JPH09193078A - Camera direction control device of remote control machine - Google Patents

Camera direction control device of remote control machine

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Publication number
JPH09193078A
JPH09193078A JP8008447A JP844796A JPH09193078A JP H09193078 A JPH09193078 A JP H09193078A JP 8008447 A JP8008447 A JP 8008447A JP 844796 A JP844796 A JP 844796A JP H09193078 A JPH09193078 A JP H09193078A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angular velocity
camera
turning
platform
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8008447A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Takada
龍二 高田
Yasuo Tanaka
康雄 田中
Yutaka Watanabe
豊 渡辺
Seiji Yamashita
誠二 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP8008447A priority Critical patent/JPH09193078A/en
Publication of JPH09193078A publication Critical patent/JPH09193078A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Manipulator (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably secure safety at turning time only by a single camera without using even an operation lever to operate a head. SOLUTION: A pan head 81 on which an angular velocity detector 19 and a camera 8 are installed, is installed on an upper turning body 12 of a hydraulic shovel 1, and a video signal of the camera 8 is transmitted to a monitor 9 of a remote place. An operator of the remote place performs remote control on the hydraulic shovel 1 through an operation side controller 4, a wireless machine 6 and a car body side controller 5. The car body side controller 5 inputs a detecting value of the angular velocity detector 19, and drives the pan head 81 by an angle according to turning angular velocity of the upper turning body 12. Therefore, the camera 8 can take a photograph by turning ahead of the turning direction as the turning angular velocity is fast, and the operator can more safely perform remote control while looking at the monitor 9.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔操縦される機
械に備えられ、遠隔操縦のために必要な所定の個所を撮
影するカメラの向きを制御する遠隔操縦機械のカメラ方
向制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera direction control device for a remote-controlled machine, which is provided in a remotely-controlled machine and controls the direction of a camera for photographing a predetermined location required for the remote control.

【0002】[0002]

【従来の技術】油圧ショベル、油圧クレーン、ブルドー
ザ等の作業機械は、通常はオペレータが搭乗して作業を
行なうが、災害地、地下等の危険な個所や、高温な環
境、粉塵が発生する環境等劣悪な環境では、オペレータ
は搭乗せず、作業機械は遠隔地点にいるオペレータによ
り無人操縦(遠隔操縦)される。この場合、オペレータ
が作業現場を目視できるときは何等の支障もないが、充
分に又は全く目視できないときは作業現場又は作業機械
に設置されたカメラの映像を見ながら遠隔操縦がなされ
る。従来、このようなカメラの使用方法としていくつか
の方法が提案されている。以下にこれらの方法を列挙す
る。
2. Description of the Related Art Working machines such as hydraulic excavators, hydraulic cranes, and bulldozers are usually operated by operators, but are used in dangerous places such as disaster areas and basements, in high-temperature environments, and in environments where dust is generated. In a poor environment, the operator does not board and the work machine is unmanned (remotely operated) by an operator at a remote location. In this case, there is no problem when the operator can see the work site, but when the operator cannot see it sufficiently or at all, remote control is performed while watching the image of the camera installed in the work site or the work machine. Conventionally, several methods have been proposed as methods of using such a camera. These methods are listed below.

【0003】(1)作業現場に複数台のカメラを設置
し、各カメラの映像をそれぞれ遠隔地のモニタに表示
し、オペレータはこれら映像を見ながら遠隔操縦を行な
う。 (2)1台のカメラを雲台に取付け、オペレータは遠隔
地から雲台を操作してカメラを必要な個所に向けてその
映像を得る。 (3)例えば特開平6−78308号公報に記載されて
いるように、走行車両に複数台のカメラを設置してお
き、操舵用操作レバーに連動して2台のカメラを切り換
え選択し、それらによる2つの画像を左右の目で見る。 (4)予め定められた所要の個所を1つのカメラで自動
追尾することにより、1つのモニタに常に所要の個所の
画像を表示する。なお、自動追尾技術は、例えば特開平
2−205494号公報等により知られている。 (5)例えば特開平6−110548号公報に記載され
ているように、走行車両に1台のカメラを雲台を介して
取付け、操舵量に所定の角度を加算した量だけカメラを
回転させてカメラを進行方向に向ける。
(1) A plurality of cameras are installed at a work site, images of each camera are displayed on a monitor at a remote place, and an operator performs remote control while watching these images. (2) One camera is attached to the platform, and the operator operates the platform from a remote location to aim the camera at a desired position and obtain an image of the camera. (3) For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-78308, a plurality of cameras are installed in a traveling vehicle, and two cameras are switched and selected by interlocking with a steering operation lever. See the two images by the left and right eyes. (4) An image of a desired location is always displayed on one monitor by automatically tracking a predetermined location with a single camera. The automatic tracking technique is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-205494. (5) For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-110548, one camera is attached to a traveling vehicle via a platform, and the camera is rotated by an amount obtained by adding a predetermined angle to the steering amount. Aim the camera in the direction of travel.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記(1)に記載の方
法は、作業現場の相当広い領域を把握することができる
が、作業機械の多様な作業に対応するには多数のカメラ
が必要であり、それに伴って通信回線、モニタも必要と
なり、コスト増を招き、かつ、複数のモニタをあれこれ
見なければならず、遠隔操縦の操作性が悪化する。上記
(2)に記載の方法は、1台のカメラ、1台のモニタで
あるので、上記(1)のコストの問題は避けることがで
きるが、作業機械の操作レバーとは別に雲台操作用の操
作レバーを操作しなければならないので、遠隔操縦の操
作性は著しく悪化する。上記(3)に記載の方法は、カ
メラの通信回線の数を減少させ、雲台操作用の操作レバ
ーも不要であり、モニタをあれこれ見る必要もなくすこ
とができるが、カメラの数が多く、かつ、カメラを切り
換えたときオペレータが見ている画像が不連続となるの
で、どの個所を見ているのか一時的に判らなくなり、遠
隔操縦の操作性が悪くなる。上記(4)に記載の方法
は、カメラもモニタも1台で済み、雲台の操作も必要が
ない。しかし、作業中に監視する必要がある個所は作業
部のみではなく、例えば旋回時には、安全確保のため、
作業部ではなく旋回方向の先方を見る必要がある。自動
追尾では、このような必要な状況に対応することができ
ない。上記(5)に記載の方法は、旋回の場合に旋回方
向の先方を見ることはできるが、見るべき先方は固定さ
れており、さらに先方を見る必要があってもこれを見る
ことができず、安全確保が充分になされないおそれがあ
る。
The method described in the above (1) can grasp a considerably large area of a work site, but a large number of cameras are required to cope with various works of a work machine. Therefore, a communication line and a monitor are also required, which leads to an increase in cost, and a plurality of monitors must be seen around, which deteriorates the operability of remote control. Since the method described in (2) above uses one camera and one monitor, the problem of cost in (1) above can be avoided, but it is for operating the platform separately from the operating lever of the working machine. Since the operation lever of must be operated, the operability of remote control deteriorates significantly. The method described in (3) above reduces the number of communication lines of the camera, does not require an operating lever for operating the platform, and eliminates the need to watch the monitor, but the number of cameras is large. In addition, since the images viewed by the operator are discontinuous when the cameras are switched, it becomes temporarily impossible to know where the operator is looking, and the operability of remote control deteriorates. The method described in (4) above requires only one camera and one monitor, and does not require operation of the pan head. However, the points that need to be monitored during work are not limited to the working part, and for example, during turning, to ensure safety,
It is necessary to look ahead of the turning direction, not the working part. Automatic tracking cannot handle such a necessary situation. In the method described in (5) above, when turning, it is possible to see the other side of the turning direction, but the other side that should be seen is fixed, and even if it is necessary to see the other side, this cannot be seen. , There is a risk that safety will not be fully ensured.

【0005】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、1台のカメラのみで、かつ、雲台操作用の
操作レバーも使用せずに、旋回時の安全を確実に確保す
ることができる遠隔操縦機械のカメラ方向制御装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art and to reliably ensure safety during turning without using only one camera and operating lever for operating the platform. (EN) Provided is a camera direction control device for a remote control machine capable of

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、旋回体と、この旋回体に取り付けられた
雲台と、この雲台に装着されたカメラとを備え、遠隔地
点に設置されたモニタで前記カメラから送信された映像
信号を受信し、前記モニタに表示された映像を見ながら
前記旋回体を遠隔操縦する遠隔操縦機械において、前記
旋回体に取り付けられ当該旋回体の回転角速度を検出す
る角速度検出器と、この角速度検出器で検出された角速
度に応じて前記旋回体の旋回方向における前記雲台の角
度又は角速度を制御する制御手段とを設けたことを特徴
とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a revolving structure, a platform mounted on the revolving structure, and a camera mounted on the platform, and a remote point. In a remote control machine that receives a video signal transmitted from the camera on a monitor installed in the remote control machine and remotely controls the revolving structure while watching the image displayed on the monitor, An angular velocity detector for detecting a rotational angular velocity, and a control means for controlling the angle or the angular velocity of the platform in the turning direction of the swinging body according to the angular velocity detected by the angular velocity detector are provided. .

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図1は本発明の実施の形態に係る
遠隔操縦油圧ショベルのカメラ方向制御装置のブロック
図である。この図で、1は油圧ショベルであり、下部走
行体11、上部旋回体12、ブーム13、アーム14、
バケット15で構成されている。13S、14S、15
Sはそれぞれブームシリンダ、アームシリンダ、バケッ
トシリンダである。16はこれら各油圧シリンダの駆動
を個々に制御する各コントロールバルブより成るコント
ロールバルブ群、17は各コントロールバルブのそれぞ
れに駆動信号を与える各比例弁より成る比例弁群を示
す。18はブーム13の回転角度を検出してこれに比例
した電気信号を出力するブーム角検出器である。アーム
の回転角度を検出するアーム角検出器およびバケットの
回転角度を検出するバケット角検出器も設けられている
がそれらの図示は省略する。19は上部旋回体12の旋
回角速度を検出する角速度検出器であり、ジャイロを用
いて構成され、検出した角速度ωに比例した電気信号を
出力する。なお、θは検出されたブーム角、アーム角、
バケット角の検出信号を表わす。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a block diagram of a camera direction control device of a remotely operated hydraulic shovel according to an embodiment of the present invention. In this figure, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator, which includes a lower traveling body 11, an upper revolving superstructure 12, a boom 13, an arm 14,
It is constituted by a bucket 15. 13S, 14S, 15
S is a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder, respectively. Reference numeral 16 denotes a control valve group composed of control valves for individually controlling the driving of the hydraulic cylinders, and reference numeral 17 denotes a proportional valve group composed of proportional valves that provide a drive signal to each control valve. A boom angle detector 18 detects the rotation angle of the boom 13 and outputs an electric signal proportional to the rotation angle. Although an arm angle detector for detecting the rotation angle of the arm and a bucket angle detector for detecting the rotation angle of the bucket are also provided, their illustration is omitted. Reference numeral 19 is an angular velocity detector for detecting the turning angular velocity of the upper revolving superstructure 12, which is constituted by using a gyro and outputs an electric signal proportional to the detected angular velocity ω. Where θ is the detected boom angle, arm angle,
It represents the detection signal of the bucket angle.

【0008】3は油圧ショベル1から離れた遠隔地に設
置された操作レバー群であり、油圧ショベル1の各油圧
シリンダ、下部走行体11を走行させる走行モータ、上
部旋回体12を旋回させる旋回モータ等の油圧アクチュ
エータを操作する。4は遠隔地に設置されコンピュータ
により構成される操作側コントローラであり、操作レバ
ー群3の各操作レバーの操作量、操作方向の信号をディ
ジタル値に変換するA/D変換器41、所要の演算制御
を行なうCPU42、CPU42の処理手順を記憶する
ROM43、演算制御の結果等を記憶するRAM44、
および通信インタフェース45で構成されている。
Reference numeral 3 denotes a group of operating levers installed at a remote place away from the hydraulic excavator 1, each hydraulic cylinder of the hydraulic excavator 1, a traveling motor for traveling the lower traveling body 11, and a revolving motor for pivoting the upper revolving superstructure 12. Etc. to operate the hydraulic actuator. Reference numeral 4 denotes an operation-side controller which is installed in a remote place and is constituted by a computer. The A / D converter 41 converts a signal of the operation amount and operation direction of each operation lever of the operation lever group 3 into a digital value. A CPU 42 for performing control; a ROM 43 for storing a processing procedure of the CPU 42; a RAM 44 for storing results of arithmetic control;
And a communication interface 45.

【0009】5は油圧ショベル1に搭載されコンピュー
タで構成される車体側コントローラであり、通信インタ
フェース51、所要の演算制御を行なうCPU52、C
PU52の処理手順を記憶するROM53、演算制御の
結果等を記憶するRAM54、D/A変換器55、57
およびA/D変換器56、58で構成されている。RO
M53には、油圧ショベル1の姿勢をA/D変換器58
を介して入力した各角度検出器の検出信号θに基づいて
計算するための姿勢計算プログラム、各操作レバーの操
作量と操作方向をこれらに応じた各比例弁の駆動信号に
変換するレバー変換テーブル等が格納されている。変換
された駆動信号はD/A変換器57を介して各比例弁に
出力される。なお、カメラ制御プログラム、雲台駆動プ
ログラム、雲台回転角テーブルについては後述する。
Reference numeral 5 denotes a vehicle body-side controller mounted on the hydraulic excavator 1 and configured by a computer, and includes a communication interface 51, a CPU 52 for performing required arithmetic control,
ROM 53 for storing the processing procedure of PU 52, RAM 54 for storing the results of operation control, etc., D / A converters 55 and 57
And A / D converters 56 and 58. RO
In M53, the attitude of the hydraulic excavator 1 is set to the A / D converter 58.
Attitude calculation program for calculating based on the detection signal θ of each angle detector input via the lever conversion table that converts the operation amount and operation direction of each operation lever into the drive signal of each proportional valve according to these Etc. are stored. The converted drive signal is output to each proportional valve via the D / A converter 57. The camera control program, camera platform drive program, and camera platform rotation angle table will be described later.

【0010】6は操作側コントローラ4と車体側コント
ローラ5との間の信号の授受を無線で行なうための無線
機である。8は油圧ショベル1の上部旋回体12に雲台
81を介して取り付けられたカメラである。雲台81は
図示しないが2つのモータおよびこれら各モータの回転
角度を検出する各エンコーダで構成され、一方のモータ
を駆動することによりカメラ8を垂直方向(紙面と平行
な面内)に傾け、他方のモータを駆動することによりカ
メラ8を水平方向(紙面に垂直な面内)に回転させるこ
とができる。9は遠隔地に設けられカメラ8で撮影した
映像を表示するモニタ、10はカメラ8の映像信号を無
線で送受信する無線機である。
Reference numeral 6 denotes a wireless device for wirelessly transmitting and receiving signals between the operation-side controller 4 and the vehicle-side controller 5. Reference numeral 8 denotes a camera mounted on the upper swing body 12 of the excavator 1 via a camera platform 81. The camera platform 81 includes two motors (not shown) and encoders for detecting the rotation angles of these motors. By driving one of the motors, the camera 8 is tilted in the vertical direction (in a plane parallel to the paper). By driving the other motor, the camera 8 can be rotated in the horizontal direction (in a plane perpendicular to the paper). Reference numeral 9 denotes a monitor which is provided at a remote place and displays an image captured by the camera 8, and 10 denotes a wireless device which wirelessly transmits and receives the video signal of the camera 8.

【0011】ここで、車体側コントローラ5のROM5
3に格納されているカメラ制御プログラムはカメラ8の
姿勢を制御するためのプログラム、雲台制御プログラム
は、雲台81のエンコーダからの信号をA/D変換器5
6を介して入力し、カメラ制御プログラムに従ったカメ
ラ姿勢となるようにD/A変換器55を介して雲台81
のモータに駆動信号を与えるためのプログラム、雲台回
転角テーブルは、後述する上部旋回体の角速度と雲台回
転角との関係を格納するテーブルである。
The ROM 5 of the vehicle-side controller 5
The camera control program stored in the camera 3 is a program for controlling the attitude of the camera 8, and the camera platform control program is configured to convert a signal from an encoder of the camera platform 81 into an A / D converter 5.
6 via the D / A converter 55 so that the camera posture is in accordance with the camera control program.
The pan head rotation angle table, which is a program for giving a drive signal to the motor, is a table that stores the relationship between the angular velocity of the upper swing body and the pan head rotation angle, which will be described later.

【0012】図2は油圧ショベル1の平面図である。こ
の図で、図1に示す部分と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。Fはカメラ8の視野角、Aは上部旋
回体12の旋回方向、B1 は上部旋回体12が停止して
いるときのカメラ8の方向を示す。カメラ8が方向B1
を向いているときには、作業部であるバケットがカメラ
8の視野のほぼ中心に位置するようになっている。B2
は上部旋回体12の旋回中、口述するように雲台81が
駆動されたときのカメラ8の方向を示し、ψは方向B1
と方向B2 とのなす角を示す。本実施の形態において
は、上部旋回体12が旋回するとき、カメラ8は旋回角
速度に応じた方向B2 (旋回方向Aの先方)に自動的に
向けられる。
FIG. 2 is a plan view of the hydraulic excavator 1. In this figure, the same parts as those shown in FIG. F is the viewing angle of the camera 8, A is the turning direction of the upper swing body 12, and B 1 is the direction of the camera 8 when the upper swing body 12 is stopped. Camera 8 is in direction B 1
The bucket, which is the working unit, is positioned substantially at the center of the visual field of the camera 8 when facing the camera. B 2
Indicates the direction of the camera 8 when the camera platform 81 is driven as described while the upper swing body 12 is swinging, and ψ is the direction B 1
The angle between the direction and the direction B 2 is shown. In the present embodiment, when the upper swing body 12 turns, the camera 8 is automatically oriented in the direction B 2 (the direction ahead of the turning direction A) according to the turning angular velocity.

【0013】次に、本実施の形態の動作を、図3、図
4、および図5を参照して説明する。図3は上部旋回体
角速度と雲台回転角の関係を示す図であり、横軸に上部
旋回体角速度、縦軸に雲台回転角がとってある。図示の
ように、本実施の形態では、上部旋回体12の角速度が
ω0 〜−ω0 の範囲は不感帯とされ、この範囲では雲台
81は回転しない。又、角速度がω1 (−ω1 )を超え
る値であると、雲台回転角は角度ψ1 (−ψ1 )一定と
される。そして、角速度がω0 (−ω0 )〜ω1(−ω1
)の範囲では雲台回転角は角速度に比例して増減す
る。このような上部旋回体角速度と雲台回転角の関係
は、車体側コントローラ5のROM53の雲台回転角テ
ーブルに格納されている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 5. FIG. 3 is a view showing the relationship between the angular velocity of the upper swing body and the rotation angle of the platform, in which the horizontal axis represents the upper swing angular velocity and the vertical axis represents the platform rotation angle. As shown in the figure, in the present embodiment, the range in which the angular velocity of the upper swing body 12 is ω 0 to −ω 0 is a dead zone, and the platform 81 does not rotate in this range. When the angular velocity is a value exceeding ω 1 (−ω 1 ), the platform rotation angle is constant at the angle ψ 1 (−ψ 1 ). Then, the angular velocity is ω 0 (−ω 0 ) to ω 1 (−ω 1
In the range of), the platform rotation angle increases or decreases in proportion to the angular velocity. Such a relationship between the angular velocity of the upper swing body and the pan / tilt head rotation angle is stored in the pan / tilt head rotation angle table of the ROM 53 of the vehicle body side controller 5.

【0014】上記図3に示す上部旋回体角速度と雲台回
転角の関係を実際の上部旋回体12の駆動に関連させて
さらに図4により説明する。図4の(a)は上部旋回体
角速度の変化を示す図、図4の(b)は雲台回転角の変
化を示す図、図4の(c)はモニタ9の表示画面を示す
図である。上部旋回体12が旋回を開始し、その角速度
が、図4の(a)に示すようにω0 未満の間では、図4
の(b)に示すように雲台回転角ψは0であり、図4の
(c)に示すように、バケット15の映像15Eはモニ
タ9の中心位置Cに表示されている。このように、上部
旋回体12の角速度が小さい間はカメラ8を停止させて
おくことにより、微操作時にカメラの視野が細かく動い
て(モニタ9の表示画像が細かく動いて)オペレータの
目障りになるのを防止し、かつ、微動作による雲台81
の無駄な回転をなくすことができる。
The relationship between the angular velocity of the upper swing body and the rotation angle of the pan head shown in FIG. 3 will be further described with reference to FIG. 4 in connection with the actual driving of the upper swing body 12. 4A is a diagram showing a change in the angular velocity of the upper swing body, FIG. 4B is a diagram showing a change in the platform rotation angle, and FIG. 4C is a diagram showing a display screen of the monitor 9. is there. When the upper swing body 12 starts to swing and its angular velocity is less than ω 0 as shown in FIG.
4B, the pan head rotation angle ψ is 0, and as shown in FIG. 4C, the image 15E of the bucket 15 is displayed at the center position C of the monitor 9. As described above, by stopping the camera 8 while the angular velocity of the upper swing body 12 is small, the field of view of the camera moves finely (the image displayed on the monitor 9 moves finely) during the fine operation, which is an obstacle to the operator. To prevent the movement of the head 81
It is possible to eliminate the useless rotation of.

【0015】時刻t1 に至って上部旋回体12の角速度
がω0 に達すると、雲台81は回転し、上部旋回体12
の角速度が大きくなるに従って雲台回転角ψも増大して
ゆく。これにより、カメラ8は上部旋回体12の旋回速
度に比例した分だけ旋回方向のより先方に向けられ、オ
ペレータは旋回方向の安全を余裕をもって確認すること
ができ、障害物が存在する場合でも、これを逸早く発見
することができ、直ちに旋回停止の処置を採ることがで
きる。
When the angular velocity of the upper swing body 12 reaches ω 0 at time t 1 , the platform 81 rotates and the upper swing body 12 is rotated.
The head rotation angle ψ also increases as the angular velocity of increases. As a result, the camera 8 is directed further ahead in the turning direction by an amount proportional to the turning speed of the upper swing body 12, and the operator can confirm the safety in the turning direction with a margin, and even when an obstacle exists, This can be discovered very quickly, and the turning stop can be immediately taken.

【0016】時刻t2 に至って角速度がω1 に達すると
雲台回転角は最大値ψ1 となり、それ以後、図4の
(a)に示すように上部旋回体12の角速度がω1 を超
えても雲台回転角は最大値ψ1 のままである。この状態
は、図2に示すようにカメラ8が旋回方向先方を向いて
いる状態であるので、図4の(c)に示すように、モニ
タ9における表示画像はバケット15の映像15Eがモ
ニタ9の画面の左端に位置することとなる。換言する
と、雲台回転角ψ1 は、バケット15の映像15Eがモ
ニタ9の端部に位置する角度に選定される。これによ
り、旋回中にバケット映像15Eがモニタから消えるこ
とはなく、オペレータはバケット15との関連において
確実に旋回先方の状態を把握することができる。
When the angular velocity reaches ω 1 at time t 2 , the pan head rotation angle reaches the maximum value ψ 1 , and thereafter, as shown in FIG. 4A, the angular velocity of the upper swing body 12 exceeds ω 1 . However, the pan head rotation angle remains at the maximum value ψ 1 . In this state, as shown in FIG. 2, the camera 8 is facing forward in the turning direction. Therefore, as shown in (c) of FIG. Will be located on the left edge of the screen. In other words, the platform rotation angle ψ 1 is selected as the angle at which the image 15E of the bucket 15 is located at the end of the monitor 9. As a result, the bucket image 15E does not disappear from the monitor during turning, and the operator can reliably grasp the state of the turning destination in relation to the bucket 15.

【0017】時刻t3 に至って上部旋回体12の角速度
がω1 以下に低下すると、雲台回転角ψも図4の(b)
に示すように当該角速度に比例して変化してゆき、時刻
3に至って上部旋回体12の角速度がω1 未満になる
と雲台回転角は0となり、モニタ9におけるバケット映
像15Eは、図4の(c)に示すように中心位置Cに戻
る。
When the angular velocity of the upper swing body 12 decreases to ω 1 or less at time t 3 , the platform rotation angle ψ is also shown in FIG. 4 (b).
As shown in FIG. 4, when the angular velocity of the upper swing body 12 becomes less than ω 1 at time t 3 , the platform rotation angle becomes 0, and the bucket image 15E on the monitor 9 is shown in FIG. Return to the center position C as shown in (c).

【0018】次に、上記の動作を行なうための車体側コ
ントローラ5の処理を、図5に示すフローチャートを参
照して説明する。まず、CPU52は角速度検出器19
の検出信号(旋回角速度)ωをA/D変換器58を介し
て取り込み(図5に示す手順S1 )、取り込んだ旋回角
速度ωが前回取り込んだ旋回角速度と同じか否か判断す
る(手順S2 )。同じであると判断した場合には処理を
手順S1 へ戻し、異なると判断した場合には、そのとき
取り込んだ旋回角速度に対応する雲台回転角ψをROM
53の雲台回転角テーブルから読みだし(手順S3 )、
雲台81のモータにD/A変換器55を介して駆動指令
を出力し(手順S4 )、その回転の結果であるエンコー
ダの値をA/D変換器56を介して取り込み(手順S
5 )、エンコーダの値がさきに読みだした雲台回転角ψ
に達したか否かを判断し(手順S6)、達していなけれ
ば手順S4 〜手順S6 の処理を繰り返す。この処理によ
り、雲台回転角が読みだした角度ψに達すると、CPU
52は雲台81のモータを停止させ(手順S7 )、処理
を手順S1 に戻し、再び同様の処理を繰り返す。
Next, the processing of the vehicle body side controller 5 for performing the above operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. First, the CPU 52 uses the angular velocity detector 19
Detection signal (turning angular velocity) ω through the A / D converter 58 (step S 1 shown in FIG. 5), and it is determined whether the loaded turning angular velocity ω is the same as the previously loaded turning angular velocity (step S). 2 ). When it is determined that they are the same, the process returns to step S 1 , and when it is determined that they are different, the pan head rotation angle ψ corresponding to the turning angular velocity fetched at that time is stored in the ROM.
Read from the 53 camera rotation angle table of (Step S 3),
A drive command is output to the motor of the platform 81 via the D / A converter 55 (step S 4 ), and the encoder value resulting from the rotation is fetched via the A / D converter 56 (step S 4 ).
5 ), the pan head rotation angle ψ that the encoder value read out earlier
Determines whether reached (Step S 6), repeats the processing of steps S 4 ~ Step S 6 if not reached. By this processing, when the pan head rotation angle reaches the read angle ψ, the CPU
52 motor is stopped (Step S 7) of the pan head 81, the process returns to step S 1, the same process is repeated again.

【0019】上部旋回体12の速度が上昇してゆき、旋
回角速度がω1 を超えると、さきに述べたように、手順
3 において読みだされる雲台回転角はψ1 一定とな
り、雲台81が当該角度ψ1 に達すると雲台81は停止
され、その状態が維持される。上部旋回体12が減速し
てゆき、旋回角速度がω1 以下になると手順S3 におい
て読みだされる雲台回転角は旋回角速度に応じた値とな
り、旋回角速度がω0 まで減速されると手順S3 におい
て読みだされる雲台回転角は0となり、雲台81は初期
の位置に戻り、この状態で手順S1 、S2 の処理が繰り
返される。なお、旋回角速度が一定である期間は雲台回
転角の変更はないので、手順S5 以下の処理は不要とな
り、手順S1 、S2 の処理が繰り返されることとなる。
When the speed of the upper revolving superstructure 12 increases and the turning angular velocity exceeds ω 1, as described above, the pan head rotation angle read in step S 3 becomes ψ 1 constant, and the cloud When the platform 81 reaches the angle φ 1 , the platform 81 is stopped and the state is maintained. When the upper swing body 12 decelerates and the turning angular velocity becomes ω 1 or less, the platform rotation angle read in step S 3 becomes a value according to the turning angular velocity, and when the turning angular velocity is decelerated to ω 0 , the procedure is performed. The pan / tilt head rotation angle read out in S 3 becomes 0, the pan / tilt head 81 returns to the initial position, and the processes of steps S 1 and S 2 are repeated in this state. Since the platform rotation angle is not changed during the period in which the turning angular velocity is constant, the processes in and after step S 5 are unnecessary, and the processes in steps S 1 and S 2 are repeated.

【0020】このように、本実施の形態では、上部旋回
体12の旋回角速度に応じて旋回方向先方に対する雲台
回転角を定めるようにしたので、旋回角速度が大きけれ
ばカメラ8はより先方に向けられ、逸早く旋回方向先方
に存在する障害物を発見することができ、確実に衝突事
故を避けることができ、安全を確保することができる。
又、旋回角速度がω0 未満である場合、雲台81を停止
させておくようにしたので、微操作時にカメラの視野が
細かく動いてオペレータの目障りになるのを防止し、操
作を容易にするとともに、微動作による雲台81の無駄
な回転を防止することができる。さらに、旋回角速度が
ω1 を超えたとき雲台回転角を一定の値ψ1 に保持する
ようにしたので、旋回中にバケット映像15Eがモニタ
から消えることはなく、オペレータはバケット15との
関連において確実に旋回先方の状態を把握することがで
きる。
As described above, in this embodiment, the pan head rotation angle with respect to the forward direction of the turning direction is determined according to the turning angular velocity of the upper-part turning body 12. Therefore, if the turning angular velocity is large, the camera 8 is directed further forward. As a result, an obstacle existing ahead of the turning direction can be swiftly found, a collision accident can be reliably avoided, and safety can be ensured.
Further, when the turning angular velocity is less than ω 0 , the pan head 81 is stopped, so that it is possible to prevent the field of view of the camera from moving finely during the fine operation to hinder the operator's eyes and to facilitate the operation. At the same time, it is possible to prevent unnecessary rotation of the platform 81 due to the fine movement. Furthermore, when the turning angular velocity exceeds ω 1 , the pan head rotation angle is kept at a constant value ψ 1 , so that the bucket image 15E does not disappear from the monitor during turning, and the operator does not associate with the bucket 15. In, it is possible to surely grasp the state of the turning destination.

【0021】なお、上記実施の形態の説明では、旋回角
速度に対して雲台回転角を定めるようにしたが、これに
限ることはなく、旋回角速度に対して雲台角速度を定め
ることもできる。この場合の上部旋回体の旋回角速度と
雲台角速度との関係を図6に示す。この図で、横軸に旋
回角速度、縦軸に雲台角速度がとってある。図から明ら
かなように、上記実施の形態と同様、小さい旋回角速度
に対しては雲台角速度に不感帯が設定され、大きな旋回
角速度に対しては雲台角速度に上限値が設定されてい
る。旋回角速度と雲台角速度との上記関係は上記実施の
形態における場合と同様、ROMに格納される。
In the above description of the embodiment, the pan head rotation angle is determined with respect to the turning angular velocity, but the present invention is not limited to this, and the pan head angular velocity may be determined with respect to the turning angular velocity. FIG. 6 shows the relationship between the turning angular velocity of the upper-part turning body and the platform angular velocity in this case. In this figure, the horizontal axis represents the turning angular velocity and the vertical axis represents the platform angular velocity. As is clear from the figure, as in the above-described embodiment, the dead zone is set for the pan head angular velocity for a small turning angular velocity, and the upper limit is set for the pan head angular velocity for a large turning angular velocity. The above relationship between the turning angular velocity and the platform angular velocity is stored in the ROM as in the case of the above embodiment.

【0022】なお又、上記実施の形態の説明では、旋回
角速度と雲台回転角(雲台角速度)との関係が図3(図
6)に示す関係にある例について説明したが、これに限
ることはなく、他の適宜な関係に設定することができ、
又は設定した関係を変更することができる。又、メモリ
としてRAM又はEEPROMを用いてもよい。
In the description of the above embodiment, an example in which the relationship between the turning angular velocity and the pan head rotation angle (pan head angular speed) has the relationship shown in FIG. 3 (FIG. 6) has been described, but the present invention is not limited to this. And can be set to any other appropriate relationship,
Alternatively, the set relationship can be changed. Alternatively, RAM or EEPROM may be used as the memory.

【0023】さらに、上記実施の形態の説明では、油圧
ショベルの上部旋回体を例示して説明したが、他の作業
機械にも適用できるのは明らかであり、かつ、さきに述
べた特開平6−110548号公報に記載のような遠隔
操縦される車両にも適用することができる。このよう
に、車両に適用する場合には、車体(旋回体)に角速度
検出器を取付ければよい。車両を曲折させる場合、車両
の速度に応じて車体の旋回角速度も変化するので、車両
の速度が早いとき、これに応じて曲折方向のより先方を
見ることができ、安全を確保することができ、さらに、
低速および高速の場合も上記実施の形態と同じ効果を奏
する。
Further, in the above description of the embodiment, the upper revolving structure of the hydraulic excavator has been described as an example, but it is obvious that it can also be applied to other working machines, and the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open Publication No. HEI 6 was used. It can also be applied to a vehicle that is remotely controlled as described in Japanese Patent Laid-Open No. 110548. Thus, when applied to a vehicle, the angular velocity detector may be attached to the vehicle body (turning body). When turning a vehicle, the turning angular velocity of the vehicle body also changes according to the speed of the vehicle, so when the speed of the vehicle is high, it is possible to see ahead of the bending direction accordingly, and it is possible to ensure safety. ,further,
The same effect as in the above-described embodiment can be obtained at low speed and high speed.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、旋回体
に取り付けられた角速度検出器の検出値に応じて旋回方
向の雲台の角度又は角速度を制御するようにしたので、
旋回角速度が大きければより早く旋回方向先方に存在す
る障害物を発見することができ、確実に衝突事故を避け
ることができ、安全を確保することができる。
As described above, according to the present invention, the angle or angular velocity of the platform in the turning direction is controlled according to the detection value of the angular velocity detector attached to the revolving structure.
If the turning angular velocity is high, an obstacle existing ahead of the turning direction can be found earlier, a collision accident can be surely avoided, and safety can be secured.

【0025】又、旋回角速度が小さいとき雲台を停止さ
せておくようにすれば、微操作時にカメラの視野が細か
く動いてオペレータの目障りになるのを防止し、操作を
容易にするとともに、微動作による雲台の無駄な回転を
なくすことができる。
Further, if the platform is stopped when the turning angular velocity is small, it is possible to prevent the field of view of the camera from moving finely during the fine operation to obstruct the operator's eyes, and to facilitate the operation. It is possible to eliminate unnecessary rotation of the platform due to the operation.

【0026】さらに、旋回角速度が所定値を超えたとき
雲台回転角を一定値に保持するようにすれば、旋回中に
遠隔操縦の対象物の映像がモニタから消えることはな
く、オペレータは当該対象物との関連において確実に旋
回先方の状態を把握することができる。
Further, if the pan head rotation angle is kept at a constant value when the turning angular velocity exceeds a predetermined value, the image of the remote controlled object does not disappear from the monitor during turning, and the operator is concerned. It is possible to surely grasp the state of the turning destination in relation to the object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る遠隔操縦油圧ショベ
ルのカメラ方向制御装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a camera direction control device of a remotely operated hydraulic shovel according to an embodiment of the present invention.

【図2】油圧ショベルの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a hydraulic excavator.

【図3】上部旋回体角速度と雲台回転角の関係を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an upper revolving structure angular velocity and a platform rotation angle.

【図4】上部旋回体角速度と雲台回転角の関係を実際の
上部旋回体の駆動に関連させて説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the angular velocity of the upper swing body and the rotation angle of the platform in relation to actual driving of the upper swing body.

【図5】図1に示す装置の動作を説明するフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the apparatus shown in FIG.

【図6】上部旋回体角速度と雲台角速度の関係を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an upper revolving structure angular velocity and a platform angular velocity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 油圧ショベル 4 操作側コントローラ 5 車体側コントローラ 8 カメラ 9 モニタ 12 上部旋回体 19 角速度検出器 81 雲台 1 hydraulic excavator 4 operation side controller 5 vehicle body side controller 8 camera 9 monitor 12 upper swing body 19 angular velocity detector 81 pan head

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 誠二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Seiji Yamashita 650, Kazunachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura factory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 旋回体と、この旋回体に取り付けられた
雲台と、この雲台に装着されたカメラとを備え、遠隔地
点に設置されたモニタで前記カメラから送信された映像
信号を受信し、前記モニタに表示された映像を見ながら
前記旋回体を遠隔操縦する遠隔操縦機械において、前記
旋回体に取り付けられ当該旋回体の回転角速度を検出す
る角速度検出器と、この角速度検出器で検出された角速
度に応じて前記旋回体の旋回方向における前記雲台の角
度又は角速度を制御する制御手段とを設けたことを特徴
とする遠隔操縦機械のカメラ方向制御装置。
1. A revolving structure, a platform mounted on the revolving platform, and a camera mounted on the platform, and a monitor installed at a remote location receives a video signal transmitted from the camera. Then, in a remote control machine for remotely controlling the revolving superstructure while watching the image displayed on the monitor, an angular velocity detector attached to the revolving superstructure for detecting the rotational angular velocity of the revolving superstructure, and the angular velocity detector detects the angular velocity. And a control means for controlling the angle or the angular velocity of the platform in the turning direction of the swinging body according to the determined angular velocity.
【請求項2】 請求項1において、前記旋回体は、作業
機械の旋回体であることを特徴とする遠隔操縦機械のカ
メラ方向制御装置。
2. The camera direction control device for a remote control machine according to claim 1, wherein the revolving structure is a revolving structure for a working machine.
【請求項3】 請求項1において、前記旋回体は、走行
車両の車体であることを特徴とする遠隔操縦機械のカメ
ラ方向制御装置。
3. The camera direction control device according to claim 1, wherein the revolving structure is a vehicle body of a traveling vehicle.
【請求項4】 請求項1において、前記制御手段は、前
記角速度検出器で検出された角速度の絶対値が所定の値
未満のとき前記雲台を停止状態にしておくことを特徴と
する遠隔操縦機械のカメラ方向制御装置。
4. The remote control according to claim 1, wherein the control means holds the platform in a stopped state when the absolute value of the angular velocity detected by the angular velocity detector is less than a predetermined value. Machine camera direction control device.
【請求項5】 請求項1において、前記制御手段は、前
記角速度検出器で検出された角速度の絶対値が所定の値
以上であるとき前記雲台を一定の角度に保持し、又は一
定の角速度で駆動することを特徴とする遠隔操縦機械の
カメラ方向制御装置。
5. The control device according to claim 1, wherein the control means holds the platform at a constant angle when the absolute value of the angular velocity detected by the angular velocity detector is a predetermined value or more, or the constant angular velocity. A camera direction control device for a remote-controlled machine, characterized by being driven by.
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