JP2021040243A - 遠隔制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】移動体を遠隔操縦する遠隔制御システムを現場に持ち込んで運用する場合に、より早く移動体の遠隔操縦を開始できる遠隔制御システムを提供する。【解決手段】移動体の動作を遠隔から制御する遠隔制御システムであって、移動体に搭載され、前記移動体の動作を制御する制御装置と、第1の通信方式で前記制御装置と無線通信することにより前記移動体を遠隔操縦する据置型の第1遠隔操縦装置と、前記第1の通信方式よりも通信距離が長い第2の通信方式で前記制御装置と無線通信することにより前記移動体を遠隔操縦する可搬型の第2遠隔操縦装置と、を有する遠隔制御システム。【選択図】図1
Description
本発明は、遠隔制御システムに関する。
下記特許文献1には、建設機械を遠隔から制御するための遠隔制御システムが開示されている。上記遠隔制御システムは、建設機械の動作を制御する制御装置と、当該制御装置と無線通信する遠隔操縦装置と、を有する。上記制御装置は、建設機械に搭載されている。
遠隔操縦装置は、遠隔操縦室内に設置される据え置き型の装置であって、建設機械に搭載されたカメラの画像を表示するモニタや建設機械を操縦するための操縦卓を有している。遠隔操縦装置は、操縦卓に対する操作に応じた情報を制御装置に無線LANで無線送信する。これにより、オペレータは、モニタを確認しながら操縦卓を操作することで、遠隔操縦室から建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。
遠隔操縦装置は、遠隔操縦室内に設置される据え置き型の装置であって、建設機械に搭載されたカメラの画像を表示するモニタや建設機械を操縦するための操縦卓を有している。遠隔操縦装置は、操縦卓に対する操作に応じた情報を制御装置に無線LANで無線送信する。これにより、オペレータは、モニタを確認しながら操縦卓を操作することで、遠隔操縦室から建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。
ところで、建設機械の操縦に関する基本的な機能データは、すべて無線LANでやりとりしているのが現状である。そのため、建設機械を遠隔操縦するためには、現場での無線LANの通信設備の設置が必要となり、大掛かりな設置作業となる。さらに、建設機械を遠隔操縦するにあたって、遠隔操縦室の確保や遠隔操縦室内に複数のモニタや操縦卓を含む遠隔操縦装置を設置する必要もあり、多大な時間を要す。
ただし、災害現場では、災害がおきてからの即応性の早さが重要であり、多大な時間を要す無線LANの通信設備や遠隔操縦装置の設置作業は、実際の運用への障壁となっていた。なお、このような問題は、建設機械を遠隔操縦する場合に限られた問題ではなく、建設機械を含む移動体を遠隔から制御する場合に共通する問題である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、移動体を遠隔から制御する遠隔制御システムを現場に持ち込んで運用する場合に、より早く移動体の遠隔操縦を開始できることである。
(1)本発明の一態様は、移動体の動作を遠隔から制御する遠隔制御システムであって、移動体に搭載され、前記移動体の動作を制御する制御装置と、第1の通信方式で前記制御装置と無線通信することにより前記移動体を遠隔操縦する据置型の第1遠隔操縦装置と、前記第1の通信方式よりも通信距離が長い第2の通信方式で前記制御装置と無線通信することにより前記移動体を遠隔操縦する可搬型の第2遠隔操縦装置と、を有する遠隔制御システムである。
(2)上記(1)の遠隔制御システムであって、前記制御装置は、前記第1遠隔操縦装置と前記第1の通信方式により情報を送受する第1無線通信部と、前記第2遠隔操縦装置と前記第2の通信方式により情報を送受する第2無線通信部と、前記第1無線通信部を介して前記第1遠隔操縦装置から受信する情報に基づいて前記移動体の動作を制御する定常制御と、前記第2無線通信部を介して前記第2遠隔操縦装置から受信する情報に基づいて前記移動体の動作を制御する簡易制御と、を実行する制御部と、を備えてもよい。
(3)上記(2)の遠隔制御システムであって、前記制御部は、前記簡易制御を実行している場合には前記定常制御を無効にし、前記簡易制御を実行していない場合のみ前記定常制御を有効とすることで、前記定常制御及び前記簡易制御のうち、前記簡易制御を優先的に実行してもよい。
(4)上記(2)又は上記(3)のいずれかの遠隔制御システムであって、前記制御部は、前記移動体の周囲の環境に関する情報である周囲情報を前記移動体に設けられたセンサから取得し、前記周囲情報を前記第1の通信方式により前記第1遠隔操縦装置のみに無線送信し、前記周囲情報を前記第2遠隔操縦装置には無線送信しなくてもよい。
(5)上記(1)から上記(4)のいずれかの遠隔制御システムであって、前記第1の通信方式は、無線LANを用いて通信方式であり、前記第2の通信方式は、特定小電力無線を用いた通信方式であってもよい。
以上説明したように、本発明によれば、移動体を遠隔操縦する遠隔制御システムを現場に持ち込んで運用する場合に、より早く移動体の遠隔操縦を開始できる。
以下、本実施形態に係る遠隔制御システムを、図面を用いて説明する。
図1は、本実施形態に係る遠隔制御システムの全体構成の一例を示す図である。図2は、本実施形態に係る遠隔制御システムの具体的に構成の一例を示す図である。
遠隔制御システムAは、建設機械1の動作を遠隔から制御するためのシステムである。例えば、遠隔制御システムAは、建設機械1の走行(前進、後進、旋回等)を遠隔から操縦(遠隔操縦)するためのシステムである。
建設機械1は、土木工事や建築工事に使用されるロボットであり、例えば、重運搬車両、ショベルカー、ブルドーザあるいはクレーン車である。例えば、建設機械1は、水陸両用の重運搬ロボット車両である。具体的には、例えば、建設機械1は、浅水域から陸上に渡る数百メートルを走行可能なクローラーダンプ型の重運搬車両である。このような建設機械1は、例えば、人が入るには危険な区域においての運搬車両として用いられる。一例として、建設機械1は、特開2019−49114号公報に記載の建設機械を適用してもよい。なお、建設機械1は、本発明の「移動体」の一例である。
まず、本実施形態に係る建設機械1について、説明する。
図1及び図2に示すように、建設機械1は、操縦室2、履帯3及び動輪機構4を備える。
図1及び図2に示すように、建設機械1は、操縦室2、履帯3及び動輪機構4を備える。
操縦室2には、操作ボタンや操作レバー等の操作機器(不図示)が設けられると共に運転手が座る操縦席が設けられている。
履帯3は、無端帯状に接続されたシュー(履板)によって形成されている。この履帯3は、建設機械1の左右に一対で配置されている。建設機械1は、この履帯3が駆動することで走行する。
動輪機構4は、履帯3を駆動する。例えば、動輪機構4は、建設機械1に搭載されているエンジンによって駆動し、左右一対の履帯3を駆動させる。
次に、本実施形態に係る遠隔制御システムAの構成について、説明する。
図1及び図2に示すように、遠隔制御システムAは、ブレーキ解除装置5、ECU6、車載カメラ7、電磁波レーダ8、制御装置9、第1遠隔操縦装置10及び第2遠隔操縦装置11を備える。
図1及び図2に示すように、遠隔制御システムAは、ブレーキ解除装置5、ECU6、車載カメラ7、電磁波レーダ8、制御装置9、第1遠隔操縦装置10及び第2遠隔操縦装置11を備える。
ブレーキ解除装置5は、建設機械1に搭載されている。ブレーキ解除装置5は、動輪機構4のブレーキを解除可能な装置である。例えば、建設機械1では、車両走行中以外は自動で油圧ブレーキがかかる。ブレーキ解除装置5は、この油圧ブレーキを解除可能な装置である。油圧ブレーキは、エンジンが駆動して、建設機械1内の油圧ポンプが回ると供給油圧により解除される。したがって、建設機械1のトラブルにより動作できない状況に陥り建設機械1が他の車両で牽引されて救出される場合には、建設機械1の油圧ブレーキは大きな抵抗となる。そこで、建設機械1には、第2の通信方式を利用して第1遠隔操縦装置10や第2遠隔操縦装置11から油圧ブレーキ解除をするブレーキ解除装置5が設けられている。
ECU6は、建設機械1における既設のECUであって、操縦室2に設けられた上記操作機器及び遠隔制御システムAの制御装置9に接続されており、入力される車両制御信号に基づいて、建設機械1の走行速度や旋回角度を変更することができる。
車載カメラ7は、建設機械1に搭載されている。車載カメラ7は、建設機械1の周辺を撮像し、その撮像した画像(以下、「撮像画像」という。)を制御装置9に出力する。なお、車載カメラ7は、本発明の「センサ」の一例である。
電磁波レーダ8は、走行する地面や水中の地層の状況を計測する。そして、電磁波レーダ8は、計測したデータ(以下、「計測データ」という。)を制御装置9に出力する。なお、電磁波レーダ8は、本発明の「センサ」の一例である。
制御装置9は、建設機械1に搭載されている。例えば、制御装置9は、建設機械1に備えられた操縦室2の屋根上に設けられている。ただし、制御装置9は、建設機械1に設置される位置には特に限定されず、建設機械1に搭載されていればよい。制御装置9は、ECU6と接続されており、ECU6とCAN(Controller Area Network)通信して建設機械1の動作を制御する。
制御装置9は、第1遠隔操縦装置10と無線通信することで情報を送受し、第1遠隔操縦装置10からの情報に基づいて建設機械1の動作を制御する。ここで、本実施形態では、制御装置9と第1遠隔操縦装置10との無線通信は、第1の通信方式及び第2の通信方式の二つの通信方式が用いられる。本実施形態では、制御装置9は、通常時には第1の通信方式で第1遠隔操縦装置10と無線通信し、非常時には第2の通信方式で第1遠隔操縦装置10と無線通信することで情報を送受する。なお、通常時とは、例えば、建設機械1が問題なく走行可能又は作業可能な状態である場合である。非常時とは、例えば、建設機械1に搭載されている機器(以下、「搭載機器」という。)の機能不全により建設機械1の走行又は作業が不可能な場合である。
第1の通信方式とは、通信できるデータの容量(以下、「通信容量」という。)の大きな通信方式であって、例えば、無線LANによる通信方式である。第2の通信方式は、第1の通信方式よりも電波の周波数が低い通信方式である。第2の通信方式は、第1の通信方式よりも通信できるデータ容量が少ない。すなわち、第2の通信方式は、第1の通信方式と比較して、通信容量が小さく、且つ、通信距離が長い通信方式である。例えば、第2の通信方式は、特定小電力無線や小エリア簡易無線による通信方式である。
さらに、制御装置9は、第2遠隔操縦装置11と無線通信することで情報を送受し、第2遠隔操縦装置11からの情報に基づいて建設機械1の動作を制御する。ここで、本実施形態では、制御装置9と第2遠隔操縦装置11との無線通信は、第2の通信方式のみである。本実施形態では、制御装置9は、通常時及び非常時において、第2の通信方式で第1遠隔操縦装置10と無線通信することで情報を送受する。
第1遠隔操縦装置10は、遠隔操作室に設置される据置型の装置であって、オペレータであるユーザが操作可能な装置である。第1遠隔操縦装置10は、第1の通信方式で制御装置9と無線通信することにより建設機械1を遠隔操縦することができる。
具体的には、第1遠隔操縦装置10は、制御装置9に対して第1の通信方式で遠隔操縦データを無線送信する。遠隔操縦データは、建設機械1を定常的に遠隔操縦するための情報である。これにより、ユーザは、第1遠隔操縦装置10を操作することで、建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。遠隔操縦データは、定常的な遠隔操縦(以下、「定常操縦」という。)を行うか否かの情報である定常操縦指令を含んでいる。すなわち、定常操縦指令は、定常操縦を行うことを示す情報(以下、「定常操縦ON」)と、定常操縦を行わないことを示す情報(以下、「定常操縦OFF」)と、のいずれかの情報である。また、遠隔操縦データは、定常操縦指令が定常操縦ONである場合には、建設機械1の前進又は後進速度の情報や左右の旋回速度の情報等の走行に関する情報(以下、「走行情報」という。)が含まれる。さらに、定常操縦データは、エンジンをオン又はオフさせる情報や建設機械1に搭載されているホーン(不図示)を鳴動させる情報を含んでもよい。
また、第1遠隔操縦装置10は、建設機械1の周囲環境に関する情報(以下、「周囲情報」という。)を制御装置9から第1の通信方式で無線受信する。本実施形態では、周囲情報は、車載カメラ7が撮像した撮像画像及び電磁波レーダ8が計測した計測データ、建設機械1の現在位置である。
さらに、第1遠隔操縦装置10は、制御装置9と第2の通信方式で無線通信することで非常時において建設機械1を遠隔操作することが可能である。具体的には、第1遠隔操縦装置10は、ユーザの操作に応じて制御装置9に対して第2の通信方式で非常操作データを無線送信する。非常操作データは、建設機械1を走行せるためのデータではなく、建設機械1に対してブレーキ解除や搭載機器の電源リセット、建設機械1の緊急停止等の非常時の操作(以下、「非常操作処理」)を実行させるためのデータである。
第2遠隔操縦装置11は、可搬型の操作卓であって、ユーザが操作可能な装置である。したがって、ユーザは、現場において、第2遠隔操縦装置11を持ちこみ、建設機械1を直視しながら第2遠隔操縦装置11を操作することで、建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。
第2遠隔操縦装置11は、制御装置9に対して第2の通信方式のみで無線通信を行う。第2遠隔操縦装置11は、制御装置9と第2の通信方式で無線通信をして、簡易操縦データを無線送信する。簡易操縦データは、建設機械1を簡易的に遠隔操縦(以下、「簡易操縦」という。)するための情報である。例えば、簡易操縦データは、簡易操縦を行うか否かの情報である簡易操縦指令を含んでいる。すなわち、簡易操縦指令は、簡易操縦を行うことを示す情報(以下、「簡易操縦ON」)と、簡易操縦を行わないことを示す情報(以下、「簡易操縦OFF」)と、のいずれかの情報である。また、簡易操縦データは、簡易操縦指令が簡易操縦ONである場合には、建設機械1の前進又は後進速度の情報や左右の旋回速度の情報等の走行に関する走行情報が含まれる。さらに、簡易操縦データは、エンジンをオン又はオフさせる情報や建設機械1に搭載されているホーン(不図示)を鳴動させる情報を含んでもよい。簡易操縦データは、遠隔操縦データよりもデータ量が少なくなるように設定されてもよい。
さらに、第2遠隔操縦装置11は、制御装置9と第2の通信方式で無線通信することで非常時において建設機械1を遠隔操作することが可能である。具体的には、第2遠隔操縦装置11は、ユーザの操作に応じて制御装置9に対して第2の通信方式で非常操作データを無線送信する。これにより、第2遠隔操縦装置11は、建設機械1に対してブレーキ解除や機能不全の搭載機器の電源リセット等の非常操作処理を実行させることができる。
次に、本実施形態に係る第1遠隔操縦装置10の構成について、図2を用いて説明する。
第1遠隔操縦装置10は、無線通信部21、電磁波レーダ表示装置22、車載カメラ表示装置23、操作支援ガイダンス装置24、据置型操作卓26及び無線通信部25を備える。
無線通信部21は、制御装置9と第1の通信方式で無線通信することで情報を送受する。無線通信部21は、第1の通信方式で通信するための無線アンテナを含む。ここで、無線通信部21と制御装置9とを通信する場合には、大規模な無線設備(例えば、無線LAN設備)が必要になる。
電磁波レーダ表示装置22は、制御装置9から無線通信部21に無線送信された計測データを表示画面に表示する。すなわち、電磁波レーダ表示装置22は、電磁波レーダ8が計測した計測データを表示画面に表示する。
車載カメラ表示装置23は、制御装置9から無線通信部21に無線送信された撮像画像を表示画面に表示する。すなわち、車載カメラ表示装置23は、車載カメラ7が撮像した撮像画像を表示画面に表示する。
操作支援ガイダンス装置24は、建設機械1の位置の情報を、制御装置9から無線通信部21を介して取得する。そして、操作支援ガイダンス装置24は、その取得した建設機械1の位置の情報に基づいて、建設機械1のモデルを3次元地図上にプロットして表示画面に表示する。なお、この3次元地図は、予め生成されていてもよいし、リアルタイムで生成されてもよい。
無線通信部25は、制御装置9と第2の通信方式で無線通信する。無線通信部25は、第2の通信方式で通信するための無線アンテナを含む。
据置型操作卓26は、ジョイスティックやスイッチを含む据置型の操作卓である。据置型操作卓26は、第1の操作部26a、第2の操作部26b及び制御部26cを備える。
第1の操作部26aは、ユーザが操作可能であって、ジョイスティックやスイッチを含む。第1の操作部26aは、建設機械1を操縦するための操作部である。
第2の操作部26bは、ユーザが操作可能であって、スイッチを含む。第2の操作部26bは、建設機械1に対して非常操作処理を実行させるための操作部である。
制御部26cは、ユーザにより第1の操作部26aが操作された場合には、その操作に応じた遠隔操縦データを、無線通信部21を介して制御装置9に無線送信する。
これにより、ユーザは、電磁波レーダ表示装置22や車載カメラ表示装置23の表示画面をモニタリングしながら据置型操作卓26を操作することで、建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。また、ユーザは、操作支援ガイダンス装置24の表示画面をモニタリングしながら据置型操作卓26を操作することができる。これにより、例えば、車載カメラ7の視界が悪い場合であっても、ユーザは操作支援ガイダンス装置24の表示画面に表示された3次元画像をモニタリングすることで、建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。また、車載カメラ7の視点がユーザの所望の視点ではない場合においても、ユーザは操作支援ガイダンス装置24の表示画面に表示された3次元画像から所望の視点での画像を確認することができる。
これにより、ユーザは、電磁波レーダ表示装置22や車載カメラ表示装置23の表示画面をモニタリングしながら据置型操作卓26を操作することで、建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。また、ユーザは、操作支援ガイダンス装置24の表示画面をモニタリングしながら据置型操作卓26を操作することができる。これにより、例えば、車載カメラ7の視界が悪い場合であっても、ユーザは操作支援ガイダンス装置24の表示画面に表示された3次元画像をモニタリングすることで、建設機械1に対して所望の動作を行わせることができる。また、車載カメラ7の視点がユーザの所望の視点ではない場合においても、ユーザは操作支援ガイダンス装置24の表示画面に表示された3次元画像から所望の視点での画像を確認することができる。
制御部26cは、ユーザにより第2の操作部26bが操作された場合には、その操作に応じた非常操作データを、無線通信部25を介して制御装置9に無線通信する。これにより、ユーザは、機能不全となった搭載機器に対して電力供給をリセットしたり、建設機械1のブレーキを解除させることができる。
次に、本実施形態に係る第2遠隔操縦装置11の構成について、説明する。
第2遠隔操縦装置11は、無線通信部31、第3操作部32、第4操作部33及び制御部34を備える。
無線通信部31は、制御装置9と第2の通信方式で無線通信することで情報を送受する。無線通信部31は、第2の通信方式で通信するための無線アンテナを含む。
第3操作部32は、ユーザが操作可能であって、ジョイスティックやスイッチを含む。第3操作部32は、建設機械1を簡易操縦するための操作部である。
第4操作部33は、ユーザが操作可能であって、スイッチを含む。第4操作部33は、建設機械1に対して非常操作処理を実行させるための操作部である。
制御部34は、ユーザにより第3操作部32が操作された場合には、その操作に応じた簡易操縦データを、無線通信部31を介して制御装置9に無線送信する。
これにより、ユーザは、遠隔制御システムAを現場に持ち込んで運用する場合に、第1遠隔操縦装置10が設営されるまでの間において、当該現場にて第2遠隔操縦装置11を操作することにより、より早く建設機械1の遠隔操縦を開始できる。
これにより、ユーザは、遠隔制御システムAを現場に持ち込んで運用する場合に、第1遠隔操縦装置10が設営されるまでの間において、当該現場にて第2遠隔操縦装置11を操作することにより、より早く建設機械1の遠隔操縦を開始できる。
さらに、制御部34は、ユーザにより第4操作部33が操作された場合には、その操作に応じた非常操作データを、無線通信部31を介して制御装置9に無線通信する。これにより、ユーザは、機能不全となった搭載機器に対して電力供給をリセットしたり、建設機械1のブレーキを解除させることができる。
次に、本実施形態に係る制御装置9の構成について、説明する。
制御装置9は、第1無線通信部41、第2無線通信部42及び制御部43を備える。
第1無線通信部41は、第1遠隔操縦装置10の無線通信部21と第1の通信方式で無線通信することで情報を送受する。第1無線通信部41は、その無線通信により第1遠隔操縦装置10から遠隔操縦データを取得すると、その遠隔操縦データを制御部43に送信する。なお、第1無線通信部41は、第1の通信方式で通信するための無線アンテナを含む。
第2無線通信部42は、第1遠隔操縦装置10の無線通信部25と第2の通信方式で無線通信することで情報を送受する。具体的には、第2無線通信部42は、第2の通信方式の無線通信により第1遠隔操縦装置10から非常操作データを取得すると、その非常操作データを制御部43に送信する。
また、第2無線通信部42は、第2遠隔操縦装置11の無線通信部31と第2の通信方式で無線通信することで情報を送受する。具体的には、第2無線通信部42は、第2の通信方式の無線通信により第2遠隔操縦装置11から簡易操縦データを取得すると、その簡易操縦データを制御部43に送信する。さらに、第2無線通信部42は、第2の通信方式の無線通信により第2遠隔操縦装置11から非常操作データを取得すると、その非常操作データを制御部43に送信する。
なお、第2無線通信部42は、第2の通信方式で通信するための無線アンテナを含む。
また、第2無線通信部42は、第2遠隔操縦装置11の無線通信部31と第2の通信方式で無線通信することで情報を送受する。具体的には、第2無線通信部42は、第2の通信方式の無線通信により第2遠隔操縦装置11から簡易操縦データを取得すると、その簡易操縦データを制御部43に送信する。さらに、第2無線通信部42は、第2の通信方式の無線通信により第2遠隔操縦装置11から非常操作データを取得すると、その非常操作データを制御部43に送信する。
なお、第2無線通信部42は、第2の通信方式で通信するための無線アンテナを含む。
第2無線通信部42による第2の通信方式を用いた第1遠隔操縦装置10又は第2遠隔操縦装置11との通信頻度は、第1無線通信部41による第1の通信方式を用いた第1遠隔操縦装置10との通信頻度よりも低く設定されてもよい。
制御部43は、第1無線通信部41を介して第1遠隔操縦装置10から受信する遠隔操縦データに基づいて建設機械1の動作を制御する定常制御と、第2無線通信部42を介して第2遠隔操縦装置11から受信する簡易操縦データに基づいて建設機械1の動作を制御する簡易制御と、のいずれかを実行する。そして、制御部43は、定常制御及び簡易制御のうち、簡易制御を優先的に実行する。制御部43は、ECU6に接続されており、遠隔操縦データに応じた車両制御信号をECU6に送信することで定常制御を実行することができる。また、制御部43は、簡易操縦データに応じた車両制御信号をECU6に送信することで簡易制御を実行することができる。
なお、制御部43は、CPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)などのプロセッサ及び不揮発性又は揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory))を備えてもよい。例えば、制御部43は、MCUなどのマイクロコントローラであってもよい。
以下において、本実施形態に係る制御部43の機能部について、説明する。
以下において、本実施形態に係る制御部43の機能部について、説明する。
制御部43は、遠隔操縦部51、簡易操縦部52及び非常操作部53を備える。
遠隔操縦部51は、第1無線通信部41から遠隔操縦データを取得する。そして、遠隔操縦部51は、その取得した遠隔操縦データに基づいて建設機械1の動作を制御する定常制御を実行する。例えば、遠隔操縦部51は、遠隔操縦データに含まれる定常操縦指令が定常操縦ONである場合には、遠隔操縦データに含まれる走行情報に応じた車両制御信号を、CANを介してECU6に送信することにより建設機械1の走行を制御する。この車両制御信号は、操縦室2内の操作ボタンや操作レバー等の操作機器が操作された場合に当該操作機器からECU6に送信される信号を模擬した信号である。これにより、遠隔操縦部51は、定常制御を実行することができる。ただし、遠隔操縦部51は、制御部43が簡易制御中である場合には、定常制御を実行しない。すなわち、制御部43は、簡易制御を実行している場合には定常制御を無効にし、簡易制御を実行していない場合のみ定常制御を有効とする。
遠隔操縦部51は、車載カメラ7から出力された撮像画像のデータを第1の通信方式で第1無線通信部41から第1遠隔操縦装置10に無線送信させる。遠隔操縦部51は、電磁波レーダ8から出力された計測データを第1の通信方式で第1無線通信部41から第1遠隔操縦装置10に無線送信させる。遠隔操縦部51は、建設機械1の現在位置のデータを第1の通信方式で第1無線通信部41から第1遠隔操縦装置10に無線送信させる。なお、遠隔操縦部51は、現在位置のデータを、制御装置9に設けられた不図示のGPSから取得することができる。
簡易操縦部52は、第2無線通信部42から簡易操縦データを取得する。そして、簡易操縦部52は、その取得した簡易操縦データに基づいて建設機械1の動作を制御する簡易制御を実行する。例えば、簡易操縦部52は、簡易操縦データに含まれる簡易操縦指令が簡易操縦ONである場合には、遠隔操縦データに含まれる走行情報に応じた車両制御信号を、CANを介してECU6に送信することにより建設機械1の走行を制御する。これにより、簡易操縦部52は、簡易制御を実行することができる。
非常操作部53は、第2無線通信部42から非常操作データを取得すると、取得した非常操作データに応じた非常操作処理を実行する。例えば、非常操作部53は、非常操作処理データに基づいて、ブレーキ解除装置5を制御して動輪機構4のブレーキ解除や搭載機器(例えば、通信機器)の電源リセット等の非常操作処理を実行する。
次に、本実施形態に係る制御装置9の動作の流れについて、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る制御装置9の動作の流れを説明する図である。
制御部43は、簡易制御を実行するか否かを判定する簡易制御判定を行う(ステップS101)。具体的には、制御部43は、第2無線通信部42を介して第2遠隔操縦装置11から簡易操縦データを受信する。そして、制御部43は、建設機械1が安全に走行できる状態であることを条件として、簡易操縦データに含まれる簡易操縦指令が簡易操縦ONである場合には、簡易制御を実行すると判定し、簡易制御フラグを有効に設定する。簡易制御フラグは、簡易制御を実行しているか否かを示す情報である。制御部43は、簡易操縦データに含まれる簡易操縦指令が簡易操縦OFFである場合には、簡易制御を実行しないと判定して、簡易制御フラグを無効に設定する。建設機械1が安全に走行できる状態であることとは、例えば、搭載機器に故障が発生していないことである。制御部43は、搭載機器の故障の有無を常に監視する機能を有する。
制御部43は、簡易制御フラグが有効か無効かのいずれかであるかを判定し(ステップS102)、簡易制御フラグが有効である場合には、簡易操縦データに応じた車両制御信号を生成して、ECU6に送信することで簡易制御を実行する(ステップS103)。
一方、制御部43は、簡易制御フラグが無効である場合には、定常制御を実行するか否かを判定する定常制御判定を行う(ステップS104)。例えば、制御部43は、具体的には、制御部43は、第1無線通信部41を介して第1遠隔操縦装置10から遠隔操縦データを受信する。そして、制御部43は、建設機械1が安全に走行できる状態であることを条件として、遠隔操縦データに含まれる遠隔操縦指令が遠隔操縦ONである場合には、定常制御を実行すると判定し、定常制御フラグを有効に設定する。定常制御フラグは、定常制御を実行しているか否かを示す情報である。制御部43は、定常操縦データに含まれる定常操縦指令が定常操縦OFFである場合には、定常制御を実行しないと判定して、定常制御フラグを無効に設定する。
制御部43は、定常制御フラグが有効か無効かのいずれかであるかを判定し(ステップS105)、定常制御フラグが有効である場合には、定常操縦データに応じた車両制御信号を生成して、ECU6に送信することで定常制御を実行する(ステップS106)。
一方、制御部43は、簡易制御フラグが無効である場合には、定常制御を実行せずに、ステップS101の処理に戻る。
一方、制御部43は、簡易制御フラグが無効である場合には、定常制御を実行せずに、ステップS101の処理に戻る。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
(変形例1)上記実施形態の第1遠隔操縦装置10は、定常制御だけでなく、簡易制御を制御装置9に実行させる機能を有してもよい。その場合には、第1遠隔操縦装置10は、簡易操縦データを、無線通信部25を介して第2の通信方式で制御装置9に無線通信する。制御装置9は、第1遠隔操縦装置10から第2無線通信部42を介して簡易操縦データを受信し、当該簡易操縦データに基づいて上述した簡易制御を実行する。
この場合において、変形例1の第1遠隔操縦装置10Bは、例えば、図4に示す構成となる。具体的には、図4に示すように、第1遠隔操縦装置10Bは、無線通信部21、電磁波レーダ表示装置22、車載カメラ表示装置23、操作支援ガイダンス装置24、据置型操作卓26B及び無線通信部25を備える。据置型操作卓26Bは、第1の操作部26a、第2の操作部26b、切替部60及び制御部61を備える。
切替部60は、ユーザが操作可能であって、ユーザの操作に応じて定常モードと簡易モードとを切り替える。定常モードは、定常制御を制御装置9に実行させるモードである。簡易モードは、簡易制御を制御装置9に実行させるモードである。例えば、切替部60は、スイッチである。
制御部61は、定常モードにおいて、ユーザにより第1の操作部26aが操作された場合には、その操作に応じた遠隔操縦データを、無線通信部21を介して制御装置9に無線送信する。
制御部61は、簡易モードにおいて、ユーザにより第1の操作部26aが操作された場合には、その操作に応じた簡易操縦データを、無線通信部25を介して制御装置9に無線送信する。
制御部61は、定常モード及び簡易モードの双方モードにおいて、ユーザにより第2の操作部26bが操作された場合には、その操作に応じた非常操作データを、無線通信部25を介して制御装置9に無線通信する。
この場合において、変形例1の第1遠隔操縦装置10Bは、例えば、図4に示す構成となる。具体的には、図4に示すように、第1遠隔操縦装置10Bは、無線通信部21、電磁波レーダ表示装置22、車載カメラ表示装置23、操作支援ガイダンス装置24、据置型操作卓26B及び無線通信部25を備える。据置型操作卓26Bは、第1の操作部26a、第2の操作部26b、切替部60及び制御部61を備える。
切替部60は、ユーザが操作可能であって、ユーザの操作に応じて定常モードと簡易モードとを切り替える。定常モードは、定常制御を制御装置9に実行させるモードである。簡易モードは、簡易制御を制御装置9に実行させるモードである。例えば、切替部60は、スイッチである。
制御部61は、定常モードにおいて、ユーザにより第1の操作部26aが操作された場合には、その操作に応じた遠隔操縦データを、無線通信部21を介して制御装置9に無線送信する。
制御部61は、簡易モードにおいて、ユーザにより第1の操作部26aが操作された場合には、その操作に応じた簡易操縦データを、無線通信部25を介して制御装置9に無線送信する。
制御部61は、定常モード及び簡易モードの双方モードにおいて、ユーザにより第2の操作部26bが操作された場合には、その操作に応じた非常操作データを、無線通信部25を介して制御装置9に無線通信する。
(変形例2)上記実施形態の制御部43は、搭載機器の故障の検知した場合には、その故障の発生を示す故障データを、第2無線通信部42を介して第2の通信方式で第1遠隔操縦装置10(又は第1遠隔操縦装置10B)及び第2遠隔操縦装置11に送信してもよい。
(変形例3)
上記実施形態、変形例1及び変形例2の遠隔制御システムAは、第2遠隔操縦装置11に接続されている補助装置100を備えてもよい。以下において、補助装置100を備える遠隔制御システムAを遠隔制御システムCと称し、遠隔制御システムCの構成について、図5及び図6を用いて説明する。
上記実施形態、変形例1及び変形例2の遠隔制御システムAは、第2遠隔操縦装置11に接続されている補助装置100を備えてもよい。以下において、補助装置100を備える遠隔制御システムAを遠隔制御システムCと称し、遠隔制御システムCの構成について、図5及び図6を用いて説明する。
図5は、遠隔制御システムCの概略構成図である。図6は、遠隔制御システムCの具体的に構成の一例を示す図である。遠隔制御システムCは、補助装置100を備える点で上記実施形態、変形例1又は変形例2と相違し、その他の構成については上記実施形態、変形例1又は変形例2と同様である。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。
遠隔制御システムCは、ブレーキ解除装置5、ECU6、車載カメラ7、電磁波レーダ8、制御装置9、第1遠隔操縦装置10、第2遠隔操縦装置11及び補助装置100を備える。ただし、遠隔制御システムCは、第1遠隔操縦装置10の代わりに、第1遠隔操縦装置10Bを備えてもよい。
補助装置100は、第2遠隔操縦装置11に接続されており、無線通信部101及び車載カメラ表示装置102を備える。
無線通信部101は、制御装置9の第1無線通信部41と第1の通信方式で無線通信することで、車載カメラ7が撮像した撮像画像を制御装置9から受信する。そして、無線通信部101は、受信した撮像画像を車載カメラ表示装置102に出力する。なお、無線通信部101は、第1の通信方式で通信するための無線アンテナを含む。
車載カメラ表示装置102は、制御装置9から無線通信部101に無線送信された撮像画像を表示画面に表示する。すなわち、車載カメラ表示装置102は、車載カメラ7が撮像した撮像画像を表示画面に表示する。
これにより、ユーザは、車載カメラ表示装置102の表示画面をモニタリングしながら可搬型の操作卓である第2遠隔操縦装置11を操作することができる。
これにより、ユーザは、車載カメラ表示装置102の表示画面をモニタリングしながら可搬型の操作卓である第2遠隔操縦装置11を操作することができる。
以上、説明したように、本実施形態の遠隔制御システムAは、第1の通信方式(例えば、無線LAN)で制御装置9と無線通信することにより建設機械1を遠隔操縦する据置型の第1遠隔操縦装置10と、第1の通信方式よりも通信距離が長い第2の通信方式(例えば、特定小電力無線)で制御装置9と無線通信することにより建設機械1を遠隔操縦する可搬型の第2遠隔操縦装置11と、を有する。
このような構成によれば、ユーザが、第1の通信方式で通信するために必要な大型の通信設備(中継器等)や第1遠隔操縦装置10を設置されるのを待たずに、第2遠隔操縦装置11で建設機械1を遠隔操縦することができる。これにより、建設機械1を遠隔から制御する遠隔制御システムAを現場に持ち込んで運用する場合に、より早く建設機械1の遠隔操縦を開始できる。また、ユーザは、初動対応では可搬型の操作卓である第2遠隔操縦装置11で建設機械1を遠隔操縦し、通信設備や操作室における第1遠隔操縦装置10の準備が整い次第、作業性の良い環境、すなわち第1遠隔操縦装置10での操縦で長期運用するという災害復旧時の運用により沿った利用が可能となった。
なお、上述した制御装置9の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、CPU、GPUなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、上記制御装置9の全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
A 遠隔制御システム
1 建設機械
5 ブレーキ解除装置
6 ECU
9 制御装置
10 第1遠隔操縦装置
11 第2遠隔操縦装置
41 第1無線通信部
42 第2無線通信部
43 制御部
1 建設機械
5 ブレーキ解除装置
6 ECU
9 制御装置
10 第1遠隔操縦装置
11 第2遠隔操縦装置
41 第1無線通信部
42 第2無線通信部
43 制御部
Claims (5)
- 移動体の動作を遠隔から制御する遠隔制御システムであって、
移動体に搭載され、前記移動体の動作を制御する制御装置と、
第1の通信方式で前記制御装置と無線通信することにより前記移動体を遠隔操縦する据置型の第1遠隔操縦装置と、
前記第1の通信方式よりも通信距離が長い第2の通信方式で前記制御装置と無線通信することにより前記移動体を遠隔操縦する可搬型の第2遠隔操縦装置と、
を有する遠隔制御システム。 - 前記制御装置は、
前記第1遠隔操縦装置と前記第1の通信方式により情報を送受する第1無線通信部と、
前記第2遠隔操縦装置と前記第2の通信方式により情報を送受する第2無線通信部と、
前記第1無線通信部を介して前記第1遠隔操縦装置から受信する情報に基づいて前記移動体の動作を制御する定常制御と、前記第2無線通信部を介して前記第2遠隔操縦装置から受信する情報に基づいて前記移動体の動作を制御する簡易制御と、を実行する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御システム。 - 前記制御部は、前記簡易制御を実行している場合には前記定常制御を無効にし、前記簡易制御を実行していない場合のみ前記定常制御を有効とすることで、前記定常制御及び前記簡易制御のうち、前記簡易制御を優先的に実行する、
ことを特徴とする、請求項2に記載の遠隔制御システム。 - 前記制御部は、前記移動体の周囲の環境に関する情報である周囲情報を前記移動体に設けられたセンサから取得し、前記周囲情報を前記第1の通信方式により前記第1遠隔操縦装置のみに無線送信し、前記周囲情報を前記第2遠隔操縦装置には無線送信しない、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の遠隔制御システム。 - 前記第1の通信方式は、無線LANを用いて通信方式であり、
前記第2の通信方式は、特定小電力無線を用いた通信方式である、
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の遠隔制御システム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019160494A JP2021040243A (ja) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 遠隔制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019160494A JP2021040243A (ja) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 遠隔制御システム |
Publications (1)
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JP2019160494A Pending JP2021040243A (ja) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | 遠隔制御システム |
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JP (1) | JP2021040243A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015070463A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 株式会社クボタ | 無線通信システム |
JP2018121121A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 株式会社クボタ | 作業車無線管理システム |
-
2019
- 2019-09-03 JP JP2019160494A patent/JP2021040243A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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JP2018121121A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 株式会社クボタ | 作業車無線管理システム |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
KAZUHIRO CHAYAMA, 他: "Technology of Unmanned Construction System in Japan", JOURNAL OF ROBOTICS AND MECHATRONICS, vol. 26, no. 4, JPN6023023649, 2014, pages 403 - 417, ISSN: 0005081823 * |
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