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飛翔ロボット操縦装置および飛翔ロボット操縦方法

国内特許コード P06P005026
整理番号 TDU-097
掲載日 2007年3月9日
出願番号 特願2005-267608
公開番号 特開2007-050871
登録番号 特許第4670052号
出願日 平成17年8月19日(2005.8.19)
公開日 平成19年3月1日(2007.3.1)
登録日 平成23年1月28日(2011.1.28)
発明者
  • 堀内 敏行
  • 中原 顕
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 飛翔ロボット操縦装置および飛翔ロボット操縦方法
発明の概要

【課題】本発明が解決しようとする課題は、人間が直接見て操縦することができない場所で用いる飛翔ロボットが周囲の物体に衝突したり、接触したりするのを防ぎ、操縦者が飛翔ロボットの向いている方向を確認しながら操縦できるようにすることである。
【解決手段】
物体近接検知センサおよび/または方位検出センサを飛翔ロボットに取り付け、該物体近接検知センサおよび/または方位検出センサの検出する情報を、該飛翔ロボットの周囲を観察するカメラの画像情報に加えて操縦者側に送り、モニタ画面内に表示する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要

倉庫内の貯蔵品の裏側、タンクや容器の内部、配管群に囲まれた空間などの、人間が入れなかったり、入りにくかったりする狭い空間や、災害により異臭、有毒ガス、放射線などの存在が予想され、人間が入ると危害が及ぶことが予想される場所や、立てこもり犯を包囲した場合など武器や爆薬などを持つ人がいて近付くことが危険な場所、などの様子を観察したり、場合によっては、その場所の状況写真を採取したり、有害物質を検知したりすることを目的とする飛翔ロボットが提案されている(例えば、特許文献1および非特許文献1、2、3参照。)。


飛翔ロボットは、これ以外にも、植物の害虫による被害状況の観察、保護鳥や保護動物の巣内観察、災害現場での作業者との連絡や指示書や図面等の搬送など、様々な用途に有効と考えられる。


一般に飛翔ロボットが不可欠となるのは、場所的に狭かったり、危害が予想されたりして、人間が容易に近付くことができない場所においてである。


したがって、飛翔ロボットには、人間が飛翔状況を直接目視しなくても操縦可能であることが望まれる。


また、空間を自由に移動できるほか、空中で停止できることが好ましい。


しかし、人間が飛翔ロボットを直接見なくても自在に場所や空間姿勢を制御できる飛翔ロボットはまだ存在しない。


人間が飛翔ロボットを直接見なくても自在に場所や空間姿勢を制御できる飛翔ロボットの操縦方式はまだ確立されていないが、非特許文献2には、飛翔ロボットに視覚機能を持たせ、GPS(Global Positioning System)によって制御することが有効であることが示されている。


また、特許文献2および非特許文献4には、単純に飛翔ロボットに視覚機能を持たせ、搭載したカメラの映像をモニタ画面に映して見ても、該映像と飛翔ロボットとの相対関係を把握できないため、どのように操縦すれば、映像がどう変わるかという予測が全くできないため、モニタ画面上に回避すべき障害物が非常によく見えていてもうまくかわせずにぶつかったり、目標物がよく見えていたのに操舵を誤って目標を見失ったりしてしまう事態となることが示されている。


そして、特許文献2には、その解決策として、飛翔ロボットの一部または端を認知するためのマーカー物体と、該マーカー物体を含めて前記飛翔ロボットの周囲を観察するカメラとを設け、該マーカー物体の少なくとも一部が前記カメラの視野内に観察景色の前景として入るようになし、前記カメラのモニタ画面に映されるようになすと有効であることが示されている。


しかし、飛翔ロボットが周辺の物体と衝突したり、接触したりしないように、該飛翔ロボットを操縦するには、視覚機能を付与して、かつ、前記の特許文献2に開示されているように、飛翔ロボットの一部または端を認知するためのマーカー物体と、該マーカー物体を含めて前記飛翔ロボットの周囲を観察するカメラとを設け、該マーカー物体の少なくとも一部が前記カメラの視野内に観察景色の前景として入るようになし、前記カメラのモニタ画面に映されるようになすだけでは、必ずしも十分でない。


すなわち、ロボットの方位情報や、周辺の障害物との衝突や接触の可能性の予知情報が適切に操縦者に伝達されることが必要である。

【特許文献1】特願2003-436851
【特許文献2】特願2004-201188
【非特許文献1】精密工学会誌、第66巻、第4号、p.594-600
【非特許文献2】日本機械工学会誌、Vol.106,No.1019,p.16-19
【非特許文献3】機械設計、第48巻、第2号、p.1-4
【非特許文献4】2004年電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集、p.53

産業上の利用分野

本発明は、人間が飛翔状況を直接目視しなくても操縦可能な飛翔ロボットの操縦装置および操縦方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
飛翔ロボットに該飛翔ロボットの周囲を観察するカメラと物体近接検知センサおよび/または方位検出センサを取り付け、該物体近接検知センサおよび/または方位検出センサの検出情報を物体近接警告マークや物体までの距離値および/または方位表示として前記カメラの映像信号に加え、該カメラ映像に物体近接警告マークや物体までの距離値および/または方位表示が加わった映像信号を操縦者側に伝送し、操縦者側のモニタ視野内に、前記物体近接検知センサおよび/または方位検出センサの検出情報を、物体近接警告マークや物体までの距離値および/または方位表示として、前記カメラ映像に重ねて映すようになしたことを特徴とする飛翔ロボット操縦装置

【請求項2】
飛翔ロボットに取り付けた該飛翔ロボットの周囲を観察するカメラの映像に物体近接警告マークや物体までの距離値および/または方位表示が加えられた映像信号を操縦者側に伝送し、操縦者が、モニタ視野内に映された物体近接検知センサおよび/または方位検出センサの検出情報が物体近接検警告マークや物体までの距離値および/または方位表示として、前記カメラ映像上に重なった状態のモニタ映像を参照しながら、該飛翔ロボットを操縦することを特徴とする飛翔ロボット操縦方法
産業区分
  • 航空
  • その他運輸
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005267608thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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