JP2000086155A - 作業機のボイスコントロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、操作者が発声した音声から作業機
の各操作機器に対応した動作指令語を認識してその認識
結果を出力する音声認識手段15と、音声認識手段15の認
識結果を受けて対応する弁装置６に弁切換信号を出力す
るコントローラ17とで構成された作業機のボイスコント
ローラ装置を、速度制御性が良く細かな速度制御が行え
るようにすることを目的とする。 【解決手段】 携帯操作信号発生器１に分解能の高い速
度指令信号を出力する速度指令手段21を設け、コントロ
ーラ17で音声認識手段15の認識結果と速度指令信号に基
づき認識結果に対応した弁装置６に、速度指令信号に対
応した弁切換信号を出力するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、操作者が発声し
た音声を音声認識して作業機を遠隔操作する作業機のボ
イスコントロール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】クレーン等の作業機を遠隔操作する遠隔
操作装置として、操作者が発声した音声から作業機の各
操作機器に対応した動作指令語を音声認識して、その認
識結果に基づき対応する操作機器を駆動制御するよう構
成したボイスコントロール装置がある。

【０００３】従来から用いられているボイスコントロー
ル装置は、図２に示す如く、操作者が発声した音声（作
業機の操作指令に係る音声）を集音する音声マイク2a
と、作業機本体側からのアンサーバック音声を操作者に
音声出力するヘッドホン2bとを備えたヘッドホンマイク
２と、作業機本体側に設けられた送受信器４との間で音
声信号を送受信する送受信器３とで構成された携帯操作
信号発生器１と、作業機本体側に設けられ送受信器４で
受信した音声マイク2aからの音声信号を入力され入力さ
れた音声信号を予め操作者本人の音声で登録されている
各操作機器（例えば、ウインチ装置や旋回装置等）に対
応した動作指令語群（例えば、ウインチ巻上げ操作用の
「マキアゲ」、巻下げ操作用の「マキサゲ」、旋回装置
右旋回操作用の「ミギ」、左旋回操作用の「ヒダリ」
等）と比較し、最も相違度が低い動作指令語を認識結果
として出力する音声認識手段５、音声認識手段５の認識
結果を受けて対応する操作機器を駆動制御する弁装置６
に弁切換信号を出力するコントローラ７、及び音声認識
手段５の認識結果を操作者に音声でアンサーバックする
ため認識結果を音声合成する音声合成手段８とで構成さ
れている。

【０００４】このように構成されたボイスコントロール
装置は、次の如き手順で作業機を遠隔操作するようにな
っている。すなわち、例えは作業機のウインチ装置を通
常速度で巻上げ操作する場合には、まず操作者がヘッド
ホンマイク２の音声マイク2aに向かってウインチ装置の
巻上げ操作指令語である「マキアゲ」を発声する。この
動作指令音声は、音声マイク2aで集音され送受信器３及
び４を介して音声認識手段５に入力される。音声認識手
段５では、入力された音声信号を予め操作者本人の音声
で登録されている各操作機器に対応した動作指令語群
（例えば、「マキアゲ」、「マキサゲ」、「ミギ」、
「ヒダリ」等）と比較し、最も相違度が低い動作指令語
（この場合、巻上げ操作語の「マキアゲ」）を認識候補
として、音声合成手段８に出力する。音声合成手段８
は、音声認識手段５からの出力に基づき「マキアゲ」の
アンサーバック音声を音声合成して、送受信器４及び３
を介してヘッドホン2bから操作者にアンサーバックす
る。

【０００５】アンサーバックを受けた操作者は、動作指
令とアンサーバック音声が一致していた場合には確認語
の「イエス」を発声し、間違っていた場合には否確認語
の「ノウ」を発声する。この場合は、動作指令とアンサ
ーバック音声が一致しているため「イエス」と発声し、
この確認語は音声マイク2aで集音されて音声認識手段５
に入力される。音声認識手段５では、予め登録されてい
る確認語群と比較され、確認語の「イエス」であると認
識した場合には動作指令語の「マキアゲ」が確認された
と判断して確定する。一方、否確認語の「ノウ」である
と認識した場合には、認識候補の「マキアゲ」が誤認識
であると判断して認識結果をクリアする。

【０００６】次に操作者は、通常速度で巻上げ駆動した
い場合には、通常速度の速度指令語である「スタート」
を発声し、微速あるいは寸動（駆動と停止を繰返して駆
動する方法）で巻上げ駆動したい場合には、微速の速度
指令語である「ビソク・スタート」あるいは寸動の速度
指令語である「チョイ」を発声する。この場合は、通常
速度での巻上げ駆動であるため「スタート」と発声し、
この速度指令語は上記と同様に音声マイク2aで集音され
て音声認識手段５に入力される。音声認識手段５では、
予め登録されている速度指令語群と比較され、速度指令
語の「スタート」が認識候補として音声合成手段８に出
力される。音声合成手段８では、前記と同様に「スター
ト」のアンサーバック音声を音声合成し、操作者にアン
サーバックする。アンサーバックを受けた操作者が確認
語の「イエス」を発声すれば、音声認識手段５で認識さ
れて速度指令語が確定し、動作指令と速度指令の両認識
結果がコントローラ７に出力される。なお、微速指令語
の「ビソク・スタート」、及び寸動指令語の「チョイ」
も同様にして音声認識されるようになっている。

【０００７】音声認識手段５から動作指令と速度指令
（この場合は、操作指令の「巻上げ操作」と、速度指令
の「通常速度」）を受けとったコントローラ７は、ウイ
ンチ装置を巻上げ方向に駆動制御する弁装置６に、通常
速度に対応した弁切換信号を出力して、ウインチ装置を
通常速度で巻上げ駆動するようになっている。なお、速
度指令が「微速」の場合には出力を制限した弁切換信号
を弁装置６に出力し、「寸動」の場合には弁切換信号を
断続的に弁装置６に出力して、ウインチ装置を微速ある
いは寸動で巻上げ駆動するようになっている。

【０００８】このように、ボイスコントロール装置は、
操作者が発声した音声で作業機を遠隔操作することがで
きるため、ラジコン装置の如く操作者が携帯操作信号発
生器を手で持って操作する必要がなく、操作中に両手を
使っての玉掛け作業等が可能となり、音声認識手段の低
価格化、認識精度の向上等に伴い広く用いられるように
なっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のボイ
スコントロール装置は、速度指令を音声認識で操作（例
えば、「スタート」、「ビソク」、「チョイ」等）して
いるため、細かな速度制御ができず、速度制御性が悪い
という問題があった。

【００１０】本願発明は、上記した従来の問題点に鑑
み、速度制御性が良く細かな速度制御を行えるようにし
た作業機のボイスコントロール装置を提供することを目
的としている。

【００１１】本願発明は、上記課題を解決するための手
段として次の構成を有している。本願発明は、携帯操作
信号発生器に設けられ操作者が発声した音声を集音する
音声マイクと、当該音声マイクが集音した音声から作業
機の各操作機器に対応した動作指令語を認識してその認
識結果を出力する音声認識手段と、当該音声認識手段の
認識結果を受けて対応する操作機器を駆動制御する弁装
置に弁切換信号を出力するコントローラとで構成した作
業機のボイスコントロール装置を対象にしている。

【００１２】そして、携帯操作信号発生器に分解能の高
い速度指令信号を出力する速度指令手段を設けて速度指
令信号を前記コントローラに入力するよう構成すると共
に、コントローラは音声認識手段の認識結果と当該速度
指令信号に基づき認識結果に対応した弁装置に速度指令
信号に対応した弁切換信号を出力するよう構成してい
る。

【００１３】このように構成したことにより、操作者は
携帯操作信号発生器の速度指令手段を手動操作すること
で、分解能の高い速度指令信号をコントローラに出力す
ることができるのである。このため、コントローラはこ
の分解能の高い速度指令信号に基づき弁装置の弁切換信
号を細かく制御することが可能となり、速度制御性を向
上することができるのである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照して本発明の好
適な実施形態を説明する。11は、ヘルメット20に取付け
られた携帯操作信号発生器であり、従来の携帯操作信号
発生器１に比して、速度指令信号を出力する速度指令手
段21が付加されている。当該速度指令手段21は、本体21
a を操作者が握った状態で操作ノブ21b を引き操作する
ことで、内蔵されたポテンショメータ（図示せず）の可
動子が変移し、操作量に対応した高分解能の速度指令信
号が出力されるようになっている。なお、出力信号は、
アナログ信号として、あるいはＡ／Ｄ変換されてデジタ
ル信号として、送受信器13に出力するようになってい
る。

【００１５】また、速度指令手段21には、作業機本体側
から送信される作業機の稼働情報（作業機の負荷率や荷
重等）を表示する稼働情報表示器22と、押操作により作
業機本体側に取付けられたスピーカ23から操作者の音声
を出力して音声警報するトークボタン24が設けられてい
る。また、速度指令手段21は、携帯操作信号発生器11に
コネクタ25を介して取外し可能に接続されている。

【００１６】13は、携帯操作信号発生器11の送受信器で
あり、ヘッドホンマイク２の音声マイク2aからの音声信
号と速度指令手段21からの速度指令信号を重畳して作業
機本体側の送受信器14に送信すると共に、送受信器14か
ら送信される音声合成手段８で音声合成されたアンサー
バック音声と後述する稼働情報演算器26で演算された負
荷率や荷重等の稼働情報信号を受信して、夫々の信号を
ヘッドホン2bと稼働情報表示器22に出力するよう構成さ
れている。

【００１７】15は、音声認識手段であり、従来の音声認
識手段５の動作指令語の認識と同様な認識手順により、
動作指令語を認識して認識結果をコントローラ17に出力
するように構成されている。なお、音声認識の認識方法
としては、従来例として説明した操作者の音声と予め操
作者本人の音声で登録されている登録語とを比較して音
声認識する特定話者認識方式の他に、不特定話者の音声
を認識する不特定話者認識方式を用いることも可能であ
る。また、操作者の音声を集音する方法としては、通常
の音声マイクを用いて操作者が発声した空中伝播音を集
音する方法の他に、骨導音マイクを用いて骨導音（操作
者の発声により頭骨を伝播する振動）を検出する方法を
用いることも可能である。後者の場合には、騒音の激し
い工事現場等においても、騒音にあまり影響されずに操
作者の音声を集音することができ、高い音声認識率を確
保できる方法である。

【００１８】17は、コントローラ17であり、音声認識手
段15からの認識結果と速度指令手段21からの速度指令信
号を入力されて、認識結果に対応した弁装置６に速度指
令信号に対応した弁切換信号を出力するように構成され
ている。

【００１９】26は、稼働情報演算手段であり、作業機に
取付けられた負荷検出器27a やブーム角検出器27b 、ブ
ーム長検出器27c 等の検出値から、作業機の負荷率、荷
重、ブーム起伏角、ブーム長さ等を演算し、演算結果を
送受信器14，13を介して携帯操作信号発生器11の稼働情
報表示器22に出力して、数値あるいはバーグラフ表示す
るようになっている。

【００２０】また、28は、送受信器14で受信した音声信
号を音声認識手段15に入力する信号回路29に介装された
リレーであり、操作者が速度指令手段21のトークボタン
24を押操作した時に切換わり、音声マイク2aからの音声
信号をアンプ30を介してスピーカ23に出力して、危険状
態等を他の作業者に音声で警報可能に構成されている。

【００２１】本発明における作業機のボイスコントロー
ル装置は、次の如き手順で作業機を遠隔操作するように
なっている。すなわち、例えば作業機のウインチ装置を
巻上げ操作する場合には、従来のボイスコントロール装
置と同様に、まず操作者がヘッドホンマイク２の音声マ
イク2aに向かってウインチ装置の巻上げ操作指令語であ
る「マキアゲ」を発声する。この操作指令音声は、音声
マイク2aで集音され送受信器13及び14を介して音声認識
手段15に入力される。音声認識手段15では、入力された
音声信号を予め操作者本人の音声で登録されている各操
作機器に対応した動作指令語群（例えば、「マキア
ゲ」、「マキサゲ」、「ミギ」、「ヒダリ」等）と比較
し、最も相違度が低い動作指令語（この場合、巻上げ操
作語の「マキアゲ」）を認識候補として、音声合成手段
８に出力する。音声合成手段８は、音声認識手段15の出
力に基づき「マキアゲ」のアンサーバック音声を音声合
成して、送受信器14及び13を介してヘッドホン2bから操
作者にアンサーバックする。

【００２２】アンサーバックを受けた操作者は、動作指
令とアンサーバック音声が一致しているため、「イエ
ス」の確認語を発声すると、この確認語は音声マイク2a
で集音されて音声認識手段15に入力され、音声認識手段
15で予め登録されている確認語群と比較される。音声認
識手段15で、確認語の「イエス」であると認識された場
合には、動作指令の「マキアゲ」が確認されたと判断し
て、コントローラ17に巻上げ操作の動作指令信号を出力
する。一方、否確認語の「ノウ」であると認識した場合
には、認識候補の「マキアゲ」が誤認識であると判断し
て認識結果をクリアする。

【００２３】次に操作者は、速度指令手段21の操作ノブ
21b を駆動速度に対応した操作量だけ引き操作して、送
受信器13及び14を介してコントローラ17に速度指令信号
を出力する。この速度指令信号は、高分解能の速度指令
信号であり、入力されたコントローラ17は、音声認識手
段15からの動作指令に対応したウインチ装置を巻上げ方
向に駆動制御する弁装置６に、当該速度指令信号に対応
した弁切換信号を出力するように構成されている。この
ため、弁装置６は、高分解能の速度指令信号に基づき弁
切換え量が細かく制御されるので、速度制御性が良くな
り、細かな速度制御が可能となるのである。

【００２４】なお、他の作業機の操作機器（例えば、ウ
インチ装置の巻下げ操作、旋回装置の左右旋回操作等）
も、同様の手順で遠隔操作することが可能である。

【００２５】また、操作者は、操作中に稼働情報表示器
22に表示された作業機の稼働状態を確認しつつ、作業機
を遠隔操作することができ作業機の転倒等を未然に防止
することができるのである。また、操作中に他の作業者
が危険領域に入った場合等には、トークボタン24を押操
作すれば、操作者の声でスピーカ23から音声警報するこ
とができ、安全な作業が可能となるのである。

【００２６】

【発明の効果】本願発明の作業機のボイスコントロール
装置は、携帯操作信号発生器に分解能の高い速度指令信
号を出力する速度指令手段を設けて、音声認識された動
作指令に対応した弁装置を当該速度指令信号に基づき切
換え制御するよう構成したため、速度制御性が良くな
り、細かな速度制御が行えるようになるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作業機のボイスコントロール装置の説
明図である。

【図２】従来の作業機のボイスコントロール装置の説明
図である。

【符号の説明】

１，11；携帯操作信号発生器、２；ヘッドホンマイク、
2a；音声マイク、2b；ヘッドホン、３，４，13，14；送
受信器、５，15；音声認識手段、６；弁装置、７，17；
コントローラ、８；音声合成手段、21；速度指令手段、
23a ；本体、23b ；操作ノブ、22；稼働情報表示器、2
3；スピーカ、24；トークボタン、26；稼働情報演算手
段、27a ；負荷検出器、27b ；ブーム角検出器、27c ；
ブーム長検出器、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯操作信号発生器に設けられ操作者が
   発声した音声を集音する音声マイクと、当該音声マイク
   が集音した音声から作業機の各操作機器に対応した動作
   指令語を認識してその認識結果を出力する音声認識手段
   と、当該音声認識手段の認識結果を受けて対応する操作
   機器を駆動制御する弁装置に弁切換信号を出力するコン
   トローラとで構成した作業機のボイスコントロール装置
   において、 前記携帯操作信号発生器に分解能の高い速度指令信号を
   出力する速度指令手段を設けて速度指令信号を前記コン
   トローラに入力するよう構成すると共に、コントローラ
   は音声認識手段の認識結果と当該速度指令信号に基づき
   認識結果に対応した弁装置に速度指令信号に対応した弁
   切換信号を出力するよう構成したことを特徴とする作業
   機のボイスコントロール装置。