(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックホウやブルトーザなどの建設機械にテレビカメラを搭載し、前記テレビカメラで撮像した映像を遠隔場所でモニタテレビに表示させ、このモニタテレビの表示映像を見て、前記建設機械に特定の作業を行うように指示する建設機械用遠隔操作装置において、
前記テレビカメラの設置位置から、前記モニタテレビの表示映像上で指定した特定点までの距離を測定する測距機を前記建設機械に搭載し、
前記テレビカメラと前記測距機は、３次元方向に移動が可能な雲台にそれぞれ支持されており、これらの雲台の移動を、前記テレビカメラ用ないしは測距機用雲台操作部を介して連動制御するとともに、
前記モニタテレビに接続され、当該モニタテレビに表示されている映像上の特定点を指定する位置指定手段を設け、
前記位置指定手段で指定した前記特定点の位置座標値を求めて、前記測距機用雲台制御部に送出して、前記特定点と前記測距機による測距点とが一致するように制御することを特徴とする建設機械用遠隔操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機械用遠隔操作装置に関し、特に、建設機械に遠隔操作で作業を行わせる場合に、作業を正確に指示することができる遠隔操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
雲仙普賢岳や北海道のトンネル崩落事故などの災害現場で、二次災害が発生する惧れがあって、人力による除石作業などができない場合の対策として、バックホウやブルトーザなどの建設機械を遠隔操作することによりこのような作業を行うことが要請されている。
【０００３】
このような遠隔操作が可能な建設機械では、例えば、特開平８−７４２９６号公報に開示されているように、建設機械にテレビカメラを搭載し、前記テレビカメラで撮像した映像を遠隔場所でモニタテレビに表示させ、このモニタテレビの表示映像を見て、建設機械を遠隔操作する。
【０００４】
しかしながら、このように構成された遠隔操作装置には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、テレビカメラに表示された映像情報は、一般的に、遠近感が乏しいので、例えば、砕石に打撃を加える場合に、正確に打撃位置を決めることが難しい。
【０００６】
このような問題に対しては、例えば、複数台のテレビカメラを建設機械に搭載して、別の角度から撮像した映像を重ね合わせて表示することで、遠近感を向上させることも可能ではあるが、仮に、遠近感を向上させたとしても、打撃位置までの距離がわからないので、砕石に正確に打撃を加えるためには、打撃操作を複数回繰返す試行錯誤を行わなければならなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、建設機械に遠隔操作で作業を行わせる場合に、的確な作業を迅速に行わせることが可能な建設機械用遠隔操作装置を提供することにある。
【０００８】
【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、バックホウやブルトーザなどの建設機械にテレビカメラを搭載し、前記テレビカメラで撮像した映像を遠隔場所でモニタテレビに表示させ、このモニタテレビの表示映像を見て、前記建設機械に特定の作業を行うように指示する建設機械用遠隔操作装置において、前記テレビカメラの設置位置から、前記モニタテレビの表示映像上で指定した特定点までの距離を測定する測距機を前記建設機械に搭載し、前記テレビカメラと測距機は、３次元方向に移動が可能な雲台にそれぞれ支持されており、これらの雲台の移動を、テレビカメラ用ないしは測距機用操作部を介して連動制御するとともに、前記モニタテレビに接続され、当該モニタテレビに表示されている映像上の特定点を指定する位置指定手段を設け、前記位置指定手段で指定した前記特定点の位置座標値を求めて、前記測距機用雲台制御部に送出して、前記特定点と前記測距機による測距点とが一致するように制御するようにした。
このように構成した建設機械用遠隔操作装置によれば、テレビカメラの設置位置から、モニタテレビの表示映像上で指定した特定点までの距離を測定する測距機を建設機械に搭載しているので、的確な作業を建設機械に行わせることができる。
前記テレビカメラと測距機は、３次元方向に移動が可能な雲台にそれぞれ支持されており、これらの雲台の移動を、テレビカメラ用ないしは測距機用操作部を介して連動制御するので、連動制御したときには、測距機は、テレビカメラと同じ方向を指向しているので、モニタテレビの表示映像上で特定点を指示した際に、より早期に特定点までの測距が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は、本発明にかかる建設機械用遠隔操作装置の一実施例を示している。
【００１０】
同図に示した実施例は、本発明をバックホウ１０に適用した場合を示している。バックホウ１０は、図２にその全体を示すように、車両１２と、車両１２に揺動自在に取付けられたブーム１４と、ブーム１４に揺動自在に支持されたアーム１６およびアーム１６の先端に揺動自在に支持されたバケット１８とを備えている。
【００１１】
車両１２は、その両側下部に配置された一対の右，左クローラ２０，２２により前後方向に走行するようになっている。なお、車両１２とクローラ２０，２２との間には、旋回機構１３が介装されていて、旋回機構１３を駆動することにより、車両１２は、ブーム１４とともに左右方向に旋回する。ブーム１４は、ブームジャッキ２４の伸縮駆動により、先端側が上下方向への移動動作をする。
【００１２】
アーム１６は、アームジャッキ２６の伸縮駆動により、前方側に押す動作と、手前側に引く動作をする。バケット１８は、バケットジャッキ２８の伸縮駆動により、掘削動作と、ダンプ動作（払い出し）とを行う。
【００１３】
バックホウ１０には、このようなブーム１４ないしはアーム１６の動作や、車両１２の走行を制御するための油圧駆動制御部３０が搭載されている。遠隔操作装置は、図１に全体構成をブロック図で示すように、信号伝送部３４と、遠隔操作部３６とを備えている。
【００１４】
信号伝送部３４は、本実施例の場合には、パラボラアンテナを備え、多重通信が可能な一対のミリ波（５０ＧＨｚ）簡易無線伝送装置３４ａ，３４ｂを有しており、一方の簡易無線伝送装置３４ａがバックホウ１０側に搭載され、他方の簡易無線伝送装置３４ｂは、相互に無線通信が可能な範囲内でバックホウ１０から離れた遠隔場所に設置される。
【００１５】
この場合、ミリ波簡易無線伝送装置３４ａ，３４ｂは、指向性が急峻なため、固定側の簡易無線伝送装置３４ａと移動側の簡易無線伝送装置３４ｂとが常時直視対向している必要がある。
【００１６】
このため移動側の簡易無線伝送装置３４ｂをバックホウ１０の近傍に設置するか、または、バックホウ１０に搭載して、バックホウ１０の移動に伴い、常に固定側の簡易無線伝送装置３４ａと対向するようにトラッキングさせる。
【００１７】
なお、本発明の実施では、このミリ波無線伝送装置３４ａ，３４ｂに限られることはなく、有線ケーブルや公衆回線，ＩＳＤＮ回線などを利用して信号伝送部３４を構成することもできる。
【００１８】
バックホウ１０に搭載された簡易無線伝送装置３４ａには、バックホウ１０に搭載されたテレビカメラ３８，測距機４０，油圧駆動制御部３０が接続されている。
【００１９】
テレビカメラ３８は、前後方向に移動可能なズーム機構を備え、水平方向（チル方向）と上下方向（パン方向）に移動可能な雲台（図示省略）に支持されており、この雲台は、簡易無線伝送装置３４ａに接続された雲台制御部４２により、任意の方向に移動させることができる。
【００２０】
測距機４０は、例えば、レーザ光線をターゲットに照射して、その反射光を受光することで、測距機４０の設置位置からターゲットまでの間の距離を自動的に測距するものであり、テレビカメラ３８と同様に、水平方向（チル方向）と上下方向（パン方向）に移動可能な雲台（図示省略）に支持されており、この雲台は、簡易無線伝送装置３４ａに接続された雲台制御部４４により、任意の方向に移動させることができる。
【００２１】
なお、テレビカメラ３８と測距機４０との配置関係は、例えば、同一水平面上にあって、水平方向の離間距離が予め求められている。
【００２２】
一方、遠隔操作部３６は、簡易無線伝送装置３４ｂに接続されたモニタテレビ４６，テレビカメラ用雲台操作部４８，測距機用雲台操作部５０，機械操作部５２とを備えている。
【００２３】
モニタテレビ４６は、テレビカメラ３８からの送出信号を受けて、現在テレビカメラ３８が撮影している個所の映像を表示するものであって、このモニタテレビ４６には、表示されている映像上の特定点を指定することができる位置指定手段５２が接続されている。
【００２４】
この位置指定手段５２で指定した特定点の位置座標値は、モニタテレビ４６の表示上から求められ、測距機用雲台操作部５０に送出される。また、この位置指定手段５２で指定した位置は、モニタテレビ４６上に点表示され、例えば、測距機４０に、測定対象が肉眼で判るようなターゲットマーカー機能があるものを用いると、遠隔制御によりテレビモニタ４６を見ながら、希望の測距点にマーカーが当たるように、すなわち、位置指定手段５２の指定点と測距点とが一致するように制御することができる。
【００２５】
テレビカメラ用雲台操作部４８は、例えば、ジョイステックスイッチなどで構成されていて、ステックを前後ないしは左右方向に操作することにより、信号伝送部３４を介して、その操作信号が雲台制御部４２に送出され、雲台に支持されたテレビカメラ３８を、水平方向（チル方向），上下方向（パン方向）の任意の方向に向ける。
【００２６】
測距機用雲台操作部５０は、テレビカメラ用雲台操作部４８と同様に、ジョイステックスイッチなどで構成されていて、ステックを前後ないしは左右方向に操作することにより、信号伝送部３４を介して、その操作信号が雲台制御部４４に送出され、雲台に支持された測距機４０を、水平方向（チル方向），上下方向（パン方向）の任意の方向に向ける。
【００２７】
この場合、本実施例では、テレビカメラ用雲台操作部４８と測距機用雲台操作部５０とが連動して操作されるようになっていて、例えば、テレビカメラ用雲台操作部４８を操作すると、同じ操作信号が雲台制御部４４に送出され、テレビカメラ３８と測距機４０とが、同じ方向に向くようにしている。
【００２８】
機械操作部５２は、右，左クローラ２０，２２を前後方向に走行させる信号，ブーム１４の先端側を上下方向へ移動動作させる信号，アーム１６を前方側に押す動作および手前側に引く動作をさせる信号，バケット１８の掘削動作およびダンプ動作（払い出し）とを行なわせる信号，車両１２を左右方向に旋回させる動作信号を、信号伝送部３４を介して油圧駆動制御部３０に送出する。
【００２９】
次に、上記構成の遠隔操作装置を使用してバックホウ１０に所定の作業を行わせる方法について説明する。いま例えば、モニタテレビ４６に砕石が表示されていて、この砕石にバケット１８により打撃を加える作業を行わせるとすれば、まず、モニタテレビ４６に表示されている砕石の中心を位置指定手段５２で指定する。
【００３０】
指定された砕石の中心座標値は、所定の演算処理により求められ、測距機用雲台操作部５０に入力され、この入力を受けた雲台操作部５０は、その情報を操作信号として雲台制御部４４に送出する。
【００３１】
このような操作信号を受けた雲台制御部４４は、操作信号に基づいて測距機４０を砕石の中心に向け、測距機４４は、砕石の中心までの距離を測定する。このようにして測定された距離値は、信号伝送部３４を介して、遠隔操作部３６に伝送され、例えば、テレビモニタ４６に表示される。
【００３２】
測距機４４から砕石中心までの距離が求められると、この距離に基づいて、長さおよび配置関係が既知のブーム１４およびアーム１６の角度が演算され、この演算値に適合するように機械操作部５２から油圧制御部３０に信号が送出され、バケット１８を砕石の中心に一致させる動作を行わせた後に、バケット１８を降下させて砕石に打撃が加えられる。
【００３３】
このようにしてバックホウ１０を遠隔操作すると、砕石の中心にバケット１８により正確に打撃を加えることができる。
【００３４】
さて、以上のように構成された建設機械用遠隔操作装置によれば、テレビカメラ３８の設置位置から、モニタテレビ４６の表示映像上で指定した特定点までの距離を測定する測距機４０を建設機械（バックホウ１０）に搭載しているので、的確な作業を建設機械に行わせることができる。
【００３５】
また、本実施例の場合には、テレビカメラ３８と測距機４０は、３次元方向に移動が可能な雲台にそれぞれ支持されており、これらの雲台の移動を連動制御するので、測距機４０は、テレビカメラ３８と同じ方向を指向しており、モニタテレビ４６の表示映像上で特定点を指示した際に、より早期に特定点までの測距が可能になる。
【００３６】
なお、上記実施例では、本発明をバックホウ１０に適用した場合を例示したが、本発明の実施はこれに限定されることはなく、例えば、遠隔地にある溶岩などの高温物質の温度を測定したい場合には、測距機４０とともに、雲台に支持された赤外線放射温度計を併設すると、位置指定手段５２で指定した特定点の温度を測定することもできる。
【００３７】
また、本発明の遠隔制御装置は、建設機械に適用することだけでなく、例えば、遠隔距離監視装置，遠隔温度監視装置，遠隔凹凸監視装置などの測定システムとして利用することができる。この場合の信号授受は、電話回線などを使用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる建設機械用遠隔操作装置によれば、建設機械に遠隔操作で作業を行わせる場合に、的確な作業を迅速に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる建設機械用遠隔操作装置の一実施例を示す全体構成ブロック図である。
【図２】図１の遠隔操作装置が適用されるバックホウの外観斜視図である。
【符号の説明】
１０                バックホウ
１２                車両
１４                ブーム
１６                アーム
１８                バケット
３４                信号伝送部
３６                遠隔操作部
３８                テレビカメラ
４０                測距機
４６                モニタテレビ
４８                テレビカメラ用雲台操作部
５０                測距機用雲台操作部
５２                機械操作部
５４                位置指定手段
【図１】
0003572890.tif 000002
【図２】
0003572890.tif 000003