JP2690532B2 - 無線式リモートコントロール装置用受信アンテナの切換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係る無線式リモートコントロール装置用受
信アンテナの切換方法は、クレーン等を遠隔操縦する為
の無線式リモートコントロール装置の作動が常に良好に
行なわれる様に、少なくとも２個の受信アンテナのうち
から受信状態の良いアンテナを選択するのに利用する。
そして、常に良好な状態でクレーン等の遠隔操縦を行な
える様にする。

（従来の技術） トラックの荷台への重量物の積み卸し等の荷役作業を
行なう為、第５図に示す様に、トラック１の荷台にクレ
ーン２を設ける事が広く行なわれている。そして、この
クレーン２による荷役作業を少人数で（場合によっては
１人で）効率良く行なえる様にする為、クレーン２を無
線式リモートコントロールにより遠隔操作する事も行な
われている。

この様に、無線式リモートコントロールによりクレー
ン２を遠隔操作する場合には、作業員３が、手に持った
操作ボックス４に設けた送信アンテナ６からトラック１
に設けた受信アンテナ５に向けて、クレーン２の動作を
指示する指令信号を載せた電波を送る。

第６図は、上記操作ボックス４により入力した動作指
令を、この操作ボックス４に付属の送信アンテナ６から
発信する迄の回路を表わすブロック線図である。操作ボ
ックス４に設けた操作レバー等により指示された、クレ
ーン２のブームの伸縮、起伏、旋回、ロープの送り出し
或は巻き取りを表わす指令値、更には油圧ポンプ駆動の
為のエンジンのアクセル開度を指示する為の指令値は、
A/Dコンバータ７によりデジタル値に変換してから演算
処理回路（CPU）８に送り、特定のフォーマットを有す
るデジタル信号とされる。

そしてこのデジタル信号は、デジタル変調器９を介し
てFM変調器10に送り込まれ、このFM変調器10で発信器12
から送り込まれる周波数により定まるFM波に変換され、
更に増幅器11で増幅された後、送信アンテナ６から発信
される。

一方、この様なFM波により送られて来る指令信号を受
け取った、第７図に示す様な受信回路に組み込まれた受
信アンテナ５は、このFM波を、FM受信器13を介して、デ
ジタル復調器14に送る。そしてこのデジタル復調器14
が、FM波をデジタル信号に戻した後、受信側の演算処理
回路15に送り込む。

更に、この演算処理回路15が、送り込まれた信号の種
類等を判定して、クレーンに特定の動作をさせる為の信
号を取り出し、この信号をD/Aコンバータ16を介して、
クレーン２に設けた所定の制御部に送り出す。そしてこ
の制御部は、上記信号を受けた事による変位量等を選択
信号として演算処理回路15に送り、フィードバック制御
を行なう。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様にしてトラック１等に設けたクレ
ーン２を、無線によりリモートコントロール操作する場
合、次に述べる様な問題を生じる。

即ち、操作ボックス４に設けた送信アンテナ６からト
ラック１に設けた受信アンテナ５に送られる電波の強さ
は、クレーン２のブームの位置等、周囲の状況に応じて
変化する事が避けられない。従って、条件によっては、
必ずしも良好な電波を受信側アンテナ５に送り込めな
い。

特に、最近ではクレーン等のリモートコントロール装
置に使用が認められる電波の強さが弱くなり（現在、到
達距離が30m程度の強さの電波しか認められていな
い。）、この様な不具合が顕著になっている。

例えば、本発明者の行なった実験によると、クレーン
２のブームを固定した状態のまま、作業員３がクレーン
２の回転軸を中心として22.5度乃至は45度ずつ移動しな
がら、トラック１に固定した受信アンテナ５に指令電波
を送った場合、受信アンテナ５に達する電波の強さが、
第８図に示す様に変化した。

この実験を行なう場合、クレーン２のブームは、第５
図に示す様に、トラック１の進行方向右側に、45度の仰
角で固定したままとし、作業員３は、クレーン２の回転
軸を中心とする半径10mの円弧上を移動した。

尚、上記受信アンテナ５に達する電波の強さが20dB
（μV/m）の場合、放送用等、通常存在する迷走電波と
の区別が困難で、クレーン２の制御が全く行なえない状
態となる。クレーン２の遠隔操作を確実に行なえる様に
する為には、上記受信アンテナ５に達する指令電波の強
さが30dB（μV/m）以上ある事が必要である。

この実験から明らかな通り、クレーン２に対する作業
員３の位置によっては、受信アンテナ５に達する指令電
波の強さが不足し、このクレーン２を遠隔操作する場合
に支障を来す。

受信アンテナ５を高い位置に設ければ、或る程度受信
状況の改善を図る事は出来る。ところが、受信アンテナ
５は、クレーン２の旋回の妨げとならない様にする為に
も、あまり高くする事が出来ず、上記不具合の解決手段
とはならない。

又、受信アンテナ５をクレーン２の左右２個所に設け
る事も考えられるが、単に受信アンテナ５を２個設けた
だけでは、２個の受信アンテナ５が、あたかも１個の受
信アンテナの如く機能する。そして、受信障害が発生す
る作業員３と受信アンテナ５との位置関係が変化するだ
けで、受信障害自体は依然として発生する。

本発明の無線式リモートコントロール装置用受信アン
テナの切換方法は、受信状況に応じて適切な受信アンテ
ナを選択使用出来る様にする事により、上述の様な不都
合を解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の無線式リモートコントロール装置用受信アン
テナの切換方法は、操作ボックスにより入力される指令
信号を送る１個の送信アンテナと、この送信アンテナか
ら送られて来る電波を受けて制御器に送る少なくとも２
個の受信アンテナとを有する無線式リモートコントロー
ル装置に於いて、受信状態の良い受信アンテナを選択し
（両方のアンテナの受信状態が良好である場合、必ずし
もより良い方が選択されるとは限らない。）、この受信
アンテナのみを受信状態とするものである。

そして、この様な受信アンテナの切り換えを行なえる
様にする為、本発明の無線式リモートコントロール装置
用受信アンテナの切換方法に於いては、送信アンテナか
ら発信する電波を、特定のフォーマットを有するデジタ
ル信号とし、一方の受信アンテナによる受信中に、上記
制御器に送り込まれる信号のフォーマットが上記特定の
フォーマットからずれた場合、並びに、制御器に送り込
まれる信号のフォーマットが上記特定のフォーマットと
一致はするが、上記制御器に送り込まれる信号のフォー
マット中に含まれるサムデータと上記制御器に送り込ま
れた信号に基づいて上記制御器側で計算したサムデータ
との間に不一致が生じた場合に、上記一方の受信アンテ
ナによる受信を停止し、他方の受信アンテナによる受信
を開始する様にしている。

（作 用） 上述の様に構成される本発明の無線式リモートコント
ロール装置用受信アンテナの切換方法の場合、一方の受
信アンテナにより受信中の電波に障害が発生した場合
に、直ちに他方の受信アンテナに切り換えられる為、受
信障害に伴なって、無線による機械、装置の遠隔制御が
行なえなくなる事はない。

即ち、２個以上の受信アンテナを適当な位置に配置す
れば、何れの受信アンテナの受信状態も不良となる事は
なくなる為、上記機械、装置の無線による遠隔制御を、
連続して確実に行なえる様になる。

特に、本発明の無線式リモートコントロール装置用受
信アンテナの切換方法によれば、その時点で一方のアン
テナが受信している電波が正しいか否かを、信号のフォ
ーマットを比較する事と、サムデータを比較する事との
２段階で行なう為、上記一方のアンテナが受信している
電波が正しいか否かの判定を、速やかに且つ正確に行な
える。

しかも、信号のフォーマットを比較する事とサムデー
タを比較する事とは、何れも制御器のソフトウェアによ
り対応できる。言い換えれば、受信アンテナを切り換え
る為に、比較器等の機器（ハードウェア）は不要であ
る。従って、受信アンテナの切換を行なわせる機能を付
加する事によりコスト上昇を招く事はない。

（実施例） 第１〜４図は、本発明の実施例を示している。本発明
の無線式リモートコントロール装置用受信アンテナの切
換方法を実施する場合に於いては、操作ボックス４（第
５図参照）に付属の送信アンテナ６から発信する電波
を、第４図に示す様に、特定のフォーマットを有するデ
ジタル信号とする。

このデジタル信号は、或る一つの指令（クレーンの旋
回、起伏等）を表わす指令信号を40ビット（bit）で構
成している。この様な40ビットから成るフォーマットを
表わす第４図に於いて、『start』は、一つの指令信号
の開始を表わす部分で、最初の２ビットを使用する。

次の『address』は、複数の機械、装置を近くで同時
に使用する場合に混信を防ぐ為、各機械固有の符号を表
わすもので、12ビットを消費する。従って、この『addr
ess』により、4096種の判別が可能になる。

次の『data』は、実際にクレーンを操作する指令信号
を表わす部分で、16ビットを消費する。この『data』を
構成する16ビットが、操作する部位（起伏、旋回等の種
類）、操作の方向（起伏方向、旋回方向等）、操作速度
（起伏速度、旋回速度等）を表わす。

次の『sum data』（サムデータ）は、送信側から送
り出した指令信号と、受信側で受け取った指令信号との
間に、送信不良等に起因する不一致が存在するか否かを
検査する為の部分である。この『sum data』は、上記
『start』『address』『data』の合計30ビットに、適当
な２ビット（例えば00）を加えた、合計32ビットを８ビ
ット毎に分割し、更に足し算する事で得られた数の、下
８ビット分である。この『sum data』は、上記『star
t』『address』『data』と共に、前記送信アンテナ６か
ら受信アンテナ5a、5bに送られる。そしてこの『sum d
ata』を受け取った受信側の演算処理回路15は、予め送
信側で足されてから送られて来る『sum data』と、受
信側が受け取った『start』『address』『data』の信号
に基づいて得られる上記下８ビット分の信号とを比較す
る。そして、上記制御器に送り込まれる信号のフォーマ
ット中に含まれるサムデータと上記制御器に送り込まれ
た信号に基づいて上記制御器側で計算したサムデータと
の間に差がない場合に、上記30ビット分に関して、正し
い信号を受け取った蓋然性が高いと判断する。これに対
して、上記制御器に送り込まれる信号のフォーマット中
に含まれるサムデータと上記制御器に送り込まれた信号
に基づいて上記制御器側で形成したサムデータとの間に
差があった場合には、正しい信号を受け取っていないと
判断する。

更に、次の『stop』は、一つの指令信号の終了を表わ
す部分で、最後の２ビットを使用する。

上述の様な40ビットから成る指令信号は、前述した従
来からの無線式リモートコントロール装置の場合と同
様、第６図に示した様な構成を有する送信回路によって
処理し、送信アンテナ６より、上記受信アンテナ5a、5b
に向けて送る。

本発明の方法を実施するリモートコントロール装置の
受信部には、第２図に示す様に、２個の受信アンテナ5
a、5bの何れか一方が受けた電波信号のみを、増幅、FM
復調器17、デジタル復調器14を介して演算処理回路15に
送る為の切換回路18を設けている。そして、何れか一方
の受信アンテナ5a、5bのみを受信状態とする。

例えば一方の受信アンテナ5aが受信可能状態とされて
いる場合に、前記40ビットから成る特定のフォーマット
を有する指令信号が送られて来た場合、上記演算処理回
路15は、特定の処理部分（Ｒフラグ）がセットされてい
るか否かを第一判定Ａにより判定する。そして、Ｒフラ
グがセットされていない場合には、送られて来た40ビッ
トから成る指令信号が、特定のフォーマットにより構成
されているか否かに就いての第二判定Ｂを行なう。

この第二判定Ｂにより、送られて来た指令信号のフォ
ーマットが不正とされた場合、再び次の１ビット分だけ
シフトさせた後の40ビット分で、同様の判定（第一判定
Ａ、及び第二判定Ｂ）を行なう。但し、第三判定Ｃによ
り見張られる一定時間（実際の場合には極く短時間）の
間に、正しいフォーマットを有する指令信号が送られて
来ない場合には、現在の受信アンテナ5aによっては正確
な指令信号を受け取る事が出来ないとして、受信アンテ
ナの切り換えを行なう（それ迄休止していた受信アンテ
ナ5bによる受信を開始する。）。

これに対して、第二判定Ｂにより、送られて来る指令
信号のフォーマットが正しいとされた場合には、上記Ｒ
フラグをセットし、このＲフラグに関するビットカウン
タを０に設定する。

そして、上記Ｒフラグのセットと、このＲフラグに関
するビットカウンタの０設定とを行なった後、このビッ
トカウンタのカウント数が40に達する迄（或る指令信号
を総て受け入れる迄）の間、先に述べた第一判定Ａと、
次に述べた第四判定Ｄとを繰り返し行なう。

先ず、Ｒフラグをセットし、このＲフラグに関するビ
ットカウンタを０に設定した後に第一判定Ａに戻ったな
らば、既にＲフラグがセットされている為、ビットカウ
ンタのカウント数を１だけ増やして、次の第四判定Ｄに
進む。

この第四判定Ｄでは、ビットカウンタのカウント数が
40に達したか否か、即ち、或る指令信号が総て受け入れ
られたか否かを判定する。そして、総て受け入れられて
いる場合を除き、再び前記第一判定Ａに戻る。

この様な第一判定Ａと第四判定Ｄとを、ビットカウン
タのカウント数が40に達する迄繰り返し行なう。そし
て、上記カウント数が40に達した場合に、初めて、次の
第五判定Ｅに進む。

そして、この第五判定Ｅでは、受け取った40ビットか
ら成る指令信号のフォーマットが正しいか否かを判定す
る。そして、このフォーマットが正しくない場合には、
受信アンテナの切り換えを行なうと共に、新たな（切り
換えに伴なって演算処理回路15に接続された）受信アン
テナによる受信状況を再び最初から判定すべく、Ｒフラ
グをリセットする。

又、上記第五判定Ｅにより、受け取った40ビットから
成る指令信号のフォーマットが正しいと判定された場合
には、次の第六判定Ｆにより、『sum data』の比較を
行なう。そして、送信側で求めてから送り込んだデータ
と受信側で独自に求めたデータとが一致した場合に、こ
の40ビットから成る指令データを演算処理回路15中の記
憶部分に記憶処理する。この様に記憶処理された指令信
号は、次に正しい指令信号が送られて来る迄の間（実際
の場合には極く短時間）記憶され、クレーン２の制御に
使用される。又、この様に正しい指令信号を記憶した事
に伴ない、次の新たな指令信号を受け入れる為に、ビッ
トカウンタのセット値を０にして、次の判定に備える。

又、上記第六判定Ｆにより、『sum data』に不一致
があると判定された場合には、第五判定Ｅでフォーマッ
トが不正であるとされた場合と同様に、受信アンテナの
切り換えを行なうと共に、新たな受信アンテナによる受
信状況を再び最初から判定すべく、Ｒフラグをリセット
する。

以下、上述の動作を繰り返し行ないつつ、常に正しい
指令信号を受け入れられる受信アンテナ5a（又は5b）を
受信側の演算処理回路15に接続する様にする。２個の受
信アンテナ5a、5bを適当な位置に配置すれば、何れの受
信アンテナ5a、5bの受信状態も不良となる（何れの受信
アンテナ5a、5bにも正しい指令信号が達しなくなる）事
はなくなる。この為、上述の動作を繰り返し行なう事に
より、クレーン２の無線による遠隔制御を、連続して確
実に行なえる。

（発明の効果） 本発明の無線式リモートコントロール装置用受信アン
テナの切換方法は、以上に述べた通り構成され作用する
為、クレーンのブームの位置等、周囲の状況に関係な
く、常に受信アンテナに十分な強さの指令電波を送る事
が可能となる。そして、クレーン等、各種機械装置の無
線による遠隔制御を確実に行なう事が出来る。しかも、
受信アンテナを切り換える為に、比較器等の機器を使用
する必要がなく、制御器のソフトウェアのみで対応でき
る為、コスト上昇も少なく抑える事ができ、比較器等の
機器の故障に基づく誤動作の発生防止も図れる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の実施例を示しており、第１図は本
発明の切換方法を示すフローチャート、第２図は受信回
路の機器構成を示すブロック図、第３図は受信回路の機
能を示すブロック図、第４図はデジタル化して送る指令
信号のフォーマットの１例を示す図、第５図は無線式リ
モートコントロール装置により制御されるクレーンを設
けたトラックを前方から見た図、第６図は無線式リモー
トコントロール装置の送信側の構成を示すブロック図、
第７図は従来からの受信回路の構成を示すブロック図、
第８図は送信位置が受信アンテナに達する電波の強さに
与える影響を示す線図である。 1:トラック、2:クレーン、3:作業員、4:操作ボックス、
５、5a、5b:受信アンテナ、6:送信アンテナ、7:A/Dコン
バータ、8:演算処理回路、9:デジタル変調器、10:FM変
調器、11:増幅器、12:発振器、13:FM受信器、14:デジタ
ル復調器、15:演算処理回路、16:D/Aコンバータ、17:増
幅、FM復調器、18:切換回路、A:第一判定、B:第二判
定、C:第三判定、D:第四判定、E:第五判定、F:第六判
定。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作ボックスにより入力される指令信号を
   送る１個の送信アンテナと、この送信アンテナから送ら
   れて来る電波を受けて制御器に送る少なくとも２個の受
   信アンテナとを有する無線式リモートコントロール装置
   に於いて、受信状態の良い受信アンテナを選択し、この
   受信アンテナのみを受信状態とする、無線式リモートコ
   ントロール装置用受信アンテナの切換方法であって、送
   信アンテナから発信する電波を、特定のフォーマットを
   有するデジタル信号とし、一方の受信アンテナによる受
   信中に、上記制御器に送り込まれる信号のフォーマット
   が上記特定のフォーマットからずれた場合、並びに、制
   御器に送り込まれる信号のフォーマットが上記特定のフ
   ォーマットと一致はするが、上記制御器に送り込まれる
   信号のフォーマット中に含まれるサムデータと上記制御
   器に送り込まれた信号に基づいて上記制御器側で計算し
   たサムデータとの間に不一致が生じた場合に、上記一方
   の受信アンテナによる受信を停止し、他方の受信アンテ
   ナによる受信を開始する、無線式リモートコントロール
   装置用受信アンテナの切換方法。