JPH07288753A - 遠隔操縦システムにおける映像伝達装置の姿勢保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建設重機に搭載された送信用映像伝達装置を
建設重機の姿勢変更速度に合わせて常時受信用映像伝達
装置側に正対すべく変位制御できるようにした遠隔操縦
システムにおける映像伝達装置の姿勢保持装置を提供す
ること。 【構成】 遠隔操縦用のパワーショベル１に搭載された
送信用自動追尾装置１０と、自動追尾装置１０と正対し
て遠隔位置に固定配置された受信用自動追尾装置１１を
備え、各自動追尾装置１０，１１を介して前記パワーシ
ョベル１に搭載されたテレビカメラ８から送られた画像
信号を操縦室２内に配置されたモニタテレビ１２でモニ
タするようにした遠隔操縦システムにおいて、パワーシ
ョベル１の機体４の旋回速度及び旋回方向を検出するた
めのエンコーダ１８と、エンコーダ１８の検出結果に基
づき前記送信用映像伝達装置を支持する基台を回動させ
るモータ１７を前記旋回速度と等速、かつ逆方向に回動
させるためのコントロ―ラ１９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設重機に搭載された
送信用映像伝達装置を、建設重機の姿勢変更に関わら
ず、常時受信用映像伝達装置側に正対させるようにした
遠隔操縦システムにおける映像伝達装置の姿勢保持装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】危険な作業条件、有毒ガスあるいは放射
線雰囲気などの人体に有害な作業環境、あるいは高温雰
囲気などの人が接することが困難な環境条件において例
えばブルドーザ、油圧パワーショベル、ダンプトラッ
ク、クレーン等の建設重機を導入する場合、一般にはオ
ペレータの安全を確保するためにこれらの建設重機をラ
ジオコントロールなどにより遠隔操縦することが行なわ
れる。

【０００３】しかしながら、この建設重機を遠隔操縦す
る上で、操縦位置と作業位置との距離が離れていたり、
作業位置が重機の陰に隠れる場合には、作業現場におけ
る土や岩石の状態や積み込み状態等の作業状況が良く分
からず、作業能率が悪い。

【０００４】このような場合に対処して建設重機側にテ
レビカメラを搭載し、これに映された画像情報を無線シ
ステムを通じて遠隔操作側に設けたモニタテレビに受信
させれることが考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実際には無
線局の免許の必要のない映像伝送できる無線周波数は、
５０ＧＨｚと指向性が極端に強い超短波周数帯域の電波
であるため、パラボラアンテナのような指向性の強いア
ンテナしか使用できず、しかも常時両アンテナは正対し
ていなければ映像を鮮明に受像することはできない。

【０００６】なお、このような場合のために自動追尾装
置がある。このものは固定側，移動側から放射される光
ビームを互いに受光し、その光軸中心からのずれ量を検
出し、そのずれ量に応じてＸ，Ｙ軸サーボモータを駆動
して光軸中心に指向させるための装置である。

【０００７】しかしながら、既存の追尾装置の最大追尾
速度は２ｒｐｍである一方、例えばパワーショベルなど
の旋回速度は４〜１０ｒｐｍと高く、しかも、作業の必
要上から旋回速度を可変させたり、頻繁に左右に旋回さ
せるために、旋回操作を始めた時点から、ある時間帯ま
では追尾装置上に搭載されたアンテナなどからなる送信
用映像伝達装置の方向が変化し、受信用映像伝達装置に
正対するまでは受像できなくなるとともに、旋回を頻繁
に行なうことによる時間遅れがあるため、全く受像でき
なくなり、したがってこの追尾装置だけでは実用に供す
ることはできなかった。

【０００８】本発明は以上の問題を解決するものであっ
て、建設重機に搭載された送信用映像伝達装置を建設重
機の姿勢の変更速度に合わせて常時受信用映像伝達装置
側に正対すべく変位制御できるようにした遠隔操縦シス
テムにおける映像伝達装置の姿勢保持装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、遠隔操縦用の建設重機に搭載された送
信用映像伝達装置と、該映像伝達装置と正対して遠隔位
置に固定配置された受信用映像伝達装置を備え、該各映
像伝達装置を介して前記建設重機側から送られた画像信
号を遠隔操縦位置でモニタするようにした遠隔操縦シス
テムにおいて、前記建設重機の姿勢の変位を検出するた
めの検出手段と、該検出手段の検出結果に基づき前記送
信用映像伝達装置を支持する基台を前記検出された変位
と逆方向に変位させるための駆動手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１０】

【作用】以上の構成による遠隔操縦システムにおける映
像伝達装置の姿勢保持装置にあっては、例えば検出手段
からの信号をフィードバック入力して、駆動手段が検出
された変位と逆方向に基台を変位駆動することによっ
て、建設重機の変位とほぼ同時に逆側に映像伝達装置を
指向させることにより、前記送信用映像伝達装置を前記
受信用映像伝達装置に対し正対させる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を詳細に説明す
る。

【００１２】図１はこの発明を建設重機の一例としての
遠隔操作用パワーショベルに適用した場合のシステムの
全体構成を示す説明図、図２は同システムにおける姿勢
保持装置の回路ブロック図である。

【００１３】図１において、この発明による無線操縦シ
ステムは、掘削現場において遠隔操縦されるパワーショ
ベル１と、遠隔位置にある操縦室２とから概略構成され
ている。

【００１４】パワーショベル１は、キャタピラ３上に旋
回可能に配置された機体４と、機体４の先端部に屈伸す
るアーム５を介して取付けられたショベル６とを備えて
いる。

【００１５】パワーショベル１の各駆動部は操縦室２に
設けた遠隔操縦装置７によって駆動されるもので、キャ
タピラ３の前行進，旋回運動、機体４の旋回運動及びシ
ョベル６による掘削動作は前記操縦装置７を操作するオ
ペレータの操作により行なわれる。

【００１６】すなわち、一般の無線操縦方式と同様に、
オペレータのスティック操作により操縦装置７に接続し
た図示しない無線送信機及びパワーショベル１側に設け
た無線受信機を通じて各駆動部の制御用サーボモータを
駆動し、操作に応じた比例制御が行なわれる。

【００１７】そして、機体４の先端には、前記ショベル
６による掘削作業箇所を映すテレビカメラ８が設けら
れ、このカメラ８によって撮像された映像信号は機体４
の後部側に搭載された送信用映像伝達装置としての送信
用自動追尾装置１０を通じて操縦室２の近房に固定配置
された受信用映像伝達装置としての受信用自動追尾装置
１１で受信され、操縦室２内の遠隔操縦装置７上に設置
されたモニタテレビ１２に受像される。

【００１８】以上により操縦室２内にいるオペレータは
いながらにして掘削現場と同様の作業形態でパワーショ
ベル１の操縦を行なうことができる。

【００１９】送信用自動追尾装置１０は機体４の上部に
回動可能に設けた基台１４上の中心に固定され、また受
信用自動追尾装置１１はパワーショベル１が見渡せる固
定位置にセットされたもので、前述のように固定側，移
動側から放射される光ビームを互いに受光し、その光軸
中心からのずれ量を検出し、そのずれ量に応じてＸ，Ｙ
軸サーボモータを駆動して光軸中心に指向させた自動追
尾のための微調整用装置として機能させるほかに、距離
測定機能及び光通信機能における送受信用のアンテナを
兼用し、その送受信面を例えばジンバルサポート方式に
よって互いに正対状態に保持するようになっている。ま
た、かかる送信用自動追尾装置１０及び受信用自動追尾
装置１１は、パラボナアンテナのような指向性のある伝
送装置を、送受信装置１０，１１の両方に相対して取り
付けたものであってもよい。

【００２０】そして、前記基台１４は、追尾速度補償用
回転台として機能するもので、前記機体４の旋回速度及
び旋回方向に比例して常時その旋回方向とは逆側に回動
することにより、自動追尾装置１０を受信側自動追尾装
置１１側に正対させる。

【００２１】すなわち図２において、基台１４の回転軸
１４ａはハウジング１５に軸受され、ハウジング１５内
において前記回転軸１４ａはこれに軸結されたギヤ１６
に歯合するピニオン１７ａを介して駆動モータ１７に連
繋している。

【００２２】一方、前記機体４の旋回中心軸あるいは旋
回用モータにはこれの旋回方向及び旋回速度を検出する
ためのエンコーダ１８が設けられ、このエンコーダ１８
の検出値は駆動制御用のコントロ―ラ１９に入力され
る。コントロ―ラ１９はバッテリ２０を電源とし、前記
エンコーダ１８からの検出値をフィードバック入力とし
てこれに比例した速度及び方向に前記駆動モータ１７の
駆動制御を行なうもので、コントロ―ラ１９からの出力
はＤＣ／ＡＣコンバータ２１を通じて駆動モータ１７に
与えられ、これの回転により、前記基台１４は前記機体
４の旋回方向と逆方向かつ略等速度で所定の角度回動す
る。

【００２３】なお、回動角度は基台１４の機体４に対す
る取付位置が、機体４の旋回中心である場合は機体４の
旋回角度とは丁度逆向きで同じ回動角度となる。

【００２４】この場合を除き、制御角度は機体４の取り
付け位置と両追尾装置１０，１１間の離間距離に応じて
異なるが、これに応じてコントロ―ラ１９の出力を常時
自動追尾装置１０を受信側自動追尾装置１１側に正対さ
せるべく可変設定すればよく、いずにおいても以上の機
構を付加することにより機体４の旋回動作に関わらず追
尾装置１０は追尾装置１１側を瞬時に指向し、画像デー
タを両装置を通じてモニタテレビ１２側に取り入れる。

【００２５】また回動時点では受信用追尾装置１１側で
は送信用追尾装置１０側に正対していなくても、追尾装
置１０の対面によって受信可能な状態となり、さらに自
己の自動追尾機能によって所定の時間遅れで完全に正対
することになる。

【００２６】なお、前記実施例では検出手段として機体
４の旋回をエンコーダ１８によって検出したが、例えば
建設重機の傾斜角度変化などは傾斜計などの制御用検出
手段を用いて検出することも可能である。

【００２７】さらにこの実施例ではこの発明をパワーシ
ョベルに適用した場合について説明したが、ブルドー
ザ、ダンプトラック、クレーン等のその他の建設重機に
も適用可能であることは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
にこの発明にかかる遠隔操縦システムにおける映像伝達
装置の姿勢保持装置にあっては、遠隔操縦用の建設重機
に搭載された送信用映像伝達装置と、該映像伝達装置と
正対して遠隔位置に固定配置された受信用映像伝達装置
を備え、該各映像伝達装置を介して前記建設重機側から
送られた画像信号を遠隔操縦位置でモニタするようにし
た遠隔操縦システムにおいて、前記建設重機の姿勢の変
位を検出するための検出手段と、該検出手段の検出結果
に基づき前記送信用映像伝達装置を支持する基台を前記
検出された変位と逆方向に変位させるための駆動手段と
を備えたものである。

【００２９】したがって本発明にあっては、検出手段か
らの信号をフィードバック入力して、駆動手段が検出さ
れた変位と逆方向に基台を変位駆動することによって、
建設重機の変位とほぼ同時に逆側に送信用映像伝達装置
を指向させて前記送信用映像伝達装置を前記受信用映像
伝達装置に対し正対させるため、超短波周波数帯域で画
像を送る場合における車両側の変位に応じた画像の乱れ
や映りの悪さが解消でき、遠隔位置における画像を常時
鮮明に見ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を遠隔操作用パワーショベルに適用し
た場合のシステムの全体構成を示す説明図である。

【図２】同システムにおける姿勢保持装置の回路ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ パワーショベル ２ 遠隔操縦室 ３ キャタピラ ４ 機体 ５ アーム ６ ショベル ７ 遠隔操縦装置 ８ テレビカメラ １０ 送信用自動追尾装置（送信用映像伝達装置） １１ 受信用自動追尾装置（受信用映像伝達装置） １２ モニタテレビ １４ 基台 １７ 駆動モータ １８ エンコーダ（検出手段） １９ コントロ―ラ（駆動制御手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｑ 3/02 // Ｇ０５Ｄ 1/00 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遠隔操縦用の建設重機に搭載された送信
   用映像伝達装置と、該送信用映像伝達装置と正対して遠
   隔位置に固定配置された受信用映像伝達装置を備え、該
   各映像伝達装置を介して前記建設重機側から送られた画
   像信号を遠隔操縦位置でモニタするようにした遠隔操縦
   システムにおいて：前記建設重機の姿勢の変位を検出す
   るための検出手段と、該検出手段の検出結果に基づき前
   記送信用映像伝達装置を支持する基台を前記検出された
   変位と逆方向に変位させるための駆動手段とを備えたこ
   とを特徴とする遠隔操縦システムにおける映像伝達装置
   の姿勢制御装置。