JPH05244711A - 移動装置のセンサ入力監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線路上を自走しつつ線路を監視する移動装置
において、バッテリの無駄を防ぐと共に、測定精度を確
保し、かつ外乱にも強くする。 【構成】 送電線路等の定まった経路を無人で移動しつ
つ点検を行なう移動装置において、付随する距離測定セ
ンサを用いて目標物と移動装置間の距離を測定するに際
し、検出入力された距離データに応じて距離測定センサ
を監視するサンプリング周期と移動装置の移動速度を変
化させるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送電線路等の定まった
経路を無人で移動して、点検などを行なう際に使用する
移動装置のセンサ入力監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】送電線路等の定まった経路を無人で移動
し、かつ点検などを行なうための装置としては、例えば
特願平２−１３５４４０号が既に提案されている。前記
した既提案による移動装置は送電線や架空地線上を走行
輪を用いて走行し、架空地線上に取り付けられた線の捩
れや揺れを抑止するためのカウントウェイト，ダンパ等
にさしかかった際、走行輪のクランプを交互に外して、
これらの付帯物を乗り越えて径間の点検を行なうもので
ある。また、その移動装置は鉄塔に近づくと、移動装置
が携帯する補助軌道を拡げて鉄塔の両端の架空地線に補
助軌道を掛けることにより、その補助軌道の上を移動し
鉄塔を回避通過する。そして鉄塔の反対側に渡り終る
と、今まで拡げていた補助軌道を折り畳み、次の鉄塔に
向かって走行する。このように連続して複数の径間の架
空地線の点検等を行なうものである。

【０００３】ここで、移動経路上にある鉄塔等の目標
物、あるいはカウントウェイト，ダンパ等の付帯物（移
動動作における障害物）の検出には、画像処理装置や距
離測定センサや接触センサの出力を所定の周期毎にＣＰ
Ｕに取り込み、取り込んだセンサのデータを複合的に利
用して目標物、あるいは障害物の判断を行ない、衝突を
回避している。このような移動装置において、移動装置
に付随するセンサから入力するデータの監視周期（以下
サンプリング周期と呼ぶ）は、移動装置の移動速度の最
高速度を基準にして設定する必要がある。また、その移
動は架空地線上に移動することから、一般的な移動装置
より厳密な重量制限があり、バッテリ等の限られた動力
源で駆動することが前提とされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような移動装
置では、移動装置と移動経路区間、例えば鉄塔などの始
点及び終点の距離を計測する必要があり、そのためにセ
ンサを搭載している。これらのセンサのサンプリング周
期を例えば移動装置の最高速度に合せて設定すれば、特
に距離測定センサの実用測定範囲を越えた領域では無駄
が生じる。即ち、センサの動作に伴なってバッテリが消
耗し、最悪の場合には、移動装置が動作しなくなって移
動装置を回収できなくなる虞れがあった。そこで、サン
プリング周期を短くすると、ＣＰＵセンサを監視する以
外の処理も行なうため、高速に処理を行なうことのでき
るＣＰＵを使用しなければならなくなる。一般に高速で
処理できるＣＰＵの消費電力は大きく、したがってバッ
テリを消耗し、また、重量制限によってバッテリの容量
も増やせないため、移動装置の動作時間を短くする必要
が生じ、作業効率が著しく悪くなる。また、センサが鉄
塔等の目標物以外の物体、例えば送電線路を横切る鳥な
どを検出した場合、単純にセンサからの入力を監視する
だけでは、外乱による誤検出か正常に目標物を検出した
のか判断できず、移動装置のその後の動作に支障を来す
虞れがあった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
であり、移動装置の移動速度及び距離計測センサの出力
に対応したセンサの測定精度を確保しつつバッテリ消耗
の無駄を防ぎ、また、外乱に強いセンサの入力監視手段
を有する移動装置のセンサ入力監視装置を提供すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は送電線路等の定まった経路を無人で移動し
つつ点検を行なう移動装置において、付随する距離測定
センサを用いて目標物と移動装置間の距離を測定するに
際し、検出入力された距離データに応じて距離測定セン
サを監視するサンプリング周期と移動装置の移動速度を
変化させるよう構成した。

【作用】移動装置の距離センサから入力した目標物と移
動装置間の距離を入力し、この距離に応じてセンサのサ
ンプリング周期と装置の移動速度とを変化させ、目標物
に近づくにつれて監視精度を向上させるようにしてい
る。

【０００６】

【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図３
は本発明による移動装置のセンサ入力監視装置の一実施
例の構成図である。図３において、ＣＰＵ１には異常等
のメッセージを表示する表示器２、移動装置を制御する
制御ソフトウェアメモリ３、移動装置を自律的に動作す
るためのセンサ４、及び目標物と移動装置間の距離を計
測する距離計測センサ５とそれらのセンサを制御するセ
ンサインタフェース６、移動装置を駆動するサーボドラ
イバ７とモータ８とエンコーダ９、ＲＡＭ等で形成され
たプログラムメモリ10、動作概要や特定のパラメータを
外部から与え、移動装置の動作履歴を記録するＩＣメモ
リカード11とそれらを制御するＩＣメモリカードインタ
フェース12がバス13で接続されている。また、外部のコ
ンピュータを接続して移動装置を制御及びモニタするた
めの通信インタフェース14を備えている。

【０００７】図４は移動装置の構成図であり、これによ
って概要を説明する。本移動装置は鉄塔を回避通過する
ための補助軌道41を備えており、架空地線上を走行する
ための走行車輪42、架空地線を把持するクランプ機構4
3、走行車輪と補助軌道の傾きを調整する垂直動揺機構4
4、走行車輪と補助軌道の向き（水平旋回）を調整する
旋回機構45、走行車輪の補助軌道に対する上下位置を調
整する昇降機構46、移動装置本体部の補助軌道の送り出
し及び補助軌道の上を走行する軌道走行機構47，補助軌
道の折り畳みを行なう軌道操作機構48、補助軌道の動作
に合わせて移動装置のバランスを調整するバランサ49、
経路を点検するためのセンサプローブを着脱する探傷器
着脱機構50から構成されたいる。そして本移動装置には
図示しない距離計測センサ５を、移動方向の前後に取り
付けてある。なお、本移動装置は２つの走行車輪42，42
によって架空地線上を移動するが、この間、現在位置と
鉄塔との間の距離を計測し、鉄塔に近づくにつれて（残
余の距離が少なくなると）、移動速度を低下させて、よ
り精密な線路監視をするように動作する。距離計測セン
サ５は超音波センサで、移動装置と移動経路区間の例え
ば、一径間の始点となる鉄塔及び終点となる鉄塔との距
離を計測するために使用しており、移動装置が移動速度
一定で鉄塔に近づいていった場合のセンサ入力値は、図
２(a) に示すように変化する。即ち、距離計測センサ５
の実用計測範囲は、ｌminからｌmax の間の距離であ
り、ｌmax を越えた距離では、距離計測センサ５の出力
は変化しなくなる。

【０００８】次に作用について説明する。図１は移動装
置の距離計測センサの入力装置についての作用を示すフ
ローチャートである。先ず、ステップＳ1 では距離セン
サ５から距離データを入力し、プログラムメモリ10に時
系列的に記憶する。なお、プログラムメモリはサイクリ
ックな記憶領域を有して複数個の距離データを記憶して
いる。ステップＳ2 では距離データに対応するサンプリ
ング周期を設定する。表１は距離センサによって入力し
た距離に対応したサンプリング周期と移動装置の移動速
度との関係を示す表である。 表 １

【０００９】この表の意味するところを説明する。先
ず、距離センサから入力した距離が１ｍ未満であればサ
ンプリング周期は0.25 secとし、移動装置の移動速度は
50mm／sec とする。同じく距離センサからの入力した距
離が１ｍ以上３ｍ未満であればサンプリング周期は0.50
secとし、移動装置の移動速度は100 mm／sec とする。
以下同様に距離センサから入力した距離，３ｍ以上５ｍ
未満，５ｍ以上10ｍ未満，10ｍ以上の夫々に分けて、サ
ンプリング周期及び移動装置の移動速度を設定してい
る。この表からわかることは距離センサから入力した距
離が小さい場合（鉄塔に近くなると）はサンプリング周
期を短くすると共に移動速度を減少させている（監視精
度を高めている）。そして、これらの段階は５段として
いる。なお、表のうちサンプリング周期の各値は、移動
装置の最大移動速度を200 ［mm／sec ］とし、かつ、移
動装置の運用において目標物から３［ｍ］及び1.5
［ｍ］前後の距離が重要であることから設定した数値で
ある。また、距離データの数値により、移動装置を停止
させる場合で、移動装置の停止精度が必要な場合（例え
ば、一径間の終点となる鉄塔を検出して、次の径間に移
動する際の移動装置位置決めする短距離動作時）は、移
動装置の移動速度を遅くして、かつサンプリング周期を
短くしても良い。

【００１０】ただし、これらの設定は一例として示した
もので、移動装置の最大移動速度やサンプリング周期に
よる距離計測センサの入力変化量、及び移動装置の制御
処理において必要な距離やセンサ自身の特性などで適宜
決めたり切替えれば良い。ステップＳ3 ではプログラム
メモリ10に時系列に記憶された距離計測センサ入力値か
ら１サンプリング当りの変化量を監視することで入力値
の連続性を監視し、この変位が移動装置の移動距離（移
動装置の移動速度×サンプリング周期）を超過すると異
常とし、サンプリング周期の最大値を所定の数値に制限
して、以後数サンプリング分のセンサの変位を重点的に
監視する。このとき、センサの入力値が図２(b) に示す
ように、瞬間的な変位なら外乱と判断し、サンプリング
周期の最大値の制限を解除する。ステップＳ4 ではステ
ップＳ2 で設定したサンプリング時間までセンサの入力
監視を遅延する。最後にステップＳ5 では該フローチャ
ートに記載されていない処理から与えられるタスク終了
（距離計測センサ監視終了）要求の有無により、距離計
測センサの監視の継続あるいは終了を判定する。

【００１１】上記実施例によれば移動装置の移動速度、
及び距離計測センサからの入力値に応じてサンプリング
周期を設定するので、バッテリ消耗の無駄を防ぎ、十分
な測定速度を確保できる。更にＣＰＵの負荷を軽減でき
るため、高速で処理できるＣＰＵを採用する必要がなく
なり消費電力が少なくなるので、同じ動作時間を達成す
るために必要なバッテリ容量を少なくできる。従って、
移動装置の重量をも軽減できる。換言すると、同じバッ
テリ容量ならば、より長時間にわたって移動装置の無人
運転が可能となり、作業効率が向上する。また、１サン
プリング毎の距離計測センサの入力値の変位を監視し
て、移動装置の移動距離を越えた入力変位（異常値）を
検出した場合は、検出物が目標物でないことを容易に判
断でき、更に、異常値を検出した後、数サンプリング分
の入力データを監視することで、瞬間的なセンサ入力値
の変動を排除して、以後の動作を継続できる。また、移
動装置の移動中に距離センサからの入力値が変化しない
ことを検出して、センサの不良を検出することもでき
る。

【００１２】上記実施例において、移動装置に付随する
センサ及びセンサインタフェースの電源をいくつかのセ
ンサ毎に、リレー等のスイッチ素子で入り切りできる電
源制御器15を設けて、センサを監視するときだけ、セン
サ及びセンサインタフェースの電源を入れて、センサを
監視しない間は電源を切っても良い。更に、センサの電
源を入れてから、そのセンサからの入力値が安定する時
間よりサンプリング周期のほうが十分に長いという条件
においては、サンプリング周期毎にセンサの電源を入れ
てセンサからの入力値が安定した後、データをＣＰＵに
取り込み、その後センサの電源を切っても良い。これに
より、センサ消費電力を低減でき移動装置の無人運転が
更に長時間にわたって行なえるため、作業効率が向上す
る。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば目
標物と移動装置間の距離（距離計測センサからの入力）
に対応してサンプリング周期と移動速度を設定するよう
に構成したので、バッテリ等の動力源の無駄な消耗を防
ぎ、かつ十分な測定精度を確保でき、更に、ＣＰＵの負
荷を軽減できて、ＣＰＵの処理能力や電力消費等のバラ
ンスが良い制御装置のハードウェアを構築できる。ま
た、センサを監視する場合のみセンサ及びセンサインタ
フェースに通電するため、更に節電でき、従って、長時
間にわたって移動装置の無人運転が可能となり、そのう
え、距離計測センサ入力の連続性を監視して、外乱によ
るセンサ入力の乱れを排除するため、外乱に強く作業効
率が良いセンサ入力手段を有する移動装置の制御装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動装置の距離計測センサの入力監視
についての作用を示すフローチャート。

【図２】(a) は移動装置を一定速度で目標物に向かって
移動させた場合の距離計測センサの入力特性、(b) は
(a) の条件で瞬間的な外乱のあった場合の距離計測セン
サの入力例。

【図３】本発明による移動装置の距離計測センサの入力
監視手段の一例を示すブロック図。

【図４】本発明の移動装置の機構構成例。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ 表示器 ３ 制御ソフトウェアメモリ ４ センサ群 ５ 距離計測センサ ６ センサインタフェース ７ サーボドライバ ８ モータ ９ エンコーダ 10 プログラムメモリ 11 ＩＣメモリカード 12 ＩＣメモリカードインタフェース 13 バス 14 通信インタフェース 15 電源制御器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送電線路等の定まった経路を無人で移動
   しつつ点検を行なう移動装置において、付随する距離測
   定センサを用いて目標物と移動装置間の距離を測定する
   に際し、検出入力された距離データに応じて距離測定セ
   ンサを監視するサンプリング周期と移動装置の移動速度
   を変化させることを特徴とする移動装置のセンサ入力監
   視装置。