自走式检查装置以及设备检查系统的制作方法

1.本发明涉及适合于设置于发电站、变电站等的设备、机器的检查作业、维护作业的自走式检查装置以及设备检查系统。


背景技术：

2.设置于发电站、变电站、化工厂、各种生产现场等的设备、机器的一般的检查作业、维护作业是指作业人员按照预先决定的路线、检查计划，每隔预定时间进行检查、维护。更具体而言，作业员测定设备的表面温度，判断是否发生异常过热，或读取设置于区域内的机器的电流、电压值等值，确认机器的动作。
3.作业员为了进行这样的检查作业等，需要较多的劳力，但若考虑到随着基础设施的老化而预测到检查对象的增加、今后预想的劳动人口的减少，则预想作业员继续如现状那样进行的检查作业等今后会变得困难。另外，为了应对与设备状态相应的高效的设备更换，增加定期检查的频度是有效的，但劳动人口的减少也使该实现变得困难。
4.因此，期待减轻定期实施的检查作业的作业员的负担的省力化技术、无人化技术，还提出了自走式的检查装置。然而，在发电站等现场，检查路线的地面不平坦的情况较多，另外，存在障碍物的情况也较多等，检查装置在预定的检查路线上自走方面的课题较多。
5.针对该课题，在专利文献1所记载的自走式检查装置中，在自走式检查装置到达了行驶困难的区域、或者自走式检查装置的自身位置推定精度降低的区域时，对自走式检查装置以辅助信号(信标、通信)为触发，切换为适合于该区域的自身位置推定功能，由此能够继续进行自主行驶。在检查装置的自主行驶中，较高地维持自身位置推定精度是重要的，在专利文献1中，通过准确地提供辅助信号，能够自动地执行室内的生产设备的检查作业。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本专利6011562号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的课题
10.然而，在专利文献1中，基于不反映环境变化的静态的地图信息使自走式检查装置自走，因此在室外行驶环境动态地变化的情况下、自身位置推定精度根据时间、场所而变化那样的情况下，存在自动行驶变得困难的情况。为了避免这种情况，也可以事先将辅助信号遍布检查区域整体，根据环境产生辅助信号，但辅助信号产生装置的数量变多，系统的导入成本增加。
11.因此，即使在检修区域的环境(地面的状态、用于进行自身位置推定的gps等的信号强度、妨碍自动行驶的植物等)变化那样的区域中，也能够较高地维持自身位置推定精度变得重要。
12.本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种在期待长期的室外运用的
自走式检查装置中，能够使自走所需的系统导入成本、设定及其更新作业高效化的自走式检查装置以及设备检查系统。
13.用于解决课题的手段
14.为了解决上述课题，本发明的自走式检查装置在检查路线上自主行驶的同时对检查对象进行自主检查，所述自走式检查装置具备：自身位置推定部，其推定自身位置；地图信息数据库，其管理自主行驶用的地图信息；行驶单元，其具有驱动机构和转向机构；传感器，其对所述检查对象进行感测；地图信息更新部，其基于所述传感器感测到的信息来更新所述地图信息；以及行驶单元控制部，其基于更新后的所述地图信息来控制所述行驶单元。
15.发明效果
16.根据本发明的自走式检查装置以及设备检查系统，能够使用持续、定期地收集的设备检查结果的履历信息等，生成、更新在自主行驶所需的检查现场动态变化的信息、补偿自身位置推定精度的面向自走路径的地图辅助信息，使面向长期的室外运用而使系统导入及更新成本降低。
附图说明
17.图1是一实施例的设备检查系统的概要说明图。
18.图2是一实施例的自走式检查装置的功能框图。
19.图3a是显示于显示单元的gui结构图。
20.图3b是显示于图3a的gui的地图信息显示部的一例。
21.图3c是显示于图3a的gui的辅助信息显示部的一例。
22.图4是辅助信息的生成/管理流程图。
23.图5是表示地图信息更新处理的流程图。
24.图6是表示行驶路径制作处理的流程图。
25.图7是表示辅助信息的生成/更新处理的流程图。
具体实施方式
26.本发明的自走式检查装置是具备制作及更新自主行驶用的地图的功能，且使用所制作的地图进行自主行驶的检查装置，具备基于在难以进行自身位置推定的场所的行驶辅助信息、例如在slam(simultaneously localization and mapping，同时定位和映射)技术中自身位置精度、可靠度降低的位置(相同的墙壁、道路连续的区域)，为了设备检查而取得的照相机图像、各种传感器的信息，制作、更新向行驶用的地图的补充信息的功能，还具备显示、修正这些辅助信息的行驶路径管理装置。以下，使用附图详细说明本发明的自走式检查装置。
27.图1是表示本发明的一实施例的设备检查系统的整体结构的图。如在此所示，本实施例的设备检查系统主要由自走式检查装置1、设备检查管理装置2、行驶路径管理装置3构成。并且，自走式检查装置1一边在发电站、变电站等规定的检查路线上进行自主行驶，一边对设备、机器等检查对象物4(4a～4c)进行检查。检查对象物4例如是电流计、电压计、油面计、变压器、电动机、液压设备等，自走式检查装置1检查电流值、电压值、油面水平、运转音水平、有无漏油等，作为检查结果进行管理、蓄积。此外，在图1中，例示了设备检查管理装置
2与行驶路径管理装置3分离的结构，但也可以将两者设为一体的装置。以下，依次详细说明各装置。
28.《设备检查管理装置2》
29.如图1所示，设备检查管理装置2具备：检查实绩数据库21，其积蓄检查对象物4的检查结果；检查对象指定部22，其在从存在于现场的多个设备、机器中指定检查对象物4时使用；检查对象信息数据库23，其管理检查对象的设置场所、设置高度、类别等；以及通信单元24，其用于与自走式检查装置1共享两个数据库。
30.《行驶路径管理装置3》
31.如图1所示，行驶路径管理装置3具备行驶路径指定部31、地图信息数据库32、辅助信息输入部33、辅助信息数据库34、显示单元35以及通信单元36。
32.行驶路径指定部31指定自走式检查装置1检查现场的路线。地图信息数据库32管理预先准备的现场的地图信息和由行驶路径指定部31指定的检查路线。此外，现场的地图信息例如是以xml等形式登记了建筑物的位置、形状、通路的位置、形状的地图信息。辅助信息输入部33输入虽然在预先准备的地图信息中未记载但现场的自走所需的辅助信息。辅助信息例如是位于建筑物的墙壁下的侧沟的宽度、长度，或者是在自走式检查装置1进行自身位置推定时难以取得的信息，例如是在相同的墙壁持续一段时间的环境中墙壁的大小、朝向等。辅助信息数据库34存储从辅助信息输入部33输入的信息。显示单元35是在使用行驶路径指定部31指定检查路线的情况下、使用辅助信息输入部33输入辅助信息的情况下使用的显示装置，能够显示在地图信息数据库32中登记的地图信息、在辅助信息数据库34中登记的辅助信息。此外，后面将说明显示于显示单元35的gui(graphical user interface：图形用户界面)的详细内容。通信单元36是用于与自走式检查装置1共享地图信息数据库32和辅助信息数据库34的单元。
33.《自走式检查装置1》
34.如图1所示，自走式检查装置1具备控制单元11、通信单元12、存储单元13、传感器单元14和行驶单元15。
35.控制单元11是统一管理自走式检查装置1内的其他单元的单元，具体而言，是具备cpu等运算装置、半导体存储器等存储装置等的计算机。并且，通过运算装置执行读入到主存储装置的程序，实现在图2等中说明的各功能。
36.通信单元12是用于与设备检查管理装置2、行驶路径管理装置3共享信息的接口。此外，优选利用移动电话网等无线通信网实时地进行信息共享，但不一定需要实时地进行信息共享，也可以在将各装置的通信单元有线连接时，或者经由能够相对于各装置装卸的存储介质，作为批处理来进行信息共享。
37.存储单元13是积蓄经由通信单元12从设备检查管理装置2的检查实绩数据库21、检查对象信息数据库23、或者行驶路径管理装置3的地图信息数据库32、辅助信息数据库34取得的检查对象信息、行驶路径信息等的单元。
38.传感器单元14是具备对检查对象物4进行感测的多个传感器的单元，在图1中，例示了具备照相机14a、麦克风14b、臭气传感器14c的结构。照相机14a是对电流计、电压计、油位计等需要目视测量值的检查对象物4a进行拍摄的传感器，通过控制单元11来控制角度、焦点。麦克风14b是对变压器、电动机等发出声音的检查对象4b的运转音进行录音的传感
器。臭气传感器14c是检测如漏油的液压设备那样异常时发出臭味的检查对象物4c的臭味的传感器。另外，传感器的种类不限于图1所例示的种类，也可以追加检查温度、空气中的盐分量等的各种传感器。
39.行驶单元15是具备驱动机构和转向机构的单元，控制单元11按照行驶路径信息控制两机构，由此能够使自走式检查装置1在规定的检查路线上行驶。
40.接着，使用图2的功能框图，说明主要由控制单元11和存储单元13实现的自走式检查装置1的功能块。如在此所示，自走式检查装置1的功能块大致分为自身位置推定部100、设备检查部110、环境信息管理部120、统一控制部130、行驶单元控制部140。
41.自身位置推定部100是用于推定自走式检查装置1的当前位置的功能块，由绝对位置推定部101和相对位置推定部102构成。绝对位置推定部101通过将卫星导航系统(gps)信息、地图信息与激光扫描仪照相机的输出进行对照等，推定现场的绝对位置。相对位置推定部102使用跟踪照相机、加速度传感器，计算出从已知的绝对位置起的移动量，由此推定在现场的相对位置。另外，相对位置推定部102也能够通过将作为辅助信息管理的检查对象的运转音水平、臭气水平与实际检测出的运转音水平、臭气水平进行比较，来推定与检查对象的距离。
42.设备检查部110是用于基于传感器单元14的输出来执行设备检查的功能块，由检查部111、检查对象判定部112、检查对象信息数据库113、传感器控制部114、检查结果记录数据库115构成。检查部111还包括：图像检查部111a，其基于照相机14a的输出来执行检查；声音检查部111b，其基于麦克风14b的输出来执行检查；以及臭气检查部111c，其基于臭气传感器14c的输出来执行检查。
43.检查对象判定部112根据从检查对象信息数据库113读取的检查对象物4的位置信息及类别信息与由自身位置推定部100推定出的当前的位置信息的关系，判定自走式检查装置1的附近有无检查对象物4。在判定为附近有检查对象物4的情况下，传感器控制部114根据该检查对象物4的方向、距离、类别，控制照相机14a等传感器，并且检查部111对照相机14a等的输出执行适当的检查处理。检查结果记录数据库115存储检查部111的检查结果。
44.环境信息管理部120是用于管理自走式检查装置1在现场自走所需的环境信息的功能块，由地图信息数据库121、行驶路径信息数据库122、辅助信息数据库123、地图信息更新部124、行驶路径更新部125、辅助信息更新部126构成。在地图信息数据库121和行驶路径信息数据库122中，基本上保存有从行驶路径管理装置3的地图信息数据库32取得的地图信息和行驶路径信息，另外，在辅助信息数据库123中，基本上保存有从行驶路径管理装置3的辅助信息数据库34取得的辅助信息。
45.但是，各更新部能够在现场检查中基于从设备检查部110取得的检查结果来更新各数据库。例如，根据拍摄自走式检查装置1的周围的照相机14a的拍摄图像检测出新的障碍物的情况下、检测出已知的障碍物的撤除的情况下，地图信息更新部124更新地图信息数据库121的地图信息，另外，行驶路径更新部125根据需要生成避开新障碍物的行驶路径、通过存在撤除障碍物的通路的行驶路径。另外，在从照相机14a的拍摄图像中新检测出路面的台阶的情况下、从麦克风14b的录音中新检测出特征性声音的情况下、从臭气传感器14c的输出中新检测出特征性臭味的情况下，辅助信息更新部126将该检测位置与新的辅助信息一起登记到辅助信息数据库123中。这些辅助信息是在自走式检查装置1接下来通过相同的
场所时能够用于推定当前位置的信息，根据特征性的声音、臭味的强度来推定与发出该声音、臭味的检查对象物4的距离，由此能够修正自身位置推定。
46.《显示单元35的gui的一例》
47.图3a是在作业员操作行驶路径管理装置3时显示于显示单元35的gui的一例，由地图信息显示部351、辅助信息显示部352、辅助信息输入部353构成。
48.如图3b所示，地图信息显示部351在上部具有在显示行驶路径时按下的行驶路径显示按钮351a、在向行驶路径的编辑模式推移时按下的行驶路径指定按钮351b，在下部具有在删除已有的行驶路径时按下的清除按钮351c、在保存编辑后的行驶路径时按下的保存按钮351d，并且在中央具有显示现场内的行驶路径等的区域。
49.首先，若作业员按下行驶路径显示按钮351a，则显示自走式检查装置1巡回的已有的检查路径5、检查对象物4x、4y、检查区域4z、以及检查路径5的附近的辅助信息6(有无侧沟、侧沟的位置、形状、通路的素材等)。此外，检查对象物4x与检查对象物4y的符号不同表示用于检查的传感器的种类不同。
50.而且，在作业员按下行驶路径指定按钮351b而转移到编辑模式的情况下，通过按下清除按钮351c，能够消除已有的检查路径5。并且，在作业员操作鼠标等描绘新的检查路径5后，通过按下保存按钮351d，能够更新检查路径5。例如，在通过有计划的施工等事先知道在已有的检查路径5上设置有新的障碍物的情况下等，作业员利用上述的步骤，能够再次设定避开了新的障碍物的适当的检查路径5，自走式检查装置1能够按照再次设定的检查路径5继续进行顺畅的检查。
51.因有计划的施工等而事先判明了辅助信息的修正的必要性的情况下，作业员也能够利用图3a的辅助信息输入部353来更新辅助信息。例如，在新制作辅助信息的情况下，按下新制作按钮353a，在修正辅助信息的情况下，按下修正按钮353b，在删除辅助信息的情况下，按下清除按钮353c。另外，在向对象物栏353d、坐标栏353e、宽度栏353f分别输入了所期望的数据之后，按下保存按钮353g，从而能够保存辅助信息的更新。
52.图3c是显示于辅助信息显示部352的辅助信息管理表的一例。如在此所示，辅助信息管理表由登记辅助信息的对象物的种类的对象栏352a、登记辅助信息的制作时刻、更新时刻的更新时刻栏352b、登记辅助信息的开始坐标的开始坐标栏352c、登记纵向宽度的纵向宽度栏352d、以及登记横向宽度的横向宽度栏352e等构成。在该表格中登记辅助信息的开始坐标、纵向宽度、横向宽度，由此如图3b的辅助信息6所例示的那样，能够将事先判明的侧沟的位置、大小等反映到地图信息中。
53.《设备检查系统的设备检查》
54.接着，使用图4说明本实施例的设备检查系统的设备检查的动作。此外，在此，在自走式检查装置1的存储单元13中读取有设备检查管理装置2、行驶路径管理装置3的数据库内的各种信息。
55.若自走式检查装置1开始沿着检查路径5的检查，设备检查部110得到预定的检查结果，则在检查结果记录数据库115中保存该检查结果(步骤s41)。另外，设备检查部110向环境信息管理部120发送检查结果(步骤s42)。
56.接收到检查结果的环境信息管理部120从检查结果中检测到新的障碍物等的情况下等，生成新的辅助信息(步骤s43)，并将该新的辅助信息登记于辅助信息数据库123(步骤
s44)。之后，环境信息管理部120向行驶路径管理装置3发送新的辅助信息(步骤s45)，接收到新的辅助信息的行驶路径管理装置3向辅助信息数据库34追加新的辅助信息。由此，由于自走式检查装置1和行驶路径管理装置3的辅助信息数据库同步，所以在行驶路径管理装置3中保存自走式检查装置1的备份数据。另外，即使在其他自走式检查装置进行检查的情况下，也能够基于从行驶路径管理装置3取得的新的辅助信息进行检查。
57.《地图信息更新处理》
58.接着，使用图5的流程图，主要说明地图信息更新部124进行的地图信息更新处理。
59.首先，在步骤s51中，地图信息更新部124从地图信息数据库121获取地图信息。接着，在步骤s52中，地图信息更新部124判定是否存在检查中检测到的新的辅助信息。然后，在有新的辅助信息的情况下进入步骤s53，在没有新的辅助信息的情况下进入步骤s54
60.在步骤s53中，地图信息更新部124基于新的辅助信息(例如，新的障碍物)来更新地图信息。
61.另一方面，在步骤s54中，地图信息更新部124判定是否需要对地图信息进行手动校正。然后，在需要进行手动校正的情况下进入步骤s55，在不需要进行手动校正的情况下进入步骤s56。
62.在步骤s55中，地图信息更新部124接受基于手动输入的地图信息的校正(例如，根据施工计划事先判明的新的障碍物)，更新地图信息。
63.最后，在步骤s56中，地图信息更新部124将地图信息保存于地图信息数据库121。此外，虽然在图5中未图示，但在地图信息数据库121的地图信息被更新的情况下，行驶路径管理装置3的地图信息数据库32的地图信息也被更新。
64.《行驶路径更新处理、辅助信息更新处理》
65.接着，使用图6和图7的流程图，主要说明由行驶路径更新部125进行的行驶路径更新处理和主要由辅助信息更新部126进行的辅助信息更新处理。
66.首先，在步骤s61中，行驶路径更新部125判定在行驶路径信息数据库122中是否登记有行驶路径信息。然后，在有行驶路径信息的情况下进入步骤s63，在没有行驶路径信息的情况下进入步骤s62。
67.在步骤s62中，行驶路径更新部125考虑在地图信息数据库121中登记的现场的地图信息、现场的检查对象物4x、4y的位置、检查区域4z的配置，新制作适当的行驶路径信息。
68.另一方面，在步骤s63中，行驶路径更新部125判定是否修正登记于行驶路径信息数据库122中的行驶路径信息。此外，修正行驶路径信息的情况例如是检查对象物增加的情况、在已有的行驶路径上产生了障碍物的情况等无法利用已有的行驶路径信息的情况。然后，在修正行驶路径信息的情况下进入步骤s64，在不修正的情况下进入步骤s67。
69.在步骤s64中，行驶路径更新部125判定是否删除已有的行驶路径信息。此外，删除行驶路径信息的情况例如是指，需要大幅变更行驶路径信息，若沿用已有的行驶路径信息进行修正处理则反而效率低的情况等。然后，在删除行驶路径信息的情况下进入步骤s65，在不删除的情况下进入步骤s66。
70.在步骤s65中，行驶路径更新部125删除已有的行驶路径信息。之后，执行上述的步骤s62，生成适当的行驶路径信息。
71.另一方面，在步骤s66中，行驶路径更新部125以已有的行驶路径信息为基础，生成
考虑了新的检查对象物4等的适当的行驶路径信息。
72.在步骤s67中，行驶路径更新部125将在步骤s62中新制作的行驶路径信息、或者在步骤s66中修正后的行驶路径信息保存到行驶路径信息数据库122中。此外，虽然在图6中未图示，但在行驶路径信息数据库122的行驶路径信息被更新的情况下，行驶路径管理装置3的地图信息数据库32的行驶路径信息也被更新。
73.在步骤s68中，辅助信息更新部126判定是否输入辅助信息。然后，在输入辅助信息的情况下进入步骤s69，在不输入辅助信息的情况下结束处理。
74.在此，使用图7对步骤s69的详细情况进行说明。
75.首先，在步骤s69a中，辅助信息更新部126判定是否存在以当前的现场为对象的辅助信息。然后，在有辅助信息的情况下进入步骤s69c，在没有辅助信息的情况下进入步骤s69b。
76.在步骤s69b中，辅助信息更新部126新制作以当前的现场为对象的辅助信息。
77.另一方面，在步骤s69c中，统一控制部130判定是否修正辅助信息。然后，在修正辅助信息的情况下进入步骤s69d，在不修正的情况下结束处理。
78.在步骤s69d中，辅助信息更新部126判定是否删除已有的辅助信息。此外，删除辅助信息的情况例如是指，需要大幅变更辅助信息，若沿用已有的辅助信息进行修正处理则反而效率低的情况等。然后，在删除辅助信息的情况下进入步骤s69e，在不删除辅助信息的情况下进入步骤s69f。
79.在步骤s69e中，辅助信息更新部126在删除了已有的辅助信息之后，执行上述的步骤s69b，生成适当的辅助信息。
80.另一方面，在步骤s69f中，辅助信息更新部126以已有的辅助信息为基础，生成考虑了新的障碍物等的适当的辅助信息。
81.在步骤s69g中，辅助信息更新部126将在步骤s69b中新制作的辅助信息或在步骤s69f中修正后的辅助信息存储在辅助信息数据库123中。此外，虽然在图7中未图示，但在辅助信息数据库123的辅助信息被更新的情况下，行驶路径管理装置3的辅助信息数据库34的辅助信息也被更新。
82.根据以上说明的本实施例的自走式检查装置及设备检查系统，能够使用持续、定期地收集的设备检查结果的履历信息等，生成、更新在自主行驶所需的检查现场动态变化的信息、补偿自身位置推定精度的面向自走路径的地图辅助信息，面向长期的室外运用而降低系统导入及更新成本。
83.符号说明
84.1自走式检查装置；11控制单元；12通信单元；13存储单元；14传感器单元；14a照相机；14b麦克风；14c臭气传感器；100自身位置推定部；101绝对位置推定部；102相对位置推定部；110设备检查部；111检查部；111a图像检查部；111b声音检查部；111c臭气检查部；112检查对象判定部；113检查对象信息数据库；114传感器控制部；115检查结果记录数据库；120环境信息管理部；121地图信息数据库；122行驶路径信息数据库；123辅助信息数据库；124地图信息更新部；125行驶路径更新部；126辅助信息更新部；130统一控制部；140行驶单元控制部；2设备检查管理装置；21检查实绩数据库；22检查对象指定部；23检查对象信息数据库；24通信单元；3行驶路径管理装置；31行驶路径指定单元；32地图信息数据库；33辅助
信息输入单元；34辅助信息数据库；35显示单元；351地图信息显示部；352辅助信息显示部；353辅助信息输入部；4、4a、4b、4x、4y检查对象物；4z检查区域；5检查路径；6辅助信息。