JP4270725B2 - 無人作業システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種作業機械の自律制御によって各種の作業を行う無人作業システムに関し、特に各作業機械による無人作業を遠隔地から管理したり、計画することが可能な無人作業システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば人間が立入れない危険な作業現場において、バックホー、ブルドーザ、パワーショベル、ホイールダンプ、クローラダンプ等の各種作業機械を、それぞれ特定小電力無線を用いたラジコン装置による遠隔操作によって無人運転することにより、無人作業を行うようにした無人作業システムが提供されている。
また、特定小電力無線を用いたラジコン装置では、遠隔操作できる距離が１５０ｍ程度と短いため、例えば火山の噴火後における復旧作業等のように、広い危険地域で作業を行うためには十分に安全な地帯から遠隔操作を行うことが困難である。そこで、このような無人運転用のラジコン装置を、さらに無人通信中継車に搭載し、この通信中継車に搭載したラジコン装置を、ＳＳ（スペクトラム拡散）通信等の無線通信を用いて制御するようにしたシステムが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無人作業システムでは、個々の作業機械を特定小電力無線によるラジコン操作で個別に制御するものであるため、多数の作業機械による無人作業を総合的に制御したり、各作業状態を総合的に管理することが困難であることから、個々の作業機械による作業状態の管理に、それぞれ人員を配置することが必要となり、省人化が困難である。
また、個々の作業機械を特定小電力無線で制御するため、使用可能な無線信号に限りがあり、作業機械の数が多くなった場合に、新たな作業機械の追加や作業機械の組み替えを行うことが困難となる場合があり、システムの拡張性が乏しいという問題がある。
さらに、専用の無線通信を用いて遠隔制御を行うことから、汎用ネットワークとの互換性が乏しく、例えば任意の研究機関等で開発した作業プランを利用する場合に、この作業ブランを汎用ネットワーク等を通して適宜にシステム内に組み込むようにすることは困難である。
【０００４】
本発明は、前記実情に鑑みて案出されたものであり、その目的は、多数の作業機械による無人作業を総合的に管理、制御するシステムにおいて、任意の場所から任意のネットワークを用いてシステムの設計や変更、あるいは監視等を行うことができる拡張性や汎用性に優れた無人作業システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、複数の作業機械に対するモニタ用情報及び作業用情報を蓄積したメインデータベースを含み、インターネットとの接続手段、及び無線ＬＡＮを含むＬＡＮとの接続手段を有する第１のサーバ装置と、前記無線ＬＡＮとの接続手段を有するとともに、前記無線ＬＡＮを介してメインデータベースに蓄積された作業用情報を読み取り、前記作業用情報に対応する作業を自律制御によって行う機能を有する作業機械とを有し、前記第１のサーバ装置は、前記メインデータベースのモニタ用情報をインターネットを介してクライアント装置に提供するとともに、クライアント装置からのインターネットを介した指示に応じて前記メインデータベースの作業用情報を更新するようにした無人作業システムであって、前記クライアント装置は、前記インターネットを介して前記メインデータベースにアクセスすることにより、前記メインデータベースに蓄積されたモニタ用情報及び作業用情報をダウンロードし、前記モニタ用情報を用いて無人作業のモニタを行うとともに、前記作業用情報を用いて作業計画の設計または更新を行い、前記クライアント装置は、前記作業用情報を用いて設計または更新した作業計画の情報を前記メインデータベースに登録する手段を有し、前記第１のサーバ装置は、前記クライアント装置からの作業計画情報を中継して前記メインデータベースに登録する中間サーバ手段を有し、前記中間サーバ手段は、前記クライアント装置からの作業計画情報を所定のアプリケーションプログラミングインタフェース仕様に変換して前記メインデータベースに登録する手段を有し、前記クライアント装置は、前記作業用情報をダウンロードする場合に、作業計画情報を前記中間サーバ手段に転送するためのアプリケーションプログラムをダウンロードし、このアプリケーションプログラムを起動して前記作業計画情報を前記中間サーバ手段に転送するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の無人作業システムにおいて、メインデータベースを含む第１のサーバ装置と、作業機械とが、無線ＬＡＮを含むＬＡＮに接続され、所定のＬＡＮプロトコルに基づいて各種データをやり取りし、各種の作業を作業機械の無人制御によって実行する。
メインデータベースには、複数の作業機械に対するモニタ用情報及び作業用情報が蓄積されており、インターネットを介してクライアント装置からの要求に応じてダウンロードされる。そして、クライアント装置にダウンロードされたモニタ用情報により、各作業機械の状況がクライアント装置でモニタされる。
また、クライアント装置にダウンロードされた作業用情報は、クライアント装置側で処理され、作業計画情報として編成される。そして、この作業計画情報がインターネットを通じて第１のサーバ装置側に送信され、メインデータベースに登録され、以後の作業機械による作業に利用される。
中間サーバ手段は、クライアント装置からの作業計画情報を所定のアプリケーションプログラミングインタフェース仕様に変換してメインデータベースに登録する。
クライアント装置は、作業用情報をダウンロードする場合に、作業計画情報を中間サーバ手段に転送するためのアプリケーションプログラムをダウンロードし、このアプリケーションプログラムを起動して作業計画情報を中間サーバ手段に転送する。
【０００７】
以上のように本発明の無人作業システムでは、各種の作業機械をＬＡＮを通じて総合的に管理、制御することができ、個々の作業機械をラジコン操作するシステムに比べて、省人化を図ることが可能となる。
また、各作業機械をＬＡＮによって接続するため、作業機械の数が多くなった場合でも、新たな作業機械の追加や組み替えを容易に行うことができ、拡張性や柔軟性に優れたシステムを提供できる。
さらに、メインデータベースにインターネットを通してアクセスすることにより、各種のクライアント装置から各作業機械の作業計画の登録、変更や、作業状況のモニタを行うことが可能であり、汎用ネットワークを用いた作業計画や作業管理を行うことができ、汎用性と利便性に優れたシステムを提供できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による無人作業システムの実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無人作業システムの構成例を示す説明図である。
この無人作業システムにおいて、図示しない作業現場には複数の作業機械が配置され、各作業機械が、所定の作業プランに基づいて自律制御による無人作業を行うものであるが、説明を簡単にするため、図１に示す例では、作業機械１０として１つの振動ローラを配置した例を示している。
なお、本システムにおいて、作業機械の種類や数については、作業の内容に応じて自在に選択可能であり、１つの作業機械によって作業する場合にももちろん適用し得るものであるが、特に多数の作業機械によって作業を行う場合に有効なものである。
【０００９】
図１に示すように、本例の無人作業システムにおいて、作業機械１０には、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・シーケンサ）２０と、ＧＰＳ装置３０と、カメラ装置４０と、ＮＴサーバ装置５０とが設けられている。
また、ＮＴサーバ装置５０を搭載したコンピュータ（ＰＳまたはＷＳ）には、自律走行処理機能６０と、ＤＣＯＭサーバ（変換用サーバ）７０、８０、９０が設けられている。
また、作業機械１０を制御するコントロールルーム１００には、ＮＴサーバ装置（第１のサーバ装置）１２０と、遠隔制御装置１５０とが設置されている。
また、ＮＴサーバ装置１２０を搭載したコンピュータ（ＰＳまたはＷＳ）には、メインデータベース１１０と、ＤＣＯＭサーバ（変換用サーバ）１３０と、全体監視処理機能１４０が設けられている。
また、遠隔制御装置１５０は、ＮＴサーバ装置１２０とは別のコンピュータ（ＰＳまたはＷＳ）によって構成され、モニタを視ながらキーボードを操作して作業機械１０の遠隔制御を行う機能を有している。この遠隔制御装置１５０は、作業機械１０のＮＴサーバ装置５０に対してクライアント装置として機能するものである。
【００１０】
また、図１に示す例では、インターネットを介してルート計画のパスプランニング機能を実行するクライアント装置２００と、遠隔モニタ機能を実行するクライアント装置２１０が接続されている状態を示している。なお、本例では、作業機械として振動ローラを例にしているため、作業計画は、振動ローラの走行ルートを計画するパスプランニング作業となるが、他の作業機械についても、その作業内容に応じた各種の計画をプランニングすることが可能である。
各クライアント装置２００、２１０は、それぞれインターネットに接続されるコンピュータ（ＰＳまたはＷＳ等）によって実現されるものであり、図示の例では、別々のコンピュータによって実現されているが、同一のコンピュータ上に構成されていてもよい。
なお、各クライアント装置２００、２１０は、公衆回線網などを含む通信回線網を介してインターネットに接続される。
【００１１】
本例の無人作業システムでは、コントロールルーム１００のＮＴサーバ装置１２０、遠隔制御装置１５０、各作業機械１０のＮＴサーバ装置５０の間をＬＡＮによって接続し、各種のデータをやり取りするとともに、ＮＴサーバ装置１２０のメインデータベース１１０をインターネットを介して各クライアント装置２００、２１０からアクセス可能とし、メインデータベース１１０の参照やデータの書き換えを可能としたものである。
本例で用いるＬＡＮとしては、各作業機械１０のＮＴサーバ装置５０の間、及びＮＴサーバ装置５０とコントロールルーム１００内のＮＴサーバ装置１２０や遠隔制御装置１５０との間等では無線ＬＡＮを用いる。
また、コントロールルーム１００内のＮＴサーバ装置１２０と遠隔制御装置１５０との間等では、有線のＬＡＮを用いる。
また、各作業機械のＮＴサーバ装置５０にインターネットプロトコル（ＴＣＰ−ＩＰ）のＩＰアドレスを割り付けることにより、ＬＡＮ上で伝送するアドレスを識別するようにする。
【００１２】
ＮＴサーバ装置５０、１２０は、ＯＳにＷｉｎｄｏｗｓＮＴを用いたものであり、ＬＡＮプロトコルとしては、イーサネット等の標準的なものを用いることができるが、このＬＡＮ内のデータ伝送には、ミドルウエアとしてオブジェクト間通信規約であるＤＣＯＭを用いるものとし、各ＤＣＯＭサーバ７０、８０、９０、１３０によって各種制御情報等をＤＣＯＭに対応する関数情報（コマンドやデータを含む）に変換し、これを伝送するものとする。
また、コントロールルーム１００の遠隔制御装置１５０の制御プログラムにはＶＢ言語を用い、全体監視処理機能１４０の制御プログラムにはＣ＋＋言語を用いる。また、作業機械１０の自律走行処理機能６０による自律制御プログラムにもＣ＋＋言語を用いる。
なお、上述した遠隔制御装置１５０の制御プログラム、全体監視処理機能１４０の制御プログラム、作業機械１０の自律走行処理機能６０による自律制御プログラムに用いる各プログラム言語は、ＶＢ言語やＣ＋＋プログラム言語以外のものを用いてもよいことは勿論である。
【００１３】
一方、クライアント装置２００、２１０における制御プログラムには、ＪＡＶＡ言語を用い、クライアント装置２００、２１０からメインデータベース１１０にアクセスするためのＡＰＩ（アプリケーションプログラミングインタフェース仕様）には、ＪＤＢＣまたはＯＤＢＣを用いる。
また、有線ＬＡＮの通信媒体としては、伝送データ量や伝送速度等に応じて、例えば１０ｂａｓｅ系の各種ケーブルを用いるものとし、無線ＬＡＮの通信媒体としては、１チャネルのＳＳ（スペクトラム拡散）通信を用いるものとする。
なお、図１では省略しているが、作業機械１０とコントロールルーム１００には、無線ＬＡＮのための無線伝送を行うためのＳＳ通信機等の無線設備が搭載されているものとする。
【００１４】
以下、本システムを構成する各要素について説明する。
まず、作業機械１０のＰＬＣ２０は、作業機械１０の各部に対して無人作業を行うための各種制御を行うものである。
従来の無人作業を行う作業機械１０では、予め制御プログラムを格納した専用コンピュータ（通常はボード型マイコン）を搭載して各部の制御を行うものが主流であったが、このような専用コンピュータでは、動作や仕様の変更作業が煩雑である。
そこで、本例では、ＰＬＣ２０を採用して各部を制御することにより、作業機械１０における動作や仕様の変更を、ＰＬＣ２０に対する簡易なプログラムの変更によって容易に行えるようにし、汎用性や柔軟性を向上したものである。
【００１５】
このＰＬＣ２０は、例えばＲＳ２３２Ｃ等によるインタフェースを介してＤＣＯＭサーバ装置８０に接続されている。
このＰＬＣ２０の制御は、ＬＡＮを通して送られてきたＤＣＯＭの関数情報をＤＣＯＭサーバ８０によってＰＬＣ用の制御信号に変換し、この制御信号をＰＬＣ２０に伝送することにより実行する。
また、ＰＬＣ２０からの制御結果等を示す応答信号は、ＤＣＯＭサーバ８０に入力され、このＤＣＯＭサーバ８０によってＤＣＯＭの関数情報に変換され、ＮＴサーバ装置５０やＬＡＮに伝送される。
【００１６】
また、作業機械１０のＧＰＳ装置３０は、ＧＰＳを用いて作業機械１０の現在位置を検出するものである。また、カメラ装置４０は、この作業機械１０の作業対象を撮像するものであり、撮像情報の画像処理機能を有している。
また、ＧＰＳ装置３０やカメラ装置４０は、例えばＲＳ２３２Ｃ等によるインタフェースを介してＤＣＯＭサーバ７０、８０に接続されている。
そして、ＧＰＳ装置３０やカメラ装置４０で検出された現在位置の情報や撮像情報は、ＤＣＯＭサーバ７０、９０によってＤＣＯＭの関数情報に変換され、ＮＴサーバ装置５０やＬＡＮに伝送される。
また、ＧＰＳ装置３０やカメラ装置４０に対する制御信号は、ＮＴサーバ装置５０やＬＡＮを通して送られてきたＤＣＯＭの関数情報をＤＣＯＭサーバ７０、９０によってＧＰＳ装置３０やカメラ装置４０用の制御信号に変換し、この制御信号をＧＰＳ装置３０やカメラ装置４０に伝送することにより実行する。
【００１７】
また、作業機械１０には、図示しないジャイロセンサが設けられており、走行方向の検出等を行うようになっている。このような検出情報もＤＣＯＭの関数情報に適宜変換されてＮＴサーバ装置５０やＬＡＮに伝送される。
さらに、作業機械１０には、図示しない各部の状態センサが設けられており、各部の動作状態を検出するようになっている。このような検出情報もＤＣＯＭの関数情報に適宜変換されてＮＴサーバ装置５０やＬＡＮに伝送される。
なお、本説明では省略するが、作業機械において検出すべき動作状態としては、その作業機械の作業内容や機能等に対応して様々なものがあり、必要なセンサを適宜設け、その検出信号をＤＣＯＭの関数情報に適宜変換してＮＴサーバ装置５０やＬＡＮに伝送するものとする。
【００１８】
ＮＴサーバ装置５０は、この作業機械１０の状態を管理し、作業動作を制御するものである。
このＮＴサーバ装置５０は、ＬＡＮを介してコントロールルーム１００側のＤＣＯＭサーバ装置１３０にアクセスし、自装置に対する作業内容をＤＣＯＭによる関数情報の形態でＬＡＮを介して取り込み、この作業内容を自律走行処理機能６０の起動によって自律制御で実行し、自律制御による無人作業を行うものである。
この自律制御による無人作業では、自律走行処理機能６０から必要な制御信号を各ＤＣＯＭサーバ７０、８０、９０等を介してＧＰＳ装置３０、ＰＬＣ２０、カメラ装置４０等に送るとともに、ＧＰＳ装置３０、ＰＬＣ２０、カメラ装置４０等からの信号を各ＤＣＯＭサーバ７０、８０、９０等を介して自律走行処理機能６０で受信することにより、各受信信号を解読しながら順次制御を実行していく。
また、ＮＴサーバ装置５０は、上述のような各種の検出信号や撮像信号を含むモニタ用情報をＬＡＮを介してコントロールルーム１００側に通知する。
【００１９】
作業機械１０のＮＴサーバ装置５０とコントロールルーム１００のＮＴサーバ装置１２０との交信は、このような自律制御による無人作業の実行中にも時分割動作等によって継続され、ＮＴサーバ装置１２０からの作業用情報が適宜ＮＴサーバ装置５０側に読み取られる。これにより、ＮＴサーバ装置５０では、無人作業中の作業変更や作業停止の命令を検知することが可能となる。
一方、ＮＴサーバ装置５０からのモニタ用情報がＮＴサーバ装置１２０によって取り込まれる。これにより、ＮＴサーバ装置１２０の全体監視処理機能１４０による監視が可能となり、また、ＮＴサーバ装置１２０からクライアント装置に対してインターネットによるモニタ用情報の提供が可能となる。
【００２０】
次に、コントロールルーム１００において、メインデータベース１１０には、各作業機械毎の作業用情報やモニタ用情報が、例えばＪＡＶＡアプレットの形式で格納されている。このメインデータベース１１０の作業用情報は、インターネットを介してクライアント装置２００で参照でき、このクライアント装置２００から書き換えることが可能であり、また、メインデータベース１１０のモニタ用情報も、インターネットを介してクライアント装置２１０で適宜に読み出すことが可能である。
また、メインデータベース１１０の作業用情報は、ＤＣＯＭサーバ１３０によって周期的に読み出され、ＤＣＯＭによる関数情報（コマンドやデータを含む）に変換されて蓄積される。これにより、ＤＣＯＭサーバ１３０には、最新の作業用情報が関数情報として格納され、上述のように各作業機械１０のＮＴサーバ装置５０から適宜アクセスされて読み出される。
【００２１】
また、ＮＴサーバ装置５０からのモニタ用情報は、ＤＣＯＭサーバ１３０によってメインデータベース１１０の形式に対応したデータに変換され、該当する領域に書き込まれる。
また、ＮＴサーバ装置５０からのモニタ用情報は、全体監視処理機能１４０によって監視される。この全体監視処理機能１４０は、各作業機械１０のＮＴサーバ装置５０から伝送されるモニタ用情報に基づいて、各作業機械１０における自動制御エリアからの逸脱、自律制御プログラムの暴走等を監視するものであり、このシステムに投入された全ての作業機械１０の作業状況を全体的に監視する機能を有する。
例えば、自律制御中に一定時間間隔で送られてくるはずの正常なモニタ用情報が送られてこない場合や、各作業機械１０が正規の動作から逸脱（走行ルートから外れる等）する場合等を検出し、各作業機械１０における作業の異常を判定する。
【００２２】
そして、作業機械１０の異常を検出した場合に、全体監視処理機能１４０は、ＤＣＯＭサーバ１３０における当該作業機械１０の関数情報エリアに、当該作業機械１０の動作を停止させるための関数情報を設定するように動作する。
上述したように、ＮＴサーバ装置５０のアクセス動作は、自律制御中も周期的に行われるものであり、全体監視処理機能１４０の指示によってＤＣＯＭサーバ１３０に動作を停止させる関数情報が設定されると、この情報をＮＴサーバ装置５０が読み取り、自律走行処理機能６０による自律制御を強制停止する。
このようにして、システム内で稼働する複数の作業機械１０に対する異常監視と、異常発生時の動作停止処理を総合的に行うことにより、個々の作業機械１０に配備する人員を削減でき、省人化を達成できる。
【００２３】
また、遠隔制御装置１５０は、ＮＴサーバ装置５０の自律走行処理機能６０を介在させることなく、ＤＣＯＭサーバ８０を介してＰＬＣ２０を直接制御し、作業機械１０の遠隔制御を行うものである。
この遠隔制御装置１５０には、ＤＣＯＭサーバ７０、９０及びＬＡＮを介してモニタ用情報が送信され、これを遠隔制御装置１５０のモニタで視認しながら、遠隔制御操作を行うことができる。
このような遠隔制御装置１５０を設けることにより、例えば自律制御で実現できない細かい作業等を行うことが可能となり、また、新たな作業機械の投入時や不要となった作業機械の退去時等のように、作業計画の範囲外の動作を簡易に行うことが可能となる。
なお、このような遠隔制御装置１５０による遠隔操作は、ＮＴサーバ装置５０に対し、例えばＬＡＮを通した関数情報によるモードの切り換えや、ＮＴサーバ装置５０の操作パネルの直接操作によるモードの切り換えを行うことにより、作業機械１０の動作モードを自律制御モードから遠隔操作モードに切り換えることで行うものとする。
【００２４】
また、クライアント装置２００によって作業計画（本例ではルート計画）を行った場合、これをインターネットを介してメインデータベース１１０に登録することが可能である。
この作業は、例えばクライアント装置２００でブラウザを起動し、または、直接ＵＲＬを指定するなどの作業により、通常のホームページを呼び出す手順と同様にして、インターネットを接続してメインデータベース１１０にアクセスし、該当する作業機械のヘッダ画面を呼び出す。
そして、このヘッダ画面上で作業用情報のアプリケーションのダウンロードを指定し、該当する作業機械の作業用情報を呼び出す。上述のように本例では、ＪＡＶＡアプレット等の形式で作業用情報が格納されており、このアプリケーションをクライアント装置２００にダウンロードして、適宜書き換えることにより、作業計画の変更を行う。
このようにしてクライアント装置２００で変更された作業用情報は、インターネットを介してメインデータベース１１０に転送され、該当する作業機械の作業用情報として更新される。
【００２５】
また、クライアント装置２１０によって作業機械の作業状況をモニタする場合にも同様に、通常のホームページを呼び出す手順と同様にして、インターネットを接続してメインデータベース１１０にアクセスし、該当する作業機械のヘッダ画面を呼び出す。
そして、このヘッダ画面上でモニタ用情報のアプリケーションのダウンロードを指定し、該当する作業機械のモニタ用情報を呼び出すことにより、該当する作業情報の作業状況を示すモニタ画面が表示される。
【００２６】
次に、以上のようなクライアント装置２００、２１０からメインデータベース１１０をアクセスして、作業計画を作成、変更したり、作業状況をモニタする場合の構成例や動作例について説明する。
図２は、クライアント装置２００、２１０からＮＴサーバ装置１２０にアクセスしてメインデータベース１１０の作業用情報を取り出し、変更後の作業用情報をメインデータベース１１０に戻す場合に用いる通信ネットワークの構成例を示すブロック図である。
【００２７】
上述のように本例では、作業用情報やモニタ用情報は、ＪＡＶＡアプレットの形態で記憶されており、図２に示すクライアント装置２００側でＷｅｂブラウザの起動等により、インターネットを介してＮＴサーバ（Ｗｅｂサーバ）装置１２０にアクセスすることで、必要なＪＡＶＡアプレット３００を指定してダウンロードさせる。
また、ＮＴサーバ装置１２０側には、クライアント側からサーバ側にアップロードする場合に用いるネットドライバダ３１０が用意されており、作業用情報やモニタ用情報をダウンロードする場合には、ＪＡＶＡアプレット３００とともに、ネットドライバダ３１０をダウンロードする。
そして、クライアント装置２００側でダウンロードされたＪＡＶＡアプレット３００を用いて作業計画を設計、変更等の処理を行い、新たな作業計画を含む作業用情報を編成した後、この作業用情報を、ネットドライバダ３１０を起動することにより、ＮＴサーバ装置１２０側にインターネットを介してアップロードする。
【００２８】
ＮＴサーバ装置１２０には、クライアント側からの情報を受信するための中間サーバ装置３２０（特許請求の範囲の中間サーバ手段に相当）が設けられており、上述したネットドライバダ３１０は、この中間サーバ装置３２０に作業用情報を伝送するように機能するものである。
そして、この作業用情報（ＪＡＶＡアプレット３００）を受信した中間サーバ装置３２０では、この受信情報をＯＤＣＢ処理機能３３０によってＯＤＣＢの仕様に対応する情報に変換し、これをＯＤＣＢドライバ３４０、データベースエンジン３５０の起動により、メインデータベース１１０に登録する。
このような動作により、クライアント装置２００側で、メインデータベース１１０に登録された作業用情報を利用して、所望の作業機械に対する作業計画を作製して、メインデータベース１１０に再登録することが可能である。
また、以上は主に作業用情報に対する動作手順について説明したが、モニタ用情報についても同様にダウンロードし、無人作業をモニタし得るものである。
なお、このような作業は、特定のパスワードやキーコードの照合により、特定のクライアント側からのみ行うことを可能とし、システムの機密性等を確保することは勿論である。
【００２９】
次に、以上のような作業用情報やモニタ用情報をダウンロードして用いる場合の作業計画画面やモニタ画面の具体例について、振動ローラを制御対象とする場合を例に説明する。
図３〜図５は、ＮＴサーバ装置１２０からクライアント装置２００、２１０側にダウンロードされるＪＡＶＡアプレットによる画面情報の具体例を示す説明図である。
まず、クライアント装置において、ブラウザを起動し、または、直接ＵＲＬを指定するなどの作業により、通常のホームページを呼び出す手順と同様にして、インターネットを接続してメインデータベース１１０にアクセスすると、図３に示すようなヘッダ画面が呼び出される。
このヘッダ画面には、処理メニューの選択肢４００や作業機械の選択肢４１０が表示されており、この画面で希望とする作業機械や処理の内容（作業計画や状況モニタ）を選択する。
【００３０】
また、この画面には、キーコードの入力領域４２０が設けられており、希望する処理に応じて必要なキーコードを入力する。そして、実行キーを操作することにより、選択された作業機械や処理の内容に対応する情報がＮＴサーバ装置１２０からダウンロードされる。なお、複数の作業機械や処理メニューの組み合わせを一括して呼び出せるようにしてもよい。
【００３１】
図４は、処理メニューとして作業計画を選択し、作業機械として振動ローラを選択した場合の作業計画用画面の一例を示す説明図である。
本例においては、図４に示すような画面に対して以下のような作業を行う。
（１）初期設定として各リフト毎に全体施工範囲、各ブロック範囲を設定しており、今回施工を行うための現場座標を入力する。
図４に示す例においては、Ｘ１〜Ｘ４、Ｙ１〜Ｙ４によって施工ブロック座標を入力し、ＡＸ１〜ＡＸ４、ＡＹ１〜ＡＹ４によって自律走行座標を入力する。
（２）リフトＮｏ．、ブロックＮｏ．を選択することにより、施工ブロックを表示する。
図４に示す例においては、枠５００で示す表示欄に表示する。
【００３２】
（３）自律走行のための各種条件を入力する。
図４に示す例においては、「振動ローラ状況モニタ」の「自動運転条件設定」の欄を用いて入力する。
（４）ティーチング（遠隔操作による）または手入力により自律走行範囲を設定する。
図４に示す例においては、「振動ローラ状況モニタ」の「ティーチング開始点／終了点入力」の欄を用いて、開始点のＸＹ座標、及び終了点のＸＹ座標を設定する。
（５）以上の各入力情報により自律走行ルートを計算し、画面に表示する。
図４に示す例においては、枠５００で示す表示欄の中に表示する。
【００３３】
（６）自動走行ルートに問題がなければ、この画面の情報をメインデータベースに登録する。
図４に示す例においては、「ブロック座標入力」「ブロック選択」「ルート計算」「自動走行開始」等の機能キーを適宜操作しながら、上述した入力等の手順を実行するものであり、最終的に「自動走行開始」の操作によって、設定内容を含む作業計画の情報をメインデータベース１１０にアップロードして、振動ローラの走行を開始する。
【００３４】
図５は、処理メニューとして状況モニタを選択し、作業機械として振動ローラを選択した場合のモニタ用画面の一例を示す説明図である。
本例においては、以下のような動作により図５の画面表示を制御する。
（１）自律走行エリアに振動ローラの動作をリアルタイムでグラフィック表示する。
これは、図５に示す枠５００の表示欄を用いて行う。
（２）転圧回数を色で表示する。
これは、図５に示す色表示部５１０を用いて行う。
（３）計画ラインと振動ローラの現在位置の離れ量を表示する。
これは、図５に示す離れ量表示部５２０を用いて行う。
【００３５】
（４）振動ローラの位置、走行状況、稼働状況、振動状況、エンジン状況、操舵状況、ピッチ角、ロール角、水平角、各種センサ警報をリアルタイムに表示する。
これは、図５に示す「振動ローラ状況モニタ」を用いて表示する。
（５）一時停止、再開の指示を受けて実行する。
これは、図５に示す「自動走行一時停止」「自動走行再開」の各機能キーを用いて実行する。
（６）施工完了ブロックをメインデータベースに登録する。
これは、図５に示す「選択ブロック施工完了」の機能キーを用いて行う。
以上のような各機能により、振動ローラの走行を監視するとともに、一時停止、再開の制御を行う。
【００３６】
なお、以上の例では、図３に示すヘッダ画面を呼び出してから、処理内容を選択することにより、図４、図５に示す個別の作業用画面やモニタ用画面を呼び出す構成としたが、本発明はこれに限らず、個々の作業機械に対する各処理毎に個別に処理画面を呼び出すようにしてもよい。
また、個々の作業機械を選択して処理画面を呼び出す場合に、その作業機械に対する複数の処理画面（作業計画画面とモニタ画面）を一括して呼び出せる構成とし、１つのＷｅｂページに両方の画面を同時または選択的に表示して、それぞれの処理を行うようにしてもよい。
【００３７】
すなわち、複数の作業機械の作業計画を一括して設計した後、それら作業機械の無人作業動作を一括してモニタするような場合には、作業計画画面とモニタ画面とを別々に扱う方が有利であるが、少数の作業機械による無人作業の計画とモニタを行う場合には、作業計画画面とモニタ画面とを一括して扱う方が便利である。そこで、このような処理画面の呼び出し方式についても、システムの実情に応じて適宜選択できるようにしてもよい。
また、具体的な画面の内容としては、図３〜図５に示す例にかかわらず、適宜変更可能であることは勿論である。
【００３８】
以上のように本例の無人作業システムでは、各種の作業機械をＬＡＮを通じて総合的に管理、制御することができ、個々の作業機械をラジコン操作するシステムに比べて、省人化を図ることが可能となる。
また、各作業機械をＬＡＮによって接続するため、作業機械の数が多くなった場合でも、ＩＰアドレスの設定と無線設備を搭載した作業機械を投入することにより、新たな作業機械の追加や組み替えを容易に行うことができ、拡張性や柔軟性に優れたシステムを提供できる。
さらに、メインデータベース１１０にインターネットを通してアクセスすることにより、各種のクライアント装置２００、２１０から各作業機械の作業プランの登録、変更や、作業状況のモニタを行うことが可能であり、汎用ネットワークを用いた作業計画や作業管理を行うことができ、汎用性と利便性に優れたシステムを提供できる。
【００３９】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る無人作業システムの構成例を示す説明図である。
なお、図６において、第１の実施の形態を示す図１と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
第２の実施の形態の無人作業システムが第１の実施の形態と異なる点は、クライアント装置２００、２１０が通信回線網６００を経由してインターネットに接続された携帯電話機２００Ａ、２１０Ａによって実現されている点である。
この際、通信回線網は、例えば公衆回線網６１０と、携帯電話機を運用している通信事業者の基地局６２０などから構成される無線通信回線網６３０を含んで構成されている。
【００４０】
上述したインターネットに接続可能な携帯電話機は、表示装置としての液晶表示器および入力装置としてのキーボードを具備しており、専用サーバを経由してＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）サーバに設定されたホームページの閲覧やホームページに対する情報の入力を行なう機能を有するものである。このようなインターネットに対する携帯電話機の接続サービスは、例えばＮＴＴドコモ株式会社から提供されているｉモードとして提供されている。
このような携帯電話機２００Ａ、２１０Ａをクライアント装置２００、２１０として使用することによって第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。また、可搬性に優れた携帯電話機２００Ａ、２１０Ａをクライアント装置２００、２１０として使用すれば、操作者が所在している場所がどこであろうとメインデータベース１１０に対してアクセスすることが第１の実施の形態の場合と同様にでき、メインデータベース１００に対する書き替えや監視を行なうことができる利点がある。
【００４１】
また、上述した例は、本発明の一例を説明するものであり、システムの具体的な構成要素や使用する通信規約やプログラム言語等は、無人作業システムの規模や目的等に応じて適宜変更が可能なものである。
例えば、より簡易な制御形態のシステムを想定した場合には、上述のようにＬＡＮで伝送する情報にＤＣＯＭによる関数情報を用いなくとも簡素な制御が実現可能であるので、ＤＣＯＭによる関数情報を用いないようにし、ＤＣＯＭサーバは不要となる。また、ＮＴサーバ装置５０、１２０としては、より低位のＯＳを用いるような形態であってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の無人作業システムでは、複数の作業機械に対するモニタ用情報及び作業用情報を蓄積したメインデータベースを含み、ＬＡＮを介して各作業機械による無人作業を制御する第１のサーバ装置に対し、前記インターネットを介してクライアント装置からアクセスすることにより、メインデータベースに蓄積されたモニタ用情報や作業用情報をダウンロードし、前記モニタ用情報を用いて無人作業のモニタを行うとともに、前記作業用情報を用いて作業計画の設計または更新を行うようにした。
さらに、クライアント装置は、作業用情報を用いて設計または更新した作業計画の情報をメインデータベースに登録する手段を有し、第１のサーバ装置は、クライアント装置からの作業計画情報を中継してメインデータベースに登録する中間サーバ手段を有し、中間サーバ手段は、クライアント装置からの作業計画情報を所定のアプリケーションプログラミングインタフェース仕様に変換してメインデータベースに登録する手段を有し、クライアント装置は、作業用情報をダウンロードする場合に、作業計画情報を中間サーバ手段に転送するためのアプリケーションプログラムをダウンロードし、このアプリケーションプログラムを起動して作業計画情報を中間サーバ手段に転送するようにした。
このため、メインデータベースにインターネットを通してアクセスすることにより、各種のクライアント装置から各作業機械の作業プランの登録、変更や、作業状況のモニタを行うことが可能であり、汎用ネットワークを用いた作業計画や作業管理を行うことができ、汎用性と利便性に優れたシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無人作業システムの構成例を示す説明図である。
【図２】図１に示す無人作業システムにおけるＮＴサーバ装置とクライアント装置との間の通信ネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す無人作業システムにおいてクライアント装置に提供されるヘッダ画面の一例を示す説明図である。
【図４】図１に示す無人作業システムにおける作業計画用画面の一例を示す説明図である。
【図５】図１に示す無人作業システムにおけるモニタ用画面の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る無人作業システムの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 作業機械
２０ ＰＬＣ
３０ ＧＰＳ装置
４０ カメラ装置
５０、１２０ ＮＴサーバ装置
６０ 自律走行処理機能
７０、８０、９０、１３０ ＤＣＯＭサーバ
１００ コントロールルーム
１１０ メインデータベース
１４０ 全体監視処理機能
１５０ 遠隔制御装置
２００、２１０ クライアント装置
２００Ａ、２１０Ａ 携帯電話機
６００ 通信回線網
６１０ 公衆回線網
６３０ 無線通信回線網

Claims (7)

1. 複数の作業機械に対するモニタ用情報及び作業用情報を蓄積したメインデータベースを含み、インターネットとの接続手段、及び無線ＬＡＮを含むＬＡＮとの接続手段を有する第１のサーバ装置と、
   前記無線ＬＡＮとの接続手段を有するとともに、前記無線ＬＡＮを介してメインデータベースに蓄積された作業用情報を読み取り、前記作業用情報に対応する作業を自律制御によって行う機能を有する作業機械とを有し、
   前記第１のサーバ装置は、前記メインデータベースのモニタ用情報をインターネットを介してクライアント装置に提供するとともに、クライアント装置からのインターネットを介した指示に応じて前記メインデータベースの作業用情報を更新するようにした無人作業システムであって、
   前記クライアント装置は、前記インターネットを介して前記メインデータベースにアクセスすることにより、前記メインデータベースに蓄積されたモニタ用情報及び作業用情報をダウンロードし、前記モニタ用情報を用いて無人作業のモニタを行うとともに、前記作業用情報を用いて作業計画の設計または更新を行い、
   前記クライアント装置は、前記作業用情報を用いて設計または更新した作業計画の情報を前記メインデータベースに登録する手段を有し、
   前記第１のサーバ装置は、前記クライアント装置からの作業計画情報を中継して前記メインデータベースに登録する中間サーバ手段を有し、
   前記中間サーバ手段は、前記クライアント装置からの作業計画情報を所定のアプリケーションプログラミングインタフェース仕様に変換して前記メインデータベースに登録する手段を有し、
   前記クライアント装置は、前記作業用情報をダウンロードする場合に、作業計画情報を前記中間サーバ手段に転送するためのアプリケーションプログラムをダウンロードし、このアプリケーションプログラムを起動して前記作業計画情報を前記中間サーバ手段に転送するようにした、
   ことを特徴とする無人作業システム。
2. 前記アプリケーションプログラミングインタフェース仕様にＪＤＢＣまたはＯＤＢＣを用いた請求項１記載の無人作業システム。
3. 前記クライアント装置の制御プログラムにＪＡＶＡ（登録商標）言語を用い、前記メインデータベースに登録するモニタ用情報及び作業用情報にＪＡＶＡアプレットを用いるようにした請求項１または２記載の無人作業システム。
4. 前記第１のサーバ装置のＯＳにＷｉｎｄｏｗｓＮＴ（登録商標）を用いるようにした請求項１乃至３に何れか１項記載の無人作業システム。
5. 前記クライアント装置は、通信回線網を経由してインターネットに接続され前記該インターネットを介して情報の送受信が可能に構成されたコンピュータから構成されていることを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項の無人作業システム。
6. 前記クライアント装置は、無線通信回線網を含む通信回線網を経由してインターネットに接続し、該インターネットを介して情報の送受信が可能に構成された携帯電話機であることを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の無人作業システム。
7. 前記携帯電話機はインターネットを介してＷＷＷサーバに設定されたホームページの閲覧と前記ホームページに対する情報の入力を行なう機能を有することを特徴とする請求項６記載の無人作業システム。

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