JPH0439709A - 自動墨出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建築構造物のコンクリート床面のような平面
領域に墨出し用のマーキングを自動的に行なうのに使用
される自動墨出し装置に関する。

（従来の技術） ビルなどの建築構造物において、仕切り壁、その他の内
装工事を行なう場合、建築構造物のコンクリート床面な
どに内装工事のための図面を墨出しにより描くのが一般
である。

従来、このような墨出しに際しては、トランシットを用
いて指定された各地点を実測によりマーキングし、この
マーク点に沿って墨出しするようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のような従来の墨出し方式では、指
定された各地点の実測及びマーキング作業を全て人手に
より行なっているため、墨出しに多くの時間と人手を要
する問題があった。

本発明は上述のような点に鑑みなされたもので、指定さ
れた領域の墨出しを人手を要することなく自動的に低コ
ストで行なうことができる自動墨出し装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 一実施例を示す第１図に対応づけて本発明を説明すると
、本発明は指定されたマーキング領域に設置される基準
局１と、前記指定されたマーキング領域内を自動走行す
るマーキングロボット２と、前記基準局１及びマーキン
グロボット２にそれぞれ設けられ、双方から送出される
信号を受信することによって常に正対し合うよう動作す
る自動追尾装置３，４と、前記各自動追尾装置３，４に
それぞれ設置され、基準局１とマーキングロボット２間
でデータ通信を行なう通信手段５，６と、前記一方の自
動追尾装置４に設けられたターゲット８に他方の自動追
尾装置３側から光波を照射することにより基準局ｌとマ
ーキングロボット２間の距離を測定する距離測定手段７
と、前記基準局ｌ側の自動追尾装置３の水平方向の振れ
角を測定する水平角測定手段１４と、前記基準局１例の
自動追尾装置３の上下方向の傾き角を測定する鉛直角測
定手段１５と、前記距離測定手段７からの距離情報、水
平角測定手段１４からの振れ角情報及び鉛直角測定手段
１５からの傾き角情報に基づいてマーキングロボット２
の位置を演算する演算制御手段１３と、前記自動走行す
るマーキングロボット２の進行方向を測定する方向測定
手段１９と、前記マーキングロボット２を予め設定した
走行経路データ、前記方向測定手段１９からの進行方向
情報及び前記算出位置データに基づいてマーキング領域
内を自動走行させると共にマーキング動作させる運転及
びマーキング制御手段１８と、前記マーキングロボット
２の底面に設置されていると共にマーキングロボット２
の目標位置で前記運転及びマーキング制御手段１８によ
りマキング位置へ割り出し動作されるＸ−Ｙプロッタ１
１と、前記Ｘ−Ｙプロッタ１１に取り付けられ、その割
り出し位置で前記運転及びマーキング制御手段１８によ
り動作されるマーキング用スタンパ１２とを備えたこと
を特徴とする。

また本発明は、マーキングロボット２走行時の障害物に
対する追突防止及び転倒防止のための安全監視手段２０
を設けたことを特徴とする。

また本発明は、マーキングロボット２の運転及びマーキ
ング制御手段１８に無線により走行指令を発信してマー
キングロボット２を遠隔制御する遠隔操作手段３１を設
けたことを特徴とする。

（作用） 基準局１の自動追尾装置３とマーキングロボット２の自
動追尾装置４とが双方で互いに正対し合うよう追尾動作
することにより、距離測定手段７で測定された基準局１
とマーキングロボット２間の距離と、水平角測定手段１
４がらの振れ角及び鉛直角測定手段１５がらの傾き角に
基づいて演算制御手段１３が基準局１を基点とするマー
キングロボット２のマーキング領域上での位置を演算す
る。そして、運転及びマーキング制御手段１８は予め設
定された走行経路データ、進行方向情報及び算出位置デ
ータに基づいてマーキングロボット２を自律走行させる
。また、マーキングロボット２が目標位置にくると、ｘ
−Ｙプロット１１がマーキング位置に移動し、かつスタ
ンパ１２が動作してマーキングを行なう。

従って、指定されたマーキング領域へのマーキングを人
手を要することなく自動的に行なうことができる。

また、本発明は安全監視手段２ｏを設けることにより、
マーキングロボット２を安全に自律走行させることが可
能になる。

更にまた、本発明は遠隔操作手段３１を設けることによ
り、マーキングロボット２を監視員等によりリモートコ
ントロールすることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図について説明
する。

第１図は全体の構成図、第２図は基準局とマーキングロ
ボットとの関係を示す説明図、第３図はマーキングロボ
ットの底面図、第４図はマーキングロボットの底部の詳
細を示す側面図である。

先ず、第２図において、１は建物のコンクリート床面な
どに相当する墨出し領域内の所定の位置に設置された基
準局、２は墨出し領域内を縦横に走行するマーキングロ
ボットである。

基準局１及びマーキングロボット２には、双方向自動追
尾装置３，４がそれぞれ設けである。

自動追尾装置３，４は、互いに相手側に向けて追尾用の
光波を送出し、この光波を受信するとこにより、その受
信レベルが最小となる方向にそれぞれの自動追尾装置３
，４をｘ、Ｙ及びＺ軸方向に動作させ、これによって、
両自動追尾装置３と４との正面が常に向き合うように自
動制御される。

また、自動追尾装置３，４には、双方でデータ通信を行
なう光通信機５，６がそれぞれ設置されており、更に基
準局ｌ側の自動追尾装置３には、基準局ｌとマーキング
ロボット２間の距離を光波の到達時間から求める光波距
離計７が設置され、光波距離計７からマーキングロボッ
ト２に向けて送出される光波を反射するターゲット８が
マーキングロボット２側の自動追尾装置４に設置されて
いる。

マーキングロボット２は、第２図〜第４図に示すように
マーキングロボット２を走行経路に沿って自動走行させ
る駆動装置９及び操舵機構１０を有し、更にマーキング
ロボット２の底面には、マーキング用のＸ−Ｙプロッタ
１１が設置され、Ｘ−γプロッタ１１にはコンクリート
床面などに指定された位置座標をマーキングするスタン
パ１２が取りつけられている。

次に、第１図の構成について述べる。

図において、基準局１は、マーキングロボット２の走行
位置をリアルタイムに検出し、かつ光通信機５を制御す
る演算制御装置１３を備え、この演算制御装置１３はコ
ンピュータから構成される。

演算制御装置１３には、光通信機５．光波距離計７．水
平角計測器１４．鉛直角測定器１５がそれぞれ接続され
ている。

マーキングロボット２は、マーキングロボット全体を制
御する主制御装置１７を備えている。

この主制御装置１７は基準局１との光通信制御、マーキ
ングロボット２の位置認識処理、走行経路に沿う運転処
理及び安全監視処理などを行なうもので、コンピュータ
から構成される。

主制御装置１７には、光通信機６．マーキングロボット
２の運転及びマーキング制御回路１８゜マーキングロボ
ット２の進行方向を測定する慣性測定器１９．安全監視
装置２０．及びマーキングロボット２の走行経路データ
等を格納する記憶回路２１がそれぞれ接続されている。

光波距離計７は、基準局ｌを基点にしてターゲット８．
即ちマーキングロボット２まで距離を光波の到達時間か
ら計測するものであり、水平角計測器１４は自動追尾装
置３がマーキングロボット２の自動追尾装置４に正対す
るよう水平方向に旋回した時の基準点からの振れ角を測
定するものであり、また、鉛直角測定器１５は自動追尾
装置３がマーキングロボット２の自動追尾装置４に正対
するよう上下方向に傾動した時の基準点からの傾き角を
測定するものである。

マーキングロボット２の運転及びマーキング制御回路１
８は、マーキングロボット２を前進／後退、左旋回／右
旋回及び走行停止制御、駆動装置９の始動／停止、マー
キング用Ｘ−Ｙプロッタ１１及びスタンパ１２を制御す
るもので、これには駆動装置９の始動／停止用操作部２
２．前進／後退操作部２３．操舵機構１０、ブレーキ装
置２４、Ｘ−Ｙプロッタ１１及びスタンパ１２がそれぞ
れ接続され、更に外部からの遠隔指令を受ける無線受信
機２５が接続されている。

マーキングロボット２の安全監視装置２０は、現場作業
員、その他の障害物との追突防止及びマーキングロボッ
ト２の転倒防止を監視するためのもので、追突防止用の
超音波センサ２７．転倒防止用のピッチング角検出器２
８及びローリング角検出器２９を備え、これらのセンサ
及び検出器はインターフェース３０を介して主制御装置
１７に接続される。

３１は監視員等が必要に応じてマーキングロボット２を
遠隔制御するための遠隔操作装置で、マーキングロボッ
ト２をリモート操作する操作レバー３１１と、この操作
レバー３１１の操作を指令信号に変換する指令信号発生
回路３１２と、この指令信号発生回路３１２からの信号
を送信する無線送信機３１３とから構成され、無線送信
機３１３の送信信号は運転及びマーキング制御回路１８
の受信機２６により受信される。

次に、上記のように構成された本実施例の動作を第６図
に示すフロチャートを参照して説明する。

先ず、ステップＳｌにおいて、基準局ｌのマーキング領
域におけるＸ、Ｙ座標値Ｘ。、ｙｏ（第５図参照）と、
マーキング領域のマーキング位置データ及びマーキング
ロボット２の走行経路ブタを初期値データとして入力す
る。

このうちマーキング用の座標データ及び走行経路データ
は光通信機５，６を通してマーキングロボット２側に伝
送され、記憶回路２１に格納される。

次のステップＳ２では、基準局１及びマーキングロボッ
ト２の自動追尾装置３，４を動作モードにして両自動追
尾装置３と４の正面が互いに正対する双方向自動追尾状
態にする。

次にステップＳ３では、マーキングロボット２の初期測
量を行なう。

即ち、第５図に示すように光波距離計７を動作させるこ
とにより、基準局ｌを基点にしてマーキングロボット２
と基準局１間の距離ｐを測定し、かつ水平角計測器１０
により基準局１を中心にして水平方向に回転した自動追
尾装置３の振れ角θを測定し、更に鉛直角測定器１１に
より基準局１を中心にして上下方向に傾動した自動追尾
装置３の傾き角を測定し、これらの測定データを演算制
御装置１３に取り込んで演算することにより、スタート
点におけるマーキングロボット２の位置座標（Ｘｎ、Ｙ
ｎ）を算出する。

この位置座標が基準局ｌの座標（ｘｏ、ｙｏ）をゼロと
した時のマーキングロボット２の座標値（走行経路上の
スタート点）となる。

初期測量が終了すると、次のステップＳ４に進み、主制
御装置１７の記憶回路２１から走行経路データを順次読
み出して運転及びマーキング制御回路１８に送出し、こ
の走行経路データにより運転及びマーキング制御回路１
８を作動させてマーキングロボット２を走行経路に沿い
自動走行させる。

マーキングロボット２が走行すると、両自動追尾装置３
と４が互いに正対するよう双方向で追尾動作するから基
準局１例の自動追尾装置３の振れ角及び傾き角も変化し
、その角度はリアルタイムに計測器１０及び測定器１１
によりそれぞれ測定され、更にマーキングロボット２と
の距離データも光波距離計７により測定されて演算制御
装置１３に取り込まれる。これによりマーキングロボッ
ト２の位置がリアルタイムに算出される（ステップＳ５
）。

ステップＳ５で算出されたマーキングロボット２の位置
データは１次のステップＳ６において、予め設定した走
行経路上のマーキング目標位置と比較され、目標位置か
が判定される。

ここで、目標位置でないと判定された時はステップＳ７
に進み、マーキングロボット２の進行方向及び移動位置
が走行経路に一致しているかを、演算制御装置１３で算
出した位置データと慣性測定器１９で測定した進行方向
データをもとにして判定し、一致している時はステップ
Ｓ８に移行して、マーキングロボット２が直進するよう
制御し、ステップＳ５に戻る。

また、ステップＳ７において、マーキングロボット２の
進行方向及び移動位置が走行経路よりずれていたと判定
された時は、ステップＳ９に進み、ファジィ処理を行な
ってマーキングロボット２の舵角を制御してマーキング
ロボット２が走行経路に乗るようにし、ステップＳ５に
戻る。

一方、ステップＳ６において、目標位置であると判定さ
れた時は、ステップ５１０に進み、マーキングロボット
２を一時停止させる。

その後、運転及びマーキング制御回路１８によ’）Ｘ−
Ｙプロッタ１１を動作してスタンパ１２を予め決められ
ている走行経路上のマーキング位置に割出す（ステップ
５ｌｌ）。

このようにする理由は、双方向自動追尾制御によるマー
キングロボット２の実際の位置精度はセンチメータ単位
であり、ミリメータ単位の位置精度が望めないからであ
る。

従って、凡の目標位置にマーキングロボット２を自律走
行制御により位置決めし、その後、Ｘ−Ｙプロッタ１１
を動作させてスタンパ１２をマーキング位置に割出せば
、ミリメータオーダのマーキング位置決めが可能になる
。

Ｘ−Ｙプロッタ１１がマーキング位置に割出されたなら
ば、スタンパ１２を動作させてコンクリート床面にマー
クする（ステップ５１２）。

その後、ステップ３１３に進み、走行経路の最終目標位
置かを判定する。

ここで、最終目標位置であると判定された時は、ステ・
ノブＳ１４に進み、マーキングロボット２を停止させ、
マーキング作業が終了する。

また、ステップ３１３において、最終目標位置でないと
判定された時は、ステップｓ１５に進み、マーキングロ
ボット２を走行経路に沿い次の目標位置に向けて走行開
始させる。

なお、マーキングロボット２の走行経路は、マーキング
領域内を所定の間隔でジグザグ状に走行できるように設
定されている。

このような本実施例にあっては、双方向自動追尾装置３
，４を用いた自律走行方式により、自己の位置を認識し
ながらマーキングロボット２を走行経路に沿って走行さ
せ、そして、目標位置に達した時、Ｘ−Ｙプロッタ１１
をマーキング位置へ移動させてスタンパ１２によりマー
キングするようにしたから、コンクリート床面等への墨
出しのためのマーキングを自動化でき、かつ無人化も可
能になると共に、広範囲の領域でも短時間で墨出しが可
能になる。これに伴い休日や夜間でも墨出し作業を行う
ことができる。

また、安全監視装置２ｏが障害物を検出すると、マーキ
ングロボット２の走行が停止するから、マーキングロボ
ット２が障害物に追突したりするのを未然に防止できる
。

また、遠隔装置装置３１の操作レバー３１１を操作する
ことにより、マーキングロボット２をリモートコントロ
ールできるからターゲットを外れた領域のマーキングが
可能になるほか、人為的に緊急停止させることも可能に
なる。

なお、本発明は、上記実施例に示すコンクリート床面へ
の墨出しに限定されないほが、請求項に２載された範囲
において種々変更し得ることは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、指定された領域へ
の墨出しを無人で、かつ自動的に行うことができると共
に、墨出しコストも低減できる。

また、マーキングロボットを安全に自律走行させること
ができるほか、マーキングロボットのマーキング領域内
への侵入者に対する安全対策も確保でき、更にマーキン
グロボットのリモートコントロールも可能になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の構成図、第２図
は本実施例における基準局とマーキングロボットとの関
係を示す説明図、第３図はマーキングロボットの底面図
、第４図はマーキングロボットの底部の詳細を示す側面
図、第５図は基準局とマーキングロボットのＸ、Ｙ座標
上の位置関係を示す説明図、第６図は本実施例の動作手
順を示すフロチャートである。 尚図中、ｌは基準局、２はマーキングロボット、３，４
は自動追尾装置、５，６は光通信機、７は光波距離計、
８はターゲット、９は駆動装置、１０は操舵機構、１１
はＸ−Ｙプロッタ、１２はスタンパ、１３は演算制御装
置、１４は水平角計測器、１５は鉛直角測定器、１７は
主制御装置、１８は運転及びマーキング制御回路、１９
は慣性測定器、２０は安全監視装置、３１は遠隔操作装
置である。 特　許　出　願　人　　　　　フジタ工業株式会社代理
人　　弁理士　　　　　野　１）　　茂第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）指定されたマーキング領域に設置される基準局と
   、 前記指定されたマーキング領域内を自動走行するマーキ
   ングロボットと、 前記基準局及びマーキングロボットにそれぞれ設けられ
   、双方から送出される信号を受信することによって常に
   正対し合うよう動作する自動追尾装置と、 前記各自動追尾装置にそれぞれ設置され、基準局とマー
   キングロボット間でデータ通信を行なう通信手段と、 前記一方の自動追尾装置に設けられたターゲットに他方
   の自動追尾装置側から光波を照射することにより基準局
   とマーキングロボット間の距離を測定する距離測定手段
   と、 前記基準局側の自動追尾装置の水平方向の振れ角を測定
   する水平角測定手段と、 前記基準局側の自動追尾装置の上下方向の傾き角を測定
   する鉛直角測定手段と、 前記距離測定手段からの距離情報、水平角測定手段から
   の振れ角情報及び鉛直角測定手段からの傾き角情報に基
   づいてマーキングロボットの位置を演算する演算制御手
   段と、 前記自動走行するマーキングロボットの進行方向を測定
   する方向測定手段と、 前記マーキングロボットを予め設定した走行経路データ
   、前記方向測定手段からの進行方向情報及び前記算出位
   置データに基づいてマーキング領域内を自動走行させる
   と共にマーキング動作させる運転及びマーキング制御手
   段と、 前記マーキングロボットの底面に設置されていると共に
   マーキングロボットの目標位置で前記運転及びマーキン
   グ制御手段によりマーキング位置へ割り出し動作される
   Ｘ−Ｙプロッタと、 前記Ｘ−Ｙプロッタに取り付けられ、その割り出し位置
   で前記運転及びマーキング制御手段により動作されるマ
   ーキング用スタンパと、 を備えたことを特徴とする自動墨出し装置。
2. （２）マーキングロボット走行時の障害物に対する追突
   防止及び転倒防止のための安全監視手段を設けたことを
   特徴とする請求項１記載の自動墨出し装置。
3. （３）マーキングロボットの運転及びマーキング制御手
   段に無線により走行指令を発信してマーキングロボット
   を遠隔制御する遠隔操作手段を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の自動墨出し装置。