(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業現場に配置された複数の作業機械に対し、多重通信によって遠隔制御信号を伝送し、各作業機械の遠隔制御を行う遠隔制御多重通信システムにおいて、
遠隔制御側と被遠隔制御側にそれぞれＬＡＮの集線装置を配置するとともに、遠隔制御側の集線装置と被遠隔制御側の集線装置とを無線通信手段によって接続して無線ＬＡＮを構成し、
前記遠隔制御側の集線装置に制御側ＬＡＮ接続ボードを介して遠隔操作用端末を接続し、前記被遠隔制御側の集線装置に被制御側ＬＡＮ接続ボードを介して被制御用端末を接続し、
前記遠隔操作用端末からの制御信号を前記制御側ＬＡＮ接続ボードによって無線ＬＡＮに対応する伝送信号に変換し、前記遠隔制御側の集線装置を介して無線ＬＡＮに送出するとともに、
前記被遠隔制御側の集線装置に伝送された無線ＬＡＮの伝送信号を前記被制御側ＬＡＮ接続ボードを介して被制御用端末用の制御信号に変換し、前記被制御用端末で受信するようにした、
ことを特徴とする遠隔制御多重通信システム。
【請求項２】
前記遠隔操作用端末からの制御信号は、シリアルインタフェースに対応する信号である請求項１記載の遠隔制御多重通信システム。
【請求項３】
前記シリアルインタフェースは、ＲＳ２３２ＣまたはＲＳ４２２に基づくものである請求項２記載の遠隔制御多重通信システム。
【請求項４】
前記無線ＬＡＮによる信号の伝送を制御するプロトコルにインターネットプロトコルを用いるとともに、前記制御側ＬＡＮ接続ボードは、遠隔操作用端末からの制御信号をインターネットプロトコルに対応する信号に変換して無線ＬＡＮに送出する請求項１記載の遠隔制御多重通信システム。
【請求項５】
前記各ＬＡＮ接続ボードは、自機のアドレスを設定する自アドレス設定手段と通信相手となるＬＡＮ接続ボードのアドレスを設定する相手アドレス設定手段とを有し、各アドレス設定手段に設定したアドレスに基づいて前記無線ＬＡＮによる伝送信号のやり取りを行うようにした請求項４記載の遠隔制御多重通信システム。
【請求項６】
前記集線装置にハブを用いた請求項１記載の遠隔制御多重通信システム。
【請求項７】
前記被制御端末は、作業機械をラジコン制御するラジコン制御端末である請求項１記載の遠隔制御多重通信システム。
【請求項８】
前記被遠隔制御側の集線装置は、作業機械を遠隔制御するための通信中継車に設けられている請求項１記載の遠隔制御多重通信システム。
【請求項９】
前記無線通信手段に、スペクトラム拡散通信を用いた請求項１記載の遠隔制御多重通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の作業機械を遠く離れた地点から制御して各種の無人作業等を行うための遠隔制御多重通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば人間が立入れない危険な作業現場において、バックホー、ブルドーザ、パワーショベル、ホイールダンプ、クローラダンプ等の各種作業機械を、それぞれ特定小電力無線を用いたラジコン装置による遠隔操作によって無人運転することにより、無人作業を行うようにした無人作業システムが提供されている。
また、特定小電力無線を用いたラジコン装置では、遠隔操作できる距離が１５０ｍ程度と短いため、例えば火山の噴火後における復旧作業等のように、広い危険地域で作業を行うためには十分に安全な地帯から遠隔操作を行うことが困難である。
そこで、このような無人運転用のラジコン装置を、さらに無人通信中継車に搭載し、この通信中継車に搭載したラジコン装置を、ＳＳ（スペクトラム拡散）通信等の無線通信を用いて制御するようにしたシステムが提案されている。
【０００３】
ところで、上述のように通信中継車に搭載したラジコン装置を無線通信によって制御するようにした場合、ラジコン装置が多数存在するシステムでは、各ラジコン装置を個別の狭帯域通信で制御すると、無線設備の煩雑化等を招くことから、例えばＳＳ通信または簡易無線の多重通信機能を用いて各ラジコン装置の制御信号を多重化して伝送し、各ラジコン装置を個別に制御するシステムが用いられている。
【０００４】
図３は、このような多重通信による遠隔制御システムの従来例を示すブロック図である。
図示のように、遠隔制御側の各ラジコン操作機２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、多重化装置４Ａを介して無線装置４Ｂに接続されており、各ラジコン操作機２Ａ、２Ｂ、２Ｃからの制御信号が多重化装置４Ａによって多重化され、無線装置４ＢによりＳＳ無線通信または簡易無線によって被制御側（通信中継車）に伝送される。
被制御側（通信中継車）には、複数のラジコン発信機６Ａ、６Ｂ、６Ｃが分離化装置８Ａを介して無線装置８Ｂに接続されている。
【０００５】
一方、ＳＳ無線通信または簡易無線によって無線装置８Ｂに受信された制御信号は、分離化装置８Ａによって各ラジコン発信機６Ａ、６Ｂ、６Ｃ毎の制御信号に分離され、各ラジコン発信機６Ａ、６Ｂ、６Ｃに出力される。
各ラジコン発信機６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、受信した制御信号に応じたラジコン信号を作業機械（図示せず）に特定小電力無線等によって伝送し、各作業機械による作業をラジコン制御する。
このような遠隔制御システムにおいて、多重化装置４Ａは、所定の多重化プログラム等を用いて各ラジコン操作機２Ａ、２Ｂ、２Ｃによる送信制御信号の多重化を行い、分離化装置８Ａは、ＳＳ無線または簡易無線で受信した多重化信号を多重化プログラムに対応する分離化プログラムによって分解し、各ラジコン発信機６Ａ、６Ｂ、６Ｃに対応する制御信号を出力するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような遠隔制御システムでは、ラジコン操作機とラジコン発信機との間の制御信号を多重、分離するために専用の多重化装置４Ａ及び分離化装置８Ａが必要であり、一方、ラジコン操作機やラジコン発信機で用いる制御信号は、例えば各メーカ毎に異なる仕様を有するものであることから、例えば特定メーカのラジコン操作機とラジコン発信機との組み合わせを変えたり、１つのラジコン操作機で制御するラジコン発信機を変更するような場合に、多重化装置４Ａ及び分離化装置８Ａの構成を変更するような処理が必要となり、システム変更が容易でないという問題がある。
【０００７】
なお、以上の例は、複数のラジコン発信機を搭載した通信中継車を通して複数の作業機械を制御する場合について説明したが、個別の作業機械に搭載された無線受信機を直接制御するようなシステムについても同様に生じる問題である。
【０００８】
本発明は、前記実情に鑑みて案出されたものであり、その目的は、多数の作業機械を制御するための制御信号を低コストで多重化して伝送することが可能であり、システムの変更や拡張にも容易に対応することが可能な遠隔制御多重通信システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、作業現場に配置された複数の作業機械に対し、多重通信によって遠隔制御信号を伝送し、各作業機械の遠隔制御を行う遠隔制御多重通信システムにおいて、遠隔制御側と被遠隔制御側にそれぞれＬＡＮの集線装置を配置するとともに、遠隔制御側の集線装置と被遠隔制御側の集線装置とを無線通信手段によって接続して無線ＬＡＮを構成し、前記遠隔制御側の集線装置に制御側ＬＡＮ接続ボードを介して遠隔操作用端末を接続し、前記被遠隔制御側の集線装置に被制御側ＬＡＮ接続ボードを介して被制御用端末を接続し、前記遠隔操作用端末からの制御信号を前記制御側ＬＡＮ接続ボードによって無線ＬＡＮに対応する伝送信号に変換し、前記遠隔制御側の集線装置を介して無線ＬＡＮに送出するとともに、前記被遠隔制御側の集線装置に伝送された無線ＬＡＮの伝送信号を前記被制御側ＬＡＮ接続ボードを介して被制御用端末用の制御信号に変換し、前記被制御用端末で受信するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の遠隔制御多重通信システムにおいて、遠隔操作用端末から作業機械を遠隔制御するための制御信号を入力すると、制御側ＬＡＮ接続ボードによって無線ＬＡＮに対応する伝送信号に変換され、遠隔制御側の集線装置を介して無線ＬＡＮに送出される。
一方、被遠隔制御側の集線装置に伝送された無線ＬＡＮの伝送信号は、被制御側ＬＡＮ接続ボードによって受信され、この被制御側ＬＡＮ接続ボードを介して被制御用端末用の制御信号に変換される。そして、この被制御側ＬＡＮ接続ボードから出力された制御信号を被制御用端末で受信することにより、被制御用端末は、この制御信号に基づいて作業機械の制御動作を実行する。
【００１１】
以上のように、本発明の遠隔制御多重通信システムでは、遠隔操作用端末から被制御用端末に対する制御信号の伝送を無線ＬＡＮを用いて行うため、遠隔操作用端末及び被制御用端末における制御信号の仕様とは無関係に、無線ＬＡＮのプロトコルに対応する伝送信号によって伝送することができる。
したがって、遠隔制御側と被遠隔制御側に配置したＬＡＮ集線装置に対し、それぞれＬＡＮ接続ボードを介して遠隔操作用端末や被制御用端末を接続するだけで、例えばメーカ毎に異なる制御信号の仕様を考慮することなく、無線ＬＡＮを用いた多重伝送が可能となる。
【００１２】
特に、ＬＡＮと端末との接続に用いられるＬＡＮ接続ボードには、自アドレスと相手アドレスとの設定手段を有し、これらの設定をすることにより、ＬＡＮで伝送する相手先を予め容易に設定することが可能なものが提供されており、このようなＬＡＮ接続ボードを用いるようにすれば、遠隔操作用端末で伝送する相手先を指定することなく、自動的に制御信号を特定の被制御用端末に伝送することができる。
一方、遠隔操作用端末と被制御用端末とは、例えばメーカ毎の仕様によって互いにペアとなって用いられるものが多く、このような統一した仕様を有する遠隔操作用端末と被制御用端末とを、上述のように自アドレスと相手アドレスとを一致させたＬＡＮ接続ボードを介して制御側と被制御側の集線装置に接続すれば、遠隔操作用端末と被制御用端末とを直接接続して用いる場合と同様の感覚で遠隔制御のシステムに組み込むことが可能となる。
【００１３】
また、無線ＬＡＮ及びその集線装置では、多数の端末を接続することが容易であり、新たな端末の増設や不要となった端末の削除等については、ＬＡＮ接続ボードを用いて極めて自在に行えるものである。また、端末の増加に応じて集線装置を追加することも容易である。
したがって、本発明によれば、多数の作業機械を制御するための仕様の異なる制御信号を低コストで多重化して伝送することが可能であり、システムの変更や拡張にも容易に対応することが可能な遠隔制御多重通信システムを提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による遠隔制御多重通信システムの実施の形態について図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る遠隔制御多重通信システムの構成例を示す説明図であり、図２は、図１に示す遠隔制御多重通信システムを利用した無人作業システムの構成例を示す説明図である。
図２に示すように、本例の無人作業システムは、作業現場には複数の作業機械１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが配置され、各作業機械１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが、特定小電力無線を用いたラジコン信号によって各種の作業を遠隔制御によって実行するものである。
そして、各作業機械１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを遠隔制御するための遠隔制御多重通信システムは、遠隔制御信号を発信する基地局２０と、この基地局２０と各作業機械１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃとの間で遠隔制御信号を中継する移動中継局３０とを有する。
【００１５】
基地局２０は、例えば現場内に設置されたコントロールルーム（図示せず）に設けられており、中継局３０は遠隔制御等により現場を無人走行する中継車（図示せず）に搭載されている。
そして、各作業機械１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃには、中継局３０からのラジコン信号による遠隔制御信号を受信するためのラジコン受信機１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが搭載されており、移動中継局３０には、各ラジコン受信機１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに遠隔制御信号を伝送するための複数のラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが搭載されている。
【００１６】
また、基地局２０と移動中継局３０との間の通信には、本発明による遠隔制御多重通信システムが用いられており、複数の作業機械１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを遠隔制御するための制御信号がＳＳ通信による無線ＬＡＮを用いた多重通信によって基地局２０から移動中継局３０に伝送され、移動中継局３０において各ラジコン受信機１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに対する制御信号として分離されるシステムとなっている。
すなわち、本例においては、基地局２０が遠隔制御側であり、この基地局２０内に遠隔操作用端末としてのラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが設けられている。一方、移動中継局３０が被遠隔制御側であり、上述したラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが被制御用端末として設けられている。
【００１７】
以下、本例における遠隔制御多重通信システムの構成について図１に基づき説明する。
まず、基地局２０には、無線ＬＡＮの集線装置であるハブ２４が設けられており、このハブ２４には、それぞれＬＡＮ接続ボード２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃを介して遠隔操作用端末としてのラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが接続されている。
一方、中継局３０にも、無線ＬＡＮの集線装置であるハブ３４が設けられており、このハブ３４には、それぞれＬＡＮ接続ボード３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃを介して被制御用端末としてのラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃが接続されている。
【００１８】
また、基地局２０のハブ２４と中継局３０のハブ３４には、それぞれ無線ＬＡＮユニット２８、３８が接続されており、各無線ＬＡＮユニット２８、３８は、互いにアンテナ２８Ａ、３８Ａを介してＳＳ通信によるデータ伝送を行うようになっている。すなわち、本例においては、各ハブ２４、３４や無線ＬＡＮユニット２８、３８等の要素により無線ＬＡＮを構成しており、所定のＬＡＮプロトコル（例えばイーサネット等）に基づいて、この無線ＬＡＮに接続された多数の端末からのデータの授受を制御するものである。
なお、本発明でいう多重通信とは、このような無線ＬＡＮのプロトコルによって多数の端末間で多数のデータを授受する機能による通信を意味するものであり、従来の物理的な信号処理による多重通信に代えて、このような無線ＬＡＮの機能による多重化を用いることにより、柔軟性や拡張性のある遠隔制御多重通信システムを実現するものである。
【００１９】
次に、本例で用いるＬＡＮ接続ボードについて説明する。
一般に端末装置をＬＡＮに接続するためのＬＡＮ接続ボードとしては、各種の形態（機能）を有するものが数多く市販されているが、本例で用いるＬＡＮ接続ボードは、以下のような機能を有するものとする。
まず、基地局２０のＬＡＮ接続ボード２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃは、ラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃとの間で、例えばＲＳ２３２ＣやＲＳ４２２といったシリアルインタフェースを通じて制御信号をやり取りするとともに、ハブ２４との間でＬＡＮ伝送用のインターネットプロトコル（ＴＣＰ−ＩＰ）の形式によりデータのやり取りを行うものであり、ラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから入力されるシリアルインタフェースの制御信号を、インターネットプロトコルに対応する伝送信号に変換してハブ２４に出力するものである。
【００２０】
一方、中継局３０のＬＡＮ接続ボード３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃも、ラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃとの間で、例えばＲＳ２３２ＣやＲＳ４２２といったシリアルインタフェースを通じて制御信号をやり取りするとともに、ハブ３４との間でＬＡＮ伝送用のインターネットプロトコル（ＴＣＰ−ＩＰ）の形式によりデータのやり取りを行うものであり、ハブ３４から入力されたインターネットプロトコルによる伝送信号を、シリアルインタフェースの制御信号に変換してラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに出力するものである。
【００２１】
また、本例で用いるＬＡＮ接続ボード２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃは、自機のアドレスと通信相手のアドレスとを設定する機能（アドレス設定手段）を有し、これらのアドレスを設定することにより、無線ＬＡＮ上で伝送する信号の授受を行う機能を有する。
すなわち、制御側のＬＡＮ接続ボード２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃでは、ラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから出力された制御信号を、無線ＬＡＮで伝送するためのデータ形式に変換するとともに、このデータに相手アドレスを付加してハブ２４を通して無線ＬＡＮ上に送り出す。
一方、被制御側のＬＡＮ接続ボード３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃでは、無線ＬＡＮからハブ３４を通して受信したデータの相手アドレスを参照し、自機のアドレスと照合して一致している場合には、この受信データをラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに対応するシリアルインタフェースの制御信号に変換し、この制御信号をラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに出力する。
【００２２】
そして、本例では、このような無線ＬＡＮで用いるアドレスに、ＴＣＰ−ＩＰによるＩＰアドレスを用いるものとする。
すなわち、本例においては、無線ＬＡＮによるデータ伝送を制御する上位プロトコルにＴＣＰ−ＩＰを用い、ラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃから出力された上位データとしての制御信号を、ＴＣＰ−ＩＰのプロトコル及びＬＡＮプロトコルを用いて無線ＬＡＮにより伝送するものであり、この伝送先をＩＰアドレスを用いて制御するものである。
【００２３】
ところで、本例で用いるラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃやラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃにおける制御信号の仕様は、例えばメーカ毎に様々であり、同一メーカのものでは互換性を有する場合が多く、また異なるメーカのものでは互換性のない場合も多い。
そこで、互いに互換性のあるラジコン操作機とラジコン発信機とをペアにして、遠隔制御側と被制御側のハブにそれぞれＬＡＮ接続ボードにより接続し、各ＬＡＮ接続ボードのアドレスを一致させることにより、仕様の一致した制御信号を無線ＬＡＮを介してラジコン操作機からラジコン発信機に送ることができ、途中の信号形式等を考慮することなく、適正な遠隔制御が可能となる。
【００２４】
また、ＬＡＮ接続ボードとしては、特定のシリアルインタフェースに対応するものや、多種のシリアルインタフェースに対応可能なものなど、種々提供されているため、利用するラジコン操作機やラジコン発信機の仕様に合わせて選択することになるが、ＬＡＮ側の仕様はＴＣＰ−ＩＰ等によって統一されることになるので、種々のＬＡＮ接続ボードを自在にハブに接続することが可能であり、システムの拡張や変更を極めて容易に行うことが可能となる。
【００２５】
以上のような機能を有するＬＡＮ接続ボード２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃにより、ラジコン操作機２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃからラジコン発信機３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに対し、互いのアドレスや信号形式等を考慮することなく、一般のラジコン操作機と同様の操作を行うだけで、無線ＬＡＮを通した遠隔制御が可能となる。
なお、ハブ２４は、適宜カスケード接続等を行うことにより、容易に増設が可能であり、接続したい端末の数が多くなった場合にも容易に対応し得るものである。また、この種の集線装置としては、ハブに限らず、他のリピータ等を用いたものであってもよい。
【００２６】
また、以上の例は、被制御側として中継局に搭載されたラジコン発信機を制御する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば作業機械に搭載されたラジコン受信機を遠隔制御するような構成についても同様に適用し得るものである。この場合には、作業機械に無線ＬＡＮユニットやハブ等を搭載することになる。
また、以上の例では、遠隔制御側から被制御側に信号を伝送する場合について説明したが、同様の構成によって被制御側から遠隔制御側に信号を伝送することも可能であり、双方向の信号伝送により遠隔制御と遠隔モニタとを実現することが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の遠隔制御多重通信システムでは、遠隔制御側と被遠隔制御側にそれぞれＬＡＮの集線装置を配置するとともに、遠隔制御側の集線装置と被遠隔制御側の集線装置とを無線通信手段によって接続して無線ＬＡＮを構成し、遠隔制御側の集線装置に制御側ＬＡＮ接続ボードを介して遠隔操作用端末を接続し、被遠隔制御側の集線装置に被制御側ＬＡＮ接続ボードを介して被制御用端末を接続し、遠隔操作用端末からの制御信号を制御側ＬＡＮ接続ボードによって無線ＬＡＮに対応する伝送信号に変換し、遠隔制御側の集線装置を介して無線ＬＡＮに送出するとともに、被遠隔制御側の集線装置に伝送された無線ＬＡＮの伝送信号を被制御側ＬＡＮ接続ボードを介して被制御用端末用の制御信号に変換し、被制御用端末で受信するようにした。
このため、遠隔制御側と被遠隔制御側に配置したＬＡＮ集線装置に対し、それぞれＬＡＮ接続ボードを介して遠隔操作用端末や被制御用端末を接続するだけで、異なる制御信号の仕様を考慮することなく、無線ＬＡＮを用いた多重伝送が可能となり、システムの変更や拡張にも容易に対応することが可能な遠隔制御多重通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る遠隔制御多重通信システムの構成例を示す説明図である。
【図２】図１に示す遠隔制御多重通信システムを利用した無人作業システムの構成例を示す説明図である。
【図３】従来の多重通信による遠隔制御システムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  作業機械
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  ラジコン受信機
２０  基地局
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ  ラジコン操作機
２４、３４  ハブ
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ  ＬＡＮ接続ボード
２８、３８  無線ＬＡＮユニット
２８Ａ、３８Ａ  アンテナ
３０  移動中継局
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ  ラジコン発信機
【図１】
0004222443.tif 000002
【図２】
0004222443.tif 000003
【図３】
0004222443.tif 000004