(57)【要約】【課題】広視野の撮像装置で撮影された作業現場の画像データを作業者から見て広視野のままコスト且つ省スペースで表示すること。【解決手段】表示装置は、表示画面を有する可撓性の板部材と、板部材を撓ませた状態で支持する支持装置と、を備える。支持装置は、表示画面が所定の中心軸を囲むように、且つ、中心軸が前方に傾斜するように、板部材を支持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面を有する可撓性の板部材と、
前記板部材を撓ませた状態で支持する支持装置と、を備え、
前記支持装置は、前記表示画面が所定の中心軸を囲むように、且つ、前記中心軸が前方に傾斜するように、前記板部材を支持する、
表示装置。
【請求項２】
前記支持装置は、前記表示画面が円筒の中心軸を囲むように前記板部材を支持する、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記支持装置は、前記板部材を解放可能に固定する固定部材を有する、
請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記板部材は合成樹脂製であり、プロジェクタから投影された画像データを表示する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
作業現場で作業する作業機械に搭載された撮像装置と、
前記作業現場の遠隔地に設けられ、前記撮像装置により取得された画像データを表示する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置と、
前記遠隔地に設けられ、前記作業機械を遠隔操作する遠隔操作装置と、
を備える遠隔操作システム。
【請求項６】
前記作業機械は、旋回体を備え、
前記撮像装置は、前記作業機械の前記旋回体に固定される、
請求項５に記載の遠隔操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び遠隔操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械を無人化する方法の一つとして作業機械を遠隔操作する方法が提案されている。作業機械を遠隔操作する場合、作業現場の画像データが遠隔地に存在する表示装置に送信される。作業者は、表示装置に表示された作業現場の画像データを見ながら作業機械を遠隔操作する。特許文献１には、作業現場を撮影するＴＶカメラと、作業者の頭部の位置を検出する頭部位置検出センサと、ＴＶカメラの撮影方向が頭部位置検出センサの検出結果に対応する方向となるようにＴＶカメラの向きを制御するアクチュエータと、撮影信号から画像光波を作成してスクリーンに投影するプロジェクタと、を備えるテレオペレーティングシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３３９１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業者が画像データを見ながら作業機械を遠隔操作するとき、広視野な撮像装置で撮影されたような画像データを使えば、作業者は広い範囲を確認することができる。また、撮像装置から見て例えば視角２［°］のサイズの物体は、視角２［°］のサイズのまま作業者に見せることで、また、撮像装置から見て例えば水平方向にある物体は、水平方向のまま作業者に見せることで、あたかもその場にいるような視空間が再現される。そのため、広視野の撮像装置で撮影された作業現場の画像データが表示装置に表示されることが好ましい。これにより、作業効率の向上、作業の円滑化、及び移動時における空間識失調の抑制という効果を得ることができる。遠隔操作施設において表示装置を設置するスペースを十分に確保できない場合、表示装置の表示画面を曲面にすることが有効である。また、表示画面を曲面にした場合、継ぎ目を設けることなく、省スペースで大型の表示画面を形成することができる。しかし、特許文献１に開示されている技術のように、表示画面を成型により曲面にする場合、大きな型が必要となりコストが上昇する。また、特許文献１に開示されているスクリーンでは搬送性が良好でない。このように、表示画面が曲面であっても、表示装置の構成によっては、遠隔操作システムのコストが上昇する可能性がある。
【０００５】
本発明の態様は、広視野の撮像装置で撮影された作業現場の画像データを作業者から見て広視野のままコスト且つ省スペースで表示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様に従えば、表示画面を有する可撓性の板部材と、前記板部材を撓ませた状態で支持する支持装置と、を備え、前記支持装置は、前記表示画面が所定の中心軸を囲むように、且つ、前記中心軸が前方に傾斜するように、前記板部材を支持する、表示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の態様によれば、広視野の撮像装置で撮影された作業現場の画像データを作業者から見て広視野のままコスト且つ省スペースで表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る遠隔操作システムを模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る表示装置を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る表示装置を模式的に示す側面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る板部材を模式的に示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る板部材を模式的に示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る表示装置の組立方法を模式的に示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る表示装置を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１０】
第１実施形態．
［遠隔操作システム］
図１は、本実施形態に係る作業機械１の遠隔操作システム１００の一例を模式的に示す図である。本実施形態においては、作業機械１が油圧ショベルであることとする。以下の説明においては、作業機械１を適宜、油圧ショベル１、と称する。
【００１１】
油圧ショベル１は、作業機２と、旋回体３と、旋回体３を旋回可能に支持する走行体５とを有する。走行体５は、履帯を有する。履帯が回転することにより、油圧ショベル１が走行する。作業機２は、旋回体３に連結される。
【００１２】
作業機２は、旋回体３に連結されるブーム６と、ブーム６に連結されるアーム７と、アーム７に連結されるバケット８と、ブーム６を駆動するブームシリンダ１０と、アーム７を駆動するアームシリンダ１１と、バケット８を駆動するバケットシリンダ１２とを有する。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２はそれぞれ、油圧によって駆動される油圧シリンダである。
【００１３】
油圧ショベル１は、作業現場に存在し、作業現場で作業する。遠隔操作システム１００は、作業現場の遠隔地に存在する遠隔操作施設に設けられ、油圧ショベル１を遠隔操作する遠隔操作装置４０と、遠隔操作施設に設けられ、作業現場に係る画像データを表示する表示装置５０と、遠隔操作施設に設けられ、遠隔操作装置４０及び表示装置５０のそれぞれに接続される制御装置６０とを有する。遠隔操作装置４０、表示装置５０、及び制御装置６０のそれぞれは、油圧ショベル１とは別体である。
【００１４】
また、遠隔操作システム１００は、作業現場に設けられ、作業現場の画像データを取得する撮像装置３０を有する。撮像装置３０は、油圧ショベル１に搭載される。撮像装置３０は、旋回体３に固定される。撮像装置３０は、旋回体３の前方に存在する対象物を撮影して、対象物の画像データを取得する。撮像装置３０は、遠隔操作に十分な広い視野の画像データを取得することができる。撮像装置３０は、単眼カメラでもよいし、ステレオカメラでもよい。
【００１５】
撮像装置３０によって撮影される対象物は、作業現場において施工される施工対象を含む。施工対象は、油圧ショベル１の作業機２で掘削される掘削対象を含む。なお、施工対象は、油圧ショベル１とは別の作業機械によって施工される施工対象でもよいし、作業者によって施工される施工対象でもよい。また、施工対象は、施工前の施工対象、施工中の施工対象、及び施工後の施工対象を含む概念である。
【００１６】
また、撮像装置３０によって撮影される対象物は、油圧ショベル１の少なくとも一部を含む。撮像装置３０によって撮影される対象物は、例えば作業機２、旋回体３、及び走行体５の少なくとも一つを含む。対象物である作業機２は、掘削動作している状態の作業機２でもよいし、掘削動作していない状態の作業機２でもよい。対象物である旋回体３は、旋回動作している状態の旋回体３でもよいし、旋回動作していない状態の旋回体３でもよい。対象物である走行体５は、走行動作している状態の走行体５でもよいし、走行動作していない状態の走行体５でもよい。
【００１７】
また、撮像装置３０によって撮影される対象物は、遠隔操作される油圧ショベル１の周囲に配置される作業機械でもよい。撮像装置３０によって撮影される対象物は、遠隔操作される油圧ショベル１とは別の油圧ショベルでもよいし、ダンプトラックのような運搬車両でもよい。
【００１８】
油圧ショベル１は、制御装置３００を搭載する。制御装置３００と制御装置６０とは、通信システム４００を介して通信する。通信システム４００は、油圧ショベル１に搭載される無線通信機４０１を有する。通信システム４００は、インターネット（internet）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local  Area  Network）、携帯電話通信網、及び衛星通信網の少なくとも一つを含む。
【００１９】
撮像装置３０により取得された画像データは、通信システム４００を介して制御装置６０に送信される。制御装置６０は、取得した画像データを表示装置５０に出力する。表示装置５０は、撮像装置３０により取得された画像データを表示する。
【００２０】
遠隔操作装置４０は、油圧ショベル１の作業機２及び旋回体３を遠隔操作する操作レバー及び走行体５を遠隔操作する走行レバーを含む。作業者は、遠隔操作施設において、表示装置５０に表示される画像データを見ながら、遠隔操作装置４０を操作する。表示装置５０により作業者に提示される画像データは、遠隔地での視空間を再現した画像データでもよいし，複数の補助的な画像データを任意に配置した仮想マルチモニタでもよいし、それらが混在してもよい。また、表示装置５０に表示される画像データは，３Ｄメガネ又は何らかの方式での立体画像でもよいし，立体画像でない２Ｄ画像でもよい。遠隔操作装置４０が操作されることにより生成された操作信号は、通信システム４００を介して制御装置３００に送信される。制御装置３００は、操作信号に基づいて、作業機２、旋回体３、及び走行体５を制御する制御信号を出力する。これにより、油圧ショベル１は遠隔操作される。
【００２１】
［表示装置］
図２は、本実施形態に係る表示装置５０を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る表示装置５０を模式的に示す側面図である。
【００２２】
表示装置５０は、表示画面５１Ｓを有する可撓性の板部材５１と、板部材５１の少なくとも一部を撓ませた状態で板部材５１を支持する支持装置５２と、板部材５１に画像データを投影するプロジェクタ５３とを備える。
【００２３】
板部材５１の表示画面５１Ｓに対向する位置に遠隔操作装置４０及び操縦席７０が配置される。作業者は、板部材５１の表示画面５１Ｓに正対するように操縦席７０に着座する。作業者は、表示装置５０の表示画面５１Ｓを見ながら、遠隔操作装置４０を操作する。
【００２４】
板部材５１は、可撓性の部材である。板部材５１は、表面である表示画面５１Ｓと、裏面とを有する。作業者は、板部材５１に力を加えることにより、板部材５１を自由に撓ませることができる。また、板部材５１に加えられる力を解放することにより、板部材５１の表示画面５１Ｓの形状は、平面状に戻る。板部材５１は、表示画面５１Ｓが所定の中心軸を囲むように曲げることができる。すなわち、板部材５１は、円筒状又は円錐状に曲げることはできても、球状又は鞍状に変形することはできない材料により形成されている。本実施形態において、板部材５１は、ポリカーボネートのような合成樹脂製である。板部材５１の表示画面５１Ｓには、何らかの表面処理、塗装、又は材料が貼付されており、投影スクリーンに適した性質を持たせてある。
【００２５】
支持装置５２は、板部材５１を撓ませた状態で支持する。支持装置５２は、複数の棒部材５２Ｆを組み合わせたフレーム構造である。棒部材５２Ｆは、鉛直方向に延在する複数の棒部材５２Ｆａ（柱部材）と、棒部材５２Ｆａに連結され水平面内の第１方向に延在する複数の棒部材５２Ｆｂ（梁部材）と、棒部材５２Ｆａに連結され水平面内において第１方向と直交する第２方向に延在する複数の棒部材５２Ｆｃ（梁部材）とを含む。板部材５１の少なくとも一部は、棒部材５２Ｆに接触する。また、支持装置５２は、板部材５１を位置合わせするための支持部材５２Ｓを有する。
【００２６】
プロジェクタ５３は、撮像装置３０が取得した画像データを板部材５１の表示画面５１Ｓに投影する。板部材５１は、プロジェクタ５３から投影された画像データを表示する。図３に示すように、プロジェクタ５３は、板部材５１の上方に配置される。本実施形態において、プロジェクタ５３は、フロントプロジェクション方式で表示画面５１Ｓに画像データを投影する。操縦席７０の上方に反射部材５４が配置される。プロジェクタ５３は、反射部材５４に画像データを投影する。反射部材５４は、プロジェクタ５３からの画像データを反射して、板部材５１の表示画面５１Ｓに投影する。なお、表示装置５０は、板部材５１の裏面から画像データを投影するリアプロジェクション方式で表示画面５１Ｓに画像データを表示してもよい。
【００２７】
制御装置６０は、コンピュータシステムを含む。制御装置６０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサを含む演算処理装置と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性メモリ及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）のような不揮発性メモリを含む記憶装置と、入出力インターフェースとを有する。
【００２８】
［板部材］
図４は、本実施形態に係る板部材５１を模式的に示す図であり、撓んでいない状態（力が加えられていない状態）の板部材５１の展開図である。図５は、本実施形態に係る板部材５１を模式的に示す図であり、支持装置５２に支持され撓んでいる状態（力が加えられている状態）の板部材５１を示す斜視図である。
【００２９】
図４に示すように、板部材５１が撓んでいない状態において、板部材５１の表示画面５１Ｓ及び裏面のそれぞれは、平坦面である。板部材５１の重量及び大きさは、作業者が人力で運搬可能な重量及び大きさである。板部材５１の厚さは、作業者が力を加えることにより簡単に撓むことができる厚さである。本実施形態において、撓んでいない状態における板部材５１の高さＡは、約１７００［ｍｍ］であり、板部材５１の幅Ｂは、約２８００［ｍｍ］である。また、板部材５１の厚さは、３［ｍｍ］以上５［ｍｍ］以下である。
【００３０】
図４に示すように、板部材５１は、上辺Ｅ１と、下辺Ｅ２と、左辺Ｅ３と、右辺Ｅ４とを有する。板部材５１が撓んでいない状態において、上辺Ｅ１、下辺Ｅ２、左辺Ｅ３、及び右辺Ｅ４のそれぞれはサインカーブ状である。左辺Ｅ３と右辺Ｅ４との距離は、上辺Ｅ１に向かって徐々に長くなる。
【００３１】
図５に示すように、板部材５１は、表示画面５１Ｓが円筒の中心軸ＡＸを囲むように支持装置５２に支持される。すなわち、板部材５１は、円筒状に撓んだ状態で支持装置５２に支持される。支持装置５２は、表示画面５１Ｓが円筒の中心軸ＡＸを囲むように板部材５１を支持する。
【００３２】
支持装置５２に支持される板部材５１の形状は、円筒部材の一部を抽出した形状である。図３及び図５に示すように、上辺Ｅ１により開口Ｋ１が規定される。下辺Ｅ２により開口Ｋ２が規定される。
【００３３】
支持装置５２は、鉛直軸（水平面の法線）に対して中心軸ＡＸが前方に傾斜するように板部材５１を支持する。前方とは、表示画面５１Ｓに正対するように操縦席７０に着座した作業者の視点ＥＰから表示画面５１Ｓに向かう方向をいう。すなわち、支持装置５２は、板部材５１が円筒状に撓んだ状態で、水平面と平行な方向において上辺Ｅ１が下辺Ｅ２よりも操縦席７０から離れるように板部材５１を支持する。
【００３４】
本実施形態において、水平面の法線に対する中心軸ＡＸの傾斜角度θは、２５［°］以上５０［°］以下である。傾斜角度θは、４５［°］であることが好ましい。
【００３５】
図３に示すように、操縦席７０に着座した作業者の視点ＥＰの標準的な高さＨは、約１２００［ｍｍ］である。また、高さＨにおける視点ＥＰと表示画面５１Ｓとの水平方向の距離を示す視距離Ｌは、１３００［ｍｍ］以上１５００［ｍｍ］以下である。また、板部材５１が支持装置５２に支持されている状態において、板部材５１の高さＭは、約１５００［ｍｍ］である。板部材５１が支持装置５２に支持されている状態において、上辺Ｅ１及び下辺Ｅ２のそれぞれは、水平面と平行である。
【００３６】
［組立方法］
図６は、本実施形態に係る表示装置５０の組立方法を模式的に示す図である。図６（Ａ）に示すように、板部材５１に力が加えられていない状態においては、板部材５１の表示画面５１Ｓ及び裏面のそれぞれは、平坦面である。
【００３７】
図６（Ｂ）に示すように、支持装置５２は、板部材５１を解放可能に固定する固定部材５５を有する。作業者は、板部材５１を撓ませて、支持装置５２の棒部材５２Ｆに接触させた後、板部材５１の端部と棒部材５２Ｆの少なくとも一部とを固定部材５５で固定する。これにより、図６（Ｂ）に示すように、板部材５１は、円筒状に撓んだ状態で棒部材５２Ｆに固定される。
【００３８】
固定部材５５は、板部材５１と棒部材５２Ｆとを解放可能に固定できればよい。固定部材５５は、板部材５１の端部と棒部材５２Ｆの少なくとも一部とを挟んで固定するクランプ部材でもよいし、板部材５１の端部と棒部材５２Ｆの少なくとも一部とを締結して固定するボルトでもよい。固定部材５５は、板部材５１の端部を係止して、自重による板部材５１の位置ずれを抑制したり、撓んだ板部材５１が平面状に戻ろうとする弾性力に起因する位置ずれを抑制したりすることができればよい。固定部材５５は、板部材５１が落ちないように、且つ、左右に広がらないように板部材５１を支持できればよい。
【００３９】
固定部材５５による板部材５１と棒部材５２Ｆとの固定を解放することにより、作業者は、板部材５１と支持装置５２とを簡単に分離することができる。
【００４０】
［遠隔操作方法］
次に、遠隔操作方法について説明する。撮像装置３０は、作業現場における対象物の画像データを取得する。撮像装置３０で取得された画像データは、規定周期で通信システム４００を介して制御装置６０に送信される。
【００４１】
制御装置６０は、撮像装置３０が取得した画像データを表示装置５０に表示させるために、画像データをプロジェクタ５３に出力する。プロジェクタ５３は、反射部材５４を介して画像データを板部材５１の表示画面５１Ｓに投影する。板部材５１は、撓んだ状態で支持装置５２に支持される。表示画面５１Ｓは、曲面である。プロジェクタ５３は、表示画面５１Ｓに画像データを投影するとき、作業者の視点から見たときに、曲面による歪みが除去されるように、補正された画像データを投影する。
【００４２】
作業者に、遠隔地の視界を再現して見せるためには、表示画面５１Ｓの曲面による幾何的な歪みを補正して，直視と同等の視空間を再現する必要がある。作業者に見せるべき画像は、撮像装置３０で取得された画像である。まず、撮像装置３０の角度や画角に基づいて、見せるべき望ましい位置と大きさが定まる。作業者の視点の３次元座標と表示画面５１Ｓの３次元形状との関係から、表示画面５１Ｓ上に生成されるべき画像が定まり、さらに表示画面５１Ｓの３次元形状とプロジェクタ５３の位置及び姿勢との関係から、投影結果がその「表示画面５１Ｓ上に生成されるべき画像」となるような、投影すべき画像を算出する。この投影すべき画像をプロジェクタ５３に入力すればよい。以上の処理は、制御装置６０で行われる。なお、以上の処理は、プロジェクタ５３に内蔵されている機能を使って行われてもよい。
【００４３】
歪み補正を行うため、表示画面５１Ｓの３次元形状は，設計値、実測値、又はリアルタイム形状計測に基づいてデータ化され、制御装置６０に入力され、使用される。
【００４４】
歪み補正を行うため、プロジェクタ５３の３次元位置及び姿勢は、設計値又は実測値に基づいてデータ化され、制御装置６０に入力され、使用される。なお、３次元位置及び姿勢を用いずに、２次元的な画像変形のみによって投影補正を行ってもよい。
【００４５】
歪み補正を行うため、作業者の視点の３次元位置は，予め作業者の着座位置から想定される視点位置データが制御装置６０に入力されるか、あるいは，何らかの視点トラッキング手法を用いてリアルタイムに視点が計測されたデータが制御装置６０に入力され、使用される。
【００４６】
板部材５１は撓んでおり、表示画面５１Ｓは曲面である。したがって、広視野な撮像装置３０で撮影された作業現場の画像データを、省スペースで作業者に提供することができる。広視野な撮像装置３０が作業現場の画像データを取得した場合、プロジェクタ５３は、画像データを表示画面５１Ｓに投影して広視野のまま作業者に提供することができる。
【００４７】
遠隔操作施設において表示装置５０を設置するスペースを十分に確保できなくても、板部材５１を撓ませることによって、表示装置５０の占有スペースを小さくしつつ、広視野な撮像装置３０で撮影された作業現場の画像データを表示画面５１Ｓに表示して広視野のまま作業者に提供することができる。
【００４８】
操縦席７０に着座している作業者は、板部材５１の表示画面５１Ｓに表示される画像データを見ながら、遠隔操作装置４０を操作する。広視野な撮像装置３０で撮影された作業現場の画像データが表示画面５１Ｓを介して作業者に提供されるので、作業者は、画像データを見ながら油圧ショベル１を円滑に遠隔操作することができる。
【００４９】
遠隔操作装置４０が操作されることにより生成された操作信号は、通信システム４００を介して制御装置３００に送信される。制御装置３００は、操作信号に基づいて、作業機２、旋回体３、及び走行体５を制御する制御信号を出力する。これにより、油圧ショベル１は遠隔操作される。
【００５０】
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、表示装置５０は、可撓性の板部材５１と、板部材５１を撓ませた状態で支持する支持装置５２とを有する。板部材５１が撓むことにより、表示画面５１Ｓは曲面になる。そのため、表示装置５０は、広視野な撮像装置３０で撮影された作業現場の画像データを表示画面５１Ｓに表示して、広視野のまま作業者に提供することができる。したがって、作業者は、表示画面５１Ｓに表示された画像データを見ながら、油圧ショベル１を円滑に遠隔操作することができる。
【００５１】
また、板部材５１は可撓性なので、例えば遠隔操作施設のスペースに基づいて、板部材５１の撓み量（表示画面５１Ｓの曲率）を任意に調整することができる。例えば、遠隔操作施設のスペースが小さい場合、表示画面５１Ｓの曲率が大きくなるように板部材５１を大きく撓ませることにより、表示装置５０の占有スペースを小さくすることができる。
【００５２】
また、板部材５１を撓ませるだけで表示画面５１Ｓを任意の曲率の曲面にすることができる。予め曲面にインジェクション成形された合成樹脂や、可塑的に曲面に固定された金属製の部材等では撓み量を任意に変更することは不可能である。また、遠隔操作施設のスペースに基づいて、板部材の撓み量を任意に調整することは困難である。また、金属製の板部材の重量及びコストを軽減することは困難な可能性が高い。また、金属製の板部材の場合、１枚の板部材で大きい表示画面を得ることは困難な可能性が高い。すなわち、金属製の板部材で大きい表示画面を得ようとする場合、複数の板部材を溶接等により繋ぎ合わせる必要が生じる可能性がある。この場合、表示画面に溶接の繋ぎ目が生成され、表示される画像データの質が低下する可能性がある。
【００５３】
本実施形態によれば、板部材５１は可撓性である。また、板部材５１は合成樹脂製である。これにより、板部材５１の軽量化及び低コスト化が図られる。板部材５１が軽量なので、作業者は、板部材５１を簡単に運搬することができる。良好な可搬性が得られるため、遠隔操作施設の任意の位置に表示装置５０を簡単に設置することができる。また、板部材５１が可撓性なので、運搬時には使用時よりも曲げることで、占有スペースを小さくした状態で容易に運搬することができる。また、弾性により板部材５１を再び広げることができる。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、表示装置５０は、広視野な撮像装置３０で撮影された作業現場の画像データを広視野のまま作業者に提供することができる。
【００５５】
また、本実施形態においては、板部材５１は、表示画面５１Ｓが円筒の中心軸ＡＸを囲むように支持装置５２に支持される。板部材５１の弾性により全体に連続した曲げが形成され、その形状が維持される。これにより、簡単な支持構造で、表示画面５１Ｓを滑らかな曲面にすることができる。
【００５６】
油圧ショベル１を遠隔操作する場合、旋回体３の旋回時に左右確認のため水平方向に広い視野が必要である。表示画面５１Ｓを円筒状にすることで、装置の大規模化を抑制しつつ、十分な視距離を保ったまま左右に広い視野の画像を得ることが可能となる。円筒状の表示画面５１Ｓは、１８０[°]以上の水平視野を実現可能とする。このような広い視野は、平面スクリーンでは得ることが不可能である。
【００５７】
また、油圧ショベル１の遠隔操作においては、作業対象が主に地面であるため、水平よりも下方が主に確認すべき範囲であり、また、走行体５による移動時など、より近傍の地面を確認するため垂直方向には下方向に広い視野が必要である。本実施形態においては、円筒状の表示画面５１Ｓが前方に傾斜している。これにより、装置の大規模化を抑制しつつ、十分な視距離を保ったまま俯角方向に広い視野の画像を得ることが可能となる。
【００５８】
以上のように、本実施形態においては、平板の可撓性によってかたちづくれる、円筒を傾けた単純な形状でありながら、作業機械の遠隔操作に求められる視野（前、左右、下方）を十分に覆い、同時に十分な視距離を確保でき，省スペースで，なおかつ継ぎ目のない表示装置５０（画像投影スクリーン）が構成される。単純な形状であるため、一部を固定し弾性（復元力）によって滑らかな曲面が形成されるという簡単な構造で済み、分解、組立、及び移動のためのコンパクト化が容易な可搬性を持つ。
【００５９】
凹曲面で反射した音は、作業者に不快感をもたらす可能性がある。上下左右を覆う半球状のスクリーンでは、音が内部反射するため、曲率中心の付近にいる作業者には、自身の声や周囲の空調音などが全方位から響いてくるように聞こえて不快に感じる可能性がある。本実施形態においては、板部材５１が円筒状に曲げられることにより、開口Ｋ１が形成される。開口Ｋ１が設けられることにより、音は、開口Ｋ１を介して空間の外部に放出される。すなわち、開口Ｋ１により、音が増幅されたり反響したりすることが抑制される。これにより、作業者は、不快感を抱くことなく、遠隔操作を実施することができる。
【００６０】
ステレオ視の立体画像表示において、両眼輻輳は注視点に一致するが水晶体調節は表示面に合うという状態が生じ、これを輻輳調節矛盾という。輻輳調節矛盾は、ヒトに不自然な眼の制御を強いるために、不快感や眼精疲労を生じさせる。視点から表示画面５１Ｓまでの視距離が大きいほど水晶体調節の働きが小さくなるため、輻輳調節矛盾の影響は小さくなる。不快感や眼精疲労を抑制するためには、視距離を大きくする必要がある。
【００６１】
本実施形態においては、支持装置５２は、中心軸ＡＸが前方に傾斜するように板部材５１を支持する。表示画面５１Ｓを前方に傾けることで、表示画面５１Ｓの中央を着座した作業者から遠ざけ、同時に表示画面５１Ｓの下部を着座した作業者に近付ける。これにより視距離Ｌを大きくすることと、下方の視野角を大きくとることが両立する。視距離Ｌが長くなることにより、作業者の不快感や眼精疲労が抑制される。
【００６２】
また、ステレオ視の立体画像表示でない場合、輻輳調節矛盾は発生しないが、画像の内容と表示面との距離が離れるほど不自然な画像提示となり眼精疲労を引き起こす。作業機械１の遠隔操作では表示画面５１Ｓよりも遠くの物体が支配的であることから、視距離はできるだけ大きくした方が良い。表示画面５１Ｓを前方に傾けることで、視距離Ｌを長くしたことにより、眼精疲労が抑制される。また、表示画面５１Ｓを前方に傾けることで、視野内において上方から下方へ向かうにつれて視点へ近づく傾向となる。作業機械１の遠隔操作において、表示される画像の内容は大部分が水平な地面で占められる場合が多い。水平な地面は，視野内において上方から下方へ向かうにつれて視点へ近づく。したがって，表示画面５１Ｓは、表示内容と一致はしないまでも同じ極性の傾斜を持つため、自然な画像提示となり眼精疲労を抑制する。また、表示画面５１Ｓを前方に傾けることで、視野内において上方から下方へ向かうにつれて視点へ近づく傾向となる。ヒトは視線方向をより下に向けるほど、注視距離を近傍に向ける生理的反射を持つといわれる。したがって、表示画面５１Ｓは、生理的反射に適う傾斜を持つため、自然な画像提示となり眼精疲労を抑制する。
【００６３】
また、本実施形態においては、支持装置５２は、板部材５１を解放可能に固定する固定部材５５を有する。これにより、板部材５１と支持装置５２とを簡単に固定したり分離したりすることができる。板部材５１と支持装置５２とを分離することにより、作業者は、板部材５１及び支持装置５２のそれぞれを簡単に運搬することができる。これにより、遠隔操作施設の任意の位置に表示装置５０を設置することができる。
【００６４】
なお、本実施形態においては、表示画面５１Ｓが円筒面の一部であることとした。支持装置５０は、表示画面５１Ｓが所定の中心軸ＡＸを囲むように板部材５１を支持すればよい。表示画面５１Ｓは、例えば円錐面の一部でもよい。
【００６５】
第２実施形態．
第２実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【００６６】
図７は、本実施形態に係る表示装置５０を模式的に示す斜視図である。上述の実施形態においては、表示画面５１Ｓが円筒の中心軸ＡＸを囲むように板部材５１が円筒状に撓むこととした。図７に示すように、板部材５１は円筒状に撓まなくてもよい。図７に示す例において、支持装置５２は、板部材５１の上端部、左端部、及び右端部のそれぞれが操縦席７０側に撓むように、板部材５１を支持する。図７に示す例において、板部材５１の中央部は平面であり、板部材５１の上端部、左端部、及び右端部のそれぞれが、中央部の平面に連続する円筒面となる。
【００６７】
本実施形態においても、低コストで省スペース化を図ることができる表示装置５０が提供される。
【００６８】
他の実施形態．
上述の実施形態において、作業現場に設けられる撮像装置３０は、単数でもよいし複数でもよい。撮像装置３０が複数設けられる場合、複数の撮像装置３０のそれぞれにより取得された複数の画像をつなげて表示画面５１Ｓに表示させてもよい。
【００６９】
上述の実施形態においては、板部材５１が合成樹脂製であり、プロジェクタ３３から投影された画像データが板部材５１に表示されることとした。板部材５１は、有機ＥＬパネルのような撓むことができる自発光型表示部材でもよい。この場合、プロジェクタ３３は省略可能である。
【００７０】
上述の各実施形態においては、撮像装置３０が油圧ショベル１に搭載されることとした。撮像装置３０は、作業現場の対象物を撮影可能であれば任意の位置に設けることができる。例えば、撮像装置３０は遠隔操作対象である油圧ショベル１とは別の作業機械に搭載されてもよいし、ドローンのような飛行体に搭載されてもよいし、作業現場に設けられている構造物に設置されてもよい。
【００７１】
上述の各実施形態においては、作業機械１が油圧ショベルであることとした。作業機械１は、施工対象を施工可能な作業機械であればよく、施工対象を掘削可能な掘削機械及び土砂を運搬可能な運搬機械でもよい。作業機械１は、例えばホイールローダでもよいし、ブルドーザでもよいし、ダンプトラックでもよい。
【００７２】
上述の各実施形態においては、撮像装置３０が作業現場に設けられ、作業現場の画像データが表示画面５１Ｓに表示されることとした。撮像装置３０が災害現場に設けられ、災害現場の画像データが表示画面５１Ｓに表示されてもよい。撮像装置３０は、例えば災害救助用車両又は災害復旧用車両に搭載されてもよい。遠隔操作装置４０は、災害救助用車両又は災害復旧用車両に搭載されてもよい。
【００７３】
また、撮像装置３０がヒト型ロボット又はヒトの行動を模擬する移動ロボットに搭載され、撮像装置３０により取得された画像が表示画面５１Ｓに表示され、作業者は、表示画面５１Ｓを見ながらヒト型ロボット又は移動ロボットを遠隔操作してもよい。また、手術ロボットにおいて、内視鏡の画像が表示画面５１Ｓに表示され、作業者は、表示画面５１Ｓを見ながら手術ロボットを遠隔操作してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…油圧ショベル（作業機械）、２…作業機、３…旋回体、５…走行体、６…ブーム、７…アーム、８…バケット、１０…ブームシリンダ、１１…アームシリンダ、１２…バケットシリンダ、３０…撮像装置、４０…遠隔操作装置、５０…表示装置、５１…板部材、５１Ｓ…表示画面、５２…支持装置、５２Ｆ…棒部材、５２Ｆａ…棒部材（柱部材）、５２Ｆｂ…棒部材（梁部材）、５２Ｆｃ…棒部材（梁部材）、５２Ｓ…支持部材、５３…プロジェクタ、５４…反射部材、５５…固定部材、５６…駆動装置、６０…制御装置、７０…操縦席、１００…遠隔操作システム、３００…制御装置、４００…通信システム、４０１…無線通信機、Ｅ１…上辺、Ｅ２…下辺、Ｅ３…左辺、Ｅ４…右辺、ＥＰ…視点、Ｈ…高さ、Ｋ１…開口、Ｋ２…開口、Ｌ…視距離、Ｍ…高さ。
【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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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月25日(2018.6.25)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
作業者が画像データを見ながら作業機械を遠隔操作するとき、広視野な撮像装置で撮影されたような画像データを使えば、作業者は広い範囲を確認することができる。また、撮像装置から見て例えば視角２［°］のサイズの物体は、視角２［°］のサイズのまま作業者に見せることで、また、撮像装置から見て例えば水平方向にある物体は、水平方向のまま作業者に見せることで、あたかもその場にいるような視空間が再現される。そのため、広視野の撮像装置で撮影された作業現場の画像データが広視野の表示装置に表示されることが好ましい。これにより、作業効率の向上、作業の円滑化、及び移動時における空間識失調の抑制という効果を得ることができる。遠隔操作施設において表示装置を設置するスペースを十分に確保できない場合、表示装置の表示画面を曲面にすることが有効である。また、表示画面を曲面にした場合、継ぎ目を設けることなく、省スペースで広視野の表示画面を形成することができる。しかし、特許文献１に開示されている技術のように、表示画面を成型により曲面にする場合、大きな型が必要となりコストが上昇する。また、特許文献１に開示されているスクリーンでは搬送性が良好でない。このように、表示画面が曲面であっても、表示装置の構成によっては、遠隔操作システムのコストが上昇する可能性がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
１…油圧ショベル（作業機械）、２…作業機、３…旋回体、５…走行体、６…ブーム、７…アーム、８…バケット、１０…ブームシリンダ、１１…アームシリンダ、１２…バケットシリンダ、３０…撮像装置、４０…遠隔操作装置、５０…表示装置、５１…板部材、５１Ｓ…表示画面、５２…支持装置、５２Ｆ…棒部材、５２Ｆａ…棒部材（柱部材）、５２Ｆｂ…棒部材（梁部材）、５２Ｆｃ…棒部材（梁部材）、５２Ｓ…支持部材、５３…プロジェクタ、５４…反射部材、５５…固定部材、６０…制御装置、７０…操縦席、１００…遠隔操作システム、３００…制御装置、４００…通信システム、４０１…無線通信機、Ｅ１…上辺、Ｅ２…下辺、Ｅ３…左辺、Ｅ４…右辺、ＥＰ…視点、Ｈ…高さ、Ｋ１…開口、Ｋ２…開口、Ｌ…視距離、Ｍ…高さ。