JP7181926B2

JP7181926B2 - サンプリング方法

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Publication number: JP7181926B2
Application number: JP2020518314A
Authority: JP
Inventors: 文信坂本; 豊敏黒瀬
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2022-12-01
Anticipated expiration: 2039-05-08
Also published as: JPWO2019216336A1; WO2019216336A1; US20210122500A1; US12116147B2; JP2022001485A; CA3097102A1; US11926440B2; CA3097102C; CA3153295A1; CA3153295C; JP7137679B2; EP3792189A1; EP3792189B1; US20240034486A1; EP3792189A4

Description

本発明は、地表でサンプリングを行う際のサンプリング方法及びサンプリングシステムに関する。

探査機などの作業機が地表でサンプリングを行う場合には、はじめにサンプリングポイントを特定する必要がある。サンプリングポイントは、岩や石などの障害物がなく平坦であることが望ましい。サンプリングポイントを特定するにあたり、比較的大きな障害物であれば、作業機に設けられたセンサ（カメラを含む）で検出することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開平９－３０１３００号公報

しかしながら、作業機に設けられたセンサは検出範囲が広いため検出精度は高くなく、小石などの小さな障害物の検出には不向きである。センサの検出精度を高くすれば、小さな障害物を検出することもできるが、検出範囲が広いまま検出精度を高くすれば処理に時間がかかり、サンプリングを速やかに行うことができなくなる。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、サンプリングを速やかに行うことができるサンプリング方法及びサンプリングシステムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るサンプリング方法は、作業機に設けられた第１センサを用いて所定の広域エリアの地形情報を取得し、前記広域エリアの地形情報に基づいて、前記広域エリアの中から前記広域エリアよりも面積の小さい候補エリアを選択するとともに、前記広域エリアの地形情報に基づいて、前記作業機に設けられたアームの先端部が障害物に接触することなく前記候補エリアに対向する準備位置に至るまでの移動ルートを決定し、前記移動ルートに沿って前記アームの先端部を前記準備位置にまで移動させた後、前記アームの先端部に設けられた第２センサを用いて前記候補エリアの地形情報を取得し、前記候補エリアの地形情報に基づいてサンプリングポイントを特定し、特定したサンプリングポイントにおいてサンプリングを行う。

この方法では、第１センサを用いて取得する広域エリアの地形情報は候補エリアの決定に用いられるに過ぎないため、第１センサには高い検出精度は要求されない。そのため、第１センサによる検出は速やかに行うことができる。また、第２センサを用いて取得する地形情報は面積が比較的小さい候補エリアを対象としているため、第２センサによる検出は速やかに行うことができる。よって、上記のサンプリング方法によれば、サンプリングポイントの特定を速やかに行うことができ、ひいてはサンプリングを速やかに行うことができる。さらに、上記のサンプリング方法では、広域エリアの地形情報に基づいてアームの先端部が障害物に接触しないような移動ルートを決定し、その移動ルートに沿ってアームの先端部を移動させている。そのため、アームの先端部が障害物に接触するのを防ぐことができ、アームの先端部に設けられた各機器の破損を防ぐことができる。

上記のサンプリング方法において、前記第２センサは、所定の基準マークを投影する投影機を有しており、前記候補エリアの地形情報を取得するにあたり、前記候補エリアに前記基準マークを投影し、前記候補エリアに映写された基準マークの形状に基づいて前記候補エリアの地形情報を取得するようにしてもよい。

この方法によれば、簡単な構成でありながら、候補エリアの地形情報を速やかに、かつ、正確に取得することができる。

上記のサンプリング方法において、前記アームの先端部を前記準備位置に移動させる際、前記投影機から前記基準マークを前記アームの先端部の進行方向に向かって投影し、前記基準マークの映写の有無に基づいて、又は、映写された基準マークの形状及び大きさに基づいて前記移動ルート上における障害物の存否を判定し、前記移動ルート上に障害物が存在すると判定した場合は当該障害物を避けて前記アームの先端部を前記準備位置に向かって移動させるようにしてもよい。

この方法によれば、仮に移動ルート上に障害物が存在したとしても、この障害物を避けてアームの先端部を移動させるため、アームの先端部に設けられた各機器の破損をより確実に防ぐことができる。

本発明の一態様に係るサンプリングシステムは、地表を持ち帰るためのサンプラーと、所定形状のラインを含む基準マークを地表に投影する投影機と、地表に映写された基準マークを撮影するカメラと、前記サンプラー、前記投影機、及び、前記カメラが先端部に設けられたアームと、前記カメラで撮影した基準マークの画像データに基づいて地表に映写された前記ラインの大きさを取得し、取得した前記ラインの大きさに基づいて前記投影機の高さ位置を調整し、その後、前記カメラで撮影した基準マークの画像データに基づいて前記サンプラーを投入するサンプリングポイントを特定するように構成されている制御装置と、を備えている。

この構成では、地表に投影した基準マークを撮影することにより、サンプラーを投入するサンプリングポイントを特定している。そのため、地表の検査を速やかに行えるとともに、小石等を避けてサンプリングを行うことができる。したがって、上記の構成は、小石等があるとサンプリングに支障をきたすような場合、例えばサンプラーを地表に挿入したり歯車タイプのサンプラーを使用したりするような場合には特に有効である。

上記のサンプリングシステムにおいて、前記サンプラーは円筒状の形状を有し、前記基準マークは円形ラインを含んでおり、前記制御装置は、前記カメラで撮影した基準マークの画像データに基づいて地表に映写された前記円形ラインの直径を取得し、取得した前記円形ラインの直径が前記サンプラーの直径と同じになるように前記アームを駆動して前記投影機の高さ位置を調整し、その後、前記カメラで撮影した基準マークの画像データに基づいて前記サンプラーを投入するサンプリングポイントを特定するように構成されていてもよい。

この構成では、サンプラーの断面と同じ形状を有する円形ラインを地表に投影し、地表に映写された円形ラインの直径をサンプラーの直径に一致させたうえで、この円形ラインを利用してサンプリングポイントを特定している。つまり、サンプラーの形状及び大きさに対応した範囲のみの検出でサンプリングポイントを特定できるため、サンプリングポイントの特定を効率よく行うことができる。その結果、サンプリングを速やかに行うことができる。

上記のサンプリングシステムにおいて、前記基準マークは、前記円形ラインの中心を通過し両端部分が前記円形ラインと交差する１本又は２本の直線ラインを含むようにしてもよい。

ここで、円形ラインの直径を測定するにあたり、円形ライン上のどこの２点間距離を測定すべきか明確でない場合がある。これに対し、上記の構成では直線ラインと円形ラインの交点間の距離を測定すれば円形ラインの直径を取得することができるため、円形ラインの直径を正確にかつ容易に取得することができる。また、円形ラインの内側を直線ラインが通過しているため、円形ラインの内側についても地表の凹凸を検出することができる。よって、上記の構成によれば、検出精度を向上させることができる。

上記のサンプリングシステムにおいて、前記基準マークは、前記円形ラインの内側に前記円形ラインよりも直径が小さい小径円形ラインを含むようにしてもよい。

この構成によれば、円形ラインの内側に小径円形ラインが位置しているため、円形ラインの内側についても地表の凹凸を検出することができる。よって、上記の構成によれば、検出精度を向上させることができる。

上記の構成によれば、サンプリングを速やかに行うことができるサンプリング方法及びサンプリングシステムを提供することができる。

図１は、作業機に搭載されたサンプリングシステムを示す図である。図２は、サンプリングシステムの全体図である図３は、サンプリングシステムの制御系のブロック図である。図４は、アームの先端部付近の拡大図である。図５は、基準マークの例を示した図である。図６は、サンプリング方法に係る制御のフロー図である。図７は、変形例に係るアーム先端部付近の拡大図である。

＜サンプリングシステム＞
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。まず、サンプリングシステム１００の全体構成について説明する。図１は、作業機１０１に搭載されたサンプリングシステム１００を示す図である。本実施形態に係るサンプリングシステム１００は、作業機１０１の下面に設けられている。本実施形態の作業機１０１は、地表に着陸して探査を行う着陸探査機であるが、探査ローバなど他の探査機であってもよく、探査以外の作業を行うロボットなどであってもよい。

図２はサンプリングシステム１００の全体図であり、図３はサンプリングシステム１００の制御系のブロック図である。図２及び図３に示すように、サンプリングシステム１００は、第１センサ１０と、アーム２０と、サンプラー３０と、第２センサ４０と、制御装置５０と、を備えている。以下、これらの構成について順に説明する。

第１センサ１０は、作業機１０１に設けられたセンサである。本実施形態の第１センサ１０は、網目状の格子を投影する第１投影機１１と、映写された格子を撮影する第１カメラ１２と、を有している。なお、第１カメラ１２は、いわゆるステレオカメラである。図３に示すように、第１センサ１０は制御装置５０と電気的に接続されており、第１カメラ１２で撮影した格子の画像データは制御装置５０に送信される。

アーム２０は、いわゆるロボットアームであって、基端部が作業機１０１に設けられている。アーム２０の先端部には、サンプラー３０及び第２センサ４０が設けられている。アーム２０は制御装置５０と電気的に接続されており、制御装置５０はアーム２０へ制御信号を送信することにより、アーム２０を任意に駆動させることができる。

サンプラー３０は、地表の砂等をサンプリングする（地表を持ち帰るための）機器である。図４は、アーム２０の先端部付近の拡大図である。図４に示すように、本実施形態のサンプリングシステム１００は外筒部材３２を有しており、外筒部材３２の内側にサンプラー３０が収容されている。サンプラー３０は、筒状の形状を有しており、サンプラー投入装置３１によって地表に向かって投入される。サンプラー３０を地表に投入した後に抜き取ることで、サンプラー３０内に入った砂等を採取することができる。

第２センサ４０は、アーム２０の先端部に設けられたセンサである。第２センサ４０は、後述の基準マーク４４（図５参照）を投影する第２投影機４１と、映写された基準マーク４４を撮影する第２カメラ４２と、基準マーク４４の投影方向に光を当てる照明機４３と、を有している。第２カメラ４２は、いわゆるステレオカメラである。第２センサ４０は制御装置５０と電気的に接続されており、第２カメラ４２で撮影した基準マーク４４の画像データは制御装置５０に送信される。

なお、第２投影機４１から検出対象までの距離が遠い場合には映写された基準マーク４４の大きさが大きくなり、第２投影機４１から検出対象までの距離が近い場合には映写された基準マーク４４の大きさが小さくなる。さらに、第２センサ４０は第１センサ１０よりも検出精度が高い。これは、第２カメラ４２は第１カメラ１２よりも撮影する範囲が狭いため、第２カメラ４２が撮影する範囲においては、第２カメラ４２は第１カメラ１２よりも画素数が多くなるからである。

図５は、前述した基準マーク４４の例を示した図である。本実施形態では、図５（ａ）で示す基準マーク４４を採用する。つまり、本実施形態の基準マーク４４は、円形ライン４５と、円形ライン４５の中心を通過し両端部分が円形ライン４５と交差する２本の直線ライン４６で構成されている。ただし、基準マーク４４は、円形ライン４５に代えて図５（ｂ）に示すような矩形ライン４７を有していてもよく、図５（ｃ）に示すような多角形ライン４８を有していてもよい。さらに、基準マーク４４は、図５（ｄ）に示すような円形ライン４５の内側に円形ライン４５よりも直径が小さい小径円形ライン４９を有していてもよく、図５（ｅ）に示すように円形ライン４５と１本の直線ライン４６で構成されていてもよく、図５（ｆ）に示すように円形ライン４５のみで構成されていてもよい。

制御装置５０は、各機器を制御する装置である。制御装置５０は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、及び、Ｉ／Ｏインターフェース等を有している。図３に示すように、制御装置５０は、第１センサ１０及び第２センサ４０と電気的に接続されており、第１センサ１０及び第２センサ４０から送信される画像データを取得するとともに、これらに制御信号を送信して任意の制御を行うことができる。また、制御装置５０は、アーム２０及びサンプラー投入装置３１と電気的に接続されており、これらに制御信号を送信して任意の制御を行うことができる。

＜サンプリング方法＞
次に、本実施形態に係るサンプリング方法について説明する。図６は本実施形態に係るサンプリング方法に係る制御のフロー図である。図６に示す制御は制御装置５０により実行される。本実施形態では、大小の障害物が点在する地表でサンプリングを行うものとする。なお、障害物は岩や石のみならず、地表の起伏によって形成されるものも含む。

まず、図６に示すように、制御が開始されると、制御装置５０は地表の広域エリア１３の地形情報を第１センサ１０から取得する（ステップＳ１）。具体的には、制御装置５０は、作業機１０１に設けられた第１投影機１１から地表の広域エリア１３に網目状の格子を投影させ、広域エリア１３に映写された格子を第１カメラ１２で撮影し、第１カメラ１２で撮影した格子の画像データを取得する。つまり、ステップＳ１における地形情報は、格子の画像データである。

続いて、制御装置５０は、ステップＳ１で取得した広域エリア１３の地形情報（画像データ）に基づいて、広域エリア１３の３次元形状を算出する（ステップＳ２）。広域エリア１３の３次元形状は、公知の格子投影法により算出することができる。つまり、画像データを用いて画像を２値化して格子を認識し、格子のゆがみの程度に基づいて格子が投影された部分の座標を算出する。なお、広域エリア１３の３次元形状は制御装置５０ではなく第１センサ１０で算出してもよい。この場合は、制御装置５０は、広域エリア１３の地形情報として広域エリア１３の３次元形状のデータを第１センサ１０から取得する。

続いて、制御装置５０は、広域エリア１３の３次元形状に基づいて、広域エリア１３の中から候補エリア１４を選択する（ステップＳ３）。なお、候補エリア１４は広域エリア１３よりも面積が小さいエリアである。本実施形態では障害物がない平坦なエリアを候補エリア１４として選択する。ただし、本実施形態の第１センサ１０の検出精度は高くないため、ステップＳ３で選択した候補エリア１４には小さな障害物がある可能性がある。

続いて、制御装置５０は、アーム２０の状態を確認する（ステップＳ４）。具体的には、制御装置５０は、第１カメラ１２でアーム２０を撮影して、アーム２０に損傷などの異常がないことを確認するとともに、アーム２０の先端部の位置を確認する。なお、この時のアーム２０の先端部の位置を「待機位置」と呼ぶこととする。

続いて、制御装置５０は、広域エリア１３の３次元形状に基づいて移動ルートを決定する（ステップＳ５）。移動ルートは、アーム２０が「待機位置」から候補エリア１４に対向する「準備位置」に至るまでのルートである。例えば、広域エリア１３の３次元形状に基づいて待機位置と準備位置の間に障害物がないことが確認できれば、待機位置と準備位置を直線的につないだルートを移動ルートとして決定する。また、待機位置と準備位置の間に障害物があることが判明した場合には、その障害物を迂回するようなルートを移動ルートとして決定する。つまり、移動ルートは、アーム２０の先端部が障害物に接触することなく待機位置から準備位置にまで移動することができるルートである。なお、本実施形態の準備位置は、候補エリア１４の鉛直方向上方に位置しているが、例えばアーム２０の可動範囲に制限があるような場合などには、準備位置は候補エリア１４の鉛直方向上方に位置していなくてもよい。

続いて、制御装置５０は、アーム２０の先端部を移動させる前に、アーム２０の先端部に設けられた第２投影機４１から進行方向に基準マーク４４を投影する（ステップＳ６）。例えば、アーム２０の先端部が待機位置にあり、移動ルートが待機位置と準備位置を直線的につなぐルートであるとすると、第２投影機４１は準備位置に向かって基準マーク４４を投影する。

続いて、制御装置５０は、移動ルート上に障害物がないか否かを判定する（ステップＳ７）。制御装置５０は、第２投影機４１で投影した基準マーク４４を第２カメラ４２で撮影して画像データを取得する。そして、画像データを解析しても基準マーク４４を確認できない場合や、基準マーク４４の大きさが一定値以上、つまり基準マーク４４が映写された障害物までの距離が遠い場合には、移動ルート上に障害物がないと判定することができる。一方、基準マーク４４の大きさが一定値よりも小さい場合には、移動ルート上に障害物があると判定することができる。

ステップＳ７において、移動ルート上に障害物があると判定した場合は（ステップＳ７でＮＯ）、アーム２０の先端部の進行方向を変更し、移動ルートを変更する（ステップＳ８）。その後、ステップＳ６に戻る。一方、ステップＳ７において、移動ルート上に障害物がないと判定した場合は（ステップＳ７でＹＥＳ）、移動ルートに沿ってアーム２０の先端部を移動させる（ステップＳ９）。

続いて、制御装置５０は、アーム２０の先端部が準備位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０）。アーム２０の先端部が準備位置に到達していないと判定した場合は（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ６戻る。一方、アーム２０の先端部が準備位置に到達していると判定した場合は（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１に進む。つまり、アーム２０の先端部が準備位置に到達するまでステップＳ６からＳ１０を繰り返しながらアーム２０の先端部を移動させる。

本実施形態ではステップＳ５においてアーム２０の先端部が障害物に接触することなく準備位置まで移動することができるよう移動ルートを決定しているが、その上さらにステップＳ６乃至Ｓ１０において、移動ルート上に障害物が存在するか否かを判定して、移動ルートに障害物が存在する場合は障害物を避けてアーム２０の先端部を移動させている。このように、本実施形態では、アーム２０の先端部が障害物に接触しないように二重の対策をとっているため、サンプラー３０及び第２センサ４０が設けられたアーム２０の先端部が障害物と接触するのを確実に防ぐことができる。

続いて、制御装置５０は、第２投影機４１からステップＳ３で選択した候補エリア１４に基準マーク４４を投影させる（ステップＳ１１）。そして、候補エリア１４に映写された基準マーク４４に含まれる円形ライン４５の直径が、サンプラー３０の直径と一致するか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御装置５０は、第２カメラ４２で候補エリア１４に映写された基準マーク４４の画像データを取得し、取得した画像データに基づいて判定を行う。

ステップＳ１２において、候補エリア１４に投影された円形ライン４５の直径がサンプラー３０の直径と一致しないと判定した場合（ステップＳ１２でＮＯ）、制御装置５０は、候補エリア１４に映写された円形ライン４５の直径がサンプラー３０の直径と一致するようにアーム２０を移動させてアーム２０の先端部の上下方向位置を調整する（ステップＳ１３）。具体的には、候補エリア１４に映写された円形ライン４５の直径がサンプラー３０の直径よりも小さい場合はアーム２０の先端部を上昇させ、候補エリア１４に投影された円形ライン４５の直径がサンプラー３０の直径よりも大きい場合はアーム２０の先端部を下降させる。アーム２０の先端部の上下方向位置を調整した後はステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１２において、制御装置５０が、候補エリア１４に映写された円形ライン４５の直径がサンプラー３０の直径と一致していると判定した場合は（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、候補エリア１４に障害物が存在するか否かを判定する。例えば、制御装置５０は、第２カメラ４２で撮影した基準マーク４４の画像データに基づいて、画像を２値化して基準マーク４４を認識し、基準マーク４４のゆがみ量が一定値以上であれば障害物が存在していると判定することができ、ゆがみ量が一定値よりも小さければ障害物が存在していないと判定することができる。

ステップＳ１４において、制御装置５０が、候補エリア１４に障害物が存在していると判定した場合（ステップＳ１４でＮＯ）、候補エリア１４を変更する（ステップＳ１５）。本実施形態では、変更前の候補エリア１４に隣接するエリアを新たに候補エリア１４とする。ただし、ステップＳ３に戻って候補エリア１４を選択し直してもよい。候補エリア１４を変更した後は、変更した候補エリア１４の鉛直方向上方に位置する新たな準備位置にアーム２０の先端部を移動させる（ステップＳ１６）。アーム２０の先端部を準備位置に移動させた後は、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１４において、候補エリア１４に障害物が存在していないと判定した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、制御装置５０は、この候補エリア１４をサンプリングポイントに決定する（ステップＳ１７）。そして、制御装置５０は、このサンプリングポイントでサンプリングを行う（ステップＳ１８）。サンプリングは、サンプラー投入装置３１によってサンプラー３０をサンプリングポイントに投入し、一定の深さにまでサンプラー３０を地表に埋め込む。その後、サンプラー３０を地表から引き抜くことで、地表の砂等を内部に収容したサンプラー３０を回収する。以上でサンプリングは終了する。

＜効果等＞
以上が、本実施形態に係るサンプリングシステム１００及びサンプリング方法の説明である。本実施形態に係るサンプリング方法では、第１センサ１０を用いて取得する広域エリア１３の地形情報は、候補エリア１４の選定に用いられるに過ぎないことから、第１センサ１０には高い検出精度は要求されない。そのため、第１センサ１０による検出を速やかに行うことができる。また、第２センサ４０を用いて取得する地形情報は面積の小さい候補エリア１４を対象としているため、第２センサ４０による検出を速やかに行うことができる。よって、本実施形態に係るサンプリング方法によれば、サンプリングポイントの特定を速やかに行うことができ、ひいてはサンプリンを速やかに行うことができる。

さらに、本実施形態に係るサンプリングシステム１００では、サンプラー３０の断面と同じ形状を有する円形ライン４５を地表に投影し、地表に映写された円形ライン４５の直径をサンプラー３０の直径に一致させたうえで、この地表に映写された円形ライン４５を利用してサンプリングポイントを特定している。これにより、サンプラー３０の形状及び大きさに対応した範囲のみの検出でサンプリングポイントを特定することができ、サンプリングポイントの特定を効率よく行うことができる。その結果、サンプリングを速やかに行うことができる。

また、本実施形態に係るサンプリング方法は、制御装置５０による制御で実施されているが、制御の一部を作業者によって実施してもよい。例えば、候補エリア１４の選択は作業者が行ってもよい。さらに、本実施形態では、ステップＳ３において、候補エリア１４を１つ選択したが、複数の候補エリア１４を選択してもよい。

また、本実施形態に係るサンプリング方法では、第２投影機４１が基準マーク４４を投影する場合について説明したが、第２投影機４１が網目状の格子を投影してもよい。この場合は、格子投影法によって候補エリア１４の３次元形状を算出し、その３次元形状に基づいてサンプリングポイントを決定してもよい。

また、本実施形態では、円筒状のサンプラー３０を用いて砂等を採取しているが、サンプリングはこれに限られない。例えば、図７に示すように、歯車タイプのサンプラー３３を用いてサンプリングを行ってもよい。この場合、基準マーク４４は、サンプラー３３によるサンプリング領域に応じた形状とするのが望ましい。さらに、アーム２０の先端にサンプル対象を挟持するハンドを設け、そのハンドで砂等を採取してもよい。また、スコップやブラシを用いて、サンプリングを行ってもよい。

１０第１センサ
１３広域エリア
１４候補エリア
２０アーム
３０サンプラー
３１サンプラー投入装置
３３サンプラー
４０第２センサ
４１第２投影機
４２第２カメラ
４４基準マーク
４５円形ライン
４６直線ライン
４９小径円形ライン
５０制御装置
１００サンプリングシステム
１０１作業機

Claims

作業機に設けられた第１センサを用いて所定の広域エリアの地形情報を取得し、
前記広域エリアの地形情報に基づいて、前記広域エリアの中から前記広域エリアよりも面積の小さい候補エリアを選択するとともに、前記広域エリアの地形情報に基づいて、前記作業機に設けられたアームの先端部が障害物に接触することなく前記候補エリアに対向する準備位置に至るまでの移動ルートを決定し、
前記移動ルートに沿って前記アームの先端部を前記準備位置にまで移動させた後、前記アームの先端部に設けられた第２センサを用いて前記候補エリアの地形情報を取得し、
前記候補エリアの地形情報に基づいてサンプリングポイントを特定し、
前記候補エリアの地形情報に基づいて前記候補エリアに障害物が存在するか否かを判定し、障害物が存在していると判断した場合、前記広域エリアの中から別の候補エリアを新たに前記候補エリアとして選択し、
障害物が存在していないと判断した場合、特定したサンプリングポイントにおいてサンプリングを行う、サンプリング方法。
前記第２センサは、所定の基準マークを投影する投影機を有しており、
前記候補エリアの地形情報を取得するにあたり、前記候補エリアに前記基準マークを投影し、前記候補エリアに映写された基準マークの形状に基づいて前記候補エリアの地形情報を取得する、請求項１に記載のサンプリング方法。
前記アームはサンプラーを有し、
前記候補エリアの地形情報を取得するにあたり、映写された前記基準マークの形状に前記サンプラーの開口形状が内接するように、前記アームの上下方向位置を調整する、請求項２に記載のサンプリング方法。
前記アームの先端部を前記準備位置に移動させる際、前記投影機から前記基準マークを前記アームの先端部の進行方向に向かって投影し、前記基準マークの映写の有無に基づいて、又は、映写された基準マークの形状及び大きさに基づいて前記移動ルート上における障害物の存否を判定し、前記移動ルート上に障害物が存在すると判定した場合は当該障害物を避けて前記アームの先端部を前記準備位置に向かって移動させる、請求項２に記載のサンプリング方法。