特許 7361547 ロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-05

(45)【発行日】2023-10-16

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20231006BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

G05D1/02 G

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019164110

(22)【出願日】2019-09-10

(65)【公開番号】P2021043607

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-04-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000236056

【氏名又は名称】三菱電機ビルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】妻鹿 利宏

(72)【発明者】

【氏名】田崎 宣明

(72)【発明者】

【氏名】水野 大輔

(72)【発明者】

【氏名】堀 淳二

(72)【発明者】

【氏名】村上 浩章

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－３９０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５０－３８４７７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平２－１９７９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２０９４２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波又は電磁波を発信する第１発信器を備え、天井パネルの上側空間を走行する第１ロボットと、
前記第１ロボットの前記第１発信器から発信された超音波又は電磁波を受信する第２受信器を備え、前記天井パネルの下側空間を走行し、前記第１ロボットとの間でデータの授受を行う第２ロボットと、を含み、
前記第２ロボットは、前記第１ロボットの走行方向前側を走行し、前記第２受信器で受信した超音波又は電磁波に基づいて、前記第１ロボットの前記第２ロボットに対する相対位置を検出し、検出した前記相対位置に基づいて、前記第１ロボットの前記天井パネルの上側空間の絶対位置と、走行方向を算出して前記第１ロボットに送信し、
前記第１ロボットは、前記第２ロボットから受信した前記絶対位置と前記走行方向に基づいて自律走行すること、
を特徴とするロボットシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のロボットシステムであって、
前記第２ロボットは、超音波又は電磁波を発信する第２発信器を備え、
前記第１ロボットは、前記第２発信器から発信された超音波又は電磁波を受信する第１受信器を備え、
前記天井パネルの上側空間で前記第１ロボットの走行方向前側に存在する物体の位置情報と形状情報とを検出するセンサ装置を更に含み、
前記センサ装置は、
前記第２発信器から発信された超音波又は電磁波と、前記第１受信器によって受信された超音波又は電磁波と、を比較することにより、前記物体の前記位置情報と前記物体の前記形状情報とを検出し、
前記第２ロボットは、前記センサ装置によって取得した前記物体の前記位置情報と前記形状情報とに基づいて、前記第１ロボットを走行又は停止させること、
を特徴とするロボットシステム。

【請求項3】

請求項２に記載のロボットシステムであって、
前記第２ロボットは、前記第１ロボットを走行させる際に、
前記物体の前記位置情報と前記形状情報とを前記第１ロボットに送信し、
前記第１ロボットは、前記第２ロボットから受信した前記物体の前記位置情報と前記形状情報とに基づいて、前記物体を乗り越える走行パターンを生成し、生成した前記走行パターンに基づいて自律走行すること、
を特徴とするロボットシステム。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載のロボットシステムであって、
前記第２ロボットは、前記天井パネルの下側空間に配置されたワイヤに沿って走行すること、
を特徴とするロボットシステム。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のロボットシステムであって、
前記第１ロボットは、前記天井パネルの上側空間を撮像する撮像装置を備えること、
を特徴とするロボットシステム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のロボットシステムであって、
前記第２ロボットは、前記天井パネルの下側空間に配置されたワイヤに沿って走行し、前記第１ロボットの直下に移動して、前記第１ロボットのバッテリを非接触で充電すること、
を特徴とするロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天井パネルの上側空間を走行する第１ロボットと天井パネルの下側空間を走行する第２ロボットとで構成されるロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

ビルの天井裏に通信ケーブル等を配置する場合には、天井裏に突出した構造部材を乗り越えて移動するロボットが必要となる。このため、ハブの周囲に放射状に配置された可撓性及び復元性を有する複数のスポーク板によって構成された車輪を備え、遠隔操作により天井裏の突出物を乗り越えて走行するロボットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－７０１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、撮像装置で撮像した画像等に基づいて自律走行可能なロボットが多く提案されている。しかし、天井パネルの上側空間は、同一形状の構造材が複数配置されているので景色に特徴がなく、撮像した各画像にはあまり特徴的な画像が含まれない場合が多い。この場合、天井パネル上側空間でのロボットの位置、走行方向等自律走行に必要なデータが不十分となり、ロボットが自律走行することが困難な場合もあった。

【0005】

そこで、本発明は、天井パネルの上側空間で自律走行可能なロボットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のロボットシステムは、超音波又は電磁波を発信する第１発信器を備え、天井パネルの上側空間を走行する第１ロボットと、前記第１ロボットの前記第１発信器から発信された超音波又は電磁波を受信する第２受信器を備え、前記天井パネルの下側空間を走行し、前記第１ロボットとの間でデータの授受を行う第２ロボットと、を含み、前記第２ロボットは、前記第１ロボットの走行方向前側を走行し、前記第２受信器で受信した超音波又は電磁波に基づいて、前記第１ロボットの前記第２ロボットに対する相対位置を検出し、検出した前記相対位置に基づいて、前記第１ロボットの前記天井パネルの上側空間の絶対位置と、走行方向を算出して前記第１ロボットに送信し、前記第１ロボットは、前記第２ロボットから受信した前記絶対位置と前記走行方向に基づいて自律走行すること、を特徴とする。

【0007】

このように、天井パネルの下側空間で第１ロボットの走行方向前側を走行する第２ロボットが第１ロボットの絶対位置と走行方向とを検出し、第１ロボットは、第２ロボットから送信された絶対位置と走行方向とに基づいて自立走行するので、第１ロボットは、景色に特徴がない天井パネルの上側空間を好適に自律走行できる。また、第１ロボットと第２ロボットの間に天井パネルが介在していても、天井パネル下側空間を走行する第２ロボットが天井パネル上側空間を走行する第１ロボットの絶対位置と走行方向を取得することができ、第１ロボットを好適に自律走行させることができる。

【0008】

本発明のロボットシステムにおいて、前記第２ロボットは、超音波又は電磁波を発信する第２発信器を備え、前記第１ロボットは、前記第２発信器から発信された超音波又は電磁波を受信する第１受信器を備え、前記天井パネルの上側空間で前記第１ロボットの走行方向前側に存在する物体の位置情報と形状情報とを検出するセンサ装置を更に含み、前記センサ装置は、前記第２発信器から発信された超音波又は電磁波と、前記第１受信器によって受信された超音波又は電磁波と、を比較することにより、前記物体の前記位置情報と前記物体の前記形状情報とを検出し、前記第２ロボットは、前記センサ装置によって取得した前記物体の前記位置情報と前記形状情報とに基づいて、前記第１ロボットを走行又は停止させてもよい。

【0009】

これにより、天井パネルが介在していても天井パネル下側空間を走行する第２ロボットが天井パネルの上側空間に配置されている物体の位置、形状を検出でき、第１ロボットを好適に自律走行させることができる。また、第２ロボットが第１ロボットの走行方向前側の物体の位置情報と形状情報とによって第１ロボットを走行又は停止させるので、第１ロボットのセンサでは走行方向前側の物体を乗り越えられるかどうかを判断できない場合に適切に第１ロボットを停止させて第１ロボットあるいは天井パネルが損傷することを抑制できる。

【0010】

本発明のロボットシステムにおいて、前記第２ロボットは、前記第１ロボットを走行させる際に、前記物体の前記位置情報と前記形状情報とを前記第１ロボットに送信し、前記第１ロボットは、前記第２ロボットから受信した前記物体の前記位置情報と前記形状情報とに基づいて、前記物体を乗り越える走行パターンを生成し、生成した走行パターンに基づいて自律走行してもよい。

【0011】

これにより、第１ロボットは、様々な形状の物体を自律走行により乗り越えることができる。

【0012】

本発明のロボットシステムにおいて、前記第２ロボットは、前記天井パネルの下側空間に配置されたワイヤに沿って走行してもよい。

【0013】

これにより、第２ロボットを天井パネルの直ぐ下で天井パネルに略平行に走行させて、第１ロボットの位置検出、走行方向の検出、天井パネルの上側空間の物体の検出を精度よく行うことができる。

【0018】

本発明のロボットシステムにおいて、前記第１ロボットは、前記天井パネルの上側空間を撮像する撮像装置を備えてもよい。

【0019】

これにより、天井パネルの上側空間の遠隔点検を行うことができる。

【0020】

本発明のロボットシステムにおいて、前記第２ロボットは、前記天井パネルの下側空間に配置されたワイヤに沿って走行し、前記第１ロボットの直下に移動して、前記第１ロボットのバッテリを非接触で充電してもよい。

【0021】

これにより、第１ロボットに搭載されるバッテリの容量を小さくでき、第１ロボットを小型、軽量とすることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明は、天井パネルの上側空間で自律走行可能なロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態のロボットシステムの構成を示す図である。

【図2】点検ロボットの斜視図である。

【図3】先導ロボットの斜視図である。

【図4】実施形態のロボットシステムを示す制御ブロック図である。

【図5】点検ロボットが天井パネルの上側の梁に接近した状態を示す図である。

【図6】点検ロボットが天井パネル上側の梁の上に乗り上げる状態を示す図である。

【図7】点検ロボットが天井パネル上側の梁を乗り越えて、空調機の上に乗り上げる状態を示す図である。

【図8】点検ロボットが天井パネル上側の空調機に乗り上げた状態を示す図である。

【図9】点検ロボットが天井パネル上側の空調機の端部で停止した状態を示す図である。

【図10】点検ロボットのボデーの下面を示す斜視図である。

【図11】先導ロボットの充電器で点検ロボットのバッテリの充電を行う状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しながら実施形態のロボットシステム１００について説明する。図１に示すように、ロボットシステム１００は、天井パネル１１の上側空間１０を走行する第１ロボットである点検ロボット３０と、天井パネル１１の下側空間２０で点検ロボット３０の走行方向前側を走行する第２ロボットである先導ロボット５０と、を含んでいる。

【0025】

図２に示すように、点検ロボット３０は、走行用のクローラ機構３２と段差を乗り越えるためのフリッパー３３を備えるクローラ型の自律走行ロボットである。点検ロボット３０は、ボデー３１と、ボデー３１の両側に取付けられたクローラ機構３２と、クローラ機構３２の両外側で車両前方、又は後方に向かって延びるフリッパー３３とを含んでいる。クローラ機構３２とフリッパー３３とはボデー３１の内部に取付けられた駆動モータ３９によって駆動される。また、ボデー３１の内部には、駆動モータ３９に電力を供給するバッテリ４０が取付けられている（図４参照）。また、ボデー３１の下面には、バッテリ４０の充電を行う充電器４１が取付けられている（図１０参照）。

【0026】

ボデー３１の頂部には、天井パネル１１の上側空間１０の点検を行う点検用センサ３５が取付けられている。点検用センサ３５は、例えば、３６０°カメラ等の撮像装置と赤外線センサ、レーダ等各のセンサによって構成されてもよい。ボデー３１の前側には、先導ロボット５０との間で超音波、或いは電磁波の発信、受信を行う第１発受信器３７が取付けられている。第１発受信器３７は、第１発信器３７ａと第１受信器３７ｂとで構成される。また、ボデー３１の前側には、点検ロボット３０が自立走行を行うための画像や物体のデータを検出する走行用センサ３６が取付けられている。また、ボデー３１の内部には、点検ロボット３０の走行制御や点検データの取得を行う点検ロボット制御装置４２と、先導ロボット５０との間でデータの授受を行う第１通信装置３８が取付けられている（図４参照）。なお、点検ロボット制御装置４２、第１通信装置３８については、後で図４を参照して説明する。

【0027】

図１に示すように、先導ロボット５０は、天井パネル１１の下側空間２０に張り渡されたワイヤ２２の上を走行するワイヤ移動型のロボットである。ここで、天井パネル１１の下側空間２０は、例えば、居室であり、居室の床２１の上には基準点２３が設定されている。ワイヤ２２は、両端が図示しない壁面に固定されている。

【0028】

図３に示すように、先導ロボット５０は、ボデー５１と、ボデー５１の両側に取付けられたプーリ５２と、ボデー５１の前端と後端とに設けられた天井走行ローラ５３，５４とを含んでいる。プーリ５２は、上下一対に配置された上側プーリ５２ｕと下側プーリ５２ｄの間にワイヤ２２を挟み込み、ワイヤ２２に対してボデー５１を移動させると共に、ボデー５１をワイヤ２２から吊り下げるものである。プーリ５２は、ボデー５１の前方の両側面に２つずつ、後方の両側面に１つずつ取付けられている。天井走行ローラ５３，５４は、ボデー５１の前端と後端の上面から上方向に立ち上がるポスト５３ａ，５４ａと、各ポスト５３ａ，５４ａの上端に取付けられたローラ５３ｂ，５４ｂとで構成される。ローラ５３ｂ，５４ｂのボデー５１に対する高さは同一である。図１に示すようにプーリ５２によってボデー５１がワイヤ２２から吊り下げられると、ローラ５３ｂ，５４ｂは、天井パネル１１の下面に接する。そして、ボデー５１がワイヤ２２に対して移動するとローラ５３ｂ，５４ｂは天井パネル１１の下面に接した状態で回転する。天井走行ローラ５３，５４は、ボデー５１がワイヤ２２に対して移動する際に、天井パネル１１の下面とボデー５１との距離を一定に保持する。

【0029】

ボデー５１の内部には、プーリ５２を駆動する駆動モータ６１と、駆動モータ６１に電力を供給するバッテリ６２とが取付けられている（図４参照）。また、ボデー５１の上面には、点検ロボット３０の充電器４１を介して点検ロボット３０のバッテリ４０を非接触で充電する充電器５５が取付けられている。

【0030】

また、ボデー５１の中央部には、点検ロボット３０との間で超音波、或いは電磁波の発信、受信を行う第２発受信器５７が取付けられている。第２発受信器５７は、第２発信器５７ａと第２受信器５７ｂとで構成される。第２発受信器５７は、超音波或いは電磁波を発信、受信する発受信面が後ろ斜め上方に向くように回転機構５８に取付けられている。回転機構５８は、第２発受信器５７の発受信面の上下方向の角度と左右方向の角度とを変化させることができる。また、回転機構５８は、ボデー５１の幅方向に移動可能なスライダ５９の上に取付けられている。このため、第２発受信器５７は発受信面の上下方向の角度と、左右方向の角度と、左右方向の位置とをそれぞれ調整可能となるようにボデー５１の上に取付けられている。また、ボデー５１の下面には、図１に示す天井パネル１１の下側空間２０に配置した基準点２３との間で通信して天井パネル１１の下側空間２０の中での先導ロボット５０の絶対位置を取得する絶対位置検出センサ５６が取付けられている。

【0031】

また、ボデー５１の内部には、先導ロボット５０の走行制御等を行う先導ロボット制御装置６３と、点検ロボット３０との間でデータの授受を行う第２通信装置６０が取付けられている（図４参照）。なお、先導ロボット制御装置６３、第２通信装置６０については、後で図４を参照して説明する。

【0032】

次に、図４を参照しながら、点検ロボット３０の制御系統の構成について説明する。図４に示すように、点検ロボット３０の点検用センサ３５、走行用センサ３６、駆動モータ３９、充電器４１、第１発受信器３７、第１通信装置３８は、それぞれ点検ロボット制御装置４２に接続されている。点検ロボット制御装置４２は、内部にＣＰＵ等のプロセッサとメモリとを含むコンピュータで構成されており、プロセッサとメモリとが協働することにより、点検ロボット走行制御部４３と点検データ取得部４４の２つの制御ブロックを実現する。

【0033】

点検用センサ３５が取得した天井パネル１１の上側空間１０の画像等のデータは、点検データ取得部４４に出力され、点検データ取得部４４は、画像等のデータを記憶すると共に、第１通信装置３８に出力する。第１通信装置３８は、通信回線７０を介して点検データを図１に示すユーザ７４の携帯端末７５に出力する。ここで、通信回線７０は、インターネットでもよいし、ＬＡＮ回線でもよいし、電話回線でもよい。

【0034】

点検ロボット走行制御部４３は、走行用センサ３６で取得した前方の画像等のデータに基づいて駆動モータ３９を調整して点検ロボット３０を自律走行させる。また、点検ロボット走行制御部４３は、先導ロボット５０から第１通信装置３８を介して点検ロボット３０の絶対位置と走行方向、並びに走行方向前方に位置する物体の位置や形状データを取得する。そして、点検ロボット走行制御部４３は、これらのデータと走行用センサ３６から入力される画像データ等を用いて走行パターンを生成し、生成した走行パターンで駆動モータ３９を駆動して点検ロボット３０を自立走行させる。これにより、点検ロボット走行制御部４３は、天井パネル１１の上側空間１０に存在する物体を乗り越え走行させる。

【0035】

次に、先導ロボット５０の制御系統の構成について説明する。図４に示すように、先導ロボット５０の第２発受信器５７、第２通信装置６０、駆動モータ６１、絶対位置検出センサ５６、充電器５５は、それぞれ先導ロボット制御装置６３に接続されている。先導ロボット制御装置６３は、内部にＣＰＵ等のプロセッサとメモリとを含むコンピュータで構成されており、プロセッサとメモリとが協働することにより、先導ロボット走行制御部６４と、物体検出部６５と、点検ロボット位置検出部６６と、点検ロボット走行／停止制御部６７の４つの制御ブロックを実現する。

【0036】

点検ロボット位置検出部６６には、第２受信器５７ｂで受信した点検ロボット３０の第１発信器３７ａから発信された超音波信号又は電磁波信号が入力される。また、点検ロボット位置検出部６６には、絶対位置検出センサ５６から天井パネル１１の下側空間２０における先導ロボット５０の絶対位置が入力される。点検ロボット位置検出部６６は、第２受信器５７ｂから入力された信号に基づいて、先導ロボット５０に対する点検ロボット３０の相対位置を算出し、算出した相対位置と絶対位置検出センサ５６から入力された先導ロボット５０の絶対位置とに基づいて点検ロボット３０の絶対位置と走行方向とを算出して先導ロボット走行制御部６４と点検ロボット走行／停止制御部６７とに出力する。ここで、点検ロボット３０の絶対位置とは、天井パネル１１の下側空間２０に配置された基準点２３に対する絶対位置である。

【0037】

先導ロボット５０の物体検出部６５は、第２発信器５７ａから所定の超音波信号又は電磁波信号を点検ロボット３０に向けて発信する。点検ロボット３０は、第１受信器３７ｂで受信した超音波信号又は電磁波信号を第１通信装置３８に出力する。第１通信装置３８は、通信回線７０を介して第１受信器３７ｂから入力された超音波信号又は電磁波信号を先導ロボット５０の第２通信装置６０に送信する。第２通信装置６０は受信したデータを物体検出部６５に出力する。物体検出部６５は、第２通信装置６０から入力された点検ロボット３０が受信した超音波信号又は電磁波信号と点検ロボット３０に向けて発信した超音波信号又は電磁波信号とを比較することにより、天井パネル１１の上側空間１０の中で先導ロボット５０と点検ロボット３０との間に存在する物体の位置情報と形状情報を検出する。そして検出した物体の位置情報と形状情報を点検ロボット走行／停止制御部６７と先導ロボット走行制御部６４とに出力する。先導ロボット５０は、点検ロボット３０の走行方向前側を走行するので、物体検出部６５は、点検ロボット３０の走行方向前側に位置する物体の位置情報と形状情報とを抽出して点検ロボット走行／停止制御部６７と先導ロボット走行制御部６４とに出力することとなる。この構成において、先導ロボット５０の第２発信器５７ａと、第２通信装置６０と、物体検出部６５と、点検ロボット３０の第１受信器３７ｂと、第１通信装置３８と、通信回線７０とは、請求項に記載のセンサ装置を構成する。

【0038】

点検ロボット走行／停止制御部６７は、点検ロボット位置検出部６６から入力された点検ロボット３０の絶対位置と走行方向と、物体検出部６５から入力された点検ロボット３０の走行方向前側に位置する物体の位置情報と形状情報に基づいて、点検ロボット３０が走行を継続可能どうか判断する。そして、点検ロボット走行／停止制御部６７は、点検ロボット３０が走行を継続すると点検ロボット３０が損傷を受けると判断した場合には、点検ロボット３０の走行を停止させる停止指令信号を第２通信装置６０、通信回線７０、第１通信装置３８を介して点検ロボット３０の点検ロボット走行制御部４３に出力する。点検ロボット走行制御部４３は、停止指令信号が入力された場合には、駆動モータ３９を停止して走行を停止する。また、点検ロボット走行／停止制御部６７は、点検ロボット３０が走行を継続可能と判断した場合には、走行継続信号を出力する。

【0039】

先導ロボット走行制御部６４は、絶対位置検出センサ５６から入力された先導ロボット５０の絶対位置と、点検ロボット位置検出部６６から入力された点検ロボット３０の絶対位置と走行方向と、物体検出部６５から入力された物体の位置情報と形状情報に基づいて、点検ロボット３０の走行方向前方を少し離れて走行するのに最適な移動速度を算出する。そして、先導ロボット走行制御部６４は、算出した最適な移動速度に基づいて、駆動モータ６１によりプーリ５２を回転させてワイヤ２２に沿って先導ロボット５０を走行させる。

【0040】

次に、物体である梁１２や空調機１３が突出している天井パネル１１の上を点検ロボット３０が走行する場合を例に、点検ロボット３０と先導ロボット５０との走行制御の具体例について説明する。なお、以下の説明では、第１、第２発受信器３７，５７は超音波信号を発受信するものとして説明する。

【0041】

最初に図１を参照しながら点検ロボット３０が天井パネル１１の上の平坦な部分を走行する場合について説明する。図１に示すように、点検ロボット３０は天井パネル１１の上の平坦な部分を矢印９１に示す方向に一定の速度で走行している。先に説明したように、先導ロボット５０の点検ロボット位置検出部６６は、第２受信器５７ｂで点検ロボット３０の第１発信器３７ａからの超音波信号を受信し、受信した超音波信号に基づいて点検ロボット３０の絶対位置と走行方向を算出して点検ロボット走行制御部４３と先導ロボット走行制御部６４に出力する。また、物体検出部６５は、第２発信器５７ａから所定の超音波信号を発信し、点検ロボット３０の第１受信器３７ｂが受信した超音波信号のデータを第１、第２通信装置３８，６０、通信回線７０を介して取得して点検ロボット３０の走行方向前側に位置する物体の位置情報と形状情報を先導ロボット走行制御部６４と点検ロボット走行／停止制御部６７に出力する。平坦な部分では、物体が無いので、点検ロボット走行／停止制御部６７は走行継続指令を点検ロボット走行制御部４３に出力する。点検ロボット走行制御部４３は、点検ロボット位置検出部６６から入力された絶対位置と走行方向と、走行用センサ３６からの画像等のデータとに基づいて点検ロボット３０を一定の速度で自立走行させる。点検ロボット３０は、自律走行している間に点検用センサ３５によって天井パネル１１の上側空間１０の画像等を取得して通信回線７０を介してユーザ７４の携帯端末７５、あるいは先導ロボット５０に送信する。

【0042】

一方、先導ロボット走行制御部６４は、絶対位置検出センサ５６から入力された先導ロボット５０の絶対位置と、点検ロボット位置検出部６６から入力された点検ロボット３０の絶対位置と走行方向とに基づいて、先導ロボット５０が点検ロボット３０の少し前を点検ロボット３０と同様の速度で走行するように駆動モータ６１の回転数を制御する。これにより先導ロボット５０は、矢印９２に示す方向に走行していく。

【0043】

図５に示すように、点検ロボット３０が梁１２に近づいてくると、先導ロボット５０の第２発信器５７ａから発信された超音波信号は、梁１２を通って点検ロボット３０の第１受信器３７ｂに到達する。物体検出部６５は、入力された超音波信号のデータと発信した超音波信号のデータとを用いて梁１２の位置情報と形状情報を算出して点検ロボット走行／停止制御部６７と先導ロボット走行制御部６４に出力する。

【0044】

図５に示すように、梁１２の高さは点検ロボット３０のフリッパー３３の先端高さよりも低いので、点検ロボット走行／停止制御部６７は、点検ロボット３０が梁１２の上に乗り上げて走行可能と判断し、点検ロボット走行制御部４３に走行継続の信号を出力する。点検ロボット走行制御部４３は、走行用センサ３６から入力された画像等のデータと、点検ロボット位置検出部６６から入力された点検ロボット３０の絶対位置及び走行方向と、物体検出部６５から入力された梁１２の位置情報と形状情報とに基づいて、点検ロボット３０を自律走行させる。先導ロボット５０は、図１を参照した説明したのと同様の制御により、点検ロボット３０の少し前を点検ロボット３０と同様の速度で走行する。

【0045】

点検ロボット３０が梁１２の直近まで接近すると、第２発信器５７ａから発信される超音波信号が梁１２の先に位置する空調機１３に当たるようになる。これにより、物体検出部６５は、梁１２と同様、空調機１３の位置情報と形状情報を検出して点検ロボット走行制御部４３に送信する。

【0046】

点検ロボット走行制御部４３は、点検ロボット３０が梁１２の直近まで接近し、梁１２と空調機１３の位置情報と形状情報とを受信したら梁１２、空調機１３を乗り越える為の走行パターンを生成する。走行パターンは、例えば、次のようなものでもよい。
（１）図６に示すように、前側のフリッパー３３が梁１２に接したらフリッパー３３を矢印９３に示すように回転させてボデー３１の前方を持ち上げる。
（２）図７に示すように、後側のフリッパー３３を矢印９４に示すように回転させてボデー３１の後部を持ち上げて前半分を梁１２の上に載せながら前進する。
（３）図７に示すように、前側のフリッパー３３の位置を元の位置に戻して前進して前半分を梁１２の上に載せる。
（４）図７に示すように、前側のフリッパー３３を矢印９５に示すように回転させてボデー３１の前側を持ち上げ、空調機１３の上に前方部分を乗り上げる。
（５）図８に示すように、後側のフリッパー３３を矢印９６に示すように回転させてボデー３１の後部を持ち上げた状態で前進し、ボデー３１を空調機１３の上に乗り上げる。

【0047】

そして、点検ロボット走行制御部４３は、生成した走行パターンと、走行中に先導ロボット５０から受信する点検ロボット３０の絶対位置、並びに、梁１２、空調機１３の位置情報と形状情報と、走行用センサ３６から入力される画像データ等に基づいて点検ロボット３０を自律走行させ、点検ロボット３０を空調機１３の上に乗り上げさせる。

【0048】

一方、先導ロボット５０は、点検ロボット３０が梁１２あるいは空調機１３に乗り上げようとしている場合には、点検ロボット３０の走行速度あるいは移動速度に合わせて移動速度を低くする。これにより、先導ロボット５０は常に点検ロボット３０の少し前を走行していく。

【0049】

点検ロボット３０は空調機１３の上に乗り上げると、空調機１３の上を走行し、図９に示すように、空調機１３の端部近傍まで走行してくる。この際、点検ロボット３０の走行用センサ３６からの画像データでは、空調機１３の端部の先に梁１２等が位置しているのか、何もない大きな段差となっているのかを検出できない。

【0050】

一方、先導ロボット５０の第２発信器５７ａから発信した超音波信号は、天井パネル１１を通過した後、空調機１３の端部を通過してから点検ロボット３０の第１受信器３７ｂで受信される。物体検出部６５は、点検ロボット３０の第１受信器３７ｂで受信された超音波信号と第２発信器５７ａから発信した超音波信号とを対比することにより、空調機１３の端部が段差形状となっていることを検出する。そして、物体検出部６５は、このことを点検ロボット走行／停止制御部６７に出力する。点検ロボット走行／停止制御部６７は、空調機１３の端部の段差が点検ロボット３０のフリッパー３３が届かないような高さとなっている場合、点検ロボット３０が空調機１３の上から安全に降りることが困難と判断して、走行停止信号を点検ロボット走行制御部４３に送信する。点検ロボット走行制御部４３は、走行停止信号を受信した場合に、駆動モータ３９を停止して点検ロボット３０の走行を停止する。これにより、点検ロボット３０が空調機１３の上から転落して点検ロボット３０あるいは天井パネル１１が損傷することを抑制できる。

【0051】

次に、点検ロボット３０のバッテリ４０を非接触で充電する場合について説明する。図１０に示すように、点検ロボット３０はボデー３１の下側に非接触での充電が可能な充電器４１を備えている。点検ロボット走行制御部４３は、バッテリ４０の残存容量が少なくなってきた場合には、図１１に示すように、点検ロボット３０を天井パネル１１の上の平坦な部分に移動させる。一方、先導ロボット５０は、ボデー５１の上側に突出した非接触式の充電器５５が点検ロボット３０の充電器４１の直下となる位置まで移動する。

【0052】

そして、先導ロボット５０は、充電器５５、４１を介して先導ロボット５０のバッテリ６２で点検ロボット３０のバッテリ４０を充電する。これにより、点検ロボット３０のバッテリ４０を小型にして点検ロボット３０を小型、軽量にできる。なお、この際、先導ロボット５０のバッテリ６２を外部電源によって充電しながらバッテリ６２で点検ロボット３０のバッテリ４０を充電してもよい。

【0053】

以上説明したように、実施形態のロボットシステム１００は、点検ロボット３０が先導ロボット５０から送信された絶対位置と走行方向とに基づいて自立走行するので、景色に特徴がない天井パネル１１の上側空間１０でも好適に自律走行できる。また、実施形態のロボットシステム１００において、先導ロボット５０は、点検ロボット３０を走行させる際に梁１２や空調機１３の位置情報と形状情報とを点検ロボット３０に送信し、点検ロボット３０は、受信した梁１２や空調機１３の位置情報と形状情報とに基づいて、これらを乗り越える走行パターンを生成し、生成した走行パターンに基づいて自律走行するので、様々な形状の梁１２や空調機１３等の物体を自律走行により乗り越えることができる。

【0054】

さらに、先導ロボット５０が点検ロボット３０の走行方向前側の梁１２や空調機１３等の物体の位置情報と形状情報とによって点検ロボット３０を走行又は停止させるので、点検ロボット３０の走行用センサ３６では走行方向前側の物体を乗り越えられるかどうかを判断できない場合に、点検ロボット３０を停止させて点検ロボット３０あるいは天井パネル１１が損傷することを抑制できる。

【符号の説明】

【0055】

１０ 上側空間、１１ 天井パネル、１２ 梁、１３ 空調機、２０ 下側空間、２１ 床、２２ ワイヤ、２３ 基準点、３０ 点検ロボット、３１，５１ ボデー、３２ クローラ機構、３３ フリッパー、３５ 点検用センサ、３６ 走行用センサ、３７ 第１発受信器、３８ 第１通信装置、３９，６１ 駆動モータ、４０，６２ バッテリ、４１，５５ 充電器、４２ 点検ロボット制御装置、４３ 点検ロボット走行制御部、４４ 点検データ取得部、５０ 先導ロボット、５２ プーリ、５２ｄ 下側プーリ、５２ｕ 上側プーリ、５３，５４ 天井走行ローラ、５３ａ，５４ａ ポスト、５３ｂ，５４ｂ ローラ、５６ 絶対位置検出センサ、５７ 第２発受信器、５８ 回転機構、５９ スライダ、６０ 第２通信装置、６３ 先導ロボット制御装置、６４ 先導ロボット走行制御部、６５ 物体検出部、６６ 点検ロボット位置検出部、６７ 点検ロボット走行／停止制御部、７０ 通信回線、７４ ユーザ、７５ 携帯端末、１００ ロボットシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】