JP5342298B2 - Remote control device for work machine and remote control method - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、クレーン車、高所作業車等の作業機を、該作業機から離れた位置で操作するようにした遠隔操作装置、及び遠隔操作方法に関するものである。 The present invention relates to a remote control device and a remote control method for operating a work machine such as a crane truck or an aerial work vehicle at a position away from the work machine.
例えば、クレーン車においては、ブームの先端から吊下した吊荷を特定位置にできるだけ正確に移動させたいという要求があり、係る作業に際しては、作業者が車体側に配置された操作装置において操作をするよりも、車体から離れて吊荷に近い位置、あるいは吊荷の移動位置に近い位置で吊荷の移動状態を確認しながら作業を行なうのが好ましく、係る作業を可能とするために、作業者が携行して操作を行うことのできる遠隔指令装置を備えた遠隔操作装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a crane vehicle, there is a request to move a suspended load suspended from the tip of a boom to a specific position as accurately as possible. When performing such work, an operator operates an operation device arranged on the vehicle body side. It is preferable to work while confirming the moving state of the suspended load at a position close to the suspended load away from the vehicle body or at a position close to the suspended load moving position. There has been proposed a remote control device including a remote command device that can be carried by a person (see, for example, Patent Document 1).
ところで、このような遠隔操作装置においては、上記遠隔指令装置を作業者が携行し、該遠隔指令装置に設けられた操作レバーを作業機から離れた位置で操作することから、作業機と遠隔指令装置の相対位置関係は常時変化するものと考えられる。しかし、作業機の動作を精度良く行なうためには、作業機と遠隔指令装置の相対位置関係は常時変化するものであっても、常に、上記遠隔指令装置における上記操作レバーの操作方向(即ち、作業者が意図している作業機の動作方向)と実際の作業機の動作方向が合致していることが要求される。 By the way, in such a remote control device, since the operator carries the remote command device and operates the operation lever provided in the remote command device at a position away from the work machine, It is considered that the relative positional relationship of the apparatus changes constantly. However, in order to perform the operation of the work machine with high accuracy, even if the relative positional relationship between the work machine and the remote commanding device constantly changes, the operation direction of the operation lever in the remote commanding device (i.e., always) It is required that the operation direction of the work machine intended by the worker matches the actual operation direction of the work machine.
係る要求に応える技術として、上記特許文献1においては、作業機と遠隔指令装置の軸合わせ(即ち、座標系のX軸とY軸の軸合わせ)を行い、この合わせた軸を基準にして、上記遠隔指令装置側の操作レバーを操作することで、その操作方向へ作業機を移動させるようにしている。
As a technology that meets such a requirement, in
そして、その具体的な手法として、無限遠点を利用して作業機と遠隔指令装置の軸合わせを行なう手法(第1の手法)とか、作業機と遠隔指令装置の相互の方向を検出して軸合わせを行なう手法(第2の手法)とか、遠隔指令装置に作業機の方向を指示する手段を設けて軸合わせを行なう手法(第3の手法)が示されている。 As a specific method, a method of aligning the work machine and the remote command device using the infinity point (first method) or detecting the mutual direction of the work machine and the remote command device A method for performing axis alignment (second method) or a method for performing axis alignment (third method) by providing means for instructing the direction of the work machine to the remote command device is shown.
上記第1の手法は、無限遠点を利用するものであるが、この無限遠点の取り方で、地磁気を利用しその磁極を無限遠点する場合と、遠方に電波発信装置とか光源を設置して該電波発信装置とか光源を無限遠点する場合が考えられる。 The above first method uses an infinite point, but it is possible to set the infinite point by using geomagnetism and setting the magnetic pole at an infinite point. Then, the radio wave transmission device or the light source may be pointed at infinity.
ここで、地磁気を利用してその磁極を無限遠点とするものは、磁気センサにより地磁気を検出し、この磁北方向を基準に作業機と遠隔指令装置の軸合わせを行なうものであることから、例えば、作業環境に磁性体が存在する場合には、この磁性体の影響を受けて地磁気に歪みを生じ、作業機と遠隔指令装置の基準軸にズレが生じ、その結果、操作レバーの操作方向と作業機の移動方向が一致せず作業精度が損なわれることになる。 Here, the one that uses geomagnetism to make its magnetic pole an infinite point is to detect the geomagnetism with a magnetic sensor, and to align the work machine and the remote commander with reference to this magnetic north direction, For example, if there is a magnetic material in the work environment, the magnetic material will be affected and the geomagnetism will be distorted, causing a shift between the reference axis of the work implement and the remote commander, resulting in the operating direction of the operating lever. And the moving direction of the work machine do not coincide with each other, and the working accuracy is impaired.
また、電波発信装置とか光源を無限遠点とするものは、作業現場毎に、作業領域から遠く離れた位置に専用の発信源を置くことは困難であり、その実現性は極めて低いものである。 In addition, it is difficult to place a dedicated transmission source far away from the work area at each work site, and the feasibility is extremely low for radio wave transmitters and devices that have a light source at infinity. .
上記第2の手法では、作業機と遠隔指令装置の双方に、互いの基準軸を検出するための装置を備えることが必要であり、装置の大型化、複雑化を招来する。 In the second method, it is necessary to provide both the work machine and the remote commander with a device for detecting the reference axis of each other, resulting in an increase in size and complexity of the device.
上記第3の手法では、作業に際しては、常に手動にて作業機の方向を指示する必要があり、作業の煩雑化を招来する。 In the third method, it is necessary to always manually indicate the direction of the work machine during work, resulting in complicated work.
このように、特許文献1に示されるような従来の遠隔操作装置においては、作業精度の確保、作業の簡略化等の点において問題の残るものであった。
As described above, in the conventional remote control device as disclosed in
そこで本願発明は、作業機の高精度の遠隔操作を、容易且つ簡単な操作によって行い得るようにした作業機の遠隔操作装置及び遠隔操作方法を提案することを目的としてなされたものである。 Accordingly, the present invention has been made for the purpose of proposing a remote operation device and a remote operation method for a work machine that enable highly accurate remote operation of the work machine by an easy and simple operation.
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。 In the present invention, the following configuration is adopted as a specific means for solving such a problem.
本願の第1の発明では、遠隔指令装置Qと、作業機Sに設けられた作業機制御装置Rからなり、該遠隔指令装置Qの指令信号に基づき上記作業機制御装置Rにより上記作業機Sを動作させるようにした作業機の遠隔操作装置Pにおいて、上記遠隔指令装置Qには、少なくとも、該遠隔指令装置Q側の特定の座標系と、上記作業機制御装置Rに向けて基準信号を発信する基準信号発信手段Aと、上記作業機Sの移動方向と移動速度をその操作方向と操作量によって指示する操作手段Bと、該操作手段Bの操作方向と操作量に対応する操作指令信号を算出して出力する操作指令信号出力手段Cと、加速度方向を検出して重力加速度方向信号を出力する重力加速度方向検出手段Dとを備え、上記作業機制御装置Rには、少なくとも、上記作業機S側の基準座標系と、上記遠隔指令装置Qの上記基準信号発信手段Aからの基準信号を受けて上記遠隔指令装置Qの上記特定の座標系における一軸を上記基準座標系における方向として方向信号を出力する方向信号出力手段Eを備えるとともに、上記遠隔指令装置Qと上記作業機制御装置Rの何れか一方には、上記方向信号出力手段Eからの方向信号と上記重力加速度方向検出手段Dからの重力加速度方向信号を受けて上記遠隔指令装置Qと上記作業機制御装置Rに共通する重力加速度方向に対する上記特定の座標系の傾きを基準座標系に変換して上記遠隔指令装置Qの上記特定の座標系を上記基準座標系上の姿勢として算出する姿勢算出手段Fと、上記姿勢算出手段Fからの姿勢信号と上記操作指令信号出力手段Cからの上記操作指令信号を受けて上記作業機Sを上記基準座標上の所定方向へ所定速度で移動させるための制御信号を算出して作業機駆動手段に出力する制御信号算出手段Gを備えたことを特徴としている。 In the first invention of the present application, it comprises a remote command device Q and a work machine control device R provided in the work machine S, and the work machine S is operated by the work machine control device R based on a command signal of the remote command device Q. In the remote control device P of the work machine that operates the remote command device Q, the remote command device Q receives at least a specific coordinate system on the remote command device Q side and a reference signal toward the work machine control device R. Reference signal transmitting means A for transmitting, operating means B for instructing the moving direction and moving speed of the work implement S by its operating direction and operating amount, and an operation command signal corresponding to the operating direction and operating amount of the operating means B An operation command signal output means C that calculates and outputs a gravitational acceleration direction detection means D that detects an acceleration direction and outputs a gravitational acceleration direction signal, and the work implement control device R includes at least the work Machine S side Upon receiving a reference signal from the reference coordinate system and the reference signal transmission means A of the remote command device Q, a direction signal is output with one axis in the specific coordinate system of the remote command device Q as a direction in the reference coordinate system. A direction signal output means E is provided, and either one of the remote command device Q and the work machine control device R has a direction signal from the direction signal output means E and a gravitational acceleration from the gravitational acceleration direction detection means D. In response to the direction signal, the inclination of the specific coordinate system with respect to the gravitational acceleration direction common to the remote command device Q and the work machine control device R is converted into a reference coordinate system, and the specific coordinate system of the remote command device Q is converted. Is calculated as an attitude on the reference coordinate system, receives an attitude signal from the attitude calculation means F and the operation command signal from the operation command signal output means C. The working machine S is characterized by including a control signal calculating means G to be output to the working machine driving means calculates a control signal for moving at a predetermined speed in a predetermined direction on the reference coordinate Te.
本願の第2の発明では、上記第1の発明に係る作業機の遠隔操作装置において、上記遠隔指令装置Qの回転量を角速度に基づいて算出し回転量信号を出力する回転量出力手段Hを備え、上記回転量出力手段Hからの回転量信号に基づいて上記姿勢算出手段Fからの姿勢信号を補間する姿勢補間手段Iを備えたことを特徴としている。 In a second invention of the present application, in the remote control device for a work machine according to the first invention, the rotation amount output means H for calculating the rotation amount of the remote command device Q based on the angular velocity and outputting a rotation amount signal is provided. And a posture interpolation means I for interpolating a posture signal from the posture calculation means F based on a rotation amount signal from the rotation amount output means H.
本願の第3の発明では、遠隔指令装置Qと、作業機Sに設けられた作業機制御装置Rからなり、 該遠隔指令装置Qの指令信号に基づき上記作業機制御装置Rにより上記作業機Sを動作させる作業機の遠隔操作方法において、上記遠隔指令装置Q側の特定の座標系を上記作業機制御装置R側の基準座標系に変換するに当たって、作業機制御装置Rは、上記遠隔指令装置Qから発信された基準信号を受信して、上記遠隔指令装置Qの上記特定の座標系における一軸を上記基準座標系における方向として方向信号を出力し、当該方向信号と上記遠隔指令装置Qと上記作業機制御装置Rに共通する重力加速度方向に対する上記特定の座標系の傾きから、上記遠隔指令装置Qに設けられた操作手段Bによって指示された上記作業機Sの移動方向と移動速度に基づいて、上記作業機Sを上記基準座標上の所定方向へ所定速度で移動させるための制御信号を算出し、該制御信号を作業機駆動手段に出力して上記作業機Sを動作させることを特徴としている。 In the third invention of the present application, it comprises a remote command device Q and a work machine control device R provided in the work machine S, and the work machine S is operated by the work machine control device R based on a command signal of the remote command device Q. In the remote operation method of the work machine that operates the work machine control device R, when converting the specific coordinate system on the remote command device Q side to the reference coordinate system on the work machine control device R side, A reference signal transmitted from Q is received, a direction signal is output with one axis in the specific coordinate system of the remote command device Q as a direction in the reference coordinate system, the direction signal, the remote command device Q, and the From the inclination of the specific coordinate system with respect to the direction of gravitational acceleration common to the work implement control device R, the moving direction and shift of the work implement S indicated by the operating means B provided in the remote command device Q are described. Based on the speed, a control signal for moving the work machine S in a predetermined direction on the reference coordinates at a predetermined speed is calculated, and the control signal is output to the work machine driving means to operate the work machine S. It is characterized by that.
本願発明では次のような効果が得られる。 In the present invention, the following effects can be obtained.
(a)本願の第1の発明に係る作業機の遠隔操作装置Pでは、上記方向信号出力手段Eは、上記遠隔指令装置Qの基準信号発信手段Aから発信される基準信号を受けて、上記遠隔指令装置Qの上記特定の座標系における一軸を上記基準座標系における方向として方向信号を出力する。また、上記重力加速度方向検出手段Dでは、加速度方向を検出して重力加速度方向信号を出力する。 (A) In the remote control device P for a work machine according to the first invention of the present application, the direction signal output means E receives the reference signal transmitted from the reference signal transmission means A of the remote command device Q, and A direction signal is output with one axis in the specific coordinate system of the remote command device Q as a direction in the reference coordinate system. The gravitational acceleration direction detection means D detects the acceleration direction and outputs a gravitational acceleration direction signal.
一方、上記姿勢算出手段Fでは、上記方向信号出力手段Eからの方向信号と上記重力加速度方向検出手段Dからの重力加速度方向信号を受けて上記遠隔指令装置Qと上記作業機制御装置Rに共通する重力加速度方向に対する上記特定の座標系の傾きを基準座標系に変換して上記遠隔指令装置Qの上記特定の座標系を上記基準座標系上の姿勢として算出する。 On the other hand, the posture calculation means F receives the direction signal from the direction signal output means E and the gravitational acceleration direction signal from the gravitational acceleration direction detection means D, and is common to the remote command device Q and the work implement control device R. The inclination of the specific coordinate system with respect to the gravitational acceleration direction is converted into a reference coordinate system, and the specific coordinate system of the remote commanding device Q is calculated as an attitude on the reference coordinate system.
上記制御信号算出手段Gでは、上記姿勢算出手段Fからの姿勢信号と上記操作指令信号出力手段Cからの上記操作指令信号を受けて上記作業機Sを上記基準座標上の所定方向へ所定速度で移動させるための制御信号を算出して作業機駆動手段に出力する。 The control signal calculation means G receives the attitude signal from the attitude calculation means F and the operation command signal from the operation command signal output means C, and moves the work implement S in a predetermined direction on the reference coordinates at a predetermined speed. A control signal for movement is calculated and output to the work implement driving means.
従って、この発明に係る作業機の遠隔操作装置によれば、上記遠隔指令装置Qと上記作業機S側の上記作業機制御装置Rとの座標上の軸合わせを、特定の座標系の一軸の方向と重力加速度方向で定まる姿勢に基づいて行なう構成であることから、
(イ) 例えば、地磁気を利用し、磁北方向を無限遠点として、遠隔指令装置と作業機の座標系の軸合わせを行なう構成のように、作業環境に存在する磁性体の影響を受けて地磁気に歪みを生じ、作業機と遠隔指令装置の基準軸にズレが生じることが無く、作業機Sを、遠隔指令装置Qの操作手段Bを操作する作業者の意図通りに正確に移動させることができ、精度の高い作業機Sの遠隔操作が実現される、
(ロ) 作業機と遠隔指令装置の双方に互いの基準軸を検出するための装置を備えて、これら相互の方向を検出して軸合わせを行なう構成のような、装置の大型化、複雑化を招来することがなく、装置の小型化及びこれに伴う低コスト化が図れる、
等の効果が得られる。
(ハ) また、上記遠隔指令装置Qは作業者が携行して操作を行うものであって、操作性あるいは作業性という点において、軽量且つ小形であることが好ましい。
Therefore, according to the remote control device for a work machine according to the present invention, the coordinate alignment between the remote command device Q and the work machine control device R on the work machine S side is performed on one axis of a specific coordinate system. Because it is based on the posture determined by the direction and the gravitational acceleration direction,
(B) For example, the geomagnetism is influenced by the magnetic material existing in the work environment, such as a configuration in which the coordinate system of the remote commander and the work implement is aligned using the geomagnetism with the magnetic north direction as the infinity point. The work machine S can be accurately moved as intended by the operator who operates the operation means B of the remote command device Q, without causing a distortion in the reference axis of the work machine and the remote command device. Is possible, and remote operation of the work machine S with high accuracy is realized.
(B) Increase in size and complexity of the device, such as a configuration in which both the work machine and the remote commanding device are equipped with devices for detecting the reference axes of each other, and by detecting the mutual directions and aligning the axes. Can be reduced in size and cost associated with this,
Etc. are obtained.
(C) Further, the remote commanding device Q is carried by an operator and is operated, and is preferably lightweight and small in terms of operability or workability.
この場合、この発明では、上記遠隔指令装置Qに、上記特定の座標系と上記基準信号発信手段Aと上記操作手段Bと上記操作指令信号出力手段Cと上記重力加速度方向検出手段Dの各構成要素を備え、これら以外の他の構成要素を全て上記作業機制御装置R側に備えることもできることから、例えば、係る構成を採用した場合には、該遠隔指令装置Qの軽量且つ小形化が図れ、延いては作業機Sの操作性あるいは作業性が向上することになる。 In this case, in the present invention, each configuration of the specific command system, the reference signal transmission means A, the operation means B, the operation command signal output means C, and the gravitational acceleration direction detection means D is added to the remote command device Q. Since it is possible to provide all the other components on the work machine control device R side, for example, when such a configuration is adopted, the remote command device Q can be reduced in weight and size. As a result, the operability or workability of the work machine S is improved.
(b) 本願の第2の発明に係る作業機の遠隔操作装置Pによれば、上記(a)に記載の効果に加えて以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明の作業機の遠隔操作装置では、上記遠隔指令装置Qの回転量を角速度に基づいて算出し回転量信号を出力する回転量出力手段Hを備え、上記回転量出力手段Hからの回転量信号に基づいて上記姿勢算出手段Fからの姿勢信号を補間する姿勢補間手段Iを備えているので、例えば、上記遠隔指令装置Qの上記操作手段Bを操作して作業を行っている間において該遠隔指令装置Qの姿勢が変化し、上記方向信号出力手段Eからの方向信号の入力が途絶えた場合には、上記姿勢算出手段Fでの姿勢算出ができなくなる(換言すれば、姿勢の更新ができなくなる)が、係る場合、上記回転量出力手段Hからの回転量信号に基づいて、上記姿勢補間手段Iによって上記姿勢算出手段Fからの姿勢信号(即ち、上記方向信号出力手段Eからの方向信号の入力が途絶えた時点における姿勢信号)が補間されることで、上記方向信号の入力が途絶えた期間内においても上記遠隔指令装置Qの姿勢信号の更新が行なわれ、上記作業機Sは上記遠隔指令装置Qの操作手段Bの操作に対応して適正に動作することとなり、高精度の遠隔操作が実現される。 (B) According to the remote control device P for a work machine according to the second invention of the present application, in addition to the effect described in (a) above, the following specific effects can be obtained. That is, the remote control device for a work machine according to the present invention includes rotation amount output means H that calculates the rotation amount of the remote command device Q based on the angular velocity and outputs a rotation amount signal. Since the posture interpolation means I for interpolating the posture signal from the posture calculation means F based on the rotation amount signal is provided, for example, while the operation means B of the remote command device Q is being operated When the attitude of the remote commanding device Q changes and the input of the direction signal from the direction signal output means E is interrupted, the attitude calculation means F cannot calculate the attitude (in other words, the attitude However, in this case, based on the rotation amount signal from the rotation amount output means H, the attitude interpolation means I causes the attitude signal from the attitude calculation means F (that is, from the direction signal output means E). The posture signal of the remote command device Q is updated even during the period when the input of the direction signal is interrupted. The remote commander Q operates appropriately in response to the operation of the operation means B, and a highly accurate remote operation is realized.
(c) 本願の第3の発明に係る作業機の遠隔操作方法によれば、上記遠隔指令装置Q側の特定の座標系の上記作業機制御装置R側の基準座標系への変換を、特定の座標系の一軸の方向とこれら両装置Q、Rに共通する重力加速度方向に基づいて行なうものであることから、例えば、地磁気を利用して上記変換を行なう場合のように磁性体の影響を受けることがなく、常時、高精度の遠隔操作が実現されるものである。 (C) According to the work machine remote control method according to the third invention of the present application, the conversion of the specific coordinate system on the remote commander Q side to the reference coordinate system on the work machine control device R side is specified. This is based on the direction of one axis of the coordinate system and the direction of gravitational acceleration common to both devices Q and R. For example, the influence of the magnetic material is affected as in the case of performing the conversion using geomagnetism. High-accuracy remote operation is always realized without receiving it.
以下、本願発明を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on preferred embodiments.
図1には、本願発明に係る遠隔操作装置Pが備えられた作業機としてのクレーン車40を示している。
FIG. 1 shows a
I:クレーン車40の構成
このクレーン車40は、車体41に取付けたアウトリガー48上に旋回台42を載置固定し、該旋回台42に伸縮ブーム43の基端部を起仰可能に連結するとともに、該伸縮ブーム43の先端のブームヘッド44からはフックブロック45が吊下されている。そして、上記フックブロック45のフック46には、所定の吊荷47が吊下支持され、該吊荷47は、上記伸縮ブーム43の伸縮、起伏及び旋回の各動作によって三次元上の所定位置へ移動される。また、ウィンチ(図示省略)の巻上・巻下操作によって上記吊荷47を昇降させることができる。
I: Configuration of
上記クレーン車40は、車体41側に配置された車体側操作装置(図示省略)によって上記伸縮ブーム43の各操作が行われることは勿論であるが、これに加えて、次述する遠隔操作装置Pが備えられ、該遠隔操作装置Pによっても操作できるようになっている。
In the
上記遠隔操作装置Pは、作業者が携行して操作する遠隔指令装置Qと上記車体41側に設けられた作業機制御装置Rを備えて構成される。また、この実施形態では、上記ブームヘッド44の両側部にそれぞれ後述の受信部25を配置している。
The remote control device P includes a remote command device Q that is carried and operated by an operator and a work machine control device R provided on the
II:制御の基本思想
上記遠隔操作装置Pにおける制御の基本思想を説明する。この遠隔操作装置Pの基本思想は、上記作業機S側に基準座標系を、上記遠隔指令装置Q側には特定の座標系を、それぞれ備え、これら両座標系の軸合わせを、基準信号を送受信することで定まる基準座標系における特定の座標系の一軸の方向と、上記遠隔指令装置Qと上記作業機制御装置Rの双方において共通する普遍的な事象である「重力加速度方向」を利用して行なうことにある。以下において、これを具体的に説明する。
II: Basic idea of control The basic idea of control in the remote control device P will be described. The basic idea of the remote control device P is that the work machine S side has a reference coordinate system and the remote commanding device Q side has a specific coordinate system. Using the direction of one axis of a specific coordinate system in the reference coordinate system determined by transmission and reception, and the “gravity acceleration direction” which is a universal event common to both the remote command device Q and the work machine control device R To do. This will be specifically described below.
図6には、上記遠隔操作装置Pにおける上記作業機制御装置Rに対する上記遠隔指令装置Qの方向及び姿勢の検出手法を示している。同図において、符号Sは作業機であって、該作業機Sの適所には作業機制御装置Rが備えられている。また、この作業機制御装置Rには、上記受信部25(実際的には、上述のように、ブームヘッド44に設けられるが、ここでは仮想的に示している)が設けられるとともに、三次元の基準座標系(X軸、Y軸、Z軸)を備えている。 FIG. 6 shows a method for detecting the direction and orientation of the remote command device Q with respect to the work machine control device R in the remote operation device P. In the figure, reference numeral S denotes a work machine, and a work machine control device R is provided at an appropriate position of the work machine S. In addition, the work machine control device R is provided with the receiving unit 25 (actually provided on the boom head 44 as described above, but shown here virtually), and is also three-dimensional. Standard coordinate system (X-axis, Y-axis, Z-axis).
この場合、作業機Sは、これを作業場所に設置して作業を行なう際には、アウトリガー48の調整等によって車体41を水平に設定するのが常態であることから、上記基準座標系は、そのZ軸を鉛直方向、即ち、重力加速度方向に合致させた状態に固定される。従って、上記作業機Zの設置状態においては、上記基準座標系のZ軸は常に重力加速度方向に合致したものとなるため、この実施形態では、上記作業機S側には重力加速度方向を検出するための加速度センサは備えられていない。
In this case, when the work implement S is installed at the work place and performs the work, it is normal to set the
上記遠隔指令装置Qには、例えば、レーザ光等の直進性の高い基準信号を発信する基準信号発信部24が設けられるとともに、特定の座標系(U軸、V軸、W軸)を備えている。この場合、上記特定の座標系の一軸、ここではU軸を上記基準信号の発信方向に合致させている。また、上記遠隔指令装置Qの特定の座標系の各軸は、該遠隔指令装置Qが水平姿勢に設定されていない限り、重力加速度方向には合致せず、上記基準座標系と特定の座標系にはズレが生じることになる。
The remote command device Q is provided with a reference
従って、上記遠隔指令装置Qでの操作によって上記作業機Sを基準座標系上における所定位置へ正確に移動させるためには、上記遠隔指令装置Q側の特定の座標系を上記作業機制御装置R側の基準座標系に変換する必要がある。そして、この場合には、上記作業機制御装置Rに対する上記遠隔指令装置Qの方向と姿勢を求めることが必要となる。 Therefore, in order to accurately move the work machine S to a predetermined position on the reference coordinate system by the operation of the remote command apparatus Q, a specific coordinate system on the remote command apparatus Q side is set to the work machine control apparatus R. It is necessary to convert to the side reference coordinate system. In this case, it is necessary to determine the direction and orientation of the remote command device Q with respect to the work machine control device R.
このため、図6に示すように、上記遠隔指令装置Qの基準信号発信部24から基準信号を、上記作業機制御装置Rの上記受信部25に向けて発信し、該受信部25でこれを受信する。この基準信号がなす上記基準座標系におけるX軸−Y軸方向の角度「α」と、Z軸方向の角度「β」を検出することで、上記作業機制御装置Rに対する上記遠隔指令装置Qの方向が特定される。
For this reason, as shown in FIG. 6, a reference signal is transmitted from the
一方、上記基準座標系のZ軸と上記遠隔指令装置Qにおける重力加速度方向は合致するので、該遠隔指令装置Qにおける重力加速度方向に仮想設定した点「G」の、上記遠隔指令装置Qの特定の座標系上における座標位置「Ug,Vg,Wg」求めることで、上記基準座標系に対する特定の座標系の傾きを知ることができる。従って、上記遠隔指令装置Qにおける操作部20の操作方向と操作量に、基準信号を送受信することで定まる基準座標系における特定の座標系の一軸の方向と上記座標位置「Ug,Vg,Wg」を加味して算出された操作方向と操作量は、上記基準座標系上における操作方向及び操作量として用いることができる。これによって、上記作業機制御装置Rに対して所定方向で、且つ所定の姿勢で存在する上記遠隔指令装置Qの操作部20を操作した場合、この操作方向及び操作量が上記遠隔指令装置Qの基準座標系上における実際の操作方向及び実際の操作量として認識されるものである。
On the other hand, since the Z-axis of the reference coordinate system matches the gravitational acceleration direction in the remote command device Q, the point “G” virtually set in the gravitational acceleration direction in the remote command device Q is identified by the remote command device Q. By obtaining the coordinate position “Ug, Vg, Wg” on the coordinate system, it is possible to know the inclination of the specific coordinate system with respect to the reference coordinate system. Therefore, the direction of one axis of the specific coordinate system and the coordinate position “Ug, Vg, Wg” in the reference coordinate system determined by transmitting / receiving the reference signal to the operation direction and the operation amount of the
上記受信部25として、この実施形態では、図7に示すように魚眼レンズ27と撮像素子28を組み合わせて用いるようにしている。この魚眼レンズ27は、ここへの入射光の入射角「θ」の大きさと軸心L周りの方向によって上記撮像素子28上での結像位置「r」が一義的に決定される特性をもつことから、上記結像位置「r」を検出することで、上記作業機制御装置Rに対する上記遠隔指令装置Qの方向を得ることができる。
In this embodiment, as the receiving
尚、方向検出手法として、上述のように「レーザ光と魚眼レンズ27と撮像素子28」の組合せとする他に、例えば、アレイ状に配置したセンサによる超音波を利用した方法とかカメラを用いた画像処理による手法を採用することもできる。
In addition to the combination of “laser light,
また、この実施形態では、上記受信部25を上記伸縮ブーム43の先端のブームヘッド44の左右両面に配置しているが、係る配置構成によれば、図9に示すように、一方の受信部25の受信可能範囲「M1」と他方の受信部25の受信可能範囲「M2」がオーバラップさせることで、クレーン車40の全周範囲で遠隔指令装置Qからの基準信号を受信できる。
In this embodiment, the receiving
この場合、上記受信部25を上記伸縮ブーム43の先端のブームヘッド44の左右両面に配置するのに代えて、例えば、上記ブームヘッド44から吊下されるフックブロック45(図1参照)の左右両面に配置することもでき、係る構成によれば、上記ブームヘッド44のフック46に吊下支持される吊荷47と上記受信部25の距離が小さくなることから、上記吊荷47を遠隔操作によって、より精度良く移動させることができる。
In this case, instead of disposing the receiving
さらに図10に示すように、上記受信部25を上記クレーン車40の旋回台42の左右両面に配置することもできる。係る構成によっても、一方の受信部25の受信可能範囲「M1」と他方の受信部25の受信可能範囲「M2」がオーバラップさせることで、クレーン車40の全周範囲で遠隔指令装置Qからの基準信号を受信できる。
Furthermore, as shown in FIG. 10, the receiving
III:遠隔指令装置Qの回転に伴う補間
一方、上記遠隔指令装置Qの上記作業機制御装置Rに対する方向及び姿勢は、作業中連続的に変化するものと思われるが、上記遠隔指令装置Qからの基準信号が上記作業機制御装置Rの受信部25において受信されている間は、順次更新されるため問題はない。しかし、上記遠隔指令装置Qからの基準信号が上記作業機制御装置Rの受信部25において受信されなくなったような場合には、該基準信号に基づく更新は期待できないため、これを補間する手段が必要となる。
III: Interpolation with rotation of the remote commanding device Q On the other hand, the direction and attitude of the remote commanding device Q with respect to the work machine control device R seem to change continuously during the work. While the reference signal is received by the receiving
係る観点から、この実施形態では、上記遠隔指令装置Qに三軸の角速度センサを設け、各軸回りの角速度を検出し、この各軸回りの角速度に基づいて、回転行列を用いた演算によって、元の座標系[U1,V1,W1](基準信号の受信が途絶えた時点における遠隔指令装置Qの座標系)から回転後における遠隔指令装置Qの座標系「U2,V2,W2」を求め、この補間された座標系に基づいて、上記遠隔指令装置Qの上記作業機制御装置Rに対する方向及び姿勢の更新を行なうようにしている。 From this point of view, in this embodiment, the remote command device Q is provided with a three-axis angular velocity sensor, detects the angular velocity around each axis, and based on the angular velocity around each axis, by calculation using a rotation matrix, Obtain the coordinate system “U2, V2, W2” of the remote command device Q after rotation from the original coordinate system [U1, V1, W1] (the coordinate system of the remote command device Q when the reception of the reference signal is interrupted), Based on the interpolated coordinate system, the direction and attitude of the remote commander Q with respect to the work implement controller R are updated.
図8には、作業機制御装置Rの基準座標系において、その「X軸−Y軸」に沿った平面方向に上記遠隔指令装置Qが回転した場合を例示している。ここで、当初、上記遠隔指令装置Qの特定の座標系「U1,V1,W1」のU軸が上記作業機制御装置Rに指向していた状態から、該遠隔指令装置Qが回転して(回転角「ΣωT」)その特定の座標系が「U2,V2,W2」に変化した場合、この回転後の特定の座標系における上記遠隔指令装置Qの姿勢を、初期位置の特定の座標系における遠隔指令装置Qの姿勢と組み合わせることで、上記作業機制御装置R側の基準座標系に対する上記遠隔指令装置Qの姿勢を求める。このようにして求められた上記作業機制御装置R側の軸「X軸−Y軸」と上記遠隔指令装置Qの軸「U軸−V軸」の関係を利用して、レバー操作方向「δ1」を基準座標系における方向「δ2」に変換することで、上記基準座標系での移動方向が求められるものである。 FIG. 8 illustrates a case where the remote command device Q rotates in the plane direction along the “X axis-Y axis” in the reference coordinate system of the work machine control device R. Here, from the state where the U axis of the specific coordinate system “U1, V1, W1” of the remote commanding device Q is initially directed to the work machine control device R, the remote commanding device Q rotates ( Rotation angle “ΣωT”) When the specific coordinate system changes to “U2, V2, W2”, the attitude of the remote commanding device Q in the specific coordinate system after the rotation is changed in the specific coordinate system at the initial position. By combining with the posture of the remote command device Q, the posture of the remote command device Q with respect to the reference coordinate system on the work machine control device R side is obtained. The lever operation direction “δ1” is obtained by using the relationship between the axis “X axis-Y axis” on the work machine control device R side and the axis “U axis-V axis” of the remote command device Q thus obtained. Is converted into the direction “δ2” in the reference coordinate system, thereby obtaining the moving direction in the reference coordinate system.
IV:遠隔操作装置Pの具体的な構成
IV−1:第1の実施例
図2には、上記遠隔操作装置Pの第1の実施例における制御ブロック図を示している。この遠隔操作装置Pは、遠隔指令装置Qと作業機制御装置Rを備えて構成される。なお、上記遠隔指令装置Qには特定の座標系が、上記作業機制御装置Rには基準座標系が、それぞれ設定されていること、及び上記基準座標系はそのZ軸が重力加速度方向に合致するように設定されていることは既述の通りである。
IV: Specific Configuration of Remote Operation Device P IV-1: First Example FIG. 2 shows a control block diagram of the first example of the remote operation device P. The remote control device P is configured to include a remote command device Q and a work machine control device R. A specific coordinate system is set for the remote command device Q, a reference coordinate system is set for the work implement control device R, and the Z axis of the reference coordinate system matches the gravitational acceleration direction. It is as described above that it is set to do.
「遠隔指令装置Qの構成」
上記遠隔指令装置Qは、作業者が携行して操作するものであって、該遠隔指令装置Qには、操作部20と角速度センサ22と加速度センサ23と基準信号発信部24が備えられている。
“Configuration of remote commander Q”
The remote command device Q is carried and operated by an operator. The remote command device Q includes an
上記操作部20は、特許請求の範囲中の「操作手段B」に該当するものであって、作業者によって傾動操作される。この操作部20の操作方向及び操作量は、操作レバーセンサ21によって検出され、レバー操作入力処理部1に入力される。このレバー操作入力処理部1では、上記操作レバーセンサ21から入力される操作方向と操作量に対応する操作指令信号を算出し、この操作指令信号のうち、操作速度に関する速度信号は通信処理部8に、操作方向に関する操作方向信号は後述の動作方向演算部7へそれぞれ出力される。尚、上記操作レバーセンサ21と上記レバー操作入力処理部1は、特許請求の範囲中の「操作指令信号出力手段C」に該当する。
The
上記角速度センサ22は、上記遠隔指令装置Qの回転に伴う角速度を検出し、これを回転量検出処理部2に出力する。この回転量検出処理部2では、上記角速度センサ22からの角速度を受けて、該角速度に基づいて上記遠隔指令装置Qの回転量を算出し、これを回転量信号として後述の姿勢演算処理部5へ出力する。尚、上記角速度センサ22と上記回転量検出処理部2は、特許請求の範囲中の「回転量出力手段H」に該当する。
The
上記加速度センサ23は、上記遠隔指令装置Qにおける加速度を検出してこれを重力加速度検出処理部3に出力する。この重力加速度検出処理部3では、上記加速度センサ23からの加速度信号を受けて、重力加速度方向を算出し、重力加速度方向信号として後述の姿勢検出処理部6へ出力する。尚、上記加速度センサ23と重力加速度検出処理部3は、特許請求の範囲中の「重力加速度方向検出手段D」に該当する。
The
上記基準信号発信部24は、特許請求の範囲中の「基準信号発信手段A」に該当するものであって、レーザ光等の直進性の高い基準信号を、後述する作業機制御装置R側へ発信する。
The reference
上記姿勢検出処理部6は、特許請求の範囲中の「姿勢算出手段F」に該当するものであって、上記重力加速度検出処理部3からの重力加速度方向信号と、通信処理部4を介して後述の作業機制御装置R側から出力される方向信号を受けて、上記遠隔指令装置Qと上記作業機制御装置Rに共通する重力加速度方向に対する該遠隔指令装置Q側の上記特定の座標系の傾きを上記作業機制御装置Rの上記基準座標系に変換して上記遠隔指令装置Qの上記特定の座標系を上記基準座標系上の姿勢として算出し、その姿勢信号を次述の姿勢演算処理部5に出力する。尚、上記姿勢検出処理部6は、特許請求の範囲中の「姿勢算出手段F」に該当する。
The posture
上記姿勢演算処理部5は、上記回転量検出処理部2からの回転量信号を受けて、上記姿勢検出処理部6からの姿勢信号を補間して、その補間制御信号を次述の動作方向演算部7へ出力する。ただし、上記姿勢演算処理部5は、上記姿勢検出処理部6への方向信号の入力が途絶えた期間だけ補間制御を実行して補間制御信号を出力し、それ以外の場合、即ち、上記姿勢検出処理部6への方向信号が入力されている期間は、補間制御を実行することなく、上記姿勢検出処理部6からの姿勢信号をそのまま次述の動作方向演算部7へ出力する。尚、上記姿勢演算処理部5は、特許請求の範囲中の「姿勢補間手段I」に該当する。
The posture
上記動作方向演算部7は、上記レバー操作入力処理部1からの操作指令信号と、上記姿勢演算処理部5からの補間制御信号又は上記姿勢検出処理部6からの姿勢信号を受けて、作業機Sの作動方向を算出し、その作動方向信号を通信処理部8に出力する。この通信処理部8からは、上記作動方向信号と上記レバー操作入力処理部1からの速度信号が、作業機制御装置R側の通信処理部10に出力され、該通信処理部10を介して上記作業機制御装置R側のアクチュエータ作動速度演算処理部12に入力される。
The movement direction calculation unit 7 receives an operation command signal from the lever operation
「作業機制御装置Rの構成」
上記作業機制御装置Rは、上記作業機S側に備えられるものであって、ここには受信部25とブーム姿勢角度センサ26が備えられている。
"Configuration of work implement control device R"
The work machine control device R is provided on the work machine S side, and includes a receiving
上記受信部25は、上記遠隔指令装置Q側の上記基準信号発信部24から発信される基準信号を受信して該基準信号の入射方向に関する信号(即ち、図7の結像位置「r」に関する信号)を入射方向検出処理部9に出力する。この入射方向検出処理部9では、上記受信部25からの入射方向に関する信号を受けて、上記遠隔指令装置Qの上記特定の座標系における一軸を上記基準座標系における方向として検出しその方向信号を、通信処理部14を介して上記遠隔指令装置Qの通信処理部4に出力する。なお、上記受信部25と入射方向検出処理部9は、特許請求の範囲中の「方向信号出力手段E」に該当する。
The receiving
上記ブーム姿勢角度センサ26は、上記伸縮ブーム43(図1参照)の現在の姿勢角度を検出し、これをブーム姿勢角度検出処理部11に出力する。このブーム姿勢角度検出処理部11では、ブーム姿勢角度センサ26からの信号を受けて、現在の伸縮ブーム43の伸縮量と起伏角度及び旋回角度を算出し、これを姿勢角度信号としてアクチュエータ作動速度演算処理部12に出力する。
The boom
上記アクチュエータ作動速度演算処理部12は、上記ブーム姿勢角度検出処理部11からの姿勢角度信号と、上記通信処理部10を介して上記遠隔指令装置Qの上記動作方向演算部7から入力される速度信号と操作方向信号を受けて、上記作業機Sを上記基準座標上の所定方向へ所定速度で移動させるため伸縮、起伏、旋回の各アクチュエータの作動速度を算出し、速度指令を制御部13に出力する。この制御部13では、この速度指令を受けて上記各アクチュエータに制御信号を出力してこれを作動させる。なお、上記動作方向演算部7と上記ブーム姿勢角度センサ26と上記ブーム姿勢角度検出処理部11と上記アクチュエータ作動速度演算処理部12及び上記制御部13は、特許請求の範囲中の「制御信号算出手段G」に該当する。
The actuator operation speed calculation processing unit 12 is a speed inputted from the movement direction calculation unit 7 of the remote command device Q via the posture angle signal from the boom posture angle detection processing unit 11 and the communication processing unit 10. In response to the signal and the operation direction signal, in order to move the work implement S in a predetermined direction on the reference coordinates at a predetermined speed, the operating speed of each of the expansion / contraction, undulation and turning actuators is calculated, and the speed command is sent to the
「遠隔操作装置Pの作動」
ここで、上記遠隔操作装置Pの実際の作動を、図4及び図5に示すフローチャートに基づいて説明する。
"Operation of remote control device P"
Here, the actual operation of the remote control device P will be described based on the flowcharts shown in FIGS.
図4において、作業に際して電源が投入されると、まず、図5に示す姿勢検出ルーチンに基づいて、姿勢検出処理が実行される(ステップS1)。 In FIG. 4, when the power is turned on during work, first, posture detection processing is executed based on the posture detection routine shown in FIG. 5 (step S1).
即ち、姿勢検出処理においては、先ず、図5のステップS21において、上記遠隔指令装置Qの基準信号発信部24からの基準信号に基づいて、上記作業機制御装置R側の基準座標系に対する上記遠隔指令装置Q側の特定の座標系の基準となる軸(図6ではU軸)の方向(即ち、角度「α」及び「β」)を検出する。
That is, in the posture detection process, first, in step S21 of FIG. 5, the remote coordinate system with respect to the reference coordinate system on the work implement control device R side is based on the reference signal from the reference
次に、方向検出ができたかどうかを判断するが、基準信号が受信できなかったような場合は、方向検出はできないので、「姿勢検出失敗」として制御を終了する(ステップS27)。 Next, it is determined whether or not the direction can be detected. However, if the reference signal cannot be received, the direction cannot be detected, so the control ends as “attitude detection failure” (step S27).
ステップS22において、方向検出ができたと判断される場合には、ステップS23へ移行し、重力加速度方向の検出を行なう。即ち、図6の上記遠隔指令装置Q側の特定の座標系における重力加速度方向「G(Ug,Vg,Wg)」を検出する。従って、ここで検出された重力加速度方向の方向(Gの方向)は、上記作業機制御装置R側の基準座標系のZ軸の方向に合致する。 If it is determined in step S22 that the direction has been detected, the process proceeds to step S23, and the gravitational acceleration direction is detected. That is, the gravitational acceleration direction “G (Ug, Vg, Wg)” in a specific coordinate system on the remote commanding device Q side in FIG. 6 is detected. Therefore, the direction (G direction) of the gravity acceleration direction detected here coincides with the Z-axis direction of the reference coordinate system on the work implement control device R side.
次に、重力加速度方向と基準信号の入射方向(角度「α」及び「β」)の一致、不一致が判断される。ここで、角度「α」及び「β」が重力加速度方向と一致する場合は、上記遠隔指令装置Qが上記作業機制御装置Rの真上あるいは真下に位置していることであって、上記作業機制御装置Rに対する上記遠隔指令装置Qの姿勢が一意に定まらないことから、「姿勢検出失敗」として扱う(ステップS27)。 Next, it is determined whether the gravitational acceleration direction matches the reference signal incident direction (angles “α” and “β”). Here, when the angles “α” and “β” coincide with the gravitational acceleration direction, it means that the remote command device Q is located directly above or below the work implement control device R, and the work Since the attitude of the remote commanding device Q with respect to the machine control device R is not uniquely determined, it is handled as “attitude detection failure” (step S27).
これに対して、角度「α」及び「β」が重力加速度方向と一致しないと判断された場合には、ステップS25において、姿勢演算処理を行なう。即ち、上記作業機制御装置Rの基準座標系からみた上記遠隔指令装置Qgの特定の座標系の回転行列を求める(図2の「姿勢検出処理部6」での処理である)。回転行列が正しく求められた場合には、「姿勢検出成功」として、姿勢制御検出処理を終了する。
On the other hand, if it is determined that the angles “α” and “β” do not coincide with the gravitational acceleration direction, posture calculation processing is performed in step S25. That is, the rotation matrix of the specific coordinate system of the remote commanding device Qg viewed from the reference coordinate system of the work machine control device R is obtained (this is the processing in the “attitude
図4のステップS2に戻って、上記姿勢検出ルーチンで姿勢検出が成功した場合には、ステップS3以降に移行するが、姿勢検出ができなかった場合には、姿勢検出ができるまで姿勢検出ルーチンが繰り返し実行される。 Returning to step S2 in FIG. 4, if the posture detection is successful in the posture detection routine, the flow proceeds to step S3 and after. However, if posture detection is not possible, the posture detection routine continues until posture detection is possible. Repeatedly executed.
ステップS2において、姿勢検出が成功したと判断される場合には、次に、ステップS3において回転量検出処理を行なう。即ち、上記遠隔指令装置Qの特定の座標系の各軸回りの角速度を検出し、時間積分によって前時刻からの回転量を求める(図2の「回転量検出処理部2」での処理である)。
If it is determined in step S2 that the posture detection is successful, a rotation amount detection process is performed in step S3. That is, the angular velocity around each axis of the specific coordinate system of the remote command device Q is detected, and the rotation amount from the previous time is obtained by time integration (processing in the “rotation amount
次に、ステップS4において、姿勢演算処理を行なう。即ち、現在の上記作業機制御装置Rの基準座標系からみた場合の上記遠隔指令装置Qの特定の座標系の姿勢を求める(図2の「姿勢演算処理部5」での処理である)。
Next, in step S4, posture calculation processing is performed. That is, the attitude of the specific coordinate system of the remote commanding device Q when viewed from the current reference coordinate system of the work machine control device R is obtained (the process in the “attitude
次に、ステップS5において、レバー操作入力処理を行なう。即ち、上記遠隔指令装置Qにおいて入力された特定の座標系の各軸方向へのレバー操作量を、操作方向情報と操作速度情報に分離する(図2の「レバー操作入力処理部1」での処理である)。
Next, in step S5, a lever operation input process is performed. That is, the lever operation amount in each axial direction of the specific coordinate system input in the remote command device Q is separated into operation direction information and operation speed information (in the “lever operation
次に、ステップS6において、作動方向変換処理を行なう。即ち、上記作業機制御装置Rの基準座標系からみた上記遠隔指令装置Qの姿勢と操作レバーの操作方向から、上記基準座標系における作動方向を求める(図2の「動作方向演算部7」での処理である)。 Next, in step S6, an operation direction conversion process is performed. That is, the operation direction in the reference coordinate system is obtained from the attitude of the remote commanding device Q as viewed from the reference coordinate system of the work machine control device R and the operation direction of the operation lever (in the “operation direction calculation unit 7” in FIG. 2). Process).
次に、ステップS7において、動作制御処理を行なう。即ち、ステップS6で求めた動作方向とステップS5で求めた操作速度に基づいて、上記作業機Sの制御点(この実施例ではブームヘッド44)が移動するように制御を行なう(図2の「アクチュエータ作動速度演算処理部12」での処理である)
ステップS2〜ステップS7の処理によって、上記作業機制御装置Rの基準座標系に対する上記遠隔指令装置Qの姿勢が更新される。このステップS2〜ステップS7の処理での姿勢の更新(遠隔指令装置Qの回転量に基づく姿勢更新)は、上記遠隔指令装置Q側から発信される基準信号は関与しない。従って、この更新処理のみでも作業機Sの遠隔操作の精度はある程度維持されるが、この回転量に基づく姿勢更新が繰り返されると、制御誤差が次第に大きくなる。
Next, in step S7, operation control processing is performed. That is, based on the operation direction obtained in step S6 and the operation speed obtained in step S5, control is performed so that the control point (the boom head 44 in this embodiment) of the work machine S moves ("" in FIG. 2). This is processing in the actuator operation speed calculation processing unit 12 ”)
The posture of the remote commanding device Q with respect to the reference coordinate system of the work implement control device R is updated by the processing in steps S2 to S7. The reference signal transmitted from the remote command device Q side is not involved in the posture update (posture update based on the rotation amount of the remote command device Q) in the processing of steps S2 to S7. Accordingly, the accuracy of the remote operation of the work implement S is maintained to some extent only by this update process, but if the posture update based on this rotation amount is repeated, the control error gradually increases.
このため、この実施例では、ステップS8において、再度、図5の姿勢検出ルーチンに基づく姿勢検出(即ち、基準信号に基づく姿勢検出)を実行する。そして、姿勢検出が成功した場合には、ステップS10において姿勢補正処理を行ない、ステップS3にリターンする。 For this reason, in this embodiment, in step S8, posture detection based on the posture detection routine of FIG. 5 (that is, posture detection based on the reference signal) is executed again. If the posture detection is successful, posture correction processing is performed in step S10, and the process returns to step S3.
このように、基準信号に基づく姿勢検出が成功したとき、姿勢補正処理を行なうことで、「回転量に基づく姿勢更新」の繰り返しによって蓄積された制御誤差が解消され、作動制御の精度が回復する。尚、ステップS10からのリターン後においては、ステップS3での処理を初回の処理とみなす。 As described above, when posture detection based on the reference signal is successful, by performing posture correction processing, the control error accumulated by the repetition of “posture update based on the rotation amount” is eliminated, and the accuracy of the operation control is restored. . Note that after the return from step S10, the process in step S3 is regarded as the first process.
IV−2:第2の実施例
図3には、上記遠隔操作装置Pの第2の実施例における制御ブロック図を示している。この実施例の遠隔操作装置Pは、上記第1の実施例の遠隔操作装置Pと構成要素を同じにするものであって、これと異なる点は、上記遠隔指令装置Qと上記作業機制御装置Rに分けて備えられる構成要素の数と種類である。
IV-2: Second Embodiment FIG. 3 shows a control block diagram of the remote operation device P according to a second embodiment. The remote operation device P of this embodiment has the same components as the remote operation device P of the first embodiment, and differs from the above in that the remote command device Q and the work machine control device are the same. The number and type of components provided separately for R.
即ち、上記第1の実施例においては上記遠隔指令装置Q側に備えられていた各構成要素のうち、該遠隔指令装置Q側に備えることが必須の構成要素以外の構成要素、即ち、上記レバー操作入力処理部1と上記姿勢演算処理部5と上記姿勢検出処理部6及び上記動作方向演算部7を、この第2の実施例では上記作業機制御装置R側に備えたものである。
That is, in the first embodiment, among the components provided on the remote command device Q side, the components other than the components essential to be provided on the remote command device Q side, that is, the lever In the second embodiment, the operation
係る構成要素の配置とすることで、無線伝送回数を減らせることができ、制御の応答性が向上することは勿論であるが、さらに作業者が携行して操作を行う上記遠隔指令装置Qを小形軽量化することができ、該遠隔指令装置Qを用いた遠隔操作の操作性及び作業性の向上が期待できるものである。 By arranging such components, it is possible to reduce the number of wireless transmissions and improve control responsiveness. However, the remote commanding device Q that is carried and operated by an operator is further provided. It can be reduced in size and weight, and improvement in operability and workability of remote operation using the remote command device Q can be expected.
上記以外の構成及び作用効果は、上記第1の実施例に係る遠隔操作装置Pの場合と同じであるため、その該当説明を援用し、ここでの説明を省略する。 Since the configuration and operational effects other than the above are the same as those of the remote control device P according to the first embodiment, the corresponding description is used and the description is omitted here.
1 ・・レバー操作入力処理部
2 ・・回転量検出処理部
3 ・・重力加速度検出処理部
4 ・・通信処理部
5 ・・姿勢演算処理部
6 ・・姿勢検出処理部
7 ・・動作方向演算部
8 ・・通信処理部
9 ・・入射方向検出処理部
11 ・・ブーム姿勢角度検出処理部
12 ・・アクチュエータ作動速度演算処理部
13 ・・制御部
14 ・通信処理部
20 ・・操作部
21 ・・操作レバーセンサ
22 ・・角速度センサ
23 ・・加速度センサ
24 ・・基準信号発信部
25 ・・受信部
26 ・・ブーム姿勢角度センサ
27 ・・魚眼レンズ
28 ・・撮像素子
40 ・・クレーン車
41 ・・車体
42 ・・旋回台
43 ・・伸縮ブーム
44 ・・ブームヘッド
45 ・・フックブロック
46 ・・フック
47 ・・吊荷
48 ・・アウトリガー
A ・・基準信号発信手段
B ・・操作手段
C ・・操作指令信号出力手段
D ・・重力加速度方向検出手段
E ・・方向信号出力手段
F ・・姿勢算出手段
G ・・制御信号算出手段
H ・・回転量出力手段
I ・・姿勢補間手段
P ・・遠隔操作装置
Q ・・遠隔指令装置
R ・・作業機制御装置
S ・・作業機
1 ・ ・ Lever operation
Claims (3)
上記遠隔指令装置(Q)には、少なくとも、該遠隔指令装置(Q)側の特定の座標系と、上記作業機制御装置(R)に向けて基準信号を発信する基準信号発信手段(A)と、上記作業機(S)の移動方向と移動速度をその操作方向と操作量によって指示する操作手段(B)と、該操作手段(B)の操作方向と操作量に対応する操作指令信号を算出して出力する操作指令信号出力手段(C)と、加速度方向を検出して重力加速度方向信号を出力する重力加速度方向検出手段(D)とが備えられ、
上記作業機制御装置(R)には、少なくとも、上記作業機(S)側の基準座標系と、上記遠隔指令装置(Q)の上記基準信号発信手段(A)からの基準信号を受けて上記遠隔指令装置(Q)の上記特定の座標系における一軸を上記基準座標系における方向として方向信号を出力する方向信号出力手段(E)が備えられるとともに、
上記遠隔指令装置(Q)と上記作業機制御装置(R)の何れか一方には、上記方向信号出力手段(E)からの方向信号と上記重力加速度方向検出手段(D)からの重力加速度方向信号を受けて上記遠隔指令装置(Q)と上記作業機制御装置(R)に共通する重力加速度方向に対する上記特定の座標系の傾きを基準座標系に変換して上記遠隔指令装置(Q)の上記特定の座標系を上記基準座標系上の姿勢として算出する姿勢算出手段(F)と、上記姿勢算出手段(F)からの姿勢信号と上記操作指令信号出力手段(C)からの上記操作指令信号を受けて上記作業機(S)を上記基準座標上の所定方向へ所定速度で移動させるための制御信号を算出して作業機駆動手段に出力する制御信号算出手段(G)を備えたことを特徴とする作業機の遠隔操作装置。 It consists of a remote commanding device (Q) and a work implement control device (R) provided in the work implement (S). Based on the command signal of the remote command device (Q), the work implement control device (R) performs the above work. A work machine remote control device (P) for operating the machine (S),
The remote command device (Q) includes at least a specific coordinate system on the remote command device (Q) side and a reference signal transmission means (A) for transmitting a reference signal toward the work machine control device (R). And operating means (B) for instructing the moving direction and moving speed of the work implement (S) by its operating direction and operating amount, and an operation command signal corresponding to the operating direction and operating amount of the operating means (B). An operation command signal output means (C) for calculating and outputting, and a gravitational acceleration direction detecting means (D) for detecting an acceleration direction and outputting a gravitational acceleration direction signal are provided,
The work implement control device (R) receives at least a reference signal from the reference coordinate system on the work implement (S) side and the reference signal transmission means (A) of the remote command device (Q). Direction signal output means (E) for outputting a direction signal with one axis in the specific coordinate system of the remote command device (Q) as a direction in the reference coordinate system is provided,
One of the remote command device (Q) and the work implement control device (R) includes a direction signal from the direction signal output means (E) and a gravitational acceleration direction from the gravitational acceleration direction detection means (D). In response to the signal, the inclination of the specific coordinate system with respect to the direction of gravitational acceleration common to the remote command device (Q) and the work machine control device (R) is converted into a reference coordinate system, and the remote command device (Q) Attitude calculation means (F) for calculating the specific coordinate system as an attitude on the reference coordinate system, attitude signals from the attitude calculation means (F), and operation commands from the operation command signal output means (C) Control signal calculating means (G) for receiving a signal and calculating a control signal for moving the work implement (S) in a predetermined direction on the reference coordinates at a predetermined speed and outputting the control signal to the work implement driving means. Remote control of work machines characterized by Apparatus.
上記遠隔指令装置(Q)の回転量を角速度に基づいて算出し回転量信号を出力する回転量出力手段(H)を備え、
上記回転量出力手段(H)からの回転量信号に基づいて上記姿勢算出手段(F)からの姿勢信号を補間する姿勢補間手段(I)を備えたことを特徴とする作業機の遠隔操作装置。 In claim 1,
A rotation amount output means (H) for calculating the rotation amount of the remote command device (Q) based on the angular velocity and outputting a rotation amount signal;
A remote control device for a working machine comprising posture interpolation means (I) for interpolating a posture signal from the posture calculation means (F) based on a rotation amount signal from the rotation amount output means (H) .
上記遠隔指令装置(Q)側の特定の座標系を上記作業機制御装置(R)側の基準座標系に変換するに当たって、作業機制御装置(R)は、上記遠隔指令装置(Q)から発信された基準信号を受信して、上記遠隔指令装置(Q)の上記特定の座標系における一軸を上記基準座標系における方向として方向信号を出力し、当該方向信号と上記遠隔指令装置(Q)と上記作業機制御装置(R)に共通する重力加速度方向に対する上記特定の座標系の傾きから、上記遠隔指令装置(Q)に設けられた操作手段(B)によって指示された上記作業機(S)の移動方向と移動速度に基づいて、上記作業機(S)を上記基準座標上の所定方向へ所定速度で移動させるための制御信号を算出し、該制御信号を作業機駆動手段に出力して上記作業機(S)を動作させることを特徴とする作業機の遠隔操作方法。 It consists of a remote commanding device (Q) and a work implement control device (R) provided in the work implement (S). Based on the command signal of the remote command device (Q), the work implement control device (R) performs the above work. A remote control method of a work machine for operating a machine (S),
In converting the specific coordinate system on the remote commanding device (Q) side to the reference coordinate system on the work implement control device (R) side, the work implement control device (R) transmits from the remote commanding device (Q). The reference signal is received, a direction signal is output with one axis in the specific coordinate system of the remote command device (Q) as a direction in the reference coordinate system, and the direction signal and the remote command device (Q) The work implement (S) instructed by the operating means (B) provided in the remote command device (Q) from the inclination of the specific coordinate system with respect to the direction of gravity acceleration common to the work implement control device (R). A control signal for moving the work implement (S) at a predetermined speed in the predetermined direction on the reference coordinates is calculated based on the movement direction and the movement speed of the control device, and the control signal is output to the work implement driving means. Operate the above working machine (S) Remote control method of the working machine, characterized in that to.
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Families Citing this family (19)
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---|---|---|---|---|
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JP7167469B2 (en) * | 2018-03-30 | 2022-11-09 | 株式会社タダノ | Remote control terminal and work vehicle equipped with remote control terminal |
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---|---|---|---|---|
JPH0971386A (en) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Tadano Ltd | Remote control device |
JPH09239681A (en) * | 1996-03-04 | 1997-09-16 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Operating device for manipulator |
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JP4716765B2 (en) * | 2005-03-18 | 2011-07-06 | 株式会社タダノ | Remote control device |
JP2007126231A (en) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Tadano Ltd | Remote operating device for work machine |
-
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024088882A1 (en) * | 2022-10-23 | 2024-05-02 | Rsp Gmbh & Co. Kg | Method for controlling an articulated arm with a mobile remote control unit located spatially distant therefrom, and suction excavator |
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Publication number | Publication date |
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