JP7194955B1

JP7194955B1 - 自律型ロボット、自律型ロボットの制御方法、および自律型ロボットを用いた検査システム

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Publication number: JP7194955B1
Application number: JP2022115456A
Authority: JP
Inventors: 基康田中; 浩則戸澤; 優太郎木村; 智之町田
Original assignee: THE UNIVERSITY OF ELECTRO-COMUNICATINS
Current assignee: THE UNIVERSITY OF ELECTRO-COMUNICATINS
Priority date: 2022-07-20
Filing date: 2022-07-20
Publication date: 2022-12-23
Anticipated expiration: 2042-07-20
Also published as: JP2024013398A

Abstract

【課題】建物の地下点検や災害現場のような三次元の自由空間を自律型で走行して、人間による立ち入り作業が困難な場所での検査を実現することが可能なヘビ型ロボット（移動体）および、そのためのシステムを提供する。【解決手段】所定の空間内を自律移動する移動体であって、複数の本体部と、当該本体部を接続する複数の関節とから構成される多連結の機構からなる駆動手段と、前記移動体が通過する段差上の経路に関する情報を記憶する記憶手段と、を備え、前記移動体が前記段差上の経路を通過するとき、前記段差の高さと奥行きの情報を含む三次元空間情報に基づく通過制御モードで、前記移動体を制御することを特徴とする、移動体を提供する。【選択図】図８

Description

本発明は、自律型ロボット、自律型ロボットの制御方法、および自律型ロボットを用いた検査システムに関するものであり、特に、ヘビ型の形状を有する自律型ロボットに関するものである。

ビルなどの建造物は電気、ガス、水道の配管と地下水くみ上げ用ポンプを有しており、これらの設備は主に建物の地下スペース（地下ピットとも称される）に設置される。ビルの新築時及びメンテナンス時には、これら地下設備が正常に設置、稼働していることや地下スペース自体のコンクリートの劣化状況などを検査している。具体的には、点検者が狭い人通口の中を通って、区画された小部屋に入り込み、配管の状況を目視または写真等を撮像したり、人間の五感に基づいたりして、検査している。また、無線などによる遠隔制御が難しい場合もある。ここで、配管されているところは非常に狭い区画内であり、十分な照明器具も常設されていない。また二酸化炭素濃度が高く、労働安全衛生法他において酸素欠乏危険場所として指定されており、点検者にとっては危険にさらされる可能性の高い場所となっている。

上述した問題の解決のひとつとして、ロボットの活用が期待されている。例えば、ヘビのように細長い形状をもつヘビ型の形状を有する自律型ロボット（以下、単に、「ヘビ型ロボット」とも称する）の活用が考えられる（特許文献１を参照）。ヘビ型ロボットは、生物のヘビを模倣したロボットであり、ヘビのように関節を多様に動かし、点検や災害現場での被災者探索を行うことができる。また、ヘビ型ロボットは、自らの形状を自在に動かして様々な動作をすることができる。特に、ヘビ型ロボットは、災害現場やプラント設備のような狭く複雑な領域に進入するのに適した形状であり、倒壊した家屋内などでの被災者探索などの救助活動のほか、狭い場所での配管の検査などに有効である。

ここで、ヘビ型ロボットを用いて検査をする際の問題のひとつが、ヘビ型ロボットの制御（操作）の難しさである。例えば、ヘビ型ロボットは、一般に数十個もの関節を有しており、人間の操作者が遠隔操作をして、ヘビ型ロボットの全ての関節を制御するのは困難である。この点について、特許文献２では、配管内部を走行して検査を行うヘビ型ロボットについて開示されている。ただし、特許文献２では、ヘビ型ロボット自身の直径とおおよそ同程度の直径を有する配管内部で走行することを前提としている。特許文献２のようにヘビ型ロボットの走行範囲を事前に限定してあげることにより、ヘビ型ロボット自身の制御は比較的容易となるが、点検や災害現場のような作業困難な場所を含む三次元の自由空間での活用は難しい。また、建物点検用の地下スペースや災害現場のように電波状況が悪く操作者とロボットの間の通信が不能、または不安定な三次元の自由区間で制御を容易にするためには、人間による遠隔操作（遠隔型）よりも自律型のヘビ型ロボットであることが望ましいが、特許文献２では検討されていない。

特開２０１９－０８４６６５号公報特開２０２０－５０７４８６号公報

本発明の一態様によれば、点検や災害現場のような三次元の自由空間を自律型で走行して、作業困難な場所での検査を実現することが可能なヘビ型ロボットや、そのシステムを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、所定の空間内を自律移動する移動体であって、複数の本体部と、当該本体部を接続する複数の関節とから構成される多連結の機構からなる駆動手段と、前記移動体が通過する段差上の経路に関する情報を記憶する記憶手段と、を備え、前記移動体が前記段差上の経路を通過するとき、前記段差の高さと奥行きの情報を含む三次元空間情報に基づく通過制御モードで、前記移動体を制御することを特徴とする、移動体を提供する。

本発明の一態様によれば、点検や災害現場のような三次元の自由空間を自律型で走行して、作業困難な場所での検査を実現することが可能なヘビ型ロボットや、そのシステムを提供することを可能とする。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。

図１は、本発明の一実施例によるロボットシステムの構成の一例を示す図である。図２は、ロボットの姿勢と基準姿勢とが一致している場合におけるロボットの一例を示す図である。図３は、ロボットの姿勢が持上姿勢である場合におけるロボットの一例を示す図である。図４は、本発明の一実施例が適用される建築物の基礎梁の平面図である。図５は、本発明の一実施例が適用される建築物の基礎梁の内部梁の側面図である。図６は、本発明の一実施例が適用されるロボット制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図７は、本発明の一実施例が適用されるロボット制御装置の機能構成の一例を示す図である。図８は、本発明の一実施例が適用される本発明の一実施例が適用されるロボット制御装置がロボットを動作させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９は、ロボット制御装置がロボットを動作させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１０は、本発明の一実施例が適用されるロボット動作の一例を示す図である。図１１は、本発明の一実施例が適用されるロボット動作の一例を示す図である。図１２は、本発明の一実施例が適用されるロボット動作の一例を示す図である。図１３は、ロボット制御装置がロボットを動作させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１４は、図１３の一部の情報処理（特に、Ｓ１３０１０、Ｓ１３０２０）を別の側面から説明するものであり、人通口昇降動作のフローの一例を示す。

以下、本発明を適用した一実施例について説明する。

＜ロボットシステムの構成＞
以下、ロボットシステム１の構成について説明する。

図１は、実施形態に係るロボットシステム１の構成の一例を示す図である。ロボットシステム１は、ロボット１０と、ロボット制御装置２０とを備える。なお、ロボットシステム１では、ロボット１０と、ロボット制御装置２０とのうちの一部又は全部が一体に構成されてもよい。

ロボット１０は、ヘビの頭に相当する部位であるカメラやセンサなどを備えた頭部Ｅと、ヘビの尾の部分に相当する部位である最後尾部Ｚと、複数の関節を備える本体部Ｍを備えるヘビ型ロボットである。なお、ロボット１０では、頭部Ｅは、本体部Ｍと一体に構成されてもよい。

頭部Ｅは、本体部Ｍによって支持されており、本体部Ｍの動きに応じて動く。なお、頭部Ｅは、本体部Ｍの動きに応じて動く構成に代えて、本体部Ｍの動きと独立に動くことが可能な構成であってもよい。

頭部Ｅは、この一例において、１つの車輪部Ｗを備える。車輪部Ｗは、横滑り動作が可能なように、プラスチックなどの滑りやすい樹脂で覆われる。なお、頭部Ｅは、車輪部Ｗを備えない構成であってもよい。また、頭部Ｅは、２以上の車輪部Ｗを備える構成であってもよい。車輪部Ｗは、１対の車輪を有する。なお、車輪部Ｗは、１対の車輪を備える構成に代えて、１つの車輪を備える構成であってもよく、３つ以上の車輪を備える構成であってもよい。以下では、説明の便宜上、ロボット１０が備えるある部位の車輪と称した場合、当該部位が備える車輪部Ｗが有する車輪を示す。すなわち、ロボット１０のある部位が１つの車輪部Ｗを備えている場合、当該部位の車輪の数は、２である。また、ロボット１０のある部位が２つの車輪部Ｗを備えている場合、当該部位の車輪の数は、４である。

また、頭部Ｅは、本体部Ｍが有する２つの端部のうちユーザーにより先頭側として選択された端部である第１端部に接続される。頭部Ｅと本体部Ｍとは、如何なる方法によって接続されてもよく、例えば、何らかのリンク部材によって接続される。なお、以下では、説明の便宜上、本体部Ｍが有する２つの端部のうち第１端部と反対側の端部を第２端部と称して説明する。

頭部Ｅが備えるカメラやセンサなどは、無線によってロボット制御装置２０と通信可能に接続されている。これにより、当該カメラやセンサなどは、ロボット制御装置２０から取得される制御信号に基づく動作を行う。ここで、無線による通信は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の通信規格によって行われる。なお、当該カメラやセンサなどは、ケーブルを介してイーサネット（登録商標）やＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）等の規格によって行われる有線通信によってロボット制御装置２０と接続される構成であってもよい。

最後尾部Ｚは、この一例において、ロボット１０が有する部位のうち１つの車輪部Ｗを備えた部位のことである。なお、最後尾部Ｚは、車輪部Ｗを備えない構成であってもよい。また、最後尾部Ｚは、２以上の車輪部Ｗを備える構成であってもよい。また、最後尾部Ｚは、本体部Ｍによって支持されており、本体部Ｍの動きに応じて動く。なお、最後尾部Ｚは、本体部Ｍの動きに応じて動く構成に代えて、本体部Ｍの動きと独立に動くことが可能な構成であってもよい。

また、最後尾部Ｚは、本体部Ｍが有する２つの端部のうち前述の第２端部に接続される。最後尾部Ｚと本体部Ｍとは、如何なる方法によって接続されてもよく、例えば、何らかのリンク部材によって接続される。

本体部Ｍは、ｎ個の第１関節Ｊ１と（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２とを、ロボット１０が備える複数の関節として備えるヘビ型のマニピュレーター（本実施例では、「複数の本体部と、当該本体部を接続する複数の関節とから構成される多連結の機構を有する移動体」、または「ヘビ型ロボット」等と称する。）である。ここで、３は、５以上の整数であれば如何なる整数であってもよい。なお、本体部Ｍは、第１関節Ｊ１の個数と同じ個数の第２関節Ｊ２を備える構成であってもよく、第１関節Ｊ１の個数よりも多い個数の第２関節Ｊ２を備える構成であってもよい。また、本体部Ｍは、（ｎ－１）個より少ない個数の第２関節Ｊ２を備える構成であってもよく、（ｎ－１）個よりも多い個数の第２関節Ｊ２を備える構成であってもよい。

また、本体部Ｍは、当該複数の関節間を繋ぐリンク部材Ｌを備える。以下では、一例として、リンク部材Ｌが、第１関節Ｊ１と第２関節Ｊ２との間を繋ぐリンク部材である場合について説明する。すなわち、この一例において、本体部Ｍには、第１関節Ｊ１と第２関節Ｊ２とが、第１端部から第２端部に向かって第１関節Ｊ１、第２関節Ｊ２、第１関節Ｊ１、第２関節Ｊ２、■、第１関節Ｊ１、という順に第１関節Ｊ１と第２関節Ｊ２とが交互に配置されている（備えられている）。すなわち、本体部Ｍは、２（ｎ－１）個のリンク部材Ｌを有する。なお、本体部Ｍにおいて、第１関節Ｊ１と第２関節Ｊ２とが配置される順は、他の順であってもよい。

また、本体部Ｍは、（ｎ－１）個の車輪部Ｗを備える。なお、本体部Ｍは、（ｎ－１）個よりも少ない車輪部Ｗを備える構成であってもよい。また、本体部Ｍは、何らかの方法によってロボット１０の動きを妨げないように車輪部Ｗを取り付けることが可能な場合、（ｎ－１）個よりも多い車輪部Ｗを備える構成であってもよい。また、本体部Ｍは、車輪部Ｗを備えない構成であってもよい。

また、本体部Ｍには、（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２のそれぞれについて、第２関節Ｊ２の回動軸と車輪部Ｗが有する車輪の車軸（回動軸）とが一致するように車輪部Ｗが第２関節Ｊ２に設けられている。すなわち、本体部Ｍは、２（ｎ－１）個の車輪（すなわち、（ｎ－１）対の車輪）を有する。また、本体部Ｍには、ロボット１０の姿勢と後述する基準姿勢とが一致している場合において、頭部Ｅが有する２個の車輪と、最後尾部Ｚが有する２個の車輪と、本体部Ｍが有する２（ｎ－１）個の車輪とを合わせた２（ｎ＋１）個の車輪の全部が、ある１つの平面に接地可能なように、当該（ｎ－１）個の車輪部Ｗが設けられる。すなわち、当該場合において、ロボット１０をある平面に載置した場合、ロボット１０の車輪は、全て当該平面に接地する。なお、当該２（ｎ＋１）個の車輪のうち、頭部Ｅを除く車輪のそれぞれの円周面の材質は、横滑りしないように摩擦係数が高い材質（例えば、ゴム等）であることが望ましく、頭部Ｅの円周面の材質は方向転換時に横滑りさせるため、摩擦係数の低い材質（例えば、プラスチック樹脂等）が望ましい。

以下では、一例として、頭部Ｅが備える１個の車輪部Ｗと、最後尾部Ｚが有する１個の車輪部Ｗと、本体部Ｍが有する（ｎ－１）個の車輪部Ｗとを合わせた（ｎ＋１）個の車輪部Ｗの全部が、互いに同じ構成である場合について説明する。なお、本体部Ｍは、（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２のうちの一部又は全部のそれぞれについて、第２関節Ｊ２の回動軸と車輪部Ｗが有する車輪の車軸（回動軸）とが一致しないように車輪部Ｗが第２関節Ｊ２に設けられる構成であってもよい。また、当該（ｎ＋１）個の車輪部Ｗの一部又は全部は、互いに異なる構成であってもよい。

ここで、第１関節Ｊ１は、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致している場合において第１方向と平行な回動軸を有する関節のことである。なお、第１関節Ｊ１は、当該場合において第１方向と非平行な回動軸を有する関節であってもよい。ここで、ロボット１０の姿勢は、この一例において、ロボット１０が備える複数の関節それぞれの回動角によって表される。なお、ロボット１０の姿勢は、ロボット１０に応じた他の量によって表される構成であってもよい。

基準姿勢は、ロボット１０の姿勢のうちの基準となる姿勢のことである。基準姿勢は、この一例において、ロボット１０の姿勢のうち、ロボット１０が備える複数の関節（すなわち、ｎ個の第１関節Ｊ１及び（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２）の全てが１直線上に並ぶ姿勢のことである。より具体的には、基準姿勢は、ロボット１０の姿勢のうち、当該複数の関節それぞれの位置が１直線上に並ぶ姿勢のことである。この一例において、第１関節Ｊ１の位置は、第１関節Ｊ１の重心の位置によって表される。この一例において、第２関節Ｊ２の位置は、第２関節Ｊ２の重心の位置によって表される。以下では、説明の便宜上、ロボット１０の姿勢と基準状態とが一致している場合において、当該複数の関節それぞれの位置を通る仮想的な直線を直線ＣＬと称して説明する。また、以下では、一例として、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致している場合において、ロボット１０が備える複数の関節それぞれの回動角は、全て０である場合について説明する。すなわち、この一例において、当該複数の関節のそれぞれは、０を基準の回動角として関節の可動範囲における上限又は下限の角度まで回動可能な関節である。なお、第１関節Ｊ１の位置は、第１関節Ｊ１に応じた他の位置によって表される構成であってもよい。また、第２関節Ｊ２の位置は、第２関節Ｊ２に応じた他の位置によって表される構成であってもよい。また、ロボット１０の基準姿勢は、当該姿勢に代えて、ロボット１０の他の姿勢であってもよい。

第１方向は、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致している場合において、直線ＣＬと直交する方向のうちの１つである。以下では、一例として、第１方向が、当該場合におけるロボット１０を接地面に載置した場合において、接地面と直交する方向（すなわち、接地面の法線方向）と一致する場合について説明する。なお、第１方向は、当該場合において接地面と直交する方向と一致しない構成であってもよい。

接地面は、ロボット１０を載置可能な平面のことである。接地面は、例えば、屋内の床面、屋外の地面等の平面であるが、これらに限られず、他の平面であってもよい。前述した通り、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致している場合、ロボット１０が有する２（ｎ＋１）個の車輪は、全てある１つの平面に接地可能である。すなわち、当該場合、ロボット１０を接地面に載置すると、当該全ての車輪は、接地面に接地する。また、当該場合、この一例において全ての車輪部Ｗが互いに同じ構成であるため、直線ＣＬは、接地面と平行な直線である。

また、第２関節Ｊ２は、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致している場合において、第２方向と平行な回動軸を有する関節のことである。第２方向は、当該場合において、直線ＣＬと直交する方向のうち第１方向と異なる方向のことである。以下では、一例として、第２方向が、当該場合において直線ＣＬ及び第１方向のそれぞれと直交する方向である場合について説明する。すなわち、当該場合において、ロボット１０を接地面に載置すると、第２関節Ｊ２の回動軸は、接地面と平行になる。

ここで、図２を参照し、ロボット１０の基準姿勢と、第１関節Ｊ１と、第２関節Ｊ２とのそれぞれについて説明する。図２は、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致している場合におけるロボット１０の一例を示す図である。図２に示したように、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致している場合、ロボット１０が備える複数の関節（すなわち、ｎ個の第１関節Ｊ１及び（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２）それぞれの位置は、１直線（図２に示した仮想的な直線ＣＬ）上に並ぶ。

また、図２に示した例では、ロボット１０は、面ＭＮに載置されている。すなわち、図２に示した面ＭＮは、前述の接地面の一例である。当該例では、ロボット１０の姿勢と基準姿勢とが一致しているため、ロボット１０が有する複数の車輪は、全て面ＭＮに接地している。

また、図２に示した例では、第１方向は、図２において矢印ＡＮによって示した方向であって面ＭＮと直交する方向（すなわち、面ＭＮの法線方向）である。従って、図２に示したロボット１０が備えるｎ個の第１関節Ｊ１それぞれの回動軸であって図２において点線Ａ１によって示されている回動軸は、当該方向と平行である。また、図２に示した例では、第２方向は、直線ＣＬ及び当該方向と直交する方向である。従って、図２に示したロボット１０が備える（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２それぞれの回動軸であって図２において点線Ａ２によって示されている回動軸は、当該方向と平行である。

図１に戻る。ロボット１０が備えるｎ個の第１関節Ｊ１のそれぞれは、図示しないアクチュエーターを備える。また、ロボット１０が備える（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２のそれぞれは、図示しないアクチュエーターを備える。ｎ個の第１関節Ｊ１のそれぞれが備えるアクチュエーター、及び（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２のそれぞれが備えるアクチュエーターは、無線によってロボット制御装置２０と通信可能に接続されている。これにより、ｎ個の第１関節Ｊ１のそれぞれが備えるアクチュエーター、及び（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２のそれぞれが備えるアクチュエーターは、ロボット制御装置２０から取得される制御信号に基づいて、ロボット１０を動作させる。ここで、無線による通信は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の通信規格によって行われる。なお、ｎ個の第１関節Ｊ１のそれぞれが備えるアクチュエーターのうちの一部又は全部は、ケーブルを介してイーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる有線通信によってロボット制御装置２０と接続される構成であってもよい。また、（ｎ－１）個の第２関節Ｊ２のそれぞれが備えるアクチュエーターのうちの一部又は全部は、ケーブルを介してイーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる有線通信によってロボット制御装置２０と接続される構成であってもよい。

また、ロボット１０が備える（ｎ＋１）個の車輪部Ｗ（すなわち、頭部Ｅが備える１個の車輪部Ｗ、最後尾部Ｚが備える１個の車輪部Ｗ、及び本体部Ｍが備える（ｎ－１）個の車輪部Ｗ）のうちの少なくとも一部には、各車輪を回動させる図示しないアクチュエーターが備えられている。すなわち、この一例において、当該（ｎ＋１）個の車輪部Ｗのうちの少なくとも一部が有する車輪は、アクチュエーターによって回動する能動輪である。また、当該（ｎ＋１）個の車輪部Ｗのうち能動輪を有する車輪部Ｗ以外の車輪部Ｗが有する車輪は、アクチュエーターによって回動しない受動輪である。なお、ロボット２０が備える（ｎ＋１）個の車輪部Ｗは、１対の能動輪を有する車輪部Ｗと、１対の受動輪を有する車輪部Ｗと、能動輪及び受動輪の両方を１対の車輪として有する車輪部Ｗとのうちの少なくとも一部によって構成される。以下では、一例として、ロボット２０が備える（ｎ＋１）個の車輪部Ｗが、１対の能動輪を有する車輪部Ｗと、１対の受動輪を有する車輪部Ｗとによって構成される場合について説明する。ロボット１０が備えるアクチュエーターであってロボット１０が有する能動輪を回動させるアクチュエーターは、無線によってロボット制御装置２０と通信可能に接続されている。これにより、当該アクチュエーターは、ロボット制御装置２０から取得される制御信号に基づいて、能動輪を回動させる。ここで、無線による通信は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の通信規格によって行われる。なお、当該アクチュエーターのうちの一部又は全部は、ケーブルを介してイーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる有線通信によってロボット制御装置２０と接続される構成であってもよい。

ロボット制御装置２０は、この一例において、ロボット１０を制御する（動作させる）制御装置である。ロボット制御装置２０は、取得した操作情報に応じてロボット１０が自律移動するような制御をする。

より具体的には、ロボット制御装置２０は、ロボット１０が有する部位のうち予め決められた部位とともに動く仮想的な点である制御点Ｔをロボット１０に設定する。当該予め決められた部位は、例えば、頭部Ｅが備えるカメラやセンサなどの重心である。なお、当該予め決められた部位は、当該重心に代えて、ロボット１０が有する他の部位であってもよい。制御点Ｔは、例えば、ＴＣＰ（ＴｏｏｌＣｅｎｔｅｒＰｏｉｎｔ）である。なお、制御点Ｔは、ＴＣＰに代えて、仮想的な他の点であってもよい。

また、ロボット制御装置２０は、ロボット１０に設定した制御点Ｔとともに動く仮想的な三次元直交座標系である制御点座標系を対応付ける。制御点Ｔの位置は、基準となる三次元直交座標系である基準座標系における原点に対する制御点座標系における原点の相対的な位置によって表される。また、制御点Ｔの姿勢は、基準座標系における各座標軸の方向に対する制御点座標系における各座標軸の相対的な方向によって表される。なお、制御点Ｔの位置は、制御点Ｔに応じた他の位置によって表される構成であってもよい。また、制御点Ｔの姿勢は、制御点Ｔに応じた他の方向によって表される構成であってもよい。

基準座標系は、制御点座標系に対して相対的に静止している慣性系である。例えば、ロボット制御装置２０は、ロボット制御装置２０がロボット１０を動かし始める前のタイミングであってロボット制御装置２０がユーザーから基準座標系を設定する操作を受け付けたタイミングにおける制御点座標系と一致する三次元座標系を基準座標系として特定する。なお、ロボット制御装置２０は、これに代えて、ユーザーにより予め決められた位置に設定された三次元座標系等の他の三次元座標系を基準座標系として特定する構成であってもよい。また、ロボット制御装置２０は、他のタイミングにおける制御点座標系と一致する三次元座標系を基準座標系として特定する構成であってもよい。

ロボット制御装置２０は、後述する閉ループ・システムとに基づいて、制御点Ｔの速度が、当該操作情報が示す目標速度に一致するように、ロボット１０が備える複数の関節のそれぞれを回動させる。これにより、ロボット制御装置２０は、ロボット１０にユーザーが所望する動作を行わせることができる。すなわち、制御点Ｔの速度は、当該閉ループシステムにおける被制御量である。

制御点Ｔの速度は、制御点Ｔの位置が並進する速度である制御点並進速度と、制御点Ｔの姿勢が回動する制御点回動速度とのそれぞれを含んでいる。また、当該並進速度には、当該位置が制御点座標系におけるＸ軸に沿って並進する速度であるＸ軸並進速度と、当該位置が制御点座標系におけるＹ軸に沿って並進する速度であるＹ軸並進速度と、当該位置が制御点座標系におけるＺ軸に沿って並進する速度であるＺ軸並進速度とのそれぞれを含んでいる。また、当該回動速度には、当該姿勢が当該Ｘ軸周りに回動する速度であるＸ軸回動速度と、当該姿勢が当該Ｙ軸周りに回動する速度であるＹ軸回動速度と、当該姿勢が当該Ｚ軸周りに回動する速度であるＺ軸回動速度とのそれぞれを含んでいる。

目標速度は、制御点並進速度を一致させる目標となる目標並進速度と、制御点回動速度を一致させる目標となる目標回動速度とが含まれている。また、目標並進速度には、Ｘ軸並進速度を一致させる目標となるＸ軸目標並進速度、Ｙ軸並進速度を一致させる目標となるＹ軸目標並進速度、Ｚ軸並進速度を一致させる目標となるＺ軸目標並進速度のそれぞれが含まれている。また、目標回動速度には、Ｘ軸回動速度を一致させる目標となるＸ軸目標回動速度、Ｙ軸回動速度を一致させる目標となるＹ軸目標回動速度、Ｚ軸回動速度を一致させる目標となるＺ軸目標回動速度のそれぞれが含まれている。

また、ロボット制御装置２０は、以下において説明する閉ループシステムに基づくロボット１０の制御によって、制御点Ｔの速度を目標速度と一致させながら、ロボット１０が備える複数の関節のうちのユーザーが所望する１以上の関節それぞれの回動角を、ユーザーが所望する回動角と一致させることができる。これにより、ロボット制御装置２０は、ロボット１０を動作させ、ロボット１０が有する車輪の少なくとも一部が接地している面ＭＮからロボット１０の少なくとも一部を持ち上げた状態において、制御点Ｔの速度を目標速度と一致させることができる。また、ロボット制御装置２０は、ロボット１０を動作させ、状態において、制御点Ｔの位置及び姿勢を動かさずに、ロボット１０が有する部位のうち面ＭＮから持ち上げられていない部位を動かすことができる。これらの結果、ロボット制御装置２０は、ロボット１０にユーザーが所望する動作を行わせることができる。

なお、ロボット制御装置２０は、ロボット制御装置２０に予め記憶された動作プログラムに応じてロボット１０を動作させる構成であってもよい。

ロボット制御装置２０は、例えば、デスクトップＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、多機能携帯電話端末（スマートフォン）、携帯電話端末、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）等の情報処理装置である。なお、ロボット制御装置２０は、これらの情報処理装置に代えて、他の情報処理装置であってもよい。

なお、ロボット制御装置２０は、無線によって、外部から手動操作が可能な装置と通信可能に接続されていてもよい。

＜ロボットが通過する人通口を含む基礎梁の説明＞
図４は、本発明が適用される建築物の基礎梁の平面図である。図５は、本発明が適用される建築物の基礎梁の内部梁の側面図である。図５は図４のＥ－Ｅ線からみた内部梁７の側面図である。内部梁７には様々な貫通孔が設けられている。貫通孔は円形であるが、矩形その他の形状であってもよい。現場打設部７Ｂには排水配管２３が貫通する４つの第１の貫通孔１６が設けられている（図４には１本の排水配管２３を例として示している）。このうち３つの第１の貫通孔１６は浴室、トイレ、キッチン、洗面所などで発生する排水を排出する排水配管が貫通するためのものである。排水配管２３は、通常は建築物１の外部の地下に埋設された公共下水管に接続される。このため、各建築物で発生した排水は建築物内で１本または数本の排水配管２３に集約され、外周梁６と内部梁７とで仕切られる地下空間８まで引き回され、地下空間８から外周梁６を通って建築物１の外部に排出される。もう一つの第1の貫通孔１６は雨水などを排水する排水配管（以下、上述の排水配管と区別するためドレン配管という）が貫通するためのものである。本実施形態では、ドレン配管も他の排水配管と同様に公共下水管に接続される。現場打設部７Ｂにはさらに通気口１７と連通管１８が設けられている。通気口１７は、地下空間８に立ち入る人の安全確保のため、内部梁７で区画された地下空間８の各区画８Ａを空気が連通可能となるように設けられている。連通管１８は、地下空間８の一区画８Ａで溢水が発生したときに水を分散させるために、内部梁７の底部に設けられている。中央のＰＣａ部７Ａには人が各区画８Ａを移動できるようにするための人通口１９と、給水配管、ガス配管の共通貫通孔２０とが設けられている。端部のＰＣａ部７Ａには通気口１７と、連通管１８と、強電系ケーブルの貫通孔２１と、弱電系ケーブルの貫通孔２２とが設けられている。

＜ロボット制御装置のハードウェア構成＞
以下、図６を参照し、ロボット制御装置２０のハードウェア構成について説明する。図６は、ロボット制御装置２０のハードウェア構成の一例を示す図である。

ロボット制御装置２０は、例えば、プロセッサまたはＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２１と、記憶部２２と、通信部２４を備える。これらの構成要素は、バスＢＳを介して相互に通信可能に接続されている。また、ロボット制御装置２０は、通信部２４を介してロボット１０と通信を行う。

ＣＰＵ２１は、記憶部２２に格納された各種プログラムを実行する。記憶部２２は、例えば、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）やＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ－ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等を含む。なお、記憶部２２は、ロボット制御装置２０に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。記憶部２２は、ロボット制御装置２０が処理する各種の情報、各種のプログラム等を格納する。また、ロボットが通過する段差上の経路に関する情報なども格納してもよい。通信部２４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポートやイーサネット（登録商標）ポート等を含んで構成される。

＜ロボット制御装置の機能構成＞
以下、図７を参照し、ロボット制御装置２０の機能構成について説明する。図７は、図６のロボット制御装置２０のハードウェア構成上で適用可能な機能構成の一例を示す図である。

ロボット制御装置２０は、統括部２２と、自己位置推定部２４と、ロボット制御部２６を備える。さらに、撮影部２８を備えてもよい。また、図示していないが、任意のデータを記憶する記憶部を備えてもよい。

統括部２２は、自己位置推定部２４、ロボット制御部２６と、撮影部２８の動作全体を制御する。使用者によって投入される走行ルート情報及び所定位置での撮像などの動作指示情報は統括部によって自己位置推定部２４と、ロボット制御部２６と、撮影部２８に分割した指示として与えられる。ロボットの動作時においては、統括部２２は自己位置推定部２４と、ロボット制御部２６と、撮影部２８からの情報を常時集約して監視し、動作指示情報に沿った動作となるように各部位に対して動作の実行、待機を指示する。

ロボット制御部２６は、統括部２２から与えられた指示に従い、ロボット制御装置２０の全体を制御する。制御部２６は、ナビゲーション部２６１、自律移動用関節角計算部２６２、人通口通過部２６３を備える。制御部２６が備えるこれらの機能部は、例えば、図６におけるＣＰＵ２１が、記憶部２２に記憶された各種のプログラムを実行することにより実現される。また、当該機能部のうちの一部又は全部は、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェア機能部であってもよい。

ナビゲーション部２６１は、統括部２２から与えられた目標地点及び目標とする先頭位置姿勢をもとにロボットの先頭速度を算出する。ナビゲーション部２６１は、統括部２２から与えられる先頭位置姿勢と、ロボットの走行前及び走行中に取得されるロボットの現在位置姿勢とに従い、ロボットが現在姿勢から目標姿勢に到達するために出すべき先頭速度（ＸＹ軸の並進速度及びＺ軸の回転速度）を逐次算出し、ロボットへ走行速度、角度の指示として伝達する。

自律移動用関節角計算部２６２は、ロボットが自律移動するときに、ロボットの先頭部の胴体や車輪が通過した経路と同一の経路若しくは大略同一の経路を後続の胴体や車輪も通過できるように、ロボットのそれぞれの関節角を計算する処理部である。

人通口通過部２６３は、ロボットが人通口を通過するときに、ロボットの制御に必要な処理部である。

＜ロボット制御装置がロボットを動作させる処理＞
以下、ロボット制御装置がロボットを動作させる処理について説明する。なお、本実施例の説明において、ロボット制御装置が動作主体になったり、ロボットが動作主体（自律制御）になったりすることがあるが、どちらを動作主体にするかは当業者であれば自由に設計変更できることに留意されたい。

本実施例のロボットは、一例として、点検制御モードにおいて、二次元空間情報に含まれる全ての点検地点および段差を通過できる点検ルートを通過するように制御され、二次元情報上の全ての点検地点を、移動体自身の頭部と後続部分とが干渉せず、かつ、最後の点検地点が通過制御モードの動作起点である場合には、最後の点検地点において、通過制御モードの動作を安定して行うための姿勢となることを考慮した走行ルート設定を行い、ロボットは、二次元空間情報上に含まれる障害物を回避するように制御され、点検地点で、当該検査地点周辺の環境情報を取得するような動作をする。

以下、図８を参照し、ロボット制御装置２０がロボット１０を動作させる処理について説明する。図８は、ロボット制御装置２０がロボット１０を動作させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

Ｓ８０１０では、ロボットを点検入口に投入する。

Ｓ８０２０では、部屋の点検を行う。ここでは、指示者によって事前指定された点検位置情報に従い、１つまたは複数の場所（ｗａｙｐｏｉｎｔ）を点検する。複数の場所を点検する場合には、点検順及び点検経路は、指示者によって事前指定される。Ｓ８０２０の動作中は、ロボットの自己位置推定と自己位置推定結果に基づく二次元姿勢制御が常時行われる。自己位置推定は、ロボットの自己位置と移動予定位置及び移動先で取るべき姿勢に関する情報と、ＬｉＤＡＲ情報と事前地図とのマッチングにより行われる。複数の指定の場所がある場合に、経路の途中に何らかの障害物や溝がある場合には、センサが検知し、ロボットが、適宜、障害物や溝を回避しながら、次の指定の場所に移動する。二次元情報に基づく点検制御モードで、障害物回避の制御を行う。点検位置情報に指定された人通口などの段差に到達した場合、Ｓ８０３０の人通口の通過動作に移行する。

Ｓ８０３０では、人通口などの段差の通過を行う。人通口等の段差の通過の際には、事前に指示された人通口の高さ及び奥行きの情報と、ロボットの移動予定の姿勢を基に通過姿勢を逐次制御して通過する。図１２のロボット動作の一例を示す図も参照されたい。ロボットがＳ８０３０の動作により人通口などの段差を通過した後、次の部屋においてＳ８０２０の部屋の点検を行う。

Ｓ８０４０では、帰還を行う。帰還経路はＳ８０２０、Ｓ８０３０と同様、指示者によって点検開始前に指定され、ロボットはＳ８０２０、Ｓ８０３０と同様に動作する。

図９は、ロボット制御装置がロボットを動作させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、図１０は、本発明の一実施例が適用されるロボット動作の一例を示す図である。本実施例では、図１０を参照しつつ、図９のフローチャートを用いて、二次元空間情報に基づく点検制御モードの一例について説明する。

Ｓ１００１０では、ロボットに測定させたいポイントを含んだマップを選択したり外部から入力したりする。ロボットは、赤外線センサやＬＩＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ、ＬａｓｅｒＩｍａｇｉｎｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）などの任意の環境認識手段を用いて環境情報を取得する処理を行う。

Ｓ１００２０では、マップ上に、ひとつまたは複数の測定ポイント（ＷａｙＰｏｉｎｔ）を入力する。例えば、設計図面などの二次元情報からデータを読み込み、ユーザが任意に指定した測定ポイントを基に、ロボットが自動的に複数の測定ポイントを経由する経路（ルート）を計算してもよいし、ユーザが任意に指定してもよい。また、測定ポイントと別の測定ポイントの間で経由したいポイント（経由ポイント）があれば必要に応じて設定する。経由ポイントを設定する理由の一例は、障害物や溝などの走行困難なところを避けて、ロボットが円滑に移動できるようにするためである。本実施例においては、人通口の入口から、人通口を登って通り抜け、小部屋に入るように経路が設定される。

Ｓ１００３０では、赤外線センサーを用いて、ロボット周辺のサーチを行う。これにより、自己位置推定と環境地図作成ができる。ここで、ＳＬＡＭ（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｐｐｉｎｇ、自己位置推定と環境地図作成の同時実行）を用いてもよい。ここで、ＳＬＡＭとは、移動体の自己位置推定と環境地図作成を同時に行う技術の総称であり、ＳＬＡＭを活用することで、移動体が未知の環境下で環境地図を作成することができる。構築した地図情報を使って障害物などを回避しつつ、特定のタスクを遂行します。

Ｓ１００４０では、作成された環境地図に基づいて、測定ポイントまで、ロボットを移動させる。ロボットの頭部が測定ポイントに到達すると、ロボットは移動を停止する。ロボットを移動する際には、障害物を避けつつ、後続制御する。

Ｓ１００５０では、測定ポイントに到達すると、ロボットは部屋の点検をする。例えば、ロボットは、頭部に取り付けられている撮像部を使って、測定ポイントの周辺を撮影したり、温度計やガス漏れセンサなどから情報を取得したりする。

Ｓ１００６０では、測定ポイントデータを全て取得したかを判断する。次の測定ポイントがあれば、移動する。測定ポイントを全て周回したのであれば、帰還する。

Ｓ１００７０では、ロボットが帰還する。帰還する際には、今までに通ってきた経路に沿って帰還してもよい。その場で旋回が可能なのであれば、旋回をして帰還してもよい。また、頭から侵入してあので、最後尾から戻ってきてもよい。

Ｓ１００８０では、点検した部屋で取得した情報を回収する。

＜ロボットが経路上の段差を通過するための処理＞
図１１に示すように、本実施例では、ロボットが人通口などの段差を通過するべき経路を事前に定め、これに正確に追従する動作方法について説明する。本実施例では、通過制御モードとも称する。本実施例では、更に、経路への正確な追従に加えて、目標角度や角速度がハードウェアの制約を超過しないよう速度の調整も行われてもよい。

多連結移動ロボットが人通口を通過する際には、胴体と人通口の角が接触することが予想される。自律動作で通過する際には、人通口の角部分との接触そのものを避けることが好ましい。

他にも、ピッチ関節への負荷や接地多角形を考慮した要件の一例を以下に列挙する。
要件（１）胴体と人通口の角部分が干渉しない
要件（２）胴体持ち上げ時の負荷トルクの低減
要件（３）転倒の防止
要件（４）目標の角度、角速度がハードウェアの制限内に収まる

これらを満たす通過動作として、図１１（Ｂ）の経路に追従するように動作でもよい。この経路に沿ってロボットが移動するようなピッチ関節角と車輪角速度を経路とリンク長の幾何関係から求め、モータへ入力する。図１１において、ｌ４は開口部へ頭部を進入させる際にロボット腹部が角部分と干渉して転倒するのを防ぐ狙いがある。これは要件（１）に対応する。ｌ２は要件（２）を満たすため、鉛直方向の直線にしている。ｌ３は要件（３）を満たすため極力短くする必要がある。しかし短すぎるとリンクがｌ３を飛ばしてｌ２とｌ４にまたがり関節可動域を超える恐れがあるので、リンク長に補正長さｌ３，ａｄｊを加えてもよく、ｌ３，ａｄｊの長さは任意でよい。

車輪角速度の算出は、ピッチ関節がｘ軸上を移動する場合とｚ軸上を移動する場合があるため、本実施例では、各軸の位置差分の相乗平均を用いる。このときｉ番目の車輪の回転速度ωｉは、式１で表せる。

ここで、Δｘｉ、Δｚｉはそれぞれｉ番目のピッチ関節位置の差分、ｒは車輪半径、Δｔは１ステップあたりの時間である。

本実施例の経路追従動作では、ロボット最後尾のピッチ関節を基準関節として、これが１ステップあたりに移動する長さを入力する。基準関節が入力された長さだけ移動したときに生じる各ピッチ関節角の変化と、それにあわせた車輪角速度を幾何的に求め、各モータへ与えることで経路追従による通過動作を実現する。経路追従動作においては全ての関節が同じ速度で経路上を移動するとは限らず、形状と経路所の位置によって各関節の移動速度が異なるため、常に等速で基準関節を移動させようとすると、モータのハードウェア性能を超えた角速度で関節角度や車輪を駆動するような値になることがある。そのため、１ステップごとに全てのピッチ関節角の差分と車輪角速度を監視し、モータの性能から定めるしきい値を超えないよう二分法で基準関節の移動量を調整する処理を行っている。

段差の幾何学的情報やロボットの形状の情報に関する各パラメータの一例を表１に示す。また、人通口を通過して床面へ降りたｌ７の経路については、実際の現場が狭いことを想定して、ピッチ関節角度をｌ７に追従させ、ヨー関節Ｊ１の角度は一定曲率で旋回するような処理を追加してもよい。

なお、図１２に示すように、多連結移動ロボットが９０度に対し少しだけ傾きを持つようにしてもよい。これにより、持ち上げている部分の胴体が壁面方向へ傾くことで車輪が押し付けられ、その摩擦力によってヨー角方向への揺れを抑制する効果を狙う。

経路とリンク長さの幾何関係からピッチ関節角等を算出することにより、精度良く変形して人通口を通過することができる。人通口の寸法を既知として経路ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４、ｌ５、ｌ６、ｌ７を決定する。経路ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４、ｌ５、ｌ６、ｌ７の値の一例は、以下である。

経路ｌ１は、任意とする。
経路ｌ２は、ｈ_ａｄｊ＋ｈとする。
経路ｌ３は、ｌ_ｌｉｎｋ＋ｌ３_ａｄｊとする。
経路ｌ４は、ｈ_ａｄｊとする。
経路ｌ５は、人通口の幅＋ｒ_ｗ－ｌ３とする。
経路ｌ６は、ｈとする。（本実施例では、開口部高さｈ、段差の高さｈなどと称する）
経路ｌ７は、任意とする。

また、人通口のサイズは、例えば、長さｌ_ｌｉｎｋ（リンク長）より長く、高さｌ４よりも大きい。

なお、本実施例では、ロボットが三次元制御により人通口を通過する通過制御モードの実施例を説明したが、（主に大規模な建築物において利用されるような比較的大きい径の）人通口以外でも、通気口や連通管や貫通孔などのような（主に小規模な建築物において利用されるような比較的小さい径の）点検口などでも本実施例を適用することが可能である。すなわち、経路上の段差があれば、本実施例を適用することが可能である。

なお、本実施例において、経路ｌ２、ｌ４、ｌ６は、床などの平らな底面からの垂直方向に高さを示しているが、別の実施例として、経路ｌ２、ｌ４、ｌ６を傾けるように構成してもよい。

図１３は、ロボット制御装置がロボットを動作させる処理の流れの一例を示すフローチャートである。特に、通過制御モードの動作例の一例をフローチャートで示す。段差を通過するための経路の情報は、予めロボット制御装置が読みこんだ設計図情報から決定する。設計図情報は、通過すべき段差の三次元情報や、段差の高さや幅などの幾何学的情報などが含まれる。本実施例では、第１の高さと第２の高さを決定する。本実施例における第１の高さは、図１２の経路ｌ２で到達する高さに相当し、第２の高さは、第１の高さからｌ４だけ低い高さ（別の表現をすれば、ｈ＋ｒｗ）に相当する。第１の高さと第２の高さが決定できれば、当業者の任意の設定により、それ以外の経路l１からl７を決定してもよく、例えば、段差の幾何学的情報やロボットの形状の情報に基づいて、それぞれの経路l１からl７を決定してもよい。

Ｓ１３０１０では、通過制御モードに移行するときに、通過する段差の経路の情報を読み込む。ここで、通過制御モードに移行する基準の一例として、ロボットの頭部が、所定の空間的位置を通過したことに基づいてもよい。

Ｓ１３０２０では、現在のロボットの空間的位置（三次元座標）と、通過すべき段差との物理的位置関係とから、Ｓ１３０１０で決定した経路に沿ってロボットが通過するための経路を所定距離だけ移動できるように、ロボットのそれぞれの車輪の動作（角速度など）やそれぞれの胴体の動作などの移動量を計算する。さらに、当該計算にあたっては、それぞれの車輪などのハードウェア性能や、ロボットの重心移動による影響なども考慮されてもよい。

Ｓ１３０３０では、計算結果に基づいて、所定距離だけロボットを動作させる。

Ｓ１３０４０では、所定距離移動したロボットのそれぞれの車輪や胴体の空間的位置などの情報をセンサなどを経由してフィードバックする。

Ｓ１３０５０では、段差を通過したか否かを判定する。段差を通過したという判定の根拠の一例として、ロボットの最後尾の車輪が、所定の空間的位置を通過したことに基づいてもよい。段差を通過したと判定した場合は、通過制御モードを終了して、点検制御モードに移行する。段差を通過していないと判定したときは、Ｓ１３０２０へ戻って処理を継続する。

図１４は、図１３の一部の情報処理（特に、Ｓ１３０１０、Ｓ１３０２０）を別の側面から説明するものであり、人通口昇降動作のフローの一例を示す。

Ｓ１４０１０では、経路計画（設計図情報をもとに事前に経路を設定する。転倒回避の寄りかかり、負荷トルク軽減、腹部干渉回避を考慮してもよい。）をする。

Ｓ１４０２０では、移動速度を最大に設定する。

Ｓ１４０３０では、設定した移動速度で経路上を移動した際に、全関節が経路に乗るような関節角度を計算する。

Ｓ１４０４０では、現在の関節角度とＳ１４０３０での関節角度の差から関節角速度を算出し、その関節角速度がハードウェア性能の限界を超えるようであれば、移動速度を半減し、Ｓ１４０３０に戻る。ハードウェア性能の限界内に収まっていればその値を用いて動作させる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

Claims

段差を有する貫通孔内を自律移動する移動体であって、
複数の本体部と、
当該本体部を接続する複数の関節とから構成される多連結の機構からなる駆動手段と、
前記移動体が通過する前記段差上の経路に関する情報を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記移動体が前記段差上の経路を通過するとき、前記段差の高さと奥行きの情報を含む三次元空間情報に基づく通過制御モードで、前記移動体を制御し、
前記段差上の経路は、第１の高さの経路と高さ変更の経路と第２の高さの経路とからなり、前記第１の高さの経路は、前記段差の高さおよび補正高さで前記貫通孔内の所定長さを有しており、前記第２の高さの経路は、前記段差の高さよりも高く且つ前記第１の高さよりも低い高さで前記貫通孔内の残りの長さを有しており、前記移動体は、前記第１の高さで前記貫通孔に入り、高さ変更の経路を介して、前記第２の高さの経路で当該段差上の経路を通過することを特徴とする、移動体。
請求項１に記載の移動体であって、
点検制御モードにおいては二次元空間情報に基づいて移動体を制御し、
前記移動体が経路上の段差を通過するとき、前記点検制御モードから通過制御モードに切り替えて、三次元空間情報に基づいて移動体を制御し、
前記移動体が前記経路上の段差を通過した後、前記通過制御モードから前記点検制御モードに切り替えて、前記移動体を制御することを特徴とする移動体。
前記移動体は、前記点検制御モードにおいて、前記二次元空間情報に含まれる全ての点検地点および前記段差を通過できる点検ルートを通過するように制御され、
二次元情報上の全ての点検地点を、移動体自身の頭部と後続部分とが干渉せず、かつ、最後の点検地点が通過制御モードの動作起点である場合には、最後の点検地点において、通過制御モードの動作を安定して行うための姿勢となることを考慮した走行ルート設定を行い、
前記移動体は、前記二次元空間情報上に含まれる障害物を回避するように制御され、
前記移動体が、前記点検地点で、当該検査地点周辺の環境情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の移動体。
前記第１の高さおよび前記第２の高さは、前記移動体の車輪の半径を含むことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
前記環境情報は、前記点検地点周辺を撮像した画像情報であることを特徴とする請求項３に記載の移動体。
前記補正高さは、前記移動体の角度干渉回避の補正高さであり、前記移動体の前記複数の本体のひとつが、前記段差の角部分と接触しない高さであることを特徴とする、請求項１に記載の移動体。
前記段差を通過するときには、転倒防止のため、前記移動体の頭部の車輪を押し付けながら移動体全体を傾けて壁面を移動するように制御することを特徴とする、請求項１に記載の移動体。
前記段差を通過するときには、ロボットの各関節に搭載されたモータの回転速度がハードウェアに起因する上限値を超過しないように、ロボットの前進速度を調整することを特徴とする、請求項１に記載の移動体。
段差を有する貫通孔内を自律移動する移動体の制御方法であって、前記移動体は、複数の本体部と、当該本体部を接続する複数の関節とから構成される多連結の機構を有しており、前記制御方法は、
前記移動体が経路上の段差を通過するとき、三次元空間情報に基づく通過制御モードで、移動体を制御するステップ、
を含み、
前記段差上の経路は、第１の高さの経路と高さ変更の経路と第２の高さの経路とからなり、前記第１の高さの経路は、前記段差の高さおよび補正高さで前記貫通孔内の所定長さを有しており、前記第２の高さの経路は、前記段差の高さよりも高く且つ前記第１の高さよりも低い高さで前記貫通孔内の残りの長さを有しており、前記移動体は、前記第１の高さで前記貫通孔に入り、高さ変更の経路を介して、前記第２の高さの経路で当該段差上の経路を通過することを特徴とする、移動体の制御方法。
段差を有する貫通孔内を自律移動する移動体を制御するためのプログラムであって、前記移動体は、複数の本体部と、当該本体部を接続する複数の関節とから構成される多連結の機構を有しており、前記プログラムは、
前記移動体が経路上の段差を通過するとき、三次元空間情報に基づく通過制御モードで、移動体を制御するステップを含み、
前記段差上の経路は、第１の高さの経路と高さ変更の経路と第２の高さの経路とからなり、前記第１の高さの経路は、前記段差の高さおよび補正高さで前記貫通孔内の所定長さを有しており、前記第２の高さの経路は、前記段差の高さよりも高く且つ前記第１の高さよりも低い高さで前記貫通孔内の残りの長さを有しており、前記移動体は、前記第１の高さで前記貫通孔に入り、高さ変更の経路を介して、前記第２の高さの経路で当該段差上の経路を通過することを特徴とする、プログラム。