JP7003210B1

JP7003210B1 - 自走式装置、測定方法、及び、プログラム

Info

Publication number: JP7003210B1
Application number: JP2020202522A
Authority: JP
Inventors: 和彦鈴木; 哲郎松木; 秀明林; 治行猪鼻
Original assignee: 株式会社ユアテック
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-12-07
Also published as: JP2022090252A

Abstract

【課題】自走制御の精度を向上させた自走式装置等を提供する。【解決手段】自走式装置は、現在位置を判別する判別手段と、測定地点情報と判別手段による判別結果とに基づいて、駆動手段を駆動して自装置を測定地点に移動させる制御手段と、測定地点において照度を測定する照度測定手段と、を備え、制御手段は、一の測定地点から次の測定地点への走行中に、進行方向に対する次の測定地点の角度と、一の測定地点と次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正可能である。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用発行者名：一般社団法人日本電気協会新聞部、刊行物：電氣新聞令和２年７月３日付、発行年月日：令和２年７月３日発行集会名：２０２０年度三菱地所株式会社担当役員とのミーティング、開催日：２０２０年１２月１日

本発明は、自走式装置、測定方法、及び、プログラムに関する。

地図情報に基づき目的地に向けて移動して作業を行う自走式作業装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０２０－６４４００号公報

特許文献１に記載された技術では、測定作業における走行スピードが遅く、自走制御の精度について考慮されていなかった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、自走制御の精度を向上させた自走式装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る自走式装置は、
照度を測定する測定地点に関する測定地点情報を取得する情報取得手段と、
現在位置を判別する判別手段と、
前記測定地点情報と前記判別手段による判別結果とに基づいて、駆動手段を駆動して自装置を前記測定地点に移動させる制御手段と、
前記測定地点において照度を測定する照度測定手段と、を備え、
前記制御手段は、
起動時に自装置を所定方向に所定距離移動させる初期動作を実行し、該初期動作において前記判別手段により判別した現在位置の推移に基づいて、ジャイロセンサの方位値を初期設定し、
前記ジャイロセンサからの情報に基づいて進行方向を制御し、
一の測定地点から次の測定地点への走行中に、進行方向に対する前記次の測定地点の角度と、前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記照度測定手段により前記測定地点の照度を測定するための走行中に、前記判別手段により判別した現在位置の推移が直線と見なせる場合であって、前記判別手段による現在位置の判別精度が所定の基準よりも高い場合は、該現在位置の推移に基づいて、前記ジャイロセンサの方位値を再設定し、前記判別手段による現在位置の判別精度が前記所定の基準以下の場合は、前記ジャイロセンサの方位値を再設定せず、
前記照度測定手段は、前記測定地点における照度を、該測定地点における現在位置の判別精度と対応付けて記憶する。

前記制御手段は、
前記一の測定地点から前記次の測定地点への走行中に、前記ジャイロセンサにより取得した進行方向に対する前記次の測定地点の角度に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量に基づいて進行方向を補正する頻度よりも、前記ジャイロセンサにより取得した進行方向に対する前記次の測定地点の角度に基づいて進行方向を補正する頻度の方が高いようにしてもよい。

前記制御手段は、前記測定地点において自装置を停止させたときに前記ジャイロセンサの校正を行うようにしてもよい。

前記制御手段は、前記測定地点への距離が所定距離未満となった場合、前記測定地点への距離が前記所定距離以上である場合よりも減速するように駆動手段を駆動するようにしてもよい。

自装置の進行方向の障害物を検出可能な障害物検出手段を備え、
前記障害物検出手段は、自装置の進行方向に対して上向きに傾斜して設けられるようにしてもよい。

本発明の第２の観点に係る測定方法は、
照度を測定する測定地点に関する測定地点情報を取得する情報取得ステップと、
現在位置を判別する判別ステップと、
前記測定地点情報と前記判別ステップによる判別結果とに基づいて、駆動手段を駆動して自装置を前記測定地点に移動させる制御ステップと、
前記測定地点において照度を測定する照度測定ステップと、を備え、
前記制御ステップでは、
起動時に自装置を所定方向に所定距離移動させる初期動作を実行し、該初期動作において前記判別ステップにより判別した現在位置の推移に基づいて、ジャイロセンサの方位値を初期設定し、
前記ジャイロセンサからの情報に基づいて進行方向を制御し、
一の測定地点から次の測定地点への走行中に、進行方向に対する前記次の測定地点の角度と、前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記照度測定ステップにより前記測定地点の照度を測定するための走行中に、前記判別ステップにより判別した現在位置の推移が直線と見なせる場合であって、前記判別ステップによる現在位置の判別精度が所定の基準よりも高い場合は、該現在位置の推移に基づいて、前記ジャイロセンサの方位値を再設定し、前記判別ステップによる現在位置の判別精度が前記所定の基準以下の場合は、前記ジャイロセンサの方位値を再設定せず、
前記照度測定ステップでは、前記測定地点における照度を、該測定地点における現在位置の判別精度と対応付けて記憶する。

本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
照度を測定する測定地点に関する測定地点情報を取得する情報取得手段、
現在位置を判別する判別手段、
前記測定地点情報と前記判別手段による判別結果とに基づいて、駆動手段を駆動して自装置を前記測定地点に移動させる制御手段、
前記測定地点において照度を測定する照度測定手段として機能させ、
前記制御手段は、
起動時に自装置を所定方向に所定距離移動させる初期動作を実行し、該初期動作において前記判別手段により判別した現在位置の推移に基づいて、ジャイロセンサの方位値を初期設定し、
前記ジャイロセンサからの情報に基づいて進行方向を制御し、
一の測定地点から次の測定地点への走行中に、進行方向に対する前記次の測定地点の角度と、前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記照度測定手段により前記測定地点の照度を測定するための走行中に、前記判別手段により判別した現在位置の推移が直線と見なせる場合であって、前記判別手段による現在位置の判別精度が所定の基準よりも高い場合は、該現在位置の推移に基づいて、前記ジャイロセンサの方位値を再設定し、前記判別手段による現在位置の判別精度が前記所定の基準以下の場合は、前記ジャイロセンサの方位値を再設定せず、
前記照度測定手段は、前記測定地点における照度を、該測定地点における現在位置の判別精度と対応付けて記憶する。

本発明によれば、自走制御の精度が向上する。

本発明の実施形態に係る自走式装置の外観図である。本発明の実施形態に係る自走式装置の構成を示すブロック図である。（Ａ）及び（Ｂ）は障害物センサの検出範囲を示す図である。（Ａ）は測定エリアの一例を示す図、（Ｂ）は測定地点座標データの一例を示す図である。自動照度測定処理の一例を示すフローチャートである。（Ａ）は進行方向補正処理の一例を示すフローチャート、（Ｂ）は進行方向の補正方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の自走式装置としての照度測定ロボット１００の外観図である。照度測定ロボット１００は、予め入力されたプログラムやデータに基づいて自律的に走行（移動）可能であり、屋外の指定地点の照度を自動的に測定可能となっている。

この実施形態の照度測定ロボット１００は、図１に示すように、自走するための４つの車輪１０３と、照度を測定するための照度センサ１０４と、測位衛星から現在位置情報を取得する測位アンテナ１１４と、前方の障害物を検出するための障害物センサ１０７と、を備える。

続いて、実施形態に係る照度測定ロボット１００のハードウェア構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る照度測定ロボット１００の構成の一例を示すブロック図である。照度測定ロボット１００は、制御部１０１と、駆動部１０２と、車輪１０３と、照度センサ１０４と、測位部１０５と、ジャイロセンサ１０６と、障害物センサ１０７と、電力供給部１０８と、通信部１０９と、補助記憶装置１１３と、測位アンテナ１１４と、を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１２等から構成され、照度測定ロボット１００の動作を制御する。ＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１１２や補助記憶装置１１３から制御プログラムや制御データを読み出し、ＲＡＭ１１１にロードして照度測定ロボット１００の自律走行や照度測定の各種処理を行う。また、ＣＰＵ１１０は、通信部１０９を制御して外部装置と通信可能となっている。

ＲＡＭ１１１は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性のメモリである。ＲＡＭ１１１は、一時データを記憶すると共に、各種設定データを記憶する。

ＲＯＭ１１２は、不揮発性メモリなどであり、制御プログラムや初期設定データ等を記憶する。

駆動部１０２は、複数の車輪１０３をそれぞれ独立して駆動するステッピングモータ等で構成される。駆動部１０２は、ＣＰＵ１１０の制御のもと、各車輪１０３を任意の回転速度で正転または逆転することで、照度測定ロボット１００を、配置された地面上等において任意の方向に走行させることができる。

車輪１０３は、この実施形態では、前方左右及び後方左右に計４つ設けられている。例えば、全ての車輪１０３を等速で正転（逆転）させることで照度測定ロボット１００を前進（後退）させることができ、左側の車輪１０３を右側の車輪１０３よりも早い速度で回転させることで進行方向を右寄りとすることができ、右側の車輪１０３を左側の車輪１０３よりも早い速度で回転させることで進行方向を左寄りとすることができる。また、左右の車輪１０３を等速でそれぞれ逆方向に回転させることで照度測定ロボット１００をその場で回転（方向転換）させることができる。なお、この実施形態では駆動輪が４輪となっているが、駆動輪を２輪としてもよいし、４輪より多くしてもよい。また、悪路に強くするために、車輪１０３を例えばキャタピラーで構成してもよい。

照度センサ１０４は、図１に示すように、照度測定ロボット１００の上方を向けて支柱に固定されており、ＣＰＵ１１０の制御のもと、照度測定ロボット１００の上方の照度（ルクス、ルーメン等）を検出し、検出結果をＣＰＵ１１０に通知する。なお、照度センサ１０４の設置位置の高さ（支柱の長さ）を変更可能にしてもよい。また、照度センサ１０４は、支柱に固定されるものでなくてもよく、照度測定ロボット１００の本体に設置されてもよい。

測位部１０５は、測位アンテナ１１４によりＧＰＳ（Global Positioning System）を始めとする測位システムに係る測位衛星からの測位情報（現在位置情報、時刻情報等）を取得し、取得した測位情報をＣＰＵ１１０に出力する。測位部１０５は、例えば１秒毎に測位アンテナ１１４により測位情報を受信する。

ジャイロセンサ１０６は、例えば３軸の角速度を検出可能なジャイロセンサである。照度測定ロボット１００は、走行中はＧＰＳ座標の推移から向き（進行方向）を特定可能であるが、この実施形態では、ジャイロセンサ１０６は、照度測定ロボット１００の停止時の方向転換における向きの判定や走行中の進行方向の確認に使用される。ジャイロセンサ１０６は、静止時にバイアスインスタビリティ（時間経過で生じる誤差）を排除するためのキャリブレーション（オフセット調整）機能を有する。なお、ジャイロセンサ１０６は１軸や２軸の角速度を検出可能なジャイロセンサであってもよい。また、照度測定ロボット１００の向きや動作を検出するために、ジャイロセンサ１０６に加えて、加速度センサや地磁気センサを備えるようにしてもよい。また、ジャイロセンサ１０６の温度による誤差を防止するため、ジャイロセンサ１０６を所定の筐体に入れて温度補償するようにしてもよい。

障害物センサ１０７は、例えばＴＯＦ（Time Of Flight）方式のレーザー式レベルセンサ等で構成され、円錐状の広がりをもったレーザー光を照射し、反射光により前方の障害物を検出し、障害物との距離を計測する。ＣＰＵ１１０は、照度測定ロボット１００の走行中に障害物センサ１０７により前方の障害物との距離が所定距離以内となったことが検出された場合、走行を停止させ、例えば、通信部１０９を介して外部の電子機器にエラー情報を送信する。また、検出した障害物を避けて走行するように制御してもよい。なお、障害物センサ１０７は、イメージセンサ、超音波や赤外線を用いるセンサであってもよい。例えば、障害物センサ１０７は、広がりを持たないビーム状のレーザー光を照射し、照射の方向を回転させて障害物をスキャンするものであってもよい。

図３は、この実施形態の障害物センサ１０７の検出範囲を示す図である。この実施形態では、障害物センサ１０７は、前方に３箇所設けられており、図３（Ａ）に示すように、左前方に障害物センサ１０７Ｌ、中央前方に障害物センサ１０７Ｃ、右前方に障害物センサ１０７Ｒが設置されている。図３（Ａ）に示すように、障害物センサ１０７Ｌ及び障害物センサ１０７Ｒは、所定角度（例えば車輪１０３前方をカバーできる角度）前方左右外側に向けてレーザー光を照射するようになっており、車輪１０３前方の障害物を検出可能となっている。また、図３（Ｂ）に示すように、障害物センサ１０７（１０７Ｌ、１０７Ｃ、１０７Ｒ）は、正面の障害物を検出可能でとなっているが、それぞれ所定角度（例えば水平位置に静止時に円錐状のレーザー光が地面に照射されない角度）前方上方側に向けてレーザー光を照射するようになっており、段差等でレーザー光が地面に照射されて、反射光を誤検出し、地面を障害物として検出してしまうことを防止できる。このように、この実施形態の障害物センサ１０７によれば、好適に障害物を検出可能である。なお、好適に障害物を検出可能であれば、障害物センサ１０７は任意の位置に設置されてもよい。また、前方の障害物を検出可能であれば障害物センサ１０７の数は３個に限定されず、２個以下や４個以上であってもよい。また、床面を障害物として検出してしまうことを防止する方法は、所定角度前方上方側に向けてレーザー光を照射することに限定されず、例えば床面から所定距離おいた位置からレーザー光を照射するようにしてもよい。

電力供給部１０８は、リチウムイオン電池等のバッテリや電圧変換回路等で構成される。電力供給部１０８は、照度測定ロボット１００の各部の動作電圧で電力を供給する。電力供給部１０８は、照度測定ロボット１００の走行速度を安定させるため、例えば、バッテリの最大電圧よりも低い一定電圧値の電圧を駆動部に供給するようにしてもよい。このようにすることで、バッテリの容量によらず照度測定ロボット１００の走行速度を一定とすることができる。なお、一定電圧値の電圧を駆動部に供給するためには、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により、バッテリの残り容量応じたデューティー比を設定して出力電圧（実効電圧）を制御すればよい。

通信部１０９は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信のための無線通信モジュールから構成され、図示せぬアンテナを介して外部の電子機器（スマートフォン、パーソナルコンピュータ、リモートコントローラ）と無線通信を行う。例えば、通信部１０９は、外部の電子機器からの照度の測定開始指示を受信すると、該指示をＣＰＵ１１０に送信する。また、通信部１０９は、ＣＰＵ１１０から照度の測定終了通知や測定結果情報、エラー情報等の各種情報を受信すると、該通知や情報を外部の電子機器に送信する。

また、この実施形態では、照度測定ロボット１００は、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）－ＧＰＳを用いて精密な現在位置の測位、特定を行うようになっている。ＣＰＵ１１０は、通信部１０９を介して既知の固定位置に設けられた基準局と通信を行い、基準局からの情報（基準局における測位データ、位相データ等）及び測位部１０５からの測位情報に基づいて、現在位置（ＧＰＳ座標）を特定する。ＣＰＵ１１０は、基準局から情報に基づいて位置の補正データを生成する基地局等と通信して、基地局からの補正データ及び測位部１０５からの測位情報に基づいて、現在位置（ＧＰＳ座標）を特定するようにしてもよい。なお、ＲＴＫ－ＧＰＳには、受信電波状況によってＡ（単独測位）、Ｄ（ディファレンシャル）、Ｆ（フロート）、Ｒ（ＦＩＸ）といった４つのモードが設けられており、Ａ＜Ｄ＜Ｆ＜Ｒの順に測位精度が高い。

なお、この実施形態では、照度測定ロボット１００は、通信部１０９を介した外部の電子機器からの照度の測定開始指示の受信（即ち、ユーザの電子機器の操作）に基づいて、照度の測定を開始する構成となっているが、通信部１０９に代えてまたは加えてユーザが操作可能なスイッチやタッチパネルといった操作部を設けて、ユーザの操作部の操作に基づいて照度の測定を開始するようにしてもよい。

補助記憶装置１１３は、内蔵式または着脱可能なＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成され、ＣＰＵ１１０が参照する制御プログラムや制御データ（特に測定地点を指定する測定地点座標データ）を記憶する。また、ＣＰＵ１１０は、照度の測定データを補助記憶装置１１３に記憶する。

なお、図２に示した構成は一例であり、照度測定ロボット１００は、図２で示した以外の構成を備えていてもよいし、この実施形態と同様の機能や効果を実現できれば、図２で示した構成のうち、一部が省略されていてもよい。

次に、本実施形態における照度測定ロボット１００の動作について説明する。照度測定ロボット１００により指定地点の照度を測定するための準備として、ユーザ（管理者）が予め照度測定ロボット１００に測定エリアにおける測定地点の座標（測定地点座標データ）を入力する必要がある。具体的には、照度測定ロボット１００のユーザは、測定エリア（例えば競技場等の屋外）のユーザ図面（画像データ）上における任意の点を原点とした測定地点のユーザ図面座標を入力する。測定地点は複数入力可能であり、複数の測定地点には測定順序を定めることができる。測定地点座標データは、例えば、測定順序と測定地点の座標とを対応付けたデータである。照度測定ロボット１００は、例えば、事前に任意の２箇所の測定地点においてＧＰＳ座標を測位し、該２箇所のユーザ図面座標とＧＰＳ座標とを比較して縮尺や縦横比を算出する。そして、その算出結果に基づいて照度測定ロボット１００の現在位置のＧＰＳ座標は、ユーザ図面座標に変換される。照度測定ロボット１００は、このようにして得られたユーザ図面座標値に基づいて制御され、測定地点（指定地点）へ移動し、照度の測定を行う。なお、測定エリアにおける測定地点のＧＰＳ座標を直接入力し、ＧＰＳ座標に基づいて測定地点（指定地点）へ移動するようにしてもよい。

図４（Ａ）は、測定エリアの一例となる競技場の地図（ユーザ図面）を示している。図４（Ａ）に示すように、測定地点をＰ１～Ｐ９の９点とする場合には、ユーザは、各測定地点のユーザ図面座標を入力する。そして、事前にユーザ図面における所定の２点（例えば対角するＰ１、Ｐ９等）のＧＰＳ座標を測定し、ＧＰＳ座標における所定の２点間の距離及び傾きと、ユーザ図面座標における該所定の２点間の距離及び傾きと、を比較して縮尺や縦横比の相違からＧＰＳ座標からユーザ図面座標に変換するための変換パラメータを算出する。照度測定ロボット１００は、その変換パラメータに基づいての現在位置のＧＰＳ座標をユーザ図面座表に変換しながら、ユーザ図面座標値に基づいて図４（Ａ）に示すような各測定地点Ｐ１～Ｐ９へ移動し、照度の測定を行う。

ユーザは、例えば通信部１０９を介して、図４（Ｂ）に示すように、測定順序と測定地点のユーザ図面座標とが対応付けられた測定地点座標データを補助記憶装置１１３に記憶させることで、照度測定ロボット１００に測定地点のユーザ図面座標を入力する。また、測定地点座標データをメモリカードに記憶し、メモリカードを照度測定ロボット１００に補助記憶装置１１３として装着するようにしてもよい。図４（Ｂ）に示す測定地点座標データでは、照度及びＲＴＫ－ＧＰＳのモード（測位の精度）も対応付けられているが測定前なのでこれらの値は入力されていない。照度が測定された後は、測定地点の座標に対応付けて照度や及びＲＴＫ－ＧＰＳのモードが記憶されればよい。ＲＴＫ－ＧＰＳモード（Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｒ）を対応付けて記憶させることで、測位の精度による測定誤差を把握しやすくなる。

このように、ユーザは、照度測定ロボット１００に測定地点座標データ（測定地点のユーザ図面座標）を入力した後、測定エリアに照度測定ロボット１００を設置する。このとき、最初の測定地点に設置してもよいが、正確な座標や向きで設置することは難しい。そこで、ユーザは、最初の測定地点の近傍等に照度測定ロボット１００を設置し、照度測定ロボット１００により現在位置や向きを特定させるようになっている。そして、その後、照度測定ロボット１００は、特定した現在位置と測定地点座標データに基づいて、自動的に測定地点の照度を測定し、測定結果を記憶する。具体的には、ユーザは、照度測定ロボット１００を設置した後、例えば電子機器により通信部１０９を介して照度の測定を開始する指示を照度測定ロボット１００に出すことで、照度測定ロボット１００は、自動的に現在位置や向きを特定し、指定地点の照度の測定を開始する。

図５は、本実施形態における照度測定ロボット１００のＣＰＵ１１０が実行する自動照度測定処理の一例を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１０は、通信部１０９を介して照度の測定を開始する指示を受信した場合、自動照測定処理を開始する。

自動照測定処理において、ＣＰＵ１１０は、測位部１０５からの測位情報及び通信部１０９を介した基準局等からの情報に基づいて、ＲＴＫ－ＧＰＳにより現在位置（ＧＰＳ座標）を特定する（ステップＳ１０１）。なお、このときまたは照度測定の走行中に、電波不良等により測位部１０５が測位衛星から測位情報を受信できないときや基準局との通信不良により現在位置を特定できない場合には、通信部１０９を介して外部の電子機器にエラー情報を通知して、自動照測定処理を終了するようにしてもよい。

現在位置を特定した後は、ＣＰＵ１１０は、駆動部１０２を駆動して、例えば任意の方向に所定距離（例えば２メートル等）走行させるテスト走行を実行し（ステップＳ１０２）、ＲＴＫ－ＧＰＳにより現在位置（ＧＰＳ座標）の推移を確認し、テスト走行で直進したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。テスト走行で直進したと判定した場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、駆動部１０２の駆動状況とテスト走行によるＧＰＳ座標の推移（テスト走行の方向）に基づいて、現在の方位を確認する（ステップＳ１０４）。ＲＴＫ－ＧＰＳにより照度測定ロボット１００の現在位置（ＧＰＳ座標）は特定可能であるが、向きは特定できないため、このようなテスト走行を行うことで現在の向き（照度測定ロボット１００の正面の方位）の確認を行う。

そして、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ１０４にて確認した方位の情報に基づいて、ジャイロセンサ１０６の方位値を初期設定する（ステップＳ１０５）。例えば、ステップＳ１０４にて確認した方位が真北であれば、方位値として真北を示す値がセットされる。この実施形態では、初期動作により、ジャイロセンサ１０６（またはジャイロセンサ１０６を含むジャイロセンサユニットや制御部１０１等）に方位に関する情報（方位値）を設定するようになっている。照度測定ロボット１００では、初期設定された方位値とその後のジャイロセンサ１０６の角速度の検出結果（角速度変化推移を積分して得られる回転角度）とに基づいて、照度測定ロボット１００の方位（進行方向）を特定可能となっている。このように、ＲＴＫ－ＧＰＳ及びテスト走行により特定された精度の高い方位情報に基づいてジャイロセンサ１０６の方位値を初期設定するので、精度の高い方位値を設定することができる。また、初期動作により方位値の初期値がセットされるので、ジャイロセンサ１０６により照度測定ロボット１００の方位を特定可能となる。

地面の段差等や測位の誤差により、テスト走行で直進していないと判定された場合は（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻り、直進したと判定され、方位値の設定が完了するまでテスト走行を繰り返す。これにより、ジャイロセンサ１０６に誤った方位値が設定されてしまうことや、ジャイロセンサ１０６の方位値を設定する前に、照度の測定が開始されてしまうことを防止できる。

続いて、ＣＰＵ１１０は、駆動部１０２を駆動して、次の測定地点（ここでは最初の測定地点）に向けての走行を開始する（ステップＳ１１１）。なお、走行開始前に次の測位地点へ向けての方向転換が必要な場合は、ＣＰＵ１１０は、ジャイロセンサ１０６により方位を測定しつつ次の測位地点の方向に照度測定ロボット１００を方向転換させる。

次の測定地点に向けての走行中は、正確に測定地点に走行させるために進行方向を必要に応じて補正するための進行方向補正処理を行う（ステップＳ１１２）。この実施形態の照度測定ロボット１００では、走行中に進行方向補正処理において、現在の進行方向に対する次の測定地点の角度と、前の測定地点と次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正するようになっている。これにより、自走制御の精度の向上を図っている。

図６（Ａ）は、進行方向補正処理の一例を示すフローチャートである。進行方向補正処理では、ＣＰＵ１１０は、まず、ジャイロセンサ１０６により照度測定ロボット１００の現在の向き（進行方向）を特定する（ステップＳ３００）。そして、ＣＰＵ１１０は、図６（Ｂ）に示すように、照度測定ロボット１００の現在の進行方向と該進行方向に対する次の測定地点Ｂの角度Δθが０または概ね０であるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。なお、照度測定ロボット１００の現在の進行方向は、現在位置（ＧＰＳ座標）の推移から特定してもよい。照度測定ロボット１００が次の測定地点Ｂに正確に走行できていればΔθは０となるはずであるが、ここでは、ジャイロセンサ１０６の測定誤差や地面の段差等の影響で進行方向がずれていないかを判定している。なお、Δθが０で無くても０と見なせる所定の誤差範囲であれば概ね０であると判定すればよい。

Δθが０または概ね０でない場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、駆動部１０２を駆動して、進行方向を補正する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２では、例えば、進行方向がずれた側の車輪１０３の回転速度を上げること等により、進行方向が次の測定地点Ｂに向くように、照度測定ロボット１００の進行方向を補正すればよい。

Δθが０または概ね０である場合や（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２の処理を実行した後は、ＣＰＵ１１０は、測位部１０５からの測位情報及び通信部１０９を介した基準局等からの情報に基づいて、ＲＴＫ－ＧＰＳにより現在位置（ＧＰＳ座標）を特定する（ステップＳ３０３）。そして、ＣＰＵ１１０は、図６（Ｂ）に示すように、照度測定ロボット１００の現在位置（ＧＰＳ座標を変換したユーザ図面座標における現在位置）と、前の測定地点Ａと次の測定地点Ｂとを結ぶ直線ＡＢと、の垂線の距離（乖離量）ΔＬが０または概ね０であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。照度測定ロボット１００が次の測定地点Ｂに正確に走行できていればΔＬは０となるはずであるが、ここでは、ジャイロセンサ１０６の測定誤差や地面の段差等の影響で現在位置がずれていないかを判定している。なお、ΔＬが０で無くても０と見なせる所定の誤差範囲であれば概ね０であると判定すればよい。

ΔＬが０または概ね０でない場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）、ＣＰＵ１１０は、駆動部１０２を駆動して、進行方向を補正する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５では、例えば、進行方向がずれた側の車輪１０３の回転速度を上げること等により、照度測定ロボット１００の現在位置が直線ＡＢ上になるように、照度測定ロボット１００の進行方法を補正すればよい。

ΔＬが０または概ね０である場合や（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）、ステップＳ３０５の処理を実行した後は、進行方向補正処理を終了する。

このように、進行方向補正処理を実行することで、現在の進行方向に対する次の測定地点の角度Δθと、前の測定地点と次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量ΔＬと、に基づいて進行方向を補正することができる。これにより、正確に測定地点へ走行させることができ、自走制御の精度が向上する。また、現在の進行方向に対する次の測定地点の角度Δθと、前の測定地点と次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量ΔＬと、いった２つのパラメータに基づいて進行方向を補正することで、１つのパラメータに基づいて進行方向を補正する場合よりも、走行軌跡の蛇行傾向を抑えることができる。そして、結果として、測定地点の照度を正確に測定できる。

また、測位部１０５による現在位置の測位は、測位衛星等により予め決まった所定周期（例えば１秒）毎でしかできないため、照度測定ロボット１００の現在位置情報は、所定周期でしか更新されない。よって、測位部１０５により取得した現在位置に基づく進行方向の補正処理（ステップＳ３０３～Ｓ３０５の処理）は所定周期毎に実行されることになる。これに対してジャイロセンサ１０６による向きの特定は随時できるため、ジャイロセンサ１０６により特定した向き（進行方向）に基づく進行方向の補正処理（ステップＳ３００～Ｓ３０２の処理）は随時（例えば０．１秒毎）実行される。このように、測位部１０５（ＲＴＫ－ＧＰＳ）により取得した現在位置に基づく進行方向の補正（前の測定地点と次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量ΔＬに基づく進行方向を補正）に加えて、より細かい周期でジャイロセンサ１０６により特定した向き（進行方向）に基づく進行方向の補正（現在の進行方向に対する次の測定地点の角度Δθに基づく進行方向の補正）を実行するので、より正確に測定地点へ走行させることができ、自走制御の精度が向上する。そして、結果として、測定地点の照度を正確に測定できる。

位置情報所得処理を終了すると、図５の処理に戻り、ＣＰＵ１１０は、ＧＰＳ座標の推移データを取得する（ステップＳ１１３）。この実施形態の照度測定ロボット１００は、所定間隔（例えば１秒周期）でＧＰＳ座標を取得し、その取得履歴をＲＡＭ１１１または補助記憶装置１１３に記憶するようになっている。ステップＳ１１０では、例えば、最近のＧＰＳ座標の履歴から所定個数（例えば５個）の代表点を、ＧＰＳ座標の推移データとして抽出する。そして、ＣＰＵ１１０は、そのＧＰＳ座標の推移データを直線近似するとともに、相関係数も算出する（ステップＳ１１４）。

その後、ＣＰＵ１１０は、ステップＳ１１４にて算出した相関係数が所定値（例えば０．９５）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。即ち、照度測定ロボット１００の走行ルートが、直線と見なせるか否かを判定している。

相関係数が所定値以上である場合（ステップＳ１１５；Ｙｅｓ）、ＧＰＳ座標の推移データ（近似直線）が示す方位（進行方向）に基づいて、ジャイロセンサ１０６の方位値を再設定する（ステップＳ１１６）。このようにすることで、ＲＴＫ－ＧＰＳにより測位されたＧＰＳ座標の推移データから特定される精度の高い方位情報によりジャイロセンサ１０６の方位値を再設定でき、ジャイロセンサ１０６による方位の測定誤差を軽減することができる。なお、ＲＴＫ－ＧＰＳのモードが測位精度の低いモード（ＡまたはＤ）である場合は、ジャイロセンサ１０６の方位値を再設定しないようにしてもよい。

相関係数が所定値未満である場合や（ステップＳ１１５；Ｎｏ）、ステップＳ１１６の処理を実行した後は、ＣＰＵ１１０は、現在位置（ＧＰＳ座標）を取得して、現在位置（ＧＰＳ座標を変換したユーザ図面座標における現在位置）が測定地点（ユーザ図面座標における測定地点）と一致したか否かを判定することにより、測定地点に到着したか否かを判定する（ステップＳ１１７）。測定地点に到着していなければ（ステップＳ１１７；Ｎｏ）、走行を継続し、上述の進行方向補正処理を随時行う。

なお、測定地点への距離に応じて、照度測定ロボット１００の速度を調整してもよい。例えば、測定地点までの距離が所定距離未満になった場合、走行の速度を減速するようにしてもよい。また、測定地点にて速度が０になるように徐々に減速するようにしてもよい。このようにすることで、測定地点を通り過ぎてしまうようなことを防止でき、正確に測定地点に到達させることができる。また、照度測定ロボット１００の走行中のターン時（進路変更時）にも走行の速度を減速して、進路の誤差を減らすようにしてもよい。

測定地点に到着した場合（ステップＳ１１７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１０は、駆動部１０２による駆動を停止し、走行を停止させる（ステップＳ１１８）。そして、ＣＰＵ１１０は、照度センサ１０４により測定地点の照度を取得し、補助記憶装置１１３に測定地点の座標と対応付けて記憶する（ステップＳ１１９）。このとき、ＲＴＫ－ＧＰＳのモードに関する情報も合わせて記憶する。例えば、図４（Ｂ）に示した測定地点座標データの対応する座標の照度を及びＲＴＫ－ＧＰＳのモード（Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｒ）を記憶する。続いて、ＣＰＵ１１０は、停止しておりジャイロセンサ１０６から角速度が検出されないはずのタイミングで、キャリブレーション（オフセット調整）を行う（ステップＳ１２０）。このように、停止時に定期的にジャイロセンサ１０６の校正を行うので、ジャイロセンサ１０６による検出誤差を排除、低減できる。なお、測定地点で毎回ジャイロセンサ１０６のキャリブレーションを行うものでなくてもよく、ステップＳ１２０の処理が省略されてもよい。また、走行距離が所定距離を超えた場合や走行時間が所定時間を超えた場合に走行を停止してジャイロセンサ１０６のキャリブレーションを行うようにしてもよい。また、各測定地点におけるキャリブレーション有無を設定できるようにしてもよい。

ステップＳ１２０の処理を実行した後は、ＣＰＵ１１０は、全ての測定地点についての照度の測定が完了したか否かを判定する（ステップＳ１２１）。全ての測定地点についての照度の測定が完了していなければ（ステップＳ１２１；Ｎｏ）、ステップＳ１１１に戻り、照度の測定を継続する。全ての測定地点についての照度の測定が完了していれば（ステップＳ１２１；Ｙｅｓ）、自動照度測定処理を終了する。この際に、通信部１０９を介して外部の電子機器に測定完了の通知や測定結果情報を送信するようにしてもよい。

以上のような自動照度測定処理を実行することで、ユーザにより指定された測定地点の照度を自動的に測定することができる。例えば、測定エリアが図４（Ａ）に示す競技場であり、測定地点としてＰ１～Ｐ９が入力された場合、図４（Ａ）に示すように、Ｐ１～Ｐ９に順次移動して、Ｐ１～Ｐ９の照度が順次測定される。

また、この実施形態の照度測定ロボット１００は、照度測定の走行中に進行方向補正処理を実行するとともに、停止中にジャイロセンサ１０６のキャリブレーションを行うので、正確な自動走行を実現でき、正確に指定地点に移動できるので、自走制御の精度が向上する。また、指定地点の照度を正確に測定できる。

なお本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形や応用が可能であり、更に特徴を追加してもよい。例えば、上記実施形態に示したフローチャートの処理内容や判定方法は、一例であって、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができれば任意でよい。また、上記実施形態で示した照度測定ロボット１００の外観や構成は一例であり、同様の目的を達成できれば適宜変更可能である。そして、上記実施形態で説明した構成は、その全てが必須構成ではなく、その一部が欠けていてもよい。

上記実施形態では、図４（Ｂ）に示したように、複数の測定地点を指定する場合、測定順序も指定するようになっていたが、測定順序は指定せずに、照度測定ロボット１００が、測定地点の座標に基づいて自動的に測定順序を判別するようにしてもよい。

上記実施形態では、自走式装置は指定地点の照度を測定する照度測定ロボット１００であったが、自走式装置は指定地点に自動制御で移動可能な装置であればよく、例えば温度、湿度、風速等を計測する測定装置であってもよい。

また、上記実施形態では、ＣＰＵ１１０が制御動作を行う例を説明した。しかし、制御動作は、ＣＰＵ１１０によるソフトウェア制御に限られるものではない。制御動作の一部又は全部が専用の論理回路などのハードウェア構成を用いてなされても良い。

また、以上の説明では、本発明に係るプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体としてＲＯＭ１１２や補助記憶装置１１３を例に挙げて説明した。しかし、コンピュータ読み取り可能な媒体は、これらに限定されず、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの可搬型記憶媒体を適用してもよい。また、本発明に係るプログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も本発明に適用される。

その他、上記実施形態で示した構成、制御手順などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。

１００…照度測定ロボット
１０１…制御部
１０２…駆動部
１０３…車輪
１０４…照度センサ
１０５…測位部
１０６…ジャイロセンサ
１０７…障害物センサ
１０８…電力供給部
１０９…通信部
１１０…ＣＰＵ
１１１…ＲＡＭ
１１２…ＲＯＭ
１１３…補助記憶装置
１１４…測位アンテナ

Claims

照度を測定する測定地点に関する測定地点情報を取得する情報取得手段と、
現在位置を判別する判別手段と、
前記測定地点情報と前記判別手段による判別結果とに基づいて、駆動手段を駆動して自装置を前記測定地点に移動させる制御手段と、
前記測定地点において照度を測定する照度測定手段と、を備え、
前記制御手段は、
起動時に自装置を所定方向に所定距離移動させる初期動作を実行し、該初期動作において前記判別手段により判別した現在位置の推移に基づいて、ジャイロセンサの方位値を初期設定し、
前記ジャイロセンサからの情報に基づいて進行方向を制御し、
一の測定地点から次の測定地点への走行中に、進行方向に対する前記次の測定地点の角度と、前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記照度測定手段により前記測定地点の照度を測定するための走行中に、前記判別手段により判別した現在位置の推移が直線と見なせる場合であって、前記判別手段による現在位置の判別精度が所定の基準よりも高い場合は、該現在位置の推移に基づいて、前記ジャイロセンサの方位値を再設定し、前記判別手段による現在位置の判別精度が前記所定の基準以下の場合は、前記ジャイロセンサの方位値を再設定せず、
前記照度測定手段は、前記測定地点における照度を、該測定地点における現在位置の判別精度と対応付けて記憶する
ことを特徴とする自走式装置。
前記制御手段は、
前記一の測定地点から前記次の測定地点への走行中に、前記ジャイロセンサにより取得した進行方向に対する前記次の測定地点の角度に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量に基づいて進行方向を補正する頻度よりも、前記ジャイロセンサにより取得した進行方向に対する前記次の測定地点の角度に基づいて進行方向を補正する頻度の方が高い
ことを特徴とする請求項１に記載の自走式装置。
前記制御手段は、前記測定地点において自装置を停止させたときに前記ジャイロセンサの校正を行う
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自走式装置。
前記制御手段は、前記測定地点への距離が所定距離未満となった場合、前記測定地点への距離が前記所定距離以上である場合よりも減速するように駆動手段を駆動する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自走式装置。
自装置の進行方向の障害物を検出可能な障害物検出手段を備え、
前記障害物検出手段は、自装置の進行方向に対して上向きに傾斜して設けられる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自走式装置。
照度を測定する測定地点に関する測定地点情報を取得する情報取得ステップと、
現在位置を判別する判別ステップと、
前記測定地点情報と前記判別ステップによる判別結果とに基づいて、駆動手段を駆動して自装置を前記測定地点に移動させる制御ステップと、
前記測定地点において照度を測定する照度測定ステップと、を備え、
前記制御ステップでは、
起動時に自装置を所定方向に所定距離移動させる初期動作を実行し、該初期動作において前記判別ステップにより判別した現在位置の推移に基づいて、ジャイロセンサの方位値を初期設定し、
前記ジャイロセンサからの情報に基づいて進行方向を制御し、
一の測定地点から次の測定地点への走行中に、進行方向に対する前記次の測定地点の角度と、前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記照度測定ステップにより前記測定地点の照度を測定するための走行中に、前記判別ステップにより判別した現在位置の推移が直線と見なせる場合であって、前記判別ステップによる現在位置の判別精度が所定の基準よりも高い場合は、該現在位置の推移に基づいて、前記ジャイロセンサの方位値を再設定し、前記判別ステップによる現在位置の判別精度が前記所定の基準以下の場合は、前記ジャイロセンサの方位値を再設定せず、
前記照度測定ステップでは、前記測定地点における照度を、該測定地点における現在位置の判別精度と対応付けて記憶する
ことを特徴とする測定方法。
コンピュータを、
照度を測定する測定地点に関する測定地点情報を取得する情報取得手段、
現在位置を判別する判別手段、
前記測定地点情報と前記判別手段による判別結果とに基づいて、駆動手段を駆動して自装置を前記測定地点に移動させる制御手段、
前記測定地点において照度を測定する照度測定手段として機能させ、
前記制御手段は、
起動時に自装置を所定方向に所定距離移動させる初期動作を実行し、該初期動作において前記判別手段により判別した現在位置の推移に基づいて、ジャイロセンサの方位値を初期設定し、
前記ジャイロセンサからの情報に基づいて進行方向を制御し、
一の測定地点から次の測定地点への走行中に、進行方向に対する前記次の測定地点の角度と、前記一の測定地点と前記次の測定地点とを結ぶ直線との乖離量と、に基づいて進行方向を補正可能であり、
前記照度測定手段により前記測定地点の照度を測定するための走行中に、前記判別手段により判別した現在位置の推移が直線と見なせる場合であって、前記判別手段による現在位置の判別精度が所定の基準よりも高い場合は、該現在位置の推移に基づいて、前記ジャイロセンサの方位値を再設定し、前記判別手段による現在位置の判別精度が前記所定の基準以下の場合は、前記ジャイロセンサの方位値を再設定せず、
前記照度測定手段は、前記測定地点における照度を、該測定地点における現在位置の判別精度と対応付けて記憶する
ことを特徴とするプログラム。