(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントロールセンタに設置した第１ミリ波通信ユニットのアンテナと移動中継車に設置した第２ミリ波通信ユニットのアンテナとを互いに正対する向きに調整する装置であって、
前記第１ミリ波通信ユニットを支持する雲台を俯仰方向及び水平方向に動作させる第１駆動手段と、
前記第１ミリ波通信ユニットに設置されそのアンテナの電波放射方向に向く第１向き合わせ用カメラと、
前記コントロールセンタに設けられ、前記第１向き合わせ用カメラで撮像した画像をコントロールセンタのオペレータに表示する第１モニタと、
前記コントロールセンタに設けられ、前記コントロールセンタのオペレータが前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナの向きを調整するために操作する第１操作盤と、
前記コントロールセンタに設けられ、前記コントロールセンタのオペレータに前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナが受信する電波の電界強度を表示する電界指示計と、
前記第２ミリ波通信ユニットを支持する雲台を俯仰方向及び水平方向に動作させる第２駆動手段と、
前記第２ミリ波通信ユニットに設置されそのアンテナの電波放射方向に向く第２向き合わせ用カメラと、
前記移動中継車に設けられ、前記第２向き合わせ用カメラで撮像した画像を移動中継車のオペレータに表示する第２モニタと、
前記移動中継車に設けられ、前記移動中継車のオペレータが前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナの向きを調整するために操作する第２操作盤と、
前記コントロールセンタに設けられ、前記コントロールセンタのオペレータが前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナの向きを調整するために操作する遠隔操作盤と、
前記コントロールセンタに設けられ、前記コントロールセンタのオペレータが前記遠隔操作盤を操作することにより該遠隔操作盤から出力される指令信号を変調して前記第１ミリ波通信ユニットから送出する第１信号変換手段と、
前記移動中継車に設けられ、前記第２ミリ波通信ユニットで受信した前記指令信号を復調する第２信号変換手段と、
前記移動中継車に設けられ、前記第２信号変換手段で復調した指令信号に基づいて前記第２駆動手段を制御して前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナを微調整する制御手段と、
前記移動中継車に設けられ、屈曲及び伸縮可能で旋回可能な多関節ブームと、
を備え、
前記第１操作盤は、前記第１駆動手段を制御して前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナを前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナに向けることができるように設けられており、
前記第２操作盤は、前記第２駆動手段を制御して前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナを前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナに向けることができるように設けられており、
前記電界指示計は、前記第１ミリ波通信ユニットが受信する前記第２ミリ波通信ユニットからの電波の電界強度を表示することができるように設けられており、
前記多関節ブームはその先端に支持台を備え、その支持台は前記第２ミリ波通信ユニット及び雲台を支持するように設けられており、
前記第１及び第２向き合わせ用カメラはズーム機構を備え、前記各ズーム機構は前記第１または第２操作盤によりズーミィング制御されるように設けられている、
ことを特徴とする通信用アンテナの向き調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建設現場から離れた場所に設置した基地局の通信用アンテナと建設現場内を適宜移動する中継移動局の通信用アンテナとの指向方向を互いに一致させるのに好適な通信用アンテナの向き調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、造成地等の建設現場では、クローラダンプやブルドーザ、パワーショベル等の作業機械を、現場現場から離れた場所にあるコントロールセンタから遠隔操作して無人で移動及び作業させることが試みられている。
上述したような遠隔操作を行う場合には、コントロールセンタから作業機械に各種動作指令信号を伝送したり、作業機械からコントロールセンタに遠隔操作用のモニタ画像の信号を伝送する必要がある。
一般に、コントロールセンタと作業機械の距離は、肉眼や望遠鏡等による視認が不可能な長距離となることが多く、また、コントロールセンタと作業機械の相互間で伝送する信号のデータ量は、モニタ画像を動画像とする場合に特に大きくなる。
【０００３】
そこで、コントロールセンタと作業機械の相互間で信号を伝送するに当たっては、大量データ伝送に適したミリ波を用いることが考えられる。
そして、ミリ波は指向性が強いため、コントロールセンタと作業機械の相互間で信号伝送を良好に行うためには、双方のミリ波通信用アンテナを互いに正対させておく必要がある。
一方、ミリ波を利用してコントロールセンタと作業機械間でデータ通信を行う場合、ミリ波の送信出力を大きくすると遠距離通信が可能になるが、その反面、周辺の通信機器等に電波障害を与える問題がある。従って、周辺の通信機器等に電波障害を与えることない状態でコントロールセンタと作業機械間でデータ通信を行うには、コントロールセンタと作業機械間に中継移動局を設置し、この中継移動局を利用してコントロールセンタと作業機械間でデータ通信を行うことが望ましい。
【０００４】
従来、コントロールセンタのミリ波通信用アンテナと中継移動局のミリ波通信用アンテナとを互いに正対させる手法としては、コントロールセンタ及び中継移動局において、自身のミリ波通信用アンテナを互いに相手側のミリ波通信用アンテナに目視により向け、相手のミリ波通信用アンテナから放射されてくる電波を受信して、その電界強度をそれぞれのレベル表示計に表示し、この各レベル表示計を見ながら、そのレベル表示が最大になる向きにミリ波通信用アンテナを調整するようにいていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の通信用アンテナの向き調整方式では、互いのミリ波通信用アンテナを目視により向き合わせる手法を採っていたため、その向き合わせ調整に多くの時間がかかり、その調整操作も面倒であった。
また、コントロールセンタのミリ波通信用アンテナは屋根等の高所に設置されているため、向き合わせ作業が高所作業となり、作業性が悪く、時間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、アンテナの向き合わせ調整操作を容易にするとともに、調整時間を大幅に短縮できる通信用アンテナの向き調整装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、コントロールセンタに設置した第１ミリ波通信ユニットのアンテナと移動中継車に設置した第２ミリ波通信ユニットのアンテナとを互いに正対する向きに調整する装置であって、前記第１ミリ波通信ユニットを支持する雲台を俯仰方向及び水平方向に動作させる第１駆動手段と、前記第１ミリ波通信ユニットに設置されそのアンテナの電波放射方向に向く第１向き合わせ用カメラと、前記コントロールセンタに設けられ、前記第１向き合わせ用カメラで撮像した画像をコントロールセンタのオペレータに表示する第１モニタと、前記コントロールセンタに設けられ、前記コントロールセンタのオペレータが前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナの向きを調整するために操作する第１操作盤と、前記コントロールセンタに設けられ、前記コントロールセンタのオペレータに前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナが受信する電波の電界強度を表示する電界指示計と、前記第２ミリ波通信ユニットを支持する雲台を俯仰方向及び水平方向に動作させる第２駆動手段と、前記第２ミリ波通信ユニットに設置されそのアンテナの電波放射方向に向く第２向き合わせ用カメラと、前記移動中継車に設けられ、前記第２向き合わせ用カメラで撮像した画像を移動中継車のオペレータに表示する第２モニタと、前記移動中継車に設けられ、前記移動中継車のオペレータが前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナの向きを調整するために操作する第２操作盤と、前記コントロールセンタに設けられ、前記コントロールセンタのオペレータが前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナの向きを調整するために操作する遠隔操作盤と、前記コントロールセンタに設けられ、前記遠隔操作盤から出力される指令信号を変調して前記第１ミリ波通信ユニットから送出する第１信号変換手段と、前記移動中継車に設けられ、前記第２ミリ波通信ユニットで受信した前記指令信号を復調する第２信号変換手段と、前記移動中継車に設けられ、前記第２信号変換手段で復調した指令信号に基づいて前記第２駆動手段を制御して前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナを微調整する制御手段と、前記移動中継車に設けられ、屈曲及び伸縮可能で旋回可能な多関節ブームとを備え、前記第１操作盤は、前記第１駆動手段を制御して前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナを前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナに向けることができるように設けられており、前記第２操作盤は、前記第２駆動手段を制御して前記第２ミリ波通信ユニットのアンテナを前記第１ミリ波通信ユニットのアンテナに向けることができるように設けられており、前記電界指示計は、前記第１ミリ波通信ユニットが受信する前記第２ミリ波通信ユニットからの電波の電界強度を表示することができるように設けられており、前記多関節ブームはその先端に支持台を備え、その支持台は前記第２ミリ波通信ユニット及び雲台を支持するように設けられており、前記第１及び第２向き合わせ用カメラはズーム機構を備え、前記各ズーム機構は前記第１または第２操作盤によりズーミィング制御されるように設けられているものである。
【０００９】
【作用】
本発明においては、コントロールセンタ側では第１モニタを見ながら第１操作盤を操作して第１駆動手段を俯仰方向及び水平方向に作動させることにより、第１向き合わせ用カメラを第２ミリ波通信ユニットのアンテナに向け、同様にして、移動中継車側では第２モニタを見ながら第２操作盤を操作して第２駆動手段を俯仰方向及び水平方向に作動させることにより、第２向き合わせ用カメラを第１ミリ波通信ユニットのアンテナに向け、しかる後、電界指示計が指示するレベル値を見ながら、第１操作盤を再操作してアンテナの向きを俯仰方向及び水平方向に微調整し、該アンテナの向きを第２ミリ波通信ユニットのアンテナに合わせる。よって、アンテナの向き調整に高所作業がなくなり、その調整作業が容易になるとともに、調整時間も大幅に短縮し得る。
【００１０】
また、本発明においては、コントロールセンタ側の遠隔操作盤を操作して移動中継車側の第２ミリ波通信ユニットを遠隔操作で微調整することにより、第１及び第２ミリ波通信ユニットのアンテナ同士の向き合わせ調整をコントロールセンタ側から行うことができ、その向き合わせ調整の人的コストを低減できる。
また、本発明においては、携帯無線機を利用して第１及び第２ミリ波通信ユニットのアンテナ同士の向き合わせ調整を両側のオペレータによって行うことができる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る通信用アンテナの向き調整装置を備えた基地局及び移動中継局の概略構成図である。
図１において、１は基地局を構成するコントロールセンタ、３は中継局を構成する移動中継車である。
コントロールセンタ１は、現場事務所等の建物５に設けられるもので、この建物５は作業現場のエリヤから離れた安全な場所で、かつ、移動中継車３を見通せる場所に設置される。また、移動中継車３はコントロールセンタ１間とのミリ波通信によるパソリンク回線が確立でき、かつ危険な作業現場内で動作するバックフォーやブルドーザやパワーショベル等の無人作業機械、クローラダンプやホイールダンプ等の無人運搬機械、その他の作業車との無線通信が可能な作業現場外または危険エリヤの境界線外に配設される。
【００１２】
前記コントロールセンタ１を構成する建物５の屋上には、送受信可能な５０Ｇｚ帯域のミリ波通信ユニット（別称、簡易無線機）７が雲台９を介して設置されている。雲台９は俯仰方向に傾動可能になっているとともに水平方向に回転可能に構成され、さらに俯仰方向の駆動手段９ａ及び水平方向の駆動手段９ｂを備える。また、ミリ波通信ユニット７は、その前部にパラボラアンテナ７ａを備え、上部には向き合わせ用カメラ１１が一体に設置され、この向き合わせ用カメラ１１の向きはパラボラアンテナ７ａの電波放射方向と一致している。
【００１３】
また、前記コントロールセンタ１は、アンテナ向き合わせ用モニタ１３、向き合わせ用カメラ１１のズーミング操作を兼ねたアンテナ向き合わせ用の操作盤１５、後述する移動中継車３のミリ波通信ユニット４１の向きを遠隔操作する遠隔操作盤１７、移動中継車３のミリ波通信ユニット４１から到来する電波の電界強度を表示する電界指示計１９を備える。
前記向き合わせ用カメラ１１は、通信ケーブル２１を介して向き合わせ用モニタ１３に接続され、向き合わせ用カメラ１１により撮像された画像がモニタ１３に映し出される。
また、前記操作盤１５には信号ケーブル２３を介して雲台９及び向き合わせ用カメラ１１を制御する制御部２５が接続され、この制御部２５には雲台９の俯仰用駆動手段９ａ及び水平用駆動手段９ｂが接続され、更に向き合わせ用カメラ１１のズーム駆動部（不図示）が接続されている。
また、前記遠隔操作盤１７には、その操作により発生するアンテナ向き合わせ指令信号を送信信号に変調する信号変換部２７が接続され、この信号変換部２７は同軸ケーブル２９を介してミリ波通信ユニット７に接続されている。
電界指示計１９は、ミリ波通信ユニット４１から到来する電波を受信して検波する電界測定用受信機３１に接続され、この受信機３１は同軸ケーブル３３を介してミリ波通信ユニット７に接続されている。
【００１４】
前記移動中継車３は、運転者による走行が可能に構成されているとともに、車体３０１上には、屈曲及び伸縮可能な多関節ブーム３０３が旋回可能に設置され、この多関節ブーム３０３の先端には支持台３０５が水平に設置されている。
前記支持台３０５上には、送受信可能な５０Ｇｚ帯域のミリ波通信ユニット（別称、簡易無線機）４１が雲台４３を介して設置されている。雲台４３は俯仰方向に傾動可能になっているとともに水平方向に回転可能に構成され、さらに俯仰方向の駆動手段４３ａ及び水平方向の駆動手段４３ｂを備える。また、ミリ波通信ユニット４１は、その前部にパラボラアンテナ４１ａを備え、上部には向き合わせ用カメラ４５が一体に設置され、この向き合わせ用カメラ４５の向きはパラボラアンテナ４１ａの電波放射方向と一致している。
【００１５】
また、前記移動中継車３は、アンテナ向き合わせ用モニタ４７、向き合わせ用カメラ４５のズーミング操作を兼ねたアンテナ向き合わせ用の操作盤４９を備える。
前記向き合わせ用カメラ４５は、通信ケーブル５１を介して向き合わせ用モニタ４７に接続され、向き合わせ用カメラ４５により撮像された画像がモニタ４７に映し出される。
また、前記操作盤４９には信号ケーブル５３を介して雲台４３及び向き合わせ用カメラ４５を制御する制御部５５が接続され、この制御部５５には雲台４３の俯仰用駆動手段４３ａ及び水平用駆動手段４３ｂが接続され、更に向き合わせ用カメラ４５のズーム駆動部（不図示）が接続されている。
更に、移動中継車３は、ミリ波通信ユニット４１で受信したコントロールセンタ１からのアンテナ向き合わせ指令信号を操作信号に復調する信号変換部５７と、復調された信号に基づいて雲台４３の俯仰用駆動手段４３ａ及び水平用駆手段４３ｂを制御する制御部５９を備える。なお、６１は移動中継車３上の各機器に電源を供給するジェネレータであり、このジェネレータ６１は車体３０１上に設置されている。
【００１６】
また、図１において、コントロールセンタ１及び移動中継車３には、それぞれのオペレータが使用する携帯無線機７１、７３が設置され、この各携帯無線機７１、７３はコントロールセンタ１からの指示に従って移動中継車３側のミリ波通信ユニット４１のアンテナ４１ａをコントロールセンタ１側のミリ波通信ユニット７のアンテナ７ａに操作盤４９の操作で向き合わせる時に使用される。
【００１７】
次に上記のように構成された本実施例の動作について説明する。
移動中継車３を所定の場所に移動した後、多関節ブーム３０３を伸長して支持台３０５を所定の高さに設定し、移動中継車３上の各種機器を作動状態にし、かつコントロールセンタ１の各種機器も作動状態にする。
かかる状態において、向き合わせ用カメラ４５で撮像された映像を向き合わせ用モニタ４７の画面上で見ながら、操作盤４９を操作して向き合わせ用カメラおよびミリ波通信用の雲台４３を俯仰方向及び水平方向に作動させ、向き合わせ用カメラ４５によりコントロールセンタ１側のミリ波通信ユニット７のアンテナ７ａが写し込まれるようにする。これにより、そのアンテナ４７ａをコントロールセンタ１のミリ波通信ユニット７のアンテナ７ａに向い合せ、必要に応じて、操作盤４９を操作することにより向き合わせ用カメラ４５をズーミィングする。
【００１８】
一方、コントロールセンタ１においても、向き合わせ用モニタ１３を見ながら、操作盤１５を操作して向き合わせ用カメラ１１およびミリ波通信ユニット７の雲台９を俯仰方向及び水平方向に動かし、向き合わせ用カメラ１１により移動中継車３側のミリ波通信ユニット４１のアンテナ４１ａが写し込まれるようにする。これにより、そのアンテナ４１ａを移動中継車３のミリ波通信ユニット４１のアンテナ４１ａに向い合せ、必要に応じて、操作盤１５を操作することにより向き合わせ用カメラ１１をズーミィングする。この操作で両アンテナ７ａと４１ａとが大まかに向き合わされる。
【００１９】
次に、移動中継車３のミリ波通信ユニット４１から測定用の電波を発射し、この電波をコントロールセンタ１のミリ波通信ユニット７で受信することにより、その受信信号を電界測定用受信機３１に取り込んで検波し、電界指示計１９に出力して、電界強度をレベル表示する。ここで、コントロールセンタ１側のオペレータは、電界指示計１９が予め定めたレベル値を指示しているかを視認し、予め定めたレベル値を指示していないときは、両アンテナ７ａと４１ａが正確に向き合わされていないと判断して、電界指示計１９が指示するレベル値を見ながら、操作盤１５を再操作し、雲台９の駆動手段９ａ，９ｂを制御してアンテナ７ａの向きを俯仰方向及び水平方向に微調整し、アンテナ７ａの向きをアンテナ４１ａに合わせる。
【００２０】
また、コントロールセンタ１側のアンテナ７ａの向きを微調整しても予め決められた電界強度のレベル値が得られない場合は、遠隔操作盤１７を操作して移動中継車３側のミリ波通信ユニット４１を遠隔操作により微調整する。即ち遠隔操作盤１７が操作されると、その向き合わせ指令信号は信号変換部２７により送信信号に変調され、ミリ波通信ユニット７から移動中継車３に向け送信される。移動中継車３では、そのミリ波通信ユニット４１により受信し、その受信信号を信号変換部５７で復調して制御部５９に出力し、この制御部５９により雲台４３の駆動手段４３ａ，４３ｂを制御してアンテナ４１ａの向きを、電界指示計１９が指示するレベル値を見ながら、コントロールセンタ１から遠隔操作により微調整して、アンテナ４１ａの向きをアンテナ７ａに合わせる。
【００２１】
このようにして、互いのアンテナの放射軸線を一致させることにより、互いに向き合った双方のミリ波通信ユニット７、４１によりパソリンク回線を形成し、このパソリンク回線を通じて、コントロールセンタ１と移動中継車３間の種々の通信が可能になる。
【００２２】
従って、上述のような本実施例においては、互いのミリ波通信用アンテナ７ａと４１ａとを向き合わせる場合、コントロールセンタ１側ではモニタ１３を見ながら操作盤１５を操作して雲台９を俯仰方向及び水平方向に作動させることにより、向き合わせ用カメラ１１を移動中継車３のミリ波通信用アンテナ４１ａに向け、同様にして、移動中継車３側ではモニタ４７を見ながら操作盤４９を操作して雲台４３を俯仰方向及び水平方向に作動させることにより、向き合わせ用カメラ４５をコントロールセンタ１のミリ波通信用アンテナ７ａに向け、しかる後、電界指示計１９が指示するレベル値を見ながら、操作盤１５を再操作してアンテナ７ａの向きを俯仰方向及び水平方向に微調整し、アンテナ７ａの向きをアンテナ４１ａに合わせる構成にしたから、アンテナの向き調整に高所作業がなくなり、その調整作業が容易になるとともに、調整時間も大幅に短縮することができる。
また、本実施例においては、コントロールセンタ１側のアンテナ７ａの向きを微調整しても予め決められた電界強度のレベル値が得られない場合は、遠隔操作盤１７を操作して移動中継車３側のミリ波通信ユニット４１を遠隔操作で微調整することにより、パソリンク回線を形成するミリ波通信用アンテナ７ａと４１ａとの向き合わせ調整をコントロールセンタ側から行うことができ、その向き合わせ調整の人的コストを低減できる。
【００２３】
次に、携帯無線機７１、７３を利用してアンテナの向きを微調整する場合について述べる。
この場合は、コントロールセンタ１及び移動中継車３側において、それぞれの操作盤１５、４９を操作してそれぞれのカメラ１１、４５を相手側のアンテナに向けた後、コントロールセンタ１側では、電界指示計１９が指示するレベル値を見ながら、操作盤１５を操作してアンテナ７ａの向きを微調整するとともに、携帯無線機７１からコントロールセンタ１側の音声により移動中継車３側に微調整指示を送る。移動中継車３側では、この指示を携帯無線機７３で受信することにより、移動中継車３側のオペレータは音声による指示に従って操作盤４９を操作し、アンテナ４１ａの向きを微調整する。この微調整の結果は、電界指示計１９に表示される。
【００２４】
このような本実施例においては、携帯無線機を利用してパソリンク回線を形成するミリ波通信用アンテナ７ａと４１ａとの向き合わせ調整を両側のオペレータによって行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コントロールセンタ側では第１モニタを見ながら第１操作盤を操作して第１駆動手段を俯仰方向及び水平方向に作動させることにより、第１向き合わせ用カメラを移動中継車の第２ミリ波通信ユニットのアンテナに向け、同様にして、移動中継車側では第２モニタを見ながら第２操作盤を操作して第２駆動手段を俯仰方向及び水平方向に作動させることにより、第２向き合わせ用カメラをコントロールセンタの第１ミリ波通信ユニットのアンテナに向け、しかる後、電界指示計が指示するレベル値を見ながら、第１操作盤を再操作してアンテナの向きを俯仰方向及び水平方向に微調整し、該アンテナの向きを第２ミリ波通信ユニットのアンテナに合わせる。従って、アンテナの向き調整に高所作業がなくなり、その調整作業が容易になるとともに、調整時間も大幅に短縮し得る。
【００２６】
また、本発明によれば、コントロールセンタ側の遠隔操作盤を操作して移動中継車側の第２ミリ波通信ユニットを遠隔操作で微調整することにより、第１及び第２ミリ波通信ユニットのアンテナ同士の向き合わせ調整をコントロールセンタ側から行うことができ、その向き合わせ調整の人的コストを低減できる。
また、本発明によれば、携帯無線機を利用して第１及び第２ミリ波通信ユニットのアンテナ同士の向き合わせ調整を両側のオペレータによって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る通信用アンテナの向き調整装置を備えた基地局及び移動中継局の概略構成図である。
【符号の説明】
１  コントロールセンタ
３  移動中継車
７  ミリ波通信ユニット
７ａ  アンテナ
９  雲台
９ａ，９ｂ  駆動手段
１１  向き合わせ用カメラ
１３  向き合わせ用モニタ
１５  操作盤
１７  遠隔操作盤
１９  電界指示計
２５  制御部
２７  信号変換部
３１  受信機
４１  ミリ波通信ユニット
４１ａ  アンテナ
４３  雲台
４３ａ，４３ｂ  駆動手段
４５  向き合わせ用カメラ
４７  向き合わせ用モニタ
４９  操作盤
５５  制御部
５７  信号変換部
５９  制御部
７１，７３  携帯無線機
【図１】
0003717003.tif 000002