JP2014011518A - Remote operation system for radio operation type vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、基地局から離れた位置にある無線操作式車両を基地局から遠隔操作する無線操作式車両の遠隔操作システムに関する。 The present disclosure relates to a remotely operated system for a wirelessly operated vehicle that remotely operates a wirelessly operated vehicle located away from a base station from the base station.
従来、例えば有毒ガスが充満している場所や放射線量が高い場所など、人体に有害な環境下で作業車両による作業を行う場合には、無線信号によって遠隔操作される無線操作式車両を用い、該無線操作式車両から離れた位置にある基地局から無線操作式車両を遠隔操作する遠隔操作システムが用いられている。 Conventionally, when working with a work vehicle in an environment harmful to the human body, for example, a place filled with toxic gas or a place with a high radiation dose, a wirelessly operated vehicle remotely operated by a wireless signal is used. A remote operation system is used in which a wirelessly operated vehicle is remotely operated from a base station located away from the wirelessly operated vehicle.
従来の無線操作式車両の遠隔操作システムに関する一例として、特許文献1には、地上局から発信される電波により建設機械車両を遠隔操作し、建設機械車両から時々刻々変化する車両情報を電波にて返送し、その車両情報を地上局にて受信する車両情報伝達方法が開示されている。 As an example of a conventional remote control system for a wirelessly operated vehicle, Patent Document 1 discloses that a construction machine vehicle is remotely controlled by radio waves transmitted from a ground station, and vehicle information that changes every moment from the construction machine vehicle is transmitted by radio waves. A vehicle information transmission method for returning the vehicle information and receiving the vehicle information at a ground station is disclosed.
また、従来の無線操作式車両の遠隔操作システムに関する他の例として、特許文献2には、制御所と、制御所から離れた作業場所で作業する無人作業装置との間で無線通信により情報の双方伝送を可能にする無人作業装置の遠隔通信システムにおいて、複数の中継用無線機を備えた情報通信システムが開示されている。
As another example of a conventional remote control system for a wirelessly operated vehicle,
ところで、上述した従来の無線操作式車両の遠隔操作システムでは、無線操作式車両を遠隔操作するオペレータは、肉眼や、車両に搭載されたカメラによって車両周囲の情報を検出している。特許文献1では、オペレータは肉眼によって車両周囲の情報を検出している。また特許文献2では、オペレータは車両に搭載された撮像カメラによって車両周囲の情報を検出している。
By the way, in the above-described conventional remote operation system for a wirelessly operated vehicle, an operator who remotely operates the wirelessly operated vehicle detects information around the vehicle with the naked eye or a camera mounted on the vehicle. In Patent Document 1, the operator detects information around the vehicle with the naked eye. In
しかしながら、肉眼だとオペレータが目視できない位置にある無線操作式車両については遠隔操作を行うことはできないとの問題がある。また、カメラによって車両周囲の情報を検出する場合は、車両と障害物との距離感や相対位置を正確に把握するのが難しく、遠隔操作に熟練を要するとの問題がある。 However, there is a problem that it is not possible to remotely control a wirelessly operated vehicle that is in a position that cannot be seen by the operator with the naked eye. In addition, when detecting information around the vehicle with a camera, it is difficult to accurately grasp the distance and relative position between the vehicle and the obstacle, and there is a problem that remote operation requires skill.
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来技術の課題に鑑みなされたものであって、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能な無線操作式車両の遠隔操作システムを提供することを目的としている。 At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is a remote operation system for a wirelessly operated vehicle that allows an operator to remotely and safely operate a vehicle. The purpose is to provide.
本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述した目的を達成するために、
基地局から離れた位置にある無線操作式車両を基地局から遠隔操作する無線操作式車両の遠隔操作システムにおいて、
無線操作式車両と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の操作に関する操作信号に基づいて前記無線操作式車両の作動を制御する車両制御装置と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の車両各部の情報および前記無線操作式車両の車両周囲の情報を検出するセンサ装置と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記操作信号を前記車両制御装置へと送信するとともに、前記センサ装置から送信された前記車両各部の情報に関する車両情報信号および前記車両周囲の情報に関する周囲情報信号を無線で発信する車載無線装置と、
前記無線操作式車両から離れて位置し、前記操作信号を前記車載無線装置に無線で発信するとともに、前記車載無線装置から無線で発信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して有線で送信する地上無線装置と、
前記基地局に配置され、オペレータによって入力された前記操作信号を前記地上無線装置に有線で送信するとともに、前記地上無線装置から有線で送信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して、前記車両各部の情報および前記車両周囲の情報を表示装置に表示する操作装置と、を備え、
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両周囲の情報として、前記無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを少なくとも備えるとともに、
前記障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、前記無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を有する衝突予測装置を備えたことを特徴とする。
At least one embodiment of the present invention achieves the above objectives by:
In a remotely operated system for a wirelessly operated vehicle that remotely operates a wirelessly operated vehicle located away from the base station from the base station,
A wirelessly operated vehicle;
A vehicle control device that is mounted on the wirelessly operated vehicle and controls the operation of the wirelessly operated vehicle based on an operation signal related to the operation of the wirelessly operated vehicle;
A sensor device that is mounted on the wirelessly operated vehicle and detects information on each part of the wirelessly operated vehicle and information around the vehicle of the wirelessly operated vehicle;
Mounted on the wirelessly operated vehicle, transmits the operation signal to the vehicle control device, and transmits a vehicle information signal related to information on each part of the vehicle and a surrounding information signal related to information around the vehicle transmitted from the sensor device. An in-vehicle wireless device that transmits wirelessly;
Located away from the wirelessly operated vehicle, the operation signal is wirelessly transmitted to the in-vehicle wireless device, and the vehicle information signal and the surrounding information signal transmitted wirelessly from the in-vehicle wireless device are received and wired. A terrestrial radio device transmitting with
The operation signal input by an operator, which is arranged at the base station, is transmitted to the ground wireless device by wire, and the vehicle information signal and the surrounding information signal transmitted by wire from the ground wireless device are received. An operation device that displays information on each part of the vehicle and information around the vehicle on a display device,
The sensor device includes at least an obstacle sensor that detects information on an obstacle around the vehicle of the wirelessly operated vehicle as information around the vehicle of the wirelessly operated vehicle.
A collision prediction device having a collision prediction unit that predicts whether or not the wirelessly operated vehicle collides with an obstacle based on obstacle information detected by the obstacle sensor is provided.
このように構成される無線操作式車両の遠隔操作システムは、無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを備えるとともに、障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を有する衝突予測装置を備えている。これにより、衝突予測部による予測結果を適切に利用することで、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能となる。 The remote operation system for a wirelessly operated vehicle configured as described above includes an obstacle sensor that detects information on an obstacle around the vehicle of the wirelessly operated vehicle, and is based on the obstacle information detected by the obstacle sensor. And a collision prediction device having a collision prediction unit for predicting whether or not the wirelessly operated vehicle collides with an obstacle. Thus, by appropriately using the prediction result by the collision prediction unit, the operator can easily and safely remotely operate the vehicle.
また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、そのことをオペレータに報知するように構成されている。
In the remote control system for a wirelessly operated vehicle in one embodiment of the present invention,
When the collision predicting unit predicts a collision between the wirelessly operated vehicle and an obstacle, it is configured to notify the operator of this.
このように構成されていれば、無線操作式車両と障害物とが衝突するとの衝突予測部による予測結果がオペレータに報知され、オペレータが操作を誤って無線操作式車両を障害物に衝突させてしまう危険を低減することができる。 If configured in this way, the prediction result by the collision prediction unit that the wirelessly operated vehicle and the obstacle will collide is notified to the operator, and the operator accidentally causes the wirelessly operated vehicle to collide with the obstacle. The risk of endangering can be reduced.
また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記衝突予測装置は、
衝突を回避すべき障害物に関する情報が予め記憶された障害物情報データベースと、
前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、該衝突が予測される障害物が前記障害物情報データベースに記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かを判定し、該当する場合にはオペレータによって入力された操作信号に関わらず、前記無線操作式車両の走行を停止させる操作信号を生成する衝突回避部と、を有している。
In the remote control system for a wirelessly operated vehicle in one embodiment of the present invention,
The collision prediction device includes:
An obstacle information database in which information about obstacles to avoid collisions is stored in advance;
When the collision prediction unit predicts a collision between the wirelessly operated vehicle and an obstacle, the obstacle for which the collision is predicted corresponds to an obstacle that should avoid a collision stored in the obstacle information database. A collision avoidance unit that generates an operation signal for stopping the travel of the wirelessly operated vehicle, regardless of the operation signal input by the operator, if applicable.
上記実施形態の衝突予測装置がこのように構成されていれば、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両の走行を停止させる操作信号が生成されるため、衝突を回避すべき障害物との衝突を確実に回避することができる。また、衝突回避部によって衝突を回避すべき障害物か否かを判定するようにしたため、衝突しても問題がないような場合は無線操作式車両が停止しないように構成することもでき、無線操作式車両の走行が頻繁に停止して作業効率が低下することがないようになっている。 If the collision prediction apparatus of the above embodiment is configured in this way, an operation signal for stopping the traveling of the wirelessly operated vehicle is generated regardless of the operation signal input by the operator, and therefore, collision should be avoided. Collisions with obstacles can be avoided reliably. In addition, since the collision avoidance unit determines whether or not the obstacle should avoid the collision, the wirelessly operated vehicle can be configured not to stop when there is no problem even if the collision occurs. The operation efficiency of the operation-type vehicle is not stopped so that the working efficiency is not lowered.
また、上記実施形態の無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、車両の速度を検出する速度センサと、車両の舵角を検出する操舵角センサと、を少なくとも備えている。
In the wirelessly operated vehicle remote control system of the above embodiment,
The sensor device includes at least a speed sensor that detects the speed of the vehicle and a steering angle sensor that detects the steering angle of the vehicle as information on each part of the wirelessly operated vehicle.
このように、センサ装置が速度センサと操舵角センサとを備えていれば、車両の速度および車両の舵角をオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。 As described above, if the sensor device includes the speed sensor and the steering angle sensor, the operator can grasp the speed of the vehicle and the steering angle of the vehicle in real time, thereby improving the operability of the operator.
また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記無線操作式車両は、積載物を支持して昇降および傾動する昇降装置を備えたフォークリフトであり、
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、前記昇降装置のフォークの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサを少なくとも備えている。
In the remote control system for a wirelessly operated vehicle in one embodiment of the present invention,
The wirelessly operated vehicle is a forklift provided with a lifting device that supports a load and lifts and tilts.
The sensor device includes at least a stroke sensor that detects a height position and a tilt of a fork of the lifting device as information on each part of the wirelessly operated vehicle.
このように、センサ装置がストロークセンサを備えていれば、昇降装置の高さ位置及び傾きをオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。 Thus, if the sensor device is provided with a stroke sensor, the operator can grasp the height position and inclination of the lifting device in real time, so that the operability of the operator is improved.
また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記昇降装置のフォークの上方に、前記障害物センサが少なくとも一つ配置されており、該障害物センサによって、車両前方にある積載物との離間距離が検出されるように構成されている。
In the remote control system for a wirelessly operated vehicle in one embodiment of the present invention,
At least one obstacle sensor is arranged above the fork of the lifting device, and the obstacle sensor is configured to detect the distance from the load in front of the vehicle.
このように構成されていれば、オペレータが積載物との離間距離をリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。 If comprised in this way, since an operator can grasp | ascertain the separation distance with a load in real time, an operator's operativity improves.
また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記昇降装置のフォークの上方に、前記障害物センサが少なくとも一つ配置されており、該障害物センサによって、前記積載物が前記フォークに安定して支持される位置にあることが検出されるように構成されている。
In the remote control system for a wirelessly operated vehicle in one embodiment of the present invention,
At least one obstacle sensor is disposed above the fork of the lifting device, and the obstacle sensor detects that the load is in a position where it is stably supported by the fork. It is configured.
このように構成されていれば、積載物がフォークに安定して支持される位置にあるかをオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。 If comprised in this way, since an operator can grasp | ascertain in real time whether the load is in the position stably supported by a fork, an operator's operativity improves.
また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記地上無線装置は、互いに間隔を置いて複数設置されている。
In the remote control system for a wirelessly operated vehicle in one embodiment of the present invention,
A plurality of the terrestrial radio devices are installed at intervals.
このように構成されていれば、無線操作式車両が広範囲に渡って移動する場合や、周辺に無線通信の障害となる建造物等がある場合でも、安定した無線による情報伝達が可能となる。 With such a configuration, even when the wirelessly operated vehicle moves over a wide range or there are buildings or the like that are obstacles to wireless communication in the vicinity, stable wireless information transmission is possible.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを備えるとともに、操作装置が、障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を少なくとも有する衝突予測装置を備えているため、衝突予測部による予測結果を適切に利用することで、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能な無線操作式車両の遠隔操作システムを提供することができる。 According to at least one embodiment of the present invention, an obstacle sensor that detects information about an obstacle around a wirelessly operated vehicle is provided, and the operating device is based on the obstacle information detected by the obstacle sensor. In addition, since a collision prediction device having at least a collision prediction unit that predicts whether or not the wirelessly operated vehicle collides with an obstacle is provided, the operator can easily use the prediction result by the collision prediction unit. In addition, it is possible to provide a remote control system for a wirelessly operated vehicle that can remotely control the vehicle safely.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限り、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
However, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified.
図1は本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムの概要を示した概要図である。図1に示したように、本実施形態の無線操作式車両の遠隔操作システム1は、基地局2から離れた位置にある無線操作式車両30を基地局2からオペレータが操作装置10によって遠隔操作するシステムである。操作装置10はケーブル20Aを介して無線中継基地20の地上無線装置21、22、23、24、25と接続されている。また、各地上無線装置21、22、23と、無線操作式車両30に搭載されている車載無線装置40とは、双方向に無線通信可能に構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overview of a wirelessly operated vehicle remote control system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wirelessly operated vehicle remote control system 1 according to the present embodiment remotely operates a wirelessly operated
そして、オペレータが操作装置10に入力した無線操作式車両30の操作に関する操作信号は、ケーブル20aを介して例えば地上無線装置23に送信される。送信された操作信号は、地上無線装置23から無線操作式車両30の車載無線装置40に無線で発信される。車載無線装置40は、受信した操作信号を車両制御装置50へと送信する。車両制御装置50は、受信した操作信号に基づいて、無線操作式車両30における各種作動を制御する。
And the operation signal regarding operation of the radio | wireless
また、オペレータが可搬式操作発信装置80に操作信号を入力することで、地上無線装置21、22、23を介さずに、直接無線操作式車両30の各種作動を制御することもできるようになっている。
In addition, when the operator inputs an operation signal to the portable
本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム1は、例えば、有毒ガスが充満しているエリアや放射線量が高いエリアなど、人体に有害な環境下で作業車両による作業を行う場合に用いられる。この場合は、図1に示したように、無線操作式車両30および無線中継基地20の少なくとも一部は人体に有害なエリアに位置するが、基地局2は人体に有害なエリアからは離れて設置される。
The remote control system 1 for a wirelessly operated vehicle according to an embodiment of the present invention is used when working with a work vehicle in an environment harmful to the human body, such as an area filled with toxic gas or an area with a high radiation dose. Used. In this case, as shown in FIG. 1, at least a part of the radio-operated
図2は、本発明の実施形態における操作装置の概略構成を示したシステム図である。図2に示したように、操作装置10は、LANケーブル20aと接続するハブ12と、ハブ12と接続する基地側コントロールユニット14と、基地側コントロールユニット14と接続する操作ペダル15a、操作ハンドル15b、コントロールボックス16、表示モニタ17a、17b、及びスピーカ18などを備えている。
FIG. 2 is a system diagram showing a schematic configuration of the operating device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the operating
基地側コントロールユニット14は、中央処理装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、およびI/Oインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。CPUは、ROMに記憶されている制御プログラムと入力された信号に従って、各種の制御を実行するように構成されている。
The base
操作ペダル15aは、一方がアクセルペダル、他方がブレーキペダルである2つのペダルを備えている、そしてオペレータが操作ペダル15aを操作することで、その操作に応じた操作信号が基地側コントロールユニット14で生成される。また同様に、オペレータが操作ハンドル15bを操作することで、その回転方向および回転角度に応じた操作信号が基地側コントロールユニット14において生成される。
The
またコントロールボックス16には、各種のレバー、スイッチ、ボタン等が配置されている。具体的には、後述する地上無線装置21、22、23、24、25や車載側コントロールユニット54を再起動させるリセットボタン、無線操作式車両30の起動および停止用のスイッチ、後述する昇降装置の昇降操作や傾動操作用のレバー、等が配置されている。
In the
詳しくは、地上無線装置21、22、23、24、25を再起動させるリセットボタンを押すと、基地側コントロールユニット14において、地上無線装置21、22、23、24、25を再起動させる信号(第2再起動信号)が生成される。また、車載側コントロールユニット54を再起動させるリセットボタンを押すと、基地側コントロールユニット14において、車載側コントロールユニット54を再起動させる信号(第1再起動信号)が生成される。
Specifically, when a reset button for restarting the
このように、オペレータが各種のレバー、スイッチ、ボタン等を操作することで、その操作に応じた各種の信号が基地側コントロールユニット14において生成される。
As described above, when the operator operates various levers, switches, buttons, and the like, various signals corresponding to the operations are generated in the base-
表示モニタ17a、17bは、無線操作式車両30に搭載される後述するカメラ72で撮影した車両周囲の画像や、後述する各種センサ類74で検出した情報等が表示される。本実施形態では、2つある表示モニタ17a、17bの内、前者がカメラ72で撮影した画像を表示する表示モニタ、後者が各種センサ類74で検出した車両情報を表示する表示モニタとなっている。
The display monitors 17a and 17b display an image around the vehicle taken by a camera 72 (described later) mounted on the wirelessly operated
スピーカ18は、無線操作式車両30に搭載される後述するマイク76で採取された音声を拡音する。
The
図3は、本発明の実施形態における地上無線装置が複数配置された無線中継基地の概略構成を示したシステム図である。図3に示したように、本実施形態の無線中継基地20には、複数の地上無線装置21、22、23、24、25が間隔を置いて配置されている。各地上無線装置21、22、23、24、25は、それぞれ無線信号としての電波を送受信可能な地上アンテナ21a、22a、23a、24a、25aおよび地上アンテナにおける無線の送受信を制御する無線LAN親機21b、22b、23b、24b、25bを備えている。
FIG. 3 is a system diagram showing a schematic configuration of a radio relay base in which a plurality of terrestrial radio apparatuses are arranged in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a plurality of
上述した複数の無線LAN親機21b、22b、23b、24b、25bの内、無線LAN親機22b、23b、24b、25bの夫々は、PoEケーブル20bを介して、給電ハブ26aと接続されている。給電ハブ26aは、PoEケーブル20bを介して、電源コントロールユニット27と接続されている。電源コントロールユニット27は、電源29と電気ケーブル20cを介して接続されるとともに、上述した操作装置10のハブ12とLANケーブル20aを介して接続されている。
Of the plurality of wireless
ここで、LANケーブル20aとは電気信号のみを送信するケーブル、電気ケーブル20cとは電気のみを送電するケーブルであり、PoEケーブル20bとは、電気信号および電気を同時に送信/送電することができるケーブルとなっている。
Here, the
電源29から電源コントロールユニット27に供給された電気は、PoEケーブル20bを介して給電ハブ26aへと供給される。給電ハブ26aは、供給された電気を無線LAN親機22b、23b、24b、25dに給電する。
The electricity supplied from the
また、電源コントロールユニット27は、操作装置10から送信された操作信号および第1再起動信号等の信号を、給電ハブ26aを介して、地上無線装置22、23、24、25の各無線LAN親機22b、23b、24b、25bへと送信する。無線LAN親機22b、23b、24b、25bは、受信した操作信号および第1再起動信号等の信号を後述する無線操作式車両30の車載無線装置40へと発信する。
Further, the
また、電源コントロールユニット27は、無線LAN親機22b、23b、24b、25bから送信された、後述する車両各部の情報に関する車両情報信号および車両周囲の情報に関する周囲情報信号を、給電ハブ26aを介して受信する。そして受信した車両情報信号および周囲情報信号を操作装置10へと送信する。
Further, the power
また、操作装置10に地上無線装置の再起動に関する第2再起動信号が入力されると、この第2再起動信号を電源コントロールユニット27が受信して、給電ハブ26aから地上無線装置への給電を一旦停止する指令を給電ハブ26aに送信する。この給電の停止は、地上無線装置22、23、24、25のいずれか一つに対して行われる場合もあれば、複数の装置に対して同時に行われる場合もある。給電が一旦停止された地上無線装置は、給電の再開とともに再起動される。これにより、無線LAN親機で発生していた軽微な異常、例えばフリーズなどの異常が回復することがある。
When the second restart signal related to the restart of the terrestrial radio apparatus is input to the operating
また本実施形態では、上述した地上無線装置22、23、24、25とは異なり、給電ハブ26aから離れた位置にある地上無線装置21は、LANケーブル20a、受電ハブ26b、およびPoEケーブル20bを介して給電ハブ26aと接続される一方、電気ケーブル20c、電源供給ユニット28、およびPoEケーブル20bを介して電源コントロールユニット27と接続されている。
In the present embodiment, unlike the above-described
そして、各種信号は、地上無線装置21の無線LAN親機21bと電源コントロールユニット27との間を、給電ハブ26aおよび受電ハブ26bを介して双方向に送受信される。一方電気は、電源コントロールユニット27から地上無線装置21の無線LAN親機21bへ、電源供給ユニット28を介して給電される。また、電源コントロールユニット27が第2再起動信号を受信すると、電源コントロール27から地上無線装置21の無線LAN親機21bへの給電が一旦停止され、無線LAN親機21bが再起動されるようになっている。
Various signals are transmitted and received bi-directionally between the wireless
図4は、本発明の実施形態における無線操作式車両に搭載されている各種装置の概略構成を示したシステム図である。また図5は、本発明の実施形態における無線操作式車両の外観構成を示した概略図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。本実施形態において無線操作式車両30は、図5に示したように、例えば積載物を支持して昇降および傾動する昇降装置32を備えたフォークリフトとして構成される。
FIG. 4 is a system diagram showing a schematic configuration of various devices mounted on the wirelessly operated vehicle according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic view showing the external configuration of the wirelessly operated vehicle in the embodiment of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is a side view. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the wirelessly operated
図4に示したように、無線操作式車両30には、車両制御装置50と、車載無線装置40とが搭載されるとともに、カメラ72、各種センサ類74、マイク76等を備えたセンサ装置70、および車両の走行や昇降装置の昇降および傾動などの無線操作式車両の作動に関する各種装置を作動させるアクチュエータ78等が搭載されている。
As shown in FIG. 4, the wireless
車載無線装置40は、車載アンテナ40aおよび車載アンテナにおける無線の送受信を制御する無線LAN子機40bを備えている。車載アンテナ40aは、無線信号としての電波を送受信可能に構成されている。
The in-
また、車両制御装置50は、車載側ハブ52および車載側コントロールユニット54を備えている。車載側ハブ52は、上述した無線LAN子機40bと接続されており、これにより各種信号が、車載無線装置40と車両制御装置50との間を双方向に送受信可能に構成されている。車載側コントロールユニット54は、 上述した基地側コントロールユニット14と同様に、中央処理装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、およびI/Oインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。
The
また、車載側コントロールユニット54は、無線操作式車両30における各部の作動を機械的に制御するアクチュエータ78と接続されている。このアクチュエータ78の一例としては、昇降装置32のフォーク32a、32bを昇降する昇降シリンダ(不図示)や、マスト32cを傾けることでこれと連結されているフォーク32a、32bを傾動させるチルトシリンダ(不図示)などが挙げられる。これにより、車載無線装置40から送信された操作信号に基づいてアクチュエータ78の作動を制御し、車両の走行や昇降装置の昇降、傾動などの作動が制御されるようになっている。
The in-vehicle
また、車載側コントロールユニット54にはマイク76が接続されている。本実施形態におけるマイク76としては、例えば、キャビン室34内に配置された室内マイク76a、およびマスト32cの前方でフォーク32a、32bの上方に配置された室外マイク76bが挙げられる。これにより、車両周囲の音声をマイク76で拾い、これを車両周囲の情報に関する信号(以下、「周囲情報信号」と言う)として、操作装置10へと送信したり、反対に操作装置10におけるオペレータの音声を無線操作式車両30に届けたりすることができる。
Further, a
また、車載側コントロールユニット54には各種センサ類74が接続されている。本実施形態における各種センサ類74としては、例えば車両の速度を検出する速度センサ(不図示)、車両の舵角を検出する操舵角センサ(不図示)、および昇降装置32のフォーク32a、32bの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサ(不図示)などが挙げられる。また、図5に示したように、無線操作式車両30の周囲の障害物の情報を検出する障害物センサ74a、74b、74c、74d、74eが、車両の前後左右および昇降装置32のフォークの上方に各1個ずつ配置されている。これにより、各種センサ類74で検出され、車載側コントロールユニット54に送信された車両各部の情報に関する信号(以下、「車両情報信号」と言う)を操作装置10へと送信することができる。
上述した障害物センサの内、昇降装置32のフォーク32a、32bの上方に配置されている障害物センサ74eは、図8に示したように、そのセンサ範囲74s1がフォーク32a、32bの前方床面をカバーするように配置される。これに対して、車両の前方に配置されている障害物センサ74aは、図8の(a)に示したように、そのセンサ範囲74s2が車両遠方をカバーするように配置される。これにより、車両の前方床面にある積載物98が障害物センサ74eによって確実に検出されるようになっている。
Of the obstacle sensors described above, the
また、障害物センサ74eは、積載物98と無線操作式車両30との離間距離を検出できるように構成されている。この障害物センサ74eは、例えば超音波を発信可能に構成された超音波センサであって、発信した超音波が積載物98で反射して戻って来る時間を測定することで、積載物98との離間距離を検出する。検出された離間距離は、上述した周囲情報信号として操作装置10へ送信される。これにより、オペレータが積載物98との離間距離を表示モニタ17bで確認しながら無線操作式車両30を操作することができるようになっている。
The
また、障害物センサ74eは、フォーク32a、32bの上にある積載物98が、フォーク32a、32bに安定して支持される位置にあるかを検出できるように構成されている。この検出方法の一例としては、図8の(c)に示したように、フォーク上に位置する所定形状の積載物98が障害物センサ74eのセンサ範囲74s1から外れた時に、積載物98がフォーク32a、32bの根本部分に位置してフォーク32a、32bに安定して支持される位置にあると検出するように構成することができる。該検出結果も、上述した離間距離と同様に、周囲情報信号として操作装置10へ送信される。これにより、積載物98がフォーク32a、32bに安定して支持される位置にあるかをオペレータが表示モニタ17bで確認しながら無線操作式車両30の昇降装置32を操作することができるようになっている。
The
また、車載側コントロールユニット54にはカメラ72が接続されている。本実施形態におけるカメラ72としては、例えば、キャビン34の前面に配置され車両前方を撮影する前方カメラ72a、キャビン34の後面に配置され車両後方を撮影する後方カメラ72b、車両の下面に配置され床面を撮影する床面カメラ72c、およびマスト32cの前方でフォーク32a、32bの上方に配置されフォーク32a、32bに積載された積載物を撮影する荷役カメラ72dなどが挙げられる。これにより、カメラ72で撮影した車両周囲の映像を周囲情報信号として操作装置10へと送信することができる。また、操作装置10におけるオペレータの操作により、カメラ72の撮影方向や倍率等を変更することも可能である。なお、カメラ72は車載側ハブ52とも直接接続されており、これにより、車載側コントロールユニット54に異常が発生した場合であっても、カメラ72で撮影した映像が操作装置10に送信されるようになっている。
A
これら無線LAN子機40b、車載側ハブ52、車載側コントロールユニット54、センサ装置70等を作動させるのに必要な電力は、バッテリ60から各々供給される。図4では、バッテリ60から車載側コントロールユニット54に電力を供給する回路だけを表示しているが、例えば無線LAN子機40bや車載側ハブ52に対しても、不図示の回路によって、車載側コントロールユニット54を介さずに、バッテリ60から直接電力が供給されているものとする。
Electric power necessary to operate the wireless
バッテリ60には、同じく無線操作式車両30に搭載されているオルターネータ62によって発電された電力が充電されている。なお、本実施形態の無線操作式車両30は、例えばエンジン駆動式のフォークリフトであり、オルターネータ62はエンジンのクランクシャフトの回転によって駆動される。
The
また図4に示したように、バッテリ60と車載側コントロールユニット54との間には、スイッチ56が配置されており、このスイッチ56をON/OFFすることで、車載側コントロールユニット54への給電を制御することができる。またこのスイッチ56は、無線LAN子機40bと接続されており、無線LAN子機40bからの信号に基づいて、ON/OFFするように構成されている。
As shown in FIG. 4, a
これにより、車載無線装置40が上述した地上無線装置から発信された第1再起動信号を受信すると、スイッチ56が一旦OFFとなり、車両制御装置50の車載側コントロールユニット54への給電が一旦停止されて、車両制御装置50の車載側コントロールユニット54が再起動されるようになっている。
Accordingly, when the in-
図6は、本発明の実施形態における衝突予測装置の概略構成を示したブロック図である。本実施形態の衝突予測装置90は、図6に示したように、衝突予測部92と、障害物情報データベース94と、衝突回避部96とを備えている。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the collision prediction apparatus in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the
衝突予測部92は、上述した障害物センサ74a、74b、74c、74d、74eで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両30が障害物に衝突するか否かを予測することができるように構成されている。障害物との衝突予測方法としては、様々な予測方法を採用可能であるが、一例としては、所定速度以上で走行する車両の進行方向の所定範囲内に障害物が検出された場合に、無線操作式車両30が障害物に衝突するものと判定するように構成することができる。
The
障害物情報データベース94には、無線操作式車両30が衝突を回避すべき障害物に関する情報が、予めオペレータ等によって入力されて記憶されている。衝突を回避すべき障害物としては、作業現場毎にその目的に応じて適宜設定することが可能であるが、一例としては、放射性物質などの人体に有害な物質が収容されている容器、ガソリンタンクなどの危険物、照明機器や通信機器などの各種機器類等、が挙げられる。
In the
衝突回避部96は、上述した衝突予測部92が、無線操作式車両30と障害物との衝突を予測した際に、この衝突が予測される障害物が障害物情報データベース94に記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かを判定し、該当する場合には、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両30を停止させる操作信号を生成するように構成されている。
The
このように構成される衝突予測装置90は、上述した操作装置10における基地側コントロールユニット14、または上述した車両制御装置50の車載側コントロールユニット54のいずれか一方またはその両方に備えられている。
The
衝突予測装置90が操作装置10の基地側コントロールユニット14に備えられていれば、操作装置10によって複数台の無線操作式車両30を操作する場合に、衝突予測装置90を共用することができる。また、衝突予測装置90が車両制御装置50の車載側コントロールユニット54に備えられていれば、仮に操作装置10と無線操作式車両30との間の通信に異常が生じた場合であっても、上記衝突回避部96によって無線操作式車両30の走行を停止させることができるので、本実施形態の遠隔操作システムの安全性をより高めることができる。
If the
また本実施形態では、衝突予測部92が無線操作式車両30と障害物との衝突を予測した際に、そのことをオペレータに報知するように構成されている。一例としては、衝突予測部92が障害物との衝突を予測した際に、上述したスピーカ18から警告音が発せられるように構成されている。また他の例としては、衝突予測部92が障害物との衝突を予測した際に、上述した表示モニタ17a、17bに警告が表示されるように構成されている。
In the present embodiment, when the
次に、上述した衝突予測装置90の作用について、図7を基に説明する。図7は、本発明の実施形態における衝突予測装置の作用を示したフロー図である。
Next, the operation of the above-described
図7に示したように、先ず、障害物センサ74a、74b、74c、74d、74eによって無線操作式車両30の周囲の障害物情報が検出される(S1)。検出された障害物情報は、周囲情報信号として、衝突予測装置90が備えられている基地側コントロールユニット14および/または車載側コントロールユニット54に送信される。
As shown in FIG. 7, first, obstacle information around the wirelessly operated
そして、衝突予測装置90の衝突予測部92において、障害物情報に基づいて、無線操作式車両30が障害物に衝突するか否かが予測される(S2)。そして、障害物との衝突が予測される場合には、上述した方法等により、そのことがオペレータに報知される(S3)。
Then, in the
また、上述した衝突回避部96において、衝突が予測される障害物が障害物情報データベース94に記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かが判定される(S4)。そして、衝突を回避すべき障害物に該当する場合には、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両30を停止させる操作信号が生成され、これにより無線操作式車両30の走行が停止されるようになっている。
Further, in the above-described
以上、このように構成される本発明の実施形態における遠隔操作システム1は、上述したように、無線操作式車両30の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサ74a、74b、74c、74d、74eを備えるとともに、障害物センサ74a、74b、74c、74d、74eで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両30が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部92を少なくとも有する衝突予測装置90を備えている。これにより、衝突予測部92による予測結果を適切に利用することで、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能となる。
As described above, the remote operation system 1 according to the embodiment of the present invention configured as described above has the
また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム1は、上述したように、衝突予測部92が無線操作式車両30と障害物との衝突を予測した際に、そのことをオペレータに報知するように構成されており、オペレータが操作を誤って無線操作式車両30を障害物に衝突させてしまう危険を低減することができるようになっている。
In addition, as described above, the remote operation system 1 for a wirelessly operated vehicle according to the embodiment of the present invention is used when the
また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム1は、上述したように、衝突回避部96を備えている。この衝突回避部96により、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両30の走行を停止させる操作信号が生成されるため、衝突を回避すべき障害物との衝突が確実に回避されるようになっている。また、衝突回避部96によって衝突を回避すべき障害物か否かを判定するようしたため、衝突しても問題がないような障害物等の場合には無線操作式車両30が停止しないように構成することもでき、無線操作式車両30の走行が頻繁に停止して作業効率が低下するようなことがないようになっている。
Further, the wirelessly operated vehicle remote control system 1 according to the embodiment of the present invention includes the
また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム1は、上述したように、センサ装置70が速度センサおよび操舵角センサを備えている。このため、車両の速度および車両の舵角をオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性に優れている。 Further, in the wirelessly operated vehicle remote control system 1 according to the embodiment of the present invention, as described above, the sensor device 70 includes the speed sensor and the steering angle sensor. For this reason, since the operator can grasp the speed of the vehicle and the steering angle of the vehicle in real time, the operability of the operator is excellent.
また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム1は、上述したように、センサ装置70が昇降装置32のフォーク32a、32bの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサを備えていれば、昇降装置32の高さ位置及び傾きをオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性に優れている。
In addition, as described above, the wirelessly operated vehicle remote control system 1 according to the embodiment of the present invention includes the stroke sensor that the sensor device 70 detects the height positions and inclinations of the
また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム1は、上述したように、複数の地上無線装置21、22、23、24、25が、互いに間隔を置いて設置されているため、無線操作式車両30が広範囲に渡って移動する場合や、周辺に無線通信の障害となる建造物等がある場合でも、安定した無線による情報伝達が可能となっている。
In addition, as described above, the wirelessly operated vehicle remote control system 1 according to the embodiment of the present invention includes a plurality of
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the preferable form of this invention was demonstrated, this invention is not limited to said form, A various change in the range which does not deviate from the objective of this invention is possible.
本発明の無線操作式車両の遠隔操作システムは、例えば有毒ガスが充満しているエリアや放射線量が高いエリアなど、人体に有害な環境下で作業車両による作業を行う場合において、好適に用いることができる。 The remote control system for wirelessly operated vehicles of the present invention is preferably used when working with a work vehicle in an environment harmful to human bodies, such as an area filled with toxic gas or an area with a high radiation dose. Can do.
1 遠隔操作システム
2 基地局
10 操作装置
12 ハブ
14 基地側コントロールユニット
15a 操作ペダル
15b 操作ハンドル
16 コントロールボックス
17a、b 表示モニタ(表示装置)
18 スピーカ
20 無線中継基地
20a LANケーブル
20b PoEケーブル
20c 電気ケーブル
21〜25 地上無線装置
21a〜25a 地上アンテナ
21b〜25b 無線LAN親機
26a 給電ハブ
26b 受電ハブ
27 電源コントロールユニット
28 電源供給ユニット
29 電源
30 無線操作式車両
40 車載無線装置
40a 車載アンテナ
40b 無線LAN子機
50 車両制御装置
52 車載側ハブ
54 車載側コントロールユニット
56 スイッチ
60 バッテリ
62 オルターネータ
70 センサ装置
72 カメラ
74 各種センサ類
76 マイク
78 アクチュエータ
80 可搬式操作発信装置
90 衝突予測装置
92 衝突予測部
94 障害物情報データベース
96 衝突回避部
98 積載物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
18
Claims (8)
無線操作式車両と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の操作に関する操作信号に基づいて前記無線操作式車両の作動を制御する車両制御装置と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の車両各部の情報および前記無線操作式車両の車両周囲の情報を検出するセンサ装置と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記操作信号を前記車両制御装置へと送信するとともに、前記センサ装置から送信された前記車両各部の情報に関する車両情報信号および前記車両周囲の情報に関する周囲情報信号を無線で発信する車載無線装置と、
前記無線操作式車両から離れて位置し、前記操作信号を前記車載無線装置に無線で発信するとともに、前記車載無線装置から無線で発信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して有線で送信する地上無線装置と、
前記基地局に配置され、オペレータによって入力された前記操作信号を前記地上無線装置に有線で送信するとともに、前記地上無線装置から有線で送信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して、前記車両各部の情報および前記車両周囲の情報を表示装置に表示する操作装置と、を備え、
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両周囲の情報として、前記無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを少なくとも備えるとともに、
前記障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、前記無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を有する衝突予測装置を備えたことを特徴とする無線操作式車両の遠隔操作システム。 In a remotely operated system for a wirelessly operated vehicle that remotely operates a wirelessly operated vehicle located away from the base station from the base station,
A wirelessly operated vehicle;
A vehicle control device that is mounted on the wirelessly operated vehicle and controls the operation of the wirelessly operated vehicle based on an operation signal related to the operation of the wirelessly operated vehicle;
A sensor device that is mounted on the wirelessly operated vehicle and detects information on each part of the wirelessly operated vehicle and information around the vehicle of the wirelessly operated vehicle;
Mounted on the wirelessly operated vehicle, transmits the operation signal to the vehicle control device, and transmits a vehicle information signal related to information on each part of the vehicle and a surrounding information signal related to information around the vehicle transmitted from the sensor device. An in-vehicle wireless device that transmits wirelessly;
Located away from the wirelessly operated vehicle, the operation signal is wirelessly transmitted to the in-vehicle wireless device, and the vehicle information signal and the surrounding information signal transmitted wirelessly from the in-vehicle wireless device are received and wired. A terrestrial radio device transmitting with
The operation signal input by an operator, which is arranged at the base station, is transmitted to the ground wireless device by wire, and the vehicle information signal and the surrounding information signal transmitted by wire from the ground wireless device are received. An operation device that displays information on each part of the vehicle and information around the vehicle on a display device,
The sensor device includes at least an obstacle sensor that detects information on an obstacle around the vehicle of the wirelessly operated vehicle as information around the vehicle of the wirelessly operated vehicle.
A wireless operation comprising a collision prediction device having a collision prediction unit for predicting whether or not the wirelessly operated vehicle collides with an obstacle based on obstacle information detected by the obstacle sensor -Type vehicle remote control system.
衝突を回避すべき障害物に関する情報が予め記憶された障害物情報データベースと、
前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、該衝突が予測される障害物が前記障害物情報データベースに記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かを判定し、該当する場合にはオペレータによって入力された操作信号に関わらず、前記無線操作式車両の走行を停止させる操作信号を生成する衝突回避部と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。 The collision prediction device includes:
An obstacle information database in which information about obstacles to avoid collisions is stored in advance;
When the collision prediction unit predicts a collision between the wirelessly operated vehicle and an obstacle, the obstacle for which the collision is predicted corresponds to an obstacle that should avoid a collision stored in the obstacle information database. And a collision avoidance unit that generates an operation signal for stopping the travel of the wirelessly operated vehicle regardless of an operation signal input by an operator, if applicable. The remote control system for a wirelessly operated vehicle according to claim 1 or 2.
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、前記昇降装置のフォークの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサを少なくとも備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。 The wirelessly operated vehicle is a forklift provided with a lifting device that supports a load and lifts and tilts.
5. The sensor device according to claim 1, wherein the sensor device includes at least a stroke sensor that detects a height position and a tilt of a fork of the lifting device as information on each part of the wirelessly operated vehicle. The wirelessly operated vehicle remote control system described.
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