JP2015141164A - position measuring system - Google Patents

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西田 信一郎
Shinichiro Nishida
信一郎 西田
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Tottori University NUC
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Tottori University NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position measuring system capable of more accurately measuring the position of a robot which can move in water.SOLUTION: A position measuring system 10 according to one embodiment comprises: a position measuring device 16 located between a robot 12 which can move in water and a water surface, and measuring the position of the robot; a connection line 14 connecting the robot and the position measuring device; a first positioning member 24 fixed to the bottom of water; and a first position adjustment line 32 connecting the position measuring device and the first positioning member. The position measuring device adjusts the amount of delivery of the first position adjustment line so as to keep the tension of the first position adjustment line constant, and calculates the position of the robot on the basis of the amount of delivery of the first position adjustment line.

Description

本発明は、位置計測システムに関し、特に、水中を移動するロボットの位置計測システムに関する。   The present invention relates to a position measurement system, and more particularly to a position measurement system for a robot that moves in water.

水中内で作業するロボット(以下、水中ロボットと称す)として、水中を探査するロボット及び水底を掘削して資源(例えば、レアメタル鉱及びメタンハイドレートなど)を採掘するロボット等が知られている。特許文献1には、このような水中ロボットの一例として、海底を掘削してメタンハイドレードを採掘するロボットが開示されている。   Known robots that work in water (hereinafter referred to as underwater robots) include a robot that searches underwater and a robot that excavates the bottom of the water to mine resources (such as rare metal or methane hydrate). Patent Document 1 discloses a robot that excavates the seabed and mine methane hydrate as an example of such an underwater robot.

特開2006−161531号公報JP 2006-161531 A

水中ロボットの作業のため或いは作業領域の確認のために、水中ロボットの位置を把握する必要がある。地上では、位置情報の把握の一つのツールとして、GPSの利用が知られている。しかしながら、水中ロボットは、水面下に位置するため、GPS衛星電波を受信することができない。また、水中ロボットが、例えば、水深1000m以上の深さを移動する場合、母船との通信等によってロボットの位置を把握することも難しい。   It is necessary to grasp the position of the underwater robot for the operation of the underwater robot or for checking the work area. On the ground, the use of GPS is known as a tool for grasping position information. However, since the underwater robot is located below the surface of the water, it cannot receive GPS satellite radio waves. In addition, when the underwater robot moves, for example, at a depth of 1000 m or more, it is difficult to grasp the position of the robot by communicating with the mother ship.

そこで、本発明は、水中を移動可能なロボットの位置をより正確に算出可能な位置計測システムを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a position measurement system that can more accurately calculate the position of a robot that can move in water.

本発明の一側面に係る位置計測システムは、水中を移動可能なロボットと水面との間に位置しておりロボットの位置を計測する位置計測装置と、ロボットと位置計測装置とを接続する接続ラインと、水底に配置された第1の位置決め部材と、位置計測装置と第1の位置決め部材とを接続する第1の位置調整ラインと、を備え、位置計測装置は、第1の位置調整ラインの張力を一定に維持するように第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整すると共に、第1の位置調整ラインの前記繰り出し量に基づいて、ロボットの位置を算出する。   A position measurement system according to an aspect of the present invention is a position measurement device that measures a position of a robot that is positioned between a robot that can move in water and a water surface, and a connection line that connects the robot and the position measurement device. A first positioning member disposed on the bottom of the water, and a first position adjustment line connecting the position measuring device and the first positioning member, the position measuring device comprising: The feed amount of the first position adjustment line is adjusted so as to maintain the tension constant, and the position of the robot is calculated based on the feed amount of the first position adjustment line.

上記構成では、位置計測装置とロボットとは接続ラインを介して接続されているので、ロボットが移動すると、水底に固定された第1の位置決め部材と位置計測装置とを接続する第1の位置調整ラインの張力が変化する。位置計測装置は、上記のように、第1の位置調整ラインの張力が一定になるように、第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整するので、ロボットの移動に位置計測装置は追従し得る。そのため、第1の位置調整ラインの繰り出し量に基づいて、水中であってもロボットの位置を計測可能である。   In the above configuration, since the position measuring device and the robot are connected via the connection line, when the robot moves, the first position adjustment that connects the first positioning member fixed to the water bottom and the position measuring device. Line tension changes. As described above, the position measuring device adjusts the feed amount of the first position adjustment line so that the tension of the first position adjustment line is constant, so that the position measuring device can follow the movement of the robot. . Therefore, the position of the robot can be measured even underwater based on the feed amount of the first position adjustment line.

一実施形態において、位置計測装置は、接続ラインの鉛直方向に対する傾きを計測する傾き計測部と、第1の位置調整ラインの張力を計測すると共に、第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整する第1の繰出し量調整部と、第1の繰出し量調整部における上記張力の計測結果が一定になるように第1の繰出し量調整部を制御する制御部と、を有し、制御部は、第1の位置調整ラインの繰り出し量と、傾き計測部の計測結果とからロボット位置を算出してもよい。   In one embodiment, the position measuring device measures the tension of the inclination measuring unit that measures the inclination of the connection line with respect to the vertical direction, the tension of the first position adjustment line, and adjusts the feeding amount of the first position adjustment line. A first feed amount adjustment unit, and a control unit that controls the first feed amount adjustment unit so that the measurement result of the tension in the first feed amount adjustment unit is constant. The robot position may be calculated from the feed amount of the first position adjustment line and the measurement result of the tilt measurement unit.

上記構成では、第1の繰出し量調整部によって、第1の位置調整ラインの張力が計測される。その計測結果に基づいて、制御部が、張力が一定になるように、第1の繰出し量調整部を制御する。そのため、ロボットに位置計測装置が追従できる。そして、制御部が、第1の位置調整ラインの繰り出し量に加えて、傾き計測部の計測結果を利用して、ロボット位置を算出するので、位置計測装置がロボットのほぼ真上に位置していなくても、ロボットの位置を算出し得る。   In the above configuration, the tension of the first position adjustment line is measured by the first feed amount adjustment unit. Based on the measurement result, the control unit controls the first feed amount adjustment unit so that the tension becomes constant. Therefore, the position measuring device can follow the robot. Then, the control unit calculates the robot position by using the measurement result of the inclination measurement unit in addition to the feed amount of the first position adjustment line, so that the position measurement device is located almost directly above the robot. Without it, the position of the robot can be calculated.

一実施形態において、水底に配置された少なくとも一つの第2の位置決め部材と、少なくとも一つの第2の位置決め部材と位置計測装置とを接続する第2の位置調整ラインと、を更に備え、位置計測装置は、接続ラインの鉛直方向に対する傾きを計測する傾き計測部と、第1の位置調整ラインの張力を計測すると共に、第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整する第1の繰出し量調整部と、少なくとも一つの第2の位置調整ラインに対して設けられている少なくとも一つの第2の繰出し量調整部であって、少なくとも一つの第2の位置調整ラインの繰り出し量を調整する、上記少なくとも一つの第2の繰出し量調整部と、第1の繰出し量調整部における上記張力の計測結果が一定になるように第1の繰出し量調整部を制御する制御部と、を有し、制御部は、第1の位置調整ライン及び少なくとも一つの第2の位置調整ラインそれぞれの繰り出し量と、傾き計測部の計測結果とからロボットの位置を算出してもよい。   In one embodiment, the apparatus further comprises at least one second positioning member disposed on the bottom of the water, and a second position adjustment line that connects the at least one second positioning member and the position measuring device. The apparatus measures an inclination of the connection line with respect to the vertical direction, and measures a tension of the first position adjustment line and adjusts a feed amount of the first position adjustment line. And at least one second feed amount adjustment unit provided for at least one second position adjustment line, wherein the feed amount of at least one second position adjustment line is adjusted. One second feed amount adjustment unit, and a control unit that controls the first feed amount adjustment unit so that the measurement result of the tension in the first feed amount adjustment unit is constant. And, the control unit has a first alignment line and at least one second alignment lines each feed amount may be calculated the position of the robot and a measurement result of the inclination measuring unit.

この場合、第1の繰出し量調整部によって、第1の位置調整ラインの張力が計測される。その計測結果に基づいて、制御部が、張力が一定になるように、第1の繰出し量調整部を制御する。そのため、ロボットに位置計測装置が追従できる。そして、位置計測装置は、第1の位置調整ライン及び少なくとも一つの第2の位置調整ラインの繰り出し量によって、第1の位置決め部材及び少なくとも一つの第2の位置決め部材に対する位置計測装置の相対位置を算出し得る。更に、傾き計測部の計測結果を用いることで、位置計測装置がロボットのほぼ真上に位置していなくても、ロボットの位置を特定し得る。   In this case, the tension of the first position adjustment line is measured by the first feeding amount adjustment unit. Based on the measurement result, the control unit controls the first feed amount adjustment unit so that the tension becomes constant. Therefore, the position measuring device can follow the robot. Then, the position measuring device determines the relative position of the position measuring device with respect to the first positioning member and the at least one second positioning member by the amount of feeding of the first position adjusting line and the at least one second position adjusting line. Can be calculated. Furthermore, by using the measurement result of the inclination measuring unit, the position of the robot can be specified even if the position measuring device is not located almost directly above the robot.

一実施形態において、水底に配置された少なくとも一つの第2の位置決め部材と、少なくとも一つの第2の位置決め部材と位置計測装置とを接続する第2の位置調整ラインと、を更に備え、位置計測装置は、接続ラインの鉛直方向に対する傾きを計測する傾き計測部と、第1の位置調整ラインの張力を計測すると共に、第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整する第1の繰出し量調整部と、少なくとも一つの第2の位置調整ラインに対して設けられている少なくとも一つの第2の繰出し量調整部であって、少なくとも一つの第2の位置調整ラインの繰り出し量を調整する、上記少なくとも一つの第2の繰出し量調整部と、第1の繰出し量調整部における上記張力の計測結果が一定になるように第1の繰出し量調整部を制御する制御部と、を有し、制御部は、傾き計測部の計測結果が、0を含む所定範囲内になるように、少なくとも一つの第2の繰出し量調整部を制御し、制御部は、第1の位置調整ライン及び少なくとも一つの第2の位置調整ラインそれぞれの繰り出し量からロボットの位置を算出してもよい。   In one embodiment, the apparatus further comprises at least one second positioning member disposed on the bottom of the water, and a second position adjustment line that connects the at least one second positioning member and the position measuring device. The apparatus measures an inclination of the connection line with respect to the vertical direction, and measures a tension of the first position adjustment line and adjusts a feed amount of the first position adjustment line. And at least one second feed amount adjustment unit provided for at least one second position adjustment line, wherein the feed amount of at least one second position adjustment line is adjusted. One second feed amount adjustment unit, and a control unit that controls the first feed amount adjustment unit so that the measurement result of the tension in the first feed amount adjustment unit is constant. The control unit controls at least one second feed amount adjustment unit so that the measurement result of the inclination measurement unit is within a predetermined range including 0, and the control unit includes the first position adjustment line and The position of the robot may be calculated from the feed amount of each of the at least one second position adjustment line.

この場合、第1の繰出し量調整部によって、第1の位置調整ラインの張力が計測される。その計測結果に基づいて、制御部が、張力が一定になるように、第1の繰出し量調整部を制御する。そのため、ロボットに位置計測装置が追従できる。そして、位置計測装置は、第1及び第2の位置調整ラインの繰り出し量によって、第1及び第2の位置決め部材に対する位置計測装置の相対位置を算出し得る。傾き計測部の計測結果に応じて、その計測結果が、上記所定範囲になるように制御部が第2の位置決めラインの繰り出し量を調整するので、位置計測装置は、ロボットのほぼ真上に位置する。従って、上記相対位置がわかれば、ロボットの位置が特定され得る。   In this case, the tension of the first position adjustment line is measured by the first feeding amount adjustment unit. Based on the measurement result, the control unit controls the first feed amount adjustment unit so that the tension becomes constant. Therefore, the position measuring device can follow the robot. Then, the position measuring device can calculate the relative position of the position measuring device with respect to the first and second positioning members based on the feed amount of the first and second position adjustment lines. In accordance with the measurement result of the tilt measurement unit, the control unit adjusts the amount of feeding of the second positioning line so that the measurement result falls within the predetermined range, so that the position measurement device is positioned almost directly above the robot. To do. Therefore, if the relative position is known, the position of the robot can be specified.

本発明によれば、水中を移動可能なロボットの位置をより正確に計測可能な位置計測システムを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position measurement system which can measure the position of the robot which can move underwater more correctly can be provided.

図1は、一実施形態に係る位置計測システムの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a position measurement system according to an embodiment. 図2は、海面(水面)上からみたロボットの作業領域の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a work area of the robot as viewed from the sea surface (water surface). 図3は、位置計測装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the position measuring apparatus.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いると共に、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are used for the same elements, and redundant descriptions are omitted.

図1は、一実施形態に係る位置計測システムの模式図である。位置計測システム10は、海中を移動しながら作業するロボット12の海中での位置を計測するシステムである。海中の意味には、海底も含む。ロボット12は、海中において、所定の作業を行う機能を備えたロボット12であれば特に限定されない。所定の作業の例は、海中探査、海底掘削及び資源(例えば、メタンハイドレート及びレアメタル鉱等)採掘などを含む。これらの所定の作業を行うロボット12の例は、海中探査ロボット、海底掘削ロボット、及び資源採掘ロボットを含む。図1では、一例として、水深Dが1000m以上の深さの海底を移動しながら作業するロボット12を模式的に示している。このようなロボット12は、海底を移動可能なようにキャタピラといった移動装置と、所定の作業を行うための機構及びロボットの各要素の制御を行う制御装置を備えている。   FIG. 1 is a schematic diagram of a position measurement system according to an embodiment. The position measurement system 10 is a system that measures the position of the robot 12 that operates while moving in the sea. Underwater meaning includes the seabed. The robot 12 is not particularly limited as long as it is a robot 12 having a function of performing a predetermined work in the sea. Examples of predetermined operations include undersea exploration, undersea drilling and resource mining (eg, methane hydrate and rare metal ores). Examples of the robot 12 that performs these predetermined operations include an undersea exploration robot, a seabed excavation robot, and a resource mining robot. In FIG. 1, as an example, a robot 12 that works while moving on the seabed having a water depth D of 1000 m or more is schematically shown. Such a robot 12 includes a moving device such as a caterpillar so as to be able to move on the seabed, a mechanism for performing a predetermined work, and a control device for controlling each element of the robot.

位置計測システム10は、ロボット12にケーブル(接続ライン)14によって接続された位置計測装置16を備える。位置計測装置16は、浮力生成部としての浮体ボール18によってロボット12と海面との間に配置されている。浮体ボール18は、位置計測装置16の上面に直接取り付けられても良いし、或いは、浮体ボール18は、ワイヤによって位置計測装置16と接続されていてもよい。   The position measurement system 10 includes a position measurement device 16 connected to a robot 12 by a cable (connection line) 14. The position measuring device 16 is arranged between the robot 12 and the sea surface by a floating ball 18 as a buoyancy generator. The floating ball 18 may be directly attached to the upper surface of the position measuring device 16, or the floating ball 18 may be connected to the position measuring device 16 by a wire.

位置計測装置16は海底から離れている。位置計測装置16と海底との間の距離dの例は50m〜100mである。これは、ケーブル14の長さを調整することによって実現され得る。一実施形態において、位置計測装置16は、海面上の母船20とケーブル22によって接続されていてもよい。一実施形態において、ケーブル14,22は連続した一つのケーブルでもよい。以下の説明において、ケーブルは、例えば、通信線及び電力線の少なくとも一方を必要な本数含み、それらが保護部材で被覆されたものを意味し、ワイヤは、鉄索又は鋼索などのように、一定の強度を確保した金属線を意味する。   The position measuring device 16 is away from the seabed. An example of the distance d between the position measuring device 16 and the seabed is 50 to 100 m. This can be achieved by adjusting the length of the cable 14. In one embodiment, the position measuring device 16 may be connected to the mother ship 20 on the sea surface by a cable 22. In one embodiment, the cables 14, 22 may be a single continuous cable. In the following description, a cable includes, for example, a necessary number of at least one of a communication line and a power line, which are covered with a protective member, and a wire is a fixed wire such as an iron cable or a steel cable. It means a metal wire that ensures strength.

位置計測装置16の周囲の海底には支柱(第1の位置決め部材)24、支柱(第2の位置決め部材)26及び支柱(第2の位置決め部材)28が配置されている。3つの支柱24,26,28の位置は、海底の所定位置に配置されていれば特に限定されない。一実施形態において、支柱24,26,28は、予定しているロボット12の作業領域30の周縁上に配置されている。図2は、ロボットの作業領域の一例を示す模式図である。図2において、破線で囲まれる領域がロボット12の作業領域である。図2は、海面上からみた作業領域30を模式的に示している。図2の例では、作業領域30は四角形状である。このような作業領域30であれば、支柱24,26,28は、例えば、作業領域30の4つの角部30a,30b,30c,30dの任意の3つにそれぞれ配置されてもよい。   A strut (first positioning member) 24, a strut (second positioning member) 26, and a strut (second positioning member) 28 are arranged on the seabed around the position measuring device 16. The positions of the three struts 24, 26, and 28 are not particularly limited as long as they are arranged at predetermined positions on the seabed. In one embodiment, the struts 24, 26, 28 are located on the periphery of the intended work area 30 of the robot 12. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a work area of the robot. In FIG. 2, an area surrounded by a broken line is a work area of the robot 12. FIG. 2 schematically shows the work area 30 viewed from the sea surface. In the example of FIG. 2, the work area 30 has a quadrangular shape. In such a work area 30, the columns 24, 26, and 28 may be disposed at any three of the four corners 30a, 30b, 30c, and 30d of the work area 30, for example.

再度、図1を利用して、支柱24,26,28について説明する。支柱24,26,28は、海底に接する基部と、基部から伸びた柱状部とを有する。支柱24は、ワイヤ(第1の位置調整ライン)32によって位置計測装置16と接続されている。同様に、支柱26は、ワイヤ(第2の位置調整ライン)34によって位置計測装置16と接続されている。同様に、支柱28は、ワイヤ(第2の位置調整ライン)36によって位置計測装置16と接続されている。支柱24,26,28は、海流など及びワイヤ32,34,36による引張りによって位置が移動しないような重量を有する。支柱24,26,28は、水圧に耐えうると共に、後述するワイヤ32,34,36などの引張り力によって変形しにくい材料から構成されていればよい。   Again, the columns 24, 26, and 28 will be described with reference to FIG. The support columns 24, 26, and 28 have a base portion that contacts the seabed and a columnar portion that extends from the base portion. The column 24 is connected to the position measuring device 16 by a wire (first position adjustment line) 32. Similarly, the column 26 is connected to the position measuring device 16 by a wire (second position adjustment line) 34. Similarly, the column 28 is connected to the position measuring device 16 by a wire (second position adjustment line) 36. The struts 24, 26, and 28 have a weight such that their positions do not move due to ocean currents or the like and pulling by the wires 32, 34 and 36. The struts 24, 26, and 28 may be made of a material that can withstand water pressure and that is not easily deformed by a tensile force such as wires 32, 34, and 36 described later.

図3を利用して位置計測装置16について詳細に説明する。図3は、位置計測装置の概略構成を示すブロック図である。位置計測装置16は、位置調整部38と、傾き計測装置(傾き計測部)40と、制御装置(制御部)42と、通信装置44とを有する。   The position measuring device 16 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the position measuring apparatus. The position measuring device 16 includes a position adjusting unit 38, a tilt measuring device (tilt measuring unit) 40, a control device (control unit) 42, and a communication device 44.

位置調整部38は、ワイヤ32,34,36の繰り出し量を調整して位置計測装置16の位置を調整する。ワイヤ32,34,36の繰り出し量は、位置計測装置16と対応する支柱24,26,28との間の距離に対応する。位置調整部38は、ワイヤ32,34,36それぞれに対応して設けられる3つの繰出し量調整部46,48,50を有する。   The position adjustment unit 38 adjusts the position of the position measurement device 16 by adjusting the feed amount of the wires 32, 34, and 36. The feeding amount of the wires 32, 34, 36 corresponds to the distance between the position measuring device 16 and the corresponding struts 24, 26, 28. The position adjustment unit 38 includes three feed amount adjustment units 46, 48, and 50 provided corresponding to the wires 32, 34, and 36, respectively.

繰出し量調整部(第1の繰出し量調整部)46は、ワイヤ32の巻き取り及び繰り出しを行う装置であるリール機構46aと、ワイヤ32の張力を計測する張力計測センサ46bとを有する。リール機構46aは、制御装置42の制御に基づいて、ワイヤ32の繰り出し量を調整する。リール機構46aは、繰り出し量に関する情報を、制御装置42に入力する。張力計測センサ46bは、ワイヤ32の張力を計測可能に設けられていればよい。図3では、便宜的に、リール機構46aと、張力計測センサ46bとを分けて示しているが、例えば、張力計測センサ46bは、リール機構46aに取り付けられている又は内蔵されていてもよい。張力計測センサ46bは、制御装置42に計測結果を入力する。繰出し量調整部46は、ワイヤ32の繰り出し方向が振られ得るような機構、すなわち、位置計測装置16と支柱24とを繋ぐ直線方向を変更可能な機構を有してもよい。これにより、ロボット12の移動範囲の自由度が向上する。   The feed amount adjustment unit (first feed amount adjustment unit) 46 includes a reel mechanism 46 a that is a device that winds and feeds the wire 32, and a tension measurement sensor 46 b that measures the tension of the wire 32. The reel mechanism 46 a adjusts the feed amount of the wire 32 based on the control of the control device 42. The reel mechanism 46 a inputs information related to the feed amount to the control device 42. The tension measurement sensor 46b may be provided so as to be able to measure the tension of the wire 32. In FIG. 3, for convenience, the reel mechanism 46a and the tension measurement sensor 46b are shown separately. For example, the tension measurement sensor 46b may be attached to or built in the reel mechanism 46a. The tension measurement sensor 46 b inputs a measurement result to the control device 42. The feeding amount adjusting unit 46 may have a mechanism that can swing the feeding direction of the wire 32, that is, a mechanism that can change the linear direction connecting the position measuring device 16 and the support column 24. Thereby, the freedom degree of the movement range of the robot 12 improves.

同様に、繰出し量調整部(第2の繰出し量調整部)48は、ワイヤ34の巻き取り及び繰り出しを行うリール機構48aと、ワイヤ34の張力を計測する張力計測センサ48bとを有する。リール機構48aは、制御装置42の制御に基づいて、ワイヤ34の繰り出し量を調整する。リール機構48aは、繰り出し量に関する情報を、制御装置42に入力する。張力計測センサ48bは、ワイヤ34の張力を計測可能に設けられていればよい。図3では、便宜的に、リール機構48aと、張力計測センサ48bとを分けて示しているが、例えば、張力計測センサ48bは、リール機構48aに取り付けられている又は内蔵されていてもよい。張力計測センサ48bは、制御装置42に計測結果を入力する。繰出し量調整部48は、ワイヤ34の繰り出し方向が振られ得るような機構、すなわち、位置計測装置16と支柱24とを繋ぐ直線方向を変更可能な機構を有してもよい。これにより、ロボット12の移動範囲の自由度が向上する。   Similarly, the feed amount adjustment unit (second feed amount adjustment unit) 48 includes a reel mechanism 48 a that winds and feeds the wire 34, and a tension measurement sensor 48 b that measures the tension of the wire 34. The reel mechanism 48 a adjusts the feed amount of the wire 34 based on the control of the control device 42. The reel mechanism 48 a inputs information related to the feed amount to the control device 42. The tension measurement sensor 48b may be provided so as to be able to measure the tension of the wire 34. In FIG. 3, for convenience, the reel mechanism 48a and the tension measurement sensor 48b are shown separately. For example, the tension measurement sensor 48b may be attached to or built in the reel mechanism 48a. The tension measurement sensor 48 b inputs the measurement result to the control device 42. The feeding amount adjusting unit 48 may have a mechanism that can swing the feeding direction of the wire 34, that is, a mechanism that can change the linear direction that connects the position measuring device 16 and the column 24. Thereby, the freedom degree of the movement range of the robot 12 improves.

同様に、繰出し量調整部(第2の繰出し量調整部)50は、ワイヤ36の巻き取り及び繰り出しを行うリール機構50aと、ワイヤ36の張力を計測する張力計測センサ50bとを有する。リール機構50aは、制御装置42の制御に基づいて、ワイヤ36の繰り出し量を調整する。リール機構50aは、繰り出し量に関する情報を、制御装置42に入力する。張力計測センサ50bは、ワイヤ36の張力を計測可能に設けられていればよい。図3では、便宜的に、リール機構50aと、張力計測センサ50bとを分けて示しているが、例えば、張力計測センサ50bは、リール機構50aに取り付けられている又は内蔵されていてもよい。張力計測センサ50bは、制御装置42に計測結果を入力する。繰出し量調整部50は、ワイヤ36の繰り出し方向が振られ得るような機構、すなわち、位置計測装置16と支柱24とを繋ぐ直線方向を変更可能な機構を有してもよい。これにより、ロボット12の移動範囲の自由度が向上する。   Similarly, the feed amount adjusting unit (second feed amount adjusting unit) 50 includes a reel mechanism 50 a that winds and feeds the wire 36, and a tension measurement sensor 50 b that measures the tension of the wire 36. The reel mechanism 50 a adjusts the feed amount of the wire 36 based on the control of the control device 42. The reel mechanism 50a inputs information related to the feed amount to the control device 42. The tension measurement sensor 50b may be provided so as to be able to measure the tension of the wire 36. In FIG. 3, for convenience, the reel mechanism 50a and the tension measurement sensor 50b are shown separately. For example, the tension measurement sensor 50b may be attached to or built in the reel mechanism 50a. The tension measurement sensor 50 b inputs a measurement result to the control device 42. The feeding amount adjusting unit 50 may have a mechanism that can swing the feeding direction of the wire 36, that is, a mechanism that can change the linear direction that connects the position measuring device 16 and the column 24. Thereby, the freedom degree of the movement range of the robot 12 improves.

傾き計測装置40は、ケーブル14の鉛直方向からの傾きを計測するセンサである。傾斜姿勢計測装置41は、鉛直方向(重力方向)に対する位置計測装置16の傾きを計測する傾斜センサである。傾斜姿勢計測装置41の一例は、加速度センサである。   The inclination measuring device 40 is a sensor that measures the inclination of the cable 14 from the vertical direction. The tilt posture measuring device 41 is a tilt sensor that measures the tilt of the position measuring device 16 with respect to the vertical direction (gravity direction). An example of the tilt posture measuring device 41 is an acceleration sensor.

制御装置42は、位置計測装置16の構成要素、例えば、位置調整部38、傾き計測装置40、傾斜姿勢計測装置41及び通信装置44等を制御する。位置調整部38から入力される情報及び傾き計測装置40から入力される情報に基づいて、ロボット12の移動に合わせて位置調整部38の位置を調整すると共に、入力される上記情報を利用してロボット12の位置を算出する。   The control device 42 controls the components of the position measuring device 16, such as the position adjusting unit 38, the tilt measuring device 40, the tilt posture measuring device 41, the communication device 44, and the like. Based on the information input from the position adjustment unit 38 and the information input from the tilt measurement device 40, the position of the position adjustment unit 38 is adjusted in accordance with the movement of the robot 12, and the input information is used. The position of the robot 12 is calculated.

通信装置44は、位置計測装置16で得られたロボット12の位置を母船20に送る。母船20と通信装置44との通信は、ケーブル22を利用して行ってもよいし、無線通信を利用して行ってもよい。   The communication device 44 sends the position of the robot 12 obtained by the position measurement device 16 to the mother ship 20. Communication between the mother ship 20 and the communication device 44 may be performed using the cable 22 or may be performed using wireless communication.

位置計測装置16は、位置計測装置16の構成要素、例えば、上述した、位置調整部38、傾き計測装置40、傾斜姿勢計測装置41、制御装置42、及び通信装置44等に電力を供給するために、蓄電池といった電力装置を備えてもよい。位置調整部38と、傾き計測装置40、傾斜姿勢計測装置41と、制御装置42と、通信装置44それぞれが電池といった電力供給部を備えていてもよい。或いは、位置計測装置16の構成要素への電力の供給は、例えば、ロボット12からケーブル14を介して行ってもよい。   The position measuring device 16 supplies power to the components of the position measuring device 16, such as the position adjusting unit 38, the tilt measuring device 40, the tilt posture measuring device 41, the control device 42, and the communication device 44 described above. In addition, a power device such as a storage battery may be provided. Each of the position adjustment unit 38, the inclination measurement device 40, the inclination posture measurement device 41, the control device 42, and the communication device 44 may include a power supply unit such as a battery. Alternatively, the power supply to the components of the position measurement device 16 may be performed from the robot 12 via the cable 14, for example.

上記構成の位置計測システム10では、傾斜姿勢計測装置41の計測結果に基づいて、制御装置42は、位置計測装置16が鉛直方向に対して傾いているか否か、すなわち、位置計測装置16が水平状態を維持できているかを判定する。位置計測装置16が水平でない場合、制御装置42は、リール機構46a,48a,50aを制御して、位置計測装置16が水平になるようにワイヤ32,34,36の繰り出し量を調整する。このようにして、位置計測装置16は水平状態を維持する。   In the position measurement system 10 configured as described above, based on the measurement result of the tilt posture measurement device 41, the control device 42 determines whether or not the position measurement device 16 is inclined with respect to the vertical direction, that is, the position measurement device 16 is horizontal. It is determined whether the state can be maintained. When the position measuring device 16 is not horizontal, the control device 42 controls the reel mechanisms 46a, 48a, and 50a to adjust the feed amounts of the wires 32, 34, and 36 so that the position measuring device 16 is horizontal. In this way, the position measuring device 16 maintains a horizontal state.

ロボット12が移動すると、ワイヤ32の張力が変わるので、張力計測センサ46bからの計測結果に基づいて、制御装置42がワイヤ32の張力が一定になるようにリール機構46aを制御して、リール機構46aにワイヤ32の繰り出し又は巻き取りを行わせる。ワイヤ32の張力が一定とは、ワイヤ32の張力がある一定の値であることが好ましいが、上記一定の値に対して予め決められた許容範囲内にあればよい。   When the robot 12 moves, the tension of the wire 32 changes. Therefore, based on the measurement result from the tension measurement sensor 46b, the control device 42 controls the reel mechanism 46a so that the tension of the wire 32 becomes constant. The wire 32 is let out or taken up by 46a. It is preferable that the tension of the wire 32 is constant, but it is preferable that the tension of the wire 32 is a certain value. However, the tension may be within a predetermined allowable range for the certain value.

ロボット12の移動に伴い、或いは、海流などによって位置計測装置16がロボット12の真上から横ずれが生じたとき、すなわち、傾き計測装置40の計測結果が所定範囲を超えたならば、制御装置42は、リール機構48a,50aを制御して、ワイヤ34,36の繰り出し又は巻き取りを行わせて、位置計測装置16をロボット12のほぼ真上に維持する。上記所定範囲は、傾き計測装置40で計測される傾斜角の所定範囲は、海中におけるケーブル14の傾斜角の許容範囲に対応し、予め決定しておけばよい。所定範囲の例は、±20度、好ましくは±10度である。   When the position measuring device 16 is displaced laterally from directly above the robot 12 due to the movement of the robot 12 or due to a sea current or the like, that is, if the measurement result of the tilt measuring device 40 exceeds a predetermined range, the control device 42. Controls the reel mechanisms 48 a and 50 a to feed or wind the wires 34 and 36, thereby maintaining the position measuring device 16 almost directly above the robot 12. The predetermined range of the inclination angle measured by the inclination measuring device 40 may be determined in advance corresponding to the allowable range of the inclination angle of the cable 14 in the sea. An example of the predetermined range is ± 20 degrees, preferably ± 10 degrees.

位置計測装置16がロボット12のほぼ真上にある状態で、制御装置42は、リール機構46a,48a,50aからのワイヤ32,34,36の繰り出し量に基づいて、既知の支柱24,26,28の位置に対する位置計測装置16の相対位置を算出することによって、ロボット12の位置を算出する。ロボット12の位置の算出において、傾き計測装置40の計測結果は、上記所定範囲内にある(位置計測装置16がロボット12のほぼ真上にある)ので、傾き計測装置40の計測結果は使用しなくてもよいが、傾き計測装置40の計測結果を更に利用してもよい。支柱24,26,28の位置は制御装置42に事前に入力されていればよい。   In a state where the position measuring device 16 is almost directly above the robot 12, the control device 42 determines the known struts 24, 26, and 26 based on the feed amounts of the wires 32, 34, and 36 from the reel mechanisms 46a, 48a, and 50a. The position of the robot 12 is calculated by calculating the relative position of the position measuring device 16 with respect to the 28 position. In the calculation of the position of the robot 12, the measurement result of the inclination measurement device 40 is within the predetermined range (the position measurement device 16 is almost directly above the robot 12), so the measurement result of the inclination measurement device 40 is used. Although not necessary, the measurement result of the inclination measuring device 40 may be further used. The positions of the columns 24, 26, and 28 may be input to the control device 42 in advance.

なお、繰出し量調整部46,48,50がワイヤ32,34,36の繰り出し方向を振り得る機構を有する場合は、制御装置42は、ロボット12の位置の算出に、基準角度に対するワイヤ32,34,36の繰り出し方向、すなわち、位置計測装置16に対する各支柱24,26,28の方位角も利用してもよい。   When the feed amount adjusting units 46, 48, 50 have a mechanism capable of swinging the feed direction of the wires 32, 34, 36, the control device 42 calculates the position of the robot 12 by using the wires 32, 34 with respect to the reference angle. 36, that is, the azimuth angle of each of the columns 24, 26, 28 with respect to the position measuring device 16 may also be used.

位置計測システム10によれば、位置計測装置16とロボット12とはケーブル14で接続されている。そして、ワイヤ32の張力が一定になるようにワイヤ32の繰り出し量が調整される。これにより、位置計測装置16はロボット12が移動しても、ロボット12に追従する。そのため、位置計測装置16は、ロボット12との位置関係を維持できる。位置計測装置16は、上記のようにロボット12に追従しながら、水中において、ワイヤ32,34,36の繰り出し量に基づいて、ロボット12の位置を計測する。そのため、位置計測システム10によれば、GPS衛星電波を受信できない水中であってもロボット12の位置をより正確に計測できる。   According to the position measurement system 10, the position measurement device 16 and the robot 12 are connected by the cable 14. Then, the feeding amount of the wire 32 is adjusted so that the tension of the wire 32 becomes constant. Thereby, the position measuring device 16 follows the robot 12 even if the robot 12 moves. Therefore, the position measuring device 16 can maintain the positional relationship with the robot 12. The position measuring device 16 measures the position of the robot 12 in the water based on the feed amounts of the wires 32, 34, and 36 while following the robot 12 as described above. Therefore, according to the position measurement system 10, the position of the robot 12 can be measured more accurately even underwater where GPS satellite radio waves cannot be received.

位置計測装置16で計測したロボット12の位置を母船20に送ることで、ロボット12が実際に作業した作業領域を把握できる。母船20がロボット12の位置を把握できるので、ロボット12の位置が作業領域30からずれた場合等は、ロボット12の位置を修正できる。これは、例えば、ケーブル14,22を介して、母船20からロボット12の位置を修正するための指示信号をロボット12に送ってもよいし、或いは、ロボット12自体を改めて所定の作業領域30内に配置し直しても良い。その結果、ロボット12が作業領域30を適切に作業可能である。   By sending the position of the robot 12 measured by the position measuring device 16 to the mother ship 20, the work area where the robot 12 has actually worked can be grasped. Since the mother ship 20 can grasp the position of the robot 12, the position of the robot 12 can be corrected when the position of the robot 12 deviates from the work area 30. For example, an instruction signal for correcting the position of the robot 12 may be sent from the mother ship 20 to the robot 12 via the cables 14 and 22, or the robot 12 itself may be renewed in the predetermined work area 30. It may be rearranged. As a result, the robot 12 can work in the work area 30 appropriately.

水深Dが1000m以上の海底でロボット12が作業する場合、例えば、母船20とロボット12とをワイヤ或いはケーブルで繋いで、ロボット12の位置を把握することも考えられる。しかしながら、この場合、海流などよるワイヤ又はケーブルの状態把握が困難なため、ロボット12の位置の計測が困難であると共に、誤差も大きくなる。   When the robot 12 works on the seabed with a water depth D of 1000 m or more, for example, it is conceivable to connect the mother ship 20 and the robot 12 with a wire or a cable to grasp the position of the robot 12. However, in this case, since it is difficult to grasp the state of the wire or cable due to the ocean current or the like, it is difficult to measure the position of the robot 12, and the error also increases.

これに対して、位置計測システム10では、ロボット12から所定距離d(例えば、50m〜100m)程度の上方でロボット12の位置を計測するため、ロボット12の位置をより正確に計測できる。   On the other hand, in the position measurement system 10, since the position of the robot 12 is measured above a predetermined distance d (for example, 50 m to 100 m) from the robot 12, the position of the robot 12 can be measured more accurately.

ロボット12が、海底を掘削して、メタンハイドレート及びレアメタル鉱といった資源を採掘するロボットである場合、ロボット12が備える採掘装置による海底の泥・砂の巻き上げによりロボット12の周囲が懸濁しやすい。或いは、ロボット12が海底火山近傍を探査する場合などにおいては、ロボット12の周囲が懸濁しやすい。このような場合でも、位置計測システム10では、位置計測装置16がロボット12から離されて配置されるので、上記懸濁状態の影響を回避してロボット12の位置を計測できる。その結果、ロボット12の位置をより正確に同定できる。   When the robot 12 is a robot that excavates the seabed and mine resources such as methane hydrate and rare metal ore, the surroundings of the robot 12 are likely to be suspended due to the rolling of the seabed mud and sand by the mining device provided in the robot 12. Alternatively, when the robot 12 explores the vicinity of the submarine volcano, the surroundings of the robot 12 are likely to be suspended. Even in such a case, in the position measurement system 10, since the position measurement device 16 is arranged away from the robot 12, the position of the robot 12 can be measured while avoiding the influence of the suspension state. As a result, the position of the robot 12 can be identified more accurately.

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。   As mentioned above, although various embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

例えば、繰出し量調整部46,48,50それぞれの構成は、同様の構成、すなわち、リール機構46a,48a,50aと、張力計測センサ46b,48b,50bと、を有する構成に限定されない。張力計測センサ46bの結果のみを利用する場合は、第2及び繰出し量調整部48,50は、張力計測センサ48b,50bを有さなくてもよい。ただし、繰出し量調整部46,48,50の構成を同じとすることで、位置計測装置16の製造が容易である。また、繰出し量調整部46,48,50の構成を同じであることで、どの張力計測得センサを使用するかの選択の幅が広がる。   For example, the configuration of each of the feed amount adjusting units 46, 48, 50 is not limited to the same configuration, that is, a configuration having reel mechanisms 46a, 48a, 50a and tension measuring sensors 46b, 48b, 50b. When only the result of the tension measurement sensor 46b is used, the second and feed amount adjustment units 48 and 50 may not have the tension measurement sensors 48b and 50b. However, the position measuring device 16 can be easily manufactured by using the same configuration of the feeding amount adjusting units 46, 48, and 50. Further, since the configuration of the feeding amount adjusting units 46, 48, and 50 is the same, the range of selection of which tension measurement sensor is used is expanded.

リール機構48a,50aによってワイヤ34,36の巻き取り及び繰り出しを行う際には、張力計測センサ48b,50bによる計測結果が一定になるように、制御装置42がリール機構48a,50aを制御してもよい。これにより、ワイヤ34,36のたるみなどが低減できるので、より正確にロボット12の位置を特定できる。   When winding and unwinding the wires 34 and 36 by the reel mechanisms 48a and 50a, the control device 42 controls the reel mechanisms 48a and 50a so that the measurement results by the tension measurement sensors 48b and 50b are constant. Also good. Thereby, since the slack of the wires 34 and 36 can be reduced, the position of the robot 12 can be specified more accurately.

位置計測装置16は、傾き計測装置40を有さなくてもよい。この場合、例えば、リール機構46a,48a,50aからのワイヤ32,34,36の繰り出し量に基づいて、ロボット12の位置を算出すればよい。また、位置計測装置16は、傾斜姿勢計測装置41を含む形態に限定されない。   The position measuring device 16 may not have the tilt measuring device 40. In this case, for example, the position of the robot 12 may be calculated based on the feed amounts of the wires 32, 34, and 36 from the reel mechanisms 46a, 48a, and 50a. Further, the position measuring device 16 is not limited to a form including the tilt posture measuring device 41.

位置計測装置16は、傾き計測装置40の計測結果が所定範囲内になるときのみにロボット12の位置を算出しなくてもよい。例えば、リール機構46a,48a,50aからのワイヤ32,34,36の繰り出し量と、傾き計測装置40の計測結果とから、ロボット12の位置を算出してもよい。この場合、制御装置42は、傾き計測結果40が所定範囲になるようにリール機構48a,50aを制御せずに、ワイヤ32の張力が一定になるようにワイヤ32の繰り出し量と共に、ワイヤ34,36の繰り出し量を調整してもよい。ワイヤ34,36の繰り出し量は、リール機構48a,50aを制御して行う。   The position measurement device 16 does not have to calculate the position of the robot 12 only when the measurement result of the inclination measurement device 40 is within a predetermined range. For example, the position of the robot 12 may be calculated from the feed amounts of the wires 32, 34, and 36 from the reel mechanisms 46a, 48a, and 50a and the measurement result of the tilt measuring device 40. In this case, the control device 42 does not control the reel mechanisms 48a and 50a so that the tilt measurement result 40 is within a predetermined range, and the wire 34, The feeding amount of 36 may be adjusted. The feeding amount of the wires 34 and 36 is determined by controlling the reel mechanisms 48a and 50a.

或いは、位置計測装置16は、傾き計測装置40の計測結果が所定範囲内になるまでの間もロボット12の位置を計測し続けても良い。この場合は、傾き計測装置40の計測結果が所定範囲内になるまでの間、上述のように、例えば、リール機構46a,48a,50aからのワイヤ32,34,36の繰り出し量と、傾き計測装置40の計測結果とから、ロボット12の位置を算出してもよい。そして、傾き計測装置40の計測結果が所定範囲内になれば、リール機構46a,48a,50aからのワイヤ32,34,36の繰り出し量によって、ロボット12の位置を特定すればよい。   Alternatively, the position measurement device 16 may continue to measure the position of the robot 12 until the measurement result of the inclination measurement device 40 falls within a predetermined range. In this case, until the measurement result of the inclination measuring device 40 falls within a predetermined range, for example, as described above, the amount of the wires 32, 34, and 36 fed from the reel mechanisms 46a, 48a, and 50a and the inclination measurement. The position of the robot 12 may be calculated from the measurement result of the device 40. If the measurement result of the tilt measuring device 40 falls within a predetermined range, the position of the robot 12 may be specified by the amount of wire 32, 34, 36 that is fed from the reel mechanisms 46a, 48a, 50a.

位置計測装置16の種々の実施形態を説明したが、位置計測装置16の構成は、一つの支柱に接続されたワイヤの張力を一定に維持するように、そのワイヤの繰り出し量を調整すると共に、そのワイヤの繰り出し量に基づいて、ロボット12の位置を算出する構成であれば、特に限定されない。   Although various embodiments of the position measuring device 16 have been described, the configuration of the position measuring device 16 adjusts the feeding amount of the wire so as to keep the tension of the wire connected to one support column constant, There is no particular limitation as long as the position of the robot 12 is calculated based on the wire feed amount.

支柱24,26,28と位置計測装置16とを接続するラインをワイヤとして説明したが、支柱24,26,28と位置計測装置16とを接続可能であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、支柱24,26,28と位置計測装置16とを接続するラインはワイヤに限定されない。同様に、ロボット12と位置計測装置16とを接続するラインは、ケーブルに限定されず、例えば、ワイヤであってもよい。海底に配置される位置決め部材も支柱に限定されず、海底に配置され得る重り(アンカー)であればよい。   The lines connecting the columns 24, 26, 28 and the position measuring device 16 have been described as wires. However, the columns 24, 26, 28 and the position measuring device 16 can be connected and do not depart from the spirit of the present invention. If it is, the line which connects support | pillar 24,26,28 and the position measuring device 16 is not limited to a wire. Similarly, the line connecting the robot 12 and the position measuring device 16 is not limited to a cable, and may be a wire, for example. The positioning member disposed on the seabed is not limited to the support, and may be a weight (anchor) that can be disposed on the seabed.

これまでの説明では、海中で作業するロボットについて説明したが、ロボットは、海中に限らず、水中で作業するロボットであればよい。そのため、例えば、湖沼又は河川中において作業するロボットに対しても位置計測システムは適用され得る。   In the description so far, the robot that works in the sea has been described. However, the robot is not limited to the sea and may be a robot that works in the water. Therefore, for example, the position measurement system can be applied to a robot that works in a lake or a river.

位置計測装置16で計測したロボット12の位置を母船20に送信する代わりに又は母船20への送信に加えて、ケーブル14を介して又は無線通信でロボット12に送信してもよい。このような形態では、例えば、ロボット12が有する制御装置(又は制御システム)に、入力されるロボット12の位置に応じてロボット12の移動を制御する機能を持たせておけば、ロボット12がより正確に、所定の作業領域30内で作業が可能である。   The position of the robot 12 measured by the position measuring device 16 may be transmitted to the robot 12 via the cable 14 or by wireless communication instead of or in addition to transmission to the mother ship 20. In such a form, for example, if the control device (or control system) included in the robot 12 has a function of controlling the movement of the robot 12 in accordance with the position of the robot 12 that is input, the robot 12 is more capable. The work can be performed accurately in the predetermined work area 30.

位置計測装置16で計測したロボット12の位置を母船20及びロボット12の少なくとも一方に送信する形態を例示したが、例えば、位置計測装置16が、適宜計測したロボット12の位置を記録する記憶装置を有していてもよい。この場合、ロボット12の作業が終了した後に、その記録装置のデータを参照することで、ロボット12の作業領域を把握できる。   Although an example in which the position of the robot 12 measured by the position measuring device 16 is transmitted to at least one of the mother ship 20 and the robot 12 is illustrated, for example, a storage device that records the position of the robot 12 appropriately measured by the position measuring device 16 is provided. You may have. In this case, the work area of the robot 12 can be grasped by referring to the data of the recording device after the work of the robot 12 is completed.

支柱24,26,28の位置は、予め指定しておけば作業領域30の周縁上に限らない。位置決め部材としての支柱24,26,28の数は3つに限らず、1つ又は2つでもよいし、4個以上でもよい。ロボット12の位置をより正確に得るためには、位置決め部材の支柱の数は2個以上が好ましく、3個以上が好ましい。位置計測装置16が有する繰出し量調整部の数は、支柱の数に応じた数であればよい。   The positions of the columns 24, 26, 28 are not limited to the periphery of the work area 30 as long as they are designated in advance. The number of struts 24, 26, and 28 as positioning members is not limited to three, but may be one or two, or four or more. In order to obtain the position of the robot 12 more accurately, the number of columns of the positioning member is preferably 2 or more, and more preferably 3 or more. The number of feeding amount adjusting units included in the position measuring device 16 may be any number corresponding to the number of support columns.

ロボット12と、位置計測装置16とを、通信用の導線を含むケーブル14で接続した形態を例示したが、ロボット12と位置計測装置16とを接続する接続ラインは、ワイヤであってもよい。   Although the robot 12 and the position measuring device 16 are illustrated as being connected by the cable 14 including the conducting wire for communication, the connection line connecting the robot 12 and the position measuring device 16 may be a wire.

図3に示した形態に基づいて、位置計測装置16が一つの制御装置42を有するとして説明したが、例えば、繰出し量調整部46,48,50、傾き計測装置40、傾斜姿勢計測装置41等をそれぞれ制御する制御装置を備えていてよい。この場合、図3に示した制御装置42は、それらの制御機能をまとめて示していることになる。   Although the position measuring device 16 has been described as having one control device 42 based on the form shown in FIG. 3, for example, the feeding amount adjusting units 46, 48, 50, the tilt measuring device 40, the tilt posture measuring device 41, etc. There may be provided a control device for controlling each of the above. In this case, the control device 42 shown in FIG. 3 collectively shows these control functions.

更に、位置計測装置16は、慣性センサ(例えば、ジャイロスコープ又は加速度センサ)及び地磁気センサを更に備えていてもよい。この場合、慣性センサ及び地磁気センサからのデータに基づいて、制御装置42が位置調整部38を制御して、位置計測装置16の姿勢制御を行うと共に、ロボット12の位置を計測する際のデータの補間に使用され得る。その結果、より正確にロボット12の位置を計測可能である。   Further, the position measuring device 16 may further include an inertial sensor (for example, a gyroscope or an acceleration sensor) and a geomagnetic sensor. In this case, based on the data from the inertial sensor and the geomagnetic sensor, the control device 42 controls the position adjusting unit 38 to control the posture of the position measuring device 16, and the data for measuring the position of the robot 12 is also used. Can be used for interpolation. As a result, the position of the robot 12 can be measured more accurately.

例示した種々の実施形態などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせられ得る。   Various illustrated embodiments and the like can be combined as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、水中(水底を含む)で作業するロボット、例えば、水中探査ロボット、水底掘削ロボット、資源探査ロボット又は資源掘削ロボットの位置を計測するために利用され得る。特に、ロボットが水深1000m以上で作業するために有効である。   The present invention can be used to measure the position of a robot that works in water (including the bottom of the water), for example, an underwater exploration robot, a bottom excavation robot, a resource exploration robot, or a resource excavation robot. This is particularly effective for a robot working at a depth of 1000 m or more.

10…位置計測システム、12…ロボット、14…ケーブル(接続ライン)、16…位置計測装置、24…支柱(第1の位置決め部材)、26…支柱(第2の位置決め部材)、28…支柱(第2の位置決め部材)、32…ワイヤ(第1の位置調整ライン)、34…ワイヤ(第2の位置調整ライン)、36…ワイヤ(第2の位置調整ライン)、40…傾き計測装置(傾き計測部)、42…制御装置(制御部)、46…繰出し量調整部(第1の繰出し量調整部)、48…繰出し量調整部(第2の繰出し量調整部)、50…繰出し量調整部(第2の繰出し量調整部)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Position measuring system, 12 ... Robot, 14 ... Cable (connection line), 16 ... Position measuring device, 24 ... Column (first positioning member), 26 ... Column (second positioning member), 28 ... Column ( (Second positioning member), 32 ... wire (first position adjustment line), 34 ... wire (second position adjustment line), 36 ... wire (second position adjustment line), 40 ... tilt measuring device (tilt) Measurement unit), 42 ... control device (control unit), 46 ... feed amount adjustment unit (first feed amount adjustment unit), 48 ... feed amount adjustment unit (second feed amount adjustment unit), 50 ... feed amount adjustment Part (second feed amount adjustment part).

Claims (4)

水中を移動可能なロボットと水面との間に位置しており前記ロボットの位置を計測する位置計測装置と、
前記ロボットと前記位置計測装置とを接続する接続ラインと、
水底に配置された第1の位置決め部材と、
前記位置計測装置と前記第1の位置決め部材とを接続する第1の位置調整ラインと、
を備え、
前記位置計測装置は、前記第1の位置調整ラインの張力を一定に維持するように前記第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整すると共に、前記第1の位置調整ラインの前記繰り出し量に基づいて、前記ロボットの位置を算出する、
位置計測システム。
A position measuring device that is located between a water-movable robot and a water surface, and that measures the position of the robot;
A connection line connecting the robot and the position measuring device;
A first positioning member disposed on the bottom of the water;
A first position adjustment line connecting the position measuring device and the first positioning member;
With
The position measuring device adjusts a feed amount of the first position adjustment line so as to maintain a constant tension of the first position adjustment line, and based on the feed amount of the first position adjustment line. Calculating the position of the robot,
Position measurement system.
前記位置計測装置は、
前記接続ラインの鉛直方向に対する傾きを計測する傾き計測部と、
前記第1の位置調整ラインの張力を計測すると共に、前記第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整する第1の繰出し量調整部と、
前記第1の繰出し量調整部における前記張力の計測結果が一定になるように前記第1の繰出し量調整部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記第1の位置調整ラインの前記繰り出し量と、前記傾き計測部の計測結果とから前記ロボットの位置を算出する、
請求項1記載の位置計測システム。
The position measuring device is
An inclination measuring unit for measuring an inclination of the connection line with respect to a vertical direction;
A first feed amount adjustment unit that measures the tension of the first position adjustment line and adjusts the feed amount of the first position adjustment line;
A control unit that controls the first feed amount adjustment unit so that the measurement result of the tension in the first feed amount adjustment unit is constant;
Have
The control unit calculates the position of the robot from the amount of feeding of the first position adjustment line and a measurement result of the tilt measurement unit.
The position measurement system according to claim 1.
水底に配置された少なくとも一つの第2の位置決め部材と、
前記少なくとも一つの第2の位置決め部材と前記位置計測装置とを接続する第2の位置調整ラインと、
を更に備え、
前記位置計測装置は、
前記接続ラインの鉛直方向に対する傾きを計測する傾き計測部と、
前記第1の位置調整ラインの張力を計測すると共に、前記第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整する第1の繰出し量調整部と、
前記少なくとも一つの第2の位置調整ラインに対して設けられている少なくとも一つの第2の繰出し量調整部であって、前記少なくとも一つの第2の位置調整ラインの繰り出し量を調整する、前記少なくとも一つの第2の繰出し量調整部と、
前記第1の繰出し量調整部における前記張力の計測結果が一定になるように前記第1の繰出し量調整部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記第1の位置調整ライン及び前記少なくとも一つの第2の位置調整ラインそれぞれの前記繰り出し量と、前記傾き計測部の計測結果とから前記ロボットの位置を算出する、
請求項2記載の位置計測システム。
At least one second positioning member disposed on the bottom of the water;
A second position adjustment line connecting the at least one second positioning member and the position measuring device;
Further comprising
The position measuring device is
An inclination measuring unit for measuring an inclination of the connection line with respect to a vertical direction;
A first feed amount adjustment unit that measures the tension of the first position adjustment line and adjusts the feed amount of the first position adjustment line;
At least one second feed amount adjustment unit provided for the at least one second position adjustment line, wherein the at least one second position adjustment line adjusts a feed amount. One second feed amount adjustment unit;
A control unit that controls the first feed amount adjustment unit so that the measurement result of the tension in the first feed amount adjustment unit is constant;
Have
The control unit calculates the position of the robot from the feed amount of each of the first position adjustment line and the at least one second position adjustment line and a measurement result of the tilt measurement unit.
The position measurement system according to claim 2.
水底に配置された少なくとも一つの第2の位置決め部材と、
前記少なくとも一つの第2の位置決め部材と前記位置計測装置とを接続する第2の位置調整ラインと、
を更に備え、
前記位置計測装置は、
前記接続ラインの鉛直方向に対する傾きを計測する傾き計測部と、
前記第1の位置調整ラインの張力を計測すると共に、前記第1の位置調整ラインの繰り出し量を調整する第1の繰出し量調整部と、
前記少なくとも一つの第2の位置調整ラインに対して設けられている少なくとも一つの第2の繰出し量調整部であって、前記少なくとも一つの第2の位置調整ラインの繰り出し量を調整する、前記少なくとも一つの第2の繰出し量調整部と、
前記第1の繰出し量調整部における前記張力の計測結果が一定になるように前記第1の繰出し量調整部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記傾き計測部の計測結果が、0を含む所定範囲内になるように、前記少なくとも一つの第2の繰出し量調整部を制御し、
前記制御部は、前記第1の位置調整ライン及び前記少なくとも一つの第2の位置調整ラインそれぞれの前記繰り出し量から前記ロボットの位置を算出する、
請求項1記載の位置計測システム。
At least one second positioning member disposed on the bottom of the water;
A second position adjustment line connecting the at least one second positioning member and the position measuring device;
Further comprising
The position measuring device is
An inclination measuring unit for measuring an inclination of the connection line with respect to a vertical direction;
A first feed amount adjustment unit that measures the tension of the first position adjustment line and adjusts the feed amount of the first position adjustment line;
At least one second feed amount adjustment unit provided for the at least one second position adjustment line, wherein the at least one second position adjustment line adjusts a feed amount. One second feed amount adjustment unit;
A control unit that controls the first feed amount adjustment unit so that the measurement result of the tension in the first feed amount adjustment unit is constant;
Have
The control unit controls the at least one second feed amount adjustment unit so that a measurement result of the inclination measurement unit is within a predetermined range including 0;
The controller calculates the position of the robot from the feed amount of each of the first position adjustment line and the at least one second position adjustment line;
The position measurement system according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017034638A (en) * 2015-08-06 2017-02-09 富士通テン株式会社 Image processing system and image processing method
JP2017159761A (en) * 2016-03-09 2017-09-14 東亜建設工業株式会社 Underwater position measuring device and method
KR101812027B1 (en) * 2015-12-23 2017-12-27 포항공과대학교 산학협력단 Method and system for estimating location of a plurality of underwater robot connercted by cable

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