JP7119285B2 - Remote control system - Google Patents
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Description
本発明は、遠隔操縦システムに関する。 The present invention relates to remote control systems.
従来から、無人の作業機械等の無人移動体を遠隔で操縦する技術が検討されている。従来の無人移動体を遠隔操縦するシステムでは、例えば特許文献1に示すように、オペレータが操作盤等を操作することで、無人移動体に対して指令信号を送信する。また、例えば特許文献2に示すように、オペレータがより臨場感をもてるように、無人移動体側で計測された各種情報やカメラで撮影された画像をオペレータに提示する検討も進められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for remotely operating an unmanned mobile object such as an unmanned working machine have been studied. 2. Description of the Related Art In a conventional system for remotely controlling an unmanned mobile object, an operator operates a control panel or the like to transmit a command signal to the unmanned mobile object, as shown in Patent Document 1, for example. In addition, as shown in
無人移動体は、動作中に傾きが変化して転倒する可能性がある。しかしながら、オペレータは遠隔操縦に集中しがちであり、無人移動体の傾きの変化を見落とす可能性が考えられる。 An unmanned mobile object may overturn due to a change in inclination during operation. However, operators tend to concentrate on remote control, and there is a possibility that they may overlook changes in the inclination of the unmanned vehicle.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、無人移動体の傾きの変化をオペレータが好適に検知することが可能な遠隔操縦システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a remote control system that enables an operator to suitably detect changes in the inclination of an unmanned vehicle.
上記目的を達成するため、本発明に係る遠隔操縦システムは、無人移動体と、オペレータにより操作され当該無人移動体との間で無線通信を行い当該無人移動体の動作を制御する遠隔操縦装置と、を含む遠隔操縦システムであって、前記無人移動体の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、前記傾斜角検出部からの前記無人移動体の傾斜角に係る情報に基づいて、出力量を算出する出力量算出部と、前記オペレータに対して、前記出力量算出部により算出された前記出力量に対応する力触覚を提示する力触覚提示部と、を有する。 In order to achieve the above object, a remote control system according to the present invention comprises an unmanned mobile body and a remote control device that is operated by an operator and performs wireless communication with the unmanned mobile body to control the operation of the unmanned mobile body. and a tilt angle detection unit for detecting the tilt angle of the unmanned vehicle, and an output amount is determined based on information related to the tilt angle of the unmanned vehicle from the tilt angle detection unit. and a haptic sense presentation unit presenting to the operator a haptic sense corresponding to the output amount calculated by the output amount computing unit.
上記の遠隔操縦システムによれば、無人移動体の傾斜角に係る情報から出力量が算出され、当該出力量に対応する力触覚がオペレータに対して提示される。このように、力触覚により無人移動体の傾斜に係る情報がオペレータに対して通知されるため、無人移動体の傾きの変化をオペレータが好適に検知することができる。 According to the remote control system described above, the output amount is calculated from the information regarding the tilt angle of the unmanned mobile body, and the haptic sensation corresponding to the output amount is presented to the operator. In this way, the operator is notified of the information about the inclination of the unmanned mobile body by haptic sensation, so that the operator can preferably detect the change in the inclination of the unmanned mobile body.
ここで、前記力触覚提示部は、前記遠隔操縦装置の一部を振動させることで、前記オペレータに対して力触覚を提示する態様としてもよい。 Here, the haptic sensation presenting unit may present the haptic sensation to the operator by vibrating a part of the remote control device.
オペレータが遠隔操縦を行う装置では、通常振動を発生させるような機構を有していない。したがって、振動によりオペレータに対して力触覚を提示する構成とすることで、オペレータは無人移動体の傾斜を直感的に把握することができる。 A device that is remotely controlled by an operator usually does not have a mechanism that generates vibration. Therefore, the operator can intuitively grasp the inclination of the unmanned mobile body by providing the operator with a haptic sensation by means of vibration.
また、前記力触覚提示部は、前記遠隔操縦装置の振動させる位置を変化させることで、前記オペレータに対して力触覚により前記無人移動体の傾斜方向に係る情報を提示する態様としてもよい。 Further, the haptic presentation section may present information regarding the tilt direction of the unmanned mobile body to the operator by haptic by changing the vibrating position of the remote control device.
上記のように、振動させる位置を変化させることで無人移動体の傾斜方向に係る情報を提示する構成とした場合、オペレータは、無人移動体の傾斜方向に係る情報も把握できることになるため、無人移動体の傾きの変化をオペレータがより詳細に検知することができる。 As described above, in the case of presenting information about the tilt direction of the unmanned mobile body by changing the vibrating position, the operator can grasp the information about the tilt direction of the unmanned mobile body. The operator can detect changes in the inclination of the moving object in more detail.
また、前記遠隔操縦装置は、前記オペレータが保持する操作盤と、前記操作盤に対して、ウエイトの移動が可能なウエイト移動機構と、をさらに有し、前記力触覚提示部は、前記ウエイト移動機構により前記操作盤の重心を変化させることで、前記オペレータに対して力触覚を提示する態様としてもよい。 Further, the remote control device further includes an operation panel held by the operator and a weight moving mechanism capable of moving a weight with respect to the operation panel, and the haptic sensation presenting unit moves the weight. A haptic sensation may be presented to the operator by changing the center of gravity of the operation panel using a mechanism.
上記のように、操作盤の重心をウエイト移動機構により変化させる構成とすることで、オペレータは無人移動体の傾斜角に係る情報を直感的に把握することができるため、無人移動体の傾きの変化をオペレータが好適に検知することができる。 As described above, by adopting a configuration in which the center of gravity of the operation panel is changed by the weight movement mechanism, the operator can intuitively grasp the information related to the tilt angle of the unmanned vehicle. The change can be conveniently detected by the operator.
前記遠隔操縦装置は、前記傾斜角検出部が検出した前記無人移動体の傾斜角が所定値を超えている場合に、前記無人移動体の動作を強制停止させる制御を行う態様としてもよい。 The remote control device may perform control to forcibly stop the operation of the unmanned mobile body when the tilt angle of the unmanned mobile body detected by the tilt angle detection unit exceeds a predetermined value.
上記のように、無人移動体の傾斜角が所定値を超えている場合に、無人移動体の動作を強制停止させる制御を行う構成とする。これにより、例えば、無人移動体の転倒の危険性が高まるような傾斜角となっている場合に、オペレータによる制御よりも早く無人移動体の動作を停止させることができる。したがって、無人移動体の転倒等を好適に防ぐことができる。 As described above, when the inclination angle of the unmanned mobile body exceeds a predetermined value, the configuration is such that the operation of the unmanned mobile body is forcibly stopped. As a result, for example, when the tilt angle is such that the risk of overturning of the unmanned mobile body increases, the operation of the unmanned mobile body can be stopped earlier than the control by the operator. Therefore, it is possible to suitably prevent the overturning of the unmanned mobile body.
また、前記無人移動体の姿勢を検出する姿勢検出部をさらに有し、前記出力量算出部は、前記傾斜角検出部からの前記無人移動体の傾斜角に係る情報と、前記姿勢検出部からの前記無人移動体の姿勢に係る情報と、に基づいて、前記出力量を算出する態様としてもよい。 Further, the apparatus further includes an orientation detection unit that detects an orientation of the unmanned mobile body, and the output amount calculation unit receives information related to the inclination angle of the unmanned mobile object from the inclination angle detection unit and information from the orientation detection unit. and the information relating to the posture of the unmanned mobile body.
無人移動体の姿勢を検出する姿勢検出部を有している場合、姿勢に係る情報にも基づいて出力量を算出する構成とすることで、オペレータが無人移動体の傾斜に係る情報をより好適に検知することができる。 If an orientation detection unit that detects the orientation of the unmanned mobile body is provided, the output amount is calculated based on the orientation information as well. can be detected.
本発明によれば、無人移動体の傾きの変化をオペレータが好適に検知することが可能な遠隔操縦システムが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the remote control system with which an operator can detect the change of the inclination of an unmanned mobile body suitably is provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る遠隔操縦システムの概略構成図である。図1に示すように、本実施形態に係る遠隔操縦システム1は、無人移動体2と、無人移動体2をオペレータが遠隔から操作する遠隔操縦装置3と、を含む。無人移動体2と遠隔操縦装置3との間は、無線通信により情報の送受信を行う。遠隔操縦システム1は、無人移動体2の傾斜に係る情報をオペレータに対して力触覚として提示することを特徴とする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a remote control system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a remote control system 1 according to this embodiment includes an unmanned
図1では、無人移動体2が建設機械の一種である油圧ショベルである場合を示している。したがって、無人移動体2は、自身を走行させるための走行体11と、走行体11上の旋回可能な旋回体12と、旋回体12の前方に取り付けられるブーム13、アーム14及びバケット15からなる作業部16と、を有している。ブーム13、アーム14及びバケット15は、それぞれ互いに回動可能に連結されている。ただし、無人移動体2は、遠隔操縦により移動及び動作を行う機械であれば特に限定されない。
FIG. 1 shows a case where the unmanned
無人移動体2は、遠隔操縦装置3との間で情報の送受信を行うための通信部17と、通信部17が受信した遠隔操縦装置3からの制御信号に基づいて無人移動体2の動作を制御する制御部18と、自身の傾斜角を検出する傾斜角検出部19と、自身の姿勢を検出する姿勢検出部20A~20Cと、可動部の質量の変化に由来する重心の変化を検出する重量検出部20Dと、を有する。
The unmanned
通信部17は、後述の傾斜角検出部19で検出された傾斜角に係る情報、後述の姿勢検出部20A~20Cで検出された自身の姿勢に係る情報、及び重量検出部で検出された重心に係る情報を遠隔操縦装置3に対して送信する。そして、通信部17は、遠隔操縦装置3から送信される制御信号を受信する。
The
制御部18は、遠隔操縦装置3から送信され、通信部17において受信された制御信号に基づいて無人移動体2の各部を動作させる機能を有する。
The
傾斜角検出部19は、例えば、走行体11上の旋回体12に取り付けられ、自身の傾斜角を検出する機能を有する。傾斜角検出部19としては、傾斜センサ等を用いることができる。傾斜角検出部19は、無人移動体2がどちらの方向に傾いているかについても傾斜角と同時に検出する。そして、傾斜方向及び傾斜角が傾斜角に係る情報として、通信部17から遠隔操縦装置3に対して送信される。
The tilt
姿勢検出部20A~20Cは、無人移動体2の姿勢を検出する機能を有する。姿勢検出部20A~20Cとしては、ジャイロセンサ等を用いることができる。無人移動体2においては、姿勢検出部20A~20Cは、自身の姿勢の変化に関係すると考えられる可動部分に取り付けられている。具体的には、旋回体12の後部に姿勢検出部20Aが取り付けられ、ブーム13に姿勢検出部20Bが取り付けられ、バケット15に姿勢検出部20Cが取り付けられている例を示している。姿勢検出部20A~20Cの取り付け位置は、無人移動体2の形状や動作に応じて適宜変更される。姿勢検出部20A~20Cで検出される姿勢に係る情報には、姿勢検出部20A~20Cが取り付けられている部材の移動方向、移動速度等に係る情報が含まれる。重量検出部20Dは、作業中の積載等で可動部の質量が変化する場合に、これを計測する機能を有する。重量検出部20Dとしては、ロードセル等を用いることができる。重量検出部20Dにおいて検出される情報は、無人移動体2の重心の変化に係る情報となる。これらの情報が、無人移動体2の姿勢及び重心に係る情報として、通信部17から遠隔操縦装置3に対して送信される。
The
遠隔操縦装置3は、無人移動体2のオペレータにより操作される装置であり、オペレータに対して無人移動体2に係る各種情報を通知すると共に、オペレータにより入力された制御信号を無人移動体2に対して送信する機能を有する。また、遠隔操縦装置3は、無人移動体2からの情報に基づいて、オペレータに対して無人移動体2の傾斜に係る情報を出力する機能を有する。
The
遠隔操縦装置3は、オペレータが操作する操作部31と、無人移動体2との間で情報の送受信を行うための通信部32と、出力量算出部33と、傾斜情報出力部34と、制御指示部35と、を有する。
The
操作部31は、オペレータにより操作される部分であり、オペレータによる無人移動体2の制御に係る入力を取得する機能を有する。図1では、操作部31としてジョイスティックを示しているが、操作部31の構成及び形状は適宜変更することができる。また、操作部31は、オペレータに対して、無人移動体2の傾斜に係る情報を出力する機能を有する。具体的には、操作部31は振動機能を有していて、無人移動体2の傾斜に基づいてジョイスティックを振動させることで、オペレータに対して傾斜に係る情報を通知する。また、傾斜角に応じて振動量を変化させることで無人移動体2の傾斜角についてもオペレータに提示することができる。すなわち、遠隔操縦装置3では、傾斜に係る情報をオペレータに対して力触覚により提示する方法として、操作部31の振動が採用されている。すなわち、操作部31は、遠隔操縦装置3における力触覚提示部として機能する。
The
通信部32は、オペレータによる操作部31の操作により入力される制御信号を無人移動体2に対して送信する。また、通信部32は、無人移動体2から送信される傾斜角に係る情報、姿勢検出部20A~20Cで検出された自身の姿勢に係る情報、及び、重量検出部20Dで検出された重心に係る情報を受信する。
The
出力量算出部33は、無人移動体2から送信される傾斜角に係る情報、姿勢検出部20A~20Cで検出された自身の姿勢に係る情報、及び、重量検出部20Dで検出された重心に係る情報に基づいて、操作部31でオペレータに対して出力する力触覚の大きさ(出力量)を算出する機能を有する。
The output
ここで、図2及び図3を参照しながら、オペレータに対して力触覚により提示する無人移動体2の傾斜に係る情報について説明する。ここでは、姿勢検出部20A~20Cで検出される自身の姿勢に係る情報及び重量検出部20Dで検出される重心に係る情報は用いず、傾斜角検出部19で検出される傾斜角に係る情報のみを用いて説明する。
Here, information relating to the inclination of the unmanned
無人移動体2が油圧ショベルのような作業機械の場合、無人移動体2の傾斜にはロール方向の傾斜とピッチ方向の傾斜とが含まれる。図2(A)及び図2(B)では、ロール方向及びピッチ方向での無人移動体2の傾斜に関して、正常域R1、警告域R2、及び危険域R3が存在することを模式的に示している。正常域R1は、無人移動体2の動作として全く問題ない範囲と想定されている傾斜の範囲である。また、危険域R3は、無人移動体2が転倒する可能性がある、もしくは転倒する傾斜の範囲である。警告域R2は、正常域R1と危険域R3との間に設けられ、これ以上傾斜が進むと無人移動体2が転倒する可能性のある危険域R3に到達する可能性がある、又は、その状態を維持していると無人移動体2の使用状況によっては無人移動体2が転倒する可能性があるという傾斜の範囲である。
When the
図2に示すように、無人移動体2では、ロール方向及びピッチ方向のそれぞれについて、正常域R1、警告域R2、及び危険域R3が規定されている。遠隔操縦システム1では、無人移動体2の傾きが警告域R2又は危険域R3となった場合に、オペレータに対して傾斜に係る情報を力触覚で提示する。ここで、正常域R1、警告域R2、及び危険域R3の範囲は、姿勢及び各部の重量による重心位置の正常な重心位置からのずれ量や方向により変化する構成としてもよい。
As shown in FIG. 2, in the unmanned
そのために、遠隔操縦装置3の出力量算出部33では、図3に示すように、傾斜角と出力量との対応関係に係る情報を予め保持しておく。図3における出力量とは、力触覚として提示する際の出力の大きさである。上述のように、無人移動体2の傾きが警告域R2又は危険域R3となった場合に、オペレータに対して力触覚で提示をする場合には、図3に示す傾斜角θsを正常域R1と警告域R2との境界とする。そして、傾斜角検出部19により検出された傾斜角が正常域R1に含まれる間は出力量を0とし、傾斜角が警告域R2又は危険域R3に到達した際には、傾斜角に応じて出力量を大きくする構成とする。この構成により、オペレータに対して、無人移動体2の傾斜が警告域R2又は危険域R3となっていることを好適に提示することができる。このように、出力量算出部33は、無人移動体2からの傾斜角に係る情報から、力触覚提示部として機能する操作部31で提示する力触覚の出力量を算出する機能を有する。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
なお、上述のように、無人移動体2の傾斜方向が、例えば、ロール方向とピッチ方向というように区別される場合には、出力量算出部33において、傾斜方向毎に図3に示すグラフに対応する情報を保持しておいてもよい。そして、出力量算出部33において、区別された傾斜方向のうちの少なくとも一つの傾斜方向における無人移動体2の傾斜角が警告域R2又は危険域R3に到達した際には、当該方向における傾斜角から出力量を算出する構成とすることができる。
As described above, when the tilt direction of the
また、上記では、無人移動体2から送信される傾斜角に係る情報から、出力量を算出する場合について説明したが、傾斜角に係る情報に加えて、姿勢検出部20A~20Cで検出された自身の姿勢に係る情報又は重量検出部20Dで検出された積載物の重量に係る情報(重心に係る情報)を利用して、力触覚の出力量を算出する構成としてもよい。姿勢に係る情報及び重心に係る情報には、無人移動体2の傾斜角を変化させる要素のある情報が含まれる。したがって、姿勢に係る情報又は重心に係る情報を傾斜角に係る情報と組み合わせることで、出力量算出部33において出力量を算出する構成としてもよい。その場合、出力量算出部33は、姿勢に係る情報又は重心に係る情報と、傾斜角に係る情報と、から出力量を算出するための情報(例えば、算出式等)を予め保持しておき、当該情報に基づいて出力量を算出する構成とすることができる。なお、姿勢に係る情報及び重心に係る情報の両方を使用してもよい。
Further, in the above description, the case where the output amount is calculated from the information regarding the tilt angle transmitted from the unmanned
図1に戻り、傾斜情報出力部34は、力触覚を提示する操作部31に対して、出力量算出部33において算出された出力量の力触覚を提示するように指示する機能を有する。操作部31のように振動の大きさを変化させることで、無人移動体2に係る傾斜角の大きさを提示する場合には、傾斜情報出力部34は、出力量に対応した振動を行うように操作部31に対して指示する。
Returning to FIG. 1 , the inclination
制御指示部35は、操作部31におけるオペレータの入力に基づく制御の指示を、無人移動体2に対して送信する制御信号に変換する機能を有する。また、オペレータの入力とは関係なく無人移動体2に対して制御信号を送信する場合にも、制御指示部35において制御信号が準備される。制御指示部35において作成された制御信号は、通信部32から無人移動体2に対して送信される。
The
上記の遠隔操縦装置3は、CPU(Central Processing Unit)、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)、他の機器との間の通信を行う通信モジュール、並びにハードディスク等の補助記憶装置等のハードウェアを備えるコンピュータとして構成される。そして、これらの構成要素が動作することにより、遠隔操縦装置3における各部の機能が発揮される。
The
次に、上記の遠隔操縦システム1による遠隔操縦方法のうち、特に、無人移動体2の傾斜に係る情報をオペレータに通知する方法について、図4を参照しながら説明する。なお、図4においても、無人移動体2から送信される傾斜角に係る情報のみを用いて、力触覚として提示する振動の出力量を算出する場合について説明する。
Next, among the remote control methods by the above-described remote control system 1, a method of notifying the operator of information regarding the inclination of the unmanned
まず、運転を開始すると、傾斜角計測部29は無人移動体2の傾斜角を計測し、通信部17から遠隔操縦装置3に対して傾斜角に係る情報を送信する。傾斜角の計測タイミング及び傾斜角に係る情報の送信タイミングは、所定の間隔(例えば、1~十数秒おき)毎としてもよいし、画像情報等と同様に常時計測してリアルタイム送信する構成としてもよい。遠隔操縦装置3では、通信部32において無人移動体2から送信される傾斜角に係る情報を受信する(S01)。傾斜角に係る情報のほかに、無人移動体2から姿勢に係る情報及び/又は重心に係る情報を取得する場合には、傾斜角に係る情報と同時に取得する構成とすることができる。次に、傾斜角に係る情報等に基づいて、正常域R1、警告域R2、及び、危険域R3を設定する(S02)。上述したように、姿勢や重心位置等に基づいて正常域R1、警告域R2及び危険域R3の範囲を変化させる場合には、無人移動体2から取得した情報に基づいて、それぞれの範囲を設定する。なお、正常域R1、警告域R2、及び、危険域R3の範囲を変化させない場合には、この処理は省略することができる。
First, when driving is started, the tilt angle measurement unit 29 measures the tilt angle of the unmanned
次に、上記の情報に基づいて、出力量算出部33において、出力量への変換が必要かを判断する。すなわち、傾斜角に係る情報に含まれる無人移動体2の傾斜角が、閾値以上であるか否かを判定する(S03)。ここでの閾値とは、図3に示す傾斜角θsのように、力触覚を提示する必要があるかという点で取り扱いが変わる値である。つまり、本実施形態では、正常域R1と警告域R2との境界を閾値とする。
Next, based on the above information, the
ここで、傾斜角に係る情報に含まれる無人移動体2の傾斜角が、閾値よりも小さい(S03-NO)場合、出力量算出部33において、出力量は0としてよいと判断し(S04)、オペレータへの力触覚の提示に係る処理は終了する。一方、傾斜角に係る情報に含まれる無人移動体2の傾斜角が、閾値以上である(S03-YES)場合、出力量算出部33において、傾斜角に応じた出力量を算出する(S05)。その後、傾斜情報出力部34から操作部31に対して出力量に応じた力触覚の提示が指示され、操作部31において、振動により力触覚の提示が行われる(S06)。操作部31は、出力量に応じた大きさで振動するため、オペレータは操作部31の振動の大きさから無人移動体2の傾斜に係る情報を知ることができる。なお、力触覚の提示に加えて、例えば、モニタへの警告メッセージの表示又はアラーム音の出力等、他の方法と組み合わせてオペレータに傾斜に係る情報を通知する構成としてもよい。
If the tilt angle of the
上記の処理の後、遠隔操縦装置3の運転を終了するか否かを判断し(S07)、運転を終了しない場合(S07-NO)には、傾斜角に係る情報の受信を継続する(S01)。 After the above processing, it is determined whether or not to end the operation of the remote control device 3 (S07). If the operation is not to be ended (S07-NO), the reception of the information on the tilt angle is continued (S01 ).
以上の結果、傾斜角に係る情報を無人移動体2から取得し、出力量算出部33において傾斜角に応じた出力量を算出し、力触覚としてオペレータに対して提示することができる。
As a result, it is possible to acquire information about the tilt angle from the
なお、傾斜角に係る情報のほかに、無人移動体2から取得した姿勢に係る情報及び/又は重心に係る情報に基づいて、出力量を算出する場合には、遠隔操縦装置3において、傾斜角に係る情報、姿勢に係る情報、及び、重心に係る情報のいずれかが閾値以上であるか否か等の予め設定された基準に基づいて出力量を0とするかが判定される(S03)。また、出力量は、傾斜角に係る情報、姿勢に係る情報及び重心に係る情報のいずれかに基づいて算出される(S05)。
In addition to the information related to the tilt angle, when calculating the output amount based on the information related to the attitude and/or the information related to the center of gravity acquired from the unmanned
このように、本実施形態に係る遠隔操縦システム1によれば、無人移動体2の傾斜に係る情報が力触覚の提示としてオペレータに対して通知される。遠隔操縦システム1のオペレータが無人移動体2の操縦する際、一般的に、無人移動体2のバケット15等の作業部16の制御に集中しがちである。そのため、無人移動体2自体が傾斜していること等についての情報の把握が遅れる可能性があり、無人移動体2の姿勢の保持に対する対応が遅れることが考えられる。これに対して、無人移動体2の傾斜角等をモニタ等に表示することが考えられる。しかしながら、作業部16を制御するオペレータは、作業部16に関する情報の確認に集中すると考えられる。したがって、オペレータが依然として傾斜角等を認識しない可能性がある。これに対して、本実施形態に係る遠隔操縦システム1では、無人移動体2の傾斜に係る情報を力触覚としてオペレータに対して提示するため、オペレータが傾斜に係る情報を認識しやすくなると考えられる。
As described above, according to the remote control system 1 according to the present embodiment, the operator is notified of information related to the inclination of the
また、通常の遠隔操縦システムにおいては、振動によりオペレータに対して何らかの情報を通知する構成は採用されていないと考える。したがって、遠隔操縦システム1の操作部31を振動させる構成のように、遠隔操縦装置3の一部を振動させてオペレータに対して力触覚を提示する構成とすることで、オペレータは無人移動体の傾斜を直感的に把握することができる。
In addition, it is considered that a conventional remote control system does not adopt a configuration for notifying an operator of some information by means of vibration. Therefore, like the configuration for vibrating the
また、所定の条件を満たした場合(本実施形態では、傾斜角が正常域R1から警告域R2又は危険域R3になった場合)にのみオペレータに対して通知し、所定の条件を満たしていない場合(傾斜角が正常域R1の場合)には出力量を0としてオペレータに対しては通知しない構成としている。この場合には、オペレータは力触覚として傾斜に係る情報が通知された段階で、無人移動体2の傾斜が正常域R1ではない状態であることを直感的に把握することができる。したがって、オペレータは、無人移動体2の傾斜の制御をより速やかに行うことができると考えられる。
Further, the operator is notified only when a predetermined condition is satisfied (in this embodiment, when the tilt angle changes from the normal range R1 to the warning range R2 or the dangerous range R3), and the predetermined condition is not satisfied. In this case (when the tilt angle is in the normal range R1), the output amount is set to 0 and the operator is not notified. In this case, the operator can intuitively grasp that the tilt of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る遠隔操縦システムについて説明する。第2実施形態の遠隔操縦システムの装置構成は、第1実施形態に係る遠隔操縦システム1と同じであるが、無人移動体2の傾斜をオペレータに対して通知する際の具体的な処理が第1実施形態とは異なる。
(Second embodiment)
Next, a remote control system according to a second embodiment of the invention will be described. The device configuration of the remote control system of the second embodiment is the same as that of the remote control system 1 according to the first embodiment, but the specific processing for notifying the operator of the tilt of the unmanned
第2実施形態では、無人移動体2の傾斜に係る情報を、傾斜の大きさに関わらずオペレータに対して常時通知する、すなわち、正常域R1である場合もオペレータに対して通知する場合について説明する。また、第2実施形態では、無人移動体2の傾斜角が危険域R3である場合には、無人移動体2の動作を強制停止する場合についても説明する。
In the second embodiment, a case will be described in which the operator is always notified of the information regarding the inclination of the unmanned
図5は、遠隔操縦装置3の出力量算出部33が保持する、傾斜角と出力量との対応関係に係る情報の一例である。第2実施形態では、無人移動体2の傾きが正常域R1である場合にもオペレータに対して力触覚で提示をするため、図5に示すように、無人移動体2の傾斜角に応じて出力量を徐々に大きくすることが示されている。また、図5では、傾斜角θsを正常域R1と警告域R2との境界としておき、無人移動体2の傾きが警告域R2になった場合には、オペレータに対して力触覚で提示をする大きさの変化を、正常域R1と比較して大きくすることが示されている。さらに、図5では、傾斜角θdを警告域R2と危険域R3との境界としておき、無人移動体2の傾きが危険域R3になった場合には、強制停止することが示されている。第2実施形態では、出力量算出部33は、図5に示す情報に基づいて、無人移動体2からの傾斜角に係る情報から、力触覚提示部として機能する操作部31で提示する力触覚の出力量を算出する。
FIG. 5 is an example of information related to the correspondence relationship between the tilt angle and the output amount held by the output
無人移動体2の強制停止をする場合には、出力量算出部33における算出結果に基づいて、制御指示部35が無人移動体2の強制停止を指示するための制御信号を作成し、通信部32から無人移動体2に対して送信する。
When the
なお、傾斜角に係る情報に加えて、姿勢検出部20A~20Cで検出された自身の姿勢に係る情報又は重量検出部20Dで検出された積載物の重量に係る情報(重心に係る情報)を利用して、力触覚の出力量を算出する場合には、第1実施形態と同様に、出力量算出部33において傾斜角に係る情報と、姿勢に係る情報又は重心に係る情報と、から出力量を算出するための情報が保持される。
In addition to the information on the tilt angle, information on the posture detected by the
次に、第2実施形態に係る遠隔操縦方法のうち、特に、無人移動体2の傾斜に係る情報をオペレータに通知する方法について、図6を参照しながら説明する。
Next, among the remote control methods according to the second embodiment, in particular, a method of notifying the operator of information related to the inclination of the unmanned
まず、運転を開始すると、傾斜角計測部29は無人移動体2の傾斜角を計測し、通信部17から遠隔操縦装置3に対して傾斜角に係る情報を送信する。遠隔操縦装置3では、通信部32において無人移動体2から送信される傾斜角に係る情報を受信する(S11)。傾斜角に係る情報のほかに、無人移動体2から姿勢に係る情報及び/又は重心に係る情報を取得する場合には、傾斜角に係る情報と同時に取得する構成とすることができる。次に、傾斜角に係る情報等に基づいて、正常域R1、警告域R2、及び、危険域R3を設定する(S12)。なお、正常域R1、警告域R2、及び、危険域R3の範囲を変化させない場合には、この処理は省略することができる。次に、その情報に基づいて、出力量算出部33において、強制停止が必要かを判断する。すなわち、傾斜角に係る情報に含まれる無人移動体2の傾斜角が、閾値以上であるか否かを判定する(S13)。ここでの閾値とは、図5に示す傾斜角θdのように、強制停止が必要となる値である。つまり、本実施形態では、警告域R2と危険域R3の境界を閾値とする。
First, when driving is started, the tilt angle measurement unit 29 measures the tilt angle of the unmanned
ここで、傾斜角に係る情報に含まれる無人移動体2の傾斜角が、閾値よりも大きい(S13-YES)場合、制御指示部35が無人移動体2の強制停止を指示するための制御信号を作成し、通信部32から無人移動体2に対して送信する(S14)。これにより、無人移動体2では、制御部18により無人移動体2の動作が停止され、処理が終了する。なお、強制停止状態からの復帰の手法は特に限定されないが、例えば、オペレータが操作部31を用いて所定の制御を行った場合に復帰するような構成とすることができる。
Here, if the tilt angle of the
一方、傾斜角に係る情報に含まれる無人移動体2の傾斜角が、閾値以下である(S13-NO)場合、出力量算出部33において、傾斜角に応じた出力量を算出する(S15)。その後、傾斜情報出力部34から操作部31に対して出力量に応じた力触覚の提示が指示され、操作部31において、振動により力触覚の提示が行われる(S16)。
On the other hand, if the tilt angle of the
上記の処理の後、遠隔操縦装置3の運転を終了するか否かを判断し(S17)、運転を終了しない場合(S17-NO)には、傾斜角に係る情報の受信を継続する(S11)。 After the above process, it is determined whether or not to end the operation of the remote control device 3 (S17). ).
以上の結果、傾斜角に係る情報を無人移動体2から取得し、出力量算出部33において傾斜角に応じた出力量を算出し、力触覚としてオペレータに対して提示することができる。
As a result, it is possible to acquire information about the tilt angle from the
このように、第2実施形態に係る遠隔操縦システム1においても、無人移動体2の傾斜に係る情報が力触覚の提示としてオペレータに対して通知される。また、第2実施形態で説明した構成の場合、傾斜角が正常域R1である場合にもオペレータに対して力触覚が呈示される。そのため、オペレータは、無人移動体2の傾斜に係る情報を常時把握することができ、無人移動体2の傾斜に関係なく無人移動体2の制御をより好適に行うことができる。
In this way, also in the remote control system 1 according to the second embodiment, the operator is notified of information related to the inclination of the
また、第2実施形態で説明した構成では、傾斜角が所定の値(閾値)を超えた場合、すなわち、危険域R3である場合には、遠隔操縦装置3により無人移動体2の動作を強制停止する。そのため、オペレータによる無人移動体2の制御を行う前に無人移動体2の動作を停止することができるため、無人移動体2の転倒等を防ぐことができる。
Further, in the configuration described in the second embodiment, when the tilt angle exceeds a predetermined value (threshold value), that is, when it is in the danger zone R3, the operation of the
なお、傾斜角が所定の条件を満たした場合に、無人移動体2の強制停止とは別の制御を行う構成としてもよい。例えば、傾斜角が所定値を超える場合には、傾斜角が小さくなるように、無人移動体2の姿勢を変更するような制御を行ってもよい。
It should be noted that, when the inclination angle satisfies a predetermined condition, a configuration may be adopted in which control other than the forced stop of the unmanned
このように、遠隔操縦装置3側で、傾斜角が所定の条件を満たした場合にオペレータからの指示がなくても指示信号を送信し、無人移動体2に対して何らかの制御を行う構成とすることができる。
In this manner, when the tilt angle satisfies a predetermined condition, the
(変形例)
本発明に係る遠隔操縦システムの変形例について説明する。
(Modification)
A modification of the remote control system according to the present invention will be described.
まず、第1の変形例として、遠隔操縦装置3におけるオペレータへの力触覚の提示の手法に関する変形例を説明する。第1実施形態及び第2実施形態では、操作部31が振動することで、オペレータに対して無人移動体2の傾斜に係る情報を通知していた。この際に、出力量として振動の大きさを変化させることで、無人移動体2の傾斜の大きさに関する情報を通知していた。これに対して、第1の変形例では、傾斜の大きさだけでなく、無人移動体2の傾斜する方向についてもオペレータに通知することが可能な構成を説明する。
First, as a first modified example, a modified example of a technique for presenting haptic sensations to the operator in the
図7(A)は、遠隔操縦装置3のうちのオペレータの操作盤40Aを示している。この操作盤40Aは、オペレータが保持し、操作盤40A上のジョイスティックやボタン等をオペレータ操作することで、無人移動体2の制御を行うことができるものである。上記で説明した操作部31としてのジョイスティックは操作盤40A上に搭載されるものであってもよい。
FIG. 7A shows an operator's
操作盤40Aには、力触覚提示部として機能する4つの振動部41が設けられている。図7(A)では、4つの振動部41に対して、それぞれ、「A」~「D」と割り振っている。4つの振動部41のうち、A,Dとして示す振動部41は、操作盤40Aの上下方向に設けられる。また、B,Cとして示す振動部41は、操作盤40の左右方向に設けられる。振動部の構成は、電磁石などで鉄等の磁性体を起振することで実現することができる。
The
上記の操作盤40Aでは、無人移動体2の傾斜方向に対応する振動部が振動する。すなわち、操作盤40Aを無人移動体2とみなし、操作盤40Aの上方が無人移動体2の前方に対応し、操作盤40Aの下方が無人移動体2の後方に対応し、操作盤40Aの左右方向が無人移動体2の左右方向に対応するとする。そして、無人移動体2が例えば前方に傾斜している場合には、振動部41のうち「A」が振動する、といったように、無人移動体2の傾斜に対応して振動する構成とする。そして、振動の振幅の大きさは、出力量に対応するものとする。このような構成とすると、例えば振動部41のうち「B」が振動すると、オペレータは無人移動体2が左側に傾斜していることを直感的に把握することができる。また、オペレータは、振動の大きさから無人移動体2の傾斜の大きさを把握することができる。このように、振動部を複数設けて、選択的に振動させる構成を採用すると、オペレータに対して無人移動体2の傾斜の方向も提示することが可能となる。
In the
図7(B)は、振動部の配置の変形例である。図7(B)において「E」~「H」として示す4つの振動部41は、操作盤40Aの矩形の四隅に配置されている。このような配置にした場合にも、図7(A)に示す例と同様に、無人移動体2が例えば前方に傾斜している場合には、振動部41のうちの「E」及び「F」が振動するといったように、無人移動体2の傾斜に対応して振動する構成とすることができる。なお、振動部の配置は、無人移動体2の形状や傾斜し得る方向等に応じて適宜変更することができる。
FIG. 7B is a modification of the arrangement of the vibrating section. The four vibrating
第2の変形例は、第1の変形例と同様に、遠隔操縦装置3におけるオペレータへの力触覚の提示の手法に関する変形例である。具体的には、オペレータが保持する操作盤の重力バランスを変化させて、オペレータに対して無人移動体2の傾斜の大きさ及び方向を通知するものである。
The second modification, like the first modification, is a modification relating to the method of presenting haptic sensations to the operator in the
図8(A)に示すように、第2の変形例では、操作盤40Bの下方に力触覚提示部として機能するウエイト移動機構42を有する。ただし、ウエイト移動機構42の取り付け位置は下方に限定されない。オペレータは、ウエイト移動機構42が取り付けられた操作盤40Bを保持して操作する。
As shown in FIG. 8A, in the second modification, a
ウエイト移動機構42は、図8(B)に示すように、一定の重量を有するウエイト43が可動式の支持部材44により支持されたものであり、ウエイト43を上下方向及び左右方向に移動可能としたものである。支持部材44は、傾斜情報出力部34からの指示に基づいてウエイト43を操作盤40Bの延在方向に移動させる。移動手段は、既存のXYレコーダーのようなワイヤをロールの回転でウエイト43を動かす機構、又は、アレイ状に配置した電磁石によりリニアモータの構成でウエイト43を動かす機構等を用いることができる。
As shown in FIG. 8B, the
ウエイト43の位置が移動すると、操作盤40B(及びウエイト移動機構42)を保持しているオペレータは、操作盤40Bの重心の変化を感じることができる。つまり、第2の変形例では、力触覚として操作盤40Bの重心の変化をオペレータに対して提示し、オペレータはこの操作盤40Bの重心の変化を無人移動体2の傾斜の変化として把握することができる。例えば、無人移動体2の傾斜角が大きい場合には、ウエイト43を操作盤40Bの端部近傍まで大きく移動させて重心の偏りを大きくすることで、オペレータに対して傾斜の大きさを通知することができる。このように、重心の偏りの大きさを出力量とした場合、ウエイト移動機構42によりオペレータに対して無人移動体2の傾斜の方向及び傾斜角の大きさ等の傾斜に係る情報を通知することができる。なお、ウエイト移動機構におけるウエイトの移動方向等は、無人移動体2の形状や傾斜し得る方向等に応じて適宜変更することができる。
When the position of the
また、ウエイト移動機構として、所定の一方向(例えば、上下方向)のみにウエイトを移動させる構成としてもよい。この場合、操作盤40Bの重心の変化も一方向のみとなるため、無人移動体2の傾斜方向をオペレータに対して通知することはできなくなる。しかしながら、重心の変化により無人移動体2の傾斜に係る情報をオペレータに対して提示することが可能である。
Further, the weight moving mechanism may be configured to move the weight only in one predetermined direction (for example, vertical direction). In this case, since the center of gravity of the
第3の変形例として、第1実施形態及び第2実施形態と同様に振動によりオペレータに対して無人移動体2の傾斜に係る情報を通知する際の変形例を説明する。上記実施形態では、出力量を振動の大きさとして、振動の大きさを変更することで、オペレータに対して無人移動体2の傾斜の大きさを通知する構成を説明した。第3の変形例では、出力量を振動パターンとして、振動パターンを変更することで、オペレータに対して無人移動体2の傾斜の大きさを通知する。
As a third modified example, a modified example for notifying the operator of information related to the inclination of the unmanned
具体的な振動パターンの変更例を図9に示す。図9に示す例では、振動周期(一周期)をT(秒)として、振動周期Tにおいて振動部(図1の操作部31、図7の振動部41等)が振動する振動時間t(秒)を変化させる例を示している。この構成では、振動時間tと用いて無人移動体2の傾斜の大きさをオペレータに通知する。より具体的には、傾斜角が大きくなり、出力量が大きくなると、振動周期Tのうち振動時間tが占める割合を増加させるようにしている。したがって、オペレータは、振動時間tが占める割合により無人移動体2の傾斜の大きさを把握することができる。
FIG. 9 shows a specific example of changing the vibration pattern. In the example shown in FIG. 9, the vibration period (one cycle) is T (seconds), and the vibration time t (seconds) during which the vibrating section (the operating
このように、力触覚として振動によりオペレータに対して無人移動体2の傾斜に係る情報を変化させる場合に、出力量として振動の大きさではなく振動時間を採用し、振動時間を変化させることで、出力量を変化させる構成とすることができる。なお、上記では出力量に対応させて振動周期Tにおいて振動時間tが占める割合を変化させているが、例えば、出力量に応じて振動の繰り返しパターン(振動周期等)を変化させる構成としてもよい。
In this way, when the information about the inclination of the
以上、本発明の実施形態に係る遠隔操縦システム1について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。 Although the remote control system 1 according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、上記実施形態では、遠隔操縦装置3が1台の装置により実現されている場合について説明したが、遠隔操縦装置3は複数の装置により構成されていてもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the
また、ウエイト移動機構42以外の手段でオペレータに対して力触覚を提示する場合には、遠隔操縦装置3は、オペレータにより保持されるのではなく例えば卓上に載置される装置として実現されていてもよい。その場合、オペレータに対して力触覚を提示する力触覚提示部は、オペレータが力触覚を認識可能となる位置に設けられる。オペレータに提示する力触覚の種類によっては、オペレータと触れない位置に力触覚提示部を設けてもオペレータに対して力触覚を提示することができる。したがって、力触覚提示部を設ける位置は、適宜変更することができる。
Further, when the haptic sensation is presented to the operator by means other than the
また、上記実施形態では2つのフロー図を用いて無人移動体2の傾斜に係る情報をオペレータに通知する方法を説明したが、これらに記載された処理を適宜組み合わせてもよい。例えば、第1実施形態で説明した処理に対して強制停止の要否を判定する処理を加えた構成としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the method of notifying the operator of the information related to the inclination of the unmanned
また、上記実施形態では、出力量算出部33が遠隔操縦装置3に設けられている例について説明したが、出力量算出部は無人移動体2に設けられていてもよい。出力量算出部が無人移動体2に設けられている場合、無人移動体2において出力量の算出までの一連の処理が行われ、出力量に関する情報が無人移動体2から遠隔操縦装置3に対して送信され、遠隔操縦装置3では、この情報に基づいて力触覚を提示する。このように、出力量算出部の配置は適宜変更することができる。
Further, in the above embodiment, an example in which the output
1 遠隔操縦システム
2 無人移動体
3 遠隔操縦装置
17 通信部
18 制御部
19 傾斜角検出部
20A,20B,20C 姿勢検出部
20D 重量検出部
31 操作部
32 通信部
33 出力量算出部
34 傾斜情報出力部
35 制御指示部
40A,40B 操作盤
41 振動部
42 ウエイト移動機構
1
Claims (4)
前記無人移動体の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、
前記傾斜角検出部からの前記無人移動体の傾斜角に係る情報に基づいて、出力量を算出する出力量算出部と、
前記オペレータに対して、前記出力量算出部により算出された前記出力量に対応する力触覚を提示する力触覚提示部と、
を有し、
前記遠隔操縦装置は、前記オペレータが保持する操作盤と、
前記操作盤に対して取り付けられた可動式の支持部材と、前記支持部材に対して取り付けられたウエイトとを含み、前記操作盤の延在方向に沿って前記ウエイトの位置を移動させることで、前記操作盤の重心を変化させることが可能なウエイト移動機構と、をさらに有し、
前記力触覚提示部は、前記ウエイト移動機構によって前記操作盤の重心を変化させることで、前記オペレータに対して力触覚を提示する遠隔操縦システム。 A remote control system including an unmanned mobile body and a remote control device that is operated by an operator and performs wireless communication with the unmanned mobile body to control the operation of the unmanned mobile body,
an inclination angle detection unit that detects an inclination angle of the unmanned mobile body;
an output amount calculation unit that calculates an output amount based on information related to the inclination angle of the unmanned vehicle from the inclination angle detection unit;
a haptic presentation unit that presents to the operator a haptic sensation corresponding to the output amount calculated by the output amount calculation unit;
has
The remote control device includes a control panel held by the operator;
It includes a movable support member attached to the operation panel and a weight attached to the support member, and by moving the position of the weight along the extending direction of the operation panel, a weight moving mechanism capable of changing the center of gravity of the operation panel;
The haptic sense presenting unit presents the haptic sense to the operator by changing the center of gravity of the operation panel using the weight moving mechanism.
前記出力量算出部は、前記傾斜角検出部からの前記無人移動体の傾斜角に係る情報と、前記姿勢検出部からの前記無人移動体の姿勢に係る情報と、に基づいて、前記出力量を算出する請求項1に記載の遠隔操縦システム。 further comprising an orientation detection unit that detects the orientation of the unmanned mobile body;
The output amount calculator calculates the output amount based on the information about the tilt angle of the unmanned mobile body from the tilt angle detector and the information about the attitude of the unmanned mobile body from the attitude detector. 2. The remote control system according to claim 1, wherein .
前記無人移動体の傾斜角を検出する傾斜角検出部と、
前記傾斜角検出部からの前記無人移動体の傾斜角に係る情報に基づいて、出力量を算出する出力量算出部と、
前記オペレータに対して、前記出力量算出部により算出された前記出力量に対応する力触覚を提示する力触覚提示部と、
前記無人移動体の姿勢の変化に関係する複数の可動部に対して個別に取り付けられて、それぞれが前記無人移動体の姿勢を検出する、複数の姿勢検出部と、
を有し、
前記出力量算出部は、前記傾斜角検出部からの前記無人移動体の傾斜角に係る情報と、前記複数の姿勢検出部からの前記無人移動体の姿勢に係る情報と、に基づいて、前記出力量を算出し、
前記力触覚提示部は、前記無人移動体の傾斜し得る方向に対応するように前記遠隔操縦装置に設けられた、前記遠隔操縦装置に設けられた複数の振動部の一部を振動させることで、前記オペレータに対して前記出力量に対応する力触覚を提示すると共に、前記複数の振動部のうち前記力触覚の提示のために振動させる振動部を変化させることで、前記オペレータに対して前記無人移動体の傾斜方向に係る情報を提示する遠隔操縦システム。 A remote control system including an unmanned mobile body having a traveling body for running itself, and a remote control device operated by an operator to perform wireless communication with the unmanned mobile body and control the operation of the unmanned mobile body and
an inclination angle detection unit that detects an inclination angle of the unmanned mobile body;
an output amount calculation unit that calculates an output amount based on information related to the inclination angle of the unmanned vehicle from the inclination angle detection unit;
a haptic presentation unit that presents to the operator a haptic sensation corresponding to the output amount calculated by the output amount calculation unit;
a plurality of posture detection units individually attached to a plurality of movable units related to changes in the posture of the unmanned mobile body, each detecting the posture of the unmanned mobile body;
has
The output amount calculation unit calculates the Calculate the amount of output,
The haptic sense presentation unit vibrates a part of a plurality of vibrating units provided in the remote control device, which are provided in the remote control device so as to correspond to directions in which the unmanned vehicle can be tilted. presenting a haptic sense corresponding to the output amount to the operator, and changing a vibrating portion among the plurality of vibrating portions to vibrate for presentation of the haptic sense, thereby providing the operator with the A remote control system that presents information related to the tilt direction of an unmanned vehicle.
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