(57)【要約】  作業機械を高精度に効率よく遠隔操作することができる遠隔操作装置、遠隔操作方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔操作システムを提供する。遠隔操作装置（１００）は、通信ネットワークＮを介して作業機械（２００）と接続され、操作者による操作に応じた操作信号であって、作業機械（２００）を遠隔操作する操作信号を遠隔操作装置（１００）に入力する操作入力部（１０１）と、操作信号から操作者による操作入力部（１０１）への操作の大きさを求める操作算出部（１０８）と、操作信号から操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部（１０９）と、遠隔操作装置（１００）と作業機械（２００）との間の通信遅延時間を測定する通信遅延時間測定部（１１０）と、操作の大きさと操作変化量と通信遅延時間とに基づいて作業機械（２００）の動作速度を算出する速度算出部（１１１）と、を備える。
2019225118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作装置であって、
操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、
前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、
を備える遠隔操作装置。
【請求項２】
前記速度算出部は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、請求項１に記載の遠隔操作装置。
【請求項３】
前記速度算出部が算出した前記動作速度を格納する記憶部を備え、
前記速度算出部は、
算出した最新の前記動作速度を、前記記憶部に格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、請求項１又は２に記載の遠隔操作装置。
【請求項４】
遠隔操作装置が通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作方法であって、
前記遠隔操作装置は、
前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作入力部への操作の大きさを算出し、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を算出し、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定し、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する、
遠隔操作方法。
【請求項５】
前記遠隔操作装置は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、請求項４に記載の遠隔操作方法。
【請求項６】
前記遠隔操作装置は、
算出した前記動作速度を格納し、
算出した最新の前記動作速度を、格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、請求項４又は５に記載の遠隔操作方法。
【請求項７】
前記遠隔操作装置は、前記通信ネットワークを介して、前記動作速度に関する情報を前記作業機械に送信し、
前記作業機械は、受信した前記動作速度に関する情報を前記作業機械の駆動部を駆動するための駆動信号に変換し、
前記駆動部は、前記駆動信号に基づいた速度で前記作業機械の駆動機構を駆動する、請求項４乃至６の何れか一項に記載の遠隔操作方法。
【請求項８】
遠隔操作装置に通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作させる遠隔操作プログラムであって、
前記遠隔操作装置に、
前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作入力部への操作の大きさを求める処理と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める処理と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する処理と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する処理と、
を実行させる、遠隔操作プログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項９】
前記遠隔操作装置に、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する処理を実行させる、請求項８に記載の遠隔操作プログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１０】
前記遠隔操作装置に、
算出した前記動作速度を格納する処理と、
算出した最新の前記動作速度を、格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する処理と、
を実行させる、請求項８又は９に記載の遠隔操作プログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１１】
前記遠隔操作装置に、前記通信ネットワークを介して、前記動作速度に関する情報を前記作業機械に送信する処理を実行させ、
前記作業機械に、
受信した前記動作速度に関する情報を前記作業機械の駆動部を駆動するための駆動信号に変換する処理を実行させ、
前記駆動部に、前記駆動信号に基づいた速度で前記作業機械の駆動機構を駆動する処理を実行させる、請求項８乃至１０の何れか一項に記載の遠隔操作プログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
作業機械と、前記作業機械と通信ネットワークを介して接続される遠隔操作装置と、を備える遠隔操作システムであって、
前記遠隔操作装置は、
操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、
前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、
を備える遠隔操作システム。
【請求項１３】
前記速度算出部は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、請求項１２に記載の遠隔操作システム。
【請求項１４】
前記速度算出部が算出した前記動作速度を格納する記憶部を備え、
前記速度算出部は、
算出した最新の前記動作速度を、前記記憶部に格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、請求項１２又は１３に記載の遠隔操作システム。
【請求項１５】
前記遠隔操作装置は、前記通信ネットワークを介して、前記動作速度に関する情報を前記作業機械に送信し、
前記作業機械は、受信した前記動作速度に関する情報を前記作業機械の駆動部を駆動するための駆動信号に変換し、
前記駆動部は、前記駆動信号に基づいた速度で前記作業機械の駆動機構を駆動する、請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の遠隔操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔操作装置、遠隔操作方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土木や建築等の建設現場における労働者不足解消や作業安全性向上を目的に、建設機械等の作業機械を遠隔操作して施工を行う遠隔施工が普及している。一般に、遠隔施工においては、作業機械に搭載されたカメラやセンサによって取得された情報に基づいて、操作者が遠隔操作装置を手動で操作し、作業機械を遠隔操作する。例えば、操作者は、映像モニタを見て現場の作業範囲やその周辺を確認し、スピーカーから現場の作業音を確認し、リモートコントローラのレバーを操作することにより現場の作業機械を遠隔で操作する。【０００３】
遠隔操作装置は、Ｗｉ−Ｆｉ、４Ｇキャリア回線、インターネット回線等の通信ネットワークを介して遠隔操作対象である作業機械と接続している。そして、遠隔操作装置は、作業機械との間で、操作コマンドや映像情報、センサ情報等の送受信を行うことによって、作業機械を遠隔操作する。しかし、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信は、通信端末間の距離に依存した電波減衰、ローカルネットワーク上の他の通信端末との電波干渉、クロストラヒック、天候や遮断物によるノイズの影響を受ける。そのため、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信においては、通信時間の遅延や遅延の変動、データパケットの損失が発生することがある。これにより、例えば、作業機械に搭載されたカメラから遠隔操作装置へ送信される映像の遅延・乱れ・途絶が発生する。また、さらに、操作コマンドの作業機械への到達遅延・欠落が発生する。【０００４】
その結果、操作者が正確に作業機械を操作できず、有人施工や有視界施工と比較して作業効率が低下する。例えば、操作者が作業機械を所望の位置に停止させる場合、通信ネットワークの遅延により停止コマンドが作業機械に遅延して到達する。そのため、作業機械が所望位置を超えて停止してしまう（以下、当該現象を「オーバーシュート」と称する）。そして、当該オーバーシュートによって、作業機械が障害物と衝突したり、作業機械の施工面がずれたりして作業精度が低下してしまう。また、オーバーシュートした位置から所望位置へ作業機械を戻すための操作が必要となり、作業時間の増加してしまう。【０００５】
そのため、遠隔施工に限らず、通信遅延や遅延変動が発生する通信ネットワーク上における無人移動体等の機器の遠隔操作をより安定的、効率的に実現する技術が望まれている。【０００６】
例えば、特許文献１には、無人移動体に搭載されたカメラが取得した映像データを蓄積するバッファを備え、遠隔操縦装置と無人移動体との間の通信遅延時間を推定し、通信遅延時間に基づいてバッファ遅延時間を算出することが記載されている。これにより、特許文献１では、通信遅延に起因する急激な映像の変化を抑制することを意図している。【０００７】
特許文献２には、無人移動体の移動速度が低速である場合に遠隔操作を行い、当該移動速度が高速である場合に自動制御に切り替えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５３９３２４０号公報
【特許文献２】特許第５１８７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、映像データの送受信の通信遅延について考慮されているだけであり、操作コマンドの送受信の通信遅延について考慮されていない。そのため、特許文献１では、操作精度は操作者の技能に委ねられ、通信遅延に伴うオーバーシュートを抑制できるとは限らない。【００１０】
また、特許文献２では、高速移動時に自動制御モードに切り替えることにより、遅延に伴う操作のずれを回避することを意図している。しかし、低速時であっても通信遅延時間によってはオーバーシュートが増大し、操作精度が低下する畏がある。【００１１】
本開示の目的は、作業機械を高精度に効率よく遠隔操作することができる遠隔操作装置、遠隔操作方法、遠隔操作プログラム、及び、遠隔操作システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様に係る遠隔操作装置は、通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作装置であって、操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、を備える。【００１３】
本発明の第２の態様に係る遠隔操作方法は、遠隔操作装置が通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作方法であって、前記遠隔操作装置は、前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、前記操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作者による前記操作入力部への操作の大きさを算出し、前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を算出し、前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定し、前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する。【００１４】
本発明の第３の態様に係る非一時的なコンピュータ可読媒体は、遠隔操作装置に通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作させる遠隔操作プログラムであって、前記遠隔操作装置に、前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、前記操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作者による前記操作入力部への操作の大きさを求める処理と、前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める処理と、前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する処理と、前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する処理と、を実行させる遠隔操作プログラムを格納する。【００１５】
本発明の第４の態様に係る遠隔操作システムは、作業機械と、前記作業機械と通信ネットワークを介して接続される遠隔操作装置と、を備え、前記遠隔操作装置は、操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
作業機械を高精度に効率よく遠隔操作することができる遠隔操作装置、遠隔操作方法、遠隔操作プログラム、及び、遠隔操作システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る遠隔操作装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る遠隔操作装置の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る遠隔操作装置の制御部の一例を示すブロック図である。
【図４】通信遅延時間と動作速度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る速度制御関数の一例を説明するグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る作業機械の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る遠隔操作方法における遠隔操作装置の処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１に係る遠隔操作方法における遠隔操作装置の処理を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１に係る遠隔操作方法における作業機械の処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る遠隔操作装置１００の一例を示すブロック図である。図１に示すように、遠隔操作装置１００は、操作入力部１０１、操作算出部１０８、操作変化量算出部１０９、通信遅延時間測定部１１０、速度算出部１１１を備える。
また、遠隔操作装置１００は、通信ネットワークＮを介して作業機械２００と通信可能に接続されている。遠隔操作装置１００は、通信ネットワークＮ、作業機械２００とともに遠隔操作システム１０を構成する。そして、遠隔操作装置１００は、操作者によって操作されることにより、当該作業機械２００を遠隔操作する。
【００１９】
操作入力部１０１は、操作者による操作に応じた操作信号であって、作業機械２００を遠隔操作する操作信号を遠隔操作装置１００に入力する。
操作算出部１０８は、操作入力部１０１から入力された操作信号から操作入力部１０１への操作の大きさを求める。
操作変化量算出部１０９は、操作入力部１０１から入力された操作信号から操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める。
通信遅延時間測定部１１０は、遠隔操作装置１００が作業機械２００に測定用信号（所定の信号）を送信した時間から、遠隔操作装置１００が作業機械２００から返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する。ここで、当該測定用信号は、当該通信遅延時間を測定に利用する信号である。そして、当該返信用信号は、例えば、作業機械２００が当該測定用信号を受信したことを表す信号である。当該測定用信号の送信時刻は、遠隔操作装置１００に保持しておいても、或いは、当該測定用信号に含めてもよい。当該測定用信号に送信時刻を含める場合は、当該返信用信号に当該送信時刻を含める必要がある。即ち、通信遅延時間測定部１１０は、当該測定用信号の送信時刻と、当該返信用信号の到着時刻との差分を算出することにより、通信遅延時間を求める。
但し、当該測定用信号は、当該通信遅延時間を測定するための専用の信号であっても、他の用途に利用される所定の信号であってもよい。例えば、他の用途に利用される所定の信号を当該測定用信号とする例としては、速度算出部１１１で算出した作業機械２００の動作速度情報を含む信号を利用するシステム構成を想定することができる。この場合、この信号に作業機械２００への送信時刻を含めるのであれば、作業機械２００は、その信号を受信するのに応じて、遠隔操作装置１００に対して当該送信時刻を含む返信用信号を送信すれば、通信遅延時間を求めることができる。
速度算出部１１１は、操作の大きさと、操作変化量と、通信遅延時間とに基づいて、作業機械２００を駆動する際の動作速度を算出する。速度算出部１１１による動作速度の算出の詳細については、後述する。
【００２０】
以上に説明した本発明に係る遠隔操作装置１００によれば、作業機械２００の動作速度が、操作算出部１０８によって算出された操作の大きさと、操作変化量算出部１０９によって算出された操作変化量と、通信遅延時間測定部１１０によって測定された通信遅延時間とに基づいて算出される。そのため、遠隔操作装置１００は、通信遅延の発生する通信ネットワークＮを介しても、作業機械２００の動作速度を適切に調整することができる。これにより、通信ネットワークＮを介しても作業機械２００を高精度に効率よく遠隔操作することができる遠隔操作装置１００を提供できる。
【００２１】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る遠隔操作装置１００について説明する。図２は、実施の形態１に係る遠隔操作装置１００の一例を示すブロック図である。実施の形態１に係る遠隔操作装置１００は、例えば、土木工事現場にある建設機械等の作業機械２００を遠隔操作室等から遠隔操作するための通信・制御装置である。
【００２２】
図２に示すように、遠隔操作装置１００は、操作入力部１０１と、センサ部１０２と、制御部１０３と、通信部１０４と、記憶部１０５と、表示部１０６と、を備える。また、制御部１０３は、操作算出部１０８と、操作変化量算出部１０９と、通信遅延時間測定部１１０と、速度算出部１１１と、を備える。また、遠隔操作装置１００は、通信ネットワークＮと接続されている。また、遠隔操作装置１００は、通信ネットワークＮを介して作業機械２００と通信可能に接続されている。そして、遠隔操作装置１００は、操作者によって操作されることにより、当該作業機械２００を遠隔操作する。
【００２３】
通信ネットワークＮは、例えば、特定小電力無線や無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ）等の局所通信方式、４Ｇ・５Ｇ等のキャリア回線、インターネットを経由したＩＰ通信（Internet Protocol）等である。これにより、遠隔操作装置１００は、数十キロ〜数百キロメートル程度の超遠距離通信を介して、作業機械２００を遠隔操作することができる。なお、以降の実施形態では、遠隔操作装置１００と作業機械２００はＩＰ通信によりデータ通信を行うとする。
【００２４】
また、作業機械２００は、図示しないカメラ等の映像取得部を備えており、当該映像取得部によって取得された映像は、カメラエンコーダによって映像データとして処理され、通信ネットワークＮを介して遠隔操作装置１００に送信される。遠隔操作装置１００が受信した映像データはデコーダにより復元され、表示部１０６に表示される。これにより、操作者は作業現場の状況を認識することができる。なお、１台の作業機械２００に対して複数台のカメラが搭載されてもよく、俯瞰カメラが搭載されてもよい。
【００２５】
操作入力部１０１は、操作者が作業機械２００を手動操作するための入力インターフェース（図示省略）を備え、操作者による当該入力インターフェースの操作を操作入力情報として取得する。入力インターフェースは、例えば、リモートコントローラにおけるジョイスティックレバー（以下、レバーと称する。）等である。また、リモートコントローラにレバーが複数個搭載されていてもよい。操作入力部１０１は、通常の作業機械２００の運転席に設けられている各種操作レバーを模したものであってもよい。
【００２６】
センサ部１０２は、操作入力部１０１によって取得された操作入力情報を操作信号として取得する。センサ部１０２によって取得される操作信号は、例えば、シリアルデータ等であり、制御部１０３に送信される。また、リモートコントローラにレバーが複数個搭載されている場合、１つのレバーが例えば直交する２軸方向に傾斜可能であり、それぞれの軸方向の操作によって作業機械２００の２つの駆動機構が操作されてもよい。例えば、作業機械２００がバックホウである場合、操作者がリモートコントローラに備えられた右手レバーを操作することによりバケットとブームが操作され、左手レバーを操作することによりアームの操作と旋回操作が行われてもよい。すなわち、センサ部１０２が取得する操作信号には、各レバーの軸方向毎の傾斜角度（以下、操舵角度と称する。）が含まれている。なお、センサ部１０２は、当該操作信号を所定時間毎に取得し、逐次最新の値を取得する。
【００２７】
制御部１０３は、図３に示すように、ＣＰＵ１０３Ａと、主記憶装置１０３Ｂと、補助記憶装置１０３Ｃと、外部インターフェース１０３Ｄと、を備える。ＣＰＵ１０３Ａが遠隔操作プログラムを実行することにより、遠隔操作装置１００の各部の処理が実現する。また、遠隔操作プログラムは、例えば、補助記憶装置１０３Ｃに記憶されている。ＣＰＵ１０３Ａは、プログラムを補助記憶装置１０３Ｃから読み出して主記憶装置１０３Ｂに展開し、当該プログラムに従って処理を実行する。ＣＰＵ１０３Ａが遠隔操作プログラムを実行することにより、制御部１０３は、操作算出部１０８、操作変化量算出部１０９、通信遅延時間測定部１１０、速度算出部１１１等として機能する。なお、操作算出部１０８、操作変化量算出部１０９、通信遅延時間測定部１１０、速度算出部１１１は別々のハードウェアによって実現されてもよい。
【００２８】
補助記憶装置１０３Ｃは、一時的でない有形の媒体の例である。一時的でない有形の媒体の他の例として、外部インターフェース１０３Ｄを介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory ）、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によって制御部１０３に配信される場合、配信を受けた制御部１０３がそのプログラムを主記憶装置１０３Ｂに展開し、上記の処理を実行してもよい。
【００２９】
また、プログラムは、遠隔操作装置１００における処理の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、プログラムは、補助記憶装置１０３Ｃに既に記憶されている他のプログラムと組み合わせられることによって遠隔操作装置１００における処理を実現する差分プログラムであってもよい。
【００３０】
また、遠隔操作装置１００の各構成要素の一部または全部は、汎用または専用の回路（circuitry）、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現されてもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各構成要素の一部または全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。
【００３１】
通信部１０４は、通信ネットワークＮと接続されている作業機械２００に搭載されたカメラ等の映像取得部（図示省略）と所定のデータを送受信する。作業機械２００との通信では、通信遅延時間測定部１１０より作成される測定用信号の送信、作業機械２００からのＡＣＫ信号の受信、速度算出部１１１が算出した動作速度情報の送信を行う。また、作業機械２００に搭載された映像取得部との通信では、カメラ映像情報の受信を行う。なお、通信部１０４が扱う通信データの種類は遠隔施工の形態や使用する通信機器によって決定され、特に限定されない。
【００３２】
記憶部１０５は、ＣＰＵ１０３Ａの処理結果を記憶する。また、記憶部１０５は、後述する、操作算出部１０８によって算出された操作の大きさ（操舵角度情報）、操作変化量算出部１０９によって算出された操作変化量（操舵角速度情報）、通信遅延時間測定部１１０によって測定された通信遅延時間、速度算出部１１１によって算出された動作速度を記憶する。
【００３３】
表示部１０６は、ディスプレイ等の出力インターフェースである。そして、表示部１０６は、作業機械２００に搭載された車載カメラや作業機械２００付近に設置された俯瞰カメラ等、１つ又は複数のカメラから通信ネットワークＮを介して通信部１０４に送信された映像情報を取得し、表示する。
【００３４】
操作算出部１０８は、センサ部１０２が取得した操作信号から、操作入力部１０１のレバーが操作される軸方向毎の操舵角度に関する情報（以下、操舵角度情報と称する。）を算出し、当該操舵角度情報をデジタルデータに変換し、記憶部１０５に保存する。すなわち。当該操舵角度情報は、操作者による操作入力部１０１のレバーの操作の大きさを表す。なお、操舵角度情報は所定時間毎に算出され、その算出頻度はセンサ部１０２による操作信号取得頻度以下である。また、操舵角度情報は、操作入力部１０１に備えられるレバー毎に算出される。また、操舵角度情報は、当該レバーが操作される軸方向毎の操舵角度に関する情報であり、センサ部１０２が操作信号を取得した時刻である取得時刻情報を含む。
【００３５】
操作変化量算出部１０９は、センサ部１０２が取得した操作信号から、レバーの傾斜角速度である操舵角速度に関する情報（以下、操舵角速度情報と称する。）を、操作入力部１０１のレバーが操作される軸方向毎に算出し、デジタルデータに変換し、記憶部１０５に保存する。すなわち、当該操舵角速度情報は、操作入力部１０１のレバーの操作の大きさの変化の程度を表す。なお、操舵角速度情報は所定時間毎に算出され、その算出頻度はセンサ部１０２による操作信号取得頻度以下である。また、操舵角速度情報は、操作入力部１０１に備えられるレバー毎に算出される。また、操舵角速度情報は、当該レバーが操作される軸方向毎の操舵角速度に関する情報であり、センサ部１０２が操作信号を取得した時刻である取得時刻情報を含む。
【００３６】
通信遅延時間測定部１１０は、操作対象となる作業機械２００とのデータ通信に要する通信遅延時間を測定する。具体的には、通信遅延時間測定部１１０は、遠隔操作装置１００が作業機械２００に測定用信号を送信した時間から、遠隔操作装置１００が作業機械２００から返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する。より具体的には、通信遅延時間測定部１１０は、まず、通信部１０４を介して作業機械２００に測定用信号を送信する。次に、通信遅延時間測定部１１０は、通信部１０４を介して作業機械２００から返信用信号としてのＡＣＫ（Acknowledgement）信号を受信する。そして、通信遅延時間測定部１１０は、遠隔操作装置１００から作業機械２００に測定用信号を送信してから、遠隔操作装置１００が作業機械２００からＡＣＫ信号を受信するまでの往復通信時間ＲＴＴ（Round Trip Time）を通信遅延時間として測定する。なお、通信遅延時間測定部１１０は、所定時間毎に通信遅延時間を測定し、当該通信遅延時間は記憶部１０５に保存される。
【００３７】
速度算出部１１１は、操作の大きさとしての操舵角度情報と、操作変化量としての操舵角速度情報と、通信遅延時間とに基づいて、作業機械２００を駆動する際の動作速度を算出する。具体的には、速度算出部１１１は、記憶部１０５に保存された最新の操舵角度情報、最新の操舵角速度情報、及び、最新の通信遅延時間情報を取得し、作業機械２００の動作速度を算出する。また、速度算出部１１１は、算出した動作速度を記憶部１０５に保存する。なお、速度算出部１１１は、所定時間毎に動作速度を算出することにより当該動作速度を更新する。また、動作速度の更新頻度は、センサ部１０２による操作信号の取得頻度、操作算出部１０８による操舵角度情報の算出頻度、操作変化量算出部１０９による操舵角速度情報の算出頻度、通信遅延時間測定部１１０による通信遅延時間の測定頻度以下である。
【００３８】
速度算出部１１１は、以下のように作業機械２００の動作速度を算出する。
まずは、レバーの操舵角度（操作の大きさ）と作業機械２００の動作速度との関係を表す式を定義する。レバーのある軸方向に対する操舵角度をθとし、当該操舵角度θに対応する作業機械２００の駆動部２０３の動作速度をＶとする。作業機械２００が、油圧駆動型、電気駆動型等の一般的な駆動方法によって駆動される駆動部２０３を備える場合、作業機械２００の動作速度Ｖは、レバー操舵角度θに単調増加比例する。そのため、レバーの操舵角度（操作の大きさ）と作業機械２００の動作速度との関係を表す式は、以下の式（１）及び式（２）によって表される。
Ｖ      ＝  Ｆ（θ）          ・・・・・（１）
∂Ｆ／∂θ  ＞  ０        ・・・・・（２）
なお、式（２）の記号「／」は除算を表し、左辺は変数θの関数Ｆ（θ）の微文値を表す。また、レバーの操舵角度と、駆動部２０３の動作速度の関係を表す関数Ｆ（θ）は、作業機械２００に搭載される油圧駆動装置や電気駆動装置の特性により決定される。また、当該式（１）及び式（２）は、通信ネットワークＮを介さず、作業機械２００を例えば作業機械２００に備えられた運転席の操作レバーで作業機械２００を手動操縦する場合のレバーの操舵角度（操作の大きさ）と作業機械２００の動作速度との関係を表す式に相当する。すなわち、当該式（１）及び式（２）では、通信ネットワークＮにおける通信遅延時間が考慮されていない。すなわち、当該式（１）及び式（２）は、遠隔操作装置１００の操作入力部１０１における操作の大きさに従って動作する作業機械２００の駆動部２０３の所望する動作速度と、作業機械２００の駆動部２０３の実際の動作速度とが一致する場合における関係式である。
【００３９】
次に、通信ネットワークＮにおける通信遅延時間を考慮した、作業機械２００の動作速度の算出方法を説明する。速度算出部１１１が、通信ネットワークＮにおける通信遅延時間を考慮して動作速度を算出することにより、例えば、作業機械２００が所望位置を超えて停止する現象（以下、オーバーシュートと称する）の発生を抑制することができる。これにより、遠隔操作装置１００は、作業機械２００を高精度に効率よく遠隔操作することができる。
【００４０】
遠隔操作装置１００において操作者がモニタ映像等で建機の動作状況を認識して、操作入力部１０１を操作し、動作速度に関する情報が作業機械２００に送信されるまでの時間は、通信遅延時間測定部１１０が測定する往復通信時間（ＲＴＴ）に相当する。つまり、通信遅延時間が発生する場合、操作者が操作の必要性を認識してから作業機械２００において操作者の操作が反映されるまでに遅れが生じる。よって、ある目標位置に作業機械２００を停止させようとする場合、操作者が作業機械２００の位置を認識してから停止コマンドが作業機械２００に送信され、停止するまでに遅れが生じる。これにより、作業機械２００が目標位置よりも行き過ぎてしまう現象（オーバーシュート）が生じる。これにより、作業機械２００の作業精度が低下する畏がある。そのため、速度算出部１１１が、通信遅延時間を考慮して動作速度を算出することにより、オーバーシュートを所定値以下に抑制することができる。
【００４１】
通信ネットワークＮの通信遅延時間をｄ、作業機械２００の動作速度をｖ、オーバーシュート量をδとした場合、以下の式（３）が成り立つ。
δ  ＝  ｖ  ×  ｄ          ・・・・・（３）
すなわち、オーバーシュート量をある所定値δｒ以下に抑制したい場合、動作速度は、以下の式（４）を満たせばよい。
ｖ  ≦  δｒ／ｄ          ・・・・・（４）
【００４２】
図４は、通信遅延時間ｄと動作速度ｖの関係を示すグラフである。図４のように、動作速度ｖの上限値は通信遅延時間ｄの反比例関数Ｆ１で表される。また、動作速度ｖを反比例関数Ｆ１よりも小さい値、すなわち、斜線領域Ｒ１内の値とすることにより、オーバーシュート量を所定値δｒ以内に抑制することができる。
【００４３】
上記のように、オーバーシュートを抑制するためには、通信遅延時間ｄが長くなるにつれて動作速度ｖを抑制する必要がある。すなわち、通信ネットワークＮを介した遠隔操作におけるオーバーシュートを抑制するために、速度算出部１１１は、以下の式（５）、式（６）を用いて、作業機械２００の動作速度Ｖを算出できる。
Ｖ  ＝  Ｇ（θ，ｄ）  ＝  Ｆ（θ）／（βｄ＋１）          ・・・・・（５）
β  ＞  ０          ・・・・・（６）
なお、係数βは正の定数であり、オーバーシュートの許容量に応じて決定される。
【００４４】
次に、通信遅延時間ｄに加えて、レバー操舵角速度を考慮した、作業機械２００の動作速度の算出方法を説明する。速度算出部１１１が、通信遅延時間ｄに加えて、レバー操舵角速度を考慮して作業機械２００の動作速度を算出することにより、作業機械２００は、高精度に効率よく作業することができる。
【００４５】
上記のように、オーバーシュートの抑制のみを目的として動作速度を算出した場合、作業機械２００の動作速度は通信遅延時間ｄに応じて常時動作速度を抑制する必要性があり、全体の作業時間が増大する畏がある。そのため、次に、レバーの操舵角速度から作業状況を判断し、当該作業状況に応じて動作速度の抑制量を緩和することにより、作業時間を短縮する動作速度算出方法を示す。
【００４６】
一般的に、オーバーシュートを考慮しなければならない状況として、作業機械２００が目標停止位置付近を移動する場面や、精度が要求される微細な操作が必要な場面が挙げられる。具体的には、例えば、バックホウによる法面施工、ダンプへの土砂積込、グラップル式バックホウによるブロックの掌握、等が考えられる。これらの状況においては、バケットを目標位置に正確に停止させる必要性がある。そのため、慎重な操作により作業機械２００を急加速させない傾向がある。つまり、レバーの操舵角速度は所定の閾値ωｒ以下に抑えられると想定される。
【００４７】
一方で、作業機械２００が目標停止位置まで十分に距離があり停止操作を必要としない場合においては、通信遅延によるオーバーシュートが発生しない。そのため、速度抑制を緩和してもよい。この状況においては、操作者は作業機械２００を十分に加速させるため、レバーの操舵角速度は所定の閾値ωｒを超えると想定される。
【００４８】
以上を鑑みて、速度算出部１１１は、レバーの操舵角度θ、通信遅延時間ｄ、レバーの操舵角速度ωに応じて、以下の式（７）、式（８）、及び、式（９）を用いて、作業機械２００の動作速度Ｖを算出する。
Ｖ  ＝  Ｇ（θ，ｄ）×γ（ｄ，ω）          ・・・・・（７）
γ（ｄ，ω）  ＝  １  （ω  ≦  ωｒ）          ・・・・・（８）
１  ＜  γ（ｄ，ω）  ≦  βｄ＋１  （ω  ＞  ωｒ）          ・・・・・（９）
【００４９】
関数γはレバーの操舵角速度ωに応じて速度抑制量を調整する速度制御関数であり、式（８）、（９）で表される制約に従う。図５に示すように、レバーの操舵角速度ωが所定の閾値ωｒ以下の場合、γ＝１となる。すなわち、作業機械２００の動作速度Ｖは、関数Ｇ（θ，ｄ）によって規定され、通信遅延時間ｄに応じてオーバーシュートが抑制される値となる。一方で、レバーの操舵角速度ωが所定の閾値ωｒを超えた場合、関数γの値は１を超え、動作速度Ｖの抑制が緩和される。これにより、作業機械２００の動作速度Ｖを増加させ、作業効率の向上を実現される。なお、関数γの値の最大値はβｄ＋１とし、作業機械２００の動作速度Ｖは関数Ｆ（θ）の値を超えない。すなわち、作業機械２００の本来の動作速度Ｖよりも高速化することはないため、安全性を担保することもできる。なお、図５は関数γの一例を表しており、関数γは、図５に示す関数に限定されるものではない。
【００５０】
動作速度Ｖは、通信遅延時間ｄに反比例するように算出される。そのため、通信遅延時間ｄの変動量によっては経過時間毎の動作速度Ｖの変動が激しく、操作性を損なう可能性がある。そこで、速度算出部１１１は、式（７）、（８）、（９）に従って算出した最新の動作速度Ｖと、記憶部１０５に保存した過去の動作速度Ｖとを用い、当該最新の動作速度値Ｖを平滑化処理する。これにより、遠隔操作の操作性を改善できる。なお、平滑化処理において、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタ等を用いることができるが、平滑化処理の方法は、これらの方法に限定されない。
【００５１】
速度算出部１１１は、上記の算出方法に従って、操作入力部１０１に備えられるレバー毎に、レバーの各軸方向に対応して、作業機械２００の動作速度を算出する。また、速度算出部１１１によって算出された動作速度Ｖに関する情報は、通信部１０４を介して作業機械２００に送信される。
【００５２】
作業機械２００は、例えば、バックホウ、ブルドーザー、ダンプカー等の建設機械である。具体的には、作業機械２００は、図６に示すように、通信部２０１、変換部２０２、駆動部２０３等を備える。また、作業機械２００は、通信ネットワークＮと接続されている。そして、作業機械２００は、通信ネットワークＮを介して、遠隔操作装置１００と通信可能に接続されている。なお、作業機械２００は、図示しないＣＰＵ、図示しない記憶部等を備え、ＣＰＵが記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、作業機械２００における全ての処理が実現してもよい。この場合、作業機械２００のそれぞれの記憶部に格納されるプログラムは、ＣＰＵに実行されることにより、作業機械２００の構成要素のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、このプログラムや、ＣＰＵにおける処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
【００５３】
通信部２０１は、通信ネットワークＮを介して接続されている遠隔操作装置１００と所定のデータを送受信する。具体的には、通信部２０１は、遠隔操作装置１００の通信部１０４から送信される通信遅延時間を測定するための測定用信号を受信し、ＡＣＫ信号を返信し、作業機械２００の動作速度Ｖに関する情報を受信する。
【００５４】
変換部２０２は、通信部２０１が受信した作業機械２００の動作速度Ｖに関する情報を駆動信号に変換する。駆動信号は作業機械２００を制御する駆動装置に応じて異なるが、操縦席外付け型レバー制御装置のシリンダーや作業機械２００の内部の油圧制御弁を制御するモータの電流値等である。
【００５５】
駆動部２０３は、作業機械２００に備えられるシリンダーや油圧制御弁を制御するモータ等の駆動装置である。そして、駆動部２０３は、変換部２０２から入力される駆動信号（電流値等）に従って動作することにより、作業機械２００の各駆動機構（バックホウにおけるバケット、アーム、ブーム、旋回等）を動作速度Ｖで動作させる。
【００５６】
次に、本実施の形態１に係る遠隔操作装置１００における遠隔操作方法について、図７及び図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、操作入力部１０１は、操作者による当該操作入力部１０１のレバーの操作を操作入力情報として取得する（ステップＳ１０１）。
【００５７】
次に、センサ部１０２は、ステップＳ１０１において取得された操作入力情報を操作信号として取得する（ステップＳ１０２）。センサ部１０２によって取得される操作信号は、例えば、シリアルデータ等であり、制御部１０３に送信される。なお、レバーは複数の軸方向に傾斜可能であってもよく、操作入力部１０１に複数のレバーが備えられていてもよい。そのため、操作信号は、レバー毎に取得されるとともに、それぞれのレバーの操作信号は、軸方向毎の傾斜角度（操舵角度）を含む。なお、センサ部１０２は、当該操作信号を所定時間毎に取得し、逐次最新の値を取得する。また、センサ部１０２は、操作信号として、レバーの軸方向毎の操舵角度を実質的に同時に取得する。
【００５８】
次に、操作算出部１０８は、ステップＳ１０２において取得した操作信号から、操作入力部１０１のレバーの操舵角度に関する情報（操舵角度情報）を軸方向毎に算出する（ステップＳ１０３）。さらに、操作算出部１０８は、当該操舵角度情報をデジタルデータに変換し、最新データとして記憶部１０５に保存する（ステップＳ１０４）。なお、操舵角度情報は所定時間毎に算出され、その算出頻度はセンサ部１０２による操作信号取得頻度以下である。また、操舵角度情報は、操作入力部１０１に備えられるレバー毎に算出される。また、操舵角度情報は、センサ部１０２が操作信号を取得した時刻である取得時刻情報を含む。
【００５９】
次に、操作変化量算出部１０９は、ステップＳ１０２において取得した操作信号から、レバーの傾斜角速度である操舵角速度に関する情報（操舵角速度情報）を、操作入力部１０１のレバーが操作される軸方向毎に算出する（ステップＳ１０５）。さらに、それらをデジタルデータに変換し、最新データとして記憶部１０５に保存する（ステップＳ１０６）。なお、操舵角速度情報は所定時間毎に算出され、その算出頻度はセンサ部１０２による操作信号取得頻度以下である。また、操舵角速度情報は、操作入力部１０１に備えられるレバー毎に算出される。また、操舵角速度情報は、センサ部１０２が操作信号を取得した時刻である取得時刻情報を含む。
【００６０】
次に、通信遅延時間測定部１１０は、作業機械２００に測定用信号を送信し、遠隔操作装置１００と作業機械２００との間の通信遅延時間を測定する（ステップＳ１０７）。通信遅延時間は、遠隔操作装置１００から作業機械２００に測定用信号を送信してから、作業機械２００からの返信用信号（ＡＣＫ）を受信するまでの経過時間により測定される。さらに、通信遅延時間測定部１１０は、ステップＳ１０７において測定した、最新の測定値（通信遅延時間）を記憶部１０５に保存する（ステップＳ１０８）。なお、通信遅延時間測定部１１０は、所定時間毎に通信遅延時間を測定する。
【００６１】
次に、速度算出部１１１は、ステップＳ１０４において記憶部１０５に保存された最新のレバー操舵角度θ（操舵角度情報）、ステップＳ１０６において記憶部１０５に保存された最新のレバー操舵角速度ω（操舵角速度情報）、及び、ステップＳ１０８において記憶部１０５に保存された最新の通信遅延時間ｄを取得し、作業機械２００の動作速度Ｖを式（７）、（８）、（９）に従って算出する（ステップＳ１０９）。
なお、速度算出部１１１は、ステップＳ１０９において算出した最新の動作速度Ｖと、記憶部１０５に保存した過去の動作速度Ｖとを用い、当該最新の動作速度値Ｖを平滑化処理してもよい。
【００６２】
次に、通信部１０４は、ステップＳ１０９において算出された動作速度に関する情報を作業機械２００に通信ネットワークＮを介して送信する（ステップＳ１１０）。
【００６３】
上記の遠隔操作装置１００における一連の処理ステップは、所定時間毎に継続的に実行される。すなわち、操作者による所定作業が完了しなければ、再びステップＳ１０１に戻る。一方で、操作者が所定作業を完了し、停止処理（リモートコントローラの電源オフ、等）を行うことにより遠隔操作装置１００の上記処理ステップが終了する。
【００６４】
次に、本実施の形態１に係る遠隔操作方法における作業機械２００の動作について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、通信部２０１は、遠隔操作装置１００から通信ネットワークＮを介して送信される作業機械２００の動作速度に関する情報を取得する（ステップＳ２０１）。
【００６５】
次に、変換部２０２は、ステップＳ２０１において取得された作業機械２００の動作速度に関する情報を駆動信号に変換する（ステップＳ２０２）。駆動信号は作業機械２００を制御する駆動装置に応じて異なり、例えば、作業機械２００に設けられたシリンダーや油圧制御弁を制御するモータの電流値等である。また、変換部２０２は、当該駆動信号を作業機械２００の機体内の電子回路を通じて駆動部２０３に入力する。
【００６６】
駆動部２０３は、変換部２０２から入力される駆動信号（電流値等）に従って動作することにより、作業機械２００の各駆動機構を動作速度Ｖで動作させる。（ステップＳ２０３）。駆動部２０３によって制御される作業機械２００の駆動機構の例として、バックホウにおけるバケット、アーム、ブーム、旋回等が挙げられる。このように、作業機械２００の駆動機構は複数存在し、各駆動機構に対して異なる駆動信号が伝達され、それぞれ独立に制御されてもよい。
【００６７】
上記の作業機械２００における一連の処理ステップは、所定時間毎に継続的に実行される。すなわち、操作者による所定作業が完了しなければ、再びステップＳ２０１に戻る。一方で、操作者が所定作業を完了し、停止処理（エンジンの電源オフ、等）を行うことにより作業機械２００の処理ステップが終了する。
【００６８】
以上に説明した実施の形態１に係る遠隔操作装置１００によれば、作業機械２００の動作速度が、操作算出部１０８によって算出された操作の大きさと、操作変化量算出部１０９によって算出された操作変化量と、通信遅延時間測定部１１０によって測定された通信遅延時間とに基づいて算出される。そのため、遠隔操作装置１００は、通信遅延の発生する通信ネットワークＮを介しても、作業機械２００の動作速度を適切に調整することができる。これにより、通信ネットワークＮを介しても、作業機械２００を高精度に効率よく遠隔操作することができる遠隔操作装置１００、遠隔操作方法、遠隔操作プログラム、及び、遠隔操作システム１０を提供することができる。
【００６９】
また、速度算出部１１１は、通信遅延時間ｄが長くなるにつれて動作速度Ｖが抑制され、操作変化量（レバーの操舵角速度ω）が所定の閾値ωｒより大きくなると動作速度Ｖの抑制が緩和されるように、動作速度Ｖを算出する。そのため、オーバーシュートの発生を防止することができるとともに、作業機械２００の作業効率の向上を実現できる。
【００７０】
また、速度算出部１１１における動作速度の算出において、操作入力部１０１のレバーの操舵角速度ωに応じて速度抑制量を調整する速度制御関数γの値の最大値を所定の値（βｄ＋１）とする。これにより、作業機械２００の動作速度Ｖが、作業機械２００に備えられた運転席の操作レバーで作業機械２００を手動操縦する場合の作業機械２００の動作速度の値（関数Ｆ（θ））を超えないように調整することができる。これにより、作業機械２００の本来の動作速度Ｖよりも高速化することはないため、安全性を担保することもできる。
【００７１】
また、速度算出部１１１は、算出した最新の動作速度Ｖと、記憶部１０５に保存した過去の動作速度Ｖとを用い、当該最新の動作速度値Ｖを平滑化処理する。これにより、通信遅延時間ｄの変動量によって経過時間毎の動作速度Ｖの変動が激しくなることを防ぐことができ、遠隔操作の操作性を改善できる。
【００７２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、作業機械２００には運転席が設けられていてもよい。また、当該運転席には、遠隔操作装置１００の操作入力部１０１と同様に各種操作レバーが設けられていてもよい。具体的には、本発明に係る作業機械２００は、通常の運転席を有する作業機械に、作業機械の周囲を撮像するカメラ等の映像取得部、遠隔操作装置１００と通信するための通信モジュール等が後付けで搭載されてものであってもよい。このような場合、遠隔操作装置１００の操作入力部１０１のレバーの操舵される軸方向、操舵角度、及び、操舵角速度と同じ軸方向、操舵角度、及び、操舵角速度で、作業機械２００の運転席の操作レバーも傾斜してもよい。また、遠隔操作装置１００の操作入力部１０１への操作の大きさ（操舵される軸方向、操舵角度）及び操作変化量（操舵角速度）と、作業機械２００の運転席の操作レバーへの操作の大きさ及び操作変化量とは、同じであってもよい。また、作業機械２００の駆動部（バックホウのバケット等）が動作する際の動作速度と、作業機械２００の運転席の操作レバーへの操作の大きさとが比例関係等の所定の関係を有する場合には、遠隔操作装置１００の操作入力部１０１への操作の大きさ（操舵される軸方向、操舵角度）及び操作変化量（操舵角速度）と、作業機械２００の運転席の操作レバーへの操作の大きさ及び操作変化量とは、異なっていてもよい。
【００７３】
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、図７乃至図９のフローチャートに記載の処理手順を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。  また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００７４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作装置であって、
操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、
前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、
を備える遠隔操作装置。
（付記２）
前記速度算出部は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、付記１に記載の遠隔操作装置。
（付記３）
前記速度算出部が算出した前記動作速度を格納する記憶部を備え、
前記速度算出部は、
算出した最新の前記動作速度を、前記記憶部に格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、付記１又は２に記載の遠隔操作装置。
（付記４）
遠隔操作装置が通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作方法であって、
前記遠隔操作装置は、
前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作入力部への操作の大きさを算出し、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を算出し、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定し、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する、
遠隔操作方法。
（付記５）
前記遠隔操作装置は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、付記４に記載の遠隔操作方法。
（付記６）
前記遠隔操作装置は、
算出した前記動作速度を格納し、
算出した最新の前記動作速度を、格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、付記４又は５に記載の遠隔操作方法。
（付記７）
前記遠隔操作装置は、前記通信ネットワークを介して、前記動作速度に関する情報を前記作業機械に送信し、
前記作業機械は、受信した前記動作速度に関する情報を前記作業機械の駆動部を駆動するための駆動信号に変換し、
前記駆動部は、前記駆動信号に基づいた速度で前記作業機械の駆動機構を駆動する、付記４乃至６の何れか１つに記載の遠隔操作方法。
（付記８）
遠隔操作装置に通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作させる遠隔操作プログラムであって、
前記遠隔操作装置に、
前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作入力部への操作の大きさを求める処理と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める処理と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する処理と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する処理と、
を実行させる、遠隔操作プログラム。
（付記９）
前記遠隔操作装置に、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する処理を実行させる、付記８に記載の遠隔操作プログラム。
（付記１０）
前記遠隔操作装置に、
算出した前記動作速度を格納する処理と、
算出した最新の前記動作速度を、格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する処理と、
を実行させる、付記８又は９に記載の遠隔操作プログラム。
（付記１１）
前記遠隔操作装置に、前記通信ネットワークを介して、前記動作速度に関する情報を前記作業機械に送信する処理を実行させ、
前記作業機械に、
受信した前記動作速度に関する情報を前記作業機械の駆動部を駆動するための駆動信号に変換する処理を実行させ、
前記駆動部に、前記駆動信号に基づいた速度で前記作業機械の駆動機構を駆動する処理を実行させる、付記８乃至１０の何れか１つに記載の遠隔操作プログラム。
（付記１２）
作業機械と、前記作業機械と通信ネットワークを介して接続される遠隔操作装置と、を備える遠隔操作システムであって、
前記遠隔操作装置は、
操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、
前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、
を備える遠隔操作システム。
（付記１３）
前記速度算出部は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、付記１２に記載の遠隔操作システム。
（付記１４）
前記速度算出部が算出した前記動作速度を格納する記憶部を備え、
前記速度算出部は、
算出した最新の前記動作速度を、前記記憶部に格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、付記１２又は１３に記載の遠隔操作システム。
（付記１５）
前記遠隔操作装置は、前記通信ネットワークを介して、前記動作速度に関する情報を前記作業機械に送信し、
前記作業機械は、受信した前記動作速度に関する情報を前記作業機械の駆動部を駆動するための駆動信号に変換し、
前記駆動部は、前記駆動信号に基づいた速度で前記作業機械の駆動機構を駆動する、付記１２乃至１４の何れか１つに記載の遠隔操作システム。
【００７５】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００７６】
この出願は、２０１８年５月２２日に出願された日本出願特願２０１８−０９８０９５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
作業機械を高精度に効率よく遠隔操作することができる遠隔操作装置、遠隔操作方法、非一時的なコンピュータ可読媒体、及び、遠隔操作システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  遠隔操作システム
１００  遠隔操作装置
１０１  操作入力部
１０２  センサ部
１０３  制御部
１０３Ａ  ＣＰＵ
１０３Ｂ  主記憶装置
１０３Ｃ  補助記憶装置
１０３Ｄ  外部インターフェース
１０４  通信部
１０５  記憶部
１０６  表示部
１０８  操作算出部
１０９  操作変化量算出部
１１０  通信遅延時間測定部
１１１  速度算出部
２００  作業機械
２０１  通信部
２０２  変換部
２０３  駆動部
Ｎ  通信ネットワーク
【図１】
2019225118.tif 000003
【図２】
2019225118.tif 000004
【図３】
2019225118.tif 000005
【図４】
2019225118.tif 000006
【図５】
2019225118.tif 000007
【図６】
2019225118.tif 000008
【図７】
2019225118.tif 000009
【図８】
2019225118.tif 000010
【図９】
2019225118.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和2年11月12日(2020.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作装置であって、
操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、
前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、
を備える遠隔操作装置。
【請求項２】
前記速度算出部は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、請求項１に記載の遠隔操作装置。
【請求項３】
前記速度算出部が算出した前記動作速度を格納する記憶部を備え、
前記速度算出部は、
算出した最新の前記動作速度を、前記記憶部に格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、請求項１又は２に記載の遠隔操作装置。
【請求項４】
遠隔操作装置が通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作する遠隔操作方法であって、
前記遠隔操作装置は、
前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作入力部への操作の大きさを算出し、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を算出し、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定し、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する、
遠隔操作方法。
【請求項５】
前記遠隔操作装置は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、請求項４に記載の遠隔操作方法。
【請求項６】
前記遠隔操作装置は、
算出した前記動作速度を格納し、
算出した最新の前記動作速度を、格納済みの前記動作速度を用いて平滑化処理する、請求項４又は５に記載の遠隔操作方法。
【請求項７】
遠隔操作装置に通信ネットワークを介して作業機械を遠隔操作させる遠隔操作プログラムであって、
前記遠隔操作装置に、
前記遠隔操作装置の操作入力部から入力される前記作業機械を操作する操作信号であって、操作者による前記操作入力部の操作に応じた操作信号から前記操作入力部への操作の大きさを求める処理と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める処理と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する処理と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する処理と、
を実行させる、遠隔操作プログラム。
【請求項８】
前記遠隔操作装置に、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する処理を実行させる、請求項７に記載の遠隔操作プログラム。
【請求項９】
作業機械と、前記作業機械と通信ネットワークを介して接続される遠隔操作装置と、を備える遠隔操作システムであって、
前記遠隔操作装置は、
操作者による操作に応じた操作信号であって、前記作業機械を遠隔操作する操作信号を前記遠隔操作装置に入力する操作入力部と、
前記操作信号から、前記操作入力部への操作の大きさを求める操作算出部と、
前記操作信号から、前記操作の大きさの変化の程度を表す操作変化量を求める操作変化量算出部と、
前記遠隔操作装置が前記作業機械に所定の信号を送信した時間から、前記遠隔操作装置が前記作業機械から前記所定の信号を受信したことを表す返信用信号を受信した時間までの経過時間を通信遅延時間として測定する通信遅延時間測定部と、
前記操作の大きさと、前記操作変化量と、前記通信遅延時間とに基づいて、前記作業機械を駆動する際の動作速度を算出する速度算出部と、
を備える遠隔操作システム。
【請求項１０】
前記速度算出部は、
前記通信遅延時間が長くなるにつれて前記動作速度が抑制され、前記操作変化量が所定の値より大きくなると前記動作速度の抑制が緩和されるように、前記動作速度を算出する、請求項９に記載の遠隔操作システム。
【国際調査報告】
2019225118.tif 000012
2019225118.tif 000013
2019225118.tif 000014
2019225118.tif 000015