JP7184243B2 - POSITION RECOGNIZATION METHOD, POSITION RECOGNIZATION DEVICE, REFERENCE POINT SETTING MOBILE, WORK MOBILE, AND POSITION RECOGNIZATION SYSTEM - Google Patents
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本発明は、位置認識方法、位置認識装置、基準点設置用移動体、作業用移動体、及び位置認識システムに関する。 The present invention relates to a position recognition method, a position recognition device, a reference point setting mobile body, a work mobile body, and a position recognition system.
従来、位置決め対象物を目標位置に位置決めする方法及びシステムが知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に記載の技術では、レーザレンジファインダを使用して計測される位置決め対象物の位置に基づいて、位置決め対象物を目標位置に向けて移動させる。そして、位置決め対象物が移動した後に、トータルステーションを使用して計測される位置決め対象物の位置に基づいて、位置決め対象物を目標位置に位置決めする。 Conventionally, a method and a system for positioning an object to be positioned at a target position are known (see, for example, Patent Document 1). The technique described in Patent Literature 1 moves a positioning object toward a target position based on the position of the positioning object measured using a laser range finder. After the positioning object is moved, the positioning object is positioned at the target position based on the position of the positioning object measured using the total station.
また、物体の位置検出方法及び装置が知られている(例えば、特許文献2を参照)。特許文献2に記載の技術では、レーザポインタロボットの単独のレーザ光源から、対象とする物体に対して2本のレーザ光を順次照射する。そして、第1のレーザスポットの重心位置と第2のレーザスポットの重心位置を物体の物体内座標系で計測する。これにより、対象物体のエリア座標系での位置が検出される。
A method and device for detecting the position of an object are also known (see, for example, Patent Document 2). In the technique described in
また、3台以上の自律走行ロボットを制御する自律走行ロボット群システムが知られている(例えば、特許文献3を参照)。特許文献3に記載の技術では、各自律走行ロボットが、他自律走行ロボットとの間の幾何学情報を測定し、自律走行ロボットの位置情報を算出する。
Also, an autonomous mobile robot group system that controls three or more autonomous mobile robots is known (see
建設現場おいて自律的にロボットが施工作業を行うためには、ロボットの位置を高精度に把握する必要がある。GPS信号が良好に受信できる環境下においては、各種建設機械を自動化させる取り組みが積極的に進められている。このような取り組みは良好なGPS信号を受信できる土木分野での応用が顕著である。 In order for a robot to perform construction work autonomously at a construction site, it is necessary to grasp the position of the robot with high accuracy. Under the environment in which GPS signals can be well received, efforts are being actively made to automate various construction machines. Such efforts are notable for application in the civil engineering field where good GPS signals can be received.
しかし、建築分野に目を向けてみると、建設現場においては、柱、梁、壁、及び屋根といった周囲の障害物の影響により、良好なGPS信号を受信することができず、高精度な位置認識をすることができない。 However, in the construction field, it is difficult to receive good GPS signals due to the influence of surrounding obstacles such as pillars, beams, walls, and roofs at construction sites. unable to recognize.
上記特許文献1及び上記特許文献2に記載の技術は、見通しが効く限定的な領域での利用にとどまっており、時々刻々と周辺環境が変化する建設現場で安定的に位置認識できる技術にはなっていない。
The technologies described in Patent Document 1 and
また、上記特許文献3に記載の技術では、自律走行ロボットが移動を繰り返すことにより、位置誤差が蓄積されてしまうため、自律走行ロボットの位置を精度よく算出することができない。
In addition, in the technique described in
具体的には、図16(a)に示されるように、1台の自律走行ロボットの位置が(d,0)であり、もう1台の自律走行ロボットの位置が(‐d,0)であり、残りの1台の自律走行ロボットとの間に形成される三角形の底角がθ1、θ2であるとすると、残りの1台の自律走行ロボットの位置P(x,y)を算出することができる。ここで角度は反時計まわりを正とし、三角形を二等辺三角形と仮定してθ1=-θ2=θとする。この場合、この三角形の底角θ1、θ2に誤差Δθ1、Δθ2が含まれる場合のP(x,y)の位置誤差Δx、Δyは以下の式(1)で表される。 Specifically, as shown in FIG. 16(a), the position of one autonomous mobile robot is (d, 0), and the position of another autonomous mobile robot is (-d, 0). , and the base angles of the triangle formed with the remaining autonomous mobile robot are θ1 and θ2, the position P(x, y) of the remaining autonomous mobile robot is calculated. can be done. Here, assuming that the counterclockwise rotation is positive and that the triangle is an isosceles triangle, θ1=−θ2=θ. In this case, the position errors Δx and Δy of P(x, y) when the errors Δθ1 and Δθ2 are included in the base angles θ1 and θ2 of this triangle are represented by the following equation (1).
(1)
(1)
Δθ1=-Δθ2=Δθである場合、図16(b)に示されるように、この二等辺三角形をn個積み重ねて、n番目の三角形の頂点が目標位置に到達する場合について考える。この移動シーケンスにおいてn個の三角形を積みあげた場合の位置誤差ΣΔx及びΣΔyは以下の式(2)で表される。ここでθeは、図16(a)に示されるように、最初の三角形の底角から見た目標位置の方位角を示している。 When Δθ1=−Δθ2=Δθ, consider the case where n isosceles triangles are stacked and the vertex of the n-th triangle reaches the target position as shown in FIG. 16(b). Position errors ΣΔx and ΣΔy when n triangles are accumulated in this movement sequence are expressed by the following equation (2). Here, .theta.e indicates the azimuth angle from the base angle of the first triangle to the target position, as shown in FIG. 16(a).
(2)
(2)
上記式(2)からわかるように、移動を繰り返す(nを増やす)ことによって誤差が蓄積されていくことがわかる。 As can be seen from the above formula (2), errors are accumulated by repeating the movement (increasing n).
本発明は上記事実を考慮して、建設現場における作業用移動体の位置を、精度良く認識することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In consideration of the above facts, it is an object of the present invention to accurately recognize the position of a work vehicle at a construction site.
上記目的を達成するために、本発明の位置認識方法は、建設現場における床面上の基準点に対して識別マーカを設置する設置工程と、前記設置工程によって設置された前記識別マーカの位置に、基準点設置用移動体を移動させる移動工程と、前記移動工程によって移動した前記基準点設置用移動体の位置に応じて、前記建設現場において作業を行うための作業用移動体の位置を認識する認識工程と、を備える。これにより、建設現場における作業用移動体の位置を、精度良く認識することができる。 To achieve the above object, the position recognition method of the present invention includes an installation step of installing an identification marker with respect to a reference point on a floor surface at a construction site; a moving step of moving a reference point setting mobile body; and recognizing the position of the working mobile body for performing work at the construction site according to the position of the reference point setting mobile body moved by the moving step. and a recognition step. As a result, the position of the working vehicle at the construction site can be recognized with high accuracy.
本発明の位置認識装置は、建設現場における床面上の基準点に対して予め設置された識別マーカの位置に移動した、基準点設置用移動体の位置に応じて、前記建設現場において作業を行うための作業用移動体の位置を認識する位置認識部を備える。 The position recognition apparatus of the present invention performs work at a construction site according to the position of a reference point setting mobile body that has moved to the position of an identification marker that has been set in advance with respect to a reference point on a floor surface at the construction site. A position recognizing unit for recognizing the position of the work vehicle for performing the work is provided.
本発明の位置認識装置は、前記作業用移動体に搭載された位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体に搭載された距離測定用機器が検出されない場合に、前記基準点設置用移動体を移動させるように制御する制御部を更に備えるようにすることができる。これにより、作業用移動体の位置から基準点設置用移動体が検出されない場合であっても、基準点設置用移動体を移動させることにより、作業用移動体の位置を認識することができる。 The position recognition device of the present invention detects the distance measuring device mounted on the reference point installation mobile body by the measurement processing by the position measuring unit mounted on the work mobile body. It is possible to further include a control unit that controls the moving body to move. Accordingly, even when the reference point installation mobile body is not detected from the position of the work mobile body, the position of the work mobile body can be recognized by moving the reference point installation mobile body.
本発明の位置認識装置の前記制御部は、前記作業用移動体の前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器が検出されない場合に、前記作業用移動体の前記位置計測部によって前記基準点設置用移動体が検出される位置であって、現時刻の前記基準点設置用移動体の位置から最も近い前記識別マーカが設置された位置へ前記基準点設置用移動体を移動させるように制御するようにすることができる。これにより、作業用移動体から基準点設置用移動体が検出されない場合に、作業用移動体の位置を短時間で認識することができる。 The control unit of the position recognition device of the present invention detects the distance measurement device of the reference point setting mobile body by the measurement processing performed by the position measurement unit of the mobile work body. The reference point is installed at a position where the reference point installation moving body is detected by the position measuring unit of and where the identification marker closest to the position of the reference point installation moving body at the current time is installed. It is possible to control so as to move the moving body for use. Accordingly, when the reference point setting mobile body is not detected from the work mobile body, the position of the work mobile body can be recognized in a short time.
本発明の位置認識装置の前記制御部は、次時刻の前記作業用移動体の位置に基づいて、次時刻の前記作業用移動体の位置から前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体が検出される位置へ前記基準点設置用移動体を移動させるように制御するようにすることができる。これにより、作業用移動体から基準点設置用移動体が検出されない場合に、作業用移動体の位置を短時間で認識することができる。 The control unit of the position recognition device of the present invention performs the measurement processing by the position measurement unit based on the position of the work vehicle at the next time, and the position of the work vehicle at the next time. The reference point setting moving body may be controlled to move to a position where the moving body is detected. Accordingly, when the reference point setting mobile body is not detected from the work mobile body, the position of the work mobile body can be recognized in a short time.
本発明の基準点設置用移動体は、建設現場において作業を行う作業用移動体に搭載された位置計測部の計測処理によって検出される距離測定用機器と、前記建設現場の床面を撮像するカメラと、走行機構と、前記カメラによって撮像された画像に基づいて、前記建設現場における床面上の基準点に対して予め設置された識別マーカの位置で停止するように、前記走行機構を制御する基準点設置用移動体制御部とを備える。これにより、基準点設置用移動体の位置に応じて、建設現場における作業用移動体の位置を、精度良く認識することができる。 A reference point installation mobile body of the present invention picks up images of a distance measuring device detected by measurement processing of a position measuring unit mounted on a working mobile body that performs work at a construction site, and the floor surface of the construction site. A camera, a traveling mechanism, and controlling the traveling mechanism so as to stop at a position of an identification marker set in advance with respect to a reference point on the floor of the construction site based on the image captured by the camera. and a reference point setting moving body control unit. Accordingly, the position of the working mobile body at the construction site can be accurately recognized according to the position of the reference point setting mobile body.
本発明の作業用移動体は、建設現場における床面上の基準点に対して予め設置された識別マーカの位置に移動する基準点設置用移動体に搭載された距離測定用機器の位置を検出する位置計測部と、位置認識部と、を備えた作業用移動体であって、前記位置計測部は、前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器の位置の検出結果に基づいて、前記基準点設置用移動体の位置に対する前記作業用移動体の位置を計測し、前記位置認識部は、前記位置計測部によって計測された前記基準点設置用移動体の位置に対する前記作業用移動体の位置と、前記基準点設置用移動体の位置に対応する前記識別マーカの位置とに基づいて、作業用移動体の位置を認識する。これにより、基準点設置用移動体の位置に応じて、建設現場における作業用移動体の位置を、精度良く認識することができる。 A work mobile body of the present invention detects the position of a distance measuring device mounted on a reference point installation mobile body that moves to the position of an identification marker previously installed with respect to a reference point on a floor surface at a construction site. and a position recognizing unit, wherein the position measuring unit, based on the detection result of the position of the distance measuring device of the reference point setting mobile unit, The position of the working mobile body is measured with respect to the position of the reference point setting mobile body, and the position recognition unit measures the position of the working mobile body with respect to the position of the reference point setting mobile body measured by the position measuring unit. and the position of the identification marker corresponding to the position of the reference point setting mobile body, the position of the work mobile body is recognized. Accordingly, the position of the working mobile body at the construction site can be accurately recognized according to the position of the reference point setting mobile body.
本発明の位置認識システムは、本発明の基準点設置用移動体と、本発明の作業用移動体とを備える。これにより、建設現場における作業用移動体の位置を、精度良く認識することができる。 A position recognition system of the present invention includes the reference point setting mobile body of the present invention and the working mobile body of the present invention. As a result, the position of the working vehicle at the construction site can be recognized with high accuracy.
本発明によれば、建設現場における作業用移動体の位置を、精度良く認識することができる、という効果が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the effect that the position of the mobile body for a work in a construction site can be recognized accurately is acquired.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
本実施形態に係る位置認識システムは、建設現場において作業を行うための作業用移動体を、目標位置へ移動させるためのシステムである。図1は、本発明の実施形態に係る位置認識システム10の構成の一例を示す図である。位置認識システム10は、図1に示されるように、基準点設置用移動体12Aと、基準点設置用移動体12Bと、サーバ28と、作業用移動体38とを備える。
A position recognition system according to the present embodiment is a system for moving a working vehicle for performing work at a construction site to a target position. FIG. 1 is a diagram showing an example configuration of a
建設現場において、作業用移動体38(例えば、作業用ロボット)に対して何らかの作業を行わせるためには、作業用移動体38の位置を高精度に検出する必要がある。しかし、建設現場においては、柱、梁、壁、及び屋根といった周囲の障害物の影響により、良好なGPS信号を受信することができない場合がある。この場合には、作業用移動体38の位置を精度よく認識することができない。
At a construction site, it is necessary to detect the position of the working
そこで、本実施形態では、建設現場における床面上の基準点に対して識別マーカを予め設置する。また、基準点に対して設置された識別マーカの位置に、基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bを移動させる。そして、建設現場において作業を行うための作業用移動体38は基準点設置用移動体12Aの位置及び基準点設置用移動体12Bの位置を検出し、基準点設置用移動体12Aの位置及び基準点設置用移動体12Bの位置に応じて、作業用移動体38の位置を認識する。これにより、作業用移動体38の位置を精度よく認識することができる。以下、具体的に説明する。
Therefore, in the present embodiment, identification markers are installed in advance with respect to reference points on the floor surface of the construction site. In addition, the reference point installation
(前提条件) (prerequisite)
本実施形態では、以下の条件(1)~(5)を前提とする。図2及び図3に、本実施形態の前提条件を説明するための説明図を示す。 The present embodiment assumes the following conditions (1) to (5). 2 and 3 are explanatory diagrams for explaining the preconditions of this embodiment.
(1)図2に示されるように、本実施形態で対象とする建設現場においては、既に親墨が引かれている。
(2)親墨同士の交点(以下、基準点と称する)の座標は、建設現場の図面情報等から既知である。
(3)図3に示されるように、基準点には識別マーカが設置されている。識別マーカから得られる情報に基づいて、基準点の位置をユニークに識別することができる。
(4)サーバ28内に、各基準点を示す識別マーカと当該識別マーカに対応する位置を表す座標情報のデータベースが格納されている。
(5)建設現場においては、基準点設置用移動体12Aと基準点設置用移動体12Bと作業用移動体38とサーバ28とが通信可能な無線ネットワークが構築されている。
(1) As shown in FIG. 2, the construction site targeted in this embodiment has already been marked.
(2) The coordinates of the points of intersection (hereinafter referred to as reference points) between the inks are known from the drawing information of the construction site.
(3) As shown in FIG. 3, identification markers are installed at the reference points. The location of the reference point can be uniquely identified based on the information obtained from the identification marker.
(4) The
(5) At the construction site, a wireless network is constructed in which the reference point installation
上記(1)~(5)の前提条件が設定されることにより、例えば、基準点設置用移動体に搭載されたカメラ等によって識別マーカを読み取り、識別マーカから得られる情報とサーバ28内の座標のデータベースとを照合することで、基準点設置用移動体の位置を表す座標情報を認識することができる。そして、基準点設置用移動体の位置を表す座標情報に応じて、作業用移動体38の位置が認識される。
By setting the above prerequisites (1) to (5), for example, the identification marker is read by a camera or the like mounted on the reference point installation mobile body, and the information obtained from the identification marker and the coordinates in the
識別マーカとしては、例えば、図3に示されるようなQRコード(登録商標)を用いることができる。例えば、測量業者が親墨を引く際に、識別マーカを基準点に貼付する又は識別マーカを基準点に対してスタンプするなどして、識別マーカを基準点に設置する。このため、識別マーカの設置作業は、測量業者の現状の業務に対して作業負担を大きく増加させるものではない。 As an identification marker, for example, a QR code (registered trademark) as shown in FIG. 3 can be used. For example, when the surveyor draws the ink, the identification marker is attached to the reference point, or the identification marker is stamped on the reference point, so that the identification marker is placed at the reference point. For this reason, the installation work of the identification marker does not greatly increase the work load of the current work of the surveying company.
<第1の実施形態に係る位置認識システム> <Position Recognition System According to First Embodiment>
図4は、第1の実施形態に係る位置認識システム10の機能的な構成の一例を示す図である。図4に示されるように、位置認識システム10は、基準点設置用移動体12Aと、基準点設置用移動体12Bと、サーバ28と、作業用移動体38とを備える。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
(基準点設置用移動体) (Moving body for setting reference point)
図5に、基準点設置用移動体の具体的な構成例を示す。基準点設置用移動体12Aは、コンピュータ14Aと、走行機構20Aと、照明部22Aと、カメラ24Aと、全方向計測プリズム26Aと、を備える。また、同様に、基準点設置用移動体12Bは、コンピュータ14Bと、走行機構20Bと、照明部22Bと、カメラ24Bと、全方向計測プリズム26Bとを備える。なお、基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bを総称する場合又は基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bの何れか一方を称する場合には、アルファベット部分を省略して称呼する。また、同様に、基準点設置用移動体12Aの各構成要素及び基準点設置用移動体12Bの各構成要素についても、総称する場合又は何れか一方の各構成要素を称する場合には、アルファベット部分を省略して称呼する(例えば、全方向計測プリズム26)。
FIG. 5 shows a specific configuration example of the reference point setting moving body. The reference point
コンピュータ14は、CPU(Central Processing Unit)、各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)、記憶手段としてのメモリ、及びネットワークインタフェース等を含んで構成されている。コンピュータ14は、機能的には、基準用通信部16と、基準用制御部18とを備える。 The computer 14 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores programs and the like for realizing each processing routine, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and a memory as storage means. , and a network interface. The computer 14 functionally includes a reference communication section 16 and a reference control section 18 .
基準用通信部16は、作業用移動体38及びサーバ28との間で情報の送受信を行う。
The reference communication unit 16 transmits and receives information to and from the mobile body for
基準用制御部18は、走行機構20、照明部22、カメラ24、及び全方向計測プリズム26を制御する。また、基準用制御部18は、カメラ24によって撮像された動画像の各フレームの画像に対して画像処理を行い、画像処理結果に応じて、走行機構20を制御する。基準用制御部18は、基準点設置用移動体制御部の一例である。 The reference control unit 18 controls the travel mechanism 20 , illumination unit 22 , camera 24 and omnidirectional measurement prism 26 . The reference control unit 18 also performs image processing on images of each frame of the moving image captured by the camera 24, and controls the traveling mechanism 20 according to the image processing results. The reference control unit 18 is an example of a reference point setting moving body control unit.
走行機構20は、例えば、複数の車輪を有し、車輪を別々のアクチュエータ(又はモータ)(図示省略)によって駆動する方式である独立多輪駆動機構によって実現することができる。また、走行機構20は多足歩行駆動によって実現することも可能であり、基準点設置用移動体12を移動させることができるような構成であれば、どのような構成であっても良い。本実施形態の走行機構20は、図5に示されるように、基準点設置用移動体12の左右の車輪を別々のアクチュエータ(図示省略)によって駆動させる独立2輪駆動機構である場合を例に説明する。なお、移動中の基準点設置用移動体の座標位置は、車輪回転数(エンコーダ情報)に基づくオドメトリや、基準点設置用移動体12に搭載したIMU情報を利用して算出することができる。 The traveling mechanism 20 can be implemented by, for example, an independent multi-wheel drive mechanism that has a plurality of wheels and drives the wheels by separate actuators (or motors) (not shown). Further, the traveling mechanism 20 can also be realized by multi-legged walking driving, and may have any configuration as long as it can move the reference point setting moving body 12 . As shown in FIG. 5, the traveling mechanism 20 of the present embodiment is an independent two-wheel drive mechanism in which the left and right wheels of the reference point setting moving body 12 are driven by separate actuators (not shown). explain. The coordinate position of the moving reference point installation mobile body can be calculated using odometry based on wheel rotation speed (encoder information) or IMU information mounted on the reference point installation mobile body 12 .
また、基準用制御部18は、カメラ24によって撮像された画像に基づいて、識別マーカの位置で停止するように走行機構20を制御する。基準用制御部18は、基準点設置用移動体12の走行中にカメラ24によって撮像された床面の画像を逐次取得する。基準用制御部18は、床面の画像内に識別マーカが検出され、かつ識別マーカの中心が床面の画像の中心と一致した場合に、基準点設置用移動体12の走行を停止するように制御する。そして、基準用制御部18は、床面の画像に映る識別マーカを読み取り、識別マーカに関する情報を取得する。 Based on the image captured by the camera 24, the reference control unit 18 controls the traveling mechanism 20 to stop at the position of the identification marker. The reference control unit 18 sequentially acquires images of the floor captured by the camera 24 while the reference point installation moving body 12 is traveling. When the identification marker is detected in the image of the floor surface and the center of the identification marker coincides with the center of the image of the floor surface, the reference control unit 18 causes the reference point installation moving body 12 to stop traveling. to control. Then, the reference control unit 18 reads the identification marker appearing in the image of the floor surface and acquires information about the identification marker.
なお、基準用制御部18は、床面の画像の中心と識別マーカの中心とが一致しない場合であっても、図6に示されるように、床面の画像の中心と識別マーカの中心との間のズレ量Δx及びΔyを画像から取得することができる。このため、基準用制御部18は、識別マーカのズレ量Δx及びΔyを考慮することにより、基準点設置用移動体12の位置を表す座標情報を補正することができる。 Note that even when the center of the floor surface image and the center of the identification marker do not match, the reference control unit 18 aligns the center of the floor surface image with the center of the identification marker as shown in FIG. can be obtained from the image. Therefore, the reference control unit 18 can correct the coordinate information representing the position of the reference point installation moving body 12 by taking into consideration the displacement amounts Δx and Δy of the identification markers.
識別マーカのズレ量Δx及びΔyを考慮する場合には、上記図6に示されるように、カメラ24によって撮像される床面の画像の中心が、基準点設置用移動体12の垂直方向の中心軸と床面との交点と一致するように予めキャリブレーションを行う必要がある。また、床面を撮影した際の画像の1ピクセルに相当する長さが一定値となるように事前にキャリブレーションしておく必要がある。キャリブレーションは、例えば、チェッカーパターンを用いた方法等により行うことができる。 When considering the displacement amounts Δx and Δy of the identification markers, as shown in FIG. It is necessary to calibrate in advance so that it coincides with the intersection of the axis and the floor surface. Further, it is necessary to perform calibration in advance so that the length corresponding to one pixel of the image of the floor surface is a constant value. Calibration can be performed, for example, by a method using a checker pattern.
また、基準用制御部18は、基準用通信部16及び無線ネットワーク11を介して、サーバ28の座標データベース30から座標テーブルを受信する。そして、基準用制御部18は、床面の識別マーカに関する情報と座標テーブルに格納された識別マーカに関する情報とを照合することにより、基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報を認識する。
The reference control unit 18 also receives the coordinate table from the coordinate
そして、基準用制御部18は、基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報を、サーバ28へ送信する。基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報は、後述するサーバ28の位置記憶部34に格納される。
Then, the reference control unit 18 transmits coordinate information corresponding to the position of the reference point installation moving body 12 to the
全方向計測プリズム26は、作業用移動体38に搭載されたトータルステーション40の計測ターゲットとなるプリズムである。そのため、全方向計測プリズム26は、後述する作業用移動体38に搭載されたトータルステーション40の計測処理によって検出される。全方向計測プリズム26は、距離測定用機器の一例である。
The omnidirectional measurement prism 26 is a prism that serves as a measurement target of the
(サーバ) (server)
サーバ28は、座標データベース30と、サーバ制御部32と、サーバ通信部36とを備える。
The
座標データベース30には、識別マーカに関する情報と、建設現場における位置に対応する座標情報とが対応付けられて格納されている。図7(A)に、座標データベース30に格納される座標テーブルの一例を示す。例えば、図7(A)に示されるように、座標テーブルには、識別マーカに関する情報と座標情報とが一意に対応付けられている。このため、基準点設置用移動体12によって識別マーカが検出され、検出された識別マーカから識別マーカに関する情報が得られれば、基準点設置用移動体12の位置を一意に特定することができる。
The coordinate
サーバ制御部32は、基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bに対する制御信号と、作業用移動体38に対する制御信号とを出力する。また、サーバ制御部32は、基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bから送信された座標情報と、作業用移動体38から送信された座標情報とを取得し、位置記憶部34へ格納する。
The
位置記憶部34には、基準点設置用移動体12Aの座標情報、基準点設置用移動体12Bの座標情報、及び作業用移動体38の座標情報が格納される。図7(B)に、位置記憶部34に格納される座標情報の一例を示す。例えば、図7(B)に示されるように、各移動体の座標情報が格納される。
The
サーバ通信部36は、基準点設置用移動体12及び作業用移動体38との間で情報の送受信を行う。
The
(作業用移動体) (Moving body for work)
作業用移動体38は、トータルステーション40と、コンピュータ42と、走行機構20とを備える。作業用移動体38は、建設現場において特定の作業を行う移動体である。建設現場において特定の作業はどのような作業であってもよく、例えば、墨出し作業が挙げられる。
The working
トータルステーション40は、所定の計測処理によって基準点設置用移動体12に搭載された全方向計測プリズム26の位置を検出する。また、トータルステーション40は、基準点設置用移動体12の全方向計測プリズム26の位置の検出結果に基づいて、基準点設置用移動体12の位置に対する作業用移動体38の位置を計測する。そして、トータルステーション40は、基準点設置用移動体12に搭載された全方向計測プリズム26の位置に応じて、基準点設置用移動体12との間の距離と方位とを計測する。トータルステーション40は、位置計測部の一例である。
The
コンピュータ42は、CPU、各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したROM、データを一時的に記憶するRAM、記憶手段としてのメモリ、及びネットワークインタフェース等を含んで構成されている。コンピュータ42は、機能的には、位置認識部44と、基準用制御部18と、作業用通信部48とを備える。コンピュータ42は、位置認識装置の一例である。
The
位置認識部44は、識別マーカの位置に移動した基準点設置用移動体12の位置に応じて、作業用移動体38の位置を認識する。具体的には、位置認識部44は、トータルステーション40によって得られた、基準点設置用移動体12Aの全方向計測プリズム26A及び基準点設置用移動体12Bの全方向計測プリズム26Bの検出結果に応じて、基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bの位置を検出する。
The
まず、位置認識部44は、全方向計測プリズム26Aの検出結果に応じて、トータルステーション40と全方向計測プリズム26Aとの間の距離、トータルステーション40と全方向計測プリズム26Aとの間の方位角、及びトータルステーション40と全方向計測プリズム26Aとの間の仰角を取得する。また、位置認識部44は、全方向計測プリズム26Bの検出結果に応じて、トータルステーション40と全方向計測プリズム26Bとの間の距離、トータルステーション40と全方向計測プリズム26Bとの間の方位角、及びトータルステーション40と全方向計測プリズム26Bとの間の仰角を取得する。
First, the
次に、位置認識部44は、サーバ28の位置記憶部34に格納された、基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bの位置に対応する座標情報を、作業用通信部48を介して取得する。これにより、基準点設置用移動体12Aの位置と基準点設置用移動体12Bの位置とが認識される。
Next, the
そして、位置認識部44は、基準点設置用移動体12Aの位置に対応する座標情報と、基準点設置用移動体12Bの位置に対応する座標情報と、基準点設置用移動体12A及び基準点設置用移動体12Bに対する作業用移動体38の位置とから、作業用移動体38の位置を認識する。
Then, the
図8に、作業用移動体38の位置に対応する座標情報の認識処理を説明するための説明図を示す。図8に示されるように、基準点設置用移動体12Aが、B通りと2通りとの交点であるB2基準点を表すa点上に静止しており、基準点設置用移動体12Bが、B通りと3通りとの交点であるB3基準点を表すb点上に静止している場合を例に説明する。
FIG. 8 shows an explanatory diagram for explaining the process of recognizing coordinate information corresponding to the position of the working
まず、作業用移動体38のトータルステーション40は、B2基準点上の基準点設置用移動体12Aに搭載されている全方向計測プリズム26A、及びB3基準点上の基準点設置用移動体12Bに搭載されている全方向計測プリズム26Bを検出する。また、トータルステーション40は、全方向計測プリズム26Aとの間の距離ra及び全方向計測プリズム26Bとの間の距離rbを計測する。また、トータルステーション40は、全方向計測プリズム26Aの位置を表す点a、トータルステーション40の位置を表す点c、及び全方向計測プリズム26Bの位置を表す点bの3点が成す角∠acbの角度を計測する。
First, the
次に、コンピュータ42の位置認識部44は、作業用通信部48を介して、サーバ28の位置記憶部34に格納されている、基準点設置用移動体12Aの座標情報(xa,ya)及び基準点設置用移動体12Bの座標情報(xb,yb)を取得する。
Next, the
そして、位置認識部44は、基準点設置用移動体12Aの座標情報(xa,ya)と、基準点設置用移動体12Bの座標情報(xb,yb)とに基づいて、後方交会法により作業用移動体38の位置に対応する座標情報(xc,yc)を算出する。
Based on the coordinate information (x a , ya ) of the reference point installation
そして、制御部46は、位置認識部44によって得られた座標情報(xc,yc)を、作業用通信部48及び無線ネットワーク11を介してサーバ28へ送信する。サーバ28のサーバ制御部32は、サーバ通信部36を介して座標情報(xc,yc)を取得し、位置記憶部34へ格納する。
The
制御部46は、位置認識部44によって算出された作業用移動体38の座標情報(xc,yc)と、目標位置に対応する座標情報(xt,yt)とに基づいて、作業用移動体38が目標位置に対応する座標情報(xt,yt)へ近づくように、走行機構20を制御する。なお、作業用移動体38の移動中の位置は、トータルステーション40による基準点設置用移動体12に搭載された全方向計測プリズム26の追尾によって算出することができる。目標位置に対応する座標情報(xt,yt)は、例えばコンピュータ42の記憶部(図示省略)に予め格納される。なお、制御部46は、作業用通信部48を介して、目標位置に対応する座標情報(xt,yt)を逐次取得するようにしてもよい。
Based on the coordinate information (x c , y c ) of the working
ここで、例えば、図9(a)に示されるように、作業用移動体38が、A2基準点、A3基準点、B2基準点、及びB3基準点に囲まれた領域へ移動した場合、作業用移動体38の位置である点cからみた基準点設置用移動体12Bの位置の点bは柱の陰になる。このため、作業用移動体38のトータルステーション40から基準点設置用移動体12Bの全方向計測プリズム26Bを検出することができず、作業用移動体38の位置を認識することができない。
Here, for example, as shown in FIG. The point b at the position of the reference point setting moving
そこで、制御部46は、作業用移動体38に搭載されたトータルステーション40による計測処理によって、基準点設置用移動体の全方向計測プリズムが検出されない場合に、基準点設置用移動体を移動させるように制御する。
Therefore, when the omnidirectional measurement prism of the reference point installation moving body is not detected by the measurement processing by the
具体的には、位置認識部44は、トータルステーション40による計測処理によって、基準点設置用移動体12Aの全方向計測プリズム26A及び基準点設置用移動体12Bの全方向計測プリズム26Bの少なくとも一方が検出されない場合に、基準点設置用移動体が検出されない旨の未検出制御信号を出力する。そして、制御部46は、位置認識部44によって出力された未検出制御信号を、サーバ28へ送信する。
Specifically, the
サーバ28のサーバ制御部32は、サーバ通信部36を介して、作業用移動体38から送信された未検出制御信号を取得する。そして、サーバ制御部32は、位置記憶部34に記憶された作業用移動体38の座標情報(xc,yc)に基づいて、作業用移動体38のトータルステーション40によって全方向計測プリズム26が検出される位置であって、かつ現時刻の基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報(xc,yc)から最も近い識別マーカが設置された位置へ基準点設置用移動体12を移動させるように、移動指示に関する制御信号を出力する。
The
例えば、図9(b)に示されるように、サーバ制御部32は、作業用移動体38に搭載されたトータルステーション40から検出できる基準点であるA3基準点へ移動するように、移動指示に関する制御信号を出力する。
For example, as shown in FIG. 9B, the
そして、サーバ制御部32は、サーバ通信部36を介して、基準点設置用移動体12Bに対し移動指示に関する制御信号を送信する。
Then, the
基準点設置用移動体12Bのコンピュータ14の基準用制御部18は、サーバ28から送信された移動指示に関する制御信号に基づいて、例えば図9(b)に示されるように、A3基準点に移動するように走行機構20Bを制御する。そして、基準点設置用移動体12Bは、A3基準点に設置された識別マーカを検出すると、A3基準点で停止する。
The reference control unit 18 of the computer 14 of the reference point
基準点設置用移動体12BがA3基準点で停止すると、作業用移動体38のトータルステーション40によって距離ra及び距離rbと、全方向計測プリズム26A、トータルステーション40、及び全方向計測プリズム26Bの3点が成す角の角度∠acbとが計測される。そして、作業用移動体38のコンピュータの位置認識部44は、上記式(1)及び式(2)に従って、作業用移動体38の座標(xc,yc)を算出する。
When the reference point
<位置認識システムの作用> <Action of Position Recognition System>
次に、位置認識システム10の作用について、図10、図11、図12、図13、図14、及び図15を参照して説明する。図10(a)に示されるように、床面上の基準点に対して、当該基準点の座標を知ることのできる識別マーカを押印又は貼付しておく。また、図10(b)に示されるように、識別マーカが設置された基準点上に、基準点設置用移動体12Aと基準点設置用移動体12Bとを配置する。そして、例えば建設現場の担当者が、位置認識システム10の基準点設置用移動体12A、基準点設置用移動体12B、作業用移動体38、及びサーバ28を起動させると、作業用移動体38のコンピュータ42は、図11に示す作業用移動体移動処理を実行する。
Next, the operation of the
(作業用移動体の作用) (Action of mobile body for work)
まず、ステップS100において、コンピュータ42の位置認識部44は、全方向計測プリズム26の検出処理を実行するようにトータルステーション40を制御する。そして、図10(c)に示されるように、トータルステーション40によって全方向計測プリズム26の検出処理が実行され、基準点設置用移動体12Aの全方向計測プリズム26A及び基準点設置用移動体12Bの全方向計測プリズム26Bまでの、距離、方位角、及び仰角が計測される。位置認識部44は、トータルステーション40によって得られた全方向計測プリズム26A及び全方向計測プリズム26Bの検出結果を取得する。
First, in step S<b>100 , the
ステップS102において、位置認識部44は、上記ステップS102で取得された全方向計測プリズムの検出結果に基づき、基準点設置用移動体12Aの全方向計測プリズム26A及び基準点設置用移動体12Bの全方向計測プリズム26Bが検出されたか否かを判定する。基準点設置用移動体12Aの全方向計測プリズム26A及び基準点設置用移動体12Bの全方向計測プリズム26Bが検出された場合には、ステップS104へ進む。一方、基準点設置用移動体12Aの全方向計測プリズム26A及び基準点設置用移動体12Bの全方向計測プリズム26Bの少なくとも一方が検出されなかった場合には、ステップS110へ進む。
In step S102, the
ステップS104において、位置認識部44は、サーバ28の位置記憶部34に格納された、基準点設置用移動体12Aの位置に対応する座標情報(xa,ya)及び基準点設置用移動体12Bの位置に対応する座標情報(xb,yb)を、作業用通信部48を介して取得する。
In step S104, the
ステップS106において、位置認識部44は、上記ステップS104で取得された、基準点設置用移動体12Aの位置に対応する座標情報(xa,ya)及び基準点設置用移動体12Bの位置に対応する座標情報(xb,yb)と、全方向計測プリズム26A及び全方向計測プリズム26Bの検出結果とから、作業用移動体38の現在位置に対応する座標情報(xc,yc)を認識する。
In step S106, the
ステップS107において、制御部46は、上記ステップS106で得られた座標情報(xc,yc)を、作業用通信部48及び無線ネットワーク11を介して、サーバ28へ送信する。
In step S<b>107 , the
ステップS108において、制御部46は、上記ステップS106で認識された作業用移動体38の座標情報(xc,yc)と、目標位置に対応する座標情報(xt,yt)とに基づいて、図10(d)に示されるように、作業用移動体38が目標位置Tへ近づくように走行機構20を制御する。なお、制御部46は、作業用移動体38が目標位置Tの近傍に達した場合には、停止する。具体的には、目標位置との誤差が予め設定しておいた閾値以下であれば、動作を停止する。
In step S108, the
ステップS110において、位置認識部44は、基準点設置用移動体12が検出されない旨の未検出制御信号を出力する。そして、制御部46は、位置認識部44によって出力された未検出制御信号を、サーバ28へ送信する。例えば、前時刻までは図12(a)に示されるような位置関係であり、現時刻の移動制御によって図12(b)に示されるような位置関係となった場合、位置認識部44は、基準点設置用移動体12が検出されない旨の未検出制御信号を出力する。
In step S110, the
ステップS112において、制御部46は、上記ステップS106で得られた現在位置に対応する座標情報(xc,yc)と、目標位置に対応する座標情報(xt,yt)との間の差分が閾値以下であるか否かを判定する。現在位置に対応する座標情報(xc,yc)と目標位置に対応する座標情報(xt,yt)との間の差分が閾値以下である場合には、ステップS114へ進む。一方、現在位置に対応する座標情報(xc,yc)と目標位置に対応する座標情報(xt,yt)との間の差分が閾値より大きい場合には、ステップS100へ戻る。
In step S112, the
ステップS114において、制御部46は、走行機構20を停止させるように制御する。
In step S114, the
(サーバの作用) (Server action)
サーバ28は、図13に示すサーバ制御処理を実行する。
The
ステップS200において、サーバ28のサーバ制御部32は、サーバ通信部36を介して座標情報(xc,yc)を取得し、位置記憶部34へ格納する。
In step S<b>200 , the
ステップS202において、サーバ28のサーバ制御部32は、基準点設置用移動体12が検出されない旨の未検出信号を取得したか否かを判定する。未検出信号を取得した場合には、ステップS204へ進む。一方、未検出信号を取得していない場合には、ステップS200へ戻る。
In step S202, the
ステップS204において、サーバ制御部32は、位置記憶部34に記憶された作業用移動体38の座標情報(xc,yc)に基づいて、作業用移動体38のトータルステーション40によって全方向計測プリズム26が検出される位置であって、かつ現時刻の基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報(xc,yc)から最も近い識別マーカが設置された位置へ基準点設置用移動体12を移動させるように、移動指示に関する制御信号を送信する。例えば、図14(a)に示されるような位置関係である場合、サーバ制御部32は、基準点設置用移動体12を、識別マーカNへ移動させるような制御信号を、基準点設置用移動体12へ送信する。
In step S204, based on the coordinate information ( xc , yc ) of the mobile working
(基準点設置用移動体の作用) (Action of moving body for setting reference point)
基準点設置用移動体12のコンピュータ14の基準用制御部18は、サーバ28から送信された移動指示に関する制御信号を取得すると、図15に示す基準点設置用移動体移動処理を実行する。また、カメラ24によって、基準点設置用移動体12の下方向の床面の画像が撮像される。
When the reference control unit 18 of the computer 14 of the reference point installation mobile body 12 acquires the control signal related to the movement instruction transmitted from the
ステップS300において、基準用制御部18は、サーバ28から送信された移動指示に関する制御信号を取得する。移動指示に関する制御信号には、基準点設置用移動体12の移動方向に関する情報が含まれている。
In step S<b>300 , the reference control unit 18 acquires the control signal regarding the movement instruction transmitted from the
ステップS302において、基準用制御部18は、カメラ24によって撮像された床面の画像を取得する。 In step S<b>302 , the reference control unit 18 acquires an image of the floor captured by the camera 24 .
ステップS304において、基準用制御部18は、上記ステップS302で取得された床面の画像に識別マーカが映っており、かつ識別マーカの中心と床面の画像の中心との間の差分が閾値以下であるか否かを判定する。識別マーカの中心と床面の画像の中心との間の差分が閾値以下である場合には、ステップS308へ進む。一方、識別マーカの中心と床面の画像の中心との間の差分が閾値より大きい場合には、ステップS306へ進む。 In step S304, the reference control unit 18 determines that the identification marker is reflected in the image of the floor surface acquired in step S302, and the difference between the center of the identification marker and the center of the image of the floor surface is equal to or less than a threshold. It is determined whether or not. If the difference between the center of the identification marker and the center of the floor image is equal to or less than the threshold, the process proceeds to step S308. On the other hand, if the difference between the center of the identification marker and the center of the image of the floor surface is greater than the threshold, the process proceeds to step S306.
ステップS306において、基準用制御部18は、図14(b)に示されるように、車輪回転数(エンコーダ情報)に基づくオドメトリや、基準点設置用移動体12に搭載したIMU情報を利用して、基準点設置用移動体の座標位置と姿勢を算出し、目標とする識別マーカへ到達するように走行機構20を制御する。 In step S306, as shown in FIG. 14B, the reference control unit 18 uses odometry based on the wheel rotation speed (encoder information) and IMU information mounted on the reference point installation moving body 12. , calculates the coordinate position and attitude of the reference point installation moving body, and controls the traveling mechanism 20 so as to reach the target identification marker.
ステップS308において、基準用制御部18は、図14(c)に示されるように、基準点設置用移動体12の走行を停止するように制御する。これにより、作業用移動体38から基準点設置用移動体12の全方向計測プリズム26が検出される。
In step S308, the reference control unit 18 controls the movement of the reference point installation moving body 12 to stop, as shown in FIG. 14(c). As a result, the omnidirectional measurement prism 26 of the reference point setting moving body 12 is detected from the
ステップS310において、基準用制御部18は、基準用通信部16及び無線ネットワーク11を介して、サーバ28の座標データベース30から座標テーブルを受信する。そして、基準用制御部18は、床面の識別マーカに関する情報と座標テーブルに格納された識別マーカに関する情報とを照合することにより、基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報を認識する。そして、基準用制御部18は、基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報を、サーバ28へ送信する。基準点設置用移動体12の位置に対応する座標情報は、後述するサーバ28の位置記憶部34に格納される。
In step S<b>310 , the reference control unit 18 receives the coordinate table from the coordinate
以上説明したように、本実施形態では、建設現場における床面上の基準点に対して識別マーカを設置し、設置された識別マーカの位置に、基準点設置用移動体を移動させる。そして、基準点設置用移動体の位置に応じて、建設現場において作業を行うための作業用移動体の位置を認識する。これにより、建設現場における作業用移動体の位置を、精度良く認識することができる。 As described above, in the present embodiment, an identification marker is installed with respect to a reference point on the floor surface of a construction site, and the reference point installation moving body is moved to the position of the installed identification marker. Then, the position of the working mobile body for performing work at the construction site is recognized according to the position of the reference point setting mobile body. As a result, the position of the working vehicle at the construction site can be recognized with high accuracy.
また、従来においては、建設現場の柱面に対してトータルステーション計測用のマーカを貼り付け、対象物の位置の検出に利用する場合があった。しかし、この場合には、耐火被覆吹付又は仕上げ工事などによって柱面のマーカが隠れてしまい、建設工事の初期の段階で、柱面のマーカを利用することはできなくなる。一方、本実施形態によれば、トータルステーション計測用の全方向計測プリズム26を備えた基準点設置用移動体12が移動することにより、トータルステーションの計測対象が建設工事の進捗によって隠れることはない。このため、建設工事の全工期に渡って、作業用移動体の位置を認識することができる。 Conventionally, there have been cases where markers for total station measurement are affixed to column surfaces of construction sites and used to detect the positions of objects. However, in this case, the markers on the column face are hidden by fireproof coating spraying or finishing work, etc., making it impossible to use the marker on the column face at the initial stage of the construction work. On the other hand, according to the present embodiment, by moving the reference point installation moving body 12 having the omnidirectional measurement prism 26 for total station measurement, the measurement target of the total station will not be hidden by the progress of the construction work. Therefore, it is possible to recognize the position of the working vehicle throughout the construction period.
また、従来の方法においても、トータルステーション計測用のマーカを建設現場の至るところに貼り付けることにより、トータルステーション計測の見通し外領域を減らすことができるが、この場合には、測量業者による計測用マーカの位置出し作業のコストが増加してしまう。一方、本実施形態によれば、測量業者の通常業務である親墨を引く作業の流れの中で親墨の交点に識別マーカを設置するだけでよく、測量業者の業務負担を著しく増加させずに、作業用移動体の位置を認識することができる。 Also, in the conventional method, it is possible to reduce the non-line-of-sight area for total station measurement by sticking markers for total station measurement all over the construction site. The cost of the positioning work will increase. On the other hand, according to the present embodiment, it is only necessary to set the identification marker at the crossing point of the ink in the flow of drawing the ink, which is the normal work of the surveying company, without significantly increasing the work load of the surveying company. In addition, the position of the work vehicle can be recognized.
また、例えば、上記特許文献3に示されるような従来の方法を用いた場合には、作業用移動体の位置の検出に際して誤差が蓄積されてしまう。一方、本実施の形態では、全方向計測プリズム26を備える基準点設置用移動体12は必ず基準点上に移動する。このため、作業用移動体と基準点設置用移動体との移動を繰り返したとしても、誤差の蓄積は発生しない。そのため、作業用移動体の位置を精度よく認識することができる。
Further, for example, when the conventional method as disclosed in
<第2の実施形態に係る位置認識システム> <Position Recognition System According to Second Embodiment>
次に、第2の実施の形態に係る位置認識システムについて説明する。なお、第2の実施の形態に係る位置認識システムの構成は、第1の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a position recognition system according to a second embodiment will be described. Note that the configuration of the position recognition system according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, so the same reference numerals are given and the description is omitted.
第2の実施形態では、次時刻の作業用移動体38の位置に基づいて、次時刻の作業用移動体38の位置からのトータルステーション40による計測処理によって基準点設置用移動体12が検出される位置へ基準点設置用移動体12を移動させるように制御する点が、第1の実施形態と異なる。
In the second embodiment, based on the position of the
第1の実施形態では、作業用移動体38のトータルステーション40の計測処理により、基準点設置用移動体12の全方向計測プリズム26が検出されなかった場合に、基準点設置用移動体12に対して移動指示を出力する場合を例に説明した。しかし、作業用移動体38のトータルステーション40によって基準点設置用移動体12が検出されないことが検知された後に移動指示を出力したのでは時間のロスが大きい。
In the first embodiment, when the omnidirectional measurement prism 26 of the reference point installation moving body 12 is not detected by the measurement processing of the
そこで、第2の実施形態では、作業用移動体38のトータルステーション40の計測処理によって基準点設置用移動体12の全方向計測プリズム26が検出されないことを予測して、予め基準点設置用移動体12に対して移動指示を出力する。
Therefore, in the second embodiment, it is predicted that the omnidirectional measurement prism 26 of the reference point installation moving body 12 will not be detected by the measurement processing of the
第2の実施形態のサーバ28のサーバ制御部32は、次時刻の作業用移動体38の位置に対応する座標情報を作業用移動体38から取得し、次時刻の作業用移動体38の位置からのトータルステーション40による計測処理によって基準点設置用移動体12が検出される位置へ基準点設置用移動体12を移動させるように制御する。
The
例えば、上記図8のような位置関係の状況から、作業用移動体38の次時刻の目的地がA2基準点、A3基準点、B2基準点、及びB3基準点に囲まれた領域となる場合を考える。この場合、作業用移動体38は、次の目的地の座標情報を、無線ネットワーク11を介してサーバ28へ送信する。これにより、サーバ28は、作業用移動体38がA2基準点、A3基準点、B2基準点、及びB3基準点に囲まれた領域へ移動した際には柱の影響により、作業用移動体38から基準点設置用移動体12に搭載されている全方向計測プリズム26を検出できなくなることを事前に検知することができる。
For example, when the next destination of the
そのため、サーバ28は作業用移動体38が現在地から次の目的地への移動を開始するとともに、基準点設置用移動体12をA3基準点に移動するように指示を出す。
Therefore, the
以上説明したように、第2の実施形態では、次時刻の作業用移動体の位置に基づいて、次時刻の作業用移動体の位置からトータルステーションによる計測処理によって基準点設置用移動体が検出される位置へ基準点設置用移動体を移動させるように制御する。これにより、作業用移動体から基準点設置用移動体が検出されない場合に、作業用移動体の位置を短時間で認識することができる。具体的には、全方向計測プリズムを検出することができない時間が低減され、時間のロスを低減することができる。 As described above, in the second embodiment, the reference point setting mobile body is detected by the measurement processing by the total station from the position of the mobile work body at the next time based on the position of the mobile work body at the next time. control to move the reference point installation moving body to the position where Accordingly, when the reference point setting mobile body is not detected from the work mobile body, the position of the work mobile body can be recognized in a short time. Specifically, the time during which the omnidirectional measurement prism cannot be detected is reduced, and time loss can be reduced.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記各実施形態では、作業用移動体38のコンピュータ42が図11に示す処理を実行し、サーバ28が図13に示す処理を実行し、基準点設置用移動体12のコンピュータ14が図15に示す処理を実行する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、作業用移動体38のコンピュータ42が図13に示す処理を実行するようにしてもよい。
For example, in each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、サーバ28を介して情報のやり取りが行われる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、作業用移動体38のコンピュータ42と基準点設置用移動体12のコンピュータ14とが直接情報のやり取りを行っても良い。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where information is exchanged via the
また、位置認識システムの各コンピュータは、外部サーバとの間で情報の通信を行うことにより、各種情報を取得するようにしてもよい。例えば、外部サーバには作業用移動体38の目標位置情報が格納されており、作業用移動体38の目標位置情報を外部サーバから逐次取得してもよい。
Further, each computer of the position recognition system may acquire various information by communicating information with an external server. For example, the target position information of the
また、基準点設置用移動体12の移動中の位置は、車輪回転数(エンコーダ情報)に基づくオドメトリ、又は作業用移動体に搭載したIMU情報等によって、算出する場合を例に説明したが、基準点設置用移動体12に搭載したカメラ24によって撮像された画像をもとに親墨上を認識し、親墨上をトレースするような移動制御を行ってもよい。 In addition, the position of the reference point installation mobile body 12 during movement is calculated based on odometry based on the number of wheel rotations (encoder information) or IMU information mounted on the work mobile body. Based on the image picked up by the camera 24 mounted on the reference point setting moving body 12, the ink may be recognized, and movement control may be performed such that the ink is traced.
また、作業用移動体38の移動中の位置は、トータルステーション40による基準点設置用移動体12に搭載された全方向計測プリズム26の追尾によって算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車輪回転数(エンコーダ情報)に基づくオドメトリ、又は作業用移動体に搭載したIMU情報等によって、作業用移動体38の移動中の位置を算出するようにしてもよい。
Further, although the position of the
また、本実施形態では、作業用移動体に搭載された位置計測部がトータルステーション40であり、基準点設置用移動体に搭載された距離測定用機器が全方向計測プリズム26である場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。作業用移動体から基準点設置用移動体の位置を計測可能であれば、位置計測部及び距離測定用機器はどのような構成であってもよい。例えば、基準点設置用移動体の位置が計測可能な三次元レーザ測量器を位置計測部として作業用移動体に搭載し、所定の三次元レーザ受光手段を距離測定用機器として基準点設置用移動体に搭載し、作業用移動体から基準点設置用移動体の位置を計測するようにしてもよい。この場合には、全方向計測プリズムを用いることなく、作業用移動体から基準点設置用移動体の位置を計測することができる。
Further, in this embodiment, the
また、上記ではプログラムが記憶部(図示省略)に予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、プログラムは、CD-ROM、DVD-ROM及びマイクロSDカード等の記録媒体の何れかに記録されている形態で提供することも可能である。 In the above description, the program is pre-stored (installed) in a storage unit (not shown), but the program may be recorded on any recording medium such as a CD-ROM, DVD-ROM, micro SD card, or the like. It is also possible to provide it in the form provided.
10 位置認識システム
11 無線ネットワーク
12,12A,12B 基準点設置用移動体
14,14A,14B コンピュータ
16 基準用通信部
18 基準用制御部
20,20A,20B 走行機構
22,22A,22B 照明部
24,24A,24B カメラ
26,26A,26B 全方向計測プリズム
28 サーバ
30 座標データベース
32 サーバ制御部
34 位置記憶部
36 サーバ通信部
38 作業用移動体
40 トータルステーション
42 コンピュータ
44 位置認識部
46 制御部
48 作業用通信部
10
Claims (4)
前記基準点設置用移動体の前記コンピュータが、前記基準点設置用移動体の前記カメラによって撮像された床面の画像と、建設現場における床面上の基準点に対して予め設置された識別マーカに関する情報と座標情報とが対応付けられた座標テーブルとに基づいて、前記床面の画像に写る識別マーカに対応する座標情報を取得し、前記基準点設置用移動体の識別情報と前記座標情報とを対応付けて位置記憶部へ格納し、
前記作業用移動体の前記位置計測部が、前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器を検出した場合に、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係を計測し、
前記位置認識部が、前記位置記憶部に格納された前記基準点設置用移動体の座標情報と、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係とに基づいて、前記作業用移動体の位置を認識し、
前記制御部が、前記作業用移動体の前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器が検出されない場合に、前記作業用移動体の前記位置計測部によって前記基準点設置用移動体が検出される位置であって、現時刻の前記基準点設置用移動体の位置から最も近い前記識別マーカが設置された位置へ前記基準点設置用移動体を移動させるように制御する、
位置認識方法。 Measuring the positional relationship between a reference point setting mobile body comprising a position recognition unit realized by a computer, a camera for imaging the floor surface of a construction site, a distance measuring device, and a computer, and the distance measuring device. A position recognition method executed by a position recognition system including a working mobile body provided with a position measurement unit that performs a position measurement, and a control unit realized by a computer ,
The computer of the reference point installation mobile body receives an image of the floor surface captured by the camera of the reference point installation mobile body, and an identification marker preliminarily installed with respect to the reference point on the floor surface at the construction site. Coordinate information corresponding to the identification marker appearing in the image of the floor surface is acquired based on a coordinate table in which the information about the reference point and the coordinate information are associated with each other, and the identification information and the coordinate information of the reference point installation moving body are acquired. are associated with and stored in the position storage unit,
a positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body when the position measuring unit of the work mobile body detects the distance measuring device of the reference point installation mobile body to measure
The position recognition unit, based on the coordinate information of the reference point installation mobile body stored in the position storage unit and the positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body, recognizing the position of the working mobile body ;
When the distance measuring device of the reference point setting mobile body is not detected by the measurement processing by the position measuring section of the working mobile body, the control section causes the position measuring section of the working mobile body to The reference point installation moving body is moved to a position where the reference point installation moving body is detected and where the identification marker closest to the position of the reference point installation moving body at the current time is installed. control to
Location awareness method.
前記基準点設置用移動体の前記コンピュータが、前記基準点設置用移動体の前記カメラによって撮像された床面の画像と、建設現場における床面上の基準点に対して予め設置された識別マーカに関する情報と座標情報とが対応付けられた座標テーブルとに基づいて、前記床面の画像に写る識別マーカに対応する座標情報を取得し、前記基準点設置用移動体の識別情報と前記座標情報とを対応付けて位置記憶部へ格納し、
前記作業用移動体の前記位置計測部が、前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器を検出した場合に、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係を計測し、
前記位置認識部が、前記位置記憶部に格納された前記基準点設置用移動体の座標情報と、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係とに基づいて、前記作業用移動体の位置を認識し、
前記制御部が、前記作業用移動体の前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器が検出されない場合に、前記基準点設置用移動体を移動させるように制御し、
前記制御部が、次時刻に予定される前記作業用移動体の位置に基づいて、次時刻の前記作業用移動体の位置から前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体が検出される位置へ前記基準点設置用移動体を移動させるように制御する、
位置認識方法。 Measuring the positional relationship between a reference point setting mobile body comprising a position recognition unit realized by a computer, a camera for imaging the floor surface of a construction site, a distance measuring device, and a computer, and the distance measuring device. A position recognition method executed by a position recognition system including a working mobile body provided with a position measurement unit that performs a position measurement, and a control unit realized by a computer ,
The computer of the reference point installation mobile body receives an image of the floor surface captured by the camera of the reference point installation mobile body, and an identification marker preliminarily installed with respect to the reference point on the floor surface at the construction site. Coordinate information corresponding to the identification marker appearing in the image of the floor surface is acquired based on a coordinate table in which the information about the reference point and the coordinate information are associated with each other, and the identification information and the coordinate information of the reference point installation moving body are acquired. are associated with and stored in the position storage unit,
a positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body when the position measuring unit of the work mobile body detects the distance measuring device of the reference point installation mobile body to measure
The position recognition unit, based on the coordinate information of the reference point installation mobile body stored in the position storage unit and the positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body, recognizing the position of the working mobile body ;
The control unit moves the reference point installation moving body when the distance measuring device of the reference point installation moving body is not detected by the measurement processing by the position measuring unit of the work moving body. control and
The control unit detects the reference point setting mobile object from the position of the mobile object for work at the next time by the measurement processing by the position measuring unit based on the position of the mobile object for work scheduled at the next time. control to move the reference point installation moving body to the position where
Location awareness method.
前記基準点設置用移動体の前記コンピュータが、前記基準点設置用移動体の前記カメラによって撮像された床面の画像と、建設現場における床面上の基準点に対して予め設置された識別マーカに関する情報と座標情報とが対応付けられた座標テーブルとに基づいて、前記床面の画像に写る識別マーカに対応する座標情報を取得し、前記基準点設置用移動体の識別情報と前記座標情報とを対応付けて位置記憶部へ格納し、
前記作業用移動体の前記位置計測部が、前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器を検出した場合に、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係を計測し、
前記位置認識部が、前記位置記憶部に格納された前記基準点設置用移動体の座標情報と、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係とに基づいて、前記作業用移動体の位置を認識し、
前記制御部が、前記作業用移動体の前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器が検出されない場合に、前記作業用移動体の前記位置計測部によって前記基準点設置用移動体が検出される位置であって、現時刻の前記基準点設置用移動体の位置から最も近い前記識別マーカが設置された位置へ前記基準点設置用移動体を移動させるように制御する、
位置認識システム。 Measuring the positional relationship between a reference point setting mobile body comprising a position recognition unit realized by a computer, a camera for imaging the floor surface of a construction site, a distance measuring device, and a computer, and the distance measuring device. A position recognition system including a working mobile body having a position measuring unit that
The computer of the reference point installation mobile body receives an image of the floor surface captured by the camera of the reference point installation mobile body, and an identification marker preliminarily installed with respect to the reference point on the floor surface at the construction site. Coordinate information corresponding to the identification marker appearing in the image of the floor surface is acquired based on a coordinate table in which the information about the reference point and the coordinate information are associated with each other, and the identification information and the coordinate information of the reference point installation moving body are acquired. are associated with and stored in the position storage unit,
a positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body when the position measuring unit of the work mobile body detects the distance measuring device of the reference point installation mobile body to measure
The position recognition unit, based on the coordinate information of the reference point installation mobile body stored in the position storage unit and the positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body, recognizing the position of the working mobile body;
When the distance measuring device of the reference point setting mobile body is not detected by the measurement processing by the position measuring section of the working mobile body, the control section causes the position measuring section of the working mobile body to The reference point installation moving body is moved to a position where the reference point installation moving body is detected and where the identification marker closest to the position of the reference point installation moving body at the current time is installed. control to
location-aware system.
前記基準点設置用移動体の前記コンピュータが、前記基準点設置用移動体の前記カメラによって撮像された床面の画像と、建設現場における床面上の基準点に対して予め設置された識別マーカに関する情報と座標情報とが対応付けられた座標テーブルとに基づいて、前記床面の画像に写る識別マーカに対応する座標情報を取得し、前記基準点設置用移動体の識別情報と前記座標情報とを対応付けて位置記憶部へ格納し、
前記作業用移動体の前記位置計測部が、前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器を検出した場合に、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係を計測し、
前記位置認識部が、前記位置記憶部に格納された前記基準点設置用移動体の座標情報と、前記作業用移動体と前記基準点設置用移動体との間の位置関係とに基づいて、前記作業用移動体の位置を認識し、
前記制御部が、前記作業用移動体の前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体の前記距離測定用機器が検出されない場合に、前記基準点設置用移動体を移動させるように制御し、
前記制御部が、次時刻に予定される前記作業用移動体の位置に基づいて、次時刻の前記作業用移動体の位置から前記位置計測部による計測処理によって前記基準点設置用移動体が検出される位置へ前記基準点設置用移動体を移動させるように制御する、
位置認識システム。 Measuring the positional relationship between a reference point setting mobile body comprising a position recognition unit realized by a computer, a camera for imaging the floor surface of a construction site, a distance measuring device, and a computer, and the distance measuring device. A position recognition system including a working mobile body having a position measuring unit that
The computer of the reference point installation mobile body receives an image of the floor surface captured by the camera of the reference point installation mobile body, and an identification marker preliminarily installed with respect to the reference point on the floor surface at the construction site. Coordinate information corresponding to the identification marker appearing in the image of the floor surface is acquired based on a coordinate table in which the information about the reference point and the coordinate information are associated with each other, and the identification information and the coordinate information of the reference point installation moving body are acquired. are associated with and stored in the position storage unit,
a positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body when the position measuring unit of the work mobile body detects the distance measuring device of the reference point installation mobile body to measure
The position recognition unit, based on the coordinate information of the reference point installation mobile body stored in the position storage unit and the positional relationship between the work mobile body and the reference point installation mobile body, recognizing the position of the working mobile body;
The control unit moves the reference point installation mobile body when the distance measurement device of the reference point installation mobile body is not detected by the measurement processing by the position measurement unit of the work mobile body. control and
The control unit detects the reference point setting mobile object from the position of the mobile object for work at the next time through the measurement processing by the position measuring unit based on the position of the mobile object for work scheduled at the next time. control to move the reference point installation moving body to the position where
location-aware system.
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