JP2000355484A

JP2000355484A - 作業機のボイスコントロール装置

Info

Publication number: JP2000355484A
Application number: JP11169163A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tsuji; 信辻
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-26
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: JP4404405B2

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20と、当該音声認識手段か
らの認識結果を受けて対応する弁装置22に弁切換信号を
出力して駆動するよう構成した作業機のボイスコントロ
ール装置において、音声認識手段20の認識結果確定作業
を迅速に行えるようにすることを目的とする。【解決手段】携帯式操作装置11に文字情報を表示する
表示部13aと手動操作式の確定指令手段17を設け、音声
認識手段20が認識した認識結果を当該表示部13aに表示
すると共に、音声認識手段20は表示部13aへの認識結果
表示後の確定指令手段17からの指令信号を受けて認識結
果を確定し認識結果をコントローラ21に出力するよう構
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よう構成し
た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操作指令語を認識して、その認識結
果に基づき対応する操作機器を遠隔操作するよう構成し
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３に示す如く、操作者のヘルメット等に取
付けられヘッドホンマイク２（音声マイク2aとヘッドホ
ン2bとで構成されている）と送受信器３とで構成された
携帯式操作装置１と、作業機本体側に取付けられ前記携
帯式操作装置１の送受信器３との間で音声信号を送受信
する送受信器４、当該送受信器４で受信した音声マイク
2aからの音声信号を受けて当該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）に対応した操作指令語群の音声デ
ータ（例えば、ウインチ巻上げ操作用の「フックア
ゲ」、巻下げ操作用の「フックサゲ」、旋回装置右旋回
操作用の「ミギセンカイ」、左旋回操作用の「ヒダリセ
ンカイ」等）と比較し、最も相違度が低い操作指令語を
認識結果として出力する音声認識手段５、当該音声認識
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、
及び前記音声認識手段５からの認識結果を受けて認識結
果に対応したアンサーバック音声を合成して前記送受信
器４，３を介して前記ヘッドホンマイク２のヘッドホン
2bに出力する音声合成手段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、例えば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「フックアゲ」と発声する。この操作指令音声は、音
声マイク2aで集音されて音声信号となり送受信器３から
送受信器４に送信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、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操作
指令語群の音声データ（例えば、「フックアゲ」、「フ
ックサゲ」、「ミギセンカイ」、「ヒダリセンカイ」
等）と比較し、最も相違度が低い操作指令語（この場合
は、巻上げ操作指令語の「フックアゲ」）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からの認識結果を受けて「フックアゲ」
のアンサーバック音声を音声合成し、送受信器４，３を
介してヘッドホンマイク２のヘッドホン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、音声認
識手段５の認識結果（アンサーバックの「フックアゲ」
の音声）と操作指令が一致しているか否かを確認し、一
致している場合には確認語の「イエス」を発声し、間違
っている場合には否認語の「ノウ」を発声する。この場
合は、音声認識手段５の認識結果と操作指令が一致して
いるため「イエス」と発声する。この確認音声は、音声
マイク2aで集音されて音声認識手段５に入力され、音声
認識手段５で予め登録されている確認・否認語群の音声
データと比較される。音声認識手段５が確認語の「イエ
ス」であると認識した場合には、認識候補の「フックア
ゲ」が確認されたと判断して認識結果を確定する。一
方、否認語の「ノウ」であると認識した場合には、認識
候補の「フックアゲ」が誤認識であると判断して認識結
果をクリアし、音声入力の待機状態となる。

【０００６】次に操作者は、通常速度での駆動指令語で
ある「スタート」と発声する。この駆動指令音声は、前
述した操作指令音声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、音声認識手段５で予め登録
されている駆動指令語群の音声データと比較される。音
声認識手段５が通常速度での駆動指令語の「スタート」
であると認識した場合には、「スタート」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、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」と発声すれば、これ
を受けた音声認識手段５は確認語であると認識して通常
速度での駆動指令を確定する。なお、駆動指令語には、
通常速度での駆動指令語「スタート」の他に、微速での
駆動指令語「ビソク・スタート」、寸動（駆動と停止を
繰返して駆動する方法）での駆動指令語「チョイ」等が
あり、これら駆動指令語も上記と同様な手順によって音
声認識され確定されるようになっている。

【０００７】次に、操作指令と駆動指令が確定した音声
認識手段５は、両認識結果をコントローラ７に出力する
ようになっている。音声認識手段５からの認識結果（こ
の場合は、「通常速度」での「巻上げ操作」）を受取っ
たコントローラ７は、ウインチ装置を巻上げ方向に駆動
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、駆動指令が「微速」の場合には、切換
量を制限した弁切換信号を出力し、「寸動」の場合には
短時間だけ弁切換信号を出力して、ウインチ装置を低速
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、両手を使って操作者自身が玉掛け作業を行う必要の
あるクレーン等の遠隔操作装置として、音声認識装置の
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】しかしながら、従来の
ボイスコントロール装置は、認識精度が向上したとは言
え騒音の激しい環境下等では音声認識手段が誤認識し操
作者が意図しない動きをする恐れがあった。このため、
認識結果の確定作業、すなわち認識結果を声音で操作者
にアンサーバックし、アンサーバックを受けた操作者が
認識結果を確認して発声した確認音声を再度音声認識手
段で音声認識して確定する確定作業を行うようになって
いた。この確定作業は、音声を介して行われるため、煩
雑で時間がかかり操作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、認識結果の確定作業を音声を介することなく行い、
操作性を向上させ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】

【課題を解決するための手段】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
請求項１の発明は、携帯式操作装置に設けられた音声マ
イクと、当該音声マイクが集音した操作者の音声から作
業機の各操作機器に対応した操作指令語を認識してその
認識結果を確定した後に出力する音声認識手段、作業機
の各操作機器を駆動制御する弁装置、及び前記音声認識
手段からの認識結果を受けて対応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、本願発明のボイスコントロール装
置は、携帯式操作装置に文字情報を表示する表示部が設
けられており、当該表示部に音声認識手段が認識した認
識結果を文字表示可能に構成している。このため、操作
者は、携帯式操作装置の表示部を見ることで視覚的に音
声認識手段の認識結果を確認することが可能となるので
ある。

【００１３】また、携帯式操作装置には手動操作式の確
定指令手段が設けられており、操作者が前記表示部に表
示された音声認識手段の認識結果が正しいことを確認し
て当該確定指令手段を手動操作すれば、音声認識手段は
この指令信号を受けて認識結果を確定し、確定した認識
結果をコントローラに出力するよう構成している。この
ため、音声認識手段の認識結果の確定作業が、表示部に
文字表示された認識結果を確認して確定指令手段を手動
操作するという極めて簡単な操作で素早く行うことが可
能となり、従来の音声を介した確定作業に比して操作性
を向上させることができるのである。

【００１４】本願請求項２の発明は、上記請求項１のボ
イスコントロール装置において、確定指令手段が作業機
の駆動速度を指令する駆動速度指令信号を出力可能に構
成されている。そして、音声認識手段は前記表示部に認
識結果を表示した後に当該確定指令手段から駆動速度指
令信号が入力された時に、認識結果を確定し、確定した
認識結果と共に駆動速度指令信号をコントローラに出力
するよう構成されている。このため、操作者は表示部に
表示された認識結果を確認した上で、確定指令手段を駆
動したい速度に対応した量だけ手動操作すれば、音声認
識手段が当該確定指令手段からの駆動速度指令信号を受
けて認識結果を確定し、確定した認識結果と共に駆動速
度指令信号をコントローラに出力するので、これを受け
たコントローラは認識結果に対応した弁装置に駆動速度
指令信号に対応した弁切換信号を出力して作業機を遠隔
操作するのである。従って、認識結果の確定と同時に駆
動速度の指令を行うことができ、迅速な操作が可能とな
り操作性が向上するのである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して、
本発明の好適な実施形態を説明する。11は、携帯式操作
装置であり、携帯電話の如く片手で操作可能な小型・軽
量の筐体11aで構成されている。当該携帯式操作装置11
には、筐体11a上部に操作者の操作指令音声を集音する
音声マイク12と、文字情報を表示可能な液晶表示器13、
電源スイッチ14、ホーンスイッチ15、表示切換スイッチ
16、及び駆動速度指令信号を出力する手動操作式のアク
セルダイヤル17が夫々取付けられている。

【００１６】また、筐体11a内には送受信器18が取付け
られており、作業機本体側の送受信器1 9との間で後述
する音声信号、駆動速度指令信号及び前記液晶表示器13
への表示信号等を夫々送受信するようになっている。

【００１７】前記音声マイク12で集音された操作者の操
作指令音声は、送受信器18から作業機本体側の送受信器
19に送信されて音声認識手段20に入力されるようになっ
ている。当該音声認識手段20では、従来例で説明した如
く、入力された操作者の操作指令音声を予め操作者本人
の声で登録されている操作指令語群の音声データと比較
して、最も相違度が低い操作指令語を認識結果（認識候
補）として出力する特定話者認識方式を用いて音声認識
を行うようになっている。なお、音声認識手段の認識方
法は、上記特定話者認識方式の他に、操作者本人の音声
データを予め登録せずに不特定多数の人の音声を認識す
る不特定話者認識方式を採用す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、操作者が発声
した空中伝播音（音声）を直接集音する音声マイクを用
いる他に、操作者の発声により頭骨を伝播する振動を検
出する骨導音マイクを用いることも可能である。後者の
場合には、騒音の激しい現場等においても騒音に影響さ
れずに操作者の音声を集音することができ、高い認識率
を確保できるという特徴がある。

【００１８】また、音声認識手段20は、前記操作指令語
の他に、作業機を微速駆動させる微速駆動モードの指令
語「ビソク」や、当該微速駆動モードの指令解除語「ビ
ソク・カイジョ」、作業機が所定高さ範囲外で駆動され
るのを規制する高さ制限モードの指令語「タカサセイゲ
ン」、当該高さ制限モードの指令解除語「タカサセイゲ
ン・カイジョ」、作業機が所定作業半径外で駆動される
のを規制する作業半径制限モードの指令語「ハンケイセ
イゲン」、当該作業半径制限モードの指令解除語「ハン
ケイセイゲン・カイジョ」等の各作業モード指令語も認
識可能に構成されている。また、音声認識手段20は、認
識結果が誤っていた場合に認識候補の指令語をクリアし
て音声認識待機状態に戻るよう指令する否認語「クリ
ア」も認識可能に構成されている。

【００１９】液晶表示器13には、図１に示す如く前記音
声認識手段20が認識した認識結果（例えば、「フックア
ゲ」に対応した「フック上げ」、「フックサゲ」に対応
した「フック下げ」等）を表示する認識結果表示部13a
が設けられている。当該認識結果表示部13aは、前記音
声認識手段20が認識した認識結果を送受信器19，18を介
して受取り、当該表示部13aに文字情報として表示する
よう構成されている。また、液晶表示器13には、認識結
果表示部13aの他に、バッテリの残り容量を表示するバ
ッテリ表示部13b、電波の強度を表示する電波強度表示
部13c、後述する稼動情報演算手段23が演算した作業機
の負荷率や定格荷重等の稼働関連情報を表示する稼働関
連情報表示部13d、及び微速駆動モードを表示する微速
モード表示部13eが設けられている。これら表示部のう
ち稼動関連情報表示部13dは、作業機が無負荷状態の時
に稼動情報演算手段23が演算した定格荷重を表示（図２
a図示）し、負荷状態の時には負荷率を表示（図１図
示）するよう自動切換表示可能に構成されている。ま
た、当該稼動関連情報表示部13dへの表示は、前記自動
切換表示の他に、表示切換スイッチ16を手動操作して表
示情報を切換え可能に構成されている。表示切換スイッ
チ16による表示切換えは、本実施形態では、負荷率を前
記認識結果表示部13aに表示し定格荷重を稼動関連情報
表示部13dに表示する形態（図２b図示）や、実荷重を認
識結果表示部13aに表示し定格荷重を稼動関連情報表示
部13dに表示する形態（図２c図示）に切換可能に構成さ
れている。なお、当該表示切換スイッチ16による表示切
換えは、音声認識を用いて表示を切換えるよう構成して
もよい。また、稼動関連情報表示部13dには、高さ制限
モード及び作業半径制限モードが設定された場合に夫々
のモードが表示（図２d図示）されるようになってい
る。なお、液晶表示器13の認識結果表示部13aが、本願
請求項１における表示部を構成している。

【００２０】アクセルダイヤル17は、ポテンショメータ
（図示せず）に連結されており、操作リング17aを右側
に操作すれば駆動速度指令信号が次第に増大し、左側に
操作すれば次第に減少するように構成されている。当該
アクセルダイヤル17からの駆動速度指令信号は、Ａ／Ｄ
変換された後に送受信器18，19を介して音声認識手段20
に入力されている。音声認識手段20では、当該駆動速度
指令信号を音声認識結果を確定する確定指令信号として
使用し、認識候補の音声認識結果を確定するようになっ
ている。そして、音声認識手段20は、確定した認識結果
と共に駆動速度指令信号をコントローラ21に出力するよ
うになっている。なお、当該アクセルダイヤル17は、本
実施形態ではポテンショメータを用いてアナログ信号の
駆動速度指令信号を出力するよう構成しているが、ジョ
グダイヤル等を用いて直接デジタル信号の駆動速度指令
信号を出力するよう構成してもよい。

【００２１】なお、当該アクセルダイヤル17は、本実施
形態では連続信号としての駆動速度指令信号を出力する
よう構成しているが、押ボタンスイッチ等を用いてオン
・オフ信号としての確定指令信号のみを出力するよう構
成してもよい（請求項１に対応した実施形態）。また、
その場合には、音声認識を用いて作業機の駆動速度を指
令するよう構成すればよい。なお、当該アクセルダイヤ
ル17が、本願請求項１における手動操作式の確定指令手
段を構成している。

【００２２】21は、コントローラであり、従来のコント
ローラと同様に、音声認識手段20からの音声認識結果と
駆動速度指令信号を受けて、音声認識結果に対応した弁
装置22に駆動速度指令信号に対応した弁切換信号を出力
して、作業機のアクチュエータ27・・を駆動するよう構
成している。

【００２３】23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24やブーム角検出器25、ブーム
長検出器26等からの検出値を受取り、作業機の稼働関連
情報である負荷率や定格荷重、実荷重等を演算し、作業
機が過負荷状態とならないよう常時監視すると共に、そ
の演算結果を送受信器19，18を介して前記液晶表示器13
の稼働情報表示部13dに出力して、当該表示部13dに稼働
情報を表示するようになっている。

【００２４】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
巻上げ操作するには、まず操作者が携帯式操作装置11の
音声マイク12に向かってウインチ装置の巻上げ操作指令
語である「フックアゲ」と発声する。この操作指令音声
は、音声マイク12で集音されて送受信器18，19を介して
音声認識手段20に入力される。当該音声認識手段20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操作指令語群の音声デ
ータ（例えば、ウインチ巻上げ操作用の「フックア
ゲ」、巻下げ操作用の「フックサゲ」、右旋回操作用の
「ミギセンカイ」、左旋回操作用の「ヒダリセンカイ」
等）と比較し、最も相違度が低い操作指令語（この場合
は、巻上げ操作指令語の「フックアゲ」）を認識候補と
し、送受信器19，18を介して携帯式操作装置11の液晶表
示器13に出力する。これを受けた液晶表示器13は、認識
結果表示部13aに認識候補の「フック上げ」の文字を表
示する。

【００２５】次に、操作者は認識結果表示部13aに表示
された認識結果「フック上げ」が、操作指令と一致して
いるか否かを確認し、一致していた場合には音声認識が
正確に行われたとして、駆動速度に対応した操作量だけ
アクセルダイヤル17を操作する。これにより、アクセル
ダイヤル17から駆動速度指令信号が出力され、当該指令
信号は送受信器18，19を介して音声認識手段20に入力さ
れる。この駆動速度指令信号を受けた音声認識手段20
は、認識候補の「フックアゲ」を確定して、確定した操
作指令信号「ウインチ装置の巻上げ操作」と共に、前記
アクセルダイヤル17からの駆動速度指令信号をコントロ
ーラ21に出力する。これを受けたコントローラ21は、ウ
インチ装置を巻上げ駆動する弁装置22に駆動速度指令信
号に対応した弁切換信号を出力して、当該弁装置22を切
換えウインチ装置駆動用アクチュエータ27を巻上げ駆動
するようになっている。

【００２６】一方、液晶表示器13の認識結果表示部13a
に表示された表示内容と操作指令が一致していなかった
場合には、操作者は否認語の「クリア」を発声すればよ
い。否認語の「クリア」は、音声認識手段20に入力さ
れ、当該音声認識手段20で否認語であると認識された場
合には、認識候補の「フックアゲ」が誤認識であると判
断して当該認識候補をクリアし、新しい操作指令音声の
入力を受付ける音声認識待機状態に戻るようになってい
る。

【００２７】なお、ウインチ装置の巻下げ操作や、他の
操作機器（例えば、旋回装置の左旋回及び右旋回等）
も、上記と同様の手順で遠隔操作可能となっている。

【００２８】また、操作者は、操作中に稼働情報表示部
13dに表示された作業機の稼働関連情報を確認しつつ作
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ようになっている。また、表示
切換スイッチ16を操作することで必要とする稼働関連情
報を表示させることができるようになっている。

【００２９】

【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、音声認識手段の認識結果を表示部に文字表示
し、これを視認した作業者が確定指令手段を手動操作し
て確定するという極めて簡単な操作で音声認識結果の確
定作業を行うことができ、ボイスコントロール装置の操
作性を大幅に向上させることができるのである。

【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】本発明の携帯式操作装置の液晶表示器13の表示
説明図であり、(a)は無負荷で「フック下げ」を認識し
た状態、 (b)は負荷率と定格荷重を表示した状態、(c)
は実荷重と定格荷重を表示した状態、(d)は高さ制限モ
ードと作業半径制限モードを同時に設定した状態の表示
例である。

【図３】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】

11；携帯式操作装置、11a；筐体、12；音声マイク、1
3；液晶表示器（表示部）、13a；認識結果表示部、13
b；バッテリ表示部、13c；電波強度表示部、13d；稼働
情報表示部、13e；微速モード表示部、14；電源スイッ
チ、15；ホーンスイッチ、16；表示切換スイッチ、17；
アクセルダイヤル（確定指令手段）、18，19；送受信
器、20；音声認識手段、23；稼働情報演算手段、21；コ
ントローラ、22；弁装置、24；負荷検出器、25；ブーム
角検出器、26；ブーム長検出器、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】携帯式操作装置に設けられた音声マイク
と、当該音声マイクが集音した操作者の音声から作業機
の各操作機器に対応した操作指令語を認識してその認識
結果を確定した後に出力する音声認識手段、作業機の各
操作機器を駆動制御する弁装置、及び前記音声認識手段
からの認識結果を受けて対応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、前記携帯式操作装置に文字情報を表示する表示部と手動
操作式の確定指令手段とを設け、前記音声認識手段が認
識した認識結果を当該表示部に文字表示すると共に、前
記音声認識手段は表示部への認識結果表示後の前記確定
指令手段からの指令信号を受けて認識結果を確定し、確
定した認識結果をコントローラに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。
【請求項２】請求項１記載の作業機のボイスコントロ
ール装置において、前記確定指令手段は作業機の駆動速
度を指令する駆動速度指令信号を出力可能に構成し、前
記音声認識手段は表示部への認識結果表示後の前記確定
指令手段からの指令信号を受けて認識結果を確定し、確
定した認識結果と共に駆動速度指令信号をコントローラ
に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。