JPH06323094A - 仮想現実感を用いた遠隔操作システム - Google Patents

仮想現実感を用いた遠隔操作システム

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JPH06323094A
JPH06323094A JP5132978A JP13297893A JPH06323094A JP H06323094 A JPH06323094 A JP H06323094A JP 5132978 A JP5132978 A JP 5132978A JP 13297893 A JP13297893 A JP 13297893A JP H06323094 A JPH06323094 A JP H06323094A
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悟 三浦
Toshikazu Miyajima
俊和 宮嶋
Tomonori Sato
知則 佐藤
Motohisa Hirose
素久 廣瀬
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 吹き付け作業を開始する前に、吹き付け機1
の左カメラ5a、右カメラ5bでトンネルの吹き付け対
象面の画像を撮像し、メモリ13に記憶する。吹き付け
作業が開始されると吹き付けノズル3の位置、方向等が
計測され、吹き付け対象面の吹き付け量、吹き付け厚が
推定され、吹き付けられるモルタルの画像が作成され、
メモリ13に書き込まれる。また、吹き付けを行ってい
る吹き付けノズル3の画像が左カメラ5a、右カメラ5
bで撮像され、画像合成部17でこの吹き付けノズル3
の画像とメモリ13から送られる吹き付け対象面、およ
び吹き付けられるモルタルの画像とが合成され、立体画
像表示部19で立体表示される。オペレータは、この画
像を見つつ吹き付け機1を遠隔操作する。 【効果】 作業現場から離れた操作室にオペレータが在
席し、このオペレータがあたかも作業現場で作業してい
るような臨場感を持ちつつ、このオペレータの指示によ
り作業現場に配置された作業機械の遠隔操作を行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トンネル建設工事現場
等の劣悪環境下での掘削、モルタル吹き付け、削孔作業
等において、遠隔地のオペレータがあたかも作業現場に
いるような臨場感を持ちつつ、作業を行える仮想現実感
(VR)を用いた遠隔操作システムに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、たとえばトンネル内でモルタル吹
き付け作業を行う場合、作業者が直接吹き付けノズルを
操作して吹き付け作業を行っていた。この理由として
は、第1にトンネル工事におけるモルタル吹き付け作業
は発破による掘削後に行われるが、吹き付け対象の岩盤
面の形状が複雑で、その形状に沿ってノズルを動かす必
要があることがあげられる。第2に一度吹き付け作業が
始まると、粉塵の発生で視界が大幅に減少し、吹き付け
対象面が見えなくなり、カメラ等が使えないことがあげ
られる。このため前述したように、大量の粉塵の中で作
業者が吹き付け対象面まで近寄り、ある種の勘によって
吹き付けノズルの操作を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、作業者
自身が現場にて吹き付け作業を行うばあい、作業に危険
が伴ったり、粉塵等による健康障害が発生することがあ
った。
【0004】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、作業現場から離れ
た操作室にオペレータが在席し、このオペレータがあた
かも作業現場で作業しているような臨場感を持ちつつ、
このオペレータの指示により作業現場に配置された作業
機械の遠隔操作を行う仮想現実感を用いた遠隔操作シス
テムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明は、遠隔地から作業機械を操作する遠隔操
作システムにおいて、撮像を行う撮像手段と、前記撮像
手段によって撮像された対象面の画像を記憶する記憶手
段と、前記作業機械の作業状況を推定して画像を生成す
る画像生成手段と、前記記憶手段に記憶された前記対象
面の画像と、前記画像生成手段によって生成された作業
状況の画像とを合成して表示する表示手段と、を具備
し、前記作業機械は、前記表示手段に表示された画像を
見たオペレータの指示に基づいて操作されることを特徴
とする仮想現実感を用いた遠隔操作システムである。
【0006】
【作用】本発明では、撮像手段によって撮像された対象
面の画像を記憶し、作業機械の作業状況を推定して画像
を生成し、記憶された対象面の画像と、生成された作業
状況の画像を合成して表示する。そして作業機械は、表
示された画像を見たオペレータの指示に基づいて操作さ
れる。
【0007】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例をトン
ネル内でモルタルを吹き付ける場合を例にして詳細に説
明する。図1は、トンネル内で吹き付け作業を行う吹き
付け機1の斜視図である。吹き付け機1はトンネル内を
走行可能であり、吹き付けノズル3、左右のカメラ5
a、5bを有している。吹き付けノズル3は、その位
置、および方向が自由に制御される。吹き付け機1は操
作室7に在席するオペレータの指示により運転され、オ
ペレータの指示により吹き付けノズル3の位置および方
向、吹き付け量等が制御される。また、吹き付けノズル
3の位置、方向等を計測するエンコーダ、ポテンショメ
ータ(図示せず)が吹き付け機1に搭載される。カメラ
5a、5bは立体画像を得るために2台備えられてい
る。
【0008】図2は、本実施例に係る遠隔操作システム
の機能ブロック図である。5a、5bは吹き付け機1に
備えられた左カメラ、右カメラである。デジタル変換部
11は左カメラ5a、右カメラ5bで撮像された画像を
デジタル化する。メモリ13は画像を記憶する。吹き付
け量推定部15は、吹き付けノズル3の位置データ、お
よび方向データ等をもとにして吹き付け対象面への吹き
付け量、および吹き付け厚を推定する。画像合成部17
はデジタル変換部11から送られる作業時における吹き
付けノズル3の画像と、メモリ13から送られる吹き付
け対象面、および吹き付け対象面上のモルタルの画像と
を合成する。立体画像表示部19はプロジェクタ、また
は立体視メガネ等であり、画像合成部17から送られる
画像をオペレータに立体表示させる。なおデジタル変換
部11、メモリ13、吹き付け量推定部15、画像合成
部17は、操作室7内のコンピュータ(図示せず)がそ
の機能を果たす。また立体画像表示部19も操作室7内
に配置される。
【0009】次に、本実施例における作業の手順を図3
に示すフローチャートに従って説明する。まづ、吹き付
け作業を行う前に、トンネル内にある吹き付け機1の左
カメラ5a、右カメラ5bでトンネルの吹き付け対象面
の画像を撮像する(ステップ301)。すなわちトンネ
ル内に吹き付け機1を走行させ、左右のカメラ1a、1
bでトンネル内の吹き付け対象面の画像を撮像する。次
に、撮像された吹き付け対象面の画像をデジタル変換部
11でデジタル化し、メモリ13に記憶する(ステップ
302)。
【0010】次に、実際に吹き付け機1によって吹き付
け作業を開始させる(ステップ303)。すなわち操作
室7内のオペレータの指示によりトンネル内の吹き付け
機1を遠隔操作する(ステップ304)。この操作とし
ては、吹き付け機1の走行・停止、吹き付けノズル3の
位置、および方向等の制御操作がある。
【0011】吹き付け機1内にあるエンコーダ、ポテン
ショメータ(図示せず)により吹き付けノズル3の位
置、および方向等を計測し(ステップ305)、この位
置データ、および方向データ等を操作室7内にあるコン
ピュータに送る。操作室7内では吹き付け量推定部15
が吹き付けノズル3の位置データ、方向データおよび吹
き付け角度データ等をもとにして吹き付け対象面の小エ
リアごとの吹き付け量、吹き付け厚を推定する(ステッ
プ306)。そして吹き付け対象面に吹き付けられるモ
ルタルの画像を作成してメモリ13に書き込む(ステッ
プ307)。なおメモリ13では、吹き付け対象面の画
像の色とモルタルの画像の色が異なるようにデータが書
き込まれる。
【0012】そして吹き付け厚が適厚かどうかが判断さ
れ(ステップ308)、適厚でない場合、吹き付け作業
中の左カメラ5a、右カメラ5で撮像される吹き付けノ
ズル3の画像とメモリ13から送られる画像とを画像合
成部17で合成する(ステップ309)。なお、作業開
始後、左カメラ5a、右カメラ5bで撮像される画像は
粉塵の影響で吹き付けノズル3の画像のみとなる。
【0013】そして操作室7内のプロジェクタで吹き付
け対象面と、吹き付けられるモルタルの画像とが異なる
色で立体視表示され、さらに吹き付けノズル3の画像も
立体視表示される(ステップ310)。オペレータは、
この立体視表示を見つつ、自分があたかも作業現場にい
るかのような状況下で吹き付け機1を遠隔操作する(ス
テップ304)。すなわち、オペレータは吹き付けノズ
ル3の位置・方向を制御したり、吹き付け機1の走行・
停止を制御する。そしてステップ308においてトンネ
ル内の全面において吹き付け厚が適厚になるまで以上の
手順を繰り返す。
【0014】このように本実施例ではオペレータが操作
室7に在席しながら、あたかも作業現場にいるような臨
場感を持ちつつ、吹き付け対象面を均一に吹き付け残し
なく、対象面形状に沿って吹き付け作業が行われる。
【0015】なお本実施例では、吹き付け作業中、吹き
付けノズル3をカメラ5a、5bで撮像して、表示する
ようにしたが、吹き付けノズル3の位置、角度等のデー
タから吹き付けノズル3の画像もコンピュータで作成す
るようにしてもよい。
【0016】また、前述した実施例では、トンネル内に
おけるモルタルの吹き付けを例にして取り上げたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、トンネル内の掘
削作業、掘孔作業、その他種々の作業に応用できるもの
である。
【0017】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、作業現場から離れた操作室にオペレータが在席
し、このオペレータがあたかも作業現場で作業している
ような臨場感を持ちつつ、このオペレータの指示により
作業現場に配置された作業機械の遠隔操作を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 吹き付け機1の斜視図
【図2】 実施例の機能ブロック図
【図3】 実施例の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
1……吹き付け機 3……吹き付けノズル 5a……左カメラ 5b……右カメラ 7……操作室 11……デジタル変換部 13……メモリ 15……吹き付け量推定部 17……画像合成部 19……立体画像表示部
フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 素久 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遠隔地から作業機械を操作する遠隔操作
    システムにおいて、 撮像を行う撮像手段と、 前記撮像手段によって撮像された対象面の画像を記憶す
    る記憶手段と、 前記作業機械の作業状況を推定して画像を生成する画像
    生成手段と、 前記記憶手段に記憶された前記対象面の画像と、前記画
    像生成手段によって生成された作業状況の画像とを合成
    して表示する表示手段と、 を具備し、 前記作業機械は、前記表示手段に表示された画像を見た
    オペレータの指示に基づいて操作されることを特徴とす
    る仮想現実感を用いた遠隔操作システム。
  2. 【請求項2】 前記表示手段は立体表示を行う請求項1
    記載の仮想現実感を用いた遠隔操作システム。
JP5132978A 1993-05-11 1993-05-11 仮想現実感を用いた遠隔操作システム Expired - Lifetime JP2642298B2 (ja)

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