JP2015182714A - Mobile and controlling method of mobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体及び移動体の制御方法に関し、例えば、長尺部材に沿って移動し、撮像部又は投影部を備える移動体及び移動体の制御方法に関する。 The present invention relates to a moving body and a method for controlling the moving body, and, for example, relates to a moving body that moves along a long member and includes an imaging unit or a projection unit, and a method for controlling the moving body.
一般的に長尺部材に沿って移動する移動体は、映像制作や中継制作のための自動撮影ロボットや舞台演出や大型施設における投影演出ロボットなどに用いられている。 In general, a moving body that moves along a long member is used for an automatic shooting robot for video production and relay production, a stage production, a projection production robot in a large facility, and the like.
このような移動体は、長尺部材に沿って良好に移動するこができる構成であることが重要である。例えば、特許文献1の探傷ロボットは、柱体に沿って上昇移動した際にケーブル引き込み部などの障害物が存在すると、開閉フレームに形成された開口隙間を利用して障害物を通過させることができる構成とされている。
It is important that such a moving body has a configuration that can move well along the long member. For example, the flaw detection robot disclosed in
ところで、自動撮影ロボットや投影演出ロボットにおいて、撮像部の撮像アングル又は投影部の投影アングルを長尺部材の周方向に変化させることができれば、撮像又は投影の自由度を向上させることができる。 By the way, in an automatic photographing robot or a projection effect robot, if the imaging angle of the imaging unit or the projection angle of the projection unit can be changed in the circumferential direction of the long member, the degree of freedom of imaging or projection can be improved.
本発明の目的は、上述した課題を解決するためになされたものであり、撮像又は投影の自由度を向上させることができる移動体又は移動体の制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and provides a moving body or a moving body control method capable of improving the degree of freedom of imaging or projection.
本発明の一形態に係る移動体は、
長尺部材を覆うフレームと、
前記フレームを前記長尺部材に沿って移動させる第1の駆動部と、
撮像部又は投影部と、
前記フレームに設けられ、前記撮像部又は前記投影部を前記フレーム上において前記長尺部材の周方向に移動させる第2の駆動部と、
前記第1の駆動部及び前記第2の駆動部を制御する制御部と、
を備える。
本発明の一形態に係る移動体の制御方法は、
長尺部材を覆い、前記長尺部材に沿って移動可能なフレーム上で、撮像部又は投影部を前記長尺部材の周方向に移動させる。
A moving body according to an aspect of the present invention is
A frame covering the long member;
A first drive unit that moves the frame along the elongated member;
An imaging unit or a projection unit;
A second drive unit that is provided on the frame and moves the imaging unit or the projection unit in the circumferential direction of the long member on the frame;
A control unit for controlling the first driving unit and the second driving unit;
Is provided.
A method for controlling a moving body according to an aspect of the present invention includes:
An imaging unit or a projection unit is moved in the circumferential direction of the long member on a frame that covers the long member and is movable along the long member.
本発明によれば、撮像又は投影の自由度を向上させることができる移動体又は移動体の制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control method of the moving body which can improve the freedom degree of imaging or projection, or a moving body can be provided.
本発明の実施の形態に係る移動体及び移動体の制御方法について説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 A mobile body and a control method for the mobile body according to the embodiment of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
先ず、本実施の形態の移動体及び移動体の制御方法の概要を説明する。図1は、本実施の形態の移動体が長尺部材に沿って移動する様子を模式的に示す図である。図2は、図1の拡大図である。 First, an outline of the moving body and the moving body control method of the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing how the moving body of the present embodiment moves along a long member. FIG. 2 is an enlarged view of FIG.
移動体1及び当該移動体1の制御方法は、図1及び図2に示すように、長尺部材2を覆い、長尺部材2に沿って移動可能なフレーム3上で、撮像部11を長尺部材2の周方向に移動させる。これにより、撮像の自由度を向上させることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the moving
次に、本実施の形態の移動体及び移動体の制御方法を具体的に説明する。先ず、本実施の形態の移動体の具体的な構成を説明する。図3は、本実施の形態の移動体を模式的に示す斜視図である。図4は、本実施の形態の移動体を模式的に示す正面図である。図5は、本実施の形態の移動体における第1の駆動部、第2の駆動部、第3の駆動部及び第4の駆動部を模式的に示す図である。図6は、本実施の形態の移動体における制御系のブロック図である。 Next, the moving body and the method for controlling the moving body according to the present embodiment will be specifically described. First, a specific configuration of the moving body according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a perspective view schematically showing the moving body of the present embodiment. FIG. 4 is a front view schematically showing the moving body of the present embodiment. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the first drive unit, the second drive unit, the third drive unit, and the fourth drive unit in the moving body according to the present embodiment. FIG. 6 is a block diagram of a control system in the moving body according to the present embodiment.
ここで、移動体1が移動する長尺部材2は、図1及び図2に示すように、断面形状が円形のパイプ部材(以下、長尺部材と同じ符号を付する。)であり、複数本の支柱5によって下方から支持されている。但し、長尺部材2は、パイプ部材に限らず、また、断面形状が円形でなく多角形でもよい。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the
移動体1は、支柱5やパイプ部材2から突出する部材などが障害物4として干渉しないようにパイプ部材2に沿って移動する。つまり、移動体1は、パイプ部材2をガイドとして移動する。
The moving
移動体1は、図3及び図4に示すように、フレーム3、第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8、第4の駆動部9、検出部10、撮像部11及び制御部12を備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
フレーム3は、上述のように、パイプ部材2を覆い、パイプ部材2の長手方向に連通する開口部3aを備えている。つまり、開口部3aは、フレーム3の厚さ方向に形成されており、フレーム3の厚さ方向の一方の面3bから他方の面3cまで連続する。そして、開口部3aは、支柱5の幅寸法より広い幅寸法T1を有する。但し、開口部3aの幅寸法T1は、障害物を通すことができる幅寸法であればよい。
As described above, the
本実施の形態のフレーム3は、所定の高さを有する円形の筒状部材に開口部3aとしてスリットが高さ方向に形成されており、内周面3dがパイプ部材2の外周面と所定の間隔を開けて配置されている。そのため、内周面3dは、パイプ部材2の外周面と対応する円弧面である。但し、パイプ部材2の太さや外周面の形状に応じて、フレーム3の内周面3dとパイプ部材2の外周面との関係は変化する。
In the
第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8及び第4の駆動部9は、フレーム3の内周面3dに固定されている。詳細には、第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8及び第4の駆動部9は、フレーム3の周方向に略等しい間隔で配置されている。これらの第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8及び第4の駆動部9は、等しい構成とされているので、第1の駆動部4を代表して説明する。但し、フレーム3を移動させるための駆動部の個数は特に限定されない。
The
第1の駆動部6は、フレーム3をパイプ部材2に沿って移動させる。本実施の形態の第1の駆動部6は、図5に示すように、車輪13、第1のアクチュエータ14及び第2のアクチュエータ15を備えている。
The
車輪13は、ゴムなどの被覆部材によって被覆された回転体である。第1のアクチュエータ14は、車輪13を支持し、車輪13の回転軸14aを中心に当該車輪13を回転させるための駆動手段である。第2のアクチュエータ15は、車輪13を支持し、車輪13の旋回軸15aを中心に当該車輪13を旋回させるための駆動手段である。旋回軸15aは、フレーム3における内周面3dの略直径上に配置されており、回転軸14aに対して略直交する方向に配置されている。
The
これらの第1のアクチュエータ14のモータ14b及び第2のアクチュエータ15のモータ15bは、制御部12から入力される制御情報に基づいて制御される。
The
第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8及び第4の駆動部9は、第2のアクチュエータ15の駆動力によって回転軸14aをパイプ部材2の長手方向と略直交する方向に配置すると、第1のアクチュエータ14の駆動力によって移動体1をパイプ部材2の長手方向に移動させることができる。
The
一方、第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8及び第4の駆動部9は、第2のアクチュエータ15の駆動力によって回転軸14aをパイプ部材2の長手方向と略平行に配置すると、第1のアクチュエータ14の駆動力によって移動体1をパイプ部材2の周方向に移動させることができる。
On the other hand, the
ここで、車輪13をパイプ部材2に押し付けるためのバネなどの弾性部材(図示を省略)を備えていることが好ましい。これにより、パイプ部材2の太さの違いを吸収して、車輪13を良好にパイプ部材2に押し付けることができる。但し、車輪13をパイプ部材2に所定の圧力で押し付けるように、別途、設けた圧力センサの検出情報に基づいて制御されるアクチュエータを備えてもよい。
Here, it is preferable to provide an elastic member (not shown) such as a spring for pressing the
検出部10は、パイプ部材2の長手方向に存在する障害物4を検出する。本実施の形態の検出部10は、例えば超音波センサや取得した画像に基づいて障害物4の位置を検出する画像距離センサなどの測距センサを備えている。但し、検出部10としては、障害物4の位置情報を検出することができるセンサであれば、特に限定されない。
The
検出部10は、フレーム3の厚さ方向の一方の面3b及び他方の面3cの両方に設けられている。但し、一方向にのみ進めばよい用途の場合は、フレーム3の厚さ方向の一方の面3b及び他方の面3cのうち、移動体1が移動する側の面に検出部10を設ければよい。検出部10の検出情報は、制御部12に出力される。
The
ここで、検出部10は、パイプ部材2の周方向に移動可能な構成であることが好ましい。そこで、本実施の形態では、検出部10をパイプ部材2の周方向に移動させるための第5の駆動部16を備えている。
Here, the
第5の駆動部16は、レール16a、摺動部16b及びモータ16cを備えている。レール16aは、フレーム3の厚さ方向の一方の面3b及び他方の面3cのうち、検出部10が配置される側の面に固定されており、フレーム3の厚さ方向から見てフレーム3の内周面3dに対応する円弧状に形成されている。
The
摺動部16bは、レール16aに沿って摺動可能である。摺動部16bには、検出部10が固定されている、モータ16cは、摺動部16bに固定されており、制御部12から入力される制御情報に基づいて駆動する。モータ16cが駆動すると、モータ16cの駆動力がレール16aを介して摺動部16bに伝達され、摺動部16bはレール16aに沿って摺動する。検出部10が複数ある場合は、以上のような検出部10をパイプ部材2の周方向に移動させるための構成も複数設けることが好ましい。
The sliding part 16b is slidable along the
その結果、検出部10は、フレーム3の厚さ方向の一方の面3b及び他方の面3cのうち、移動体1が移動する側の面上でパイプ部材2の周方向に移動可能となり、検出部10が固定されている場合に比べて広い範囲でパイプ部材2の長手方向に存在する障害物4を検出することができる。
As a result, the
撮像部11は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などの撮像素子を備えており、撮像アングルを傾けたり(所謂チルト)、撮像アングルを振ったり(所謂パン)することができる構成とされている。撮像部11は、フレーム3の外周面3eに設けられている。
The
撮像部11は、第6の駆動部17によってパイプ部材2の周方向に移動可能である。第6の駆動部17は、レール17a、摺動部17b及びモータ17cを備えている。レール17aは、フレーム3の外周面3eに固定されており、長手方向がフレーム3の周方向に延在している。
The
摺動部17bは、レール17aに沿って摺動可能である。摺動部17bには、撮像部11が固定されている、モータ17cは、摺動部17bに固定されており、制御部12から入力される制御情報に基づいて駆動する。モータ17cが駆動すると、モータ17cの駆動力がレール17aを介して摺動部17bに伝達され、摺動部17bはレール17aに沿って摺動する。
The sliding
その結果、撮像部11は、フレーム3の外周面3e上でパイプ部材2の周方向に移動可能となる。つまり、撮像部11とフレーム3とは相対的に移動可能となり、撮像部11が固定されている場合に比べて広い範囲で撮像することができ、撮像の自由度を向上させることができる。
As a result, the
制御部12は、詳細は後述するが、第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8並びに第4の駆動部9の各モータ14b、15b、及び撮像部11、第5の駆動部16のモータ16c、第6の駆動部17のモータ17cを制御する。
Although details will be described later, the
次に、本実施の形態の移動体1の制御方法を以下に説明する。図7は、本実施の形態の移動体の制御方法のフローチャート図である。
Next, a method for controlling the moving
先ず、作業者がパイプ部材2の外周面をフレーム3で覆うように、パイプ部材2の端部をフレーム3の内部に挿入する。次に、制御部12は、第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8並びに第4の駆動部9の各モータ14b、15b、第6の駆動部17のモータ17c及び撮像部11を制御し、移動体1をパイプ部材2の長手方向に移動させると共に、撮像部11を所望の撮像アングルにする(S1)。
First, the operator inserts the end of the
ここで、フレーム3の厚さ方向の一方の面3b及び他方の面3cのうち、移動体1が移動する側の面上で、フレーム3の開口部3aを挟んでパイプ部材2の周方向に検出部10を往復させることが好ましい。つまり、制御部12は、摺動部16bがレール16aに沿ってフレーム3の開口部3aを挟んでパイプ部材2の周方向に往復するように、第5の駆動部16のモータ16cを制御することが好ましい。これにより、フレーム3の厚さ方向の一方の面3b又は他方の面3cの略全域で移動体1の移動方向に存在する障害物4を検出することができる。
Here, of the one surface 3b and the
次に、制御部12は、検出部10から障害物4を検出した旨の情報が入力されたか否かを判定する(S2)。制御部12は、検出部10から障害物4を検出した旨の情報が入力されていないと(S2のNO)、判定直前の制御を継続するべく、S1の工程に戻る。
Next, the
一方、制御部12は、検出部10から障害物4を検出した旨の情報が入力されると(S2のYES)、障害物4がフレーム3の開口部3aを通過するように、第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8並びに第4の駆動部9の各モータ14b、15bを制御する(S3)。これにより、フレーム3がパイプ部材2の周方向に移動すると共に、パイプ部材2の長手方向に移動して、障害物4がフレーム3の開口部3aを通過する。
On the other hand, when the information indicating that the
このとき、制御部12は、例えばパイプ部材2の周方向に往復する検出部10の位置情報及び検出部10に対する障害物4の位置情報などに基づいて、フレーム3に対する障害物4の位置情報を導き出し、導き出した障害物4の位置情報に基づいてフレーム3の開口部3aの位置を制御する。
At this time, for example, the
ここで、フレーム3がパイプ部材2の周方向に移動しても、撮像部11の撮像アングルが略変化しないことが好ましい。つまり、制御部12は、フレーム3がパイプ部材2の周方向に移動する直前の、撮像部11におけるパイプ部材2の周方向の位置を維持するように、第6の駆動部17のモータ17cを制御することが好ましい。これにより、フレーム3がパイプ部材2の周方向に移動しても、撮像部11におけるパイプ部材2の周方向の位置が略変化することがなく、撮像部11の撮像アングルを維持することができる。
Here, it is preferable that the imaging angle of the
障害物4がフレーム3の開口部3aを通過すると、制御部12は、移動体1がパイプ部材2の長手方向への移動を継続するように、S1の工程に戻る。このとき、フレーム3におけるパイプ部材2の周方向の基準位置を予め設定しておき、制御部12は、当該基準位置にフレーム3を戻してから、移動体1をパイプ部材2の長手方向に移動させてもよく、障害物4がフレーム3の開口部3aを通過した状態を維持するように、移動体1をパイプ部材2の長手方向に移動させてもよい。
When the
このような移動体1及び移動体1の制御方法は、フレーム3上で撮像部11をパイプ部材2の周方向に移動させることができるので、撮像の自由度を向上させることができる。
Since the moving
しかも、本実施の形態の移動体1及び移動体1の制御方法は、パイプ部材2の長手方向に存在する障害物4に関する情報に基づいて、自律的に障害物4を回避することができる。
Moreover, the moving
また、フレーム3をパイプ部材2の周方向に移動させることができると共に、撮像部11もパイプ部材2の周方向に移動させることができ、結果として、撮像部11をパイプ部材2の周方向全域に移動させることができる。そのため、パイプ部材2の長手方向に存在する障害物4を回避しつつ、撮像の自由度を向上させることができる。
In addition, the
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
上記実施の形態の制御部12は、検出部10の検出情報に基づいて障害物4がフレーム3の開口部3aを通過するように当該フレーム3を移動させているが、予め記憶部(図示を省略)に格納した障害物4の位置情報を読み出し、当該位置情報に基づいて障害物4がフレーム3の開口部3aを通過するように当該フレーム3を移動させてもよい。
The
上記実施の形態では、一つの検出部10をパイプ部材2の周方向に移動させることで、障害物4を検出しているが、図8に示すように、複数の検出部10をフレーム3の高さ方向の一方の面3b及び他方の面3cのうち、移動体1が移動する側の面に設けることで、障害物4を検出してもよい。このとき、制御部12は、障害物4を検出した検出部10の位置情報に基づいて、当該障害物4の位置情報を導き出す。
In the embodiment described above, the
上記実施の形態のフレーム3は、一体的な筒状部材で構成したが、フレーム3の厚さ方向に延在する軸によって開閉可能な構成としてもよい。これにより、パイプ部材2の所望の位置に移動体1を配置することができる。
Although the
上記実施の形態の第1の駆動部6、第2の駆動部7、第3の駆動部8及び第4の駆動部9は、フレーム3におけるパイプ部材2の周方向への移動と長手方向への移動との機能を担っているが、この限りでない。移動体1は、フレーム3におけるパイプ部材2の周方向への移動を担う駆動部と、フレーム3におけるパイプ部材2の長手方向への移動を担う駆動部と、を個別に備えていてもよい。
The
上記実施の形態の移動体1は、撮像部11を備えているが、投影部などでもよい。
上記実施の形態の移動体1は、自律移動する構成とされているが、無線又は有線によって外部から遠隔操作させる構成もよい。
The moving
Although the
1 移動体
2 長尺部材(パイプ部材)
3 フレーム
4 障害物
6 第1の駆動部
7 第2の駆動部
8 第3の駆動部
9 第4の駆動部
11 撮像部
12 制御部
17 第6の駆動部
1
3
Claims (3)
前記フレームを前記長尺部材に沿って移動させる第1の駆動部と、
撮像部又は投影部と、
前記フレームに設けられ、前記撮像部又は前記投影部を前記フレーム上で前記長尺部材の周方向に移動させる第2の駆動部と、
前記第1の駆動部及び前記第2の駆動部を制御する制御部と、
を備える移動体。 A frame covering the long member;
A first drive unit that moves the frame along the elongated member;
An imaging unit or a projection unit;
A second drive unit that is provided on the frame and moves the imaging unit or the projection unit in the circumferential direction of the long member on the frame;
A control unit for controlling the first driving unit and the second driving unit;
A moving object comprising:
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Cited By (1)
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CN105667617A (en) * | 2016-03-08 | 2016-06-15 | 浙江大学 | Flexible driving mechanism |
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