JP2000207020A - 遠隔制御システム及び遠隔制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠隔制御システム及び遠隔制御方法に関し、
車両等の移動装置の遠隔制御時における目標軌道からの
ずれを低減できるようにする。 【解決手段】 移動装置１にそなえられた撮影手段５に
より移動装置１の進行方向前方領域を撮影する際に、光
線照射手段４により進行方向前方領域に光線を照射す
る。そして、撮影手段５により撮影された進行方向前方
領域の映像を映像表示手段２１に映し出し、映像中の光
線が進行方向前方領域につくり出す輝点の位置に基づ
き、遠隔制御手段２０により移動装置１の遠隔制御を行
なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両，ロボット，
飛しょう体，宇宙機器等の移動と姿勢制御とを伴う移動
装置の遠隔制御に用いて好適の、遠隔制御システム及び
遠隔制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両，ロボット，飛しょう
体，宇宙機器等のように姿勢の制御をしながら路面上又
は空間の軌道上を移動する装置において、遠隔制御によ
って姿勢制御を行なう技術が知られている。例えば、図
９は、従来の技術を用いて車両の姿勢制御を行なう場合
のシステム構成を模式的に示したものである。図９に示
すように、車両１０１の前部にＣＣＤカメラ１０５が取
り付けられており、このＣＣＤカメラ１０５で撮影され
る車両前方の映像がケーブル１３を介してディスプレイ
１２１に映し出される。制御者は、この車両前方の映像
から車両の状態を把握して、コントローラ１２０にステ
アリング角度指令値，速度指令値を入力し、車両１０１
に設置された車輪１０２の操舵角と回転速度とを変化さ
せることにより、車両１０１の姿勢制御を行なうように
なっている。なお、１０６は照明であり、ＣＣＤカメラ
１０５とともにカメラユニット１０８内に内蔵されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な装置構成で車両１０１を移動させる場合、制御者は、
ディスプレイ１２１に映し出された車両前方の映像から
得られる情報によって車両１０１を制御することになる
が、前方の映像だけでは車両１０１の正確な進行方向を
把握することは困難である。したがって、車両１０１が
正確に予定した軌道上を走行するように操作することは
難しく、車両１０１を長距離移動させる場合に大きな蛇
行を伴い、走行時間，走行エネルギーの損失を招いてし
まうという課題があった。

【０００４】さらに、走行軌道上に障害物等の空間的な
制約がある場合、車両１０１の透過性を確認できないま
ま走行することになるため、走行中に車両１０１が障害
物に引っ掛かり脱出できなくなる状況に陥るという課題
もあった。本発明はこのような課題に鑑み創案されたも
ので、車両等の移動装置の遠隔制御時における目標軌道
からのずれを低減できるようにした、遠隔制御システム
及び遠隔制御方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明の遠隔制御システムは、移動
装置の遠隔制御に適用される遠隔制御システムであっ
て、該移動装置にそなえられ該移動装置の進行方向前方
領域を撮影する撮影手段と、該移動装置にそなえられ該
移動装置の進行方向前方領域に光線を照射する光線照射
手段と、該移動装置とは別体に設けられ該撮影手段が撮
影した該進行方向前方領域の映像を映し出す映像表示手
段と、該移動装置とは別体に且つ該映像表示手段に近接
して設けられ該移動装置を遠隔制御する遠隔制御手段と
からなることを特徴としている。

【０００６】請求項２記載の本発明の遠隔制御システム
は、請求項１記載の遠隔制御システムにおいて、該光線
照射手段が、該移動装置の進行方向前方領域を走査する
ように光線を照射することを特徴としている。請求項３
記載の本発明の遠隔制御方法は、移動装置にそなえられ
た撮影手段により該移動装置の進行方向前方領域を撮影
して、該撮影手段により撮影された該進行方向前方領域
の映像を該映像表示手段に映し出し、この映像に基づき
該移動装置の遠隔制御を行なう遠隔制御方法において、
該撮影手段による撮影時に、該進行方向前方領域に光線
を照射し、該光線が該進行方向前方領域につくり出す輝
点の位置に基づき、該移動装置の遠隔制御を行なうこと
を特徴としている。

【０００７】請求項４記載の本発明の遠隔制御方法は、
移動装置にそなえられた撮影手段により該移動装置の進
行方向前方領域を撮影して、該撮影手段により撮影され
た該進行方向前方領域の映像を該映像表示手段に映し出
し、この映像に基づき該移動装置の遠隔制御を行なう遠
隔制御方法において、該撮影手段による撮影時に、該進
行方向前方領域を走査するように光線を照射し、該光線
が該進行方向前方領域につくり出す輝線の長さに基づ
き、該移動装置の遠隔制御を行なうことを特徴としてい
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。まず、本発明の第１実施形態とし
ての遠隔制御システム及び遠隔制御方法について説明す
る。図１，図２は本発明の第１実施形態としての遠隔制
御システム及び遠隔制御方法について示しており、図１
は本遠隔制御システムを適用した車両制御システムの構
成を示す模式図、図２は本遠隔制御システムにかかるデ
ィスプレイ表示画面の一例を示す図である。

【０００９】図１に示すように、本車両制御システム
は、舵角と回転数とを任意に制御可能な車輪２を、コン
トローラ（遠隔制御手段）２０から送信される無線信号
によって遠隔制御することにより、車両（移動装置）１
の走行制御を行なうようになっている。車両１の上部に
は、ＣＣＤカメラ（撮影手段）５と照明装置６とが内蔵
されたカメラユニット８がそなえられ、内蔵されたＣＣ
Ｄカメラ５が車両前方の路面（移動装置の進行方向前方
領域）を写すように、車両１の前方向にやや下向いて固
定されている。また、カメラユニット８の上部のＣＣＤ
カメラ５の中心線上には、レーザポインタ（光線照射手
段）４が設置されており、ＣＣＤカメラ５の撮影方向と
同方向に向けて光軸が調整されている。

【００１０】ＣＣＤカメラ５が撮影した映像は、車両１
の上部に設置されたアンテナ３から送信されるようにな
っており、コントローラ２０では、アンテナ２２により
車両１から送信された映像信号を受信して、付設された
ディスプレイ（画像表示手段）２１に映し出すようにな
っている。また、制御者がコントローラ２０に入力した
ステアリング角度指令値，速度指令値は、アンテナ２２
から制御信号として送信され、車両１では、アンテナ３
によりコントローラ２０から送信された制御信号を受信
して、指令値に基づいて車輪２の操舵角と回転速度とを
変化させるようになっている。

【００１１】本発明の第１実施形態としての遠隔制御シ
ステムが適用される車両制御システムは上述のように構
成されているので、レーザポインタ４からビーム（光
線）を出力すると、図１に示すように、車両進行方向の
走行面上には輝点７が現れる。レーザポインタ４の光軸
はＣＣＤカメラ５の撮影方向と同方向であるため、輝点
７が現れる位置はＣＣＤカメラ５の撮影範囲内となる。
このため、ＣＣＤカメラ５により車両前方の走行面を撮
影し、撮影した走行面の映像を無線信号に変換してアン
テナ３から送信し、この信号をアンテナ２２で受信して
ディスプレイ２１に映したときには、図２に示すよう
に、画面上にレーザポインタ４による輝点７′が映し出
される。

【００１２】このように、本遠隔制御システム及び遠隔
制御方法によれば、ディスプレイ２１の画面上にレーザ
ポインタ４による輝点７′が映し出されるようになって
いるので、制御者は、車両１を通路３０の目標軌道３１
に沿って移動させるには、輝点７′が目標軌道３１上に
くるように操作すればよく、例えば、目標軌道３１に対
して輝点７′が左にあれば車両１を右方向に操舵し、輝
点７′が右にあれば車両１を左方向に操舵するようにコ
ントローラ２０に指令値を入力すればよい。従って、従
来の前方映像のみを頼った制御に比べて、蛇行の振幅、
周期を低減することができ、制御者の負担を軽減すると
ともに、無駄な走行距離，走行時間及び消費エネルギー
を減少させることができるという利点がある。

【００１３】なお、コントローラ２０と車両１と間の通
信は、無線のみならずケーブルを介した有線通信として
もよい。また、カメラユニット８を車両１の内部に内蔵
するようにしてもよい。さらに、制御者がコントローラ
２０に操舵指令値を入力するのではなく、画像処理装置
を用いて、輝点７′が目標軌道３１上をトレースするよ
うに自動制御による車両１の操舵制御を行なってもよ
い。

【００１４】次に、本発明の第２実施形態としての遠隔
制御システム及び遠隔制御方法について説明する。図３
〜図５は、本発明の第２実施形態としての遠隔制御シス
テム及び遠隔制御方法について示しており、図３は本遠
隔制御システムを適用した車両制御システムの構成を示
す模式図、図４は本遠隔制御システムにかかるディスプ
レイ表示画面の一例を示す図，図５は本遠隔制御システ
ムにかかるディスプレイ表示画面の他の例を示す図であ
る。

【００１５】図３に示すように、本車両制御システム
は、第１実施形態の車両制御システムと同様に、舵角と
回転数とを任意に制御可能な車輪２を、コントローラ
（遠隔制御手段）２０から送信される無線信号により遠
隔制御することにより、車両（移動装置）１の走行制御
を行なうようになっているが、本車両制御システムで
は、ＣＣＤカメラ（撮影手段）５と照明装置６と光線照
射手段とを内蔵されたカメラユニット８が車両１の前部
に内蔵されている。

【００１６】カメラユニット８は、内蔵されたＣＣＤカ
メラ５が車両前方の路面（移動装置の進行方向前方領
域）を写すように、車両１の前方向にやや下向いて固定
されている。また、光線照射手段は、レーザポインタ１
１とポリゴンミラー１０とにより構成されており、ポリ
ゴンミラー１０によって、レーザポインタ１１が出力す
るビームを車両前方のＣＣＤカメラ５の撮影方向に反射
するとともに、反射角を所定の角度範囲で高速に変化さ
せるようになっている。

【００１７】そして、第１実施形態の車両制御システム
と同様に、車両１の上部にはＣＣＤカメラ５が撮影した
映像を送信するアンテナ３が設置されており、コントロ
ーラ２０にはアンテナ３から送信された映像信号を受信
するアンテナ２２が設置され、受信した映像をディスプ
レイ２１に映し出すようになっている。また、制御者が
コントローラ２０に入力したステアリング角度指令値，
速度指令値は、アンテナ２２からアンテナ３へ制御信号
として送信されるようになっている。

【００１８】本発明の第２実施形態としての遠隔制御シ
ステムが適用される車両制御システムは上述のように構
成されているので、レーザポインタ１１から出力された
ビームは、高速回転しているポリゴンミラー１０により
所定範囲の反射角で反射される。ポリゴンミラー１０に
よるビームの反射方向は、ＣＣＤカメラ５の撮影方向と
同様に車両前方下向きに設定されているため、図３に示
すように、車両進行方向の走行面が平坦の場合、走行上
にはポリゴンミラー１０により反射されたビームによる
走査線（輝線）９が現れる。

【００１９】そして、輝線９が現れる範囲はＣＣＤカメ
ラ５の撮影範囲内であるため、ＣＣＤカメラ５により撮
影した車両前方の走行面の映像を無線信号に変換してア
ンテナ３から送信し、この信号をアンテナ２２で受信し
てディスプレイ２１に映したときには、図４又は図５に
示すように、画面上にレーザポインタ１１による輝線
９′が映し出される。

【００２０】このように、本遠隔制御システム及び遠隔
制御方法によれば、ディスプレイ２１の画面上にレーザ
ポインタ１１による輝線９′が映し出されるようになっ
ているので、輝線９の長さｄを車両の最大幅Ｗと等しく
することによって、車両進行方向の障害物に対する車両
１の通過性が確認できる。例えば、図４に示すように、
ディスプレイ２１の画面上において、輝線９′の全体が
通路３０上に投影されている場合には、車両１は通路３
０を通過可能と判断することができる。一方、図５に示
すように、輝線９′の一部が障害物３２に投影されてい
る場合には、通路３０の幅員が車両１よりも狭く通過不
能と判断することができる。

【００２１】つまり、本遠隔制御システム及び遠隔制御
方法によれば、進行方向の走行空間と車両１との関係が
容易に把握することが可能となり、従来の前方映像のみ
に頼った操作のように、未知の走行路面を走行させる場
合に車輪２が走行路から脱輪して車両１が転倒したり、
車両１が障害物と衝突する等の事故が発生することを回
避することができ、遠隔操作される車両１の安全な運行
を確保することができるという利点がある。

【００２２】なお、コントローラ２０と車両１と間の通
信は、第１実施形態と同様に無線のみならずケーブルを
介した有線通信としてもよい。また、ポリゴンミラー１
０にかえてガルバノミラーをそなえ、このガルバノミラ
ーによってレーザポインタ１１から出力するビームを車
両前方のＣＣＤカメラ５の撮影方向に反射するととも
に、反射角を所定の角度範囲で高速に変化させるように
してもよい。

【００２３】次に、本発明の第３実施形態としての遠隔
制御システム及び遠隔制御方法について説明する。図６
〜図８は、本発明の第３実施形態としての遠隔制御シス
テム及び遠隔制御方法について示しており、図６は本遠
隔制御システムを適用した車両制御システムの構成を示
す模式図，図７は本遠隔制御システムにかかるディスプ
レイ表示画面の一例を示す図，図８は本遠隔制御システ
ムにかかるディスプレイ表示画面の他の例を示す図であ
る。

【００２４】図６に示すように、本車両制御システムで
は、ＣＣＤカメラ（撮影手段）５が車両（移動装置）１
の前部に取り付けられており、車両前方の路面（移動装
置の進行方向前方領域）を写すように車両１の前方向に
やや下向いて固定されている。また、車両１の上部の左
右両隅には、一対のレーザポインタ（光線照射手段）１
２がそなえられており、さらに、車両１の側面に突起部
１４がある場合には、この突起部１４にもレーザポイン
タ（光線照射手段）１５がそなえられている。これらの
レーザポインタ１２，１５の光軸は、車両前方に向けて
真っ直ぐに水平に設定されている。本車両制御システム
では、これらのレーザポインタ１２，１５が遠隔制御補
助装置を構成する。

【００２５】ＣＣＤカメラ５が撮影した映像は、ケーブ
ル１３を介してコントローラ（遠隔制御手段）２０に送
信され、ディスプレイ（画像表示手段）２１に映し出さ
れるようになっている。また、制御者がコントローラ２
０に入力したステアリング角度指令値，速度指令値は、
ケーブル１３を介して車両１に送信され、指令値に基づ
いて車輪２の操舵角と回転速度とが制御されるようにな
っている。

【００２６】本発明の第３実施形態としての遠隔制御シ
ステムが適用される車両制御システムは上述のように構
成されているので、レーザポインタ１２，１５からは進
行方向と平行にビームが出力され、車両前方に障害物が
ある場合には、障害物上に車両１上のレーザポインタ１
２，１５の設置位置に応じて輝点が現される。障害物が
ＣＣＤカメラ５の撮影範囲内にある場合には、ＣＣＤカ
メラ５により撮影した車両前方の映像をケーブル１３を
介してコントローラ２０に送信し、ディスプレイ２１に
映したときには、図７又は図８に示すように、画面上に
レーザポインタ１２，１５による輝点１６′が映し出さ
れる。なお、レーザポインタ１２による輝点１６′は車
両１の幅と高さを示し、レーザポインタ１５による輝点
１６′は突起物１４の位置を示している。

【００２７】このように、本遠隔制御システム及び遠隔
制御方法によれば、車両前方に障害物が存在する場合に
は、ディスプレイ２１の画面上にレーザポインタ１２，
１５による輝点１６′が映し出されるようになっている
ので、車両進行方向の障害物に対する車両１の通過性が
確認できる。例えば、図７に示すように、ディスプレイ
２１の画面上において、通路３０上を横断する配管３３
に輝点１６′が投影されている場合には、車両１と配管
３３とが干渉するため通過することができないと判断す
ることができる。一方、図８に示すように、ビームが全
て配管３３の下を通過して正面の壁に輝点１６′を投影
している場合には、車両１は配管３３の下を通過するこ
とができると判断することができる。

【００２８】つまり、本遠隔制御システム及び遠隔制御
方法によれば、第２実施形態と同様に車両１の幅方向と
路面上の障害物との干渉を検出できるのに加え、さら
に、車両１の高さ方向と路面上の障害物との干渉や、車
両突起物１４と路面上の障害物との干渉も検出すること
ができる。したがって、事前の事故回避がさらに容易に
なり、遠隔操作される車両１の運行の安全をより確保す
ることができるという利点がある。

【００２９】以上、本発明の遠隔制御システム及び遠隔
制御方法について３つの実施形態について説明したが、
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施でき
ることは言うまでもない。例えば、第１実施形態のレー
ザポインタ４からなる光線照射手段と、第２実施形態の
レーザポインタ１１とポリゴンミラー１０とからなる光
線照射手段とを組み合わせて、目標軌道に沿った移動を
可能にするとともに、車両１の幅方向と路面上の障害物
との干渉を検出するようにしてもよい。

【００３０】同様に、第１実施形態のレーザポインタ４
からなる光線照射手段と、第３実施形態のレーザポイン
タ１２，１５からなる光線照射手段とを組み合わせて、
車両１の目標軌道に沿った移動を可能にするとともに、
車両１の高さ方向と路面上の障害物との干渉及び車両突
起物１４と路面上の障害物との干渉を検出するようにし
てもよい。

【００３１】さらに、第２実施形態の光線照射手段と第
３実施形態の光線照射手段との組合せや、第１実施形態
から第３実施形態までの全ての実施形態の光線照射手段
を組み合わせることも可能である。また、上述の実施形
態では、本遠隔制御システム及び遠隔制御方法を車両の
遠隔制御に適用した場合について説明しているが、本発
明は車両の遠隔制御のみならず、ロボット，飛しょう
体，宇宙機器等の姿勢の制御をしながら路面上又は空間
の軌道上を移動する移動装置一般の遠隔制御に適用しう
るものである。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の遠隔制御システム及び請求項３記載の本発明の遠
隔制御方法によれば、移動装置にそなえられた撮影手段
により移動装置の進行方向前方領域を撮影して、撮影さ
れた移動装置の進行方向前方の映像を映像表示手段に映
し出し、この映像に基づき移動装置の遠隔制御を行なう
際に、光線照射手段から移動装置の進行方向前方領域に
光線を照射するようになっているので、光線が進行方向
前方領域につくり出す輝点の位置に基づき移動装置の遠
隔制御を行なうことができ、これにより、移動装置が目
標軌道上を移動する際の蛇行の振幅、周期を低減するこ
とができ、制御者の負担を軽減するとともに、無駄な走
行距離，走行時間及び消費エネルギーを減少させること
ができるという利点がある。

【００３３】また、光線照射手段を複数そなえた場合に
は、光線が移動装置の進行方向前方領域につくり出す複
数の輝点の位置に基づき、進行方向の空間と移動装置と
の関係を容易に把握することが可能となり、進行方向の
障害物に対する移動装置の通過性が容易に確認できると
いう利点がある。請求項２記載の本発明の遠隔制御シス
テム及び請求項４記載の本発明の遠隔制御方法によれ
ば、移動装置にそなえられた撮影手段により移動装置の
進行方向前方領域を撮影して、撮影された移動装置の進
行方向前方領域の映像を映像表示手段に映し出し、この
映像に基づき移動装置の遠隔制御を行なう際に、光線照
射手段から移動装置の進行方向前方領域を走査するよう
に光線を照射するようになっているので、光線が進行方
向前方領域につくり出す輝線の長さに基づき移動装置の
遠隔制御を行なうことができ、これにより、進行方向の
空間と移動装置との関係を容易に把握することが可能と
なり、進行方向の障害物に対する移動装置の通過性が容
易に確認できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としての遠隔制御システ
ムを搭載した車両制御システムの構成を示す模式図であ
る。

【図２】本発明の第１実施形態としての遠隔制御システ
ムにかかるディスプレイ表示画面の一例である。

【図３】本発明の第２実施形態としての遠隔制御システ
ムを搭載した車両制御システムの構成を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の第２実施形態としての遠隔制御システ
ムにかかるディスプレイ表示画面の一例である。

【図５】本発明の第２実施形態としての遠隔制御システ
ムにかかるディスプレイ表示画面の他の例である。

【図６】本発明の第３実施形態としての遠隔制御システ
ムを搭載した車両制御システムの構成を示す模式図であ
る。

【図７】本発明の第３実施形態としての遠隔制御システ
ムにかかるディスプレイ表示画面の一例である。

【図８】本発明の第３実施形態としての遠隔制御システ
ムにかかるディスプレイ表示画面の他の例である。

【図９】従来の遠隔制御システムを搭載した車両制御シ
ステムの構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 車両（移動装置） ２ 車輪 ３ アンテナ ４，１１，１２，１５ レーザポインタ（光線照射手
段） ５ ＣＣＤカメラ（撮影手段） ６ 照明 ７′，１６′ 輝点 ８ カメラユニット ９′ 輝線 １０ ポリゴンミラー（光線照射手段） １４ 突起部 １３ ケーブル ２０ コントローラ（遠隔制御手段） ２１ ディスプレイ（画像表示手段） ２２ アンテナ ３０ 通路 ３１ 目標軌道 ３２ 障害物 ３３ 配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 英明 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 小林 一太 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 5H301 AA01 AA06 AA10 CC06 CC07 CC08 DD06 DD17 EE32 GG09 GG16 5J084 AA03 AB17 AC02 AC05 AC06 BA03 BA34 BB26 BB28 CA67 EA40

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動装置の遠隔制御に適用される遠隔制
   御システムであって、 該移動装置にそなえられ該移動装置の進行方向前方領域
   を撮影する撮影手段と、 該移動装置にそなえられ該移動装置の進行方向前方領域
   に光線を照射する光線照射手段と、 該移動装置とは別体に設けられ該撮影手段が撮影した該
   進行方向前方領域の映像を映し出す映像表示手段と、 該移動装置とは別体に且つ該映像表示手段に近接して設
   けられ該移動装置を遠隔制御する遠隔制御手段とからな
   ることを特徴とする、遠隔制御システム。
2. 【請求項２】 該光線照射手段は、該移動装置の進行方
   向前方領域を走査するように光線を照射することを特徴
   とする、請求項１記載の遠隔制御システム。
3. 【請求項３】 移動装置にそなえられた撮影手段により
   該移動装置の進行方向前方領域を撮影して、該撮影手段
   により撮影された該進行方向前方領域の映像を該映像表
   示手段に映し出し、この映像に基づき該移動装置の遠隔
   制御を行なう遠隔制御方法において、 該撮影手段による撮影時に、該進行方向前方領域に光線
   を照射し、該光線が該進行方向前方領域につくり出す輝
   点の位置に基づき、該移動装置の遠隔制御を行なうこと
   を特徴とする、遠隔制御方法。
4. 【請求項４】 移動装置にそなえられた撮影手段により
   該移動装置の進行方向前方領域を撮影して、該撮影手段
   により撮影された該進行方向前方領域の映像を該映像表
   示手段に映し出し、この映像に基づき該移動装置の遠隔
   制御を行なう遠隔制御方法において、 該撮影手段による撮影時に、該進行方向前方領域を走査
   するように光線を照射し、該光線が該進行方向前方領域
   につくり出す輝線の長さに基づき、該移動装置の遠隔制
   御を行なうことを特徴とする、遠隔制御方法。