JPS63187111A - 移動ロボツトの位置測定装置 - 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、被計測体の面上を蕪軌道で自在に移動できる
移動ロボットにおいて、遠隔の位置から移動ロボットの
絶対的位置を測定し、移動口ボフトを所望の被計測体の
計測位置へ誘導したり、移動ロボットに搭載したテレビ
カメラによって視認された被計測体の計測点の絶対位置
を移動ロボットの位置を測定することによって認識する
ための、移動ロボットの位置測定装置に関するものであ
る。

この種の装置は、例えば原子力発電所セル内のタンク点
検などの、放射能の被ばくの関係で人が内部に居る時間
が制約されることが多い場合に、遠隔の位置から人が移
動ロボットを操縦し監視して、被計測体を遠隔の位置か
ら計測するために使用される。

〔従来の技術〕

例えばたて型タンクの外表面などの、はぼ鉛直な壁面の
被計測体の面上を無軌条で自在に移動できる移動ロボッ
トの絶対的位置を遠隔の位置から測定する従来の技術の
例を説明する。

１）「移動ロボットから重錘をつけたひも、テープ等を
下ろして距離を測定する方法」 この方法は、移動ロボット本体に巻出し１巻戻し装置を
備えた巻尺装置を搭載したもので、距離を測定するとき
は巻尺装置を測定基準点まで巻出。

して距離を読みとり、移動ロボットが移動するときは巻
尺装置を巻取って移動の妨げとならいようにしたもので
ある。

２）　「レーザ、超音波を使った三角測量」測定の基線
上に基線距離をもって離れた２点に、レーザまたは超音
波の発信器を設置し、移動ロボットに向けてレーザまた
は超音波を発信してその反射波を受信して、２点におけ
る基線に対する移動ロボットの位置方向の角度と２点の
基線距離とから三角測量によって、移動ロボットの絶対
位置を計算して求めるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記に説明した従来の技術の例において、１）「移動ロ
ボットから重錘をつけたひも、テープ等を下ろして距離
を測定する方法」 においては、移動ロボット本体に、巻出し、巻戻し装置
を備えた巻尺装置を搭載したので、構造が複雑になり、
重量も増加するため移動ロボットの有効搭載重量を減少
させる欠点がある。

また下ろした重錘の振れが安定してから測定しなければ
なら与ず、測定に時間がかかること、重錘が測定基準点
まで到達したことと距離を読みとることを遠隔の位置か
ら実施することが’ｍｕであり、ひも、テープが途中で
ひっかかる心配があるという欠点がある。

また移動ロボットが移動するときは巻尺装置を巻取って
移動の妨げとならないようにしなければならないので、
測定に時間がかかる欠点がある。

２）「レーザ、超音波を使った三角測量」においては、
測定の基線を決める際に被計測体との位置関係を正確に
測定して、発信器を正確に位置決めして精度よく据付け
ねばならず測定のための準備に時間がかかる欠点がある
。

また発信側の装置は、移動ロボットを認識するように追
尾する機能、距離や角度の測定の機能を組込むため大形
で複雑なものになる欠点がある。

さらに、せまい室内等では条件の良い設置場所を確保す
ることが困難である欠点がある。

移動ロボット自体は、走行距離計、傾斜計、ジャイロ等
の内界センサを搭載しており、移動ロボット自身の位置
を認識しながら移動するが、内界センサの誤差の累積や
移動用車輪のスリップなどで、移動ロボットの現在位置
を示す距離等の情報が不正確になるので、被計測体の面
上の移動ロボットの絶対位置を測定しておく必要があり
、これによって移動ロボットに搭載した内界センサを較
正しておく必要がある。

また被計測体の計測位置を正確に知りたいとき、あるい
は再度同じ位置に移動ロボットを移動させるときは、移
動ロボットの絶対位置を測定する必要がある。

さらに放射能の被ばくの関係で、位置測定装置の取付は
取外しのために人が接近する時間を極力少なくする必要
がある。

以上の必要事項を達成するために、前記の従来の技術の
例の欠点を解決した移動ロボットの位置測定装置を提供
することを本発明の目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

１）本発明は第１図に示すように、遠隔の位置から操縦
装置によって操縦され被計測体の面上を自在に移動でき
る移動ロボットにおいて、移動ロボットの位置測定の基
準の位置のベース上に設けられた軌条と、該軌条に案内
されて軌条上を移動機構によって移動される架台と該架
台に搭載され架台の移動の方向に対してほぼ直角な方向
に走査可能な光波距離計と、該光波距離計の光軸と平行
な光軸の方向の目標を認識する目標認識装置と、軌条上
の架台の移動距離を測定する距離計と、移動ロボットに
回転自在に支持された反射鏡と該反射鏡上に取付けられ
た目標とを備えたことを特徴とする移動ロボットの位置
測定装置としたものである。

〔作用〕

本発明は第１図に示すように、遠隔の位置から操縦装置
によって被計測体の面上を自在に操縦されて移動できる
移動ロボットを所望の位置に移動させ、その移動した位
置を測定する装置である。

移動ロボットに設けた目標を目標認識装置で追跡するよ
うに軌条上の架台を移動させ、距離計で架台の移動距離
を測定することによって、移動ロボットのＸ方向の移動
距離を測定する。

移動ロボットに設けた反射鏡に対して光波を発射し、そ
の反射光を入射して距離を測定する光波距離計によって
、移動ロボットのＹ方向の移動距離を測定する。

前記の説明のように架台に設けた光波距離計。

目標認識装置、距離計によって移動ロボ−／　トのＸ。

Ｙ方向の移動距離が測定できる、移動ロボットの位置測
定装置を提供することができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図に示す、第１図において、＋ａ
ｌは側面図、（ｂｌは正面図である。

本発明は、例えばほぼ垂直に近い壁面などの被計測体２
上を、図示を省略した操縦装置によって遠隔の位置から
操縦されて自在に移動される移動ロボット４の移動位置
を測定しようとする装置である。

移動ロボット４自体は被計測体２の損傷状態。

壁厚計測などの計測器類を搭載して計測をなし、自身の
位置を走行距離計、傾斜計、ジャイロ等の搭載した内界
センサによって認識しながら移動することができるが、
前記に説明したように内界センサの誤差の累積や移動用
車輪のスリップなどによって現在位置を示す距離等の情
報が不正確となるので、本発明の装置によって移動ロボ
ット４の絶対位置を測定しようとするものである。

ベース６には軌条８とラック２６とが取付けられ、図示
を省略したマグネットスタンドまたは接着剤によって、
軌条８によって案内されて移動する架台１２に取付けら
れた１頃斜計２８を参照しながら、軌条８上の架台１２
の移動方向が水平方向になるように、被計測体２の移動
ロボット４の位置測定の基準の位置に取付ける。

あるいはあらかじめ被計測体２に取付金具を設けておき
、該取付金具にベース６をを付けることもある。

軌条８に案内されて、駆動モータ３０の出力軸上に設け
られたギヤ３２がベース６に取付けられたラック２６に
かみ合って構成される移動機ｗｉ１０によって移動され
る架台１２が設けられている。

架台１２には架台の移動の方向であるＸ方向に直角なＹ
方向にほぼ平行な方向に走査可能な光波距離計１４と、
該光波距離計１４の光軸１６と平行な光軸１７の方向の
目標２０を認識するテレビカメラ、ホトセンサなどの目
標認識袋？！！２２と、ラック２６にかみ合うギヤ３４
によって回転されるエンコーダ３６によって軌条８上の
架台１２の移動距離を測定する距離計２４が設けられて
いる。

移動ロボット４には、ブラケット３８、支軸４０．・軸
用止め輪４２によってコーナーキューブ形の反射鏡１８
が回転自在に支持されており、移動ロボット４が方向を
変更しても、自身の自重によって常に反射面を光軸１６
に面するようになっており、入射光に対して平行の方向
に光を反射するようになっている０反射鏡１８上には十
字線などを備えた目標２０が備えられている。

前記の構成になる本発明の装置により移動ロボット４の
位置を測定するには、まず遠隔の位置から操縦装置によ
って被計測体２の面上を自在に操縦されて移動できる移
動ロボット４を出発原点から所望の位置に移動させる。

移動している移動ロボット４を追跡するために、移動ロ
ボット４に設けた目標２０を目標認識装置２２で認りし
ながら移動１１ｔｌｌｌＯによ、て架台１２を移動させ
、目標２０と目標認識装置２２との垂直線が一敗した位
置で距離計２４で架台１２の移動距離を測定することに
よって、目樗２０で代表された移動ロボット４のＸ方向
の移動距離を測定する。

この移動で、移動ロボット４に設けられ常に反１１面を
光軸１６に面するコーナーキューブ形の反射鏡１８に光
波距離計１４より光を発信し、反射１１１８からの反射
光を光波距離計１４に受けて、反射＄１１１８で代表さ
れた移動ロボフト４のＹ方向の移動距離を測定する。

前記の操作により、従来の技術の例の欠点を解決した移
動ロボフト４のＸ方向、Ｙ方向の位置測定ｖｉ、２を提
供することができる。

図示を省略した本発明の第２の実施例は、第１の実施例
の装置において、光波距離計１４と目ＩＩ認！ｌｋ装置
２２とを取付けた取付台が、球関節を使用したカメラ用
の；台のように、光波距離計１４の光軸１６と直交する
２軸に対して回転可能な機構を有するように設けたもの
で、回転による調整が終ればその位置に固定するように
したもので、移動ロボット４の出発原点において光波距
離計１４の光軸１６の方向変更ｉｌｌ整を簡単に行うこ
とができる。

図示を省略した本発明の第３の実施例は、第１の実施例
の装置において、光波距離計１４の光波照射部の近傍に
、光波距離計１４の光軸１６に対して直角に反射光を反
射するハーフミラ−と該反射光を受光するホトセンサと
を設置し、該ハーフミラ−とホトセンサにより光波距離
計１４の反射光を受光する目１認識装置２２としたもの
で、被計測体２上を自在に移動する移動ロボット４を、
軌条８上を移動ｌ！ｌ溝１０によって架台１２を、目標
認識装置２２が移動ロボット４を追跡できるように自動
的に移動させ、光波距離計１４と距離計２４とで移動ロ
ボット４のＸ方向、Ｙ方向の位置を自動的に測定できる
位置測定装置を提供することができる。

図示を省略した本発明の第４の実施例は、第１の実施例
の装置において、光波距離計１４のファインダ部に目Ｉ
ＩＩ認議装置２２を取付けたもので、前記の第３の実施
例のようにハーフミラ−によって反射光を直角に反射す
ることなく、直接受光するようにしたものであり、その
他の点は第３の実施例と開襟なものである。

図示を省略した本発明の第５の実施例は、第１の実施例
の装置において、目ＩＩ認Ｓａ！装置２２が移動ロボフ
ト４に取付けられた目標２０を光学的に認議するテレビ
カメラなどの視認カメラｖ装置としたもので、通信手段
によって遠隔の位置から目標２０を視認して、移動ロボ
ット４と位置測定装置を遠隔操縦あるいは自動１！縦し
て、移動ロボット４のＸ方向５　Ｙ方向の位置を測定で
きる位［１定装置を提供することができる。

〔発明の効果〕

本発明は、例えばほぼ垂直に近い壁面などの被計測体上
を遠隔操縦されて自在に移動される移動ロボフトに、自
身の自重によって常に反射面を光軸に面するようにした
反射鏡と、線反射鏡上に目標とを設け、移動ロボットの
位置測定の被計測体上の基準の位置に軌条上の架台の移
動方向が水平方向になるようにベースを取付け、架台の
上に設けられた目標認識装置で移動ロボット上の目標を
追跡し、架台の移動距離を距離計で測定し、光波距離計
で移動ロボット上の反射鏡との光波の発射。

反射光の受光によって距離を測定して、移動ロボットの
Ｘ、Ｙ方向の移動距離が測定できる、移動ロボットの位
置測定ｖｔ置が提供できる。

本発明の１ａ′Ｉｌは、従来の技術の例のように構造が
複雑で重量も増加する。ｆＩＩ定に時間がかがる。

大形になるためにせまい室内等では条件の良い設置場所
を確保することが困難である、等の欠点を解消した位置
測定ｖｔ置が得られ、遠隔の位置がらｉ縦者によって移
動ロボットと位置測定装置の操縦をすることも、あるい
は所望の位置に移動する移動ロボットを追跡して自動的
に移動ロボットのＸ、Ｙ方向の移動距離が測定できる、
移動口ボフトの位置測定装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すもので、（ａｌは側面図
、（ｂ）は正面図である。 ２：Ｐ１１計測体、４：移動ロボット、６：ベース、８
：軌条、１０：移動機構、１２：架台、１４：光波距離
計、１６，１７：光軸、１８：反射鏡、２０：目標、２
２：目標認識装置、２４：距離計、２６：ラック、２８
：傾第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）遠隔の位置から操縦装置によって操縦され被計測体
   の面上を自在に移動できる移動ロボットにおいて、移動
   ロボットの位置測定の基準の位置のベース上に設けられ
   た軌条と、該軌条に案内されて軌条上を移動機構によっ
   て移動される架台と、該架台に搭載され架台の移動の方
   向に対してほぼ直角な方向に走査可能な光波距離計と、
   該光波距離計の光軸と平行な方向の目標を認識する目標
   認識装置と、軌条上の架台の移動距離を測定する距離計
   と、移動ロボットに回転自在に支持された反射鏡と該反
   射鏡上に取付けられた目標とを備えたことを特徴とする
   移動ロボットの位置測定装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、光波距
   離計と目標認識装置とを取付けた取付台が架台上におい
   て光波距離計の光軸と直交する２軸に対して回転可能な
   機構を有することを特徴とする移動ロボットの位置測定
   装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、光波距
   離計の光波照射部の近傍に、光波距離計の光軸に対して
   直角に反射光を反射するハーフミラーと該反射光を受光
   するホトセンサとを設置し、該ハーフミラーとホトセン
   サにより光波距離計の反射光を受光する目標認識装置と
   したことを特徴とする移動ロボットの位置測定装置。 ４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、光波距
   離計のファインダ部に目標認識装置を取付けたことを特
   徴とする移動ロボットの位置測定装置。 ５）特許請求の範囲第１項記載の装置において、目標認
   識装置が移動ロボットに取付けられた目標を光学的に認
   識する視認カメラ装置であることを特徴とする移動ロボ
   ットの位置測定装置。