JP6021221B2 - Crawler type traveling vehicle and flipper origin detection method for crawler type traveling vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、フリッパを具備して、段差や障害物が存在する不整地を走行するクローラ式走行車及びクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法に関するものである。 The present invention relates to a crawler type traveling vehicle that includes a flipper and travels on rough terrain where a step or an obstacle exists, and a flipper origin setting method for the crawler type traveling vehicle.
従来、上記したクローラ式走行車としては、例えば、車体と、この車体の内側で且つ両サイドに沿って配置されたクローラと、車体の外側で且つ両サイドの前後に配置されて、駆動モータから与えられる回転出力により水平軸回りに回動することでクローラに対する角度を可変としたフリッパと、車体に搭載された操縦用カメラと、同じく車体に搭載された車体傾斜角センサと、操縦用カメラからの画像及び車体傾斜角センサからの車体傾斜角度に基づいて走行車全体の動作をコントロールする制御部を備えたものがある。 Conventionally, as the above-described crawler type traveling vehicle, for example, a vehicle body, a crawler disposed inside the vehicle body and along both sides, a vehicle motor and a front and rear side of both sides, From a flipper that rotates around a horizontal axis by a given rotational output to change the angle with respect to the crawler, a steering camera mounted on the vehicle body, a vehicle body tilt angle sensor that is also mounted on the vehicle body, and a steering camera And a control unit that controls the operation of the entire traveling vehicle based on the image of the vehicle and the vehicle body inclination angle from the vehicle body inclination angle sensor.
このクローラ式走行車において、フリッパを水平軸回りに回動させて迎え角を調整することで、段差乗り越え性能を高めたり、車体の姿勢を変化させたりすることができるようになっている。 In this crawler type traveling vehicle, by turning the flipper about the horizontal axis and adjusting the angle of attack, it is possible to improve the step-over performance and change the posture of the vehicle body.
このクローラ式走行車に遠隔操作により所望の走行を行わせるうえで、車体の外側で且つ両サイドの前後に配置された４個のフリッパのクローラに対する各位置を認識しておく必要がある（前部又は後部だけに２個のフリッパを備えたクローラ式走行車も同様）。 In order for this crawler-type traveling vehicle to perform desired traveling by remote control, it is necessary to recognize the positions of the four flippers arranged on the outside of the vehicle body and on the front and rear sides of both sides with respect to the crawler (front The same applies to crawler type traveling vehicles equipped with two flippers only in the rear or rear part).
そのために、駆動モータへの電源投入時において、４個のフリッパのクローラに対する各位置が互いに揃っているか否かにかかわらず、４個のフリッパの原点出しを行うことが不可欠である。ここで、フリッパの原点出しとは、通常、フリッパをクローラに沿う方向に倒した状態、すなわち、フリッパのクローラに対する角度（迎え角）が０°となる状態にセットすることであり、このようなフリッパの原点出しを行った場合には、フリッパを上向きに回動させて起立させた状態の角度が＋９０°になる。 Therefore, when the power to the drive motor is turned on, it is indispensable to perform the origin of the four flippers regardless of whether the positions of the four flippers with respect to the crawler are aligned with each other. Here, the origination of the flipper is usually set in a state where the flipper is tilted in the direction along the crawler, that is, in a state where the angle (attack angle) of the flipper with respect to the crawler is 0 °. When the origin of the flipper is performed, the angle in a state where the flipper is turned upright to stand is + 90 °.
上記したクローラ式走行車において、フリッパの車体に対する位置を認識するのに必要なフリッパの原点出しは、駆動モータの出力軸やフリッパの回動軸の角度を検する回転角度検出用のセンサを用いて行っているほか、接触式のリミットスイッチや、光学式のリミットスイッチを用いて行っている（例えば、特許文献１参照）。 In the crawler type traveling vehicle described above, the origin of the flipper necessary for recognizing the position of the flipper relative to the vehicle body is obtained by using a rotation angle detection sensor that detects the angle of the output shaft of the drive motor and the rotation shaft of the flipper. In addition, it is performed using a contact type limit switch or an optical limit switch (see, for example, Patent Document 1).
上記したクローラ式走行車では、フリッパの原点出しを回転角度検出用のセンサや、接触式のリミットスイッチや、光学式のリミットスイッチを用いて行っているが、回転角度検出用のセンサの場合には、構造の複雑化を招くうえコスト高になるという問題がある。
また、接触式のリミットスイッチの場合には、外部に露出している都合上、走行中に巻き上げる砂利などの飛散物が当たって破損する可能性があり、一方、光学式のリミットスイッチの場合には、泥や汚れなどの付着物により計測機能が低下する可能性があるという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
In the above-described crawler type traveling vehicle, the origin of the flipper is detected using a rotation angle detection sensor, a contact type limit switch, or an optical limit switch. However, there is a problem that the structure is complicated and the cost is increased.
In the case of a contact type limit switch, there is a possibility that it will be struck by scattered objects such as gravel rolled up during traveling due to the exposure to the outside, while in the case of an optical limit switch. Has a problem that the measurement function may be deteriorated by deposits such as mud and dirt, and it has been a conventional problem to solve these problems.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、回転角度検出用のセンサや接触式のリミットスイッチや光学式のリミットスイッチなどのフリッパ原点出し専用の機器を用いることなく、確実にフリッパの原点出しを行うことができ、その結果、車両コストの低減に寄与することが可能であるクローラ式走行車及びクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and without using a dedicated device for detecting the origin of a flipper such as a sensor for detecting a rotation angle, a contact-type limit switch, or an optical limit switch. It is another object of the present invention to provide a crawler type traveling vehicle and a crawler type traveling vehicle flipper origin finding method capable of performing origination of a flipper and, as a result, contributing to reduction in vehicle cost.
本発明の請求項１に係る発明は、車体と、この車体の両サイドに沿ってそれぞれ配置されたクローラと、前記クローラの各外側に配置されて、駆動モータから与えられる回転出力により水平軸回りに回動することで該クローラに対する角度を可変としたフリッパと、前記車体の前部及び後部並びに該車体に支柱を介して搭載された合計３台の操縦用カメラと、に搭載された操縦用カメラと、前記車体に搭載された車体傾斜角センサと、前記３台の操縦用カメラから得られる画像及び前記車体傾斜角センサから得られる車体傾斜角度に基づいて車体全体の動作をコントロールする制御部を備えたクローラ式走行車において、前記制御部では、前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しと、前記駆動モータ及び前記車体傾斜角センサからの各データにより該フリッパの原点を出すセンサモードフリッパ原点出しとの少なくともいずれか一方のモードのフリッパ原点出しが成される構成としたことを特徴としており、このクローラ式走行車の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicle body, a crawler disposed along both sides of the vehicle body, and a horizontal axis around a horizontal axis by a rotational output disposed from each of the crawlers and provided from a drive motor. For the steering mounted on the flipper whose angle with respect to the crawler can be varied by rotating in the forward direction, the front and rear portions of the vehicle body, and a total of three camera cameras mounted on the vehicle body via a column . A control unit that controls the operation of the entire vehicle body based on a camera, a vehicle body tilt angle sensor mounted on the vehicle body, an image obtained from the three steering cameras, and a vehicle body tilt angle obtained from the vehicle body tilt angle sensor in crawler vehicle having a, in the control unit, the detecting the state of the flipper on the image from the three steering cameras give the origin of the flipper camera The flipper origin search in at least one of the mode of the flipper origin return and the sensor mode flipper origin return which outputs the origin of the flipper based on each data from the drive motor and the vehicle body tilt angle sensor is configured. The configuration of this crawler type traveling vehicle is used as means for solving the above-described conventional problems.
本発明の請求項２に係るクローラ式走行車において、前記制御部における前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記フリッパを前記クローラに沿う方向に倒した状態から前記クローラに対して起立させた状態に至るまでのいずれか一つの状態を前記３台の操縦用カメラからの画像上で検出して成される構成としている。 In the crawler type traveling vehicle according to a second aspect of the present invention, the camera mode flipper origination in the control unit extends from a state where the flipper is tilted in a direction along the crawler to a state where the flipper is raised with respect to the crawler. Any one of the above states is detected on the images from the three control cameras.
本発明の請求項３に係るクローラ式走行車において、前記フリッパには貼り付けタイプやペイントタイプのマーカーが設置され、前記制御部における前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記フリッパのマーカーを前記３台の操縦用カメラからの画像上で検出して成される構成としている。
In the crawler type traveling vehicle according to
本発明の請求項４に係るクローラ式走行車において、前記制御部における前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記３台の操縦用カメラからの画像上に設定した検出枠内に占める前記マーカーの色成分の割合に基づいて成される構成とし、本発明の請求項５に係るクローラ式走行車において、前記制御部における前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記３台の操縦用カメラからの画像上に設定した検出枠内における前記マーカーの形状によるパターンマッチングにより成される構成としている。
In the crawler type traveling vehicle according to
本発明の請求項６に係るクローラ式走行車において、前記制御部では、前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しと、前記駆動モータ及び前記車体傾斜角センサからの各データにより該フリッパの原点を出すセンサモードフリッパ原点出しとの少なくともいずれか一方のモードのフリッパ原点出しが成され、前記制御部における前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面から離間させた状態の前記フリッパの先端部を該走行面に接触させた時点における前記駆動モータの電流値の上昇と、前記フリッパの先端部が前記走行面に接触した時点から始まる前記車体傾斜角センサの水平状態における初期値に対する傾斜角の増加とを検出して成される構成とし、本発明の請求項７に係るクローラ式走行車において、前記制御部では、前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しと、前記駆動モータ及び前記車体傾斜角センサからの各データにより該フリッパの原点を出すセンサモードフリッパ原点出しとの少なくともいずれか一方のモードのフリッパ原点出しが成され、前記制御部における前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面に接触した状態の前記フリッパを該走行面から離間させた時点における前記駆動モータの電流値の下降と、前記フリッパが前記走行面から離間することで前記車体傾斜角センサが水平状態になる時点とを検出して成される構成としている。
In the crawler type traveling vehicle according to
一方、本発明の請求項８に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、車体の両サイドにはクローラがそれぞれ配置され、前記クローラの各外側には、駆動モータから与えられる回転出力により水平軸回りに回動することで該クローラに対する角度を可変としたフリッパが配置され、前記車体には、前部及び後部に配置された２台の操縦用カメラ及び該車体に支柱を介して配置された１台の操縦用カメラの合計３台の操縦用カメラが搭載されていると共に車体傾斜角センサが搭載されており、クローラ式走行車の前記フリッパの原点出しを行うに際して、前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しを行う構成としている。
On the other hand, in the flipper origin setting method for a crawler type traveling vehicle according to
本発明の請求項９に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記フリッパを前記クローラに沿う方向に倒した状態から前記クローラに対して起立させた状態に至るまでのいずれか一つの状態を前記３台の操縦用カメラからの画像上で検出して成される構成とし、本発明の請求項１０に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、前記フリッパにはマーカーが設置され、前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記フリッパのマーカーを前記３台の操縦用カメラからの画像上で検出して該フリッパの原点を出す構成としている。
In the flipper origin setting method for a crawler type traveling vehicle according to claim 9 of the present invention, the camera mode flipper origin return is performed from a state where the flipper is tilted in a direction along the crawler to a state where the flipper is raised from the crawler. In any one of the states up to the above, it is configured to be detected on the images from the three control cameras, and the flipper origin finding method for a crawler type traveling vehicle according to
本発明の請求項１１に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記３台の操縦用カメラからの画像上に設定した検出枠内に占める前記マーカーの色成分の割合に基づいて成される構成とし、本発明の請求項１２に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、前記カメラモードフリッパ原点出しは、前記３台の操縦用カメラからの画像上に設定した検出枠内における前記マーカーの形状によるパターンマッチングにより成される構成としている。
In the flipper origin finding method for a crawler type traveling vehicle according to
本発明の請求項１３に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しと、前記駆動モータ及び前記車体傾斜角センサからの各データにより該フリッパの原点を出すセンサモードフリッパ原点出しとの少なくともいずれか一方のモードのフリッパ原点出しを行い、前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面から離間させた状態の前記フリッパの先端部を該走行面に接触させた時点における前記駆動モータの電流値の上昇と、前記フリッパの先端部が前記走行面に接触した時点から始まる前記車体傾斜角センサの水平状態における初期値に対する傾斜角の増加とを検出して成される構成とし、本発明の請求項１４に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しと、前記駆動モータ及び前記車体傾斜角センサからの各データにより該フリッパの原点を出すセンサモードフリッパ原点出しとの少なくともいずれか一方のモードのフリッパ原点出しを行い、前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面に接触した状態の前記フリッパを該走行面から離間させた時点における前記駆動モータの電流値の下降と、前記フリッパが前記走行面から離間することで前記車体傾斜角センサが水平状態になる時点とを検出して成される構成としている。 In the flipper origin finding method for a crawler type traveling vehicle according to claim 13 of the present invention, a camera mode flipper origin finding for detecting the state of the flipper on the images from the three control cameras and finding the origin of the flipper. And at least one of the modes of the sensor mode flipper origination for obtaining the origin of the flipper based on each data from the drive motor and the vehicle body tilt angle sensor, the sensor mode flipper origination is performed, The vehicle body starts from the rise in the current value of the drive motor when the tip of the flipper in a state of being separated from the running surface is brought into contact with the running surface, and the time when the tip of the flipper comes into contact with the running surface. The tilt angle sensor is configured to detect an increase in the tilt angle with respect to the initial value in the horizontal state, and the request of the present invention. In flipper home search method crawler vehicle according to claim 14, the camera mode flipper home search issuing origin of the flipper by detecting the state of the flipper on the image from the three steering cameras, the drive The sensor mode flipper origin search is performed in at least one of the mode of the sensor mode flipper origin search that outputs the origin of the flipper based on each data from the motor and the vehicle body tilt angle sensor. Detects a decrease in the current value of the drive motor when the flipper in a state of being separated from the running surface and a time point when the vehicle body inclination angle sensor becomes horizontal when the flipper is separated from the running surface. It is configured to be made.
本発明に係るクローラ式走行車及びクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法において、操縦用カメラの搭載位置は、フリッパの先端部分が視野に入る位置であれば特に限定しない。例えば、車体の前部や後部に搭載されるほか、車体に設置される支柱上端部等の高所に配置される。この際、車体の前部や後部に搭載される操縦用カメラは、クローラに沿う方向に倒した状態のフリッパの検出に用いられ、車体の高所に配置される操縦用カメラは、クローラに対して起立させた状態のフリッパの検出に用いられる。 In the crawler type traveling vehicle and the crawler type traveling vehicle flipper origin setting method according to the present invention, the mounting position of the steering camera is not particularly limited as long as the tip portion of the flipper is in the field of view. For example, in addition to being mounted on the body of the front and rear, it is placed in a high place of the strut upper portion or the like installed in the vehicle body. At this time, the steering camera mounted on the front and rear of the vehicle body is used for detecting the flipper in a state of being tilted in the direction along the crawler, and the steering camera disposed at the height of the vehicle body is It is used for detecting the flipper in a standing state.
本発明の請求項１に係るクローラ式走行車及び請求項８に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、車体に搭載した操縦用カメラによるフリッパ原点出しを行うので、構造の複雑化及びコスト高を招く回転角度検出用のセンサや、飛散物で破損する虞のある接触式のリミットスイッチや、付着物で機能が低下する虞のある光学式のリミットスイッチを用いなくても、すなわち、フリッパ原点出し専用の機器を用いなくても、確実にフリッパの原点出しを行い得ることとなる。
The crawler vehicle and crawler vehicle flipper home search method according to
また、本発明の請求項２に係るクローラ式走行車及び請求項９に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、車体に搭載した操縦用カメラによるフリッパ原点出しが容易に成されることとなり、本発明の請求項３に係るクローラ式走行車及び請求項１０に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、操縦用カメラによるフリッパ原点出しがより一層容易に成されることとなる。
In the crawler type traveling vehicle according to
さらに、本発明の請求項４，５に係るクローラ式走行車及び請求項１１，１２に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、フリッパ原点出しのより一層の容易化が図られるのに加えて、フリッパ原点出し処理時における処理容量を減らせる分だけ高速処理化が図られることとなる。
Further, in the crawler type traveling vehicle according to
さらにまた、本発明の請求項６，７に係るクローラ式走行車及び請求項１３，１４に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、車体に搭載した操縦用カメラが使えない場合であったとしても、精度の高いフリッパの原点出しを確実に行い得ることとなる。 Furthermore, in the crawler type traveling vehicle according to the sixth and seventh aspects of the present invention and the crawler type traveling vehicle according to the thirteenth and fourteenth aspects, the flipper origin finding method is a case where the steering camera mounted on the vehicle body cannot be used. However, the origin of the flipper with high accuracy can be surely performed.
本発明の請求項１に係るクローラ式走行車及び請求項８に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、フリッパ原点出し専用の機器を用いることなく、確実にフリッパの原点出しを行うことができ、したがって、車両コストの低減に寄与することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 In the crawler type traveling vehicle according to the first aspect of the present invention and the crawler type traveling vehicle according to the eighth aspect of the present invention, the flipper origin finding method can reliably perform the origination of the flipper without using a dedicated device for the origin of the flipper. Therefore, it is possible to bring about a very excellent effect that it is possible to contribute to a reduction in vehicle cost.
また、本発明の請求項２に係るクローラ式走行車及び請求項９に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、車体に搭載した操縦用カメラによるフリッパ原点出しを簡単に行うことができ、本発明の請求項３に係るクローラ式走行車及び請求項１０に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、フリッパ原点出しをより一層簡単に行うことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
Further, in the crawler type traveling vehicle according to
さらに、本発明の請求項４，５に係るクローラ式走行車及び請求項１１，１２に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、フリッパ原点出しのより一層の容易化を実現することができるうえ、フリッパ原点出し処理容量を減し得る分だけ高速処理化をも実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
Furthermore, in the crawler type traveling vehicle according to
さらにまた、本発明の請求項６，７に係るクローラ式走行車及び請求項１３，１４に係るクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法では、車体に搭載した操縦用カメラを使用するしないにかかわらず、精度の高いフリッパの原点出しを確実に行うことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。 Furthermore, in the crawler type traveling vehicle according to the sixth and seventh aspects of the present invention and the crawler type traveling vehicle according to the thirteenth and fourteenth aspects, the flipper origin-finding method regardless of whether or not the steering camera mounted on the vehicle body is used. Thus, a very excellent effect is obtained that the origin of the flipper with high accuracy can be surely performed.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施例によるクローラ式走行車を示している。
図１に示すように、このクローラ式走行車１は、観測器材や危険物処理器材などの器材を搭載して走行する走行車であって、器材を搭載する車体２と、この車体２の内側で且つ両サイドに沿って配置されて車体２を支える左右一対のクローラ１０，１０と、車体２の外側で且つ両サイドに配置された左右一対のフリッパ２０，２０を備えており、この左右一対のフリッパ２０，２０は、車体２の前後に一組ずつ配置されている。
但し、左右一対のクローラ１０，１０は、クローラ式走行車１の用途に応じて車体２の外側に配置してもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2 show a crawler type traveling vehicle according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
However, the pair of left and
クローラ１０は、車体２に搭載された図示しないクローラモータからの出力により回転する駆動スプロケット１１と、受動スプロケット１２と、駆動スプロケット１１及び受動スプロケット１２間に掛け渡されて駆動スプロケット１１からの駆動力を受けて両スプロケット１１，１２間を循環するクローラベルト１５を具備している。
The
一方、フリッパ２０は、フリッパフレーム２１と、このフリッパフレーム２１に固定された主軸２２と、この主軸２２に回転自在に支持されたフリッパ基端側スプロケット２４と、フリッパフレーム２１に固定した軸２５に回転自在に支持されたフリッパ先端側スプロケット２７と、フリッパ基端側スプロケット２４及びフリッパ先端側スプロケット２７間に掛け渡されて両スプロケット間２４，２７を循環するフリッパベルト２８を具備している。
On the other hand, the
車体２の前側（図１左側）に配置されたフリッパ２０のフリッパ基端側スプロケット２４は、クローラ１０の駆動スプロケット１１と一体で回転し、車体２の後側（図１右側）に配置されたフリッパ２０のフリッパ基端側スプロケット２４は、クローラ１０の受動スプロケット１２と一体で回転するようになっており、各フリッパベルト２８は、クローラ１０のクローラモータからの回転出力を受けてフリッパ２０の両スプロケット２４，２７間をそれぞれ循環する。
The flipper base
フリッパ２０のフリッパ基端側スプロケット２４を支持する主軸２２は、クローラ１０の駆動スプロケット１１（受動スプロケット１２）の中心軸を通って車体２に配置されたフリッパ駆動モータ（駆動モータ）３０に接続されており、フリッパ２０はこのフリッパ駆動モータ３０の出力によって、中心軸（水平軸）まわりに回動してクローラ１０に対する角度を変えることができるようになっている。
The
また、このクローラ式走行車１は、フリッパ２０が配置された車体２の前部及び後部に搭載された操縦用カメラ３，４と、これらの操縦用カメラ３，４から得られる画像に基づいて走行車１全体の動作をコントロールする制御部５を備えており、この実施例では、車体２に設置される支柱６の上端にも、台座７を介して操縦用カメラ８が配置されている。操縦用カメラ８は、支柱６の回転により操縦用カメラ４側のフリッパ２０も観察することができる。なお、操縦用カメラ８をｐｔｚカメラ（パンチルトズームカメラ）として、支柱６の上端の台座７に設置することで操縦用カメラ４側のフリッパ２０を観察するようにしてもよい。
In addition, the
このような構成を成すクローラ式走行車１において、フリッパ２０の車体２に対する位置を認識する際に必要なフリッパ２０の原点出しを制御部５で行うようになっており、この制御部５では、操縦用カメラ３，４，８からの各画像上でフリッパ２０の状態を検出することでフリッパ２０の原点を出すカメラモードフリッパ原点出しが行われるようになっている。
In the crawler
この制御部５におけるカメラモードフリッパ原点出しは、フリッパ２０をクローラ１０に沿う方向に倒した状態を車体２の前部及び後部に搭載される操縦用カメラ３，４からの各画像上で検出して成され、具体的には、図２に示すように、操縦用カメラ３（４）からの各画像Ｄ上において、クローラ１０に沿う方向に倒した状態のフリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７を検出することで成されるようになっている。
The camera mode flipper origin setting in the
また、制御部５におけるカメラモードフリッパ原点出しは、操縦用カメラ８からの画像上において、図１（ｂ）に仮想線で示すように、クローラ１０に対して起立させた状態のフリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７を検出することでも成されるようになっている。すなわち、制御部５におけるカメラモードフリッパ原点出しは、フリッパ２０をクローラ１０に沿う方向に倒した状態からクローラ１０に対して起立させた状態に至るまでのいずれか一つの状態を操縦用カメラ３，４，８からの画像上で検出して成されるようになっている。
Further, the camera mode flipper origin setting in the
この実施例において、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７を支持する軸２５の端面には、円板状のマーカー２９が貼り付けてあり、制御部５におけるカメラモードフリッパ原点出しにおいて、操縦用カメラ３，４，８からの各画像Ｄ上におけるフリッパ２０の状態を容易に検出することができるようにしてある。
In this embodiment, a disc-shaped
このように、上記したクローラ式走行車１では、車体２に搭載した操縦用カメラ３，４，８によるフリッパ原点出しを行うので、構造の複雑化及びコスト高を招く回転角度検出用のセンサや、飛散物で破損する虞のある接触式のリミットスイッチや、付着物で機能が低下する虞のある光学式のリミットスイッチを用いなくても、すなわち、フリッパ原点出し専用の機器を用いなくても、簡単且つ確実にフリッパ２０の原点出しを行い得ることとなる。
In this way, in the crawler
また、上記したクローラ式走行車１では、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７を支持する軸２５の端面に、円板状のマーカー２９を貼り付けているので、操縦用カメラ３，４，８によるフリッパ原点出しがより一層簡単に行い得ることとなる。
In the crawler
図３及び図４は、本発明の他の実施例を示している。
フリッパ２０の先端部分を捉えた図３の画像説明図（ａ），（ｂ）に示すように、この実施例において、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７に配置した円板状のマーカー２９として、着色したもの、例えば赤色（図では着色していない）にペイントしたものを用い、一方、操縦用カメラ３，４，８からの画像Ｄ上には、画像処理速度向上のための検出枠Ｄｆを設定している。
3 and 4 show another embodiment of the present invention.
As shown in the image explanatory views (a) and (b) of FIG. 3 in which the tip portion of the
このような着色したマーカー２９及び画像Ｄ上の検出枠Ｄｆを用いた図４に示すカメラモードフリッパ原点出しを、操縦用カメラ３を例に挙げて説明すると、まず、ステップＳ１において、フリッパ２０をクローラ１０に沿う方向に回動させる。
The camera mode flipper origination shown in FIG. 4 using the colored
次いで、図３（ａ）に示すように、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７のマーカー２９が操縦用カメラ３の画像Ｄに捉えられ、さらに、図３（ｂ）に示すように、マーカー２９が操縦用カメラ３の画像Ｄ上の検出枠Ｄｆに進入すると、ステップＳ２において、検出枠Ｄｆ内に占めるマーカー２９の色成分（赤色成分）の割合が設定％以上であるか否かの判定が成され、検出枠Ｄｆ内に占めるマーカー２９の色成分の割合が設定％以上であると判定された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３において、フリッパ原点出しが完了し、一方、検出枠Ｄｆ内に占めるマーカー２９の色成分が設定％に満たない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ１に戻って、クローラ１０に沿う方向への回動をフリッパ２０に継続して行わせる。
Next, as shown in FIG. 3A, the
この実施例では、着色したマーカー２９及び画像Ｄ上に設定した検出枠Ｄｆを用いて、カメラモードフリッパ原点出しを行うようにしているので、フリッパ原点出しのより一層の容易化が図られるうえ、フリッパ原点出し処理時の処理容量を減らすことができるので、その分だけ高速処理化が図られることとなる。
In this embodiment, since the camera mode flipper origin finding is performed using the colored
図５及び図６は、本発明のさらに他の実施例を示している。
フリッパ２０の先端部分を捉えた図５の画像説明図（ａ），（ｂ）に示すように、この実施例において、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７に配置したマーカーとして、星形状のマーカー２９ｓを用い、一方、操縦用カメラ３，４，８からの画像Ｄ上に検出枠Ｄｆを設定している。なお、この実施例において、マーカーの形状は星形状のものに限定されることはなく、例えば、三角形状や四角形状等であってもよい。
5 and 6 show still another embodiment of the present invention.
As shown in the image explanatory views (a) and (b) of FIG. 5 in which the tip portion of the
このような星形状のマーカー２９ｓ及び画像Ｄ上の検出枠Ｄｆを用いた図６に示すカメラモードフリッパ原点出しを、操縦用カメラ３を例に挙げて説明すると、まず、ステップＳ１１において、フリッパ２０をクローラ１０に沿う方向に回動させる。
The origin of the camera mode flipper shown in FIG. 6 using the star-shaped
次いで、図５（ａ）に示すように、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７のマーカー２９ｓが操縦用カメラ３の画像Ｄに捉えられ、さらに、図５（ｂ）に示すように、マーカー２９ｓが操縦用カメラ３の画像Ｄ上の検出枠Ｄｆに進入すると、ステップＳ１２において、検出枠Ｄｆ内におけるマーカー２９ｓの形状によるパターンマッチングが成され、検出枠Ｄｆ内におけるマーカー２９ｓのマッチング一致率が設定％以上であると判定された場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１３において、フリッパ原点出しが完了し、一方、検出枠Ｄｆ内におけるマーカー２９ｓのマッチング一致率が設定％に満たない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ１１に戻って、クローラ１０に沿う方向への回動をフリッパ２０に継続して行わせる。
Next, as shown in FIG. 5A, the
この実施例において、星形状のマーカー２９ｓ及び画像Ｄ上に設定した検出枠Ｄｆを用いて、カメラモードフリッパ原点出しを行うようにしているので、先の実施例と同様に、フリッパ原点出しのより一層の容易化が図られるうえ、フリッパ原点出し処理時の処理容量を減らすことができるので、その分だけ高速処理化が図られることとなる。
In this embodiment, since the camera mode flipper origin search is performed using the star-shaped
図７及び図８は、本発明のさらに他の実施例によるクローラ式走行車を示している。
図７に示すように、このクローラ式走行車５１が、先の実施例におけるクローラ式走行車１と相違するころは、車体２に搭載されるフリッパ駆動モータ３０及び台座７上に配置される車体傾斜角センサ９からの各データに基づいてフリッパ２０の原点を出すセンサモードフリッパ原点出しを行うようにした点にあり、他の構成は先の実施例におけるクローラ式走行車１と同じである。
7 and 8 show a crawler type traveling vehicle according to still another embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 7, this crawler
制御部５におけるセンサモードフリッパ原点出しは、走行面Ｅから離間させた状態のフリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７をこの走行面Ｅに接触させた時点におけるフリッパ駆動モータ３０の電流値（トルク）の上昇と、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７が走行面Ｅに接触した時点から始まる車体傾斜角センサ９の水平状態における初期値に対する傾斜角の増加とを検出することで成されるようになっている。
The origin of the sensor mode flipper in the
このセンサモードフリッパ原点出しにおいて、図８に示すように、まず、ステップＳ２１において、走行面Ｅから離間させた状態のフリッパ２０を、図７（ａ）に示すように、走行面Ｅに接触する方向に回動させる。
In this sensor mode flipper origin search, as shown in FIG. 8, first, in step S21, the
次いで、ステップＳ２２において、この時点におけるフリッパ駆動モータ３０の電流値（トルク）の上昇が設定値以上であるか否かの判定と、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７が走行面Ｅに接触することで始まる車体傾斜角センサ９における傾斜角増加の有無が判定され、フリッパ駆動モータ３０の電流値の上昇が設定値以上であり、且つ、車体傾斜角センサ９における傾斜角の増加が有る場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ２３において、フリッパ原点出しが完了し、一方、フリッパ駆動モータ３０の電流値の上昇が設定値に満たない場合で、且つ、車体傾斜角センサ９における傾斜角の増加が無い場合（Ｎｏ）には、ステップＳ２１に戻って、走行面Ｅに接触する方向への回動をフリッパ２０に継続して行わせる。なお、ステップＳ２２における設定値（閾値）は、図７（ｂ）に示すように、フリッパ２０のフリッパ先端側スプロケット２７が走行面Ｅに接触してクローラ１０の端部が僅かに浮き上がった時点で（Ｙｅｓ）となるように設定される。
Next, in step S22, it is determined whether or not the increase in the current value (torque) of the
この実施例によるクローラ式走行車５１にあっても、フリッパ駆動モータ３０及び車体傾斜角センサ９によりフリッパ原点出しを行うので、フリッパ原点出し専用の機器を用いなくても、確実にフリッパ２０の原点出しを行い得ることとなる。
Even in the crawler
また、この実施例によるクローラ式走行車５１では、車体２に搭載した操縦用カメラ３，４，８が使えない場合であったとしても、精度の高いフリッパ２０の原点出しを確実に行い得ることとなる。
なお、クローラ式走行車５１の用途によって、フリッパ駆動モータ３０の電流値又は車体傾斜角センサ９における傾斜角のいずれか一方による判定に依るように設定することができるのは勿論である。
Further, in the crawler
Of course, depending on the application of the crawler
また、この実施例では、フリッパ駆動モータ３０及び車体傾斜角センサ９によりフリッパ原点出しを行う場合において、走行面Ｅに接触した状態のフリッパ２０をこの走行面Ｅから離間させ、この時点におけるフリッパ駆動モータ３０の電流値の下降と、フリッパ２０が走行面Ｅから離間することで車体傾斜角センサ９が水平状態になる時点とを検出するようにしてもよい。
In this embodiment, when the
本発明に係るクローラ式走行車及びクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法の構成は、上記した実施例の構成に限定されるものではない。 The configuration of the crawler type traveling vehicle and the flipper origin setting method of the crawler type traveling vehicle according to the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
１，５１ クローラ式走行車
２ 車体
３，４，８ 操縦用カメラ
５ 制御部
９ 車体傾斜角センサ
１０ クローラ
２０ フリッパ
２９，２９ｓ マーカー
３０ フリッパ駆動モータ（駆動モータ）
Ｄ 画像
Ｄｆ 検出枠
DESCRIPTION OF
D Image Df detection frame
Claims (14)
この車体の両サイドに沿ってそれぞれ配置されたクローラと、
前記クローラの各外側に配置されて、駆動モータから与えられる回転出力により水平軸回りに回動することで該クローラに対する角度を可変としたフリッパと、
前記車体の前部及び後部並びに該車体に支柱を介して搭載された合計３台の操縦用カメラと、
前記車体に搭載された車体傾斜角センサと、
前記３台の操縦用カメラから得られる画像及び前記車体傾斜角センサから得られる車体傾斜角度に基づいて前記車体全体の動作をコントロールする制御部を備えたクローラ式走行車において、
前記制御部では、前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しが成される
ことを特徴とするクローラ式走行車。 The car body,
Crawlers arranged along both sides of this car body,
A flipper that is arranged on each outer side of the crawler and rotates around a horizontal axis by a rotation output given from a drive motor, thereby changing an angle with respect to the crawler;
A total of three steering cameras mounted on the front and rear of the vehicle body and the vehicle body via a support ;
A vehicle body tilt angle sensor mounted on the vehicle body;
In a crawler type traveling vehicle including a control unit that controls the operation of the entire vehicle body based on an image obtained from the three steering cameras and a vehicle body tilt angle obtained from the vehicle body tilt angle sensor,
Wherein the control unit, the crawler type traveling vehicle, characterized in that it is made Shiga out camera mode flipper origin issue origin of the flipper by detecting the state of the flipper on the image from the three steering cameras .
前記制御部における前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面から離間させた状態の前記フリッパの先端部を該走行面に接触させた時点における前記駆動モータの電流値の上昇と、前記フリッパの先端部が前記走行面に接触した時点から始まる前記車体傾斜角センサの水平状態における初期値に対する傾斜角の増加とを検出して成される請求項１に記載のクローラ式走行車。 The control unit detects the state of the flipper on an image from the three control cameras and outputs the origin of the flipper. The origin of the flipper is determined, and each of the drive motor and the vehicle body tilt angle sensor The flipper origin search of at least one of the sensor mode flipper origin search which outputs the origin of the flipper according to the data is made,
The origin of the sensor mode flipper in the control unit is an increase in the current value of the drive motor when the tip of the flipper that is separated from the running surface is brought into contact with the running surface, and the tip of the flipper. The crawler type traveling vehicle according to claim 1, wherein the crawler traveling vehicle is detected by detecting an increase in an inclination angle with respect to an initial value in a horizontal state of the vehicle body inclination angle sensor, which starts when the vehicle contacts the traveling surface.
前記制御部における前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面に接触した状態の前記フリッパを該走行面から離間させた時点における前記駆動モータの電流値の下降と、前記フリッパが前記走行面から離間することで前記車体傾斜角センサが水平状態になる時点とを検出して成される請求項１に記載のクローラ式走行車。 The control unit detects the state of the flipper on an image from the three control cameras and outputs the origin of the flipper. The origin of the flipper is determined, and each of the drive motor and the vehicle body tilt angle sensor The flipper origin search of at least one of the sensor mode flipper origin search which outputs the origin of the flipper according to the data is made,
The origin of the sensor mode flipper in the control unit is a decrease in the current value of the drive motor when the flipper in contact with the traveling surface is separated from the traveling surface, and the flipper is separated from the traveling surface. The crawler type traveling vehicle according to claim 1, wherein the crawler traveling vehicle is detected by detecting when the vehicle body inclination angle sensor is in a horizontal state.
前記３台の操縦用カメラからの画像上で前記フリッパの状態を検出して該フリッパの原点を出すカメラモードフリッパ原点出しを行う
ことを特徴とするクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法。 A crawler is disposed on each side of the vehicle body, and on each outer side of the crawler, a flipper having a variable angle with respect to the crawler by rotating about a horizontal axis by a rotational output provided from a drive motor is disposed. The vehicle body is mounted with a total of three steering cameras, two steering cameras arranged at the front and rear, and one steering camera arranged on the vehicle body via a column. A vehicle body tilt angle sensor is installed, and when the origin of the flipper of a crawler type traveling vehicle is determined,
Flipper home search method of the crawler type traveling vehicle and performing the detecting the state of the flipper on the image from the three steering cameras Shi out camera mode flipper origin issue origin of the flipper.
前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面から離間させた状態の前記フリッパの先端部を該走行面に接触させた時点における前記駆動モータの電流値の上昇と、前記フリッパの先端部が前記走行面に接触した時点から始まる前記車体傾斜角センサの水平状態における初期値に対する傾斜角の増加とを検出して成される請求項８に記載のクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法。 The camera mode flipper origin detection which detects the state of the flipper on the images from the three steering cameras and outputs the origin of the flipper, and each data from the drive motor and the vehicle body tilt angle sensor Perform the origin of the flipper in at least one of the modes of the sensor mode flipper origin search that outputs the origin,
The sensor mode flipper origin search is performed by increasing the current value of the drive motor when the tip of the flipper that is separated from the running surface is brought into contact with the running surface, and the tip of the flipper is moved to the running surface. The crawler type traveling vehicle flipper origin finding method according to claim 8, which is performed by detecting an increase in an inclination angle with respect to an initial value in a horizontal state of the vehicle body inclination angle sensor starting from a point of contact with the vehicle.
前記センサモードフリッパ原点出しは、走行面に接触した状態の前記フリッパを該走行面から離間させた時点における前記駆動モータの電流値の下降と、前記フリッパが前記走行面から離間することで前記車体傾斜角センサが水平状態になる時点とを検出して成される請求項８に記載のクローラ式走行車のフリッパ原点出し方法。 The camera mode flipper origin detection which detects the state of the flipper on the images from the three steering cameras and outputs the origin of the flipper, and each data from the drive motor and the vehicle body tilt angle sensor Perform the origin of the flipper in at least one of the modes of the sensor mode flipper origin search that outputs the origin,
The sensor mode flipper origin search is performed by decreasing the current value of the drive motor when the flipper in contact with the traveling surface is separated from the traveling surface, and by separating the flipper from the traveling surface. 9. The method for determining a flipper origin of a crawler type traveling vehicle according to claim 8, wherein the method is performed by detecting when the inclination angle sensor is in a horizontal state.
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