JPH0439710A - 自動墨出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建築構造物のコンクリート床面のような平面
領域に墨出し用のマーキングを自動的に行うのに使用さ
れる自動墨出し装置に関する。

（従来の技術） ビルなどの建築構造物において、仕切壁、その他の内装
工事を行う場合、建築構造物のコンクリート床面などの
内装工事のための図面を墨出しにより描くのが一般であ
る。

従来、このような墨出しに際しては、トランシットを用
いて指定された各地点を実測によりマーキングし、この
マーク点に沿って墨出しするようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のような従来の墨出し方式では、指
定された各地点の実測及びマーキング作業を全て人手に
より行なっているため、墨出しに多くの時間と人手を要
する問題があった。

本発明は上述のような点に鑑みなされたもので、指定さ
れた領域の墨出しを人手を要することなく自動的に低コ
ストで行うことができる自動墨出し装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 一実施例を示す第１図に対応づけて本発明を説明すると
、本発明は指定されたマーキング領域内の複数の所定位
置にそれぞれ設置されたターゲット１ａ−１ｄと、前記
指定されたマーキング領域内を自動走行するマーキング
ロボット２と、前記マーキングロボット２に水平方向に
旋回制御可能に、かつ上下方向に傾動制御可能に取り付
けられていると共に前記各ターゲットｌａ〜１ｄに向け
光波を照射する測距用の光波センサ５と、前記光波セン
サ５の水平方向の角度を測定する水平角計測手段１２と
、前記光波センサ５の上下方向の傾き角を測定する鉛直
角計測手段１３と、前記マーキングロボット２に設けら
れ、マーキングロボット２の進行方向及びＸ、Ｙ座標の
位置情報を出力するトラックボール６．７と、前記マー
キングロボット２を走行経路データにしたがって自動走
行させると共に、走行時のトラックボール６゜７からの
位置情報に基づいてマーキングロボット２の大まかな位
置を算出し、この算出された位置が目標のマーキング位
置近傍にきたことが判定された時は前記光波センサ５を
旋回して前記各ターゲットｌａ〜１ｄまでの距離と前記
水平角計測手段１２及び鉛直角計測手段１３からの角度
情報に基づいてマーキングロボット２の現在位置を算出
する中央演算処理手段ＩＯと、前記マーキングロボット
２に設けられていて前記中央演算処理手段１０により現
在位置を目標のマーキング位置へ割出し制御されるＸ−
Ｙプロッタ８と、前記Ｘ−Ｙプロッタ８に取り付けられ
、その割出位置でマーキング動作されるスタンパ９とを
備えたことを特徴とする。

また、本発明は、マーキングロボット２走行時の障害物
に対する追突防止のための安全監視手段２０を設けたこ
とを特徴とする。

また、本発明は、マーキングロボット２に無線により走
行指令を発信してマーキングロボット２を遠隔制御する
遠隔操作手段２２を設けたことを特徴とする。

（作用） マーキングロボット２が走行経路データにしたがって自
動走行すると、トラックボール６．７が動作し、これか
ら得られる位置情報を中央演算処理手段ＩＯで演算する
ことによりマーキングロボット２の位置をリアルタイム
に得る。そして、この位置データが目標のマーキング位
置データに近似するとマキングロボット２が停止し、そ
して光波センサ５が旋回することに得られる各ターゲラ
ｔ−１ａ〜１ｄまでの距離と計測された水平角度及び傾
き角に基づいてマーキングロボット２の現在の正確な位
置を算出する。算出された現在位置データと目標のマー
キング位置データとが比較され、その点がゼロとなるよ
うにＸ−Ｙプロッタ８を制御することで目標マーキング
位置へ割出し、スタンパ９によりマーキングする。

従って、指定されたマーキング領域へのマーキングを人
手を要することなく自動的にかつ高精度に行なうことが
できる。

また、本発明は安全監視手段２０を設けることにより、
マーキングロボット２を安全に自律走行させることが可
能になる。

更にまた、本発明は遠隔操作手段２−２を設けることに
より、マーキングロボット２を監視員等によりリモート
コントロールすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図〜第５図に基づいて説明
する。

第１図は全体の構成図、第２図はターゲットとマーキン
グロボットとの関係を示す平面図、第３図はその側面図
、第４図はマーキングロボットの底面図、第５図はマー
キングロボットの底部の詳細を示す側面図である。

まず、第２図及び第３図において、１ａ〜１ｄは建物の
コンクリート床面などに相当する墨出し領域内の所定の
位置（四隅）にそれぞれ設置された光反射部材からなる
ターゲットであり、これらターゲット１ａ＝ｌｄはマー
キング領域の内側に向けて配置される。

また、２は墨出し領域内を縦横に走行するマーキングロ
ボットである。

マーキングロボット２は、これを予め設定した走行経路
に沿って自動走行させる駆動装置３と、走行方向を制御
する操舵機構４を備え、頂部には、各ターゲット１ａ〜
１ｄに対し光波を照射してその反射光波を受ける測距用
の光波センサ５が設けられている。

この光波センサ５は水平方向に旋回可能に、かつ上下方
向に傾動可能に制御されるよう構成される。

また、マーキングロボット２の前、後部には、第３図〜
第５図に示すように進行方向及びＸ、　Ｙ座標の位置情
報を出力する前部トラックボール６及び後部トラックボ
ール７がそれぞれ取り付けられており、さらに底面には
、指定されたマーキング位置へ割出すためのＸ−Ｙプロ
ッタ８が設置され、Ｘ−Ｙプロッタ８にはコンクリート
床面などの指定位置にマーキングするスタンパ９が取り
付けられている。

次に、第１図の構成について述べる。

図においてｌＯは墨出しシステム全体を制御するマイク
ロコンピュータからなる中央演算処理装置で、この中央
演算処理装置ＩＯには、ターゲットｌａ〜１ｄの座標デ
ータ、マーキングロボット２の走行経路データ及びマー
キング位置データ等を格納するメモリ１１が接続されて
いる。

光波センサ５．光波センサ５の各ターゲット１ａ−１ｄ
に対する水平方向の角度（第２図のθ、〜θ４に相当）
を計測する水平角計測器１２及び光波センサ５の各ター
ゲット１ａ〜１ｄに対する上下方向の傾き角を計測する
鉛直角計測器１３は入力インターフェース１４を介して
中央演算処理袋ｇｔｏに接続される。

また、トラックボール６．７は入力インターフェース１
５を介して中央演算処理装置１０に接続される。

駆動装置３．操舵機構４．Ｘ−Ｙブロック８及びスタン
パ９は出力インターフェース１６を介して中央演算処理
装置１０に接続される。

各ターゲットｌａ〜１ｄの座標、マーキングロボット２
の走行経路データ及びマーキング位置データ等を入力す
る入力部１７は入力インターフェース１８を介して中央
演算処理装置１ｏに接続され、更に入力インターフェー
ス１８には、外部からの遠隔指令信号を受信する無線受
信機１９が接続されている。

マーキングロボット２が現場作業員その他の障害物に追
突するのを防止する安全監視部（超音波センサなどから
構成される）２０は入力インターフェース２１を介して
中央演算処理装置１０に接続される。

また、第１図において、２２は監視員等が必要に応じて
マーキングロボット２を遠隔制御するための遠隔操作装
置で、マーキングロボット２をリモート操作する操作レ
バー２２１と、この操作しバー２２１の操作を指令信号
に変換する指令信号発生回路２２２と、この指令信号発
生回路２２２からの信号を送信する無線送信機２２３と
から構成され、無線送信機２２３の送信信号は受信機１
９により受信される。

次に、上記のように構成された本実施例の動作を第６図
に示すフロチャートを参照して説明する。

先ず、ステップＳＬにおいて、マーキング領域内に設置
された各ターゲットｌａ〜１ｄの位置座標（Ｘ　ｒ　＋
　３’　２　）　〜（Ｘ　ａ　、　３’　ａ　）と、マ
ーキング領域内におけるマーキングロボット２の走行経
路データ及び内装工事等に必要な墨出しのためのマーキ
ング位置データ等の初期値データを入力部１７のキー操
作などにより入力する。入力された初期値データはメモ
リ１１に格納される。

次のステップＳ２では、入力部１７から墨出しルーチン
の開始指令を入力することにより自動墨出システムをス
タートさせる。

次のステップＳ３では、マーキングロボット２の初期位
置測量を行う。

即ち、中央演算処理装置１０から光波センサ５及びその
駆動部（図示せず）に起動指令がかかり、光波センサ５
から光波がターゲットに向け照射されると同時に光波セ
ンサ５が一方向に旋回され、さらに各ターゲットを正対
するように傾き角を制御する。

これにより、光波センサ５から各ターゲット１ａ＝１ｄ
までの距＠ｉｔ、〜β４を光波の到達時間より求め、さ
らに光波センサ５と各ターゲットｌａ”ｌｄ間の水平角
度θ１〜θ４を水平角計測器１２で計測し、また、各タ
ーゲット１ａ〜１ｄに対する光波センサ５の傾き角を計
測する。

そして、これら各ターゲット１ａ−１ｄと光波センサ５
間の距離！１〜！４をそれぞれの水平角及び傾き角で補
正することにより各ターゲット１ａ〜１ｄから見た光波
センサ５のＸ、Ｙ座標を求め、この各座標値を平均化す
ることによってマーキングロボット２のスタート点の座
標とし、これをマーキングロボット２の初期位置とする
。

次のステップＳ４では、トラックボール６．７で求めら
れた座標値をゼロクリアーする。

その後、次のステップＳ５において、メモリ１１から走
行経路データを設定経路にしたがって順番に読み出し、
この走行経路データにより駆動装置３及び操舵機構４を
制御してマーキングロボット２を走行経路に沿い走行さ
せる。

マーキングロボット２が走行を開始すると、前、後のト
ラックボール６．７がマーキングロボット２の走行に伴
い回転し、内蔵のＸ及びＹ方向エンコーダが動作すると
共に、そのエンコーダの値を中央演算処理装置１０で処
理することにより、マーキングロボット２の現在位置情
報をリアルタイムに算出する（ステップＳ６）。

次のステップＳ７では、算出されたマーキングロボット
２の位置が予め決められた目標マーキング位置近傍かを
判定する。

ここで、目標マーキング位置近傍でないと判定された時
は、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、マーキングロボット２の進行方向及
び現在位置が走行経路上の許容範囲内にあるか否かを判
定し、そして許容範囲にあると判定された時はステップ
Ｓ９に移行してマーキングロボット２が直進するよう制
御し、再びステップＳ７に戻る。

また、ステップＳ８において、許容範囲外であると判定
された時は、ステップＳｌＯに進み、ファジィ処理を行
なうことによって、操舵機構４の舵角を制御し、マーキ
ングロボット２が走行経路に乗るようにし、ステップＳ
７に戻る。

一方、ステップＳ７において、目標のマーキング位置近
傍であると判定された場合は、ステップＳｌｌに進み、
マーキングロボット２を一時停止させ、ステップ５１２
に移行する。

ステップＳ１２では、光波センサ５を旋回させて四隅に
あるターゲットｌミル１ｄ間との距離を計測し、かつ水
平角及び傾き角を計測し、これらの距離データ及び角度
データに基づいてマーキングロボット２の正確な現在位
置を算出する。

次のステップ３１３では、算出されたマーキングロボッ
ト２の位置データと目標マーキング位置データとを比較
し、その差がゼロとなるようにＸ−Ｙプロッタ８を動作
させて、スタンバ９の位置を目標のマーキング位置に一
致させる。

その後、次のステップＳ１４においてスタンバ９を動作
させ、コンクリート床面にマーキングする。

次のステップＳ１５では、走行経路の最終目標位置かを
判定する。

ここで、最終目標位置であると判定された時は、ステッ
プ３１６に進み、マーキングロボット２を停止させ、マ
ーキング作業が終了する。

また、ステップＳ１５において、最終目標位置でないと
判定された時は、ステップＳ４に進み、マーキングロボ
ット２を走行経路に沿い次の目標位置に向けて走行開始
させる。

なお、マーキングロボット２の走行経路は、マーキング
領域内を所定の間隔でジグザグ状に走行できるように設
定されている。

このような本実施例にあっては、マーキングロボット２
の底部に取り付けた前後のトラックボール６．７により
走行経路上のマーキングロボット２の大まかな現在位置
をリアルタイムに算出し、そして、目標のマーキング位
置にマーキングロボット２が到達したならば、マーキン
グロボット２の走行を停止し、光波センサ５を旋回して
マーキングロボット２の正確な位置を求め、この位置デ
ータと目標のマーキング位置データとの差がゼロとなる
ようＸ−Ｙプロッタ８を動作させてマーキングするよう
構成したから、コンクリート床面等への墨出しのための
マーキングを自動化でき、かつ無人化も可能になると共
に、広範囲の領域でも短時間で墨出しが可能になる。こ
れに伴い休日や夜間でも墨出し作業を行なうことができ
る。

また、安全監視部２０が障害物を検出すると、マーキン
グロボット２の走行が停止するから、マーキングロボッ
ト２が障害物に追突したりするのを未然に防止できる。

また、遠隔操作装置２２の操作レバー２２１を操作する
ことにより、マーキングロボット２をリモートコントロ
ールできるから、ターゲットを外れた領域のマーキング
が可能になるほか、人為的に緊急停止させることも可能
になる。

なお、本発明は、上記実施例に示すコンクリド床面への
墨出しに限定されないほか、請求項に記載された範囲に
おいて種々変更し得ることは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、指定された領域へ
の墨出しを無人で、かつ自動的に行うことができると共
に、墨出しコストも低減できる。

また、マーキングロボットを安全に自律走行させること
ができるほか、マーキングロボットのマーキング領域内
への侵入者に対する安全対策も確保でき、更にマーキン
グロボットのリモートコントロールも可能になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の構成図、第２図
は本実施例におけるターゲットとマーキングロボットと
の関係を示す平面図、第３図はその側面図、第４図はマ
ーキングロボットの底面図、第５図はマーキングロボッ
トの底部の詳細を示す側面図、第６図は本実施例の動作
手順を示すフロチャートである。 尚図中、１ａ＝ｌｄはターゲット、２はマーキングロボ
ット、３は駆動装置、４は操舵機構、５は光波センサ、
６，７はトラックポール、８はプロッタ、９はスタンバ
、ＩＯは中央演算処理装置、１１はメモリ、１２は水平
角計測器、１３は鉛直角測定器、１７は入力部、１９は
受信機。 ２０は安全監視部、２２は遠隔操作装置である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）指定されたマーキング領域内の複数の所定位置に
   それぞれ設置されたターゲットと、 前記指定されたマーキング領域内を自動走行するマーキ
   ングロボットと、 前記マーキングロボットに水平方向に旋回制御可能に、
   かつ上下方向に傾動制御可能に取り付けられていると共
   に前記各ターゲットに向け光波を照射する測距用の光波
   センサと、 前記光波センサの水平方向の角度を測定する水平角計測
   手段と、 前記光波センサの上下方向の傾き角を測定する鉛直角計
   測手段と、 前記マーキングロボットに設けられ、マーキングロボッ
   トの進行方向及びＸ，Ｙ座標の位置情報を出力するトラ
   ックボールと、 前記マーキングロボットを走行経路データにしたがって
   自動走行させると共に、走行時のトラックボールからの
   位置情報に基づいてマーキングロボットの大まかな位置
   を算出し、この算出された位置が目標のマーキング位置
   近傍にきたことが判定された時は前記光波センサを旋回
   して前記各ターゲットまでの距離と前記水平角計測手段
   及び鉛直角計測手段からの角度情報に基づいてマーキン
   グロボットの現在位置を算出する中央演算処理手段と、 前記マーキングロボットに設けられていて前記中央演算
   処理手段により現在位置を目標のマーキング位置へ割出
   し制御されるＸ−Ｙプロッタと、前記Ｘ−Ｙプロッタに
   取り付けられ、その割出位置でマーキング動作されるス
   タンパと、 を備えたことを特徴とする自動墨出し装置。
2. （２）マーキングロボット走行時の障害物に対する追突
   防止のための安全監視手段を設けたことを特徴とする請
   求項１記載の自動墨出し装置。
3. （３）マーキングロボットに無線により走行指令を発信
   してマーキングロボットを遠隔制御する遠隔操作手段を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の自動墨出し装置
   。