JP6948850B2 - Communication system and communication method - Google Patents

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本発明は、通信システムおよび通信方法に関する。 The present invention relates to communication systems and communication methods.

災害発生時においては、その後の対応を行う上で災害発生箇所や原因の特定が重要となる。ここで、地下施設やトンネル内などでの災害では、上空からの撮影が不可能であり、災害発生箇所や原因の特定が難しい。なお、地下施設内や坑内に設置されている既設のカメラを利用することも考えられるが、設置場所により災害発生箇所を撮影できない場合や災害時には故障する可能性もある。そのため、現状では人間が地下施設やトンネル内に潜入して災害発生箇所や原因の調査を行う必要があり、災害発生箇所や原因の調査に伴う二次災害のリスクが高かった。 In the event of a disaster, it is important to identify the location and cause of the disaster in order to take subsequent measures. Here, in the case of a disaster in an underground facility or a tunnel, it is impossible to take a picture from the sky, and it is difficult to identify the location and cause of the disaster. It is possible to use an existing camera installed in an underground facility or in a mine, but depending on the installation location, it may not be possible to take a picture of the location where the disaster occurred, or it may break down in the event of a disaster. Therefore, at present, it is necessary for humans to infiltrate underground facilities and tunnels to investigate the location and cause of disasters, and the risk of secondary disasters associated with the investigation of disaster locations and causes is high.

二次災害のリスクを低減させるためにロボットを用いた調査の研究が進められている。
中継技術としては、水中航走体用の技術として特許文献１の技術が提案されている。特許文献１に記載される技術は、水中を航走する水中航走体と、この水中航走体の制御を行う母船と、水面近傍で航走する自走中継器とを備え、自走中継器によって母船と水中航走体との通信を中継する。 Research on research using robots is underway to reduce the risk of secondary disasters.
As a relay technique, the technique of Patent Document 1 has been proposed as a technique for an underwater vehicle. The technique described in Patent Document 1 includes an underwater vehicle that navigates underwater, a mother ship that controls the underwater vehicle, and a self-propelled repeater that operates near the surface of the water. The vessel relays the communication between the mother ship and the underwater vehicle.

特開２００１−３０８７６６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-308766

しかし、特許文献１に記載される技術は、障害物が比較的少なく見通しのよい水中を想定しているので、障害物が多く見通しの悪い場所（例えば、地下施設内や坑内）における災害発生箇所や原因の特定の調査に用いることができない。すなわち、無線は直線指向性のために、障害物が多く見通しの悪い場所では通信電波が到達可能な距離に中継アンテナを設置する必要が生じる。しかし、特許文献１ではそのことに関する考察がなされていなかった。 However, since the technique described in Patent Document 1 assumes underwater with relatively few obstacles and good visibility, a disaster occurrence location in a place with many obstacles and poor visibility (for example, in an underground facility or in a mine). It cannot be used for specific investigation of the cause. That is, since radio is linearly directional, it is necessary to install a relay antenna at a distance where communication radio waves can reach in a place where there are many obstacles and visibility is poor. However, Patent Document 1 does not consider this.

このような観点から、本発明は、見通しの悪い場所においても通信の安定性を保つことができる通信システムおよび通信方法を提供する。 From this point of view, the present invention provides a communication system and a communication method capable of maintaining communication stability even in a place with poor visibility.

前記課題を解決するため、本発明に係る通信システムは、無線通信によって移動する移動装置用の通信システムである。
この通信システムは、移動装置と、前記移動装置を操作する操作命令を通信電波により送信する操作装置と、前記通信電波を中継する複数の中継装置と、を備える。
前記複数の中継装置は初期位置で待機しており、前記操作装置は、前記移動装置の走行経路を記憶している。各々の前記中継装置は、前記操作装置から前記走行経路を取得し、自身の位置から前記走行経路上の特定位置までの最短経路を算出する最短経路算出機能を有する。
前記操作装置から直接送信される通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第一中継装置が前記初期位置から前記移動装置までの第一最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第一中継地点まで前記第一最短経路で移動する。また、前記第一中継装置を介して送信される前記通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第二中継装置が前記第一中継地点まで前記第一最短経路で移動すると共に、前記第一中継装置が前記第一中継地点から前記移動装置までの第二最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第二中継地点まで前記第二最短経路で移動する。
ここで、通信電波を受信しづらい状況とは、通信電波を受信するのに実際に支障をきたす場合に限らず、近い将来で支障をきたすことを予測できる場合も含む。前者は、例えば通信電波の受信強度が閾値を下回った場合であり、後者は、例えば見通しが明らかに悪い方向（例えば横穴）に移動する場合である。 In order to solve the above problems, the communication system according to the present invention is a communication system for a mobile device that moves by wireless communication.
This communication system includes a mobile device, an operation device that transmits an operation command for operating the mobile device by communication radio waves, and a plurality of relay devices that relay the communication radio waves.
The plurality of relay devices are on standby at initial positions, and the operating device stores the traveling path of the moving device. Each of the relay devices has a shortest route calculation function of acquiring the travel route from the operation device and calculating the shortest route from its own position to a specific position on the travel route.
When it becomes difficult to receive the communication radio wave directly transmitted from the operating device, the first relay device calculates the first shortest path from the initial position to the mobile device, and the first shortest path near the mobile device is calculated. Move to one relay point by the first shortest route. Further, when it becomes difficult to receive the communication radio wave transmitted via the first relay device, the second relay device moves to the first relay point by the first shortest path and the first relay device. One relay device calculates the second shortest path from the first relay point to the mobile device, and moves to the second relay point near the mobile device by the second shortest path.
Here, the situation in which it is difficult to receive the communication radio wave is not limited to the case where the reception of the communication radio wave actually causes a problem, but also includes the case where it can be predicted that the problem will occur in the near future. The former is, for example, the case where the reception strength of the communication radio wave is below the threshold value, and the latter is, for example, the case where the line of sight moves in a direction clearly poor (for example, a horizontal hole).

また、本発明に係る通信方法は、無線通信によって移動する移動装置と、前記移動装置を操作する操作命令を通信電波により送信する操作装置と、前記通信電波を中継する複数の中継装置と、を備える通信システムの通信方法である。
前記複数の中継装置を初期位置で待機させておき、前記操作装置は、前記移動装置の走行経路を記憶している。各々の前記中継装置は、前記操作装置から前記走行経路を取得し、自身の位置から前記走行経路上の特定位置までの最短経路を算出する最短経路算出機能を有する。
前記操作装置から直接送信される通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第一中継装置が前記初期位置から前記移動装置までの第一最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第一中継地点まで前記第一最短経路で移動する。前記第一中継装置を介して送信される前記通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第二中継装置が前記第一中継地点まで前記第一最短経路で移動すると共に、前記第一中継装置が前記第一中継地点から前記移動装置までの第二最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第二中継地点まで前記第二最短経路で移動する。 Further, the communication method according to the present invention includes a mobile device that moves by wireless communication, an operation device that transmits an operation command for operating the mobile device by communication radio waves, and a plurality of relay devices that relay the communication radio waves. It is a communication method of a communication system provided.
The plurality of relay devices are kept on standby at initial positions, and the operating device stores the traveling path of the moving device. Each of the relay devices has a shortest route calculation function of acquiring the travel route from the operation device and calculating the shortest route from its own position to a specific position on the travel route.
When it becomes difficult to receive the communication radio wave directly transmitted from the operating device, the first relay device calculates the first shortest path from the initial position to the mobile device, and the first shortest path near the mobile device is calculated. Move to one relay point by the first shortest route. When it becomes difficult to receive the communication radio wave transmitted via the first relay device, the second relay device moves to the first relay point by the first shortest path and the first relay. The device calculates the second shortest path from the first relay point to the mobile device, and moves to the second relay point near the mobile device by the second shortest path.

本発明に係る通信システムおよび通信方法においては、無線通信を中継可能な間隔で中継装置を配置することができる。そのため、移動装置が操作装置から遠ざかる移動や通信電波の指向性を損なう移動などを行っても、通信の安定性を保つことができる。
また、第一中継装置が第二中継装置に押し出されるようにして第二中継地点まで移動するので、第二中継装置が第一中継装置を追い越すことがない。そのため、狭い場所であっても中継装置を配置することができる。 In the communication system and communication method according to the present invention, relay devices can be arranged at intervals at which wireless communication can be relayed. Therefore, the stability of communication can be maintained even if the mobile device moves away from the operating device or moves that impairs the directivity of the communication radio wave.
Further, since the first relay device moves to the second relay point so as to be pushed out by the second relay device, the second relay device does not overtake the first relay device. Therefore, the relay device can be arranged even in a narrow place.

また、本発明に係る通信システムは、前記移動装置が、帰還命令を受信した場合に前記中継装置が中継を行っている中継地点の近くを通って帰還し、前記中継装置は、前記移動装置が所定距離よりも近づいた場合に前記移動装置に追随して帰還するのがよい。 Further, in the communication system according to the present invention, when the mobile device receives a return command, the mobile device returns by passing near a relay point where the relay device is relaying, and the relay device is the relay device. When the distance is closer than a predetermined distance, it is preferable to follow the moving device and return.

このようにすると、移動装置が操作装置に近づく移動を行っても、通信の安定性を保つことができる。 In this way, the stability of communication can be maintained even if the moving device moves closer to the operating device.

本発明によれば、見通しの悪い場所においても通信の安定性を保つことができる。 According to the present invention, the stability of communication can be maintained even in a place with poor visibility.

本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the remote control system which concerns on embodiment of this invention. 調査装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of the investigation device. 操作装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of the operation device. 中継装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of a relay device. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point. 本発明の実施形態に係る遠隔操作システムの動作を説明するための図であり、（ａ），（ｂ）は各時点における状態を示す。It is a figure for demonstrating the operation of the remote control system which concerns on embodiment of this invention, and (a) and (b) show the state at each time point.

以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Each figure is only schematically shown to the extent that the present invention can be fully understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated examples. In each figure, common components and similar components are designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted.

≪実施形態に係る通信システムの構成≫
図１を参照して、実施形態に係る通信システムについて説明する。ここでは、通信システムとして、移動装置を遠方から遠隔操作する遠隔操作システム１を想定し、特に地下施設やトンネル内などでの災害発生時に移動装置を遠隔操作して初動調査を行う場合を例示する。なお、通信システムの用途や構成はここで説明する遠隔操作システム１に限定されるものではない。 << Configuration of communication system according to the embodiment >>
The communication system according to the embodiment will be described with reference to FIG. Here, as a communication system, a remote control system 1 that remotely controls a mobile device from a distance is assumed, and a case where the mobile device is remotely controlled to perform an initial investigation is illustrated, especially when a disaster occurs in an underground facility or a tunnel. .. The use and configuration of the communication system are not limited to the remote control system 1 described here.

図１に示す遠隔操作システム１は、移動装置としての調査装置２と、調査装置２を遠隔操作するために操作者により操作される操作装置３と、調査装置２と操作装置３との間における通信を必要に応じて中継する二つの中継装置４とを備えて構成されている。必要に応じた中継とは、調査装置２が移動することにより操作装置３から送信される通信電波が調査装置２に直接届かなくなる場合に中継装置４が中継を行うことを意図している。
ここでは二つの中継装置４が図示されているが、一つの中継装置４または三つ以上の中継装置４を直列的に接続して調査装置２と操作装置３との間における通信を中継することもできる。なお、以下では、各々の中継装置４を区別する場合に、符号に下付きの数字を付して表示する場合がある。 The remote control system 1 shown in FIG. 1 is between a survey device 2 as a mobile device, an operation device 3 operated by an operator to remotely control the survey device 2, and the survey device 2 and the operation device 3. It is configured to include two relay devices 4 that relay communication as needed. The necessary relay is intended to be relayed by the relay device 4 when the communication radio wave transmitted from the operation device 3 does not reach the survey device 2 directly due to the movement of the survey device 2.
Although two relay devices 4 are shown here, one relay device 4 or three or more relay devices 4 are connected in series to relay communication between the investigation device 2 and the operation device 3. You can also. In the following, when distinguishing each relay device 4, a subscript number may be added to the code for display.

遠隔操作システム１では調査装置２と操作装置３との間で双方向通信できればよく、使用する電波の周波数帯や通信方式などは特に限定されるものではない。日本国内であれば、例えば2.4GHz帯の電波を使用した通信を行うことができ、「Wi-Fi」や「Bluetooth（登録商標）」などの通信規則に基づいて種々の情報を送受信することができる。 In the remote control system 1, it is sufficient that bidirectional communication is possible between the survey device 2 and the operation device 3, and the frequency band and communication method of the radio waves to be used are not particularly limited. In Japan, for example, communication can be performed using radio waves in the 2.4 GHz band, and various information can be sent and received based on communication rules such as "Wi-Fi" and "Bluetooth (registered trademark)". can.

また、遠隔操作システム１では、各装置間の通信に利用される電波Ｐが互いに干渉しないように制御される。ここでは、操作装置３と中継装置４2との通信に利用される電波ＰAと、中継装置４2と中継装置４1との通信に利用される電波ＰBと、中継装置４1と調査装置２との通信に利用される電波ＰCとが干渉しないように制御される。この制御は、例えば互いに干渉しない異なるチャネル（以下、ＣＨと表記する場合がある）を用いた通信である。ここでのチャネルは、通信用に割り当てられる周波数帯域を意味する。また、この制御は、例えば互いに通信を行うタイミングが重複しないようにした通信である。ここでは、互いに干渉しない異なるチャネルを用いて通信を行う場合を想定して説明する。 Further, in the remote control system 1, the radio waves P used for communication between the devices are controlled so as not to interfere with each other. Here, a radio wave P A used for communication between the operating apparatus 3 and the relay unit 4 2, a radio wave P B used for communication of the relay apparatus 4 2 and the relay device 4 1, the relay device 4 1 Survey a radio wave P C to be used for communication with the device 2 is controlled so as not to interfere. This control is, for example, communication using different channels that do not interfere with each other (hereinafter, may be referred to as CH). The channel here means a frequency band allocated for communication. Further, this control is, for example, communication in which the timings of communicating with each other do not overlap. Here, the case where communication is performed using different channels that do not interfere with each other will be described.

なお、以下では、操作装置３から調査装置２への通信を「下り方向通信」と称し、調査装置２から操作装置３への通信を「上り方向通信」と称する。下り方向通信では、主に操作装置３を介して入力された操作命令が送信される。上り方向通信では、主に調査装置２の位置情報や調査装置２によって撮影された撮影画像が送信される。操作者は、上り方向通信により送信される撮影画像を操作装置３で確認し、操作装置３を用いて調査装置２を操作する。また、操作者による操作内容は、下り方向通信により操作命令として調査装置２に送信される。 In the following, the communication from the operation device 3 to the investigation device 2 will be referred to as "downward communication", and the communication from the investigation device 2 to the operation device 3 will be referred to as "upward communication". In the downlink communication, the operation command input mainly via the operation device 3 is transmitted. In the upstream communication, the position information of the survey device 2 and the captured image taken by the survey device 2 are mainly transmitted. The operator confirms the captured image transmitted by the upward communication with the operation device 3, and operates the investigation device 2 using the operation device 3. Further, the operation content by the operator is transmitted to the investigation device 2 as an operation command by downlink communication.

＜調査装置＞
調査装置２は、遠隔操作システム１において移動局として機能し、遠隔操作により地下施設やトンネル内を走行する。調査装置２の機能構成を図２に示す。なお、図２では、本発明に関連する構成のみを記載しており、本発明に関連していない機能については図示および説明を省略する。
調査装置２は、通信装置２０と、撮影部２６と、センサ群２７と、走行制御部２８と、駆動機構２９とを備えて構成されている。また、通信装置２０は、通信アンテナ２１と、通信アンテナ２１に接続される送受信機２２と、通信制御部２３とからなる。通信制御部２３および走行制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。これらの機能がプログラム実行処理により実現する場合、図示しない記憶手段には、これらの機能を実現するためのプログラムが格納されている。 <Investigation equipment>
The survey device 2 functions as a mobile station in the remote control system 1 and travels in an underground facility or a tunnel by remote control. The functional configuration of the survey device 2 is shown in FIG. Note that FIG. 2 describes only the configuration related to the present invention, and illustration and description of functions not related to the present invention will be omitted.
The survey device 2 includes a communication device 20, a photographing unit 26, a sensor group 27, a traveling control unit 28, and a drive mechanism 29. Further, the communication device 20 includes a communication antenna 21, a transceiver 22 connected to the communication antenna 21, and a communication control unit 23. The communication control unit 23 and the travel control unit 28 are realized by a program execution process by a CPU (Central Processing Unit), a dedicated circuit, or the like. When these functions are realized by program execution processing, a program for realizing these functions is stored in a storage means (not shown).

通信アンテナ２１は、通信電波を用いた通信を行う。通信アンテナ２１は、送受信機２２で発生された高周波電気エネルギーを通信電波として空間に発射し、また空間から通信電波を受け取り、高周波電気エネルギーを生成する。
送受信機２２は、無線通信における送信のための通信電波に用いる高周波電気エネルギーを発生する送信機としての機能と、受信した通信電波に基づく高周波電気エネルギーを復調して情報を復元する受信機としての機能とを備える装置である。なお、送受信機２２は、送信機と受信機とが別々の装置として構成されていてもよい。 The communication antenna 21 performs communication using communication radio waves. The communication antenna 21 emits the high-frequency electric energy generated by the transmitter / receiver 22 into the space as a communication radio wave, receives the communication radio wave from the space, and generates the high-frequency electric energy.
The transmitter / receiver 22 functions as a transmitter that generates high-frequency electric energy used for communication radio waves for transmission in wireless communication, and as a receiver that demodulates high-frequency electric energy based on the received communication radio waves and restores information. It is a device having a function. The transmitter / receiver 22 may be configured such that the transmitter and the receiver are separate devices.

通信制御部２３は、操作装置３や中継装置４との無線通信を制御するものであり、ここでは受信強度測定部２４と、アクセス制御部２５とを備える。
受信強度測定部２４は、通信アンテナ２１における通信環境を測定するものであり、例えば通信アンテナ２１で受信した通信電波のチャネル毎の受信強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）を測定する。
アクセス制御部２５は、受信強度測定部２４で測定した通信アンテナ２１の通信環境（例えば、受信強度）の変化に基づいて、中継装置４による通信の中継が必要であるか否かを判定する。中継装置４による通信の中継が必要になった場合に、中継装置４による通信の中継を開始する指示を行い、通信で使用する新たなチャネルを操作装置３や中継装置４との間で調整する。 The communication control unit 23 controls wireless communication with the operation device 3 and the relay device 4, and here includes a reception strength measurement unit 24 and an access control unit 25.
The reception strength measuring unit 24 measures the communication environment in the communication antenna 21, for example, measures the reception strength (RSSI: Received Signal Strength Indicator) for each channel of the communication radio wave received by the communication antenna 21.
The access control unit 25 determines whether or not communication relay by the relay device 4 is necessary based on the change in the communication environment (for example, reception strength) of the communication antenna 21 measured by the reception strength measurement unit 24. When it becomes necessary for the relay device 4 to relay the communication, an instruction is given to start the relay of the communication by the relay device 4, and a new channel used for the communication is adjusted between the operation device 3 and the relay device 4. ..

撮影部２６は、例えばＣＣＤ（Charged Coupled Device）カメラであり、調査装置２の遠隔操作に適した画像を撮影できる場所（例えば、調査装置２の前部）に設置される。これにより、撮影部２６は、走行中の調査装置２の前方を撮影する。撮影部２６により撮影された撮影画像は操作装置３に送信され、調査装置２の遠隔操作や災害発生箇所や原因の特定に使用される。
センサ群２７は、例えばジャイロやロータリーエンコーダを含むものであって、調査装置２の方位角や走行する速度を検出する。センサ群２７により検出した方位角や速度は、走行制御部２８に送信され、慣性航法（ＩＮＳ）を用いた現在位置の算出などに用いられる。 The photographing unit 26 is, for example, a CCD (Charged Coupled Device) camera, and is installed at a place where an image suitable for remote control of the investigation device 2 can be photographed (for example, the front portion of the investigation device 2). As a result, the photographing unit 26 photographs the front of the traveling survey device 2. The captured image captured by the photographing unit 26 is transmitted to the operating device 3 and used for remote control of the investigating device 2 and for identifying the location and cause of the disaster.
The sensor group 27 includes, for example, a gyro and a rotary encoder, and detects the azimuth angle and the traveling speed of the survey device 2. The azimuth angle and speed detected by the sensor group 27 are transmitted to the traveling control unit 28 and used for calculating the current position using inertial navigation (INS).

走行制御部２８は、調査装置２の走行に関する制御を行う。走行制御部２８は、通信装置２０の通信制御部２３を介して操作命令を受け取り、操作命令に基づいて駆動機構２９を制御する。また、走行制御部２８は、自身の位置情報を操作装置３に対して随時送信する。なお、位置情報を所定間隔で送信するようにしてもよい。
駆動機構２９は、回転体（例えばタイヤ）およびこれを支持する支持機構などからなる。駆動機構２９の駆動方式は特に限定されずに、タイヤ方式やクローラ方式などであってよい。 The travel control unit 28 controls the travel of the survey device 2. The travel control unit 28 receives an operation command via the communication control unit 23 of the communication device 20, and controls the drive mechanism 29 based on the operation command. In addition, the travel control unit 28 transmits its own position information to the operation device 3 at any time. The location information may be transmitted at predetermined intervals.
The drive mechanism 29 includes a rotating body (for example, a tire) and a support mechanism for supporting the rotating body (for example, a tire). The drive system of the drive mechanism 29 is not particularly limited, and may be a tire system, a crawler system, or the like.

＜操作装置＞
操作装置３は、遠隔操作システム１において制御局として機能し、無線通信により調査装置２を遠隔操作する。操作装置３の機能構成を図３に示す。なお、図３では、本発明に関連する構成のみを記載しており、本発明に関連していない機能については図示および説明を省略する。
操作装置３は、通信装置３０と、入力部３６と、表示部３７と、主制御部３８とを備えて構成されている。また、通信装置３０は、通信アンテナ３１と、通信アンテナ３１に接続される送受信機３２と、通信制御部３３とからなる。通信制御部３３および主制御部３８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。これらの機能がプログラム実行処理により実現する場合、図示しない記憶手段には、これらの機能を実現するためのプログラムが格納されている。 <Operating device>
The operation device 3 functions as a control station in the remote control system 1 and remotely controls the survey device 2 by wireless communication. The functional configuration of the operating device 3 is shown in FIG. Note that FIG. 3 describes only the configuration related to the present invention, and the illustration and description of the functions not related to the present invention will be omitted.
The operation device 3 includes a communication device 30, an input unit 36, a display unit 37, and a main control unit 38. Further, the communication device 30 includes a communication antenna 31, a transceiver 32 connected to the communication antenna 31, and a communication control unit 33. The communication control unit 33 and the main control unit 38 are realized by a program execution process by a CPU (Central Processing Unit), a dedicated circuit, or the like. When these functions are realized by program execution processing, a program for realizing these functions is stored in a storage means (not shown).

通信アンテナ３１、送受信機３２および通信制御部３３の機能は、調査装置２の通信アンテナ２１、送受信機２２および通信制御部２３の機能と同様である。 The functions of the communication antenna 31, the transceiver 32, and the communication control unit 33 are the same as the functions of the communication antenna 21, the transceiver 22, and the communication control unit 23 of the survey device 2.

入力部３６は、例えばキーボード型、ジョイスティック型、ホイール型などのコントローラであり、操作者により操作される。
表示部３７は、例えば液晶ディスプレイであり、表示部３７には調査装置２で撮影された画像や調査装置２の状態（例えば、位置や進行方向）が表示される。 The input unit 36 is a controller such as a keyboard type, a joystick type, or a wheel type, and is operated by an operator.
The display unit 37 is, for example, a liquid crystal display, and the display unit 37 displays an image taken by the survey device 2 and a state (for example, a position or a traveling direction) of the survey device 2.

主制御部３８は、調査装置２から位置情報を随時受信し、受信した位置情報と時刻とを対応付けることで調査装置２の走行経路を算出する。そして、主制御部３８は、調査装置２の走行経路を記憶する。
また、主制御部３８は、中継装置４による通信の中継を開始する指示を調査装置２から受け付け、対応する中継装置４に対して中継の開始を指示する。この際に、主制御部３８は、記憶する調査装置２の走行経路情報を対応する中継装置４に対して送信する。なお、調査装置２が中継装置４に対して中継の開始を直接指示してもよい。また、主制御部３８は、中継装置４からの要求に応じて、調査装置２の走行経路情報を中継装置４に応答してもよい。また、中継装置４が調査装置２から位置情報を随時受信し、調査装置２の走行経路を自身で算出してもよい。 The main control unit 38 receives the position information from the survey device 2 at any time, and calculates the traveling route of the survey device 2 by associating the received position information with the time. Then, the main control unit 38 stores the traveling route of the survey device 2.
Further, the main control unit 38 receives an instruction from the investigation device 2 to start relaying the communication by the relay device 4, and instructs the corresponding relay device 4 to start the relay. At this time, the main control unit 38 transmits the travel route information of the storage investigation device 2 to the corresponding relay device 4. The survey device 2 may directly instruct the relay device 4 to start relaying. Further, the main control unit 38 may respond to the relay device 4 with the travel route information of the survey device 2 in response to the request from the relay device 4. Further, the relay device 4 may receive the position information from the survey device 2 at any time and calculate the traveling route of the survey device 2 by itself.

＜中継装置＞
中継装置４は、遠隔操作システム１において中継局として機能し、調査装置２と操作装置３との間における通信を中継する。中継装置４の機能構成を図４に示す。なお、図４では、本発明に関連する構成のみを記載しており、本発明に関連していない機能については図示および説明を省略する。
中継装置４は、通信装置４０と、撮影部４６と、センサ群４７と、走行制御部４８と、駆動機構４９とを備えて構成されている。また、通信装置４０は、二つの通信アンテナ４１Ａ，４１Ｂと、通信アンテナ４１Ａ，４１Ｂの何れか一方に１対１の関係で接続される送受信機４２Ａ，４２Ｂと、通信制御部４３とからなる。通信制御部４３および走行制御部４８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。これらの機能がプログラム実行処理により実現する場合、図示しない記憶手段には、これらの機能を実現するためのプログラムが格納されている。 <Relay device>
The relay device 4 functions as a relay station in the remote control system 1 and relays communication between the survey device 2 and the operation device 3. The functional configuration of the relay device 4 is shown in FIG. Note that FIG. 4 shows only the configuration related to the present invention, and illustration and description of functions not related to the present invention will be omitted.
The relay device 4 includes a communication device 40, a photographing unit 46, a sensor group 47, a traveling control unit 48, and a drive mechanism 49. Further, the communication device 40 includes two communication antennas 41A and 41B, transceivers 42A and 42B connected to any one of the communication antennas 41A and 41B in a one-to-one relationship, and a communication control unit 43. The communication control unit 43 and the travel control unit 48 are realized by a program execution process by a CPU (Central Processing Unit), a dedicated circuit, or the like. When these functions are realized by program execution processing, a program for realizing these functions is stored in a storage means (not shown).

通信アンテナ４１Ａ，４１Ｂ、送受信機４２Ａ，４２Ｂおよび通信制御部４３の機能は、調査装置２の通信アンテナ２１、送受信機２２および通信制御部２３の機能と同様である。
ここで、通信アンテナ４１Ａおよび送受信機４２Ａは、例えば調査装置２や直列的に接続された中継装置４の中で下流側のものとの間の通信に使用され、受信強度測定部４４Ａは通信アンテナ４１Ａにおける通信環境を測定する。また、通信アンテナ４１Ｂおよび送受信機４２Ｂは、例えば操作装置３や直列的に接続された中継装置４の中で上流側のものとの間の通信に使用され、受信強度測定部４４Ｂは通信アンテナ４１Ｂにおける通信環境を測定する。 The functions of the communication antennas 41A and 41B, the transceivers 42A and 42B, and the communication control unit 43 are the same as the functions of the communication antenna 21, the transceiver 22, and the communication control unit 23 of the survey device 2.
Here, the communication antenna 41A and the transceiver 42A are used for communication with, for example, the investigation device 2 and the relay device 4 connected in series on the downstream side, and the reception strength measuring unit 44A is the communication antenna. The communication environment at 41A is measured. Further, the communication antenna 41B and the transceiver 42B are used for communication with, for example, the operation device 3 and the relay device 4 connected in series on the upstream side, and the reception strength measuring unit 44B is the communication antenna 41B. Measure the communication environment in.

撮影部４６、センサ群４７、走行制御部４８および駆動機構４９の機能は、調査装置２の撮影部２６、センサ群２７、走行制御部２８および駆動機構２９の機能と同様である。
ここで、撮影部４６で撮影された撮影画像は走行制御部４８に送信され、調査装置２の追尾や障害物の検知などに使用される。なお、撮影部４６に代えて、または撮影部４６に加えてレーダを備える構成にし、レーダを用いて調査装置２の追尾や障害物の検知などを行ってもよい。詳細は後述する「通信システムの動作」を参照。
また、走行制御部４８は、自身の位置から調査装置２の走行経路上の特定位置までの最短経路を算出する最短経路算出機能を備える。具体的には、走行制御部４８は中継を開始する指示を受け付けると、調査装置２の走行経路上に目標点を設定し、目標点までの経路を算出し、算出した経路に沿って中継装置４を走行させる。そして、移動後に通信の中継を開始する。詳細は後述する「通信システムの動作」を参照。 The functions of the photographing unit 46, the sensor group 47, the traveling control unit 48, and the driving mechanism 49 are the same as the functions of the photographing unit 26, the sensor group 27, the traveling control unit 28, and the driving mechanism 29 of the investigation device 2.
Here, the captured image captured by the photographing unit 46 is transmitted to the traveling control unit 48 and used for tracking the investigation device 2 and detecting an obstacle. In addition, instead of the photographing unit 46, or in addition to the photographing unit 46, a radar may be provided, and the radar may be used to track the investigation device 2 or detect an obstacle. For details, refer to "Communication system operation" described later.
In addition, the travel control unit 48 has a shortest route calculation function for calculating the shortest route from its own position to a specific position on the travel route of the survey device 2. Specifically, when the travel control unit 48 receives an instruction to start relaying, the travel control unit 48 sets a target point on the travel route of the survey device 2, calculates a route to the target point, and relays along the calculated route. Run 4 Then, after moving, the relay of communication is started. For details, refer to "Communication system operation" described later.

≪実施形態に係る通信システムの動作≫
図５ないし図１２を参照して（適宜、図１ないし図４参照）、実施形態に係る遠隔操作システム１の動作について、中継装置４の走行方法を異ならせた二つの方式について説明する。ここでは、図５（ａ）に示す地下施設８０内の調査を行う場合を想定する。地下施設８０は、二つの直線通路８１，８２と、直線通路８１，８２を互いに結ぶ連結通路８３とを有する。なお、中継装置４は、何れか一方の方式で稼働するように予め設定されていてもよいし、二つの方式を事後的に切り替えられるように構成されていてもよい。 << Operation of the communication system according to the embodiment >>
With reference to FIGS. 5 to 12 (see FIGS. 1 to 4 as appropriate), two methods in which the running method of the relay device 4 is different will be described with respect to the operation of the remote control system 1 according to the embodiment. Here, it is assumed that a survey is conducted in the underground facility 80 shown in FIG. 5 (a). The underground facility 80 has two straight passages 81 and 82 and a connecting passage 83 connecting the straight passages 81 and 82 to each other. The relay device 4 may be set in advance so as to operate in either one method, or may be configured so that the two methods can be switched after the fact.

＜中継装置を派遣させる方式（レスキュー式）＞
図５（ａ）に示すように、操作者は、操作装置３を所持した状態で直線通路８１内のスタート地点に位置しており、調査装置２および中継装置４1，４2は、操作者の周辺（初期位置）で待機している。操作者は、この状態から調査装置２の操作を開始する。 <Method of dispatching a relay device (rescue type)>
As shown in FIG. 5A, the operator is located at the starting point in the straight passage 81 with the operating device 3 in possession, and the survey device 2 and the relay devices 4 1 , 4 2 are the operators. Waiting around (initial position). The operator starts the operation of the investigation device 2 from this state.

操作者は、操作装置３からの通信電波が届く範囲で調査装置２を遠隔操作し、災害発生箇所や原因の調査を行う。ここでは、直線通路８１内が操作装置３からの通信電波が届く範囲であるとする。操作者が調査装置２を遠隔操作して直線通路８１内を走行させると、調査装置２は撮影した画像を操作装置３に随時送信する。また、調査装置２は所定時間間隔で自身の位置を算出し、算出した位置情報を操作装置３に随時送信する。操作装置３は、スタート地点から現時点までの調査装置２の走行経路を記憶する。なお、操作装置３からの通信電波が直接届く範囲で操作装置３を遠隔操作している間は、中継装置４1，４2は移動せずに操作者の周辺で待機を続ける（図５（ｂ）参照）。ここでは、直線通路８１内を調査した結果、災害発生箇所や原因は発見されなかったとする。 The operator remotely controls the investigation device 2 within the range of the communication radio wave from the operation device 3 to investigate the location and cause of the disaster. Here, it is assumed that the inside of the straight passage 81 is the range in which the communication radio wave from the operating device 3 reaches. When the operator remotely controls the survey device 2 to travel in the straight passage 81, the survey device 2 transmits the captured image to the operation device 3 at any time. Further, the investigation device 2 calculates its own position at predetermined time intervals, and transmits the calculated position information to the operation device 3 at any time. The operation device 3 stores the travel route of the survey device 2 from the start point to the present time. While the operation device 3 is remotely controlled within the range where the communication radio wave from the operation device 3 can reach directly, the relay devices 4 1 and 4 2 do not move and continue to stand by in the vicinity of the operator (FIG. 5 (FIG. 5). b) See). Here, it is assumed that as a result of investigating the inside of the straight passage 81, the location or cause of the disaster was not found.

続いて、連結通路８３内の調査を行うために、操作者は調査装置２を遠隔操作して連結通路８３内に進入させる。ここでは、連結通路８３は操作装置３からの通信電波が直接届かない範囲であるとする。操作者が調査装置２を遠隔操作して連結通路８３内に進入させると、操作装置３からの通信電波を受信しづらい状況になる。具体的には、操作装置３からの通信電波の受信強度が弱まり、予め決められている閾値を下回る。その場合に、調査装置２は操作装置３に対して通信の中継の要請を行い、操作装置３は中継装置４1に対して中継の開始を指示する。なお、通信電波を受信しづらい状況は、通信電波を受信するのに実際に支障をきたす場合に限らず、近い将来で支障をきたすことを予測できる場合であってもよい。 Subsequently, in order to investigate the inside of the connecting passage 83, the operator remotely controls the investigation device 2 to enter the connecting passage 83. Here, it is assumed that the connecting passage 83 is a range in which the communication radio wave from the operating device 3 does not directly reach. When the operator remotely controls the survey device 2 to enter the connecting passage 83, it becomes difficult to receive the communication radio wave from the operating device 3. Specifically, the reception strength of the communication radio wave from the operating device 3 is weakened and falls below a predetermined threshold value. In that case, the investigation device 2 requests the operation device 3 to relay the communication, and the operation device 3 instructs the relay device 4 1 to start the relay. The situation in which it is difficult to receive the communication radio wave is not limited to the case where the reception of the communication radio wave actually causes a problem, and may be the case where it can be predicted that the problem will occur in the near future.

中継の開始指示を受けた中継装置４1は、スタート地点から調査装置２の現在位置（通信の中継の要請を行った位置）までの調査装置２の走行経路を取得し、スタート地点から調査装置２の現在位置までの最短経路（第一最短経路）を算出する。そして、中継装置４1は、算出した最短経路を用いて調査装置２の近くまで移動し、調査装置２と操作装置３との間の通信の中継を開始する（図６（ａ）参照）。つまり、操作装置３からの通信電波を受信しづらい状況になった位置が第一中継地点となる。中継装置４1による中継の開始に合わせて、調査装置２、操作装置３および中継装置４1はチャネルの調整を行う。これにより、連結通路８３は操作装置３からの通信電波が届く範囲となり、調査装置２を遠隔操作により走行させることができるようになる（図６（ｂ）参照）。ここでは、連結通路８３内を調査した結果、災害発生箇所や原因は発見されなかったとする。 Upon receiving the relay start instruction, the relay device 4 1 acquires the travel route of the survey device 2 from the start point to the current position of the survey device 2 (the position where the communication relay request is made), and the survey device 4 1 acquires the travel route of the survey device 2 from the start point. Calculate the shortest path (first shortest path) to the current position of 2. Then, the relay device 4 1, using the calculated shortest route to move to the vicinity of the inspection apparatus 2, starts to relay communication between the survey device 2 and the operation unit 3 (see FIG. 6 (a)). That is, the position where it is difficult to receive the communication radio wave from the operating device 3 is the first relay point. In accordance with the start of the relay by the relay device 4 1, inspection apparatus 2, the operation apparatus 3 and the relay device 4 1 adjusts the channel. As a result, the connecting passage 83 is within the range where the communication radio wave from the operating device 3 can reach, and the survey device 2 can be driven by remote control (see FIG. 6B). Here, it is assumed that as a result of investigating the inside of the connecting passage 83, the location or cause of the disaster was not found.

続いて、直線通路８２内の調査を行うために、操作者は調査装置２を遠隔操作して直線通路８２内を走行させる。ここでは、直線通路８２の大部分は、中継装置４1による中継を行ったとしても操作装置３からの通信電波が届かない範囲であるとする。操作者が調査装置２を遠隔操作して直線通路８２内を走行させると、操作装置３からの通信電波を受信しづらい状況になる。具体的には、操作装置３からの通信電波の受信強度が弱まり、予め決められている閾値を下回る。その場合に、調査装置２は操作装置３に対して通信の中継の要請を再び行い、操作装置３は中継装置４2に対して中継の開始を指示するとともに、中継装置４1に対して中継地点の移動を指示する。 Subsequently, in order to investigate the inside of the straight passage 82, the operator remotely controls the investigation device 2 to travel in the straight passage 82. Here, most of the straight path 82 is assumed to be a range where communication radio wave can not reach from the operation unit 3 even when subjected to relay by the relay device 4 1. When the operator remotely controls the investigation device 2 and travels in the straight passage 82, it becomes difficult to receive the communication radio wave from the operation device 3. Specifically, the reception strength of the communication radio wave from the operating device 3 is weakened and falls below a predetermined threshold value. In that case, the investigation device 2 requests the operation device 3 to relay the communication again, the operation device 3 instructs the relay device 4 2 to start the relay, and the relay device 4 1 relays. Instruct the movement of the point.

中継の開始指示を受けた中継装置４2は、スタート地点から調査装置２の現在位置（通信の中継の要請を行った位置）までの調査装置２の走行経路を取得し、スタート地点から中継装置４1が中継を行っている第一中継地点までの最短経路（第一最短経路）を算出する。そして、中継装置４2は、算出した最短経路を用いて中継装置４1が中継を行っている第一中継地点まで移動し、調査装置２と操作装置３との間の通信の中継を開始する（図７（ａ）参照）。なお、中継装置４2は、中継装置４1からスタート地点から第一中継地点までの最短経路を取得し、取得した情報に基づいて第一中継地点まで移動してもよい。
また、中継を既に行っている中継装置４1は、調査装置２の現在位置（通信の中継の要請を行った位置）までの調査装置２の走行経路を取得し、第一中継地点から調査装置２の現在位置までの最短経路（第二最短経路）を算出する。そして、中継装置４1は、算出した最短経路を用いて調査装置２の近くまで移動し、調査装置２と操作装置３との間の通信の中継を継続する（図７（ａ）参照）。つまり、第一中継地点を介した通信電波を受信しづらい状況になった位置が第二中継地点となる。中継装置４2による中継の開始に合わせて、調査装置２、操作装置３および中継装置４1，４2はチャネルの調整を行う。このように中継装置４1は中継装置４2により押し出されるようにして移動する（玉突き方式）。 Upon receiving the relay start instruction, the relay device 4 2 acquires the travel route of the survey device 2 from the start point to the current position of the survey device 2 (the position where the communication relay request is made), and the relay device 2 starts from the start point. 4 Calculate the shortest route (first shortest route) to the first relay point where 1 is relaying. Then, the relay device 4 2 moves to the first relay point where the relay device 4 1 is relaying using the calculated shortest path, and starts relaying the communication between the survey device 2 and the operation device 3. (See FIG. 7 (a)). The relay device 4 2 may acquire the shortest route from the relay device 4 1 to the first relay point and move to the first relay point based on the acquired information.
The relay device 4 1, which performs relay already obtains a travel route survey device 2 to the current position of survey device 2 (a position of performing a request for relaying communication), inspection apparatus from the first relay point Calculate the shortest path (second shortest path) to the current position of 2. Then, the relay device 4 1 moves to the vicinity of the survey device 2 using the calculated shortest path, and continues relaying the communication between the survey device 2 and the operation device 3 (see FIG. 7A). That is, the position where it is difficult to receive the communication radio wave via the first relay point becomes the second relay point. The survey device 2, the operating device 3, and the relay devices 4 1 and 4 2 adjust the channels in accordance with the start of the relay by the relay device 4 2. In this way, the relay device 4 1 moves so as to be pushed out by the relay device 4 2 (billiard method).

これにより、直線通路８２は操作装置３からの通信電波が届く範囲となり、調査装置２を遠隔操作により走行させることができるようになる（図７（ｂ）参照）。ここでは、直線通路８２内を調査した結果、災害発生箇所や原因を発見したとする。
なお、中継装置４1，４2による中継が開始した後で、通信を切らさないように中継装置４1，４2が移動して通信の安定性を保つようにするのがよい。 As a result, the straight passage 82 is within the range where the communication radio wave from the operating device 3 can reach, and the survey device 2 can be driven by remote control (see FIG. 7B). Here, it is assumed that the location and cause of the disaster are found as a result of investigating the inside of the straight passage 82.
After the relay by the relay devices 4 1 and 4 2 is started, it is preferable that the relay devices 4 1 and 4 2 move to maintain the stability of the communication so as not to interrupt the communication.

続いて、地下施設８０内の調査を終了するために、操作者は調査装置２に対して帰還命令を送信する。帰還命令を受けた調査装置２は、スタート地点から現在位置（帰還命令を受けた位置）までの走行経路に基づき、現在位置からスタート地点までの最短経路を算出し、算出した最短経路によりスタート地点まで移動する（図８（ａ）参照）。また、中継装置４1，４2は、各々の中継地点からスタート地点までの最短経路をそれぞれ算出し、算出した最短経路を用いてスタート地点まで移動する。中継装置４1，４2がスタート地点まで戻る際に、通信を切らさないように通信の安定性を保ちながら中継装置４1，４2は移動する（図８（ａ）参照）。 Subsequently, the operator sends a return command to the survey device 2 in order to complete the survey in the underground facility 80. The survey device 2 that received the return command calculates the shortest route from the current position to the start point based on the travel route from the start point to the current position (the position that received the return order), and the start point is based on the calculated shortest route. (See FIG. 8 (a)). In addition, the relay devices 4 1 and 4 2 calculate the shortest route from each relay point to the start point, and move to the start point using the calculated shortest route. When the relay devices 4 1 and 4 2 return to the starting point, the relay devices 4 1 and 4 2 move while maintaining the stability of the communication so as not to interrupt the communication (see FIG. 8 (a)).

なお、例えば、調査装置２が所定距離以内（例えば、２ｍ以内）に近づくと、中継装置４1，４2は調査装置２の後を追随するようにして帰還してもよい（図８（ｂ）参照）。また、中継装置４1，４2は、調査装置２が算出した最短経路を取得し、取得した最短経路を用いてスタート地点まで移動してもよい。また、操作者の遠隔操作により災害発生箇所から調査装置２を帰還させてもよい。 For example, when the survey device 2 approaches within a predetermined distance (for example, within 2 m), the relay devices 4 1 and 4 2 may return after the survey device 2 (FIG. 8 (b). )reference). Further, the relay devices 4 1 and 4 2 may acquire the shortest route calculated by the survey device 2 and move to the start point using the acquired shortest route. Further, the investigation device 2 may be returned from the disaster occurrence location by remote control of the operator.

＜中継装置を追随させる方式（カルガモ親子式）＞
図９（ａ）に示すように、操作者は、操作装置３を所持した状態で直線通路８１内のスタート地点に位置しており、調査装置２および中継装置４1，４2は、操作者の周辺（初期位置）で待機している。操作者は、この状態から調査装置２の操作を開始する。 <Method of following the relay device (spot-billed duck parent-child type)>
As shown in FIG. 9A, the operator is located at the starting point in the straight passage 81 with the operating device 3 in possession, and the survey device 2 and the relay devices 4 1 , 4 2 are the operators. Waiting around (initial position). The operator starts the operation of the investigation device 2 from this state.

操作者は、操作装置３からの通信電波が届く範囲で調査装置２を遠隔操作し、災害発生箇所や原因の調査を行う。ここでは、直線通路８１内が操作装置３からの通信電波が直接届く範囲であるとする。操作者が調査装置２を遠隔操作して直線通路８１内を走行させると、中継装置４1，４2は調査装置２に追随して走行する（図９（ｂ）参照）。このとき、調査装置２は操作装置３から通信電波を直接受信しており、中継装置４1，４2は通信を中継していない。調査装置２は撮影した画像を操作装置３に随時送信する。また、調査装置２は所定時間間隔で自身の位置を算出し、算出した位置情報を操作装置３に随時送信する。操作装置３は、スタート地点から現時点までの調査装置２の走行経路を記憶する。ここでは、直線通路８１内を調査した結果、災害発生箇所や原因は発見されなかったとする。 The operator remotely controls the investigation device 2 within the range of the communication radio wave from the operation device 3 to investigate the location and cause of the disaster. Here, it is assumed that the inside of the straight passage 81 is the range in which the communication radio wave from the operating device 3 directly reaches. When the operator remotely controls the survey device 2 to travel in the straight passage 81, the relay devices 4 1 and 4 2 follow the survey device 2 and travel (see FIG. 9B). At this time, the investigation device 2 directly receives the communication radio wave from the operation device 3, and the relay devices 4 1 and 4 2 do not relay the communication. The survey device 2 transmits the captured image to the operation device 3 at any time. Further, the investigation device 2 calculates its own position at predetermined time intervals, and transmits the calculated position information to the operation device 3 at any time. The operation device 3 stores the travel route of the survey device 2 from the start point to the present time. Here, it is assumed that as a result of investigating the inside of the straight passage 81, the location or cause of the disaster was not found.

続いて、連結通路８３内の調査を行うために、操作者は調査装置２を遠隔操作して連結通路８３内に進入させる。ここでは、連結通路８３は操作装置３からの通信電波が直接届かない範囲であるとする。操作者が調査装置２を遠隔操作して連結通路８３内に進入させると、操作装置３からの通信電波を受信しづらい状況になる。具体的には、操作装置３からの通信電波の受信強度が弱まり、予め決められている閾値を下回る。その場合に、調査装置２は操作装置３に対して通信の中継の要請を行い、操作装置３は中継装置４2に対して中継の開始を指示する。なお、通信電波を受信しづらい状況は、通信電波を受信するのに実際に支障をきたす場合に限らず、近い将来で支障をきたすことを予測できる場合であってもよい。 Subsequently, in order to investigate the inside of the connecting passage 83, the operator remotely controls the investigation device 2 to enter the connecting passage 83. Here, it is assumed that the connecting passage 83 is a range in which the communication radio wave from the operating device 3 does not directly reach. When the operator remotely controls the survey device 2 to enter the connecting passage 83, it becomes difficult to receive the communication radio wave from the operating device 3. Specifically, the reception strength of the communication radio wave from the operating device 3 is weakened and falls below a predetermined threshold value. In that case, the investigation device 2 requests the operation device 3 to relay the communication, and the operation device 3 instructs the relay device 4 2 to start the relay. The situation in which it is difficult to receive the communication radio wave is not limited to the case where the reception of the communication radio wave actually causes a problem, and may be the case where it can be predicted that the problem will occur in the near future.

中継の開始指示を受けた中継装置４2は、その場で停止して調査装置２と操作装置３との間の通信の中継を開始する（図１０（ａ）参照）。つまり、中継装置４2は、操作装置３からの通信電波を受信しづらい状況になった位置で調査装置２から切り離され、切り離された位置が第一中継地点となる。中継装置４2による中継の開始に合わせて、調査装置２、操作装置３および中継装置４2はチャネルの調整を行う。これにより、連結通路８３は操作装置３からの通信電波が届く範囲となり、調査装置２を遠隔操作により走行させることができるようになる（図１０（ｂ）参照）。ここでは、連結通路８３内を調査した結果、災害発生箇所や原因は発見されなかったとする。 Upon receiving the relay start instruction, the relay device 4 2 stops on the spot and starts relaying the communication between the investigation device 2 and the operation device 3 (see FIG. 10A). That is, the relay device 4 2 is separated from the survey device 2 at a position where it is difficult to receive the communication radio wave from the operation device 3, and the separated position becomes the first relay point. In accordance with the start of the relay by the relay device 4 2, survey device 2, the operation apparatus 3 and the relay unit 4 2 adjusts the channel. As a result, the connecting passage 83 is within the range where the communication radio wave from the operating device 3 can reach, and the survey device 2 can be driven by remote control (see FIG. 10B). Here, it is assumed that as a result of investigating the inside of the connecting passage 83, the location or cause of the disaster was not found.

続いて、直線通路８２内の調査を行うために、操作者は調査装置２を遠隔操作して直線通路８２内を走行させる。ここでは、直線通路８２の大部分は、中継装置４2による中継を行ったとしても操作装置３からの通信電波が届かない範囲であるとする。操作者が調査装置２を遠隔操作して直線通路８２内を走行させると、操作装置３からの通信電波を受信しづらい状況になる。具体的には、操作装置３からの通信電波の受信強度が弱まり、予め決められている閾値を下回る。その場合に、調査装置２は操作装置３に対して通信の中継の要請を再び行い、操作装置３は中継装置４1に対して中継の開始を指示する。 Subsequently, in order to investigate the inside of the straight passage 82, the operator remotely controls the investigation device 2 to travel in the straight passage 82. Here, it is assumed that most of the straight passage 82 is in a range where the communication radio wave from the operating device 3 does not reach even if the relay device 4 2 relays. When the operator remotely controls the investigation device 2 and travels in the straight passage 82, it becomes difficult to receive the communication radio wave from the operation device 3. Specifically, the reception strength of the communication radio wave from the operating device 3 is weakened and falls below a predetermined threshold value. In that case, the investigation device 2 requests the operation device 3 to relay the communication again, and the operation device 3 instructs the relay device 4 1 to start the relay.

中継の開始指示を受けた中継装置４1は、その場で停止して調査装置２と操作装置３との間の通信の中継を開始する（図１１（ａ）参照）。つまり、中継装置４1は、第一中継地点を介した通信電波を受信しづらい状況になった位置で調査装置２から切り離され、切り離された位置が第二中継地点となる。中継装置４1による中継の開始に合わせて、調査装置２、操作装置３および中継装置４1，４2はチャネルの調整を行う。このように中継装置４1，４2は、通信電波の受信強度が弱まった段階で調査装置２から切り離されて中継を行う（切離し方式）。 Upon receiving the relay start instruction, the relay device 4 1 stops on the spot and starts relaying the communication between the investigation device 2 and the operation device 3 (see FIG. 11A). That is, the relay device 4 1 is disconnected from the survey device 2 at the position became difficult situation for receiving the communication radio wave through the first relay point, disconnected position is second relay point. In accordance with the start of the relay by the relay device 4 1, inspection apparatus 2, the operation apparatus 3 and the relay device 4 1, 4 2 adjusts the channel. In this way, the relay devices 4 1 and 4 2 are separated from the survey device 2 and relayed when the reception strength of the communication radio wave is weakened (detachment method).

これにより、直線通路８２は操作装置３からの通信電波が届く範囲となり、調査装置２を遠隔操作により走行させることができるようになる（図１１（ｂ）参照）。ここでは、直線通路８２内を調査した結果、災害発生箇所や原因を発見したとする。
なお、中継装置４1，４2による中継が開始した後で、通信を切らさないように中継装置４1，４2が移動して通信の安定性を保つようにするのがよい。 As a result, the straight passage 82 is within the range where the communication radio wave from the operating device 3 can reach, and the survey device 2 can be driven by remote control (see FIG. 11B). Here, it is assumed that the location and cause of the disaster are found as a result of investigating the inside of the straight passage 82.
After the relay by the relay devices 4 1 and 4 2 is started, it is preferable that the relay devices 4 1 and 4 2 move to maintain the stability of the communication so as not to interrupt the communication.

続いて、地下施設８０内の調査を終了するために、操作者は調査装置２に対して帰還命令を送信する。帰還命令を受けた調査装置２は、スタート地点から現在位置（帰還命令を受けた位置）までの走行経路に基づき、現在位置からスタート地点までの最短経路を算出し、算出した最短経路によりスタート地点まで移動する（図１２（ａ）参照）。また、中継装置４1，４2は、各々の現在位置からスタート地点までの最短経路をそれぞれ算出し、算出した最短経路を用いてスタート地点まで移動する。中継装置４1，４2がスタート地点まで戻る際に、通信を切らさないように通信の安定性を保ちながら中継装置４1，４2は移動する（図１２（ａ）参照）。 Subsequently, the operator sends a return command to the survey device 2 in order to complete the survey in the underground facility 80. The survey device 2 that received the return command calculates the shortest route from the current position to the start point based on the travel route from the start point to the current position (the position that received the return order), and the start point is based on the calculated shortest route. (See FIG. 12 (a)). In addition, the relay devices 4 1 and 4 2 calculate the shortest path from each current position to the start point, and move to the start point using the calculated shortest path. When the relay devices 4 1 and 4 2 return to the starting point, the relay devices 4 1 and 4 2 move while maintaining the stability of the communication so as not to interrupt the communication (see FIG. 12 (a)).

なお、例えば、調査装置２が所定距離以内（例えば、２ｍ以内）に近づくと、中継装置４1，４2は調査装置２の後を追随するようにして帰還してもよい（図１２（ｂ）参照）。また、中継装置４1，４2は、調査装置２が算出した最短経路を取得し、取得した最短経路を用いてスタート地点まで移動してもよい。また、操作者の遠隔操作により災害発生箇所から調査装置２を帰還させてもよい。 For example, when the survey device 2 approaches within a predetermined distance (for example, within 2 m), the relay devices 4 1 and 4 2 may return after the survey device 2 (FIG. 12 (b). )reference). Further, the relay devices 4 1 and 4 2 may acquire the shortest route calculated by the survey device 2 and move to the start point using the acquired shortest route. Further, the investigation device 2 may be returned from the disaster occurrence location by remote control of the operator.

以上のように、本実施形態に係る遠隔操作システム１は、調査装置２と操作装置３との間に、無線通信を中継可能な間隔で中継装置４を配置することができる。そのため、調査装置２が操作装置３から遠ざかる移動や通信電波の指向性を損なう移動などを行っても、通信の安定性を保つことができる。 As described above, in the remote control system 1 according to the present embodiment, the relay device 4 can be arranged between the survey device 2 and the operation device 3 at intervals capable of relaying wireless communication. Therefore, the stability of communication can be maintained even if the investigation device 2 moves away from the operation device 3 or moves that impairs the directivity of the communication radio wave.

また、ここで説明した中継装置４の走行方法の何れであっても中継装置４が他の中継装置４を追い抜いたり、追い越したりすることがない。そのため、狭い場所であっても中継装置４を配置することができる。 Further, in any of the traveling methods of the relay device 4 described here, the relay device 4 does not overtake or overtake the other relay device 4. Therefore, the relay device 4 can be arranged even in a narrow place.

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に例示する。 [Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and can be carried out within a range that does not change the gist of the claims. A modified example of the embodiment is illustrated below.

本実施形態では、操作者が操作装置３を用いて調査装置２を遠隔操作して、災害発生箇所や原因を特定する遠隔操作システム１（図１参照）を想定していたが、本発明の用途や構成はこれに限定されるものではない。例えば、操作者に操作される装置（ここでは調査装置２）は、移動するものであればよく、要救助者を救助することを目的とする装置や施設内を検査することを目的とする装置であってよい。 In the present embodiment, it is assumed that the operator remotely controls the investigation device 2 using the operation device 3 to identify the location and cause of the disaster (see FIG. 1). Applications and configurations are not limited to this. For example, the device operated by the operator (in this case, the investigation device 2) may be a moving device, and is a device intended to rescue a person requiring rescue or a device intended to inspect the inside of a facility. May be.

また、本実施形態では、調査装置２、操作装置３および中継装置４間における情報のやり取りを例示したものに過ぎず、調査装置２、操作装置３および中継装置４間における情報のやり取りはこれに限定されない。 Further, in the present embodiment, the exchange of information between the investigation device 2, the operation device 3, and the relay device 4 is merely an example, and the exchange of information between the investigation device 2, the operation device 3, and the relay device 4 is merely an example. Not limited.

また、本実施形態では、調査装置２や中継装置４として地上を走行する場合を想定していた。しかしながら、調査装置２や中継装置４の移動方法は地上を走行するものに限定されず、他の移動方法を用いて移動してもよい。調査装置２や中継装置４は、空中を飛行するもの（例えば、ドローン）や水上を航行するもの（例えば、ボート）であってよい。また、調査装置２や中継装置４は、地上を歩行するものであってもよい。 Further, in the present embodiment, it is assumed that the vehicle travels on the ground as the survey device 2 and the relay device 4. However, the moving method of the survey device 2 and the relay device 4 is not limited to the one traveling on the ground, and may be moved by using another moving method. The survey device 2 and the relay device 4 may be those that fly in the air (for example, a drone) or those that navigate on the water (for example, a boat). Further, the survey device 2 and the relay device 4 may walk on the ground.

また、本実施形態では、調査装置２が慣性航法（ＩＮＳ）を用いた現在位置の算出を行い、算出した位置を用いて中継装置４を調査装置２の近くまで走行させていた。しかしながら、調査装置２の位置の特定は、他の手段であってもよく、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）やＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）を用いて位置の特定を行ってもよい。慣性航法（ＩＮＳ）とＧＰＳやＩＭＥＳとを併用してもよい。 Further, in the present embodiment, the survey device 2 calculates the current position using inertial navigation (INS), and the relay device 4 is driven close to the survey device 2 using the calculated position. However, the position of the survey device 2 may be specified by other means, and the position may be specified by using, for example, GPS (Global Positioning System) or IMES (Indoor Messaging System). Inertial navigation (INS) may be used in combination with GPS or IMES.

また、本実施形態では、「中継装置を派遣させる方式（レスキュー式）」において、図７（ａ）に示すように、第一中継地点を介した通信電波が弱まった場合に、第一中継地点で中継を行っていた中継装置４1は、新たな中継装置４2により押し出されるようにして第二中継地点まで移動していた（玉突き方式）。しかしながら、第一中継地点を介した通信電波が弱まった場合に、第一中継地点で中継を行っていた中継装置４1は移動せずに、新たな中継装置４2が中継装置４1を追い越すようにして第二中継地点まで直接移動してもよい（追越し方式）。その場合、中継装置４2は、スタート地点から調査装置２の現在位置（通信の中継の要請を行った位置）までの調査装置２の走行経路を取得し、スタート地点から調査装置２の現在位置までの最短経路（第二最短経路）を算出する。このようにすると、通信電波を受信しづらい状況になった場合に、移動させる中継装置４が一台のみでよいので制御が容易である。 Further, in the present embodiment, in the "method of dispatching a relay device (rescue type)", as shown in FIG. 7A, when the communication radio wave via the first relay point is weakened, the first relay point is used. The relay device 4 1 that was relaying in the above was moved to the second relay point by being pushed out by the new relay device 4 2 (ball thrust method). However, when the communication radio wave via the first relay point weakens, the relay device 4 1 relaying at the first relay point does not move, and the new relay device 4 2 overtakes the relay device 4 1. You may move directly to the second relay point in this way (overtaking method). In that case, the relay device 4 2 acquires the traveling route of the survey device 2 from the start point to the current position of the survey device 2 (the position where the communication relay request is made), and the relay device 4 2 acquires the travel route of the survey device 2 from the start point to the current position of the survey device 2. The shortest path to (the second shortest path) is calculated. In this way, when it becomes difficult to receive the communication radio wave, it is easy to control because only one relay device 4 is required to be moved.

また、本実施形態では、通信電波を受信しづらい状況として「受信強度が予め決められている閾値を下回る」ことを想定していた。しかしながら、通信電波を受信しづらい状況は、通信電波を受信するのに実際に支障をきたす場合に限らず、近い将来で支障をきたすことを予測できる場合であってもよい。例えば、調査装置２は、撮影部２６で撮影した画像から、見通しが明らかに悪い方向（例えば横穴）に移動することを判定し、中継装置４による通信の中継を開始する指示を受信強度が閾値を下回る前に行ってもよい。
また、調査装置２からの通信電波が途絶えた場合に、操作装置３が中継装置４による通信の中継を開始する指示を行ってもよい。 Further, in the present embodiment, it is assumed that "the reception strength falls below a predetermined threshold value" as a situation in which it is difficult to receive the communication radio wave. However, the situation in which it is difficult to receive the communication radio wave is not limited to the case where the reception of the communication radio wave actually causes a problem, and may be the case where it can be predicted that the problem will occur in the near future. For example, the investigation device 2 determines from the image captured by the photographing unit 26 that the line of sight moves in a direction that is clearly poor (for example, a horizontal hole), and the reception intensity is a threshold value for an instruction to start relaying communication by the relay device 4. You may go before you go below.
Further, when the communication radio wave from the investigation device 2 is interrupted, the operation device 3 may give an instruction to start relaying the communication by the relay device 4.

１ 遠隔操作システム（通信システム）
２ 調査装置（移動装置）
３ 操作装置
４ 中継装置 1 Remote control system (communication system)
2 Survey device (mobile device)
3 Operating device 4 Relay device

Claims (3)

無線通信によって移動する移動装置用の通信システムであって、
移動装置と、
前記移動装置を操作する操作命令を通信電波により送信する操作装置と、
前記通信電波を中継する複数の中継装置と、を備え、
前記複数の中継装置は初期位置で待機しており、
前記操作装置は、前記移動装置の走行経路を記憶しており、
各々の前記中継装置は、前記操作装置から前記走行経路を取得し、自身の位置から前記走行経路上の特定位置までの最短経路を算出する最短経路算出機能を有し、
前記操作装置から直接送信される通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第一中継装置が前記初期位置から前記移動装置までの第一最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第一中継地点まで前記第一最短経路で移動し、
前記第一中継装置を介して送信される前記通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第二中継装置が前記第一中継地点まで前記第一最短経路で移動すると共に、前記第一中継装置が前記第一中継地点から前記移動装置までの第二最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第二中継地点まで前記第二最短経路で移動する、
ことを特徴とする通信システム。 A communication system for mobile devices that move by wireless communication.
With mobile devices
An operation device that transmits an operation command for operating the mobile device by communication radio waves, and an operation device.
A plurality of relay devices for relaying the communication radio waves are provided.
The plurality of relay devices are on standby at the initial position.
The operating device stores the traveling path of the moving device, and stores the traveling path of the moving device.
Each of the relay devices has a shortest path calculation function of acquiring the travel route from the operation device and calculating the shortest route from its own position to a specific position on the travel route.
When it becomes difficult to receive the communication radio wave directly transmitted from the operating device, the first relay device calculates the first shortest path from the initial position to the mobile device, and the first shortest path near the mobile device is calculated. Move to one relay point by the first shortest route,
When it becomes difficult to receive the communication radio wave transmitted via the first relay device, the second relay device moves to the first relay point by the first shortest path and the first relay. The device calculates the second shortest path from the first relay point to the mobile device, and moves to the second relay point near the mobile device by the second shortest path.
A communication system characterized by that. 前記移動装置は、帰還命令を受信した場合に前記中継装置が中継を行っている中継地点の近くを通って帰還し、
前記中継装置は、前記移動装置が所定距離よりも近づいた場合に前記移動装置に追随して帰還する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。 When the mobile device receives the return command, the mobile device returns by passing near the relay point where the relay device is relaying.
The relay device follows the mobile device and returns when the mobile device is closer than a predetermined distance.
The communication system according to claim 1. 無線通信によって移動する移動装置と、前記移動装置を操作する操作命令を通信電波により送信する操作装置と、前記通信電波を中継する複数の中継装置と、を備える通信システムの通信方法であって、
前記複数の中継装置を初期位置で待機させておき、
前記操作装置は、前記移動装置の走行経路を記憶しており、
各々の前記中継装置は、前記操作装置から前記走行経路を取得し、自身の位置から前記走行経路上の特定位置までの最短経路を算出する最短経路算出機能を有し、
前記操作装置から直接送信される通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第一中継装置が前記初期位置から前記移動装置までの第一最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第一中継地点まで前記第一最短経路で移動し、
前記第一中継装置を介して送信される前記通信電波を受信しづらい状況になった場合に、第二中継装置が前記第一中継地点まで前記第一最短経路で移動すると共に、前記第一中継装置が前記第一中継地点から前記移動装置までの第二最短経路を算出し、前記移動装置の近くの第二中継地点まで前記第二最短経路で移動する、
ことを特徴とする通信方法。 A communication method for a communication system including a mobile device that moves by wireless communication, an operation device that transmits an operation command for operating the mobile device by communication radio waves, and a plurality of relay devices that relay the communication radio waves.
The plurality of relay devices are kept on standby at the initial position, and the plurality of relay devices are kept on standby at the initial position.
The operating device stores the traveling path of the moving device, and stores the traveling path of the moving device.
Each of the relay devices has a shortest path calculation function of acquiring the travel route from the operation device and calculating the shortest route from its own position to a specific position on the travel route.
When it becomes difficult to receive the communication radio wave directly transmitted from the operating device, the first relay device calculates the first shortest path from the initial position to the mobile device, and the first shortest path near the mobile device is calculated. Move to one relay point by the first shortest route,
When it becomes difficult to receive the communication radio wave transmitted via the first relay device, the second relay device moves to the first relay point by the first shortest path and the first relay. The device calculates the second shortest path from the first relay point to the mobile device, and moves to the second relay point near the mobile device by the second shortest path.
A communication method characterized by that.
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