(57)【要約】【課題】  走行中の移動体の現在位置を精度良く制御できると共に、移動体の位置がＧＰＳ電波の受信可能な地域や基準局との送信可能な地域に制限されることなく、リアルタイム性が良好であって低コスト化が実現でき、実用性の良好な移動体遠隔制御システムを提供することを目的とする。【解決手段】  移動体の移動動作を遠隔から駆動制御する移動体遠隔制御システムにおいて、移動体とは離間して所定の位置に配置され、第１カメラ及び第２カメラを介して移動体をステレオ撮影して移動体の三次元座標を検出するカメラ制御装置１００と、検出された移動体の三次元座標を予め設定されて経路データ記憶部１６に記憶された移動経路と比較し、移動体が移動経路に沿って移動するように、移動体の移動動作を駆動制御する第１運転制御部１２と、を備える。【選択図】図３
2010049443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の移動動作を遠隔から駆動制御する移動体遠隔制御システムにおいて、
前記移動体とは離間して所定の位置に配置され、前記移動体をステレオ撮影して該移動体の三次元座標を検出するステレオ撮影手段と、
前記検出された三次元座標を予め設定された移動経路と比較し、前記移動体が移動経路に沿って移動するように、前記移動体の移動動作を駆動制御する運転制御手段と、
を備えることを特徴とする移動体遠隔制御システム。
【請求項２】
前記運転制御手段には、
所定の周期毎に、前記ステレオ撮影手段を介して得られた前記移動体の三次元座標に基づいて、前記移動体の移動距離と移動速度を検出する移動動作検出手段と、
前記移動動作検出手段で得られた移動距離及び移動速度に応じて前記移動体の移動速度を制御する速度制御手段と、が備えられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体遠隔制御システム。
【請求項３】
前記移動体が移動した移動軌跡を記憶する記憶手段を備えている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動体遠隔制御システム。
【請求項４】
前記ステレオ撮影手段には、前記移動体の形状及び色情報に基づいて、撮影された画像における該移動体を認識する認識手段が備えられている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の移動体遠隔制御システム。
【請求項５】
前記ステレオ撮影手段が、前記認識手段で認識された移動体像が撮影の視界に入るように、移動体を追跡するように構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の移動体遠隔制御システム。
【請求項６】
前記運転制御部には、
予め前記移動体の所定の動作量に対応付けられた指令値が備えられ、
且つ、所定の周期毎に、移動動作の指令値に対して前記移動体が実際に動作した実動作量の差分を検出し、この差分を打ち消すように所定の動作量当たりの指令値を補正する補正手段が備えられている、
ことを特徴とする請求項１乃請求項５の何れか一つに記載の移動体遠隔制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体を遠隔から制御する移動体遠隔制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、農作業や土木作業等において用いる移動作業機械（移動体）における、自立走行や遠隔操縦の技術が知られている。農作業においては、トラクターや田植え機などを無人で自立走行や遠隔制御することにより、人的負担を軽減すると共に生産性を向上でき、延いては地域産業の活性化をも図ることができる。また、土木作業においては、遠く離れた安全な場所に遠隔操作室を設け、クレーン、ショベル、ローラ等の各建設機械を遠隔操作により稼動させ、土砂の掘削・積込み・運搬・捨土までの一連の土工作業を無人で行うことにより、人が容易に立ち入ることのできない危険地域においても安全に作業を行うことができる。
【０００３】
ところで、一般に、移動体の自立走行や遠隔制御の際には、その移動体に角度センサや車速センサ等を有する自立航法装置を搭載することにより自己の現在位置を認識し、無人による運転が可能になる（例えば、特許文献１参照）。また、移動体にカメラを搭載すると共に、移動経路に沿って既知座標を有する基準物体を設置し、移動体に搭載したカメラを介して基準物体を認識することにより自己の現在位置を認識し、無人による運転が可能になる（例えば、特許文献２参照）。また、カーナビゲーションシステムで用いられている、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波信号を受信して自己の現在位置を認識する電波航法装置を利用することにより、無人による運転が可能になる（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００６−３０１９３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５４２１号公報
【特許文献３】特開平１０―０３６０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のように、車両に搭載した角速度や車速センサを用いた自立走行技術によれば、スタート位置からの車両の移動量と操舵角の変化を累積して現在位置を推定するので、車速センサや角速度センサの誤差が累積して実際の位置と推定された位置との間に誤差が生ずる虞があった。また、スタート時点の位置合わせ精度に依存して、スタート後の走行位置の検出及び制御に誤差が生じる虞があるので、移動経路のスタート時点において、車両を正確に位置決めすると共に車両の向きを正確に合わせる必要があった。
【０００５】
次に、特許文献２に記載のように、移動車両に搭載したカメラを用いた自立走行及び遠隔制御技術によれば、走行する路面に許容以上の凹凸がある際には、撮影された画像にブレや歪が生じて走行位置の検出及び制御に誤差が生じる虞があった。
【０００６】
次に、特許文献３に記載のように、ＧＰＳを利用した自立走行及び遠隔制御技術によれば、移動車両の現在位置を、ＧＰＳ電波を受信して絶対値として検出できるという利点を有する一方、測位に必要とするすべての衛星からの電波を受ける地域でなければ機能しないという欠点があった。
【０００７】
例えば、ＧＰＳでは、移動体位置の二次元座標(即ち、緯度及び経度)の決定のためには３つ以上の衛星が、また三次元座標(すなわち緯度、経度、及び、標高)の決定のためには４つ以上の衛星が、視界内にある必要がある。これらの視界を損なうとＧＰＳへの信頼性は著しく低下し、さらに、屋内や障害物を有する環境では、標準ＧＰＳは全く機能しない。また、ＧＰＳの精度は地域、季節、時刻により変動する。
【０００８】
そこで、上述のＧＰＳの欠点を補うための技術として、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）やＲＴＫ−ＧＰＳ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ＧＰＳ）が知られている。
【０００９】
両者とも予め位置座標が既知である基準局の測位情報を無線機などの通信手段を用いて移動体に送信し、移動体側において、その情報と移動体で測定した測位データを利用して自己位置の測定精度を向上させるシステムである。
【００１０】
しかしながら、ＤＧＰＳ及びＲＴＫ―ＧＰＳを用いた移動体の位置検出技術においても、移動体が遮蔽物等の影響によって移動体が基準局から発信される情報を受信できない地域に移動した場合には、移動体の位置精度を向上できないという問題があった。
【００１１】
さらに、ＤＧＰＳとＲＴＫ−ＧＰＳのいずれの方式も、移動体側のＧＰＳ装置毎に、測位精度を補正するための専用通信装置を備える必要があるため、移動体一台あたりの設備費用が増大するという虞もあった。
【００１２】
そこで、本発明は、移動体の走行動作を遠隔制御する移動体遠隔制御システムにおいて、走行中の移動体の現在位置を精度良く制御できると共に、移動体の位置がＧＰＳ電波の受信可能な地域や基準局との送信可能な地域に制限されることなく、リアルタイム性が良好であって低コスト化が実現でき、実用性の良好な移動体遠隔制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、移動体の移動動作を遠隔から駆動制御する移動体遠隔制御システムにおいて、前記移動体とは離間して所定の位置に配置され、前記移動体をステレオ撮影して該移動体の三次元座標を検出するステレオ撮影手段と、前記検出された三次元座標を予め設定された移動経路と比較し、前記移動体が移動経路に沿って移動するように、前記移動体の移動動作を駆動制御する運転制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の移動体遠隔制御システムによれば、移動体とは離間して所定の位置に配置され、移動体をステレオ撮影して該移動体の三次元座標を検出するステレオ撮影手段と、検出された三次元座標を予め設定された移動経路と比較し、移動体が移動経路に沿って移動するように、移動体の移動動作を駆動制御する運転制御手段とが備えられているので、走行中の移動体の現在位置を精度良く制御できると共に、従来のＧＰＳを用いた電波航法シシテムに較べ、移動体の位置がＧＰＳ電波の受信可能な地域や基準局との送信可能な地域に制限されることなく、リアルタイム性が良好であって低コスト化を実現できる。
【００１５】
また、請求項１に記載の移動体遠隔制御システムは、請求項２に記載の発明のように、前記運転制御手段には、所定の周期毎に、前記ステレオ撮影手段を介して得られた前記移動体の三次元座標に基づいて、前記移動体の移動距離と移動速度を検出する移動動作検出手段と、前記移動動作検出手段で得られた移動距離及び移動速度に応じて前記移動体の移動速度を制御する速度制御手段とが備えられていることにより、従来の車両に搭載した角速度や車速センサを用いた自立走行システムに較べて、移動体位置の検出に累積誤差が生じたりスタート時点での位置合わせ精度に依存して走行後の移動体位置の検出に誤差が生じたりすることなく、精度良く移動体の走行位置を検出できる。
【００１６】
また、請求項１又は請求項２に記載の移動体遠隔制御システムは、請求項３に記載の発明のように、前記移動体が移動した移動軌跡を記憶する記憶手段を備えていることにより、走行した履歴を蓄積することができて利便性を向上できる。
【００１７】
また、請求項１乃至請求項３の何れか記載の移動体遠隔制御システムは、請求項４に記載の発明のように、前記ステレオ撮影手段には、前記移動体の形状及び色情報に基づいて、撮影された画像における該移動体を認識する認識手段が備えられていることにより、この認識結果に応じて移動体の位置を検出でき、操作性を向上できる。
【００１８】
さらに、請求項４に記載の移動体遠隔制御システムは、請求項５に記載の発明のように
前記ステレオ撮影手段が、前記認識手段で認識された移動体像が撮影の視界に入るように、移動体を追跡するように構成されていることにより、操作性を向上できる。
【００１９】
また、請求項１乃請求項５の何れか一つに記載の移動体遠隔制御システムは、請求項６に記載の発明のように、前記運転制御部には、予め前記移動体の所定の動作量に対応付けられた指令値が備えられ、且つ、所定の周期毎に、移動動作の指令値に対して前記移動体が実際に動作した実動作量の差分を検出し、この差分を打ち消すように所定の動作量当たりの指令値を補正する補正手段が備えられていることにより、一層精度良く、移動体の動作を制御できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の移動体遠隔制御システムは、移動体とは離間して所定の位置に配置され、移動体をステレオ撮影して該移動体の三次元座標を検出するステレオ撮影手段と、検出された三次元座標を予め設定された移動経路と比較し、移動体が移動経路に沿って移動するように、移動体の移動動作を駆動制御する運転制御手段とが備えているので、走行中の移動体の現在位置を精度良く制御できると共に、従来のＧＰＳを用いた電波航法シシテムに較べ、移動体の位置がＧＰＳ電波の受信可能な地域や基準局との送信可能な地域に制限されることなく、リアルタイム性が良好であって低コスト化を実現できる。
【００２１】
また、本発明の移動体遠隔制御システムは、運転制御手段には、所定の周期毎に、ステレオ撮影手段を介して得られた移動体の三次元座標に基づいて、移動体の移動距離と移動速度を検出する移動動作検出手段と、移動動作検出手段で得られた移動距離及び移動速度に応じて移動体の移動速度を制御する速度制御手段とが備えられていることにより、従来の車両に搭載した角速度や車速センサを用いた自立走行システムに較べて、移動体位置の検出に累積誤差が生じたりスタート時点での位置合わせ精度に依存して走行後の移動体位置の検出に誤差が生じたりすることなく、精度良く移動体の走行位置を検出できる。
【００２２】
また、本発明の移動体遠隔制御システムは、移動体が移動した移動軌跡を記憶する記憶手段を備えているので、移動体が走行した履歴を蓄積することができて利便性を向上できる。
【００２３】
また、本発明の移動体遠隔制御システムは、ステレオ撮影手段が、移動体の形状及び色情報に基づいて、撮影された画像における移動体を認識する認識手段を備え、認識手段で認識された移動体像が撮影の視界に入るように、移動体を追跡するように構成されているので、この認識結果に応じて移動体の位置を検出できて操作性を向上できる。
【００２４】
また、本発明の移動体遠隔制御システムは、運転制御部には、予め移動体の所定の動作量に対応付けられた指令値が備えられ、且つ、所定の周期毎に、移動動作の指令値に対して移動体が実際に動作した実動作量の差分を検出し、この差分を打ち消すように所定の動作量当たりの指令値を補正する補正手段が備えられているので、一層精度良く、移動体の動作を制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の移動体遠隔制御システムの一実施例を図面に基づいて説明する。図１が本発明の一実施例の移動体遠隔制御システムにおける適用例を表す図、図２が同実施例の移動体遠隔制御システムにおける、移動体とカメラ制御装置との配置を表した図、図３が同実施例の移動体遠隔制御システムにおける移動体の三次元座標を計測するカメラ制御装置の構成を表したブロック図、図４が同実施例の移動体遠隔制御システムにおける移動体の制御系の構成を表したブロック図である。
【００２６】
図１に表したように、本実施例の移動体遠隔制御システムは、トラクター（所謂、移動体である）の遠隔制御システムに適用され、トラクターとは離間して配置され、トラクターをステレオ撮影してトラクターの三次元座標を検出するカメラ制御装置を備えている。
【００２７】
詳しくは、図２（ａ）に表したように、本実施例の移動体遠隔制御システムは、カメラ制御装置１００が、所定の距離を介して設置された一対のカメラ１、２を備え、第１カメラ１、第２カメラを介して、トラクター２００をステレオ撮影し、得られた画像データに基づいてトラクター２００の位置座標を検出する。
【００２８】
カメラ制御装置１００は、図３に表したように、トラクター２００をステレオ撮影する第１カメラ１及び第２カメラ２、第１カメラ１及び第２カメラ２で撮影した画像データに基づいてトラクター２００の三次元座標を算出する三次元画像処理部１０、所定の周期で発振するクロック信号を計数して第１カメラ１及び第２カメラ２の撮影時刻を検出する撮影時刻検出部１１、三次元画像処理部１０で算出されたトラクター２００の三次元座標と経路データ記憶部１６に記録された移動経路データとを比較してトラクター２００の移動動作を制御する第１運転制御部１２、予め設定されたトラクター２００の移動経路を記憶する経路データ記憶部１６、三次元画像処理部１０で検出されたトラクター２００の三次元座標を撮影毎に記憶してトラクター２００の移動軌跡を記憶する移動軌跡記憶部１５等を備えている。
【００２９】
本発明におけるステレオ撮影手段は、第１カメラ１、第２カメラ２、カメラ制御部９、三次元画像処理部１０、等によってその機能が発現される。また、本発明における移動軌跡を記憶する記憶手段は、移動軌跡記憶部１５によってその機能が発現される。
【００３０】
また、カメラ制御装置１００は、第１運転制御部１２から入力された各情報を通信データに変換して第１通信部１４へ出力する第１通信制御部１３、第１通信制御部１３から入力された通信データをトラクター２００に送信する第１通信部１４、カメラ制御部９、等を備え、カメラ制御部９が所定の制御プログラムに従って当該カメラ制御装置１００の各機能を制御する。
【００３１】
第１カメラ１及び第２カメラ２は、撮影して得られた光学像をデジタル変換して出力するデジタルカメラであって、図示されない結像光学系を介して結像された光学像を画素毎に光電変換してアナログ電気信号を生成する第１イメージセンサ３及び第２イメージセンサ４（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサである）、第１イメージセンサ３及び第２イメージセンサ４で生成されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換部５及び第２Ａ／Ｄ変換部６、第１Ａ／Ｄ変換部５及び第２Ａ／Ｄ変換部で変換されたデジタル信号を画素座標に対応付けて記憶する第１画像メモリ７及び第２画像メモリ８、等によって構成されている。
【００３２】
また、三次元画像処理部１０は、第１カメラ１及び第２カメラ２で生成した画像データを撮影時刻検出部１１で検出された撮影時刻に対応付けて１フレーム毎の画像データとして記憶する画像データ蓄積部１０ａ、１フレーム毎の画像データの中からトラクター２００の位置を表す画像部を認識して、トラクター２００の画像座標を検出する移動体認識部１０ｂ、第１カメラ１及び第２カメラ２で撮影された画像データ及び移動体認識部で検出したトラクター２００の画像座標に基づいて、トラクター２００の実空間上における三次元座標を演算する三次元座標演算部１０ｃ、等によって構成されている。
【００３３】
画像データ蓄積部１０ａにおいて、１フレームの画像（以下、フレーム画像データという）が、マトリクス状に配置された複数の画素によって構成され、夫々の画素値が、色信号及び輝度信号に対応付けられている。
【００３４】
また、トラクター２００には、その位置を表す表示灯（図４中の符号２９である）が備えられている。そして、移動体認識部１０ｂは、予め表示灯の輝度及び色信号に対応付けられた画素値のパターンを備え、フレーム画像データを走査し、パターンマッチングによって表示灯に対応する画像部を検出する。本発明における移動体像を認識する認識手段は、移動体認識部１０ｂによってその機能が発現される。
【００３５】
また、カメラ制御装置１００は、第１カメラ１及び第２カメラ２が共通の軸を介して傾動自在に構成され、所定の周期間に、表示灯２９が撮影の視界に入るように、表示灯２９を追跡するように構成されている。
【００３６】
三次元座標演算部１０ｃは、三角測量の原理を用い、第１カメラ１及び第２カメラ２でステレオ撮影された一対のフレーム画像データに基づいて、計測対象（本実施例では、トラクター２における表示灯２９である）の実空間上での三次元座標を算出する。また、この原理で画像計測することを、平行ステレオ撮影と呼ぶ。
【００３７】
詳しくは、図２（ｂ）で表したように、平行ステレオ撮影による画像計測は、計測対象を左右方向から写した複数の写真を用いて三次元計測する技術であって、それらの写真から形成される立体像と地上座標系とを対応させる方法で行われる。
【００３８】
つまり、平行ステレオ撮影による画像計測では、２枚の対になった写真の対応点を指定することにより、計測対象点（Ｐ）の三次元座標を求め、両写真の対応点像が写真上の異なる点（Ｐ１、Ｐ２）に写るので、それぞれの像で写真上の位置の違い（所謂、視差である）を測る。そして、写真上の位置の違い（視差）には距離の情報が含まれるので、カメラから計測対象点（Ｐ）までの距離を算出することができる。
【００３９】
また、平行ステレオ撮影では、カメラの較正において、２つのカメラの主点位置（Ｏ１、Ｏ２）、焦点距離（ｃ）等を予め求めておく。
【００４０】
ステレオ画像計測における理論的分解能は、カメラの焦点距離ｃ、基線長Ｂ、カメラの画像分解能（画像素子１ピクセルの大きさ）等に依存する。
【００４１】
即ち、図２（ｂ）において、計測対象Ｐの空間座標をＰ（ｘ，ｙ，ｚ）、カメラ１に撮像された対象計測Ｐの画像座標をＰ１（ｘ１，ｙ１）カメラ２に撮像された計測対象Ｐの画像座標をＰ２（ｘ２，ｙ２）、カメラ１における計測対象Ｐの結像位置をＯ１、カメラ２における計測対象Ｐの結像位置をＯ２、カメラ１及びカメラ２の焦点距離をｃ、基線長（カメラ１とカメラ２との光軸間距離である）をＢとすると、（式１）〜（式３）の関係がある。
ｘ１＝ｃ・ｘ／ｚ…（式１）
ｙ１＝ｙ２＝ｃ・ｙ／ｚ  …（式２）
ｘ２−ｘ１＝ｃ・Ｂ／ｚ  …（式３）
そこで、式３によりｚを求め、この求めたｚを（式１）、（式２）に代入することにより、ｘ、ｙを求めることができ、これにより、計測対象Ｐの三次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を得ることができる。
【００４２】
また、平面方向（カメラから計測対象に向かう光軸方向に直交する平面）の分解能をΔＸＹ、奥行方向（カメラから計測対象に向かう光軸方向）の分解能をΔＺ、カメラの画像分解能（１画ピクセルの大きさ）をΔｐ、撮影距離をＬとすると、（式４）、（式５）を用いて、夫々の分解能を求めることができる。
ΔＸＹ＝（Ｌ／Ｃ）×Δｐ  …  （式４）
ΔＺ＝（Ｌ／Ｂ）×ΔＸＹ  …  （式５）
【００４３】
本実施例では、予め、焦点距離ｃが２０ｍｍ、基線長Ｂが２ｍ、画像分解能が３μｍに設定されており、（式１）及び（式２）で得られたＬを１００ｍとした場合、（式４）及び（式５）を用いて得られる計測精度は、平面分解能（ΔＸＹ）が１５ｍｍ、奥行き分解能（ΔＺ）が０．７５ｍである。
【００４４】
次に、第１運転制御部１２は、三次元座標演算部１０ｃで得られたトラクター２００の三次元座標を予めプログラミングされて経路データ記憶部１６に記憶された所定の経路データと比較して、トラクター２００の次の移動方向を判定する位置判定処理部１２ａ、所定の周期毎に、三次元座標演算部１０ｃで得られたトラクター２００の三次元座標に基づいて、トラクター２００の三次元座標の変化から直線的な移動距離及びその移動速度、加速度等を検出する移動動作検出部１２ｂ、等によって構成されている。本発明における移動動作検出手段は、移動動作検出部１２ｂによって、その機能が発現される。
【００４５】
つまり、位置判定処理部１２ａは、三次元座標演算部１０ｃで得られたトラクターの三次元座標から、プログラミングされた経路データ中の次の目標点を検出し、目標点に向かう移動方向を求める。
【００４６】
移動動作検出部１２ｂは、（ｎ）フレーム画像データにおいて算出されたトラクター２００の三次元座標を（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｎ＋１）フレーム画像データにおいて算出されたトラクター２００の三次元座標を（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、とすると移動距離Ｄを、Ｄ＝√（（ｘ１−ｘ２）２＋（ｙ１−ｙ２）２＋（ｚ１−ｚ２）２）の演算式で算出する。
【００４７】
また、移動動作検出部１２ｂは、（ｎ）フレームから（ｎ＋１）フレームまでのフレームレートをｋ（フレーム／秒）とすると、トラクター２００の移動速度Ｖを、Ｖ＝ｋ・Ｄの演算式で算出する。
【００４８】
また、移動動作検出部１２ｂは、（ｎ）フレームから（ｎ＋１）フレーム間で算出された移動速度をＶ（ｎ）、（ｎ＋１）フレームから（ｎ＋２）フレーム間で算出された移動速度をＶ（ｎ＋１）とすると、（ｎ）フレームから（ｎ＋２）フレームに至るトラクター２００の加速度Ｄｖを、Ｄｖ＝Ｖ（ｎ＋１）−Ｖ（ｎ）の演算式で算出する。
【００４９】
次に、位置判定処理部１２ａで得られた次の移動方向、移動動作検出部１２ｂで得られた移動距離及び移動速度等の情報が、第１通信制御部１３及び第１通信部１４を介してトラクター２００に送信される。
【００５０】
第１通信制御部１３は、一般的なＴＣＰ／ＩＰやＢＡＳＩＣ制御手順の通信プロトコルを制御する。そして、第１通信制御部１３は、受信の際は、受信したデータの誤り検出・再送、フロー制御（受信側で受信データのオーバーフローを避けるための通信制御）を行い、正確な受信データを第１運転制御部１２へ渡す。送信の際は、位置判定処理部１２からの送信データを第１通信部１４へ適したデータフォーマット変換を行い、データ送信や再送要求を送信する。
【００５１】
また、第１通信部１４は、伝送路に適した制御、有線や無線の変復調（所謂、デジタル信号を、電話回線などで通信可能なアナログ信号（またはその逆）に変換する）を行うと共に、第１通信制御部１３とデータの授受を行う。
【００５２】
次に、図４に表したように、トラクター２００は、走行駆動部２１、トラクター２００と一体に設置されて所定の色光を照射する表示灯２９、複数の農機を駆動する農機駆動部３０、カメラ制御装置１００と送受信可能に構成された第２通信制御部２６及び第２通信部２７、第２運転制御部２５、等を備え、第２運転制御部２５が所定の制御プログラムに従って当該トラクター２００の各機能を制御する。
【００５３】
走行駆動部２１には、トラクター２００の姿勢及び方位角を検出するジャイロ２８、トラクター２００の駆動輪に接続されて、トラクター２００走行の駆動原としての走行モータ２２、駆動輪の回転軸の回転量を検出するホイールセンサ２２ａ、操舵輪を介して所定の進路方向に沿ってトラクター２００を操舵する操舵部２３、操舵部２３の操舵量に応じて操舵輪の回転角を検出する舵角センサ２３ａ、等が備えられている。
【００５４】
そして、第２運転制御部２５は、カメラ制御装置１００の位置判定処理部１２ａで得られた次の移動方向を表す情報に基づいて、次の目標点に走行するように操舵部２３を駆動制御し、移動動作検出部１２ｂで得られた移動距離及び移動速度等の情報に基づいて、所定の走行速度が得られるように走行モータ２２の回転速度を制御する。なお、本発明における運転制御手段は、第１運転制御部１２及び第２運転制御部２５によってその機能が発現される。
【００５５】
また、トラクター２００の走行動作において、駆動輪及び操舵輪と路面との間にスリップが発生する虞がある。そこで、第２運転制御部２５は、所定の周期毎に、走行モータ２２及び操舵部２３に与えた所定の動作量当たりの指令値に対して、第１運転制御部１２で検出されたトラクター２００の移動量（所謂、本発明における実動作量に相当する）との差分を検出し、この差分を打ち消すように、所定の動作量当たりの指令値を補正するように構成されている。本発明における指令値を補正する補正手段は、第２運転制御部２５によってその機能が発現される。
【００５６】
次に、農機駆動部３０には、ロータリーを回転駆動させて耕作する耕起部３０ａ、肥料や農薬を散布する散布駆動部３０ｂ、水田を泥状に攪拌する代掻駆動部３０ｃ、水田に苗を移植する田植駆動部３０ｄ、等が備えられている。
【００５７】
そして、第２運転制御部２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を備え、所定のプログラムに従って、農機駆動部３０における各農機の動作を制御するとともに、農作業（農機）の種類に応じて、走行駆動部２１を制御する。
【００５８】
第２通信制御部２６は、一般的なＴＣＰ／ＩＰやＢＡＳＩＣ制御手順の通信プロトコルを制御する。そして、第２通信制御部２６は、受信の際は、受信したデータの誤り検出・再送、フロー制御を行い、正確な受信データを第２運転制御部２５へ渡す。また、第２通信制御部２６は、送信の際は、送信データを第２通信部２７へ適したデータフォーマット変換を行い、データ送信や再送要求を送信する。
【００５９】
以上のように、本実施例に記載の移動体遠隔制御システムは、トラクター２００とは離間して所定の位置に配置され、第１カメラ１及び第２カメラ２を介して得られたトラクター２００のステレオ画像から、トラクター２００の三次元座標を検出する三次元座標演算部１０、検出された三次元座標を予め設定された移動経路と比較し、トラクター２００が所定の移動経路に沿って移動するように、トラクター２００の移動動作を制御する第１運転制御部１２及び第２運転制御部２５、等を備えているので、走行中のトラクター２００の現在位置を精度良く制御できると共に、従来のＧＰＳを用いた電波航法シシテムに較べ、ＧＰＳ電波の受信可能な地域や基準局との送信可能な地域に制限されることなく、リアルタイム性が良好であって低コスト化を実現できる。
【００６０】
また、本実施例に記載の移動体遠隔制御システムは、第１運転制御部１２には、所定の周期毎に、三次元座標演算部１０ｃで算出されたトラクター２００の三次元座標に基づいて、トラクター２００の移動距離と移動速度を検出する移動動作検出部１２が備えられ、第２運転制御部２５が、移動動作検出部１２で得られた移動距離及び移動速度に応じてトラクター２００の移動速度を制御するように構成されているので、トラクター２００の走行動作を精度良く制御できる。
【００６１】
また、本実施例に記載の移動体遠隔制御システムは、トラクター２００が移動した移動軌跡を記憶する軌跡記憶部１５を備えているので、走行履歴を蓄積することができて利便性を向上できる。
【００６２】
また、本実施例に記載の移動体遠隔制御システムは、トラクター２００に備えた表示灯２９の形状及び色情報に基づいて、撮影範囲内におけるトラクター２００の位置画像を認識する移動体認識部１０ｃが備えているので、この認識結果を用いてトラクター２００の位置を検出でき、操作性を向上できる。
【００６３】
また、本実施例に記載の移動体遠隔制御システム運転制御部は、第２運転制御部２５が、予めトラクター２００の所定の動作量に対応付けられた指令値を備え、所定の周期毎に、指令値に対して第１運転制御部１２を介して検出したトラクター２００の実動作量との差分を検出し、この差分を打ち消すように所定の動作量当たりの指令値を補正するように構成されているので、走行路面の影響を受けることなく、精度良く、トラクター２００の移動動作を制御できる。
【００６４】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものでなく、各種の態様をとることができる。例えば、図３に表したように第１運転制御部１２及び経路データ記憶部１６をカメラ制御装置１００側に備えたが、図４の点線で表したように、第１運転制御部１２及び経路データ記憶部１６をトラクター２００側に備えてもよい。その際には、カメラ制御装置１００側から、三次元座標演算部１０で検出された２００の三次元座標をトラクター２００側へ送信し、トラクター２００側に備えた第１運転制御部１２及び経路データ記憶部１６において、トラクター２００の次の移動方向や移動速度等を求めればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】発明の一実施例の移動体遠隔制御システムにおける適用例を表す図である。
【図２】同実施例の移動体遠隔制御システムにおける、移動体とカメラ制御装置との配置を表した図である。
【図３】同実施例の移動体遠隔制御システムにおける、移動体の三次元座標を計測するカメラ制御装置の構成を表したブロック図である。
【図４】同実施例の移動体遠隔制御システムにおける、移動体の制御系の構成を表したブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…第１カメラ、２…第２カメラ、３…第１イメージセンサ、４…第２イメージセンサ、５…第１Ａ／Ｄ変換部、６…第２Ａ／Ｄ変換部、７…第１画像メモリ、８…第２画像メモリ、９…カメラ制御部、１０…３次元画像処理部、１０ａ…画像データ蓄積部、１０ｂ…移動体認識部、１０ｃ…三次元座標演算部、１１…撮影時刻検出部、１２…第１運転制御部、１２ａ…位置判定処理部、１２ｂ…移動動作検出部、１３…第１通信制御部、１４…第１通信部、１５…移動軌跡記憶部、１６…経路データ記憶手段、
１７…撮影時刻検出部、２１…第３カメラ、２２…第３イメージセンサ、２３…第３Ａ／Ｄ変換部、２４…第３画像メモリ、２５…第２運転制御部、２６…第２通信制御部、２７…第２通信部、１００…カメラ制御装置、２００…トラクター（移動体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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