(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業部を備えた作業機械を操作席に設けたコントローラにより無線で遠隔操作する遠隔操作システムであって、
前記作業機械に設けられ、前記作業部を撮影するカメラと、
前記操作席に設けられ、前記カメラの映像信号が無線で伝送されるモニタと、
前記作業機械に設けられ、前記作業部の線画を作成するために必要な線画作成用データを作成する線画作成用データ作成手段と、
前記操作席に設けられ、無線で伝送された前記線画作成用データに基づいて前記カメラの撮影映像の前記作業部に対応した位置に前記作業部の線画を作成する線画作成手段と、
前記作業機械に設けられ、前記作業部が作業により生じた振動を検出する振動検出センサと、
前記操作席に設けられ、前記振動検出センサの検出信号が無線で伝送される振動発生手段とを有し、
前記線画作成手段が作成した線画を前記カメラの撮影映像に重ねて前記モニタに表示させるとともに、前記振動検出センサが前記作業部の作業による振動を検出したときに、前記振動発生手段により前記操作席に振動が加えられることを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項２】
作業部を備えた作業機械を操作席に設けたコントローラにより無線で遠隔操作する遠隔操作システムであって、
前記作業機械に設けられ、前記作業部を撮影するカメラと、
前記操作席に設けられ、前記カメラの映像信号が無線で伝送されるモニタと、
前記作業機械に設けられ、前記カメラの撮影映像の前記作業部に対応した位置に前記作業部の線画を作成する送信用線画作成手段と、
前記作業機械に設けられ、前記作業部が作業により生じた振動を検出する振動検出センサと、
前記操作席に設けられ、前記振動検出センサの検出信号が無線で伝送される振動発生手段とを有し、
前記送信用線画作成手段が作成した線画を無線で前記モニタに伝送して前記カメラの撮影映像に重ねて前記モニタに表示させるとともに、前記振動検出センサが前記作業部の作業による振動を検出したときに、前記振動発生手段により前記操作席に振動が加えられることを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の遠隔操作システムにおいて、
前記振動発生手段が前記コントローラに振動を加えることを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項４】
請求項１または２に記載の遠隔操作システムにおいて、
前記振動発生手段が前記操作席の座席部分に振動を加えることを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠隔操作システムにおいて、
ＨＳＰＡ回線網に無線で接続される電話系無線通信端末により前記作業機械と前記操作席との間の無線通信を行うことを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項６】
請求項５記載の遠隔操作システムにおいて、
前記電話系無線通信端末はモバイルルータであることを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠隔操作システムにおいて、
ＨＳＰＡ回線網に無線で接続される電話系無線通信端末と前記ＨＳＰＡ回線網に有線で接続される電話系有線通信端末とにより前記作業機械と前記操作席との間の無線通信を行うことを特徴とする遠隔操作システム。
【請求項８】
請求項７記載の遠隔操作システムにおいて、
前記電話系無線通信端末はモバイルルータであり、前記電話系有線通信端末はブロードバンドルータであることを特徴とする遠隔操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の作業機械をコントローラにより無線で遠隔操作して無人で作業を行わせる遠隔操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震や自然災害の災害復旧現場、原子力発電所の事故発生現場などでは、２次災害発生のおそれがあるため、作業者を現場に派遣して作業させることは困難である。そのため、従来から、このような現場での作業には建設機械等の作業機械をコントローラにより無線で遠隔操作するようにした遠隔操作システムが用いられている（例えば特許文献１）。作業現場に配置した作業機械をコントローラで遠隔操作することにより、作業者を現場に派遣することなく無人で復旧作業等を行うことができる。
【０００３】
このような遠隔操作システムでは、現場から離れたコントロールルームに作業機械を操作するための操作席が設けられ、この操作席にコントローラが設けられる。コントローラが操作されると、その操作信号が無線で作業機械に伝送され、作業機械はコントローラの操作に応じて作動する。例えば、作業機械としてバックホーを用いた場合には、コントローラの操作により作業部としてのショベル（バケット）を動作させて土壌の掘削や横撥ね作業を無人で行うことができる。また、作業機械には作業部を撮影するカメラが搭載されており、このカメラの映像信号は操作席に設けられたモニタに無線で伝送される。これにより、操作者はモニタに表示された作業部の映像を見ながらコントローラを用いて作業機械を遠隔操作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような遠隔操作システムでは、コントローラが発信する操作信号は信号データが小さく、無線により僅かなタイムラグで作業機械に伝送されるので、コントローラの操作により作業機械をタイムラグなく操作することができる。
【０００６】
これに対し、作業部を映すカメラの映像信号はコントローラの操作信号よりも信号のデータ量が大きいので、無線により伝送されてモニタに表示されるまでのタイムラグはコントローラの操作により作業機械が動作するまでのタイムラグよりも大きくなる。そのため、作業部が動作すると、モニタには実際の作業部の位置に対してずれた位置に作業部が表示される「画像遅れ」が生じることになる。画像遅れが生じると、操作者はこの画像遅れを考慮して作業機械の操作を行なわなければならないので、この遠隔操作システムを用いた作業の能率が低下することになる。
【０００７】
本発明の目的は、画像遅れによる作業性の低下を補完して能率よく作業を行うことができる遠隔操作システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の遠隔操作システムは、作業部を備えた作業機械を操作席に設けたコントローラにより無線で遠隔操作する遠隔操作システムであって、前記作業機械に設けられ、前記作業部を撮影するカメラと、前記操作席に設けられ、前記カメラの映像信号が無線で伝送されるモニタと、前記作業機械に設けられ、前記作業部の線画を作成するために必要な線画作成用データを作成する線画作成用データ作成手段と、前記操作席に設けられ、無線で伝送された前記線画作成用データに基づいて前記カメラの撮影映像の前記作業部に対応した位置に前記作業部の線画を作成する線画作成手段と、前記作業機械に設けられ、前記作業部が作業により生じた振動を検出する振動検出センサと、前記操作席に設けられ、前記振動検出センサの検出信号が無線で伝送される振動発生手段とを有し、前記線画作成手段が作成した線画を前記カメラの撮影映像に重ねて前記モニタに表示させるとともに、前記振動検出センサが前記作業部の作業による振動を検出したときに、前記振動発生手段により前記操作席に振動が加えられることを特徴とする。また、本発明の遠隔操作システムは、作業部を備えた作業機械を操作席に設けたコントローラにより無線で遠隔操作する遠隔操作システムであって、前記作業機械に設けられ、前記作業部を撮影するカメラと、前記操作席に設けられ、前記カメラの映像信号が無線で伝送されるモニタと、前記作業機械に設けられ、前記カメラの撮影映像の前記作業部に対応した位置に前記作業部の線画を作成する送信用線画作成手段と、前記作業機械に設けられ、前記作業部が作業により生じた振動を検出する振動検出センサと、前記操作席に設けられ、前記振動検出センサの検出信号が無線で伝送される振動発生手段とを有し、前記送信用線画作成手段が作成した線画を無線で前記モニタに伝送して前記カメラの撮影映像に重ねて前記モニタに表示させるとともに、前記振動検出センサが前記作業部の作業による振動を検出したときに、前記振動発生手段により前記操作席に振動が加えられることを特徴とする。
【０００９】
本発明の遠隔操作システムは、前記振動発生手段が前記コントローラに振動を加えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の遠隔操作システムは、前記振動発生手段が前記操作席の座席部分に振動を加えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の遠隔操作システムは、ＨＳＰＡ回線網に無線で接続される電話系無線通信端末により前記作業機械と前記操作席との間の無線通信を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明の遠隔操作システムは、前記電話系無線通信端末はモバイルルータであることを特徴とする。
【００１５】
本発明の遠隔操作システムは、ＨＳＰＡ回線網に無線で接続される電話系無線通信端末と前記ＨＳＰＡ回線網に有線で接続される電話系有線通信端末とにより前記作業機械と前記操作席との間の無線通信を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明の遠隔操作システムは、前記電話系無線通信端末はモバイルルータであり、前記電話系有線電話端末はブロードバンドルータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、作業機械の作業部が作業により振動を生じたときに操作席に振動が加えられるので、モニタの表示に画像遅れが生じても、操作者は操作席に加えられる振動により作業部の実際の位置を推測ないし認識することができる。したがって、操作者は、操作席に加えられる振動に基づきモニタの画像遅れを補完しながら作業部の操作を行うことができる。これにより、この遠隔操作システムを用いて能率良く作業を行うことができる。
【００１８】
本発明によれば、作業部の線画を作成するために必要な線画作成用データを作業機械から操作席に無線で伝送し、この線画作成用データに基づいて線画作成手段によりカメラの撮影映像の作業部に対応した位置に作業部の線画を作成し、その線画をカメラの撮影映像に重ねてモニタに表示するようにしたので、伝送によるタイムラグが小さい線画作成用データに基づいて作成される線画を用いて、より実際の位置に近い位置に作業部を表示することができる。これにより、操作者は、操作席に加えられる振動に加えてモニタに表示された線画に基づき、モニタの画像遅れを補完しながら作業部の操作を行うことができるので、さらに能率良くこの遠隔操作システムを用いた作業を行うことができる。
【００１９】
本発明によれば、カメラの撮影映像の作業部に対応した位置に送信用線画作成手段により作業部の線画を作成し、その線画を無線でモニタに伝送してカメラの撮影映像に重ねてモニタに表示するようにしたので、伝送によるタイムラグが小さい線画を用いて、より実際の位置に近い位置に作業部を表示することができる。これにより、操作者は、モニタの表示に画像遅れが生じても、モニタに表示された線画に基づいてモニタの画像遅れを補完しながら作業部の操作を行うことができる。これにより、操作者は、操作席に加えられる振動に加えてモニタに表示された線画に基づき、モニタの画像遅れを補完しながら作業部の操作を行うことができるので、さらに能率良くこの遠隔操作システムを用いた作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態である遠隔操作システムにより作業現場に配置した作業機械を遠隔操作する様子を示す図である。
【図２】本発明の遠隔操作システムの構成を示す模式図である。
【図３】コントロールルームに配置された操作席を示す図である。
【図４】（ａ）は作業部の動作前のモニタの表示を示す図であり、（ｂ）は作業部を動作させたときのモニタの表示を示す図である。
【図５】図２に示す遠隔操作システムの変形例を示す模式図である。
【図６】図２に示す遠隔操作システムの変形例であって、作業機械の側で作成した線画を無線でモニタに伝送するようにした場合を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
本発明の遠隔操作システムは、例えば、地震や自然災害の災害復旧現場、原子力発電所の事故発生現場など、２次災害発生のおそれがあるために作業者を派遣することが困難な作業現場での作業に適用される。
【００２３】
図１に示すように、本発明の一実施の形態である遠隔操作システム１１は、作業機械１２とコントロールルーム１３とを有している。作業機械１２は作業現場１４に配置され、コントロールルーム１３は作業現場１４から離れた遠隔地に設けられる。本実施の形態では、コントロールルーム１３は作業現場１４から約９５０ｋｍ離れた場所に設けられている。
【００２４】
コントロールルーム１３には操作席１５が設けられており、図２、図３に示すように、操作席１５にはコントローラ１６とモニタ１７とが設けられている。コントローラ１６は操作者に操作される複数の操作レバー１６ａを備えており、操作者はこれらの操作レバー１６ａを操作することにより、作業機械１２を無線で遠隔操作することができる。
【００２５】
図１に示す場合では、作業現場１４に配置される作業機械１２としてバックホー型の油圧ショベル（建設機械）が用いられている。この作業機械１２の作業部１２ａは可動アーム１２ｂの先端に設けられたショベル（バケット）となっており、この作業部１２ａにより土壌の掘削等の作業を行うことができる。
【００２６】
本実施の形態においては、作業現場１４に１つの作業機械１２のみを配置するようにしているが、これに限らず、複数の作業機械１２を同一の作業現場１４に配置し、これらの作業機械１２を対応するコントローラ１６により遠隔操作して複数の作業機械１２を並行に作業させるようにしてもよい。また、作業機械１２としてはバックホー型の油圧ショベルに限らず、例えばブルドーザやホイールローダ等の他の建設機械を用いるようにしてもよい。
【００２７】
図２に示すように、作業機械１２には遠隔操作用の駆動制御装置（受信コントロールユニット）２１が設けられ、コントローラ１６からの操作信号が駆動制御装置２１に入力されると作業機械１２が駆動制御装置２１により駆動制御されてコントローラ１６からの操作信号に応じた動作を行うようになっている。
【００２８】
作業機械１２としては、作業機械１２に遠隔操作用の駆動制御装置２１が一体に組み込まれた遠隔操作専用の作業機械１２を用いてもよく、または、作業者が操作のために搭乗する運転台を備えた作業機械１２にこの作業機械１２とは別ユニットとして設けられた駆動制御装置２１を搭載することにより遠隔操作可能に構成された作業機械１２を用いるようにしてもよい。
【００２９】
コントローラ１６と駆動制御装置２１は特定小電力無線通信を用いたラジオコントロール装置として構成されているが、本実施の形態では、コントローラ１６と駆動制御装置２１とを特定小電力無線通信を用いて直接無線通信させるのではなく、ＨＳＰＡ回線網２２を介して無線通信させるようにしている。
【００３０】
図２に示すように、コントローラ１６と駆動制御装置２１とをＨＳＰＡ回線網２２を介して無線通信させるために、操作席１５には電話系無線通信端末としてのモバイルルータ２３が設けられ、作業機械１２には電話系無線通信端末としてのモバイルルータ２４が設けられている。
【００３１】
コントローラ１６とモバイルルータ２３との間にはメディアコンバータ２５が設けられ、コントローラ１６のインターフェイスから出力された操作信号はメディアコンバータ２５によりモバイルルータ２３に適合した伝送データに変換されてモバイルルータ２３のインターフェイスに入力される。本実施の形態では、コントローラ１６のＲＳ４２２インターフェイスから操作信号が出力され、その操作信号はメディアコンバータ２５によりＲＳ２３２ｃに変換されてモバイルルータのＲＳ２３２ｃインターフェイスに入力される。
【００３２】
駆動制御装置２１とモバイルルータ２４との間にもメディアコンバータ２６が設けられ、モバイルルータ２４のインターフェイスから出力された操作信号はメディアコンバータ２６により駆動制御装置２１に適合した伝送データに戻されて駆動制御装置２１のインターフェイスに入力される。本実施の形態では、操作信号はモバイルルータ２４のＲＳ２３２ｃインターフェイスから出力され、メディアコンバータ２６によりＲＳ４２２に変換されて駆動制御装置２１のＲＳ４２２インターフェイスに入力される。
【００３３】
各モバイルルータ２３，２４は、それぞれ無線によりＨＳＰＡ回線網２２に接続可能となっている。これにより、操作席１５の側のモバイルルータ２３と作業機械１２の側のモバイルルータ２４はＨＳＰＡ回線網２２を介して互いにデータ通信を行うことができる。コントローラ１６が操作されると、その操作信号はコントローラ１６の側つまり操作席１５の側のモバイルルータ２３から出力され、ＨＳＰＡ回線網２２を介して作業機械１２の側のモバイルルータ２４に伝送されて駆動制御装置２１に入力される。
【００３４】
このように、この遠隔操作システム１１では、コントローラ１６と駆動制御装置２１とをＨＳＰＡ回線網２２を介して無線通信させることにより、作業機械１２をコントローラ１６により無線で遠隔操作するようにしている。したがって、コントローラ１６と作業機械１２は、これらがＨＳＰＡ回線網２２に接続可能な場所にあれば、互いにどんなに離れていても、その距離に拘わらず互いに無線通信を行うことができる。
【００３５】
ここで、ＨＳＰＡ（High
Speed Packet Access）回線網２２とは、３ＧＰＰ（Third Generation
Partnership Project）により規定されたＨＳＰＡ規格に準拠した高速無線パケット通信を行う第３．５世代移動通信システムの電話回線網である。高速無線パケット通信はＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）とＨＳＵＰＡ（高速アップリンクパケットアクセス）を含む。このようなＨＳＰＡ回線網２２としては、例えば株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモが提供する「ＦＯＭＡ（登録商標）ハイスピードサービス」、ソフトバンクモバイル株式会社が提供する「３Ｇ  ハイスピード（登録商標）」、イー・モバイル株式会社の提供する「ＥＭモバイル（登録商標）ブロードバンドサービス」などがある。
【００３６】
図２に示すように、作業機械１２には作業部（ショベル）１２ａを撮影するカメラ３１が設けられている。このカメラ３１は動画を撮影するビデオカメラとなっており、このカメラ３１の撮影した映像信号は操作席１５のモニタ１７に無線で伝送される。つまり、操作席１５のモニタ１７にはカメラ３１が撮影した作業機械１２の作業部１２ａが表示される。これにより、操作者はモニタ１７に表示された作業部１２ａの状態を確認しながらコントローラ１６を操作して作業機械１２を遠隔操作することができる。
【００３７】
なお、このカメラ３１は、作業部１２ａの作業状態を撮影することができるように、例えば作業機械１２の運転台等に固定され、または無線でその撮影方向を変更できるように設けられる。
【００３８】
カメラ３１の映像をモニタ１７に無線で伝送するために、カメラ３１はイーサネット（登録商標）によりモバイルルータ２４に接続されている。カメラ３１とモバイルルータ２４との間にはエンコーダ３２が接続され、カメラ３１の映像信号（ビデオカメラ信号：ＮＴＳＣ）はエンコーダ３２によりＨ．２６４（ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ）の圧縮符号化が行われてモバイルルータ２４に入力される。
【００３９】
一方、モニタ１７はイーサネット（登録商標）を介してモバイルルータ２３に接続されている。モバイルルータ２３とモニタ１７との間にはデコーダ３３が接続され、エンコーダ３２より圧縮符号化されたカメラ３１からの伝送データはデコーダ３３により元の映像信号に復元されてモニタ１７に入力される。
【００４０】
モニタ１７に接続されたモバイルルータ２３はＨＳＰＡ回線網２２に接続可能となっているので、カメラ３１の側のモバイルルータ２４とモニタ１７の側のモバイルルータ２３はＨＳＰＡ回線網２２を介して互いにデータ通信を行うことができる。したがって、カメラ３１からの映像信号は、モバイルルータ２４、ＨＳＰＡ回線網２２およびモバイルルータ２３を介して伝送されてモニタ１７に入力される。このように、作業機械１２の作業部１２ａを撮影したカメラ３１の映像信号も、コントローラ１６の操作信号と同様に、ＨＳＰＡ回線網２２を介した無線通信により伝送されてモニタ１７に入力される。
【００４１】
図１に示すように、作業現場１４には、作業機械１２に設けられたカメラ３１とは別に２台のカメラ４１，４２が配置されている。これらのカメラ４１，４２はそれぞれ支持台４３，４４により支持されて作業現場１４に配置されており、作業現場１４に配置された作業機械１２の作業の様子を外方から撮影するようになっている。
【００４２】
支持台４３，４４に支持された各カメラ４１，４２には、作業機械１２に設けられたカメラ３１と同様に、それぞれモバイルルータ４５，４６がイーサネットにより接続されている。また、各カメラ４２，４３とモバイルルータ４５，４６の間にはそれぞれエンコーダ４７，４８が接続され、カメラ４１，４２の映像信号（ビデオカメラ信号：ＮＴＳＣ）はエンコーダ４７，４８によりＨ．２６４（ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ）の圧縮符号化が行われてからモバイルルータ４５，４６に入力されるようになっている。
【００４３】
図２、図３に示すように、これらのカメラ４１，４２に対応したサブモニタ５１，５２がモニタ１７の両脇に位置して操作席１５に配置されている。これらのサブモニタ５１，５２にはそれぞれイーサネットを介してモバイルルータ５３，５４が接続され、モバイルルータ５３，５４とサブモニタ５１，５２との間にはそれぞれデコーダ５５，５６が接続されている。これにより、カメラ４１，４２が撮影した映像信号は、モバイルルータ４５，４６、ＨＳＰＡ回線網２２およびモバイルルータ５３，５４を介して対応するサブモニタ５１，５２に入力され、各サブモニタ５１，５２にそれぞれカメラ４１，４２により撮影された作業機械１２の外方から見た作業の様子が表示される。
【００４４】
操作席１５のモニタ１７には作業部１２ａの映像が表示され、サブモニタ５１，５２には作業機械１２を外方から見た映像が表示されるので、操作席１５の座席５７に座った操作者は、これらのモニタ１７，５１，５２の映像を見ながらコントローラ１６を操作して作業機械１２を遠隔操作することができる。そして、コントローラ１６が操作されると、その操作信号がＨＳＰＡ回線網２２を介して作業機械１２に伝送され、作業機械１２が遠隔操作されて無人で作業が行なわれる。
【００４５】
図２に示すように、本発明の遠隔操作システム１１には、モニタ１７の画像遅れを補完して作業能率を高めるために、振動検出センサ６１と振動発生装置（振動発生手段）６２からなる振動伝達システムが設けられている。
【００４６】
振動検出センサ６１は作業機械１２に設けられ、作業部１２ａが所定の作業を行うことにより生じる振動を検出する。例えば、本実施の形態においては、振動検出センサ６１は、作業部１２ａであるショベルが土壌に向けて上方から下方に移動し、土壌の表面に衝突したときに生じる振動を作業による振動として検出するように設定されている。振動検出センサ６１としては加速度センサが用いられており、作業部１２ａないし作業機械１２の運転台等に固定されて設けられる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、振動検出センサ６１を、作業部１２ａが土壌に衝突したときに生じる振動を作業による振動として検出するように設定しているが、これに限らず、作業機械１２の種類や作業部１２ａの種類などに応じて、作業部１２ａが所望の作業をしたときに振動検出センサ６１が作業部１２ａの作業による振動を検出するように設定することができる。
【００４８】
振動検出センサ６１は作業機械１２に設けられたモバイルルータ２４に接続され、振動検出センサ６１の検出信号はモバイルルータ２４からＨＳＰＡ回線網２２を介して操作席１５の側のモバイルルータ２３に無線で伝送される。
【００４９】
一方、振動発生装置６２は操作席の１５コントローラ１６に設けられる。振動発生装置６２はモバイルルータ２３に接続されており、作業機械１２の側のモバイルルータ２４から伝送された振動検出センサ６１からの検出信号はモバイルルータ２３で受信され、そこから振動発生装置６２に入力される。振動検出センサ６１からの検出信号が入力されると、振動発生装置６２は作動を開始し、コントローラ１６の操作レバー１６ａに振動を加える。つまり、作業機械１２の作業部１２ａが土壌等に衝突して振動を生じると、その振動の発生に合わせてコントローラ１６の操作レバー１６ａに振動発生装置６２により振動が加えられるようになっている。
【００５０】
振動発生装置６２は、コントローラ１６に設ける構成に限らず、操作者に振動を伝達できるように操作席１５に設けられていればよい。例えば、図３に示すように、振動発生装置６２をコントローラ１６に加えて操作席１５の座席５７にも設けるようにしてもよい。この場合、作業機械１２の作業部１２ａが土壌等に衝突して振動を生じると、その振動の発生に合わせてコントローラ１６の操作レバー１６ａに加えて座席５７にも振動が加えられる。なお、振動発生装置６２をコントローラ１６または座席５７のいずれか一方にのみ設けるようにしてもよい。
【００５１】
カメラ３１からモニタ１７に無線で伝送される映像信号は、コントローラ１６から作業機械１２に無線で伝送される操作信号に比べて信号のデータ量が大きいので、カメラ３１からの映像信号が無線伝送されてモニタ１７に表示されるまでのタイムラグはコントローラ１６の操作により作業部１２ａが作動を開始するまでのタイムラグに比べて大きくなる。そのため、モニタ１７の表示には、コントローラ１６の操作による実際の作業部１２ａの動作に対してモニタ１７に表示される作業部１２ａの動作が遅れる「画像遅れ」が生じることになる。一方、振動検出センサ６１の検出信号はカメラ３１の映像信号に比べてデータ量が小さいので、コントローラ１６の操作信号と同様、無線通信により振動発生装置６２にまで小さなタイムラグで瞬時に伝送される。つまり、本発明の遠隔操作システム１１では、モニタ１７の表示に画像遅れが生じても、作業機械１２の作業部１２ａが土壌等に衝突して生じた振動は瞬時にコントローラ１６や座席５７に伝達されることになる。
【００５２】
これにより、操作席１５で作業機械１２を操作する操作者は、画像遅れによりモニタ１７に表示される作業部１２ａが未だ土壌に衝突していなくても、コントローラ１６や座席５７に加えられる振動により、実際には作業部１２ａが土壌等に衝突して振動しているであろうこと、つまり実際の作業部１２ａが土壌に衝突する位置にまで移動していることを推測ないし認識することができる。したがって、操作者は、コントローラ１６や座席５７に加えられる振動に基づき、作業部１２ａが土壌等に衝突したことを推測ないし認識することで、モニタ１７に表示される作業部１２ａの画像遅れを補完しながらコントローラ１６により作業機械１２の操作を行うことができる。
【００５３】
このように、本発明の遠隔操作システム１１では、作業機械１２の作業部１２ａが作業により振動を生じたときに操作席１５に振動を加えるようにしたので、モニタ１７の表示に画像遅れが生じても、操作席１５に加えられる振動により操作者に作業部１２ａの実際の位置を推測ないし認識させることができる。これにより、操作者が操作席１５に加えられる振動に基づきモニタ１７の画像遅れを補完しながら作業部１２ａの操作を行うことを可能として、この遠隔操作システム１１を用いた作業の能率を高めることができる。
【００５４】
図２に示すように、本発明の遠隔操作システム１１には、振動伝達システムに加えて線画作成用データ作成手段としての線画作成用データ作成装置７０と線画作成手段としての線画作成装置７１を備えた線画表示システムが設けられている。この線画表示システムは、図４に示すように、カメラ３１が撮影した作業部１２ａの撮影映像に重ねて、線画作成装置７１で作成した作業部１２ａの線画７２をモニタ１７に表示することにより、モニタ１７の表示の画像遅れをさらに容易に補完できるようにしている。
【００５５】
線画作成用データ作成装置７０はＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等を備えたマイクロコンピュータとして構成されており、作業機械１２に設けられてイーサネットによりカメラ３１に接続されている。カメラ３１からの撮影映像の映像データが入力されると、線画作成用データ作成装置７０は、その撮影画像を画像認識（パターン認識）を実行するソフトウェアにより処理して撮影画像から作業部１２ａの輪郭を検出し、検出した輪郭に沿った形状の線画７２を作成するために必要な線画作成用データを作成する。つまり、線画作成用データ作成装置７０は、カメラ３１から入力された撮影映像の作業部１２ａに対応した位置に作業部１２ａの輪郭に対応した形状の線画７２を作成するために必要な線画作成用データを作成する。そして、線画作成用データ作成装置７０は作成した線画作成用データをモニタ１７に向けて出力する。
【００５６】
線画作成用データ作成装置７０はモバイルルータ２４に接続されており、線画作成用データ作成装置７０が作成した線画作成用データはモバイルルータ２４からＨＳＰＡ回線網２２を介して操作席１５の側のモバイルルータ２３に伝送される。
【００５７】
線画作成装置７１は操作席１５に設けられており、イーサネットによりモバイルルータ２３に接続されている。モバイルルータ２３に伝送された線画作成用データはモバイルルータ２３を介して線画作成装置７１に入力される。線画作成装置７１はＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等を備えたマイクロコンピュータとして構成されており、イーサネットによりモニタ１７に接続されている。
【００５８】
線画作成用データ作成装置７０からの線画作成用データが入力されると、線画作成装置７１は、線画作成用データに基づいてカメラ３１から入力された撮影映像の作業部１２ａに対応した位置に作業部１２ａの輪郭に対応した形状の線画７２を作成する。そして、線画作成装置７１が作成した作業部１２ａの線画７２はモニタ１７に入力され、モニタ１７にはカメラ３１からの映像信号による撮影映像に重ねて線画作成装置７１により作成された作業部１２ａの線画７２が表示される。
【００５９】
ここで、線画作成用データ作成装置７０により作成された作業部１２ａの線画作成用データは、線画６２をモニタ１７の画面上に表示するために必要な座標情報により構成され、カメラ３１から伝送される映像信号に比べてデータ量が大幅に小さいので、カメラ３１からの映像信号に比べて線画作成用データの無線通信によるモニタ１７への伝送のタイムラグは小さい。そのため、モニタ１７に表示される線画７２は、カメラ３１からの映像信号による作業部１２ａの映像に比べて画像遅れが小さくなっている。
【００６０】
図４（ａ）は作業部の動作前のモニタの表示を示す図であり、（ｂ）は作業部を動作させたときのモニタの表示を示す図である。
【００６１】
作業部１２ａが停止しているときにはモニタ１７に画像遅れは生じないので、図４（ａ）に示すように、モニタ１７にはカメラ３１に撮影された作業部１２ａと作業部１２ａの線画７２とが重ねて表示される。この状態から作業機械１２をコントローラ１６により無線で遠隔操作して作業部１２ａを動作させると、作業部１２ａの移動に伴いモニタ１７に表示されるカメラ３１の撮影映像には無線通信による画像遅れが生じ、カメラ３１の撮影映像による作業部１２ａは実際の作業部１２ａの位置からずれて表示される。
【００６２】
これに対して、線画作成用データ作成装置７０と線画作成装置７１により作成された作業部１２ａの線画７２は無線通信による画像遅れをほとんど生じないので、図４（ｂ）に示すように、線画７２はカメラ３１の撮影映像による作業部１２ａに比べて先行する位置に表示される。つまり、モニタ１７には、カメラ３１の撮影映像の作業部１２ａよりも実際の作業部１２ａにより近い位置に線画７２が表示される。したがって、操作者は、モニタ１７に表示される線画７２により、実際の作業部１２ａの位置を推測ないし認識しながら作業部１２ａの操作を行うことができる。
【００６３】
このように、本発明の遠隔操作システム１１では、操作者は、操作席１５に加えられる振動に加えてモニタ１７に表示される作業部１２ａの線画７２に基づき作業部１２ａの実際の位置を推測ないし認識することができる。したがって、例えば、画像遅れによりモニタ１７に表示される作業部１２ａが未だ土壌に衝突していなくても、振動発生装置６２が発生する振動に加えて、線画作成用データ作成装置７０と線画作成装置７１により作成された作業部１２ａの線画７２が土壌に衝突することを目視することで、実際の作業部１２ａが土壌等に衝突したこと、つまり実際の作業部１２ａの位置を推測ないし認識することができる。これにより、操作者は画像遅れをさらに確実に補完しながら作業機械１２の操作を行うことができる。
【００６４】
図５は図２に示す遠隔操作システムの変形例を示す模式図である。
【００６５】
図２に示す遠隔操作システム１１では、各モニタ１７，５１，５２を、モバイルルータ２３，５３，５４を用いた無線通信によりＨＳＰＡ回線網２２に接続するようにしている。
【００６６】
これに対して、図５に示す変形例では、各モニタ１７，５１，５２を電話系有線通信端末であるブロードバンドルータ８１により有線でＨＳＰＡ回線網２２に接続するようにしている。この場合、各モニタ１７，５１，５２はイーサネットを介してもブロードバンドルータ８１に接続され、各モニタ１７，５１，５２とブロードバンドルータ８１との間にそれぞれデコーダ３３，５５，５６が接続される。
【００６７】
操作席１５が建物として構成されたコントロールルーム１３に配置され、コントローラ１６をコントロールルーム１３の外部などに持ち運ぶ必要がない場合には、図５に示す変形例のように、各モニタ１７，５１，５２を電話系有線通信端末であるブロードバンドルータ８１を用いてＨＳＰＡ回線網２２に接続することにより、カメラ３１から各モニタ１７，５１，５２へ伝送される映像信号の通信速度や通信安定性を高めることができる。
【００６８】
一方、図２に示すように、コントローラ１６と各モニタ１７，５１，５２の通信端末として電話系無線通信端末であるモバイルルータ２３，５３，５４を用いることにより、操作席１５を車両として構成されたコントロールルーム１３に配置したりコントローラ１６と各モニタ１７，５１，５２を持ち運び可能な構成としたりすることができる。
【００６９】
図６は図２に示す遠隔操作システムの変形例であって、作業機械の側で作成した線画を無線でモニタに伝送するようにした場合を示す模式図である。
【００７０】
図２に示す遠隔操作システム１１では、線画作成用データ作成装置７０を作業機械１２に設け、線画作成用データ作成装置７０が作成した線画作成用データを無線により作業機械１２から操作席１５に伝送し、操作席１５に設けた線画作成装置７１により作業部１２ａの線画７２を作成してモニタ１７に表示させるようにしている。
【００７１】
これに対して、図６に示す変形例では、作業機械１２に送信用線画作成手段としての送信用線画作成装置９１を設け、送信用線画作成装置９１により線画７２を作成するようにしている。送信用線画作成装置９１は線画作成用データ作成装置７０と線画作成装置７１の機能を併せ持ったものであり、カメラ３１の撮影映像から画像認識等の技術を用いて作業部１２ａの線画７２を作成することができる。
【００７２】
送信用線画作成装置９１が作成した線画７２の線画データは、モバイルルータ２４からＨＳＰＡ回線網２２を介して操作席１５の側のモバイルルータ２３に伝送され、モニタ１７に入力される。この場合も、線画７２の線画データは、線画６７をモニタ１７の画面上に表示するための座標情報により構成され、カメラ３１から送信される映像信号に比べてデータ量が大幅に小さいので、カメラ３１からの映像信号に比べて無線通信によるモニタ１７への伝送のタイムラグが小さく、瞬時にモニタ１７に伝送される。
【００７３】
なお、図５、図６においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号を付してある。
【００７４】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００７５】
例えば、前記実施の形態においては、作業機械１２と操作席１５とをＨＳＰＡ回線網２２を介して無線通信させるようにしているが、これに限らず、例えば、他の電話回線網を介した無線通信や特定小電力無線などの通常の無線通信など、他の無線通信手段を用いて作業機械１２と操作席１５とを無線通信させる構成としてもよい。
【００７６】
また、前記実施の形態においては、電話系無線通信端末としてモバイルルータ２３，２４，４５，４６，５３，５４を用いているが、これに限らず、電話系無線通信端末として携帯電話など他の通信端末を用いるようにしてもよい。
【００７７】
さらに、前記実施の形態においては、振動検出センサ６１は加速度センサを用いたものとされているが、これに限らず、作業部１２ａが作業により生じた振動を検出できる振動検出センサ６１であれば、例えば静電容量式や渦電流式の変位センサを用いたもの、圧電素子を用いたもの、速度センサを用いたもの、ねじり振動計を用いたものなど、他の方式の振動検出センサを用いるようにしてもよい。
【００７８】
さらに、前記実施の形態においては、遠隔操作システム１１に振動伝達システムに加えて線画表示システムを設けるようにしているが、これに限らず、振動伝達システムのみを設けるようにしてもよい。
【００７９】
さらに、前記実施の形態においては、災害復旧現場等の作業現場１４における作業に本発明を適用しているが、これに限らず、通常の建設現場、土木作業現場などの他の作業現場に本発明の遠隔操作システム１１を用いるようにしてもよい。この場合、作業機械１２としては建設機械に限らず、その作業用途に応じて、消防用車両、原子力発電所の災害復旧用車両、戦車等の軍用車両などを用いることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１１  遠隔操作システム
１２  作業機械
１２ａ  作業部
１２ｂ  可動アーム
１３  コントロールルーム
１４  作業現場
１５  操作席
１６  コントローラ
１６ａ  操作レバー
１７  モニタ
２１  駆動制御装置
２２  ＨＳＰＡ回線網
２３，２４  モバイルルータ（電話系無線通信端末）
２５，２６  メディアコンバータ
３１  カメラ
３２  エンコーダ
３３  デコーダ
４１，４２  カメラ
４３，４４  支持台
４５，４６  モバイルルータ（電話系無線通信端末）
４７，４８  エンコーダ
５１，５２  サブモニタ
５３，５４  モバイルルータ（電話系無線通信端末）
５５，５６  デコーダ
５７  座席
６１  振動検出センサ
６２  振動発生装置（振動発生手段）
７０  線画作成用データ作成装置（線画作成用データ作成手段）
７１  線画作成装置（線画作成手段）
７２  線画
８１  ブロードバンドルータ（電話系有線通信端末）
９１  送信用線画作成装置（送信用線画作成手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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