JPS58175013A - 双方向無線遠隔操縦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーショベル、ブルドーザ、フォークリフト
等の複数の移動機械を遠隔制御する双方向無線遠隔操縦
装置に関する。

例えば移動機械を遠隔制御する無線伝送装置においては
、従来一方向即ち操縦者から機械側へ信号を送るだけの
ものが一般的であった。しかし遠隔操作に対して高機能
が求められるようになると制御対象である機械側の情報
を操縦者側にもどすような方式即ち双方向無線が採用さ
れるようになる。

このようなシステムを多数台運用することを考えると例
えば無線周波数を無制限に使えるものであれば各システ
ム毎にそれぞれ周波数を変えておくことにより混信に対
応できるものであるが、この方式のものでは使用周波数
が増加するので効率が悪い。従がって同一周波数を異な
る無線装置に割当てることが考えられるがこの場合には
混信による誤動を生じ易くなる。このような混信による
誤動作を防ぐには、指令機と受令機とにそれぞれアドレ
スを付与して、それぞれの通信データが誰に対するもの
であるかを明らかにしておけばよい。

このようにしておけばたとえ混信しても誤動作は防げる
ようになる。

しかしながらこの方式では混信がなくなるまでシステム
の運転ができないという欠点があった。

本発明は上記の◆情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは所定の限られた周波数チャネルを有
効に使用し、且つ混信時の障害を除去し得る双方向無線
遠隔操縦装置を提供するにある。

本発明による双方向無線遠隔操縦装置は各指令機と各受
令機とにそれぞれアドレスを付与して複数の移動機械を
遠隔制御する双方向無線遠隔操縦装置において、混信時
に前記指令機および受令機の少くとも一方の受信ユニッ
トにより所定の周波数チャネルの中から空きチャネルを
自動的に検出する手段と、前記手段により検出された前
記空きチャネルを送信ユニットにより相手方に知らせて
前記混信時の周波数チャネルを前記空きチャネルに自動
的に移行させる手段とを具備してなることを特徴とする
。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例による指令機のブロック線図
、第２図は本発明の一実施例による受令様のブロック線
図、１８３図は本発明の一実施例による周波数切替タイ
ミングの説明図、第４図および第５図はそれぞれ本発明
の他の実施例による指令機および受令機の各ブロック線
図である。

第１図および第２図において１はＩＮＰＵＴＰＯＲＴで
入力指令を読み込むものである。この入力指令はオン・
オフ信号、アナログ信号いずれでもよいが、アナログ値
はＡ／Ｄコンバータによりデジタル化されているものと
する。

２１−ｌ　ＯＵ’ｌ”ＰＵＴＰＯＲＴで受令機からの情
報や現在の無線周波数チャネルなどの表示を行なわせる
信号を出力する。

３はＣＰＵで入力指令や受令機からの信号にもとづいて
各種演算処理を行う。

４は０ＵＴＰＵＴＰＯＲＴでＣＰＵで処理された入力指
令を送信ユニットへシリアル（直列）データとして出力
する。又、送受ユニットの周波数チャネル切替信号も出
す。

５はＩＮＰＵＴＰＯＲＴで受令機からの波形整形後のデ
ータな続み込む。

６は送信ユニットで入力信号により搬送波ｆｇを変調し
電波として発射する。

７は発振器で送信ユニット６の搬送周波数ｆｇをＣＰＵ
Ｊからのチャネル指定信号に基いて発振する。

８は波形整形器で受信ユニットからの出力信号を波形整
形し論理レベルに揃える。

９は局発て受信機の局部発振器を示しチャネル切替信号
により発振周波数を変更できる。

１０は受信ユニットで受令機からの電波ｆｃを受信して
復調出力を出す。受信周波数は局発周波数により変更で
きる。

１ノは受信ユニットで指令機からの電波を受信し復調出
力を出す。局発周波数を変えることにより受信周波数は
可変である。

１２は波形整形器で受信ユニット１１の復調出力を波形
整形して論理レベルとする。

１３はＩＮＰＵＴＰＯＲＴで波形整形器１２のシリアル
データを読み込みパラレルデータとしてＣＰＵへ送る。

１４はＣＰＵで指令機からの受信データを解析して制御
対象を動かすよう信号を出す。その他信号処理を行うも
のである。

１５は局発て局部発振器を示しＣＰＵ１４がらの信号に
より発振周波数を変更できる。

ノロは送信ユニットでＣＰＵＩ４からの信号を発振器１
７で決められた周波数にのせて電波として発射する。

１７は発振器で送信ユニット１６の搬送波周波数ｆｃを
ＣＰＵＪ４からのチャネル指定信号に基いて発振する。

１８は０ＵＴＰＵＴＰＯＲＴでＣＰＵ１４からのパラレ
ルデータなシリアルデータとして送信ユニット１６へ出
力する局発１５と発振器Ｉ７のチヤネル指定信号も出す
。

１９は０ＵＴＰＵＴＰＯＲＴでＣＰＵＩ４からの出力信
号をブレーカを経て制御対象に出力する。

２０はＩＮＰＵＴＲＯＲＴで制御対象からのフィードバ
ック情報を読み込むものである。

次に第１図および第２図について指令機、受令機の作用
をそれぞれの受信電波状況に応じて説明する。

（１）指令機からの電波ｆｇ及び受令機からの電波ｆｃ
が共に正常な時。

指令機では入力指令をＩＮＰＵＴＰＯＲＴ　Ｚを通じて
ＣＰＵ５が読み込む。

入力指令はオン拳オフの指令でもアナログ値の信号でも
よいが、Ａ／Ｄ変換などによりデジタル信号化されたも
のとする。

この入力指令なＣＰＵｊは一定周期で読み込み直列デー
タとして０ＵＴＰ！ＴＰＯＲＴ４を経て送信ユニット６
へ出力する。

一方受令機からの信号も受信ユニット１０、波形整形ｒ
ｓ　ｓ、ＩＮＰＵＴＰＯＲＴ５　を経て′ｃＰＵ３が読
み込む。受令機からの情報のうち必要なものは０ＵＴＰ
ＵＴＰＯＲテ２を経て適当な表示器へ出力する。

次に受令機の作用を説明する。

指令機からの電波ｆｌは受信ユニット１ノで受信復調さ
れる。受信周波数ｆ１はＣＰＵＩ４からのチャネル指定
に基づく。復調波は波形整形器１２で波形整形され論理
レベル（ＴＴＬＬ／ベル）まで増幅されＩＮＰＵＴＰＯ
ＲＴ　Ｚ　Ｊを経てＣＰＵ１４に読み込まれる。ＣＰＵ
１４では読み込んだ信号を弁別して送信データを再生す
る。再生されたデータからアドレスをまず調べ、自己に
対しての送信データであったかどうかを確認する。

アドレスが一致したら残りのデータを処理して０ＵＴＰ
ＵＴＰＯＲＴ　１９から出力し制御対象（オン・オフス
イッチ、電磁弁、ストローク制御弁など）をコントロー
ルする。一方制御対象からの情痴（ストロークなどを制
御するためのフィードバック情報や或いは燃料、水温、
油圧などの機械の状態を示す量など）をＩＮＰＵＴす０
ＲＴ２０から読み込む。制御対象からの情報のうち操縦
者側に伝える情報（燃料量、水温、油圧など）を０ＵＴ
ＰＵＴＰＯＲＴ　Ｉ　ＩＩを経て送信ユ子ット１６より
電波ｆｃとして発射する。この情報中には自己のアドレ
ス情報も含ませる。電波ｆｃの周波数はＣＰＵ１４によ
って指定される。

以上は送受信が正常に行なわれている場合である。

（２）指令機からの電波ｆｇが正常で受令機からの電波
ｆｃが混信した場合。

指令機で混信と判断するのは一定期間経過に受信できな
い場合、或いは誤まりの発生頻度が高い場合、或いはア
ドレスが一致しない場合などの時で、周波数ｆｃを変更
する処理を行う。

指令機側では受信ユニットのチャネルを切替えていき空
きチャネルを検出する。この空きチャネルの検出には、
受信ユニットからのスケルチ出力を監視することにより
行う。スケルチは受信電界強度があるレベル以下、即ち
その受信周波数に妨害となるような電波が存在しない時
オンとなるようにしておく。

従・かって、このスケルチ出力がオンになったチャネル
で切替を停止し、ｆｃのチャネル情報と切替指令を送信
電波ｆ１にのせて発射する。

受令機側では指令機からの指令に基づき送信電波ｆｃの
チャネルを切替える。

指令機はチャネル切替指令を出して一定期間経過して受
令機よりの応答が得られれば、以降はそのチャネルで伝
送が行なわれる。

（３）指令機からの電波ｆ４が混信、受令機がらの電波
ｆｃが正常な場合。

（２）における指令機と受令機の役割を変えた処理が行
なわれる。

即ち受令機では指令が正しく受信できなくなった（誤ま
り発生の頻度が高い、信号弁別が不可能、などめ状況下
）と判断した時点で制御対象を安全状態に保持するよう
に出方を出す。

その後受令機側では受信ユニットのチャネルを切替えて
空きチャネルを検出しその空きチャネル情報を切替指令
とともに指令機へ送信する。

指令機では受令機からの信号に基いて送信周波数ｆＩを
切替える。

ヤネルを検出して相手の受信周波数を変えるようそれぞ
れ発信するが応答は得られない。

従がっである期間応答が得られない時は指令、受令とも
に混信しているものと判断して例えば＄３図に示すシー
ケンスでそれぞれ周波数を切替えていくことにする。

即ち、−組の送信機、受信機にたとえばｆＩ。

’ｔ＊　’ａｔ　’４の４９周波数チャネルが割当てら
れていたとする。送信機側はｆｊから順に送信周波数チ
ャネルを切替えていく。受信機側もｆ、から順に受信波
がないかを探索する。但し、切替のタイミングを１ｓ３
図に示すように送信側の４倍以上（第３図では４倍）の
スピードで行い、送信機側が周波数を切替えるまでに少
くも１同各チャネルの受信状況が見れるようにする。

以上のようにすることにより第３図では送信機が周波数
ｆ、に切替えた時通信が回復し、少くも一方向が通じれ
ば前記（２）、又は（３）の状態となるので双方向の通
信が回復することになる。

また、空きチャネルがないような場合、上記手順が混信
がなくなるまで繰返される。

以上の本発明の実施例によれば指令機、受令機にはアド
レスのみ割り当て、周波数についてはあるグループが割
当てられるので個別に周波数の割当てを考慮する必要な
いから周波数チャネルを有効に使用することができ、且
つ混信対策にもなる。しかも混信時には、自動的に周波
数チャネルが切替わるので操作性も向上するものである
。

以上は本発明の一実施例について述べたが、本発明は前
記の一実施例に限定されるものではない。例えば第４図
および第５図には本発明の他の実施例による指令機およ
び受令機の各ブロック線図が示されている。

第４図および第５図において２１　、　；？　１は各送
信ユニットでそれぞれデータを電波として送出する。送
信周波数はチャネル指定信号により切替えられる。

２！、３２は各送信データ生成回路でそれぞれデータ入
力のデータを編集し、フレーム信号をつけて直列データ
として各送信ユニットへ出力する。

２：Ｉ、３３は各データ入力部でそれぞれ入力データ（
Ａ／Ｄコンバータの結果でもスイッチの接点入力でもよ
い）一定周期で取り込む。

２４．３４は各チャネル切換制御回路でそれぞれ混信判
定回路からの信号により受信ユニットの周波数切換信号
を出す。双方向とも通信が不通になっていた場合は、混
信判定回路から指令により送信ユニットへも第３図のタ
イミングで周波数切換の信号を出す。また受信周波数チ
ャネルのデータをデータ入力部へ送出する。

２５．３５は各混信判定回路でそれぞれフレーム検出回
路からのフレーム検出不能信号又はデータ弁別回路から
のデータ弁別不能信号により混信を判定する。混信と判
定したらチャネル切替を指令し、空きチャネルを捜す。

受信ユニットからの空きチャネルを示す信号を得たらチ
ャネル切替を打切る。しかし一定期間内に受信が一再開
されない場合双方向とも通信不能状態を判定して送信ユ
ニットへも第３図のタイミングで周波数切替え倉行なわ
せる信号を出す。

２６．１６は各データ出力バッファでそれぞれデータを
出力する。この出力データによりリレー、電磁弁等を駆
動する。

２７、ＩＦは各データ弁別回路でそれぞれフレーム信号
検出の後からデータを順次弁別し直列データから元の入
力データを得る。この時アドレスが自己のものであるこ
との確認も行う。もしアドレスが一致しない時やノイズ
などのためデータ弁別が不能の時はデータ弁別不能信号
、を出す。

２１１．３８は各フレーム検出回路でそれぞれ受信デー
タから直列データの先頭を示すフレーム信号を検出する
。フレーム信号が検出されない時はフレーム検出不能信
号を出す。

２９．３９は各受信ユニットでそれぞれ受信電波より受
信データ波形を復調する。受信電波がある設定レベル以
下の時は空きチャネルと判定して空きチャネルを示す信
号（スケルチ信号）を出す。

受信周波数チャネルはチャネル指定信号により切替可能
である。

上記第４図および第５図に示す本発明の他の実施例の作
用効果は前記第１図および第２図に示す本発明の一実施
例について説明したものと略同−であるからその詳細な
説明を省略する。

要するに本発明によれば各指令機と各受令機とにそれぞ
れアドレスを付与して複数の移動機械を遠隔制御する双
方向無線遠隔操縦装置において、混信時に前記指令機お
よび受令機の少２くとも一方の受信ユニットにより所定
の複数の周波数チャネルの中から空きチャネルを自動的
に検出する手段と、前記手段により検出された前記空き
チャネルを送信ユニットにより相手方に知らせて前記混
信時の周波数チャネルを前記空きチャネルに自動的に移
行させる手段とを具備してなることにより所定の限られ
た周波数チャネルを有効に使用し、且つ混信時の障害を
除去し得る双方向無線遠隔操縦装置が得られるので、本
発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

＄１図は本発明の一実施例による指令機のブロック線図
、 第２図は本発明の一実施例による受令機のブロック線図
、 第３図は本発明の一実施例による周波数切替タイミング
の説明図、 第４図および第５図はそれぞれ本発明の他の実施例によ
る指令機および受令機の各ブロック線図である。 １．５，１３．２０・・・ＩＮＰＵＴ　ＰＯＢｒ２．４
．Ｉｌｌ、１９・・・０ＵＴＰＵＴ　ＰＯＢｒ３．１４
・−・ＣＰＵ、ｆ；、１６川送信ユニツト７．１７・・
・発娠器、８，１２・・・波形整形器９．１５・・・局
発、　　　１０，１１・・・受信ユニット２１　、３１
１送信ユニツト、２２．３２・・・送信データ生成回路
、　２３．３３・・・データ入力部２４．３４・・・チ
ャネル切換制御回路２５．３５・・・混信判定回路 ２６．３６・・・データ出力パッファ ２７．３７・・・データ弁別回路 ２８．３８・・・フレーム検出回路 ２９．３９・・・受信ユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各操縦者側の送受信機（以下指令機と称す）と各移動機
   械側の送受信機（以下受令機と称す）とにそれぞれアド
   レスを付与して複数の移動機械を遠隔制御する双方向無
   線遠隔操縦装置において、混信時に前記指令機および受
   令機の少くとも一方の受信ユニットにより所定の複数の
   周波数チャネルの中から空きチャネルを自動的に検出す
   る手段と、前記手段により検出された前記空きチャネル
   を送信ユニットにより相手方に知らせて前記混信時の周
   波数チャネルを前記空きチャネルに自動的に移行させる
   手段とを具備してなることを特徴とする双方向無線遠隔
   操縦装置。