(57)【要約】【課題】移動装置を遠隔操作する遠隔操作装置において、移動装置に取付けたカメラにより撮像した映像データの良好な圧縮処理を可能とし、操作者が注視していない範囲に障害物があった場合にも検知を容易とし、構造及び制御の複雑化を防止し、移動装置が旋回や高速走行を行う場合にも対応できるようにする。【解決手段】移動装置１０１に取付けたカメラ２より出力された映像データを圧縮して送出する圧縮処理部３と、圧縮処理部３から送られた映像データを受信し操作部１のモニタ５に表示する映像データ処理部４とを備え、圧縮処理部３は、カメラ２により撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、移動装置１０１の移動状態に応じた所定の領域を算出し、この領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出し、この領域以外の映像データをより高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げる。【選択図】図１
2009118072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動装置の移動動作を遠隔操作する操作部と、
前記移動装置に取付けられ、撮像した映像データを出力するカメラと、
前記カメラより出力された映像データを圧縮処理して送出する圧縮処理部と、
前記圧縮処理部から送られた映像データを受信し、前記操作部に設けられたモニタに該映像データに基づく映像を表示する映像データ処理部と
を備え、
前記圧縮処理部は、前記カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、前記移動装置の移動速度及び旋回速度に基づき、これら移動状態に応じた所定の領域を算出し、この所定の領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この所定の領域以外の映像データを、該所定の領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げる
ことを特徴とする遠隔操作装置。
【請求項２】
移動装置の移動動作を遠隔操作する操作部と、
前記移動装置に取付けられ、撮像した映像データを出力するカメラと、
前記カメラより出力された映像データを圧縮処理して送出する圧縮処理部と、
前記圧縮処理部から送られた映像データを受信し、前記操作部に設けられたモニタに該映像データに基づく映像を表示する映像データ処理部と、
前記モニタ上における操作者の視線の方向を検出する視線センサと
を備え、
前記圧縮処理部は、前記カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、前記視線センサによる検出結果に基づき、操作者が注視している注視領域を算出し、この注視領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この注視領域以外の映像データを、該注視領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げる
ことを特徴とする遠隔操作装置。
【請求項３】
移動装置の移動動作を遠隔操作する操作部と、
前記移動装置に取付けられ、撮像した映像データを出力するカメラと、
前記カメラより出力された映像データを圧縮処理して送出する圧縮処理部と、
前記圧縮処理部から送られた映像データを受信し、前記操作部に設けられたモニタに該映像データに基づく映像を表示する映像データ処理部と、
前記移動装置に取付けられ、障害物の有無及び障害物までの距離を検知する障害物センサと
を備え、
前記圧縮処理部は、前記カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、前記障害物センサによる検出結果に基づき、障害物が存在する領域を算出し、前記移動装置の移動方向と前記障害物の存在する方向との関係、及び、前記移動装置から前記障害物までの距離に応じて、前記障害物が存在する領域の映像データの圧縮率を距離により選択し、近い距離にある領域の映像データを優先的に映像データ処理部に送出、または、該障害物が存在する領域の映像データの表示色を選択するとともに、該障害物が存在する領域以外の映像データを、該障害物が存在する領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げる
ことを特徴とする遠隔操作装置。
【請求項４】
移動装置に取付けたカメラにより撮像した映像データを圧縮処理して送出し、この映像データに基づく映像をモニタに表示させて、この映像に基づいて前記移動装置の移動動作を遠隔操作する遠隔操作方法であって、
前記カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、前記移動装置の移動速度及び旋回速度に基づき、これら移動状態に応じた所定の領域を算出し、この所定の領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この所定の領域以外の映像データを、該所定の領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げる
ことを特徴とする遠隔操作方法。
【請求項５】
移動装置に取付けたカメラにより撮像した映像データを圧縮処理して送出し、この映像データに基づく映像をモニタに表示させて、この映像に基づいて前記移動装置の移動動作を遠隔操作する遠隔操作方法であって、
前記カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、視線センサにより操作者が注視している注視領域を算出し、この注視領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この注視領域以外の映像データを、該注視領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げる
ことを特徴とする遠隔操作方法。
【請求項６】
移動装置に取付けたカメラにより撮像した映像データを圧縮処理して送出し、この映像データに基づく映像をモニタに表示させて、この映像に基づいて前記移動装置の移動動作を遠隔操作する遠隔操作方法であって、
前記カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、前記移動装置に取付けた障害物センサにより障害物が存在する領域を算出し、前記移動装置の移動方向と前記障害物の存在する方向との関係、及び、前記移動装置から前記障害物までの距離に応じて、前記障害物が存在する領域の映像データの圧縮率を距離により選択し、近い距離にある領域の映像データを優先的に映像データ処理部に送出、または、該障害物が存在する領域の映像データの表示色を選択するとともに、該障害物が存在する領域以外の映像データを、該障害物が存在する領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げる
ことを特徴とする遠隔操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走型ロボット等の移動装置を遠隔操作するための遠隔操作装置及び遠隔操作方法に関し、特に、遠隔操作における操作画面の表示に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遠隔操作によって自走することが可能となされた自走型ロボット等の移動装置が提案されている。このような自走型ロボットは、無線送受信機能を有する遠隔操作装置を用いて遠隔操作ができるようになっている。このような自走型ロボットを遠隔操作するにあたっては、操作者は、当該自走型ロボットを見ることができない場所において操作する場合がある。このような場合においては、自走型ロボットに進行方向の映像を撮像するカメラを設置し、このカメラにより撮像した映像を遠隔操作装置に送り、操作者は、送られた映像に基づいて遠隔操作を行うことになる。
【０００３】
このように、自走型ロボットに設置したカメラにより撮像した映像を遠隔操作装置に送る場合には、操作者が良好な操作が行える程度の解像度、フレームレート及び視野の映像を送る必要がある。そのため、この映像の送信には、十分に広い帯域の電波を用いることが必要となる。しかし、実際には、使用できる電波の帯域には制限があるため、送信する映像データを削減する必要がある。
【０００４】
制限された帯域の電波により必要な映像を送信するための手段として、特許文献１には、複数のカメラを設置し、これら複数のカメラの撮像した映像を合成して一つの映像とし、また、表示映像における操作者の視線の方向を検出し、表示画面における操作者の視線の方向に対応するカメラにより撮像された映像のみについて高い解像度及び高いフレームレートを維持し、他のカメラにより撮像された映像については、解像度及びフレームレートを落とすようにした遠隔操作装置が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、全周囲カメラを設置し、自走型ロボットの進行方向については解像度の高い映像を撮像し、周辺部については解像度の低い映像を撮影するようにした遠隔操作装置が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、過去の撮像により取得された環境情報を現に撮像されている映像に重ね合わせることにより、表示される映像の領域を広くした遠隔操作装置が記載されている。
【０００７】
なお、映像データを削減する方法としては、いわゆるＪＰＥＧ方式やＭＰＥＧ方式など、映像データを圧縮処理する画像圧縮技術が一般的に使われている。
【特許文献１】特開昭６０−２１７７８１号公報
【特許文献２】特許第３５２３７８３号公報
【特許文献３】特開２００５−２０８８５７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述の特許文献１に記載された遠隔操作装置においては、複数台のカメラを個々に制御する必要があるため、操作者が注視する範囲より広い範囲について解像度及びフレームレートを高く維持する必要があり、データ圧縮に限界があった。また、操作者が注視していない範囲に障害物があった場合には、その障害物の検知が困難となり、対応が遅れて事故に繋がる虞があった。
【０００９】
特許文献２に記載された遠隔操作装置においては、解像度の高い映像が撮像される方向が自走型ロボットの進行方向によって特定されてしまうため、操作者が別の方向について高い解像度の映像を見たい場合には、カメラ自体を自走型ロボットに対して動かす機構が必要となり、構造及び制御が複雑となる。
【００１０】
特許文献３に記載された遠隔操作装置においては、自走型ロボットが旋回する場合や高速走行を行う場合には、過去の撮像により取得された環境情報が不足するため、所望の範囲の映像を得ることが困難となるという問題がある。
【００１１】
そして、いわゆるＪＰＥＧ方式やＭＰＥＧ方式などの画像圧縮技術は、汎用的なデータ圧縮技術であり、自走型ロボットに取り付けたカメラにより得られる映像について、最適な圧縮ができるとは限らない。
【００１２】
そこで、本発明は、前記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自走型ロボット等の移動装置を遠隔操作するための遠隔操作装置及び遠隔操作方法において、移動装置に取付けられたカメラにより撮像された映像データを良好に圧縮処理することができ、また、操作者が注視していない範囲に障害物があった場合にも、その障害物の検知が容易であり、移動装置の構造及び制御を複雑化することなく、さらに、移動装置が旋回や高速走行を行う場合にも対応することができる遠隔操作装置及び遠隔操作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明は、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【００１４】
〔構成１〕
移動装置の移動動作を遠隔操作する操作部と、移動装置に取付けられ撮像した映像データを出力するカメラと、このカメラより出力された映像データを圧縮処理して送出する圧縮処理部と、この圧縮処理部から送られた映像データを受信し操作部に設けられたモニタに該映像データに基づく映像を表示する映像データ処理部とを備え、圧縮処理部は、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、移動装置の移動速度及び旋回速度に基づき、これら移動状態（高速走行中か、低速走行中か、旋回中か）に応じた所定の領域を算出し、この所定の領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この所定の領域以外の映像データを、該所定の領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げることを特徴とするものである。
【００１５】
〔構成２〕
移動装置の移動動作を遠隔操作する操作部と、移動装置に取付けられ撮像した映像データを出力するカメラと、このカメラより出力された映像データを圧縮処理して送出する圧縮処理部と、この圧縮処理部から送られた映像データを受信し操作部に設けられたモニタに該映像データに基づく映像を表示する映像データ処理部と、モニタ上における操作者の視線の方向を検出する視線センサとを備え、圧縮処理部は、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、視線センサによる検出結果に基づき、操作者が注視している注視領域を算出し、この注視領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この注視領域以外の映像データを、該注視領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げることを特徴とするものである。なお、モニタと操作者との距離を計測するセンサをも使用することにより、操作者が注視している領域を的確に検出することができる。
【００１６】
〔構成３〕
移動装置の移動動作を遠隔操作する操作部と、移動装置に取付けられ撮像した映像データを出力するカメラと、このカメラより出力された映像データを圧縮処理して送出する圧縮処理部と、この圧縮処理部から送られた映像データを受信し操作部に設けられたモニタに該映像データに基づく映像を表示する映像データ処理部と、移動装置に取付けられ障害物の有無及び障害物までの距離を検知する障害物センサとを備え、圧縮処理部は、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、障害物センサによる検出結果に基づき、障害物が存在する領域を算出し、移動装置の移動方向と障害物の存在する方向との関係、及び、移動装置から障害物までの距離に応じて、障害物が存在する領域の映像データの圧縮率を距離により選択し、近い距離にある領域の映像データを優先的に映像データ処理部に送出、または、該障害物が存在する領域の映像データの表示色を選択するとともに、該障害物が存在する領域以外の映像データを、該障害物が存在する領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げることを特徴とするものである。
【００１７】
〔構成４〕
移動装置に取付けたカメラにより撮像した映像データを圧縮処理して送出しこの映像データに基づく映像をモニタに表示させてこの映像に基づいて移動装置の移動動作を遠隔操作する遠隔操作方法であって、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、移動装置の移動速度及び旋回速度に基づき、これら移動状態（高速走行中か、低速走行中か、旋回中か）に応じた所定の領域を算出し、この所定の領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この所定の領域以外の映像データを、該所定の領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げることを特徴とするものである。
【００１８】
〔構成５〕
移動装置に取付けたカメラにより撮像した映像データを圧縮処理して送出しこの映像データに基づく映像をモニタに表示させてこの映像に基づいて移動装置の移動動作を遠隔操作する遠隔操作方法であって、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、視線センサにより操作者が注視している注視領域を算出し、この注視領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この注視領域以外の映像データを、該注視領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げることを特徴とするものである。なお、モニタと操作者との距離も計測することにより、操作者が注視している領域を的確に検出することができる。
【００１９】
〔構成６〕
移動装置に取付けたカメラにより撮像した映像データを圧縮処理して送出しこの映像データに基づく映像をモニタに表示させてこの映像に基づいて移動装置の移動動作を遠隔操作する遠隔操作方法であって、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、移動装置に取付けた障害物センサにより障害物が存在する領域を算出し、移動装置の移動方向と障害物の存在する方向との関係、及び、移動装置から障害物までの距離に応じて、障害物が存在する領域の映像データの圧縮率を距離により選択し、近い距離にある領域の映像データを優先的に映像データ処理部に送出、または、該障害物が存在する領域の映像データの表示色を選択するとともに、該障害物が存在する領域以外の映像データを、該障害物が存在する領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
構成１を有する遠隔操作装置においては、圧縮処理部は、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、移動装置の移動速度及び旋回速度に基づき、これら移動状態（高速走行中か、低速走行中か、旋回中か）に応じた所定の領域を算出し、この所定の領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この所定の領域以外の映像データを、該所定の領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げるので、移動装置の遠隔操作において必要となる所定の領域の映像データを高い解像度及びフレームレートに維持し、遠隔操作に最低限必要なデータ圧縮を行うことにより、圧縮処理部からの無線通信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を優先的に操作者に届けることができる。
【００２１】
構成２を有する遠隔操作装置においては、圧縮処理部は、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、視線センサによる検出結果に基づき、操作者が注視している注視領域を算出し、この注視領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この注視領域以外の映像データを、該注視領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げるので、移動装置の遠隔操作において必要となる操作者が注視している注視領域の映像データを高い解像度及びフレームレートに維持し、遠隔操作に最低限必要なデータ圧縮を行うことにより、圧縮処理部からの無線通信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を優先的に操作者に届けることができる。
【００２２】
構成３を有する遠隔操作装置においては、圧縮処理部は、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、障害物センサによる検出結果に基づき、障害物が存在する領域を算出し、移動装置の移動方向と障害物の存在する方向との関係、及び、移動装置から障害物までの距離に応じて、障害物が存在する領域の映像データの圧縮率を距離により選択し、近い距離にある領域の映像データを優先的に映像データ処理部に送出、または、該障害物が存在する領域の映像データの表示色を選択するとともに、該障害物が存在する領域以外の映像データを、該障害物が存在する領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げるので、移動装置の遠隔操作において必要となる障害物が存在する領域の映像データを高い解像度及びフレームレートに維持し、遠隔操作に最低限必要なデータ圧縮を行うことにより、圧縮処理部からの無線通信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域、または近い距離にある障害物の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を優先的に操作者に届けることができる。さらに、圧縮率の高い低解像度の映像の領域においても、障害物の検知を容易に行うことができ、事故の発生を抑えることができる。
【００２３】
構成４を有する遠隔操作方法においては、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、移動装置の移動速度及び旋回速度に基づき、これら移動状態（高速走行中か、低速走行中か、旋回中か）に応じた所定の領域を算出し、この所定の領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この所定の領域以外の映像データを、該所定の領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げるので、移動装置の遠隔操作において必要となる所定の領域の映像データを高い解像度及びフレームレートに維持し、遠隔操作に最低限必要なデータ圧縮を行うことにより、圧縮処理部からの無線通信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を優先的に操作者に届けることができる。
【００２４】
構成５を有する遠隔操作方法においては、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、視線センサにより操作者が注視している注視領域を算出し、この注視領域の映像データを所定の圧縮率により圧縮する、または優先的に映像データ処理部へ送出するとともに、この注視領域以外の映像データを、該注視領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げるので、移動装置の遠隔操作において必要となる操作者が注視している注視領域の映像データを高い解像度及びフレームレートに維持し、遠隔操作に最低限必要なデータ圧縮を行うことにより、圧縮処理部からの無線通信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を優先的に操作者に届けることができる。
【００２５】
構成６を有する遠隔操作方法においては、カメラにより撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、移動装置に取付けた障害物センサにより障害物が存在する領域を算出し、移動装置の移動方向と障害物の存在する方向との関係、及び、移動装置から障害物までの距離に応じて、障害物が存在する領域の映像データの圧縮率を距離により選択し、近い距離にある領域の映像データを優先的に映像データ処理部に送出、または、該障害物が存在する領域の映像データの表示色を選択するとともに、該障害物が存在する領域以外の映像データを、該障害物が存在する領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する、またはフレームレートを下げるので、移動装置の遠隔操作において必要となる障害物が存在する領域の映像データを高い解像度及びフレームレートに維持し、遠隔操作に最低限必要なデータ圧縮を行うことにより、圧縮処理部からの無線通信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域、または近い距離にある障害物の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を優先的に操作者に届けることができる。さらに、圧縮率の高い低解像度の映像の領域においても、障害物の検知を容易に行うことができ、事故の発生を抑えることができる。
【００２６】
すなわち、本発明は、自走型ロボット等の移動装置を遠隔操作するための遠隔操作装置及び遠隔操作方法において、移動装置に取付けられたカメラにより撮像された映像データを良好に圧縮処理することができ、また、操作者が注視していない範囲に障害物があった場合にも、その障害物の検知が容易であり、移動装置の構造及び制御を複雑化することなく、さらに、移動装置が旋回や高速走行を行う場合にも対応することができる遠隔操作装置及び遠隔操作方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
〔遠隔操作装置の第１の実施の形態における構成〕
図１は、本発明に係る遠隔操作装置の構成を示す模式的な側面図である。
【００２９】
この遠隔操作装置は、図１に示すように、移動装置となる自走型ロボット１０１の移動動作を無線送受信により遠隔操作する操作部１を備えている。
【００３０】
自走型ロボット１０１は、筐体１０２内に動力源として電源及びモータ等を内蔵して構成され、この動力源により車輪１０３等からなる自走機構を駆動して自走することができる。この自走型ロボット１０１は、遠隔操作装置の操作部１より無線送信される制御信号に基づいて、自走機構を駆動して、前進、後退、または、旋回を行うことができ、また、移動速度の調整を行うことができる。
【００３１】
操作部１は、操作者１０４の操作に応じて、前進、後退、または、旋回及び速度調整を指示する制御信号を生成し、この制御信号を、自走型ロボット１０１に対して、無線送信できるように構成されている。
【００３２】
そして、この遠隔操作装置は、自走型ロボット１０１に取付けられ、撮像した映像データを出力するカメラ２を備えている。このカメラ２は、例えば、ＣＣＤカメラ等である。このカメラ２より出力された映像データは、自走型ロボット１０１上に設けられた圧縮処理部３に送られる。この圧縮処理部３は、カメラ２から送られた映像データを圧縮処理して、操作部１に対して無線送信する。
【００３３】
圧縮処理部３から送られた映像データは、操作部１において映像データ処理部４により受信される。映像データ処理部４は、受信された映像データに基づいて、操作部１に設けられたモニタ５に、映像を表示する。操作者１０４は、モニタ５に表示される映像に基づいて操作を行うことにより、本発明に係る遠隔操作方法を実行して、自走型ロボット１０１を的確に遠隔操作することができる。すなわち、操作者１０４は、モニタ５に表示される映像により、自走型ロボット１０１を障害物を避けて移動させたり、自走型ロボット１０１を所望の目標物に向けて移動させるなどの遠隔操作を行うことができる。
【００３４】
この実施の形態における遠隔操作装置において、圧縮処理部３は、カメラ２により撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解する。そして、圧縮処理部３は、自走型ロボット１０１の移動速度及び旋回速度に基づき、自走型ロボット１０１の移動状態、すなわち、高速走行中か低速走行中か、あるいは、旋回中かに応じて、撮像された映像における所定の領域を算出する。この所定の領域とは、例えば、自走型ロボット１０１が高速で直進中であれば、中央部の上方、すなわち、前方の遠方、自走型ロボット１０１が低速で直進中であれば、中央部の下方、すなわち、前方の近傍、自走型ロボット１０１が旋回中であれば、旋回方向に応じた右方部分、または、左方部分というように定めることができる。  そして、圧縮処理部３は、所定の領域の映像データを所定の圧縮率（低い圧縮率）により圧縮するとともに、この所定の領域以外の映像データを、該所定の領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する。すなわち、この遠隔操作装置においては、所定の領域には、高解像度、または、高フレームレートの映像が表示され、所定の領域以外の周囲の領域には、低解像度、または、低フレームレートの映像が表示される。
【００３５】
このようにして、この遠隔操作装置においては、圧縮処理部３から送出される映像データのデータ量を削減することができ、無線送信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を操作者１０４に届けることができる。さらに、圧縮率の高い低解像度の映像の領域においても、障害物の検知を容易に行うことができ、事故の発生を抑えることができる。
【００３６】
なお、圧縮処理部３における映像データの圧縮処理としては、いわゆる「ＪＰＥＧ」方式で採用されているように、各領域の映像データを周波数変換し、その結果の高周波成分をカットした後に、ハフマン圧縮をかける処理を用いることができる。また、この圧縮処理は、各領域の映像データそのものにハフマン圧縮をかける処理であってもよい。さらに、この圧縮処理は、ウェーブレット変換を行い、その結果の高周波成分をカットした後に、ハフマン圧縮をかける処理であってもよい。
【００３７】
圧縮率としては、例えば、低い圧縮率として、３％乃至１％程度、中程度の圧縮率として、１％乃至０．８％程度、高い圧縮率として、０．８％乃至０．５％程度が想定される。
【００３８】
また、厳密な意味では画像圧縮ではないが、映像の更新周期（フレームレート）を下げることや、映像の解像度を１／５乃至２／５程度に下げること、あるいは、減色することなどによっても、データ転送量の削減を図ることができる。
【００３９】
映像の更新周期としては、高いフレームレートとしては、３０ｆｐｓ乃至１０ｆｐｓ程度、低いフレームレートとしては、１０ｆｐｓ乃至１ｆｐｓ程度が想定される。映像の解像度としては、例えば、高解像度として撮像した映像データの１ピクセル分、低解像度として撮像した映像データの４×４ピクセル分が想定される。また、減色としては、例えば、１６００万色を２５６色に減色することが想定される。
【００４０】
〔遠隔操作装置の第２の実施の形態における構成〕
本発明に係る遠隔操作装置は、図１に示すように、モニタ５上における操作者１０４の視線の方向を検出する視線センサ６を設けてもよい。この視線センサ６としては、操作者１０４の顔を撮像し、撮像された顔の映像により、顔の向きや瞳孔の位置を認識するセンサを用いることができる。
【００４１】
この場合には、圧縮処理部３は、カメラ２により撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、視線センサ６による検出結果に基づいて、操作者１０４が注視している注視領域を算出する。
【００４２】
そして、圧縮処理部３は、注視領域の映像データを所定の圧縮率（低い圧縮率）により圧縮するとともに、この注視領域以外の映像データを、該注視領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する。すなわち、この遠隔操作装置においては、注視領域には、高解像度、または、高フレームレートの映像が表示され、注視領域以外の周囲の領域には、低解像度、または、低フレームレートの映像が表示される。
【００４３】
このようにして、この遠隔操作装置においては、圧縮処理部３から送出される映像データのデータ量を削減することができ、無線送信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を操作者１０４に届けることができる。さらに、圧縮率の高い低解像度の映像の領域においても、障害物の検知を容易に行うことができ、事故の発生を抑えることができる。
【００４４】
さらに、この遠隔操作装置においては、図１に示すように、モニタ５と操作者１０４との距離を計測する距離センサ７をも設けるようにしてもよい。この距離センサ７としては、レーザ距離計等を用いることができる。距離センサ７をも使用することにより、操作者１０４が注視している注視領域を、より的確に検出することができる。
【００４５】
〔遠隔操作装置の第３の実施の形態における構成〕
本発明に係る遠隔操作装置は、図１に示すように、障害物の有無及び障害物までの距離を検知する障害物センサ８を自走型ロボット１０１に取り付けて設けてもよい。障害物センサ８としては、例えば、レーザ距離計や、ステレオカメラ等を使用することができる。この障害物センサ８からの検出信号は、信号処理部９に送られる。信号処理部９は、障害物センサ８からの検出信号に基づき、障害物の有無及び障害物までの距離を算出して出力する。信号処理部９からの出力信号は、圧縮処理部３に送られる。
【００４６】
この場合には、圧縮処理部３は、カメラ２により撮像された映像をメッシュ状に複数の領域に分解し、障害物センサ８による検出結果に基づき、障害物が存在する領域を算出する。
【００４７】
そして、圧縮処理部３は、自走型ロボット１０１の移動方向と障害物の存在する方向との関係、及び、自走型ロボット１０１から障害物までの距離に応じて、障害物が存在する領域の映像データの圧縮率を選択し、または、該障害物が存在する領域の映像データの表示色を選択する。すなわち、圧縮処理部３は、障害物が存在する領域、特に、自走型ロボット１０１の進行方向上の障害物が存在する領域には、高解像度の映像を表示し、また、特に、自走型ロボット１０１の近傍の障害物が存在する領域には、注意を喚起する赤色等の着色処理を施した映像を表示する。
【００４８】
そして、圧縮処理部３は、障害物が存在する領域以外の映像データについては、障害物が存在する領域の映像データの圧縮率よりも高い圧縮率によって圧縮する。すなわち、この遠隔操作装置においては、障害物が存在する領域には、高解像度、または、高フレームレートの映像が表示され、障害物が存在する領域以外の周囲の領域には、低解像度、または、低フレームレートの映像が表示される。
【００４９】
このようにして、この遠隔操作装置においては、圧縮処理部３から送出される映像データのデータ量を削減することができ、無線送信に使用する電波の帯域を狭くすることができる。また、メッシュ状に分割した各領域の映像のうち、解像度の高い領域の映像データを優先的に送信することにより、電波状態が悪くなった場合でも、有用な情報を操作者１０４に届けることができる。さらに、圧縮率の高い低解像度の映像の領域においても、障害物の検知を容易に行うことができ、事故の発生を抑えることができる。
【００５０】
〔遠隔操作装置のおける処理のアルゴリズム〕
図２は、本発明に係る遠隔操作装置において実行される信号処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【００５１】
以下、この遠隔操作装置において圧縮処理部３により実行される信号処理のアルゴリズムを説明する。すなわち、圧縮処理部３は、動作を開始すると、図２に示すように、ステップｓｔ１において、映像取得、すなわち、カメラ２からの映像データの取り込みを行う。次に、ステップｓｔ２において、自走型ロボット１０１の走行速度、旋回操作の入力値や、カメラ２の位置情報を取得する。次に、ステップｓｔ３において、カメラ２により撮像された映像を複数の領域に分割するメッシュを作成し、ステップｓｔ４に進む。
【００５２】
図３は、本発明に係る遠隔操作装置においてモニタに表示される映像の例を示す正面図である。
【００５３】
映像を複数の領域に分割するメッシュは、図３中の（ａ）に示すように、自走型ロボット１０１を中心とした直行座標系上のメッシュをカメラ２からの視点に変換したものである。また、このメッシュは、水平線をなくした地面の方向のみのものや、表示画面そのものを直行座標系としてメッシュ状に分割するものであってもよい。
【００５４】
そして、ステップｓｔ４において、自走型ロボット１０１の走行軌跡を推測する。走行軌跡の推測は、自走型ロボット１０１の走行速度、旋回操作の入力値や、カメラ２の位置情報に基づいて、図３中の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において矢印で示すように、カメラ２により撮像されている映像中における自走型ロボット１０１の走行軌跡を推測する。旋回する場合の走行軌跡については、旋回操作の入力値及び自走型ロボット１０１の旋回特性に基づいて、自走型ロボット１０１の旋回軌跡を推測する。
【００５５】
一方、操作部１に視線センサ６を備えている場合には、ステップｓｔ５において、この視線センサ６により視点データを取得しておく。
【００５６】
また、自走型ロボット１０１に距離センサ７を備えている場合には、ステップｓｔ６において、距離センサ７により、自走型ロボット１０１から障害物までの方向及び距離を示すデータを取得しておく。ステップｓｔ７においては、障害物までの方向及び距離を示すデータを幾何学変換し、ステップｓｔ２で取得したカメラ２の位置情報に対応させ、カメラ２により得られた映像における障害物の位置を算出しておく。
【００５７】
次に、ステップｓｔ８において、注視領域等の所定の領域を設定する。すなわち、ステップｓｔ７において推測された自走型ロボット１０１の走行軌跡に基づいて、例えば、自走型ロボット１０１がこれから向かう方向の領域を所定の領域として設定する。
【００５８】
例えば、予め設定してある走行速度と注視点との関係を示すテーブルから、現在の走行速度に対する注視点を算出し、カメラ２の設置方向や高さ情報に応じて、図３中の（ｂ）、（ｃ）に示すように、表示映像における注視点を計算する。そして、この注視点を中心とする一定の広さの範囲を所定の領域とする。図３中の（ｂ）は、高速走行時の表示画面における所定の領域を示したものである。また、図３中の（ｃ）は、低速走行時の表示画面における所定の領域を示したものである。
【００５９】
そして、図３中の（ｄ）は、旋回時の表示画面における所定の領域を示したものである。自走型ロボット１０１が旋回する場合については、図３中の（ｄ）に示すように、推測された自走型ロボット１０１の走行軌跡と、走行速度及び注視点の関係を示すテーブルとから、走行軌跡上での注視点距離にある注視点を計算する。そして、この注視点を中心とする一定の広さの範囲を所定の領域とする。
【００６０】
操作部１に視線センサ６を備えている場合には、モニタ５上において操作者１０４が注視している方向を所定の領域（注視領域）として設定する。さらに、自走型ロボット１０１に距離センサ７を備えている場合には、図３中の（ｅ）に示すように、障害物が存在する領域を、所定の領域として設定する。なお、この場合には、自走型ロボット１０１の移動方向と障害物の存在する方向との関係、及び、自走型ロボット１０１から障害物までの距離に応じて、所定の領域を設定してもよい。また、障害物が存在する領域については、注意を喚起するため、映像データに赤色等の着色処理を施してもよい。
【００６１】
次のステップｓｔ９においては、カメラ２による映像、障害物を示すマーキングや、領域分割のメッシュ等の各映像の重ね合わせを行い、ステップｓｔ１０においては、フレームレートを下げる領域を設定する。そして、ステップｓｔ１１においては、各領域についての圧縮率を設定する。
【００６２】
そして、ステップｓｔ１２においては、ステップｓｔ１１で設定した圧縮率により、各領域の映像データの圧縮処理を行う。なお、この圧縮処理は、操作部１への送信を行う領域についてのみ行えばよく、送信しない領域については行う必要がない。
【００６３】
ステップｓｔ１３においては、優先して送信する領域を設定する。すなわち、遠隔操作において重要な領域の映像データを優先して送信しておくことにより、通信障害等が生じて映像データの送信が中断する場合においても、遠隔操作に対する影響を最小限に抑えることができる。そして、ステップｓｔ１４において、映像データを操作部１に送信する。
【００６４】
映像データを送信された操作部１においては、ステップｓｔ１５において、映像データを取得し、ステップｓｔ１６において、映像データを展開（伸長）し、ステップｓｔ１７において、モニタ５に映像表示を行う。
【００６５】
操作者１０４は、このようにしてモニタ５に表示された映像に基づいて、自走型ロボット１０１に対する遠隔操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る遠隔操作装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図２】本発明に係る遠隔操作装置において実行される信号処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る遠隔操作装置においてモニタに表示される映像の例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  操作部
２  カメラ
３  圧縮処理部
４  映像データ処理部
５  モニタ
６  視線センサ
７  距離センサ
８  障害物センサ
１０１  自走型ロボット
１０４  操作者
【図１】
2009118072.tif 000003
【図２】
2009118072.tif 000004
【図３】
2009118072.tif 000005