JP4481719B2 - 車輌診断ロボット - Google Patents

Description

本発明は、車輌の故障を診断して整備作業を支援する車輌診断ロボットに関するものである。

ディーラのサービス工場などで行われる車体検査（法令に基づく車体検査や定期点検など）などにおいて、装置により車輌の故障を診断して整備作業を支援するようにすると、作業員の作業負担を軽減して作業効率を高める上で有効である。

このような車輌の故障診断に装置を用いる技術としては、従来、例えばインターネットを介して遠隔地のサーバにより車輌の故障を診断するシステム（例えば、特許文献１参照。）や、車輌を診断してその結果を車載モニタに表示させる技術（例えば、特許文献２参照。）が知られている。ところが、これらは、車輌に予め装備された自己診断機能を利用するものであり、診断対象もその自己診断機能に制限される難点がある。

これに対し、車輌の実際の状態をカメラで撮影して診断するようにすると、車輌の自己診断機能に依存することなく、車輌の故障を幅広く診断することが可能になるものと考えられ、このような車輌診断のためにカメラで車体を撮影する技術に関連するものとして、車輌自身が装備するカメラで車体後方を撮影する技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。また車体後部をカメラで撮影して車体前方のモニタに表示する検査システムが知られている（例えば、特許文献４参照。）。
特開２００２−２２８５５２号公報 特開２００３−２８５７０１号公報 特開平１１−２４５７２９号公報 特開２００２−０６７９１８号公報

しかしながら、前記特許文献３に記載の技術のように車輌自身が装備するカメラで車体を撮影する場合、撮影可能な範囲がカメラの周辺に限定されることから、車輌を全体的に診断することができない難点がある。また前記特許文献４に記載の技術のように車輌とは別の検査装置においてカメラを移動可能に構成することで診断範囲を拡大することが可能になるものの、このような構成では検査装置が車輌を取り囲む程度の大型なものとなることから、設置場所の確保に煩わされる難点がある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、車輌の自己診断機能に依存せず、しかも車輌の診断部位が制限されることがなく、車輌の故障について幅広く診断を行うことができ、さらに設置場所の確保に煩わされることがないように構成された車輌診断ロボットを提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明による車輌診断ロボットにおいては、請求項１に示すとおり、対象車輌の診断部位を撮影する撮影手段（１１）と、この撮影手段により適切な撮影画像を得るために行動する行動手段（１２）と、診断部位の正常状態での撮影画像による正常時情報を保持する情報保持手段（１４）と、前記撮影手段による現在の撮影画像による診断時情報と前記正常時情報との比較により故障情報を取得する故障情報取得手段（１７）と、この故障情報取得手段により取得した故障情報を出力する情報出力手段とを備え、前記情報出力手段が、無線通信媒体を用いて所定の出力情報を前記対象車輌の受信手段（２１）に向けて送信する送信手段（１９）であり、前記対象車輌側で受信した情報を出力手段（２２）に出力させるようにしたものとした。

これによると、ロボットが撮影画像により故障を検知して故障情報を出力するため、車輌の自己診断機能に依存せず、外観で検知可能な故障について幅広く診断を行うことができる。その上、ロボットが車輌の周囲を適宜に移動して診断部位を撮影するため、診断部位が制限されることがなく、しかも設置場所の確保に煩わされることもない。さらにホームユースロボットなどに所要のプログラムを導入することで実現することができるため、ユーザが個人的に簡易に点検を実施することも可能になる利点が得られる。

特にスイッチ類などの各種の操作機器を操作して動作確認を行う場合、例えば車体後部に配設された灯火類の動作確認を行う場合には、車体後部の灯火類に対向する位置に移動したロボットが動作確認を行うことで、作業者は運転席に着座してその周辺のスイッチ類の操作に専念すれば良く、作業が容易になる。

この場合、行動手段は、所要の診断部位を撮影するために車輌の周囲を移動する移動行動や、撮影手段が搭載された頭部などを動作させて撮影手段を診断部位に向ける撮影角度調整行動を行う。また運転席周りの表示機器の動作確認などのために車室内に乗り込む乗車行動を起こすものとしても良い。

また行動手段は、作業者による前進などの具体的な行動の指示に応じて行動する構成も可能であるが、作業者の指示や所定のプログラムにしたがって診断部位が特定されると、撮影手段による撮影画像に対する画像処理により車輌の診断部位を認識して、適切な撮影画像が得られるように自律的に行動するものとしても良い。

特に、情報出力手段が、無線通信媒体を用いて所定の出力情報を対象車輌の受信手段に向けて送信する送信手段であり、対象車輌側で受信した情報を出力手段に出力させるようにした構成としたため、故障情報や修理情報などの所定の出力情報を車輌側の出力手段により分かり易く運転者に伝えることができる。この場合、車輌側の出力手段は、情報を画面表示するモニタや、情報を音声出力するスピーカである。

特にスイッチ類などの各種の操作機器を操作して動作確認を行う場合には、撮影手段による撮影画像を車輌側に送信して車室内のモニタ（画像表示手段）に表示させる構成とすると良く、これによりスイッチ類の操作を担当する作業者が同時に動作状況を視認することができる。

また、対象車輌の自己診断機能などにより各種のセンサ類で収集される車輌情報を無線通信媒体を介してロボットが対象車輌から受信して、その車輌情報を参考にして故障の診断を行うようにしても良い。

このように本発明によれば、ロボットが適宜に移動して所要の診断部位を撮影してその撮影画像に基づいて故障を診断するため、車輌の自己診断機能に依存せず、しかも診断部位が制限されることがなく、外観で検知可能な故障について幅広く診断を行うことが可能になり、さらに設置場所の確保に煩わされる不都合も解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による車輌診断ロボットの概略構成を示すブロック図である。ロボット１は、対象となる車輌２の診断部位を撮影する撮影部（撮影手段）１１と、この撮影部１１により適切な撮影画像を得るために行動する行動部（行動手段）１２と、撮影部１１により取得した現在の撮影画像に基づいて故障の有無の判断などの処理を行う制御部１３と、この制御部１３での処理に要する各種の情報を保持する情報保持部（情報保持手段）１４と、制御部１３での処理結果を音声により作業者に知らせる音声出力部（情報出力手段）１５とを有している。

行動部１２は、ロボット１の頭部、脚部、及び腕部などの各部に所要の動作を行わせるためのアクチュエータを有し、制御部１３からの指示に基づいて生成される制御情報に基づいてアクチュエータを動作させる。この行動部１２により実行される行動としては、所要の診断部位を撮影するために車輌２の周囲を移動する移動行動、撮影部１１が搭載された頭部などを動作させて撮影部１１を診断部位に向ける撮影角度調整行動などである。なお、ロボット１は、種々の車体部位の撮影のために人体を模した形態を有するものが望ましいが、少なくとも移動のためには、脚部による二足歩行が可能な構成の他に、車輪やクローラなどの走行機構によるものも可能である。

撮影部１１は、故障診断の基準となる画像情報の取得とは別に、ロボット１の周囲の状況を認識するために常時撮影が行われてその撮影画像に対して所定の画像処理が行われる。特にこの撮影部１１は、左右一対のカラーＣＣＤなどからなるステレオカメラで構成されているため、左右の撮像画像の視差に基づいて地面や車輌２などのロボット１の周囲の状況を立体的に認識することができ、これにより得られた情報に基づいて行動部１２で所要の行動を自律的に行うためのアクチュエータの制御情報が生成される。

また、診断部位を撮影する際には、撮影部１１による画像情報に対する画像処理から車輌の車体を検出し、撮影すべき車体の部位を探索して、その撮影部位を適切に撮影可能なように、移動などの所要の行動を自発的に起こすものとしても良い。この場合、撮影部位は、作業者の指示による他、所定のプログラムにしたがって指定されるものとしても良い。

なお、作業者がロボット１の動きを見ながら前進などの具体的な移動の指示を出して、撮影すべき車体部位を適切に撮影可能な位置までロボット１を誘導するものとしても良い。また、ロボット１に対する行動の指示を作業者が行う場合には、作業者の指示を聞き取るために、マイクロフォンで作業者の発話音声を集音し、これにより得られた入力音声データを音声認識処理により文字データに変換して指示情報を取得するものとすると良い。

ロボット１の制御部１３においては、故障情報取得部（故障情報取得手段）１７にて、故障があるか否か、さらに故障がある場合にはその状況を説明する故障情報を取得する処理が行われ、また修理情報取得部（修理情報取得手段）１８にて、故障がある場合にその故障の原因及び修理のための手順や交換部品の入手などに関する修理情報を取得する処理が行われる。これら故障情報取得部１７及び修理情報取得部１８は、制御部１３を構成するＥＣＵで所定の診断プログラムを実行させることで実現することができる。

故障情報取得部１７では、撮影部１１による現在の撮影画像による診断時情報と、診断部位の正常状態での撮影画像による正常時情報との比較により、故障の有無及びその状態を示す故障情報を取得する。正常時情報は、故障判断の基準となり、法令（道路運送車両の保安基準など）に規定される条件を満足するように整備された正常状態において予め取得されて情報保持部１４に保持される。

故障情報取得部１７での故障診断は、正常時及び診断時の撮影画像そのものの比較により行うことも可能であるが、撮影画像の画像認識により、画像内の特徴的な情報、例えば灯火類の動作確認では、点灯部分の色、明るさ、及び位置などに関する情報を取得し、その情報を正常時と診断時とで比較することにより故障診断を行うようにしても良い。

修理情報取得部１８では、故障情報取得部１７により取得した故障情報から、情報保持部１４に保持された整備マニュアル情報を参照して、故障の原因及び修理の要領を説明する修理情報を取得する処理が行われる。さらに修理情報取得部１８では、情報保持部１４のパーツリスト情報を参照して、修理に要する交換部品を特定する管理番号（識別情報）を取得する処理が行われる。

整備マニュアル情報は、車体部位ごとの故障の状態に対応させて故障の原因及び修理の要領に関する情報が登録されたものであり、パーツリスト情報は、整備マニュアル情報内に記載された交換部品の管理番号が交換部品ごとに登録されたものである。なお、整備マニュアル情報及びパーツリスト情報は、ロボット１の内部記憶手段である情報保持部１４に保持させる構成の他、必要に応じて外部のサーバにアクセスして取得するものとしても良い。

音声出力部１５は、制御部１３で取得した情報、特に故障情報取得部１７により取得した故障情報及び修理情報取得部１８により取得した修理情報を、所定の言語で発話して作業者に知らせるものであり、文字データからなる出力情報を音声データに変換する音声合成処理が行われて、スピーカにて故障情報などの所要の情報を示す発話音声が出力される。また音声出力部１５は、スイッチ類などの各種の操作機器を操作して動作確認を行う場合、例えば車体後部に配設された灯火類の動作確認を行う場合に、操作機器の操作を指示する文言を発話するために用いられ、操作機器の操作を担当する作業者に対して操作指示を出すことができる。

またロボット１は、外部の部品管理サーバ３にアクセスするための通信部１９を有しており、部品管理サーバ３にアクセスして在庫データベースの情報を参照することにより、修理情報取得部１８において交換部品の入手に関係する情報、すなわち交換部品の在庫状況、納期、及び価格に関する情報を取得する。部品管理サーバ３は、Ｗｅｂサーバなどにより構成されてインターネットを介したアクセスが可能であり、ロボット１は、インターネットと接続されたアクセスポイントとの間を無線ＬＡＮで接続される。

またこの通信部１９は、撮影部１１により得た撮影画像を車輌２の運転席に着座する作業者に提供するため、撮影画像情報などの所要の情報を含む信号を車輌２の通信部（受信手段）２１に向けて送信し、車輌２側では、受信信号から取得した情報をモニタ（出力手段）２２に出力する。これにより、モニタ２２に画面表示された撮影画像から、運転席から直接目視することができない車輌２の状況を、運転席の作業者が視認することができる。また、故障情報取得部１７により得た故障情報、及び修理情報取得部１８により得た修理情報を送信して、故障情報及び修理情報を示す文字や画像（静止画、動画）をモニタ２２に画面表示することで、情報を運転者に正確に伝えることができる。

図２は、図１に示したロボット１による車輌診断状況を示す側面図である。ここでは、車体後部に配設された灯火類、すなわち後面方向指示器（ウインカーランプ）、後面非常点滅表示灯（ハザードランプ）、制動灯（ブレーキランプ）、後退灯（バックランプ）、番号灯（サービススモールランプ）の動作確認が行われる。

ロボット１は、車体後部の灯火類を撮影可能なように車体後方に移動し、作業者は、灯火類のスイッチやシフトレバーなどの操作機器を操作可能なように運転席に着座する。そしてロボット１が、「右」、「左」、「バック」、「ハザード」などの操作指示を示す文言を発話し、このロボット１の発話音声にしたがって運転席の作業者がスイッチなどの操作機器を操作する。そして、作業者の操作に応じて動作する灯火類の動作状況をロボット１が撮影して故障を検知し、故障の有無及びその状態を発話して作業者に知らせる。

図３は、図１に示したロボットでの処理の手順を示すフロー図である。まずロボット１が車輌２の診断部位を撮影可能な位置に移動してその診断部位を撮影する処理が行われる（ステップ１０１）。そして制御部１３の故障情報取得部１７にて正常時情報（正常時画像）を読み出す処理が行われ（ステップ１０２）、ついで診断時情報（診断時画像）と正常時情報（正常時画像）とを比較して故障の有無を判断する処理が行われ（ステップ１０３）、ここで故障があるものと判定されると、故障の状況を示す故障情報を取得する処理が行われた後、その故障情報が音声出力部１５により作業者に通知される（ステップ１０４）。

次に制御部１３の修理情報取得部１８において故障情報から整備マニュアル情報を参照して部品交換が必要か否かの判定が行われ（ステップ１０５）、ここで部品交換が必要と判定されると、部品管理サーバ３にアクセスして在庫確認が行われる（ステップ１０６）。そして修理情報、すなわち整備マニュアル情報に基づく修理の手順を説明する情報、パーツリスト情報に基づく交換部品の管理番号、在庫データベースに基づく交換部品の在庫状況、納期、及び価格などの入手に関係する情報を取得する処理が行われた後、その修理情報が音声出力部１５により作業者に通知される（ステップ１０７）。

本発明にかかる車輌診断ロボットは、車輌の故障について幅広く診断を行うことができ、さらに設置場所の確保に煩わされることがないという利点を有し、車輌の故障を診断して整備作業を支援するために整備工場などで用いられる車輌診断ロボットとして有用である。

本発明による車輌診断ロボットの概略構成を示すブロック図である。 図１に示したロボットによる車輌診断状況を示す側面図である。 図１に示したロボットでの処理の手順を示すフロー図である。

符号の説明

１ ロボット
２ 車輌
３ 部品管理サーバ
１１ 撮影部
１２ 行動部
１３ 制御部
１４ 情報保持部
１５ 音声出力部
１７ 故障情報取得部
１８ 修理情報取得部
１９ 通信部
２１ 通信部
２２ モニタ

Claims (1)

1. 対象車輌の診断部位を撮影する撮影手段と、この撮影手段により適切な撮影画像を得るために行動する行動手段と、診断部位の正常状態での撮影画像による正常時情報を保持する情報保持手段と、前記撮影手段による現在の撮影画像による診断時情報と前記正常時情報との比較により故障情報を取得する故障情報取得手段と、この故障情報取得手段により取得した故障情報を出力する情報出力手段とを備え、
   前記情報出力手段が、無線通信媒体を用いて所定の出力情報を前記対象車輌の受信手段に向けて送信する送信手段であり、前記対象車輌側で受信した情報を出力手段に出力させるようにしたことを特徴とする車輌診断ロボット。

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