JP6222006B2

JP6222006B2 - 移動体の遠隔操作装置、遠隔操作方法及びプログラム

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Publication number: JP6222006B2
Application number: JP2014171167A
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Inventors: 功猪飼
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Description

本発明は、移動体の遠隔操作装置、遠隔操作方法及びプログラムに関し、例えば、移動体に設けられた撮像手段が取得した画像に基づいて遠隔操作される移動体の遠隔操作装置、遠隔操作方法及びプログラムに関する。

近年、移動体本体に撮像手段を回転可能に設け、移動体本体及び撮像手段を個別に遠隔操作して撮像することが行われている。このような移動体を操作する場合は、撮像手段が取得した画像を見ながら操作者が操作手段を操作して移動体本体を制御している。

ところで、特許文献１の遠隔操作式マニピュレータは、マニピュレータの動作を前側から撮像する第１の撮像手段と、マニピュレータの動作を後側から撮像する第２の撮像手段と、を備え、第１の撮像手段で撮像した画像に基づいてマニピュレータを遠隔操作する場合、操作手段の左右方向への操作とマニピュレータの左右方向への動作とが整合するように、操作手段の左右方向への入力を反転させている。

特開昭６３−１１２９１号公報

従来の撮像手段を備える移動体を制御する場合、上述のように撮像手段が取得した画像を見ながら、移動体本体を遠隔操作するが、例えばスタート時において撮像手段の撮像方向が移動体本体の走行方向に合っていても、撮像手段を回転させると、撮像手段の撮像方向が移動体本体の走行方向からずれてしまい、画像を見ながらの移動体本体の遠隔操作が困難になる。

本発明の目的は、上述した課題を解決するためになされたものであり、画像を見ながらの移動体本体の遠隔操作が容易な移動体の遠隔操作装置、遠隔操作方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の一形態に係る移動体は、移動体本体に設けられた撮像手段の回転角を検出する検出手段と、
前記撮像手段が取得した画像を表示する表示手段と、
前記表示手段の画像を見ながら、前記移動体本体を制御するために操作される操作手段と、
前記操作手段を回転させる回転手段と、を備え、
前記回転手段は、前記撮像手段の回転角に基づいて、前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させる。

本発明によれば、移動体本体の遠隔操作が容易な移動体の遠隔操作装置、遠隔操作方法及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１の遠隔操作装置を示す構成図である。実施の形態１の遠隔操作装置の制御系のブロック図である。実施の形態１の遠隔操作装置における操作手段及び回転手段を模式的に示す斜視図である。水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体が水平な路面を走行する自転車を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、自転車の走行状態を示し、（ｂ）は、移動体本体及び撮像手段の状態を示す図であり、（ｃ）は、表示手段の画面に表示される画像を示す図であり、（ｄ）は、第１の操作手段の状態を示す図である。走行方向に低くなる案内部材に沿って走行する移動体本体が水平な路面を走行する自転車を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、自転車の走行状態を示す図であり、（ｂ）は移動体本体及び撮像手段の状態を示す図であり、（ｃ）は、表示手段に表示される画像を示す図であり、（ｄ）は、第１の操作手段の状態を示す図である。水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体本体が水平な路面を走行する自転車を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、自転車の走行状態を示す図であり、（ｂ）は移動体本体及び撮像手段の状態を示す図であり、（ｃ）は、表示手段に表示される画像を示す図であり、（ｄ）は、第１の操作手段の状態を示す図である。水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体本体が当該移動体本体の走行方向に配置された建造物を撮像する場合における建造物と移動体本体及び撮像手段との関係を示す図である。走行方向に低くなる案内部材に沿って走行する移動体本体が当該移動体本体の走行方向に配置された建造物を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、建造物と移動体本体及び撮像手段との関係を示す図であり、（ｂ）は、表示手段に表示される画像を示す図であり、（ｃ）は、第１の操作手段の状態を示す図である。水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体本体が当該移動体本体の走行方向に配置された建造物を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、建造物と移動体本体及び撮像手段との関係を示す図であり、（ｂ）は、表示手段に表示される画像を示す図であり、（ｃ）は、第１の操作手段の状態を示す図である。実施の形態２の第１の操作手段が搭載された携帯端末を模式的に示す図である。撮像手段で取得した画像と第１の操作手段とを携帯端末の表示手段に重畳させて表示した状態を示す図である。

本発明の実施の形態に係る移動体の遠隔操作装置及び遠隔操作方法、プログラムについて説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態の移動体の遠隔操作装置及び遠隔操作方法、プログラムの概要を説明する。本実施の形態の移動体の遠隔操作装置及び遠隔操作方法、プログラムは、移動体本体に回転可能に設けられた撮像手段が取得した画像を見ながら、操作者が移動体本体を遠隔操作する際に、撮像手段の回転方向と逆方向に操作手段を当該撮像手段の回転角度と略等しい角度で回転させる。

これにより、移動体本体の走行方向と撮像部の撮像方向との関係を、表示手段に表示される画像と操作手段との関係において再現することができ、操作者は当該画像を見ながらの移動体本体の操作が行い易い。

次に、本実施の形態の移動体の遠隔操作装置（以下、単に遠隔操作装置と省略する場合がある。）を具体的に説明する。図１は、本実施の形態の遠隔操作装置を示す構成図である。図２は、本実施の形態の遠隔操作装置の制御系のブロック図である。図３は、本実施の形態の遠隔操作装置における操作手段及び回転手段を模式的に示す斜視図である。ここで、本実施の形態の移動体１は、図１に示すように、移動体本体２に撮像手段３が設けられている。

移動体本体２は、図１に示すように、平行に配置された案内部材４に沿って走行する台車であって、載置台５、載置台５に支持された左右の前輪６、載置台５に支持された左右の後輪７を備えており、例えば左右の後輪７がモータ８の駆動力によって回転駆動する。

撮像手段３は、一般的なCCD（Charge Coupled Device）やCMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子を備えており、第３の制御手段２８から入力される制御信号に基づいて画像を取得し、画像信号を表示手段２２に出力する。この撮像手段３は、移動体本体２の載置台５に雲台５ａを介して搭載されている。

なお、本実施の形態では、重力方向に延在する軸と撮像手段３の光軸方向と撮像手段３の左右方向とで三次元直交座標系を成す。そして、撮像手段３の光軸方向は、撮像手段３の撮像方向を前側とする当該撮像手段３の前後方向と平行である。

このような撮像手段３は、雲台５ａの上下方向に延在する回転軸（所謂ヨー軸）を中心にモータ９の駆動力によって回転（所謂パン）する。また、撮像手段３は、撮像手段３の前後方向に延在する回転軸（所謂ロール軸）を中心にモータ１０の駆動力によって回転する。さらに、撮像手段３は、撮像手段３の左右方向に延在する回転軸（所謂ピッチ軸）を中心にモータ１１の駆動力によって回転（所謂チルト）する。

このような移動体１を遠隔操作するために、本実施の形態の遠隔操作装置２０は、図１及び図２に示すように、検出手段２１、表示手段２２、第１の操作手段２３、第２の操作手段２４、回転手段２５、第１の制御手段２６、第２の制御手段２７及び第３の制御手段２８を備えている。

検出手段２１は、撮像手段３の回転角を検出する。本実施の形態の検出手段２１は、第１の検出部３１、第２の検出部３２及び第３の検出部３３を備えている。これらの第１の検出部３１、第２の検出部３２及び第３の検出部３３としては、エンコーダなどを用いることができる。

第１の検出部３１は、撮像手段３のヨー軸を中心とした当該撮像手段３の第１の回転角を検出し、第１の回転角を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。この第１の検出部３１は、撮像手段３におけるヨー軸回りの回転部に設けられている。

第２の検出部３２は、撮像手段３のロール軸を中心とした当該撮像手段３の第２の回転角を検出し、第２の回転角を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。この第２の検出部３２は、撮像手段３におけるロール軸回りの回転部に設けられている。

第３の検出部３３は、撮像手段３のピッチ軸を中心とした当該撮像手段３の第３の回転角を検出し、第３の回転角を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。この第３の検出部３３は、撮像手段３におけるピッチ軸回りの回転部に設けられている。

表示手段２２は、撮像手段３から有線通信又は無線通信を介して入力される画像信号を変換して表示する。表示手段２２としては、一般的な液晶ディスプレイなどを用いることができる。

第１の操作手段２３は、操作者が表示手段２２の画像を見ながら、移動体本体２を制御するために操作される。本実施の形態の第１の操作手段２３は、図３に示すように、一軸方向に傾動可能なジョイスティック２３ａを備えている。

ジョイスティック２３ａを操作者が第１の操作手段２３の前側に傾動させると、移動体本体２が案内部材４に沿って前進する。一方、ジョイスティック２３ａを操作者が第１の操作手段２３の後側に傾動させると、移動体本体２が案内部材４に沿って後進する。

このような第１の操作手段２３は、操作者がジョイスティック２３ａから入力する操作信号を有線通信又は無線通信を介して第２の制御手段２７に出力する。なお、本実施の形態における第１の操作手段２３の前後方向は、第１の操作手段２３が後述する回転手段２５によって回転しても、変化しない第１の操作手段２３固有の方向である。

第２の操作手段２４は、撮像手段３を制御するために操作者に操作される。撮像手段３から画像を取得するべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると、第２の操作手段２４は有線通信又は無線通信を介して第３の制御手段２８に操作信号を出力する。また、撮像手段３をヨー軸回り、ロール軸回り、又はピッチ軸回りに回転させるべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると、第２の操作手段２４は有線通信又は無線通信を介して第３の制御手段２８に操作信号を出力する。なお、第２の操作手段２４は、本発明の本質でないので具体的な説明は省略する。

回転手段２５は、第１の操作手段２３を回転させ、第１の操作手段２３の操作姿勢（例えば、水平面に対する第１の操作手段２３の傾き）を表示手段２２の画面上での移動体本体２の走行姿勢に対応させる。本実施の形態の回転手段２５は、図３に示すように、第１の回転部４１、第２の回転部４２及び第３の回転部４３を備えている。なお、以下の回転手段２５の説明は、未だに第１の操作手段２３を回転させていない図３の形態を前提として説明する。

第１の回転部４１は、回転手段２５の上下方向に延在する軸（所謂ヨー軸）を中心に第１の操作手段２３を回転させる。本実施の形態の第１の回転部４１は、筐体４１ａ、回転台４１ｂ及びモータ４１ｃを備えている。筐体４１ａは、例えば回転手段２５の上下方向から見て矩形状のボックス部材であり、回転台４１ｂをヨー軸回りに回転可能に支持する。

回転台４１ｂ上には、第１の操作手段２３が固定されており、例えば第１の操作手段２３のジョイスティック２３ａが回転手段２５のヨー軸上に配置されている。モータ４１ｃは、筐体４１ａ内に格納されており、図示を省略した減速器における回転手段２５の上下方向に延在する軸を介して回転台４１ｂをヨー軸回りに回転させる。

第２の回転部４２は、回転手段２５の前後方向に延在する軸（所謂ロール軸）を中心に第１の操作手段２３を回転させる。本実施の形態の第２の回転部４２は、筐体４２ａ及びモータ４２ｂを備えている。

筐体４２ａは、第１の回転部４１の筐体４１ａを囲み、例えば回転手段２５の上下方向から見てＬ字形のボックス部材である。モータ４２ｂは、筐体４２ａ内に格納されており、図示を省略した減速器における回転手段２５の前後方向に延在する軸を介して第１の回転部４１の筐体４１ａをロール軸回りに回転させる。

第３の回転部４３は、回転手段２５の左右方向に延在する軸（所謂ピッチ軸）を中心に第１の操作手段２３を回転させる。本実施の形態の第３の回転部４３は、筐体４３ａ及びモータ４３ｂを備えている。

筐体４３ａは、例えば回転手段２５の上下方向から見て矩形状のボックス部材であり、第２の回転部４２の筐体４２ａを挟んで第１の回転部４１の筐体４１ａに対して逆側に配置されている。モータ４３ｂは、筐体４３ａ内に格納されており、図示を省略した減速器における回転手段２５の左右方向に延在する軸を介して第２の回転部４２の筐体４２ａをピッチ軸回りに回転させる。

これらのモータ４１ｃ、４２ｂ、４３ｂは、第１の制御手段２６から入力される制御信号に基づいて動作する。

このような回転手段２５の構成において、第１の回転部４１のモータ４１ｃが駆動すると回転台４１ｂがヨー軸回りに回転して、その結果、第１の操作手段２３がヨー軸回りに回転する。また、第２の回転部４２のモータ４２ｂが駆動すると、第１の回転部４１の筐体４１ａが当該ロール軸回りに回転し、その結果、第１の操作手段２３がロール軸回りに回転する。さらに、第３の回転部４３のモータ４３ｂが駆動すると、第２の回転部４２の筐体４２ａが第１の回転部４１の筐体４１ａと共に当該ピッチ軸回りに回転し、その結果、第１の操作手段２３がピッチ軸回りに回転する。これにより、回転手段２５は第１の操作手段２３を三次元方向に傾動させることができる。

第１の制御手段２６は、詳細は後述するが、第１の検出部３１、第２の検出部３２及び第３の検出部３３から入力される撮像手段３の回転角を示す信号に基づいて、撮像手段３の回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と略等しい角度で第１の操作手段２３を回転させるべく、モータ４１ｃ、４２ｂ及び４３ｂを制御する。本実施の形態の第１の制御手段２６は、回転手段２５に搭載されている。

第２の制御手段２７は、第１の操作手段２３から入力される操作信号に基づいて移動体本体２を前進又は後進させるべく、モータ８を制御する。本実施の形態の第２の制御手段２７は、移動体本体２に搭載されている。

第３の制御手段２８は、第２の操作手段２４から入力させる操作信号に基づいて撮像手段３を制御したり、撮像手段３の撮像方向を制御するべくモータ９、１０、１１を制御したりする。本実施の形態の第３の制御手段２８は、移動体本体２に搭載されている。

次に、本実施の形態の移動体の遠隔操作方向を説明する。先ず、移動体本体２を前進させながら、撮像手段３をヨー軸回りに回転させる場合を説明する。

図４は、水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体が水平な路面を走行する自転車を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、自転車の走行状態を示し、（ｂ）は、移動体本体及び撮像手段の状態を示し、（ｃ）は、表示手段の画面に表示される画像を示し、（ｄ）は、第１の操作手段の状態を示す。

なお、初期状態では、移動体本体２の走行方向と撮像手段３の撮像方向とは一致しており、撮像手段３の撮像方向は、当該撮像手段３が水平状態で移動体本体２の前側を映し出す状態を前提とする。また、初期状態では、第１の操作手段２３は未だに回転手段２５によって回転していない状態であって、第１の操作手段２３の前側と回転手段２５の前側とは一致していることを前提とする。

先ず、撮像手段３から画像を取得するべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると当該第２の操作手段２４から操作信号が第３の制御手段２８に出力され、第３の制御手段２８は、入力される操作信号に基づいて撮像手段３に画像の取得を開始させる。これにより、撮像手段３で取得された画像は、表示手段２２の画面に表示される。

次に、移動体本体２を前進させて自転車に並走させるべく、操作者は、表示手段２２の画面に表示される画像を見つつ、第１の操作手段２３のジョイスティック２３ａを前側に傾動させる。これにより、第１の操作手段２３から操作信号が第２の制御手段２７に出力され、第２の制御手段２７は、入力された操作信号に基づいてモータ８を制御する。その結果、移動体本体２は、案内部材４に沿って前進する。このとき、未だ移動体本体２の走行方向と撮像手段３の撮像方向とは一致しているため、表示手段２２の画面に表示される画像は、移動体本体２の水平前側を映し出している。

ここで、ジョイスティック２３ａの傾動角度が移動体本体２の走行方向及び走行速度に関連付けられており、第２の制御手段２７は、第１の操作手段２３から入力されるジョイスティック２３ａの傾動角度を示す信号に基づいて、モータ８の角速度を示す制御信号を生成し、生成した制御信号を電気信号に変換してモータ８を制御する。

次に、移動体１に対して左側で並走する自転車を撮像するために、移動体１の上側から見て撮像手段３をヨー軸回りで反時計回り（即ち、左側）に回転させるべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると当該第２の操作手段２４から操作信号が第３の制御手段２８に出力される。第３の制御手段２８は、入力される操作信号に基づいてモータ９を制御する。

これにより、移動体１の上側から見て撮像手段３がヨー軸回りで反時計回りに回転して自転車を含む画像を取得し、画像信号を表示手段２２に出力する。表示手段２２は、入力された画像信号を変換して、図４（ｃ）に示すような画面上で略水平に走行する自転車を含む画像を表示する。ちなみに、図４（ｃ）では、移動体本体２の走行方向を二点鎖線で示している。

このとき、操作者が画像を見つつジョイスティック２３ａを前側に傾動させても、画面上では移動体本体２が水平右側に移動しているように表示されることになり、ジョイスティック２３ａの操作方向と画面上での移動体本体２の走行方向とがずれることになる。

移動体１の上側から見て撮像手段３がヨー軸回りで反時計回りに回転すると、第１の検出部３１は、撮像手段３のヨー軸回りの回転角（本実施の形態では、反時計回りの回転角であって９０°）を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。第１の制御手段２６は、入力される撮像手段３の回転角を示す信号に基づいて、図４（ｄ）に示すように、撮像手段３のヨー軸回りの回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と略等しい角度（本実施の形態では時計回り（即ち右側）に９０°）で第１の操作手段２３を回転させるべく、モータ４１ｃを制御する。

これにより、第１の操作手段２３の上側から見て当該第１の操作手段２３がヨー軸回りで時計回りに９０°回転し、つまり、第１の操作手段２３の前側がヨー軸回りで時計回りに９０°回転することになり、ジョイスティック２３ａを操作者が右側に傾動させると、移動体本体２が前進する。そのため、画面上での移動体本体２の走行姿勢と第１の操作手段２３の操作姿勢とを略一致させることができる。

次に、移動体本体２を前進させながら、撮像手段３をヨー軸回り及びロール軸回りに回転させる場合を説明する。図５は、走行方向に低くなる案内部材に沿って走行する移動体本体が水平な路面を走行する自転車を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、自転車の走行状態を示し、（ｂ）は移動体本体及び撮像手段の状態を示し、（ｃ）は、表示手段に表示される画像を示し、（ｄ）は、第１の操作手段の状態を示す。

なお、初期状態では、移動体本体２の走行方向と撮像手段３の撮像方向とは一致しており、撮像手段３の撮像方向は、当該撮像手段３が水平状態で移動体本体２の前側を映し出す状態を前提とする。また、初期状態では、第１の操作手段２３は未だに回転手段２５によって回転していない状態であって、第１の操作手段２３の前側と回転手段２５の前側とは一致していることを前提とする。但し、移動体本体２を自転車に並走させ、撮像手段３をヨー軸回りで反時計回りに９０°回転させて自転車を撮像する流れまでは、既に説明しているので省略し、その後の流れについて説明する。

移動体本体２が走行方向に低くなる案内部材４に差し掛かり、移動体本体２が走行方向に低くなるように傾斜すると、同様に撮像手段３も移動体本体２の走行方向に低くなるように傾斜する。そこで、図５（ｂ）に示すように、撮像手段３の水平状態を維持するために、移動体１の右側から見て当該撮像手段３をロール軸回りで反時計回り(即ち、後側)に回転させるべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると当該第２の操作手段２４から操作信号が第３の制御手段２８に出力される。第３の制御手段２８は、入力される操作信号に基づいてモータ１０を制御する。

これにより、移動体１の右側から見て撮像手段３がロール軸回りで反時計回りに回転して水平状態になり、図５（ａ）に示すように略水平に走行する自転車を含む画像を取得し、画像信号を表示手段２２に出力する。表示手段２２は、入力された画像信号を変換して、図５（ｃ）に示すような画面上では略水平に走行する自転車を含む画像を表示する。ちなみに、図５（ｃ）では、移動体本体２の走行方向を二点鎖線で示している。

このとき、図４（ｄ）のように第１の操作手段２３をヨー軸回りで反時計回りに回転させただけでは、操作者が画像を見つつジョイスティック２３ａを当該操作者の右側に傾動させても、画面上での移動体本体２は右斜め下側に向かって走行することになり、画面上での移動体本体２の走行姿勢とジョイスティック２３ａの操作姿勢とが一致しないことになる。

移動体１の右側から見て撮像手段３がロール軸回りで反時計回りに回転すると、第２の検出部３２は、撮像手段３のロール軸回りの回転角を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。第１の制御手段２６は、入力される撮像手段３の回転角を示す信号に基づいて、図５（ｄ）に示すように、図４（ｄ）に示す撮像手段３の状態からさらに撮像手段３のロール軸回りの回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と略等しい角度で第１の操作手段２３を回転させるべく、モータ４２ｂを制御する。

これにより、第１の操作手段２３は、第１の操作手段２３の上側から見てヨー軸回りで時計回りに９０°回転し、さらに第１の操作手段２３の右側から見てロール軸回りで時計回り（即ち、前側）に撮像手段３の回転角と略等しい角度で回転する。つまり、第１の操作手段２３の前側が操作者の右斜め下側に向かって傾斜するように配置されることになり、ジョイスティック２３ａを操作者が右斜め下側に傾動させると、移動体本体２が前進する。そのため、画面上での移動体本体２の走行姿勢と第１の操作手段２３の操作姿勢とを略一致させることができる。

次に、移動体本体２を前進させながら、撮像手段３をヨー軸回り及びロール軸回りに回転させる異なる場合を説明する。図６は、水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体本体が水平な路面を走行する自転車を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、自転車の走行状態を示し、（ｂ）は移動体本体及び撮像手段の状態を示し、（ｃ）は、表示手段に表示される画像を示し、（ｄ）は、第１の操作手段の状態を示す。

図６（ｂ）に示すように、移動体本体２の走行方向に高くなるように撮像手段３を傾けるべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると当該第２の操作手段２４から操作信号が第３の制御手段２８に出力される。第３の制御手段２８は、入力される操作信号に基づいてモータ１０を制御する。

これにより、移動体１の右側から見て撮像手段３がロール軸回りで反時計回り（即ち、後側）に回転して、図６（ａ）に示すように略水平に走行する自転車を含む画像を取得し、画像信号を表示手段２２に出力する。表示手段２２は、入力された画像信号を変換して、図６（ｃ）に示すような画面上で右斜め下側に向かって走行する自転車を含む画像を表示する。ちなみに、図６（ｃ）では、移動体本体２の走行方向を二点鎖線で示している。

このとき、図４（ｄ）のように第１の操作手段２３をヨー軸回りで反時計回りに回転させただけでは、操作者が画像を見つつジョイスティック２３ａを当該操作者の右側に傾動させても、画面上では移動体本体２が右斜め下側に向かって移動することになり、画面上での移動体本体２の走行姿勢とジョイスティック２３ａの傾動姿勢とが一致しないことになる。

移動体１の右側から見て撮像手段３がロール軸回りで反時計回りに回転すると、第２の検出部３２は、撮像手段３のロール軸回りの回転角を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。第１の制御手段２６は、入力される撮像手段３の回転角を示す信号に基づいて、図６（ｄ）に示すように、図４（ｄ）に示す撮像手段３の状態からさらに撮像手段３のロール軸回りの回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と略等しい角度で第１の操作手段２３を回転させるべく、モータ４２ｂを制御する。

次に、移動体本体２を前進させながら、撮像手段３をピッチ軸回りに回転させる場合を説明する。図７は、水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体本体が当該移動体本体の走行方向に配置された建造物を撮像する場合における建造物と移動体本体及び撮像手段との関係を示す図である。図８は、走行方向に低くなる案内部材に沿って走行する移動体本体が当該移動体本体の走行方向に配置された建造物を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、建造物と移動体本体及び撮像手段との関係を示し、（ｂ）は、表示手段に表示される画像を示し、（ｃ）は、第１の操作手段の状態を示す。

図７に示すように、撮像手段３を略水平に維持した状態で略水平に延在する案内部材４に沿って移動体本体２が走行して当該移動体本体２の走行方向に配置された建造物を撮像している際に、案内部材４が移動体本体２の走行方向に低くなると、移動体本体部２が走行方向に低い姿勢となり、同様に撮像手段３も移動体本体２の走行方向に低くなるように傾斜する。

そこで、図８（ａ）に示すように、撮像手段３の水平状態を維持するために、移動体１の左側からみて撮像手段３をピッチ軸回りで時計回り（即ち、後側）に回転させるべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると当該第２の操作手段２４から操作信号が第３の制御手段２８に出力される。第３の制御手段２８は、入力される操作信号に基づいてモータ１１を制御する。

これにより、移動体１の左側から見て撮像手段３がピッチ軸回りで時計回りに回転して水平状態になり、移動体本体２の走行方向に配置された建造物を含む画像を取得し、画像信号を表示手段２２に出力する。表示手段２２は、入力された画像信号を変換して、図８（ｂ）に示すように画面内で略上下方向に立ち上がる建造物を含む画像を表示する。ちなみに、図８（ｂ）では、移動体本体２の走行方向を二点鎖線で示している。

このとき、操作者が画像を見つつジョイスティック２３ａを操作者が前側に傾動させても、表示手段２２の画面上では移動体本体２が当該画面の奥行方向に下るように移動することになり、画面上での移動体本体２の走行姿勢とジョイスティック２３ａの操作姿勢とが一致しないことになる。

移動体１の左側から見て撮像手段３がピッチ軸回りで時計回りに回転すると、第３の検出部３３は、撮像手段３のピッチ軸回りの回転角を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。第１の制御手段２６は、入力される撮像手段３の回転角を示す信号に基づいて、図８（ｃ）に示すように、撮像手段３のピッチ軸回りの回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と略等しい角度で第１の操作手段２３を回転させるべく、モータ４３ｂを制御する。

これにより、第１の操作手段２３は、第１の操作手段２３の左側から見てピッチ軸回りで反時計回り（即ち、前側）に撮像手段３の回転角と略等しい角度で回転する。つまり、第１の操作手段２３の前側は操作者の前斜め下側に向かって傾斜するように配置されることになり、ジョイスティック２３ａを操作者が前斜め下側に傾動させると、移動体本体２が前進する。そのため、画面上での移動体本体２の走行姿勢と第１の操作手段２３の操作姿勢とを略一致させることができる。

次に、移動体本体２を前進させながら、撮像手段３をピッチ軸回りに回転させる異なる場合を説明する。図９は、水平に延在する案内部材に沿って走行する移動体本体が当該移動体本体の走行方向に配置された建造物を撮像する様子を説明するための図であり、（ａ）は、建造物と移動体本体及び撮像手段との関係を示し、（ｂ）は、表示手段に表示される画像を示し、（ｃ）は、第１の操作手段の状態を示す。

図９（ａ）に示すように、図７（ａ）に示す撮像手段３の水平状態から移動体本体２の走行方向に高くなるように当該撮像手段３を傾けるべく、操作者が第２の操作手段２４を操作すると当該第２の操作手段２４から操作信号が第３の制御手段２８に出力され、第３の制御手段２８は、入力される操作信号に基づいてモータ１１を制御する。

これにより、移動体１の左側から見て撮像手段３がピッチ軸回りで時計回り（即ち、後側）に回転して、移動体本体２の走行方向に配置された建造物を含む画像を取得し、画像信号を表示手段２２に出力する。表示手段２２は、入力された画像信号を変換して、図９（ｂ）に示すように画面上で略上下方向に立ち上がる建造物を含む画像を表示する。ちなみに、図９（ｂ）では、移動体本体２の走行方向を二点鎖線で示している。

このとき、操作者が画像を見つつジョイスティック２３ａを前側に傾動させても、表示手段２２の画面上では移動体本体２が当該画面の奥行方向に下るように移動することになり、画面上での移動体本体２の移動姿勢とジョイスティック２３ａの操作姿勢とが一致しないことになる。

移動体１の左側から見て撮像手段３がピッチ軸回りで時計回りに回転すると、第３の検出部３３は、撮像手段３のピッチ軸回りの回転角を示す信号を第１の制御手段２６に出力する。第１の制御手段２６は、入力される撮像手段３の回転角を示す信号に基づいて、図９（ｃ）に示すように、撮像手段３のピッチ軸回りの回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と略等しい角度で第１の操作手段２３を回転させるべく、モータ４３ｂを制御する。

このような移動体の遠隔操作装置及び遠隔操作方法、プログラムは、撮像手段３の回転角に基づいて、撮像手段３の回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と等しい角度で第１の操作手段２３を回転させる。そのため、画面上での移動体本体２の走行姿勢と第１の操作手段２３の操作姿勢とを略一致させることができ、移動体本体２の遠隔操作が容易になる。しかも、画面上での移動体本体２の走行姿勢と第１の操作手段２３の操作姿勢とを略一致させることができるので、操作者は表示手段２２の画面に集中して第１の操作手段２３を操作できる。特に、本実施の形態の移動体１は、案内部材４に沿って移動するので、ジョイスティック２３ａを一軸方向に傾動させると移動体本体２を走行させることができ、表示手段２２の画面により集中することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１の第１の操作手段２３は、ジョイスティック２３ａを用いているが、第１の操作手段が搭載された携帯端末であってもよい。図１０は、本実施の形態の第１の操作手段が搭載された携帯端末を模式的に示す図である。

本実施の形態の携帯端末５１は、図１０に示すように、所謂スマートフォンなどの携帯端末であって、表示手段５２を備えている。

表示手段５２は、一般的な携帯端末の表示手段と同様に、液晶ディスプレイやタッチパネルなどが積層された構成であって、移動体本体２の操作の入力を操作者に促すために、第１の操作手段５３が液晶ディスプレイに表示される。

第１の操作手段５３は、例えば移動体本体２の走行方向が示された矢印であって、操作者が移動体本体２を前進させるための矢印部分に接触すると、タッチパネルから操作信号が携帯端末５１の制御手段に入力される。そして、携帯端末５１の制御手段は、無線通信を介して移動体本体２に搭載された第２の制御手段２７に操作信号を出力する。

一方、操作者が移動体本体２を後進させるための矢印部分に接触すると、タッチパネルから操作信号が携帯端末５１の制御手段に入力される。そして、携帯端末５１の制御手段は、無線通信を介して移動体２に搭載された第２の制御手段２７に制御信号を出力する。

ここで、第１の操作手段５３は、実施の形態１と同様に撮像手段３のヨー軸回りの回転方向と逆方向に当該撮像手段３の回転角と略等しい角度で回転して液晶ディスプレイに表示される。これにより、本実施の形態でも、携帯端末５１の画面内での移動体本体２の移動方向と第１の操作手段５３の操作方向とを略一致させることができ、移動体本体の遠隔操作が容易になる。

ちなみに、携帯端末５１の表示手段５２に撮像手段３で取得した画像を第１の操作手段５３と重畳させることが好ましい。これにより、図４（ｂ）に示す移動体１の状態において当該移動体１と並走する図４（ａ）の自転車を撮像する場合、携帯端末５１の表示手段５２には、図１１に示すように、一つの表示手段５２に撮像手段３で取得した画像と第１の操作手段５３とを重畳させることができ、操作者は手元に集中して移動体本体２を遠隔操作することができる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１移動体
２移動体本体
３撮像手段
４案内部材
２０移動体の遠隔操作装置
２１検出手段
２２表示手段
２３第１の操作手段、２３ａジョイスティック
２５回転手段

Claims

移動体本体に設けられた撮像手段の回転角を検出する検出手段と、
前記撮像手段が取得した画像を表示する表示手段と、
前記表示手段の画像を見ながら、前記移動体本体を制御するために操作者に操作される操作手段と、
前記操作手段を回転させる回転手段と、を備え、
前記回転手段は、前記撮像手段の回転角に基づいて、前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させる移動体の遠隔操作装置。
前記回転手段は、前記撮像手段の回転角に基づいて、前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させることで、前記操作手段の操作姿勢を前記表示手段の画面上での前記移動体本体の走行姿勢に対応させる請求項１に記載の移動体の遠隔操作装置。
前記検出手段は、前記移動体本体の上下方向に延在する軸を中心とした前記撮像手段の第１の回転角を検出する第１の検出部を備え、
前記回転手段は、前記操作手段を回転させていない状態から前記回転手段の上下方向に延在する軸を中心に前記操作手段を回転させることが可能な第１の回転部を備え、
前記第１の回転部は、前記撮像手段の第１の回転角に基づいて、前記移動体本体の上下方向に延在する軸を中心とした前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の第１の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させる請求項１又は２に記載の移動体の遠隔操作装置。
前記検出手段は、前記撮像手段の光軸方向に延在する軸を中心とした前記撮像手段の第２の回転角を検出する第２の検出部を備え、
前記回転手段は、前記操作手段を回転させていない状態から前記回転手段の前後方向に延在する軸を中心に前記操作手段を回転させることが可能な第２の回転部を備え、
前記第２の回転部は、前記撮像手段の第２の回転角に基づいて、前記撮像手段の光軸方向に延在する軸を中心とした前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の第２の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移動体の遠隔操作装置。
前記検出手段は、前記撮像手段の左右方向に延在する軸を中心とした前記撮像手段の第３の回転角を検出する第３の検出部を備え、
前記回転手段は、前記操作手段を回転させていない状態から前記回転手段の左右方向に延在する軸を中心に前記操作手段を回転させることが可能な第３の回転部を備え、
前記第３の回転部は、前記撮像手段の第３の回転角に基づいて、前記撮像手段の左右方向に延在する軸を中心とした前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の第３の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移動体の遠隔操作装置。
前記移動体は、案内部材に沿って移動する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の移動体の遠隔操作装置。
移動体本体に設けられた撮像手段の回転角を検出する工程と、
前記撮像手段が取得した画像を表示する工程と、
前記画像を見ながら、前記移動体本体を制御するために操作者が操作手段を操作する工程と、
前記撮像手段の回転角に基づいて、前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させる工程と、
を備える移動体の遠隔操作方法。
移動体本体に設けられた撮像手段の回転角を検出させる処理と、
前記撮像手段が取得した画像を表示させる処理と、
前記画像を見ながら、前記移動体本体を制御するために操作者に操作手段への操作を促す処理と、
前記撮像手段の回転角に基づいて、前記撮像手段の回転方向と逆方向に、前記撮像手段の回転角に応じた角度で前記操作手段を回転させる処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。