JP7176874B2

JP7176874B2 - 作業機械を監視する移動式飛行体装置

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Publication number: JP7176874B2
Application number: JP2018134751A
Authority: JP
Inventors: 尚臣三鬼; 洋一三村; 毅本目; 晃野末; 拓史千葉; 広行上原; 弦関原
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2038-07-18
Also published as: JP2020011593A

Description

本発明は、遠隔操作される作業機械を監視する移動式飛行体装置に関する。

従来から、人が立ち入ることができない危険な作業現場、例えば、火山の噴火に伴い堆積された土砂を運搬するような作業現場では、遠隔操作により無人運転されるクローラダンプ、ブルドーザ、バックホウ等の作業機械が用いられ、作業機械に応じた各種の作業が無人で行われる。
また、作業現場から離れた制御所には、作業機械に無線回線を介して接続された遠隔操作装置が設置され、作業者が遠隔操作装置を操作することで無線回線を介して指令情報が作業機械に送信され、その指令情報に基づいて作業機械が遠隔操作される。
また、作業機械にはカメラが設けられ、カメラで撮影した画像情報が無線回線を介して作業所に送信され、制御所に設置されたモニタ装置に画像情報が表示され、作業者は、モニタ装置を監視しつつ作業機械の遠隔操作を行なう。
しかしながら、作業現場において複数の作業機械が同時に作業を行なう場合、個々の作業機械のカメラからの画像情報だけでは、互いに近接した作業機械の位置関係を正確に把握することが難しく、作業機械同士が接触するといった事態を回避する上で改善の余地がある。
一方、近年、カメラおよびバッテリーを搭載した飛行体（ドローン）が監視用途で用いられており、このような飛行体を作業現場の上空に飛行させて複数の作業機械を撮像し、撮像した画像情報を得ることで作業機械同士の位置関係を正確に把握することが考えられる。

特開２００７－１３５５４号公報

しかしながら、飛行体はそれに搭載されたバッテリーの容量が限られていることから、飛行体の飛行時間は、通常１５分程度しか確保できない。
飛行体は、制御所から離れた作業現場まで飛行し、所定時間の監視を行ったのち、バッテリーを充電するために再び制御所まで飛行する必要がある。
このような制御所と作業現場の往復に要する飛行によってバッテリーの電力を消費してしまうため、作業機械の監視を行なうための飛行時間は短いものとならざるを得ず、作業機械の監視を長時間にわたって連続して行なうことができない不利がある。

そこで、大きな容量のバッテリーを無人作業機械により作業現場に運び、このバッテリーの電力を給電ケーブルを介して飛行体に供給することにより飛行体を飛行させることが考えられる。
この場合は、監視作業の終了後、無人作業機械により大きな容量のバッテリーが制御所に運搬されたならば、翌日の監視作業に備え、大きな容量のバッテリーの充電作業を充電設備を用いて行なわなければならず、そのため制御所に充電設備を設置しなければならず、また、短時間で充電させることはできない。
特に、監視すべき作業機械の作業領域の数に対応して飛行体を複数用いる場合には、１つの充電設備では充電作業にさらに多くの時間が費やされ、充電作業を減らすには複数の充電設備を用意しなければならず、監視にまつわるコストが増大する。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、翌日の監視作業の準備作業を簡単に行なえ、コストを抑制しつつ遠隔操作される作業機械の監視を長時間にわたって途切れることなく行なう上で有利な作業機械を監視する移動式飛行体装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、第１無線回線を介して遠隔操作される複数の作業機械を監視する移動式飛行体装置であって、前記複数の作業機械による作業領域の近傍の地上に載置される地上装置と、前記作業機械による作業状態を撮影する飛行体側カメラを備え、受信した飛行体操作指令情報に基づいて遠隔操作される飛行体と、前記地上装置と前記飛行体とを接続する接続ケーブルとを備え、前記地上装置は、燃料を用いて発電を行なう発電装置と、前記燃料を貯留する燃料タンクと、前記地上装置と離れた位置に配置された制御所に設けられた飛行体用遠隔操作司令部との間で通信を行なうと共に、前記飛行体との間で通信を行なう地上装置側通信部と、前記接続ケーブルの巻き取り、繰り出しを行なう巻取部と、前記発電装置と前記燃料タンクと前記通信部と前記巻取部を収納する防水筐体と、前記防水筐体の上部に設けられ前記飛行体が離着陸するデッキと、前記防水筐体の底壁に設けられ、前記防水筐体が載置される地上との間に無人作業機械のフォークを挿入するための空間を確保する複数の脚部と、前記発電装置の電力を前記地上装置側通信部に給電する配線部とを備え、前記巻取部は前記接続ケーブルを巻き取る回転方向に常時付勢された巻取胴を含んで構成され、前記接続ケーブルは、前記発電装置の電力を前記飛行体に給電する給電ケーブルと、前記地上装置側通信部と前記飛行体との間で情報を伝達する通信ケーブルとを含んで構成され、前記地上装置側通信部は、前記飛行体用遠隔操作司令部から第２無線回線を介して送信された前記飛行体操作指令情報を前記通信ケーブルを介して前記飛行体に送信すると共に、前記飛行体側カメラから前記通信ケーブルを介して受信した画像情報を前記第２無線回線を介して前記制御所に設けられた表示部に送信し、前記フォークによる前記防水筐体の運搬時、前記巻取部によって前記接続ケーブルのほぼ全長が巻き取られ、前記接続ケーブルの張力によって前記飛行体が前記デッキ上に安定した状態で載置されることを特徴とする。

本発明では、無人作業機械により移動式飛行体装置を制御所から作業機械の作業領域の近傍の箇所に運搬し、移動式飛行体装置の地上装置を作業機械の作業領域の近傍の箇所に載置する。この場合、発電機を作動させてから移動式飛行体装置を作業機械の作業領域の近傍の箇所に運搬してもよく、あるいは、作業機械の作業領域の近傍の箇所で発電機を作動させてもよい。
そして、発電機の電力を飛行体に供給しつつ、地上装置のデッキから飛行体を飛行させ、作業現場で作業を行なう複数の作業機械の監視を行なう。
飛行体の飛行時間は、地上装置が燃料タンクを有していることから、例えば、朝の８時から午後の５時までの９時間を十分に確保される。
監視作業終了後、無人作業機械により移動式飛行体装置を作業機械の作業領域の近傍の箇所から制御所に戻し、次の日の監視に備え、燃料タンクに燃料を補給すればよく、飛行体に電力を給電するためのバッテリーを用いる場合に比較して充電設備が不要で、充電に要する時間もかからない。
したがって、本発明によれば、翌日の監視作業の準備作業を簡単に行なえ、コストを抑制しつつ遠隔操作される作業機械の監視を長時間にわたって途切れることなく行なう上で有利となる。

第１の実施の形態の作業機械の移動式飛行体装置が適用された作業機械の遠隔操作システムの全体構成を示す構成図である。移動式飛行体装置の動作を説明する説明図である。地上装置の側面断面図である。地上装置の平面図である。飛行体が地上装置のデッキに搭載された状態を示す側面断面図である。第２の実施の形態における地上装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態の移動式飛行体装置が適用された作業機械の遠隔操作システムの全体構成を示す構成図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
まず、本発明に係る作業機械を監視する移動式飛行体装置が適用される作業機械の遠隔操作システムについて説明する。
図１に示すように、遠隔操作システムは、制御所１０と、複数の作業機械１２とを含んで構成されている。
制御所１０は、作業機械１２が作業を行なう人が立ち入れない危険な作業現場から離れた場所に設けられ、作業者が作業機械１２の遠隔操作を行なう箇所である。
なお、本明細書において、作業現場とは、複数の作業機械１２により作業される作業領域１３と、地上装置３６が載置される作業領域１３の周辺の箇所とを含むものとする。
制御所１０には、作業機械用遠隔操作司令部１４、第１通信部１６、第１表示部１８、飛行体用遠隔操作司令部２２、第２通信部２４、第２表示部２６が設けられている。
また、制御所１０には、後述する地上装置３６の燃料タンクよりも大型の燃料タンク（不図示）が設けられている。

作業機械用遠隔操作司令部１４は、ジョイスティックなどの操作部材を作業者が操作することで作業機械１２を遠隔操作するための作業機械操作指令情報を生成するものである。
第１通信部１６は、第１無線回線Ｃ１を介して作業機械１２の作業機械側通信部３０と通信を行なうものであり、第１無線回線Ｃ１用の第１アンテナ１６０２を有している。
すなわち、第１通信部１６は、作業機械操作指令情報を第１無線回線Ｃ１を介して作業機械１２の作業機械側通信部３０に送信する。
本実施の形態では、第１無線回線Ｃ１の周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯であり、第１通信部１６と作業機械側通信部３０との間に障害物が存在しても比較的遠いところまで電波が届き、通信が支障なく行われるように図られている。
また、第１通信部１６は、作業機械側カメラ２８で撮像された画像情報を作業機械１２の作業機械側通信部３０から第１無線回線Ｃ１を介して受信する。
第１表示部１８は、第１通信部１６で受信された画像情報を表示する。
したがって、作業者は、第１表示部１８によって表示された画像情報に基づいて作業機械１２の遠隔操作を行なうことができるように図られている。

飛行体用遠隔操作司令部２２は、ジョイスティックなどの操作部材を作業者が操作することで飛行体３８を遠隔操作するための飛行体操作指令情報を生成するものである。
第２通信部２４は、第２無線回線Ｃ２および地上装置３６を介して飛行体３８と通信を行なうものであり、飛行体３８に飛行体操作指令情報を送信し、飛行体３８から送信される画像情報を受信するものであり、第２無線回線Ｃ２用の第２アンテナ２４０２を有している。
本実施の形態では、第２無線回線Ｃ２の周波数帯は、２５ＧＨｚ帯であり、第１無線回線Ｃ１の周波数帯よりも高い周波数帯となっている。
第２表示部２６は、第２通信部２４で受信された画像情報を表示するものである。
したがって、作業者は、第２表示部２６によって表示された画像情報に基づいて飛行体３８の遠隔操作を行なうと共に、上記画像情報に基づいて複数の作業機械１２の作業状況や作業機械１２同士の位置関係を把握することができるように図られている。

作業機械１２は、作業機械側カメラ２８、作業機械側通信部３０、作業機械側制御部３２、アクチュエータ３４、操作レバー３５を含んで構成されている。
作業機械側カメラ２８は、作業機械１２の車体に取着され、作業機械１２の周囲を撮像して画像情報を生成するものである。
作業機械側通信部３０は、第１無線回線Ｃ１を介して第１通信部１６と通信を行なうものであり、作業機械側アンテナ３００２を有し、第１無線回線Ｃ１を介して作業機械操作指令情報を受信し、また、作業機械側カメラ２８で生成された画像情報を第１無線回線Ｃ１を介して第１通信部１６に送信する。
作業機械側制御部３２は、第１無線回線Ｃ１を介して第１通信部１６で受信された作業機械操作指令情報に基づいてアクチュエータ３４を動作させるものである。
操作レバー３５は、作業機械１２の走行、停止、各種の動作を行わせる際に操作されるものであり、操作レバー３５は複数設けられている。
アクチュエータ３４は、各操作レバー３５毎に設けられており、各操作レバー３５を操作するものである。

次に、本実施の形態の移動式飛行体装置２０について説明する。
移動式飛行体装置２０は、第１無線回線Ｃ１を介して遠隔操作される複数の作業機械１２を監視するものである。
移動式飛行体装置２０は、地上装置３６と、飛行体３８と、地上装置３６と飛行体３８とを接続する接続ケーブル４０とを含んで構成されている。
接続ケーブル４０は、後述する発電機４６０４（図４参照）の電力を飛行体３８に給電する給電ケーブル４００２と、地上装置側通信部５０と飛行体側通信部５４との間で情報を伝達する通信ケーブル４００４とを備えている。

地上装置３６は、作業機械１２の作業領域１３の近傍の地上に載置されるものである。
図２に示すように、具体的には、地上装置３６は、飛行体３８および接続ケーブル４０と共に、制御所１０と、作業機械１２の作業領域１３の近傍の箇所との間でフォークリフトなどの運搬用の作業機械１２Ａにより運搬され、作業機械１２の監視時に作業機械１２の作業領域１３の近傍の地上に載置される。
この運搬用の作業機械１２Ａも、作業現場で作業を行なう作業機械１２と同様に、制御所１０の作業機械用遠隔操作司令部１４により遠隔操作される。

図３，図４に示すように、地上装置３６は、防水筐体４２と、デッキ４４と、燃料を用いて発電を行なう発電装置４６と、燃料を貯留する燃料タンク４８と、地上装置側通信部５０と、巻取部５２とを備えている。
防水筐体４２は、発電装置４６と燃料タンク４８と地上装置側通信部５０と巻取部５２を収納するものであり、降雨の際に内部に雨水が侵入しないように図られている。
防水筐体４２は、平面視矩形状を呈し、矩形状の底壁４２０２と、底壁４２０２の４辺から起立する４つの側壁４２０４と、４つの側壁４２０４の上部を接続する上壁４２０６と、底壁４２０２の４つの角部寄りの箇所から垂設された４つの脚部４２０８とを備えている。
４つの脚部４２０８が地上に載置されることで地上と底壁４２０２との間に空間が形成されるため、この空間に無人作業機械１２Ａのフォークを挿入することで防水筐体４２の運搬を容易に行えるように図られている。
デッキ４４は、防水筐体４２の上部に設けられ飛行体３８が離着陸する箇所であり、本実施の形態では、デッキ４４は上壁４２０６で構成されている。
デッキ４４の中央に、巻取部５２により巻き取られ繰り出される接続ケーブル４０の挿通孔４２１０が設けられている。
挿通孔４２１０にはシール材４１が装着され、接続ケーブル４０はシール材４１を介して巻取部５２により巻き取られ繰り出されるように構成されている。
したがって、挿通孔４２１０から雨水が防水筐体４２の内部に侵入することが防止されている。
また、デッキ４４は、クッション材４５を含んで構成されており、飛行体３８がデッキ４４に載置された状態で地上装置３６が運搬用の作業機械１２Ａにより運搬される際、防水筐体４２が受ける振動が飛行体３８に直接伝わらないように図られ、飛行体３８の耐久性が高められている。
このようなクッション材４５としては、発泡ウレタンや軟質なゴム、スポンジなど従来公知の様々な材料が使用可能である。

発電装置４６は、エンジン４６０２と、発電機４６０４とを含んで構成されている。
エンジン４６０２は、燃料タンク４８から供給される燃料を燃焼して動力を発生する。
発電機４６０４は、エンジン４６０２の動力で駆動されて発電を行なう。
燃料タンク４８は、タンク本体４８０２と、給油口４８０４とを含んで構成されている。
エンジン４６０２と発電機４６０４とタンク本体４８０２は、防水筐体４２内の一側に配置され、タンク本体４８０２から突設された給油管４８０６が側壁４２０４を貫通し、この給油管４８０６の端部の給油口４８０４が防水筐体４２の外部に位置し、給油口４８０４は給油キャップ４８０８により開閉可能とされている。
タンク本体４８０２は、例えば、１０～１５リットル程度の燃料を貯留でき、発電機４６０４により発生した電力により９時間～１０時間程度の飛行体３８の連続飛行時間が確保される。
発電装置４６の始動は、例えば、運搬用の作業機械１２Ａにより制御所１０から作業機械１２の作業領域１３の近傍の箇所に運搬される前に、制御所１０において、エンジン４６０２に設けられたリコイルスタータのロープを手動で引っ張りエンジン４６０２のクランクを強制的に回転させることでなされる。
発電装置４６の停止は、例えば、エンジン４６０２に設けられた停止ボタンを操作することでなされる。

図１に示すように、地上装置側通信部５０は、制御所１０に設けられた飛行体用遠隔操作司令部２２との間で通信を行なうと共に、飛行体３８の飛行体側通信部５４との間で通信を行なうものであり、図４に示すように、地上装置側通信部５０には配線部５１を介して発電機４６０４の電力が給電され、地上装置側通信部５０は防水筐体４２内の他側に配置されている。
地上装置側通信部５０は、第２無線回線Ｃ２用の地上装置側アンテナ５００２を有し、飛行体用遠隔操作司令部２２から第２無線回線Ｃ２を介して送信された飛行体操作指令情報を通信ケーブル４００４を介して飛行体３８に送信すると共に、飛行体側カメラ５６で撮像され通信ケーブル４００４を介して受信した画像情報を第２無線回線Ｃ２を介して制御所１０に設けられた第２表示部２６に送信する。

巻取部５２は、給電ケーブル４００２と通信ケーブル４００４とを含む接続ケーブル４０の巻き取り、繰り出しを行なうものである。
巻取部５２は巻取胴５２０２を含んで構成され、巻取胴５２０２は接続ケーブル４０を巻き取る回転方向に常時付勢されており、飛行体３８が付勢力に抗した推力で飛行することにより巻取胴５２０２から接続ケーブル４０が繰り出される。
したがって、繰り出された接続ケーブル４０には一定の張力が作用しており、接続ケーブル４０のたるみが抑制されるように図られている。

図５に示すように、飛行体３８は、飛行体本体３８０２と、飛行体本体３８０２の下部に設けられた脚部３８０４と、飛行体本体３８０２に設けられた複数のロータ３８０６とを備え、それらロータ３８０６を回転させることにより空中を飛行、あるいは、空中で静止（ホバリング）するものである。なお、図中、符号３８１０はロータ３８０６を保護するガードリングを示す。
図１に示すように、さらに、飛行体３８は、飛行体側通信部５４と、飛行体側カメラ５６と、飛行体側制御部５８と、各ロータ３８０６ごとに設けられロータ３８０６を回転させる複数のモータ６０とを含んで構成されている。
飛行体側通信部５４は、地上装置側通信部５０から通信ケーブル４００４を介して飛行体操作指令情報を受信すると共に、飛行体側カメラ５６で撮像された画像情報を通信ケーブル４００４を介して地上装置側通信部５０へ送信するものである。
飛行体側カメラ５６は、飛行体本体３８０２に取着され、撮像した画像情報を飛行体側通信部５４に供給するものである。
飛行体側制御部５８は、飛行体側通信部５４で受信された飛行体操作指令情報に基づいて各モータ６０の回転制御を行なうことにより飛行体３８の飛行、静止を行なうものである。
飛行体側通信部５４、飛行体側カメラ５６、飛行体側制御部５８、モータ６０は、給電ケーブル４００２を介して地上装置３６の発電装置４６から給電される電力によって動作する。

次に移動式飛行体装置２０の使用方法について説明する。
デッキ４４上に飛行体３８が位置する移動式飛行体装置２０は、作業現場から離れた制御所１０に保管されている。
この際、巻取部５２によって接続ケーブル４０のほぼ全長が巻き取られ、接続ケーブル４０の張力によって飛行体３８の脚部３８０４がデッキ４４上に安定して載置された状態となり、運搬時の振動や衝撃によって飛行体３８がデッキ４４から落下することを防止する上で有利となる。
なお、飛行体３８が離陸する際の推力によって破断可能なテープによって飛行体３８をデッキ４４上に固定するなどで、運搬時の振動や衝撃によって飛行体３８がデッキ４４から落下することを防止するなど任意である。
また、作業機械１２の作業領域１３の近傍の箇所へ運搬する前に、制御所１０においてエンジン４６０２を始動させ発電機４６０４の電力が各部に供給される状態としておく。

次に、フォークリフトなどの運搬用の作業機械１２Ａのフォークを移動式飛行体装置２０の防水筐体４２の底壁４２０２と地上との間の空間に挿入して移動式飛行体装置２０を持ち上げ、遠隔操作により運搬用の作業機械１２Ａを制御所１０から作業機械１２の作業領域１３の近傍の箇所まで運搬し、フォークを下げて移動式飛行体装置２０を地上に載置する。
なお、運搬用の作業機械１２Ａはいったん制御所１０まで戻してもよく、また、地上装置３６の近傍に待機させた状態としてもよい。
あるいは、移動式飛行体装置２０をフォークで保持したままで運搬用の作業機械１２Ａを作業領域１３の近傍の箇所に停止させておき、作業終了後、運搬用の作業機械１２Ａで移動式飛行体装置２０を制御所１０まで運搬してもよい。
作業者は、制御所１０において、第２表示部２６に表示される画像情報を視認しつつ、飛行体用遠隔操作司令部２２を操作することにより飛行体３８を飛行させ、複数の作業機械１２の作業状態を撮像した画像情報が第２表示部２６に表示されるように飛行体３８の遠隔操作を行なう。
所望の画像情報が第２表示部２６に表示されたならば、飛行体３８が空中で静止するように遠隔操作を行なう。
これにより、発電装置４６の電力により飛行する飛行体３８が空中で静止した状態が維持され、発電装置４６の電力が給電された飛行体側カメラ５６により複数の作業機械１２の作業状態を撮像した画像情報を連続して監視することができる。
また、時間経過と共に、作業機械１２が移動し、飛行体側カメラ５６の撮影範囲から作業機械１２が外れる場合は、作業者が飛行体用遠隔操作司令部２２を操作することにより飛行体側カメラ５６の撮影範囲内に複数の作業機械１２が入るように飛行体３８の遠隔操作を行なう。
本実施の形態では、複数の作業領域１３においてそれぞれ複数の作業機械１２による作業が行われており、各作業領域１３毎に飛行体３８を備える移動式飛行体装置２０がそれら領域の近傍に載置され、各作業領域１３毎に飛行体３８による監視がなされる。

作業終了時間になったならば、第２表示部２６に表示される画像情報を視認しつつ、飛行体用遠隔操作司令部２２を操作することにより飛行体３８を移動式飛行体装置２０のデッキ４４の上に着陸させる。
次いで、遠隔操作により運搬用の作業機械１２Ａによって移動式飛行体装置２０を回収し、制御所１０まで運搬させる。
運搬用の作業機械１２Ａが制御所１０に到達したならば、運搬用の作業機械１２Ａから移動式飛行体装置２０を下ろし、発電装置４６の発電を停止させる。
そして、次回の監視作業の準備として、燃料タンク４８の給油キャップ４８０８を外し、制御所１０に設けられた大型の燃料タンクから燃料を給油口４８０４に補給し、一連の作業を終了して移動式飛行体装置２０を制御所１０に保管する。

本実施の形態によれば、第１無線回線Ｃ１を介して遠隔操作される作業機械１２の作業領域１３の近傍の地上に載置される移動式飛行体装置２０に設けられた発電装置４６から給電ケーブル４００２を介して飛行体３８に電力を供給するようにしたので、例えば、午前８時から午後５時までの９時間、遠隔操作される作業機械１２の監視を連続して途切れることなく行なう上で有利となる。
飛行体３８による連続して９時間程度の監視は、燃料タンク４８の容量が１０～１５リットル程度あれば十分に行なうことが可能であり、したがって、従来行なえなかった飛行体３８による連続した長時間の監視を実現することが可能となり、複数の作業機械１２による作業を効率よく円滑に行なう上で有利となる。

また、監視作業の終了後、運搬用の作業機械１２Ａにより移動式飛行体装置２０が制御所１０に運搬されたならば、給油キャップ４８０８を外して燃料タンク４８に不図示の大型の燃料タンクから給油することにより、翌日の監視作業のための準備作業が短時間で簡単に終了する。
したがって、本実施の形態では、制御所１０には大型の燃料タンクを設置することで足り、大きな容量のバッテリーを運搬用の作業機械１２Ａにより作業機械１２の作業領域１３の近傍の箇所に運び、このバッテリーの電力を給電ケーブルを介して飛行体３８に供給することにより飛行体３８を飛行させる場合に比べて、翌日の監視作業を行なうための準備作業を極めて短時間で簡単に行なう上で有利となる。
特に、複数の作業領域１３に対応して複数の飛行体３８が設けられる場合、準備作業を短時間で簡単に行なう上できわめて有利となる。
また、制御所１０には、高価な充電設備は不要となり、充電設備に比べて安価な燃料タンクを設置することで足りることから、監視にまつわるコストを低減する上で有利となる。
すなわち、大きな容量のバッテリーを運搬用の作業機械１２Ａにより作業現場に運び、このバッテリーの電力で飛行体３８を飛行させる場合には、制御所１０には高価な充電設備を設置する必要があり、また、大きな容量のバッテリーの充填時間にも時間を要する。
特に、複数の作業領域１３に対応して複数の飛行体３８が設けられる場合、複数の大きな容量のバッテリーの充電を行なわなければならないため、翌日の監視作業の準備作業を短時間で簡単に行なうことができず、監視にまつわるコストを低減する上で不利となる。

また、地上装置３６と離れた位置に配置された制御所１０と地上装置３６との間を第２無線回線Ｃ２で接続し、地上装置３６と飛行体３８とを通信ケーブル４００４で接続するので、第２無線回線Ｃ２と第１無線回線Ｃ１との混信を回避でき、複数の作業機械１２の遠隔操作、飛行体３８の遠隔操作を安定して行なう上で有利となり、作業機械１２の作業効率の向上を図ると共に、飛行体３８による監視作業の安定化を図る上で有利となる。
この場合、地上装置側通信部５０に発電装置４６から電力が給電されるので、制御所１０との間の通信および飛行体３８との間の通信も安定して行なわれ、作業機械１２の監視を行なう上で有利となる。
また、地上装置３６の発電装置４６と燃料タンク４８と地上装置側通信部５０と巻取部５２が防水筐体４２に収納されているので、降雨時であっても作業機械１２の監視作業を円滑に行なう上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、デッキ４４の中央に、巻取部５２により巻き取られ繰り出される接続ケーブル４０の挿通孔４２１０が設けられているので、飛行体３８をデッキ４４の中央に安定して載置することができる。
そのため、移動式飛行体装置２０を運搬用の作業機械１２Ａで運搬する際に飛行体３８のデッキ４４からのずれや落下を防止でき、運搬用の作業機械１２Ａによる運搬時における飛行体３８の損傷を防止し、飛行体３８の耐久性の向上を図る上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、デッキ４４は、クッション材４５を含んで構成されているので、飛行体３８がデッキ４４に載置された状態で移動式飛行体装置２０を運搬用の作業機械１２Ａで運搬する際に、防水筐体４２が受ける振動が飛行体３８に直接伝わらず、飛行体３８の耐久性を高める上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、第２無線回線Ｃ２の周波数帯は第１無線回線Ｃ１の周波数帯よりも高いので、第２無線回線Ｃ２と第１無線回線Ｃ１との干渉を確実に回避でき、複数の作業機械１２の遠隔操作、飛行体３８の遠隔操作を安定して行なう上で有利となり、作業機械１２の作業効率の向上を図ると共に、飛行体３８による監視作業の安定化を図る上で有利となる。
また、地上装置３６と制御所１０とを接続する第２無線回線Ｃ２の周波数帯を高くすることで、第２無線回線Ｃ２の無線伝送速度を高くできるため、飛行体側カメラ５６から供給される大容量の画像情報を高速に制御所１０の第２表示部２６に送信する上で有利となる。
また、高い周波数帯の電波は、直進性が高く広い範囲に電波が到達しにくい性質を有しているが、地上装置３６は、いったん地上に載置したら移動する必要がほとんどないため、制御所１０と地上装置３６との相対的な位置関係がほぼ固定されることから、第２無線回線Ｃ２を用いた通信を安定して行なう上で問題はない。
具体的には、制御所１０の第２通信部２４の第２アンテナ２４０２の向きを、地上装置３６の地上装置側通信部５０の地上装置側アンテナ５００２の向きに対応して調整すれば、第２無線回線Ｃ２を用いた通信を安定して行なうことができる。

また、本実施の形態では、第１無線回線Ｃ１の周波数帯を２．４ＧＨｚ帯とし、第２無線回線Ｃ２の周波数帯を２５ＧＨｚ帯としたので、入手が容易で安価な市販の通信機器を用いることができ有利となる。
なお、第１無線回線Ｃ１、第２無線回線Ｃ２の周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯、２５ＧＨｚ帯に限定されるものではない。
しかしながら、少なくとも、第２無線回線Ｃ２の周波数帯が第１無線回線Ｃ１の周波数帯よりも高いと、第１無線回線Ｃ１と第２無線回線Ｃ２との干渉を回避できるため、複数の作業機械１２の遠隔操作、飛行体３８の遠隔操作を安定して行なう上で有利となり、作業機械１２の作業効率の向上を図ると共に、飛行体３８による監視作業の安定化を図る上で有利となり、また、第２の無線回線による無線伝送速度を高くできるため、飛行体側カメラ５６から供給される大容量の画像情報を高速に送信する上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、移動式飛行体装置２０が運搬用の作業機械１２Ａによって運搬されている間、および、移動式飛行体装置２０による監視作業の間、例えば、８時間～１０時間にわたって発電装置４６は稼働した状態が連続している。
したがって、移動式飛行体装置２０の運搬中、発電装置４６により無駄な燃料が消費され、飛行体３８の飛行時間がその分短縮されてしまう。
また、監視作業を担当する作業員が昼休みをとっている場合であっても、発電装置４６が稼働し続けているため、仮に昼休みの間、飛行体３８をデッキ４４に着陸させた状態としても、発電装置４６により無駄な燃料が消費され、飛行体３８の飛行時間がその分短縮されてしまう。
そこで、第２の実施の形態では、遠隔操作により発電装置４６を始動、停止させるようにしたものである。

図６は第２の実施の形態における地上装置３６の構成を示すブロック図、図７は第２の実施の形態の移動式飛行体装置が適用された作業機械の遠隔操作システムの全体構成を示す構成図であり、第１の実施の形態と同様の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
地上装置３６は、第１の実施の形態と同様に、発電装置４６と、燃料タンク４８と、地上装置側通信部５０と、巻取部５２と、防水筐体４２と、デッキ４４とを備えている。
発電装置４６は、エンジン４６０２と発電機４６０４に加え、発電操作部６２を備えている。
発電操作部６２は、飛行体用遠隔操作司令部２２から第２無線回線Ｃ２および地上装置側通信部５０を介して受信した発電装置操作指令情報に基づいてエンジン４６０２の始動および停止を行なうものである。
発電操作部６２は、バッテリー６２０２と、セルモータ６２０４と、始動停止制御部６２０６とを備えている。
バッテリー６２０２は、地上装置側通信部５０および始動停止制御部６２０６に対して電力を供給するものであり、発電機４６０４から供給される電力で充電される。
なお、発電機４６０４が始動したのちは、バッテリー６２０２に代えて発電機４６０４から地上装置側通信部５０および始動停止制御部６２０６に電力を供給してもよい。
セルモータ６２０４は、エンジン４６０２のクランク軸を回転駆動するものである。
始動停止制御部６２０６は、発電装置操作指令情報に基づいてバッテリー６２０２の電力をセルモータ６２０４への供給する始動制御と、発電装置操作指令情報に基づいてエンジン４６０２の停止を行なう停止制御とを行なう。

図７に示すように、制御所１０には、発電装置操作指令部６４が設けられ、作業者が発電装置操作指令部６４を操作することにより、発電装置操作指令情報を第２通信部２４、第２無線回線Ｃ２、地上装置側通信部５０を介して始動停止制御部６２０６に供給する。

したがって、第２の実施の形態によれば、制御所１０の発電装置操作指令部６４を操作することで、移動式飛行体装置２０の発電装置４６のエンジン４６０２の始動、停止を遠隔操作できる。
そのため、制御所１０と作業機械１２の作業領域１３の近傍の箇所との間で運搬用の作業機械１２Ａにより移動式飛行体装置２０を運搬している間、および、昼休みなどのように複数の作業機械１２による作業を休止している間、飛行体３８が地上装置３６のデッキ４４の上に載置された状態で遠隔操作によりエンジン４６０２を停止させておくことで、燃料の無駄な消費を抑制し、これにより飛行体３８の飛行時間を長く確保する上で有利となる。
また、地上装置３６が作業機械１２の作業領域１３の近傍の箇所に載置された際、あるいは、昼休みが終了し複数の作業機械１２による作業が再開された際に、遠隔操作によりエンジン４６０２を始動させることで、発電機４６０４による電力の飛行体３８への給電を行なえ、監視作業を容易に開始し、また、再開できることは無論である。

１０制御所
１２作業機械
１３作業領域
２０移動式飛行体装置
２６第２表示部（表示部）
３６地上装置
３８飛行体
４０接続ケーブル
４００２給電ケーブル
４００４通信ケーブル
４２防水筐体
４２１０挿通孔
４４デッキ
４５クッション材
４６発電装置
４６０２エンジン
４６０４発電機
４８燃料タンク
５０地上装置側通信部
５１配線部
５２巻取部
５６飛行体側カメラ
６２発電操作部
６２０２バッテリー
６２０４セルモータ
６２０６始動停止制御部
Ｃ１第１無線回線
Ｃ２第２無線回線

Claims

第１無線回線を介して遠隔操作される複数の作業機械を監視する移動式飛行体装置であって、
前記複数の作業機械による作業領域の近傍の地上に載置される地上装置と、
前記作業機械による作業状態を撮影する飛行体側カメラを備え、受信した飛行体操作指令情報に基づいて遠隔操作される飛行体と、
前記地上装置と前記飛行体とを接続する接続ケーブルとを備え、
前記地上装置は、
燃料を用いて発電を行なう発電装置と、
前記燃料を貯留する燃料タンクと、
前記地上装置と離れた位置に配置された制御所に設けられた飛行体用遠隔操作司令部との間で通信を行なうと共に、前記飛行体との間で通信を行なう地上装置側通信部と、
前記接続ケーブルの巻き取り、繰り出しを行なう巻取部と、
前記発電装置と前記燃料タンクと前記通信部と前記巻取部を収納する防水筐体と、
前記防水筐体の上部に設けられ前記飛行体が離着陸するデッキと、
前記防水筐体の底壁に設けられ、前記防水筐体が載置される地上との間に無人作業機械のフォークを挿入するための空間を確保する複数の脚部と、
前記発電装置の電力を前記地上装置側通信部に給電する配線部とを備え、
前記巻取部は前記接続ケーブルを巻き取る回転方向に常時付勢された巻取胴を含んで構成され、
前記接続ケーブルは、前記発電装置の電力を前記飛行体に給電する給電ケーブルと、前記地上装置側通信部と前記飛行体との間で情報を伝達する通信ケーブルとを含んで構成され、
前記地上装置側通信部は、前記飛行体用遠隔操作司令部から第２無線回線を介して送信された前記飛行体操作指令情報を前記通信ケーブルを介して前記飛行体に送信すると共に、前記飛行体側カメラから前記通信ケーブルを介して受信した画像情報を前記第２無線回線を介して前記制御所に設けられた表示部に送信し、
前記フォークによる前記防水筐体の運搬時、前記巻取部によって前記接続ケーブルのほぼ全長が巻き取られ、前記接続ケーブルの張力によって前記飛行体が前記デッキ上に安定した状態で載置される、
ことを特徴とする作業機械を監視する移動式飛行体装置。
前記発電装置は、
前記燃料タンクから供給される前記燃料を燃焼して動力を発生するエンジンと、
前記エンジンの動力で駆動されて発電する発電機と、
前記飛行体用遠隔操作司令部から前記第２無線回線および前記地上装置側通信部を介して受信した発電装置操作指令情報に基づいて前記エンジンの始動および停止を行なう発電操作部とを備え、
前記発電操作部は、
バッテリーと、
前記エンジンのクランク軸を回転駆動するセルモータと、
前記発電装置操作指令情報に基づいて前記バッテリーの電力を前記セルモータへの供給する始動制御と、前記発電装置操作指令情報に基づいて前記エンジンの停止を行なう停止制御とを行なう始動停止制御部とを備え、
前記バッテリーは、前記地上装置側通信部および前記始動停止制御部に対して電力を供給する、
ことを特徴とする請求項１記載の作業機械を監視する移動式飛行体装置。
前記デッキの中央に、前記巻取部により巻き取られ繰り出される前記接続ケーブルの挿通孔が設けられている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械を監視する移動式飛行体装置。
前記デッキは、クッション材を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項記載の作業機械を監視する移動式飛行体装置。
前記第２無線回線の周波数帯は前記第１無線回線の周波数帯よりも高い、
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項記載の作業機械を監視する移動式飛行体装置。
前記第２無線回線の周波数帯は２５ＧＨｚ帯であり、
前記第１無線回線の周波数帯は２．４ＧＨｚ帯である、
ことを特徴とする請求項５記載の作業機械を監視する移動式飛行体装置。