JP3022076B2 - 遠隔操縦車両用ケーブル状態制御装置 - Google Patents

遠隔操縦車両用ケーブル状態制御装置

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JP3022076B2
JP3022076B2 JP5201064A JP20106493A JP3022076B2 JP 3022076 B2 JP3022076 B2 JP 3022076B2 JP 5201064 A JP5201064 A JP 5201064A JP 20106493 A JP20106493 A JP 20106493A JP 3022076 B2 JP3022076 B2 JP 3022076B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠隔操縦車両用ケーブ
ル状態制御装置に係り、特に、操縦基地に設置した操縦
装置によりケーブルを介して遠隔操縦される遠隔操縦車
両に用いて好適な遠隔操縦車両用ケーブル状態制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、遠隔操縦車両は、例えば図１２に
示す如く、車体１００に搭載したケーブル巻取／繰出用
のケーブルドラム１０１と，所定の操縦基地に設置され
た操縦装置（図示略）との間が、操縦装置から発信され
る遠隔操縦信号等を伝送する通信用の光ファイバを内部
に収納したケーブルＣを介して接続されている。ケーブ
ルドラム１０１から繰出されたケーブルＣは、トラバー
サ１０２を介して車体後端部に支持されたガイドアーム
１０３内の１対のプーリ１０４，１０５にガイドされ、
車体後端部から地面Ｇに垂れ下がった部分が回転自在な
圧着ローラ１０６により地面Ｇに押し付けられるように
なっている。遠隔操縦車両の前進／後進走行時には、ド
ラム駆動モータ１０７によりベルト１０８を介してケー
ブルドラム１０１を回転駆動し、ケーブルドラム１０１
に対しケーブルＣを適宜繰出／巻取を行うことにより、
走行するようになっている。図中符号１０９，１１０は
車輪を示す。
【０００３】ところで、遠隔操縦車両の車体後端部から
地面に垂れ下がったケーブルは、張力が適正な場合には
符号Ｐ１で示す中立状態となるが、張力が高過ぎる場合
には符号Ｐ２で示す緊張状態となり、張力が低過ぎる場
合には符号Ｐ３で示す弛緩状態となる。また、遠隔操縦
車両の走行状態（曲進走行）に応じて、ケーブルは車体
幅方向へ振れることとなる。車体後端部から地面に垂下
したケーブルの状態（中立／緊張／弛緩の何れの状態
か，或いは何れの方向へ振れているか）を検出する方式
としては、例えばケーブルケース１０３内の所定位置に
ＣＣＤカメラを固定しておき、遠隔操縦車両の制御部
が、ＣＣＤカメラによるケーブルの画像に基づき、ケー
ブルが符号Ｐ１で示す中立状態（張力が適正な状態）を
維持するようにプーリ１０４，１０５駆動用のモータ
（図示略）やドラム駆動モータを駆動制御したり、ガイ
ドアームがケーブルの振れの方向に追従するようにアー
ム駆動モータ（図示略）を駆動制御する方式が考えられ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術においては、ＣＣＤカメラを構成するＣＣＤ
素子は、その特性上から分解能が低いため、ケーブルの
たるみの度合いや振れの方向を高精度で検出することが
できないという問題がある。また、ＣＣＤカメラの出力
信号には種々の情報が重畳されているため、ＣＣＤカメ
ラの出力信号から画像処理に必要な信号を抽出するため
の処理装置が必要となり、この結果、ＣＣＤカメラを中
心とした画像処理機構が大型化して遠隔操縦車両自体の
小型化に支障を来すという問題がある。更に、ＣＣＤカ
メラの出力信号に基づく画像処理には、前述した信号抽
出のために時間がかかるため、プーリ駆動モータやアー
ム駆動モータの制御に遅れが発生し、この結果、ケーブ
ルの張力を適正な状態に保ったりガイドアームをケーブ
ルの振れの方向へ追従させる制御をリアルタイムで行う
ことができないという問題が生ずる。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に、遠隔操縦車両の車体後端部から地面に垂
下したケーブルのたるみ状態や振れの方向を高精度で検
出することにより、ケーブルのたるみ量を適正なたるみ
量に調整すると共に，ケーブルの振れの方向にガイドア
ームを的確に追従させることを可能とした遠隔操縦車両
用ケーブル状態制御装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、遠隔操縦車両
の後進方向へ突出され，且つ車体幅方向へ揺動自在に車
体後端部に軸支されると共に前記遠隔操縦車両に搭載さ
れたケーブルをガイドするガイドアームと、該ガイドア
ームを駆動するアーム駆動モータと、前記ガイドアーム
に付設されケーブルを挟持するガイドプーリと、該ガイ
ドプーリを回転駆動するプーリ駆動モータとを備え、前
記ガイドアーム後端部から地面上へ垂下したケーブルの
垂下部分に光を照射する光照射手段と、該光照射手段に
より光が照射されたケーブルを撮影する撮影手段と、前
記各モータ及び前記各手段の動作を制御する制御手段と
を具備し、該制御手段が、前記撮影手段による撮影画像
に基づき前記ケーブルの垂下部分のたるみの度合い及び
当該ケーブルの車体幅方向への振れの度合いを判定する
ケーブル状態判定機能と、前記ケーブルの垂下部分のた
るみの度合いに応じて前記プーリ駆動モータの動作を制
御し当該ケーブルの垂下部分のたるみの度合いを調整す
るケーブル張力調整機能と、前記ケーブルの車体幅方向
への振れの度合いに応じて前記アーム駆動モータの動作
を制御し前記ガイドアームの駆動方向を制御するガイド
アーム制御機能とを備えた構成としている。これによ
り、前述した目的を達成しようとするものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、遠隔操縦車両の走行時におい
て、ガイドアーム後端部から地面上に垂下したケーブル
の垂下部分に対し光照射手段から光を照射すると、撮影
手段は、光が照射されたケーブルを撮影する。これによ
り、制御手段は、光が照射されたケーブルの撮影画像に
基づき、ケーブルの垂下部分のたるみの度合いとケーブ
ルの車体幅方向への振れの度合いとを判定する。更に、
制御手段は、ケーブルの垂下部分のたるみの度合いに基
づき、プーリ駆動モータの動作を制御し、ケーブルの垂
下部分のたるみの度合いを調整する。更に、制御手段
は、ケーブルの車体幅方向への振れの度合いに基づき、
アーム駆動モータの動作を制御し、ガイドアームの駆動
方向を制御する。これにより、リアルタイムでケーブル
のたるみ量を適正なたるみ量に調整することができると
共に，ケーブルの振れの方向にガイドアームを追従させ
ることが可能となる。従って、遠隔操縦車両の前進走行
時には車両走行経路の略中心線に沿った地面上にケーブ
ルを繰出しながら前進走行させることが可能となり、遠
隔操縦車両の後進走行時には車両走行経路の略中心線に
沿った地面上に載置されているケーブルを巻取りながら
後進走行させることが可能となる。この結果、遠隔操縦
車両の操縦性を向上させることが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を適用してなる第１実施例及び
第２実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】（１）第１実施例。 本第１実施例における遠隔操縦車両の構成を図１及び図
２に基づき説明すると、遠隔操縦車両１は、所定の操縦
基地に設置された操縦装置による遠隔操縦により１個の
前輪２と，２個の後輪３を介して屋外を走行するように
なっており、車体４には、前輪２を操舵するステアリン
グ機構，後輪３を回転させる後輪駆動モータ，操縦装置
から遠隔操縦信号等が伝送される光ファイバを収納した
光ファイバケーブルＣ（以下ケーブルと略称）の巻取／
繰出が行われるケーブルドラム６，ケーブルドラム６を
回転駆動するドラム駆動モータ７，車両各部を制御する
後述の制御部５２等を収納した制御ボックス８等が装備
されている。
【００１０】遠隔操縦車両１の構成を詳述すると、車体
４の上面部には、１対の支持板９，１０が一体に垂設さ
れると共に、両支持板９，１０の間には、取付軸１１が
水平に配設されており、取付軸１１には、ケーブルドラ
ム６が支持されている。また、両支持板９，１０の間に
は、ガイド軸１２，１３が水平に配設されており、ガイ
ド軸１２には、トラバーサ１４が当該ガイド軸方向へ移
動自在に支持されている。トラバーサ１４は、ガイド軸
１２の軸方向へ移動してケーブルＣを当該ガイド軸方向
へ適宜振らせることにより、ケーブルドラム６にケーブ
ルＣを均一な状態で巻取らせるようになっている。
【００１１】トラバーサ１４の近傍には、取付軸（図示
略）を介してケーブル密着プーリ１５が配設されると共
に、取付軸（図示略）を介して一方向回転抵抗プーリ１
６及び一方向クラッチ付ロータリダンパ（図示略）が配
設されている。ケーブル密着プーリ１５は、一方向回転
抵抗プーリ１６と協働してケーブルＣを挟持すると共に
ケーブルＣを一方向回転抵抗プーリ１６側へ常時付勢す
るようになっている。一方向回転抵抗プーリ１６は、ケ
ーブル繰出時にはケーブルＣに摩擦力を付与せずケーブ
ルドラム６から円滑に繰出す機能を有し、ケーブル巻取
時にはロータリダンパの作用によりケーブルＣに適度な
摩擦力を付与しケーブルドラム６に緊密に巻取らせる機
能を有している。
【００１２】車体４の上面部のケーブルドラム近傍に
は、ケーブルドラム及びトラバーサ駆動用のドラム駆動
モータ７が配設されており、ドラム駆動モータ７の駆動
軸１７に装着されたプーリ１８とケーブルドラム６の取
付軸１１に装着されたプーリ１９との間には、無端ベル
ト２０が巻き掛けされると共に、取付軸１１に装着され
たプーリ２１とガイド軸１２に装着されたプーリ２２と
の間には、無端ベルト２３が巻き掛けされている。ドラ
ム駆動モータ７の駆動時には、前述した機構によりケー
ブルドラム６が回転すると共にトラバーサ１４がガイド
軸方向へ移動するようになっている。
【００１３】また、ケーブルドラム６の取付軸１１のプ
ーリ１９，２１取付側と反対側の軸方向端部には、ロー
タリジョイント（図示略）が装着されており、ケーブル
ドラム６の内部から引出されたケーブルＣは、当該ロー
タリジョイントを介して車体４の適所に配設された通信
系統へ接続されている。
【００１４】車体４の後端部の幅方向中央部には、支持
機構２４を介して第１アーム２５が後述のアーム駆動モ
ータ６０により図中矢印方向へ回動自在に配設されてお
り、第１アーム２５は、後述のアーム駆動モータ６０の
非駆動時には、前輪２と支持機構２４とを結んだ車体中
心線と一致するように設定されている。支持機構２４の
下方部には、振れ角検出用ポテンショメータ２６が配設
されており、回動時における第１アーム２５の振れ角を
検出するようになっている。
【００１５】更に、車体４の後端部の幅方向一方の端部
側には、アーム駆動モータ６０が配設されると共に、当
該アーム駆動モータ６０の駆動軸６１には、回動部材６
２の一端部が固定されている。更に、回動部材６２の他
端部には、取付軸６３を介してロッド６４の一端部が当
該取付軸６３を中心として回動自在に装着されると共
に、当該ロッド６４の他端部は、第１アーム２５の板面
に対し垂直状態に当該第１アーム２５の側部に配設され
た取付軸６５に回動自在に装着されている。
【００１６】遠隔操縦車両１の旋回時には、後述の制御
部５１の制御によりアーム駆動モータ６０が駆動される
と回動部材６２が矢印方向へ回動するため、第１アーム
２５は、ロッド６４を介して回動部材６２と共に矢印方
向へ回動するようになっている。この場合、第１アーム
２５のロッド６４取付側と反対側には、原位置復帰用バ
ネ（図示略）が配設されており、アーム駆動モータ６０
の非駆動時には、第１アーム２５を上述した車体中心線
と一致する位置に復帰させるようになっている。
【００１７】第１アーム２５の基端部側上面部には、ケ
ーブルＣをガイドする１対のガイドプーリ２７，２８が
取付軸２７ａ，２８ａを介して配設されると共に、第１
アーム２５の中央側上面部には、取付軸２９ａ，取付部
材２９ｂ，取付軸２９ｃを介してダンスローラ３０が配
設されている。第１アーム２５の取付軸２９ａには、ダ
ンスローラ３０のハンチング防止用のロータリダンパ３
１が配設されると共に、取付軸２９ａの下方部には、張
力検出用ポテンショメータ３２が配設されており、ケー
ブルＣの張力を検出するようになっている。この場合、
ダンスローラ３０，取付部材２９ｂ，張力検出用ポテン
ショメータ３２等がケーブル張力検出部５４を構成して
いる。
【００１８】また、第１アーム２５の先端部側上面部に
は、ケーブルＣをガイドする１対のガイドプーリ３３，
３４が取付軸３３ａ，３４ａを介して配設されている。
更に、第１アーム２５の先端部側と取付部材２９ｂとの
間には、スプリング３５が張設されている。張力検出用
ポテンショメータ３２は、取付部材２９ｂの揺動角度に
基づきケーブルＣの張力を検出するようになっている。
【００１９】第１アーム２５の最先端部には、取付軸３
６を介して第２アーム３７が垂直方向へ回動自在に配設
されており、第１アーム２５及び第２アーム３７が、ケ
ーブルＣをガイドするガイドアーム５０としての機能を
有している。第２アーム３７の基端部側と第１アーム２
５の先端部側との間には、振動吸収用のサスペンション
３８が装着されている。第２アーム３７の基端部側の側
面部には、ケーブルＣをガイドする１対のガイドプーリ
３９，４０が取付軸３９ａ，４０ａを介して配設されて
いる。
【００２０】ガイドプーリ３９の取付軸３９ａと第２ア
ーム３７に固定された支持部材４１との間には、ガイド
プーリ３９をガイドプーリ４０側へ付勢するバネ４２が
張設され、ガイドプーリ４０の取付軸４０ａには、プー
リ駆動モータ４３が取付けられている。プーリ駆動モー
タ４３は、図中時計方向へ正転駆動又は図中反時計方向
へ逆転駆動されるようになっており、正転時にはケーブ
ルＣがケーブルドラム６へ巻取られ、逆転時にはケーブ
ルＣがケーブルドラム６から繰出されるようになってい
る。
【００２１】ケーブルドラム６から繰出されたケーブル
Ｃは、第１アーム２５及び第２アーム３７から構成され
るガイドアーム５０によりガイドされ、自重により地面
に垂れ下がるようになっている。地面に垂れ下がったケ
ーブルＣは、操縦基地の操縦装置へ接続されている。即
ち、遠隔操縦車両１は、車体２の後端部から地面に垂れ
下がったケーブルＣが地面を引き摺るような状態で走行
するようになっている。
【００２２】また、第２アーム３７には、取付部材４４
を介してＰＳＤ（位置検出素子）を内蔵した２次元カメ
ラ４５がレンズ面を下方へ向けた状態で配設されると共
に、取付部材４６を介してレーザ投光器４７がレーザ投
光面を第２アーム３７の先端方向側へ向けた状態で配設
されており、第２アーム３７には、取付部材４８を介し
てミラー４９が反射面をレーザ投光器４７のレーザ投光
面側へ向けた状態で配設されている。この場合、レーザ
投光器４７，ミラー４９は、プーリ３９，４０から地面
上に垂下状態にあるケーブルＣに対しスリットレーザ光
を放射可能な状態に配置されている。
【００２３】更に、第２アーム３７の先端部には、取付
軸５５を介して第１ステイ５６が第２アーム３７の板面
と平行な面内で回動自在（図２矢印参照）に装着される
と共に、第１ステイ５６の下端部には、取付軸５７を介
して第２ステイ５８が第２アーム３７の板面に対し直角
方向へ回動自在（図２矢印参照）に装着されており、更
に、第２ステイ５８の下端部には、ケーブルＣの挿通が
可能な支持リング５９が一体に設けられている。ケーブ
ルドラム６からガイドプーリ３９，４０等を介して繰出
されたケーブルＣは、支持リング５９により支持され地
面上へ垂れ下がるようになっている。
【００２４】２次元ＰＳＤカメラに内蔵されているＰＳ
Ｄは、シリコンの表面に形成されたＰ層と，裏面に形成
されたＮ層と，Ｐ層及びＮ層の間に形成されたＩ層との
３層構造となっており、ＰＳＤへ入射した光を光電変換
し、Ｐ層に装着した電極から光電流を出力する位置検出
素子であり、高い分解能と早い応答性とを有する特徴を
備えている。
【００２５】レーザ投光器４７は、スリットレーザ光を
発射するものであり、発射したスリットレーザ光はミラ
ー４９の反射面で反射され、ガイドプーリ３９，４０及
び支持リング５９間に位置するケーブルＣに対し放射さ
れるようになっている。２次元ＰＳＤカメラ４５は、レ
ーザ投光器４７からミラー４９を介してケーブルＣへ放
射されたスリットレーザ光が当該ケーブルＣの表面の１
点で反射した際に生ずる輝点を計測し、計測した輝点
（光）を電流に変換して出力するようになっている。こ
の場合、２次元ＰＳＤカメラ４５の画角θ（図３参照）
は、ケーブルＣのたるみ或いは振れに伴い当該ケーブル
表面に生じた輝点を計測可能な角度に設定されている。
【００２６】ここで、２次元ＰＳＤカメラ４５によりケ
ーブルＣのたるみ状態や振れの方向を計測する場合の原
理を図３乃至図６に基づき説明する。先ず、ケーブルＣ
のたるみ状態を計測する場合は、図３に示す如く、レー
ザ投光器４７から発射したスリットレーザ光がミラー４
９で反射してケーブルＣの垂下部分に放射されるが、ケ
ーブルＣが張力の適正な中立状態Ｐ１にある時は当該ケ
ーブルＣの表面に輝点Ｋ１が生じ、ケーブルＣが張力の
高い緊張状態Ｐ２にある時は当該ケーブルＣの表面に輝
点Ｋ２が生じ、ケーブルＣが張力の低い弛緩状態Ｐ３に
ある時は当該ケーブルＣの表面に輝点Ｋ３が生ずるよう
になっている。
【００２７】即ち、遠隔操縦車両１の走行路面状況等に
より、ケーブルＣの張力が変化するに伴い当該ケーブル
Ｃの表面で反射する輝点も移動するため、２次元ＰＳＤ
カメラ４５により、ケーブルＣの中立状態Ｐ１，緊張状
態Ｐ２，弛緩状態Ｐ３における輝点Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３
は、２次元ＰＳＤカメラの画角に対して図４に示す如く
計測されるようになっている。
【００２８】他方、ケーブルの振れの方向を計測する場
合は、レーザ投光器４７から発射したスリットレーザ光
がミラー４９で反射してケーブルＣの垂下部分に放射さ
れるが、図５に示す如く、ケーブルＣが遠隔操縦車両１
の車体の軸方向中心線に対して平行状態Ｐ１’にある時
は当該ケーブルＣの表面に輝点Ｋ１’が生じ、ケーブル
Ｃが車両前進方向に対して右側へ振れた状態Ｐ２’にあ
る時は当該ケーブルＣの表面に輝点Ｋ２’が生じ、ケー
ブルＣが車両前進方向に対して左側へ振れた状態Ｐ３’
にある時は当該ケーブルＣの表面に輝点Ｋ３’が生ずる
ようになっている。
【００２９】即ち、遠隔操縦車両１の走行状況（直進走
行／曲進走行）により、ケーブルＣが車体幅方向へ振れ
るに伴い当該ケーブルＣの表面で反射する輝点も移動す
るため、２次元ＰＳＤカメラ４５により、ケーブルＣの
状態Ｐ１’，右側へ振れた状態Ｐ２’，左側へ振れた状
態Ｐ３’における輝点Ｋ１’，Ｋ２’，Ｋ３’は、２次
元ＰＳＤカメラの画角に対し図６に示す如く計測される
ようになっている。
【００３０】次に、本第１実施例における遠隔操縦車両
１の要部の制御系の構成を図３に基づき説明すると、車
体４に装備された制御ボックス８の内部には、制御部５
１及び記憶部５２が配設されており、制御部５１は、レ
ーザ投光器４７へレーザ発射指令信号を出力し当該レー
ザ投光器４７によるスリットレーザ光の発射を制御し、
２次元ＰＳＤカメラ４５から出力されるケーブルＣ表面
の輝点計測信号に基づき当該ケーブルＣのたるみ状態や
振れ方向を算定するようになっている。また、制御部５
１は、モータドライバを介してプーリ駆動モータ４３の
動作を制御し、アクチュエータドライバを介してアーム
駆動モータ５３の動作を制御し、モータドライバを介し
てドラム駆動モータ７の動作を制御するようになってい
る。
【００３１】これを詳述すると、制御部５１は、２次元
ＰＳＤカメラ４５の計測結果に基づき算定したケーブル
Ｃのたるみや振れ方向に基づき、ドラム駆動モータ７及
びプーリ駆動モータ４３の回転数及び回転方向を制御し
てガイドプーリ３９，４０及び支持リング５９間におけ
るケーブルＣのたるみが適正な状態となるようにケーブ
ルＣの適宜巻取／繰出を行うと共に、アーム駆動モータ
５３を制御してガイドアーム５０がケーブルＣの振れ方
向に追従するように当該ガイドアーム５０を揺動させる
ようになっている。更に、制御部５１は、ケーブルＣの
引き込み時と送り出し時とにおいてプーリ駆動モータ４
３，ドラム駆動モータ７の回転数を補正して、引き込み
時と送り出し時とにおけるケーブルＣのたるみが適正と
なるように制御するようになっている。
【００３２】また、記憶部５２には、２次元ＰＳＤカメ
ラ４５から制御部５１へ出力された計測信号に基づく計
測データ，ガイドプーリ３９，４０及び支持リング５９
間におけるケーブルＣの適正たるみ量に関するデータ，
後述する図９の制御におけるドラム駆動モータ７の巻取
速度／繰出速度に関するデータ，ケーブルＣの垂下部分
のたるみの度合いに基づく当該ケーブルＣの引き込み時
または送り出し時におけるプーリ駆動モータ４３，ドラ
ム駆動モータ７の回転補正制御量に関するデータ等が記
憶されるようになっている。
【００３３】従って、本第１実施例では、ケーブルドラ
ム６に対するケーブルの巻取時及び繰出時には、ケーブ
ルドラム６とガイドプーリ３９，４０との間のケーブル
の張力が適正に保持されながら、ガイドプーリ３９，４
０及び支持リング５９間におけるケーブルの張力が適正
な張力（緊張状態と弛緩状態との中間の中立状態の張
力）に保持されるようになっている。これにより、遠隔
操縦車両１の前進走行時には、遠隔操縦車両１の走行経
路の略中心線に沿った地面上にケーブルを繰出しながら
前進走行するようになっている。また、遠隔操縦車両１
の後進走行時には、遠隔操縦車両１の走行経路の略中心
線に沿った地面上に載置されているケーブルを巻取りな
がら後進走行するようになっている。
【００３４】次に、上記の如く構成した本第１実施例に
おける動作を図８及び図９に基づき説明する。
【００３５】「全体の制御動作」（図８） 遠隔操縦車両１の制御部５１は、レーザ投光器４７へレ
ーザ発射指令信号を出力すると、レーザ投光器４７は、
ミラー４９の反射面へ向けてスリットレーザ光を発射す
る（ステップＳＡ１）。レーザ投光器４７から発射され
たスリットレーザ光は、ミラー４９の反射面で反射され
た後、ガイドプーリ３９，４０及び支持リング５９間に
位置するケーブルＣに対して放射される（ステップＳＡ
２）。
【００３６】これにより、ケーブルＣが、張力の適正な
中立状態Ｐ１，張力の高い緊張状態Ｐ２，張力の低い弛
緩状態Ｐ３，遠隔操縦車両１の車体の軸方向中心線に対
して平行状態Ｐ１’，車両前方に対して右側へ振れた状
態Ｐ２’，車両前方に対して左側へ振れた状態Ｐ３’の
内の何れの状態にあるかに応じ、２次元ＰＳＤカメラ４
５の画角内においてケーブルＣの表面の１点が反射する
（ステップＳＡ３）。この場合、レーザ投光器４７の代
わりにＬＥＤを使用した時は、ケーブルＣの表面の所定
範囲で光が反射する。
【００３７】２次元ＰＳＤカメラ４５の画角内でケーブ
ルＣの表面の１点が反射することにより、当該ケーブル
Ｃからの反射光が２次元ＰＳＤカメラ４５のＰＳＤ上に
投影される（ステップＳＡ４）。
【００３８】これにより、ケーブルＣが張力の適正な中
立状態Ｐ１にある時は当該ケーブルＣの表面に生じた輝
点Ｋ１、またはケーブルＣが張力の高い緊張状態Ｐ２に
ある時は当該ケーブルＣの表面に生じた輝点Ｋ２、また
はケーブルＣが張力の低い弛緩状態Ｐ３にある時は当該
ケーブルＣの表面に生じた輝点Ｋ３に対応した計測信号
が、２次元ＰＳＤカメラ４５から制御部５１へ出力され
る。
【００３９】また、ケーブルＣが遠隔操縦車両１の車体
の軸方向中心線に対して平行状態Ｐ１’にある時は当該
ケーブルＣの表面に生じた輝点Ｋ１’、またはケーブル
Ｃが車両前進方向に対して右側へ振れた状態Ｐ２’にあ
る時は当該ケーブルＣの表面に生じた輝点Ｋ２’、また
はケーブルＣが車両前進方向に対して左側へ振れた状態
Ｐ３’にある時は当該ケーブルＣの表面に生じた輝点Ｋ
３’に対応した計測信号が、２次元ＰＳＤカメラ４５か
ら制御部５１へ出力される（ステップＳＡ５）。この場
合、レーザ投光器４７の代わりにＬＥＤを使用した時
は、ケーブルＣの表面の反射光の重心位置に対応した信
号が出力される。
【００４０】２次元ＰＳＤカメラ４５がケーブルＣのた
るみや振れ方向を計測し、計測信号を制御部５１へ出力
すると、制御部５１は、ケーブルＣのたるみや振れ方向
に基づき、ドラム駆動モータ７及びプーリ駆動モータ４
３の回転数及び回転方向を制御してケーブルＣのたるみ
が適正な状態となるようにケーブルＣの適宜巻取／繰出
を行うと共に、アーム駆動モータ５３を制御してガイド
アーム５０がケーブルＣの振れ方向に追従するように当
該ガイドアーム５０を揺動させる（ステップＳＡ６）。
これについては、図９で詳述する。
【００４１】制御部５１によるドラム駆動モータ７，プ
ーリ駆動モータ４３，アーム駆動モータ５３の制御によ
り、ガイドプーリ３９，４０及び支持リング５９間にお
けるケーブルＣは、張力の高い緊張状態または張力の低
い弛緩状態から張力の適正な中立状態に制御され、ま
た、車両後端部から後方のケーブルＣは、ガイドアーム
５０の揺動した方向に沿ってガイドされる（ステップＳ
Ａ７）。
【００４２】「モータ制御に係る制御動作」（図９） 制御部５１は、２次元ＰＳＤカメラ４５の出力に基づ
き、２次元ＰＳＤカメラ４５の画角内で輝点（重心点）
が上方にあるか否かを判定し（ステップＳＢ１）、輝点
（重心点）が上方にある場合は、ケーブルＣのたるみ量
が適正たるみ量より多いと判断し、プーリ駆動モータ４
３を制御してケーブルＣをケーブルドラム側へ巻取ら
せ、ケーブルＣを適正なたるみ量とする（ステップＳＢ
２）。
【００４３】次に、制御部５１は、ケーブルドラム６か
らケーブルＣが繰出動作中か巻取動作中かを判定し（ス
テップＳＢ３）、巻取動作中の場合は、ドラム駆動モー
タ７を制御して当該ドラム駆動モータ７によるケーブル
ドラム６に対するケーブルＣの巻取速度を上昇させる一
方（ステップＳＢ４）、繰出動作中の場合は、ドラム駆
動モータ７を制御して当該ドラム駆動モータ７によるケ
ーブルドラム６に対するケーブルＣの繰出速度を低下さ
せる（ステップＳＢ５）。
【００４４】次に、制御部５１は、２次元ＰＳＤカメラ
４５の出力に基づき、２次元ＰＳＤカメラ４５の画角内
で輝点（重心点）が右側にあるか左側にあるか判定し
（ステップＳＢ６）、輝点（重心点）が左側にある場合
は、ケーブルＣが車体前方に対して左側へ振れていると
判断し、アーム駆動モータ５３を制御してガイドアーム
５０を車両前方に対して左側へ振らせる一方（ステップ
ＳＢ７）、輝点（重心点）が右側にある場合は、ケーブ
ルＣが車体前方に対して右側へ振れていると判断し、ア
ーム駆動モータ５３を制御してガイドアーム５０を車両
前方に対して右側へ振らせる（ステップＳＢ８）。
【００４５】他方、制御部５１は、上記ステップＳＢ１
の判定で２次元ＰＳＤカメラ４５の画角内で輝点（重心
点）が上方にない場合は、ケーブルＣのたるみ量が適正
たるみ量より少ないと判断し、プーリ駆動モータ４３を
制御してケーブルＣをケーブルドラム６から繰出させ、
ケーブルＣを適正なたるみ量とする（ステップＳＢ
９）。
【００４６】次に、制御部５１は、ケーブルドラム６か
らケーブルＣが繰出動作中か巻取動作中かを判定し（ス
テップＳＢ１０）、繰出動作中の場合は、ドラム駆動モ
ータ７を制御して当該ドラム駆動モータ７によるケーブ
ルドラム６に対するケーブルＣの繰出速度を上昇させる
一方（ステップＳＢ１１）、巻取動作中の場合は、ドラ
ム駆動モータ７を制御して当該ドラム駆動モータ７によ
るケーブルドラム６に対するケーブルＣの巻取速度を低
下させる（ステップＳＢ１２）。この後、ステップＳＢ
６以降の処理を実行する。
【００４７】上述したように、本第１実施例によれば、
遠隔操縦車両１のガイドプーリ３９，４０及び支持リン
グ５９間に位置するケーブルに対しレーザ投光器４７か
らスリットレーザ光を照射し，当該ケーブル表面に生じ
た輝点を２次元ＰＳＤカメラ４５で計測し，計測結果に
基づき，ケーブルの巻取／繰出を適宜制御すると共にガ
イドアーム５０をケーブルの振れ方向へ揺動させるた
め、リアルタイムでケーブルのたるみを適正なたるみ量
に調整することができると共に，ケーブルの振れの方向
にガイドアームを追従させることが可能となる。
【００４８】従って、遠隔操縦車両１の前進走行時に
は、車両走行経路の略中心線に沿った地面上にケーブル
を繰出しながら前進走行させることが可能となり、遠隔
操縦車両１の後進走行時には、車両走行経路の略中心線
に沿った地面上に載置されているケーブルを巻取りなが
ら後進走行させることが可能となるため、遠隔操縦車両
１の操縦性を向上させることができる。
【００４９】また、２次元ＰＳＤカメラ４５を使用して
ケーブルの光照射部分の輝点を計測するため、従来の如
くＣＣＤカメラを使用した場合と比較し、２次元ＰＳＤ
カメラ４５が有する高い分解能と早い応答性により、ケ
ーブルのたるみ状態や振れの方向を高精度で検出するこ
とが可能となる。
【００５０】（２）第２実施例。 図１０は本第２実施例における遠隔操縦車両の要部の制
御系の構成を示す図であり、ケーブルに光を照射する光
源として、レーザ投光器の代わりに例えばＬＥＤ（発光
ダイオード）７０を使用した場合の例である。光源とし
て使用しているＬＥＤ７０以外の構成は、上記第１実施
例と同様であるため説明を省略する。この場合、車体後
端部から地面上に垂下状態にあるケーブルに対し放射状
に光を拡散する光源であれば、ＬＥＤに限定されるもの
ではない。
【００５１】図１１はＬＥＤ７０からガイドプーリ及び
ガイドローラ（図示略）間に位置するケーブルに対し光
を照射した場合の例であり、ＬＥＤ７０から発射した光
は放射状に拡散するため、ケーブルＣの表面にはレーザ
投光器使用時のように輝点では無く輝線（図中斜線箇
所）として表れることとなり、２次元ＰＳＤカメラ４５
の画角内では、輝線が計測される。
【００５２】従って、ケーブルＣが遠隔操縦車両の車体
の軸方向中心線に対して平行状態Ｐ１’にある時は当該
ケーブルＣ上の光の重心点Ｇ１’、またはケーブルＣが
車両前方に対して右側へ振れた状態Ｐ２’にある時は当
該ケーブルＣ上の光の重心点２’、またはケーブルＣが
車両前方に対して左側へ振れた状態Ｐ３’にある時は当
該ケーブルＣ上の重心点Ｇ３’が、２次元ＰＳＤカメラ
４５から制御部５１へ出力されることとなる。また、ケ
ーブルＣが張力の適正な中立状態，張力の高い緊張状
態，張力の低い弛緩状態の場合も同様である。
【００５３】本第２実施例においても、上記第１実施例
における図８及び図９の処理と同様の処理でケーブルの
たるみ状態や振れ方向を高精度で検出することができる
ため、上記第１実施例と同様に、遠隔操縦車両の前進走
行時には、車両走行経路の略中心線に沿った地面上にケ
ーブルを繰出しながら前進走行させることが可能とな
り、遠隔操縦車両の後進走行時には、車両走行経路の略
中心線に沿った地面上に載置されているケーブルを巻取
りながら後進走行させることが可能となる。この結果、
遠隔操縦車両１の操縦性を向上させることができる。
【００５４】また、本第２実施例によれば、光を放射状
に拡散する光源（例えばＬＥＤ）を使用しているため、
コリメート光やスリット光を作成する必要が無い，コリ
メート光やスリット光の使用が不要であるため光学系の
小型軽量化を図ることができる，ケーブル表面に照射さ
れる光の面積が大きいため光源のパワーが小さくて済
む，光源のパワーが小さくて済むため光源駆動用のドラ
イバを小型化することができる，光源駆動用のドライバ
の小型化により消費電力を低減することができる，等の
利点がある。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の遠隔操縦
車両用ケーブル状態制御装置によれば、ケーブルの垂下
部分のたるみの度合いに応じプーリ駆動モータの動作を
制御してケーブルの垂下部分のたるみの度合いを調整
し，ケーブルの車体幅方向への振れの度合いに応じアー
ム駆動モータの動作を制御してガイドアームの作動方向
を制御するため、ケーブルの垂下部分のたるみ量を適正
なたるみ量に調整することが可能となると共に，ケーブ
ルの振れの方向にガイドアームを追従させることが可能
となり、従って、遠隔操縦車両の前進走行時には車両走
行経路の略中心線に沿った地面上にケーブルを繰出しな
がら前進走行させることが可能となり、遠隔操縦車両の
後進走行時には車両走行経路の略中心線に沿った地面上
に載置されているケーブルを巻取りながら後進走行させ
ることが可能となり、この結果、遠隔操縦車両の操縦性
を向上させることができる、という効果を奏することが
できる。
【００５６】また、本発明において、ケーブルの垂下部
分のたるみの度合いに応じプーリ駆動モータ及びドラム
駆動モータの動作を制御するようにした場合には、ケー
ブルの垂下部分におけるたるみ及びケーブルドラムとガ
イドプーリとの間におけるケーブルのたるみ調整を的確
に行うことが可能となり、従って、上記と同様に、遠隔
操縦車両の前進走行時には車両走行経路の略中心線に沿
った地面上にケーブルを繰出しながら前進走行させるこ
とが可能となり、遠隔操縦車両の後進走行時には車両走
行経路の略中心線に沿った地面上に載置されているケー
ブルを巻取りながら後進走行させることが可能となり、
遠隔操縦車両の操縦性を向上させることができる、とい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における遠隔操縦車両の全
体構成を示す概略斜視図である。
【図２】第１実施例におけるレーザ投光器・ミラー・２
次元ＰＳＤカメラの配置構成を示す説明図である。
【図３】第１実施例におけるケーブルのたるみ状態及び
輝点を示す説明図である。
【図４】第１実施例における２次元ＰＳＤカメラの画角
上における輝点を示す説明図である。
【図５】第１実施例におけるケーブルの振れ方向及び輝
点を示す説明図である。
【図６】第１実施例における２次元ＰＳＤカメラの画角
上における輝点を示す説明図である。
【図７】第１実施例における制御系の構成を示すブロッ
ク図である。
【図８】第１実施例における全体動作を示す流れ図であ
る。
【図９】第１実施例におけるモータ制御動作を示す流れ
図である。
【図１０】第２実施例における制御系の構成を示すブロ
ック図である。
【図１１】第２実施例におけるケーブルの振れ方向及び
重心点を示す説明図である。
【図１２】従来例における遠隔操縦車両の構成を示す概
略斜視図である。
【符号の説明】
１ 遠隔操縦車両 ４ 車体 ６ ケーブルドラム ７ ドラム駆動モータ ３９，４０ ガイドプーリ ４３ プーリ駆動モータ ４５ 撮影手段としての２次元ＰＳＤカメラ ４７ 光照射手段としてのレーザ投光器 ５１ 制御手段としての制御部 ５０ ガイドアーム ６０ アーム駆動モータ ７０ 光照射手段としてのＬＥＤ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−35182（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−263508（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288577（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−255896（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−144870（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65H 59/00 - 59/40 B65H 75/34 - 75/50 B60P 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 遠隔操縦車両の後進方向へ突出され，且
    つ車体幅方向へ揺動自在に車体後端部に軸支されると共
    に前記遠隔操縦車両に搭載されたケーブルをガイドする
    ガイドアームと、該ガイドアームを駆動するアーム駆動
    モータと、前記ガイドアームに付設されケーブルを挟持
    するガイドプーリと、該ガイドプーリを回転駆動するプ
    ーリ駆動モータとを備え、 前記ガイドアーム後端部から地面上へ垂下したケーブル
    の垂下部分に光を照射する光照射手段と、該光照射手段
    により光が照射されたケーブルを撮影する撮影手段と、
    前記各モータ及び前記各手段の動作を制御する制御手段
    とを具備し、 該制御手段が、前記撮影手段による撮影画像に基づき前
    記ケーブルの垂下部分のたるみの度合い及び当該ケーブ
    ルの車体幅方向への振れの度合いを判定するケーブル状
    態判定機能と、前記ケーブルの垂下部分のたるみの度合
    いに応じて前記プーリ駆動モータの動作を制御し当該ケ
    ーブルの垂下部分のたるみの度合いを調整するケーブル
    張力調整機能と、前記ケーブルの車体幅方向への振れの
    度合いに応じて前記アーム駆動モータの動作を制御し前
    記ガイドアームの駆動方向を制御するガイドアーム制御
    機能とを備えていることを特徴とする遠隔操縦車両用ケ
    ーブル状態制御装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段のケーブル張力調整機能
    が、前記プーリ駆動モータによるケーブルの引き込み回
    転動作時または送り出し回転動作時とにおける前記プー
    リ駆動モータの回転補正制御量を変更することにより実
    行されることを特徴とする請求項１記載の遠隔操縦車両
    用ケーブル状態制御装置。
  3. 【請求項３】 遠隔操縦車両に搭載され所定の遠隔操縦
    装置へ接続されたケーブルの巻取／繰出を行うケーブル
    ドラムと、該ケーブルドラムを回転駆動するドラム駆動
    モータと、前記遠隔操縦車両の後進方向へ突出され，且
    つ車体幅方向へ揺動自在に車体後端部に軸支されると共
    にケーブルをガイドするガイドアームと、該ガイドアー
    ムを駆動するアーム駆動モータと、前記ガイドアームに
    付設されケーブルを挟持するガイドプーリと、該ガイド
    プーリを回転駆動するプーリ駆動モータとを備え、 前記ガイドアーム後端部から地面上へ垂下したケーブル
    の垂下部分に光を照射する光照射手段と、該光照射手段
    により光が照射されたケーブルを撮影する撮影手段と、
    前記各モータ及び前記各手段の動作を制御する制御手段
    とを具備し、 該制御手段が、前記撮影手段による撮影画像に基づき前
    記ケーブルの垂下部分のたるみの度合い及び当該ケーブ
    ルの車体幅方向への振れの度合いを判定するケーブル状
    態判定機能と、前記ケーブルの垂下部分のたるみの度合
    いに応じて前記プーリ駆動モータ及び前記ドラム駆動モ
    ータの動作を制御し当該ケーブルの垂下部分のたるみの
    度合いを調整するケーブル張力調整機能と、前記ケーブ
    ルの車体幅方向への振れの度合いに応じて前記アーム駆
    動モータの動作を制御し前記ガイドアームの駆動方向を
    制御するガイドアーム制御機能とを備えていることを特
    徴とする遠隔操縦車両用ケーブル状態制御装置。
  4. 【請求項４】 前記制御手段のケーブル張力調整機能
    が、前記プーリ駆動モータによるケーブルの引き込み回
    転動作時または送り出し回転動作時とにおける前記プー
    リ駆動モータ及び前記ドラム駆動モータの回転補正制御
    量を変更することにより実行されることを特徴とする請
    求項３記載の遠隔操縦車両用ケーブル状態制御装置。
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