(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯式操作装置に設けられた音声マイクと、当該音声マイクが集音した操作者の音声から作業機の各操作機器に対応した操作指令語を認識してその認識結果を確定した後に出力する音声認識手段、作業機の各操作機器を駆動制御する弁装置、及び前記音声認識手段からの認識結果を受けて対応する弁装置に弁切換信号を出力するコントローラとで構成した作業機のボイスコントロール装置において、
前記携帯式操作装置に文字情報を表示する表示部と手動操作式の確定指令手段とを設け、当該確定指令手段は作業機の駆動速度を指令する駆動速度指令信号を出力可能に構成し、前記音声認識手段が認識した認識結果を当該表示部に文字表示すると共に、前記音声認識手段は表示部への認識結果表示後の前記確定指令手段からの指令信号を受けて認識結果を確定し、確定した認識結果と共に駆動速度指令信号をコントローラに出力するよう構成したことを特徴とする作業機のボイスコントロール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、操作者が発声した音声を音声認識して作業機を遠隔操作するよう構成した作業機のボイスコントロール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クレーン等の作業機を遠隔操作する遠隔操作装置として、操作者が発声した音声から作業機の各操作機器に対応した操作指令語を認識して、その認識結果に基づき対応する操作機器を遠隔操作するよう構成したボイスコントロール装置がある。
【０００３】
従来から用いられているボイスコントロール装置は、図３に示す如く、操作者のヘルメット等に取付けられヘッドホンマイク２（音声マイク2aとヘッドホン2bとで構成されている）と送受信器３とで構成された携帯式操作装置１と、作業機本体側に取付けられ前記携帯式操作装置１の送受信器３との間で音声信号を送受信する送受信器４、当該送受信器４で受信した音声マイク2aからの音声信号を受けて当該音声信号を予め操作者本人の音声で登録されている各操作機器（例えば、ウインチ装置や旋回装置等）に対応した操作指令語群の音声データ（例えば、ウインチ巻上げ操作用の「フックアゲ」、巻下げ操作用の「フックサゲ」、旋回装置右旋回操作用の「ミギセンカイ」、左旋回操作用の「ヒダリセンカイ」等）と比較し、最も相違度が低い操作指令語を認識結果として出力する音声認識手段５、当該音声認識手段５の認識結果を受けて対応する操作機器を駆動制御する弁装置６に弁切換信号を出力するコントローラ７、及び前記音声認識手段５からの認識結果を受けて認識結果に対応したアンサーバック音声を合成して前記送受信器４，３を介して前記ヘッドホンマイク２のヘッドホン2bに出力する音声合成手段８とで構成されている。
【０００４】
このように構成されたボイスコントロール装置は、次の如き手順で作業機を遠隔操作するようになっている。すなわち、例えば作業機のウインチ装置を通常速度で巻上げ操作する場合には、まず操作者が音声マイク2aに向かってウインチ装置の巻上げ操作指令語である「フックアゲ」と発声する。この操作指令音声は、音声マイク2aで集音されて音声信号となり送受信器３から送受信器４に送信されて音声認識手段５に入力される。音声認識手段５では、入力された音声信号を予め操作者本人の音声で登録されている各操作機器に対応した操作指令語群の音声データ（例えば、「フックアゲ」、「フックサゲ」、「ミギセンカイ」、「ヒダリセンカイ」等）と比較し、最も相違度が低い操作指令語（この場合は、巻上げ操作指令語の「フックアゲ」）を認識候補として、音声合成手段８に出力する。音声合成手段８は、音声認識手段５からの認識結果を受けて「フックアゲ」のアンサーバック音声を音声合成し、送受信器４，３を介してヘッドホンマイク２のヘッドホン2bから操作者にアンサーバックする。
【０００５】
アンサーバックを受けた操作者は、音声認識手段５の認識結果（アンサーバックの「フックアゲ」の音声）と操作指令が一致しているか否かを確認し、一致している場合には確認語の「イエス」を発声し、間違っている場合には否認語の「ノウ」を発声する。この場合は、音声認識手段５の認識結果と操作指令が一致しているため「イエス」と発声する。この確認音声は、音声マイク2aで集音されて音声認識手段５に入力され、音声認識手段５で予め登録されている確認・否認語群の音声データと比較される。音声認識手段５が確認語の「イエス」であると認識した場合には、認識候補の「フックアゲ」が確認されたと判断して認識結果を確定する。一方、否認語の「ノウ」であると認識した場合には、認識候補の「フックアゲ」が誤認識であると判断して認識結果をクリアし、音声入力の待機状態となる。
【０００６】
次に操作者は、通常速度での駆動指令語である「スタート」と発声する。この駆動指令音声は、前述した操作指令音声と同様に音声マイク2aで集音されて音声認識手段５に入力され、音声認識手段５で予め登録されている駆動指令語群の音声データと比較される。音声認識手段５が通常速度での駆動指令語の「スタート」であると認識した場合には、「スタート」を認識候補として音声合成手段８に出力する。音声合成手段８は、前記と同様に「スタート」のアンサーバック音声を音声合成し、操作者にアンサーバックする。アンサーバックを受けた操作者が確認語の「イエス」と発声すれば、これを受けた音声認識手段５は確認語であると認識して通常速度での駆動指令を確定する。なお、駆動指令語には、通常速度での駆動指令語「スタート」の他に、微速での駆動指令語「ビソク・スタート」、寸動（駆動と停止を繰返して駆動する方法）での駆動指令語「チョイ」等があり、これら駆動指令語も上記と同様な手順によって音声認識され確定されるようになっている。
【０００７】
次に、操作指令と駆動指令が確定した音声認識手段５は、両認識結果をコントローラ７に出力するようになっている。音声認識手段５からの認識結果（この場合は、「通常速度」での「巻上げ操作」）を受取ったコントローラ７は、ウインチ装置を巻上げ方向に駆動する弁装置６に通常速度に対応した弁切換信号を出力して、ウインチ装置を通常速度で巻上げ駆動するようになっている。なお、駆動指令が「微速」の場合には、切換量を制限した弁切換信号を出力し、「寸動」の場合には短時間だけ弁切換信号を出力して、ウインチ装置を低速で巻上げ駆動するようになっている。
【０００８】
このように、ボイスコントロール装置は、操作者が発声した音声で作業機を遠隔操作することができ、両手を使って操作者自身が玉掛け作業を行う必要のあるクレーン等の遠隔操作装置として、音声認識装置の低価格化、認識精度の向上等に伴い広く用いられるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のボイスコントロール装置は、認識精度が向上したとは言え騒音の激しい環境下等では音声認識手段が誤認識し操作者が意図しない動きをする恐れがあった。このため、認識結果の確定作業、すなわち認識結果を声音で操作者にアンサーバックし、アンサーバックを受けた操作者が認識結果を確認して発声した確認音声を再度音声認識手段で音声認識して確定する確定作業を行うようになっていた。この確定作業は、音声を介して行われるため、煩雑で時間がかかり操作性が悪いという問題があった。
【００１０】
本願発明は、上記した従来の問題点に鑑み、認識結果の確定作業を音声を介することなく行い、操作性を向上させた作業機のボイスコントロール装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。本願請求項１の発明は、携帯式操作装置に設けられた音声マイクと、当該音声マイクが集音した操作者の音声から作業機の各操作機器に対応した操作指令語を認識してその認識結果を確定した後に出力する音声認識手段、作業機の各操作機器を駆動制御する弁装置、及び前記音声認識手段からの認識結果を受けて対応する弁装置に弁切換信号を出力するコントローラとで構成した作業機のボイスコントロール装置を対象にしている。
【００１２】
そして、本願発明のボイスコントロール装置は、携帯式操作装置に文字情報を表示する表示部が設けられており、当該表示部に音声認識手段が認識した認識結果を文字表示可能に構成している。このため、操作者は、携帯式操作装置の表示部を見ることで視覚的に音声認識手段の認識結果を確認することが可能となるのである。
【００１３】
また、携帯式操作装置には手動操作式の確定指令手段が設けられており、確定指令手段が作業機の駆動速度を指令する駆動速度指令信号を出力可能に構成されている。そして、音声認識手段は前記表示部に認識結果を表示した後に当該確定指令手段から駆動速度指令信号が入力された時に、認識結果を確定し、確定した認識結果と共に駆動速度指令信号をコントローラに出力するよう構成している。このため、操作者は表示部に表示された認識結果を確認した上で、確定指令手段を駆動したい速度に対応した量だけ手動操作すれば、音声認識手段が当該確定指令手段からの駆動速度指令信号を受けて認識結果を確定し、確定した認識結果と共に駆動速度指令信号をコントローラに出力するので、これを受けたコントローラは認識結果に対応した弁装置に駆動速度指令信号に対応した弁切換信号を出力して作業機を遠隔操作するのである。従って、認識結果の確定と同時に駆動速度の指令を行うことができ、迅速な操作が可能となり操作性が向上するのである。
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。11は、携帯式操作装置であり、携帯電話の如く片手で操作可能な小型・軽量の筐体11aで構成されている。当該携帯式操作装置11には、筐体11a上部に操作者の操作指令音声を集音する音声マイク12と、文字情報を表示可能な液晶表示器13、電源スイッチ14、ホーンスイッチ15、表示切換スイッチ16、及び駆動速度指令信号を出力する手動操作式のアクセルダイヤル17が夫々取付けられている。
【００１６】
また、筐体11a内には送受信器18が取付けられており、作業機本体側の送受信器1 9との間で後述する音声信号、駆動速度指令信号及び前記液晶表示器13への表示信号等を夫々送受信するようになっている。
【００１７】
前記音声マイク12で集音された操作者の操作指令音声は、送受信器18から作業機本体側の送受信器19に送信されて音声認識手段20に入力されるようになっている。当該音声認識手段20では、従来例で説明した如く、入力された操作者の操作指令音声を予め操作者本人の声で登録されている操作指令語群の音声データと比較して、最も相違度が低い操作指令語を認識結果（認識候補）として出力する特定話者認識方式を用いて音声認識を行うようになっている。なお、音声認識手段の認識方法は、上記特定話者認識方式の他に、操作者本人の音声データを予め登録せずに不特定多数の人の音声を認識する不特定話者認識方式を採用することも可能である。また、操作者の音声を集音する方法として、操作者が発声した空中伝播音（音声）を直接集音する音声マイクを用いる他に、操作者の発声により頭骨を伝播する振動を検出する骨導音マイクを用いることも可能である。後者の場合には、騒音の激しい現場等においても騒音に影響されずに操作者の音声を集音することができ、高い認識率を確保できるという特徴がある。
【００１８】
また、音声認識手段20は、前記操作指令語の他に、作業機を微速駆動させる微速駆動モードの指令語「ビソク」や、当該微速駆動モードの指令解除語「ビソク・カイジョ」、作業機が所定高さ範囲外で駆動されるのを規制する高さ制限モードの指令語「タカサセイゲン」、当該高さ制限モードの指令解除語「タカサセイゲン・カイジョ」、作業機が所定作業半径外で駆動されるのを規制する作業半径制限モードの指令語「ハンケイセイゲン」、当該作業半径制限モードの指令解除語「ハンケイセイゲン・カイジョ」等の各作業モード指令語も認識可能に構成されている。また、音声認識手段20は、認識結果が誤っていた場合に認識候補の指令語をクリアして音声認識待機状態に戻るよう指令する否認語「クリア」も認識可能に構成されている。
【００１９】
液晶表示器13には、図１に示す如く前記音声認識手段20が認識した認識結果（例えば、「フックアゲ」に対応した「フック上げ」、「フックサゲ」に対応した「フック下げ」等）を表示する認識結果表示部13aが設けられている。当該認識結果表示部13aは、前記音声認識手段20が認識した認識結果を送受信器19，18を介して受取り、当該表示部13aに文字情報として表示するよう構成されている。また、液晶表示器13には、認識結果表示部13aの他に、バッテリの残り容量を表示するバッテリ表示部13b、電波の強度を表示する電波強度表示部13c、後述する稼動情報演算手段23が演算した作業機の負荷率や定格荷重等の稼働関連情報を表示する稼働関連情報表示部13d、及び微速駆動モードを表示する微速モード表示部13eが設けられている。これら表示部のうち稼動関連情報表示部13dは、作業機が無負荷状態の時に稼動情報演算手段23が演算した定格荷重を表示（図２a図示）し、負荷状態の時には負荷率を表示（図１図示）するよう自動切換表示可能に構成されている。また、当該稼動関連情報表示部13dへの表示は、前記自動切換表示の他に、表示切換スイッチ16を手動操作して表示情報を切換え可能に構成されている。表示切換スイッチ16による表示切換えは、本実施形態では、負荷率を前記認識結果表示部13aに表示し定格荷重を稼動関連情報表示部13dに表示する形態（図２b図示）や、実荷重を認識結果表示部13aに表示し定格荷重を稼動関連情報表示部13dに表示する形態（図２c図示）に切換可能に構成されている。なお、当該表示切換スイッチ16による表示切換えは、音声認識を用いて表示を切換えるよう構成してもよい。また、稼動関連情報表示部13dには、高さ制限モード及び作業半径制限モードが設定された場合に夫々のモードが表示（図２d図示）されるようになっている。なお、液晶表示器13の認識結果表示部13aが、本願請求項１における表示部を構成している。
【００２０】
アクセルダイヤル17は、ポテンショメータ（図示せず）に連結されており、操作リング17aを右側に操作すれば駆動速度指令信号が次第に増大し、左側に操作すれば次第に減少するように構成されている。当該アクセルダイヤル17からの駆動速度指令信号は、Ａ／Ｄ変換された後に送受信器18，19を介して音声認識手段20に入力されている。音声認識手段20では、当該駆動速度指令信号を音声認識結果を確定する確定指令信号として使用し、認識候補の音声認識結果を確定するようになっている。そして、音声認識手段20は、確定した認識結果と共に駆動速度指令信号をコントローラ21に出力するようになっている。なお、当該アクセルダイヤル17は、本実施形態ではポテンショメータを用いてアナログ信号の駆動速度指令信号を出力するよう構成しているが、ジョグダイヤル等を用いて直接デジタル信号の駆動速度指令信号を出力するよう構成してもよい。
【００２１】
なお、当該アクセルダイヤル17は、本実施形態では連続信号としての駆動速度指令信号を出力するよう構成しているが、押ボタンスイッチ等を用いてオン・オフ信号としての確定指令信号のみを出力するよう構成してもよい（請求項１に対応した実施形態）。また、その場合には、音声認識を用いて作業機の駆動速度を指令するよう構成すればよい。なお、当該アクセルダイヤル17が、本願請求項１における手動操作式の確定指令手段を構成している。
【００２２】
21は、コントローラであり、従来のコントローラと同様に、音声認識手段20からの音声認識結果と駆動速度指令信号を受けて、音声認識結果に対応した弁装置22に駆動速度指令信号に対応した弁切換信号を出力して、作業機のアクチュエータ27・・を駆動するよう構成している。
【００２３】
23は、稼働情報演算手段であり、作業機に取付けられた負荷検出器24やブーム角検出器25、ブーム長検出器26等からの検出値を受取り、作業機の稼働関連情報である負荷率や定格荷重、実荷重等を演算し、作業機が過負荷状態とならないよう常時監視すると共に、その演算結果を送受信器19，18を介して前記液晶表示器13の稼働情報表示部13dに出力して、当該表示部13dに稼働情報を表示するようになっている。
【００２４】
本発明における作業機のボイスコントロール装置は、次の如き手順で作業機を遠隔操作するようになっている。すなわち、例えば作業機のウインチ装置を巻上げ操作するには、まず操作者が携帯式操作装置11の音声マイク12に向かってウインチ装置の巻上げ操作指令語である「フックアゲ」と発声する。この操作指令音声は、音声マイク12で集音されて送受信器18，19を介して音声認識手段20に入力される。当該音声認識手段20では、入力された音声信号を予め操作者本人の音声で登録されている各操作機器に対応した操作指令語群の音声データ（例えば、ウインチ巻上げ操作用の「フックアゲ」、巻下げ操作用の「フックサゲ」、右旋回操作用の「ミギセンカイ」、左旋回操作用の「ヒダリセンカイ」等）と比較し、最も相違度が低い操作指令語（この場合は、巻上げ操作指令語の「フックアゲ」）を認識候補とし、送受信器19，18を介して携帯式操作装置11の液晶表示器13に出力する。これを受けた液晶表示器13は、認識結果表示部13aに認識候補の「フック上げ」の文字を表示する。
【００２５】
次に、操作者は認識結果表示部13aに表示された認識結果「フック上げ」が、操作指令と一致しているか否かを確認し、一致していた場合には音声認識が正確に行われたとして、駆動速度に対応した操作量だけアクセルダイヤル17を操作する。これにより、アクセルダイヤル17から駆動速度指令信号が出力され、当該指令信号は送受信器18，19を介して音声認識手段20に入力される。この駆動速度指令信号を受けた音声認識手段20は、認識候補の「フックアゲ」を確定して、確定した操作指令信号「ウインチ装置の巻上げ操作」と共に、前記アクセルダイヤル17からの駆動速度指令信号をコントローラ21に出力する。これを受けたコントローラ21は、ウインチ装置を巻上げ駆動する弁装置22に駆動速度指令信号に対応した弁切換信号を出力して、当該弁装置22を切換えウインチ装置駆動用アクチュエータ27を巻上げ駆動するようになっている。
【００２６】
一方、液晶表示器13の認識結果表示部13aに表示された表示内容と操作指令が一致していなかった場合には、操作者は否認語の「クリア」を発声すればよい。否認語の「クリア」は、音声認識手段20に入力され、当該音声認識手段20で否認語であると認識された場合には、認識候補の「フックアゲ」が誤認識であると判断して当該認識候補をクリアし、新しい操作指令音声の入力を受付ける音声認識待機状態に戻るようになっている。
【００２７】
なお、ウインチ装置の巻下げ操作や、他の操作機器（例えば、旋回装置の左旋回及び右旋回等）も、上記と同様の手順で遠隔操作可能となっている。
【００２８】
また、操作者は、操作中に稼働情報表示部13dに表示された作業機の稼働関連情報を確認しつつ作業機を遠隔操作することができ、作業機の転倒等を未然に防止することができるようになっている。また、表示切換スイッチ16を操作することで必要とする稼働関連情報を表示させることができるようになっている。
【００２９】
【発明の効果】
本願発明の作業機のボイスコントロール装置は、音声認識手段の認識結果を表示部に文字表示し、操作者は表示部に表示された認識結果を確認した上で、確定指令手段を駆動したい速度に対応した量だけ手動操作すれば、音声認識手段が当該確定指令手段からの駆動速度指令信号を受けて認識結果を確定し、確定した認識結果と共に駆動速度指令信号をコントローラに出力するので、これを受けたコントローラは認識結果に対応した弁装置に駆動速度指令信号に対応した弁切換信号を出力して作業機を遠隔操作するのである。従って、認識結果の確定と同時に駆動速度の指令を行うことができ、迅速な操作が可能となり操作性が向上するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作業機のボイスコントロール装置の説明図である。
【図２】本発明の携帯式操作装置の液晶表示器13の表示説明図であり、(a)は無負荷で「フック下げ」を認識した状態、 (b)は負荷率と定格荷重を表示した状態、(c)は実荷重と定格荷重を表示した状態、(d)は高さ制限モードと作業半径制限モードを同時に設定した状態の表示例である。
【図３】従来の作業機のボイスコントロール装置の説明図である。
【符号の説明】
11；携帯式操作装置、11a；筐体、12；音声マイク、13；液晶表示器（表示部）、13a；認識結果表示部、13b；バッテリ表示部、13c；電波強度表示部、13d；稼働情報表示部、13e；微速モード表示部、14；電源スイッチ、15；ホーンスイッチ、16；表示切換スイッチ、17；アクセルダイヤル（確定指令手段）、18，19；送受信器、20；音声認識手段、23；稼働情報演算手段、21；コントローラ、22；弁装置、24；負荷検出器、25；ブーム角検出器、26；ブーム長検出器、
【図１】
0004404405.tif 000002
【図２】
0004404405.tif 000003
【図３】
0004404405.tif 000004