JP7235691B2 - 自動検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、自律的にインフラ設備の検査を実行する自動検査装置に関する。

近年、人口の減少などに伴い、経済活動の担い手である労働人口の減少が社会問題になっている。インフラ設備の検査においても、検査員が不足するという問題がある。また、インフラ設備の検査においては、検査範囲が大きいところでは、数キロメートルにも及ぶところもあり、検査員の体力的な負担が大きい。そこで、こうしたインフラ設備の検査において、代替労働力として、自律走行する自動検査装置が使用される。

こうした本技術分野の背景技術として、特開２０１５－１６１５７７号公報（特許文献１）がある。この特許文献１には、制御部が、装置本体の位置情報を推定する手段を、第１位置推定部と第２位置推定部との間で切り替え、取得した装置本体の位置情報に基づいて、走行部を制御することにより、装置本体を所定ルートに沿って進行させると共に、検査部を制御することにより、検査対象である生産設備の検査を実行する自走式検査装置が記載されている（要約参照）。

特開２０１５－１６１５７７号公報

特許文献１には、検査対象である生産設備（インフラ設備）の検査を実行する自走式検査装置（自動検査装置）が記載されている。

しかしながら、特許文献１には、自動検査装置が自律的にインフラ設備の検査を実行するため、自律走行に必要な検査地図を生成することについては、記載されていない。

また、検査地図を生成する場合、通常、自動検査装置に搭載されるセンサを使用する。自律走行に必要な高精度な検査地図を生成する場合、高価なセンサを搭載する必要があり、自動検査装置が高価になってしまうという課題がある。

そこで、本発明は、自律走行に必要な高精度な検査地図を生成する高価な地図生成装置を、アタッチメントとして独立させ、地図生成装置を、地図生成時にのみ、自動検査装置に装着し、通常の自動検査時には、自動検査装置から取り外し、廉価であり、高効率な自動検査装置を提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の自動検査装置は、周囲の検査対象の画像を撮影するカメラと、周囲の３次元情報を取得する第１外界認識センサと、位置を取得する第１位置推定センサと、第１外界認識センサ及び第１位置推定センサの第１センサ情報及び検査地図を記憶する情報記憶部と、第１センサ情報を使用し、自動検査を実行するための演算処理を実行する演算処理部と、自律走行を制御する制御部と、を有し、検査地図を生成する地図生成装置の着脱機構を有することを特徴とする。

本発明によれば、自律走行に必要な高精度な検査地図を生成する高価な地図生成装置を、アタッチメントとして独立させ、地図生成装置を、地図生成時にのみ、自動検査装置に装着し、通常の自動検査時には、自動検査装置から取り外し、廉価であり、高効率な自動検査装置を提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成及び効果ついては、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

実施例１に記載する自動検査装置２００の地図生成時の構成を説明する説明図である。 実施例１に記載する自動検査装置２００の自動検査時の構成を説明する説明図である。 実施例１に記載する検査地図を説明する説明図である。 実施例１に記載する地図生成装置１００における検査地図生成部１０５を説明する説明図である。 実施例１に記載する地図生成においてセンサ情報の記憶を説明するフローチャートである。 実施例１に記載する地図生成を説明するフローチャートである。 実施例１に記載する検査地図を使用し、自動検査を説明する説明図である。 実施例１に記載する自動検査を説明するフローチャートである。 実施例２に記載する地図生成装置１００における検査地図生成部１０５を説明する説明図である。 実施例２に記載する地図生成を説明する説明図である。 実施例２に記載する地図生成を説明するフローチャートである。

以下、図面を使用し、本発明の実施例を説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。

まず、実施例１に記載する自動検査装置２００の地図生成時の構成を説明する。

図１は、実施例１に記載する自動検査装置２００の地図生成時の構成を説明する説明図である。

自動検査装置２００は、地図生成装置１００を装着し、また、地図生成装置１００を取り外すことができる。地図生成装置１００は、自動検査装置２００に、装着され、また、取り外される。つまり、自動検査装置２００は、地図生成装置１００の着脱機構（図示なし）を有する。なお、この着脱機構は、自動検査装置２００と地図生成装置１００とを、機械的及び電気的に接続するものである。

着脱機構は、地図生成装置１００の筐体を着脱するための機構であり、地図生成装置１００の筐体には、後述する、カメラ１０１と、外界認識センサ１０２と、位置推定センサ１０３と、情報記憶部１０４と、検査地図生成部１０５とが、設置される。

自動検査装置２００は、車両に搭載され、自律的に検査対象（例えば、インフラ設備におけるメーターやマーカーなど）の検査（自動検査：自動撮影）を実行する。つまり、自動検査装置２００は、自律走行し、検査対象の自動検査を実行する。

なお、実施例１では、自動検査装置２００は、平面を２次元的に、自律走行するが、空間を３次元に、自律移動してもよい。

以下、地図生成装置１００を自動検査装置２００に装着している状態を説明する。

地図生成装置１００は、自動検査装置２００の周囲の検査対象の画像を撮影することができるカメラ１０１と、自動検査装置２００の周囲の３次元情報を詳細に取得することができる高精度な外界認識センサ１０２と、自動検査装置２００の位置を詳細に取得することができる高精度な位置推定センサ１０３と、外界認識センサ１０２及び位置推定センサ１０３のセンサ情報（第２センサ情報）を記憶することができる情報記憶部１０４と、自動検査装置２００が、自律走行し、検査対象の自動検査を実行するための検査地図を生成することができる検査地図生成部１０５と、を有し、検査地図を生成（地図生成を実行）する。

なお、検査地図は、自動検査装置２００が、自律走行するため、及び、自動検査を実行するために、生成される。

カメラ１０１は、自動検査装置２００の周囲の検査対象の画像を撮影する。

カメラ１０１は、地図生成に使用するカメラである。実施例１では、カメラ１０１は、水平方向３６０度、垂直方向９０度で回転し、自動検査装置２００の向きを大きく変えずに全方向の検査対象の画像を撮影する。ただし、一方向だけを向くようなカメラであっても、自動検査装置２００の旋回動作などを併用することにより、全方向の検査対象の画像を撮影することができる。また、一方向だけを向くようなカメラを複数台搭載することにより、全方向の検査対象の画像を撮影することができる。また、魚眼レンズを使用し、１枚の画像を撮影することにより、自動検査装置２００の周囲の検査対象の画像を撮影することができる、全天球カメラを使用してもよい。

外界認識センサ１０２は、レーザ光を使用し、リモートセンシングするセンサであり、例えば、ＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）である。外界認識センサ１０２は、水平方向３６０度、垂直方向±２０度程度を３２～４８本のスキャンラインにより、リモートセンシングするような高精度なセンサである。

外界認識センサ１０２は、自動検査装置２００から検査対象までの関係（例えば、距離）を、点群情報として、取得することができる。

なお、外界認識センサ１０２の取り付け位置及び姿勢は、既知のものであり、情報記憶部１０４に記憶されている。記憶されている取り付け位置及び姿勢により、自動検査装置２００から相対的に存在する検査対象までの距離を、正確に、取得することができる。

また、カメラ１０１は、外界認識センサ１０２とキャリブレーションしてあることにより、画像中の検査対象までの距離を把握することができる。

位置推定センサ１０３は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）やＩＭＵ（Inertial Mesurement Unit）などを組み合わせ、自動検査装置２００の位置を、１～５ｃｍの高精度で取得するセンサである。

位置推定センサ１０３は、自動検査装置２００の位置を、位置情報として、取得することができる。

なお、自動検査装置２００の位置は、外界認識センサ１０２を使用し、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）技術を使用し、取得することもできる。ＳＬＡＭ技術を使用する場合、自動検査装置２００は、低速（１～２Ｋｍ／ｓ）で走行することが好ましい。これにより、自動検査装置２００の位置を高精度に取得することができる。

情報記憶部１０４は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリであり、第２センサ情報を取得し、物理量に変換し、記憶する。

検査地図生成部１０５は、自動検査装置２００が自律的に検査場内（自動検査を実行する場所）を走行し、自動検査を実行するための検査地図を生成する。検査地図生成部１０５は、外界認識センサ１０２から取得される点群情報と位置推定センサ１０３から取得される位置情報とに基づいて、点群で構成される検査地図を生成する。

この地図生成は、オンラインで（リアルタイムに）実行してもよいし、オフラインで実行してもよい。

オフラインで実行する場合には、情報記憶部１０４に記憶される第２センサ情報を、一時的に外部の記憶装置に書き出し、検査地図を生成する。オンラインで実行する場合には、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭの組み合わせ、書き換え可能な論理回路であるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを使用し、検査地図を生成する。

また、検査地図生成部１０５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭの組み合わせや、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＦＰＧＡの組み合わせなどにより、構成される。

一方、自動検査装置２００は、制御部２０６を有する。

制御部２０６は、コントローラ２１０から入力される制御信号（指令値）に基づいて、自動検査装置２００の自律走行を、制御する。コントローラ２１０は、自動検査装置２００の外部から、制御部２０６に、自動検査装置２００の自律走行を制御するための制御信号を出力する。これにより、自動検査装置２００は、自律走行し、検査地図を生成する。

なお、制御部２０６は、制御信号に基づいて、自動検査装置２００の駆動機構（図示なし）を、動作させる。

自動検査装置２００を手動操作し、検査地図を生成することもできる。手動操作により検査地図を生成する場合は、自動検査装置２００に随行し、自動検査装置２００を操縦し、自動検査装置２００を走行させてもよいし、カメラを使用し、遠隔地からリモートにより、自動検査装置２００を操縦し、自動検査装置２００を走行させてもよい。

コントローラ２１０は、有線型であっても、無線型であっても、制御部２０６に対して、速度と方向とを出力することができればよい。

例えば、ハンドル型のコントローラのように速度と方向とを分離して入力するものでもよいし、ジョイスティック型のコントローラのように倒し量を速度、倒し向きを方向として入力するものでもよい。

また、コントローラ２１０は、自動検査装置２００に随行し、自動検査装置２００を操縦するために使用してもよいし、遠隔地からリモートにより、自動検査装置２００を操縦するために使用してもよい。

このように、地図生成時には、地図生成装置１００を、自動検査装置２００に装着し、そして、制御部２０６を使用する。これにより、単価を低減した廉価な自動検査装置２００を提供することができる。

実施例１では、地図生成時には、地図生成装置１００を、自動検査装置２００に装着し、自動検査時には、地図生成装置１００を、自動検査装置２００から取り外す。そして、１台の地図生成装置１００を複数台の自動検査装置２００に使用する。これにより、単価を低減した廉価な自動検査装置２００を提供することができる。

次に、実施例１に記載する自動検査装置２００の自動検査時の構成を説明する。

図２は、実施例１に記載する自動検査装置２００の自動検査時の構成を説明する説明図である。

自動検査装置２００は、自動検査装置２００の周囲の検査対象の画像を撮影することができるカメラ２０３と、自動検査装置２００の周囲の３次元情報を取得することができる廉価な外界認識センサ２０１と、自動検査装置２００の位置を取得することができる廉価な位置推定センサ２０２と、外界認識センサ２０１及び位置推定センサ２０２のセンサ情報（第１センサ情報）及び検査地図を記憶することができる情報記憶部２０４と、第１センサ情報を使用し、自動検査を実行するための演算処理を実行することができる演算処理部２０５と、制御信号に基づいて、自動検査装置２００の自律走行を制御することができる制御部２０６と、を有し、自動検査を実行する。

カメラ２０３は、自動検査装置２００の周囲の検査対象の画像を撮影する。そして、カメラ２０３は、自動検査時に、検査対象の、例えば、メーターやマーカーなどを読み取る。

そして、カメラ２０３にて撮影される検査対象の画像は、ネットワークを介して、センタなどに送信される。そして、センタなどに送信される検査対象の画像が解析され、検査対象の正常又は異常が判定される。

なお、送信される検査対象の画像を、人が解析し、正常又は異常を判定てもよい。また、送信される検査対象の画像を、自動的に解析し、正常又は異常を判定し、異常時のみ、人に連絡してもよい。

カメラ２０３は、自動検査に使用するカメラである。実施例１では、カメラ２０３は、水平方向３６０度、垂直方向９０度で回転し、自動検査装置２００の向きを大きく変えずに全方向の検査対象の画像を撮影する。ただし、一方向だけを向くようなカメラであっても、自動検査装置２００の旋回動作などを併用することにより、全方向の検査対象の画像を撮影することができる。また、一方向だけを向くようなカメラを複数台搭載することにより、全方向の検査対象の画像を撮影することができる。また、魚眼レンズを使用し、１枚の画像を撮影することにより、自動検査装置２００の周囲の検査対象の画像を撮影することができる、全天球カメラを使用してもよい。

このように、カメラ２０３とカメラ１０１とは、同一のものを使用することができる。これにより、地図生成装置１００にカメラ１０１を搭載せずに、カメラ２０３を使用して検査地図を生成することもできる。

外界認識センサ２０１は、レーザ光を使用し、リモートセンシングするセンサであり、例えば、ＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）である。外界認識センサ２０１は、水平方向１８０度、垂直方向±２０度程度を１～１６本のスキャンラインにより、リモートセンシングするようなセンサである。外界認識センサ２０１は、外界認識センサ１０２よりも、廉価であり、精度が劣るもの（同等以下）である。

外界認識センサ２０１は、自動検査装置２００から検査対象までの関係（例えば、距離）を、点群情報として、取得することができる。

なお、外界認識センサ２０１の取り付け位置及び姿勢は、既知のものであり、情報記憶部２０４に記憶されている。記憶されている取り付け位置及び姿勢により、自動検査装置２００から相対的に存在する検査対象までの距離を、取得することができる。

また、カメラ２０３は、外界認識センサ２０１とキャリブレーションしてあることにより、画像中の検査対象までの距離を把握することができる。

位置推定センサ２０２は、カーナビゲーションやスマートフォンに一般的に使用されるＧＰＳ（Global Positioning System）やＤＧＰＳ（Diffarential ＧＰＳ）であり、自動検査装置２００の位置を、５０～１００ｃｍの精度で取得するセンサである。位置推定センサ２０２は、位置推定センサ１０３よりも、廉価であり、精度が劣るもの（同等以下）である。

位置推定センサ２０２は、自動検査装置２００の位置を、位置情報として、取得することができる。

情報記憶部２０４は、例えば、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリであり、第１センサ情報を取得し、物理量に変換し、記憶する。そして、情報記憶部２０４は、検査地図や自動検査装置２００の自律走行を制御するための制御信号も記憶する。

なお、地図生成装置１００に情報記憶部１０４を搭載せずに、情報記憶部２０４を使用して、第２センサ情報及び第１センサ情報を、情報記憶部２０４が記憶してもよい。

情報記憶部２０４に記憶される第１センサ情報は、ネットワークを介して、センタなどに送信され、第１センサ情報が収集される。なお、ネットワークを使用せず、自動検査装置２００に記憶装置を搭載し、第１センサ情報を収集することもできる。

演算処理部２０５は、以下の行為を実行するための制御信号を生成する。
・検査地図と位置推定センサ２０２から取得される位置情報又は外界認識センサ２０１から取得される点群情報とに基づいて、自動検査装置２００の位置を取得（推定）する行為。
・外界認識センサ２０１から取得される点群情報に基づいて、予め設定される自動検査装置２００の規範の走行経路（走行ルート）における、障害物を検出する行為。
・規範の走行経路と自動検査装置２００の位置と検出される障害物とに基づいて、自動検査装置２００の自律走行を制御する行為。

そして、演算処理部２０５は、以下の行為を実行するための制御信号を生成する。
・検査地図が有する検査対象の位置と自動検査装置２００の位置とに基づいて、カメラ２０３を操作し、検査対象の画像を撮影する行為。

つまり、演算処理部２０５は、自動検査装置２００が自動検査を実行するための制御信号を生成する、つまり、自動検査を実行するための演算処理を実行する。

なお、演算処理部２０５には、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭの組み合わせ、書き換え可能な論理回路であるＦＰＧＡ、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣなどを使用することができる。また、演算処理部２０５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭの組み合わせや、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＦＰＧＡの組み合わせなどにより、構成される。

制御部２０６は、演算処理部２０５にて生成される制御信号に基づいて、自動検査装置２００の駆動機構（図示なし）を、動作させる。

実施例１に記載する自動検査装置２００は、地図生成装置１００の着脱機構を有し、地図生成時には、地図生成装置１００が装着され、自動検査時には、地図生成装置１００が取り外される。

そして、自動検査装置２００は、周囲の検査対象の画像を撮影するカメラ２０３と、周囲の３次元情報を取得する外界認識センサ（第１外界認識センサ）２０１と、位置を取得する位置推定センサ（第１位置推定センサ）２０２と、外界認識センサ２０１及び位置推定センサ２０２の第１センサ情報及び検査地図を記憶する情報記憶部２０４と、第１センサ情報を使用し、自動検査を実行するための演算処理を実行する演算処理部２０５と、制御信号に基づいて、自動検査装置２００の自律走行を制御する制御部２０６と、を有する。

そして、地図生成装置１００は、自動検査装置２００の周囲の検査対象の画像を撮影するカメラ１０１と、自動検査装置２００の周囲の３次元情報を詳細に取得し、外界認識センサ２０１よりも高精度な外界認識センサ（第２外界認識センサ）１０２と、自動検査装置２００の位置を詳細に取得し、位置推定センサ２０２よりも高精度な位置推定センサ（第２位置推定センサ）１０３と、外界認識センサ１０２及び位置推定センサ１０３の第２センサ情報を記憶する情報記憶部１０４と、検査地図を生成する検査地図生成部１０５と、を有する。

実施例１によれば、自律走行に必要な高精度な検査地図を生成する高価な地図生成装置１００を、アタッチメントとして独立させ、地図生成装置１００を、地図生成時にのみ、自動検査装置２００に装着し、通常の自動検査時には、自動検査装置２００から取り外し、単価を低減した廉価な自動検査装置２００を提供することができる。

次に、実施例１に記載する検査地図を説明する。

図３は、実施例１に記載する検査地図を説明する説明図である。

検査地図には、歩行者や自動車などが歩行や走行する検査場内の舗装路３０３、舗装路３０３に設置され、自動検査装置２００が自律走行するための規範の走行経路３０４、検査場内に存在するインフラ設備３００、外界認識センサ１０２から取得される、地図作成時の点群（●：黒色丸）３０１、カメラ２０３で撮影するためのインフラ設備３００における検査対象（○：白色丸）３０２、が表示される。そして、自動検査装置２００は、この検査地図を使用し、自動検査を実行する。

このように、実施例１では、検査地図に、検査対象３０２が、表示される。これにより、高効率に自動検査を実行することができる。

次に、実施例１に記載する地図生成装置１００における検査地図生成部１０５を説明する。

図４は、実施例１に記載する地図生成装置１００における検査地図生成部１０５を説明する説明図である。

検査地図生成部１０５は、点群３０１で構成される検査地図を生成し、経路生成機能１０６と検査対象設定機能１０７とを有する。そして、経路生成機能１０６と検査対象設定機能１０７とは、地図生成装置１００が検査地図を生成した後に、使用される機能である。

経路生成機能１０６は、検査地図に対して、自動検査装置２００が自律走行するための規範の走行経路３０４を設定する。

規範の走行経路３０４を設定する際には、実際に自動検査装置２００を使用し、自動検査装置２００に舗装路３０３を走行させ、走行した軌跡を、規範の走行経路３０４としてもよし、また、人が、検査地図に手動でノードとリンクとを生成し、規範の走行経路３０４としてもよい。

検査対象設定機能１０７は、検査地図に対して、検査対象３０２の位置を設定する。

検査対象３０２の位置を設定する際には、既に存在する検査場内の見取図や設計図などから、検査対象３０２の位置を読み取り、検査地図にその位置を設定してもよいし、カメラ１０１が撮影する検査対象の画像を使用し、人が手動で検査地図にその位置を設定してもよい。

このように、地図生成装置１００は、位置推定センサ１０３から取得する位置と、外界認識センサ１０２から取得される点群と、に基づいて、舗装路が表示されいる検査地図に、点群をプロットすることにより、検査地図を生成する。そして、地図生成装置１００は、検査地図に対して、自律走行するための規範の走行経路を設定する経路生成機能１０６を有し、検査地図に対して、検査対象の位置を設定する検査対象設定機能１０７を有する。

また、カメラ１０１と、外界認識センサ１０２と、位置推定センサ１０３とは、キャリブレーションしてあることが好ましく、この場合、カメラ１０１が撮影する検査対象の画像における検査対象を指定することにより、検査対象の座標を取得することができる。

検査地図に、検査対象３０２が、表示されることにより、高効率に自動検査を実行することができる。

次に、実施例１に記載する地図生成においてセンサ情報の記憶を説明する。

図５は、実施例１に記載する地図生成においてセンサ情報の記憶を説明するフローチャートである。
・まず、自動検査装置２００は、地図生成装置１００の装着を確認する（Ｓ１０１）。
・装着が確認できない場合（Ｎｏ）には、フローを終了する。
・装着が確認できる場合（Ｙｅｓ）には、第２センサ情報を収集する（Ｓ１０２）。
・次に、第２センサ情報を記憶する（Ｓ１０３）。
・最後に、ユーザにより、記憶完了ボタンが押されたか否かを確認する（Ｓ１０４）。
・押されている場合（Ｙｅｓ）には、フローを終了する。
・押されていない場合（Ｎｏ）には、Ｓ１０２に戻る。

次に、実施例１に記載する地図生成を説明する。

図６は、実施例１に記載する地図生成を説明するフローチャートである。
・まず、自動検出装置２００の位置（自車の位置）を、位置推定センサ１０３から取得する（Ｓ２０１）。
・次に、外界認識センサ１０２から取得され、時刻が同一のタイミングの対応する点群を抽出する（Ｓ２０２）。
・次に、自動検出装置２００の位置と抽出される点群とに基づいて、座標を揃え、舗装路３０３が表示されいる検査地図に、点群３０１をプロットする（Ｓ２０３）。
・次に、地図生成が完了したか否かを確認する（Ｓ２０４）。
・完了していない場合（Ｎｏ）には、Ｓ２０１に戻る。Ｓ２０１～Ｓ２０３を繰り返すことにより、舗装路３０３と点群３０１とが表示される検査地図を生成することができる。
・完了している場合には（Ｙｅｓ）には、規範の走行経路３０４を設定する（Ｓ２０５）。これにより、舗装路３０３と点群３０１と規範の走行経路３０４とが表示される検査地図を生成することができる。
・次に、検査場内における、検査対象３０２の位置のデータがある否かを確認する（Ｓ２０６）。
・ある場合（Ｙｅｓ）には、検査対象３０２の位置のデータを読み取り、検査地図にその位置を設定する（Ｓ２０７）。なお、検査対象３０２の位置を、更に設定したい場合には、人が手動で、検査地図にその位置を設定することもできる。
・ない場合（Ｎｏ）には、人が手動で、検査地図にその位置を設定する（Ｓ２０８）。

これにより、検査対象３０２の位置が表示される検査地図を生成することができ、高効率な自動検査装置２００を提供することができる。

なお、図５に示すフローと図６に示すフローとが融合し、一つのフローとして使用することもできる。

例えば、第２センサ情報を収集しつつ、リアルタイムに検査地図を生成する場合には、Ｓ１０３を実行した後に、Ｓ２０１～Ｓ２０３を実行する。そして、Ｓ２０４の確認とＳ１０４の確認とが、同一の条件となる。

また、例えば、オフラインで検査地図を生成する場合には、図５に示すフローが終了した後に、図６に示すフローを実行する。この場合、Ｓ２０４は、全ての点群３０１をプロットし、地図生成が完了したか否かを確認することになる。

次に、実施例１に記載する検査地図を使用し、自動検査を説明する。

図７は、実施例１に記載する検査地図を使用し、自動検査を説明する説明図である。

自動検査装置２００が、自律走行し、検査対象の自動検査を実行する場合、自動検査装置２００は、規範の走行経路３０４を走行する。外界認識センサ２０１は、自動検査装置２００から検査対象までの関係（例えば、距離）を、自動検査時の点群（灰色丸）４０１として、取得する。

そして、検査地図に記憶されている点群３０１と、外界認識センサ２０１が取得する点群４０１と、に基づいて、自動検査装置２００は、位置を取得（推定）し、自律走行する。更に、自動検査装置２００の周囲に検査対象がある場合には、検査対象がある方向４００に、検査対象にカメラ２０３を向け、検査対象の画像を撮影する。

これにより、高効率に自動検査を実行することができる。

次に、実施例１に記載する自動検査を説明する。

図８は、実施例１に記載する自動検査を説明するフローチャートである。
・まず、自動検査において、位置推定センサ２０２の精度が十分か否かを判定する（Ｓ３０１）。なお、精度が十分か否かは、予め設定される所定の閾値に基づいて判定される。
・精度が十分である場合には、自動検出装置２００の位置を、位置推定センサ２０２から取得（推定）する（Ｓ３０２）。
・精度が十分でない場合には、自動検査装置２００の位置を、検査地図と外界認識センサ２０１から取得される点群４０１とに基づいて、取得（推定）する（Ｓ３０３）。
・次に、いずれの場合も、点群３０１と点群４０１とのずれ量に基づいて、取得される自動検査装置２００の位置と規範の走行経路３０４とのずれ量を算出する（Ｓ３０４）。
・次に、算出されるずれ量に基づいて、自動検査装置２００が規範の走行経路３０４に沿って走行するように、自動検査装置２００の自律走行を制御する制御量を演算し、制御信号として、出力する（Ｓ３０５）。
・次に、自動検査装置２００の位置と検査対象が記憶されている検査地図とに基づいて、近傍に検査対象があるか否かを確認する（Ｓ３０６）。
・検査対象がある場合（Ｙｅｓ）には、カメラ２０３にて、検査対象を撮影する（Ｓ３０７）
・検査対象がない場合（Ｎｏ）には、自動検査が終了したか否かを確認するステップに移行する。
・次に、検査対象がない場合及び検査対象を撮影した場合、自動検査が終了したか否か（全て検査対象を撮影したか否か）を確認する（Ｓ３０８）。
・自動検査が終了している場合（Ｙｅｓ）には、自動検査装置２００は、待機場所などの元の位置に自動的に帰還する（Ｓ３０９）。
・自動検査が終了していない場合（Ｎｏ）には、Ｓ３０１に戻る。

このように、実施例１によれば、自律走行に必要な高精度な検査地図を生成する高価な地図生成装置１００を、アタッチメントとして独立させ、地図生成装置１００を、地図生成時にのみ、自動検査装置２００に装着し、通常の自動検査時には、自動検査装置２００から取り外し、廉価であり、高効率な自動検査装置２００を提供することができる。

次に、実施例２に記載する地図生成装置１００における検査地図生成部１０５を説明する。

図９は、実施例２に記載する地図生成装置１００における検査地図生成部１０５を説明する説明図である。

実施例２に記載する検査地図生成部１０５は、実施例１に記載する検査地図生成部１０５と比較して、地図合成機能１０８を有する点で、相違する。

地図合成機能１０８は、あるデータ取得位置から取得されるデータと、あるデータ取得位置から取得されるデータと、において、近傍の点群（データ）を抽出し、近傍の点群がある場合には、これらをまとめて、点群３０１として設定する。

つまり、地図生成装置１００は、複数のデータ取得位置から取得される複数の点群を取得し、これら点群から近傍の点群を抽出し、点群３０１を設定する地図合成機能１０８を有する。

次に、実施例２に記載する地図生成を説明する。

図１０は、実施例２に記載する地図生成を説明する説明図である。

地図生成装置１００は、データ取得位置５００に設置され、データ取得範囲５０１の範囲でデータが取得される。そして、地図生成装置１００は、複数の設置箇所で、データを取得する。

また、地図生成装置１００は、例えば、データ取得位置５００Ａから取得されるデータとデータ取得位置５００Ｂから取得されるデータとにおいて、近傍の点群として、点群３０１０を抽出し、これらをまとめて、点群３０１として設定する。

なお、データ取得位置５００の設置箇所を増やし、また、データ取得範囲５０１の範囲を大きくすることにより、抽出されるデータは増加する。

次に、実施例２に記載する地図生成を説明する。

図１１は、実施例２に記載する地図生成を説明するフローチャートである。
・まず、あるデータ取得位置５００において、外界認識センサ１０２からデータを取得する（Ｓ４０１）。例えば、データ取得位置５００Ｂにおいて取得される点群。
・次に、近傍で取得されたデータがあるか否かを確認する（Ｓ４０２）。
・ない場合（Ｎｏ）には、Ｓ４０１で取得されたデータを検査地図にプロットする（Ｓ４０７）。
・ある場合（Ｙｅｓ）には、近傍で取得されたデータを取得する（Ｓ４０３）。例えば、データ取得位置５００Ａにおいて取得される点群。
・次に、Ｓ４０１で取得されたデータとＳ４０３で取得されたデータとを探索する（Ｓ４０４）。
・次に、Ｓ４０１で取得されたデータとＳ４０３で取得されたデータとで対応するデータ（点群）があるか否かを確認する（Ｓ４０５）。
・ない場合（Ｎｏ）には、Ｓ４０１で取得されたデータを検査地図にプロットする（Ｓ４０７）。
・ある場合（Ｙｅｓ）には、Ｓ４０１で取得されたデータとＳ４０３で取得されたデータとの二つのデータを結合する（Ｓ４０６）。
・結合されたデータを検査地図にプロットする（Ｓ４０７）。
・次に、未処理データがあるか否かを確認する（Ｓ４０８）。
・ある場合（Ｙｅｓ）には、Ｓ４０１に戻る。
・ない場合（Ｎｏ）には、処理を終了する。

このように、実施例２によれば、自動検査装置２００を自律走行させることなく、舗装路３０３に、地図生成装置１００を設置し、データを取得することにより、検査地図を生成することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

１００・・・地図生成装置
１０１・・・カメラ
１０２・・・外界認識センサ
１０３・・・位置推定センサ
１０４・・・情報記憶部
１０５・・・検査地図生成部
１０６・・・経路生成機能
１０７・・・検査対象設定機能
１０８・・・地図合成機能
２００・・・自動検査装置
２０１・・・外界認識センサ
２０２・・・位置推定センサ
２０３・・・カメラ
２０４・・・情報記憶部
２０５・・・演算処理部
２０６・・・制御部
２１０・・・コントローラ
３００・・・インフラ設備
３０１・・・点群
３０２・・・検査対象
３０３・・・舗装路
３０４・・・走行経路
４００・・・方向
４０１・・・点群
５００・・・データ取得位置
５０１・・・データ取得範囲

Claims (7)

1. 周囲の検査対象の画像を撮影するカメラと、周囲の３次元情報を取得する第１外界認識センサと、位置を取得する第１位置推定センサと、前記第１外界認識センサ及び前記第１位置推定センサの第１センサ情報及び検査地図を記憶する情報記憶部と、前記第１センサ情報を使用し、自動検査を実行するための演算処理を実行する演算処理部と、自律走行を制御する制御部と、を有する自動検査装置であって、
   前記検査地図を生成する地図生成装置の着脱機構を有することを特徴とする自動検査装置。
2. 請求項１に記載する自動検査装置であって、
   前記地図生成装置は、周囲の３次元情報を取得し、前記第１外界認識センサよりも高精度な第２外界認識センサと、位置を取得し、前記第１位置推定センサよりも高精度な第２位置推定センサと、前記第２外界認識センサ及び前記第２位置推定センサの第２センサ情報を記憶する情報記憶部と、前記検査地図を生成する検査地図生成部と、を有することを特徴とする自動検査装置。
3. 請求項２に記載する自動検査装置であって、
   地図生成時には、前記地図生成装置が装着され、自動検査時には、前記地図生成装置が取り外されることを特徴とする自動検査装置。
4. 請求項３に記載する自動検査装置であって、
   前記地図生成装置は、前記第２位置推定センサから取得する位置と、前記第２外界認識センサから取得される点群と、に基づいて、舗装路が表示されいる検査地図に、点群をプロットすることにより、前記検査地図を生成することを特徴とする自動検査装置。
5. 請求項４に記載する自動検査装置であって、
   前記地図生成装置は、検査地図に対して、自律走行するための規範の走行経路を設定する経路生成機能を有することを特徴とする自動検査装置。
6. 請求項５に記載する自動検査装置であって、
   前記地図生成装置は、検査地図に対して、検査対象の位置を設定する検査対象設定機能を有することを特徴とする自動検査装置。
7. 請求項４に記載する自動検査装置であって、
   前記地図生成装置は、複数のデータ取得位置から取得される複数のデータを取得し、これらデータから近傍のデータを抽出し、点群を設定する地図合成機能を有することを特徴とする自動検査装置。

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