JP2708143B2 - 建設車両の遠隔操縦方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オペレータの目で直接
視認できない坑道内等の箇所を走行しあるいはそこで作
業をおこなう建設車両の遠隔操縦方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
労働及び安全環境の改善が促進されつつある。その一環
として、建設車両をトンネルあるいは崖下等の安全性が
確保し難いところで作業をさせあるいはそこから所定の
位置まで走行させる場合には、無線による所謂「リモコ
ン（リモートコントロール）」（本明細書において、単
に遠隔操縦という）によって当該建設車両を操縦しよう
とする試みがなされている。

【０００３】ところが、オペレータの操縦場所から建設
車両が見通せない場合、例えば、建設車両が曲がりくね
った坑道内の先端で土砂をすくい坑道外まで搬送するよ
うな作業に従事する場合には、上述のような遠隔操縦を
しようとしても、微弱電波（電波法に規定する免許を要
しない微弱電波）では電波が全域にわたって届かず、従
って、従来の遠隔操縦では、電波の届く範囲が遠隔操縦
がおこなえる限界となっていた。また、見通せないとこ
ろで遠隔操縦をおこなう場合には、オペレータが建設車
両を操作するに当たってその周囲の状況を視認するため
に該建設車両にビデオカメラを搭載して地上側に設けた
モニターテレビに写し出しておこなう手法があるが、こ
のビデオ用の電波（本明細書において「画像情報用の電
波」ともいう）の出力が微弱電波の場合には限定されて
いるため、且つ情報量となる電波の帯域が広いことに起
因してさらに短い範囲しか正確に届かず、この結果、こ
の画像情報用の電波が遠隔操縦する範囲の限界（約１５
ｍ程度以下）を定めることとなっていた。この種先行技
術として、実開平１−５９３４２号，実開平５−７６９
４１号がある。

【０００４】本発明は、上記現況に鑑みなされたもので
あって、見通しの効かない遠隔操縦できる範囲を画期的
に広げることが可能で且つ簡単な構成からなる建設車両
の遠隔操縦方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願請求項１記載の建設
車両の遠隔操縦方法は、操縦しようとする建設車両に、
オペレータが操作するために必要な画像情報を提供する
ビデオカメラと、該ビデオカメラで得た画像情報を微弱
電波により送信する画像送信装置と、画像送信用アンテ
ナを搭載するとともに、該建設車両を操作制御するため
の操縦用受信装置と操縦受信用アンテナを搭載し、地上
側に、送られてきた上記画像情報を写しだすモニターテ
レビと、そのための画像情報受信用アンテナと、上記操
縦用受信装置に微弱電波からなる操縦制御信号を送るた
めの操縦用送信装置と、そのための操縦送信用アンテナ
を設けて、遠隔操縦する建設車両の遠隔操縦方法におい
て、画像情報の電波の到達距離より操縦制御信号の電波
の到達距離の方が長いことを利用し、上記操縦送信用ア
ンテナとこれに近接する上記画像情報受信用アンテナか
らなるアンテナ組を、建設車両が走行する道程に、該建
設車両との間で送・受信可能な距離を隔てて複数組設置
するとともに、複数の画像情報受信用アンテナからの各
受信電波の、電波強度を比較して、最も強い受信電波の
アンテナからの画像情報を選択して受信して、その画像
情報を上記モニターテレビに映し出すとともに、上記複
数の操縦送信用アンテナのうち、上記画像情報を得てい
る画像情報受信用アンテナと組になっている操縦送信用
アンテナを介して、上記操縦用送信装置の操縦制御信号
を送るよう構成したことを特徴とする。

【０００６】本願請求項２記載の建設車両の遠隔操縦装
置は、操縦しようとする建設車両に、オペレータが操作
するために必要な画像情報を提供するビデオカメラと、
該ビデオカメラで得た画像情報を微弱電波により送信す
る画像送信装置と、画像送信用アンテナを搭載するとと
もに、該建設車両を操作制御するための操縦用受信装置
と操縦受信用アンテナを搭載し、地上側に、送られてき
た上記画像情報を写しだすモニターテレビと、そのため
の画像情報受信用アンテナと、上記操縦用受信装置に微
弱電波からなる操縦制御信号を送るための操縦用送信装
置と、そのための操縦送信用アンテナを設けて、遠隔操
縦する建設車両の遠隔操縦装置において、画像情報の電
波の到達距離より操縦制御信号の電波の到達距離の方が
長いことを利用し、上記操縦送信用アンテナとこれに近
接する上記画像情報受信用アンテナからなるアンテナ組
を、建設車両が走行する道程に、該建設車両との間で送
・受信可能な距離を隔てて複数組設置するとともに、複
数の上記操縦送信用アンテナを切換手段を介して、上記
操縦用送信装置に接続し、複数の上記画像情報受信用ア
ンテナを、それら画像情報受信用アンテナからの受信電
波のうち最も強い電波のアンテナと接続するための電波
強度比較手段を備えた切換手段を介して、上記モニター
テレビと接続し、上記操縦用送信装置と接続されている
切換手段が、上記モニターテレビと接続されている切換
手段に連動して、該切換手段が選択した画像情報受信用
アンテナと組になっている操縦送信用アンテナと上記操
縦用送信装置とを接続するよう、切換動作することを特
徴とする。

【０００７】本願請求項３記載の建設車両の遠隔操縦装
置は、操縦しようとする建設車両に、オペレータが操作
するために必要な画像情報を提供するビデオカメラと、
該ビデオカメラで得た画像情報を微弱電波により送信す
る画像送信装置と、画像送信用アンテナを搭載するとと
もに、該建設車両を操作制御するための操縦用受信装置
と操縦受信用アンテナを搭載し、地上側に、送られてき
た上記画像情報を写しだすモニターテレビと、そのため
の画像情報受信用アンテナと、上記操縦用受信装置に微
弱電波からなる操縦制御信号を送るための操縦用送信装
置と、そのための操縦送信用アンテナを設けて、遠隔操
縦する建設車両の遠隔操縦装置において、画像情報の電
波の到達距離より操縦制御信号の電波の到達距離の方が
長いことを利用し、上記操縦送信用アンテナとこれに近
接する上記画像情報受信用アンテナからなるアンテナ組
を、建設車両が走行する道程に、該建設車両との間で送
・受信可能な距離を隔てて複数組設置するとともに、複
数の上記操縦送信用アンテナを切換手段を介して、上記
操縦用送信装置に接続し、複数の上記画像情報受信用ア
ンテナを、マニュアル切換スイッチ式の切換手段を介し
て、上記モニターテレビと接続し、上記操縦用送信装置
と接続されている切換手段が、上記モニターテレビと接
続されている切換手段に連動して、該切換手段が選択し
た画像情報受信用アンテナと組になっている操縦送信用
アンテナと上記操縦用送信装置とを接続するよう、切換
動作することを特徴とする。

【０００８】

【０００９】

【作用】本願請求項１記載の発明にかかる建設車両の遠
隔操縦方法によれば、建設車両の道程に設けられている
複数の画像情報受信用アンテナのうち最も強い電波を受
信している画像情報受信用アンテナを選択して受信すれ
ば、モニターテレビに鮮明な映像が得られることは勿論
のこと、この画像情報の電波より到達距離の長い操縦制
御信号の電波は確実に建設車両側に到達し、この操縦制
御信号によって確実に建設車両を操縦することが可能と
なる。

【００１０】また、本願請求項２又は３記載の発明にか
かる建設車両の遠隔操縦装置によれば、建設車両の道程
に設けられている複数の画像情報受信用アンテナのうち
最も強い電波を受けている画像情報受信用アンテナとモ
ニターテレビとを切換手段の切り換えによって接続すれ
ば、モニターテレビには、そのアンテナから鮮明な状態
の画像情報を写し出すことができ、しかも上記切換手段
に連動して操縦制御信号側の切換手段がそのアンテナと
組になっている操縦送信用アンテナと操縦用送信装置と
を接続するよう切り換えるため、常に最も強い電波状態
の操縦制御信号が建設車両側に送信され、しかもこの操
縦制御信号は上記画像情報用の電波に比べて到達距離が
長いため、モニターテレビの映像が良い状態に写し出さ
れている状態においては確実に且つ正確な制御（遠隔操
作）を建設車両側におこなうことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本願発明にかかる実施例を図面を参照
しながら具体的に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例にかかる建設車両
の遠隔操縦装置の全体の構成を示す概略構成図である。

【００１３】図１において、Ａは建設車両、Ｂはこの建
設車両が走行し且つ作業をおこなうための坑道である。

【００１４】上記建設車両Ａには、画像送信装置１と画
像送信用アンテナ２が配設されるとともに、操縦用受信
装置３と操縦受信用アンテナ４が配設されている。

【００１５】そして、上記画像送信装置１は、同じく建
設車両Ａに配設されているビデオカメラＣに接続され、
このビデオカメラＣからの画像情報を画像送信装置１及
び画像送信用アンテナ２を介して送信するよう構成され
ている。

【００１６】また、上記操縦用受信装置３は、図示しな
い建設車両の各アクチュエータ等を操作する操作制御装
置（コントローラ）に接続され、操縦受信用アンテナ４
及び操縦用受信装置３を介して受信した操縦制御信号に
基づいて建設車両を操作可能に構成されている。

【００１７】一方、上記坑道Ｂの天井部位（あるいは側
壁）には、図１に図示するように、画像情報受信用アン
テナ５と操縦送信用アンテナ６からなるアンテナ組が複
数組（図１には２組のみ図示）適宜間隔で配設されてい
る。つまり、各組の画像情報受信用アンテナ５と操縦送
信用アンテナ６は１〜２ｍ程度に近接して組になって配
設されるとともに、隣接する各アンテナ組の間隔Ｌは、
画像信号の微弱電波が確実にいずれかの画像情報受信用
アンテナ５に到達する距離に設定している。従って、例
えば、坑道が屈曲しているような箇所では、上記アンテ
ナ組の間隔Ｌの距離そのものは直線箇所に比べて絶対距
離が短くなっている。この実施例では、見通しの効く箇
所では、上記間隔Ｌは約３０ｍ程度に設定されている。

【００１８】そして、各画像情報受信用アンテナ５は、
操縦用ポジションＰ近傍に配設された切換装置８に電線
２０によって接続され、この切換装置８はさらに画像情
報の受信器９を介してモニターテレビＴに接続されてい
る。

【００１９】そして、この実施例では、上記切換装置８
には、電波の強弱を比較し最も強い電波を受信している
アンテナ５と上記受信器９を接続させる電波強度比較装
置１０を具備し、常に最も強い電波を受信しているアン
テナ５と受信器９側とを接続するよう構成されている。

【００２０】一方、上記各操縦送信用アンテナ６は、上
記操縦用ポジションＰ近傍に配設された切換装置１２を
介して、操縦用送信装置１３と電線２１によって接続さ
れている。

【００２１】この操縦用送信装置１３は、操縦用の操作
レバー等とこの操作レバー等の操作によって与えられた
操作を操縦制御信号に変えて送信するための送信装置等
で構成されている。

【００２２】そして、この実施例では、上記切換装置１
２は、上記画像情報側の切換装置８に連動して切換動作
をするよう構成されている。つまり、上記画像情報側の
切換装置８が選択した画像情報受信用アンテナ５と組を
なす操縦送信用アンテナ６が送信装置１３側と自動的に
接続されるよう構成されている。

【００２３】ところで、図１に示す実施例では、上記画
像情報受信用アンテナ５と操縦送信用アンテナ６からな
るアンテナ組は、２組表示されているが、この数は建設
車両の道程（あるいは作業エリア）によって、上記画像
情報の電波の出力との関係で、少なくとも常にモニター
テレビＴに操作に支障のない程度の画像が得られるよう
な数のアンテナ組が配設される。例えば、図２に図示す
るように、６組のアンテナ組のアンテナ５，６が配設さ
れる。

【００２４】そして、上記操縦用ポジションＰは、図１
に図示するように、坑道Ｂの入口箇所に設けられている
が、坑道Ｂの外方に建設した建屋に配設してもよい。

【００２５】しかして、このように構成された建設車両
の遠隔操縦装置は、以下に説明するように実施される。
以下、遠隔操縦方法の内容とともに、その作用を説明す
る。

【００２６】即ち、図１に図示するように、建設車両Ａ
が坑道Ｂ内を走行する際、その前方の状況は、該建設車
両Ａに搭載されているビデオカメラＣから、操縦用ポジ
ションＰのモニターテレビＴに映し出される。従って、
オペレータは、操縦用ポジションＰにあって、このモニ
ターテレビＴを介して建設車両Ａの前方の状況を視認し
ながら上記操縦用送信装置１３の操作レバー等を操作し
て建設車両Ａを操作すればよい。

【００２７】この際、図１に図示するように、建設車両
Ａがいま、第１番目のアンテナ組と第２番目のアンテナ
組の間を走行しているとすると、ビデオカメラＣで捉え
られた画像情報は、建設車両Ａの画像送信装置１及び画
像送信用アンテナ２を介して送信され、この電波は第１
番目のアンテナ組の画像情報受信用アンテナ５と第２番
目のアンテナ組の画像情報受信用アンテナ５を始め、電
波の届く範囲の各画像情報受信用アンテナ５で受信され
る。

【００２８】このように各アンテナ５で受信された電波
は、切換装置８に伝達される。この切換装置８では、電
波強度比較装置１０によって、各アンテナ５からの電波
の強さが比較され、最も強い電波を受信しているアンテ
ナ５と受信器９側とを接続する。従って、モニターテレ
ビＴには、最も電波の強い状態のアンテナ５を介して得
られた画像情報が写し出されることになる。

【００２９】そして、上記操縦制御信号側の切換装置１
２は、上記切換装置８に連動して、上記選択した画像情
報受信用アンテナ５と組をなす操縦送信用アンテナ６と
送信装置１３側とを接続するよう動作する。

【００３０】従って、モニターテレビＴに写った状況を
視認しながらおこなうオペレータの操作は、建設車両Ａ
にとって最も強い電波が送信される操縦送信用アンテナ
６を介しておこなわれることになる。この結果、モニタ
ーテレビＴに操作に支障がない程度に画像信号が送られ
ている限りにおいて、常に、それより電波状態の良い操
縦制御信号の電波は、確実に且つ正確に建設車両Ａ側の
操縦用受信装置３に伝達されることになる。

【００３１】ところで、上記実施例では、建設車両Ａ側
に操縦受信用アンテナ４と画像送信用アンテナ２が２つ
配設されているが、１つのアンテナによっておこなうこ
とも可能である。

【００３２】また、この実施例で使用されている各アン
テナは、無指向性のアンテナが使用されている。

【００３３】また、上記実施例において、ビデオカメラ
Ｃは１台であっても、建設車両の左右に２台配設して複
眼式にしてもよく、このように２台配設した場合には立
体的な画像をモニターテレビＴ側で得ることが可能とな
り、より実際に近い車両前方の状況がモニターテレビＴ
側で再現できるため操作もし易くなる。もちろん、建設
車両が後進する場合に備えて、建設車両の後方に向けた
ビデオカメラＣを１台もしくは上述のように左右に２台
配設してもよく、あるいは後進の際には前方を向いてい
たビデオカメラＣが後方に向きを変えるような構成にし
てもよい。

【００３４】また、上記説明した実施例では、画像情報
側の切換装置８は、電波強度比較装置１０を具備し、常
に最も強い電波を受信しているアンテナ５と受信器９側
とを接続するよう構成されているが、この電波強度比較
装置１０を備えることなく、上記切換装置８を手動式の
切換スイッチで構成し、あるいは上記切換装置８が電波
強度比較装置１０を備えていても、自動と手動の切換ス
イッチ等を設けて、手動側に切り換えることによって、
オペレータがモニターテレビＴの画像を視認して切換装
置８を手動操作するよう構成することもでき、この場合
には構成が簡単になり、遠隔操縦装置が安価に提供でき
ることになる。

【００３５】また、上記実施例では、操縦制御信号の電
波は、切換装置１２によって自動的に選択された操縦送
信用アンテナ６から送信されるよう構成されているが、
これに代えて、上記切換装置１２を無くし、各操縦送信
用アンテナ６からそれぞれ周波数の異なる操縦制御信号
の電波を同時に送信し、上記建設車両Ａ側の操縦用受信
装置３に電波強度比較装置を設けて、最も強い操縦制御
信号の電波を選択的に受信するよう構成することもでき
る。但し、この場合には、建設車両側の操縦用受信装置
３側に電波強度比較装置を設け且つ上記送信装置１３側
に各アンテナ６から周波数の異なる電波を出すための装
置が必要となる点で、構成が複雑になり且つ遠隔操縦装
置全体が高価になってしまう。

【００３６】

【発明の効果】しかして、本願請求項１記載の発明にか
かる建設車両の遠隔操縦方法及び請求項２記載の遠隔操
縦装置によれば、従来遠隔操縦装置が不可能であった坑
道あるいは見通しの効かない崖下等であっても、且つ操
縦用ポジションから距離が非常に離れたところであって
も、簡単に且つ正確に遠隔操縦をおこなうことができ
る。

【００３７】しかも、画像情報の電波に着目して複数の
画像情報受信用アンテナ組のうち電波の強い画像情報受
信用アンテナを選択して、この選択に連動して複数の操
縦送信用アンテナのうち上記選択された画像情報受信用
アンテナと組になっている操縦送信用アンテナを選択し
て操縦制御信号の電波を送るよう構成しているため、構
成が非常に簡単になるとともに、且つ信頼性を損なうこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例にかかる建設車両の遠隔操
縦装置の全体の構成を示す概略構成図である。

【図２】 図１に示す遠隔操縦装置においてアンテナ組
が６組である場合の機器の構成を示す概念図である。

【符号の説明】

Ａ…建設車両 Ｂ…坑道 Ｔ…モニターテレビ Ｃ…ビデオカメラ １…画像送信装置 ２…画像送信用アンテナ ３…操縦用受信装置 ４…操縦受信用アンテナ ５…画像情報受信用アンテナ ６…操縦送信用アンテナ ８…切換装置 ９…画像情報の受信器 １２…切換装置 １３…操縦用送信装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操縦しようとする建設車両に、オペレー
   タが操作するために必要な画像情報を提供するビデオカ
   メラと、該ビデオカメラで得た画像情報を微弱電波によ
   り送信する画像送信装置と、画像送信用アンテナを搭載
   するとともに、該建設車両を操作制御するための操縦用
   受信装置と操縦受信用アンテナを搭載し、 地上側に、送られてきた上記画像情報を写しだすモニタ
   ーテレビと、そのための画像情報受信用アンテナと、上
   記操縦用受信装置に微弱電波からなる操縦制御信号を送
   るための操縦用送信装置と、そのための操縦送信用アン
   テナを設けて、遠隔操縦する建設車両の遠隔操縦方法に
   おいて、画像情報の電波の到達距離より操縦制御信号の電波の到
   達距離の方が長いことを利用し、 上記操縦送信用アンテナとこれに近接する上記画像情報
   受信用アンテナからなるアンテナ組を、建設車両が走行
   する道程に、該建設車両との間で送・受信可能な距離を
   隔てて複数組設置するとともに、 複数の画像情報受信用アンテナからの各受信電波の、電
   波強度を比較して、最も強い受信電波のアンテナからの
   画像情報を選択して受信して、 その画像情報を上記モニターテレビに映し出すととも
   に、上記複数の操縦送信用アンテナのうち、 上記画像情報を
   得ている画像情報受信用アンテナと組になっている操縦
   送信用アンテナを介して、上記操縦用送信装置の操縦制
   御信号を送るよう構成したことを特徴とする建設車両の
   遠隔操縦方法。
2. 【請求項２】 操縦しようとする建設車両に、オペレー
   タが操作するために必要な画像情報を提供するビデオカ
   メラと、該ビデオカメラで得た画像情報を微弱電波によ
   り送信する画像送信装置と、画像送信用アンテナを搭載
   するとともに、該建設車両を操作制御するための操縦用
   受信装置と操縦受信用アンテナを搭載し、 地上側に、送られてきた上記画像情報を写しだすモニタ
   ーテレビと、そのための画像情報受信用アンテナと、上
   記操縦用受信装置に微弱電波からなる操縦制御信号を送
   るための操縦用送信装置と、そのための操縦送信用アン
   テナを設けて、遠隔操縦する建設車両の遠隔操縦装置に
   おいて、画像情報の電波の到達距離より操縦制御信号の電波の到
   達距離の方が長いことを利用し、 上記操縦送信用アンテナとこれに近接する上記画像情報
   受信用アンテナからなるアンテナ組を、建設車両が走行
   する道程に、該建設車両との間で送・受信可能な距離を
   隔てて複数組設置するとともに、 複数の上記操縦送信用アンテナを切換手段を介して、上
   記操縦用送信装置に接続し、 複数の上記画像情報受信用アンテナを、それら画像情報
   受信用アンテナからの受信電波のうち最も強い電波のア
   ンテナと接続するための電波強度比較手段を備えた切換
   手段を介して、上記モニターテレビと接続し、 上記操縦用送信装置と接続されている切換手段が、上記
   モニターテレビと接続されている切換手段に連動して、
   該切換手段が選択した画像情報受信用アンテナと組にな
   っている操縦送信用アンテナと上記操縦用送信装置とを
   接続するよう、切換動作することを特徴とする建設車両
   の遠隔操縦装置。
3. 【請求項３】 操縦しようとする建設車両に、オペレー
   タが操作するために必要な画像情報を提供するビデオカ
   メラと、該ビデオカメラで得た画像情報を微弱電波によ
   り送信する画像送信装置と、画像送信用アンテナを搭載
   するとともに、該建設車両を操作制御するための操縦用
   受信装置と操縦受信用アンテナを搭載し、 地上側に、送られてきた上記画像情報を写しだすモニタ
   ーテレビと、そのための画像情報受信用アンテナと、上
   記操縦用受信装置に微弱電波からなる操縦制御信号を送
   るための操縦用送信装置と、そのための操縦送信用アン
   テナを設けて、遠隔操縦する建設車両の遠隔操縦装置に
   おいて、画像情報の電波の到達距離より操縦制御信号の電波の到
   達距離の方が長いことを利用し、 上記操縦送信用アンテナとこれに近接する上記画像情報
   受信用アンテナからなるアンテナ組を、建設車両が走行
   する道程に、該建設車両との間で送・受信可能な距離を
   隔てて複数組設置するとともに、 複数の上記操縦送信用アンテナを切換手段を介して、上
   記操縦用送信装置に接続し、 複数の上記画像情報受信用アンテナを、マニュアル切換
   スイッチ式の切換手段を介して、上記モニターテレビと
   接続し、 上記操縦用送信装置と接続されている切換手段が、上記
   モニターテレビと接続されている切換手段に連動して、
   該切換手段が選択した画像情報受信用アンテナと組にな
   っている操縦送信用アンテナと上記操縦用送信装置とを
   接続するよう、切換動作することを特徴とする建設車両
   の遠隔操縦装置。