JPH09233564A - 遠隔操縦用アンテナ制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動局および基地局間に中継基地を設ける必
要があること。 【解決手段】 移動局１はＧＰＳアンテナ２、位置情報
測位装置３を介して自己の位置をアンテナ制御装置１１
に通知する。アンテナ制御装置１１はこの位置情報を送
受信機９および全方向性アンテナ１０，２７を介して基
地局２１のアンテナ制御装置２５へ送信する。基地局２
１のアンテナ制御装置２５はこの位置情報に基づきモー
タ２３，２４を駆動して映像伝送用アンテナ２２を移動
局１の方向に向け無変調信号を送信する。移動局１はこ
の無変調信号を映像伝送用アンテナ４を介して受信す
る。移動局１のアンテナ制御装置１１はこの信号の受信
レベルが最大となるようモータ５，６を駆動して映像伝
送用アンテナ４を基地局２１の方向に向ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は遠隔操縦用アンテナ
制御システムに関し、とくに危険作業区域等で使用する
無人の移動局の遠隔操縦システムに用いる遠隔操縦用ア
ンテナ制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の技術の一例として実開昭６３−
２６１４０号公報に、移動体および操作側に設けた全方
向性アンテナを介して操作側より移動体を遠隔操作する
技術が開示されている。これは、操作側からみて移動体
側がどの方位方向に存在しても移動体を制御することが
できるように、操作側および移動体の両方に全方向性ア
ンテナを設けたものである。

【０００３】一方、特開平５−３４４０３３号公報に車
載用衛星通信局システムの一例が開示されている。図３
はこの車載用衛星通信局システムの構成図である。この
システムはアンテナ１０１と、このアンテナ１０１で受
信した信号を増幅する低雑音増幅器１０２と、この増幅
後の信号を周波数変換する受信周波数変換器１０３と、
周波数変換された信号を復調する復調器１０４と、ベー
スバンド信号が変調される変調器１０５と、変調された
信号が周波数変換される送信周波数周波数変換器１０６
と、周波数変換された信号が増幅されアンテナ１０１に
供給される１０７と、人工衛星からの位置情報を受信す
る小型アンテナ１０８と、受信した位置情報に基づき車
の位置を測位する位置情報測位装置１０９と、測位結果
に基づきアンテナ１０１を所望する衛星、たとえば所望
の静止衛星の方向に向ける制御監視装置１１０とからな
る。

【０００４】このシステムは人工衛星からの位置情報に
基づき車の位置を常時監視し、その位置に基づきアンテ
ナ１０１を常時所望の静止衛星等に向けるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、移動体に搭載
しているカメラからの映像等の広帯域データの伝送を行
い、映像を見ながら移動体の遠隔操縦を行おうとする場
合、実開昭６３−２６１４０号公報の技術を用いること
ができない。

【０００６】それは、映像等の広帯域データを全方向性
アンテナで送信することが困難だからである。すなわ
ち、広帯域データの送信においてはノイズレベルが上が
るため、出力を上げなければならない。ところが、高出
力の信号を全方向性アンテナで送信すると不要な方向に
も強力な信号が送信されるため、電波の有効利用の観点
からあまり強力な電波を全方向性アンテナで送信するわ
けにはいかない。

【０００７】そこで、高出力信号の送信が要求される場
合は中継基地を介して広帯域データを送信していた。こ
の場合、中継基地を必要とするという欠点がある。

【０００８】一方、特開平５−３４４０３３号公報の技
術は静止衛星等の静止した局に対してアンテナを常時向
けるための技術であり、静止衛星等からの電波は広い範
囲、たとえば日本全体をカバーしているので、移動体側
のアンテナを静止衛星等の方向に向けるだけで済み、静
止衛星等のアンテナを移動体の方向に向ける必要はなか
った。

【０００９】ところが、移動局の遠隔操縦システムにお
いては基地局から移動局に送信される電波も指向性を有
するため、移動局のアンテナを基地局の方向に向けるの
みならず基地局のアンテナを移動局の方向に向けること
も必要となる。

【００１０】このため、特開平５−３４４０３３号公報
の技術をそのまま移動局の遠隔操縦に用いることはでき
ない。

【００１１】そこで本発明の目的は、中継基地を設けな
くとも移動局および基地局間の回線を確保することが可
能な遠隔操縦用アンテナ制御システムを提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、移動局とこの移動局を遠隔操縦する基地局
との間で、広帯域データ伝送を行うための遠隔操縦用ア
ンテナ制御システムであって、前記移動局には、この移
動局の位置を測定する第１の位置測定手段と、この第１
の位置測定手段で測定された位置情報を前記基地局へ送
信する位置情報送信手段と、前記基地局からの広帯域デ
ータを受信する第１の指向性アンテナと、この第１の指
向性アンテナで受信した広帯域データに基づきこの広帯
域データの到来方向を追尾する第１のアンテナ制御手段
とを有し、前記基地局には、前記移動局より送信された
前記移動局の位置情報を受信する位置情報受信手段と、
前記広帯域データを送信するための第２の指向性アンテ
ナと、前記移動局より得られた位置情報に基づき前記第
２の指向性アンテナを前記移動局の方向に向ける第２の
アンテナ制御手段とを有する、ことを特徴とする。

【００１３】さらに本発明は、前記基地局はさらにこの
基地局の位置を測定する第２の位置測定手段を有し、前
記第２のアンテナ制御手段は前記第２の位置測定手段よ
り得られた基地局の位置情報と前記位置情報送信手段よ
り得られた移動局の位置情報とに基づき前記第２の指向
性アンテナを制御することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明によれば、移動局より基地
局に対して送信された移動局の位置情報に基づき、基地
局は自己の指向性アンテナを移動局の方向に向け、移動
局に対して広帯域データを送信する。この広帯域データ
は移動局で受信され、移動局はこの信号に基づき自己の
指向性アンテナが基地局の方向に常時向くように制御す
る。

【００１５】さらに、基地局にも位置測定手段を設ける
ことにより、この位置測定手段により測定された基地局
の位置情報と移動局より得られた移動局の位置情報の双
方に基づき移動局の位置をより正確に測定することがで
きる。

【００１６】以下、本発明の実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図１は本発明に係る遠隔操縦用
アンテナ制御システムの第１実施例の構成図である。

【００１７】このシステムはとくに危険作業区域等で使
用する無人の移動局の遠隔操縦システムであり、そのた
め移動局にその周辺の状況を映像で捕らえるビデオカメ
ラを備え、その映像を映像伝送用アンテナを介して基地
局に送信し、基地局ではこの映像を同様の映像伝送用ア
ンテナを介して受信し、基地局でその映像を見ながら移
動局を遠隔操縦するものである。そして、双方の映像伝
送用アンテナを常時向かい合わせるための技術が本発明
である。

【００１８】遠隔操縦用アンテナ制御システムは移動局
１と基地局２１とからなる。

【００１９】移動局１は、人工衛星からの位置情報を受
信するＧＰＳ（Ｇｌｏｖａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ２と、このＧＰＳアンテナ２
で得た位置情報に基づき自局の位置を測位する位置情報
測位装置３と、映像伝送用アンテナ４と、映像伝送用ア
ンテナ４の方位を変える方位軸駆動モータ５と、映像伝
送用アンテナ４の仰角を変える仰角軸駆動モータ６と、
移動局１の方位を検出するジャイロセンサ７と、移動局
１の傾斜角を測定する傾斜角測定器８と、位置情報等を
基地局２１との間で送受信するための送受信機９および
全方向性アンテナ１０と、方位軸駆動モータ５および仰
角軸駆動モータ６を駆動して映像伝送用アンテナ４の向
きを制御するアンテナ制御装置１１と、移動局１の周辺
の状況を映像で捕らえるビデオカメラ１２と、ビデオカ
メラ１２で捕らえた映像データの送信および基地局２１
からの映像データの受信を映像伝送用アンテナ４を介し
て行う映像用送受信機１３とからなる。

【００２０】基地局２１は、映像伝送用アンテナ２２
と、映像伝送用アンテナ２２の方位を変える方位軸駆動
モータ２３と、映像伝送用アンテナ２２の仰角を変える
仰角軸駆動モータ２４と、方位軸駆動モータ２３および
仰角軸駆動モータ２４を駆動して映像伝送用アンテナ２
２の向きを制御するアンテナ制御装置２５と、位置情報
等を移動局１との間で送受信するための送受信機２６お
よび全方向性アンテナ２７と、無変調信号を発生する信
号発生器２８と、信号発生器２８より出力される無変調
信号の送信および移動局１からの映像データの受信を映
像伝送用アンテナ２２を介して行う映像用送受信機２９
と、映像用送受信機２９で受信された映像が表示される
画像モニタ３０とからなる。

【００２１】次に、このシステムの動作について説明す
る。まず、移動局１にて、人工衛星からの位置情報がＧ
ＰＳアンテナ２を介して位置情報測位装置３で受信され
ると、位置情報測位装置３ではその位置情報を基に、自
局１の緯度、経度および高度の情報が計測される。そし
て、その計測結果はアンテナ制御装置１１に送られる。

【００２２】アンテナ制御装置１１はこの自局１の緯
度、経度および高度の計測結果を送受信装置９および全
方向性アンテナ１０を介して基地局２１へ送信する。

【００２３】この計測結果の送信には、１ｋＢＰＳ（Ｂ
ｉｔ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）から１０ｋＢＰＳ程度の
低レートビットを利用する。これにより、この計測結果
の送信用として、ゲインの低いアンテナの利用が可能
で、その指向性が水平方向には全て一様に分布する全方
向性アンテナ、すなわち全方向性アンテナ１０を使用す
る。この際、この全方向性アンテナ１０の仰角方向への
指向性は、２０度から４０度程度に設定しておく。これ
は、移動局１自身の傾きが１０度〜２０度程度と想定し
たためで、これ以上傾く場合は仰角方向の指向性をさら
に広く設定しておく。

【００２４】これらの手段により、たとえ基地局２１か
ら見た移動局１の方位が変わっても、あるいは移動局１
が傾いても回線を確保することができ、移動局１の位置
を基地局２１へ伝えることができる。

【００２５】全方向性アンテナ１０より送信された移動
局１の位置情報は、基地局２１において、全方向性アン
テナ２７で受信され、送受信機２６を介してアンテナ制
御装置２５に送られる。

【００２６】アンテナ制御装置２５では、移動局１の位
置情報より基地局２１から見た移動局の方位、仰角が算
出され、映像伝送用アンテナ２２に取り付けられている
方位軸駆動モータ２３および仰角軸駆動モータ２４が駆
動され、映像伝送用アンテナ２２が移動局１の方向に向
けられる。

【００２７】方位軸駆動モータ２３および仰角軸駆動モ
ータ２４には、たとえばステップモータが用いられる。
これにより、駆動ステップを計算することで映像伝送用
アンテナ２２の方位軸の角度および仰角軸の角度とを認
識することができる。

【００２８】このとき、移動局１に対するステップトラ
ック追尾用信号として、無変調信号（周波数は映像デー
タの送信周波数帯内の周波数）を信号発生器２８より映
像用送受信機２９および映像伝送用アンテナ２２を介し
て移動局１へ送信する。

【００２９】映像伝送用アンテナ２２は、移動局１より
送信される映像データを受信するアンテナなので高いゲ
インが必要である。そこで、使用周波数帯域５０ＧＨｚ
でビーム幅１．５度のもので構成する。

【００３０】アンテナ制御装置２５は、映像伝送用アン
テナ２２の制御が終了すると、映像伝送用アンテナ２２
が移動局１の方向に向いていることを送受信機２６およ
び全方向性アンテナ２７を介して移動局１へ通知する。

【００３１】そして、この信号は移動局１の全方向性ア
ンテナ１０および送受信機９を介してアンテナ制御装置
１１へ送られる。

【００３２】アンテナ制御装置１１は、基地局の映像伝
送用アンテナ２２より送信されるステップトラック用信
号の信号レベルを基にステップトラック方式で移動局１
の映像伝送用アンテナ４を基地局２１の方向へ向ける。

【００３３】ここにステップトラック方式とは、相手方
の信号（本実施例では基地局２１の信号発生器２８にて
発生した無変調信号）を受信し、その信号のレベルを段
階的な値として捕え、そのレベルが最大となる方向に自
局のアンテナを向けること、すなわち本実施例では移動
局１の映像伝送用アンテナ４を基地局２１の方向へ向け
ることをいう。

【００３４】これにより、移動局１の映像伝送用アンテ
ナ４および基地局２１の映像伝送用アンテナ２２を用い
た回線が確立される。この回線は主に映像伝送用に用い
られる。

【００３５】本実施例では映像伝送用アンテナ２２がビ
ーム幅１．５度であるのに対し、映像伝送用アンテナ４
には移動局１の振動および急激な変動の回線への影響を
抑えるため、ビーム幅が１５度から２０度程度のアンテ
ナが用いられる。

【００３６】この映像伝送用アンテナ４をステップトラ
ック方式で駆動し、受信レベルのピークを捕らえたと
き、アンテナ制御装置１１は映像伝送用アンテナ４に取
り付けられている傾斜角測定器８および方位検出用ジャ
イロセンサ７の値に、そのときの映像伝送用アンテナ４
の方位軸角を加えた値を夫々、仰角初期値および方位角
初期値として内部のメモリ（不図示）に記憶させる。

【００３７】そして、その後は移動局１の動きに伴う傾
斜角測定器８およびジャイロセンサ７の信号に基づき、
アンテナ制御装置１１は仰角および方位角が仰角初期値
および方位角初期値となるよう仰角軸駆動モータ６およ
び方位軸駆動モータ５を制御する。

【００３８】方位軸駆動モータ５については、方位検出
用ジャイロセンサ７のドリフト誤差の影響を少なくする
ため、移動局１の停止時間を利用して、適宜ステップト
ラックが行われ、映像伝送用アンテナ４の方位の再設定
が行われる。

【００３９】このように移動局１用の映像伝送用アンテ
ナ４と基地局２１用の映像伝送用アンテナ２２とが常時
向かい合うよう制御されることにより、移動局１のカメ
ラ１２で撮影された移動局１の周囲の映像は基地局２１
の画像モニタ３０にて良好に画像表示される。

【００４０】次に、第２実施例について説明する。図２
は第２実施例の構成図である。なお、第１実施例と同様
の構成部分については同一番号を付し、その説明を省略
する。

【００４１】第２実施例が第１実施例と異なる点は、基
地局２１に移動局１に設けたのと同様なＧＰＳアンテナ
３１および位置情報測位装置３２を設けた点である。そ
の他は第１実施例と同様である。

【００４２】このように構成することにより、基地局２
１では、アンテナ制御装置２５において、ＧＰＳアンテ
ナ２を介して位置情報測位装置３で計測した移動局１の
位置をＧＰＳアンテナ３１を介して位置情報測位装置３
２で計測した基地局２１の位置との相対値で評価するこ
とができるため、より精度よく基地局２１側の映像伝送
用アンテナ２２を移動局１側へ向けることができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、移動局には、この移動
局の位置を測定する第１の位置測定手段と、この第１の
位置測定手段で測定された位置情報を前記基地局へ送信
する位置情報送信手段と、基地局からの広帯域データを
受信する第１の指向性アンテナと、この第１の指向性ア
ンテナで受信した広帯域データに基づきこの広帯域デー
タの到来方向を追尾する第１のアンテナ制御手段とを有
し、基地局には、移動局より送信された移動局の位置情
報を受信する位置情報受信手段と、広帯域データを送信
するための第２の指向性アンテナと、移動局より得られ
た位置情報に基づき第２の指向性アンテナを移動局の方
向に向ける第２のアンテナ制御手段とを有するよう構成
したため、中継基地を設けなくとも移動局および基地局
間の回線を確保することが可能となる。

【００４４】さらに、基地局に基地局の位置を測定する
第２の位置測定手段を有し、第２のアンテナ制御手段は
第２の位置測定手段より得られた基地局の位置情報と移
動局の位置情報送信手段より得られた移動局の位置情報
とに基づき前記第２の指向性アンテナを制御することに
より、より精度よく基地局側の第２の指向性アンテナ２
２を移動局１側へ向けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る遠隔操縦用アンテナ制御システム
の第１実施例の構成図である。

【図２】同システムの第２実施例の構成図である。

【図３】従来の車載用衛星通信局システムの構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 移動局 ２ ＧＰＳアンテナ ３ 位置情報測位装置 ４，２２ 映像伝送用アンテナ ５，２３ 方位軸駆動モータ ６，２４ 仰角軸駆動モータ ７ ジャイロセンサ ８ 傾斜角測定器 ９，２６ 送受信機 １０，２７ 全方向性アンテナ １１，２５ アンテナ制御装置 １３，２９ 映像用送受信機 ２１ 基地局 ２８ 信号発生器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局とこの移動局を遠隔操縦する基地
   局との間で、広帯域データ伝送を行うための遠隔操縦用
   アンテナ制御システムであって、 前記移動局には、この移動局の位置を測定する第１の位
   置測定手段と、この第１の位置測定手段で測定された位
   置情報を前記基地局へ送信する位置情報送信手段と、前
   記基地局からの広帯域データを受信する第１の指向性ア
   ンテナと、この第１の指向性アンテナで受信した広帯域
   データに基づきこの広帯域データの到来方向を追尾する
   第１のアンテナ制御手段とを有し、 前記基地局には、前記移動局より送信された前記移動局
   の位置情報を受信する位置情報受信手段と、前記広帯域
   データを送信するための第２の指向性アンテナと、前記
   移動局より得られた位置情報に基づき前記第２の指向性
   アンテナを前記移動局の方向に向ける第２のアンテナ制
   御手段とを有する、 ことを特徴とする遠隔操縦用アンテナ制御システム。
2. 【請求項２】 前記第１のアンテナ制御手段は前記第１
   の指向性アンテナで受信した広帯域データのレベルが最
   大となるよう前記第１の指向性アンテナの方向を制御す
   る手段であることを特徴とする請求項１記載の遠隔操縦
   用アンテナ制御システム。
3. 【請求項３】 前記第１の指向性アンテナで受信した広
   帯域データには追尾用データを含み、前記第１のアンテ
   ナ制御手段はこの追尾用データに基づき前記広帯域デー
   タの到来方向を追尾することを特徴とする請求項１また
   は２記載の遠隔操縦用アンテナ制御システム。
4. 【請求項４】 前記第１のアンテナ制御手段はさらに前
   記移動局の変位に基づき前記広帯域データの到来方向を
   追尾する手段を含むことを特徴とする請求項１〜３いず
   れかに記載の遠隔操縦用アンテナ制御システム。
5. 【請求項５】 前記位置情報送信手段および前記位置情
   報受信手段は無指向性アンテナを介して位置情報を送信
   および受信する手段であることを特徴とする請求項１〜
   ４いずれかに記載の遠隔操縦用アンテナ制御システム。
6. 【請求項６】 前記基地局はさらにこの基地局の位置を
   測定する第２の位置測定手段を有し、前記第２のアンテ
   ナ制御手段は前記第２の位置測定手段より得られた基地
   局の位置と前記位置情報送信手段より得られた移動局の
   位置とに基づき前記第２の指向性アンテナを制御するこ
   とを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の遠隔操縦
   用アンテナ制御システム。
7. 【請求項７】 前記第１および第２の位置測定手段は人
   工衛星より受信した位置情報に基づき前記移動局および
   基地局の位置を測定する手段であることを特徴とする請
   求項１〜６いずれかに記載の遠隔操縦用アンテナ制御シ
   ステム。