio wave propagation analysis function, and a three-dimensional model creation function (three-dimensional structural diagram creation function) ) And an example in which the robot autonomously moves to a safe place.
図7に示すように、第4実施形態における電波伝搬環境評価システムは、ロボット510と、操作卓520とを含むように構成される。第4実施形態のロボット510は、第1実施形態のロボット10に対し、電波伝搬解析部518と、3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)519と、建屋内図面/解析結果格納部512aとを追加したものである。また、第4実施形態の操作卓520は、第1実施形態の操作卓20から、電波伝搬解析部26と、3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)27と、レーザスキャンデータ格納部22cとを、削除したものである。
As shown in FIG. 7, the radio wave propagation environment evaluation system in the fourth embodiment is configured to include a robot 510 and a console 520. The robot 510 according to the fourth embodiment is different from the
第4実施形態のロボット510の無線通信部513、レーザスキャナ514、カメラ515、センサ516、走行部517の機能は、それぞれ、第1実施形態のロボット10の無線通信部13、レーザスキャナ14、カメラ15、センサ16、走行部17の機能と同じである。
The functions of the
また、第4実施形態の操作卓520の表示部524、操作入力部525、建屋内図面格納部522a、電波伝搬解析結果格納部522b、カメラ画像データ格納部522d、無線通信部523の機能は、それぞれ、第1実施形態の操作卓20の表示部24、操作入力部25、建屋内図面格納部22a、電波伝搬解析結果格納部22b、カメラ画像データ格納部22d、無線通信部23の機能と同じである。第1実施形態で説明した構成と同じものには、同一の符号を付し、説明を省略する。
The functions of the
第4実施形態においては、ロボット510は、災害発生前の元構造図を操作卓520から受信し、建屋内図面/解析結果格納部512aに格納しておく。その後、操作卓520から3次元構造図作成指示を受信すると、該指示に基づく第1の位置において、ロボット510の3次元モデル作成部519が、レーザスキャナ14の計測データ(3次元データ)に基づき、3次元モデルを作成し、該作成した3次元モデルを用いて元構造図を修正し、該修正した3次元構造図を作成する。該3次元構造図を、3次元モデル作成部519は、建屋内図面/解析結果格納部512aに格納するとともに、修正構造図を操作卓520へ送信する。操作卓520は、受信した修正構造図を、建屋内図面/解析結果格納部522aに格納する。これにより、ロボット510は、3次元構造図を、操作卓520と共有することになる。
In the fourth embodiment, the robot 510 receives the original structural diagram before the disaster occurs from the console 520 and stores it in the building drawing / analysis
その後、操作卓520から電波伝搬シミュレーション実行指示を受信すると、該指示に基づく第2の位置において(つまり、第2の位置を仮想の電波発射源の位置として)、ロボット510の電波伝搬解析部519が、上記作成した3次元構造図を用いて、電波伝搬シミュレーションを行い、その電波伝搬シミュレーションの結果(電波伝搬解析結果)を、建屋内図面/解析結果格納部512aに格納するとともに、操作卓520へ送信する。電波伝搬シミュレーションを行う第2の位置は、3次元構造図を作成する第1の位置と同じこともあるし、異なることもある。
Thereafter, when a radio wave propagation simulation execution instruction is received from the console 520, the radio wave
操作卓520は、受信した電波伝搬解析結果を、ロボット510の電波伝搬解析結果格納部522bに格納する。これにより、ロボット510は、電波伝搬解析結果を、操作卓520と共有することになる。
The console 520 stores the received radio wave propagation analysis result in the radio wave propagation analysis
その後、操作卓520は、必要に応じて、ロボット510の位置を変えて、3次元構造図作成と電波伝搬シミュレーションを、ロボット510に行わせる。
その後、操作卓520とロボット510間の無線通信が途絶した場合は、ロボット510は、ロボット510内の建屋内図面/解析結果格納部512aから、電波伝搬解析結果を読み出し、これを参照することにより、操作卓520との間で通信可能となる通信可能領域まで自律的に移動することができる。
Thereafter, the console 520 changes the position of the robot 510 as necessary, and causes the robot 510 to perform three-dimensional structural drawing creation and radio wave propagation simulation.
Thereafter, when the wireless communication between the console 520 and the robot 510 is interrupted, the robot 510 reads out the radio wave propagation analysis result from the building drawing / analysis
第4実施形態によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。
(D1)ロボット内に建屋内図面と電波伝搬解析結果を格納するメモリと、電波伝搬解析機能と、3次元構造図作成機能とを備えるよう構成したので、操作卓との間の無線通信可能な領域内へ、ロボットが自律的に移動することができる。
According to the fourth embodiment, at least the following effects can be obtained.
(D1) The robot is configured to have a memory for storing the building drawings and radio wave propagation analysis results, a radio wave propagation analysis function, and a three-dimensional structural drawing creation function, so that wireless communication with the console is possible. The robot can move autonomously into the area.
(第5実施形態)
第5実施形態は、ロボットを中継器として他のロボットを不感領域に安全に投入する例を説明する。
図8は、本発明の第5実施形態における電波伝搬環境評価システムの構成図であり、2台のロボット410(1)と410(2)を備える構成図の例である。ロボット410(1)と410(2)は同一の構成であり、両者を代表するときはロボット410と称す。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, an example will be described in which a robot is used as a repeater and other robots are safely thrown into a dead area.
FIG. 8 is a configuration diagram of a radio wave propagation environment evaluation system according to the fifth embodiment of the present invention, which is an example of a configuration diagram including two robots 410 (1) and 410 (2). The robots 410 (1) and 410 (2) have the same configuration, and when both are represented, they are referred to as the
図8に示すように、第5実施形態における電波伝搬環境評価システムは、ロボット410(1)と、ロボット410(2)と、操作卓20とを含むように構成される。ロボット410(1)とロボット410(2)の機能は、第1無線通信部413aと第2無線通信部413aの機能以外は、第1実施形態のロボット10の機能と同じである。すなわち、制御部411、記憶部412、レーザスキャナ414、カメラ415、センサ416、走行部417の機能は、それぞれ、第1実施形態の制御部11、記憶部12、レーザスキャナ14、カメラ15、センサ16、走行部17の機能と同じである。
また、第5実施形態の操作卓20の機能は、第1実施形態の操作卓20の機能と同じである。第1実施形態で説明した構成と同じものには、同一の符号を付し、説明を省略する。
As shown in FIG. 8, the radio wave propagation environment evaluation system in the fifth embodiment is configured to include a robot 410 (1), a robot 410 (2), and a
Moreover, the function of the
ロボット410は、2つの通信相手と通信するため、2つの無線通信部を備える。2つの無線通信部は、第1無線通信部413aと第2無線通信部413bで構成される。ロボット410(1)の第1無線通信部413aは、アンテナ413aa(1)を介して、操作卓20と通信し、ロボット410(1)の第2無線通信部413bは、アンテナ413ba(1)を介して、ロボット410(2)と通信する。また、ロボット410(2)の第1無線通信部413aは、アンテナ413aa(2)を介して、ロボット410(1)と通信する。
The
第1実施形態で述べたように、操作卓20からロボット410へ送信される通信情報には、送信元を示す操作卓20の識別情報と、送信先(宛先)を示すロボット410の識別情報とが含まれる。ロボット410から操作卓20又は他のロボット410へ送信される通信情報には、送信元を示すロボット410の識別情報と、送信先(宛先)を示す操作卓20又は他のロボット410の識別情報とが含まれる。
As described in the first embodiment, the communication information transmitted from the
こうして、操作卓20からロボット410(2)に対する指示を含むロボット指示情報は、ロボット410(1)の第1無線通信部413aで受信された後、宛先がロボット410(2)であるので、ロボット410(1)の第2無線通信部413bから送信される。ロボット410(2)は、ロボット410(1)から送信されたロボット指示情報を、ロボット410(2)の第1無線通信部413aで受信すると、宛先がロボット410(2)であるので、受信したロボット指示情報に基づき動作する。
Thus, the robot instruction information including the instruction from the
図9は、第5実施形態における電波伝搬環境評価システムの動作を説明する図である。
図9に示すように、操作卓20は、位置201のロボット410(1)を操作し、位置201のロボット410(1)から3次元データを取得する。操作卓20は、取得した3次元データに基づき、3次元構造図を作成し、該3次元構造図を用いて、位置201において電波伝搬シミュレーションを行う。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the radio wave propagation environment evaluation system in the fifth embodiment.
As illustrated in FIG. 9, the
位置201での電波伝搬シミュレーションにより、操作卓20からの電波が届かない不感領域211が検知されると、操作卓20は、ロボット410(1)を、操作卓20からの電波が届く通信可能領域である位置203に移動させた後、位置203でロボット410(1)に3次元データを取得させる。そして、操作卓20は、取得した3次元データに基づき3次元構造図を作成し、その3次元構造図を用いて地点203で電波伝搬シミュレーションを行う。
When the dead zone 211 where the radio wave from the
操作卓20は、位置203での電波伝搬シミュレーションの結果を参照しつつ、位置203のロボット410(1)を中継して、ロボット410(2)に対する移動指示を送信し、ロボット410(2)を、不感領域211内の位置206に移動させる。こうして、操作卓20は、位置203のロボット410(1)を中継して、位置206のロボット410(2)を操作することにより、不感領域211内にロボット410(2)を移動させて、不感領域211内の3次元データの取得等の探索を可能とする。
The
なお、上述した第5実施形態では、ロボットが2つの例を説明したが、ロボットは3つ以上であってもよい。 In the fifth embodiment described above, an example in which there are two robots has been described. However, there may be three or more robots.
第5実施形態によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。
(E1)第1のロボットが、第2のロボットと操作卓との間の無線通信を中継するよう構成したので、操作卓との間の無線通信不可能領域内で、第2のロボットを動作させることができる。
According to the fifth embodiment, at least the following effects can be obtained.
(E1) Since the first robot is configured to relay the wireless communication between the second robot and the console, the second robot is operated in a region where wireless communication with the console is not possible. Can be made.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形、組み合わせて実施することができる。
また、本発明は、本発明に係る処理を実行するシステムや方法以外に、このような方法やシステムを実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして把握することができる。
また、本発明は、CPUがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより制御する構成としてもよく、あるいは、CPUを用いないハードウエア回路として構成してもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement in various deformation | transformation and a combination.
In addition to the system and method for executing the processing according to the present invention, the present invention can be grasped as a program for realizing such a method and system, a recording medium for recording the program, and the like.
In addition, the present invention may be configured such that the CPU performs control by executing a control program stored in the memory, or may be configured as a hardware circuit that does not use the CPU.
10…ロボット、11…制御部、12…記憶部、13…ロボット無線通信部、13a…アンテナ、14…レーザスキャナ(距離計測器)、15…カメラ(撮像部)、16…センサ(検知器)、17…走行部、20…操作卓(操作演算装置)、21…制御部、22…記憶部、22a…建屋内図面格納部、22b…電波伝搬解析結果格納部、22c…レーザスキャンデータ格納部、22d…カメラ画像データ格納部、23…操作演算装置無線通信部、23a…アンテナ、24…表示部、25…操作入力部、26…電波伝搬解析部、27…3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)、50…演算装置、51…制御部、52…記憶部、52a…建屋内図面格納部、52b…電波伝搬解析結果格納部、53…IF部、56…電波伝搬解析部、57…3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)、60…ケーブル、81〜86…構造物、82w1…壁、82w2…壁、87w…壁、91…瓦礫(障害物)、91s…影部、92…電波伝搬シミュレーション領域、110…ロボット、111…制御部、112…記憶部、112a…電波伝搬解析結果格納部、112b…計測データ格納部、113…無線通信部、113a…アンテナ、114…レーザスキャナ、115…カメラ、116…センサ、117…走行部、120…操作卓(操作装置)、121…制御部、122…記憶部、122a…建屋内図面格納部、122b…電波伝搬解析結果格納部、122c…レーザスキャンデータ格納部、122d…カメラ画像データ格納部、123…無線通信部、123a…アンテナ、124…表示部、125…操作入力部、128…IF部、201〜206…地点、201d…3次元データ、203d…3次元データ、211…不感領域(通信不可能領域)、301〜310…電波伝搬経路、400…表示画面、401…前方カメラ画像、402…建屋内地図、403…電波強度数値表示、404…電波強度凡例、410…ロボット、411…制御部、412…記憶部、413a…第1無線通信部、413aa…アンテナ、413b…第2無線通信部、413ba…アンテナ、414…レーザスキャナ、415…カメラ、416…センサ、417…走行部、510…ロボット、511…制御部、512…記憶部、512a…建屋内図面/解析結果格納部、512b…計測データ格納部、513…ロボット無線通信部、513a…アンテナ、514…レーザスキャナ、515…カメラ、516…センサ、517…走行部、518…電波伝搬解析部、519…3次元モデル作成部(3次元構造図作成部)、520…操作卓(操作装置)、521…制御部、522…記憶部、522a…建屋内図面格納部、522b…電波伝搬解析結果格納部、522c…レーザスキャンデータ格納部、522d…カメラ画像データ格納部、523…操作装置無線通信部、523a…アンテナ、524…表示部、525…操作入力部。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記ロボットは、当該ロボットの周囲の3次元データを取得するための距離計測器と、前記3次元データを前記操作演算装置へ送信し、前記操作演算装置で受け付けた操作者からの操作指示を受信するロボット無線通信部と、前記操作指示に基づき当該ロボットを移動させる走行部と、を備え、
前記操作演算装置は、前記操作指示を受け付ける操作入力部と、前記操作指示を前記ロボットへ送信し、前記3次元データを前記ロボットから受信する操作演算装置無線通信部と、前記ロボットの第1の位置において取得された前記3次元データに基づき、前記ロボット周囲の立体構造を示す3次元構造図を作成する3次元構造図作成部と、前記3次元構造図を用いて前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションを行う電波伝搬解析部と、を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 A radio wave propagation environment evaluation system comprising a movable robot and an operation arithmetic device capable of wireless communication with the robot,
The robot transmits a distance measuring device for obtaining three-dimensional data around the robot, and transmits the three-dimensional data to the operation calculation device, and receives an operation instruction from an operator received by the operation calculation device. A robot wireless communication unit, and a traveling unit that moves the robot based on the operation instruction,
The operation calculation device includes an operation input unit that receives the operation instruction, an operation calculation device wireless communication unit that transmits the operation instruction to the robot and receives the three-dimensional data from the robot, and a first of the robot A three-dimensional structure diagram creating unit for creating a three-dimensional structure diagram showing a three-dimensional structure around the robot based on the three-dimensional data acquired at the position; and a first position of the robot using the three-dimensional structure diagram A radio wave propagation environment evaluation system, comprising: a radio wave propagation analysis unit that performs radio wave propagation simulation in Japan.
前記操作演算装置は、前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションの結果である第1の電波伝搬シミュレーション結果に基づき、通信可能領域である第2の位置へ前記ロボットを移動させる移動指示を送信し、
前記ロボットは、前記移動指示を受信すると前記第2の位置へ移動し、その後、前記第2の位置で、当該ロボットの周囲の第2の3次元データを取得して、前記操作演算装置へ送信し、
前記操作演算装置は、前記第2の3次元データを受信すると、該受信した第2の3次元データに基づき第2の3次元構造図を作成することを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 The radio wave propagation environment evaluation system according to claim 1,
The operation calculation device transmits a movement instruction to move the robot to a second position, which is a communicable region, based on a first radio wave propagation simulation result that is a result of radio wave propagation simulation at the first position of the robot. And
When the robot receives the movement instruction, the robot moves to the second position, and then acquires second three-dimensional data around the robot at the second position, and transmits the second three-dimensional data to the operation calculation device. And
When receiving the second three-dimensional data, the operation calculation device creates a second three-dimensional structure diagram based on the received second three-dimensional data.
前記操作演算装置は、前記第2の3次元構造図を作成した後、前記第2の3次元構造図を用いて、前記第1の位置で前記電波伝搬シミュレーションを行うことを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 The radio wave propagation environment evaluation system according to claim 1,
The operation calculation device, after creating the second three-dimensional structure diagram, performs the radio wave propagation simulation at the first position using the second three-dimensional structure diagram. Environmental evaluation system.
前記ロボットは、該ロボットの周囲を撮像するカメラを備え、該カメラで撮像したカメラ画像を前記操作演算装置へ送信し、
前記操作演算装置は、各種データを表示する表示部を備え、前記ロボットから受信した前記カメラ画像と、前記電波伝搬解析部による前記電波伝搬シミュレーションの結果とを、前記表示部に重ねて表示することを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 The radio wave propagation environment evaluation system according to claim 1, further comprising:
The robot includes a camera that images the surroundings of the robot, transmits a camera image captured by the camera to the operation arithmetic device,
The operation calculation device includes a display unit for displaying various data, and displays the camera image received from the robot and the result of the radio wave propagation simulation by the radio wave propagation analysis unit on the display unit. Radio wave propagation environment evaluation system characterized by
前記操作演算装置は、前記表示部に、前記カメラ画像と前記電波伝搬シミュレーションの結果とを重ねて表示するとともに、前記ロボットの位置を表示することを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 The radio wave propagation environment evaluation system according to claim 4,
The radio wave propagation environment evaluation system, wherein the operation calculation device displays the camera image and the radio wave propagation simulation result on the display unit so as to overlap each other, and displays the position of the robot.
前記電波伝搬解析部は、前記3次元構造図を用いて前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションを行う際に、電波伝搬シミュレーションを行う範囲を、前記ロボットの進行方向に限定することを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 The radio wave propagation environment evaluation system according to claim 1,
The radio wave propagation analyzing unit limits a range for performing the radio wave propagation simulation to a traveling direction of the robot when performing the radio wave propagation simulation at the first position of the robot using the three-dimensional structure diagram. Radio wave propagation environment evaluation system.
前記ロボットは、前記電波伝搬シミュレーションの結果である電波伝搬解析結果を記憶する電波伝搬解析結果記憶部を備え、前記操作演算装置からの前記操作指示を受信できない通信不可能領域に移動すると、前記電波伝搬解析結果記憶部に記憶された前記電波伝搬解析結果に基づき、前記操作演算装置からの前記操作指示を受信できる通信可能領域に移動することを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 The radio wave propagation environment evaluation system according to claim 1,
The robot includes a radio wave propagation analysis result storage unit that stores a radio wave propagation analysis result that is a result of the radio wave propagation simulation, and when the robot moves to an incommunicable region where the operation instruction from the operation calculation device cannot be received, A radio wave propagation environment evaluation system, wherein the radio wave propagation environment evaluation system moves to a communicable area where the operation instruction from the operation arithmetic unit can be received based on the radio wave propagation analysis result stored in a propagation analysis result storage unit.
前記第2のロボットは、当該第2のロボットの周囲の3次元データを取得するための第2の距離計測器と、該取得した3次元データを送信し前記操作指示を受信する第2のロボット無線通信部と、前記操作指示に基づき当該第2のロボットを移動させる第2の走行部と、を備え、
前記操作演算装置は、前記第1の電波伝搬シミュレーションの結果に基づき、前記第1のロボットを第2の位置に移動させる第1の移動指示を、前記第1のロボットへ送信し、
前記第1のロボットは、前記移動指示を受信すると前記第2の位置に移動し、その後、前記第2の位置において第2の3次元データを取得し、該第2の3次元データを前記操作演算装置へ送信し、
前記操作演算装置は、前記第2の3次元データを受信すると、該第2の3次元データに基づき、第2の3次元構造図を作成し、該第2の3次元構造図を用いて前記第2の位置における第2の電波伝搬シミュレーションを行い、該第2の電波伝搬シミュレーションの結果に基づき、前記第2のロボットを移動させる第2の移動指示を、前記第1のロボットを介して前記第2のロボットへ送信することを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 The radio wave propagation environment evaluation system according to claim 1, further comprising a movable second robot in addition to the first robot that is the robot according to claim 1,
The second robot includes a second distance measuring device for acquiring three-dimensional data around the second robot, and a second robot that transmits the acquired three-dimensional data and receives the operation instruction. A wireless communication unit, and a second traveling unit that moves the second robot based on the operation instruction,
The operation calculation device transmits, to the first robot, a first movement instruction for moving the first robot to a second position based on the result of the first radio wave propagation simulation.
When the first robot receives the movement instruction, the first robot moves to the second position, then acquires second three-dimensional data at the second position, and uses the second three-dimensional data as the manipulation. Sent to the computing device,
Upon receiving the second three-dimensional data, the operation arithmetic device creates a second three-dimensional structure diagram based on the second three-dimensional data, and uses the second three-dimensional structure diagram to A second radio wave propagation simulation at a second position is performed, and based on the result of the second radio wave propagation simulation, a second movement instruction for moving the second robot is sent via the first robot. A radio wave propagation environment evaluation system for transmitting to a second robot.
前記操作装置は、操作者からの操作指示を受け付ける操作入力部と、前記操作指示を前記ロボットへ送信する操作装置無線通信部と、を備え
前記ロボットは、前記操作装置から送信された前記操作指示を受信するロボット無線通信部と、当該ロボットの周囲の3次元データを取得するための距離計測器と、前記操作指示に基づき当該ロボットを移動させる走行部と、前記ロボットの第1の位置において取得された3次元データに基づき、前記ロボット周囲の立体構造を示す3次元構造図を作成する3次元構造図作成部と、前記作成された3次元構造図を用いて前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションを行う電波伝搬解析部と、を備え、
ることを特徴とする電波伝搬環境評価システム。 A radio wave propagation environment evaluation system comprising a movable robot and an operation device capable of wireless communication with the robot,
The operation device includes an operation input unit that receives an operation instruction from an operator, and an operation device wireless communication unit that transmits the operation instruction to the robot. The robot transmits the operation instruction transmitted from the operation device. Is acquired at a first position of the robot, a distance measuring device for acquiring three-dimensional data around the robot, a traveling unit that moves the robot based on the operation instruction, A three-dimensional structure diagram creating unit for creating a three-dimensional structure diagram showing a three-dimensional structure around the robot based on the three-dimensional data, and a first position of the robot using the created three-dimensional structure diagram A radio wave propagation analysis unit for performing radio wave propagation simulation,
A radio wave propagation environment evaluation system.
前記取得された3次元データに基づき、前記ロボット周囲の立体構造を示す3次元構造図を作成する3次元構造図作成ステップと、
前記作成された3次元構造図を用いて、前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションを行う電波伝搬シミュレーションステップと、
を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価方法。 A three-dimensional data acquisition step of acquiring three-dimensional data around the robot at a first position of the robot;
A three-dimensional structure diagram creating step for creating a three-dimensional structure diagram showing a three-dimensional structure around the robot based on the acquired three-dimensional data;
A radio wave propagation simulation step of performing a radio wave propagation simulation at the first position of the robot using the created three-dimensional structure diagram;
A radio wave propagation environment evaluation method comprising:
前記第1の位置における電波伝搬シミュレーションの結果である第1の電波伝搬シミュレーション結果に基づき、通信可能領域である第2の位置へ前記ロボットを移動させるステップと、
前記第2の位置で、前記ロボットの周囲の第2の3次元データを取得する第2の3次元データ取得ステップと、
前記第2の3次元データに基づき、前記ロボット周囲の立体構造を示す第2の3次元構造図を作成する第2の3次元構造図作成ステップと、
を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価方法。 The radio wave propagation environment evaluation method according to claim 10, further comprising:
Moving the robot to a second position that is a communicable region based on a first radio wave propagation simulation result that is a result of a radio wave propagation simulation at the first position;
A second three-dimensional data acquisition step of acquiring second three-dimensional data around the robot at the second position;
A second three-dimensional structure diagram creating step for creating a second three-dimensional structure diagram showing a three-dimensional structure around the robot based on the second three-dimensional data;
A radio wave propagation environment evaluation method comprising:
前記第2の3次元構造図を用いて、前記第1の位置において電波伝搬シミュレーションを行う第2の電波伝搬シミュレーションステップ、
を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価方法。 The radio wave propagation environment evaluation method according to claim 11, further comprising:
A second radio wave propagation simulation step for performing radio wave propagation simulation at the first position using the second three-dimensional structure diagram;
A radio wave propagation environment evaluation method comprising:
前記ロボットの周囲をカメラで撮像しカメラ画像を生成するカメラ画像生成ステップと、
前記カメラ画像と、前記電波伝搬シミュレーションの結果とを、重ねて表示する表示ステップと、
を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価方法。 The radio wave propagation environment evaluation method according to claim 10, further comprising:
A camera image generation step of imaging the periphery of the robot with a camera and generating a camera image;
A display step of displaying the camera image and the result of the radio wave propagation simulation in an overlapping manner;
A radio wave propagation environment evaluation method comprising:
前記表示ステップにおいて、前記カメラ画像と前記電波伝搬シミュレーションの結果とを重ねて表示するとともに、前記ロボットの位置を表示することを特徴とする電波伝搬環境評価方法。 The radio wave propagation environment evaluation method according to claim 13,
In the display step, the radio wave propagation environment evaluation method is characterized in that the camera image and the result of the radio wave propagation simulation are superimposed and displayed, and the position of the robot is displayed.
前記ロボットが、前記ロボットの第1の位置における電波伝搬シミュレーションの結果である第1の電波伝搬シミュレーション結果を記憶する記憶ステップと、
前記ロボットが、前記記憶ステップで記憶した第1の電波伝搬シミュレーション結果に基づき、通信可能領域である第2の位置へ移動するステップと、
を備えることを特徴とする電波伝搬環境評価方法。 The radio wave propagation environment evaluation method according to claim 10, further comprising:
A storage step in which the robot stores a first radio wave propagation simulation result that is a result of the radio wave propagation simulation at the first position of the robot;
The robot moving to a second position which is a communicable region based on the first radio wave propagation simulation result stored in the storing step;
A radio wave propagation environment evaluation method comprising:
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