WO2020202426A1

WO2020202426A1 - 制御ユニット及び自動動作システム

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Publication number: WO2020202426A1
Application number: PCT/JP2019/014441
Authority: WO
Inventors: 裕二平松; 啓二西村; 村松　啓且
Original assignee: ヤマハ発動機株式会社
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2019-04-01
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US20220019219A1; WO2020203967A1

Abstract

本発明の課題は、構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、実施可能な作業の自由度を向上させることができる自動動作機器のための制御ユニットを提供することである。制御ユニットは、外部画像データを入力するための外部画像コネクタと、アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号を出力するための動作制御コネクタと、遠隔操縦装置と通信可能に接続された１つの遠隔通信装置に対しデータを入出力するための遠隔データコネクタと、連携動作機器を制御する連携制御ユニットが１つの遠隔通信装置に接続された状態で、自動動作機器及び連携動作機器の外部に位置する通信機器又は連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、外部画像コネクタを介して入力された外部画像データに基づくモニタ画像データを、遠隔データコネクタから１つの遠隔通信装置を介して遠隔操縦装置へ出力する動作制御装置と、を備える。

Description

制御ユニット及び自動動作システム

　本発明は、自動動作機器に用いられる制御ユニット及び制御ユニットを備えた自動動作システムに関する。

　カメラを備え、カメラで撮影された画像に基づいて動作する自動動作機器が知られている。
　例えば、特許文献１には、作業ロボットが示されている。この作業ロボットは、カメラで撮影した画像に対し画像認識を行い、画像認識の結果によって作業用モータの駆動力を制御する。これにより、複雑な作業を自動的に行うことができる。

特開２０１８－７６１５号公報

　カメラで撮影された画像に基づいて動作する自動動作機器としては、構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、実施可能な作業の自由度が高い自動動作機器が望まれている。

　本発明の目的は、構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、実施可能な作業の自由度を向上させることができる自動動作機器のための制御ユニットを提供することである。

　本発明者は、上述した課題に鑑みて検討を行い、以下の知見を得た。

　例えば、より複雑な作業を実施するため、自動動作可能な複数の機器を組合せることが考えられる。例えば、走行制御用のカメラを備えた自動走行車両に、作業制御用のカメラを備えた自動作業器を連結する。
　この場合、走行制御用のカメラで撮影される画像の画像認識に基づいて精密に移動しつつ、作業制御用のカメラで撮影される画像の画像認識に基づいて精密な作業を実施することができる。

　しかし、機器が実際に作業するフィールドでは、画像に基づく自動処理のみで作業を遂行できない場合がある。例えば、車両の走行経路上に、作業開始時には予想されなかった障害物があり、画像に基づく自動処理のみでは作業が困難となるような場合である。このような事態は、作業の複雑さが高くなるほど、生じ易くなる。また、このような事態が発生した時に当該事態に対して更に自動処理で対応するように自動動作機器を構成することも考えられる。例えば、画像に基づく自動処理のみで作業が困難となった場合に、画像以外の外部環境センシングの結果に基づく自動処理により当該事態を打開するように自動動作機器を構成することが考えられる。しかしながら、構成が複雑化してしまう。

　そこで、自動処理のみで作業を遂行できない場合のため、遠隔地から作業機器を動作させる遠隔操縦装置を設けることが考えられる。また、遠隔操縦の際に、作業機器に設けられたカメラを活用することが考えられる。例えば、カメラで撮影した画像を遠隔操縦装置に送信・表示することによって、操作者がカメラの画像を見ながら遠隔操縦を行う。これにより、構成の複雑化を抑制乃至回避しつつ、画像に基づく自動処理のみで作業が困難な事態に対応することが考えられる。しかし、このような対応を実現可能とするためには、以下のような支障が生じることが考えられる。

　上述した複数の機器を連結した装置には、作業の役割に応じて機器毎にカメラが設けられている場合がある。
　役割に応じて設けられた複数のカメラからの画像を、例えば、役割毎に設けられた遠隔操縦装置の表示部に対応させると、複数の遠隔操縦装置が必要となる。複数の遠隔操縦装置を利用する場合、遠隔操縦のための準備及び設置が煩わしい。また、画像データは、例えば距離センサ又は位置センサの情報と比べて著しく大きい。このため複数のカメラからの画像データを送信する場合、送信されるデータが膨大となり、例えば通信の制限により、操作に必要な画像が乱れたり遅延して送られたりして操作に支障が生じる場合がある。

　そこで、遠隔操縦装置の準備および設置が容易で、且つ、通信の制限による影響が抑制される自動動作機器のための制御ユニットを提供することが考えられる。これを実現できれば、構成の複雑化を抑制乃至回避しつつ、画像に基づく自動処理のみで作業が可能な事態に対して、操作者は、画像を見ながら遠隔操縦を行うことより適切に対応することが可能となる。結果として、構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、より複雑な作業を行うことが可能となる。従って、構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、実施可能な作業の自由度を向上させることができる。

　以上の目的を達成するために、本発明の一つの観点によれば、制御ユニットは、次の構成を備える。

　（１）　外部環境を撮影する外部撮影カメラとアクチュエータとが搭載されるとともに遠隔操縦装置の操作によって操縦可能な自動動作機器に用いられ、外部環境を撮影する連携動作機器カメラを備え且つ前記自動動作機器と連結された連携動作機器に用いられる連携制御ユニットと接続された１つの遠隔通信装置と接続される制御ユニットであって、
　前記制御ユニットは、
　前記外部撮影カメラから撮影結果を示す外部画像データを入力するための外部画像コネクタと、
　前記アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号を出力するための動作制御コネクタと、
　前記遠隔操縦装置と通信可能に接続された前記１つの遠隔通信装置に対しデータを入出力するための遠隔データコネクタと、
　前記連携動作機器を制御する連携制御ユニットが前記１つの遠隔通信装置に接続された状態で、前記自動動作機器及び前記連携動作機器の外部に位置する通信機器又は前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部画像コネクタを介して入力された前記外部画像データに基づくモニタ画像データを、前記遠隔データコネクタから前記１つの遠隔通信装置を介して前記遠隔操縦装置へ出力する動作制御装置と、を備える。

　動作制御装置は、外部撮影カメラから得られる撮影結果を示す外部画像データに基づくモニタ画像データを、遠隔データコネクタを介して遠隔通信装置へ出力する。モニタ画像データは、遠隔通信装置から遠隔操縦装置に送信され表示されることができる。
　上記の遠隔通信装置には、連携動作機器を備えた連携動作機器に用いられる連携制御ユニットも接続されている。連携画像のデータも遠隔通信装置から遠隔操縦装置に送信され表示されることができる。遠隔操縦装置で表示される画像に基づいてより複雑な作業を行うことが可能となる。従って、実施可能な作業の自由度を向上させることができる。
　遠隔通信装置は、動作制御装置からの外部画像データと、連携動作機器からの連携画像データの双方を遠隔操縦装置に送信する。このため、連携動作機器から送信されるデータの量が増大しやすい。上記構成の動作制御装置は、外部画像コネクタを介して入力された前記外部画像データに基づくモニタ画像データを、遠隔操縦装置又は連携制御ユニットから出力された信号に基づいて遠隔通信装置へ出力する。このため、遠隔通信装置を介して遠隔操縦装置へ出力される画像のデータの量を遠隔操縦装置又は連携制御ユニットに応じて調整することができる。例えば、画像を圧縮、重畳、合成、切換え、又は、切抜きすることによって画像の量を調整して１つの遠隔通信装置に向け出力することができる。
　従って、遠隔操縦装置を用いて自動動作機器と連携動作機器の双方を遠隔操縦する際に、複数の機器の画像を１つの遠隔操縦装置で表示することが可能となる。従って、遠隔操縦装置の構成の複雑化が抑制乃至回避され得る。このため、遠隔操縦装置の準備および設置が容易である。また、遠隔操縦装置へ出力される通信の制限による影響を抑制することができる。

　本発明の一つの観点によれば、制御ユニットは、以下の構成を採用できる。

　（２）　（１）の制御ユニットであって、
　前記自動動作機器に搭載された前記アクチュエータは、前記自動動作機器を走行させる走行装置であり、
　前記動作制御装置は、前記外部画像データを処理することによって前記自動動作機器の走行進路を指示するための動作制御信号を生成する。

　上記構成の制御ユニットによれば、自動動作機器は、自動走行車両として機能する。遠隔操縦のため、自動走行車両の画像及び連携動作機器の画像を表示する場合、車両の操縦に必要な画像を表示しつつ、遠隔操縦装置の構成の複雑化を抑制乃至回避することができる。このため、連携動作機器の操縦に求められる画像を表示することができる。従って、自動走行車両を操縦する遠隔操縦装置の構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、自動走行車両の走行を含む実施可能な作業の自由度を高めることができる。

　（３）　（１）の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データを処理することによって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。

　上記構成の制御ユニットによれば、外部撮影カメラから入力された外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データが出力される。従って、通信の制限による影響を抑制しつつ、連携動作機器の操縦に求められる画像を表示することができる。従って、遠隔操縦装置の構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、実施可能な作業の自由度を高めることができる。

　（４）　（１）の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データを画像圧縮処理することによって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。

　上記構成の制御ユニットによれば、外部画像データを画像圧縮処理するので、表示範囲を狭めたり、表示の更新時間間隔を広げたりすることを抑えつつ、データ量を減少することができる。画像の明瞭性の低下を抑えつつ、通信の制限による影響を抑制することができる。

　（５）　（１）の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データに対しフレーム間引き処理することによって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。

　上記構成の制御ユニットによれば、画像の解像度を低下させることなく、通信の制限による影響を抑制することができる。

　（６）　（１）の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データに対し一部の領域の画像を抽出する切抜き処理によって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。

　上記構成の制御ユニットによれば、切抜き（Ｃｒｏｐ）処理によって注目する画像領域の解像度を低下させることなく、通信の制限による影響を抑制することができる。

　本発明の一つの観点によれば、自動動作システムは、以下の構成を採用できる。

　（７）　外部の画像に基づいて自動的に動作可能であるとともに遠隔操縦装置の操作に基づいて遠隔操縦が可能な自動動作システムであって、
　前記自動動作システムは、
　自動動作機器と、前記自動動作機器と連結された連携動作機器とを備え、
　前記連携動作機器は、
　画像を撮影する連携動作機器カメラと、
　前記連携動作機器カメラで撮影された連携画像に基づく制御を行う連携制御ユニットとを備え、
　前記自動動作機器は、
　前記自動動作機器に設けられ、外部画像を撮影する外部撮影カメラと、
　前記外部画像に基づいて制御されるアクチュエータと、
　前記連携制御ユニットと接続された遠隔通信装置と、
　遠隔通信装置と接続される制御ユニットとを備え、
　前記制御ユニットは、
　前記外部撮影カメラから撮影結果を示す外部画像データを入力するための外部画像コネクタと、
　前記アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号を出力するための動作制御コネクタと、
　前記遠隔操縦装置と通信可能に接続された前記遠隔通信装置に対しデータを入出力するための遠隔データコネクタと、
　前記連携動作機器を制御する連携制御ユニットが前記遠隔通信装置に接続された状態で、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部画像コネクタを介して入力された前記外部画像データに基づくモニタ画像データを、前記遠隔データコネクタ及び連携制御ユニットが接続された前記遠隔通信装置を介して前記遠隔操縦装置へ出力する動作制御装置と、を備える。

　上記構成の自動動作システムによれば、遠隔操縦装置を用いて遠隔操縦する際に、自動動作システムが有する複数の機器の画像を一つの遠隔操縦装置で表示することが可能となる。従って、遠隔操縦装置の構成の複雑化が抑制乃至回避され得る。遠隔操縦装置の準備および設置が容易である。遠隔操縦装置で表示される画像に基づいてより複雑な作業を行うことが可能となる。従って、実施可能な作業の自由度を向上させることができる。またさらに、画像のデータ量を調整し、遠隔操縦装置へ出力される画像のデータの通信の制限による影響を抑制することができる。

　本明細書にて使用される専門用語は特定の実施例のみを定義する目的であって発明を制限する意図を有しない。
　本明細書にて使用される用語「および/または」はひとつの、または複数の関連した列挙された構成物のあらゆるまたはすべての組み合わせを含む。
　本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える（including）」「含む、備える（comprising）」または「有する（having）」およびその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分および/またはそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループのうちの１つまたは複数を含むことができる。
　本明細書中で使用される場合、用語「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」および/またはそれらの等価物は広く使用され、直接的および間接的な取り付け、接続および結合の両方を包含する。更に、「接続された」および「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な電気的接続または結合を含むことができる。
　他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
　一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
　本発明の説明においては、複数の技術および工程が開示されていると理解される。
　これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の１つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。
　従って、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。
　それにもかかわらず、明細書および特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明および請求項の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。
　本明細書では、新しい制御ユニットについて説明する。
　以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。
　しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。
　本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。

　自動動作機器は、例えば、自動運転車両である。但し、自動動作機器は、特に限定されず例えば自動作業ロボットでもよい。
　また、自動動作機器と連携する連携動作機器は、自動運転車両に搭載される自動作業ロボットである。但し、連携動作機器もこれに限定されず、例えば自動運転車両としての自動作業ロボットを搭載する自動運転車両でもよい。
　制御ユニットは、例えば、外部撮影カメラで撮影される外部環境又は連携動作機器カメラで撮影される外部環境に基づいてアクチュエータを制御する。また、制御ユニットは、例えば、外部撮影カメラで撮影される外部環境、及び連携動作機器カメラで撮影される外部環境に基づいてアクチュエータを制御してもよい。

　１つの遠隔通信装置は、ただ１つの遠隔通信装置を意味する。但し、制御ユニットは、１つの遠隔通信装置以外の通信装置を備えていてもよい。制御ユニット（即ち動作制御装置）と連携制御ユニットとは、Ｘ＜Ｙ＋Ｚの条件が満たされつつ、画像の送信についての要求に応じたモニタ画像データが１つの遠隔通信装置から出力されるように、画像送信のための処理を行う。このとき、制御ユニット及び連携制御ユニットの各々が、画像の送信についての要求を受け、互いに独立して当該画像送信のための処理を行ってもよい。また、制御ユニット及び連携制御ユニットの一方が、画像の送信についての要求を受け、他方へ画像の送信についての指示を送りつつ、当該画像送信のための処理を行ってもよい。この場合、他方では、当該指示に基づいて、当該画像送信のための処理が行われる。なお、Ｘは、１つの遠隔通信装置から遠隔操縦装置へ出力されるモニタ画像データの単位時間あたりのデータ通信量を示す。Ｙは、外部撮影カメラから制御ユニットへ入力される外部画像データの単位時間あたりのデータ通信量を示す。Ｚは、連携動作機器カメラから連携制御ユニットへ入力される連携画像データの単位時間あたりのデータ通信量を示す。

　遠隔通信装置は、制御ユニットの動作制御装置及び連携制御ユニットから、画像データを入力し、遠隔操縦装置にデータを送信する装置である。遠隔通信装置は、例えば、データハブ装置、及び、通信装置の組合せである。データハブ装置は制御ユニットの動作制御装置及び連携制御ユニットの双方からデータを受け通信装置に出力する、通信装置は出力されたデータを遠隔操縦装置に送信する。遠隔通信装置は、例えば、データの量を減少する機能を有していてもよい。但し、遠隔通信装置は、特に限られず、例えば、入力されたデータをそのまま送信してもよい。
　遠隔通信装置は、例えば遠隔操縦装置と無線通信可能に接続されており、物理的には離れた位置に配置されている。但し、遠隔通信装置は、例えば遠隔操縦装置と有線通信可能に接続されてもよい。後述する実施形態において遠隔操縦装置から遠隔通信装置へ出力される画像要求信号は、画像の送信についての要求の一例である。画像の送信についての要求は、画像を送信することの要求に限定されず、例えば、送信される画像の仕様についての要求であってもよい。画像の仕様は、特に限定されない。画像の仕様としては、例えば、圧縮率、フレームレート、撮影対象、撮影範囲が挙げられる。遠隔操縦装置は、自動動作機器及び連携動作機器の外部に位置する通信機器の一例である。即ち、自動動作機器及び連携動作機器の外部に位置する通信機器として、遠隔操縦装置と、他の通信機器とが存在する場合に、当該他の通信機器が、画像の送信についての要求を、遠隔通信装置へ送信し、遠隔通信装置が、モニタ画像データを、遠隔操縦装置へ送信してもよい。このように、画像の送信についての要求は、必ずしも、遠隔操縦装置から送信される必要はない。

　アクチュエータは、例えば、モータである。アクチュエータは、自動動作機器に物理的な出力を行わせる。連携動作機器に設けられるアクチュエータは、当該連携動作機器に物理的な出力を行わせる。アクチュエータは電磁ソレノイドでもよい。アクチュエータは、動作制御装置により制御される。アクチュエータは、動作制御装置により直接的に制御されてもよい。アクチュエータと動作制御装置とは、動作制御装置と異なる制御手段を介して間接的に制御されてもよい。この場合、動作制御装置は、制御手段を制御し、制御手段が、アクチュエータを制御する。

　制御ユニットは、例えば、自動運転車両の自動運転を制御するためのナビゲーション装置である。但し、制御ユニットは、特に限定されず、走行しないロボットを制御するように構成されていてもよい。
　自動動作機器に用いられる制御ユニットは、例えば自動動作機器に搭載される。但し、制御ユニットは特に限られず、例えば自動動作機器から離れた位置に設置され、周辺機器と各コネクタを介して通信可能に接続されてもよい。

　通信可能な接続は、例えば、コネクタ及び電線を介して、電気的に直接接続されることである。但し、通信可能な接続は、特に限定されず、例えば物理的に離れた位置で配置され無線通信機を介して通信可能な状態でもよい。また、通信可能な接続は、多数の装置と通信可能な中央通信中継装置を介して通信可能な状態でもよい。

　本発明によれば、構成の複雑化が抑制乃至回避され得ると共に、実施可能な作業の自由度を向上させることができる自動動作機器のための制御ユニットが実現できる。

本発明の第一実施形態に係る制御ユニットを含む自動動作システムの構成を示すブロック図である。図１に示す制御ユニットの構成を示すブロック図である。図１に示す制御ユニットの連携動作を説明するフローチャートである。図１に示す制御ユニットの第１の適用例を示すブロック図である。図１に示す制御ユニットの第２の適用例を示すブロック図である。図１に示す自動動作システムにおける画像の流れを示すブロック図である。図６に示す制御ユニットの動作制御装置における画像の制御を説明するフローチャートである。図１に示す制御ユニットの第３の適用例を示すブロック図である。本発明の第二実施形態に係る制御ユニットの連携動作を説明するフローチャートである。本発明の第三実施形態に係る制御ユニットを含む自動動作システムの構成を示すブロック図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［第一実施形態］
　図１は、本発明の第一実施形態に係る制御ユニットを含む自動動作システムの構成を示すブロック図である。

［自動動作システム］
　自動動作システムＳは、操作者Ｈ、即ち人の操作によらず自動動作することができるシステムである。自動動作システムＳは、自ら自動動作システムＳの外部環境を検出する。そして、自動動作システムＳは、検出結果の内容を認知し、そして認知結果に基づき自動動作システムＳの動作を制御する。

　自動動作システムＳは、操作者Ｈの操作に応じて動作する機能も有する。例えば、自動動作システムＳは、遠隔操縦装置３の操作に応じて動作する。遠隔操縦装置３は、自動動作システムＳを遠隔操縦するための装置である。遠隔操縦装置３は、自動動作システムＳと無線通信により通信可能である。遠隔操縦装置３は、自動動作システムＳに操作の情報を送信する。また、遠隔操縦装置３は、自動動作システムＳから画像を受信し、画像を表示する。
　例えば、自動動作システムＳは、遠隔操縦装置３に対する自動動作開始の操作又は停止の操作に応じて、自動動作を開始又は停止することができる。また、例えば、自動動作システムＳは、遠隔操縦装置３に対する選択動作の操作に応じて、複数ある自動動作のパターンから１つのパターンを選択することができる。また、例えば、自動動作システムＳは、遠隔操縦装置３に対する逐次操作に応じて、逐次動作を行うことができる。逐次操作は、例えば、前進、後退、及び停止に代表される操作である。

　自動動作システムＳは、自動動作機器１及び連携動作機器２を備える。図１に示す自動動作機器１は、自動動作を行うことができるシステムである。
　自動動作機器１は、外部環境を検出する。そして、自動動作機器１は、検出結果を認知し、そして認知結果に基づき動作を制御する。但し、自動動作機器１は、操作者Ｈの操作に応じて動作する機能も有する。操作に応じた動作は、上述した自動動作システムＳについての動作と同じである。
　なお、図１に示す例において、連携動作機器２もまた、自動動作を行うことができるシステムである。連携動作機器２は、外部環境を検出する。そして、連携動作機器２は、検出結果を認知し、そして認知結果に基づき動作を制御する。また、連携動作機器２は、操作者Ｈの操作に応じて動作する機能も有する。
　なお、連携動作機器２としては、自ら外部環境の検出を行わず、自動動作機器１における外部環境の検出結果又は自動動作機器１からの指示を受けて動作する構成も採用可能である。ここでは、まず、連携動作機器２として外部環境を検出する構成を説明する。

　図１に示す連携動作機器２は、自動動作機器１と連携して動作する。即ち、自動動作機器１及び連携動作機器２は、互いに協働して操作者Ｈが期待する作業を完遂するよう動作する。連携動作機器２は、例えば、自動動作機器１と同一の種類の動作を行うことによって連携することができる。この一例としては、自動動作機器１及び連携動作機器２が、一対のロボットアームである場合が挙げられる。
　また、例えば連携動作機器２と自動動作機器１は、互いに異なる種類の動作を行うことによって、所期の動作を完遂することができる。即ち、連携動作機器２と自動動作機器１は、連携することができる。この一例として、自動動作機器１が自動走行車両であり、連携動作機器２が自動走行車両に搭載されたロボットアームである場合が挙げられる。
　図１に示す自動動作機器１及び連携動作機器２は、機械的に連結されている。
　但し、自動動作機器１及び連携動作機器２は、離れていてもよい。この一例としては、自動動作機器１及び連携動作機器２が、共通の領域を走行したり、隣接する複数の領域を分担して走行したりする２台の車両である場合が挙げられる。

　図１に示す連携動作機器２は、自動動作機器１と通信可能に接続されている。図１に示す自動動作機器１及び連携動作機器２は、互いに電線によって電気的に接続されている。但し、自動動作機器１及び連携動作機器２として、例えば無線通信する構成も採用可能である。

［自動動作機器］
　自動動作機器１は、制御ユニット１０と、外部環境センシングユニット１１と、動作ユニット１２と、遠隔通信装置１３と、電源ユニット１４とを備えている。

　外部環境センシングユニット１１は、自動動作機器１の外部環境を検出する。外部環境センシングユニット１１は、検出の結果を示す外部環境データを出力する。
　外部環境センシングユニット１１は、例えば、自動動作機器１の外部環境を撮影するカメラである。外部環境センシングユニット１１としてのカメラは、撮影結果を示す外部画像データを出力する。カメラを用いることで、制御ユニット１０が複雑な外部環境を認知しつつ、アクチュエータ１２１を動作させることができる。

　動作ユニット１２は、外部環境に基づいて制御される。動作ユニット１２は、アクチュエータ１２１を備える。アクチュエータ１２１は、電気制御によって機械的に動作し、自動動作機器１に搭載された装置又は自動動作機器１自体を駆動する。

　制御ユニット１０は、外部環境センシングユニット１１、動作ユニット１２、及び遠隔通信装置１３と接続される。
　制御ユニット１０は、外部環境センシングユニット１１で検出された外部環境に基づいて動作ユニット１２のアクチュエータ１２１を制御する。より詳細には、制御ユニット１０は、外部環境センシングユニット１１から出力された外部環境データを処理することによって、外部環境の内容を認知する。制御ユニット１０は、認知した内容に基づき制御内容を判断する。そして、制御ユニット１０は、判断した制御内容に基づきアクチュエータ１２１を制御する。

　制御ユニット１０は、遠隔操縦装置３の操作に応じた操縦指令を遠隔通信装置１３から受け、操縦指令に基づいてアクチュエータ１２１を制御する場合もある。制御ユニット１０の内部構成については後述する。

　電源ユニット１４は、制御ユニット１０と、外部環境センシングユニット１１と、動作ユニット１２と、遠隔通信装置１３とに電力を供給する。
　電源ユニット１４は、図示しないバッテリを有している。電源ユニット１４は、バッテリに蓄えられた電力を各ユニットに供給する。電源ユニット１４は、制御ユニット１０の制御に基づいて電力を供給する。電源ユニット１４が用いる電源としては、バッテリに限られず種々の電源が使用可能である。例えば、電源ユニット１４として、バッテリの代わりにエンジン発電機、又は燃料電池を有する構成も採用可能である。エンジン発電機は、例えば液体燃料で動作するエンジン、及び、そのエンジンで駆動されて電気を発生する発電機を有する。
　図１に示す電源ユニット１４は、連携動作機器２にも電力を供給する。但し、連携動作機器２が、例えば、自動動作機器１から独立した電源を備えることも可能である。

　遠隔通信装置１３は、遠隔操縦装置３と通信可能に接続されている。遠隔通信装置１３は、遠隔操縦装置３と無線通信によって通信可能に接続されている。
　遠隔通信装置１３は、遠隔操縦装置３と制御ユニット１０との間で、通信データを中継する。例えば遠隔通信装置１３は、遠隔操縦装置３の操作に応じて遠隔操縦装置３から出力される操縦指令を制御ユニット１０に出力する。これによって、遠隔操縦装置３からの操縦指令が制御ユニット１０に供給される。また、例えば遠隔通信装置１３は、外部環境センシングユニット１１から出力されたデータに基づくデータを遠隔操縦装置３に供給する。例えば遠隔通信装置１３は、外部環境センシングユニット１１がカメラである場合に、カメラから出力された外部画像データに基づくデータを遠隔操縦装置３に送信する。これによって、遠隔操縦装置３にカメラの画像が表示される。この場合、遠隔操縦装置３は、遠隔通信装置１３に画像指令を送信する。画像指令は、遠隔操縦装置３に送信される画像の内容及び画像データの量を指定するための指令である。遠隔通信装置１３は、画像指令を制御ユニット１０に送る。

　上述した、遠隔通信装置１３と制御ユニット１０とのデータのやりとりは、遠隔通信装置１３と連携制御ユニット２０とのデータのやりとりについても同様である。

［連携動作機器］
　連携動作機器２は、連携制御ユニット２０と、連携センシングユニット２１と、連携動作ユニット２２とを備えている。連携動作機器２における連携制御ユニット２０、連携センシングユニット２１、及び連携動作ユニット２２の役割は、上述した自動動作機器１における、制御ユニット１０、外部環境センシングユニット１１、及び動作ユニット１２の役割と共通している。但し、連携センシングユニット２１が検出する環境の種類、及び連携制御ユニット２０の判断の詳細な内容、及び連携動作ユニット２２の出力は、連携動作機器２の機能に応じて異なる。
　連携制御ユニット２０は、物理的な出力を行う連携動作ユニット２２を制御する。連携動作ユニット２２の物理的な出力は、例えば、アクチュエータ２２１の動作である。

　連携制御ユニット２０は、制御ユニット１０と同じく、本発明にいう制御ユニットの一例に相当する。

　図１に示す自動動作機器１の機能の一例として、例えば自動走行車両が挙げられる。この場合、制御ユニット１０は、例えば、自動ナビゲーションユニットである。動作ユニット１２のアクチュエータ１２１は、自動動作機器１を走行させる走行装置である。走行装置は、例えば、モータである。制御ユニット１０は、外部環境センシングユニット１１としてのカメラで撮影された走行領域の画像の内容を認知し、認知結果に基づいて走行経路を判断し、判断した走行経路を動作ユニット１２に指示する。即ち、制御ユニット１０は、判断した走行経路に基づいて動作ユニット１２を制御する。これにより、自動動作機器１が自動走行する。
　図１に示す連携動作機器２の機能の一例として、自動走行車両に搭載される作業機器が挙げられる。作業機器の一例として、農場で果実を摘果する摘果装置が挙げられる。この場合、連携制御ユニット２０は、連携センシングユニット２１としてのカメラで撮影された果樹の内容を認知し、認知結果に基づいて果実の状態及び位置を判断し、判断した果実の位置に基づいて、自動動作機器１に走行指令（走行位置指令）を送信する。走行指令は、動作指令の一例である。また、判断した果実の位置に基づいて、連携動作ユニット２２としての摘果装置のアクチュエータ２２１を制御する。自動動作機器１と連携動作機器２の連携によって、農場内の果実を摘果するという機能が実現する。
　また、自動動作機器１に搭載される連携動作機器２は、図１に示す連携動作機器２と異なる機能を有する連携動作機器と交換されることが可能である。

［制御ユニット］
　図２は、図１に示す制御ユニット１０の構成を示すブロック図である。
　制御ユニット１０は、１つの筐体で覆われたユニットであり、自動動作機器１（図１参照）に組み込まれる。制御ユニット１０は、自動動作機器１の各部と電気的に接続される。
　制御ユニット１０は、商用のユニットである。また、制御ユニット１０は、量産型である。

　制御ユニット１０は、外部環境情報コネクタ１１０と、動作制御コネクタ１３０と、外部通信接続部１４０と、動作制御装置１６０とを備える。また、制御ユニット１０は、遠隔データコネクタ１５０を備える。

　外部環境情報コネクタ１１０は、図１に示す外部環境センシングユニット１１と電気的に接続される。外部環境情報コネクタ１１０を介して、外部環境センシングユニット１１から、検出の結果を示す外部環境データが制御ユニット１０に入力される。
　外部環境センシングユニット１１が例えばカメラの場合、外部環境情報コネクタ１１０は、外部画像コネクタとして機能する。以降、外部環境情報コネクタ１１０を、外部画像コネクタ１１０とも称する。

　動作制御コネクタ１３０は、図１に示す動作ユニット１２と電気的に接続される。動作制御コネクタ１３０を介して、制御ユニット１０から、動作ユニット１２にアクチュエータ１２１の動作を制御するための動作制御信号が出力される。

　外部通信接続部１４０は、図１に示す連携制御ユニット２０と接続される。図１に示す例における外部通信接続部１４０は、連携制御ユニット２０と電気的に接続される外部通信コネクタである。以降、外部通信接続部１４０を外部通信コネクタ１４０とも称する。外部通信コネクタ１４０は、物理的には、複数種類の伝送形式に対応した複数のコネクタを含む。伝送形式の種類は、例えば、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＣＡＮ）（登録商標）、及び、イーサネット（登録商標）である。複数のコネクタを有することによって、種々の機能を有する複数のユニットの候補から連携制御ユニット２０を選択することができる。制御ユニット１０の汎用性が向上する。外部通信コネクタ１４０は、連携制御ユニット２０と通信可能に接続される外部通信接続部の一例である。外部通信接続部として、例えば、外部通信コネクタ１４０の代わりに無線通信機を用いる構成も採用可能である。

　遠隔データコネクタ１５０は、図１に示す遠隔通信装置１３と電気的に接続される。遠隔データコネクタ１５０を介して、遠隔操縦装置３（図１参照）及び遠隔通信装置１３から、制御ユニット１０に操縦指令の信号が入力される。つまり、画像の送信についての要求が遠隔操縦装置３から遠隔通信装置１３へ入力されたことに応じて、操縦指令の信号が、遠隔通信装置１３から出力され且つ遠隔データコネクタ１５０を介し入力され制御ユニット１０に入力される。また、遠隔データコネクタ１５０を介して、制御ユニット１０から、遠隔通信装置１３に外部環境や制御ユニット１０の状態を表す信号が出力される。この信号は、遠隔通信装置１３から遠隔操縦装置３に供給される。

　動作制御装置１６０は、図１に示す外部環境センシングユニット１１で検出された外部環境に基づいて動作ユニット１２のアクチュエータ１２１を制御する。より詳細には、動作制御装置１６０は、外部環境センシングユニット１１から出力された外部環境データを処理する。動作制御装置１６０は、外部環境データの処理結果に基づきアクチュエータ１２１を制御する。また、動作制御装置１６０は、遠隔操縦装置３の操作に応じた操縦指令を遠隔通信装置１３から受け、操縦指令に基づいて動作ユニット１２を制御する。
　また、動作制御装置１６０は、外部通信コネクタ１４０を介して接続される連携制御ユニット２０と通信する。上述したように、自動動作機器１には、組合せ可能な連携動作機器２として種々の機器が選択可能である。
　連携動作機器２が有する連携制御ユニット２０には２つの種類、即ち、マスタユニット及びスレーブユニットがある。マスタユニットは、動作制御装置１６０に対し動作指令を送信するように構成された連携制御ユニット２０である。スレーブユニットは、前記動作制御装置１６０から動作指令を受信するように構成された連携制御ユニット２０である。　外部通信コネクタ１４０には、マスタユニット又はスレーブユニットのいずれか一方が接続される。動作制御装置１６０は連携制御ユニット２０の種類に応じて、動作のモードを切替える。

　外部通信コネクタ１４０にマスタユニットが接続されている場合、動作制御装置１６０は、マスタユニットから受信する動作指令に基づいて動作制御信号を生成する。動作制御装置１６０は、生成した動作制御信号を、動作ユニット１２のアクチュエータ１２１に動作制御コネクタ１３０を介して出力する。
　これに対し、外部通信コネクタ１４０にスレーブユニットが接続されている場合、動作制御装置１６０は、外部環境センシングユニット１１から入力された外部環境データの処理結果に基づいて、連携動作機器２を制御するための動作指令を生成する。動作制御装置１６０は、生成した動作指令をスレーブユニットに外部通信コネクタ１４０を介して送信する。
　これによって、制御ユニット１０の外部通信コネクタ１４０に連携制御ユニット２０としてマスタユニット及びスレーブユニットのいずれが接続されても、連携制御ユニット２０と連携して精密な作業を行うことができる。従って、制御ユニット１０の汎用性を向上することができる。

［動作制御装置の構成］
　図２に示すように、動作制御装置１６０は、自動制御回路１７０及び監視回路１８０を備えている。
　自動制御回路１７０及び監視回路１８０は、制御ユニット１０の筐体内に設けられている。

　自動制御回路１７０は、動作制御装置１６０における基本的な制御処理を実施する。より詳細には、自動制御回路１７０は、外部環境センシングユニット１１からの外部環境信号に基づいてアクチュエータ１２１を制御する。より詳細には、自動制御回路１７０は、ソフトウェアプロセスを実行することにより、外部環境信号に基づく動作制御信号を出力する。自動制御回路１７０は、ソフトウェアプロセスを実行することにより状況指標信号も出力する。

　自動制御回路１７０は、Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ（ＧＰＵ）１７１を備える。
　ＧＰＵ１７１は、並列処理が可能なマルチコアを有するプロセッサである。ＧＰＵ１７１は、並列に動作可能な１００以上の演算コアを備える。ＧＰＵ１７１は、１００以上の演算コアによってＳＩＭＤ（ｓｉｎｇｌｅ－ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｄａｔａ　ｓｔｒｅａｍ）演算を実行する。
　また、自動制御回路１７０は、不揮発性メモリ１７２、ＲＡＭ１７３、制御入出力（制御ＩＯ）１７４、及びＣＰＵ１７５を備えている。不揮発性メモリ１７２は、例えば、マスクＲＯＭフラッシュメモリ、又はＥＥＰＲＯＭである。
　ＣＰＵ１７５は、Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔである。ＣＰＵ１７５は、自動制御回路１７０全体の制御を行う。ＧＰＵ１７１とＣＰＵ１７５は、自動制御回路１７０の制御を分担して実行する。より詳細には、ＣＰＵ１７５は、ＧＰＵ１７１に、自動制御回路１７０の機能の一部を実行させる。ＧＰＵ１７１が実行する機能については後述する。
　不揮発性メモリ１７２は、ＣＰＵ１７５及びＧＰＵ１７１で実行されるプログラムを記憶している。ＣＰＵ１７５は、不揮発性メモリ１７２に記憶されたプログラムを順次読み出し実行する。これにより、自動制御回路１７０による制御が実行される。
　また、不揮発性メモリ１７２に記憶されたＧＰＵ１７１のプログラムは、ＣＰＵ１７５によって読み出され、ＧＰＵ１７１に供給される。
　ＲＡＭ１７３は、ＣＰＵ１７５での処理の結果、及びＧＰＵ１７１での処理の結果を保持する。ＣＰＵ１７５及びＧＰＵ１７１は、ＲＡＭ１７３に対しデータを読み書きする。ＲＡＭ１７３には、ＣＰＵ１７５及びＧＰＵ１７１に入力されるデータ、処理の状況を示すデータ、及び処理の結果、自動制御回路１７０から出力される動作制御信号を示すデータが記憶される。ＧＰＵ１７１に入力されるデータは、例えば外部環境信号を表すデータである。処理の状況を示すデータは、例えば、自動制御回路１７０の動作状況を示すパラメータの一つである。
　制御ＩＯ１７４は、ＣＰＵ１７５及びＧＰＵ１７１に対し入出力される信号を中継する。ＣＰＵ１７５及びＧＰＵ１７１は、制御ＩＯ１７４を介して、制御モデルの動作状況を示す状況指標信号を出力する。状況指標信号は、例えば、制御モデルの処理を行うプロセスが実行される周期及び時間を示すパルスである。状況指標信号は、自動制御回路１７０の動作状況を示すパラメータの一つである。ＲＡＭ１７３の記憶内容は、制御ＩＯ１７４を介して、監視回路１８０のＦＰＧＡ１８１に読み出されることができる。

　ＣＰＵ１７５は、不揮発性メモリ１７２に記憶されたプログラムをＧＰＵ１７１に供給する。また、ＣＰＵ１７５は、ＧＰＵ１７１に、プログラムを実行の指令を出力する。
　ＧＰＵ１７１が不揮発性メモリ１７２に記憶されたプログラムを実行することによって、自動制御回路１７０には、機械学習により構築された制御モデル１７１ａが構成される。制御モデル１７１ａは、外部環境センシングユニット１１で検出される外部環境と制御対象である動作ユニット１２の制御の関係を示すモデルである。制御モデル１７１ａは、ニューラルネットワークによる機械学習モデルである。
　機械学習モデルは、例えば、外部画像データと走行経路上に存在し得る物体の関係を示すようなモデルを構築し、モデルを最適化することで得られる。より詳細には、制御モデル１７１ａは、例えば、実際の外部画像データと、当該データに対し適切とされる走行経路上の物体が対応付けられたデータを参照して、モデルの重みづけパラメータを最適化することで得られる結果である。なお、データを参照して制御モデル１７１ａを最適化する機能は、自動制御回路１７０又は制御ユニット１０の内部ではなく、自動動作システムＳの外部環境で実施される。最適化された結果としての制御モデルを構築するプログラムが、不揮発性メモリ１７２に記憶される。
　但し、制御モデル１７１ａを最適化する方法はこれに限られない。例えば、自動制御回路１７０自体が、実際に得られた外部画像データに基づき、自らが構成する制御モデル１７１ａを最適化することも可能である。
　ＧＰＵ１７１は、１００以上の演算コアに対しＳＩＭＤ演算を実行できるので、大規模な行列の繰返し演算を伴う制御モデル１７１ａの処理を高速に実行することができる。
　ＣＰＵ１７５は、外部環境のデータを機械学習モデルに適用した結果得られる物体の情報に基づいて、制御ユニット１０の動作を判断する。ＣＰＵ１７５は、判断の結果に基づいて、動作ユニット１２を制御する。より詳細には、ＣＰＵ１７５は、例えば制御ＩＯ１７４及び監視回路１８０の通信ＩＦ１８３を介して動作ユニット１３０に指令を出力する。
　また、ＣＰＵ１７５は、判断の結果に基づいて、連携操作ユニット２０に指令を送信する。また、ＣＰＵ１７５は、遠隔通信装置１３にデータを送信する。
　なお、ＣＰＵ１７５とＧＰＵ１７１の制御の分担、及びＧＰＵ１７１が実行するモデルの入出力は、上述したことに限られない。例えば機械学習モデルは、例えば、外部画像データと、最適な走行経路又はアーム等の動作軌跡の関係とを直接に示すようなモデルであってもよい。この場合、ＣＰＵ１７５は、ＧＰＵ１７１の処理結果として出力される走行経路又は動作軌跡に基づいて、動作ユニット１２を制御する。

［監視回路］
　監視回路１８０は、自動制御回路１７０と一体で制御ユニット１０を構成する。監視回路１８０は、制御モデル１７１ａを構成する自動制御回路１７０の動作を監視する。
　監視回路１８０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１８１及び不揮発性メモリ１８２を備える。また、監視回路１８０は、通信インターフェース（通信ＩＦ）１８３、リレー１８４、及び、プログラム用のメモリ１８５を備える。

　ＦＰＧＡ１８１は、再プログラミング可能な論理回路を有する。不揮発性メモリ１８２は、ＦＰＧＡ１８１で構築される、監視のための論理回路の接続情報を記憶している。ＦＰＧＡ１８１は、電源投入後又はリセット後の初期化処理で、不揮発性メモリ１８２から接続情報を読み出す。ＦＰＧＡ１８１は、接続情報に基づく論理回路を構築する。ＦＰＧＡ１８１は、論理回路を構築した後、論理回路による処理を開始する。
　不揮発性メモリ１８２に記憶されるデータを変更することにより、論理回路で構築される機能を変更することが可能である。従って、監視回路１８０では、不揮発性メモリ１８２に記憶されたソフトウェアである接続情報及び、接続情報に基づくハードウェアの変更によって監視の条件が変更されることができる。
　上述したＧＰＵ１７１、ＣＰＵ１７５、又は後述するプロセッサ１８１ｐは、初期化後の実行最中に不揮発性メモリ１７２、又はプログラム用のメモリ１８５にアクセスすることによって、記憶されたプログラムを順次読み出す。これに対し、ＦＰＧＡ１８１は、初期化時に一度だけ、不揮発性メモリ１８２を読み出し、監視回路１８０の論理回路を構成する。ＦＰＧＡ１８１は、処理の実行開始前に、不揮発性メモリ１８２の読み出しを完了する。従って、監視のための論理回路が高い信頼性で動作できる。
　なお、監視のための論理回路の情報を備える不揮発性メモリ１８２は、物理的に複数に分かれていてもよい。例えば、複数のメモリデバイスで構成される不揮発性メモリ１８２の１つ目のデバイスには、監視対象を監視する上位の論理回路の情報と基準情報ローダが記憶される。２つ目のデバイスには、監視対象の数値範囲や、異常と判断する信号の組合せの論理が基準情報として記憶される。この場合、ＦＰＧＡ１８１のリセットによって、１つ目のデバイスから上位の論理回路の情報と基準情報ローダが読み出され、論理回路が構築される。次に、基準情報ローダが実行を開始し、２つ目のデバイスから基準情報を読み出し（ロード）、論理回路における数値範囲や、組合せの論理を補完する。これにより、ＦＰＧＡ１８１における論理回路の構築が完成する。即ち、情報の読み出しが、複数ステップで実行される。
　なお、不揮発性メモリ１８２を３つ以上のデバイスとする構成も採用可能である。

　ＦＰＧＡ１８１は、再プログラミング可能な論理回路以外に固定された論理回路を有していてもよい。例えば、ＦＰＧＡ１８１は、論理回路としてのプロセッサ１８１ｐ及びメモリを有する。このプロセッサ１８１ｐは、例えば、メモリ１８５に記憶されたプログラムを順次読み出しながら処理を実行する。これによって、より高度な処理が可能になる。プロセッサ１８１ｐが読み出すメモリ１８５は、不揮発性である。但し、メモリ１８５は、ＦＰＧＡ１８１用の不揮発性メモリ１８２とは異なり、接続情報ではなく、プロセッサに順次読み出されるプログラムを記憶している。用途に応じてメモリが分かれることによって、ＦＰＧＡ１８１で構成される論理回路の信頼性が向上する。

　通信ＩＦ１８３は、ＦＰＧＡ１８１及び自動制御回路１７０が動作ユニット１２と通信するためのインターフェースである。通信ＩＦ１８３は、例えば、動作ユニット１２と通信するための物理インターフェースを提供する。物理インターフェースは例えばＣＡＮである。自動制御回路１７０は、通信ＩＦ１８３を介して動作制御信号を出力する。

　リレー１８４は、動作ユニット１２に対する電源ユニット１４（図１参照）の電力供給を遮断する。より詳細には、リレー１８４は、ＦＰＧＡ１８１の制御により通電することによって、電源ユニット１４に電力供給させるための供給信号を送信する。ＦＰＧＡ１８１の制御によりリレー１８４の通電が停止すると、供給信号の送信が停止する。この結果、電源ユニット１４からの電力供給が遮断される。電力供給の遮断によって、動作停止を確実に行える。
　リレー１８４からの供給信号は、監視回路１８０の外部で自動動作機器１及び連携動作機器２の各部に配備された図示しないリレーを経由することができる。これにより、一部の遮断制御により、電力供給が直ちに遮断される。従って、動作停止を確実に行える。

　監視回路１８０のＦＰＧＡ１８１で構成される論理回路は、自動制御回路１７０の動作の異常を、ルールベースの論理で検出する。
　監視回路１８０は、自動制御回路１７０の外部環境信号、動作制御信号、及び状況指標信号からなる群から選択される少なくとも１種の信号を検査する。監視回路１８０は、例えば、外部環境信号、動作制御信号及び状況指標信号の全てを監視する。
　監視回路１８０は、外部環境信号、動作制御信号及び状況指標信号が、各々に対応付けるように定められた条件を満たすか否かを監視するように構成される。

　例えば、自動制御回路１７０は、外部環境センシングユニット１１から出力された外部環境信号を表す外部環境データをＲＡＭ１７３に記憶する。監視回路１８０は、ＲＡＭ１７３の外部環境データの一部を読み出し、外部環境信号が、対応する正常条件範囲内にあるか否か監視する。
　また、監視回路１８０は、自動制御回路１７０において、外部環境信号が入力される間隔、外部環境信号が示すデータの値及び外部環境信号が示すデータの変化量も監視する。

　また、監視回路１８０は、ＲＡＭ１７３から、処理の状況を示すデータ、及び処理の結果の動作制御信号を示すデータを読み出す。監視回路１８０は、読み出した結果が、対応する正常条件範囲内にあるか否か監視する。
　また、監視回路１８０は、自動制御回路１７０の制御ＩＯ１７４から出力される状況指標信号が、対応する正常条件範囲内にあるか否か監視する。監視回路１８０は、自動制御回路１７０から通信ＩＦ１８３を介して出力される動作制御信号が、対応する正常条件範囲内にあるか否か監視する。更に、監視回路１８０は、制御モデルの処理を行うプロセスが実行される周期及び時間が、対応する正常条件範囲内にあるか否か監視する。
　また、監視回路１８０は、ＦＰＧＡ１８１に供給される電源の電圧も監視する。これによって、監視回路１８０は、電源ユニット１４の異常も監視することができる。

　このようにして、監視回路１８０は、監視対象のパラメータが、パラメータに対応付けられるように定められた範囲内に含まれるか否かを監視する。監視対象のパラメータが、定められた範囲内にある場合、監視回路１８０は、自動制御回路１７０の出力を制限しない。つまり、監視対象のパラメータが、ルールで定められた範囲内にある場合、自動制御回路１７０はルールによる制限を受けない。従って、信頼性を保持しつつ、自動制御回路１７０のモデルによる自由度の高い制御が可能である。

　監視回路１８０は、パラメータの異常を検出した場合、制御対象のうち動作を停止する部分を、パラメータの異常の種類に応じて変える。
　不揮発性メモリ１８２には、パラメータに対応付けられるように定められた条件が記録されている。これによって、監視回路１８０のＦＰＧＡ１８１では、パラメータが条件を満たすか否かを検査する処理機能が実装される。監視回路１８０のＦＰＧＡ１８１は、検出される異常を表す信号の論理積、論理和又はそれらの組合せにより、監視の結果を決定するように構成されている。不揮発性メモリ１８２には、論理積、論理和又はこれらの組合せが記録されている。

　例えば、監視回路１８０は、パラメータの異常の程度に応じて、上述した停止の種類を選択するよう論理回路が構成される。
　また、監視回路１８０は、異常なパラメータの種類によって、アクチュエータ１２１の動作を予め定められた減速度で停止するための停止信号を生成する。例えば、異常なパラメータが指令速度の範囲に関する場合、監視回路１８０は、予め定められた減速度で停止するための停止信号を生成する。この場合、アクチュエータ１２１の停止に起因する衝撃が抑制される。アクチュエータ１２１が走行装置の場合、急停止による搭載機器への影響が抑制される。
　また、監視回路１８０は、異常なパラメータの種類によって、自動制御回路１７０により出力される動作制御信号に代えて、アクチュエータ１２１の動作を停止させるための停止信号を生成する。例えば、指令の組合せが想定範囲の組合せと異なる場合、停止信号を生成する。この場合、アクチュエータ１２１が短時間で停止しつつ、搭載機器へのショックがある程度抑制される。
　また、監視回路１８０は、異常なパラメータの種類によって、自動制御回路１７０により出力される動作制御信号に代えて、動作ユニット１２が備えるブレーキを作動させるための信号を生成する。例えば、自動制御回路１７０におけるプロセス自体に異常が検出された場合、ブレーキを作動させるための信号を生成する。この場合、アクチュエータ１２１が最短時間で停止できるので異常状態の影響が最小限に抑制されやすい。

　また、監視回路１８０は、異常を検出した場合、異常なパラメータの種類と数に応じて制御対象への電力供給を遮断する。
　監視回路１８０は、例えば複数のパラメータの異常が検出される場合、リレー１８４の動作によって電力供給を遮断させる。

　また、例えば、監視回路１８０は、異常を検出した場合、カメラの画像を強制的に遠隔操縦装置３に表示させるよう自動制御回路１７０を制御する。これにより、作業者が直ちに対応の操縦を行うことができる。

　また、監視回路１８０による出力は、上述の組合せに限られない。例えば、監視回路１８０は、少なくとも１種の信号に関連する少なくとも１つのパラメータの異常を検出した場合、動作指令を出力する代わりに、自動制御回路１７０による動作制御信号の出力を禁止する構成も採用可能である。この場合、監視回路１８０は、自動制御回路１７０からの信号を出力する通信ＩＦ１８３の動作を停止する。これによって、異常な動作制御信号が継続して出力される事態が抑制される。

　このように、監視回路１８０で構築される論理組合せによって、パラメータの異常の程度に応じた適切な停止が実施される。

　上述した制御ユニット１０の基本的なハードウェア構造は、連携制御ユニット２０にも適用される。但し、連携センシングユニット２１の異常の検出結果に基づく出力内容が制御ユニット１０と異なる場合、差異に応じて、ハードウェアの一部及びソフトウェアが制御ユニット１０と異なる。

［連携制御ユニットとの連携動作］
　上述した構成の制御ユニット１０は、連携制御ユニット２０と連携して動作する。
　制御ユニット１０は、連携制御ユニット２０としてマスタユニット及びスレーブユニットのいずれが接続される場合でも、連携制御ユニット２０と連携して動作する。
　続いて、連携制御ユニット２０との連携動作の詳細について説明する。

　図３は、図１に示す制御ユニットの動作のうち連携動作を説明するフローチャートである。
　連携制御ユニット２０の種類の判別、及び種類に応じた連携動作は、動作制御装置１６０で実施される。
　種類の判別、及び種類に応じた連携動作は、主に図２に示す自動制御回路１７０によって実施される。但し、例えば、連携制御ユニット２０の種類の判別は、監視回路１８０に備えられたプロセッサ１８１ｐによって実施される構成も採用可能である。
　ここでは、動作制御装置１６０の動作として連携動作を説明する。

　連携動作において、動作制御装置１６０は、まず、連携制御ユニット２０と接続されているか否かを判別する（Ｓ１１）。例えば、動作制御装置１６０は、外部通信接続部１４０を介して連携制御ユニット２０と通信できるか否かを判別する。
　連携制御ユニット２０が接続されると、連携制御ユニット２０は、制御ユニット１０の動作制御装置１６０と通信可能になる。この場合、動作制御装置１６０は、連携制御ユニット２０と接続されていると判別する。

　連携制御ユニット２０と通信可能である場合（Ｓ１１でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、連携制御ユニット２０の種類の識別を行う（Ｓ１２）。例えば、動作制御装置１６０は、外部通信接続部１４０を介して連携制御ユニット２０から、連携制御ユニット２０を識別する識別情報を読み出す。

　次に、連携制御ユニット２０は、連携制御ユニット２０の種類を判別する（Ｓ１３）。連携制御ユニット２０は、例えば識別情報と連携制御ユニットの種類とが対応付けられたデータベースを参照することで、連携制御ユニット２０がマスタユニット又はスレーブユニットのいずれかであるかを判別する。

　連携制御ユニット２０がマスタユニットでない場合（Ｓ１３でＮｏ）、連携制御ユニット２０はスレーブユニットである。この場合、制御ユニット１０は、マスタユニットとして動作する。
　動作制御装置１６０は、外部環境データを処理することによって、外部環境データの内容を認知する（Ｓ１４）。
　より詳細には、例えば、自動動作機器１が自動走行車両の場合、動作制御装置１６０は、構築された制御モデルに基づいて、外部画像を表す画像データの内容を認知するための処理を行う。

　動作制御装置１６０は、外部環境データの内容の認知結果に基づいて、動作についての判断を行う（Ｓ１５）。
　より詳細には、例えば、動作制御装置１６０は、画像データの内容の認知に基づいて、自動動作機器１の現在位置の把握と、最適な走行経路の決定を行う。

　動作制御装置１６０は、外部環境データの処理結果に基づいて動作制御信号を生成する（Ｓ１６）。動作制御装置１６０は、生成した動作制御信号を、動作制御コネクタ１３０を介して動作ユニット１２のアクチュエータ１２１に出力する。
　より詳細には、例えば、動作制御装置１６０は、決定された走行経路に基づいて、走行及び操舵の指令からなる動作制御信号を生成し、動作ユニット１２に出力する。動作ユニット１２はアクチュエータ１２１を動作させる。これによって、自動動作機器１が外部環境に基づいて動作する。

　また、動作制御装置１６０は、外部環境データの処理結果に基づいて、連携動作機器２を制御するための動作指令を送信する（Ｓ１７）。
　より詳細には、例えば、動作制御装置１６０は、連携制御ユニット２０に対し、走行経路における自動動作機器１の位置に応じた動作を行うための動作指令を生成する。動作制御装置１６０は、外部通信接続部１４０を介して連携制御ユニット２０に動作指令を送信する。これによって、制御ユニット１０は、スレーブユニットとして動作する連携制御ユニット２０と協働で動作する。

　連携制御ユニット２０がマスタユニットである場合（Ｓ１３でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、スレーブユニットとして動作する。
　この場合、動作制御装置１６０は、外部環境データを処理することによって、外部環境データの内容を認知する（Ｓ２１）。また、動作制御装置１６０は、外部環境データの内容の認知結果に基づいて、動作についての判断を行う（Ｓ２２）。これらの動作は、上述したステップＳ１４及びＳ１５と同じである。

　次に、動作制御装置１６０は、マスタユニットである連携制御ユニット２０から、動作指令を受信する（Ｓ２３）。連携制御ユニット２０は、外部通信接続部１４０を介して制御ユニット１０に動作指令を送信する。
　より詳細には、例えば、連携制御ユニット２０は、作業対象の位置に応じて自動動作機器１が前進するか、後退するかを示す動作指令を制御ユニット１０の動作制御装置１６０に送信する。

　次に、動作制御装置１６０は、外部通信接続部１４０を介して受信した動作指令に基づき、連携動作機器２を制御するための動作制御信号を送信する（Ｓ２４）。動作制御装置１６０は、ステップＳ２２で認知した外部環境データと、動作指令に基づき動作制御信号を生成する。
　より詳細には、例えば、動作制御装置１６０は、決定した走行経路に沿って前進又は後退するよう、動作制御信号を生成し、動作ユニット１２に出力する。動作ユニット１２はアクチュエータ１２１を動作させる。これによって、自動動作機器１が連携制御ユニット２０の動作指令に基づいて動作する。制御ユニット１０は、マスタユニットとして動作する連携制御ユニット２０と協働で動作する。

［連携の第１の適用例］
　図４は、図１に示す制御ユニットの第１の適用例を示すブロック図である。
　図４に示す適用例は、自動動作機器１が自動走行車両であり、連携制御ユニット２０がマスタユニットの場合である。つまり、外部通信コネクタ１４０にマスタユニットが接続されている。連携動作機器２は、自動走行車両に搭載された自律動作ロボットである。
　例えば、連携制御ユニット２０は、連携センシングユニット２１としての連携動作機器カメラ（ロボット用カメラ）の画像に基づいてロボットの作業対象の位置を認知する。連携制御ユニット２０は作業対象の位置に応じて、前進・後退を含む動作指令を制御ユニット１０の動作制御装置１６０に送信する。動作制御装置１６０は、連携制御ユニット２０から、受信する動作指令に基づいて動作制御信号を生成する。動作制御装置１６０は、生成した動作制御信号を、動作ユニット１２のアクチュエータ１２１に動作制御コネクタ１３０を介して出力する。自動動作機器１と連携動作機器２が互いに連携して精密な作業を行うことができる。

［連携の第２の適用例］
　図５は、図１に示す制御ユニットの第２の適用例を示すブロック図である。
　図５に示す適用例は、自動動作機器１が自動走行車両であり、連携制御ユニット２０がスレーブユニットの場合である。つまり、外部通信コネクタ１４０にスレーブユニットが接続されている。連携動作機器２’は、自動動作機器１に搭載された単純作業器である。連携動作機器２’は、例えば作業対象に向け薬剤等を噴霧する噴霧器である。
　動作制御装置１６０は、外部環境センシングユニット１１としての外部撮影カメラの画像データの処理結果に基づいて連携動作機器２’を制御するための動作指令を生成する。動作制御装置１６０は、例えば、外部撮影カメラの画像データの処理結果取得される自動走行車両の位置に基づいて、連携動作機器２に作業動作の開始又は停止を行わせるための動作指令を生成し、連携制御ユニット２０に送信する。
　これによって連携動作機器２は、自動動作機器１としての自動走行車両の走行に応じて適切に動作することができる。
　図４の例、及び図５の例を参照して説明したように、制御ユニット１０の外部通信コネクタ１４０に連携制御ユニット２０としてマスタユニット及びスレーブユニットのいずれが接続されても、連携制御ユニット２０と連携して精密な作業を行うことができる。従って、制御ユニット１０の汎用性を向上することができる。

［遠隔操縦時の画像送信］
　例えば、走行経路上に障害物があり自動動作のみによる作業が困難な場合、また、動作試験や確認の場合、自動動作システムＳは、操作者Ｈによる遠隔操縦装置３の操作に応じて動作する。

　この場合に、自動動作システムＳは、操作者Ｈによる遠隔操縦装置３の操作に応じて動作する。遠隔操縦装置３には、外部撮影カメラ１１の画像データに基づく画像、及び連携動作機器カメラ２１の画像データに基づく画像の双方又は片方が示される。

　図６は、図１に示す自動動作システムにおける画像の流れを示すブロック図である。
　図６における実線の矢印は、自動動作システムＳが遠隔操縦される場合の画像の流れを示している。図６における破線の矢印は、遠隔操縦装置３からの画像要求信号の流れを示している。図６では、外部環境センシングユニット１１の例として外部撮影カメラが示されている。また、連携センシングユニット２１として連携動作機器カメラが示されている。以降、外部環境センシングユニット１１を外部撮影カメラ１１とも称する。また、連携センシングユニット２１を連携動作機器カメラ２１とも称する。

　自動動作機器１には、外部環境を撮影する外部撮影カメラ１１とアクチュエータ２２１が搭載されている。また、連携動作機器２には、外部環境を撮影する連携動作機器カメラを２１が備えられている。
　自動動作機器１の制御ユニット１０は、１つの遠隔通信装置１３と接続されている。
　自動動作機器１の制御ユニット１０と、連携動作機器２の連携制御ユニット２０は、１つの遠隔通信装置１３に接続されている。つまり、制御ユニット１０と連携制御ユニット２０は１つの遠隔通信装置１３を共同で使用している。

　制御ユニット１０は、先に説明したように、外部画像コネクタ１１０、動作制御コネクタ１３０、遠隔データコネクタ１５０、及び、動作制御装置１６０（図２参照）を備えている。
　外部画像コネクタ１１０（外部環境情報コネクタ１１０）は、外部撮影カメラ１１から撮影結果を示す外部画像データを制御ユニット１０に入力するためのコネクタである。
　動作制御コネクタ１３０は、制御ユニット１０がアクチュエータ１２１の動作を制御するための動作制御信号を出力するためのコネクタである。
　遠隔データコネクタ１５０は、遠隔操縦装置３と通信可能に接続された１つの遠隔通信装置１３に対しデータを入出力するためのコネクタである。

　制御ユニット１０の動作制御装置１６０（図２参照）は、外部画像コネクタ１１０を介して入力された外部画像データに基づくモニタ画像データを、遠隔データコネクタ１５０から１つの遠隔通信装置１３を介して遠隔操縦装置３へ出力する。動作制御装置１６０は、制御ユニット１０の外部からの画像指令信号に基づいて、モニタ画像データを出力する。
　連携制御ユニット２０でも、連携動作機器カメラ２１の画像データに対し、制御ユニット１０と同様の処理が実施される。ここでは、代表として制御ユニット１０の動作制御装置１６０における動作を説明する。

［画像の流れの制御］
　図７は、図６に示す制御ユニット１０の動作制御装置１６０における画像の制御を説明するフローチャートである。

　動作制御装置１６０は、外部から画像指令信号を受信したか否か判別する（Ｓ３１）。画像指令信号は、遠隔データコネクタ１５０を介して遠隔通信装置１３から送信される。但し、画像指令信号は、外部通信コネクタ１４０を介して連携制御ユニット２０から送信される場合もある。動作制御装置１６０は、双方のコネクタを介して送信される画像指令信号について判別する。

　画像指令信号を受信した場合（Ｓ３１でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、画像指令信号の内容が画像送信開始を示しているか判別する（Ｓ３２）。
　画像送信開始の場合（Ｓ３２でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、モニタ画像データを遠隔操縦装置３へ出力する（Ｓ３３）。モニタ画像データは、外部画像コネクタ１１０を介して入力された外部画像データを加工したデータである。動作制御装置１６０は、外部画像データを画像圧縮処理することによって、外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを生成する。但し、モニタ画像データとして、実質的に加工されていない外部画像データが利用されてもよい。動作制御装置１６０は、モニタ画像データを、遠隔データコネクタ１５０から１つの遠隔通信装置１３へ出力する。モニタ画像データは、遠隔通信装置１３を介して遠隔操縦装置３へ送信される。

　動作制御装置１６０は、画像指令信号の内容が画像送信停止を示しているか判別する（Ｓ３４）。
　画像送信停止の場合（Ｓ３４でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、モニタ画像データの出力を停止する（Ｓ３５）。これにより、遠隔操縦装置３へのモニタ画像データの送信が停止する。

　動作制御装置１６０は、画像指令信号の内容が画像送信停止を示しているか判別する（Ｓ３４）。
　画像送信停止の場合（Ｓ３４でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、モニタ画像データの出力を停止する（Ｓ３５）。これにより、遠隔操縦装置３へのモニタ画像データの送信が停止する。画像送信停止を示す画像指令信号は、連携制御ユニット２０から出力される場合もある。例えば、連携動作機器カメラ２１の画像のみを送信する指令を遠隔操縦装置３から受信した連携制御ユニット２０が、制御ユニット１０に、画像送信停止を示す画像指令信号する場合である。外部撮影カメラ１１の画像データに基づくデータの送信が停止することによって、送信のデータ量を削減しつつ、操作者Ｈが操縦の際に注目したい画像を遠隔操縦装置３に表示することができる。

　動作制御装置１６０は、画像指令信号の内容がフレーム間引きを示しているか判別する（Ｓ３６）。
　フレーム間引きの場合（Ｓ３６でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、モニタ画像データに対し、フレーム間引き処理を実施する（Ｓ３７）。これにより、遠隔操縦装置３へ送信されるモニタ画像データのデータ量が減少する。

　動作制御装置１６０は、画像指令信号の内容が画像圧縮率を示しているか判別する（Ｓ３８）。
　画像圧縮率の場合（Ｓ３８でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、画像圧縮処理の圧縮率を変更する（Ｓ３９）。これにより、遠隔操縦装置３へ送信されるモニタ画像データのデータ量が減少する。

　動作制御装置１６０は、画像指令信号の内容が画像の一部領域の切抜きを示しているか判別する（Ｓ４１）。
　領域の切抜きの場合（Ｓ４１でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、モニタ画像データに対し、領域の切抜き処理を実施する（Ｓ４２）。即ち、動作制御装置１６０は、外部撮影カメラ１１で撮影された画像のうち、画像指令で指定された一部の領域の画像を抽出してモニタ画像データを生成する。より詳細には、例えば、外部撮影カメラ１１で撮影される範囲が広い場合に、操縦に必要な進行方向の一部の領域の画像のみが送信・表示される。これにより、遠隔操縦装置３へ送信されるモニタ画像データのデータ量が減少する。
　なお、画像の一部領域の切抜きは、例えば、制御ユニット１０に複数の外部撮影カメラ１１が接続され、動作制御装置１６０が複数の外部撮影カメラ１１で撮影された複数領域の画像を処理している場合にも適用される。領域の切抜きの場合（Ｓ４１でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、指定された領域の画像のみをモニタ画像データとする。この場合にも、遠隔操縦装置３へ送信されるモニタ画像データのデータ量が減少する。

　上記ステップＳ３１で、画像指令信号を受信していないと判別した場合（Ｓ３１でＮｏ）、動作制御装置１６０は、モニタ画像データの出力を停止する（Ｓ４５）。
　次に、動作制御装置１６０は、制御ユニット１０に異常状態が生じているか判別する（Ｓ４６）。制御ユニット１０の異常状態は、例えば、監視回路１８０のＦＰＧＡ１８１で構成される論理回路によって検出される。
　動作制御装置１６０は、例えば、監視対象のパラメータのいずれかが、ルールで定められた範囲内にない場合、異常状態が生じていると判別する。
　異常状態が生じている場合（Ｓ４６でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、モニタ画像データを遠隔操縦装置３へ出力する（Ｓ４７）。モニタ画像データは、遠隔通信装置１３を介して遠隔操縦装置３へ送信される。
　これによって、操作者Ｈは、遠隔操縦装置３の表示画面によって異常状態の発生を早期に認知することができる。また、操作者Ｈは、表示画面によって異常状態の原因を早期に認知することができる。

［連携動作機器の離隔動作例］
　これまで、連携動作機器２が自動動作機器１に連結された例を説明した。しかし、本実施形態の制御ユニット１０は、自動動作機器１と連結されず、離れて動作する連携動作機器４にも対応するように構成可能である。
　図８は、図１に示す制御ユニットの第３の適用例を示すブロック図である。
　図８に示す適用例では、自動動作システムＳの連携動作機器４が、自動動作機器１に連結されていない。連携動作機器４は、自動動作機器１から離れて動作する。連携動作機器４は、例えば自動動作機器１と実質的に同じ構成を有する自動走行車両である。但し、連携動作機器４の連携制御ユニット４０は、マスタユニット又はスレーブユニットのいずれかとして動作する。
　自動動作機器１の制御ユニット１０が備える外部通信接続部１４０は、無線通信機である。また、連携動作機器４は、外部通信接続部１４０と無線通信を行う外部通信接続部４４０を備える。自動動作機器１の制御ユニット１０は、連携動作機器４の連携制御ユニット４０と、無線通信を介して通信する。連携制御ユニット４０は連携動作ユニット４２を制御する。

　連携制御ユニット４０がマスタユニットである場合、自動動作機器１の制御ユニット１０は、連携制御ユニット４０からの動作指令に基づいて動作制御信号を出力する。例えば、制御ユニット１０は、連携制御ユニット４０からの動作指令に応じて走行する。例えば、制御ユニット１０は、連携動作機器４に追従して動作する。この場合、制御ユニット１０は、例えば、外部撮影カメラ１１で連携動作機器４を撮影するとともに、外部撮影カメラ１１の画像データに基づき、連携動作機器４に追従して走行することも可能である。

　連携制御ユニット４０がスレーブユニットである場合、制御ユニット１０は、外部撮影カメラ１１の画像データに基づき、連携動作機器４を制御するための動作指令を生成する。制御ユニット１０は、動作指令を連携制御ユニット４０に送信する。連携動作機器４は、自動動作機器１に追従して動作する。

［第二実施形態］
　上述した実施形態では、制御ユニット１０が連携制御ユニット２０と接続した時点で連携制御ユニット２０の種類を判別する例を説明した。
　続いて、制御ユニット１０が、連携制御ユニット２０と接続した後で連携制御ユニット２０の種類を判別する形態を説明する。

　図９は、本発明の第二実施形態に係る制御ユニット１０の連携動作を説明するフローチャートである。
　図９に示す制御ユニットの動作は、図３を参照して説明した動作と、ステップＳ５１及びＳ５３において異なる。

　ステップＳ５１において、制御ユニット１０の動作制御装置１６０（図２参照）は、連携制御ユニット２０から動作指令を受信したか否かを判別する。

　動作制御装置１６０は、連携制御ユニット２０から動作指令を受信した場合（Ｓ５１でＹｅｓ）、連携制御ユニット２０がマスタユニットであると判別する。即ち、制御ユニット１０は、スレーブユニットとして動作する。この場合、連携制御ユニット２０は、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ５３，Ｓ２４の処理を実施する。ステップＳ５３において、動作制御装置１６０は、Ｓ５１で受信した動作指令に基づき処理を実施する。

　連携制御ユニット２０から動作指令を受信しない場合（Ｓ５１でＹｅｓ）、動作制御装置１６０は、連携制御ユニット２０がスレーブユニットであると判別する。即ち、制御ユニット１０は、マスタユニットとして動作する。この場合、連携制御ユニット２０は、ステップＳ１４からＳ１７の処理を実施する。

　このように、本実施形態の制御ユニット１０は、連携制御ユニットから動作指令が入力された時点で連携制御ユニット２０をマスタユニットであると判別する。制御ユニット１０は、動作指令が入力されるまで、前記連携制御ユニットを前記スレーブユニットであると判別する。

［第三実施形態］
　上述した実施形態では、例えば図１を参照して、自動動作機器１の制御ユニット１０と、連携動作機器２の連携制御ユニット２０が、１つの遠隔通信装置１３に直接接続されている例を説明した。
　図１０は、本発明の第三実施形態に係る制御ユニットを含む自動動作システムの構成を示すブロック図である。
　本実施形態における自動動作機器１は、ハブ１３ａを有する点が第一実施形態と異なる。また、本実施形態における自動動作機器１は、連携制御ユニット２０に対し、直接ではなく、ハブ１３ａを介して接続される。
本実施形態における他の点は、第一実施形態と同じであるので、各部には第一実施形態と同じ符号を付している。
　図１０における制御ユニット１０と連携制御ユニット２０は、ハブ１３ａを介して、１つの遠隔通信装置１３に接続されている。ハブ１３ａは、制御ユニット１０、連携制御ユニット２０、及び遠隔通信装置１３の間で、データを中継する。ハブ１３ａに接続される制御ユニット１０及び連携制御ユニット２０は、共通の伝送形式でデータを送信する。
　また、図１０における自動動作機器１は、ハブ１３ａを介して連携制御ユニット２０と通信を行う。
　本実施形態におけるハブ１３ａは、第１実施形態の遠隔通信装置１３におけるデータ混合機能が独立したものである。つまり、ハブ１３ａは、遠隔通信装置１３の一部の機能を担っている。従って、本実施形態でも、自動動作機器１の連携制御ユニット２０と、連携動作機器２の連携制御ユニット２０が、１つの遠隔通信装置１３に接続されているということができる。

１　　自動動作機器
２，２’，４　　連携動作機器
３　　遠隔操縦装置
１０　　制御ユニット
１１　　外部環境センシングユニット（外部撮影カメラ）
１２　　動作ユニット
１３　　遠隔通信装置
１４　　電源ユニット
２０，４０　　連携制御ユニット
２１，４１　　連携センシングユニット（連携動作機器カメラ）
２２、４２　　連携動作ユニット
４０　　連携制御ユニット
１１０　　外部環境情報コネクタ（外部画像コネクタ）
１２１　　アクチュエータ
１３０　　動作制御コネクタ
１４０，４４０　　外部通信接続部（外部通信コネクタ）
１５０　　遠隔データコネクタ
１６０　　動作制御装置
１７０　　自動制御回路
１７１　　ＧＰＵ
１７１ａ　　制御モデル
１７２　　不揮発性メモリ
１８０　　監視回路
１８１　　ＦＰＧＡ
１８２　　不揮発性メモリ
１８４　　リレー
１８５　　メモリ
２２１　　アクチュエータ
Ｓ　　　自動動作システム

Claims

　外部環境を撮影する外部撮影カメラとアクチュエータとが搭載されるとともに遠隔操縦装置の操作によって操縦可能な自動動作機器に用いられ、外部環境を撮影する連携動作機器カメラを備え且つ前記自動動作機器と連結された連携動作機器に用いられる連携制御ユニットと接続された１つの遠隔通信装置と接続される制御ユニットであって、
　前記制御ユニットは、
　前記外部撮影カメラから撮影結果を示す外部画像データを入力するための外部画像コネクタと、
　前記アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号を出力するための動作制御コネクタと、
　前記遠隔操縦装置と通信可能に接続された前記１つの遠隔通信装置に対しデータを入出力するための遠隔データコネクタと、
　前記連携動作機器を制御する連携制御ユニットが前記１つの遠隔通信装置に接続された状態で、前記自動動作機器及び前記連携動作機器の外部に位置する通信機器又は前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部画像コネクタを介して入力された前記外部画像データに基づくモニタ画像データを、前記遠隔データコネクタから前記１つの遠隔通信装置を介して前記遠隔操縦装置へ出力する動作制御装置と、を備える。
　請求項１に記載の制御ユニットであって、
　前記自動動作機器に搭載された前記アクチュエータは、前記自動動作機器を走行させる走行装置であり、
　前記動作制御装置は、前記外部画像データを処理することによって前記自動動作機器の走行進路を指示するための動作制御信号を生成する。
　請求項１に記載の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データを処理することによって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。
　請求項１に記載の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データを画像圧縮処理することによって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。
　請求項１に記載の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データに対しフレーム間引き処理することによって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。
　請求項１に記載の制御ユニットであって、
　前記動作制御装置は、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部撮影カメラから入力された前記外部画像データに対し一部の領域の画像を抽出する切抜き処理によって前記外部画像データよりもデータ量が少ないモニタ画像データを出力する。
　外部の画像に基づいて自動的に動作可能であるとともに遠隔操縦装置の操作に基づいて遠隔操縦が可能な自動動作システムであって、
　前記自動動作システムは、
　自動動作機器と、前記自動動作機器と連結された連携動作機器とを備え、
　前記連携動作機器は、
　画像を撮影する連携動作機器カメラと、
　前記連携動作機器カメラで撮影された連携画像に基づく制御を行う連携制御ユニットとを備え、
　前記自動動作機器は、
　前記自動動作機器に設けられ、外部画像を撮影する外部撮影カメラと、
　前記外部画像に基づいて制御されるアクチュエータと、
　前記連携制御ユニットと接続された遠隔通信装置と、
　遠隔通信装置と接続される制御ユニットとを備え、
　前記制御ユニットは、
　前記外部撮影カメラから撮影結果を示す外部画像データを入力するための外部画像コネクタと、
　前記アクチュエータの動作を制御するための動作制御信号を出力するための動作制御コネクタと、
　前記遠隔操縦装置と通信可能に接続された前記遠隔通信装置に対しデータを入出力するための遠隔データコネクタと、
　前記連携動作機器を制御する連携制御ユニットが前記遠隔通信装置に接続された状態で、画像の送信についての要求が前記遠隔操縦装置から前記遠隔通信装置へ入力されたことに応じて前記遠隔通信装置から出力され且つ前記遠隔データコネクタを介し入力された信号、又は、前記連携制御ユニットから出力された信号に基づいて、前記外部画像コネクタを介して入力された前記外部画像データに基づくモニタ画像データを、前記遠隔データコネクタ及び連携制御ユニットが接続された前記遠隔通信装置を介して前記遠隔操縦装置へ出力する動作制御装置と、を備える。