JP3636584B2 - 移動体画像伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一定径路を移動する移動体において撮像された画像を基地局で監視するための移動体画像伝送装置に関するものである。ダム監査路内、トンネル内、プラント、ビル工事現場などの遠隔画像監視装置として使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体通信を可能としようとする際、移動体から発信される無線電波を重複して受信できるように中継局を配置し、移動体から発信される電波の送信電力を、少なくとも２つ以上の中継局で受信可能な電力としている。この構成によると、１つの中継局がビジーな状態でも、他の中継局を介して移動体との通信が可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成では、電波を反射する構造物が存在する場所（狭い路地のようなところ、コンテナヤード、トンネルなど）などのような電波環境の悪い場所では、見通しが一方には長く、他方には短くなり、見通しが長い方を基準に中継局を設置していくと、移動体の送信電力を少なくともその長い方の距離をカバーできる電力にする必要がある。しかし、送信電力を大きくすると、直線的な電波の到達距離は延びるが、見通しの短い方向による電波の反射や干渉による影響も大きくなる。
【０００４】
このような場合、中継局の管理範囲を小さくすれば、移動体の送信電力を弱くすることができ、同時に電波を到達させる局数が２局以下になるように送信電力を抑えていれば、反射・干渉などの影響を小さくできるが、送信電力を弱くしている分、移動体と中継局間に偶然に障害物が入るなど電波環境が悪くなったときには全く中継局と通信できなくなる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、クオリティの高い画像を得ることができるとともに、電波環境に対応でき、通常送信電力を弱くすることが可能な移動体画像伝送装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、一定径路を移動する移動体において撮像された画像を前記経路に配置された中継局を介して基地局で監視するための移動体画像伝送装置であって、前記移動体に、撮像装置とこの撮像装置の撮像データを送信電力モードデータを含めて無線で発信する第１発信装置と、中継局からの返信データを受信する第１受信装置とを備えるとともに、前記第１発信装置より撮像データを発信した後所定時間内に返信データを受信しないときには前記第１発信装置の無線電波の電界強度を強めた送信電力を用いて撮像データを再発信させるようになし、前記第１受信装置へ撮像データを受信したことを応答する返信データを発信する第２発信装置と、前記第１発信装置から発信された撮像データを受信し、この受信した電波の電界強度を検出するとともに前記移動体の第１受信装置へは受信した送信電力モードに従い第２発信装置から返信データを送信させる第２受信装置と、この第２受信装置で受信された撮像データと無線電波の電界強度データを伝送路へ出力するインターフェイス部とを設けた複数の中継局を備え、前記基地局に、前記伝送路から入力した各中継局の無線電波の電界強度データを比較し、最も電界強度の強い中継局を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された中継局から撮像データを受信し記憶する記憶手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、移動体は車両やロボット、基地局は事務所や監視施設などである。
上記構成により、移動体にて撮像された撮像データは中継局へ発信され、各中継局では、この撮像データが受信されると、その電界強度が検出される。各中継局で検出された電界強度は比較され、最も強い電界強度の中継局の撮像データが選択されて基地局に送信されて記憶手段に記憶される。そして、この記憶された撮像データが、例えば表示手段に表示され、基地局にて移動体で撮像された画像が見られる。
また、移動体にて発信装置より撮像データを発信した後、所定時間内に中継局より返信データを受信しないときには無線電波の電界強度を強めた送信電力を用いて、撮像データを再発信する。自主的に送信電力を上げることにより遠い位置にある中継局との通信を期待できる。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明であって、前記移動体の第１発信装置は、前回通常最小限の送信電力の送信電力モードで画像伝送を行うことができた中継局を次回に指定して送信することを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成により、次回の画像伝送に際し、データ送受信時間を短縮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における移動体画像伝送装置を備えた倉庫の平面図、図２は同移動体画像伝送装置の接続図である。
【００１１】
図１において、１は倉庫の内部状態を監視するための移動体であり、移動体１には撮像装置としてカメラ装置（ＣＣＤカメラ）２が設けられ、さらにカメラ装置２の撮像データなどからなる移動データ（詳細は後述する）などを電波で送受信するアンテナ３が設けられている。移動体１は、予め設定された一定径路４を移動する。
【００１２】
またこの一定径路４に沿って伝送路（有線）５が敷設され、この伝送路５に複数の中継局６と１台の基地局７が接続されている。また各中継局６にはアンテナ８が設けられている。
【００１３】
中継局６は、通常必要最小限の送信電力（実験等のデータに基づく初期値）で移動体１から発信される無線電波の到達範囲Ａ内に少なくとも１局は配置され、かつ隣接する中継局６の無線電波のカバーエリアＢが一部重複するように配置されている。
【００１４】
また、図３に示すように、移動体１には、カメラ装置２のビデオ信号をディジタル信号へ変換する変換部11と、このディジタル信号へ変換された１フレーム分のビデオ信号（撮像データ）を記憶する記憶部12と、アンテナ３を介して移動データを発信し、返信データ（詳細は後述する）を受信する送受信装置（第１発信装置、第１受信装置）13と、この送受信装置13を制御する送受信制御部14から構成されている。なお、記憶部12はＭ個に区切られており、１フレーム分のビデオ信号（撮像データ）はＭ個に分割されて記憶される。
【００１５】
送受信装置13により送受信されるデータの構成を図４（ａ）（ｂ）に示す。
移動体１より中継局６へ送信される移動データは、最初の１バイトに中継局６へ伝送する通信データが組み込まれ、その後に撮像データが配列される。
【００１６】
通信データは、移動データが送信先を指定しない一斉同報のデータか中継局６を指定したデータかを示すデータ｛（０）または（１）｝と、中継局６を指定したデータのときの中継局固有の番号のデータ｛（０００）〜（１１１）｝と、送信電力モードが通常必要最小限の送信電力か電界強度を強めた送信電力かのデータ｛（０）または（１）｝と、記憶部12で分割された何番目のデータであるかを示す分割番号ｍのデータ｛（０００）〜（１１１）｝から構成されている。
【００１７】
また返信データは、移動データを受信した中継局固有の番号から構成されている。
送受信制御部14の動作を図５のフローチャートにしたがって説明する。
【００１８】
まず、分割番号ｍを０にセットし（ステップ−１）、続いて送信電力モードＰを通常必要最小限の送信電力を示す０にセットし（ステップ−２）、一斉同報の移動データを形成する（ステップ−３）。このとき、移動データは、「通信データ“００００００００”＋分割番号０の撮像データ」となる。
【００１９】
そして形成した一斉同報の移動データを送受信装置13へ出力し、発信させる（ステップ−４）。送受信装置13は入力した移動データを、送信電力モードに基づいて通常必要最小限の送信電力で発信する。
【００２０】
次に、送受信装置13より返信データを入力したかを確認し（ステップ−５）、確認すると、返信データの中継局６の番号を記憶する（ステップ−６）。返信データを確認できない場合、タイマーにより返信データが返ってくるまでの時間をカウントし（ステップ−７）、所定時間をオーバーしているかを確認し（ステップ−８）、所定時間をオーバーしているとき、送信電力モードＰを電界強度を強めた送信電力を示す１にセットし（ステップ−９）、ステップ−３へ戻って、一斉同報の移動データを再形成する。このとき、移動データは、「通信データ“００００１０００”＋分割番号０の撮像データ」となる。送受信装置13よりデータを発信した後、所定時間内に中継局６より返信データを受信しないとき電界強度を強めた送信電力を選択し、送受信装置13は入力した移動データを、送信電力モードに基づいて電界強度を強めた送信電力で発信する。
【００２１】
ステップ−６において中継局６の番号を記憶すると続いて、分割番号ｍを１増し（ステップ−10）、中継局６の移動データを形成する（ステップ−11）。このとき、送信電力モードが通常必要最小限の送信電力であり、中継局６の番号を３とすると、移動データは、「通信データ“１０１１０００１”＋分割番号１の撮像データ」となる。
【００２２】
そして形成した中継局６の移動データを送受信装置13へ出力し、発信させる（ステップ−12）。送受信装置13は入力した移動データを、送信電力モードに基づいた送信電力で発信する。
【００２３】
次に、送受信装置13より返信データを入力したかを確認し（ステップ−13）、確認すると、分割番号ｍがＭ以上かを確認し（ステップ−14）、確認すると終了する。Ｍ以上ではないとき、ステップ−10へ戻る。
【００２４】
ステップ−13において、返信データを確認できない場合、タイマーにより返信データが返ってくるまでの時間をカウントし（ステップ−15）、所定時間をオーバーしているかを確認し（ステップ−16）、所定時間をオーバーしているとき、送信電力モードＰを電界強度を強めた送信電力を示す１にセットし（ステップ−17）、ステップ−11へ戻って、中継局６の移動データを再形成する。このとき、仮に分割番号１の撮像データに対して返信データが確認できなかったとすると、移動データは、「通信データ“１０１１１００１”＋分割番号１の撮像データ」となる。送受信装置13は入力した移動データを、送信電力モードに基づいて電界強度を強めた送信電力で発信する。
【００２５】
また図３に示すように、中継局６には、アンテナ８を介して移動体１の送受信装置13との間で上記移動データと返信データの送受信を移動データの送信電力モードにしたがって行い、さらに受信した無線電波の電界強度を検出する送受信装置（第２発信装置、第２受信装置）21と、伝送路５を介して基地局７間において、中継局６からの中継局データと基地局７からの基地局データ（詳細は後述する）の入出力を行う伝送部インターフェイス部22と、中継局制御部23が設けられている。伝送部インターフェイス部22は、双方向通信可能な伝送方式を使用している。
【００２６】
伝送部インターフェイス部22により入出力されるデータの構成を図４（ｃ）（ｄ）に示す。
中継局データは、最初の１バイトに基地局７へ伝送する通信データが組み込まれている。通信データは、中継局データであることを示すデータ（０）と、中継局データが電界強度データか撮像データかを示すデータ｛（０）または（１）｝と、中継局６の番号のデータ｛（０００）〜（１１１）｝と、撮像データのときの分割番号ｍのデータ｛（０００）〜（１１１）｝から構成されている。通信データの後に、中継局データが電界強度データのとき無線電波の電界強度データが、中継局データが撮像データのとき分割番号ｍの撮像データが配列される。
【００２７】
また基地局データは、基地局データであることを示すデータ（１）と、基地局７により選択された中継局固有の番号から構成されている。
中継局制御部23の動作を図６のフローチャートにしたがって説明する。
【００２８】
まず、送受信装置21を介して移動体１から移動データを入力しているかを確認し（ステップ−１）、移動データを確認すると、移動データの通信データにより移動データが一斉同報のデータであるか、中継局６のデータであるかを確認する（ステップ−２）。移動データが一斉同報のデータであることを確認すると、送受信装置21から入力した電界強度のデータに自分の中継局番号を加えた電界強度データを形成し（ステップ−３）、この電界強度データを伝送部インターフェイス部22および伝送路５を介して基地局７へ出力する（ステップ−４）。
【００２９】
そして、基地局７より伝送部インターフェイス部22および伝送路５を介して上記基地局データを入力すると（ステップ−５）、基地局データの中継局番号が自分固有の番号かを確認し（ステップ−６）、自分の番号でないときは終了する。
【００３０】
またステップ−２において、中継局６のデータであることを確認すると、移動データの中継局番号が自分固有の番号かを確認し（ステップ−７）、自分の番号でないときは終了する。
【００３１】
ステップ−６またはステップ−７において、自分の番号であることを確認すると、移動データの撮像データに誤りがないかを確認し（ステップ−８）、誤りがあると終了し、誤りがないとき、上記返信データを形成して（ステップ−９）、送受信装置21へ出力する（ステップ−10）。これにより、送受信装置21より返信データが、移動データの送信電力モードにしたがって発信され、移動データがこの中継局６により受信されたことが移動体１へ連絡される。
【００３２】
次に、上記中継局データとして撮像データを形成し（ステップ−11）、この撮像データを伝送部インターフェイス部22および伝送路５を介して基地局７へ出力して（ステップ−12）、終了する。
【００３３】
また図３に示すように基地局７には、伝送路５を介して各中継局６と基地局７間のデータの入出力を行う伝送部インターフェイス部31と、中継局６から入力した撮像データを記憶する記憶部32と、記憶部32に記憶された撮像データをビデオ信号へ変換するディジタル信号−ビデオ信号変換部33と、ディジタル信号−ビデオ信号変換部33から出力されたビデオ信号を表示するモニタ（表示手段の一例）34と、基地局制御部35とが設けられている。記憶部32は、分割番号ｍ毎に撮像データを記憶するエリアを設けている。
【００３４】
基地局制御部35の動作を図７のフローチャートにしたがって説明する。
まず、伝送部インターフェイス部31を介して中継局６から中継局データを入力しているかを確認し（ステップ−１）、中継局データを確認すると、中継局データの通信データにより中継局データが電界強度のデータであるか、撮像データであるかを確認する（ステップ−２）。中継局データが電界強度のデータであることを確認すると、この中継局データ（電界強度のデータ）を記憶する（ステップ−３）。
【００３５】
そして、一定時間経過かを確認する（ステップ−４）。この一定時間の間に他の中継局６からの中継局データ（電界強度のデータ）を受け付けて記憶する。次に、記憶した電界強度のデータを比較して最も電界強度の強い中継局データを抽出し（ステップ−５）、この中継局データの中継局番号を記憶し（ステップ−６）、この中継局番号により上記基地局データを形成し（ステップ−７）、この基地局データを伝送部インターフェイス部31および伝送路５を介して中継局６へ出力する（ステップ−８）。
【００３６】
ステップ−２において、中継局データが撮像データであることを確認すると、ステップ−６で記憶した中継局６の番号のデータであるかを確認し（ステップ−９）、確認すると、中継局データの分割番号ｍにしたがって撮像データを記憶部32の分割番号に対応するエリアへ記憶する（ステップ−10）。
【００３７】
そして、分割番号ｍが最終の番号のとき（ｍ≧Ｍのとき）（ステップ−11）、表示指令をディジタル信号−ビデオ信号変換部33へ出力して、記憶部32に記憶された撮像データをモニタ34へ表示させ（移動体１で撮像された画像を基地局７に表示させ）（ステップ−12）、終了する。
【００３８】
以下、上記構成における作用を説明する。
移動体１において、通信データ（最初の１バイトのデータ）に、記憶部12に記憶された撮像データを分割したデータが加えられて移動データが形成され、送受信装置13へ出力され、また送受信装置13より移動データが発信された後、所定時間内に中継局６より返信データを受信されたかが判断され、受信されないとき電界強度を強めた送信電力モードが選択され、送受信装置13より無線電波の電界強度が強められて再発信される。したがって、たとえば図８に示すように、移動体１の一定径路４がトンネル内にあり、トンネル内において、障害物（資材やくずれた壁など）９により、最短の中継局６と送受信が不能のとき、破線で示すように電界強度を強めて到達距離を広げることにより、遠方の中継局６との送受信が可能となり、基地局７において画像を連続して監視することができる。また返信データの中継局番号にしたがって通信データが形成され、順に次の分割番号の撮像データが発信される。
【００３９】
また中継局６では、送受信装置21を介して移動体１から受信した移動データの通信データが判断され、一斉同報のデータであることが確認されると、送受信装置21から入力した電界強度データに自分の中継局の番号を加えた中継局データが形成され伝送部インターフェイス部22および伝送路５を介して基地局７へ出力される。
【００４０】
基地局７では、各中継局６の受信電波の電界強度データが比較され、最も電界強度の強い中継局６が抽出され、その基地局データが伝送部インターフェイス部31を介して伝送路５へ出力される。
【００４１】
中継局６では、伝送部インターフェイス部22および伝送路５を介して基地局７より基地局データが入力されると、この基地局データが自分固有の番号かが確認される。また移動体１から受信した移動データが中継局のデータであると、自分の番号かが確認される。
【００４２】
自分の番号が確認されると、撮像データに誤りがないかが確認され、確認されると、返信データが形成され、送受信装置21へ出力され、移動データがこの中継局６により受信されたことが移動体１へ連絡される。また撮像データに送信データの分割番号を加えた中継局データが伝送部インターフェイス部22および伝送路５を介して基地局７へ出力される。
【００４３】
上記基地局７では、撮像データが入力されると、中継局６の番号が確認され、分割番号にしたがって分割番号毎に割り当てられた記憶部32のエリアへこの撮像データが記憶される。そして、最終の分割番号の撮像データが入力されると、記憶部32に記憶された撮像データはモニタ34に表示され、移動体１で撮像された画像が基地局７に表示され監視される。
【００４４】
以上のように、各中継局６の受信電波の電界強度データを比較して、最も電界強度の強い中継局６を選択し、この中継局６の撮像データを表示することにより、よりクオリティの高い画像をモニタ34に表示することができる。また、通常は、必要最小限の送信電力に抑えて無線でデータを送信することにより、必要以上の送信電力を使用するときよりも電波の反射や干渉等の影響を少なくすることができ、最短の距離にある中継局６との無線通信のクオリティを向上することができる。加えてバッテリの消耗を抑えることができ、長時間の使用を可能とすることができ、また免許が不要となり、低コストを実現できる。
【００４５】
また、必要最小限の送信電力での送信が何らかの影響により最短距離にある中継局６との通信が不可能であっても、自主的に送信電力を上げることにより遠い位置にある中継局６との通信を期待でき、さらに受信側が受信した電界強度を送信側に返して送信電力を上げるように指令する手間を省くことができる。
【００４６】
また送信データに送信電力モードを含めることから、受信側がその電力モードに従えば双方向ともに同じクオリティを維持することができる。
なお、移動体１は、車両の他、ロボットであってもよい。
【００４７】
また本実施の形態では、データに移動体１固有の番号をデータとして含めていないが、データに移動体１固有の番号を加えることもできる。これにより複数の移動体１に対応した画像伝送を実現することができる。
【００４８】
また移動体１では、１撮像データの送信が終了すると、新たに中継局６を探しているが、前回の送信電力モードが０、すなわち前回通常必要最小限の送信電力で画像伝送を行うことができたとき、次回に、前回伝送を行った中継局６を指定して送信するようにすることもできる。これにより、データ送受信時間を短縮することが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、各中継局の受信電波の電界強度データを比較し、最も電界強度の強い中継局を選択し、この中継局の撮像データを表示することにより、よりクオリティの高い画像を表示手段に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における移動体画像伝送装置を備えた倉庫の平面図である。
【図２】同移動体画像伝送装置の接続図である。
【図３】同移動体画像伝送装置の制御構成図である。
【図４】同移動体画像伝送装置のデータの構成図である。
【図５】同移動体画像伝送装置の送受信制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図６】同移動体画像伝送装置の中継局制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図７】同移動体画像伝送装置の基地局制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図８】同移動体画像伝送装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 移動体
２ カメラ装置（撮像装置）
３，８ アンテナ
４ 一定径路
５ 伝送路
６ 中継局
７ 基地局
９ 障害物
11 ビデオ信号−ディジタル信号変換部
12，32 記憶部
13，21 送受信装置
14 送受信制御部
22，31 伝送路インターフェイス部
23 中継局制御部
33 ディジタル信号−ビデオ信号変換部
34 モニタ（表示手段）
35 基地局制御部（選択手段）
Ａ，Ａ’ 無線電波の到達範囲
Ｂ カバーエリア

Claims (2)

1. 一定径路を移動する移動体において撮像された画像を前記経路に配置された中継局を介して基地局で監視するための移動体画像伝送装置であって、
   前記移動体に、撮像装置とこの撮像装置の撮像データを送信電力モードデータを含めて無線で発信する第１発信装置と、中継局からの返信データを受信する第１受信装置とを備えるとともに、前記第１発信装置より撮像データを発信した後所定時間内に返信データを受信しないときには前記第１発信装置の無線電波の電界強度を強めた送信電力を用いて撮像データを再発信させるようになし、
   前記第１受信装置へ撮像データを受信したことを応答する返信データを発信する第２発信装置と、前記第１発信装置から発信された撮像データを受信し、この受信した電波の電界強度を検出するとともに前記移動体の第１受信装置へは受信した送信電力モードに従い第２発信装置から返信データを送信させる第２受信装置と、この第２受信装置で受信された撮像データと無線電波の電界強度データを伝送路へ出力するインターフェイス部とを設けた複数の中継局を備え、
   前記基地局に、前記伝送路から入力した各中継局の無線電波の電界強度データを比較し、最も電界強度の強い中継局を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された中継局から撮像データを受信し記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする移動体画像伝送装置。
2. 前記移動体の第１発信装置は、前回通常最小限の送信電力の送信電力モードで画像伝送を行うことができた中継局を次回に指定して送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の移動体画像伝送装置。

Images