JP5896931B2 - 親子機能搭載ロボット - Google Patents

Description

本発明は、人のかわりに施設に入って調査などを行うロボットに関する。

原子力発電所の高線量区域に設置された設備、例えば、高線量タンクなどは、放射線量が非常に高く、容易に作業者が立ち入ることができない。これら高線量区域に設置された設備の健全性確認および保全管理のため、カメラを搭載したロボットが用いられる場合がある。従来、このようなロボットの多くは、ＧＰＳ（Global Positioning System）を使用して位置情報を取得していた。

特許文献１の要約の課題には、「正確な地図データがない場合であってもＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる新規なＧＰＳ信号による移動***置決め方法および移動***置決定装置ならびに移動***置決定プログラムの提供。」と記載され、解決手段には、「人工衛星から発信されるＧＰＳ信号を連続的に受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて所定時間ごとに前記移動体の位置を算定し、算定された所定時間ごとの移動体の算定位置を記憶し、記憶された移動体の算定位置同士の広がり具合に基づいて前記移動体の停止または移動を判断し、移動体が移動したと判断したときに前記移動体の位置を決定する。これによって、正確な地図データや専用のセンサがなくともＧＰＳ信号による移動体の位置決めを正確に行うことができる。」と記載されている。

特開２０１２−１７７６８１号公報

特許文献１に記載の発明は、屋外ではＧＰＳ衛星からの信号が受信可能なので、ロボットの位置情報の取得に有効な場合がある。しかし、ＧＰＳの位置検出精度は数ｍであり、ロボットの目的によっては、位置情報の精度が不足する場合がある。更に屋内では、上部が天井などで遮られている。そのため、ロボットは、ＧＰＳ衛星からの信号を受信できず、位置情報を取得できないという問題がある。
そこで、本発明は、屋内に於いても位置情報の特定を可能とする親子機能搭載ロボットを提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明では、他のロボットとの間で情報を送受信する通信部と、自身が親機と子機のいずれとして動作するかを決定する親機決定部と、画像を撮影するステレオカメラ（撮影部）と、この画像に基づいて子機である他のロボットの位置を特定する子機位置特定部と、自身を駆動する駆動部とを備え、前記親機決定部は、子機と親機との間の距離が閾値を超えたならば、子機と親機とを入れ替えることを特徴とする親子機能搭載ロボットとした。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。

本発明によれば、屋内に於いても位置情報の特定を可能とする親子機能搭載ロボットを提供することができる。

第１の実施形態に於ける調査ロボットを示す概略の構成図である。 第１の実施形態に於ける調査ロボットの外観と動作を示す図である。 第１の実施形態に於ける親機および子機による位置特定方法を示す図である。 第１の実施形態に於ける調査ロボットのマッピング処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に於ける調査ロボットのマニュアル操作処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態に於ける調査ロボットの作業助勢機構を示す図である。

以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に於ける調査ロボット１−１，１−２などを示す概略の構成図である。
調査ロボット１−１，１−２（親子機能搭載ロボット）は、例えばネットワーク（有線ケーブルや無線通信路など）によって操作装置２と接続されて、相互に通信可能である。調査ロボット１−１，１−２は、例えば原子力発電所の高線量タンクの調査や保全管理を行うものであり、いずれか１台のロボットが親機として動作し、この親機以外のロボットが子機として動作する。調査ロボット１−１，１−２は、原則として自律的に動作するが、後記する第２の実施形態のように、操作装置２によってユーザがマニュアルで操作してもよい。以下、調査ロボット１−１，１−２を特に区別しないときには、単に調査ロボット１と記載する。
調査ロボット１は、マップ処理部１１と、記憶部１２と、ステレオカメラ１３（撮像部）と、慣性計測部１４と、駆動部１５と、親機決定部１６と、通信部１７とを備えている。

マップ処理部１１は、子機の位置を特定して、作業場所のマップを作成するものである。マップ処理部１１は、三次元処理部１１１と、子機位置特定部１１２と、マップ作成部１１３と、自機位置特定部１１４とを備えている。
三次元処理部１１１は、ステレオカメラ１３で撮影したステレオ画像を三次元処理するものである。
子機位置特定部１１２は、三次元処理部１１１によって三次元処理された画像に基づいて、子機を認識し、この子機の自機に対する相対位置を特定するものである。これにより、子機位置特定部１１２は、特定した子機の位置精度を向上可能である。更に、子機位置特定部１１２は、例えば建屋内の経度、緯度、および高度が既知である任意点を認識し、校正する機能を有している。これにより、特定した子機の地理座標を認識可能である。
マップ作成部１１３は、三次元処理された画像と自機の位置とに基づいて、調査対象である作業領域（例えば、建屋内）のマップを作成するものである。マップ作成部１１３は、作成したマップを記憶部１２に格納する。
自機位置特定部１１４は、慣性計測部１４が測定した慣性情報、および、駆動部１５の図示しないエンコーダから取得した移動距離によって、自機の位置を特定するものである。しかし、これに限られず、自機位置特定部１１４は更に、建屋内の経度、緯度、および高度が既知である任意点を認識して、特定した自機の位置を校正してもよい。
ステレオカメラ１３（撮像部）は、ステレオ画像を撮影するものであり、左右２つの光学系および撮像素子を備えている。ステレオカメラ１３が撮影した画像は、マップ処理部１１によって処理されると共に、操作装置２のマップ表示部２４に表示される。
慣性計測部１４は、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）と呼ばれており、ＸＹＺからなる３軸の角速度および加速度を検出するものである。慣性計測部１４は、３軸のジャイロおよび３方向の加速度計を備えている。
駆動部１５は、この調査ロボット１を駆動して、その位置を移動するものである。駆動部１５は、例えば、電動機が図示しない前後左右の起動輪を駆動し、左側前後の起動輪で左無限軌道を駆動し、右側前後の起動輪で右無限軌道を駆動するものである。駆動部１５は、図示しないエンコーダを備え、このエンコーダによって移動距離を検知して、マップ処理部１１に出力する。
親機決定部１６は、このロボット自身が親機と子機のいずれとして動作するかを決定するものである。親機決定部１６は、子機と親機との間の距離が閾値を超えたか、または、ステレオカメラ１３による撮影ができなくなる位置に子機が到達すると見込んだならば、親機と子機とを切り替える。
通信部１７は、例えばネットワークインタフェースであり、操作装置２や他の調査ロボット１との間で、情報を送受信するものである。
記憶部１２は、例えばフラッシュメモリであり、マップ１２１と経路１２２とを格納している。
マップ１２１は、マップ処理部１１が作成した作業場所の地図や、予め用意された建屋内の地図などである。経路１２２は、マップ１２１に於いて、各調査ロボット１−１，１−２（親機・子機）が移動した経路である。経路１２２は、各調査ロボット１の各時間に於ける位置が格納されている。子機位置特定部１１２は、経路１２２に、子機の経路を記録する。自機位置特定部１１４は、経路１２２に、自機の経路を記録する。

操作装置２は、ネットワークケーブルで接続されている調査ロボット１−１，１−２をマニュアルで操作するものである。操作装置２は、操作部２１と、駆動指令部２２と、通信部２３と、マップ表示部２４とを備えている。
操作部２１は、例えば、これら調査ロボット１の駆動を指令するボタン（不図示）や、いずれの調査ロボット１が親機として動作するかを指令するボタン（不図示）などを含んでいる。操作部２１は、入力された操作情報を、駆動指令部２２に出力する。
駆動指令部２２は、入力された操作情報を、調査ロボット１の駆動指令などに変換するものである。
通信部２３は、調査ロボット１−１，１−２に駆動指令を送信し、これら調査ロボット１−１，１−２からマップ、経路、撮影画像などを受信するものである。
マップ表示部２４は、例えば、液晶ディスプレイなどであり、通信部２３が各調査ロボット１から受信したマップを表示するものである。

図２は、第１の実施形態に於ける調査ロボット１の外観と動作を示す図である。
図２に於いて、調査ロボット１−１は、親機として動作し、停止したままの状態で、子機である調査ロボット１−２を俯瞰的に撮影している。調査ロボット１−１は、駆動部１５を停止させ、パンティルト機構１３２を制御してステレオカメラ１３を前方に向け、撮影領域１３１−１に調査ロボット１−２が入るようにしている。これにより、調査ロボット１は、子機である調査ロボット１−２の作業環境を俯瞰的に知ることにより、その操作性を向上させ、その位置を決定することができる。
調査ロボット１−２は、子機として動作し、駆動部１５で移動しながら、パンティルト機構１３２を制御してステレオカメラ１３を上方向に向け、撮影領域１３１−２に高線量タンク３の底部が入るようにしている。これにより、調査ロボット１−２は、高線量タンク３の底部を撮影し、目視点検を行えるようにしている。
子機である調査ロボット１−２は、駆動部１５からのエンコーダ情報（移動距離情報）と、慣性計測部１４からの慣性情報とによって、自身の位置を特定している。これにより、子機である調査ロボット１−２は、親機である調査ロボット１−１のマッピング処理で特定した位置を慣性情報で特定した位置で補間し、リアルタイムで自身の位置を特定することができる。

パンティルト機構１３２（伸縮・首振り機構）は、ステレオカメラ１３をパンニングし、ティルトするものである。パンティルト機構１３２は、上下方向や左右方向などのように、調査ロボット１の前方以外を撮影するときに用いられる。これにより、ステレオカメラ１３は、例えば高線量タンク３の外側底部のような、前方以外のステレオ画像を撮影可能である。パンティルト機構１３２は、例えば、オペレータが操作装置２の操作部２１を操作することによって制御される。
パンティルト機構１３２は更に、ステレオカメラ１３の前に障害物が存在しているとき、この障害物を回避した画像を撮影するために、パンやティルトを行ってもよい。
なお、図２では、子機として動作しているのは、１台の調査ロボット１−２である。しかし、これに限られず、２台以上の調査ロボット１が、子機として動作してもよい。

図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態に於ける親機および子機による位置特定方法を示す平面図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、同一の建屋内を平面図で示している。この建屋内は、斜線で示されたパーティションで区切られ、網目で示された什器類が設置されている。
ここでは、２台の調査ロボット１−１，１−２が遠隔地に移動して計測を行う場合を示している。調査ロボット１−１，１−２は、順次親子関係を入れ替えながら相互の位置関係を把握している。

図３（ａ）は、調査ロボット１−１が親機として初期位置に停止し、調査ロボット１−２が移動した場合を示している。
親機である調査ロボット１−１は、平面図左下の入口近傍の位置Ｐ０に停止している。この位置Ｐ０は、ユーザにとって既知であり、かつ、調査ロボット１−１，１−２にとっての初期位置である。ユーザは、調査ロボット１−１，１−２に、この既知の位置Ｐ０を入力して、それぞれの位置特定の動作を開始する。調査ロボット１−１は、子機である調査ロボット１−２を撮影領域１３１−１に捕捉して、画像処理によって調査ロボット１−２の位置を特定する。
子機である調査ロボット１−２は、最初に自身の位置情報を親機から受信し、その後に自身を移動させながら、慣性計測部１４の慣性情報とエンコーダ情報で自身の位置情報を補間することにより、リアルタイムで自身の位置情報を特定する。
子機である調査ロボット１−２は、調査ロボット１−１の前方右側の位置Ｐ１に達すると、親機である調査ロボット１−１と通信して、自身の位置Ｐ１を取得する。調査ロボット１−２は、撮影領域１３１−２を撮影して操作装置２に送信している。
子機である調査ロボット１−２は、親機である調査ロボット１−１から所定距離だけ離れたことを検知したので、自身を親機に設定すると共に、調査ロボット１−１が子機として動作するように指示する。親機である調査ロボット１−１は、子機である調査ロボット１−２の位置を特定して、特定した位置を当該子機に送信する。これにより、子機と親機とが入れ替わって、相互の位置関係を把握できるようになる。
更に、親機である調査ロボット１−１は、子機である調査ロボット１−２が撮影領域１３１−１から外れそうになったときに、子機である調査ロボット１−２に親機として動作するように指示し、自身を子機に設定してもよい。

図３（ｂ）は、調査ロボット１−２が親機として停止し、調査ロボット１−１が所定距離だけ離れた場合を示している。
親機である調査ロボット１−２は、平面図左下の位置Ｐ１に停止している。調査ロボット１−２は、子機である調査ロボット１−１を撮影領域１３１−２に捕捉して、画像処理によって調査ロボット１−２の位置を特定する。
子機である調査ロボット１−１は、調査ロボット１−２の前方に、図の右側を向いて位置Ｐ２停止し、撮影領域１３１−２を撮影して操作装置２に送信している。子機である調査ロボット１−１は、親機である調査ロボット１−２から所定距離だけ離れたことを検知したので、自身を親機に設定すると共に、調査ロボット１−２が子機として動作するように指示する。親機である調査ロボット１−２は、子機である調査ロボット１−１の位置を特定して、特定した位置を当該子機に送信する。これにより、子機と親機とが入れ替わって、相互の位置関係を把握できるようになる。

図３（ｃ）は、調査ロボット１−１が親機として停止し、調査ロボット１−２が所定距離だけ離れた場合を示している。
親機である調査ロボット１−１は、図の右側を向いて位置Ｐ２停止し、撮影領域１３１−１を撮影して操作装置２に送信している。
子機である調査ロボット１−２は、調査ロボット１−１の前方に、図の下側を向いて位置Ｐ３に停止し、撮影領域１３１−２を撮影して操作装置２に送信している。子機である調査ロボット１−２は、親機である調査ロボット１−１から所定距離だけ離れたことを検知したので、自身を親機に設定すると共に、調査ロボット１−１が子機として動作するように指示する。親機である調査ロボット１−１は、子機である調査ロボット１−２の位置を特定し、特定した位置を当該子機に送信する。これにより、子機と親機とが入れ替わって、相互の位置関係を把握できるようになる。

図３（ｄ）は、調査ロボット１−２が再び親機として停止し、調査ロボット１−１が所定距離だけ離れた場合を示している。
親機である調査ロボット１−２は、図の下側を向いて位置Ｐ３に停止し、撮影領域１３１−１を撮影して操作装置２に送信している。
子機である調査ロボット１−２は、調査ロボット１−２の前方に、図の左側を向いて位置Ｐ４に停止し、撮影領域１３１−２を撮影して操作装置２に送信している。子機である調査ロボット１−２は、親機である調査ロボット１−１から所定距離だけ離れたことを検知したので、自身を親機に設定すると共に、調査ロボット１−１が子機として動作するように指示する。親機である調査ロボット１−２は、子機である調査ロボット１−１の位置を特定し、特定した位置を当該子機に送信する。これにより、子機と親機とが入れ替わって、相互の位置関係を把握できるようになる。
このように、２台の調査ロボット１−１，１−２は、親機と子機とを交互に切替えて動作することにより、ＧＰＳ衛星の信号が到達しない場所であっても、相互の位置関係を把握して、自機の位置を特定することができる。

図４は、第１の実施形態に於ける調査ロボット１のマッピング処理を示すフローチャートである。
調査ロボット１−１，１−２は、例えば、操作装置２から保全管理の実行が指示された際に、図４のマッピング処理を開始する。
ステップＳ１０に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、他の調査ロボット１との間で、いずれが親機となるかを決定する。ここで、最初の親機の決定は、例えば、現在の調査ロボット１−１，１−２の各位置を判断することにより行われる。しかし、これに限られず、電源投入順番、乱数、自身の絶対位置を検出したか否かなどによって、最初の親機を決定してもよい。
ステップＳ１１に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、自身は親機であるか否かを判断する。親機決定部１６は、当該判断条件が成立したならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２の処理を行い、当該判断条件が成立しなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ３０の処理を行う。

以下のステップＳ１２，Ｓ１３の処理は、親機としての初期処理を示している。
ステップＳ１２に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、自機が特定している各ロボットの位置情報を、他の調査ロボット１に送信する。
ステップＳ１３に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、自機の駆動部１５を停止することにより、その場に停止する。
以下のステップＳ１４〜Ｓ２３の処理は、親機としての定常的な処理を示している。
ステップＳ１４に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、子機である他の調査ロボット１から、慣性による位置情報を受信する。
ステップＳ１５に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、ステレオカメラ１３によって撮影したステレオ画像を、外部である操作装置２に送信する。操作装置２は、このステレオ画像を、マップ表示部２４に表示する。
ステップＳ１６に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、ステレオ画像を三次元処理して、各被写体の位置を特定する。
ステップＳ１７に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、三次元処理したステレオ画像に基づいて、子機である他の調査ロボット１を画像認識して、その位置を特定する。

ステップＳ１８に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、子機の故障診断を行う。マップ処理部１１は、画像によって特定した子機位置と、慣性によって特定した子機位置とが所定値以上に乖離していたならば、子機である他の調査ロボット１が故障していると判断し、操作装置２に警告情報を送信する。操作装置２は、警告を表示するか、または警告音を出力する。
ステップＳ１９に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、三次元処理したステレオ画像に基づいて、作業場所のマップを作成する。マップ処理部１１は、作成したマップ情報を、記憶部１２のマップ１２１に格納する。
ステップＳ２０に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、外部から子機への切替指示を受信したか否かを判断する。親機決定部１６は、当該判断条件が成立したならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１の処理を行い、当該判断条件が成立しなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ１４の処理に戻る。
ステップＳ２１に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、ステレオ画像を三次元処理して、各被写体の位置を特定する。
ステップＳ２２に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、三次元処理したステレオ画像に基づいて、子機である他の調査ロボット１を画像認識して、その位置を特定する。
ステップＳ２３に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、記憶部１２の作業場所のマップ１２１と、特定した各子機の位置とを、子機である他の調査ロボット１に送信する。ステップＳ２３の処理が終了すると、子機としての定常的な処理であるステップＳ３１以降の処理を行う。このように、親機は、子機としての動作に切替わる直前に、子機の位置を特定して、特定した位置を当該子機に送信している。

ステップＳ３０に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、親機である他の調査ロボット１から、各ロボットの位置情報を受信する。これは、子機としての初期処理である。
以下のステップＳ３１〜Ｓ３９の処理は、子機としての定常的な処理を示している。
ステップＳ３１に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、自機を駆動部１５によって駆動させる。ここでマップ処理部１１は、自律制御によって自身を移動させる。
ステップＳ３２に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、ステレオカメラ１３によって撮影したステレオ画像を、外部である操作装置２に送信する。操作装置２は、このステレオ画像を、マップ表示部２４に表示する。
ステップＳ３３に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、慣性計測部１４が測定した慣性情報、および、駆動部１５の図示しないエンコーダから取得した移動距離によって、自機の位置を特定する。ステレオ画像による位置計測は、処理時間が比較的長い。それに対して、慣性情報とエンコーダ情報に基づく位置計測は、処理時間が短く、ほぼリアルタイムで計測できる。そのため、ステレオ画像で計測した位置を、慣性情報とエンコーダ情報で計測した位置で補間することにより、正確な位置情報をリアルタイムで取得することができる。

ステップＳ３４に於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、慣性情報などで特定した自機の位置情報を、親機である他の調査ロボット１に送信する。
ステップＳ３５に於いて、子機である調査ロボット１のマップ処理部１１は、親機からの距離を算出する。親機からの距離は、ステップＳ３０で受信した自機の位置情報を、慣性情報などで補間して現在の自機の位置情報を算出し、親機の位置情報と比較して算出する。
ステップＳ３６に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、親機が撮影画像によって自身の位置を特定可能か否かを判断する。具体的にいうと、親機決定部１６は、親機からの距離が閾値を超えているか否かと、自身が親機の備えるステレオカメラ１３の撮影領域から外れそうになっているか否かを判断する。この閾値は、例えば、画像処理による位置特定精度が充分に高い距離の上限値である。親機決定部１６は、当該判断条件が成立したならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３７の処理を行い、当該判断条件が成立しなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ３１の処理に戻る。
ステップＳ３７に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、自機の駆動部１５を停止することにより、その場に停止する。
ステップＳ３８に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、親機である他の調査ロボット１に、子機への切替指示（命令）を送信する。このように、子機は、自機を停止したのちに、子機への切替指示を親機に送信して、親機に子機の位置を特定させているので、画像処理による子機の位置特定精度を向上させることができる。
ステップＳ３９に於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、親機から、作業場所のマップ１２１と、各子機の位置とを受信する。ステップＳ３９の処理が終了すると、親機としての定常的な処理であるステップＳ１４以降の処理を行う。以降、親機と子機との間で、これらの処理を順次繰り返す。

（第１の実施形態の効果）
以上説明した第１の実施形態では、次の（Ａ）〜（Ｆ）のような効果がある。

（Ａ） 調査ロボット１は、親機と子機との組合せで動作する。子機である調査ロボット１は、親機から所定距離（閾値）だけ離れたときに自身を停止して、親機と子機とを入れ替えている。この閾値は、例えば、画像処理による位置特定精度が充分に高い距離の上限値である。これにより、親機である調査ロボット１は、子機の位置を撮影画像によって精度よく特定できるので、屋内の環境などでＧＰＳ衛星からの信号が受信できない場合や、ＧＰＳ受信装置を備えていない場合や、多数の障害物のために慣性情報やエンコーダ情報によって正しく位置を特定できない場合であっても、自身の調査ロボット１の位置を正確に特定することができる。

（Ｂ） 調査ロボット１−１，１−２は、子機と親機との役割を交互に変えて、相互に子機と親機の位置情報を送受信して共有している。これにより、画像処理による位置特定精度が充分に高い範囲に制限されることなく、調査ロボット１−１，１−２は、作業場所の奥まで移動することができる。

（Ｃ） 調査ロボット１−１，１−２は、それぞれステレオカメラ１３を備え、撮影したステレオ画像に基づいてマップ１２１を作成している。これにより、建屋内の状況が不明な場合であっても、調査ロボット１による調査や作業などを行うことができる。

（Ｄ） 親機である調査ロボット１は、子機である他の調査ロボット１を常に撮影して、操作装置２のマップ表示部２４に表示している。これにより、ユーザは、操作装置２に表示された撮影画像によって、子機である調査ロボット１を鳥瞰して、その動作状況を把握することができる。

（Ｅ） 自機位置特定部１１４は、ステレオ画像で計測した位置を、慣性情報とエンコーダ情報で計測した位置で補間している。これにより、子機の位置情報をリアルタイムで取得することができる。なお、瓦礫が床に落ちている場所などでは、エンコーダによる位置情報は不正確となる。しかし、画像で計測した位置は、瓦礫などによる影響を受けることがない。

（Ｆ） 親機のマップ処理部１１は、自機のステレオ画像で計測した位置を、子機の慣性情報とエンコーダ情報で計測した位置とを比較して、これらの位置が乖離していたときには、子機が故障していると判断して、ユーザに警告している。これにより、床が平坦な場所に於いて、ユーザは、子機（調査ロボット１）の故障をいち早く検知することができる。

（第２の実施形態）
図５（ａ），（ｂ）は、第２の実施形態に於ける調査ロボット１のマニュアル操作処理を示すフローチャートである。図４に示す第１の実施形態のフローチャートと同一の要素には同一の符号を付与している。
図５（ａ）は、調査ロボット１が親機として動作するように指示されたときのフローチャートである。
処理が開始したのち、ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理は、図４に示す第１の実施形態の処理と同様である。調査ロボット１は、ステップＳ１６の処理が終了すると、ステップＳ１６Ａの処理を行う。
ステップＳ１６Ａに於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、子機である他の調査ロボット１がステレオ画像に認識されたか否かを判断する。マップ処理部１１は、当該判断条件が成立したならば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１７の処理を行い、当該判断条件が成立しなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ１７Ａの処理を行う。
ステップＳ１７Ａに於いて、調査ロボット１のマップ処理部１１は、ユーザに警告する。具体的にいうと、マップ処理部１１は、ユーザに警告する旨の指令（命令）を、操作装置２に送信する。操作装置２は、通信部２３を介してこの指令を受信し、マップ表示部２４に警告を表示するか、または、図示しないスピーカを介して警告音を出力する。
ステップＳ１７〜Ｓ２０の処理は、図４に示す第１の実施形態の処理と同様である。ステップＳ２０の判断条件が成立したならば（Ｙｅｓ）、図５（ａ）の処理を終了する。

図５（ｂ）は、調査ロボット１が子機として動作するように指示されたときのフローチャートである。
処理が開始したのち、ステップＳ３０の処理は、図４に示す第１の実施形態の処理と同様である。
ステップＳ３０Ａに於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、通信部１７によって、操作装置２から操作情報を受信する。調査ロボット１は、自律制御を停止し、この操作情報によって動作する。
ステップＳ３１〜Ｓ３４の処理は、図４に示す第１の実施形態の処理と同様である。
ステップＳ３４Ａに於いて、調査ロボット１の親機決定部１６は、通信部１７によって、操作装置２から親機としての動作指示（命令）を受信したか否かを判断する。親機決定部１６は、当該判断条件が成立しなかったならば（Ｎｏ）、ステップＳ３０Ａの処理に戻り、当該判断条件が成立したならば（Ｙｅｓ）、図５（ｂ）の処理を終了する。

（第２の実施形態の効果）
以上説明した第２の実施形態では、次の（Ｇ），（Ｈ）のような効果がある。

（Ｇ） 親機である調査ロボット１は、子機である他の調査ロボット１を常に撮影して、操作装置２のマップ表示部２４に表示している。これにより、ユーザは、操作装置２に表示された撮影画像によって、子機である調査ロボット１を鳥瞰して操縦できる。

（Ｈ） 調査ロボット１は、撮影した画像に子機である他の調査ロボット１が認識されなくなったならば、ユーザに警告している。これにより、ユーザは、マニュアル操作により、誤って親機の撮影境域から子機が逸脱した場合を検知し、子機を親機の撮影領域に戻すことができる。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に於ける調査ロボット１の作業助勢機構を示す図である。
調査ロボット１−１，１−２は、それぞれクレーン部１８（作業助勢機構）を備えている。図６に於いて、調査ロボット１−１は、クレーン部１８によって調査ロボット１−２を吊り上げている。これにより、調査ロボット１−１は、各ロボット単体では越えることができない障害物を越えられるので、活動範囲を拡大することができる。
更に調査ロボット１−１は、親機として動作し、クレーン部１８によって調査ロボット１−２を吊り上げて移動させたのち、その位置を特定して調査ロボット１−２に送信する。このように、子機を吊り上げて移動させ、子機のエンコーダ情報が正しく取得できない状況であっても、親機が撮影した画像によって子機の位置を特定して、特定した位置を当該子機に送信可能である。

（第３の実施形態の効果）
以上説明した第３の実施形態では、次の（Ｉ），（Ｊ）のような効果がある。

（Ｉ） クレーン部１８（作業助勢機構）を備えた２台以上のロボットが協調することにより、１台の単独動作では超えることが困難な障害物であっても、その障害物を超えることができる。

（Ｊ） 親機がクレーン部１８（作業助勢機構）で障害物を越えるときには、越えたあとの子機の位置を画像によって特定し、この位置情報を子機に送信している。これにより、子機である調査ロボット１は、エンコーダ情報が正しく取得できない場合であっても、障害物を超えたあとの位置を正しく把握できる。

（変形例）
本発明は上記した実施形態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形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、フラッシュメモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの記録媒体に置くことができる。
各実施形態に於いて、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
本発明の変形例として、例えば、次の（ａ）〜（ｈ）のようなものがある。

（ａ） 本発明のロボットは、プラント、発電所、工場のタンク・塔槽などの設備の調査を行うものに限られず、設備の保全修理などを行うものや、原子力プラントや化学プラントなどの除染を行うもの、プラントや発電所や工場の清掃を行うもの、商業施設の災害時に適用するものなどであってもよく、ロボットの目的や用途によっては限定されない。

（ｂ） 調査ロボット１−１，１−２および操作装置２の間は、ネットワークケーブル（有線ケーブル）で接続されている。しかし、これに限られず、調査ロボット１−１，１−２および操作装置２は、無線電波によって相互に情報を送受信するように構成してもよい。更に、調査ロボット１−１，１−２のうち一方が、操作装置２との間で電波を介して情報を送受信できなくなったときに、他方のロボットが操作装置２からの電波を中継して、一方のロボットとの間で情報を送受信するように構成してもよい。

（ｃ） 第１の実施形態では、親機である調査ロボット１が、子機である他の調査ロボット１の故障を判断している。しかし、これに限られず、子機である調査ロボット１が、親機である調査ロボット１から、画像による自機の位置情報を取得し、慣性情報による自機の位置情報と比較して、自身の故障を判断してもよい。

（ｄ） 親機のマップ処理部１１は、自身が撮影したステレオ画像および慣性計測部１４による自身の撮影姿勢情報、子機のステレオ画像および慣性計測部１４による子機の撮影姿勢情報に基づいて、両ステレオ画像を三次元的に統合して、マップ１２１を作成してもよい。これにより、親機自身が撮影したステレオ画像のみで三次元処理するよりも、広い範囲のマップ１２１を高精度に作成できる。

（ｅ） 親機と子機との入れ替え回数が所定値を超えたならば、親機または子機は、建屋内に設けられた定点を撮影して位置情報を校正するようにしてもよい。これにより、親機と子機との入れ替えに伴う位置情報の累積誤差をキャンセルし、正しい位置情報を得ることができる。

（ｆ） 各調査ロボット１は、外部筐体などの視認可能な場所に、マーカを貼り付け、このマーカを認識することで子機を認識するように構成してもよい。これにより、調査ロボット１に放射能の付着を防止するフィルムなどを装着した場合でも、そのマーカ部分が露呈しているならば、問題なく調査ロボット１を画像認識可能である。また、このマーカを、例えばバーコードやＱＲコード（登録商標）などに代表されるコードとして、各調査ロボット１の識別情報を当該コードに含ませるようにしてもよい。これにより、子機が２台以上である場合であっても、画像によって各子機を識別することができる。

（ｇ） 子機である調査ロボット１は、親機から所定距離だけ離れたか、または、自身が親機のステレオカメラ１３で撮影ができなくなる位置に到達すると見込んだならば、自身を親機に切り替えると共に、親機を子機に切り替えて動作させている。しかし、これに限られず、親機である調査ロボット１は、自身のステレオカメラ１３の撮影領域から子機が外れた場合や、子機が所定距離だけ離れた場合を検知したならば、当該子機を親機に切り替えて動作させると共に、自身を子機に切り替えてもよい。

（ｈ） 調査ロボットの形態はラジコンヘリ等の飛行物体でもよい。通常調査用にラジコンへリを飛行させた場合、撮影時の正確な位置や高度等の情報を把握することは困難だが、親子機能を搭載することで、これらの情報の正確な把握が可能となる。

１，１−１，１−２ 調査ロボット （親子機能搭載ロボット）
１１ マップ処理部
１１１ 三次元処理部
１１２ 子機位置特定部
１１３ マップ作成部
１１４ 自機位置特定部
１２ 記憶部
１２１ マップ
１２２ 経路
１３ ステレオカメラ （撮影部）
１３１−１，１３１−２ 撮影領域
１３２ パンティルト機構 （伸縮・首振り機構）
１４ 慣性計測部
１５ 駆動部
１６ 親機決定部
１７ 通信部
１８ クレーン部 （作業助勢機構）
２ 操作装置
２１ 操作部
２２ 駆動指令部
２３ 通信部
２４ マップ表示部
３ 高線量タンク

Claims (10)

1. 他のロボットとの間で情報を送受信する通信部と、
   自身が親機と子機のいずれとして動作するかを決定する親機決定部と、
   画像を撮影する撮影部と、
   前記画像に基づいて子機である他のロボットの位置を特定する子機位置特定部と、
   自身を駆動する駆動部と、
   を備え、
   前記親機決定部は、子機と親機との間の距離が閾値を超えたか、または、前記撮影部による撮影ができなくなる位置に子機が到達すると見込んだならば、子機と親機とを入れ替える、
   ことを特徴とする親子機能搭載ロボット。
2. 前記駆動部は、自身が子機として動作する際には自身を駆動し、自身が親機として動作する際には自身を停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の親子機能搭載ロボット。
3. 前記子機位置特定部は、特定した他のロボットの位置情報を、前記通信部によって当該他のロボットに送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の親子機能搭載ロボット。
4. 前記画像に基づいて調査対象のマップを作成するマップ作成処理部、
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の親子機能搭載ロボット。
5. 慣性情報に基づいて自身の位置を特定する自機位置特定部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項４に記載の親子機能搭載ロボット。
6. 子機が備える前記自機位置特定部によって特定された当該子機の位置と、親機が備える前記子機位置特定部によって特定された当該子機の位置とが、所定値以上に乖離していたならば、ユーザに警告する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の親子機能搭載ロボット。
7. 前記子機位置特定部は、前記画像に子機である他のロボットが認識されないならば、ユーザに警告する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の親子機能搭載ロボット。
8. 前記撮影部は、ステレオカメラである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の親子機能搭載ロボット。
9. 前記撮影部によって撮影可能なマーカを更に備え、
   前記子機位置特定部は、前記マーカを認識することによって前記画像から他のロボットを認識して、その位置を特定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の親子機能搭載ロボット。
10. 他のロボットと協調して作業する作業助勢部を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１に記載の親子機能搭載ロボット。

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