(57)【要約】【課題】機器の遠隔操作を簡単且つ精密に行うことができる遠隔操作装置を提供する。【解決手段】遠隔操作装置１は、対象機器であるドローン１００を遠隔操作するための遠隔操作装置であって、操作者の手で把持される操作体としての操作ワンド３０と、操作ワンド３０の動きを検出する動き検出部としての赤外線カメラ２０と、赤外線カメラ２０による検出結果に基づいて操作ワンド３０の三次元時系列位置情報を生成するモーションキャプチャ部としてのモーションキャプチャ処理Ｓ６と、モーションキャプチャ処理Ｓ６で生成された三次元時系列位置情報に基づいてドローン１００を操作するための指令を生成する指令生成部としての指令生成処理Ｓ７と、指令生成処理Ｓ７で生成された指令をドローン１００へ電波で送信する指令送信部としての無線通信部１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象機器を遠隔操作するための遠隔操作装置であって、
操作者の手で把持される操作体と、
前記操作体の動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部による検出結果に基づいて前記操作体の三次元時系列位置情報を生成するモーションキャプチャ部と、
前記モーションキャプチャ部で生成された前記三次元時系列位置情報に基づいて前記対象機器を操作するための指令を生成する指令生成部と、
前記指令生成部で生成された前記指令を前記対象機器へ送信する指令送信部と、
を備える遠隔操作装置。
【請求項２】
前記操作体に取り付けられるマーカをさらに備え、
前記動き検出部は、前記操作体を含む空間を撮像する複数の撮像部を有し、
前記モーションキャプチャ部は、前記複数の撮像部で撮像された時系列の画像データより前記マーカの動きを三角測量の原理で計測して前記操作体の三次元時系列位置情報を生成する、請求項１に記載の遠隔操作装置。
【請求項３】
前記動き検出部は、前記操作体を含む空間内に磁界を発生させる磁界発生部、及び前記操作体に取付けられて磁力の計測に基づいて前記操作体の動きを検出する磁力計側部を有し、
前記モーションキャプチャ部は、前記磁力計側部による検出結果に基づいて前記操作体の三次元時系列位置情報を生成する、請求項１に記載の遠隔操作装置。
【請求項４】
前記操作体の所定方向への移動をガイドするガイド機構をさらに備える請求項１乃至３の何れか一項に記載の遠隔操作装置。
【請求項５】
前記ガイド機構は、
前記操作体のＸ軸方向への移動をガイドするＸ軸ガイドと、
前記操作体の前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向への移動をガイドするＹ軸ガイドと、
前記操作体の前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交するＺ軸方向への移動をガイドするＺ軸ガイドと、
を備える請求項４に記載の遠隔操作装置。
【請求項６】
前記操作体の移動量に対する前記対象機器の移動量の比率を移動倍率として設定する倍率設定部をさらに備え、
前記指令生成部は、前記三次元時系列位置情報と前記移動倍率とに基づいて前記指令を生成する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の遠隔操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットやドローン等の機器を遠隔操作するための遠隔操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボットやドローン等の機器を無線通信により遠隔操作することが、様々な用途で広く行われるようになってきている。
【０００３】
例えば、ドローンに関しては、プロポと称される無線操縦装置が広く用いられており、操縦スティックの傾倒方向及び傾倒量に応じた指令信号をドローンへ送信することで遠隔操作するようになっている（例えば特許文献１等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４１５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような無線操縦装置を用いた無線操縦は、操縦スティックの操作で飛行方向や回転数或いは速度の指令を行うものであるため、操作が難しく熟練が必要であり、特に細かく精密な遠隔操作をすることは難易度が高いという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、機器の遠隔操作を簡単且つ精密に行うことができる遠隔操作装置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】
【０００７】
本発明の遠隔操作装置は、対象機器を遠隔操作するための遠隔操作装置であって、操作者の手で把持される操作体と、前記操作体の動きを検出する動き検出部と、前記動き検出部による検出結果に基づいて前記操作体の三次元時系列位置情報を生成するモーションキャプチャ部と、前記モーションキャプチャ部で生成された前記三次元時系列位置情報に基づいて前記対象機器を操作するための指令を生成する指令生成部と、前記指令生成部で生成された前記指令を前記対象機器へ送信する指令送信部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の遠隔操作装置によれば、操作者が操作体を空間内で動かすだけの簡単な操作で、モーションキャプチャに基づいて生成された指令が指令送信部から送信されることにより、対象機器を簡単且つ精密に遠隔操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の遠隔操作装置を模式的に示す全体構成図である。
【図２】本実施形態の遠隔操作装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】遠隔操作処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】操作ワンドをガイド機構の固定台座へ取り付ける様子を示す説明図である。
【図５】ガイド機構の伸縮シャフトにより操作ワンドをＺ軸方向へ移動させる様子とドローンの動きとを示す説明図である。
【図６】ガイド機構のＸ軸ガイドにより操作ワンドをＸ軸方向へ移動させる様子とドローンの動きとを示す説明図である。
【図７】ガイド機構のＹ軸ガイドにより操作ワンドをＹ軸方向へ移動させる様子とドローンの動きとを示す説明図である。
【図８】ガイド機構を用いることなく操作ワンドをＸ軸方向へ移動させる様子とドローンの動きとを示す説明図である。
【図９】変形例の遠隔操作装置を模式的に示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の遠隔操作装置１は、ドローン１００を遠隔操作するための遠隔操作装置であって、図１に示すように、端末１０と、赤外線カメラ２０と、操作ワンド３０と、マーカ４０と、ガイド機構５０と、を備えて構成される。
【００１１】
ドローン１００は、本実施形態の遠隔操作装置１によって遠隔操作される公知の無人航空機であって、例えば、マルチコプタと称される回転翼無人機を用いることができる。ドローン１００は、無線通信機能を備えており、遠隔操作装置１から送信される指令信号を受信して、指令に基づく速度で上昇下降、前進後退、右進左進等の飛行動作を行う。また、ドローン１００は、本体１０１の下部に搭載カメラ１０２を搭載しており、前方のビデオ映像を撮影して遠隔操作装置１へ送信できるように構成されている。
【００１２】
端末１０は、公知のタブレット型コンピュータであって、図２に示すように、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、記憶部１４、通信Ｉ／Ｆ１５及び無線通信部１６等を搭載した電子回路基板がケース内に収納されると共に、タッチパネル１７を上面に備えて構成される。
【００１３】
記憶部１４は、不揮発性の記憶媒体であって、例えば、フラッシュメモリやハードディスク等を用いることができる。
【００１４】
通信Ｉ／Ｆ１５は、ネットワークを介して外部機器と通信するためのコントローラであり、赤外線カメラ２０との通信を制御する。
【００１５】
無線通信部１６は、ドローン１００と無線通信を行うものであり、所定周波数（例えば、２．４ＧＨｚ）の電波を送受信可能な公知の送受信回路である。無線通信部１６は、ドローン１００操作用の指令を電波でドローン１００へ送信すると共に、ドローン１００から送信される映像信号を受信する。無線通信部１６が搭載カメラ１０２からの映像信号を受信すると、端末１０のタッチパネル１７にドローン１００前方の映像が表示されるので、操作者はそのビデオ映像を見ながら操作ワンド３０を上下左右に動かしてドローン１００の遠隔操作を行うことができる。
【００１６】
また、端末１０は、各赤外線カメラ２０から取得したマーカ４０の画像情報に基づいて、マーカ４０の動きを三角測量の原理で計測して操作ワンド３０の三次元時系列位置情報を生成するモーションキャプチャ機能を備えている。すなわち、端末１０は、モーションキャプチャ機能に関する公知のコンピュータプログラム（以下、モーションキャプチャプログラム１４ｂと称する）が記憶部１４にインストールされており、ＣＰＵ１１が記憶部１４からＲＡＭ１３へモーションキャプチャプログラム１４ｂを読み出して実行することにより、本発明のモーションキャプチャ部として機能する。尚、モーションキャプチャ機能に関する技術については、例えば特開２０１４−２１１４０４号公報に記載されている。
【００１７】
また、端末１０は、モーションキャプチャ機能で得られた操作ワンド３０の三次元時系列位置情報に基づいてドローン１００を操作するための指令を生成する指令生成処理を実行する。指令生成処理の内容については後述する。指令生成処理によって生成された指令は、無線通信部１６から電波でドローン１００へ送信される。
【００１８】
タッチパネル１７は、液晶表示パネルのような表示素子とタッチパッドのような位置入力装置とを組み合わせて構成された公知の画像表示・入力パネルである。タッチパネル１７には、ドローン１００の搭載カメラ１０２から送信される映像信号に基づくビデオ画像や各種の操作ボタン等が表示されると共に、操作ボタンを指で押下することによって入力操作を行うことができる。
【００１９】
赤外線カメラ２０は、赤外線を照射することで撮像するカメラであって、操作ワンド３０が操作される空間Ｓを撮像するために複数配置される。赤外線カメラ２０によって撮像された画像データは、有線通信又は無線通信で送信され、通信Ｉ／Ｆ１５を介して端末１０に取り込まれる。
【００２０】
操作ワンド３０は、操作者の手で把持されて上下左右に操作される杖状部材であって、上端から四方向へ棒状部３１が突出している。操作ワンド３０は、本発明の操作体に相当するものである。
【００２１】
マーカ４０は、操作ワンド３０上部の各棒状部３１の先端に取り付けられる反射球であって、その表面が赤外線を反射する素材で形成されている。
【００２２】
ガイド機構５０は、操作ワンド３０の所定方向への移動をガイドする機構であって、テーブル５１と、Ｙ軸ガイド５２と、Ｘ軸ガイド５３と、伸縮シャフト５４と、固定台座５８と、を備えて構成される。
【００２３】
テーブル５１は、平坦で滑りの良い上面を有する平面視長方形板状の操作台であって、Ｙ軸ガイド５２が固定されると共に、Ｘ軸ガイド５３及び伸縮シャフト５４が摺動自在に載置される。
【００２４】
Ｙ軸ガイド５２は、長方形状をなすテーブル５１上面の一辺に沿って固定されたＹ軸方向に延びる長尺体である。Ｙ軸ガイド５２は、Ｘ軸ガイド５３載置側の長辺にガイドレール５２ｇが設けられている。
【００２５】
Ｘ軸ガイド５３は、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向に延びる長尺体であり、テーブル５１上面に載置されている。Ｘ軸ガイド５３は、その長手方向がＹ軸ガイド５２の長手方向と直交する姿勢を保ちながらテーブル５１上でＹ軸方向へ移動可能となっている。すなわち、Ｘ軸ガイド５３は、一方の短辺に設けられた被ガイド部５３ａがＹ軸ガイド３２の長辺に沿ったガイドレール５２ｇに摺動自在に係合しており、Ｙ軸方向への移動がガイドされる。被ガイド部５３ａは、例えばガイドレール５２ｇとの接触面に摩擦係数を小さくする加工を施したり、ローラを設けてガイドレール５２ｇと回転可能に接触させたりするようにしてもよい。Ｘ軸ガイド５３は、伸縮シャフト５４載置側の長辺にガイドレール５３ｇが設けられている。
【００２６】
伸縮シャフト５４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向に伸縮可能なシャフト部材である。伸縮シャフト５４は、Ｘ軸ガイド５３によってＸ軸方向への移動がガイドされると共に、Ｘ軸ガイド５３を介してＹ軸ガイド５２によってＹ軸方向への移動がガイドされる。具体的には、伸縮シャフト５４は、スタンド５５と、固定シャフト５６と、可動シャフト５７とを備えて構成される。
【００２７】
スタンド５５は、平面視正方形状を呈する板状部材であり、テーブル５１上面に載置されている。スタンド５５の一辺に設けられた被ガイド部５５ａは、Ｘ軸ガイド５３の長辺に沿ったガイドレール５３ｇに摺動自在に係合しており、Ｘ軸方向への移動がガイドされる。被ガイド部５５ａは、例えばガイドレール５３ｇとの接触面に摩擦係数を小さくする加工を施したり、ローラを設けてガイドレール５３ｇと回転可能に接触させたりするようにしてもよい。
【００２８】
固定シャフト５６は、スタンド５５上に立設固定された円筒状のシャフトである。
【００２９】
可動シャフト５７は、固定シャフト５６の内周に摺動自在に挿入された丸棒状のシャフトである。そして、可動シャフト５７をＺ軸＋方向又は−方向へ摺動させて、固定シャフト５６からの露出長さを変化させることで、伸縮シャフト５４をＺ軸方向に伸縮させることができる。
【００３０】
固定台座５８は、可動シャフト５７上端に取り付けられた平面視コ字状（平面視凹形状）の構造体であって、操作ワンド３０を着脱自在に固定する台座の役割を有している。操作ワンド３０は、図４に示すように、固定台座５８のコ字形中央の隙間５８ａに差し込んで固定される。伸縮シャフト５４及び固定台座５８が、本発明のＺ軸ガイドを構成するものである。
【００３１】
従って、操作ワンド３０は、固定台座５８から取り外した状態では、手で把持して空間Ｓ上を自由に移動させることができる。しかしながら、操作ワンド３０を手で把持して空間Ｓ上を移動させる場合、手ブレのために真っ直ぐに動かすことが極めて困難である。例えば、図８に示すように、操作ワンド３０をＸ軸方向へ直線的に動かそうとしても手ブレで動きに歪みが生じ、これに伴って遠隔操作されるドローン１００の動きにも歪みが生じてしまう。
【００３２】
これに対し、操作ワンド３０を固定台座５８に固定した状態で動かすと、ガイド機構５０によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向への移動がガイドされるので、手ブレを生じることなく精密に動かすことができる。
【００３３】
より詳細には、図５に示すように、操作者が操作ワンド３０を固定する固定台座５８を手で把持して上方へ動かしていくと、可動シャフト５７の固定シャフト５６からの露出長さが徐々に長くなり、固定台座５８に固定された操作ワンド３０のＺ軸＋方向への移動がガイドされる。同様に、操作者が固定台座５８を手で把持して下方へ動かしていくと、可動シャフト５７の固定シャフト５６からの露出長さが徐々に短くなり、固定台座５８に固定された操作ワンド３０のＺ軸−方向への移動がガイドされる。
【００３４】
また、図６に示すように、操作者が固定台座５８を手で把持してＸ軸右方向へ動かしていくと、スタンド５５がＸ軸ガイド５３のガイドレール５３ｇに沿ってテーブル５１上をＸ軸右方向へ摺動し、固定台座５８に固定された操作ワンド３０のＸ軸＋方向への移動がガイドされる。同様に、操作者が固定台座５８を手で把持してＸ軸左方向へ動かしていくと、スタンド５５がＸ軸ガイド５３のガイドレール５３ｇに沿ってテーブル５１上をＸ軸左方向へ摺動し、固定台座５８に固定された操作ワンド３０のＸ軸−方向への移動がガイドされる。
【００３５】
また、図７に示すように、操作者が固定台座５８を手で把持してＹ軸奥方向へ動かしていくと、スタンド５５と係合するＸ軸ガイド５３がＹ軸ガイド５２のガイドレール５２ｇに沿ってテーブル５１上をＹ軸奥方向へ摺動することにより、固定台座５８に固定された操作ワンド３０のＹ軸＋方向への移動がガイドされる。同様に、操作者が固定台座５８を手で把持してＹ軸手前方向へ動かしていくと、Ｘ軸ガイド５３がＹ軸ガイド５２のガイドレール５２ｇに沿ってテーブル５１上をＹ軸手前方向へ摺動することにより、固定台座５８に固定された操作ワンド３０のＹ軸−方向への移動がガイドされる。尚、上記操作方法に代えて、固定台座５８を手で把持したまま、Ｙ軸ガイド５２をテーブル５１ごとＸ軸方向に動かしてスタンド５５に当接させた後、Ｙ軸ガイド５２に沿わせてＹ軸方向への移動を行うようにしてもよい。
【００３６】
次に、遠隔操作装置１を使用してドローン１００の飛行を遠隔操作する場合の端末１０における遠隔操作処理の流れについて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。尚、遠隔操作処理は、ＣＰＵ１１が記憶部１４から遠隔操作処理プログラム１４ａをＲＡＭ１３へ読み出して実行することにより行われる。
【００３７】
まず、操作者は、操作ワンド３０を手で把持し、固定台座５８のコ字形中央の隙間５８ａに差し込んで固定する。この時のドローン１００の位置を、ステップ１の開始処理において、タッチパネル１７での入力操作により初期位置として設定する。尚、以下の説明ではステップ１をＳ１と略記すると共に、他のステップについても同様の表記を行う。
【００３８】
次に、Ｓ２において、タッチパネル１７で終了操作が行われたか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はエンドへ進み終了し、Ｎｏの場合はＳ３へ進む。
【００３９】
Ｓ３において、移動倍率Ｒが変更されたか否かを判定し、Ｙｅｓの場合はＳ５へ進み、Ｙｅｓの場合はＳ４で移動倍率Ｒを設定する。
【００４０】
ここで、移動倍率Ｒとは、操作者によって操作される操作ワンド３０の移動量に対する、遠隔操作により動作するドローン１００の移動量の比率を意味する。すなわち、移動倍率Ｒ＝１のとき、操作ワンド３０の移動量と、遠隔操作により動作するドローン１００の移動量とは等しい。移動倍率Ｒ＞１のとき、操作ワンドの３０の移動量よりも、遠隔操作によって動作するドローン１００の移動量の方が大きくなる。移動倍率Ｒ＜１のとき、操作ワンドの３０の移動量よりも、遠隔操作によって動作するドローン１００の移動量の方が小さくなる。操作者は、タッチパネル１７での入力操作により移動倍率Ｒを０以上の値に設定する。尚、操作ワンド３０の移動時間とドローン１００の移動時間とを同一とした場合、移動倍率Ｒは移動速度の倍率であるとも言える。
【００４１】
次に、Ｓ５において、複数の赤外線カメラ２０で撮像された操作ワンド３０の操作空間Ｓの時系列の画像データを取得する。
【００４２】
続いて、Ｓ６のモーションキャプチャ処理では、モーションキャプチャプログラム１４ｂを読み出して実行し、Ｓ５で取得した時系列の画像データよりマーカ４０の動きを三角測量の原理で計測して、操作ワンド３０の予め定められた基準点の三次元時系列位置情報を生成する。例えば、基準点は、４個のマーカ４０の各中心点を４個の頂点とする図形の重心に設定してもよい。尚、本明細書では、「操作ワンド３０の基準点の三次元時系列位置情報」を、単に「操作ワンド３０の三次元時系列位置情報」とも記載する。
【００４３】
さらに、Ｓ７の指令生成処理において、Ｓ６で生成された三次元時系列位置情報とＳ４で設定された移動倍率Ｒとに基づいて、ドローン１００を遠隔操作するための指令を生成する。Ｓ７の指令生成処理では、遠隔操作される機器の仕様に適合した指令が生成される。本実施形態では、ドローン１００の仕様に適合した移動方向及び移動量に関する指令が生成される。
【００４４】
続いて、Ｓ８において、Ｓ７で生成された指令を無線通信部１６からドローン１００へ電波で送信する。その後、Ｓ２へ戻り、以後Ｓ２〜Ｓ８のステップを繰り返す。
【００４５】
ここで、Ｓ７の指令生成処理及びＳ８の指令送信について、具体例を用いて説明する。Ｓ６で生成された三次元時系列位置情報には、サンプリング時間ΔＴ毎の操作ワンド３０の三次元位置情報Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２），・・・が含まれている。ここで、Ｘ２−Ｘ１＝ΔＸ、Ｙ２−Ｙ１＝ΔＹ、Ｚ２−Ｚ１＝ΔＺとおくと、操作ワンド３０の位置Ｐ１からＰ２への移動はベクトル（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）で表され、このベクトルの各成分から移動方向が得られ、ベクトルの大きさを算出することにより移動量が得られる。そして、Ｓ７では、操作ワンド３０と同一方向が、ドローン１００の移動方向の指令として生成される。また、操作ワンド３０の移動量に移動倍率Ｒを乗じて得られるドローン１００の移動量をサンプリング時間ΔＴで除して得られた結果が、ドローン１００の移動速度の指令として生成される。そして、Ｓ８の指令送信では、Ｓ７で得られた移動方向及び移動速度を表す指令が、無線通信部１６から時間ΔＴに渡って電波で送信される。
【００４６】
例えば、ΔＴ＝１（秒）、ΔＸ＝１００（ｍｍ）、ΔＹ＝ΔＺ＝０であるときの指令生成を説明する。この場合、Ｙ軸とＺ軸の各成分が０であり、Ｘ軸成分が正であることから、「Ｘ軸＋方向」を表す移動方向の指令が生成される。また、操作ワンド３０の移動量１００ｍｍからドローン１００の移動量は「１００×Ｒ（ｍｍ）」と算出されることから、移動速度「１００×Ｒ（ｍｍ／秒）」を表す指令が生成される。
【００４７】
ここで、移動倍率Ｒの値を変化させた場合における移動速度の指令について説明する。移動倍率Ｒ＝１に設定されている場合、移動速度１００ｍｍ／秒との指令が生成され、１秒間送信される。この場合、ドローン１００に対して、操作ワンド３の動きと同一方向で、同一速度且つ同一距離（１００ｍｍ＝１０ｃｍ）の飛行動作の指令が行われる。
【００４８】
一方、移動倍率Ｒ＝１０に設定されている場合、移動速度１００×１０ｍｍ／秒＝１０００ｍｍ／秒との指令が生成され、１秒間送信される。従って、ドローン１００に対して、操作ワンド３０の動きの１０倍の速度で１０倍の距離（１０００ｍｍ＝１ｍ）の飛行動作の指令が行われる。つまり、移動倍率Ｒを１よりも大きく設定した場合、操作ワンド３０の動きよりもドローン１００の動きの方が速度及び距離が大きくなるため、操作者が手で動かせる範囲で操作ワンド３０を操作するだけで、ドローン１００を高速に大きく移動させる遠隔操作を行うことができる。尚、倍率Ｒを１よりも大きく設定した場合、操作ワンド３０の手ブレに伴う動きも倍率に応じて拡大された指令が生成され且つ送信されることになるが、ガイド機構５０を使用すれば手ブレの発生自体が防止されるので、ドローン１００を高精度に直線移動させることができる。
【００４９】
また、移動倍率Ｒ＝０．１に設定されている場合、移動速度１００×０．１ｍｍ／秒＝１０ｍｍ／秒との指令が生成され、１秒間送信される。従って、ドローン１００に対して、操作ワンド３０の動きの１／１０倍の速度で１／１０倍の距離（１０ｍｍ＝１ｃｍ）の飛行動作の指令が行われる。つまり、移動倍率Ｒを１未満に設定した場合、操作ワンド３０の動きよりもドローン１００の動きの方が速度及び距離が小さくなるため、ドローン１００をより細かく精密に遠隔操作することが可能となる。
【００５０】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態の遠隔操作装置１は、対象機器であるドローン１００を遠隔操作するための遠隔操作装置であって、操作者の手で把持される操作体としての操作ワンド３０と、操作ワンド３０の動きを検出する動き検出部としての赤外線カメラ２０と、赤外線カメラ２０による検出結果に基づいて操作ワンド３０の三次元時系列位置情報を生成するモーションキャプチャ部としてのモーションキャプチャ処理Ｓ６と、モーションキャプチャ処理Ｓ６で生成された三次元時系列位置情報に基づいてドローン１００を操作するための指令を生成する指令生成部としての指令生成処理Ｓ７と、指令生成処理Ｓ７で生成された指令をドローン１００へ電波で送信する指令送信部としての無線通信部１６と、を備える。
【００５１】
この構成によれば、操作ワンド３０を操作者が空間Ｓ内で動かすと、操作ワンド３０の動きが赤外線カメラ２０によって検出される。次に、モーションキャプチャ処理Ｓ６で、赤外線カメラ２０による検出結果に基づいて操作ワンド３０の三次元時系列位置情報を生成する。続いて、指令生成処理Ｓ７で、モーションキャプチャ処理Ｓ６で生成された三次元時系列位置情報に基づいてドローン１００を操作するための移動方向及び移動速度に関する指令が生成され、無線通信部１６は、Ｓ７の指令生成処理で生成された指令をドローン１００へ電波で送信する。ドローン１００は、指令を受信すると、指令に基づく移動方向及び移動速度で飛行動作を行う。
【００５２】
よって、操作者が操作ワンド３０を空間Ｓ内で動かすだけの簡単な操作で、モーションキャプチャ処理に基づいて生成された指令が無線通信部１６から送信されることにより、ドローン１００を簡単且つ精密に遠隔操作することができる。
【００５３】
また、遠隔操作装置１は、操作ワンド３０に取り付けられるマーカ４０をさらに備え、操作ワンド３０を含む空間を撮像する複数の撮像部としての赤外線カメラ２０を動き検出部として用いるものであり、モーションキャプチャ処理Ｓ６では、複数の赤外線カメラ２０で撮像された時系列の画像データよりマーカ４０の動きを三角測量の原理で計測して操作ワンド３０の三次元時系列位置情報を生成する。
【００５４】
この構成によれば、簡単な構成で高精度に操作ワンド３０の三次元時系列位置情報を生成することができる。
【００５５】
また、遠隔操作装置１は、操作ワンド３０の所定方向への移動をガイドするガイド機構５０をさらに備える。
【００５６】
この構成によれば、操作ワンド３０はガイド機構５０によって所定方向への移動がガイドされることにより手ブレの発生が防止されるので、ドローン１００を所定方向へ高精度に動作させることができる。
【００５７】
また、ガイド機構５０は、操作ワンド３０のＸ軸方向への移動をガイドするＸ軸ガイド５３と、操作ワンド３０のＸ軸方向と直交するＹ軸方向への移動をガイドするＹ軸ガイド５２と、操作ワンド３０のＸ軸及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向への移動をガイドするＺ軸ガイドとしての固定台座５８及び伸縮シャフト５４と、を備える。
【００５８】
この構成によれば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向において操作ワンド３０の直線移動をガイドするので、ドローン１００をより精密に直線移動させることができる。
【００５９】
また、遠隔操作装置１は、操作ワンド３０の移動量に対するドローン１００の移動量の比率である移動倍率Ｒを設定する倍率設定部としてのＳ４のステップをさらに備え、指令生成処理Ｓ７は、三次元時系列位置情報と移動倍率Ｒとを用いて指令を生成する。
【００６０】
この構成によれば、操作者によって設定された移動倍率Ｒに応じて、操作ワンド３０の移動量に対するドローン１００の移動量を変化させることができる。よって、移動倍率Ｒを１よりも大きい値に設定した場合は、ドローン１００を大きく且つ高速に移動させる指令が生成されるので、距離の離れた目標位置まで素早く移動させる遠隔操作を簡単に行うことができる。一方、移動倍率Ｒを１よりも小さい値に設定した場合は、ドローン１００を小さく且つ低速に移動させる指令が生成されるので、細かく精密な動きを伴う遠隔操作を簡単に行うことができる。
【００６１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。上記実施形態では、端末１０をタブレット型コンピュータとしたが、これには限られず、同様の機能を具備する如何なるタイプの情報処理装置を用いることが可能である。また、タッチパネル式のディスプレイに搭載カメラ１０２からのドローン１００前方の映像を表示する構成としたが、ゴーグル型ディスプレイに映像を表示する構成としてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、遠隔操作装置１によってドローン１００を遠隔操作する例を示したが、遠隔操作の対象機器はドローンに限定されるものではなく、遠隔操作可能な全ての機器を対象とすることができる。例えば、ドローンに代えてロボットを遠隔操作の対象機器としてもよく、アーム型ロボットにおけるロボットハンドの移動を遠隔操作したり、自走式搬送ロボットの走行を遠隔操作したりするようにしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、ガイド機構５０をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向において操作ワンド３０の直線移動をガイドする構成としたが、これらのいずれか１つ又は２つの方向の直線移動をガイドする構成としてもよく、これら以外の軸方向の直線移動をガイドする構成としてもよい。或いは、ガイド機構５０は、直線移動をガイドする構成に代えて、或いはこれに加えて、円形や楕円形のように全体を曲線状の経路としたり、一部分を曲線状の経路としたりして方向の変化する移動をガイドする構成としてもよい。要するに、ガイド機構５０は、一定の所定方向にガイドする構成に限られず、予め定められた経路に沿って所定方向が変化する移動をガイドする構成であってもよい。また、上記実施形態では、ガイド機構５０にテーブル５１を操作台として設ける構成としたが、操作者がＹ軸ガイド５２を一方の手で把持し、固定台座５８を他方の手で把持して操作すれば、テーブル５１を省略した構成とすることも可能である。
【００６４】
また、上記実施形態では、移動倍率について、ドローン１００の移動速度と移動量の両方を変更する例を説明したが、ドローン１００の移動速度を変えずに、移動量のみ変更するように設定されてもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、動き検出部及び撮像部として赤外線カメラ２０を用いた例を示したが、赤外線以外の光を使用する可視光カメラ等を用いる構成としてもよい。或いは、赤外線以外の位置、角度、速度などの情報を取得できる機器を、動き検出部として用いる構成としてもよい。例えば、赤外線カメラ２０に代えて、磁気センサ、慣性センサ、機械式センサ等を、動き検出部として用いることにより操作ワンド３０の動きを検出する構成としてよい。
【００６６】
以下、上記実施形態の変形例について、図９を参照しつつ説明する。尚、上記実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、それらについての説明を省略する。図９に示す変形例の遠隔操作装置２は、赤外線カメラ２０に代えて、磁界発生装置２５及び磁気センサ２６を、本発明の動き検出部として用いたものである。すなわち、遠隔操作装置２は、動き検出部として、操作ワンド３０を含む空間Ｓ内に磁界を発生させる磁界発生部としての磁界発生装置２５、及び操作ワンド３０に取付けられて磁力の計測に基づいて操作ワンド３０の動きを検出する磁力計側部としての磁気センサ２６を有する。磁気センサ２６は、３軸方向に直交するコイルで検出した磁力に基づいて磁界発生装置２５からの位置、角度、速度を計測することにより、操作ワンド３０の動きを検出する装置である。磁気センサ２６による検出結果は、有線通信又は無線通信で送信され、通信Ｉ／Ｆ１５を介して端末１０に取り込まれる。端末１０において、モーションキャプチャ部としてのＣＰＵ１１は、磁気センサ２６による検出結果に基づいて操作ワンド３０の三次元時系列位置情報を生成する。本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００６７】
１…遠隔操作装置（実施形態）、２…遠隔操作装置（変形例）、１１…ＣＰＵ（倍率設定部、モーションキャプチャ部、指令生成部）、２０…赤外線カメラ（動き検出部、撮像部）、２５…磁界発生装置（磁界発生部、動き検出部）、２６…磁気センサ（磁力計側部、動き検出部）、３０…操作ワンド（操作体）、４０…マーカ、５０…ガイド機構、５２…Ｙ軸ガイド、５３…Ｘ軸ガイド、５４…伸縮シャフト（Ｚ軸ガイド）、５８…固定台座（Ｚ軸ガイド）、１００…ドローン（対象機器）。
【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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【図８】
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【図９】
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