(57)【要約】  作業機械を遠隔地から操縦する遠隔操縦システムにおいて、安全性と作業性の向上を図ると共に、オペレータの疲労を軽減する。  作業機械を遠隔地から操縦する遠隔操縦システムにおいて、機体走行時に機体の傾斜情報をオペレータが着座する座席を機体に連動して傾斜駆動することで、体感的にオペレータへ提示し安全性と作業性の向上を図る。一方、機体が走行していない時には座席の傾斜量を保持することで、機体の作業による大きな傾斜振動をオペレータへ与えず、オペレータの疲労軽減を図ることを実現する。
2015155845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔地に設置された遠隔操縦設備からオペレータが作業機械を操縦する作業機械の遠隔操縦システムにおいて、
前記作業機械は走行手段と、
機体の傾斜方向と傾斜量を検出する傾斜検出手段を備え、
前記遠隔操縦設備はオペレータが着座する座席と、
座席を傾斜させる傾斜駆動手段とを備え、
前記傾斜駆動手段は前記作業機械が走行中には前記傾斜検出手段で検出された傾斜方向と傾斜量に座席が同調するよう座席を傾斜させ、
前記作業機械が走行していないときには一定の傾斜量を保つよう前記座席の傾斜を制御することを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。
【請求項２】
請求項１の作業機械の遠隔操縦システムにおいて、
前記作業機械が走行していないときには前記傾斜検出手段で検出された傾斜量の低周波数成分に対して座席が同調するよう座席を傾斜させることを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。
【請求項３】
請求項１の作業機械の遠隔操縦システムにおいて、
前記作業機械は走行中か停止中かを検出する走行状態検出手段を備え、
前記傾斜駆動手段は前記走行状態検出手段が走行中を示している間は傾斜検出手段で検出された傾斜方向と傾斜量に座席が同調するよう座席を傾斜させ、
前記走行状態検出手段が停止中を示している間は、前記走行状態検出手段が走行中から停止中に切り替わった時の傾斜検出手段で検出された傾斜量を保つよう、前記座席の傾斜を制御することを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２の作業機械の遠隔操縦システムにおいて、
前記作業機械は走行体と、走行体に対して垂直軸回りに回転可能に支持された旋回体から成り、走行体に対する旋回体の回転量を検出する旋回検出手段を備え、
前記作業機械が走行していないときには前記走行体の傾斜方向を傾斜検出手段によって直接、あるいは間接的に取得し、前記走行体の傾斜方向に対して旋回検出手段によって検出された旋回回転量を基に前記旋回体の傾斜方向を導出し、この前記旋回体の傾斜方向に座席が同調するよう座席を傾斜させることを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。
【請求項５】
請求項１または請求項２の作業機械の遠隔操縦システムにおいて、
作業機械は機体から見える映像を検出する映像検出手段を備え、
遠隔操縦設備は映像をオペレータへ提示する映像出力手段を備え、
作業機械が走行しているときには前記映像検出手段で検出された映像をそのまま前記映像出力手段で出力し、
作業機械が走行していないときには前記映像検出手段で検出された映像に対して、機体の傾斜振動が要因で起こる映像内の振動成分を除去した後、前記映像出力手段で出力することを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械を遠隔地から操縦するシステムに関するものであり、特に機体が走行する作業機械を遠隔地から操縦するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械や運搬機械などの作業機械は、通常オペレータが搭乗し、各種レバーやハンドルなどを操作することによって所望の作業を実現する。ただし、これらの作業機械が、例えば崖の崩壊のおそれのある場所などで用いられる場合、無人の作業機械を遠隔地に設置された操縦設備からオペレータが操縦するという、遠隔操縦手段が用いられることがある。【０００３】
作業機械の遠隔操縦では、作業機械に取付けられたカメラによって撮影された映像を、遠隔地の操縦設備へ有線又は無線通信によって伝送し、操縦設備内のモニタにその映像が映し出される。オペレータは、モニタ上の映像を見ながら、操縦設備内の操作レバーなどの入力装置を操り、入力装置によって指示される操作信号を作業機械へ伝送することによって、作業機械がオペレータの指示通りに動作することで、遠隔地からの作業機械の操縦を実現する。【０００４】
このような作業機械の一般的な遠隔操縦に対して、〔特許文献１〕〔特許文献２〕のような、映像以外の情報をオペレータへ提示する遠隔操縦システムが考えられている。【０００５】
〔特許文献１〕は、タワークレーンを遠隔操作するためのシステムであり、タワークレーンに全方位カメラと、ブームの旋回位置を検知する旋回センサと、タワークレーン内の仮想操作席の傾斜状態を検知する傾斜センサを設置している。これらのセンサから得られる情報を遠隔操作室に伝送し、実際の捜査員が着座する操作席をブームの旋回位置及び仮想操作席の傾斜角度に同調させて回転及び傾斜させる。このような構成により、遠隔操作の際にも本来の操作席に実際に着座している状態をリアルタイムに再現することができ、従来通りの感覚で違和感なくタワークレーンを遠隔操作することが可能となる。【０００６】
【特許文献２】は、油圧ショベルの作業力（掘削力とねじれ）を作業力検出器で検出し、これを遠隔地の操縦装置へ送信する。操縦装置では、コントローラによって掘削力とねじれをそれぞれ２つの正弦波の振幅に変換し、オペレータが座る椅子を掘削力に基づく正弦波により上下方向に振動させ、ねじれに基づく正弦波により回転振動を与えるものである。このような構成により、作業力をオペレータに体の感覚として実感できる臨場感を与えることができ、ひいては作業性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１１６７７３号公報
【特許文献２】特開平９−２１７３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの文献が示す通り、作業機械の遠隔操縦には映像のみでなく、機体の傾斜や回転や作業力など、機体搭乗時にオペレータが視覚以外で体感する情報を、遠隔操縦設備においてもオペレータが着座する座席を動かすなどの体感的な情報として提示することで、オペレータは従来通りの感覚で違和感なく操作できると共に、得られる情報量が増えることから、安全性や作業性の向上が見込まれる。【０００９】
ただし、座席を動かすなど体感的に振動や揺れをオペレータへ与えることはオペレータの疲労にもつながり、機体の傾斜や回転などの体感情報の中でも、作業への必要性の小さい情報はオペレータへ提示せず、必要な情報のみに絞ってなるべく座席を動かさないほうがオペレータの疲労軽減にとって良い。本発明は、このような座席を動かすことで体感的にオペレータへ情報を提示する遠隔操縦システムにおいて、安全性や作業性を損なわずオペレータの疲労軽減を実現するような遠隔操縦システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するために、本発明は遠隔地に設置された遠隔操縦設備からオペレータが作業機械を操縦する作業機械の遠隔操縦システムにおいて、前記作業機械は走行手段と、機体の傾斜方向と傾斜量を検出する傾斜検出手段を備え、前記遠隔操縦設備はオペレータが着座する座席と、座席を傾斜させる傾斜駆動手段とを備え、前記傾斜駆動手段は前記作業機械が走行中には前記傾斜検出手段で検出された傾斜方向と傾斜量に座席が同調するよう座席を傾斜させ、前記作業機械が走行していないときには一定の傾斜量を保つよう前記座席の傾斜を制御することを特徴とするものである。【００１１】
更に、本発明は作業機械の遠隔操縦システムにおいて、前記作業機械が走行していないときには前記傾斜検出手段で検出された傾斜量の低周波数成分に対して座席が同調するよう座席を傾斜させることを特徴とするものである。【００１２】
更に、本発明は作業機械の遠隔操縦システムにおいて、前記作業機械は走行中か停止中かを検出する走行状態検出手段を備え、前記傾斜駆動手段は前記走行状態検出手段が走行中を示している間は傾斜検出手段で検出された傾斜方向と傾斜量に座席が同調するよう座席を傾斜させ、前記走行状態検出手段が停止中を示している間は、前記走行状態検出手段が走行中から停止中に切り替わった時の傾斜検出手段で検出された傾斜量を保つよう、前記座席の傾斜を制御することを特徴とするものである。【００１３】
更に、本発明は作業機械の遠隔操縦システムにおいて、前記作業機械は走行体と、走行体に対して垂直軸回りに回転可能に支持された旋回体から成り、走行体に対する旋回体の回転量を検出する旋回検出手段を備え、前記作業機械が走行していないときには前記走行体の傾斜方向を傾斜検出手段によって直接、あるいは間接的に取得し、前記走行体の傾斜方向に対して旋回検出手段によって検出された旋回回転量を基に前記旋回体の傾斜方向を導出し、この前記旋回体の傾斜方向に座席が同調するよう座席を傾斜させることを特徴とするものである。【００１４】
更に、本発明は作業機械の遠隔操縦システムにおいて、作業機械は機体から見える映像を検出する映像検出手段を備え、遠隔操縦設備は映像をオペレータへ提示する映像出力手段を備え、作業機械が走行しているときには前記映像検出手段で検出された映像をそのまま前記映像出力手段で出力し、作業機械が走行していないときには前記映像検出手段で検出された映像に対して、機体の傾斜振動が要因で起こる映像内の振動成分を除去した後、前記映像出力手段で出力することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、作業機械が走行中にはオペレータへ機体の傾斜情報が、座席が動かされることにより体感的にオペレータへ提示されるが、作業機械が走行を止め、掘削や積込、運搬などの作業に取り掛かる時には機体の傾斜情報をオペレータへ提示しないよう構成することができる。【００１６】
通常、作業機械の静的傾斜角度が変わるのは、作業機械の置かれた地面の状況が段差や坂道などと変わる場合であり、走行停止中は作業機械の静的傾斜角度が変わることはない。また、オペレータが傾斜情報をリアルタイムに必要とする場面も走行中であり、坂道や段差や溝を乗り越える場合などに機体が転倒しない程度の安全な傾斜角度か否かを知る必要がある。一方、掘削や積込、運搬などの作業中は基本的に機体は走行停止しており、作業を行うための各種機構が動作する。この時に、各種機構を急停止させるなど特定の作業動作により機体が振動し、動的傾斜角度が変わることはあるが、このような機体の振動など動的傾斜角度情報はオペレータが作業する上で不必要であり、オペレータに疲労を蓄積させることになる。【００１７】
本発明により、オペレータは走行中に必要な機体の傾斜情報をリアルタイムに知ることができ安全性が高まると共に、実際の作業時に発生する機体の振動の影響を受けず作業性も向上し、加えてオペレータの疲労を軽減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態である作業機械の遠隔操縦システム
【図２】図１の油圧ショベルの部分拡大図
【図３】遠隔操縦席台座駆動機構
【図４】遠隔操縦システム構成図
【図５】遠隔操縦システム制御フロー図
【図６】第２の実施の形態である遠隔操縦システムの制御フロー図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１から図５までは第１の実施の形態を示すものであり、図６は第２の実施の形態を示す。なお、全ての図において同一の部分、構成については同じ符号を付している。
【００２０】
図１から図４を用いて第１の実施の形態である作業機械の遠隔操縦システムの全体構成を説明する。本実施の形態では、作業機械として油圧ショベルを例に説明するが、本発明における作業機械は油圧ショベルに限定するものではなく、掘削、積込、運搬などを行うあらゆる作業機械の中で、地面に対して走行する能力を有する全てのものに適用可能である。
【００２１】
図１は油圧ショベルの遠隔操縦システムを示しており、図２は図１の油圧ショベルの運転席付近の拡大図である。また、図４は図１の遠隔操縦システムを構成要素ごとにブロックで表わした構成図である。以下、図１、図２、図４を用いて第１の実施の形態である油圧ショベルの遠隔操縦システムを説明する。
【００２２】
第１の実施の形態である油圧ショベルの遠隔操縦システムは、主に遠隔操縦の対象である油圧ショベル１と、遠隔地に設けられオペレータが実際に操縦するために必要な各部品を備える遠隔操縦設備３とを構成要素として持つ。
【００２３】
油圧ショベル１は、一般的な油圧ショベルと同様に、上部旋回体１１、クローラを含む下部走行体１２、掘削などの作業を行うフロント部を構成するブーム１３、アーム１４、バケット１５、ブーム１３を駆動するブームシリンダ１６、アーム１４を駆動するアームシリンダ１７、バケット１５を駆動するバケットシリンダ１８、上部旋回体１１内に設けられた運転席１９から構成されている。
【００２４】
上部旋回体１１は下部走行体１２に回転可能に支持されており、図示されていない旋回モータによって、上部旋回体１１は下部走行体１２に対して相対的に回転駆動される。ブーム１３の一端は上部旋回体１１に回転可能に支持されており、ブームシリンダ１６の伸縮に応じてブーム１３が上部旋回体１１に対して相対的に回転駆動される。アーム１４の一端はブーム１３へ回転可能に支持されており、アームシリンダ１７の伸縮に応じてアーム１４がブーム１３に対して相対的に回転駆動される。バケット１５はアーム１４へ回転可能に支持されており、バケットシリンダ１８の伸縮に応じてバケット１５がアーム１４に対して相対的に回転駆動される。このような構成である油圧ショベル１は旋回モータやブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８を適切な位置に駆動することにより、バケット１５を任意の位置、姿勢に制御し、所望の作業を行うことができる。旋回モータや各シリンダは車体コントロールユニット２６によって制御されており、車体コントロールユニット２６に各部の操作を指示するレバー信号を与えることにより、旋回モータや各シリンダを動かすことができる。
【００２５】
なお、本実施の形態では油圧ショベル１に運転席１９が配設されているが、遠隔操縦を行う機体であることから運転席１９は必ずしも必要ではない。しかし、実際には遠隔操縦対象機体であってもオペレータが部分的に搭乗する可能性は十分考えられ、また、あえて運転席を外す必要性も低いことから、本実施の形態では運転席１９を油圧ショベル１に配設している。
【００２６】
本実施の形態における油圧ショベル１は、これらの構成以外に、上部旋回体１１に配設され機体から見える映像を検出する映像検出手段であるカメラ２０、上部旋回体１１に配設され機体の傾斜方向および傾斜量を検出する傾斜検出手段である傾斜センサ２１、下部走行体１２に対する上部旋回体１１の回転量を検出する旋回検出手段である旋回センサ２２、走行モータの回転速度を検出する走行状態検出手段である、走行回転センサ２３、これらのセンサ信号を取得、処理する車体側遠隔コントロールユニット２５、無線通信アンテナ２４を備えている。なお旋回検出手段には下部走行体１２と上部旋回体１１との相対的な回転量を取得するもの以外にも、上部旋回体１１の角速度を検出し、それを積分することで回転量を求めるものであってもよい。また走行状態検出手段には走行モータの回転速度を検出するもの以外にも、オペレータの操縦信号から走行に対する指示の有無で走行しているか否かを判断するものであってもよい。
【００２７】
本構成により、機体から見える映像、機体の傾斜方向および傾斜量、旋回回転量、走行速度をそれぞれのセンサで取得し、車体側遠隔コントロールユニット２５によって適切に処理した上で、これらの情報を無線通信アンテナ２４を介して遠隔操縦設備３へ送信することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では遠隔操縦対象機体と操縦設備との間を無線通信を用いて情報のやり取りを行う構成としているが、機体と操縦設備との距離が近ければ有線通信を用いてもよい。その場合、伝送可能な情報量が増えるため、より時間遅れの少ない映像や、より高解像度の映像などの送受信が可能となる。
【００２９】
遠隔操縦設備３は、オペレータが着座する座席３１、旋回モータや各シリンダの動きを入力するフロント操作レバー３２、走行モータの動きを入力する走行操作レバー３３、カメラ２０によって得られた映像を映し出すモニタ３４、座席３１や走行操作レバー３３、モニタ３４が置かれた台座３７、台座３７を傾斜駆動するアクチュエータ３５、アクチュエータ３５と台座３７とを接続する連結部３６、コントロールボックス４０、無線通信アンテナ４２を備えている。コントロールボックス４０内には、無線通信アンテナ４２を介して車体側遠隔コントロールユニット２５との情報通信、操作レバー３２、３３の情報取得、モニタ３４への映像情報の出力、アクチュエータ３５の制御、を行う操縦側遠隔コントロールユニット４３が配設されており、遠隔コントロールユニット４３と操作レバー３２、３３やモニタ３４、アクチュエータ３５とは配線４１によって電気的に接続されている。
【００３０】
モニタ３４は、右側モニタ３４ａ、左側モニタ３４ｂ、正面モニタ３４ｃの３つのモニタから構成されており、視野角を広くし没入感が出るようにすることで、正面のモニタ１台の構成に比べて実機に近い視野を得られるようにしている。
【００３１】
遠隔操縦設備３は無線通信アンテナ４２を介して操縦側遠隔コントロールユニット４３に、油圧ショベル１から伝送される映像、傾斜方向および傾斜量、旋回回転量、走行速度を取りこむことができる。また、操縦側遠隔コントロールユニット４３は、映像をモニタ３４へ出力し、アクチュエータ３５を適切に駆動することで台座３７を機体の傾斜角度と同等となるよう制御すると共に、フロント操作レバー３２、走行操作レバー３３の操作量信号を取得して、無線通信アンテナ４２を介して車体側遠隔コントロールユニット２５へ送信する。車体側遠隔コントロールユニット２５は、無線通信アンテナ２４を介して操縦側遠隔コントロールユニット４３から送られてきた各操作レバーの操作量信号を、車体コントロールユニット２６へ出力し、車体コントロールユニット２６は得られた操作量信号を基に旋回モータや各シリンダを適切に制御する。
【００３２】
このような構成により、オペレータは遠隔操縦設備３内の座席３１に着座し、モニタ３４に映し出される映像を見ると同時に、機体の傾斜情報を座席３１が傾斜することで体感しながら、各操作レバー３２、３３を操作することで、遠隔地にある油圧ショベル１を実機搭乗に近い感覚で操縦することが可能となっている。
【００３３】
次に、図３を用いて台座３７の傾斜駆動構造を説明する。台座３７は、３つのアクチュエータ３５ａ、３５ｂ、３５ｃがそれぞれ連結部３６ａ、３６ｂ、３６ｃを介して連結されている。アクチュエータ３５（３５ａ〜３５ｃ）は、直動運動を出力する電動あるいは油圧シリンダであり、鉛直方向にシリンダロッドが伸縮するよう設置されている。連結部３６（３６ａ〜３６ｃ）は、自在継手３６１（３６１ａ〜３６１ｃ）と直動案内ガイド３６２（３６２ａ〜３６２ｃ）の２つから構成されている。加えて、アクチュエータ３５のシリンダロッドは出力方向の軸回りの回転が拘束されておらず、連結部３６と合わせて、各アクチュエータ３５は３軸回転と１軸並進の合計４自由度を持って台座３７へ接続されている。また、３つの直動案内ガイド３６２は、３つのアクチュエータ３５の出力方向の軸と台座３７との交点を結んでできる三角形の中央付近で、案内方向の仮想軸延長線が一点で交わるように配置されている。
【００３４】
このような構成により、台座３７は３つのアクチュエータ３５のシリンダロッドの伸縮を適切に制御することにより、任意の傾斜方向および傾斜量となるよう台座３７やそれに置かれた座席３１を傾斜させることが可能となる。加えて、台座３７を鉛直方向に並進駆動することもでき、機体の上下振動を座席３１で再現することも可能である。
【００３５】
次に、図４を用いて本実施の形態で行われる遠隔操縦システム全体の制御の流れについて説明する。図４には、操縦側遠隔コントロールユニット、車体側遠隔コントロールユニット、車体コントロールユニットの３つのコントロールユニットについて、それぞれで行われる処理について遠隔操縦システムに関連のある部分のみ示している。
【００３６】
まず車体側の処理の流れについて説明する。車体側では、まず車体側遠隔コントロールユニット２５が、カメラ２０、傾斜センサ２１、旋回センサ２２、走行回転センサ２３からそれぞれ最新のカメラ映像Ｉｍｇ、傾斜方向θ、傾斜量Ｒ、旋回回転量φ、走行速度ωを取得する。これらのセンサ信号を、無線通信によって操縦側遠隔コントロールユニット４３へ送信する。操縦側遠隔コントロールユニット４３からは、操作レバー３２、３３の操作量信号Ｐｎを受信し、これを車体コントロールユニット２６へ送信する。車体コントロールユニットでは、受信した操作量信号Ｐｎを基に、旋回モータやブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８を駆動する。
【００３７】
続いて、図５のフローチャートを用いて遠隔操縦側の処理の流れについて説明する。操縦側遠隔コントロールユニットでは、台座３７の走行時の姿勢を保持する傾斜方向の変数θａ、傾斜量の変数Ｒａを持っており、初期値として最初に「０」を代入する。次に車体側遠隔コントロールユニットからカメラ映像Ｉｍｇ、傾斜方向θ、傾斜量Ｒ、旋回回転量φ、走行速度ωを受信し、走行速度ωの絶対値が「０」以上（走行中）であれば、θａ、Ｒａを受信した傾斜情報θ、Ｒに更新する。走行回転速度ωが「０」であれば、θａ、Ｒａの更新は行わず、θａ、Ｒａは走行時の最後の（停止した瞬間の）値がそのまま保持される。また、走行速度ωが「０」のときにのみ、θａから旋回角度φを減算する処理を行い、その値をθへ代入すると共に、ＲへＲａを代入する。このθ、Ｒを基にアクチュエータ３５の目標位置を演算し、目標位置となるようアクチュエータ３５を位置制御する。次に、モニタ３４に受信したカメラ映像を出力し、モニタ３４上でカメラ映像が映し出されるようにする。最後に、フロント操作レバー３２と走行操作レバー３３の操作量Ｐｎを取得し、車体側遠隔コントロールユニット２５へ送信する。
【００３８】
このような処理により、油圧ショベル１が走行中にのみ、台車３７やそれに配置された座席３１が、傾斜センサ２１によって得られた傾斜方向および傾斜量にリアルタイムに制御され、油圧ショベル１が走行していない場合には座席３１は同じ傾斜量を保持するように制御される。また、油圧ショベル１が走行していない状態で上部旋回体１１が下部走行体１２に対して旋回すると、その旋回角度に合わせて上部旋回体１１の傾斜方向を演算する。
【００３９】
このように構成された遠隔操縦システムについて、その効果を説明する。まず、機体走行時に機体の傾斜角度誤認によって転倒するなどの事故を防ぐため、オペレータの着座する座席を機体の傾斜情報と同調するよう傾けることで、オペレータへ体感的に機体の傾斜情報を提示し、安全性の向上を図ることができる。一方、例えば油圧ショベルの場合などは、ブームやアーム、バケットを激しく動かして作業すると機体が大きく振動することがある。この振動は、オペレータの作業にとって必要性が低く、オペレータの疲労の原因の一つとなっている。一般的に、作業時には機体は走行停止しており、また、走行停止時には機体の傾斜量が変化することは少ない。このため、走行停止時には機体の傾斜量を走行時の最後の傾斜量（走行停止した瞬間の傾斜量とほぼ等しい）を保持する。走行停止時に旋回することで傾斜方向が変わる場合には、保持した傾斜方向と旋回回転量から旋回中あるいは旋回後の傾斜方向を演算することで、作業によって発生する機体の振動をオペレータが着座する座席で同調させないよう座席を制御できる。このような構成により、疲労の原因となる機体の振動をオペレータへ与えずに済み、オペレータの疲労を軽減し、作業性の向上を図ることができる。
【００４０】
本実施の形態では、作業機械として油圧ショベルを対象とした。このため、走行停止時にも旋回回転量によって傾斜方向が変わる可能性があり、旋回回転量による傾斜方向の演算処理が入っているが、例えばホイールローダなどのように旋回しない作業機械や、油圧ショベルであっても下部走行体に傾斜センサを配設すれば、このような旋回回転量による傾斜方向の演算処理は必要なく、旋回センサも必要ない。また、本実施の形態では、走行中かどうかの分岐処理や分岐後の傾斜方向の演算処理を操縦側遠隔コントロールユニット４３で行っているが、これらの処理は車体側遠隔コントロールユニット２５で行ってもよい。操縦側遠隔コントロールユニット４３でこれらの処理を行った場合、車体側遠隔コントロールユニット２５では計算量が減るため、より小型あるいは安価なコントロールユニットを車体へ搭載することができる。一方、車体側遠隔コントロールユニット２５でこれらの処理を行った場合、旋回回転量や走行速度の情報を操縦側遠隔コントロールユニットへ送信しなくて済むため、通信量を減らすことができる。
【００４１】
次に、図６を用いて本発明の第２の実施の形態である作業機械の遠隔操縦システムについて説明する。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は制御の処理内容についてのみであり、その他の構成については第１の実施の形態と同様であるため、図や説明は省略する。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に作業機械として油圧ショベルを例に説明するが、本発明における作業機械は油圧ショベルに限定するものではなく、掘削、積込、運搬などを行うあらゆる作業機械の中で、地面に対して走行する能力を有する全てのものに適用可能である。
【００４２】
図６のフローチャートは第２の実施の形態である遠隔操縦システム全体の制御の流れについて示したものである。第１の実施の形態と異なる点は、操縦側遠隔コントローラ４３内の処理であり、第１の実施の形態と異なる点に関してのみ説明する。
【００４３】
第２の実施の形態における操縦側遠隔コントロールユニット４３での処理内容は、第１の実施の形態のそれと異なり、まず傾斜情報を保持する変数θａ、Ｒａを用いない。このため、走行中にθａ、Ｒａの値を更新したり、走行停止時に停止した瞬間の傾斜情報を保持し続けるという処理を行わない。その代わりに、走行停止中に以下の処理を行う。すなわち、傾斜方向θに対して、旋回回転量φを加算し、加算後のθとＲを低域通過フィルタにかけ、フィルタ通過後のθから旋回回転量φを減算するというものである。旋回回転量がφの状態で走行停止していた場合、傾斜方向θに旋回回転量φを加算すると、加算後の傾斜方向は下部走行体の傾斜方向と一致する。これに低域通過フィルタをかけると、作業などによって発生する振動成分を除去することができる。この低域通過フィルタ処理後の傾斜方向と、第１の実施の形態での走行停止した瞬間の傾斜方向θａとがほぼ同等の値となるが、θａ、Ｒａが走行停止中は全く変動しないのに対し、本実施の形態の低域通過フィルタ処理後のθ、Ｒは、例えば地面が崩れて機体が傾くなどのように、走行停止中であっても機体の傾斜方向および傾斜量が変動するような場合に、傾斜情報を抽出することができる。低域通過フィルタ処理後の傾斜方向から旋回回転量φを減算することにより、旋回回転量φでの機体の傾斜情報を正くオペレータへ提示することができる。
【００４４】
本実施の形態の走行停止中の一連の処理は、第１の実施の形態が走行停止した瞬間の傾斜情報を保持し続け、これに対して旋回回転量分の演算を行うのに対して、傾斜情報の低周波数成分に対して旋回回転量分の演算を行うというものである。このような処理により、走行停止中にも機体の傾斜方向および傾斜量が変動するような場合に対処することが可能となる。また、単に傾斜方向θに低域通過フィルタ処理すると位相遅れが発生し、旋回による傾斜方向変動に同調させることができない可能性が高い。一方、本実施の形態の処理では旋回による傾斜方向変動に同調させることが可能である。
【００４５】
このような構成により、第１の実施の形態における発明の効果に加えて、走行停止時にも変動する機体の傾斜情報をオペレータへ提示することができ、例えば走行停止中に崖の崩壊によって機体が傾くなどの状況にも対応することが可能となり、より安全性の向上を図ることができる。
【００４６】
第２の実施の形態における操縦側遠隔コントロールユニット４３での処理内容で、第１の実施の形態のそれと異なるもう一つの点は、走行停止時のみ、カメラ２０から得られる映像Ｉｍｇに対して、機体の振動が要因で起こる映像内の振動成分を除去してから、操縦側遠隔コントロールユニットに映像Ｉｍｇを送信する処理が追加されているところである。Ｉｍｇの振動成分除去方法としては、傾斜センサ２１から得られる傾斜方向θと傾斜量Ｒの情報を基に画像をシフトさせればよい。
【００４７】
このような構成により、走行停止時においてオペレータへ提示する座席の傾斜量と映像とがどちらも振動成分を含まず、座席の動きと映像とを同期させることができる。このような構成により、体感情報と視覚情報とのずれによって引き起こされるオペレータの疲労を軽減することが可能となる。
【００４８】
なお、本実施の形態においても第１の実施の形態と同様、走行中かどうかの分岐処理や分岐後の処理は車体側遠隔コントロールユニット４３で行ってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１                  油圧ショベル
１１                上部旋回体
１２                下部走行体
１３                ブーム
１４                アーム
１５                バケット
１６                ブームシリンダ
１７                アームシリンダ
１８                バケットシリンダ
１９                運転席
２０                カメラ
２１                傾斜センサ
２２                旋回センサ
２３                走行回転センサ
２４                無線通信アンテナ
２５                車体側遠隔コントロールユニット
２６                車体コントロールユニット
３                  遠隔操縦設備
３１                座席
３２                フロント操作レバー
３３                走行操作レバー
３４                モニタ
３５                アクチュエータ
３６                連結部
３７                台座
４０                コントロールボックス
４１                配線
４２                無線通信アンテナ
４３                操縦側遠隔コントロールユニット
【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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【国際調査報告】
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