WO1999022079A1

WO1999022079A1 - Systeme de commande de materiel radio a distance, appareil de commande a distance, station relais d'emission-reception, et dispositif radio mobile

Info

Publication number: WO1999022079A1
Application number: PCT/JP1998/003926
Authority: WO
Inventors: Shigeo Kajita; Katsusuke Awano; Shoji Tozawa; Hiroyasu Nishikawa; Masatoshi Miki
Original assignee: Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd.
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 1999-05-06
Also published as: US6778097B1; JP3364419B2; CA2271641A1; EP0976879B1; EP0976879A1; CA2271641C; JPH11132071A; EP0976879A4

Description

明細書遠隔無線操縦システム並びに遠隔操縦装置，移動式中継局及び無線移動式作業機械技術分野

本発明は、油圧ショベルやブルドーザ，ダンプトラック等の移動式作業機械を無線により遠隔操縦する遠隔無線操縦システムに関するとともに、前記遠隔無線操縦システムを実現するための遠隔操縦装置，移動式中継局及び無線移動式作業機械に関する。背景技術

近年、油圧ショベルやブルドーザ，ダンプトラック等の建設機械を無線により遠隔操縦する技術に関する研究 ·開発が盛んに行なわれるようになってきている。特に、災害復旧現場やダム工事現場，採石場，製鉄所など、人が立ち人るのには非常に危険な作業現場においては、無人の建設機械を無線により遠隔地から操作して各種作業を安全且つ効率良く行なえるようにすることが強く望まれている。

ここで、建設機械を見通せる距離から運転操作者（オペレータ）が建設機械を操作できるような比較的小規模な作業現場では、オペレータが常に建設機械の実際の作業状態を見ながら運転操作を行なえることから、所謂、ラジコン（ラジオコントロール）の要領で建設機械を遠隔制御すればよいが、大規模な災害復旧現場など作業現場が極めて広範囲にわたり建設機械を見通せない場所からその建設機械を操作しなければならない場合には、実際の建設機械の作業状態を把握するための機能が必要になる。そこで、従来は、無線通信装置に加えて建設機械の作業状態を撮影す— るテレビカメラを建設機械に搭載しそのテレビカメラで撮った映像を無線伝送により遠隔操縦室（オペレータ）へリアルタイムに提供することで、建設機械を見通せる場合と遜色なく建設機械の遠隔操縦を行なえるようにしたり、さらに集音マイクを建設機械に搭載してエンジン音や掘削音などの建設機械の運転音をも上記運転操作室に提供することで、実際の作業状況を遠隔地の運転操作室で忠実に再現できるようにして遠隔操縦の効率化を図ったりすることが考えられている。

また、このような遠隔操縦技術においては、遠隔操縦室内の遠隔操縦用レバーやボタン類を実際の建設機械のキャビン（運転操作室）内の操作レバーやボタン類と同じ配置にして遠隔操縦室内の運転環境を実際のキヤビンに摸した構造にすることにより、より実際の運転感覚に近いかたち（バーチャルリアリティ）でオペレータが建設機械の遠隔操縦を行なえるようにすることも考えられている。

さらに、上記の遠隔操縦技術においては、上記の遠隔操縦室と建設機械との間に、建設機械から送られてくる上記の映像や運転音，建設機械への運転操作情報などの各種データを中継する中継車（移動式中継局）を配置することにより、上記の各種データの伝送距離を伸ばして、より遠く離れた場所からでも建設機械を正確に遠隔操縦できるようにした技術も考えられている。

しかしながら、上述したような従来の遠隔無線操縦技術では、建設機械ゃ中継車に搭載された無線装置に異常や故障などが発生し建設機械，中継車との無線通信が不可能になると、その建設機械，中继車を正常に操作することがでなくなってしまうので、作業を続行することができないだけでなく、その建設機械，中継車を回収することができなくなってしまい危険な作業現場に建設機械，中継車を放置せざるをえないといつた重大な損失が生じる可能性がある。

また、従来の技術では、通常の建設機械に無線装置を搭載するなどして遠隔無線操縦を可能にしているため、遠隔操縦室（特に、バーチャルリアリティを採用したもの）では、実際にオペレータが建設機械のキヤビンに乗り込んでその建設機械を操作する場合と全く同じ操作を行なう必要がある。これは、実際に建設機械に乗り込んで運転してきた経験豊富な熟練者にとっては非常に扱い易く有利であるが、あまり運転経験のない者にとっては必ずしも有利なものとはならない。

特に、複雑な作業，正確性や精度が要求される作業などを行なう場合には、より複雑且つ繊細な操縦操作が必要になるため、結局、実際の建設機械の運転操作に熟練した者でなければ、建設機械の遠隔操縦は行なえないということになつてしまう。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、建設機械，移動式中継局との間の通信が不可能になった場合でも、その建設機械，中継局を安全な場所まで退避させたりするなどの最低限必要な作業を可能にするとともに、実際の建設機械の運転操作に熟練した者以外でも、建設機械の遠隔操縦を容易に行なえるようにすることを目的とする。発明の開示

このため、本発明の遠隔無線操縦システムは、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械と、この無線移動式作業機械を無線操縦により操作する遠隔操縦装置と、これらの遠隔操縦装置と無線移動式作業機械との間に介装されて信号の中継を行なう移動式中継局とをそなえ、上記の無線移動式作業機械と移動式中継局との間に、強い電波指向性を有する第 1双方向通信手段と第 1 自動追尾手段とが設けられるとともに、上記の遠隔操縦装置と移動式中継局との間に、強い電波指向性を有する第 2双方向通信手段と第 2自動追尾手段と前記の第 2双方向通信手段による通信不能時に上記の遠隔操縦装置と移動式中継局との間での双方向通信を可能にする非常時用スぺクトラム拡散式双方向通信手段とが設けられたことを特徴としている。

また、本発明の遠隔無線操縦システムは、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械と、この無線移動式作業機械を無線操縦により操作する遠隔操縦装置と、これらの遠隔操縦装置と無線移動式作業機械との間に介装されて信号の中継を行なう移動式中継局とをそなえ、上記の無線移動式作業機械と移動式中継局との間に、強い電波指向性を有する第 1双方向通信手段と第 1 自動追尾手段とが設けられるとともに、上記の遠隔操縦装置と移動式中継局との間に、強い電波指向性を有する第 2双方向通信手段と第 2自動追尾手段とが設けられ、且つ、上記の無線移動式作業機械に、機械本体に一端部を枢着され他端側に作業部材を有するとともに関節部を介して相互に接続された少なくとも一対のアーム部材を有する関節式アーム機構と、伸縮動作を行なうことにより上記のアーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一夕を有するシリンダ式ァクチユエ一タ機構と、上記のアーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段と上記の遠隔操縦装置から移動式中継局を介して送信されてきた制御目標値情報を受信する受信部とこの受信部で受信した制御目標値情報と上記の角度検出手段で検出された角度情報とに基づいて上記シリンダ式ァクチユエ一夕が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段とを有する半自動制御装置とが設けられたことを特徴としている。

ここで、上記の遠隔操縦装置と移動式中継局との間には、上記の第 2 双方向通信手段と第 2自動追尾手段とに加えて、上記第 2双方向通信手段による通信不能時に上記の遠隔操縦装置と移動式中継局との間での双方向通信を可能にする非常時用スぺク卜ラム拡散式双方向通信手段を設けてもよい。

また、上記の半自動制御装置は、上記角度検出手段で得られた角度情報を対応するシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報に変換する変換手段をそなえ、上記の制御手段が、上記の受信部で受信した制御目標値情報とこの変換手段で変換されたシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報とに基づいて上記シリンダ式ァクチユエ一タが所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていてもよい。

さらに、上記の無線移動式作業機械と移動式中継局との間には、上記の第 1双方向通信手段と第 1自動追尾手段とに加えて、上記第 1双方向通信手段による通信不能時に上記の移動式中継局から無線移動式作業機械への操縦信号の通信を可能にすべく、上記の第 1双方向通信手段の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段を設けてもよい。

また、上記の第 1双方向通信手段と第 1自動追尾手段とは、複数の無線移動式作業機械に対応して複数組設けられていてもよいし、上記の非常時用弱電波指向性通信手段も、複数の無線移動式作業機械に対応して複数設けられていてもよい。

なお、上記の第 1双方向通信手段及び第 2双方向通信手段は、それぞれギガへルツ帯（例えば、数十ギガへルツ帯）の簡易無線通信手段であるのが好ましく、上記の非常時用スぺク卜ラム拡散式双方向通信手段は、所望の周波数帯のスぺクトラム拡散式無線通信手段であるのが好ましく、上記の非常時用弱電波指向性通信手段は、メガヘルツ帯（例えば、数百メガヘルツ帯）の無線通信手段であるのが好ましい。

さらに、上記の遠隔操縦装置には、上記第 2双方向通信手段による通信不能時に上記の移動式中継局の映像を捕らえるカメラ装置を設けてもよい。

また、本発明の遠隔操縦装置は、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械を、信号の中継を行なう移動式中継局を介して、無線操縦により操作するものであって、上記の移動式中継局との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部と、上記の移動式中継局の動きを自動追尾する自動追尾装置と、上記の強電波指向性双方向送受信部による通信不能時に上記移動式中継局との間で双方向通信を可能にする非常時用スぺクトラム拡散式双方向送受信部とをそなえたことを特徴としている。

さらに、本発明の移動式中継局は、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械とこの無線移動式作業機械を無線操縦により操作する遠隔操縦装置との間に介装されて信号の中継を行なうものであって、上記の無線移動式作業機械との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう第 1強電波指向性双方向送受信部と、上記の無線移動式作業機械の動きを自動追尾する第 1自動追尾装置と、上記の遠隔操縦装置との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう第 2 強電波指向性双方向送受信部と、遠隔操縦装置付きの第 2自動追尾装置からの自動追尾信号に応答する応答部と、上記の第 2強電波指向性双方向送受信部による通信不能時に上記遠隔操縦装置との間で双方向通信を可能にする非常時用スぺク卜ラム拡散式双方向送受信部とをそなえたことを特徴としている。

ここで、上記の移動式中継局には、上記の第 1強電波指向性双方向送受信部による通信不能時に上記無線移動式作業機械への操縦信号の送信を可能にすべく、上記の第 1強'電波指向性双方向送受信部の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性送信部を設けてもよい。さらに、本発明の無線移動式作業機械は、遠隔操縦装置に、信号の中— 継を行なう移動式中継局を介し、双方向無線通信手段を通信媒体として接続されることにより、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうるものであって、上記の移動式中継局との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部と、移動式中継局付きの自動追尾装置からの自動追尾信号に応答する応答部と、機械本体に一端部を枢着され他端側に作業部材を有するとともに関節部を介して相互に接続された少なくとも一対のアーム部材を有する関節式アーム機構と、伸縮動作を行なうことにより上記のアーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一夕を有するシリンダ式ァクチユエ一夕機構と、上記のアーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段と上記の強電波指向性双方向送受信部で受信した遠隔操縦装置からの制御目標値情報とこの角度検出手段で検出された角度情報とに基づいて上記のシリンダ式ァクチユエ一夕が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段とを有する半自動制御装置とをそなえたことを特徴としている。

ここで、上記の半自動制御装置は、上記の角度検出手段で得られた角度情報を対応するシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報に変換する変換手段をそなえ、上記の制御手段が、上記の受信部で受信した制御目標値情報とこの変換手段で変換されたシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報とに基づいて上記のシリンダ式ァクチユエ一夕が所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていてもよい。

さらに、上記の無線移動式作業機械には、上記の強電波指向性双方向送受信部による通信不能時に上記の移動式中継局からの操縦信号の受信を可能にすべく、上記の強電波指向性双方向送受信部の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性受信部を設けてもよいまた、本発明の遠隔無線操縦システムは、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械と、この無線移動式作業機械を無線操縦により操作する遠隔操縦装置と、これらの遠隔操縦装置と無線移動式作業機械との間に、強い電波指向性を有する双方向通信手段と自動追尾手段と、前記の双方向通信手段による通信不能時に上記の遠隔操縦装置から無線移動式作業機械への操縦信号の通信を可能にすべく、上記の双方向通信手段の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段とが設けられたことを特徴としている。

さらに、本発明の遠隔無線操縦システムは、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械と、この無線移動式作業機械を無線操縦により操作する遠隔操縦装置とをそなえ、これらの遠隔操縦装置と無線移動式作業機械との間に、強い電波指向性を有する双方向通信手段と自動追尾手段とが設けられ、且つ、上記の無線移動式作業機械に、機械本体に一端部を枢着され他端側に作業部材を有するとともに関節部を介して相互に接続された少なくとも一対のアーム部材を有する関節式アーム機構と、伸縮動作を行なうことにより上記のアーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一夕を有するシリンダ式ァクチユエ一夕機構と、上記のアーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段と上記の遠隔操縦装置から送信されてきた制御目標値情報を受信する受信部とこの受信部で受信した制御目標値情報と上記の角度検出手段で検出された角度情報とに基づいて上記シリンダ式ァクチユエ一夕が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段とを有する半自動制御装置とが設けられたことを特徴としている。

ここで、上記の遠隔操縦装置と無線移動式作業機械との間には、上記の双方向通信手段と自動追尾手段とに加えて、上記双方向通信手段による通信不能時に上記の遠隔操縦装置から上記の無線移動式作業機械への操縦信号の通信を可能にすべく、上記の双方向通信手段の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段を設けてもよい。

また、上記の半自動制御装置は、上記の角度検出手段で得られた角度情報を対応するシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報に変換する変換手段をそなえ、上記の制御手段が、上記受信部で受信した制御目標値情報と上記の変換手段で変換されたシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報とに基づいて上記シリンダ式ァクチユエ一夕が所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていてもよい。

さらに、上記の双方向通信手段と自動追尾手段とは、複数の無線移動式作業機械に対応して複数組設けられていてもよいし、上記の非常時用弱電波指向性通信手段も、複数の無線移動式作業機械に対応して複数設けられていてもよい。

また、上記の双方向通信手段は、ギガへルツ帯（例えば、数十ギガへルツ帯）の簡易無線通信手段であるのが好ましく、上記の非常時用弱電波指向性通信手段は、メガヘルツ帯（例えば、数百メガヘルツ帯）の無線通信手段であることが好ましい。

さらに、上記の遠隔操縦装置には、上記双方向通信手段による通信不能時に上記の無線移動式作業機械の映像を捕らえるカメラ装置を設けてもよい。

また、本発明の遠隔操縦装置は、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械を無線操縦により操作するものであつて、上記の無線移動式作業機械との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部と、上記の無線移動式作業機械の動きを自動追尾する自動追尾装置と、上記の強電波指向性双方向送受信部による通信不能時に上記移動式作業機械への操縦信号の送信を可能にすべく、上記の強電波指向性双方向送受信部の電波指向性よりも— 弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性送信部とをそなえたことを特徴としている。

さらに、本発明の無線移動式作業機械は、遠隔操縦装置に双方向無線通信手段を通信媒体として接続されることにより、無線操縦により作業現場にて移動可能に作業しうるものであって、上記の遠隔操縦装置との間で、強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部と、遠隔操縦装置付きの自動追尾装置からの自動追尾信号に応答する応答部と、機械本体に一端部を枢着され他端側に作業部材を有するとともに関節部を介して相互に接続された少なくとも一対のアーム部材を有する関節式アーム機構と、伸縮動作を行なうことにより上記のァーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一夕を有するシリンダ式ァクチユエ一夕機構と、上記アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段と上記の強電波指向性双方向送受信部で受信した上記遠隔操縦装置からの制御目標値情報と上記角度検出手段で検出された角度情報とに基づいて上記シリンダ式ァクチユエ一夕が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段とを有する半自動制御装置とをそなえたことを特徴としている。

ここで、上記の半自動制御装置は、上記角度検出手段で得られた角度情報を対応するシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報に変換する変換手段をそなえ、上記の制御手段が、上記の受信部で受信した制御目標値情報と上記の変換手段で変換されたシリンダ式ァクチユエ一夕の伸縮変位情報とに基づいて上記シリンダ式ァクチユエ一タが所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていてもよい。

さらに、上記の無線移動式作業機械には、強電波指向性双方向送受信部を用いた通信不能時に、上記の遠隔操縦装置からの操縦信号の受信を可能にすべく、上記の強電波指向性双方向送受信部の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性受信部を設けてもよい。従って、本発明によれば、何らかの異常により遠隔操縦装置と移動式中継局（以下、単に「中継局」という）との間の双方向通信が不可能になっても、非常時用のスぺク卜ラム拡散式双方向通信手段により遠隔操縦装置と移動式中継局との双方向通信が可能なので、非常時でも、無線移動式作業機械（以下、単に「作業機械」という）に作業を続行させたり、作業機械を安全な場所に退避 ·回収したりすることができ、作業現場での作業効率を大幅に向上することができる。

また、中継局と作業機械との間の双方向通信が不可能になった場合も、上記の非常時用弱電波指向性通信手段により建機制御信号だけでも作業機械に送信することができるので、少なくとも、作業機械を安全な場所に退避 ·回収することができ、人が立ち入れない危険な作業現場に作業機械を放置しなければならないといった重大な損失を確実に回避することができる。

さらに、上記のように遠隔操縦装置と中继局との間及び中継局と作業機械との間の双方向通信にそれぞれ強電波指向性の電波（ギガへルツ帯の簡易無線手段）を用いれば、遠隔操縦装置 -中継局間，中継局 -作業機械のそれぞれについて超遠距離通信が可能になり、これにより人が立ち入れない危険地帯が広範囲にわたっているような作業現場においても、オペレータは安全且つ確実に作業機械に作業を行なわせることができる。

また、上記の自動追尾手段を設けることで、遠隔操縦装置と中継局との間及び中継局と作業機械との間の双方向通信にそれぞれ強指向性の電波を用いるにも関わらず、中継局，作業機械が移動しても常に安定した通信を行なうことができるので、システム全体の信頼性の向上に大いに寄与する。

さらに、上記のように双方向通信手段と自動追尾手段とを作業機械の数に対応して複数組設ければ、各作業機械との双方向通信を各作業機械毎に独立して行なうことができるので、各作業機械にそれぞれ異なる作業を同時に行なわせることができ、さらに作業効率を大幅に向上させて作業期間を短縮することができる。

また、上記のように非常時用弱電波指向性通信手段を複数の作業機械に対応して複数設ければ、中継局と作業機械との間の双方向通信が不可能になった場合でも、各作業機械を独立して遠隔操縦することができるので、非常時においても作業現場内の作業機械を全て確実に安全な場所へ退避 ·回収することができる。

さらに、上記のように作業機械に半自動制御装置が設けることで、遠隔操縦装置から作業機械を遠隔操縦するに際して、半自動制御モードを遠隔操縦装置から設定すれば、所望の作業を精度良く且つ効率的に作業機械に行なわせることができる。従って、実際の作業機械の運転操作に熟練した者以外でも、作業機械の遠隔操縦を極めて容易に行なうことができる。特に、 2次元的な映像を見ながら作業機械を遠隔操縦するような場合においては、オペレータの運転操作の負担を大幅に軽減することができるので、生産性の大幅な向上を図ることができる。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1実施形態としての遠隔無線操縦システムの構成を模式的に示す図である。

図 2は第 1実施形態にかかる油圧ショベルの構成を模式的に示す図でめる。

図 3 ( a ) 及び図 3 ( b ) はそれぞれ第 1実施形態における 5 0 G H Z簡易無線機の一例を示す側面図である。

図 4は第 1実施形態における自動追尾装置の構成を模式的に示すプロック図である。

図 5は第 1実施形態における中継車の構成を模式的に示す図である。図 6は第 1実施形態における遠隔操縦装置の構成を模式的に示す図であ O

図 7は第 1実施形態における遠隔操縦装置を斜め前方から見た場合の外観の一例を示す斜視図である。

図 8は図 7における遠隔操縦装置を斜め後方から見た場合の外観の一例を示す斜視図である。

図 9は第 1実施形態における建機，遠隔操縦装置及び中継車からなる遠隔無線操縦システムの機能プロック図である。

図 1 0は第 1実施形態にかかる制御装置を搭載した油圧ショベルの構成を示す模式図である。

図 1 1は第 1実施形態にかかる制御装置の全体構成（電気信号系統および油圧回路）を概略的に示す図である。

図 1 2は第 1実施形態にかかる制御装置の全体構成を概略的に示すブ口ック図である。

図 1 3は第 1実施形態にかかる制御装置全体の機能的な構成を説明するためのブロック図である。

図 1 4は第 1実施形態にかかる制御装置の要部構成を示す制御プロック図である。

図 1 5は第 1実施形態による油圧ショベルの動作部分（関節式アーム機構およびバケツ卜）を示す側面図である。

図 1 6は第 1実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。図 1 7は第 1実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

図 1 8は第 1実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

図 1 9は第 1実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

図 2 0は第 1実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す斜視図である。

図 2 1は第 1実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す斜視図である。

図 2 2は本発明の第 2実施形態としての遠隔無線操縦システムの構成を模式的に示す図である。

図 2 3は第 2実施形態における遠隔操縦装置の構成を模式的に示す図である。

図 2 4は第 2実施形態における建機及び遠隔操縦装置からなる遠隔無線操縦システムの機能ブロック図である。発明を実施するための最良の形態

( A ) 第 1実施形態の説明

( A 1 ) 遠隔無線操縦システム全体の構成説明

図 1は本発明の第 1実施形態としての遠隔無線操縦システムの構成を模式的に示す図であるが、この図 1に示すように、本実施形態の遠隔無線操縦システム（以下、単に「システム」ということがある）は、無線操縦により作業現場 4にて移動可能に作業しうる油圧ショベル 1やブルドーザ 2 , ホイールローダ 3などの各種の無人建設機械（無線移動式作業機械）と、現場事務所 5等に固定設置されてこれらの建設機械 1〜 3 を無線により遠隔操縦するための遠隔操縦装置（固定局） 6 Aとをそな _ えて形成されている。

ただし、本実施形態では、無人建設機械（以下、単に「建機」という ) 1〜 3と遠隔操縦装置 6 Aとの間で遣り取りされる無線信号（後述する建機 1〜 3を遠隔操縦するための建機制御信号や建機 1〜 3側で撮影した映像など）を中継したり作業現場 4全体を監視したりするための中継車（移動式中継局）がヽ作業現場 4と現場事務所 5との間に配置（介装）されており、各建機 1〜 3は、この中継車 7を介して現場事務所 5の遠隔操縦装置 6 Aから遠隔操縦されるようになっている。

なお、本実施形態では、この遠隔操縦装置 6 Aが操縦対象の建機 1〜 3の台数に応じた数（ 5台）だけ設置されており、それぞれ自己が担当する遠隔操縦対象の建機 1〜 3を 1対 1で操縦できるようになつている以下、本システムを構成する建機 1〜 3，遠隔操縦装置 6 A及び中継車 7の構成について詳述する。ただし、以下では、本システムが日本国内で使用される場合を想定し、遠隔操縦に使用できる無線電波の周波数が日本の電波法に準拠するものとして説明を行なう。

図 2は本実施形態にかかる油圧ショベル 1の構成を模式的に示す図で、本実施形態にかかる油圧ショベル 1は、この図 2に示すように、進行方向に対して左右に無限軌条部 5 0 0 Aを有する下部走行体 5 0 0上に、キャビン（本来、オペレータが搭乗して運転操作する運転操作室） 6 0 0付き上部旋回体（建設機械本体） 1 0 0が水平面内で回転自在に設けられている。

そして、この上部旋回体 1 0 Όに対して、一端が回動可能に接続されるブーム（アーム部材） 2 0 0が設けられ、さらにブーム 2 0 0に対して、一端が関節部を介して回動可能に接続されるスティック（アーム部材） 3 0 0が設けられている。

さらに、スティック 3 0 0に対して、一端が関節部を介して回動可能に接続され、先端が地面を掘削し内部に土砂を収容可能なバケツ卜（作業部材） 4 0 0が設けられている。

このように、ブーム 2 0 0及びスティック 3 0 0で、上部旋回体 1 0

0に一端部を枢着され他端側にバケツ卜 4 0 0を有するとともに、関節部を介して相互に接続された一対のアーム部材としてのブーム 2 0 0 , スティック 3 0 0を少なくとも有する関節式アーム機構が構成される。また、シリンダ式ァクチユエ一夕としてのブーム油圧シリンダ 1 2 0 ，スティック油圧シリンダ 1 2 1 , バゲット油圧シリンダ 1 2 2 (以下、ブーム油圧シリンダ 1 2 0をブームシリンダ 1 2 0または単にシリンダ 1 2 0 ということがあり、スティック油圧シリンダ 1 2 1をスティックシリンダ 1 2 1または単にシリンダ 1 2 1 ということがあり、バケツ卜油圧シリンダ 1 2 2をバケツトシリンダ 1 2 2または単にシリンダ 1 2 2ということがある）が設けられている。

ここで、ブームシリンダ 1 2 0は、上部旋回体 1 0 0に対して一端が回動可能に接続されるとともにブーム 2 0 0に対して他の一端が回動可能に接続され、即ち上部旋回体 1 0 0 とブーム 2 0 0との間に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、ブーム 2 0 0を上部旋回体 1 0 0に対して回動させることができるものである。

また、スティックシリンダ 1 2 1は、ブーム 2 0 0に対して一端が回動可能に接続されるとともにスティック 3 0 0に対して他の一端が回動可能に接続され、即ちブーム 2 0 0 とスティック 3 0 0との間に介装されて、端部間の距離が伸縮する'ことにより、スティック 3 0 0をブーム 2 0 0に対して回動させることができるものである。

さらに、バケツトシリンダ 1 2 2は、スティック 3 0 0に対して一端が回動可能に接続されるとともにバケツ卜 4 0 0に対して他の一端が回動可能に接続され、即ちスティック 3 0 0 とバケット 4 0 0との間に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、バケツ卜 4 0 0をステイツク 3 0 0に対して回動させることができるものである。なお、バゲット油圧シリンダ 1 2 2の先端部には、リンク機構 1 3 0が設けられている。

このように上記の各シリンダ 1 2 0〜 1 2 2で、伸縮動作を行なうことによりアーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一夕を有するシリンダ式ァクチユエ一夕機構が構成される。

なお、図示しないが、左右の無限軌条部 5 0 O Aをそれぞれ駆動する油圧モータや、上部旋回体 1 0 0を旋回駆動する旋回モータも設けられている。

そして、本実施形態にかかる油圧ショベル 1には、図 2に示すように、上部旋回体 1 0 0内に上記のシリンダ 1 2 0〜 1 2 2や油圧モータ，旋回モータを制御して油圧ショベル 1の動作（姿勢）を制御する制御装置 3 0が設けられるとともに、上部旋回体 1 0 0上に雲台（自動追尾装置） 3 2付きの 5 0ギガへルツ（G H z ) 簡易無線機 3 1が載置され、且つ、キャビン 6 0 0の上面に 4 2 9メガヘルツ（M H z ) 受信了ンテナ 3 3， G P S (Global Positioning System) 受信アンテナ 3 4及び回転灯（パトライト） 3 5が載置されるとともに、キヤビン 6 0 0の前面に雲台 3 7付きテレビカメラ 3 6，固定式テレビカメラ 3 8 , マイク 3 9及び雲台 4 1付きライ卜 4 0が取り付けられている。

ここで、上記のテレビカメラ 3 6， 3 8は、それぞれ、油圧ショベル 1の作業状態を撮影するもので、これらのカメラ 3 6， 3 8で撮影された映像（画像情報）は 5 0 G H z簡易無線機（以下、単に「簡易無線機」といったり 5 0 G H zアンテナといったりすることがある） 3 1力、ら中継車 7を介して遠隔操縦装置 6 Aへ送信されて遠隔操縦装置 6 Aのデイスプレイ 6 7 (図 6により後述）に映し出されるようになつている。ただし、上記のカメラ 3 6は、雲台 3 7により水平面内〔方位（旋回 ) 系〕において回転、垂直面内（仰角系）において回動自在にキャビン 6 0 0に取り付けられており、遠隔操縦装置 6 Aから中継車 7を介して 5 0 G H z簡易無線機 3 1で受信されるカメラ制御信号に基づいてこの雲台 3 7が制御されることにより、撮影方向を遠隔操縦装置 6 Aから適宜変更できるようになつており、カメラ 3 8は、キャビン 6 0 0に固定されて、一定箇所（主にバケツ卜 4 0 0による作業状況）を常に撮影するようになっている。

また、マイク 3 9は、油圧ショベル 1の運転音や作業音などの音声を集音するもので、このマイク 3 9で集音された音声情報も 5 0 G H zァンテナ 3 1から中継車 7を介して遠隔操縦装置 6 Aへ送信されて遠隔操縦装置 6 Aのスピーカ 6 8 (図 6により後述）から出力されるようになつている。さらに、ライト（照明装置） 4 0は、視界の悪い現場や夜間においても遠隔操縦による作業を円滑に行ない得るよう、油圧ショベル 1の前面（カメラ 3 6， 3 8の撮影範囲）を照明するためのものであるなお、このライト 4 0 も、雲台 4 1により方位系回転 Z仰角系回動自在にキャビン 6 0 0に取り付けられており、遠隔操縦装置 6 Aから中継車 7を介して 5 0 G H z簡易無線機 3 1で受信されるライト制御信号に基づいてこの雲台 4 1が制御されることにより、照明方向を遠隔操縦装置 6 Aから適宜に変更できるようになつている。

さらに、 5 0 G H z簡易無線機（強電波指向性双方向送受信部） 3 1 は、中継車 7 との間で 5 0 G H z帯という強い電波指向性を有する電波により超遠距離（ 1 k m以上）の双方向通信を行なうためのもので、ここでは、中継車 Ίを介して遠隔操縦装置 6 Aから送られてくる油圧ショベル 1に対する操縦信号（建機制御信号：後述する「半自動制御」用の制御目標値情報を含む）が受信される一方、テレビカメラ 3 6 , 3 8で撮影した映像（画像情報）やマイク 3 9で集音した油圧ショベル 1の運転音，作業音などの音声情報，自己（油圧ショベル 1 ) の運転状態を表す車両モニタ情報（例えば、エンジン回転数，油圧ポンプの吐出量，作動油温，冷却水温）等が中継車 7を介して遠隔操縦装置 6 Aへ送信されるようになっている。

ただし、本実施形態で用いる 5 0 GH z簡易無線機 3 1は、映像ラインを 1チャンネル，音声ラインを 2チャンネル有しており、テレビカメラ 3 6， 3 8で撮影した映像は映像ラインを使用して、マイク 3 9で集音した音声は 2チヤンネル分の音声ラインのうちの 1チヤンネルを使用して、それぞれ中継車 7を介し遠隔操縦装置 6 A側へ送信され、建機制御信号は上記音声ラインの残りの 1チヤンネルを使用して受信されるようになつている。

つまり、この 5 0 GH z簡易無線機 3 1は、中継車 Ίに搭載された 5 0 GH z簡易無線機 7 1 ( 7 2〜 7 5 ：図 5により後述）とともに、建機 1〜 3と中継車 7との間に 5 0 GH z帯の強い電波指向性を有する第 1双方向通信手段を形成しているのである。

なお、このように 5 0 GH z帯の電波を使用するのは、現在、 1 km 程度の遠隔無線操縦に使用できる電波の周波数が日本国内では電波法により 5 0 GH z帯と後述する 2. 4 GH z帯に制限されており、このうち 2. 4 GH z帯の電波では映像（画像情報）の伝送が不可能なためであ O

そして、本実施形態の 5 0 GH z簡易無線機 3 1は、 5 0 GH zという非常に指向性の強い電波を使用するにも関わらず常に中継車 7と安定した通信を行なえるように、自動追尾装置 3 2により、方位系において 3 6 0度回転自在に、且つ、仰角系において基準水平面を 0度として約一 2 0度〜約 + 7 0度の幅で回動自在〔図 3 ( a ) および図 3 (b ) 参照〕に建設機械本体 1 0 0に取り付けられて、常に、その電波放射面が中継車 7に搭載された 5 0 G H z簡易無線機 7 1 (又は 7 2〜 7 5のいずれか：図 5にて後述）の電波放射面と対向するよう自動調整されるようになっている。

このため、上記の自動追尾装置 3 2は、本実施形態では、例えば図 4 に示すように、方位（旋回）系の慣性センサ（ジャイロ） 3 2 1 , 仰角系の慣性センサ（ジャイロ） 3 2 2，コントローラ 3 2 3，旋回系のドライ < 3 2 4，ステッピングモータ 3 2 5，仰角系のドラ 3 2 6，ステツピングモ一タ 3 2 7を有して構成されている。

ここで、ジャイロ 3 2 1は、油圧ショベル 1の向き（方位角）を検出するためのものであり、ジャイロ 3 2 2は油圧ショベル 1の傾斜角を検出するためのものであり、コントローラ 3 2 3は、これらの各ジャイロ 3 2 1 , 3 2 2で検出された方位角，傾斜角と 5 0 GH zアンテナ 3 1 での信号（電波）受信レベルとに基づいて 5 0 GH zァンテナ 3 1での信号受信レベルが最大となるアンテナの向き（方位角，仰角）を演算により求めるものである。

なお、このコントローラ 3 2 3での演算結果は、適宜、車両モニタ情報として遠隔操縦装置 6 Aへ送信することができ、遠隔操縦装置 6 Aのディスプレイ 6 7に、 5 0 G H zアンテナ 3 1の現在の向き（方位/仰角）をリアルタイムに表示させたりすることもできる。

また、ドライバ 3 2 4は、このコントローラ 3 2 3で得られた方位角に応じて旋回系のステッピングモータ 3 2 5を駆動することにより、 5 0 G H zアンテナ 3 1を上記の方位角分だけ旋回させるものであり、ドライバ 3 2 6は、同様にコントローラ 3 2 3で得られた仰角に応じて仰角系のステッピングモ一夕 3 2 7を駆動することにより、 5 0 GH zァンテナ 3 1を上記の仰角分だけ回動させるものである。

つまり、この自動追尾装置 3 2は、 5 0 G H zアンテナ 3 1での信号受信レベルが常に最大となるように中継車 Ί側の 5 0 GH zァンテナ Ί 1 (又は 7 2〜 7 5のいずれか）から送信される 5 0 GH z帯の無線電波をサーチして（自動追尾信号に応答して）、中継車 7に搭載された 5 0 GH zアンテナ 7 1 ( 7 2〜 7 5 ) の電波放射面を自動的に追尾する応答部として機能するもので、これにより、中继車 7との相対位置が変化しても中継車 7 との通信を常に安定して行なえるようになっているのである。

なお、建機 1〜 3 と中継車 7 との間に遮蔽物が入り中継車 7からの 5 0 GH z電波が一時的に遮断された場合、自動追尾装置 3 2は、後述する中継車 7側の自動追尾装置 7 1 A ( 7 2 A〜 7 5 A) とともに、一定時間、その時の 5 0 GH zァンテナ 3 1の向きを保持した後、中継車 7 側の 5 0 G H zァンテナ 7 1 ( 7 2〜 8 0 ) からの電波を自動的にサ一チして中继車 7 との通信を回復させるようにもなつている。

また、後述する 4 2 9 MH z受信アンテナ 3 3にて遠隔操縦装置 6 A からのアンテナ制御信号が受信された場合、自動追尾装置 3 2は、コントロ一ラ 3 2 3により、そのアンテナ制御信号に応じて各ドライノ 3 2 4， 3 2 6が駆動される（つまり、遠隔操縦装置 6 A側から手動により簡易無線機 3 1の向きを調整することも可能である）。

即ち、上記の自動追尾装置 3 2は、中継車 7に搭載された 5 0 GH z 簡易無線機 7 1 ( 7 2〜 7 5 ) の自動追尾装置 7 1 A ( 7 2 A〜 7 5 A ：図 5により後述）とともに、建機 1〜 3 と中継車 7 との間に第 1 自動追尾手段を形成しており、本実施形態では、上記の第 1双方向通信手段とこの第 1自動追尾手段とが複数の建機 1〜 3 ( 5台）に対応して 5組設けられている。

なお、このように上記の第 1双方向通信手段が 5組となっているのは、同じ作業現場 4内で 5 0 G H z帯の無線電波を用いて遠隔操縦可能な建機 1〜 3の台数が現状では最大 5台であるためである。従って、日本の電波法による規制がなく 5 0 G H z帯以外の帯域の無線電波を使用できれば、その無線電波の周波数帯域によっては、上記の第 1 (強電波指向性）双方向通信手段の数を増やして同一作業現場 4内で遠隔無線操縦可能な建機 1〜 3の台数を増やすこともできる。

次に、上記の 4 2 9 M H z受信ァンテナ（非常時用弱電波指向性受信部） 3 3は、通常時には、中継車 7からの上記アンテナ制御信号を受信する一方、 5 0 G H z簡易無線機 3 1による通信が途絶えた時などの非常時には、 4 2 9 M H z帯の無線電波（通信可能距離が半径約 1 0 0 m の無線電波：日本では特定省電力無線電波と呼ばれる）により中継車 7 を介して遠隔操縦装置 6 Aから送られてくる建機制御信号の受信を可能にするためのものである。

つまり、この 4 2 9 M H z受信アンテナ 3 3は、中継車 Ίとの間の 5 0 G H z帯のメインの通信が不可能になった場合の非常時用受信ァンテナとして機能するもので、上記 5 0 G H z帯の通信が途絶えても、中継車 7との距離が 1 0 0 m程度以内であれば、建機 1〜 3が上記の建機制御信号を受信することを可能にして、遠隔操縦装置 6 A側から建機 1〜 3を現場事務所 5に回収したり安全な場所へ退避させたりするといつた最低限必要な運転制御を行なうことが可能になっている。

即ち、この 4 2 9 M H z受信アンテナ 3 3は、中継車 7に搭載された 4 2 9 M H z送信アンテナ 8 2 (図 5により後述）とともに、上記の第 1 (強電波指向性）双方向通信手段による通信不能時に中継車 7から建機 1〜 3への建機制御信号の通信を可能にするために、その双方向通信手段の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段を形成しており、非常時には、 5 0 G H z帯の無線電波のように通信相手を自動追尾しなくても中継車 7 との通信を簡便に行なうことが可能になっている。

なお、上記の 4 2 9 M H z受信ァンテナ 3 3は、図 2に示すように、ここでは、ダイバーシティ構成となっており、受信感度（信号品質）の良い方のアンテナの受信信号が採用され、採用された受信信号に基づいて 5 0 G H z簡易無線機 3 1 (雲台 3 2 ) の制御や非常時の油圧ショべル 1の運転制御などがそれぞれ正確に行なわれるようになっている。また、 G P S受信アンテナ 3 4は、人工衛星（図示略）からの信号（以下、衛星信号ということがある）を受信することにより、自己（油圧ショベル 1 ) の現在位置を中継車 7を介して遠隔操縦装置 6 Aへ通知するためのもので、遠隔操縦装置 6 A側ではこの油圧ショベル 1から通知される現在位置情報を基に油圧ショベル 1の動き（現在位置）をリアルタイムに管理することができるようになつている。

パトライト 3 5は、油圧ショベル 1が稼働中である旨や油圧ショベル 1に異常が発生した旨（警告）などをランプの点灯 Z点滅/回転により外部へ通知するためのものである。

そして、上記の制御装置（半自動制御装置） 3 0は、 5 0 G H z簡易無線機 3 1で 5 0 G H z帯の電波として受信される遠隔操縦装置 6 Aからの信号に基づいて、雲台 3 2 / 3 6を制御することにより簡易無線機 3 1 /テレビカメラ 3 6の向きを適宜制御しながら、上記のシリンダ 1 2 0〜 1 2 2や油圧モータ，旋回モータ等を制御することにより、油圧ショベル 1の動作（姿勢）を制御して油圧ショベル 1に所望の作業を行なわせるもので、本実施形態では、コントローラ（制御手段） 3 0 Bにより後述するような半自動制御が行なわれるようになっている。

ただし、何らかの異常により中継車 7 との 5 0 G H z帯の電波による通信が不能になつてしまった場合は、上述したように中継車 7 との距離力く 1 0 0 m内であれば非常時用受信ァンテナ 3 3を通じて 4 2 9 M H z 帯の無線通信が中继車 7 との間で行なわれるので、この制御装置 3 0は、非常時用受信アンテナ 3 3で受信される建機制御信号に基づいて油圧ショベル 1の動作を制御することになり、これにより、非常時には、油圧ショベル 1を現場事務所 5に回収させたり安全な場所へ退避させたりすることが可能になる。

なお、ここでは、建機 1〜 3の構成について油圧ショベル 1を代表として説明したが、ブルドーザ 2やホイールローダ 3 も、上記の油圧ショベル 1 と同様の遠隔無線操縦のための機能を有しているものとする。次に、図 5は上述の中継車 7の構成を模式的に示す図で、この図 5に示すように、本実施形態の中继車 7は、上記の油圧ショベル 1 と同じ夕イブの車両を利用して構成されており、進行方向に対して左右に無限軌条部 5 0 O A ' を有する下部走行体 5 0 0 ' 上に、上部旋回体 1 0 0 ' が水平面内で回転自在に設けられた構成となっている。

そして、この上部旋回体 1 0 0 ' には、一端が回動可能に接続され伸縮自在なブーム 2 0 0 ' が設けられ、さらにこのブーム 2 0 0 ' には、支持機構 2 0 2 ' により軸（接続点） 2 0 を中心にブーム 2 0 0 ' に対して回動可能なプラッ卜ホーム（中継台） 7 0が装備されている。さらに、この中継車 7には、ブーム油圧シリンダ 1 2 0 ' 及び支持機構油圧シリンダ 2 0 3 ' (以下、ブーム油圧シリンダ 1 2 0 ' をブームシリンダ 1 2 0 ' または単にシリンダ 1 2 0 ' ということがあり、支持機構油圧シリンダ 2 0 3 ' を支持機構シリンダ 2 0 3 ' または単にシリンダ 2 0 3 ' ということがある）が設けられている。ここで、ブームシリンダ 1 2 0 ' は、上部旋回体 1 0 0' に対して一端が回動可能に接続されるとともにブーム 2 0 0 ' に対して他の一端が回動可能に接続され、即ち上部旋回体 1 0 0 ' とブーム 2 0 0 ' との間に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、ブーム 2 0 0 ' を上部旋回体 1 0 0' に対して垂直面内で回動させることができるものである。

また、支持機構シリンダ 2 0 3 ' は、ブーム 2 0 0' に対して一端が回動可能に接続されるとともに支持機構 2 0 2 ' に対して他の一端が回動可能に接続され、即ちブーム 2 0 0 ' と支持機構 2 0 2 ' との間に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、プラットホーム 7 0を軸 2 0 1 ' を中心に回動させることができるもので、ここでは、ブーム 2 0 0 ' の姿勢に応じてこのシリンダ 2 0 3 ' が伸縮することにより、プラットホーム 7 0を常に水平に保持できるようになつている。

なお、この図 5には図示しないが、本中継車 7には、上記左右の無限軌条部 5 0 O A' をそれぞれ駆動する油圧モータや、上部旋回体 1 0 0 ' を旋回駆動する旋回モータも設けられており、上記の各シリンダ 1 2 0 ' , 2 0 3 ' , 油圧モータ，旋回モータなどはいずれも上部旋回体 1 0 0 ' 内に設けられた車両制御装置 9 0によって制御されるようになつている。

そして、上記のプラッ卜ホーム 7 0には、それぞれ雲台（自動追尾装置） 7 1 A〜8 0 A付き 5 0 GH z簡易無線機（アンテナ） 7 1〜8 0 , 2. 4 GH z受信アンテナ 8 1 , 4 2 9 MH z送信アンテナ 8 2，雲台 8 3 A付きテレビカメラ 8 3 , 固定式テレビカメラ 8 4 , 雲台 8 5 A 付きライト 8 5，固定ライト 8 6，通信制御装置 8 9などが設けられている。なお、上部旋回体 1 0 0 ' の上面には、 2. 4 GH z送受信アンテナ 8 7や G P S受信ァンテナ 8 8が設けられている。ここで、各 5 0 G H z簡易無線機（第 1強電波指向性双方向送受信部 ) 7 1〜 7 5は、それぞれ、上記の各建機 1〜 3 (全 5台）のうちの対応する建機 1〜 3との間で 5 0 G H z帯の強指向性の電波を送受信することにより超遠距離の双方向通信を行ないうるもので、建機 1〜 3へは遠隔操縦装置 6 Aからの建機制御信号を送信（中继）し、建機 1〜 3からはその建機 1〜 3に搭載されたカメラ 3 7， 3 8で撮影した映像やマイク 3 9で集音した音声，建機 1〜 3の運転状態を表す車両モニタ情報などが受信されるようになっている。

そして、これらの各 5 0 G H z簡易無線機 7 1〜 7 5 も、それぞれ自動追尾装置 7 1 A〜 7 5 Aにより旋回系回転 Z仰角系回動自在にブラッ卜ホーム 7 0に取り付けられており、常に、その信号受信レベルが最大となるように（通信相手である建機 1〜 3の 5 0 G H z簡易無線機 3 1 と対向するように）電波放射面の向きが自動的に調整されるようになつている。

なお、上記の各自動追尾装置 7 1 A〜 7 5 Aは、それぞれ、図 4に示す自動追尾装置 3 2 と同様の構成を有しており、また、建機 1〜 3 との間に遮蔽物が入り建機 1〜 3からの電波が一時的に遮断された場合は、建機 1〜 3側の自動追尾装置 3 2 とともに、一定時間、その時の 5 0 G H zアンテナ 7 1〜 7 5の向きを保持した後、建機 1〜 3側からの電波を自動的にサーチして建機 1〜 3 との通信を回復させるようになってい一方、残りの各 5 0 G H z簡易無線機（第 2強電波指向性双方向送受信部） 7 6〜 8 0は、それぞれ、対応する遠隔操縦装置 6 Aとの間で 5 0 G H z帯の強指向性の電波を送受信することにより超遠距離の双方向通信を行ないうるもので、遠隔操縦装置 6 Aへは上述のように簡易無線機 7 1 - 7 5を通じて受信される映像や音声，車両モニタ情報などが中継送信され、遠隔操縦装置 6 Aからは建機 1〜 3のための建機制御信号や自己（中継車 7 ) のための中継車制御信号などが受信されるようになつている。

つまり、これらの各 5 0 G H z簡易無線機 7 6〜 8 0は、遠隔操縦装置 6 Aに搭載された簡易無線機 6 3とともに、遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7との間に 5 0 GH z帯の強い電波指向性を有する第 2双方向通信手段を形成しているのである。

そして、これらの各簡易無線機 7 6〜 8 0 も、自動追尾装置 7 6 A~ 8 O A (構成は図 4に示すものと同様）により旋回系回転 Z仰角系回動自在にプラットホーム 7 0に取り付けられており、常に、その信号受信レベルが最大となるように（通信相手である遠隔操縦装置 6 Aの 5 0 G H z簡易無線機 6 3 と対向するように）電波放射面の向きが自動的に調整されるようになっている。

また、遠隔操縦装置 6 Aとの間に遮蔽物が入り一時的に遠隔操縦装置 6 Aからの電波が遮断された場合は、後述する遠隔操縦装置 6 A側の自動追尾装置 6 3 Aとともに、一定時間、その時の 5 0 GH zアンテナ 7 6〜 8 0の向きを保持した後、遠隔操縦装置 6 A側からの電波を自動的にサーチして遠隔操縦装置 6 Aとの通信を回復させるようになっている o

なお、上記の各 5 0 G H zアンテナ 7 1〜 7 5 , 7 6〜 8 0 も、それぞれ、後述するアンテナ制御信号受信部 8 9 1 , 8 9 3で遠隔操縦装置 6 Aからのァンテナ制御信号が受信されると、そのァンテナ制御信号に応じて電波放射面の向きが調整されるようになっている（遠隔操縦装置 6 A側から手動により各簡易無線機 7 1〜 8 0の向きをそれぞれ調整することも可能である）。

また、 2. 4 G H z受信アンテナ 8 1は、遠隔操縦装置 6 Aから 2. 4 G H z帯の S S (Spread Spectrum) 電波（後述）として送信される前記のァンテナ制御信号を受信するためのものである。

さらに、上記の 4 2 9 M H z送信アンテナ 8 2は、各建機 1〜 3に搭載されている 5 0 G H z簡易無線機 3 1の向きを制御するためのアンテナ制御信号等を 4 2 9 M H z帯の無線電波により送信するものであるが、本実施形態では、前述のように建機 1〜 3との間の 5 0 G H z帯電波による通信が途絶えた時（非常時）には、この 4 2 9 M H z送信アンテナ 8 2が非常用アンテナ（非常用弱電波指向性送信部）として機能し、建機 1〜 3への建機制御信号が 4 2 9 M H z帯の電波により送信されるようになつている。

ただし、この 4 2 9 M H z送信ァンテナ 8 2は、本実施形態では、建機 1〜 3の台数（ 5台）に対応した数だけ設けられ、それぞれ、受信側 (建機 1〜 3側）の 4 2 9 M H z受信アンテナ 3 3 と同様にダイバーシティ構成（ 5台の建機 1〜 3毎に 2本ずつのァンテナを対応させた計 1 0本のアンテナ構成）になっており、各建機 1〜 3毎に同じ内容，同じレベルの信号を同時に 2系統で送信することができるようになつている (受信側では信号品質の良い信号を採用する）。

さらに、各テレビカメラ 8 3， 8 は、それぞれ、作業現場 4の周辺を監視したり作業現場 4内で稼働中の建機 1〜 3の映像を捕らえたりするためのもので、これらのカメラ 3 6〜 3 8で撮影された映像（画像情報）は対応する 5 0 G H z簡易無線機 7 6〜 8 0を通じて遠隔操縦装置 6 Aへ送信されて遠隔操縦装置 6 Aのディスプレイ 6 7に映し出されるようになっている。

ただし、上記のカメラ 8 3は、雲台 8 3 Aにより旋回系回転 Z仰角系回動自在にプラッ卜ホーム 7 0に取り付けられており、遠隔操縦装置 6 Aからこの雲台 8 3 Aが制御されることにより、適宜、撮影方向を変更できるようになつており、カメラ 8 4は、ブラッ卜ホーム 7 0に固定されて、常に一定方向（例えば、作業現場 4全体）を撮影するようになつている。

また、ライ卜 8 5， 8 6は、それぞれ、作業現場 4の視界が悪いときや夜間等において作業現場 4を照明したり各建機 1〜 3を照明したりするためのものである。なお、上記のライ卜 8 5 も、雲台 8 5 Aにより旋回系回転 Z仰角系回動自在にプラットホーム 7 0に取り付けられており、遠隔操縦装置 6 Aからこの雲台 8 5 Aが制御されることにより、適宜、照明方向を変更できるようになつており、ライ卜 8 6は、ブラッ卜ホ —ム 7 0に固定されて、常に一定方向を照明するようになっている。そして、通信制御装置 8 9は、上記の 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 8 0 , 2. 4 G H z受信アンテナ 8 1， 4 2 9 MH z送信アンテナ 8 2による通信や、各簡易無線機 7 1〜 8 0，カメラ 8 3，ライト 8 5の向き (雲台 7 1 A〜 8 0 A， 8 3 A, 8 5 A) 、カメラ 8 3 , 8 4で撮影した映像の加工（画像データ化）などの処理をそれぞれ制御するためのものである。

このため、本通信制御装置 8 9は、本実施形態では、図 5中に示すように、ァンテナ制御信号受信部 8 9 1， 8 9 3， 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 7 5用のィン夕フェ一ス部（ 1ダ？） 8 9 2 , 5 0 GH z簡易無線機 7 6〜8 0用のインタフェース部（ I ZF) 8 9 4 , 4 2 9 MH z 送信アンテナ 8 2用の送信部 8 9 5 , カメラ/ライ卜制御装置 8 9 6 , 映像編集装置 8 9 7及び中央制御装置（C P U) 8 9 8を有して構成されている。

ここで、アンテナ制御信号受信部 8 9 1は、 2. 4 GH z受信アンテナ 8 1で遠隔操縦装置 6 Aからのアンテナ制御信号が受信されるとその了ンテナ制御信号に応じて 5 0 G H z簡易無線機 Ί 1〜 7 5の向きを調整するものであり、インタフェース部 8 9 2は、各 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 7 5と C P U 8 9 8 との間のインタフェースをとるためのものめ 6。

また、アンテナ制御信号受信部 8 9 4は、 2. 4 GH z受信アンテナ 8 1で遠隔操縦装置 6 Aからのアンテナ制御信号が受信されるとそのァンテナ制御信号に応じて 5 0 GH z簡易無線機 7 6〜 8 0の向きを調整するもので、遠隔操縦装置 6 Aに搭載された自動追尾装置 6 3 A (図 6 により後述）からの自動追尾信号に応答する応答部としての機能を果たしている。

さらに、インタフェース部 8 9 4は、各 5 0 GH z簡易無線機 7 6〜 8 0と C P U 8 9 8との間のインタフヱ一スをとるためのものであり、送信部 8 9 5は、 C P U 8 9 8の指示に応じて、建機 1〜 3側の 5 0 G H z簡易無線機 3 1の向きを制御するためのアンテナ制御信号を 4 2 9 MH z帯の無線電波により送信するものである。

ただし、この送信部 8 9 5は、上述したように、非常時〔 5 0 GH z 簡易無線機 7 1〜 7 5 (送受信部 8 9 2 ) による通信不能時〕には、遠隔操縦装置 6 Aから 5 0 G H zアンテナ 7 6〜 8 0 (非常時は 2. 4 G H z送受信アンテナ 8 7 ) を通じて受信される建機制御信号を 4 2 9 M H z送信ァンテナ 8 2により 4 2 9 MH z帯の電波で対応する建機 1〜 3へ中継送信するようになっている。

また、カメラ Zライ卜制御装置 8 9 6は、 5 0 GH z簡易無線機 7 6 〜 8 0を通じて遠隔操縦装置 6 Aからカメラ Zライ卜制御信号が受信された場合に、 C P U 8 9 8からの指示に応じて、上記のテレビカメラ 8 3， 8 4，ライト 8 5， 8 6の ONZO F Fやカメラ 8 3 /ライ卜 8 5 の向き（雲台 8 3 A/ 8 5 A) などを制御するものであり、映像編集装置（映像合成器） 8 9 7は、各カメラ 8 3 , 8 4で撮影された映像をそれぞれ例えば遠隔操縦装置 6 Aのディスプレイ 6 7の 1画面分の画像デ一夕に編集 ·加工するものである。

そして、 C P U 8 9 8は、上記の各ァンテナ制御信号受信部 8 9 1， 8 9 3 , 送信部 8 9 5 , カメラ/ライ卜制御装置 8 9 6及び映像編集装置 8 9 7の動作を集中制御するもので、ここでは、通常時には、主に 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 8 0で送受信される信号に基づいて動作し、非常時には、非常時用の 2. 4 GH z送受信ァンテナ 8 7で送受信される信号に基づいて動作するようになっている。

なお、この C P U 8 9 8は、 5 0 GH z簡易無線機 7 6〜 8 0を通じて遠隔操縦装置 6 Aから中継車制御信号が受信されると、その制御信号に応じた指示を上部旋回体 1 0 0 ' 内に設けられた車両制御装置 9 0に与えることにより、車両制御装置 9 0によって、例えば、ブームシリンダ 1 2 (Γ を伸縮させてブラットホーム 7 0を昇降させたり、旋回モータを回転させて上部旋回体 1 0 0' を旋回させたり、油圧モータを駆動して条無限軌条部 5 0 0 A' を駆動し中継車 7を走行させたりすることもできるようになつている。

さらに、上部旋回体 1 0 0 ' に設けられた 2. 4 GH z用送受信アンテナ 8 7 (以下、 S S無線機 8 7 ということがある）は、非常時（ 5 0 GH z帯の無指向性の S S電波（スペクトラム拡散式電波）により遠隔操縦装置 6 Aとの間の双方向通信（ただし、映像は除く）を可能にするための非常用送受信ァンテナである。

Aとの間の双方向通信（ただし、映像は除く）を可能にするための非常用送受信アンテナである。

つまり、この 2. 4 GH z送受信ァンテナ 8 7は、遠隔操縦装置 6 A に搭載された 2. 4 GH z送受信アンテナ 6 4 (図 6により後述）とともに、 5 0 GH z帯の無線電波（第 2双方向通信手段）による通信不能時に遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7 との間での双方向通信を可能にする非常時用スぺク卜ラム拡散式双方向通信手段を形成しているのである。これにより、非常時には、 5 0 G H z帯の無線電波のように通信相手を自動追尾しなくても遠隔操縦装置 6 Aとの間の通信を簡便に行なうことが可能になる。

G P S受信ァンテナ 8 8は、人工衛星からの信号を受信することにより本中继車 7の現在位置を検出して遠隔操縦装置 6 Aに通知するのに使用されるもので、これにより、遠隔操縦装置 6 A側では、建機 1〜3の現在位置とともに中継車 7の現在位置もリアルタイムに管理することができるようになる。

このため、上記の車両制御装置 9 0には、非常時に 2 . 4 G H z送受信アンテナ 8 7を通じて遠隔操縦装置 6 Aとの間で遣り取りされる信号の送受を行なうための 2 . 4 G H z送受信部（非常時用スぺクトラム拡散式双方向送受信部） 9 1や G P S受信ァンテナ 8 8を通じて受信される衛星信号に対して所望の受信処理を施すための G P S受信部 9 2などもそなえられている。なお、この G P S受信部 9 2で受信された衛星信号は、中継車 7の現在位置を検出したりするために使用される（C P U 8 9 8に接続される）。

次に、図 6は建機 1〜 3用の遠隔操縦装置 6 Aの構成を模式的に示す図で、この図 6に示すように、本実施形態における遠隔操縦装置 6 Aは、基本的に、操縦空間（室） 6 1を形成する外部壁面 6 2に、雲台（自動追尾装置） 6 3 A及びズームカメラ 6 6付きの 5 0 G H z簡易無線機 (アンテナ） 6 3， 2 . 4 G H z送受信アンテナ 6 4及び G P S受信ァンテナ 6 5が取り付けられるとともに、操縦室 6 1内に、ディスプレイ (大画面モニタ） 6 7，スピーカ 6 8 , シ一卜 6 9などが設けられた構造となっている。ここで、 5 0 GH z簡易無線機（強電波指向性双方向送受信部） 6 3 は、中継車 7 との間で 5 0 GH z帯の強電波指向性の電波により双方向通信を行なうためのもので、後述する運転操作レバー群 6 9 A, 制御レバ一 Zスィツチ群 6 9 B, 6 9 Cが操作されたときの操作情報が建機（中継車）制御信号，アンテナ制御信号，カメラ Zライト制御信号等として中継車 7へ向けて送信される一方、中継車 7から送信されてくる映像や音声，車両モニタ情報等が受信されるようになっている。

そして、この 5 0 GH z簡易無線機 6 3 も、自動追尾装置 6 3 A (構成は図 4に示すものと同様）により、旋回系回転/仰角系回動自在に遠隔操縦装置 6 Aに取り付けられており、常に、その信号受信レベルが最大となるように（通信相手である中継車 7の 5 0 G H z簡易無線機 7 6 〜 8 0と対向するように）電波放射面の向きが自動的に調整されるようになっている。

また、この場合も、中継車 7 との間に遮蔽物が入り一時的に中継車 7 からの電波が遮断された場合は、中継車 7側の自動追尾装置 7 6 A ( 7 7 A〜 8 0 A) とともに、一定時間、その時の 5 0 G H zァンテナ 6 3 の向きを保持した後、中継車 7側からの電波を自動的にサーチして中継車 7 との通信を回復させるようになつている。

これにより、遠隔操縦装置 6 Aは、中継車 7 との相対位置が変化しても 5 0 GH z簡易無線機 6 3の電波放射面と中継車 7に搭載された 5 0 GH z簡易無線機 7 6 ( 7 7〜8 0 ) の電波放射面とが常に対向するように中継車 7の 5 0 GH z簡易無線機 7 6 ( 7 7 - 8 0 ) を自動追尾することができるので、中継車 7 と常に安定した通信を行なうことが可能にる。

なお、上記の 5 0 GH z簡易無線機 6 3は、後述する制御レバースイッチ群 6 9 Bの「固定局用 5 0 GH z雲台制御レバー」を操作することにより、その電波放射面の向きを手動により調整することも可能であさらに、 2 . 4 G H z送受信アンテナ（非常時用スペクトラム拡散式双方向送受信部） 6 4 (以下、 S S無線機 6 4 ということがある）は、上記の 5 0 G H z簡易無線機 6 3による中继車 7 との双方向通信が途絶えた時等の非常時に、代わりに中継車 7 との間の双方向通信（建機制御信号の送信および車両モニタ情報の受信）を 2 . 4 G H z帯の S S電波 (スぺク卜ラム拡散式電波）を使って行なうためのものである。なお、この 2 . 4 G H z送受信ァンテナ 6 4は、中継車 7に搭載された 5 0 G H z簡易無線機 7 6〜 8 0の向きを制御するためのアンテナ制御信号を送信するためにも使用される。

また、 G P S受信アンテナ 6 5は、人工衛星からの信号を受信することにより本遠隔操縦装置 6 Aの現在位置を検出するために使用されるものであり、ズーム（超望遠）カメラ（カメラ装置） 6 6は、上記の 5 0 G H z簡易無線機 6 3による通信不能時に中継車 7の映像を捕らえるためのもので、簡易無線機 6 3による通信不能時には、オペレータは、後述する制御レバー/スィツチ群 6 9 Bのうちの「建機 Z中継車切り換えスィツチ」を操作して遠隔操縦対象の車両を中継車 7に切り換えることで、カメラ 6 6により捕らえられた中継車 7の映像（ディスプレイ 6 7 に映し出される）を見ながら中継車 7を遠隔操縦（緊急操作）することもできるようになっている。

なお、このズームカメラ 6 6の向き（撮影方向）は、本実施形態では、自動追尾装置 6 3 Aにより 5 0 G H z簡易無線機 6 3の向きと連動して制御されるようになっており、中継車 7が移動しても常にその映像を捕らえられるようになっているが、 5 0 G H z簡易無線機 6 3の向きとは無関係に独立して制御することも可能である。また、ディスプレイ 6 7は、このズームカメラ 6 6で捕らえられた中継車 7の映像や上記の 5 0 GH z簡易無線機 6 3を通じて受信される建機 1〜 3 (又は中継車 7 ) からの映像を表示するためのものであり、スピ一力 6 8は、同様に 5 0 GH z簡易無線機 6 3を通じて受信される建機 1〜 3からの音声を出力するためのものである。

さらに、操縦室 6 1内において、シ一卜 6 9は、担当の建機 1〜 3を遠隔無線操縦するオペレータがディスプレイ 6 7に向かって着座するところで、このシート 6 9近くには、目標法面角設定器付きのモニタパネル（ディスプレイスィッチパネル） 1 0や運転操作レバー群 6 9 A, 制御レバー/スィッチ群 6 9 B， 6 9 C，画面切り換えスィッチ 6 9 Dなどが設けられている。

ここで、上記のモニタパネル 1 0は、後述する「半自動制御モード」を始動するときのスィツチ操作を行なえるものであり、運転操作レバー群 6 9 Aは、自己が担当する建機 1〜 3を遠隔操縦するためのもので、例えば油圧ショベル 1用のものであれば、少なくともブーム/バケツト操作レバー 6，スティック操作レバ一 8が含まれている。

また、制御レバ一 Zスィツチ群 6 9 Bは、遠隔操縦装置 6 Aや建機 1 〜 3の装備を制御するためのもので、例えば下記の（ 1 ) 〜（ 1 0 ) に示すレバ一やスィッチからなっている。

( 1 ) 5 0 GH z簡易無線機 6 3の向き（雲台 6 3 A) を調整するための「固定局用 5 0 GH z雲台制御レバ一」

(2 ) ズームカメラ 6 6の向き/倍率を調整するための「固定局用力メラ制御レバー」

( 3 ) 建機 1〜 3に搭載された 5 0 GH z簡易無線機 3 1の向きを調整するための「建機用 5 0 GH z雲台制御レバ一」

( 4 ) 建機 1〜 3に搭載されたテレビカメラ 3 6の向き（雲台 3 7 ) を制御するための「建機用カメラ雲台制御レバー」

( 5 ) 建機 1〜 3に搭載されたライト 4 0の向き（雲台 4 1 ) を制御するための「建機用ライ卜雲台制御レバ一」

( 6 ) 建機 1〜 3に搭載されたテレビカメラ 3 6， 3 7の ONZO F Fを制御するための「建機用カメラスィツチ」

( 7 ) 建機 1〜 3に搭載されたライ卜 4 0の ONZO F Fを制御するための「建機用ライ卜スィッチ」

( 8 ) 5 0 GH z簡易無線機 6 3による中継車 7 との間の双方向通信が途絶えた時に非常時用の 2. 4 GH z送受信アンテナ 6 4を用いた通信に切り換えるための「 2. 4 G H z波切り換えスィッチ」

( 9 ) 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 8 0による建機 1〜 3との間の双方向通信が途絶えた時に非常時用の 4 2 9 MH z送信アンテナ 8 2を用いた通信に切り換えるための「 4 2 9 MH z波切り換えスィッチ」

( 1 0 ) 遠隔操縦対象の車両を建機 1〜 3 と中継車 7 との間で切り換えるための「建機/中继車切り換えスィッチ」

一方、制御レバー/スィツチ群 6 9 Cは、中継車 7の装備を制御するためのもので、例えば下記の（ 1 ) 〜（ 5 ) に示すレバーやスィッチからなっている。

( 1 ) 中継車 Ίに搭載された 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 8 0の向き (雲台 7 1 A〜 8 0 A) を調整するための「中継車用 5 0 GH z雲台制御レバー」

( 2 ) 中継車 7に搭載されたテレビカメラ 8 3の向き（雲台 8 3 A) を調整するための「中継車用カメラ雲台制御レバー」

( 3 ) 中継車 7に搭載されたライ卜 8 5の向き（雲台 8 5 A) を調整するための「中継車用ライト雲台制御レバー」

( 4 ) 中継車 7に搭載されたテレビカメラ 8 3， 8 4の ONZO F F を制御するための「中継車用カメラスィッチ」

( 5 ) 中継車に搭載されたライ卜 8 5， 8 6の ONZO F Fを制御するための「中継車用ライトスイッチ」

さらに、画面切り換えスィツチ 6 9 Dは、ディスプレイ 6 7の表示画面を、建機 1〜 3 (又は中継車 7 ) から送られてくるカメラ 3 6， 3 7 ( 8 3， 8 4 ) の撮影映像画面や建機 1〜 3の車両モニタ情報の表示画面などへ適宜に切り換えるためのものである。

上述のような構成により、本遠隔操縦装置 6 Aでは、ディスプレイ 6 7に映し出される建機 1〜 3の作業状態を見ながら上記の運転操作レバ —群 6 9 Aや制御レバ一 Zスィッチ群 6 9 B, 6 9 Cをシート 6 9に着座したオペレータが操作することにより、その操作情報が前記の建機（中継車）制御信号，アンテナ制御信号，カメラ/ライト制御信号等としてそれぞれ 5 0 GH z簡易無線機 6 3から送信されて、建機 1〜 3 (中継車 7 ) に所望の作業を行なわせることができる。

つまり、本実施形態の遠隔操縦装置 6 Aは、操縦室 6 1内の構造（運転操作レバ一群 6 9の配置など）が実際の建機 1〜 3 (中継車 7 ) のキャビン 6 0 0内の構造に模して形成されており、オペレータが遠隔地からでも建機 1〜 3 (中継車）をより実際の運転感覚に近い感覚（バーチャルリアリティ環境）で操縦できるようになっているのである。

なお、図 7はこの遠隔操縦装置 6 Aを斜め前方から見た場合の外観の一例を示す斜視図であり、図 8は同じ遠隔操縦装置 6 Aを斜め後方から見た場合の外観の一例を示す斜視図である。

次に、図 9は上述の建機 1〜 3 , 遠隔操縦装置 6 A及び中継車 7からなる本遠隔無線操縦システムの機能プロック図であるが、この図 9において、建機 1〜 3は、コントローラ 3 0 A〜 3 0 C及びィン夕フェース ( I ZF) 部 3 0 Dを有しており、遠隔操縦装置 6 Aは、操作ュニット 6 0 A, 通信切換器 6 0 B，インタフヱ一ス（ I ZF) 部 6 0 C, モニ— 夕表示制御部 6 0 D, パーソナルコンピュータ（パソコン） 6 0 Eを有している。なお、他の各構成要素（図 2 , 図 5及び図 6中に示した符号と同一符号を付した部分）はそれぞれ図 2，図 5及び図 6により前述したものとそれぞれ同様のものである。

ここで、建機 1〜 3において、コントローラ 3 O Aは、主に 4 2 9 M H z受信ァンテナ 3 3での 4 2 9 MH z帯の無線電波〔 5 0 GH z簡易無線機 3 1 (雲台 3 2 ) 用のアンテナ制御信号，非常時の建機制御信号〕の受信処理（ダイバーシティ受信処理など）を制御するものである。なお、実際に、 4 2 9 MH z受信アンテナ 3 3において信号が受信されると、このコントローラ 3 O Aは、コントローラ 3 0 Bに、 4 2 9 MH z受信ァンテナ 3 3で受信された信号を選択使用するよう指示を与えるようになつている。

また、コントローラ 3 0 Bは、 5 0 GH z簡易無線機 3 1を通じて受信される建機制御信号に応じて、エンジン（図示略）の始動 Z停止，走行（左右の無限軌条部 5 0 0 Aの駆動），建機 1〜 3の姿勢（半自動）制御〔油圧ショベル 1の場合は、ブーム 2 0 0 (シリンダ 1 2 0 ) , スティック 3 0 0 (シリンダ 1 2 1 ) ，バケツ卜 4 0 0 (シリンダ 1 3 0 ) , 旋回モータなどの制御〕，カメラ 3 6 , 3 8による撮影，マイク 3 9による集音などを制御するためのものである。

ただし、 5 0 GH z簡易無線機 3 1による通信が途絶えた場合、このコントローラ 3 0 Bは、 5 0 GH z簡易無線機 3 1に代わって 4 2 9 M H z受信アンテナ 3 3で受信される建機制御信号を選択使用して、上記のエンジンの始動/停止，走行, 姿勢制御などの各種制御を行なう。さらに、コントローラ 3 0 Cは、カメラ 3 6 , 3 8で撮影された映像やマイク 3 9で集音された音声（建機 1〜 3の運転音，作業音）を 5 0 GH z帯の無線電波として 5 0 G H z簡易無線機 3 1から中継車 7へ向けて送信するときのィン夕フェースをとるためのものであり、インタフエース部 3 0 Dは、 5 0 GH z簡易無線機 3 1 とコントローラ 3 0 Bとの間のインタフヱースをとるためのものである。

一方、遠隔操縦装置 6 Aにおいて、操作ュニッ卜 6 0 Aは、ォペレ一夕による操縦操作に応じた信号生成するもので、図 6における運転操作レバー群 6 9 A, 制御レバ一 Zスィッチ群 6 9 B， 6 9 Cに相当する部分である。さらに、通信切換器 6 0 Bは、中継車 7 との間の通信で使用する無線電波の周波数帯（ 5 0 GH z帯， 2. 4 GH z帯）を切り換えるためのもので、上述したように通常時には 5 0 GH z簡易無線機 6 3 が使用され、非常時には S S無線機 6 4が使用されるようになっているさらに、インタフェース部 6 0 Cは、操作ュニッ卜 6 O A, モニタ表示制御部 6 0 Dと 5 0 GH z簡易無線機 6 3 との間のィンタフヱ一スをとるものであり、モニタ表示制御部 6 0 Dは、中継車 7を介して建機 1 〜 3から送られてくる映像のディスプレイ 6 7への表示を制御するためのものであり、パソコン 6 0 Eは、非常時の 2. 4 G H z帯無線電波による双方向通信を制御するためのものである。

(A 2 ) 遠隔無線操縦システムの全体動作説明

以下、上述のごとく構成された本実施形態の遠隔無線操縦システムの全体動作について詳述する。

まず、遠隔操縦装置 6 Aにおいて、オペレータは、ディスプレイ 6 7 に映し出される建機 1〜 3，中継車 7からの映像を見ながら運転操作レバー群 6 9 A, 制御レバ一 /スィッチ群 6 9 B, 6 9 Cを適宜操作して、建機 1〜 3 (中継車 7 ) をそれぞれ遠隔操縦し、建機 1〜 3を作業現場 4内の所定の位置に搬入すると共に中継車 7を作業現場 4付近の所定の位置に配置する。

ただし、このとき、オペレータは、制御レバ一ダスィツチ群 6 9 Bの「固定局用 5 0 GH z雲台制御レバー」を操作して遠隔操縦装置 6 A側の 5 0 GH z簡易無線機 6 3を中継車 7側の 5 0 G H z簡易無線機 7 6 ( 7 7〜 8 0 ) へ、制御レバー Zスィツチ群 6 9 Cの「中継車用 5 0 G H z雲台制御レバ一」を操作して中継車側 7の 5 0 GH z簡易無線機 7 1 ( 7 2〜 7 5 ) を建機 1〜 3の 5 0 G H z簡易無線機 3 1へそれぞれ手動にて向けることにより、遠隔操縦装置 6 A—中継車 7間，中継車 7 —建機 1〜 3間において自動追尾装置 6 3 A, 7 1 A〜 8 0 A， 3 2によるアンテナ自動追尾処理を開始させている。

即ち、例えば、遠隔操縦装置 6 A側の 5 0 GH z簡易無線機 6 3が中继車 7側の 5 0 G H z簡易無線機 Ί 6〜 8 0へ向けられると、中継車 7 側では、自動追尾装置 7 6 A ( 7 7 A〜 8 0 A) カ、簡易無線機 7 6 ( 7 7〜8 0 ) での信号受信レベルに基づいて自動的に相手（遠隔操縦装置 6 A側の 5 0 G H z簡易無線機 6 3 ) からの電波をサーチして自動追尾を開始する。

このように自動追尾状態に入ると、中継車 7側の自動追尾装置 7 6 A 〜 8 0 Aは、ジャイロ 3 2 1， 3 2 2により中継車 7の方向転換や揺動 (傾斜）を検出しその検出結果を考慮しながら遠隔操縦装置 6 Aからの 5 0 G H z帯の電波の受信レベルが最大となるようにコン卜ローラ 3 2 3が旋回系，仰角系のドライバ 3 2 4， 3 2 6を駆動して各ステツピングモータ 3 2 5， 3 2 7を駆動し、 5 0 GH z簡易無線機 7 6〜 8 0の向き（旋回角，仰角）を調整する。

一方、遠隔操縦装置 6 A側の宿動追尾装置 6 3 Aも、上記の自動追尾装置 7 6 A〜 8 0 Aと同様に、中継車 7側の 5 0 G H z簡易無線機 7 6 〜 8 0からの 5 0 G H z帯の電波の受信レベルが最大となるように、旋回系，仰角系のドライバ 3 2 4， 3 2 6を駆動して各ステッピングモ一夕 3 2 5， 3 2 7を駆動し、 5 0 GH z簡易無線機 6 3の向き（旋回角，仰角）を調整する。

また、建機 1〜 3側の自動追尾装置 3 2 も、自動追尾状態に入ると、中継車 7からの 5 0 GH z帯の電波の受信レベルが最大となるように 5 0 GH z簡易無線機 3 1の向きを調整し、これに伴い、中継車 7側の自動追尾装置 7 1 A ( 7 2〜 7 5 A) も、建機 1〜 3側の 5 0 G H z簡易無線機 3 1力、らの 5 0 GH z帯の電波の受信レベルが最大となるように 5 0 GH z簡易無線機 7 1 A ( 7 2〜 7 5 A) の向きを調整する。

これにより、本遠隔無線操縦システムでは、建機 1〜 3，中継車 7がそれぞれどのように移動しても、常に、遠隔操縦装置 6 A -中継車 7間，中継車 7—建機 1〜 3間の各 5 0 G H z簡易無線機 6 3， 7 1〜 8 0 , 3 1をそれぞれ対向させることができるので、遠隔操縦装置 6 Aは、建機 1〜 3との超遠距離通信を常に安定して行なうことができる。

そして、オペレータは、上述のごとく各 5 0 G H z簡易無線機 6 3 , 7 1〜 8 0， 3 1の自動追尾装置 6 3 A, 7 1 A〜 8 0 A， 3 2を自動追尾状態にして建機 1〜 3，中継車 7を所定位置に配置したのち、建機 1〜 3に所望の作業を行なわせるために、運転操作レバー群 6 9 A (油圧ショベル 1の場合はブーム Zバゲッ卜操作レバー 6 , ステイツク操作レバ一 8 ) を適宜操作する。

このときの操作情報は建機制御信号として 5 0 GH z簡易無線機 6 3 を通じて中継車 7へ向けて 5 0 GH z帯の電波として送信される。中継車 7では、この遠隔操縦装置 6 Aからの建機制御信号が 5 0 GH z簡易無線機 7 6 ( 7 7〜 8 0 ) で受信されると、その建機制御信号を対応する建機 1〜 3へ向けて送信して中継する。

建機 1〜 3では、このように中继車 7から中継されてくる建機制御信号を 5 O GH z簡易無線機 3 1で受信すると、その建機 1〜 3の制御装置 3 0が、その建機制御信号に応じて、建機 1〜 3の動作〔油圧ショべル 1なら前記のブーム 2 0 0 (シリンダ 1 2 0 ) やスティック 3 0 0 ( シリンダ 1 2 1 ) ，バケツ卜 4 0 0 (シリンダ 1 2 2 ) ，油圧モ一夕，旋回モータ等〕を制御して、建機 1〜 3に所望の半自動制御モード（後述）による作業を行なわせる。

ここで、本システムにおいて、何らかの障害により、遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7 との間もしくは中継車 7 と建機 1〜 3との間の 5 0 GH z 帯の電波による通信が途絶えた場合（非常時）を考える。

例えば、遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7 との間の 5 0 GH z帯の電波による通信が途絶えた場合、遠隔操縦装置 6 Aでは、オペレータが操作ュニット 6 0 A (制御レバ一/スィッチ群 6 9 Bの「 2. 4 G H z波切り換えスィツチ」）を操作することにより通信切換器 6 0 Bを通じて使用する無線機を S S無線機（ 2. 4 GH z送受信アンテナ） 6 4に切り換える。

これにより、遠隔操縦装置 6 Aでのオペレータによる運転操作レバ一群 6 9 Aに対する操作情報は、建機制御信号として 2. 4 GH z帯の無指向性の S S電波で中継車 7へ向けて送信される。中継車 7では、 2. 4 GH z送受信ァンテナ 8 7において、この遠隔操縦装置 6 Aからの 2 . 4 GH z帯の S S電波を受信すると、受信した S S電波に基づいて通信制御装置 8 9の C P U 8 9 8が動作し、受信した建機制御信号を対応する 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 7 5を通じて遠隔操縦対象の建機 1〜 3へ向けて送信（中継）する。

建機 1〜 3は、中継車 7から 5 0 GH z帯の無線電波として送信されてくる建機制御信号が 5 O GH z簡易無線機 3 1で受信されると、その建機制御信号に基づいて制御装置 3 0 (コントローラ 3 0 B, 3 0 C) が動作することにより、エンジン，油圧モータ，旋回モータ等が適宜に— 駆動制御されて、所望の作業を実施する。

なお、このとき、中継車 7から遠隔操縦装置 6 Aへは、少なくとも建機 1〜3の車両モニタ情報や建機 1〜3のマイク 3 9で集音された音声情報が 2. 4 GH z送受信アンテナ 8 7を通じて送信される。建機 1〜 3のカメラ 3 6， 3 8で撮影した映像は、現状では 2. 4 GH z帯の S S電波を使用して送ることは困難であるが、例えば、将来の画像圧縮技術の進歩によっては送信できるようになる可能性もある。

一方、中継車 7と建機 1〜3 との間の 5 0 GH z帯の電波による通信が途絶えた場合、遠隔操縦装置 6 Aでは、オペレータが制御レバー/スィッチ群 6 9 Bの「 4 2 9 MH z波切り換えスィッチ」を操作することにより中継車 7 と建機 1〜 3との間で使用する無線電波の周波数を 5 0 GH z帯から 4 2 9 MH z帯に切り換えるための切り換え信号を 5 0 G H z簡易無線機 6 3を通じて中継車 7へ送信する。

中継車 7では、この遠隔操縦装置 6 Aからの切り換え信号を 5 0 GH z簡易無線機 7 6〜 8 0で受信すると、 C P U 8 9 8が使用する信号送信ラインを 5 0 GH z簡易無線機 7 1〜 7 5から 4 2 9 MH z送信ァンテナ 8 2へ切り換える。これにより、少なくとも 5 0 GH z簡易無線機 7 6〜8 0で受信される遠隔操縦装置 6 Aからの建機制御信号は、 4 2 9 MH zアンテナ 8 2を通じて 4 2 9 MH z帯の無線電波として建機 1 〜 3へ向けて送信される。

建機 1〜3は、中継車 7 との距離が 1 0 0 m程度以内で、中継車 7からこの 4 2 9 MH z帯の無線電波を 4 2 9 MH z受信アンテナ 3 3で受信することができれば、その建機制御信号に基づいて制御装置 3 0 (コントローラ 3 0 A， 3 0 B) が動作することにより、エンジン，油圧モ一夕，旋回モータ等が適宜駆動制御されて、所望の作業を実施する。ただし、このときの 4 2 9 MH z帯の無線電波による通信は中継車 7 →建機 1〜 3の単方向通信であるため、建機 1〜 3の車両モニタ情報やカメラ 3 6 , 3 8で撮影した映像，マイク 3 9で集音した音声情報などは遠隔操縦装置 6 A側へは送信されない。また、建機 1〜 3と中継車 7 との間の距離が 1 0 0 mを超えているときは建機 1〜 3との距離が 1 0 0 m以内になるよう中継車 7を遠隔操縦して移動させてから上記の 4 2 9 MH z帯の無線通信を行なう。

なお、遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7 との間，中継車 7と建機 1〜 3との間の 5 0 GH z帯の電波による通信がそれぞれ途絶えてしまった場合は、上記の組み合わせにより、遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7との間は上述のように 2. 4 GH z帯の S S無線電波による双方向通信が行なわれ、中継車 7と建機 1〜 3との間は上述のように 4 2 9 MH z帯の無線電波による単方向通信が行なわれる。次表に通常時と非常時における本システムの使用無線電波の関係を示す。表通常時と非常時における使用無線の関係

このように、本実施形態の遠隔無線操縦システムによれば、何らかの異常により遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7との間のメインの通信媒体である 5 0 GH z帯の無線電波（第 2双方向通信手段）による双方向通信が途絶える等の非常事態が発生しても、 2. 4 GH z帯の S S無線電波（非常時用スぺクトラム拡散式双方向通信手段）により遠隔操縦装置 6 A と中継車 7 との双方向通信を可能にするので、非常時でも、建機 1〜 3 に作業を続行させたり、建機 1〜 3を安全な場所に退避 ·回収したりすることができ、作業現場 4での作業効率を大幅に向上することができる o

また、中継車 7 と建機 1〜 3との間のメインの通信媒体である 5 0 G H z帯の無線電波（第 1双方向通信手段）による双方向通信が途絶えた場合も、 4 2 9 MH z帯の無線電波（非常時用弱電波指向性通信手段）により建機制御信号だけでも建機 1〜 3に送信することができるので、少なくとも、建機 1〜 3を安全な場所に退避，回収することができ、人が立ち入れない危険な作業現場 4に建機 1〜 3を放置しなければならないといった重大な損失を確実に回避することができる。

さらに、本システムでは、遠隔操縦装置 6 Aと中継車 7 との間及び中継車 7 と建機 1〜 3との間の双方向通信にそれぞれ 5 0 GH z簡易無線機 3 1， 6 3 , 7 1〜 8 0を用いているので、遠隔操縦装置 6 A -中继車 7間，中継車 7 —建機 1〜 3間のそれぞれについて 1 k m以上の超遠距離通信が可能であり、これにより、例えば、土石流や火山噴火による災害復旧現場など、人が立ち入れない危険地帯が広範囲にわたっているような作業現場 4においても、オペレータは安全且つ確実に建機 1〜 3 にその災害復旧作業を行なわせることができる。

また、上述した遠隔無線操縦システムでは、自動追尾装置 3 2 , 6 3 A, 7 1 A〜 8 0 Aにより、各 5 0 G H z簡易無線機 3 1 , 6 3 , 7 1 〜 8 0を常に通信相手の 5 0 G H z簡易無線機 3 1 , 6 3， 7 1〜 8 0 と対向させることができるので、 5 0 G H z帯という指向性の強い電波を用いるにも関わらず、中継車 7，建機 1〜 3が移動しても常に安定した通信を行なうことができ、本システムの信頼性の向上に大いに寄与す— また、本システムでは、中継車 7側，建機 1〜 3側にそれぞれ簡易無線機 7 1〜 7 5， 3 1を設けるとともに、中継車 7側，建機 1〜 3側にそれぞれ自動追尾装置 7 1 A〜 7 5 A, 3 2を設けることにより、双方向通信手段と自動追尾手段とを建機 1〜 3の台数（全 5台）に対応して 5組設けているので、各建機 1〜 3との双方向通信を各建機 1〜 3毎に独立して行なうことができる。従って、各建機 1〜 3にそれぞれ異なる作業を同時に行なわせることができ、さらに作業効率を大幅に向上させて作業期間を短縮することができる。

さらに、本システムでは、中継車 7側の 4 2 9 MH z送信ァンテナ 8 2と建機 1〜 3側の 4 2 9 MH z受信アンテナ 3 3とで形成される非常時用弱電波指向性通信手段が 5台の建機 1〜 3に対応して 5組設けられているので、中継車 7と建機 1〜 3との間の 5 0 GH z帯の無線電波による通信が途絶えた場合でも、各建機 1〜 3を独立して遠隔操縦することができる。従って、非常時においても作業現場 4内の建機 1〜 3を全て確実に安全な場所へ退避 ·回収することができる。

(A 3 ) 建機 1〜 3の「半自動制御」の説明

ところで、上述した建機 1〜 3は、いずれも、本実施形態では、中継車 7を介して遠隔操縦装置 6 Aから送信されてくる建機制御信号に基づいて、建機 1〜 3の動作（姿勢）を制御して所望の作業を行なう際、コントローラ 3 0 Bにより「半自動制御」と呼ばれる姿勢制御が行なわれるようになっている。

以下、この「半自動制御」に着目した建機 1〜 3の構成について説明するが、ここでは、便宜上、上述した油圧ショベル 1を例にして説明する。図 1 0は油圧ショベル 1の構成を模式的に示す図で、この図 1 0において、図 2に示す符号と同一符号を付した部分はそれぞれ図 2により前述した部分とそれぞれ同様であるが、この図 1 0に示す油圧ショベル 1 には、電磁比例弁（制御弁機構） 3 A， 3 B , 3 Cや，圧力センサ 1 9 ， 2 8 A , 2 8 B , レゾルバ 2 0〜2 2，車両傾斜角センサ 2 4，信号変換器 2 6，エンジンポンプコン卜ローラ 2 7なども設けられている。なお、これらの各要素の詳細については後述する。

そして、本実施形態の油圧ショベル 1は、例えば図 1 1に示すように、シリンダ 1 2 0〜 1 2 2や上記の油圧モータ，旋回モータのための油圧回路（流体圧回路）が設けられており、この油圧回路には、エンジン (ディーゼルエンジン等の回転出力型原動機） Eによって駆動される吐出量可変型（吐出圧可変型，可変容量型）のポンプ 5 1 , 5 2のほか、ブーム用主制御弁（コントロールバルブ，制御弁機構） 1 3 , スティック用主制御弁（コントロールバルブ，制御弁機構） 1 4 , バケツト用主制御弁（コントロールバルブ，制御弁機構） 1 5等が介装されている。なお、吐出量可変型のポンプ 5 1， 5 2は、それぞれ、後述するェンジンポンプコントローラ 2 7によって傾転角を調整することにより、油圧回路への作動油の吐出量を変更できる構成になっている。また、図 1 1において、各構成要素間を接続するラインが実線である場合には、そのラインが電気系統であることを示し、各構成要素管を接続するラインが破線である場合には、そのラインが油圧系統であることを示しているさらに、主制御弁 1 3 , 1 4， 1 5をそれぞれ制御するために、パイロッ卜油圧回路が設けられており、このパイロッ卜油圧回路には、ェンジン Eによって駆動されるパイロットポンプ 5 0のほか、電磁比例弁（制御弁機構） 3 A , 3 B , 3 C , 電磁切替弁 4 A , 4 B , 4 C , セレクタ弁 1 8 A , 1 8 B , 1 8 C等が介装されている。

そして、本実施形態の油圧ショベル 1には、遠隔操縦装置 6 Aからの建機制御信号に応じて、電磁比例弁 3 A , 3 B , 3 Cを介して、主制御弁 1 3 , 1 4 , 1 5をそれぞれ制御することにより、制御したいモードに応じて、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0 , ノくケッ卜 4 0 0が所望の伸縮変位となるように制御するために、上記のコントローラ（制御手段 ) 3 0 Bが設けられている。なお、このコントローラ 3 0 Bは、マイク口プロセッサ， R O Mや R A M等のメモリ，適宜の入出力イン夕フエ一スなどで構成される。

そして、このコントローラ 3 0 Bへは種々のセンサからの検出信号（設定信号を含む）が入力されるようになっており、コントローラ 3 0 B は、遠隔操縦装置 6 Aから受信される建機制御信号とこれらのセンサからの検出信号とに基づき、上記の制御を実行するようになっている。このようなコントローラ 3 0 Bによる制御を「半自動制御モード」と呼ぶが、この半自動制御モードによる掘削中においても遠隔操縦装置 6 Aから手動にてバケット角ゃ目標法面高さ等の微調整を行なうことは可能である。

このような半自動制御モードとしては、バケツト角制御モード（図 1 6参照），法面掘削モード（バケツ卜歯先直線掘削モードまたはレイキングモード；図 1 7参照），法面掘削モードとバゲット角制御モードとを組み合わせたスム一ジングモード（図 1 8参照），バケツ卜角自動復帰モード（ォ一トリターンモ一ド；図 1 9参照），自動掘削積込モ一ド (図 2 1参照）等がある。

ここで、バケッ卜角制御モ一ドは、図 1 6に示すように、スティック 3 0 0およびブーム 2 0 0を動かしてもバゲッ卜 4 0 0の水平方向（垂直方向）に対する角度（バケツト角）が常に一定に保たれるモードで、このモードは、遠隔操縦装置 6 Aにおいてモニタパネル 1 0を通じてバケット角制御モードスィツチをオペレータが操作することによって設定される。なお、バケツ卜 4 0 0が遠隔操縦装置 6 A側から遠隔操縦（手動）にて動かされた時、このモードは解除され、バケツ卜 4 0 0が止まつた時点でのバケツ卜角が新しいバケツト保持角として記憶される。法面掘削モ一ドは、図 1 7に示すように、バケット 4 0 0の歯先 1 1 2が直線的に動くモードである。ただし、このときバケツトシリンダ 1 2 2は動かない。また、バケツ卜 4 0 0の移動に伴いバケツト角 øが変化する。

法面掘削モ一ド +バケツ卜角制御モ一ド（スム一ジングモ一ド）は、図 1 8に示すように、バゲッ卜 4 0 0の歯先 1 1 2が直線的に動くモードであり、バケツ卜角 øも掘削中一定に保たれる。

バケツ卜自動復帰モードは、図 1 9に示すように、バケツ卜角が予め設定された角度に自動的に復帰するモードであり、復帰バケツト角は遠隔操縦装置 6 A内のモニタパネル 1 0を通じて遠隔操縦装置 6 A側からの無線通信により設定される。このモードは例えば運転操作レバー 6 9 A (ブーム/バゲッ卜レバ一 6 ) 上のバゲッ卜自動復帰スタートスィッチ 7 Aを O Nにすることで始動する。バケツ卜 4 0 0が予め設定された角度まで復帰した時点でこのモードは解除される。

法面掘削モード及びスム一ジングモードは、遠隔操縦装置 6 Aにおいて、モニタパネル 1 0を通じて半自動制御スィツチを O Nにし、且つ、スティック操作レバ一 8上の法面掘削スィッチ 9を〇Nにし、スティック操作レバー 8 とブーム Zバゲッ卜操作レバー 6 との両方またはどちらか一方が動かされた時に無線通信により始動されるようになっている。なお、目標法面角は遠隔操縦装置 6 A内のモニタパネル 1 0上のスイツチ操作にて設定される。また、法面掘削モード，スムージングモードでは、スティック操作レ- バー 8の操作量が目標法面角に対して平行方向のバケツ卜歯先移動速度を与え、ブーム Zバケツ卜操作レバー 6の操作量が垂直方向のバケツト歯先移動速度を与えるようになっている。 · 従って、スティック操作レバ一 8を動かすと、目標法面角に沿って、バケツ卜歯先 1 1 2が直線移動を開始し、掘削中にブーム Zバケツ卜操作レバ一 6を動かすことによつて、手動による目標法面高さの微調整が可能となる。

さらに、法面掘削モード，スムージングモードでは、ブーム/バケツ卜操作レバー 6を操作することによって掘削中のバゲット角を微調整できるほか、目標法面高さも変更することができる。

なお、このシステムでは、遠隔無線操縦による手動モードも可能であるが、この手動モードでは、従来の遠隔無線操縦による油圧ショベル 1 と同等の操作が可能となるほかに、バケツト歯先 1 1 2の座標を上記車両モニタ情報の 1つとして建機 1〜 3から受信して遠隔操縦装置 6 A内に設けられたモニタパネル 1 0に表示することが可能である。

また、自動掘削積込モードは、油圧ショベル 1によってダンプ卜ラック等に土砂を積み込むとき等において行なわれる、 ①バケツト 4 0 0による掘削， ②バケツ卜 4 0 0内に掘削した土砂を収容した状態でバケツト 4 0 0を持ち上げながら上部旋回体 1 0 0を旋回（持上旋回）， ③バケッ卜 4 0 0内に収容された土砂を排出（排土）， ④バケッ卜 4 0 0を掘削位置に戻す（リターン）という一連の動作を、自動的に繰り返し行なわせるためのモードで、遠隔操縦装置 6 Aにおいてモニタパネル 1 0 を通じて「自動掘削積込スタートスイッチ」が O Nにされることで始動するようになつている。このように自動掘削積込スター卜スィツチが 0 Nされると次に自動掘削積込ス夕一トスイッチが 0 F Fされるまで、油圧ショベル 1は上記の一連の動作を繰り返し行なう。なお、バケツト 4 0 0による掘削位置，排土位置はオペレータの手動— (ティ一チング）操作（運転操作レバ一群 6 9 Aを操作すること）により設定 ·記憶させることができる。また、持上旋回経路及びリターン経路もティ一チング操作にて記憶させることができる。このときのティ一チング操作は、オペレータの手動操作により、持上旋回開始位置，排土位置，リターン終了位置を設定 ·記憶させることで行なわれる。ティーチング操作では、持上旋回経路（又はリターン経路）上の任意の位置を、適宜、設定 ·記憶させることもでき、例えば、旋回時にバゲット 4 0 0がトラックベッセル等の障害物を避けて移動するような経路を設定 . 記憶させることも可能である。

このようにしてティ一チング操作が行なわれた後は、コントローラ 3 0 Bにおいてバケツト 4 0 0がスムーズに移動する経路と速度が自動的に決定されて、遠隔操縦装置 6 A側ではオペレータが特に運転操作を行なわなくても、油圧ショベル 1は、自動的に、上記掘削積込作業を繰り返し行なう。なお、このとき、コントローラ 3 0 Bは、フアジィ制御により、常にバゲット 4 0 0内に土砂が満載されるようにバゲット 4 0 0 の掘削作業を自動制御するようになっており、掘削作業については上記のようなティ一チング操作は不要になっている。

また、本実施形態のシステムには、半自動システム全体のサービス · メンテナンスを行なうためのサービスモードも用意されており、このサ一ビスモードはコントローラ 3 0 Bに外部夕一ミナル 2 ' を接続することによって行なわれる。そして、このサービスモードによって、制御ゲィンの調整ゃ各センサの初期化等が行なわれる。

ところで、コントローラ 3 0 Bに接続される各種センサとして、図 1 1に示すように、圧力スィッチ 1 6 , 圧力センサ 1 9， 2 8 A , 2 8 B ，レゾルバ（角度センサ，角度検出手段） 2 0 ~ 2 2，車両傾斜角センサ 2 4等が設けられており、さらに、コントローラ 3 0 Bには、ェンジンポンプコントローラ 2 7， O N Z O F Fスィッチ（前述したバゲット自動復帰スター卜スィッチ） 7 A , O N Z O F Fスィッチ（前述した法面掘削スィッチ） 9，目標法面角設定器付モニタパネル（ディスプレイスィッチパネル） 1 0が接続されている。なお、外部ターミナル 2は、制御ゲインの調整や各センサの初期化時等に、コントローラ 3 0 Bに接 ¾ れる。

また、エンジンポンプコントローラ 2 7 は、エンジン回転速度センサ 2 3からのエンジン回転数情報を受けて、エンジン Eおよび前述した吐出量可変型（吐出圧可変型，可変容量型）のポンプ 5 1， 5 2の傾転角を制御するもので、コントローラ 3 0 Bとの間で協調情報を遣り取りできるようになつている。

圧力センサ 1 9は、スティック 3 0 0の伸縮用，ブーム 2 0 0の上下用の各操作レバ一 6 , 8から主制御弁 1 3 , 1 4， 1 5に接続されているパイロッ卜配管に取り付けられて、パイロッ卜配管内のパイロット油圧を検出するものであるが、かかるパイロット配管内のパイロット油圧は、操作レバー 6 , 8の操作量によって変化するため、この油圧を計測することで、計測された油圧に基づいてコントローラ 1は操作レバー 6 , 8の操作量を推定できるようになっている。

圧力センサ 2 8 A , 2 8 Bは、それぞれ、ブームシリンダ 1 2 0 , ステイツクシリンダ 1 2 1の伸長伸縮状態を検出するものである。

なお、前述した半自動制御時において、スティック操作レバ一 8は、設定された掘削斜面に対して平行方向のバケツト歯先移動速度を決定するものとして使用され、ブーム 7バケツ卜操作レバ一 6は、設定斜面に対して垂直方向のバケツ卜歯先移動速度を決定するものとして使用される。従って、スティック操作レバ一 8とブーム/バゲット操作レバー 6 との同時操作時には、設定斜面に対して平行及び垂直方向の合成べクトルにてバゲット歯先の移動方向とその速度が決定されることになる。圧力スィツチ 1 6は、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0，バゲッ卜 4 0 0のための操作レバ一 6 , 8用のパイロッ卜配管にセレクタ弁 1 7等を介して取り付けられて、操作レバ一 6 , 8が中立か否かを検出するために使用される。即ち、操作レバ一 6， 8が中立状態の時、圧カスイツチ 1 6の出力が 0 F Fとなり、操作レバ一 6 , 8が使用されると、圧力スィッチ 1 6の出力が O Nとなる。なお、中立検出用圧力スィツチ 1 6 は、圧力センサ 1 9の異常検出および手動 Z半自動モ一ドの切替用としても利用される。

レゾルバ 2 0は、ブーム 2 0 0の姿勢をモニタしうるブーム 2 0 0の建設機械本体 1 0 0への枢着部（関節部）に設けられてブーム 2 0 0の姿勢を検出する姿勢検出手段として機能するものであり、レゾルバ 2 1 は、スティック 3 0 0の姿勢をモニタしうるスティック 3 0 0のブーム 2 0 0への枢着部（関節部）に設けられてスティック 3 0 0の姿勢を検出する姿勢検出手段として機能するものである。また、レゾルバ 2 2は、バケツ卜 4 0 0の姿勢をモニタしうるリンク機構枢着部に設けられてバケツト 4 0 0の姿勢を検出する姿勢検出手段として機能するもので、これらのレゾルバ 2 0〜 2 2により、アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段が構成されている。

信号変換器（変換手段） 2 6は、レゾルバ 2 0で得られた角度情報をブームシリンダ 1 2 0の伸縮変位情報に変換し、レゾルバ 2 1で得られた角度情報をスティックシリンダ 1 2 1の伸縮変位情報に変換し、レゾルバ 2 2で得られた角度情報をバケツ卜シリンダ 1 2 2の伸縮変位情報に変換するもの、即ち、レゾルバ 2 0〜 2. 2で得られた角度情報を対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報に変換するものである。このため、この信号変換器 2 6は、各レゾルバ 2 0〜 2 2からの信号を受ける入カインタフヱ一ス 2 6 Aと、各レゾルバ 2 0〜 2 2で得られた角度情報に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報を記憶するルークァップテーブル 2 6 B— 1を含むメモリ 2 6 Bと、各レゾルバ 2 0 - 2 2で得られた角度情報に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報を求めシリンダ伸縮変位情報をコントローラ 1に通信しうる主演算装置（C P U) 2 6 Cと、この C P U 2 6 Cからのシリンダ伸縮変位情報をコントロ一ラ 3 0 Bへ送出する出力インタフェース 2 6 Dとを有して構成されている。

上述した各レゾルバ 2 0〜 2 2で得られた角度情報 0bm， Θ st, 0bk に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報ス bm, λ st, λ bkは余弦定理を用いて次式（ 1 ) 〜（ 3 ) で求めることができる。

Λ bm: (L , ο + L , 0 1

— 2 し ' L 1 0 ] c o s ( 0bra+ Axbra ) ) ^1/2

• · ( 1 )

A St= L！ o + L , o <

一 2 L * L 1 0 ' c o s ^ st) ¹ ( 2 ) λ bk= (L , ο + L 1 07, 09

- 2 L 6/ 1 0 • L 1 o 09 c o s ） ^1/2 · · ( 3 ) ここで、上式において、は固定長、 Axbm は固定角を表し、 L の添字 i / j は節点 i， j 間の情報を有する。例えば L _{1 Q 1}ハ。 ₂ は節点 1 0 1 と節点 1 0 2 との距離を表す。なお、節点 1 0 1を X y座標の原点とする（図 1 5参照）。

もちろん、各レゾルバ 2 0 ~ 2 2で角度情報 0 bra, Θ st, S bkが得られる毎に、上式を演算手段（例えば C P U 2 6 C) で演算してもよい。この場合は、 C P U 2 6 C力く、各レゾルバ 2 0〜 2 2で得られた角度情報に基づいて、その角度情報に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報を演算により求める演算手段を構成することになる。

なお、信号変換器 2 6で変換された信号は、半自動制御時のフィードバック制御に利用されるほか、バケツト 4 0 0の歯先 1 1 2の位置計測 Z表示用座標を計測するためにも利用される。

また、半自動システムにおけるバケツト歯先位置は油圧ショベルの上部旋回体 1 0 0のある 1点を原点として演算されるが、上部旋回体 1 0 0がフロン卜リンケージ方向に傾斜した時、制御演算上の座標系を車両傾斜分だけ回転することが必要になる。車両傾斜角センサ 2 4は、この座標系の回転分を補正するために使用される。

前述のごとく、コントローラ 3 0 Bからの電気信号によって、電磁比例弁 3 A〜 3 Cは、パイロッ卜ポンプ 5 0から供給される油圧を制御し、制御された油圧を切替弁 4 A〜 4 Cまたはセレクタ弁 1 8 A〜 1 8 C を通して主制御弁 1 3 , 1 4 , 1 5に作用させることにより、シリンダ目標速度が得られるように、主制御弁 1 3， 1 4 , 1 5のスプール位置を制御することが行なわれるが、切替弁 4 A〜 4 Cを手動モ一ド側にすれば、手動にてシリンダ 1 2 0〜 1 2 2を制御することができる。なお、スティック合流調整比例弁 1 1は、目標シリンダ速度に応じた油量を得るために 2つのポンプ 5 1， 5 2の合流度合を調整するものである。

また、遠隔操縦装置 6 Aのスティック操作レバー 8には、前述した 0 N Z O F Fスィッチ（法面掘削スィッチ） 9が取り付けられており、ォペレ一夕がこのスィッチ 9を操作することによって、その操作情報が中継車 7を介して油圧ショベル 1の 5 0 G H z簡易無線機 3 1で受信されて、半自動モードが選択または非選択される。そして、半自動モードが選択されると、バゲッ卜 4 0 0の歯先 1 1 2を直線的に動かすことができるようになる。

さらに、遠隔操縦装置 6 Aのブーム Zバゲッ卜操作レバー 6には、前述した O N Z O F Fスィッチ（バゲッ卜自動復帰スタートスイッチ） 7 Aが取り付けられており、オペレータがこのスィッチ 7 Aを O Nすることによって、バケツ卜 4 0 0を予め設定された角度に自動復帰させることができるようになっている。

安全弁 5 Aは、電磁比例弁 3 A〜 3 Cに供給されるパイロット圧を断続するためのもので、この安全弁 5 Aが O N状態の時のみパイ口ット圧が電磁比例弁 3 A〜 3 Cに供給されるようになっている。従って、半自動制御上、何らかの故障があった場合等は、この安全弁 5 Aを O F F状態にすることにより、速やかにリンケージの自動制御を停止することができる。

また、エンジン Eの回転速度は、オペレータが設定したエンジンスロットルの位置〔スロットルダイヤル（図示省略）を操作することによつて設定される〕によって異なり、さらに、エンジンスロットルの位置が一定であっても負荷によってエンジン回転速度は変化する。

ここで、ポンプ 5 0 , 5 1 , 5 2はエンジン Eに直結されているので、エンジン回転速度が変化すると、ポンプ吐出量（ポンプ吐出圧）も変化するため、主制御弁 1 3 , 1 4， 1 5のスプール位置が一定であっても、シリンダ速度はエンジン回転速度の変化に応じて変化してしまう。これを補正するためにェンジン回転速度センサ 2 3が取り付けられており、エンジン回転速度が低い時は、バケツト 4 0 0の歯先 1 1 2の目標移動速度を遅くするようになっている。

遠隔操縦装置 6 A内のモニタパネル 1 0は、目標法面角 α (図 1 5 , 図 2 0参照），バケツ卜復帰角の設定器として使用されるほか、建機 1 〜 3から車両モニタ情報の 1つとして送られてくるバケツト歯先 4 0 0 の座標や計測された法面角あるいは計測された 2点座標間距離の表示器としても使用されるようになっている。

すなわち、本実施形態にかかるシステムにおいては、従来のパイロッ卜油圧ラインに圧力センサ 1 9および圧力スィツチ 1 6を組込み、操作レバー 6， 8の操作量を検出し、レゾルバ 2 0 , 2 1， 2 2を用いてフィ―ドバック制御を行ない、制御は各シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2 毎に独立した多自由度フィ一ドバック制御ができるような構成となっている。これにより、圧力補償弁等の油機の追加が不要となる。

また、車両傾斜角センサ 2 4を用いて、上部旋回体 1 0 0の傾斜による影響を補正し、コントローラ 1からの電気信号にて、シリンダ 1 2 0 , 1 2 1， 1 2 2を駆動するために電磁比例弁 3 A〜 3 Cを利用した構成にもなつている。なお、手動/半自動モード切替スィツチ 9によりォペレ一夕は任意にモ一ドを選択できるようになつているほか、目標法面角を設定することもできるようになつている。

次に、コントローラ 3 0 Bにて行なわれる半自動システムの制御アルゴリズムについて述べるが、このコントローラ 3 0 Bにて行なわれる半自動制御モード（バゲッ卜自動復帰モードを除く）の制御アルゴリズムは、概略、図 1 3に示すようになつている。

すなわち、最初に、バケツト 4 0 0の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向を、目標法面設定角，スティックシリンダ 1 2 1およびブームシリンダ 1 2 0を制御するパイロッ卜油圧，車両傾斜角，エンジン回転速度の情報に基づいて求める。そして、求められた情報（バケツ卜 4 0 0 の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向）に基づいて、各シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2の目標速度を演算する。この時、エンジン回転速度の情報はシリンダ速度の上限を決定するとき必要となる。

また、コントローラ 3 0 Bは、図 1 2および図 1 3に示すように、各シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2毎に独立した制御部 1 A， 1 B , 1 C をそなえており、各制御は、図 1 3に示すように、独立した制御フィードバックループとして構成され、互いに干渉し合うことがないようになつている。

ここで、図 1 3に示す閉ループ制御内の補償構成は、各制御部 1 A, 1 B, 1 Cとも、図 1 4に示すように、変位，速度についてのフィ一ドバックループとフィードフォヮ一ドル一プとの多自由度構成となっており、制御ゲイン（制御パラメータ）可変のフィードバックループ式補償手段 7 2' と、制御ゲイン（制御パラメータ）可変のフィードフォヮ一ドループ式補償手段 7 3' とをそなえて構成されている。

すなわち、目標速度が与えられると、フィードバックル一プ式補償手段 7 2' において、目標速度と速度フィードバック情報との偏差に所定のゲイン K v p (符号 6 2' 参照）を掛けるル一卜と、目標速度を一旦積分して（図 1 4の積分要素 6 \' 参照）、この目標速度積分情報と変位フィードバック情報との偏差に所定のゲイン Kp p (符号 6 3' 参照 ) を掛けるルー卜と、上記目標速度積分情報と変位フィードバック情報との偏差に所定のゲイン Kp i (符号 6 4' 参照）を掛け更に積分（符号 6 6' 参照）を施すルー卜によりフィードバックループ処理がなされる一方、フィードフォヮ一ドループ式補償手段 7 3' においては、目標速度に所定のゲイン K f (符号 6 5' 参照）を掛けるルートによるフィ —ドフォヮードループ処理がなされるようになつている。

このうち、フィードバックループ処理についてもう少し詳しく説明すると、本装置には、図 1 4に示すように、シリンダ 1 2 0〜 1 2 2の動作情報を検出する動作情報検出手段 9 が設けられており、コント口 —ラ 3 0 Bでは、動作情報検出手段 9 からの検出情報と、目標値設定手段 8 0' で設定された目標動作情報（例えば目標移動速度）とを入力情報として、ブーム 2 0 0等のアーム部材およびバケツト（作業部材— ) 4 0 0が目標とする動作状態になるよう制御信号を設定 · 出力する。ただし、上記の目標設定手段 8 0 ' は、本実施形態では、中継車 7を介して遠隔操縦装置 6 Aから送信されてくる建機制御信号（制御目標値情報）を受信し、受信した制御目標値情報に応じて目標動作情報を設定するようになつている。つまり、この目標設定手段 8 0 ' は、 5 0 G H z簡易無線機 3 1 とともに、遠隔操縦装置 6 Aから中継車 7を介して送信されてきた制御目標値情報を受信する受信部としての機能も果たしている。

また、上記の動作情報検出手段 9 1 ' は、具体的には、各シリンダ 1 2 0〜 1 2 2の位置を検出しうるシリンダ位置検出手段 8 3 ' であって、本実施形態では、このシリンダ位置検出手段 8 3 ' は、上述したレゾルバ 2 0〜2 2と信号変換器 2 6 とから構成されている。

なお、上記のゲイン Κ ν ρ , K p p , K p i , K f の値は、ゲインスケジユーラ 7 0 ' によって可変しうるようになっており、具体的に、このゲインスケジューラ 7 0 ' は、例えば、作動油温，バケツ卜歯先位置，負荷圧力等の各種の情報に基づいて上記のゲイン K V p， K p p , K P i , K f がそれぞれ最適な値となるようにリアルタイムに自動ゲイン調整を行なう。

また、非線形除去テーブル 7 1 ' が、電磁比例弁 3 A〜 3 Cや主制御弁 1 3〜 1 5等の非線形性を除去するために設けられているが、この非線形除去テーブル 7 1 ' を用いた処理は、テーブルルックアップ手法を用いることにより、コンピュー夕にて高速に行なわれるようになつている

このような構成により、油圧ショベル 1を遠隔操縦装置 6 Aから遠隔無線操縦して、図 2 0に示すような目標法面角 αの法面掘削作業を半自動で行なう際、本実施形態のシステムでは、従来の手動制御のシステムに比し、ブーム 2 0 0およびスティック 3 0 0の合成移動量を掘削速度に合わせて自動調整する電子油圧システムにより、上記のような半自動制御機能を実現することができる。

即ち、遠隔操縦装置 6 Aから送信されてくる制御目標値情報を含む建機制御信号と種々のセンサからの検出信号（目標法面角の設定情報を含む）とが油圧ショベル 1に搭載されたコントロ一ラ 3 0 Bへ入力され、このコントローラ 3 0 Bが、これらの制御目標値情報とセンサからの検出信号（信号変換器 2 6を介したレゾルバ 2 0〜2 2での検出信号も含む）とに基づき、電磁比例弁 3 A , 3 B , 3 Cを介して、主制御弁 1 3 , 1 4， 1 5を制御することにより、ブーム 2 0 0 , スティック 3 0 0 ，バケツ卜 4 0 0が所望の伸縮変位となるような制御を施して、上記のような遠隔無線操縦における半自動制御を実行するのである。

そして、この半自動制御に際しては、まず、バゲッ卜 4 0 0の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向が、遠隔操縦装置 6 Aから与えられる目標法面設定角，油圧ショベル 1で検出されるスティックシリンダ 1 2 1 およびブームシリンダ 1 2 0を制御するパイロッ卜油圧，車両傾斜角，エンジン回転速度の情報より求められ、求められた情報（バケツ卜 4 0 0の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向）に基づいて、各シリンダ 1 2 0 , 1 2 1 , 1 2 2の目標速度が演算されるのである。この時、ェンジン回転速度の情報により、シリンダ速度の上限が決定される。また、制御は、各シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2毎に独立したフィ― ドバックル一プとしており、互いに干渉し合うことはない。

なお、この半自動システムにおける目標法面角の設定は、遠隔操縦装置 6 A内のモニタパネル 1 0上のスィツチによる数値入力による方法， 2点座標入力法，バケツト角度による入力法によりなされ、同じく半自動システムにおけるバケツ卜復帰角の設定は、モニタパネル 1 0上のスィツチによる数値入力による方法，バケツト移動による方法によりなされるが、いずれも公知の手法が用いられる。

また、上記各半自動制御モードとその制御法は、レゾルバ 2 0〜 2 2 で検出された角度情報を信号変換器 2 6でシリンダ伸縮変位情報に変換したものに基づいて、次のようにして行なわれる。

まず、バケツト角度制御モ一ドでは、バケツ卜 4 0 0と X軸となす角 (バケツ卜角） 0を任意の位置で一定となるように、バケツトシリンダ 1 2 2長さを制御する。このとき、バケツトシリンダ長さ； Ibkは、ブ一ムシリンダ長さ Abm, スティックシリンダ長さ λ st及び上記の角度 0力く決まると求められる。

スム一ジングモードでは、バケツ卜角度 øは一定に保たれるから、バケット歯先位置 1 1 2 と節点 1 0 8は平行に移動する。まず、節点 1 0 8が X軸に対して平行に移動する場合（水平掘削）を考えると、次のようになる。すなわち、この場合は、掘削を開始するリンケージ姿勢における節点 1 0 8の座標を（χ ₁₀₈ ， y ) とし、このときのリンケ一ジ姿勢におけるブームシリンダ 1 2 0 とスティックシリンダ 1 2 1のシリンダ長さを求め、上記の X ₁₀₈ が水平に移動するようにブーム 2 0 0 とスティック 3 0 0の速度を求める。なお、節点 1 0 8の移動速度は遠隔操縦装置 6 A内のスティック操作レバー 8の操作量によって決定される。

また、節点 1 0 8の平行移動を考えた場合、微小時間 Δ t後の節点 1 0 8の座標は（_{Χ ι}。₈ + Δ X, y ₁₀₈ ) で表わされる。 Δ χは移動速度によって決まる微小変位である。従って、上記の χ _{1 ()8} に Δ χを考慮することで、 Δ t後の目標ブーム及びスティックシリンダの長さが求められる。さらに、法面掘削モ一ドでは、スム一ジングモ一ドと同様の要領の制— 御でよいが、移動する点が節点 1 0 8からバケツト歯先位置 1 1 2へ変更され、更にバケツ卜シリンダ長さが固定されることを考慮した制御となる。

また、車両傾斜センサ 2 4による仕上げ傾斜角の補正については、フロントリンケージ位置の演算は図 1 5における節点 1 0 1を原点とした x y座標系で行なわれる。従って、車両本体が X y平面に対して傾斜した場合、上記 x y座標が回転し、地面に対する目標傾斜角が変化してしまう。これを補正するため、車両に傾斜角センサ 2 4を取り付け、この傾斜角センサ 2 4によって、車両本体が X y平面に対して /3だけ回転していることが検出された場合、 5だけ加算した値と置き直すことによつて補正すればよい。

以上、種々の制御モードとその制御法について説明したが、いずれもシリンダ伸縮変位情報に基づいて行なう手法で、この手法による制御内容については公知である。すなわち、本実施形態にかかるシステムでは、レゾルバ 2 0〜 2 2で角度情報を検出したのちに、角度情報を信号変換器 2 6でシリンダ伸縮変位情報に変換しているので、以降は公知の制御手法を使用できるのである。

ただし、自動掘削積込モードについては、コントローラ 3 0 Bは、前記のティ一チング操作により設定♦記憶された掘削開始位置，持上旋回経路，排土位置，リターン経路に基づいて、シリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位，旋回モータの駆動量を算出し、その算出結果に応じてシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位，旋回モータをそれぞれ制御して、ブーム 2 0 0 , スティック 3 0 0，ノくケット 4 0 0，上部旋回体 1 0 0がそれぞれ所定の姿勢となるように適宜自動制御するので、レゾルバ 2 0〜 2 2で検出された角度情報は特に必要ない。なお、本実施形態では、油圧ショベル 1についてのみ説明を行なったが、ブルドーザ 2やホイールローダ 3 もそれぞれ上記と同様の半自動制御を行なえるようになっている。

以上のように、本実施形態にかかる遠隔無線操縦システムによれば、建機 1〜 3に半自動制御装置 3 0 (コントローラ 3 0 B ) が設けられているので、遠隔操縦装置 6 Aから建機 1〜 3を遠隔操縦するに際して、上記の各種半自動制御モ—ドを遠隔操縦装置 6 A側から設定すれば、所望の作業を精度良く且つ効率的に建機 1〜 3に行なわせることができる従って、実際の建機 1〜 3の運転操作に熟練した者以外でも、建機 1 〜 3の遠隔操縦を極めて容易に行なうことができる。特に、上述のようにディスプレイ 6 7に映し出される 2次元的な映像を見ながら建機 1〜 3を遠隔操縦するようなシステムにおいては、オペレータの運転操作の負担を大幅に軽減することができるので、生産性の大幅な向上を図ることができる。

また、本システムでは、建機 1〜 3において、レゾルバ 2 0〜 2 2で検出された角度情報信号が、信号変換器 2 6で、シリンダ変位情報に変換されて、コントローラ 3 0 Bへ入力されているので、従来のように、油圧シリンダ 1 2 0〜 1 2 2の各伸縮変位を検出するための高価なシリンダストロ一クセンサを使用しなくても、従来の制御系で使用していたシリンダ伸縮変位を用いた制御を実行することができる。これにより、コストを低く抑えながら、バゲット 4 0 0の位置と姿勢を正確に且つ安定して制御しうるシステムを提供することができる。ただし、上記のシリンダス卜ロークセンサを用いても、上述した実施形態と同様の制御を行なうことは勿論可能である。

また、上述した実施形態では、フィードバック制御ループが各シリンダ 1 2 0〜 1 2 2毎に独立しており、制御アルゴリズムが変位，速度およびフィードフォヮ一ドの多自由度制御としているので、制御系を簡素化できるほか、油圧機器の非線型性をテーブルルックアツプ手法により高速に線形化することができるので、制御精度の向上にも寄与している o

さらに、外部ターミナル 2 ' を用いてゲイン調整等のメンテナンスもできるので、調整等が容易であるという利点も得られるほか、圧力センサ 1 9等を用いてパイ口ッ卜圧の変化により、遠隔操縦装置 6 Aでの操作レバ一 6， 8の操作量を求め、更に従来のオープンセンタバルブ油圧システムをそのまま利用しているので、圧力補償弁等の追加を必要としない利点があるほか、遠隔操縦装置 6 Aのモニタパネル 1 0でバケツト歯先座標をリアルタイムに表示することもできる。また、安全弁 5 Aを用いた構成により、システムの異常時におけるシステム異常動作も防止できる。

( B ) 第 2実施形態の説明

図 2 2は本発明の第 2実施形態としての遠隔無線操縦システムの構成を模式的に示す図であるが、この図 2 2に示すシステムは、第 1実施形態における中継車 7を配置しない構成となっており、遠隔操縦装置 6 B が、直接、操縦対象の建機 1〜 3 と通信を行なってその建機 1〜 3を遠隔操縦するようになっている。

このため、本第 2実施形態にかかる遠隔操縦装置 6 Bは、 5 0 G H z 簡易無線機 6 3が建機 1〜 3に搭載された 5 0 G H z簡易無線機 3 1 と、直接、 5 0 G H z帯の無線電波により双方向通信を行なうようになつている。そして、本実施形態では、図 2 3，図 2 4に示すように、この 5 0 G H z簡易無線機 6 3による双方向通信が途絶えた時などの非常時に建機 1〜 3への建機制御信号を 4 2 9 M H z帯の電波により送信するための 4 2 9 MH z送信アンテナ（非常時用弱電波指向性送信部） 6 4 Aが設けられている。なお、この 4 2 9 MH z送信アンテナ 6 4 Aから送信された建機制御信号は、建機 1〜 3の 4 2 9 MH z受信ァンテナ 3 3で受信される。

また、本実施形態でも、上記の 5 0 GH z簡易無線器 6 3は、自動追尾装置 6 3 Aにより、方位系回転 Z仰角系回動自在に遠隔操縦装置 6 B に取り付けられ、上記の 5 0 GH z簡易無線機 3 1は、自動追尾装置 3 2により、方位系回転仰角系回動自在に建機 1〜 3に取り付けられており、それぞれ、信号受信レベルが最大となるように通信相手からの 5 0 GH z無線電波を自動的にサーチして、各 5 0 GH z簡易無線機 6 3 ， 3 1の電波放射面が常に対向するように調整されるようになっている即ち、本第 2実施形態にかかる遠隔無線操縦システムは、遠隔操縦装置 6 Bと建機 1〜 3との間に、 5 0 GH z帯の強い電波指向性を有する双方向通信手段（ 5 0 GH zァンテナ 6 3， 3 1 ) と、自動追尾手段（自動追尾装置 6 3 A, 3 2 ) と、上記の 5 0 G H zアンテナ 6 3 , 3 1 による通信不能時に遠隔操縦装置 6 Bから建機 1〜 3への建機制御信号 (操縦信号）の通信を可能にすべく、 5 0 GH zアンテナ 6 3 , 3 1の電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段（ 4 2 9 MH zアンテナ 6 4 A, 3 3 ) が設けられた構成となっている。

そして、本実施形態でも、上記の双方向通信手段と自動追尾手段とが 5台の建機 1〜 3に対応して 5組設けられており、また、上記の非常時用弱電波指向性通信手段も 5台の建機 1〜 3に対応して 5つ設けられている。また、 5 0 GH zアンテナ 6 3， 3 1による通信不能時に建機 1 〜 3の映像を捕らえるズームカメラ 6 6 も設けられている。なお、この遠隔操縦装置 6 Bは、建機 1〜 3 と直接通信を行なうので _ 、第 1実施形態における中継車 7用の制御レバー/スィツチ群 6 9 じが不要になっている。また、第 1実施形態における制御レバー/スィッチ群 6 9 Bにおいて、上記非常時に 4 2 9 M H z送信ァンテナ 6 4 Aを用いた通信に切り換えるための「 4 2 9 M H z波切り換えスィツチ」が設けられるとともに、前記の「建機/中継車切り換えスィッチ」が不要になっている。また、図 2 3，図 2 4において、図 2 , 図 6及び図 9に示す符号と同一符号を付し特に説明を行なわない部分はそれぞれ図 2，図 6及び図 9にて前述した部分と同様である。

一方、本第 2実施形態にかかる建機 1〜 3 も、第 1実施形態と同様の構成を有している。便宜上、油圧ショベル 1について説明すると、本第実施形態の油圧ショベル 1 も、遠隔操縦装置 6 Bとの間で 5 0 G H z 帯の強指向性電波による双方向通信を行なう上記の 5 0 G H z簡易無線機 3 1と、遠隔操縦装置 6 B側に搭載されている上記自動追尾装置 6 3 Aからの信号（自動追尾信号）に応答する応答部としての機能を果たす上記の自動追尾装置 3 2応答部とをそなえている。

また、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0及びバゲット 4 0 0からなる関節式アーム機構および伸縮動作を行なうことによりこのアーム機構を駆動するシリンダ式ァクチユエ一夕機構としてのシリンダ 1 2 0〜 1 2 2 もそなえており、さらに、本実施形態でも、上記アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段（レゾルバ 2 0〜2 2 ) と、遠隔操縦装置 6 Bから送信されてきた建機制御信号（制御目標値情報）を受信する目標設定手段 8 0 ' と、この目標設定手段 8 0 ' で受信した制御目標値情報とレゾルバ 2 0〜 2 2で検出された角度情報とに基づいてシリンダ 1 2 0 ~ 1 2 2が所定の伸縮変位となるように制御するコン卜ローラ 3 0 Bとを有する半自動制御装置 3 0とが設けられている。ただし、上記の半自動制御装置 3 0は、第 1実施形態と同様に、レゾ— ルバ 2 0 - 2 2で得られた角度情報を対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2 の伸縮変位情報に変換する信号変換器 2 6をそなえ、コントロ一ラ 3 0 Bが、目標設定手段 8 0 ' で受信した制御目標値情報と信号変換器 2 6 で変換されたシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報とに基づいてシリンダ 1 2 0〜 1 2 2が所定の伸縮変位となるように制御するようになつている。

上述のごとく構成された本第 2実施形態にかかるシステムでも、第 1 実施形態と同様に、遠隔操縦装置 6 Bにおいてオペレータがディスプレィ 6 7に映し出される建機 1〜 3からの映像を見ながら運転操作レバー 6 9 A, 制御レバ一スィツチ群 6 9 Bを適宜操作することにより、その操作情報が建機制御信号，アンテナ制御信号，カメラ/ライト制御信号等として 5 0 GH z簡易無線機 6 3を通じて建機 1〜 3へ送信され、建機 1〜 3は、 5 0 GH z簡易無線機 3 1で受信した信号に応じた作業 , 制御を行なう。

そして、遠隔操縦装置 6 Bと建機 1〜 3 との間の 5 0 GH z帯の電波による通信が途絶えた場合、遠隔操縦装置 6 Bでは、オペレータが制御レバ一/スイツチ群 6 9 Bの「 4 2 9 MH z波切り換えスィッチ」を操作することにより建機 1〜 3 との間で使用する無線電波の周波数を 5 0 GH z帯から 4 2 9 MH z帯に切り換える。

これにより、建機制御信号は 4 2 9 MH zァンテナ 8 2を通じて 4 2 9 MH z帯の無線電波として建機 1〜 3へ向けて送信される。そして、建機 1〜 3は、遠隔操縦装置 6 Bとの距離が 1 0 0 m程度以内で、遠隔操縦装置 6 Bからこの 4 2 9 MH z帯の無線電波を 4 2 9 MH z受信ァンテナ 3 3で受信すると、その建機制御信号に基づいて制御装置 3 0 ( コントローラ 3 0 A, 3 0 B) が動作することにより、エンジン，油圧モータ，旋回モータ等が適宜駆動制御されて、所望の作業を実施する。なお、この場合も、建機 1〜3は、第 1実施形態にて前述したものと同様に、半自動制御装置 3 0において、コントローラ 3 0 Bが、遠隔操縦装置 6 Bから受信される制御目標値情報と信号変換器 2 6で得られるシリンダ式ァクチユエ一夕（油圧ショベル 1の場合はシリンダ 1 2 0〜 1 2 2 ) の伸縮変位情報とに基づいてそのシリンダ式ァクチユエ一夕が所定の伸縮変位となるように制御することにより、「半自動制御モ一ド」による姿勢制御を行なっており、所望の作業を精度良く且つ効率的に行なう。

このように、本第 2実施形態の遠隔無線操縦システムでも、何らかの異常により遠隔操縦装置 6 Bと建機 1〜 3 との間のメインの通信媒体である 5 0 GH z帯の無線電波による双方向通信が途絶える等の非常事態が発生しても、 4 2 9 MH z帯の無線通信により建機制御信号だけでも建機 1〜 3に送信することができるので、第 1実施形態と同様の利点が得られるほか、本実施形態では、遠隔操縦装置 6 Bが建機 1〜3と直接通信を行なうので、特に、比較的規模の小さな作業現場 4等では、前記の中継車 7を配さなくてもよく、システム全体のコス卜の低減化を図ることができる。

また、本第 2実施形態でも、自動追尾装置 3 2 , 6 3 Aにより、各 5 0 GH z簡易無線機 3 1， 6 3を常に通信相手の 5 0 GH z簡易無線機 3 1 , 6 3と対向させることができるので、 5 0 GH z帯という指向性の強い電波を用いるにも関わらず、建機 1〜 3が移動しても常に安定した通信を行なうことができ、本システムの信頼性の向上に大いに寄与すさらに、本第 2実施形態にかかるシステムでは、遠隔操縦装置 6 B側 , 建機 1〜 3側にそれぞれ 5 0 GH z簡易無線機 6 3 , 3 1を設けるとともに、遠隔操縦装置 6 B側，建機 1〜 3側にそれぞれ自動追尾装置 6

3 A , 3 2を設けることにより、双方向通信手段と自動追尾手段とを建機 1〜 3の台数（全 5台）に対応して 5組設けているので、各建機 1〜 3 との双方向通信を各建機 1〜 3毎に独立して行なうことができる。従つて、各建機 1〜 3にそれぞれ異なる作業を同時に行なわせることができ、さらに作業効率を大幅に向上させて作業期間を短縮することができ ο

また、本第 2実施形態にかかるシステムでは、遠隔操縦装置 6 B側の

4 2 9 M H z送信ァンテナ 6 4 Aと建機 1〜 3側の 4 2 9 M H z受信ァンテナ 3 3 とで形成される非常時用弱電波指向性通信手段が 5台の建機

1〜 3に対応して 5つ設けられているので、遠隔操縦装置 6 Bと建機 1 〜 3との間の 5 0 G H z帯の無線電波による通信が不可能になつた場合でも、各建機 1〜 3を独立して遠隔操縦することができる。従って、非常時においても作業現場 4内の建機 1〜 3を全て確実に安全な場所へ退避 ·回収することができる。

そして、本第 2実施形態にかかるシステムでも、建機 1〜 3に半自動制御装置 3 0 (コントローラ 3 0 B ) が設けられているので、遠隔操縦装置 6 Bから建機 1〜 3を遠隔操縦するに際して、上記の各種半自動制御モードを遠隔操縦装置 6 B側から設定すれば、所望の作業を精度良く且つ効率的に建機 1〜 3に行なわせることができる。

従って、実際の建機 1〜 3の運転操作に熟練した者以外でも、建機 1 〜 3の遠隔操縦を極めて容易に行なうことができる。特に、遠隔操縦装置 6 Bにおいてディスプレイ 6 7に映し出される 2次元的な映像を見ながら建機 1〜 3を遠隔操縦するようなシステムにおいては、オペレータの運転操作の負担を大幅に軽減することができるので、生産性の大幅な向上を図ることができる。また、本第 2実施形態でも、建機 1〜 3において、レゾルバ 2 0〜 2 2で検出された角度情報信号が、信号変換器 2 6で、シリンダ変位情報に変換されて、コントローラ 3 0 Bへ入力されているので、従来のように、油圧シリンダ 1 2 0〜 1 2 2の各伸縮変位を検出するための高価なストロークセンサを使用しなくても、従来の制御系で使用していたシリンダ伸縮変位を用いた制御を実行することができる。これにより、コス卜を低く抑えながら、バケツ卜 4 0 0の位置と姿勢を正確に且つ安定して制御しうるシステムを提供することができる。

(C) その他

なお、上述した各実施形態における遠隔無線操縦システムは、 5 0 G H z帯の無線電波による通信が不能になつたときの非常時用の通信手段と、建機 1〜 3のための半自動制御手段の両方をそなえたシステムについて説明している力^ 本発明はこれに限定されず、いずれか一方をそなえたシステムとして構成してもよい。

また、上述した各実施形態では、遠隔無線操縦システムが日本国内で使用される場合を想定し、日本の電波法の制約により、指向性の強い無線電波として 5 0 GH z帯、スぺク卜ラム拡散式の無線電波として 2. 4 GH z帯、弱電波指向性の無線電波として 4 2 9 MH z帯の各電波を使用しているが、本発明はこれに限定されず、上記以外の任意の周波数帯の無線電波を使用することも可能である。

特に、日本国外での使用に際しては、各国の使用可能周波数帯に合わせて、適宜、上記以外の任意の周波数帯の無線電波を使用することが可能である。ただし、この場合でも、指向性の強い無線電波としては GH z帯（例えば、数十 GH z帯）の電波、スぺクトラム拡散式の無線電波としては例えば、数 GH z帯の電波、弱電波指向性の無線電波としては MH z帯（例えば、数百 MH z帯）の電波を使用するのがよい。さらに、上述した各実施形態では、遠隔操縦装置 6 A ( 6 B ) が現場事務所 5に固定設置されているものとして説明したが、遠隔操縦装置 6 A ( 6 B ) も移動車両に搭載して移動可能にしてもよい。また、上述した各実施形態では、遠隔操縦装置 6 A ( 6 B ) が建機 1〜 3だけでなく中継車 7 も遠隔操縦できるものとして説明したが、遠隔操縦装置 6 A ( 6 B ) とは別に中継車 7専用の遠隔操縦装置を設けてもよい。

さらに、上述した各実施形態では、本発明を油圧ショベル 1ゃブルド —ザ 2，ホイールローダ 3に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、シリンダ式ァクチユエ一夕で駆動される関節式アーム機構を有するトラクタ，ダンプトラック等の建設機械（移動式作業機械）であれば同様に適用され、いずれの建設機械においても上述と同様の作用効果を得ることができる。

また、上述した各実施形態では、シリンダ式ァクチユエ一タを動作させる流体圧回路が油圧回路である場合について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、原動機で駆動されるポンプと制御弁機構とを少なくとも有する流体圧回路であれば、作動油以外の液体圧や空気圧などによる流体圧回路を用いてもよく、この場合も上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、上述した実施形態では、エンジン Eが、回転出力型原動機、例えばディーゼルエンジンである場合について説明したが、本発明は、流体圧回路に吐出圧を作用させるポンプを駆動することのできる原動機 (各種内燃機関等）であればよく、ディーゼルエンジン等の回転出力型原動機に限定されるものではない。

そして、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。産業上の利用可能性

本発明を建設現場や災害復旧現場等の作業現場における遠隔無線操縦技術として適用すれば、遠隔操縦装置と中継車との間の双方向通信が途絶える等の非常事態が発生しても、.非常時用スぺクトラム拡散式双方向通信手段により遠隔操縦装置と中継車との双方向通信を可能にするので、非常時でも、建機（作業機械）に作業を続行させたり、建機を安全な場所に退避 ·回収したりすることができ、作業現場での作業効率を大幅に向上することができる。従って、その有用性は極めて高いものと考えられる。

Claims

請求の範囲 ―

1. 無線操縦により作業現場（ 4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) と、

該無線移動式作業機械（ 1 ) を無線操縦により操作する遠隔操縦装置 ( 6 A) と、

上記の遠隔操縦装置（ 6 A) と無線移動式作業機械（ 1 ) との間に介装されて信号の中继を行なう移動式中継局（ 7 ) とをそなえ、

該無線移動式作業機械（ 1 ) と該移動式中継局（ 7 ) との間に、強い電波指向性を有する第 1双方向通信手段（ 3 1， 7 1 ) と、第 1 自動追尾手段（ 3 2 , 7 1 A) とが設けられるとともに、

該遠隔操縦装置（ 6 A) と該移動式中継局（ 7 ) との間に、強い電波指向性を有する第 2双方向通信手段（ 6 3， 7 6 ) と、第 2 自動追尾手段（ 6 3 A, 7 6 A) と、該第 2双方向通信手段（ 6 3， 7 6 ) による通信不能時に該遠隔操縦装置（ 6 A) と該移動式中継局（ 7 ) との間での双方向通信を可能にする非常時用スぺク卜ラム拡散式双方向通信手段 ( 6 4 , 8 7 ) とが設けられたことを特徴とする、遠隔無線操縦システム。

2. 無線操縦により作業現場（ 4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) と、

上記の遠隔操縦装置（ 6 A) と無線移動式作業機械（ 1 ) との間に介装されて信号の中継を行なう移動式中継局（ 7 ) とをそなえ、

該無線移動式作業機械（ 1 ) と該移動式中継局（ 7 ) との間に、強い電波指向性を有する第 1双方向通信手段（3 1， 7 1) と、第 1自動追 _ 尾手段（32， 7 1 A) とが設けられるとともに、

該遠隔操縦装置（6 A) と該移動式中継局（7) との間に、強い電波指向性を有する第 2双方向通信手段（ 6 3, 7 6 ) と、第 2自動追尾手段（ 6 3 A, 7 6 A) とが設けられ、

且つ、該無線移動式作業機械（1) に、

機械本体（1 0 Q) に一端部を枢着され他端側に作業部材（ 4 0 0 ) を有するとともに、関節部を介して相互に接続された少なくとも一対のアーム部材（2 0 0, 3 0 0 ) を有する関節式アーム機構と、

伸縮動作を行なうことにより該アーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチュエー夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) を有するシリンダ式ァクチユエ一夕機構と、

該アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段（2 0〜2 2 ) と、該遠隔操縦装置（ 6 A) から該移動式中継局（7) を介して送信されてきた制御目標値情報を受信する受信部（8 0' ) と、該受信部（ 8 0' ) で受信した該制御目標値情報と該角度検出手段（2 0〜2 2 ) で検出された角度情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜1 2 2) が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段（3 0 B ) とを有する半自動制御装置（3 0) とが設けられたことを特徴とする、遠隔無線操縦システム。

3. 該遠隔操縦装置（6 A) と該移動式中継局（7) との間に、上記の第 2双方向通信手段（ 6 3， 7 6) と第 2自動追尾手段（6 3 A, 7

6 A) とに加えて、該第 2双方向通信手段（6 3， 7 6) による通信不能時に該遠隔操縦装置（6 A) と該移動式中継局（7) との間での双方向通信を可能にする非常時用スぺク卜ラム拡散式双方向通信手段（6 4 ， 8 7 ) が設けられたことを特徴とする、請求の範囲第 2項記載の遠隔無線操縦システム。

4. 該半自動制御装置（ 3 0 ) が、該角度検出手段（ 2 0〜 2 2 ) で得られた角度情報を対応する該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1

2 2 ) の伸縮変位情報に変換する変換手段（ 2 6 ) をそなえ、該制御手段（ 3 0 B) 力、該受信部（ 8 0 ' ) で受信した該制御目標値情報と該変換手段（ 2 6 ) で変換された該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) の伸縮変位情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) が所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 2項記載の遠隔無線操縦システム。

5. 該無線移動式作業機械（ 1 ) と該移動式中継局（ 7 ) との間に、上記の第 1双方向通信手段（ 3 1， 7 1 ) と第 1 自動追尾手段（ 3 2 , 7 1 A) とに加えて、該第 1双方向通信手段（ 3 1， 7 1 ) による通信不能時に該移動式中継局（ 7 ) から該無線移動式作業機械（ 1 ) への操縦信号の通信を可能にすべく、該第 1双方向通信手段（ 3 1， 7 1 ) の該電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段（ 3 3 , 8 2 ) が設けられたことを特徴とする、請求の範囲第 1項または第 2項に記載の遠隔無線操縦システム。

6. 上記の第 1双方向通信手段（ 3 1， 7 1 ) と第 1自動追尾手段（ 3 2， 7 1 A) とが複数の無線移動式作業機械（ 1〜 3 ) に対応して複数組設けられていることを特徴とする、請求の範囲第 1項または第 2項に記載の遠隔無線操縦システム。

7. 該非常時用弱電波指向性通信手段（3 3， 8 2 ) が複数の無線移- 動式作業機械（ 1〜3 ) に対応して複数設けられていることを特徴とする、請求の範囲第 5項記載の遠隔無線操縦システム。 8. 該第 1双方向通信手段（ 3 1， 7 1 ) 及び該第 2双方向通信手段 ( 6 3， 7 6) がそれぞれギガへルツ帯の簡易無線通信手段であることを特徴とする、請求の範囲第 1項または第 2項に記載の遠隔無線操縦システム。 9. 該非常時用スペクトラム拡散式双方向通信手段（ 6 4, 8 7 ) が所望の周波数帯のスぺク卜ラム拡散式無線通信手段であることを特徴とする、請求の範囲第 1項または第 3項に記載の遠隔無線操縦システム。

1 0. 該非常時用弱電波指向性通信手段（ 3 3 , 8 2 ) がメガヘルツ帯の無線通信手段であることを特徴とする、請求の範囲第 5項記載の遠隔無線操縦システム。

1 1. 該遠隔操縦装置（ 6 A) に、該第 2双方向通信手段（ 6 3, 7 6 ) による通信不能時に該移動式中継局（ 7 ) の映像を捕らえるカメラ装置（ 6 6 ) が設けられていることを特徴とする、請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか 1項に記載の遠隔無線操縦システム。

1 2. 無線操縦により作業現場（4) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) を、信号の中継を行なう移動式中継局（ 7 ) を介して、無線操縦により操作する遠隔操縦装置（ 6 A) において、該移動式中継局（ 7 ) との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部（ 6 3 ) と、 ― 該移動式中継局（ 7 ) の動きを自動追尾する自動追尾装置（ 6 3 A) と、

該強電波指向性双方向送受信部（ 6 3 ) による通信不能時に該移動式中继局（ 7 ) との間で双方向通信を可能にする非常時用スペクトラム拡散式双方向送受信部（ 6 4 ) とをそなえて構成されたことを特徴とする、遠隔操縦装置。

1 3. 無線操縦により作業現場（ 4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) と該無線移動式作業機械（ 1 ) を無線操縦により操作する遠隔操縦装置（ 6 A) との間に介装されて信号の中继を行なう移動式中継局（ 7 ) において、

該無線移動式作業機械（ 1 ) との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう第 1強電波指向性双方向送受信部（ 7 1 ) と、

該無線移動式作業機械の動きを自動追尾する第 1 自動追尾装置（ 7 1 A) と、

該遠隔操縦装置（ 6 A) との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう第 2強電波指向性双方向送受信部（ 7 6 ) と、

該遠隔操縦装置（ 6 A) 付きの第 2自動追尾装置（ 6 3 A) からの自動追尾信号に応答する応答部（ 7 6 A) と、

該第 2強電波指向性双方向送受信部（ 7 6 ) による通信不能時に該遠隔操縦装置（ 6 A) との間で双方向通信を可能にする非常時用スぺク卜ラム拡散式双方向送受信部（ 8 7 ) とをそなえて構成されたことを特徴とする、移動式中継局。

1 4. 該第 1強電波指向性双方向送受信部（ 7 1 ) による通信不能時に該無線移動式作業機械（ 1 ) への操縦信号の送信を可能にすべく、該第 1強電波指向性双方向送受信部（ 7 1 ) の該電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性送信部（ 8 2 ) が設けられたことを特徴とする、請求の範囲第 1 3項記載の移動式中継局。

1 5. 遠隔操縦装置（ 6 A) に、信号の中継を行なう移動式中継局（ 7 ) を介し、双方向無線通信手段を通信媒体として接続されることにより、無線操縦により作業現場（ 4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) において、

該移動式中継局（ 7 ) との間で、強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) と、

該移動式中継局（ 7 ) 付きの自動追尾装置（ 7 1 A) からの自動追尾信号に応答する応答部（ 3 2 ) と、

機械本体（ 1 0 0 ) に一端部を枢着され他端側に作業部材（ 4 0 0 ) を有するとともに、関節部を介して相互に接続された少なくとも一対のアーム部材（ 2 0 0 , 3 0 0 ) を有する関節式アーム機構と、

伸縮動作を行なうことにより該アーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) を有するシリンダ式ァクチユエ一夕機構と、

該アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段（2 0〜2 2 ) と、該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) で受信した該遠隔操縦装置（ 6 A) からの制御目標値情報と該角度検出手段（ 2 0〜 2 2 ) で検出された角度情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段（ 3 0 B) とを有する半自動制御装置（ 3 0 ) とをそなえて構成されたことを特徴とする、無線移動式作業機械。

1 6. 該半自動制御装置（ 3 0 ) が、該角度検出手段（ 2 0〜2 2 ) で得られた角度情報を対応する該シリンダ式ァクチユエ一タ（ 1 2 0〜 1 2 2 ) の伸縮変位情報に変換する変換手段（ 2 6 ) をそなえ、該制御手段（ 3 0 B) が、該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) で受信した該制御目標値情報と該変換手段（ 2 6 ) で変換された該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) の伸縮変位情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) が所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 1 5項記載の無線移動式作業機械。

1 7. 該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) による通信不能時に該移動式中継局（ 7 ) からの操縦信号の受信を可能にすべく、該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) の該電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性受信部（ 3 3 ) が設けられたことを特徴とする、請求の範囲第 1 5項記載の無線移動式作業機械。

1 8. 無線操縦により作業現場（ 4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) と、

該無線移動式作業機械（ 1 ) を無線操縦により操作する遠隔操縦装置 ( 6 B) と、

該遠隔操縦装置（ 6 B) と該無線移動式作業機械（ 1 ) との間に、強い電波指向性を有する双方向通信手段（ 3 1， 6 3 ) と、自動追尾手段 ( 3 2 , 6 3 A) と、該双方向通信手段（3 1， 6 3 ) による通信不能時に該遠隔操縦装置（ 6 B) から該無線移動式作業機械（ 1 ) への操縦信号の通信を可能にすべく、該双方向通信手段（ 3 1 , 6 3 ) の該電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段（ 3 3， 6 4 A) とが設けられたことを特徴とする、遠隔無線操縦システム。

1 9. 無線操縦により作業現場（4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) と、

該無線移動式作業機械（ 1 ) を無線操縦により操作する遠隔操縦装置

( 6 B) とをそなえ、

該遠隔操縦装置（ 6 B) と該無線移動式作業機械（ 1 ) との間に、強い電波指向性を有する双方向通信手段（3 1 , 6 3 ) と、自動追尾手段 ( 3 2， 6 3 A) とが設けられ、

且つ、該無線移動式作業機械（ 1 ) に、

該アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段（ 2 0〜 2 2 ) と、該遠隔操縦装置（ 6 B) から送信されてきた制御目標値情報を受信する受信部（ 8 0' ) と、該受信部（ 8 0' ) で受信した該制御目標値情報と該角度検出手段（ 2 0〜 2 2 ) で検出された角度情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段（ 3 0 B) とを有する半自動制御装置（ 3 0 ) とが設けられたことを特徴とする、遠隔無線操縦システム。

2 0. 該遠隔操縦装置（ 6 B) と該無線移動式作業機械（ 1 ) との間に、上記の双方向通信手段（ 3 1， 6 3 ) と自動追尾手段（3 2， 6 3 _ A) とに加えて、該双方向通信手段（ 3 1., 6 3 ) による通信不能時に該遠隔操縦装置（ 6 B) から該無線移動式作業機械（ 1 ) への操縦信号の通信を可能にすべく、該双方向通信手段（ 3 1， 6 3 ) の該電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性通信手段（ 3 3 , 6 4 A) が設けられたことを特徴とする、請求の範囲第 1 9項記載の遠隔無線操縦システム。

2 1. 該半自動制御装置（ 3 0 ) が、該角度検出手段（ 2 0〜 2 2 ) で得られた角度情報を対応する該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜

1 2 2 ) の伸縮変位情報に変換する変換手段（ 2 6 ) をそなえ、該制御手段（3 0 B) が、該受信部（ 8 (Γ ) で受信した該制御目標値情報と該変換手段（2 6 ) で変換された該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0 〜 1 2 2 ) の伸縮変位情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) が所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 1 9項記載の遠隔無線操縦システム。

2 2. 上記の双方向通信手段（ 3 1， 6 3 ) と自動追尾手段（ 3 2 , 6 3 A) とが複数の無線移動式作業機械（ 1〜 3 ) に対応して複数組設けられていることを特徴とする、請求の範囲第 1 8項または第 1 9項に記載の遠隔無線操縦

2 3. 該非常時用弱電波指向性通信手段（ 3 3， 6 4 A) が複数の無線移動式作業機械（ 1〜3 ) に対応して複数設けられていることを特徴とする、請求の範囲第 1 8項または第 2 0項に記載の遠隔無線操縦システム <

2 4. 該双方向通信手段（ 3 1， 6 3 ) がギガへルツ帯の簡易無線通信手段であることを特徴とする、請求の範囲第 1 8項または第 1 9項に記載の遠隔無線操縦システム。

2 5. 該非常時用弱電波指向性通信手段（ 3 3， 6 4 A) がメガヘルッ帯の無線通信手段であることを特徴とする、請求の範囲第 1 8項または第 2 0項に記載の遠隔無線操縦システム。

2 6. 該遠隔操縦装置（ 6 B ) に、該双方向通信手段（ 3 1 , 6 3 ) による通信不能時に該無線移動式作業機械（ 1 ) の映像を捕らえるカメラ装置（ 6 6 ) が設けられていることを特徴とする、請求の範囲第 1 8 項〜第 2 0項のいずれか 1項に記載の遠隔無線操縦システム。

2 7. 無線操縦により作業現場（ 4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) を、無線操縦により操作する遠隔操縦装置（ 6 B ) において、

該無線移動式作業機械（ 1 ) との間で強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部（ 6 3 ) と、

該無線移動式作業機械（ 1 ) の動きを自動追尾する自動追尾装置（ 6

3 A) と、

該強電波指向性双方向送受信部（ 6 3 ) による通信不能時に該無線移動式作業機械（ 1 ) への操縦信号の送信を可能にすべく、該強電波指向性双方向送受信部（ 6 3 ) の該電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性送信部（ 6 4 A) とをそなえて構成されたことを特徴とする、遠隔操縦装置。

2 8. 遠隔操縦装置（ 6 B) に、双方向無線通信手段を通信媒体として接続されることにより、無線操縦により作業現場（ 4 ) にて移動可能に作業しうる無線移動式作業機械（ 1 ) において、

該遠隔操縦装置（ 6 B) との間で、強い電波指向性を有する双方向通信を行なう強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) と、

該遠隔操縦装置（ 6 B) 付きの自動追尾装置（ 6 3 A) からの自動追尾信号に応答する応答部（ 3 2 ) と、

機械本体（ 1 0 0 ) に一端部を枢着され他端側に作業部材（ 4 0 0 ) を有するとともに、関節部を介して相互に接続された少なくとも一対のアーム部材（ 2 0 0， 3 0 0 ) を有する関節式アーム機構と、

伸縮動作を行なうことにより該アーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) を有するシリンダ式ァクチユエ一タ機構と、

該アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段（ 2 0〜 2 2 ) と、該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) で受信した該遠隔操縦装置（ 6 B) からの制御目標値情報と該角度検出手段（ 2 6 ) で検出された角度情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) が所定の伸縮変位となるように制御する制御手段（ 3 0 B) とを有する半自動制御装置（ 3 0 ) とをそなえて構成されたことを特徴とする、無線移動式作業機械。

2 9. 該半自動制御装置（ 3 0 ) が、該角度検出手段（ 2 0〜 2 2 ) で得られた角度情報を対応する該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) の伸縮変位情報に変換する変換手段（ 2 6 ) をそなえ、該制御手段（ 3 0 B) が、該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) で受信した- 該制御目標値情報と該変換手段（2 6 ) で変換された該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0〜 1 2 2 ) の伸縮変位情報とに基づいて該シリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0~ 1 2 2 ) が所定の伸縮変位となるように制御すべく構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 2 8項記載の無線移動式作業機械。

3 0. 該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) を用いた通信不能時に、該遠隔操縦装置（6 B) からの操縦信号の受信を可能にすべく、該強電波指向性双方向送受信部（ 3 1 ) の該電波指向性よりも弱い電波指向性を有する非常時用弱電波指向性受信部（3 3 ) が設けられたことを特徴とする、請求の範囲第 2 8項記載の無線移動式作業機械。