JP6922806B2 - 遠隔操作システム及び主操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、主操作装置と従操作装置とを備える遠隔操作システム等に関するものである。

近年、オペレータの操作を直接受け付けるマスターと称される主操作装置と、マスターに対して通信可能に接続されたスレーブと称される従操作装置とを用いて建設機械を遠隔操作する遠隔操作システムが知られている（例えば、特許文献１）。スレーブは、いわばオペレータのダミーとなって遠隔地にある建設機械を操作する装置であり、マスターがオペレータから受け付けた操作量に基づいて建設機械の操作レバーを直接操作する装置である。このような遠隔操作システムは、建設機械にスレーブを外付けすることで、遠隔操作が可能となるので、既存の建設機械を改造しなくても遠隔操作が可能となるといったメリットがある。

特開平１０−２５２１０１号公報

従来の遠隔操作システムは、マスターとスレーブとがセットで使用されることが前提とされており、スレーブがセットではない機種に変更されるとそれに応じてマスターも変更させる必要があった。

かつては、マスターとして、玩具ラジコンのコントローラを模擬したものが使用されていたが、これでは、実際の建設機械を操作するのと同等のスキルに至るまでに多くの時間を要するため、近年では、実際の建設機械の操縦席をそのまま模擬したものが使用さている。このような操縦席を模擬したマスターは、高価であり設置スペースも嵩むため、取り替えるのは容易ではない。

また、このようなマスターを所持するユーザからスレーブが取り付けられた建設機械のレンタル依頼が行われた場合、上述のようにマスターを取り替えるのは容易でないため、レンタル業者は、ユーザが所持するマスターとセットになるスレーブが指定されることが多く、複数種類のスレーブを予め準備する必要が生じていた。

ここで、マスターとスレーブとがセットの機種であれば、マスターの操作特性とスレーブの操作特性とがマッチしているので、マスターに入力された操作量通りに建設機械を操作できる。例えば、ブームの傾倒角度を１０度にする操作が入力されると、スレーブはブームの実際の傾倒角度を１０度にすることができる。

しかし、スレーブがマスターとセットの機種でない場合、マスターの操作特性とスレーブの操作特性とがマッチしていないので、マスターに入力された操作量通りに建設機械を操作できない可能性がある。例えば、マスターに対してブームの傾倒角度を１０度にする操作が入力されても、スレーブはブームの実際の傾倒角度を例えば１２度にしてしまう可能性がある。この場合、オペレータは、ブームの実際の傾倒角度が１０度になるようにマスターの操作量を加減することが要求され、実際の建設機械を操作する場合と同様の操作感で建設機械を遠隔操作することができないという課題がある。

ここで、マスターに入力された操作量通りに建設機械が稼働するようにマスターから送信された操作量をスレーブ側で補正する手法が考えられる。

しかし、この手法では、オペレータに作業現場にいる建設機械を遠隔操作させながら建設機械の実際の稼働量をモニタして操作量に対する補正量を調整する作業が要求されるので非常に手間がかかるという課題がある。

本発明の目的は、主操作装置とセットではない従操作装置が建設機械に取り付けられている場合において、従操作装置側で面倒な調整作業を行わなくても、実際の建設機械を操作する場合と同じ操作感でオペレータに建設機械を遠隔操作させることができる遠隔操作システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る遠隔操作システムは、操作部材を備える建設機械を遠隔操作する遠隔操作システムであって、
前記建設機械を遠隔操作するための主操作装置と、前記主操作装置に対して通信可能に接続された従操作装置とを備え、
前記従操作装置は、
前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを前記主操作装置に送信し、且つ、前記主操作装置から送信された操作量を受信する第１通信部と、
前記第１通信部が受信した操作量に基づいて、前記建設機械の前記操作部材を直接操作する操作機構とを備え、
前記主操作装置は、
前記従操作装置から送信された前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを受信する第２通信部と、
前記従操作装置の操作特性を前記主操作装置の操作特性に一致させるための補正値を、前記建設機械の型式情報及び前記従操作装置の型式情報の組み合わせパターンと対応付けて登録する補正情報を記憶する第１メモリーと、
オペレータからの操作を受け付ける遠隔操作部材と、
前記第２通信部により受信された前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報との組み合わせパターンに対応する補正値を前記補正情報から取得し、取得した前記補正値に基づいて、前記遠隔操作部材が受け付けた操作量を補正し、前記第２通信部に送信させるコントローラとを備える。

本構成によれば、主操作装置は、従操作装置の操作特性を主操作装置の操作特性に一致させるための補正値を、建設機械の型式情報及び操作装置の型式情報の組み合わせパターンと対応付けて登録する補正情報を備えている。そして、主操作装置は、従操作装置から従操作装置が搭載されている建設機械の型式情報と従操作装置の型式情報とを受信すると、両型式情報の組み合わせパターンに対応する補正値を補正情報から取得し、取得した補正値に基づいてオペレータが入力した操作量を補正して、従操作装置に送信する。したがって、主操作装置は、主操作装置の操作特性に従操縦装置の操作特性が一致するように操作量を補正して、従操作装置に送信することができる。

その結果、主操作装置とセットではない従操作装置が建設機械に取り付けられている場合において、従操作装置側で面倒な調整作業を行わずに、建設機械を直接操作する場合と同じ操作感でオペレータに建設機械を遠隔操作させることができる。

また、本構成によれば、従操作装置に応じて主操作装置を取り替える必要がなく、様々なタイプの主操作装置に対応する主操作装置を提供できる。

また、レンタル業者は、ユーザが所持する主操作装置のセットではない従操縦装置が取り付けられた建設機械をそのユーザにレンタルすることができ、様々な機種の従操作装置を予め準備する必要がなくなる。

上記構成において、前記主操作装置は、前記補正情報を記憶する第１メモリーを更に備えることが好ましい。

本構成によれば、主操作装置はローカルの第１メモリーから速やかに補正情報を取得できる。

上記構成において、前記遠隔操作システムは、前記補正情報を記憶するサーバを更に備えることが好ましい。

本構成によれば、補正情報がサーバにより一括管理されるので、補正情報が更新されたとしても、全てのマスターに最新の補正情報を反映できる。

上記構成において、前記従操作装置は、前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを予め記憶する第２メモリーを更に備え、
前記第１通信部は、前記主操作装置から前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報との取得要求を受信した場合、前記第２メモリーに記憶されている前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを前記主操作装置に送信することが好ましい。

本構成によれば、従操作装置は、自己が取り付けられている建設機械の型式情報と、自己の型式情報とを予め記憶しているので、主操作装置から型式情報の取得要求があった場合、速やかに且つ正確に型式情報を主操作装置に送信することができる。

上記構成において、前記補正情報は、前記従操作装置の前記操作機構が対応可能な操作量の最大値より大きな操作量が前記従操作装置に入力されないように、前記遠隔操作部材のストロークを規制する規制値を予め登録することが好ましい。

本構成によれば、従操作装置が建設機械の操作部材に付与する操作力が飽和しないように主操作装置の遠隔操作部材のストロークを規制することができる。

本発明によれば、主操作装置とセットではない従操作装置が建設機械に取り付けられている場合において、従操作装置側で面倒な調整作業を行わずに、建設機械を直接操作する場合と同じ操作感でオペレータに建設機械を遠隔操作させることができる。

本発明の実施の形態に係る遠隔操作システムの全体構成を示すブロック図である。 図１に示す建設機械の外観を示す図である。 補正情報のデータ構成の一例を示す図である。 スレーブ及びマスターのそれぞれの操作特性を示すグラフである。 規制値の第一例を説明するためのスレーブの操作特性とマスターの操作特性とを示すグラフである。 規制値の第２例を説明するためのスレーブの操作特性とマスターの操作特性とを示すグラフである。 図１に示すスレーブの処理を示すフローチャートである。 図１に示すマスターの処理を示すフローチャートである。 本実施の形態の変形例に係る遠隔操作システムの全体構成を示すブロック図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る遠隔操作システムの全体構成を示すブロック図である。遠隔操作システムは、スレーブ１０及びマスター２０を備える。スレーブ１０は、建設機械３０の操縦席に配置され、マスター２０が受け付けた操作量に基づいて建設機械３０の操作レバー３１を直接操作する従操作装置である。スレーブ１０は、いわばオペレータのダミーとなって建設機械３０を操作する機械である。マスター２０は、建設機械３０のオペレータの操作を直接受け付ける主操作装置である。本実施の形態では、マスター２０は建設機械３０の操縦席を模擬した操作装置で構成されており、建設機械３０の操作レバー３１と同様の操作レバー２３が建設機械３０と同様のポジションで配置されている。また、マスター２０は、オペレータが着座するシートと、遠隔カメラが撮影した建設機械３０周辺の映像を表示するためにシートの前方に設けられた大画面モニターとを備えている。

スレーブ１０及びマスター２０は通信路１００を介して相互に通信可能に接続されている。通信路１００としては、特定省電力無線、及びブルーツース（登録商標）といったスレーブ１０及びマスター２０を数十ｍ〜数百ｍ程度の距離で無線通信させる通信路が採用される。但し、これは一例であり、通信路１００としては、携帯電話通信網及びインターネット通信網等を含む公衆通信回線が採用されてもよい。この場合、マスター２０及びスレーブ１０は長距離通信が可能となる。

図２は、図１に示す建設機械３０の外観を示す図である。図２に示す建設機械３０は、油圧ショベルで構成されている。建設機械３０は、クローラ式の下部走行体３１０と、下部走行体３１０上に旋回可能に設けられた上部旋回体３２０と、上部旋回体３２０に取り付けられた作業装置３３０とを備えている。

作業装置３３０は、上部旋回体３２０に対して起伏可能に取り付けられたブーム３３１と、ブーム３３１の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアーム３３２と、アーム３３２の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアタッチメント３３３とを備えている。

また、作業装置３３０は、上部旋回体３２０に対してブーム３３１を起伏させるブームシリンダ３３４と、ブーム３３１に対してアーム３３２を揺動させるアームシリンダ３３５と、アーム３３２に対してアタッチメント３３３を揺動させるアタッチメントシリンダ３３６とを備えている。上部旋回体３２０は、オペレータが搭乗する操縦席３Ｃを備えている。

図１に参照を戻す。マスター２０は、通信部２１（第２通信部の一例）、コントローラ２２、操作レバー２３（遠隔操作部材の一例）、メモリー２４（第１メモリーの一例）、通信ＩＤ入力部２５、及びセンサＳ１，Ｓ２を備える。

通信部２１は、通信路１００が採用する通信方式に対応する通信装置で構成され、スレーブ１０から送信された建設機械３０の型式情報とスレーブ１０の型式情報とを受信する。また、通信部２１は、マスター２０が受け付けた操作量をスレーブ１０に送信する。

コントローラ２２は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ等のプロセッサとＲＯＭ及びＲＡＭといった記憶装置とを含むコンピュータで構成されている。コントローラ２２は、通信部２１により受信された建設機械３０の型式情報とスレーブ１０の型式情報との組み合わせパターンに対応する補正値を補正情報２４１から取得し、取得した補正値に基づいて、操作レバー２３により受け付けられた操作量を補正し、通信部２１に送信させる。

操作レバー２３は、ＡＴＴ（アタッチメント）レバー２３１及び走行レバー２３２を備える。ＡＴＴレバー２３１は、前後左右の４方向に傾倒可能な操作レバーで構成され、建設機械３０の例えばアタッチメント３３３及びブーム３３１を操作するためのオペレータの操作を受け付ける。ここで、ＡＴＴレバー２３１は、前方に傾倒されるとブーム３３１を倒伏させ、後方に傾倒されるとブーム３３１を起伏させ、左方に傾倒されるとアタッチメント３３３を運転席側に揺動させ、右方に傾倒されるとアタッチメント３３３を運転席から反対側に揺動させる。

また、ＡＴＴレバー２３１は、コントローラ２２の制御の下、後述する規制値にしたがってＡＴＴレバー２３１のストロークを物理的に規制する規制部材（図略）を備える。ここで、規制部材は、ＡＴＴレバー２３１の前後左右のそれぞれの方向のストロークを個別に規制する。ストロークとは、操作レバー２３の傾倒範囲のことを指す。

走行レバー２３２は、前後の２方向に傾倒可能な操作レバーで構成され、建設機械３０を前進又は後進させるためのオペレータの操作を受け付ける。ここで、走行レバー２３２は、前方に傾倒されると建設機械３０を前進させ、後方に傾倒されると建設機械３０を後進させる。また、走行レバー２３２は、コントローラ２２の制御の下、後述する規制値にしたがって走行レバー２３２のストロークを物理的に規制する規制部材を備える。ここで、規制部材は、走行レバー２３２の前後のそれぞれの方向のストロークを個別に規制する。

なお、図１では、操作レバー２３は、ＡＴＴレバー２３１と走行レバー２３２とを含むものとして説明したが、例えば、建設機械３０が、前後方向でアーム３３２を操作し、左右方向で上部旋回体３２０を操作する４方向の操作レバーを備えていれば、その操作レバーに対応する操作レバーを含んでいてもよい。すなわち、操作レバー２３は、建設機械３０の操作レバー３１が備える各種の操作レバーに対応するように各種の操作レバーを備えている。

センサＳ１は、例えば、ポテンショ式のセンサで構成され、ＡＴＴレバー２３１の操作量を検知してコントローラ２２に出力する。ここで、センサＳ１は、ＡＴＴレバー２３１の前後左右のそれぞれの操作量を個別に検知し、コントローラ２２に出力する。なお、センサＳ１は、前後左右のそれぞれの方向においてＡＴＴレバー２３１の傾倒量が増大するにつれて検知する操作量を増大させる。

センサＳ２は、例えば、ポテンショ式のセンサで構成され、走行レバー２３２の操作量を検知してコントローラ２２に出力する。ここで、センサＳ２は、走行レバー２３２の前後のそれぞれの操作量を個別に検知し、走行レバー２３２の傾倒量が増大するにつれて検知する操作量を増大させる。

メモリー２４は、不揮発性のメモリーで構成され、補正情報２４１を記憶する。図３は補正情報２４１のデータ構成の一例を示す図である。補正情報２４１は、補正テーブルＴ１、クラステーブルＴ２、及びストロークテーブルＴ３を備える。

補正テーブルＴ１は、スレーブ１０の操作特性をマスター２０の操作特性に一致させるための補正値を、建設機械３０の型式情報（以下、「型式情報Ｋ１」と記述する。）及びスレーブ１０の型式情報（以下、「型式情報Ｋ２」と記述する。）の組み合わせパターンと対応付けて予め登録する。

詳細には補正テーブルＴ１は、「パターン」、「スレーブ側」、及び「マスター側」のフィールドを備える。「パターン」フィールドには、建設機械３０とスレーブ１０との組み合わせパターンを特定するための番号が登録されている。「スレーブ側」フィールドは、「建設機械」及び「スレーブ」のフィールドを備える。「建設機械」フィールドには、建設機械３０のメーカー名と型式とが対応付けて記憶されている。「スレーブ」フィールドには、スレーブ１０のメーカー名と型式とが対応付けて記憶されている。ここで、メーカー名とは建設機械３０又はスレーブ１０を製造した会社の名称であり、型式とは建設機械３０又はスレーブ１０の機種を特定するための記号列である。型式情報Ｋ１，Ｋ２には、それぞれ、メーカー名と型式とが含まれる。

「マスター側」フィールドは、「ＡＴＴレバー」フィールド、及び「走行レバー」フィールドを備える。「ＡＴＴレバー」フィールドには、ＡＴＴレバー２３１の前後方向の操作量に対する補正値と規制値とが登録されている。「走行レバー」フィールドには、走行レバー２３２の前後方向の操作量に対する補正値と規制値とが登録されている。

規制値とは、マスター２０の操作レバー２３のストロークが例えば２０であるが、スレーブ１０が１９までのストロークに対応する操作力しか建設機械３０の操作レバー３１に付与することができない場合、規制部材によって、操作レバー２３のストロークを１９までに規制するための値である。詳しくは後述する。

例えば、パターン「１」では、建設機械３０、スレーブ１０、及びマスター２０は共にＡ社であり、スレーブ１０及びマスター２０は同一セットであり、操作特性が一致している。そのため、補正値は全て「１」が登録されている。但し、ＡＴＴレバー２３１は前後及び左右のストロークがそれぞれ「２０」であるが、スレーブ１０はそれぞれのストロークに対して１９までしか対応していないので、規制値として「１９」が設定されている。また、走行レバー２３２も同様の観点で、走行レバー２３２の前後のストロークがそれぞれ０〜３０であるが、スレーブ１０はそれぞれのストロークに対して２８までしか対応していないので、規制値として「２８」が登録されている。

パターン「２」では、マスターはＡ社であるのに対してスレーブはＣ社であり、マスターとスレーブとはセットではなく、操作特性が一致していないので、ＡＴＴレバー２３１及び走行レバー２３２の補正値として「１」以外の「０．８」、「０．８」、及び「１．２」が登録されている。このことは、他のパターンも同じである。

図４は、スレーブ１０及びマスター２０のそれぞれの操作特性を示すグラフである。図４において縦軸は建設機械３０の稼働量を示し、横軸は操作量を示す。稼働量とは、例えば、建設機械３０のブーム３３１であれば、操作量Ｘでブーム３３１を起伏させた場合における実際のブーム３３１の傾倒量を示す。操作特性Ｓはスレーブ１０の操作特性を示し、操作特性Ｍはマスター２０の操作特性を示す。図４の例では、操作特性Ｓ，Ｍは共に操作量が増大するにつれて稼働量がリニアに増大する特性を持っている。また、図４の例では、操作特性Ｍの方が操作特性Ｓよりも傾きが大きくなっている。なお、図４では、説明の便宜上、操作特性はリニアの特性を持つものとして説明しているが、本発明はこれに限定されず、二次曲線及び対数曲線等の曲線特性を持つものであってもよい。

操作特性Ｍは、建設機械３０を直接操作する場合と同じ操作特性に設定されている。そのため、マスター２０が操作量Ｘ１の操作を受け付けた場合、本来的には稼働量Ｙ１で建設機械３０は稼働するはずである。

しかし、スレーブ１０の操作特性Ｓはマスター２０の操作特性Ｍと一致していないので、操作量Ｘ１の指示を受け付けたスレーブ１０は操作特性Ｓに示すように稼働量Ｙ２で建設機械３０を稼働させてしまう。これにより、オペレータは建設機械３０を直接操作する場合と同じ操作感で建設機械３０を遠隔操作することができなくなる。

ここで、操作特性Ｓにおいて、本来的に得たい稼働量Ｙ１に対応する操作量はＸ２であるため、マスター２０で受け付けられた操作量Ｘ１をマスター２０側で操作量Ｘ２に補正し、スレーブ１０に入力させれば、建設機械３０を稼働量Ｙ１で稼働させることができる。すなわち、Ｘ１×（Ｙ１／Ｙ２）の演算により操作量Ｘ２を求め、スレーブ１０に送信すれば、建設機械３０を稼働量Ｙ１で稼働できる。

そこで、本実施の形態では、スレーブ１０及びマスター２０のそれぞれの操作特性から操作量Ｘ１を操作量Ｘ２に補正するための補正値（＝Ｙ１／Ｙ２）を事前に求めておき、補正テーブルＴ１に登録させている。

図５は、規制値の第一例を説明するためのスレーブ１０の操作特性Ｓとマスター２０の操作特性Ｍとを示すグラフである。図５において、縦軸及び横軸は図４と同じである。操作量Ｘ（Ｍｍａｘ）はマスター２０の操作レバー２３が受け付け可能な操作量の最大値、すなわち、操作レバー２３のストロークを示す。

操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）はスレーブ１０が対応可能なマスター２０のストロークである。すなわち、スレーブ１０は、操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）より大きな操作量がマスター２０から送信されても、操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）より大きな操作力を建設機械３０の操作レバー３１に付与することができない。この例では、操作特性Ｍの方が操作特性Ｓよりも傾きが大きいため、補正値（＝Ｙ１／Ｙ２）は１より大きくなる。また、操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）は操作量Ｘ（Ｍｍａｘ）よりも小さい。そのため、操作量Ｘ（Ｍｍａｘ）を補正値（＝Ｙ１／Ｙ２）を乗じて操作量Ｘ（Ｍｍａｘ）を補正すると補正後の操作量Ｘ（Ｍｍａｘ）×（Ｙ１／Ｙ２）は操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）より大きくなってしまう。

そこで、本実施の形態では、補正後の操作量がスレーブ１０の受け付け可能な最大の操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）となる操作量Ｘ’（Ｍｍａｘ）を予め求め、その操作量Ｘ’（Ｍｍａｘ）を規制値として補正テーブルＴ１に登録させておく。なお、操作量Ｘ’（Ｍｍａｘ）はＸ（Ｓｍａｘ）に補正値の逆数（＝Ｙ２／Ｙ１）を乗じることで求められる。これにより、操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）以上の操作量がスレーブ１０に入力されることが防止され、スレーブ１０が操作レバー３１に付与する操作力が飽和することを防止できる。

図６は、規制値の第２例を説明するためのスレーブ１０の操作特性Ｓとマスター２０の操作特性Ｍとを示すグラフである。図６では、操作特性Ｓの方が操作特性Ｍよりも傾きが大きいため、補正値（＝Ｙ１／Ｙ２）は１より小さい。そして、マスター２０のストロークである操作量Ｘ（Ｍｍａｘ）の補正値（＝Ｙ１／Ｙ２）による補正後の操作量Ｘ’（Ｍｍａｘ）はスレーブ１０のストロークである操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）より大きくなっている。

そこで、本実施の形態では、補正後の操作量が、スレーブ１０のストロークである操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）となる操作量Ｘ’’（Ｍｍａｘ）を予め求め、その操作量Ｘ’’（Ｍｍａｘ）を規制値として補正テーブルＴ１に登録させておく。なお、操作量Ｘ’’（Ｍｍａｘ）はＸ（Ｓｍａｘ）に補正値の逆数（＝Ｙ２／Ｙ１）を乗じることで求められる。これにより、操作量Ｘ（Ｓｍａｘ）以上の操作量がスレーブ１０に入力されることが防止され、スレーブ１０が操作レバー３１に付与する操作力が飽和することを防止できる。

図３に参照を戻す。クラステーブルＴ２は、補正テーブルＴ１に登録された建設機械３０の型式とサイズとが対応付けて登録されたテーブルである。ここで、クラスは建設機械３０の重量で表される。ストロークテーブルＴ３は、補正テーブルＴ１に登録されたスレーブ１０の型式と、スレーブ１０において、マスター２０のＡＴＴレバー２３１の「前後」及び「左右」と走行レバー２３２の「前後」とのそれぞれについて、対応可能なスレーブ１０のストロークが対応付けて登録されたテーブルである。例えば、マスター２０のＡＴＴレバー２３１の「前後」のストロークが２０であるのに対して、スレーブ１０のＡＴＴレバー３１１のストロークが１９である場合、対応可能なストロークは、「１９」となる。クラステーブルＴ２及びストロークテーブルＴ３は、スレーブ１０から受信した型式情報Ｋ１と型式情報Ｋ２との組合わせパターンが補正テーブルＴ１に登録されていない場合に、補正値を決定するために用いられるテーブルである。詳しくは後述する。

図１に参照を戻す。通信ＩＤ入力部２５は、例えば、テンキー及びキーボードといった入力装置で構成され、スレーブ１０との通信接続を確立するために必要となるスレーブ１０の通信ＩＤのオペレータによる入力を受け付ける。

スレーブ１０は、通信部１１（第１通信部の一例）、コントローラ１２、メモリー１３（第２メモリーの一例）、及び操作機構１４を備える。

通信部１１は、通信路１００が採用する通信方式に対応する通信装置で構成され、マスター２０に対して、建設機械３０の型式情報とスレーブ１０の型式情報とを送信する。

コントローラ１２は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ等のプロセッサとＲＯＭ及びＲＡＭといった記憶装置とを含むコンピュータで構成されている。コントローラ１２は、通信部１１がマスター２０から取得要求を受信すると、メモリー１３から建設機械３０の型式情報とスレーブ１０の型式情報とを読み出し、通信部１１に送信させる。

メモリー１３は、不揮発性のメモリーで構成され、スレーブ１０が取り付けられた建設機械の型式情報と、スレーブ１０自身の型式情報とを予め記憶する。ここで、スレーブ１０の型式情報はスレーブ１０の製造過程においてメモリー１３に事前に入力されたものである。また、建設機械３０の型式情報は、スレーブ１０を建設機械３０に取り付ける際に作業員によって入力されたものである。

操作機構１４は、アクチュエータで構成され、通信部１１により受信された操作量に応じた操作力を発生させるための制御信号が入力され、操作量に応じた操作力を発生させ、建設機械３０の操作レバー３１に付与する。図１では、建設機械３０は、ＡＴＴレバー３１１及び走行レバー３１２を備えているので、スレーブ１０は、ＡＴＴレバー３１１に対応する操作機構１４Ａと、走行レバー３１２に対応する操作機構１４Ｂとを備えている。また、ＡＴＴレバー３１１は「前後」方向及び「左右」方向に操作可能であるため、操作機構１４Ａは「前後」方向に対応するアクチュエータと「左右」方向に対応するアクチュエータとを備えている。

コントローラ１２は、通信部１１がＡＴＴレバー２３１の操作量を受信した場合、その操作量に応じた制御信号を操作機構１４Ａに出力し、通信部１１が走行レバー２３２の操作量を受信した場合、その操作量に応じた制御信号を操作機構１４Ｂに出力する。これにより、スレーブ１０はマスター２０を操作するオペレータのダミーになって建設機械３０を直接操作する。

建設機械３０は、操作レバー３１（操作部材の一例）を備える。操作レバー３１は、ＡＴＴレバー３１１及び走行レバー３１２を備える。操作レバー３１は建設機械３０の操縦席に設けられており、スレーブ１０から操作力が付与されることで傾倒される。ＡＴＴレバー３１１は、ＡＴＴレバー２３１と同様、前後左右の４方向に傾倒可能な操作レバーで構成されている。ＡＴＴレバー３１１は前方又は後方に傾倒されると、ブーム３３１を倒伏又は起伏させ、左右方向に操作されると、アタッチメント３３３を揺動させる。走行レバー２３２は、前方に傾倒されると建設機械３０を前進させ、後方に傾倒されると建設機械３０を後進させる。

図７は、図１に示すスレーブの処理を示すフローチャートである。Ｓ１１では、通信部１１がマスター２０から送信された通信要求を受信すると（Ｓ１１でＹＥＳ）、処理はＳ１２に進み、通信要求を受信しない場合（Ｓ１１でＮＯ）、処理はＳ１１に戻る。ここで、通信要求には、通信ＩＤ入力部２５で入力されたスレーブ１０の通信ＩＤが含まれている。

Ｓ１２では、コントローラ１２は、通信要求に含まれる通信ＩＤがメモリー１３に予め記憶されたスレーブ１０の通信ＩＤに一致するか否かを判定する認証処理を行う。両通信ＩＤが一致した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、認証が許可されたとして処理はＳ１３に進み、両通信ＩＤが一致しなかった場合（Ｓ１２でＮＯ）、認証に失敗したとして処理は終了される。ここで、マスター２０の正規のオペレータは、通信対象となるスレーブ１０の通信ＩＤを事前に知らされているので、スレーブ１０の通信ＩＤを通信ＩＤ入力部２５を用いて入力することができる。一方、正当な権限を有していないオペレータは、通信対象となるスレーブ１０の通信ＩＤを知らないので、スレーブ１０の通信ＩＤを入力できない。これにより、正当な権限を有していないオペレータによって建設機械３０が遠隔制御されることが防止されている。

Ｓ１３では、コントローラ１２は、通信可能応答を通信部１１を介してマスター２０に送信する。この通信可能応答を受信したマスター２０により、型式情報Ｋ１，Ｋ２の取得要求が送信され、この取得要求を通信部１１が受信した場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、コントローラ１２は、型式情報Ｋ１，Ｋ２をメモリー１３から読み出し、通信部１１を介してマスター２０に送信する（Ｓ１５）。一方、取得要求が通信部１１によって受信されていない場合（Ｓ１４でＮＯ）、処理は待機される。なお、Ｓ１２において、認証が失敗した場合（Ｓ１２でＮＯ）、コントローラ１２は認証に失敗したことを示す通信拒否応答を通信部１１に渡し、通信部１１は通信拒否応答を通信路１００を介してマスター２０に送信してもよい。

図８は、図１に示すマスター２０の処理を示すフローチャートである。Ｓ２１では、通信ＩＤ入力部２５は、オペレータから入力されたスレーブ１０の通信ＩＤを受け付ける。Ｓ２２では、コントローラ２２は、通信ＩＤ入力部２５が受け付けた通信ＩＤを含む通信要求を生成して通信部２１に渡し、通信部２１は通信路１００を介してスレーブ１０に通信要求を送信する。

Ｓ２３では、コントローラ２２は、この通信要求を受信したスレーブ１０から送信された通信可能応答が通信部２１によって受信されたか否かを判定する。ここで、コントローラ２２は、通信要求を送信してから、所定時間内にスレーブ１０からの通信可能応答を受信した場合、Ｓ２３でＹＥＳと判定して処理をＳ２４に進め、所定時間内にスレーブ１０からの通信可能応答を受信できなかった場合、Ｓ２３でＮＯと判定し、処理を終了させる。なお、スレーブ１０が通信拒否応答を送信する態様が採用された場合、通信部２１が通信拒否応答を受信した場合、コントローラ２２は、Ｓ２３でＮＯと判定して処理を終了させてもよい。

Ｓ２４では、コントローラ２２は、型式情報Ｋ１，Ｋ２をスレーブ１０から取得するための取得要求を生成して通信部２１に渡し、通信部２１は取得要求を通信路１００を介してスレーブ１０に送信する。

Ｓ２５では、コントローラ２２は、この取得要求を受信したスレーブ１０から送信された型式情報Ｋ１，Ｋ２が通信部２１によって受信されたか否かを判定する。通信部２１が型式情報Ｋ１，Ｋ２を受信した場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、コントローラ２２は、型式情報Ｋ１に含まれる「型式」と型式情報Ｋ２に含まれる「型式」との組み合わせパターンに対応する補正値が補正テーブルＴ１に登録されているか否かを判定する。該当するパターンの補正値が補正テーブルＴ１に登録されている場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、コントローラ２２は、該当する補正値を補正テーブルＴ１から取得する（Ｓ２７）。

図３を参照して、例えば、スレーブ１０から送信された型式情報Ｋ１に型式「Ｚ１」が含まれ、スレーブ１０から送信された型式情報Ｋ２に型式「Ｓ０１」が含まれていたとすると、補正テーブルＴ１から組み合わせパターン「１」に対応する補正値が取得される。

一方、図８を参照して、型式情報Ｋ１に含まれる「型式」と型式情報Ｋ２に含まれる「型式」との組み合わせパターンに対応する補正値が補正テーブルＴ１に登録されていない場合（Ｓ２６でＮＯ）、コントローラ２２は、その組み合わせパターンに対して類似度が最も高い補正値を補正テーブルＴ１から取得する（Ｓ２８）。

ここで、型式情報Ｋ１にスレーブ１０が取り付けられている建設機械３０のクラスを示すクラス情報が含まれている場合、コントローラ２２は、クラステーブルＴ２を参照して、該当する建設機械３０のクラスとの類似度が最も高いクラスの型式を特定する。例えば、型式情報Ｋ１にクラス情報として「３２ｔ」が含まれている場合、クラステーブルＴ２において、クラス「３０ｔ」の建設機械３０の類似度が最も高いので、型式「Ｚ１」がクラステーブルＴ２から特定される。

ここで、クラスの類似度は、例えば、型式情報Ｋ１に含まれるクラス情報が示すクラスと、クラステーブルＴ２に登録されたクラスとの差分の逆数が採用できる。

また、型式情報Ｋ２にスレーブ１０の各種操作レバーのストロークを示すストローク情報が含まれていれば、コントローラ２２は、ストロークの類似度が最も高いスレーブ１０の型式をストロークテーブルＴ３から特定する。例えば、型式情報Ｋ２において、ＡＴＴレバーのストロークとして前後「２０」及び左右「２０」が含まれ、走行レバーのストロークとして前後「３０」が含まれていたとすると、ストロークテーブルＴ３において、ＡＴＴレバーのストロークが前後「１９」及び左右「１９」並びに走行レバーのストロークが前後「２８」である型式「Ｓ０１」のスレーブ１０の類似度が最も高いので、型式「Ｓ０１」が特定される。ここで、ストロークの類似度は、例えば、型式情報Ｋ２に含まれるストロークとストロークテーブルＴ３に登録されたストロークの対応する要素同士の差分の加算値の逆数が採用できる。

そして、コントローラ２２は、クラスの類似度が最大の型式と、ストロークの類似度が最大の型式との組み合わせパターンに対する補正値が補正テーブルＴ１に登録されていれば、その補正値を補正テーブルＴ１から取得する。

先の例では、型式「Ｚ１」がクラスの類似度が最大であり、型式「Ｓ０１」がストロークの類似度が最大であったため、組み合わせパターン「１」に対する補正値が補正テーブルＴ１から取得される。

一方、コントローラ２２は、クラスの類似度が最大の型式と、ストロークの類似度が最大の型式との組み合わせパターンに対する補正値が補正テーブルＴ１に登録されていない場合、コントローラ２２は、補正テーブルＴ１から、クラスの類似度が最大の型式の組み合わせパターンを抽出し、抽出した組み合わせパターンのうち、ストロークの類似度が最大となる組み合わせパターンの補正値を取得すればよい。或いは、コントローラ２２は、補正テーブルＴ１から、ストロークの類似度が最大の型式の組み合わせパターンを抽出し、抽出した組み合わせパターンのうち、クラスの類似度が最大となる組み合わせパターンの補正値を取得してもよい。

以降、コントローラ２２は、操作レバー２３が操作される都度、操作レバー２３の操作量を補正値を用いて補正し、補正後の操作量をスレーブ１０に送信して、オペレータに建設機械３０を遠隔操作させる。

このように、本実施の形態によれば、マスター２０は、自己の操作特性がスレーブ１０の操作特性と一致するように操作量を補正して、スレーブ１０に送信することができる。その結果、マスター２０のセットではないスレーブ１０が建設機械３０に取り付けられている場合において、スレーブ１０側で面倒な調整作業を行わずに、建設機械３０を直接操作する場合と同じ操作感でオペレータに建設機械３０を遠隔操作させることができる。

また、本実施の形態によれば、スレーブ１０に応じてマスター２０を取り替える必要がないので、オペレータは１台のマスター２０に対する操作スキルを磨けばよく、様々なタイプのマスター２０の操作スキルを磨く必要がなくなる。

また、レンタル業者は、ユーザが所持するマスター２０のセットではないスレーブ１０が取り付けられた建設機械３０をそのユーザにレンタルすることができ、様々な機種のスレーブ１０を予め準備する必要がなくなる。

本発明は以下の変形例が採用できる。

（１）上記実施の形態では、補正値はスレーブ１０の操作特性とマスター２０の操作特性との傾きに基づいて算出されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、スレーブ１０の操作特性とマスターの操作特性とが稼働量の方向にずれているのであれば、このずれを示すオフセット値が補正値として採用されてもよい。この場合、オフセット値が操作量の範囲に応じて異なるのであれば、補正テーブルＴ１は、操作量の範囲別に補正値を登録しておけばよい。

（２）上記実施の形態では、建設機械３０として油圧ショベルを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、油圧クレーン及びブルドーザーといった建設機械が採用されてもよい。

（３）上記実施の形態では、ＡＴＴレバー２３１及びＡＴＴレバー３１１は、それぞれ、ブーム３３１及びアタッチメント３３３を操作するものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、操作レバー２３及び操作レバー３１は、それぞれ、ブーム３３１及びアタッチメント３３３を個別に操作する操作レバーを含むものであってもよい。

（４）上記実施の形態では、操作部材として操作レバーを例示したが、本発明はこれに限定されず、操作部材は、ペダル式又はダイヤル式の操作部材で構成されてもよい。

（５）図８のフローでは、Ｓ２７において、コントローラ２２は、該当する補正値をメモリー２４に記憶された補正テーブルＴ１から取得したが、本発明はこれに限定されず、サーバから取得してもよい。図９は、本実施の形態の変形例に係る遠隔操作システムの全体構成を示すブロック図である。図９に示す変形例では、サーバ４０が更に追加され、且つ、マスター２０が複数のマスター２０＿１，２０＿２で構成されている。マスター２０＿１，２０＿２は同一構成であるため、以下、マスター２０＿１のみ説明する。

サーバ４０は、コンピュータで構成され、通信部４１及びメモリー４２を備える。通信部４１は、通信路１０１が採用する通信方式に対応する通信装置で構成され、サーバ４０を通信路１０１を介してマスター２０＿１，２０＿２と接続させる。通信路１０１としては、携帯電話通信網及びインターネット通信網等を含む公衆通信回線が採用される。

メモリー４２は、不揮発性のメモリーで構成され、補正情報４２１を記憶する。補正情報４２１は、補正情報２４１と同じ内容のデータ、すなわち、図３に示す補正テーブルＴ１、クラステーブルＴ２、及びストロークテーブルＴ３を備える。ここで、サーバ４０は、補正情報４２１に変更があった場合、その内容で補正情報４２１を更新することで、補正情報４２１を一括管理している。

マスター２０＿１は、図１の構成に対して、更に通信部２６を備え、メモリー２４が省かれている。具体的には、図８のＳ２６にて、マスター２０＿１は、スレーブ１０から送信された型式情報Ｋ１，Ｋ２を含む補正値の取得要求をサーバ４０に送信し、サーバ４０において、型式情報Ｋ１，Ｋ２に対応する補正値が記憶されている場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、サーバ４０から該当する補正値を取得する（Ｓ２７）。

一方、サーバ４０において該当する補正値が記憶されていない場合（Ｓ２６でＮＯ）、サーバ４０はマスター２０＿１と同様、型式情報Ｋ１に含まれる「型式」と型式情報Ｋ２に含まれる「型式」との組み合わせパターンに対して類似度が最も高い補正値を補正テーブルＴ１から決定し、マスター２０＿１に送信する（Ｓ２８）。

このように、本変形例では、補正情報４２１がサーバ４０によって一括管理され、且つ、マスター２０＿１，２０＿２がサーバ４０に接続されているので、新たな組み合わせパターンが追加されても、すぐに全てのマスター２０＿１，２０＿２に最新の補正情報４２１を反映させることができる。なお、図９では、マスター２０は２つとして説明したが３個以上であってもよい。また、マスター２０＿１，２０＿２からメモリー２４が省かれているが、マスター２０＿１，２０＿２にメモリー２４を設けておき、サーバ４０は補正情報４２１を更新すると、更新後の補正情報４２１が速やかにマスター２０＿１，２０＿２に送信するようにしてもよい。

１０ スレーブ
１１ 通信部
１２ コントローラ
１３ メモリー
１４ 操作機構
２０ マスター
２１ 通信部
２２ コントローラ
２３ 操作レバー
２４ メモリー
２５ 通信ＩＤ入力部
３０ 建設機械
３１ 操作レバー
１００ 通信路
Ｔ１ 補正テーブル

Claims (6)

1. 操作部材を備える建設機械を遠隔操作する遠隔操作システムであって、
   前記建設機械を遠隔操作するための主操作装置と、前記主操作装置に対して通信可能に接続された従操作装置とを備え、
   前記従操作装置は、
   前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを前記主操作装置に送信し、且つ、前記主操作装置から送信された操作量を受信する第１通信部と、
   前記第１通信部が受信した操作量に基づいて、前記建設機械の前記操作部材を直接操作する操作機構とを備え、
   前記主操作装置は、
   前記従操作装置から送信された前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを受信する第２通信部と、
   オペレータからの操作を受け付ける遠隔操作部材と、
   前記第２通信部により受信された前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報との組み合わせパターンに対応する補正値を補正情報から取得し、取得した前記補正値に基づいて、前記遠隔操作部材が受け付けた操作量を補正し、前記第２通信部に送信させるコントローラとを備え、
   前記補正情報は、前記従操作装置の操作特性を前記主操作装置の操作特性に一致させるための補正値を、前記建設機械の型式情報及び前記従操作装置の型式情報の組み合わせパターンと対応付けて登録する遠隔操作システム。
2. 前記主操作装置は、前記補正情報を記憶する第１メモリーを更に備える請求項１記載の遠隔操作システム。
3. 前記遠隔操作システムは、前記補正情報を記憶するサーバを更に備える請求項１記載の遠隔操作システム。
4. 前記従操作装置は、前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを予め記憶する第２メモリーを更に備え、
   前記第１通信部は、前記主操作装置から前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報との取得要求を受信した場合、前記第２メモリーに記憶されている前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを前記主操作装置に送信する請求項１〜３のいずれかに記載の遠隔操作システム。
5. 前記補正情報は、前記従操作装置の前記操作機構が対応可能な操作量の最大値より大きな操作量が前記従操作装置に入力されないように、前記遠隔操作部材のストロークを規制する規制値を予め登録する請求項１〜４のいずれかに記載の遠隔操作システム。
6. 建設機械の操作部材を直接操作する従操作装置に対して通信可能に接続され、前記建設機械を遠隔操作するための主操作装置であって、
   前記従操作装置から送信された前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報とを受信する通信部と、
   オペレータからの操作を受け付ける遠隔操作部材と、
   前記通信部により受信された前記建設機械の型式情報と前記従操作装置の型式情報との組み合わせに対応する補正値を補正情報から取得し、取得した前記補正値に基づいて、前記遠隔操作部材が受け付けた操作量を補正し、前記通信部に送信させるコントローラとを備え、
   前記補正情報は、前記従操作装置の操作特性を前記主操作装置の操作特性に一致させるための補正値を、前記建設機械の型式情報及び前記従操作装置の型式情報の組み合わせパターンと対応付けて登録する主操作装置。

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