JP2003278159A

JP2003278159A - 遠隔操作による施工方法及びシステム

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Publication number: JP2003278159A
Application number: JP2002088761A
Authority: JP
Inventors: Muneo Yoshie; 宗生吉江; Makoto Uchiumi; 真内海; Joji Hirabayashi; 丈嗣平林; Hiroo Iwata; 洋夫岩田; Hiroaki Yano; 博明矢野; Hiroyuki Kanayama; 裕幸金山; Yasushi Yamamoto; 恭山本
Original assignee: National Institute of Maritime Port and Aviation Technology; Saeki Kensetsu Kogyo Co Ltd
Current assignee: National Institute of Maritime Port and Aviation Technology; Saeki Kensetsu Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】施工手段を遠隔操作する操作者が、施工状況
を目視や撮影像により直接視覚により確認せずに、施工
手段を遠隔操作し施工することができる遠隔操作による
施工方法及びシステムを提供する。【解決手段】施工機械１１と施工対象との接触情報を
検出し、検出した接触情報を、ケーブル１３を介して、
施工機械１１に対し遠隔配置されるコントロール部１２
に伝達し、接触情報に基づいて、コントロール部１２に
より、表示装置２０に表示される３次元立体化処理され
たコンピュータグラフィクス画像を形成し、コンピュー
タグラフィクス画像を見て、施工状況の仮想現実感を得
ることにより、施工状況に応じた操作制御情報を、ケー
ブル１３を介して施工機械１１に伝達し、施工機械１１
を遠隔操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、遠隔操作による
施工方法及びシステムに関し、特に、施工状況を直接視
認することができない施工場所において施工するための
遠隔操作による施工方法及びシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、港湾等の海底において捨石均し等
の水中土木作業を行う場合、水中バックホウ等の水中作
業機械を用いることが知られている。海底の水中バック
ホウは、海面上の作業台船から動力が供給されると共に
作動制御情報が送られて、例えば、作業台船に乗り込ん
だ操作者（オペレータ）の遠隔操作により駆動される。
この水中バックホウは、必要に応じ潜水士が直接乗り込
んで操作することもできる。

【０００３】水中バックホウの遠隔操作により水中作業
を行う場合、操作者は、例えば、水中カメラ等で撮影し
た作業場所の画像を見て、作業状況を視覚により確認し
つつ進める。これにより、操作者は、視覚により確認し
た作業状況に基づき、作業場所における水中バックホウ
の位置やグラブバケットの動きを、遠隔操作により任意
に変化させながら、必要とする作業を行うことができ
る。

【０００４】なお、水中作業開始前には、これから行う
作業内容に合わせた作業予定場所の水中測量を行って、
丁張りという目印を付ける作業が行われる。同様に、作
業終了後には、作業が予定通りに行われたか否かを調べ
て作業の進捗状況を確認するために、超音波を用いた、
或いはレッド（錘）や水中スタッフ（標尺）等を用いた
水中測量により、完成検査が行われる。

【０００５】このように、操作者が、例えば、作業台船
から水中バックホウを遠隔操作して水中作業を行うこと
により、潜水士が直接捨て石を移動したりして水中作業
を行う場合に比べ、格段に効率良く、且つ、確実に水中
作業を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水中バ
ックホウを遠隔操作する操作者は、映し出された撮影画
像を介して視覚により確認しながら作業を行うため、作
業状況を映し出す水中カメラによる撮影画像が得られな
い場合、視覚による確認ができず、水中バックホウの遠
隔操作による水中作業が不可能になってしまう。

【０００７】水中では、濁りや土砂の巻上げ等により視
覚が損なわれ易く、例えば、水中作業に伴い或いは気象
条件等により水中に濁りが発生して透明度が落ちた場
合、水中カメラにより水中作業状況を映し出すことがで
きず、操作者は、視覚による状況確認ができなくなる。

【０００８】これは、海底作業等の水中作業に限るもの
ではなく、例えば、火山噴火現場で復旧作業を行う場合
等においても、同様である。火山噴火現場では、溶岩流
の熱気や噴煙に伴う降灰等を避けるため、設置したカメ
ラによる撮影画像を見ながら、安全を確保した地点から
操作者が作業機械を遠隔操作して作業を行うが、噴火に
伴う粉塵や降灰等に遮られて撮影が不可能になると、視
覚による確認ができなくなる。

【０００９】この発明の目的は、施工手段を遠隔操作す
る操作者が、施工状況を目視や撮影像により直接視覚に
よって確認しなくても、施工手段を遠隔操作して施工す
ることができる遠隔操作による施工方法及びシステムを
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る遠隔操作による施工方法は、施工手
段から、前記施工手段と施工対象との接触情報を検出
し、検出した前記接触情報を、伝達手段を介して、前記
施工手段に対し遠隔配置される制御手段に伝達し、伝達
された前記接触情報に基づいて、前記制御手段により、
表示手段に表示される３次元立体化処理されたコンピュ
ータグラフィクス画像を形成し、前記コンピュータグラ
フィクス画像を見て、施工状況の仮想現実感を得ること
により、施工状況に応じた操作制御情報を、前記伝達手
段を介して前記施工手段に伝達し、前記施工手段を遠隔
操作することを特徴としている。

【００１１】上記構成を有することにより、施工手段か
ら検出した、施工手段と施工対象との接触情報が、伝達
手段を介して、施工手段に対し遠隔配置される制御手段
に伝達され、この接触情報に基づいて、制御手段によ
り、表示手段に表示される３次元立体化処理されたコン
ピュータグラフィクス画像が形成される。操作者は、こ
のコンピュータグラフィクス画像を見て、施工状況の仮
想現実感を得ることにより、施工状況に応じた操作制御
情報を、伝達手段を介して施工手段に伝達し、施工手段
を遠隔操作する。これにより、施工手段を遠隔操作する
操作者が、施工状況を目視や撮影像により直接視覚によ
って確認しなくても、施工手段を遠隔操作して施工する
ことができる。

【００１２】また、この発明に係る遠隔操作による施工
システムにより、上記遠隔操作による施工方法を実現す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１４】図１は、この発明の一実施の形態に係る遠
隔操作による施工システムの概略構成を示すブロック図
である。図１に示すように、遠隔操作による施工システ
ム１０は、水中や地上で各種土木工事を行うための施工
機械（施工手段）１１、施工機械１１との間で相互に情
報のやり取りを行うコントロール部（制御手段）１２、
及び施工機械１１とコントロール部１２の間で情報を伝
達するケーブル（伝達手段）１３を有している。

【００１５】施工機械１１は、有線或いは無線を用いた
遠隔操作により作動を制御することができる、地上や水
底での土木作業や建設作業等を行う各種作業機械であ
る。従って、作業員や潜水夫等の操作者（オペレータ）
Ｐが乗り込んで直接操作する必要がない。

【００１６】この施工機械１１には、施工対象に接触し
た場合の負荷（反力）に基づく感触情報を出力する接触
センサ１４が備えられている。接触センサ１４は、施工
機械１１が施工対象に接触したことにより生ずる変化を
検出することができ、施工対象との接触を感知すること
ができる部位、例えば、バックホウのグラブバケット
等、先端作用部に取り付けられている。

【００１７】また、施工機械１１の各可動変位部分（例
えば、バックホウのブーム、アーム、グラブバケット
等）には、変位検出センサ１５が取り付けられている。
これら各変位検出センサ１５の変位出力情報から、施工
機械１１の現在姿勢を認識して、施工機械１１の現在位
置を基に、先端作用部、即ち、接触センサ１４の位置座
標を計算により取得する。

【００１８】この変位検出センサ１５として、角度セン
サを用いることができ、角度センサにより得られた角度
出力情報から、施工機械１１の現在姿勢を認識すること
ができる。また、角度センサに代えて、ストロークセン
サを用いても良い。各ストロークセンサのストローク出
力情報から、角度センサと同様に、施工機械１１の現在
姿勢を認識することができる。

【００１９】コントロール部１２は、検出情報処理部１
６、３次元画像形成部１７、感触出力形成部１８、及び
制御情報出力部１９を有し、施工機械１１に対し遠隔配
置されている。このコントロール部１２は、ケーブル１
３を介して施工機械１１からの検出情報が入力するのに
伴い、操作者Ｐへ施工状況を知らせる情報を出力し、操
作者Ｐからの施工機械１１の作動を指示する遠隔操作情
報の入力に伴い、ケーブル１３を介して施工機械１１へ
制御情報を出力する。

【００２０】検出情報処理部１６は、施工機械１１から
入力した反力情報ａ及び位置情報ｂに必要な処理を施し
て、３次元画像形成部１７及び感触出力形成部１８に処
理情報ｃを出力する。

【００２１】３次元画像形成部１７は、検出情報処理部
１６から入力した処理情報ｃに基づき、３次元立体化処
理されたコンピュータグラフィクス（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
Ｇｒａｐｈｉｃｓ：ＣＧ）画像からなる、施工状況の
仮想世界を表示するための３次元画像情報ｄを形成す
る。この３次元画像情報ｄの入力により、表示装置２０
上には、施工状況が、３次元立体コンピュータグラフィ
クス画像からなる視覚情報として表示され、仮想現実感
（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ：ＶＲ）を得ること
ができる。

【００２２】表示装置２０に表示される３次元立体コン
ピュータグラフィクス画像は、施工機械１１が施工対象
物に接触した際の接触状況を、色により視覚的に表示す
ることができる。例えば、負荷（反力）の作用の有無に
応じて色を異ならせ、負荷の増加に比例して明度を変化
させる。

【００２３】感触出力形成部１８は、検出情報処理部１
６から入力した処理情報ｃに基づき、施工機械１１の作
動に伴って発生する施工機械１１の受ける変化を感触と
して表現するための感触情報ｅを形成する。この感触情
報ｅは、相似型ディスプレイ情報としてフォースフィー
ドバックディスプレイ（遠隔操作手段）２１に送られ、
施工機械１１の作動に伴う感触情報として表現される。

【００２４】フォースフィードバックディスプレイ２１
は、対象物から受けた反力を入力レバーに手応えとして
戻す装置であり、同時に、入力レバーを操作して対象物
に対し各種操作情報を出力することができる。

【００２５】制御情報出力部１９は、操作者Ｐがフォー
スフィードバックディスプレイ２１を操作することによ
り出力された、施工機械１１の作動を指示する遠隔操作
情報の入力により、ケーブル１３を介して施工機械１１
へ、作動指示情報に基づく制御情報ｆを出力する。

【００２６】つまり、コントロール部１２は、伝達され
た接触情報に基づいて接触地点座標を取得し、表示装置
２０に表示される３次元立体化処理されたコンピュータ
グラフィクス画像を形成する。接触センサ１４は、施工
機械１１が施工対象に接触したことにより生ずる変化を
検出し、この接触センサ１４からの接触情報に基づき感
知された負荷を、視覚的変化を持たせて表示装置２０に
表示する。また、施工機械１１に設けられた変位検出セ
ンサ１５からの変位検出情報に基づき、施工機械１１の
接触位置の３次元座標を演算取得する。

【００２７】従って、操作者Ｐは、コンピュータグラフ
ィクス画像を見て、施工機械１１の作動に伴う施工状況
の仮想現実感を得ることができ、施工状況を、表示装置
２０からの視覚情報として、また、フォースフィードバ
ックディスプレイ２１からの感触情報として、同時に感
知することができる。

【００２８】そして、操作者Ｐは、視覚情報及び感触情
報に基づいてフォースフィードバックディスプレイ２１
を操作することにより、施工現場を直接目視により確認
しなくても、施工状況に応じた施工機械１１の操作制御
情報を、ケーブル１３を介して施工機械１１に伝達し、
施工機械１１を任意に遠隔操作することができる。

【００２９】次に、港湾等の海底における捨石均し等の
水中土木作業を、施工機械１１として水中バックホウを
用い、海面上の支援台船上から遠隔操作により行う場合
について説明する。

【００３０】図２は、図１の遠隔操作による施工システ
ムの水中バックホウを用いた具体例を示す説明図であ
る。図２に示すように、港湾等の海底Ｇにおいて、水中
バックホウ２２を遠隔操作することにより、捨石均し作
業を行う。水中バックホウ２２は、各種情報を伝達する
ケーブル１３を介して、海面上の支援台船２３に繋がっ
ている。

【００３１】ケーブル１３は、油圧管、制御・通信線及
びエア管等を一体化して形成されており、支援台船２３
上に備えられた支援設備２４のホースリールによって、
自由に巻き取り或いは巻き戻すことができる。

【００３２】支援台船２３には、遠隔操作室２５が設け
られており、遠隔操作室２５には、図示しないが、コン
トロール部１２と共に表示装置２０及びフォースフィー
ドバックディスプレイ２１（図１参照）が設置されてい
る。また、支援台船２３には、水中バックホウ２２を支
援台船２３から吊り下げ或いは海底から吊り上げるため
のクレーン設備（図示しない）が備えられている。

【００３３】この支援台船２３の船体上面には、海底地
形用のＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｓｙｓｔｅｍ）アンテナ２６及び台船位置用のＧＰ
Ｓアンテナ２７が設置されており、船底外面には、海底
地形情報装置２８と共に複数のＳＢＬ（ＳｈｏｒｔＢ
ａｓｅＬｉｎｅ）受信器２９が設置されている。

【００３４】水中バックホウ２２は、バックホウ本体３
０に方位センサ３１ａと傾斜センサ３１ｂが取り付けら
れており、バックホウ本体３０とブーム３２ａ、ブーム
３２ａとアーム３２ｂ、アーム３２ｂとグラブバケット
３３の各連結部には、それぞれ角度センサ３４が取り付
けられている。また、バックホウ本体３０の上面には、
複数のＳＢＬ発信器３５が設置されている。

【００３５】この角度センサ３４からの角度検出情報に
より、水中バックホウ２２の各関節部分における変位状
況が検出され、水中バックホウ２２のブーム３２ａ、ア
ーム３２ｂ、グラブバケット３３の現在姿勢を認識する
ことができる。

【００３６】グラブバケット３３には、接触センサ１４
が備えられている。即ち、接触センサ１４は、グラブバ
ケット３３により、例えば、海底にある異形ブロック等
を移動しようとする場合、グラブバケット３３が異形ブ
ロック等に接触したのを感知して感触情報を出力する。

【００３７】この接触センサ１４の位置座標は、水中バ
ックホウ２２のブーム３２ａ、アーム３２ｂ、グラブバ
ケット３３の現在姿勢に基づく座標データから、計算に
より取得することができる。接触センサ１４は、例え
ば、グラブバケット３３の先端に取り付ける他、グラブ
バケット３３全体の動きを検出することができる、グラ
ブバケット３３とアーム３２ｂの連結部に設けても良
い。

【００３８】図３は、図２の水中バックホウに取り付け
られる接触センサの例を示し、（ａ）はロードセルを用
いた場合の説明図、（ｂ）はリミットスイッチを用いた
場合の説明図である。

【００３９】図３に示すように、接触センサ１４とし
て、耐荷重のレンジの比較的大きなロードセル３６を利
用して、グラブバケット３３の回転軸３３ａ回りのモー
メントを計測する。この場合、スプリング３３ｂを介す
ることにより、荷重が直接ロードセル３６にかからない
機構とする（（ａ）参照）。また、接触センサとして、
リミットスイッチ３７を利用して、グラブバケット３３
の回転軸３３ｃの微小な可動を検出する。このときの閾
値は、スプリング３３ｄのバネ定数により変更すること
ができる（（ｂ）参照）。

【００４０】上述した、支援台船２３及び水中バックホ
ウ２２に設けられた、接触センサ１４や変位検出センサ
１５等の各種計測手段により、水中バックホウ２２の３
次元位置、姿勢、及び海底地形等の各種情報を得ること
ができる。これらの情報は、支援台船２３の遠隔操作室
２５に設置した表示装置２０（図１参照）にリアルタイ
ムに表示され、操作者Ｐは、随時確認することができ
る。

【００４１】次に、遠隔操作による施工システム（図１
参照）を用いた施工方法を説明する。この遠隔操作によ
る施工方法により、例えば、水中バックホウを用いた海
底土工均し作業を行う。

【００４２】先ず、土工均し作業現場に関する各種計測
データを取得すると共に、土工均し作業実施による施工
完了後の完成時状況に基づく施工計画データを作成す
る。

【００４３】次に、作成した施工計画データに基づい
て、水中バックホウ２２による海底土工均し作業を行
う。作業に伴い、随時、作業現場の計測データが、水中
バックホウ２２からケーブル１３を介して、支援台船２
３に設けた遠隔操作室２５のコントロール部１２に送ら
れる。コントロール部１２から、表示装置２０に視覚情
報が、フォースフィードバックディスプレイ２１に感触
情報が、それぞれ伝えられる。

【００４４】表示装置２０には、随時、作業に伴う作業
現場状況が表示され、作業現場の計測データは、作業に
伴って得られる計測データとＧＰＳデータから取得され
た絶対位置データに基づいて更新される。この更新デー
タにより、現在の作業現場状況が表示され、完了図デー
タが記録される。

【００４５】つまり、水中バックホウ２２のグラブバケ
ット３３を支持するアーム３２ｂ及びブーム３２ａの連
結可動部の動きに連動する変位検出情報から、水中バッ
クホウ２２のグラブバケット３３先端座標を演算する。
そして、水中バックホウ２２による作業中に、接触セン
サ１４に感知入力があれば、そのときのグラブバケット
３３先端の座標を演算取得し、３次元立体処理されたコ
ンピュータグラフィックス画像により接触ポイントを描
画する。

【００４６】この接触ポイントの数が多くなれば、グラ
ブバケット３３の接触地点（地形や異形ブロック等）の
形状を把握することができる。その地形形状と予め入力
してある目的とする完成形状（例えば、高さ）とを比較
し、差分を色分けすることで、掘り過ぎ部分や未整地部
分を判断することができる。

【００４７】従って、作業者Ｐは、表示装置２０からの
視覚情報、及びフォースフィードバックディスプレイ２
１からの感触情報により、水中バックホウ２２による海
底土工均し作業の現在状況を、作業の進行に合わせて随
時知ることができる。同時に、表示装置２０で確認した
作業の進行状況に合わせて、フォースフィードバックデ
ィスプレイ２１を操作し、水中バックホウ２２の動きを
調整することができる。

【００４８】このように、水中バックホウ２２に取り付
けた接触センサ１４によって、グラブバケット３３が感
知した負荷（反力）に基づき、グラブバケット３３の接
触地点座標を取得することにより、その座標を、表示装
置２０に表示した３次元立体処理されたコンピュータグ
ラフィックス画像により視覚化（触像）することができ
る。

【００４９】この結果、遠隔操作される水中バックホウ
２２による海底作業状況を、直接或いは水中カメラ等の
映像を介した目視によって確認する必要が無く、３次元
立体処理されたコンピュータグラフィクス画像を視覚情
報としてリアルタイムに確認しながら作業することがで
きる。従って、海中が濁ったりして視覚の得られない作
業現場であっても作業が可能になる。

【００５０】また、得られた更新データを施工計画デー
タと比較することにより、施工実施前に行う丁張りのた
めの計測と施工実施後に行う完了検査のための計測と
を、水中バックホウ２２による海底土工均し作業と同時
に、実施することができる。

【００５１】このため、作業を開始する前の計測と作業
結果を確認するための計測を別に行う必要が無く、測量
−施工−測量（検査）の工程を同時に、即ち、１工程で
行うことができ、作業時間の短縮が可能である。

【００５２】また、３次元立体処理されたコンピュータ
グラフィクス画像を視覚により確認すると同時に、フォ
ースフィードバックディスプレイ２１を介した感触によ
って作業の内容を判断することができる。従って、例え
ば、作業対象の海底地形を、現状のままとするか或いは
掘削、均し、その他の作業により変形するかの判断を、
表示装置２０に表示された画像を見ながら行うことがで
きる。

【００５３】次に、遠隔操作による施工システムに用い
られる把持装置について説明する。

【００５４】図４は、遠隔操作による施工システムに用
いられる把持装置を示す説明図である。図４に示すよう
に、把持装置３８は、水中バックホウ２２に離脱自在に
装着され、捨石や異形ブロック等の把持対象（施工対
象）３９を把持するための複数（図中、２本の場合を示
す）のセンサ付き指（掴み部）４０を備えている。

【００５５】この把持装置３８は、水中バックホウ２２
に、陸上のバックホウと同様に各種アタッチメントとし
て取り付けられる。これにより、根固めブロックや捨石
や被覆石の移動或いは敷設、破損した異形ブロックや被
災した港湾構造物の解体・撤去作業等に活用することが
できる。

【００５６】物体を把持する場合に重要なことは、把持
対象物の重心位置の認識、把持の確認と、把持中におけ
る対象物の状態の監視である。重心位置から外れて物体
を掴むと不安定であり、物体を落し易い。陸上の作業に
おいては、こうした判断を目視で行うことができるため
作業は難しいものではないが、水中では濁りや土砂の巻
上げにより視覚が損なわれ易い。水中の透明度が５ｍ以
下程度になると、ブームの先端が見えなくなり、把持の
状況が確認できないため作業は困難になる。

【００５７】また、水中バックホウを、ケーソンや作業
台船上から遠隔操作することにより、視界不良時の水中
作業や被災地の復旧等に使用することが可能になり、更
に、地雷探索・撤去作業に使用することもできる。

【００５８】そこで、水中施工機械やロボットの新たな
遠隔操作手法として、拡張現実感（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ
Ｒｅａｌｉｔｙ：ＡＲ）の観念を取り入れ、反力や触
覚情報を拡張加工することで、乏しい視覚情報を補完す
ることが考えられる。この拡張現実感では、複数の情報
を人間がより理解し易いように加工、拡張するものであ
り、視覚を音に、力覚を視覚に変換する、或いは複数の
情報を合成するといったことも含んでいる。１．拡張現実感手法の適用人間が暗闇で物体を掴む場合、手探りで物体を探し、こ
のとき得た情報を頭の中でイメージ化して物体の形状を
推測する。また、この形状イメ−ジと掴んだときの反力
の感覚で重心位置等を推測し、安定して物体を持ち上げ
ることができる。人間は、触覚と力覚及びそれらを元に
したイメージによって、視覚に頼らなくとも把持作業を
確実に行うことができる。

【００５９】そこで、このような人間の推測方法を応用
することにより、視覚が乏しい場合の把持作業におい
て、複数の情報を加工、拡張、組み合わせて利用し、欠
落した視覚情報を補完する。つまり、反力の伝達、反力
の視覚化、触像の視覚化の３方法を組み合わせて、視覚
情報の補完を行う。（反力の伝達）把持装置が把持した感覚を操作者に伝達
できるように、双方向（バイラテラル）制御を用いる。
把持装置に、力覚センサや触覚センサを取り付け、これ
らのセンサで取得した力を操作装置に取り付けたモータ
で操作者の手に提示する。これにより、操縦者は、物体
を掴んだときの反力を感じることができる。（反力の視覚化）把持装置に取り付けた力覚センサは、
コンクリートブロック等を把持するため、数トン以上の
非常に大きな力をうけるが、操作者にこの力を直接伝達
することはできないため、力の縮小が必要になる。この
とき、物体との接触のような比較的小さな力も縮小され
るため、操作者は物体との接触を認識することができな
くなる。そこで、モニタに描画する把持装置の色を作用
力によって変化させることで、視覚的に反力を認識でき
るようにする。

【００６０】提示すべき情報としては、把持装置各指の
接触の有無と把持力、重力方向に作用する力である。各
指が物体と接触してない場合は、指をグレー色で描画
し、何らかの物体と接触し反力を受けた場合には、描画
色を赤に変化させる。更に、反力が大きくなるに従い赤
みを強くする。なお、色の種類は一例を示し、以下の説
明においても同様である。

【００６１】物体を掴み持ち上げた場合、各指の重力方
向に作用する力を提示するブロックを各指につけて描画
する。無負荷時には、指と同じくグレー色で描画し、重
力方向下に力が作用したときには赤色、上に作用したと
きは緑色で描画する。この色も、力の大きさに比例して
色味を変化させる。物体の重心位置を中心として把持で
きていない場合は、各指に作用する力の大きさや方向に
ばらつきを生じる。これにより、重力方向作用力提示部
の色もばらつくため、操作者は、直感的に把持位置のず
れを理解することが可能となる。（触像の視覚化）反力を伝達し視覚化することで、物体
との接触等がある程度は理解できるが、実際に自分の手
で触る場合とは違い、対象物のイメ−ジは作り難く不明
瞭である。そこで、実際に、ロボットハンドが触った場
所をコンピュータの画面上に描画することで像を作り、
作業の助けとする触像の視覚化を行う。このとき作成さ
れた像を“触像体”（ＨａｐｔｉｃＩｍａｇｅＯｂ
ｊｅｃｔ）と呼ぶ。

【００６２】触像体の作成方法としては、把持対象物を
地面と区別し描画する頂点数を少なくできることから、
ハンドが触った点を頂点として多面体を作成する方法を
用いる。但し、現時点では、研究の初期段階でもあり、
触像の視覚化の有効性検証に主眼を置くこと及びシミュ
レーション計算の負荷軽減から、触像体で表現する対象
物の形状は凸多面体に限る。より複雑な形状の凹多面体
は、凸多面体を組み合わせる等により表現可能であると
考えられる。

【００６３】図５は、触像の視覚化のプロセスを示す説
明図である。図５に示すように、先ず、最初にハンドが
対象物を把持したときに、核となる小さな三角形４面体
を作成する（（ａ）参照）。次に、このとき接触した点
を新たな頂点として４面体に追加し、最初の触像体ＨＩ
を構成する。この方法であれば、最初に接触した点が２
点であっても、最初の触像体を作ることができる。

【００６４】この頂点追加アルゴリズムに関して、触像
体ＨＩがｎ個の頂点を持つ状態で説明する。

【００６５】ｎ個の頂点を持つ触像体ＨＩの頂点リスト
ＶｔをＶｔ＝｛ｖｔ₁，ｖｔ₂，…，ｖｔ_n｝ …（１）ＨＩの平面リストＦｔをＦｔ＝｛ｆｔ₁，ｆｔ₂，…，ｆｔ_2n-4｝ …（２）とする。

【００６６】解像体の作製は、以下の手順で行う。１）ハンドが把持対象物に接触したとき（（ｂ）参
照）、ＨＩのあるｋ番目の平面ｆｔ_kに属する１番目の
頂点ｖｔ_jからｖｔ_n+1へのベクトルａ_vtを引く
（（ｃ）参照）。

【００６７】ａ_vt＝ｖｔ_n+1−ｖｔ_j …（３）２）式（４）を用い、ａ_vtと平面の法線ｎ_fkの角が９０
度未満ならｆｔ_kが可視であると判断する。

【００６８】ｃｏｓ^-1｛（ａ_vt／｜ａ_vt｜）・ｎ_fk｝＜π／２ …（４）３）全ての平面について可視・不可視を調べ（（ｄ）参
照）、可視面と不可視面が隣接する辺から、可視境界凸
包の頂点リストＶｔ_rを作る（（ｅ）参照）。４）頂点リストＶｔ_rにＶｔ_n+1を追加する。５）可視面の内、隣接する平面が全て可視の場合、その
平面に属する頂点は原点リストＶｔより消去する。可視
面を平面リストＦｔより消去する。境界頂点リストＶｔ
_rと新しい頂点Ｖｔ_n+1から平面を作り、平面リストＦ
ｔに追加する（（ｆ）参照）。

【００６９】この作業を繰り返すことにより、解像体Ｈ
Ｉが次第に把持対象物の形状に近づいてゆく。２．把持作業シミュレーション前述した拡張現実感手法を検証するために、把持作業シ
ミュレーションのプログラムを製作した。コンピュ−夕
を用いて仮想世界を作り、その中でコンピュータグラフ
ィクス（ＣＧ）の３指把持装置を外部（実世界）の操作
装置を用いて操作し、把持実験を行う。

【００７０】シミュレ−ションは、リアルタイム物理シ
ミュレーションである。物理的現象としては、物体の落
下、物体の接触を再現できる。仮想世界の構成要素は、
把持装置であるハンド、地面、把持対象物であり、地面
は平面、把持対象物体は１個の凸多面体とする。シミュ
レーション画面は、俯瞰、上面、側面からの様子を提示
し、俯瞰図は、ズームイン・アウトや視点の変更が可能
である。（システム構成）実験装置は、操作装置と操作装置制御
用コンピュータとシミュレーション計算用コンピュータ
からなり、これらをＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮ
ｅｔｗｏｒｋ）回線で接続している。シミュレーション
画像は、計算用コンピュータ側のモニタで表示する。操
作装置制御用コンピュータからは、指先の位置情報とコ
マンドを送信する。シミュレーション用コンピュータ
は、シミュレータ内でハンドを位置制御し、その動作に
より得られた反力を送信する。このシステムは、位置指
令力帰還型のマスタ・スレーブシステムとなっている。（操作装置）操作装置は、力覚提示型操作装置のハプテ
ィックマスタを利用している。ハプティックマスタは、
３つのリンクユニットを持ち３次元位置の取得と各方向
への反力生成を行うことができる。この３つのリンクの
先端位置を、仮想空間内のハンドの指先位置に対応させ
制御する。操作者は、３つのリンクに指を固定して操作
を行う。仮想空間内のハンド（把持装置）が物を掴み反
力を生じたとき、ハプティックマスタのモ−夕が動作し
て、反力を操作者に伝達することができる。（ハンド）ハンドの形状は、コンビュータの計算負荷の
軽減から、３指と重力方向反力提示部の必要最小限の要
素とした。３指の描画色は、無負荷時にはグレー色であ
るが、負荷が作用すると赤色になり、負荷の増加に比例
して明度を強くする。これにより、指の物体との接触や
把握力を、色で視覚的に提示することができる。重力方
向反力提示部は、反力の重力方向成分のみを提示する。
重力方向下向きに反力が作用した場合、描画色が赤色に
変化し、上向きに反力が作用した場合、緑色に変化す
る。これら描画色の明度は、反力の大きさに比例する。
これにより、把持対象物の傾き等の把持状態を、操作者
が視覚により理解することが可能である。（ハンドの姿勢計算）ハプティックマスタを利用した操
作装置では、３点の位置しか取得できない。従って、各
指先の位置は決定されるがハンドの姿勢は定まらない。
そこで、指先位置の３点から計算によりハンドの姿勢を
求める。

【００７１】図６は、ハンド姿勢の計算方法を示す説明
図である。図６に示すように、先ず、指ｉ（ｉ＝１，
２，３）の位置ベクトルクｐ_iから平面を構成し、法線
ｎ_hを求める。

【００７２】ａ＝ｐ₂−ｐ₁，ｂ＝ｐ₃−ｐ₁ ｎ_h＝ａ×ｂ …（５）また、この３点から、ハンド座標中心位置Ｃ_hを求め
る。

【００７３】Ｃ_h＝〔｛（ｐ₂＋ｐ₃）１／２｝＋ｐ₁〕１／２ …（６）また、法線ｎ_hと中心位置から、ハンド座標となる姿勢
マトリクスＲ_hを求める。ｘ_h，ｙ_h，ｚ_hをハンド座
標単位ベクトルとすると、Ｒ_h＝［ｘ_h，ｙ_h，ｚ_h］ …（７）ｘ_h＝ｒ／｜ｒ｜，ｚ_h＝ｎ_h／｜ｎ_h｜，ｙ_h＝ｘ_h×ｚ_h …（８）但し、ｒ＝ｐ₁−Ｃ_hである。

【００７４】この座標中心位置Ｃ_hと姿勢マトリクスＲ
_hをハンド描画時の基準とし、座標変換を行う。（ハンドの運動方程式）ハンドの指先は、操作装置の位
置と直接対応するため、操作装置で取得した位置をその
まま仮想空間内で指先の位置とすることもできる。しか
しながら、操作装置からの位置指令は、サンプリングタ
イムを要する離散的なものであり、仮想空間内では移動
量等のスケールも拡大される。仮想空間内では、指先が
瞬間的に大きく移動し、反力が急激に変化する。操作装
置のノイズによる値のぶれにも反応してしまうため、安
定して把持を行うことが困難となった。

【００７５】そこで、計算負荷も考慮しつつ、指先だけ
に質点を設定し、並進運動だけを考えて運動方程式を立
てる。また、指先の振動を抑制するため、粘性摩擦を作
用させる。

【００７６】図７は、指モデルの運動方程式を説明する
ブロック図である。図７に示すように、指ｉ（ｉ＝１，
２，３）の質量をｍ_i、位置ベクトルをｐ_i、速度ベク
トルをｐ_vi、加速度ベクトルをｐ_ai、外力をｆ_i、駆動
力をτ_i、粘性抵抗係数をｃとするとｍ_iｐ_ai＝ｆ_i＋τ_i−ｃｐ_vi …（９）となる。（制御系の構成）図８は、システム全体の制御系の構成
を示すブロック図である。図８に示すように、ハンドの
指は、ｘ，ｙ，ｚ方向に対して位置制御する。指ｉの目
標位置をｐ_ri、比例制御ゲインをｋ_pとすると、 τ_i＝ｋ_p（ｐ_ri−ｐ_i） …（１０）となる。

【００７７】把持対象物を手探りで探索する際、ハンド
が把持対象物に接触して把持対象物を移動させてしま
い、対象物を見失ってしまう場合が生じた。そこで、探
索時等には、モードセレクタで把持装置の出力切り替え
を行う。探索モード時に、外力がある一定以上となった
場合、式（１０）で求めた駆動力にリミツタを加えて出
力を制限する。また、ハンドの出力を制限すると、操作
者に伝達する反力が小さくなってしまうので、探索モー
ド時には、反力の伝達係数を切り替え、操作者に物体と
の接触等の力が伝わるようにする。（接触）図９は、物体の粘弾性接触を示し、（ａ）は接
触の説明図、（ｂ）は接触位置の修正の説明図である。
図９に示すように、物体との接触は、粘弾性接触をシミ
ュレートする。接触の計算は、頂点と平面で行う。対象
とする頂点が、多面体の中に入ったらこれを判定する。
接触が判定されたら、平面の法線方向に衝撃力を作用さ
せる。

【００７８】反力をＦ_r、摩擦力をＦ_f、衝撃力をＦ_c
とすると、定常接触時は、Ｆ_r＝Ｆ_n＋Ｆ_f …（１１）衝突時は、これに衝撃力を付加し、Ｆ_r＝Ｆ_n＋Ｆ_f＋Ｆ_c …（１２）Ｆ_c＝ｋ_cｖ_d を用いる。但し、Ｆ_n＝ｋ_fｄ_v＋ｋ_cｖ_d …（１３）ｄ_p＝ｐ_vt−ｐ_c ｄ_v＝（ｎ_f・ｄ_p）ｎ_f ｖ_d＝ｐ_vvt−ｐ_ac ｖ_v＝（ｎ_f・ｄ_p）ｎ_f である。ここで、ｖ_d：相対速度、ｐ_c：平面の衝突
点、ｐ_vt：頂点、ｐ_vvt，ｐ_ac：速度ベクトル、ｄ_v：
鉛直方向の移動ベクトル、ｄ_h：水平方向の移動ベクト
ル、ｄ_p：接触点からの移動ベクトル、ｎ_f：平面の法
線ベクトルとする。（摩擦の計算）摩擦力は、動摩擦と静止摩擦を作用させ
る。接触点が移動したとき、平面に平行に静止摩擦を作
用させる。移動量がある値を超えたときに、動摩擦を作
用させ、接触点の原点を変更する。

【００７９】接点の原点からの移動ベクトルをｄ_h、限
界移動量ｄ_maxとするとき、摩擦力Ｆ_fは、｜ｄ_h｜≦
ｄ_maxのとき静止摩擦係数をｋ_sとすると、Ｆ_f＝ｋ_s｜Ｆ_r｜ｄ_h／ｄ_max …（１４）ｄｖ＝（ｎ_f・ｄ_p）ｎ_f ｄ_h＝ｄ_p−ｄ_v ｜ｄ_h｜＞ｄ_maxのとき動摩擦係数をｋ_dとすると、Ｆ_f＝ｋ_d｜Ｆ_r｜ｕ_h …（１５）ｕ_h＝ｄ_h／｜ｄ_h｜となる。

【００８０】動摩擦のときは、移動前の接触原点ｐ_coか
ら、接触原点ｐ_cを以下のように更新する。

【００８１】ｐ_c＝ｐ_vt−ｄ_maxｕ_h …（１６）これにより、常に一定の動摩擦力が接触点に作用する。（触像体構成の条件）ハンドは、仮想世界において、把
持対象物以外の地面にも接触する。地面に接触した場合
は、触像体を作ると対象物の形が不明確になってしま
う。そこで、ハンドが物体を“把持”したことを判定
し、このときだけ触像体を構成することとする。

【００８２】また、物体に触りながらハンドが移動する
ときは、常に接触していると判定される。そのままで
は、連続して触像体の頂点が追加されるため、プログラ
ムの実行速度が遅くなってしまう。“把持”の判定と共
に、“解放”の判定も行い、新たに把持されたときだけ
触像体の構成が行われるようにする。これらの判定条件
は、以下のようになる。

【００８３】条件１：操作者の親指に相当する指３とそ
れ以外の指１，２の両方、若しくはどちらか一方が物体
と接触したときに“把持”とする。

【００８４】条件２：条件１が満足されないとき、“解
放”とする。３．把持作業シミュレーション実験（実験方法）前述したシミュレーション環境で、被験者
により把持作業実験を行い、視覚を得られない場合に拡
張現実感手法を用いた把持システムが有効であることを
確認する。把持作業は、物体を掴んで持ち上げるところ
までとする。把持対象物体は、コンクリートブロックを
想定した四角柱で、重さは約４５００ｋｇである。把持
対象物が見える場合と見えない場合について、操作者に
提示する情報を変え、被験者１０人に対し実験を行っ
た。（評価方法）把持システムの評価は以下に示す項目で行う１）成功率：物体を持ち上げると２点、把持のみ１点、
失敗０点とし、３回の試行の合計点を最高点６点で割
り、作業の成功率とする。２）傾斜角度：把持が成功したとき（１点以上）のブロ
ックのｙ軸と水平面の傾斜角度の平均値。３）位置偏差：把持が成功したときのｘ−ｙ平面上のブ
ロック重心位置とハンド中心位置の距離の平均値。４）作業時間：把持が成功したときに要した時間の平
均。

【００８５】上記の項目を被験者毎に出すと共に、被験
者全員の平均値を出し、把持システムの評価とする。（実験結果）把持作業実験の成功率は、視覚が伴う実験
では非常に高い値となっている。把持対象物が見えない
条件で反力の視覚化や提示だけを行う実験では、非常に
低い成功率である。不可視の場合でも、触像体を用いる
実験では、成功率が高く、可視の場合と比較しても遜色
がない。触像体に関しては、被験者全員が作成できた。

【００８６】図１０は、触像体の視覚化の例を示し、
（ａ）は触像体が作成されてゆく様子を示す説明図、
（ｂ）は作成された触像体の説明図である。図１０
（ａ）に示すように、左上から右上、更に左下から右下
へと、ハンド４１の動きと共に、徐々に形状が作成され
てゆき、触像体４２が完成する。完成した触像体４２が
表示される表示画面には、把持状態確認用の把持対象物
４３も一緒に表示される（（ｂ）参照）。

【００８７】このように、把持装置に力センサを取り付
けて、反力の有無により把持対象物との接触を検出する
と共に、コンピュータグラフィクスで描画した把持装置
の描画色を、反力の大きさにより変化させることで、直
感的に反力を理解することができるようにする。

【００８８】また、把持装置が受けた反力を、操縦者に
操作装置を介して伝達することにより、操縦者に把持の
感覚を理解させ、指や爪の掴み部に作用する反力のばら
つきから、把持対象物の傾き（重心位置のずれ）の検出
を可能にする。

【００８９】更に、把持装置の関節部に取り付けた角度
センサから角度情報を取得し、把持装置が接触した部分
の３次元位置を計算し、把持装置が把持対象物と接触し
た座標を基にして、コンピュータグラフィクスで接触し
た点を頂点とする立体を描画することにより、把持対象
物の形状を明らかにする。

【００９０】従って、濁り等によってＴＶカメラや目視
で把持状況を確認することは困難な水中で、把持装置の
掴み部（爪や指）と把持対象物の接触を検出し、検出結
果を操縦者に伝達することができる。これにより、手探
りによる感覚（触覚）や反力で対象物を把持することが
できたか、重心位置とずれていないかを確認することが
できる。

【００９１】また、把持装置から得られた反力を、コン
ピュータグラフィクスで色の変化として表し、反力を視
覚的に理解きるようにする、即ち、触覚により得られた
把持対象物の形状イメージである触像を、コンピュータ
グラフィクスで視覚化することにより、操縦者は、把持
対象物の形状や重心位置を確認することができる。

【００９２】この効果、水中バックホウ２２のアタッチ
メントとして把持装置を取り付ければ、把持装置を遠隔
操作して、捨て石の移動や異形ブロックの撤去・移動や
構造物の解体作業等に使用することができる。また、把
持装置をクレーンにより吊り下げることで、大型の構造
物や異形ブロックの撤去・据え付けに使用することがで
きる。

【００９３】このように、この発明によれば、遠隔操作
による施工システム１０は、施工対象との接触情報を検
出する接触センサ１４が設けられた施工機械１１と、施
工機械１１に対し遠隔配置され、検出した接触情報に基
づき、表示装置２０に表示される３次元立体化処理され
たコンピュータグラフィクス画像を形成するコントロー
ル部１２と、接触情報を施工機械１１からコントロール
部１２へ伝達する伝達手段と、コンピュータグラフィク
ス画像を見て、施工状況の仮想現実感を得ることによ
り、施工状況に応じた操作制御情報を、伝達手段を介し
て施工機械１１に伝達し、施工機械１１を遠隔操作する
遠隔操作手段とを有する。

【００９４】これにより、濁った水中や火山の噴煙の中
等、モニタカメラの使用が不可能な状況、即ち、視覚の
得られない現場においても、３次元立体処理されたコン
ピュータグラフィックス画像を視覚によりリアルタイム
に確認しながら、土木作業や建設作業を行うことができ
る。

【００９５】また、施工に際し、丁張りと完了検査を同
時に行うことができるため、施工前後の計測を個別に行
う必要が無く、作業時間の短縮が可能である。

【００９６】また、３次元立体処理されたコンピュータ
グラフィクス画像を視覚により確認すると同時に、フォ
ースフィードバックディスプレイ２１を介した触覚によ
って作業状況を随時確認することができるため、表示装
置２０に表示された画像を見ながら、例えば、更に掘削
を進めるとか、異形ブロックの移動方向を変更すると
か、状況に応じて作業内容を決定することができる。

【００９７】なお、上記実施の形態において、施工機械
１１とコントロール部１２の間で情報を伝達する伝達手
段は、ケーブル１３等の有線に限るものではなく、音波
等を用いた無線でも良い。また、遠隔操作される施工機
械１１は、バックホウに限るものではなくブルドーザ等
の各種土木建設機械でも良く、水中においても同様に、
水中での使用が可能な他の土木建設機械でも良い。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、施工手段から検出した、施工手段と施工対象との接
触情報が、伝達手段を介して、施工手段に対し遠隔配置
される制御手段に伝達され、この接触情報に基づいて、
制御手段により、表示手段に表示される３次元立体化処
理されたコンピュータグラフィクス画像が形成され、操
作者は、このコンピュータグラフィクス画像を見て、施
工状況の仮想現実感を得ることにより、施工状況に応じ
た操作制御情報を、伝達手段を介して施工手段に伝達
し、施工手段を遠隔操作するので、施工手段を遠隔操作
する操作者が、施工状況を目視や撮影像により直接視覚
によって確認しなくても、施工手段を遠隔操作して施工
することができる。

【００９９】また、この発明に係る遠隔操作による施工
システムにより、上記遠隔操作による施工方法を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る遠隔操作による
施工システムの概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１の遠隔操作による施工システムの水中バッ
クホウを用いた具体例を示す説明図である。

【図３】図２の水中バックホウに取り付けられる接触セ
ンサの例を示し、（ａ）はロードセルを用いた場合の説
明図、（ｂ）はリミットスイッチを用いた場合の説明図
である。

【図４】遠隔操作による施工システムに用いられる把持
装置を示す説明図である。

【図５】触像の視覚化のプロセスを示す説明図である。

【図６】ハンド姿勢の計算方法を示す説明図である。

【図７】指モデルの運動方程式を説明するブロック図で
ある。

【図８】システム全体の制御系の構成を示すブロック図
である。

【図９】物体の粘弾性接触を示し、（ａ）は接触の説明
図、（ｂ）は接触位置の修正の説明図である。

【図１０】触像体の視覚化の例を示し、（ａ）は触像体
が作成されてゆく様子を示す説明図、（ｂ）は作成され
た触像体の説明図である。

【符号の説明】

１０遠隔操作による施工システム１１施工機械１２コントロール部１３ケーブル１４接触センサ１５変位検出センサ１６検出情報処理部１７３次元画像形成部１８感触出力形成部１９制御情報出力部２０表示装置２１フォースフィードバックディスプレイ２２水中バックホウ２３支援台船２４支援設備２５遠隔操作室２６，２７ＧＰＳアンテナ２８海底地形情報装置２９ＳＢＬ受信器３０バックホウ本体３１ａ方位センサ３１ｂ傾斜センサ３２ａブーム３２ｂアーム３３グラブバケット３３ａ回転軸３３ｂスプリング３３ｃ回転軸３３ｄスプリング３４角度センサ３５ＳＢＬ発信器３６ロードセル３７リミットスイッチ３８把持装置３９把持対象４０センサ付き指４１ハンド４２触像体４３把持対象物Ｇ海底Ｐ操作者ａ反力情報ｂ位置情報ｃ処理情報ｄ３次元画像情報ｅ感触情報ｆ制御情報

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内海真神奈川県横須賀市長瀬３丁目１番１号独立行政法人港湾空港技術研究所内 (72)発明者平林丈嗣神奈川県横須賀市長瀬３丁目１番１号独立行政法人港湾空港技術研究所内 (72)発明者岩田洋夫茨城県つくば市天王台１丁目１番地１号筑波大学内 (72)発明者矢野博明茨城県つくば市天王台１丁目１番地１号筑波大学内 (72)発明者金山裕幸東京都港区北青山一丁目２番３号佐伯建設工業株式会社内 (72)発明者山本恭東京都港区北青山一丁目２番３号佐伯建設工業株式会社内Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB04 BA04 BA06 BB10 DB04 DB05 FA02 2D045 AA04 BA02 CA02 CA36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】施工手段から、前記施工手段と施工対象と
の接触情報を検出し、検出した前記接触情報を、伝達手段を介して、前記施工
手段に対し遠隔配置される制御手段に伝達し、伝達された前記接触情報に基づいて、前記制御手段によ
り、表示手段に表示される３次元立体化処理されたコン
ピュータグラフィクス画像を形成し、前記コンピュータグラフィクス画像を見て、施工状況の
仮想現実感を得ることにより、施工状況に応じた操作制
御情報を、前記伝達手段を介して前記施工手段に伝達
し、前記施工手段を遠隔操作することを特徴とする遠隔
操作による施工方法。
【請求項２】前記コンピュータグラフィクス画像は、拡張現実感（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）の
観念を取り入れて前記接触情報を拡張加工することによ
り形成されることを特徴とする請求項１に記載の遠隔操
作による施工方法。
【請求項３】前記コンピュータグラフィクス画像は、前記施工手段からの変位検出情報に基づき演算取得した
前記施工手段の接触位置座標を、前記施工手段の接触ポ
イントとして描画することを特徴とする請求項１または
２に記載の遠隔操作による施工方法。
【請求項４】前記接触情報に基づき前記施工手段の接触
地点座標を取得することにより、丁張りと完了検査に伴
う計測を施工と同時に行うことを特徴とする請求項１か
ら３のいずれかに記載の遠隔操作による施工方法。
【請求項５】施工対象との接触情報を検出する接触セン
サが設けられた施工手段と、前記施工手段に対し遠隔配置され、検出した接触情報に
基づき、表示手段に表示される３次元立体化処理された
コンピュータグラフィクス画像を形成する制御手段と、前記接触情報を前記施工手段から前記制御手段へ伝達す
る伝達手段と、前記コンピュータグラフィクス画像を見て、施工状況の
仮想現実感を得ることにより、施工状況に応じた操作制
御情報を、前記伝達手段を介して前記施工手段に伝達
し、前記施工手段を遠隔操作する遠隔操作手段とを有す
ることを特徴とする遠隔操作による施工システム。
【請求項６】前記制御手段は、拡張現実感（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）の
観念を取り入れて前記接触情報を拡張加工することによ
り、前記コンピュータグラフィクス画像を形成すること
を特徴とする請求項５に記載の遠隔操作による施工シス
テム。
【請求項７】前記制御手段は、前記接触情報に基づき接触地点座標を取得することを特
徴とする請求項５または６に記載の遠隔操作による施工
システム。
【請求項８】前記制御手段は、前記接触センサからの接触情報に基づき感知された負荷
を、視覚的変化を持たせて前記表示手段に表示すること
を特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の遠隔操
作による施工システム。
【請求項９】前記制御手段は、前記施工手段に設けられた変位検出センサからの変位検
出情報に基づき、前記施工手段の接触位置の３次元座標
を演算取得することを特徴とする請求項５から８のいず
れかに記載の遠隔操作による施工システム。
【請求項１０】前記接触センサは、前記施工手段が前記施工対象に接触したことにより生ず
る変化を検出することを特徴とする請求項５から９のい
ずれかに記載の遠隔操作による施工システム。
【請求項１１】前記施工手段は、水中バックホウであ
り、前記接触センサは、グラブバケットと前記グラブバ
ケットを変位可能に支持するアームとの連結部分に設け
られていることを特徴とする請求項１０に記載の遠隔操
作による施工システム。
【請求項１２】前記施工手段は、前記施工対象を把持す
るための複数の掴み部を備えた把持装置であり、前記接
触センサは、前記各掴み部にそれぞれ設けられているこ
とを特徴とする請求項１０に記載の遠隔操作による施工
システム。