JP7407071B2 - 断面形状取得方法及び断面形状取得装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1態様において、前記無人移動体は、前記荷台と前記3次元レーザスキャナとの間に設けられると共に前記3次元レーザスキャナを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている。
本発明の第2態様において、前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する。
本発明の第3態様において、前記無人移動体は、前記荷台と前記トータルステーションとの間に設けられると共に前記トータルステーションを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている。
本発明の第4態様において、前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する。
本発明の第5態様において、前記無人移動体は、前記荷台と前記3次元レーザスキャナとの間に設けられると共に前記3次元レーザスキャナを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている。
本発明の第6態様において、前記無人移動体は、前記荷台と前記トータルステーションとの間に設けられると共に前記トータルステーションを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている。
制御装置100は、基地局から無人移動体10の遠隔操作による移動を指示する信号を受信すると、この信号に従って脚部14の動作を制御することで無人移動体10を移動させることが可能である。また、制御装置100は、基地局からスキャナ20の遠隔操作による測定を指示する信号を受信すると、この信号に従ってスキャナ20に測定させることが可能である。これにより、基地局にいるオペレータは、パーソナルコンピュータのディスプレイを介してステレオカメラ40が撮像した画像を観察しながら、無人移動体10を移動させたり、スキャナ20にスキャン(測定)させたりすることができる。
図10は、断面形状取得方法の変形例の流れを示すフローチャートである。図11は、断面形状取得方法の変形例においてトンネル内にいる作業員が行う作業を説明するための図である。図12は、無人移動体10の自律移動開始後に制御装置100が実行する断面形状取得処理の変形例を示すフローチャートである。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
[請求項1]
地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点にターゲットを設置する設置工程と、
3次元レーザスキャナが設けられた荷台、これを支持する少なくとも4つの脚部、並びに、前記3次元レーザスキャナ及び前記脚部の動作を制御する制御装置を備えた移動自在な無人移動体を遠隔操作により前記地下空間内で移動させ、前記無人移動体が前記地下空間内の予め選定された選定断面を通過するように移動する経路を作成する作成工程と、
前記作成した経路に沿って前記無人移動体を自律移動させる移動工程と、
前記3次元レーザスキャナに前記ターゲットをスキャンさせることで得られる前記3次元レーザスキャナの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記3次元レーザスキャナに前記選定断面についての内壁面をスキャンさせ、スキャン結果に基づいて前記制御装置に前記選定断面の形状を取得させる取得工程と、
を含む、断面形状取得方法。
[請求項2]
前記無人移動体は、前記荷台と前記3次元レーザスキャナとの間に設けられると共に前記3次元レーザスキャナを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、
前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている、請求項1に記載の断面形状取得方法。
[請求項3]
前記ターゲット及び前記内壁面をスキャンする際、前記制御装置が、前記無人移動体の移動を停止させた状態で前記水平保持処理を実行した後、当該水平保持処理の実行を禁止し、前記自動整準機能をオンする、請求項2に記載の断面形状取得方法。
[請求項4]
前記所定の位置は、前記3次元レーザスキャナに前記選定断面についての内壁面をスキャンさせる位置であり、
前記作成工程は、前記作成した経路上に前記所定の位置を設定する工程を含む、請求項1~3のいずれか1つに記載の断面形状取得方法。
[請求項5]
前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、
前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する、請求項1~請求項4のいずれか1つに記載の断面形状取得方法。
[請求項6]
前記設置工程は、前記選定断面についての内壁面の前記ステレオカメラが認識可能な位置にマトリックス型二次元コードを取り付ける工程を含み、
前記取得工程では、前記ステレオカメラが前記マトリックス型二次元コードを認識したことを契機として前記3次元レーザスキャナに前記ターゲットをスキャンさせ、前記現在位置が前記所定の位置となるように前記無人移動体を移動させる、請求項5に記載の断面形状取得方法。
[請求項7]
地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点に第1のターゲットを設置すると共に前記地下空間内の予め選定された選定断面についての内壁面上に複数の第2のターゲットを設置する設置工程と、
前記第1のターゲット及び前記第2のターゲットの位置座標を取得可能なトータルステーションが設けられた荷台、これを支持する少なくとも4つの脚部、並びに、前記トータルステーション及び前記脚部の動作を制御する制御装置を備えた移動自在な無人移動体を遠隔操作により前記地下空間内で移動させ、前記無人移動体が前記選定断面を通過するように移動する経路を作成する作成工程と、
前記作成した経路に沿って前記無人移動体を自律移動させる移動工程と、
前記トータルステーションに前記第1のターゲットの位置座標を取得させることで得られる前記トータルステーションの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記トータルステーションに前記選定断面についての第2のターゲットの位置座標を取得させ、当該取得結果に基づいて前記制御装置に前記選定断面の形状を取得させる取得工程と、
を含む、断面形状取得方法。
[請求項8]
前記無人移動体は、前記荷台と前記トータルステーションとの間に設けられると共に前記トータルステーションを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、
前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている、請求項7に記載の断面形状取得方法。
[請求項9]
前記第1のターゲット及び前記第2のターゲットの位置座標を取得する際、前記制御装置が、前記無人移動体の移動を停止させた状態で前記水平保持処理を実行した後、当該水平保持処理の実行を禁止し、前記自動整準機能をオンする、請求項8に記載の断面形状取得方法。
[請求項10]
前記所定の位置は、前記トータルステーションに前記選定断面についての第2のターゲットの位置座標を取得させる位置であり、
前記作成工程は、前記作成した経路上に前記所定の位置を設定する工程を含む、請求項7~請求項9のいずれか1つに記載の断面形状取得方法。
[請求項11]
前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、
前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する、請求項7~請求項10のいずれか1つに記載の断面形状取得方法。
[請求項12]
前記設置工程は、前記選定断面についての内壁面の前記ステレオカメラが認識可能な位置にマトリックス型二次元コードを取り付ける工程を含み、
前記取得工程では、前記ステレオカメラが前記マトリックス型二次元コードを認識したことを契機として前記トータルステーションに前記第1のターゲットをスキャンさせ、前記現在位置が前記所定の位置となるように前記無人移動体を移動させる、請求項11に記載の断面形状取得方法。
[請求項13]
荷台及びこれを支持する少なくとも4つの脚部を備えた移動自在な無人移動体と、
前記荷台に設けられた3次元レーザスキャナと、
前記無人移動体が地下空間内の予め選定された選定断面を通過するように予め作成された経路を記憶可能な記憶部と、
前記脚部の動作を制御することにより前記無人移動体を前記経路に沿って移動させ、前記3次元レーザスキャナの動作を制御することにより前記3次元レーザスキャナに前記地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点に予め設置されたターゲットをスキャンさせることで得られる前記3次元レーザスキャナの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記3次元レーザスキャナに前記選定断面についての内壁面をスキャンさせ、前記内壁面のスキャン結果に基づいて前記選定断面の形状を取得するように構成された制御装置と、
を含む、断面形状取得装置。
[請求項14]
荷台及びこれを支持する少なくとも4つの脚部を備えた移動自在な無人移動体と、
前記荷台に設けられ、所定のターゲットの位置座標を取得可能なトータルステーションと、
前記無人移動体が地下空間内の予め選定された選定断面を通過するように予め作成された経路を記憶可能な記憶部と、
前記脚部の動作を制御することにより前記無人移動体を前記経路に沿って移動させ、前記トータルステーションの動作を制御することにより前記トータルステーションに前記地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点に予め設置された第1のターゲットの位置座標を取得させることで得られる前記トータルステーションの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記トータルステーションに前記選定断面についての内壁面上に複数設置された第2のターゲットの位置座標を取得させ、当該取得結果に基づいて前記選定断面の形状を取得するように構成された制御装置と、
を含む、断面形状取得装置。
Claims (15)
- 地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点にターゲットを設置する設置工程と、
3次元レーザスキャナが設けられた荷台、これを支持する少なくとも4つの脚部、並びに、前記3次元レーザスキャナ及び前記脚部の動作を制御する制御装置を備えた移動自在な無人移動体を遠隔操作により前記地下空間内で移動させ、前記無人移動体が前記地下空間内の予め選定された選定断面を通過するように移動する経路を作成する作成工程と、
前記作成した経路に沿って前記無人移動体を自律移動させる移動工程と、
前記3次元レーザスキャナに前記ターゲットをスキャンさせることで得られる前記3次元レーザスキャナの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記3次元レーザスキャナに前記選定断面についての内壁面をスキャンさせ、前記内壁面のスキャン結果に基づいて前記制御装置に前記選定断面の形状を取得させる取得工程と、
を含む、断面形状取得方法であって、
前記無人移動体は、前記荷台と前記3次元レーザスキャナとの間に設けられると共に前記3次元レーザスキャナを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、
前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている、断面形状取得方法。 - 前記ターゲット及び前記内壁面をスキャンする際、前記制御装置が、前記無人移動体の移動を停止させた状態で前記水平保持処理を実行した後、当該水平保持処理の実行を禁止し、前記自動整準機能をオンする、請求項1に記載の断面形状取得方法。
- 前記所定の位置は、前記3次元レーザスキャナに前記選定断面についての内壁面をスキャンさせる位置であり、
前記作成工程は、前記作成した経路上に前記所定の位置を設定する工程を含む、請求項1又は請求項2に記載の断面形状取得方法。 - 前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、
前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する、請求項1~請求項3のいずれか1つに記載の断面形状取得方法。 - 地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点にターゲットを設置する設置工程と、
3次元レーザスキャナが設けられた荷台、これを支持する少なくとも4つの脚部、並びに、前記3次元レーザスキャナ及び前記脚部の動作を制御する制御装置を備えた移動自在な無人移動体を遠隔操作により前記地下空間内で移動させ、前記無人移動体が前記地下空間内の予め選定された選定断面を通過するように移動する経路を作成する作成工程と、
前記作成した経路に沿って前記無人移動体を自律移動させる移動工程と、
前記3次元レーザスキャナに前記ターゲットをスキャンさせることで得られる前記3次元レーザスキャナの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記3次元レーザスキャナに前記選定断面についての内壁面をスキャンさせ、前記内壁面のスキャン結果に基づいて前記制御装置に前記選定断面の形状を取得させる取得工程と、
を含む、断面形状取得方法であって、
前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、
前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する、断面形状取得方法。 - 前記設置工程は、前記選定断面についての内壁面の前記ステレオカメラが認識可能な位置にマトリックス型二次元コードを取り付ける工程を含み、
前記取得工程では、前記ステレオカメラが前記マトリックス型二次元コードを認識したことを契機として前記3次元レーザスキャナに前記ターゲットをスキャンさせ、前記現在位置が前記所定の位置となるように前記無人移動体を移動させる、請求項4又は請求項5に記載の断面形状取得方法。 - 地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点に第1のターゲットを設置すると共に前記地下空間内の予め選定された選定断面についての内壁面上に複数の第2のターゲットを設置する設置工程と、
前記第1のターゲット及び前記第2のターゲットの位置座標を取得可能なトータルステーションが設けられた荷台、これを支持する少なくとも4つの脚部、並びに、前記トータルステーション及び前記脚部の動作を制御する制御装置を備えた移動自在な無人移動体を遠隔操作により前記地下空間内で移動させ、前記無人移動体が前記選定断面を通過するように移動する経路を作成する作成工程と、
前記作成した経路に沿って前記無人移動体を自律移動させる移動工程と、
前記トータルステーションに前記第1のターゲットの位置座標を取得させることで得られる前記トータルステーションの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記トータルステーションに前記選定断面についての第2のターゲットの位置座標を取得させ、当該第2のターゲットの位置座標の取得結果に基づいて前記制御装置に前記選定断面の形状を取得させる取得工程と、
を含む、断面形状取得方法であって、
前記無人移動体は、前記荷台と前記トータルステーションとの間に設けられると共に前記トータルステーションを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、
前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている、断面形状取得方法。 - 前記第1のターゲット及び前記第2のターゲットの位置座標を取得する際、前記制御装置が、前記無人移動体の移動を停止させた状態で前記水平保持処理を実行した後、当該水平保持処理の実行を禁止し、前記自動整準機能をオンする、請求項7に記載の断面形状取得方法。
- 前記所定の位置は、前記トータルステーションに前記選定断面についての第2のターゲットの位置座標を取得させる位置であり、
前記作成工程は、前記作成した経路上に前記所定の位置を設定する工程を含む、請求項7又は請求項8に記載の断面形状取得方法。 - 前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、
前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する、請求項7~請求項9のいずれか1つに記載の断面形状取得方法。 - 地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点に第1のターゲットを設置すると共に前記地下空間内の予め選定された選定断面についての内壁面上に複数の第2のターゲットを設置する設置工程と、
前記第1のターゲット及び前記第2のターゲットの位置座標を取得可能なトータルステーションが設けられた荷台、これを支持する少なくとも4つの脚部、並びに、前記トータルステーション及び前記脚部の動作を制御する制御装置を備えた移動自在な無人移動体を遠隔操作により前記地下空間内で移動させ、前記無人移動体が前記選定断面を通過するように移動する経路を作成する作成工程と、
前記作成した経路に沿って前記無人移動体を自律移動させる移動工程と、
前記トータルステーションに前記第1のターゲットの位置座標を取得させることで得られる前記トータルステーションの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記トータルステーションに前記選定断面についての第2のターゲットの位置座標を取得させ、当該第2のターゲットの位置座標の取得結果に基づいて前記制御装置に前記選定断面の形状を取得させる取得工程と、
を含む、断面形状取得方法であって、
前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、
前記作成工程では、前記無人移動体の移動中、前記制御装置に前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成させ、前記環境地図上に前記経路を作成する、断面形状取得方法。 - 前記設置工程は、前記選定断面についての内壁面の前記ステレオカメラが認識可能な位置にマトリックス型二次元コードを取り付ける工程を含み、
前記取得工程では、前記ステレオカメラが前記マトリックス型二次元コードを認識したことを契機として前記トータルステーションに前記第1のターゲットをスキャンさせ、前記現在位置が前記所定の位置となるように前記無人移動体を移動させる、請求項10又は請求項11に記載の断面形状取得方法。 - 荷台及びこれを支持する少なくとも4つの脚部を備えた移動自在な無人移動体と、
前記荷台に設けられた3次元レーザスキャナと、
前記無人移動体が地下空間内の予め選定された選定断面を通過するように予め作成された経路を記憶可能な記憶部と、
前記脚部の動作を制御することにより前記無人移動体を前記経路に沿って移動させ、前記3次元レーザスキャナの動作を制御することにより前記3次元レーザスキャナに前記地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点に予め設置されたターゲットをスキャンさせることで得られる前記3次元レーザスキャナの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記3次元レーザスキャナに前記選定断面についての内壁面をスキャンさせ、前記内壁面のスキャン結果に基づいて前記選定断面の形状を取得するように構成された制御装置と、
を含む、断面形状取得装置であって、
前記無人移動体は、前記荷台と前記3次元レーザスキャナとの間に設けられると共に前記3次元レーザスキャナを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、
前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている、断面形状取得装置。 - 荷台及びこれを支持する少なくとも4つの脚部を備えた移動自在な無人移動体と、
前記荷台に設けられ、所定のターゲットの位置座標を取得可能なトータルステーションと、
前記無人移動体が地下空間内の予め選定された選定断面を通過するように予め作成された経路を記憶可能な記憶部と、
前記脚部の動作を制御することにより前記無人移動体を前記経路に沿って移動させ、前記トータルステーションの動作を制御することにより前記トータルステーションに前記地下空間内の位置座標が既知の少なくとも3点に予め設置された第1のターゲットの位置座標を取得させることで得られる前記トータルステーションの現在位置が前記選定断面についての所定の位置になったとき、前記トータルステーションに前記選定断面についての内壁面上に複数設置された第2のターゲットの位置座標を取得させ、当該第2のターゲットの位置座標の取得結果に基づいて前記選定断面の形状を取得するように構成された制御装置と、
を含む、断面形状取得装置であって、
前記無人移動体は、前記荷台と前記トータルステーションとの間に設けられると共に前記トータルステーションを水平に自動整準する自動整準台を更に備え、
前記制御装置は、前記脚部の動作を制御することで前記荷台を水平に保持する水平保持処理を実行可能であると共に前記自動整準台の自動整準機能のオンオフを制御するように構成されている、断面形状取得装置。 - 前記無人移動体は、その周囲を撮像可能なステレオカメラを更に備え、
前記制御装置は、前記ステレオカメラが撮像した画像に基づいて前記地下空間内の環境地図を作成する、請求項13又は請求項14に記載の断面形状取得装置。
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