JP2019048488A - Mobile system in pipe and program to detect mobile body in stuck state - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自走式の移動体を管状体内で移動させる管内移動システムと、当該移動体が移動不能になるスタックを自動的に検出するスタック検出用プログラムとに係り、更に詳しくは、移動体が管状体の曲部等を通過する際に前記スタックが発生した場合に、当該スタックの解消に寄与する管内移動システム及び移動体のスタック検出用プログラムに関する。 The present invention relates to an in-pipe movement system for moving a self-propelled mobile body in a tubular body, and a stack detection program for automatically detecting a stack where the mobile body becomes immobile, more specifically, a mobile body The present invention relates to an intra-pipe moving system and a program for detecting stacks of moving bodies, which contribute to the elimination of the stack when the stack is generated when passing through a bend or the like of a tubular body.
近年、日本では、社会インフラの老朽化対策の重要性が高まっており、異常の早期発見と早期対応により事故を未然に防止するとともに、大規模な修復を要する段階よりも前に何等かの対策を行う予防保全方法の確立が求められている。そのためには、社会インフラの検査が必要になるが、ライフラインの大半が道路下に埋設されており、当該配管内の点検目的のみで、道路の占用と掘削を行うことは現実的でない。その中でもガスインフラは、高度経済成長期に地中に埋設されたガス管が老朽化して経年管となっており、検査技術の開発が特に求められている。 In recent years, in Japan, the importance of anti-aging measures for social infrastructure is increasing, and it is possible to prevent accidents by early detection and early response to abnormalities, and to take some measures before the stage where large-scale repair is required. It is required to establish a preventive maintenance method to In order to do so, it is necessary to inspect the social infrastructure, but most of the lifeline is buried under the road, and it is not practical to use the road for excavating and digging only for the purpose of checking the inside of the piping. Among them, in the gas infrastructure, gas pipes buried in the ground during the period of high economic growth are aged and become aging pipes, and development of inspection technology is particularly required.
そこで、ガスインフラの検査には、ガスの供給停止や道路掘削を行わずに、ガス管内部の状態を検出できる検査装置が要請されるところであり、配管用の検査装置として、例えば、特許文献1〜3には、配管内を自走可能な自走式の移動体を利用したものが開示されている。
Therefore, for inspection of gas infrastructure, an inspection device capable of detecting the state inside the gas pipe is required without performing stoppage of gas supply and road excavation, and as an inspection device for piping, for example,
前記特許文献1には、遠隔操作により配管内を移動して周囲の状態をカメラで撮影する自走車からなる自走式配管検査装置が開示されている。
The above-mentioned
また、前記特許文献2には、管内検査用の撮像素子が先端側に取り付けられた空気圧駆動型の自走ユニットを走行させて配管内を検査する管内自走式検査装置が開示されている。ここでの自走ユニットは、進行方向前後に設けられたバルーンを含む前後構造体と、これら構造体を連結するとともに、各構造体を離間接近させる方向に伸縮可能なゴムチューブとを備えている。これらバルーン及びゴムチューブには、異なるタイミングで空気が給排されることで、配管の径方向への各バルーンの膨張による配管の内壁への係止と、同収縮による当該係止解除と、配管内の軸方向へのゴムチューブの伸縮とが異なるタイミングで繰り返し行われることで、自走ユニットが尺取虫状に配管内を移動する。
Further,
更に、前記特許文献3には、検査用のカメラ等が搭載され、互いにケーブルで接続された複数の車両に駆動力を与えることで、当該各車両が連なって配管内を走行する配管内移動システムが開示されている。このシステムでは、各車両の上下両側にそれぞれ設けられた車輪を配管の内壁面に接触させながら、当該車輪を駆動することで、各車両が配管内を走行する。また、このシステムは、各車両が配管の曲部を通過する際に、当該曲部の内壁にケーブルが引っ掛かって車両が走行不能になる異常状態が発生した場合、内壁に引っ掛かったケーブルの前後の車両の走行速度を変えることで、前記異常状態を自動的に解消するようになっている。この異常状態は、各車両に取り付けられた各種センサの計測結果に基づいて検出され、具体的には、ケーブルの張力を計測する張力センサの計測値の変化や、車輪を駆動するモータに設けられて、モータの回転数を計測するエンコーダの計測値の変化等によって検出される。 Furthermore, in Patent Document 3, a camera for inspection, etc. is mounted, and by providing driving force to a plurality of vehicles connected with each other by cables, a moving system in a pipe in which the respective vehicles run continuously in the piping. Is disclosed. In this system, each vehicle travels in the piping by driving the wheels while making the wheels respectively provided on the upper and lower sides of each vehicle contact the inner wall surface of the piping. In addition, this system is such that when each vehicle passes through a curved portion of the pipe, the cable is caught on the inner wall of the curved portion and an abnormal condition that the vehicle can not run occurs, the front and rear of the cable caught on the inner wall By changing the traveling speed of the vehicle, the abnormal state is automatically eliminated. This abnormal state is detected based on the measurement results of various sensors attached to each vehicle, and specifically, it is provided in the change of the measurement value of the tension sensor that measures the tension of the cable or the motor that drives the wheels. It is detected by the change of the measurement value of the encoder which measures the number of rotations of the motor.
しかしながら、前記特許文献1及び2の各装置にあっては、多くの曲り箇所を有するガス管の内部を奥に向かって進行させるには限度があり、自走車や自走ユニットが挿入される地上側のガス管の導入口から離れた部分での検査が不能になるケースがある。すなわち、ガス管には、道路下等の地中に埋設される本支管や、当該本支管から分岐して使用者の敷地まで延びる供給管や、当該供給管からガスメータまでの灯外内管等の種類がある。ここで、本支管は、内径約53mm程度に設けられ、地中に併存する水道管や堅穴を回避するために、上下左右に屈曲する4曲がりの形状を有する。一方、供給管や灯外内管は、内径約28mm程度に設けられ、8曲がり以上の形状を有する。このように比較的小径且つ複雑な曲部を有するガス管に、前記特許文献1の装置を適用する場合、その構造上、複雑な曲部で前進不能になり易く、当該前進を可能にする機構を搭載すると装置全体の大型化を招来しガス管内に収まらなくなる。また、前記特許文献2の装置では、ガス管の曲部を通過する際に、前後構造体を連結する伸縮チューブがガス管の内壁に引っ掛かる場合があり、ガス管内の途中で移動不能になる虞がある。
However, in each of the apparatuses of
一方、前記特許文献3のシステムでは、各車両を連結するケーブルがガス管の内壁に引っ掛かって走行が阻害される異常状態が発生したときに、当該異常状態を解消する動作がなされるものの、当該異常状態を検出するために、張力センサやエンコーダ等のセンサを各車両に取り付けなければならず、前記特許文献1の構造の場合と同様、装置全体の大型化を招来し、内径25mm〜50mm程度のガス管内に収まらなくなる可能性がある。また、このシステムでは、車両の上下両側の車輪が管の内壁面に常時接触している必要があり、ガス管のように、途中で管の内径が変化するような配管には適用できない。そこで、仮に、このような配管にも適用可能にするには、車両に対する車輪の位置を可変にする機構等が更に必要になって、装置全体の大型化や複雑化を更に招来し、比較的小径であるガス管内への導入が一層難しくなる。また、前記特許文献1や前記特許文献3のように、電気式の駆動により移動体を走行させる構造では、移動体内で漏電が発生した場合等が想定されることから、十分な安全対策を施さない限り、ガス管内にガスが存在する状態での検査利用は難しい。
On the other hand, in the system of Patent Document 3, when an abnormal state occurs in which the cable connecting each vehicle is caught on the inner wall of the gas pipe and travel is inhibited, the operation to eliminate the abnormal state is performed. In order to detect an abnormal state, a sensor such as a tension sensor or an encoder must be attached to each vehicle, and as in the case of the structure of
本発明は、このような課題に着目して案出されたものであり、その目的は、管状体内を移動する移動体を比較的簡単な構成にし、移動体が管状体内で移動不能になるスタックの発生を自動的に検出し、当該スタックを解消する移動体の動作制御を行うための管内移動システム及び移動体のスタック検出用プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to make a moving body moving in a tubular body a relatively simple configuration, and a stack in which the moving body can not move in the tubular body. The present invention is to provide an in-pipe movement system and a program for detecting a stack of a moving body for automatically detecting the occurrence of the moving body and performing operation control of the moving body to eliminate the stack.
前記目的を達成するため、主として、本発明は、所定の管状体の内壁に接触しながら当該管内を移動可能な構造の移動体と、当該移動体を駆動する駆動装置と、当該駆動装置への駆動指令により前記移動体の動作を制御する動作制御装置とを備えた管内移動システムにおいて、前記動作制御装置は、前記移動体の一部分が前記内壁に接触したときの摩擦音の状態により、当該接触が原因で前記移動体が前記管内を移動不能になるスタックの発生を検出するスタック検出手段と、前記スタックが発生したときに、前記移動体に前記スタックを解消する動作をさせるように、前記駆動装置に駆動指令を行う駆動指令手段とを備える、という構成を採っている。 In order to achieve the above object, the present invention mainly relates to a movable body of a structure movable within the pipe while being in contact with the inner wall of a predetermined tubular body, a drive device for driving the movable body, and the drive device. In the in-pipe movement system including an operation control device that controls an operation of the movable body by a drive command, the operation control device determines the contact according to a state of friction noise when a part of the movable body contacts the inner wall. Stack detection means for detecting the occurrence of a stack in which the movable body can not move in the pipe due to the cause; and the driving device to cause the movable body to release the stack when the stack is generated. And a drive command means for performing a drive command.
また、本発明は、所定の管状体の内壁に接触しながら当該管内を移動可能な構造の移動体の動作制御を行うコンピュータを、前記接触が原因で前記移動体が前記管内を移動不能になるスタックの発生を検出する手段として機能させる移動体のスタック検出用プログラムであって、前記移動体の移動時に前記内壁に接触する動作フェーズに関する時間データを記憶し、前記管内で発生する音情報から音圧の経時変化を示す音圧データを取得し、前記時間データ及び前記音圧データに基づき、前記移動体の一部分が前記内壁に接触したときの摩擦音のうち前記スタックが原因となるスタック音の発生の有無を検出し、その検出結果から前記スタックの発生の有無と種類を特定する、という構成を採っている。 Further, according to the present invention, a computer that performs operation control of a movable body having a structure movable in the pipe while contacting the inner wall of a predetermined tubular body, the movable body can not move in the pipe due to the contact. A program for detecting a stack of a mobile unit which functions as a means for detecting the occurrence of a stack, storing time data on an operation phase of contacting the inner wall when the mobile unit is moved, storing sound from sound information generated in the pipe Sound pressure data indicating pressure change with time is acquired, and based on the time data and the sound pressure data, generation of a stack sound caused by the stack in the friction sound when a part of the moving body contacts the inner wall The presence or absence of the stack is detected, and the presence or absence and the type of occurrence of the stack are specified from the detection result.
なお、本特許請求の範囲及び本明細書において、位置若しくは方向を示す用語である「前」は、特に明記しない限り、移動体が管状体内を奥に向かって移動する際の進行方向における「前」を意味し、「後」は、同進行方向における「後」を意味する。 In the claims and the present specification, the term “front”, which indicates the position or direction, unless otherwise specified, means “front” in the traveling direction of the moving body toward the back of the tubular body. "Means" and "after" means "after" in the same traveling direction.
本発明によれば、移動体の一部分が管状体の内壁に接触したときの摩擦音の状態により、移動体の移動障害となるスタックの発生を検出できるため、管状体内の音情報を取得する機器等があれば良く、当該音情報は、移動体が導入される地上側の導入口から取得することができ、当該機器を移動体に必ずしも設けなくても良い。このため、比較的簡単な構成で、スタックの発生を自動的に検出することができ、また、当該スタックを解消するための移動体の動作制御を行うことが可能になる。 According to the present invention, it is possible to detect the occurrence of the stack that is the movement obstacle of the moving body by the state of the frictional noise when a part of the moving body contacts the inner wall of the tubular body. The sound information can be acquired from the introduction port on the ground side into which the mobile unit is introduced, and the device need not necessarily be provided to the mobile unit. For this reason, it is possible to automatically detect the occurrence of the stack with a relatively simple configuration, and to perform the operation control of the moving body for eliminating the stack.
加えて、移動体を空気圧駆動型にすることにより、各バルーン内の空気圧調整で、ガス管のように管状体内の進行途中でその内径が変わるような場合にも対応でき、部品点数の少ない簡単な構造で、様々な形状を有する小径の管状体内での移動体の移動が可能になる。また、空気圧駆動型の移動体にすると、その駆動に電気が使用されないため、ガスの存在するガス管内への導入に好適となる。 In addition, by making the movable body pneumatically driven, it is possible to cope with the case where the inner diameter changes in the course of the tubular body like the gas pipe by adjusting the air pressure in each balloon, and the number of parts is simple and simple With this structure, it is possible to move the movable body in a small diameter tubular body having various shapes. In addition, if a pneumatically driven moving body is used, electricity is not used for the driving, which is suitable for introduction into a gas pipe in which gas is present.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本実施形態に係る管内移動システムの構成を説明するための概念図が示されている。これらの図において、前記管内移動システム10は、空気圧による駆動で管状体としてのガス管P内を自走可能に設けられた空気圧駆動型の移動体11と、移動体11を駆動する駆動装置として機能し、移動体11に対し圧縮空気を供給、排出するための空気給排ユニット12と、空気給排ユニット12への駆動指令により移動体11の動作を制御する動作制御装置13とを備えている。
The conceptual diagram for demonstrating the structure of the in-pipe movement system which concerns on FIG. 1 at this embodiment is shown. In these figures, the in-
本実施形態での管内移動システム10は、移動体11が、地下に埋設されたガス管P内で自走しながら、ガス管P内の情報収集を行い、当該ガス管P内の異常発生等の状況を地上側から確認する配管内検査システムに利用される。
The in-
前記移動体11は、ガス管Pの内壁に接触しながら、ガス管P内を尺取虫状に移動可能な構造となっており、具体的に、空気給排ユニット12から供給される空気圧により、ガス管P内を走行させる推進力を生成可能に動作する推進可動部15と、推進可動部15の一端側で屈曲可能に連なる先端部16とを備えている。
The
前記推進可動部15は、弾性変形可能な伸縮ホース18と、伸縮ホース18の延出方向両端側に取り付けられた一対のバルーン20,21とにより構成され、移動体11は、伸縮ホース18の延出方向がガス管Pの延出方向に沿うように、ガス管P内を移動する。なお、以下の説明において、バルーン20,21のうち、伸縮ホース18の前側に存在する方を前部バルーン20と称し、同後側に存在する方を後部バルーン21と称する。
The propelled
前記伸縮ホース18は、図2(A)に示されるように、中空部分を有する弾性被覆カバー23と、弾性被覆カバー23の中空部分に配置されて、空気給排ユニット12に繋がる内部空間を構成する袋状の弾性チューブ24とからなる。この伸縮ホース18は、空気給排ユニット12を駆動源とし、延出方向すなわち軸方向への変形となる所定範囲内での伸縮を可能に設けられる一方で、径方向に膨張不能になっている。
As shown in FIG. 2A, the
前記弾性被覆カバー23は、曲げ変形と軸方向への伸縮変形が可能な弾性を備えた素材によって形成される一方、捩れ方向に抵抗力を発揮する蛇腹状の外形をなすとともに、径方向の弾性変形が規制される構造となっている。
The
前記弾性チューブ24は、ゴム等の弾性体によって形成されるとともに、前記空気給排ユニット12により所定のタイミングで内部の空気が加圧若しくは減圧されることで、膨張と収縮を行えるようになっている。これにより、弾性チューブ24が膨張すると、その外側を囲む弾性被覆カバー23が軸方向に伸びるように変形し、伸縮ホース18が全体的に所定の基準長さから伸長することになる。そして、当該伸長状態から弾性チューブ24が収縮すると、弾性被覆カバー23がその弾性によって軸方向に縮むように変形し、伸縮ホース18が全体的に収縮して前記基準長さの状態に復帰する。また、空気給排ユニット12の駆動制御によって弾性チューブ24内の圧力が維持されると、そのときの伸縮ホース18の長さが維持されることになる。
The
前記各バルーン20,21は、それぞれ、ゴム等の弾性体やビニール等の柔軟素材によって袋状に形成され、空気給排ユニット12により所定のタイミングで内部の空気が加圧若しくは減圧されることで、膨張と収縮を行えるようになっている。これらバルーン20,21に対しては、後述するように、相互に異なるタイミングで空気が給排される。なお、前部バルーン20の前方に、先端部16が配置されることとなる。
Each of the
以上の構成の推進可動部15は、図3に示される移動体11の6つの動作フェーズを1サイクルとした動作が順番に繰り返し行われることにより、次のように、先端部16を先頭にして、ガス管P内の奥に向かって移動体11を前進させることが可能になる。なお、以下の説明において、当該前進時の推進可動部15の動作による移動体11の駆動を「基本推進駆動」と称する。
In the propulsion
先ず、図3(A)の第1のフェーズでは、同図中左側の後部バルーン21が加圧されて膨張し、ガス管Pの内壁に押し当てられることで当該内壁に係止した係止状態となっている。一方、同図中右側の前部バルーン20は、減圧されて最も収縮した状態となっており、ガス管Pの内壁に接触していない非係止状態となっている。更に、伸縮ホース18は、減圧され、最短となる前記基準長さの状態になっている。
First, in the first phase of FIG. 3 (A), the left
この状態から、同図(B)の第2のフェーズでは、前記基準長さの伸縮ホース18が加圧されて軸方向に変形する。このとき、後部バルーン21は、その内圧が維持されて前記係止状態に維持される一方で、前部バルーン20は、前記非係止状態に維持されていることから、伸縮ホース18は前方に向かって伸長する。
From this state, in the second phase of FIG. 7B, the
次に、同図(C)の第3のフェーズでは、前部バルーン20が加圧されて内壁への前記係止状態に変わる。このとき、伸縮ホース18と後部バルーン21は、第2のフェーズと同じ状態で維持される。
Next, in the third phase of FIG. 6C, the
更に、同図(D)の第4のフェーズでは、後部バルーン21が減圧されて収縮し、内壁への係止が解除された前記非係止状態となる。このとき、伸縮ホース18と前部バルーン20は、第3のフェーズと同じ状態で維持される。
Further, in the fourth phase of FIG. 6D, the
そして、同図(E)の第5のフェーズでは、伸縮ホース18が減圧されて収縮することで、その弾性により元の基準長さの状態に復帰する。この際、前部バルーン20が前記係止状態に維持される一方で、後部バルーン21が前記非係止状態に維持されていることから、伸縮ホース18は、前方に向かって収縮することになる。
And in the 5th phase of the figure (E), when the expansion-
この状態から、同図(F)の第6のフェーズでは、前部バルーン20が、同図中実線で示されるように、再び減圧されて前記非係止状態となり、その後、伸縮ホース18の状態が維持されたまま、後部バルーン21が加圧される前記第1のフェーズに戻り、これら各フェーズが繰り返し行われる。ここでの第6フェーズの動作は、水平方向に延びるガス管P内における移動体11の移動時(以下、単に「水平管内の移動時」と称する)に適用される。
一方で、鉛直方向に延びるガス管P内における移動体11の移動時(以下、単に、「鉛直管内の移動時」と称する)における第6のフェーズの動作は、重力によるガス管P内での移動体11の落下を防止するために、水平管内の移動時と異なるように設定されている。すなわち、当該鉛直管内の移動時には、後部バルーン21が加圧され、前部バルーン20及び後部バルーン21が、それぞれ同図中破線で示されるように前記係止状態とされる。そして、伸縮ホース18の状態が維持されたまま、前部バルーン20が減圧される前記第1のフェーズに戻り、これら各フェーズが繰り返し行われる。
From this state, in the sixth phase of FIG. 6F, the
On the other hand, the operation of the sixth phase at the time of movement of the
なお、前述の各動作フェーズを逆順で行うと、移動体11はガス管P内を前述と逆方向に移動し、移動体11の後退動作が可能になる。
In addition, if the above-mentioned each operation phase is performed in reverse order, the
前記先端部16は、図2(A)に示されるように、前端側が窄まったロケット状をなす本体27と、本体27の前端側に設けられたカメラ28と、前方に向かって発光するライト29と、本体27と推進可動部15の前端側を連結する可動ジョイントとして機能する3個の空気圧シリンダ30とにより構成されている。
As shown in FIG. 2A, the
前記カメラ28は、ライト29で照らされた移動体11の前方のガス管P内の空間を撮影可能に配置される。カメラ28から取得された画像情報は、移動体11に繋がるケーブル32を通じて地上側に伝送され、ガス管P内の様子を点検する等の目的で、地上でモニタリング可能となっている他、後述するように、前記動作制御装置13での移動体11の動作制御にも用いられる。なお、カメラ28としては、前記空間を撮影可能な機器である限りにおいて、特に限定されるものではない。
The
前記各空気圧シリンダ30は、それら可動部が、本体27の周方向のほぼ等間隔となる3箇所の位置にそれぞれ回転自在に取り付けられている。これら空気圧シリンダ30は、空気給排ユニット12により圧縮空気の供給、排出がそれぞれ独立して行われ、伸縮ホース18の軸方向に進退可能となっている。この空気圧シリンダ30は、図2(A)に示されるように、全て後退した初期状態では、本体27が推進可動部15に対して軸方向に一直線になる直線姿勢に維持される一方、何れかの空気圧シリンダ30の駆動状態が変わると、図2(B)に示されるように、伸長量の多い空気圧シリンダ30の反対方向に本体27が屈曲する屈曲姿勢となる。ここで、推進可動部15に対する本体27の屈曲角度は、空気圧シリンダ30の伸長量を調整することで可変となる。これによって、先端部16は、空気給排ユニット12による空気圧シリンダ30の駆動により、推進可動部15に対して軸方向に一直線に並んだ直線姿勢と、移動体11の前方のあらゆる方向に屈曲可能な屈曲姿勢との間で変位可能になる。
The movable portions of the
以上において、各バルーン20,21、伸縮ホース18及び各空気圧シリンダ30は、それぞれ、移動体11に所望の動作をさせるための空気圧アクチュエータ34(図4参照)として機能し、以下の説明においては、適宜、これらバルーン20,21、伸縮ホース18及び各空気圧シリンダ30を空気圧アクチュエータ34として総称する。
In the above, the
前記空気給排ユニット12は、図1に示されるように、地上側に配置されており、各空気圧アクチュエータ34にチューブ36を介して繋がっている。この空気給排ユニット12は、図4に示されるように、空気を給排するポンプユニット38と、前記動作制御装置13からの指令に基づいて、ポンプユニット38から各空気圧アクチュエータ34に対する空気の給排状態を切り替える電磁弁39とにより構成される。
The air supply /
前記ポンプユニット38は、詳細な構造についての図示を省略するが、各空気圧アクチュエータ34の空気を加圧する加圧ポンプ、各空気圧アクチュエータ34の空気を減圧するための真空ポンプ、これらポンプに繋がるタンク類、及び圧力制御弁等によって構成される。
Although the
前記電磁弁39は、前記加圧ポンプと所望の空気圧アクチュエータ34を連通する位置と、前記真空ポンプと所望の空気圧アクチュエータ34を連通する位置とに切り替え可能となっており、動作制御装置13からの指令に基づいて、各空気圧アクチュエータ34とポンプユニット38との連通状態が独立して制御される。
The
前記動作制御装置13は、移動体11の前方の管内空間を撮影する前記カメラ28で取得した画像情報と、地上側から移動体11をガス管P内に導入する導入口D(図1参照)付近に設置され、ガス管P内での発生音を収集するマイク41で取得した音情報とを用い、ガス管P内を進行する移動体11の動作制御を行うようになっている。なお、マイク41は、ガス管P内での発生音を収集できる限りにおいて、種々のタイプのものを採用することができる。
The
この動作制御装置13は、地上側に配置されており、CPU等の演算処理装置及びメモリやハードディスク等の記憶装置等からなるコンピュータによって構成され、当該コンピュータを以下の各手段として機能させるためのプログラムがインストールされている。
The
前記動作制御装置13は、図4に示されるように、カメラ28で取得した画像データの処理を行う画像処理手段43と、マイク41からの音情報と画像処理手段43での画像処理結果に基づき、移動体11の一部分がガス管Pの内壁に接触したときの摩擦音の状態により、当該接触が原因で移動体11がガス管P内を移動不能となるスタックの発生を検出するスタック検出手段44と、画像処理手段43及びスタック検出手段44での処理結果に基づき、空気給排ユニット12の動作制御を通じて各空気圧アクチュエータ34への駆動指令を行う駆動指令手段45とを備えている。
As shown in FIG. 4, the
前記画像処理手段43は、移動体11の先端側がガス管Pの内壁に接近しているか否かを判定する内壁接近判定部47と、内壁接近判定部47での判定結果に基づいて、移動体11の前方空間における進行方向を特定する進行方向特定部48とを備えており、公知の画像処理技術を利用して次の各処理が行われる。
The image processing means 43 determines whether the front end of the
前記内壁接近判定部47では、先ず、カメラ28で取得したガス管P内の前方空間の画像全体の輝度が予め設定した閾値よりも超えるか否かが判定される。このとき、前記輝度が前記閾値以下の場合には、前記前方空間に向かって照射されたライト29(図2参照)の照射光がガス管Pの内壁で反射する量が少なく、画像全体が暗くなることから、移動体11の先端側が内壁に接近していない非接近状態と判定される。一方、前記輝度が前記閾値を超える場合には、ライト29の照射光の多くが内壁の存在によって反射され、画像全体が明るくなることから、移動体11の先端側が内壁に接近している接近状態と判定される。
The inner wall
前記進行方向特定部48では、内壁接近判定部47で前記非接近状態と判定されると、移動体11の進行方向が直進方向であると判断される。一方、内壁接近判定部47で前記接近状態と判定されると、取得画像の各部分の輝度の分布が求められ、取得画像中、最も暗い部分を内壁が前方に存在しない空間と認識し、当該取得画像の暗い部分が移動体11の進行方向と判断される。
In the traveling
前記スタック検出手段44では、内壁接近判定部47で判定された移動体11の先端部16の内壁への接近状況と、マイク41から取得した音情報の時間に対する音圧の状態とに基づき、次の各種スタックの発生の有無が検出される。
The stack detection means 44 performs the following based on the approach situation to the inner wall of the
前記スタックとしては、図5に模式的に示されるように、原因別に次の3タイプがあり、後述するように、当該スタックを解消するためには、これら各タイプに応じた移動体11の自律動作が必要になる。
As the stack, as schematically shown in FIG. 5, there are the following three types according to the cause, and as will be described later, in order to eliminate the stack, the autonomy of the
第1のタイプとしては、図5(A)に示されるように、移動体11の先端部16が曲管部分を曲がり切れずに内壁に当接することで、移動体11がガス管P内を前進不能になる先端側スタックがある。
As the first type, as shown in FIG. 5 (A), the moving
第2のタイプとしては、同図(B)に示されるように、移動体11が曲管部分を通過する過程で、伸縮ホース18の前寄り部分が内壁に当接して引っ掛かることで、移動体11がガス管P内を前進不能になる前側スタックがある。
As the second type, as shown in FIG. 6B, when the
第3のタイプとしては、同図(C)に示されるように、移動体11が曲管部分を通過する過程で、伸縮ホース18の後寄り部分が内壁に当接して引っ掛かることで、移動体11がガス管P内を前進不能になる後側スタックがある。
As the third type, as shown in FIG. 6C, when the
ところで、本発明者らは、試験研究により、移動体11がガス管P内を前進している際、ガス管P内で発生する異音の状態とその発生タイミングによって、前述した図3の各動作フェーズによる移動体11の基本推進駆動の最中に、どのタイプのスタックが発生しているか否かが識別可能である旨を知見した。
By the way, the inventors of the present invention have shown in FIG. 3 by the state of abnormal noise generated in the gas pipe P and the generation timing thereof when the
具体的に、移動体11が前記各動作フェーズを順に繰り返し行いながらガス管P内を前進している際に、前述した図5(A)の先端側スタックや同(B)の前側スタックが生じた場合には、図3(C)の第3のフェーズから同図(D)の第4のフェーズに移行する過程で、後部バルーン21から、ガス管Pの内壁に引き摺られているような摩擦音が発生する。
Specifically, when the
すなわち、この場合には、図3(B)の第2のフェーズで伸縮ホース18が伸長する過程で、その前寄りの部位の移動が拘束された状態となっており、第3のフェーズに達した時点で、伸縮ホース18が通常の長さまで伸長していない不完全な伸長状態になっている。その状態から、第4のフェーズに移行する際には、前部バルーン20が依然内壁への係止状態になっており、且つ、伸縮ホース18の内圧が維持されるため、後部バルーン21が徐々に減圧されて内壁への係止状態が徐々に解除されると、伸縮ホース18が完全な伸長状態になるように、後部バルーン21が内壁に接触しながら後方に引っ張られてしまう。従って、第3及び第4のフェーズの間の時間帯、すなわち、後部バルーン21が減圧を開始してから収縮を完了するまでの時間において、ある程度継続した摩擦音が発生した場合、先端側スタックや前側スタックが発生したと考えられる。
That is, in this case, in the process in which the
また、移動体11が前記各動作フェーズを順に繰り返し行いながらガス管P内を前進している際に、前述した図5(C)の後側スタックが生じた場合、前記水平管内の移動時には、図3(E)の第5のフェーズから同図(F)の第6のフェーズに移行する過程で、前部バルーン20から、ガス管Pの内壁に引き摺られているような摩擦音が発生する。一方、前記鉛直管内の移動時に後側スタックが生じた場合には、同図(F)の第6のフェーズから同図(A)第1のフェーズに移行する過程で、前部バルーン20から前記摩擦音が発生する。
Also, when moving
すなわち、後側スタックが発生した場合には、第5のフェーズで伸長ホース18が収縮する過程で、その後寄りの部位の移動が拘束された状態となっており、第5のフェーズに達した時点で、伸縮ホース18が最短の基準長さにまで短縮していない不完全な収縮状態になっている。その状態から、第6のフェーズに移行する際、伸縮ホース18が減圧された状態であるため、水平管内の移動時において、前部バルーン21が徐々に減圧されて内壁への係止状態が徐々に解除されると、伸縮ホース18が完全な収縮状態になるように、前部バルーン20が内壁に接触しながら後方に引っ張られることになる。従って、前部バルーン20が減圧を開始してから収縮が完了するまでの時間となる第6のフェーズの時間帯において、ある程度継続した摩擦音が発生した場合、後側スタックが発生したと考えられる。
同様に、鉛直管内の移動時においては、前部バルーン20が減圧を開始してから収縮が完了するまでの時間となる第1のフェーズの時間帯に、である程度継続した摩擦音が発生した場合、後側スタックが発生したと考えられる。
That is, when the rear side stack occurs, in the process of contraction of the
Similarly, when moving within the vertical pipe, if a frictional noise is generated during the first phase, which is the time from when the
以上により、ある程度継続した摩擦音が前部バルーン20のみから発生した場合には、後側スタックが発生しており、ある程度継続した摩擦音が後部バルーン21のみから発生した場合には、先端側スタック若しくは前側スタックが発生していることになる。
From the above, when the frictional noise continued to some extent is generated only from the
前記スタック検出手段44は、以上の現象を踏まえてスタックを自動的に検出可能な構成を採っており、所定の時間データが記憶された時間データ記憶部54と、マイク41で取得した音情報から音圧の経時変化を示す音圧データを取得する音圧データ取得部55と、これら時間データ及び音圧データに基づき、摩擦音のうちスタックが原因となるスタック音の発生の有無を検出するスタック音検出部56と、スタック音検出部56での検出結果を利用し、スタック発生の有無と種類を特定するスタック情報取得部57とにより構成される。
The stack detection means 44 adopts a configuration capable of automatically detecting the stack based on the above phenomenon, and from the time
前記時間データ記憶部54には、前記基本推進駆動の際に各バルーン20,21が収縮するフェーズについて、1サイクルにおける第1のフェーズ(図3(A))の開始時をスタート時刻として、次の時間データが予め記憶されている。
The time
すなわち、この時間データ記憶部54では、時間データとして、後部バルーン21が減圧を開始する減圧開始時刻trsと、当該減圧開始時刻trsから後部バルーン21が完全に収縮するまでの時間(以下、「後部バルーン収縮時間trd」と称する)と、前部バルーン20が減圧を開始する減圧開始時刻tfsと、当該減圧開始時刻tfsから前部バルーン20が完全に収縮するまでの時間(以下、「前部バルーン収縮時間tfd」と称する)と、後部バルーン21のスタック音検出用の時間の閾値(以下、「後部バルーン時間閾値trth」と称する)と、前部バルーン20のスタック音検出用の時間の閾値(以下、「前部バルーン時間閾値tfth」と称する)とが記憶されている。
なお、後部バルーン21における減圧開始時刻trsとしては、第4のフェーズ(図3(D))の開始時刻が記憶され、後部バルーン収縮時間trdとしては、第4のフェーズの開始時刻から第5のフェーズ(同図(E))の開始時刻までの時間が記憶される。
また、前部バルーン20における減圧開始時刻tfsとしては、水平管内の移動時に使用する第6のフェーズ(同図(F))の開始時刻と、鉛直管内の移動時に使用する第1のフェーズ(同図(A))の開始時刻との2種が記憶される。また、前部バルーン収縮時間tfdとしては、水平管内の移動時における第6のフェーズの開始時刻から前部バルーン20が完全に収縮する第1のフェーズの開始時刻までの時間と、鉛直管内の移動時における第1のフェーズの開始時刻から前部バルーン20が完全に収縮する第2のフェーズ(同図(B))の開始時刻までの時間とが記憶される。
That is, in the time
The start time of the fourth phase (FIG. 3D) is stored as the decompression start time t rs of the
In addition, as the decompression start time t fs in the
ここで、特に限定されるものではないが、前部バルーン時間閾値tfthは、前部バルーン収縮時間tfdに所定の係数Kt1(0<Kt1<1)を乗じて予め求められ、後部バルーン時間閾値trthは、後部バルーン収縮時間trdに所定の係数Kt2(0<Kt2<1)を乗じて予め求められる。なお、これら係数Kt1,Kt2は、同一の値でも、別の値としても良い。 Here, although not particularly limited, the front balloon time threshold t fth is obtained in advance by multiplying the front balloon contraction time t fd by a predetermined coefficient K t1 (0 <K t1 <1), and the rear The balloon time threshold value t rth is obtained in advance by multiplying the rear balloon contraction time t rd by a predetermined coefficient K t2 (0 <K t2 <1). The coefficients K t1 and K t2 may be the same value or different values.
本実施形態では、前記時間データを予め記憶しているが、本発明はこれに限らず、基本推進駆動の際のサイクル毎等で、各バルーン20,21の減圧時間が逐次変更されるように制御される場合には、空気給排ユニット12の動作状況に基づいて、1サイクル毎に前記時間データを計時する計時部を設けることも可能である。
In the present embodiment, the time data is stored in advance, but the present invention is not limited to this, and the decompression time of each
前記音圧データ取得部55では、図3(A)〜(F)の各動作フェーズを1サイクルとした前述の基本推進駆動が行われている際に、当該1サイクル毎に、同図(A)の第1のフェーズの開始時をスタート時刻とし、経時的な音圧データが取得される。
In the sound pressure
前記スタック音検出部56では、前述のように、何等かのスタックが発生すると前後何れかのバルーン20,21にある程度の時間で連続した摩擦音が発生するため、これら各バルーン20,21について、連続した摩擦音が発生しているかが判定される。すなわち、ここでは、スタックが発生し得る移動体11の動作フェーズの各時間帯における音圧データの中で、予め設定した閾値を超える音圧が所定時間以上連続して発生している場合に、前記スタック音が発生していると判断される。
In the stack
具体的に、前部バルーン20については、次のようにして、前記スタック音が発生しているか否かが決定される。
Specifically, for the
すなわち、ここでは、先ず、時間データ記憶部54で記憶された前述減圧開始時刻tfsと前部バルーン収縮時間tfdとから、前部バルーン20が前記係止状態から完全に収縮するまでの対象フェーズにおける音圧データが抽出される。
That is, here, first, from the pressure reduction start time t fs and the front balloon contraction time t fd stored in the time
そして、前記対象フェーズの音圧データについて、1サイクル全体の最大音圧Pmaxに所定の係数Kp(0<Kp<1)を乗じて求められた音圧閾値Pthよりも高くなる音圧Pが連続的に存在するか否かが判定される。具体的には、音圧閾値Pthよりも高い音圧の連続時間tfが求められ、当該連続時間tfが、時間データ記憶部54に記憶された前部バルーン時間閾値tfthを超える場合、スタック音が前部バルーン20に発生していると判定される。一方、音圧閾値Pthよりも高い音圧の連続時間tfが、前部バルーン時間閾値tfth以下の場合、前部バルーン20にはスタック音が発生していないと判定される。
Then, with regard to the sound pressure data of the target phase, the sound pressure threshold P th obtained by multiplying the maximum sound pressure P max in one cycle by a predetermined coefficient K p (0 <K p <1) is obtained. It is determined whether the pressure P continuously exists. Specifically, the continuous time t f of the sound pressure higher than the sound pressure threshold P th is determined, and the continuous time t f exceeds the front balloon time threshold t fth stored in the time
後部バルーン21についても、前部バルーン20のときと同様にして、スタック音の発生の有無が検出される。
As in the case of the
すなわち、ここでは、時間データ記憶部54に記憶された前述の減圧開始時刻trsと後部バルーン収縮時間trdとから、後部バルーン21が前記係止状態から完全に収縮するまでの対象フェーズにおける音圧データが抽出され、当該音圧データについて、前記音圧閾値Pthよりも高い音圧の連続時間trが求められる。そして、当該連続時間trが、後部バルーン時間閾値trthを超える場合、スタック音が後部バルーン21に発生していると判定される。一方、音圧閾値Pthよりも高い音圧の連続時間trが、後部バルーン時間閾値trth以下の場合、後部バルーン21にはスタック音が発生していないと判定される。
That is, here, from the aforementioned decompression start time t rs and rear balloon contraction time t rd stored in the time
前記スタック情報取得部57では、次のようにして、スタックの発生の有無と種類が特定される。
The stack
スタック音検出部56で、前部バルーン20のみにスタック音が発生していると検出された場合には、前記後側スタックが発生していると特定される。
一方、スタック音検出部56で、後部バルーン21のみにスタック音が発生していると検出された場合には、前記先端側スタックと前側スタックの何れかが発生していることになる。そこで、この場合には、前記画像処理手段43の内壁接近判定部47での処理により、先端部16が内壁に対して接近状態か非接近状態かが判定される。そして、前記接近状態のときに、先端側スタックが発生していると特定され、前記非接近状態と判定されたときに、前側スタックが発生していると特定される。
なお、これら以外の場合は、何れのスタックも発生していないと特定される。
If the
On the other hand, when the stack
In the case other than these, it is specified that no stack is generated.
前記駆動指令手段45では、前記基本推進駆動の1サイクル毎に、次のようにして、移動体11の移動時における次の各ケースに応じ、各空気圧アクチュエータ34に駆動指令を行う。特に、スタック情報取得部57でスタックが発生したと判断された場合には、移動体11にスタックを解消するための動作をさせる。
The drive command means 45 issues a drive command to each
第1のケースとして、スタック検出手段44で何れのスタックも発生していないと特定されると、基本推進駆動を繰り返し行う通常走行モードでの動作制御が行われるように、推進可動部15の伸縮ホース18、各バルーン20,21への空気圧の調整が行われる。この通常走行モードの際に、画像処理手段43の進行方向特定部48で、前述したように、先端部16の内壁への接近状況が判定され、進行方向が特定される。そして、先端部16が内壁に対して非接近状態であると判定されると、図6(A)に示されるように、先端部16が伸縮ホース18と一直線上に並ぶ直線姿勢になるように、各空気圧シリンダ30の駆動が制御され、移動体11が直進用の通常走行モードで移動することになる。一方、通常走行モードの際に、進行方向特定部48で、先端部16が内壁に対して接近状態であると判定され、当該内壁を避けるための方向が特定されると、同図(B)に示されるように、当該方向に沿って先端部16が伸縮ホース18に対して屈曲する屈曲姿勢になるように、各空気圧シリンダ30の駆動が制御され、移動体11が方向転換用の通常走行モードで移動することになる。
As a first case, when the stack detection means 44 specifies that no stack is generated, the expansion and contraction of the propulsion
第2のケースとして、スタック検出手段44で先端側スタックが発生していると特定されると、基本推進駆動に対して逆順の動作を繰り返すことにより、図6(C)に示されるように、移動体11を後退させる先端側スタック解消モードが所定時間行われる。
As a second case, when the stack detection means 44 specifies that the tip side stack is generated, the operation is repeated in the reverse order to the basic propulsion drive, as shown in FIG. 6C, A front end side stack cancellation mode for retracting the moving
第3のケースとして、スタック検出手段44で前側スタックが発生していると特定されると、基本推進駆動の第1及び第2のフェーズを所定回繰り返すように、後部バルーン21を係止状態として伸縮ホース18への加圧と減圧を交互に行い、図6(D)に示されるように、移動体11の前寄り部分を前後に繰り返し動かす前側スタック解消モードが行われる。
In the third case, when the stack detection means 44 specifies that the front side stack is generated, the
第4のケースとして、スタック検出手段44で後側スタックが発生していると特定されると、基本推進駆動の第4及び第5のフェーズを所定回繰り返すように、前部バルーン20を係止状態として伸縮ホース18への加圧と減圧を交互に行い、図6(E)に示されるように、移動体11の後寄り部分を前後に繰り返し動かす後側スタック解消モードが行われる。
In the fourth case, when the stack detection means 44 determines that the rear stack is generated, the
以上で説明した前記動作制御装置13での各処理の手順について、図7のフローチャートを用いて以下に説明する。
The procedure of each process in the
具体的に、先ず、前記基本推進駆動が行われ(ステップS100)、前部バルーン20について、前記スタック音が発生しているか否かが判定される(ステップS101)。次に、後部バルーン21についても、前部バルーン20のときと同様にして、スタック音の発生の有無が判定される(ステップS102)。
Specifically, first, the basic propulsion drive is performed (step S100), and it is determined whether or not the stack sound is generated for the front balloon 20 (step S101). Next, with respect to the
そして、前部バルーン20のみに、スタック音が発生していると判定された場合には、前述の後側スタックが発生していると特定される(ステップS103)。一方、後部バルーン21のみにスタック音が発生していると判定された場合には、前記画像処理手段43での処理により、移動体11の先端側がガス管Pの内壁に対して接近状態か非接近状態かが判定される(ステップS104)。そして、前記接近状態と判定されたときに、前述の先端側スタックが発生していると特定され(ステップS105)、前記非接近状態と判定されたときに、前述の前側スタックが発生していると特定される(ステップS106)。なお、それ以外の場合は、何れのスタックも発生していないと特定される(ステップS107)。
Then, when it is determined that the stack sound is generated only in the
そこで、何れのスタックも発生していないと特定されると、移動体11の先端側がガス管Pの内壁に対して接近状態か非接近状態かが判定される(ステップS108)。そこで、前記非接近状態の場合には、図6(A)の直進用の通常走行モードで移動体11を前進させる(ステップS109)。一方、前記接近状態の場合には、同図(B)の方向転換用の通常走行モードで移動体11を前進させる(ステップS110)。
Therefore, when it is specified that no stack is generated, it is determined whether the tip end side of the
また、先端側スタックが発生していると特定されると、図6(C)の先端側スタック解消モードで移動体11が所定時間動作する(ステップS111)。
Further, when it is specified that the tip side stack is generated, the
更に、前側スタックが発生していると特定されると、図6(D)の前側スタック解消モードで移動体11が所定時間動作する(ステップS112)。
Furthermore, when it is specified that the front side stack is generated, the
また、後側スタックが発生していると特定されると、図6(E)の後側スタック解消モードで移動体11が所定時間動作する(ステップS113)。
Also, when it is specified that the rear side stack is generated, the
そして、移動体11が目的の最終地点に到達するまで、前述の処理が繰り返し行われる(ステップS114)。
Then, the above-described processing is repeatedly performed until the moving
以上の構成の管内移動システム10による移動体11の移動について、図8に示される8曲りのガス管P内の移動を例に挙げ、図9の状態遷移図を用いながら次に説明する。
The movement of the
ここでの移動体11の動作は、家庭側から灯外内管、供給管を通って本支管に至るまでの管内の状態を検査するために、図8のガス管P内での自走を可能にするように予めプログラミングされている。なお、図8のガス管Pの説明において、鉛直方向を「縦方向」と称し、水平方向を「横方向」と称する。
The movement of the
当該ガス管Pは、家庭H側の第1の領域P1と、当該第1の領域P1と本支管Mとの間で繋がる第2の領域P2とからなる。前記第1の領域P1は、家庭H側の地上に存在する移動体11の導入口Dから縦方向の下方に延びる鉛直管である第1の直管S1と、第1の直管S1に繋がり、縦方向から横方向に方向転換する曲管をなすエルボEと、エルボEに繋がり、横方向で方向転換する曲管をなす第1のベンドB1と、第1のベンドB1に繋がって横方向に延びる水平管である第2の直管S2と、第2の直管S2に繋がり、横方向で方向転換する曲管をなす第2のベンドB2と、第2のベンドB2に繋がり、横方向から縦方向に方向転換する曲管部分を含むサービスチーTとにより構成される。また、前記第2の領域P2は、第1の領域P1と実質的に同一となる配管構成となっており、第1の領域P1のサービスチーTに、第2の領域P2の第1の直管S1が接続されることで、第1及び第2の領域P1,P2が連なることになる。そして、第2の領域P2のサービスチーTが本支管Mに接続される。
The gas pipe P includes a first area P1 on the household H side and a second area P2 connected between the first area P1 and the main branch M. The first area P1 is connected to a first straight pipe S1 which is a vertical pipe extending vertically downward from the introduction port D of the
移動体11は、地上の前記導入口Dから導入され、その後、第1領域P1を自走する。
The
すなわち、移動体11は、先ず、先端側が直線姿勢となる直進用の通常走行モードで、図9中の破線領域Aの第1の直管S1内を前進する(動作M1)。
That is, first, the
そして、移動体11の先端部16がエルボEと第1のベンドB1に達すると、図9中の破線領域Bに示されるように、先端側が屈曲姿勢となる方向転換用の通常走行モードで移動体11が前進する(動作M2)。この際、先端側スタックが発生すると、移動体11は、先端側スタック解消モードにより一旦後退してから(動作M3)、再び、直進用の通常走行モードで前進する(動作M1)。更に、エルボEや第1のベンドB1を通過する際、前側スタックが発生したときに、移動体11は、前側スタック解消モードによる動作が行われ(動作M4)、その後、再び、直進用の通常走行モードで前進する(動作M1)。また、ここでの通過の際、後側スタックが発生したときに、移動体11は、後側スタック解消モードによる動作が行われ(動作M5)、その後、再び、直進用の通常走行モードで前進する(動作M1)。なお、各スタックが解消されない、若しくは、再度各スタックが発生したときには、前記スタック解消用の動作が繰り返し行われる。
Then, when the
次に、図9中の破線領域Cに示されるように、移動体11が第2の直管S2内に達すると、直進用の通常走行モードで前進する(動作M1)。
Next, as shown by the broken line area C in FIG. 9, when the moving
その後、移動体11が第2のベンドB2とサービスチーTに達すると、図9中の破線領域Dに示されるように、前記エルボEや第1のベンドB1を移動体11が移動する際に説明したのと同一の動作が行われる。
Thereafter, when the
そして、移動体11が第2の領域P2に移動すると、前述した第1の領域P1と同一順で移動体11が動作し(図9中Eの遷移部分)、第2の領域P2を通過後、本支管Mに向かう(同図中Fの遷移部分)。
Then, when the moving
従って、このような実施形態によれば、移動体11が部品点数の少ない比較的簡単な構造の空気圧駆動型となっており、小径のガス管P内であっても自走可能となる。しかも、このような空気圧駆動型において、ガス管P内での摩擦音の発生状況から、ガス管P内の移動体11の移動時のスタックの発生を自動的に検出でき、当該スタックを解消する動作を自動的に移動体11に行わせることができる。また、ガス管P内を進行する移動体11は、電気的駆動でないため、ガスが存在する状態でのガス管P内の検査に好適となる。
Therefore, according to such an embodiment, the
なお、前記実施形態では、スタックの検出に際し、カメラ28で取得した画像データを利用しているが、本発明において、当該画像データの利用は必須ではなく、取得した配管P内の摩擦音等の異音の相違により、各スタックを識別できる限りにおいて、管状体や移動体11の構造に応じて種々の態様を採ることができる。
In the above embodiment, image data acquired by the
また、本実施形態では、前記マイク41をガス管Pの導入口D付近に設置したが、ガス管P内での発生音を検出できる限りにおいて、移動体11に付設し、或いは、ガス管P内の所定位置に設置しても良い。
In the present embodiment, the
更に、前記実施形態では、ガス管P内の検査用として、移動体11をガス管P内で移動させる態様について図示説明したが、本発明はこれに限らず、他の配管やトンネルを含む他の管状体の内部空間等で何等かの移動体を移動させることにより、当該内部空間の状況を遠隔場所で確認するためのシステムに適用可能である。
Furthermore, in the above embodiment, although the aspect of moving the
また、本発明において、前記移動体11は、前述した構造のものに限定されず、管状体の内壁に接触しながら移動可能な構造を有し、管状体内でスタックが発生した際に、内壁との間で摩擦音等の異音が発生し得るものであれば、何でも良い。例えば、移動体11を移動させる手段として、車輪を内壁に接触しながら駆動させる構造を採用し、スタック時に当該車輪に独自の摩擦音が発生し得るタイプのものを採用しても良い。
Further, in the present invention, the
更に、前記実施形態のスタック検出手段44では、自走式の移動体11についてのスタックの検出を行っているが、本発明はこれに限らず、圧送式、押込式等、操作者の操作によって管状体内を移動可能な他の移動体についてのスタックの検出も可能である。すなわち、スタック検出手段44でのアルゴリスムは、操作者が目視できない箇所でのスタックの発生有無や種類を認識するために種々のケースで利用できる。
Furthermore, the stack detection means 44 of the above embodiment detects the stack of the self-propelled
その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。 In addition, the configuration of each part of the device in the present invention is not limited to the illustrated configuration example, and various modifications can be made as long as substantially the same function is exhibited.
10 管内移動システム
11 移動体
12 空気給排ユニット(駆動手段)
13 動作制御装置
15 推進可動部
18 伸縮ホース
20 前部バルーン
21 後部バルーン
28 カメラ
41 マイク
43 画像処理手段
44 スタック検出手段
45 駆動指令手段
47 内壁接近判定部
54 時間データ記憶部
55 音圧データ取得部
56 スタック音検出部
57 スタック情報取得部
P ガス管(管状体)
10
13
Claims (9)
前記動作制御装置は、前記移動体の一部分が前記内壁に接触したときの摩擦音の状態により、当該接触が原因で前記移動体が前記管内を移動不能になるスタックの発生を検出するスタック検出手段と、前記スタックが発生したときに、前記移動体に前記スタックを解消する動作をさせるように、前記駆動装置に駆動指令を行う駆動指令手段とを備えたことを特徴とする管内移動システム。 A movable body having a structure movable within the pipe while in contact with the inner wall of a predetermined tubular body, a drive device for driving the movable body, and operation control for controlling the operation of the movable body by a drive command to the drive device And an apparatus for
The motion control device detects a generation of a stack in which the moving body can not move in the pipe due to the contact due to a state of frictional noise when a part of the moving body contacts the inner wall; And a drive command means for commanding the drive device to drive the drive device to cause the movable body to perform an operation to clear the stack when the stack is generated.
前記スタック検出手段は、前記移動体の移動時に前記内壁に接触する動作フェーズに関する時間データが記憶された時間データ記憶部と、前記マイクで取得した音情報から音圧の経時変化を示す音圧データを取得する音圧データ取得部と、前記時間データ及び前記音圧データに基づき、前記摩擦音のうち前記スタックが原因となるスタック音の発生の有無を検出するスタック音検出部と、当該スタック音検出部での検出結果を利用し、前記スタックの発生の有無と種類を特定するスタック情報取得部とを備えたことを特徴とする請求項1記載の管内移動システム。 The microphone further comprises a microphone for collecting sound information generated in the tube,
The stack detection means is a time data storage unit in which time data on an operation phase of contacting the inner wall when moving the moving body is stored, and sound pressure data indicating sound pressure temporal change from sound information acquired by the microphone Sound pressure data acquisition unit for acquiring the sound, a stack sound detection unit for detecting the presence or absence of generation of the stack sound among the friction sounds based on the time data and the sound pressure data, and the stack sound detection The in-pipe movement system according to claim 1, further comprising: a stack information acquisition unit that specifies the presence or absence and the type of occurrence of the stack using a detection result of the unit.
前記動作制御装置は、前記カメラからの画像データの処理を行う画像処理手段を更に備え、
前記画像処理手段は、前記画像データ全体の輝度情報により、前記移動体の先端側が前記内壁に接近しているか否かを判定する内壁接近判定部を含み、
前記スタック情報取得部では、前記スタックの種類の特定に際し、前記内壁接近判定部での判定結果も用いられることを特徴とする請求項4記載の管内移動システム。 The movable body further includes a camera for acquiring image data in the pipe in the forward traveling direction,
The operation control device further includes an image processing unit that processes image data from the camera,
The image processing means includes an inner wall approach determination unit which determines whether or not the front end side of the movable body approaches the inner wall based on luminance information of the entire image data.
The in-pipe movement system according to claim 4, wherein the stack information acquisition unit uses the determination result of the inner wall approach determination unit when specifying the type of the stack.
前記推進可動部は、弾性変形可能な伸縮ホースと、当該伸縮ホースの前後両側に設けられたバルーンとにより構成され、
前記伸縮ホースは、前記駆動装置によって内部の空気圧が調整され、当該空気圧の変化により前後方向に伸縮可能に設けられ、
前記各バルーンは、前記駆動装置によって内部の空気圧が調整され、当該空気圧の変化による膨張及び収縮により、前記内壁に対する係止状態と非係止状態との間で変化可能に設けられ、前記移動体が前記管内を前進する通常走行モードにおいて、前記係止状態から前記非係止状態に移行する際の前記動作フェーズが前後異なるタイミングで行われ、
前記スタック情報取得部では、前記各バルーンが前記係止状態から前記非係止状態に移行する際の前記スタック音が移動体の前後どちらの前記バルーンで発生しているかにより、前記スタックの種類が特定されることを特徴とする請求項4記載の管内移動システム。 The movable body has a structure capable of self-propelled in the form of a worm in the pipe by pneumatic drive, and a propelling movable portion operable to generate a propulsive force for moving in the pipe by the pneumatic pressure supplied from the drive device. Equipped with
The propelling movable portion is configured of an elastically deformable telescopic hose, and balloons provided on both sides of the telescopic hose.
The expansion hose is adjusted in internal air pressure by the drive device, and is provided so as to be extensible and contractible in the front-rear direction by the change in the air pressure.
Each of the balloons has its internal air pressure adjusted by the drive device, and is provided so as to be changeable between a locked state and a non-locked state with respect to the inner wall by expansion and contraction due to the change in the air pressure. In the normal travel mode in which the vehicle moves forward in the pipe, the operation phase when transitioning from the locked state to the non-locked state is performed at different timings before and after,
In the stack information acquisition unit, the type of the stack is determined according to which of the front and rear balloons of the moving body the stack sound is generated when the respective balloons shift from the locked state to the non-locked state. The in-pipe movement system according to claim 4, characterized in that it is specified.
前記動作制御装置は、前記カメラからの画像データの処理を行う画像処理手段を更に備え、
前記画像処理手段は、前記画像データ全体の輝度情報により、前記移動体の先端側が前記内壁に対する接近状態か非接近状態かを判定する内壁接近判定部を含み、
前記スタック情報取得部では、前側の前記バルーンのみから前記スタック音が発生しているときに、前記伸縮チューブの後側が前記内壁に引っ掛かって前記移動体が前進不能となる後側スタックが発生していると特定され、後側の前記バルーンのみから前記スタック音が発生し、且つ、前記移動体の先端側が前記接近状態と判定されたときに、前記移動体の先端部分が前記内壁に当接することで前記移動体が前進不能になる先端側スタックが発生していると特定され、後側の前記バルーンのみから前記スタック音が発生し、且つ、前記移動体の先端部分が前記非接近状態であると判定されたときに、前記伸縮チューブの前側が前記内壁に当接することで前記移動体が前進不能になる前側スタックが発生していると特定されることを特徴とする請求項6記載の管内移動システム。 The movable body further includes a camera for acquiring image data in the pipe in the forward traveling direction,
The operation control device further includes an image processing unit that processes image data from the camera,
The image processing means includes an inner wall approach determination unit that determines whether the front end side of the movable body is in the approach state or the non-approach state with respect to the inner wall based on luminance information of the entire image data.
In the stack information acquisition unit, when the stack sound is generated only from the balloon on the front side, the rear side of the telescopic tube is caught on the inner wall and the rear side stack in which the movable body can not be advanced is generated. When the stack sound is generated only from the balloon on the rear side, and the distal end side of the movable body is determined to be the approaching state, the distal end portion of the movable body abuts on the inner wall Is identified as having the distal stack where the movable body can not be advanced, the stuck sound is generated only from the rear balloon, and the distal end portion of the movable body is in the non-approaching state When it is determined that the front side of the telescopic tube is in contact with the inner wall, it is identified that a front stack where the movable body can not be advanced is generated. Motomeko 6 tube movement system described.
前記移動体の移動時に前記内壁に接触する動作フェーズに関する時間データを記憶し、前記管内で発生する音情報から音圧の経時変化を示す音圧データを取得し、前記時間データ及び前記音圧データに基づき、前記移動体の一部分が前記内壁に接触したときの摩擦音のうち前記スタックが原因となるスタック音の発生の有無を検出し、その検出結果から前記スタックの発生の有無と種類を特定することを特徴とする移動体のスタック検出用プログラム。 A computer for controlling the operation of a movable body having a movable structure in the pipe while being in contact with the inner wall of a predetermined tubular body, and detecting the occurrence of a stack in which the movable body can not move in the pipe due to the contact. A program for detecting a stack of a mobile unit to function as a means, comprising
The time data on the operation phase of contacting the inner wall when moving the moving body is stored, and the sound pressure data indicating the temporal change of the sound pressure is acquired from the sound information generated in the pipe, the time data and the sound pressure data And detecting the presence or absence of generation of a stack sound caused by the stack among friction noise when a part of the moving body contacts the inner wall, and specifying the presence or absence and type of generation of the stack from the detection result A program for detecting stacks of mobiles characterized by
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