JP2007052483A - 移動体操作システム - Google Patents

Abstract

【課題】操作を容易にし、しかも、移動体に対して常に正しい移動指示を行う。
【解決手段】遠隔操作端末１２はポテンシオメータ１５に錘１６を直結した操舵量検知手段によって遠隔操作端末の銃身方向を中心にした左右の回動量を検知する。そして、赤外線ＬＥＤ１４から移動体へコマンド及び方向角度変更量データを送信するとともに超音波発信器１３からコマンドに同期して超音波信号Ｓを送信する。移動体は遠隔操作端末からのコマンドをホトディテクタで受信するとともに超音波を超音波受信器で受信する。そしてコマンドを受信してから超音波を受信するまでの時間をカウントすることで遠隔操作端末との距離を測定する。また、方向角度変更量データをホトディテクタで受信し、その変更量データに基づいて自己を転回しつつ、測定された距離と設定された所定の距離との差を無くすように前進、後退の制御を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば自走式電気掃除機や電動台車等に応用される移動体操作システムに関する。

従来、例えば自走式電気掃除機において、移動体である掃除機本体の上面に複数個の受信部を設け、使用者が赤外線を送信する送信器を所持し、掃除機本体の後方から受信部に向けて赤外線を照射することで掃除機本体の動きをリモートコントロールする、すなわち、各受信部への赤外線照射を組み合わせることで前進、後退、右折、左折の各制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６３−２３４９２５号公報

しかしながら、この特許文献記載のものは、複数の受信部への赤外線照射を組み合わせることで前進、後退、右折、左折等の指示を行うので操作が面倒であり、また、組み合わせを誤ると掃除機本体に対して誤った指示を行うという問題もあった。

そこで本発明は、操作が容易であり、しかも、移動体に対して常に正しい移動指示ができる移動体操作システムを提供する。

本発明は、前進、後進、旋回が可能な走行手段を有する移動体と、この移動体を遠隔操作する遠隔操作端末とからなり、遠隔操作端末は、左右方向に関する物理量を検知する操舵量検知手段と、距離を測定するための情報や方向角度変更のための情報等を発信する情報発信手段と、この情報発信手段を発信制御する発信制御手段を設け、移動体は、走行手段を走行制御する走行制御手段と、遠隔操作端末からの情報を受信する受信手段と、この受信手段が距離を測定するための情報を受信すると、その情報に基づいて遠隔操作端末との距離を測定する距離測定手段と、受信手段が方向角度変更のための情報を受信すると、その情報に基づいて走行制御手段を制御して方向角度を変更させる方向角度変更手段を設け、走行制御手段は、距離測定手段が測定した距離が予め設定した距離になるように走行手段を走行制御する移動体操作システムにある。

することにある。

本発明によれば、操作が容易であり、しかも、移動体に対して常に正しい移動指示ができる移動体操作システムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は移動体１の要部構成を示す図で、この移動体１の中央部の左右には車輪２，３を設けている。前記移動体１は図中矢印で示す方向が前進方向であり、この前進方向に向かって左側にある車輪２には減速機４及びこの減速機４を介して前記車輪２を回転駆動する左車輪モータ５を設け、右側にある車輪３には減速機６及びこの減速機６を介して前記車輪３を回転駆動する右車輪モータ７を設けている。

前記車輪２，３、減速機４，６及び車輪モータ５，７は走行手段を構成し、前記各車輪モータ５，７を正逆転制御することで、移動体１を前進、後退、旋回駆動するようになっている。すなわち、左右の車輪モータ５，７を同じ回転速度で正転させることで前進ができ、同じ回転速度で逆転させることで後進ができ、一方の車輪モータの回転速度を落とすことで、左右への旋回ができ、さらに互いに逆方向に回転させることでその場での円旋回ができるようになっている。なお、走行手段としては車輪以外に、例えばキャタピラ等を使用したものであってもよい。

前記移動体１の前部底面には従動輪８が回転自在に、かつ、方向転換自在に設けている。前記移動体１の後部上方には受信手段９を後方に向けて配置している。この場合、受信手段９を後部上方の上面に配置しても後部上方の後面に配置してもよい。この受信手段９は、超音波受信手段である超音波受信器１０を中央に配置し、その近傍に電磁波受信手段として、赤外線受光手段である赤外線ホトディテクタ１１を配置している。なお、赤外線ホトディテクタとしては、ホトダイオードやホトトランジスタ等がある。

図２は遠隔操作端末１２の要部構成を示す図で、この遠隔操作端末１２は銃形で、その先端に情報発信手段を構成する超音波発信手段である超音波発信器１３を配置するとともに情報発信手段を構成する電磁波送信手段である赤外線発光手段として、例えば赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）１４を配置している。

また、前記遠隔操作端末１２は、内部に、傾き検知手段としてのポテンシオメータ１５と、このポテンシオメータ１５の抵抗値を可変するための銃身方向に突出した回転軸１５ａに直結して取り付けた錘１６からなる操舵量検知手段を収納している。この操舵量検知手段は、遠隔操作端末１２を、銃身方向を中心にして左右に回動したときに、前記錘１６が振り子として回転軸１５ａを軸にして回転することで回転軸１５ａが回転してポテンシオメータ１５の抵抗値が変化し、これにより遠隔操作端末１２の左右方向に関する物理量である左右の回動量を操舵量として検知するようになっている。

また、前記遠隔操作端末１２は、後端部に把持部１７を形成し、その把持部１７内に電源となる電池１８を収納している。なお、遠隔操作端末１２の形状は棒形であってもよい。

また、前記遠隔操作端末１２は、中央部上面に、情報発信手段である前記赤外線ＬＥＤ１４に情報として初期設定コマンドを発信させる初期設定開始指示手段としての初期設定ボタン１９、前記赤外線ＬＥＤ１４に情報としてコードやコマンドを発信させるコマンドボタン２０等を設けている。前記赤外線ＬＥＤ１４からの赤外光は蛍光灯などの高周波ノイズで誤動作が生じないように高周波変調されている。

図３は前記移動体１の制御部の構成を示すブロック図で、制御部本体としてＣＰＵ（中央処理装置）２１を設けている。前記ＣＰＵ２１は、カウンタ２２、メモリ２３、前記左車輪モータ５を駆動するモータドライバ２４、前記右車輪モータ７を駆動するモータドライバ２５をそれぞれ制御するようにしている。

前記赤外線ホトディテクタ１１の受光出力をアンプ２６で増幅し、バンドパスフィルタ２７を介して検波回路２８に供給している。前記検波回路２８は高周波変調されている信号を包絡線検波する。そして、この検波した信号を２値化回路２９で２値化した後、前記ＣＰＵ２１に供給している。

前記超音波受信器１０からの受信信号をアンプ３０で増幅した後、コンパレータ３１に供給している。前記コンパレータ３１は受信信号が信号かノイズかを基準電圧との比較によって判断し、信号として正しければ前記ＣＰＵ２１に供給している。前記ＣＰＵ２１はプログラムデータに基づいて各部を制御するもので、前記車輪モータ５，７を駆動制御する前記モータドライバ２４，２５を制御する走行制御手段、前記カウンタ２２のカウント値に基づいて前記遠隔操作端末１２との距離を測定する距離測定手段及び後述する方向角度変更手段を構成している。

図４は前記遠隔操作端末１２の制御部の構成を示すブロック図で、制御部本体としてＣＰＵ（中央処理装置）３２を設けている。前記ＣＰＵ３２は、前記初期設定ボタン１９、コマンドボタン２０の操作信号を取り込むとともに、前記ポテンシオメータ１５に電圧を印加することで得られる出力電圧をＡ／Ｄ変換器３３で変換したデジタル値を取り込むようにしている。そして、このデジタル値から時間辺りの方向角度の変更量を計算するようにしている。

また、前記ＣＰＵ３２は、前記赤外線ＬＥＤ１４を発光制御し、また、ドライバ３４を制御して前記超音波発信器１３を発信制御する発信制御手段を構成している。すなわち、前記ＣＰＵ３２は、赤外線ＬＥＤ１４を点滅制御することでメーカコードやリモコンコードなどのコードを送信するとともにコマンド、方向角度変更量データを送信し、コマンドと同期して超音波発信器１３を発信制御するようにしている。なお、コマンドとしては、例えば電気掃除機であれば吸引モータのオン、オフを制御するコマンド等がある。

前記遠隔操作端末１２は、図５の(a)に示すように、先ず、ＣＰＵ３２で赤外線ＬＥＤ１４を制御してコードＣ1を送信し、続いてコマンドＣ2を送信する。そして、コマンドＣ2に同期して超音波発信器１３から超音波信号Ｓを、さらに、方向角度変更量のデータＣ3を送信する。なお、コードＣ1、コマンドＣ2、データＣ3、超音波信号Ｓを送信するタイミングは必ずしもこれに限定するものではない。

前記移動体１は、図５の(b)に示すように、赤外線ホトディテクタ１１がコードＣ1を受信すると、ＣＰＵ２１は距離及び方向角度変更の準備を行う。続いて、赤外線ホトディテクタ１１がコマンドＣ2を受信すると、ＣＰＵ２１はカウンタ２２を制御してクロック信号のカウントを開始させる。そして、ｔ時間経過後に超音波受信器１０が超音波信号Ｓを受信すると、カウンタ２２のカウント動作を停止させる。前記ＣＰＵ２１はカウンタ２２のカウント値から遠隔操作端末１２との距離を測定する（距離測定手段）。これは、光速と音速の違いを利用して距離測定を行うものである。

また、赤外線ホトディテクタ１１がコマンドＣ2に続いて方向角度変更量データＣ3を受信すると、ＣＰＵ２１は予め設定された単位時間辺りの方向角度の変更値、すなわち、角速度に従って移動体１を転回する（方向角度変更手段）。そして、測定された距離と予め設定された所定の距離との差を無くすように移動体１の前進、後退の制御を行う。遠隔操作端末１２は移動体１に対してコードＣ1、コマンドＣ2、データＣ3及び超音波信号Ｓの送信を一定のインターバルを設けて繰り返すことで、移動体１は常時、遠隔操作端末１２との距離及び方向角度の変更量を認識することができる。

このとき、受信手段９は後部上方に設けられており、超音波受信器１０及び赤外線ホトディテクタ１１は後方の所定の角度、例えば、±６０°〜７５°程度で受信感度を持つようになっており、方向角度の変更量情報が常に送られたときでも受信側で感度が無くなることで、方向の転回に制限が掛けられるようになっている。

このような構成においては、遠隔操作端末１２を所持している操作者は、移動体１の後方に立ち、遠隔操作端末１２の先端を移動体１の受信手段９に向けて初期設定ボタン２１を操作する。

初期設定ボタン２１の操作によって遠隔操作端末１２の赤外線ＬＥＤ１４からコードＣ1が送信され、続いて初期設定のためのコマンドＣ2が送信される。また、コマンドＣ2に同期して超音波発信器１３から超音波信号Ｓが送信される。このとき、コマンドＣ2に続いて送信されるデータＣ3については、空データとしても、また、変更量ゼロとしても良い。

移動体１はコマンドＣ2を受信すると初期設定動作を行う。ＣＰＵ２１はカウンタ２２を制御してクロック信号をカウントさせる。そして、超音波信号Ｓを受信するとカウンタ２２のカウントを停止させ、その時のカウント値から距離を求め、この距離を遠隔操作端末１２との所定の距離としてメモリ２３に保存する。このとき、方向角度については特に変更しない。

以後、ＣＰＵ２１は、メモリ２３に保存されている所定の距離を保ち、同時に、データＣ3で送られた単位時間辺りの方向角度変更量から、転回の角度を計算し、静止中であればその場回転を行い、進行中であれば旋回動作を行うように左右の車輪モータ５、７を回転制御する。

従って、初期設定を終了した後において、操作者が遠隔操作端末１２を所持しその先端を移動体１の受信手段９に向けた状態で前方に歩けばそれに応じて移動体１は遠隔操作端末１２との距離を所定の距離に保った状態で前方へ移動する。また、後方へバックすれば移動体１は遠隔操作端末１２との距離を所定の距離に保った状態で後方へ移動する。また、立ち止まった状態で遠隔操作端末１２を小さく前後に振ればそれに応じて移動体１は小さく前後に移動する。

このように、移動体１と遠隔操作端末１２とがあたかも操作棒のようなもので繋がれているかのように、移動体１は前後に移動するようになる。しかし実際には操作棒のようなものは無く、全て無線で制御しているので、操作者にとって大きな負荷が掛からないので負担は極めて小さい。

また、歩きながら遠隔操作端末１２を持っている手の手首を捻ると、捻った量または速さに従って移動体１は前進しつつ旋回する。すなわち、操作者は遠隔操作端末１２を持っている手の手首を左右に捻ると、錘１６が銃身方向を軸に回転するのでポテンシオメータ１５の回転軸１５ａが回転し、抵抗値が変化する。従って、ポテンシオメータ１５の出力電圧の変化によって操作者が遠隔装置端末１２をどれだけ傾けたかを容易に検知することができる。

遠隔操作端末１２のＣＰＵ３２は、ポテンシオメータ１５の出力電圧の変化によって傾き量を検出し、この傾き量から移動体１の単位時間辺りの回転量を計算し、データＣ3として送信する。このとき、回転量０、すなわち、直進時を中心に左右の傾き量の偏差を求め、回転量を決定する。データＣ3を受信した移動体１は、前進しつつ旋回する。

このとき、図６の(a)に示すように、中立点Ｏ付近では変化量を０あるいは少ない値とし、傾きが大きくなるほど単位時間辺りの回転量を増加させる。具体的には、３次関数的な増減を持たせるようにする。このようにすることで、中立点Ｏ付近での直進性と、微小な角度調整、急激な方向転換が、傾き量の大小で自在にコントロールすることができる。

なお、中立点Ｏ付近では、図６の(b)に示すように、完全な不感帯を設けるようにしても良い。また、初期設定を行うときはその時の遠隔操作端末１２の傾きの値を中立点として登録するようにＣＰＵ３２で設定を行う。すなわち、錘（振り子）１６の、遠隔操作端末１２の銃身方向の軸に対する中立の状態を指示する値を初期設定することで変更可能にしている。このような初期設定によって遠隔操作端末１２を持つ操作者の癖を補正、学習することができる。これにより、常に自然な持ち方で操作でき、手首の自由度も増してより身体負荷の少ない使いやすい遠隔操作端末が得られる。

このような遠隔操作端末１２を手で把持して移動体１の受信手段９に先端を向け、この状態で歩いたり、手を前後に振ったり、手首を左右に回すなどの操作によって移動体１を前後左右に自在に移動制御できるので操作はきわめて簡単である。しかも、移動体１の受信手段９に設けた赤外線ホトディテクタ１１や超音波受信器１０は指向性を持っていてもそれほど強くは無く、遠隔操作端末１２からの赤外線や超音波をビーム状に絞る必要は無く、従って、遠隔操作端末１２からの赤外線や超音波を移動体１の受信手段９に大雑把に照射しても移動体１を充分に移動させることができ、この点においても操作性を向上できる。

なお、この実施の形態では遠隔操作端末１２の情報発信手段に電磁波送信手段として赤外線ＬＥＤ、すなわち、赤外線発光手段を配置し、移動体１の受信手段に電磁波受信手段として赤外線ホトディテクタ、すなわち、赤外線受光手段を配置したものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、可視光を用いた発光手段や受光手段を用いても良く、また、遠隔操作端末１２の情報発信手段に電磁波送信手段として電波送信器を配置し、移動体１の受信手段に電磁波受信手段として電波受信器を配置したものであってもよい。

また、方向角度の変更量を与えるための回転する錘１６に直結した検出手段はポテンシオメータ１５に限らず、インクリメンタルやアブソリュートのエンコーダ等の値をカウントすることによって変更量を得ることも可能である。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は遠隔操作端末の変形例について述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、移動体１の構成は前述した第１の実施の形態と同様、図１及び図３の構成になっている。

図７は、遠隔操作端末１２１の要部構成を示し、この遠隔操作端末１２１は、指で操作が可能なレバー３５を設けるとともにこのレバー３５の動作によって電気的値、例えば抵抗値が変化する第２のポテンシォメータ３６を設け、このレバー３５と第２のポテンシォメータ３６とで電気的値を変化する操作手段を構成している。なお、レバー３５の動作を検出するものとしてはポテンシォメータのほか、アブソリュートやインクリメンタルのエンコーダ等がある。

前記遠隔操作端末１２１の制御部は、図８に示すように、抵抗値を電圧値に変換して出力する前記第２のポテンシォメータ３６からの出力電圧をＡ／Ｄ変換部３７によってデジタル値に変換してＣＰＵ３２に供給している。前記ＣＰＵ３２は、取り込んだデジタル値をレバー３５の位置情報として取得し、初期設定ボタン１９の操作によって初期設定が終了した後において、赤外線ＬＥＤ１４を駆動してコマンドを送信するときに前記位置情報を付加して送信するようにしている。なお、遠隔操作端末１２１の制御部の他の構成は前述した第１の実施の形態と同様、図２及び図４の構成になっている。

移動体１のＣＰＵ２１は、遠隔操作端末１２１から赤外線によるコマンドを受信すると、そのコマンドに付加されているレバー３５の位置情報を読み取る。そして、読み取った位置情報によって初期設定されているメモリ２３の所定の距離値を変更する。例えば、メモリ２３に初期設定された所定の距離を移動体１と遠隔操作端末１２１との最も接近した距離とし、遠隔操作端末１２１からの位置情報によって所定の距離をこの距離以上の範囲で可変するようにする。

このような構成においては、遠隔操作端末１２１を手で把持して移動体１の受信手段９に先端を向け、この状態で歩いたり、手を前後に振ったり、手首を左右に回すなどの操作によって移動体１を前後左右に自在に移動制御できるほか、操作者は立ち止まった状態でレバー３５を操作することで移動体１を前後に移動させることができる。

すなわち、レバー３５を操作することで移動体１に設定されている所定の距離値が変化し、これにより、移動体１は最初の位置を最も接近した位置として、それよりも前方の範囲において前後に移動するようになる。

これにより、操作者は歩行せずに指の操作のみで移動体１を前後に自在に移動制御できるようになり、さらに操作性の向上及び操作者の負担の軽減を図ることができる。
なお、その他についてはこの実施の形態においても前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるのは勿論である。

なお、この実施の形態では、ホテンシォメータ３６の抵抗値を変化させるのに指で操作するレバー３５を使用したがこれに限定するものではなく、ホイール状のものを使用してもよい。また、位置情報を抵抗値変化ではなく、指でなぞることでその位置を検出するタッチパッドを使用することや、半固定レバーの回転軸にトルクセンサを取り付けたものを使用するなど、物理量を距離に換算するものを使用して位置情報の変化を移動体に伝え、移動体に初期設定した所定の距離値を変化させてもよい。また、抵抗値や距離を絶対的に検出しなくても、インクリメンタルエンコーダ等を使用して相対位置情報を送信するようにしてもよい。

（第３の実施の形態）
この実施の形態は遠隔操作端末の変形例について述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、移動体１の構成は前述した第１の実施の形態と同様、図１及び図３の構成になっている。
図９は、遠隔操作端末１２２の要部構成を示し、この遠隔操作端末１２２は、前述した実施の形態のポテンシオメータ１５と錘１６に代えて、角速度検知手段を使用したものである。すなわち、角速度検知手段としてジャイロセンサ３８を設けている。前記ジャイロセンサ３８は、操作者が遠隔装置端末１２２を傾けるときの角速度を検知する。なお、遠隔操作端末１２２の他の構成は前述した第１の実施の形態と同様、図２及び図４の構成になっている。

遠隔操作端末１２２のＣＰＵ３２は、ジャイロセンサ３８が検知した角速度から、移動体１の単位時間辺りの回転量を計算し、データＣ3として送信する。そして、角速度が０のときには直進状態にし、遠隔操作端末１２２を傾ける角速度の大きさに従って直進時を中心に左右の傾き量の偏差を求め、回転量を決定する。すなわち、急速に捻れば捻るほど回転速度が大きくなるように設定する。

このとき、図１０に示すように、角速度が一定の閾値ａ，ｂ未満のときには、回転量を０にするように設定する。これにより、移動体１が任意の方向に向いたところで、遠隔操作端末１２２の傾きをゆっくり戻すようにすれば移動体１の方向角度を保持することができる。そして、遠隔操作端末１２２を傾きが無いか傾きが小さい元の状態に戻すことができる。この状態で遠隔操作端末１２２を再度一定の閾値ａ，ｂ以上の角速度で回転することで移動体１の方向角度を保持した位置から傾き量検知を継続し、移動体１の方向角度を継続して変化させることができる。

図１１は遠隔操作端末１２２の操作と移動体１の方向制御との関係の一例を示す図で、図１１の(a)に示すように端末１２２の角度を変化させると、ジャイロセンサ３８が検知する角速度は図１１の(b)に示すようになる。そして、図中斜線で示す領域のように、一定閾値以上の角速度の値が与えられた直後の反転方向の角速度入力はＣＰＵ３２で無視するようにする。そしてその後、端末１２２を再度一定閾値以上の角速度で回動させると、角速度入力がＣＰＵ３２で有効になる。

これにより、移動体１の方向を制御する値は図１１の(c)に示すように変化する。すなわち、移動体１が任意の方向を向いたところで遠隔操作端末１２２を中立位置に戻す操作を行っても移動体１はそのときの方向角度を保持することになる。その後、遠隔操作端末１２２を中立位置から傾けると移動体１は任意の方向から継続して角度を変更するようになる。

なお、ジャイロセンサ３８に代えて、ポテンシオメータ１５と錘１６からなる傾き検知手段を使用しても、ポテンシオメータ１５からの出力電圧をＡ／Ｄ変換器３３でデジタル変換した値をＣＰＵ３２において時間微分することでこの傾き検知手段を角速度検知手段として使用することもできる。逆に、ジャイロセンサ３８の値を積分することで角速度検知手段を、傾き量を検知する傾き検知手段として使用することもできる。

（第４の実施の形態）
この実施の形態は遠隔操作端末の変形例について述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、移動体１の構成は前述した第１の実施の形態と同様、図１及び図３の構成になっている。

図１２は、遠隔操作端末１２３の要部構成を示し、この遠隔操作端末１２３は、把持部１７に手元スイッチ３９を設け、把持部１７を握ることでこの手元スイッチ３９はオン操作されるようになっている。なお、手元スイッチ３９としてここでは機械式のボタンスイッチを使用しているが他の構成のスイッチであってもよい。例えば、２枚の金属板を表面に並べて配置し、把持部１７を握ることでこの２枚の金属板の上に手のひらが触れて微弱電流が流れ、それを検知してオンとするものであってもよい。

前記遠隔操作端末１２３の制御部は、図１３に示すように、前記手元スイッチ３９のオン信号をＣＰＵ３２に供給している。また、タイマ４０を設け、前記ＣＰＵ３２によって制御されるようになっている。なお、遠隔操作端末１２３の制御部の他の構成は前述した第１の実施の形態と同様、図２及び図４の構成になっている。

前記遠隔操作端末１２３のＣＰＵ３２は、図１４に示すように、Ｓ１にて、手元スイッチ３９がオンか否かをチェックし、オンであれば、Ｓ２にて、タイマ４０をクリアし、Ｓ３にて、超音波発信器１３及び赤外線ＬＥＤ１４の駆動を許可する。これにより、遠隔操作端末１２３は超音波の発信及び赤外線の発光を開始する。

また、Ｓ１にて、手元スイッチ３９がオフになっていることを判断したときには、Ｓ４にて、超音波発信器１３及び赤外線ＬＥＤ１４の駆動を停止する。これにより、遠隔操作端末１２３は超音波の発信及び赤外線の発光を停止する。続いて、Ｓ５にて、タイマ４０に時間カウントを開始させる。

そして、Ｓ６にて、タイマ４０のカウント時間が設定時間に達したかをチェックし、達していなければルーチンをＳ１の手元スイッチ３９のオンチェックに戻す。また、設定時間に達したことを判断すると、Ｓ７にて、ＣＰＵ３２をスリープモードにして処理を終了する。

このような構成においては、遠隔操作端末１２３を操作するために把持部１７を手で握り、そのとき手元スイッチ３９を押圧することで手元スイッチ３９がオンし、超音波発信器１３及び赤外線ＬＥＤ１４の駆動が開始される。これにより、遠隔操作装置１２３による移動体１の移動操作が可能になる。

また、遠隔操作端末１２３を手から離すと、手元スイッチ３９がオフするので遠隔操作端末１２３は超音波の発信及び赤外線の発光を停止する。同時に、タイマ４０による時間カウントを開始する。そして、タイマ４０が設定時間をカウントすると、ＣＰＵ３２はスリープモードになる。

このように、遠隔操作端末１２３を操作しない状態では超音波の発信及び赤外線の発光が停止され、さらに、その時間が継続されるとＣＰＵ３２がスリープモードになるので、遠隔操作端末１２３における消費電力は極力抑えられる。従って、電源である電池１８の長寿命化を図ることができる。

（第５の実施の形態）
この実施の形態は遠隔操作端末の変形例について述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、移動体１の構成は前述した第１の実施の形態と同様、図１及び図３の構成になっている。

図１５は遠隔操作端末の制御部を示すブロック図で、この遠隔操作端末は、第４の実施の形態における手元スイッチ３９に代えて、運動検知手段としての加速度センサ４１を使用している。すなわち、操作者が遠隔操作端末を手に持つことで遠隔操作端末が動くので、その動きを加速度センサ４１で検出する。加速度センサ４１は遠隔操作端末に組み込まれるが、その場所はいずれであってもよい。なお、遠隔操作端末のその他の構成は前述した第１乃至第３の実施の形態のいずれの構成であっても良い。

前記加速度センサ２７の検出出力を信号検知回路４２で増幅し、信号入力の有無をデジタル変換してＣＰＵ３２に供給している。前記ＣＰＵ３２は、信号検知回路４２から検出信号を取り込むと、超音波発信器１３及び赤外線ＬＥＤ１４を駆動し、超音波の発信及び赤外線の発光を開始する。

また、前記ＣＰＵ３２は、前記加速度センサ２７からの検出信号が無くなったことを判断すると、超音波発信器１３及び赤外線ＬＥＤ１４の駆動を停止し、超音波の発信及び赤外線の発光を停止する。また、タイマ４０をカウント動作させる。そして、タイマ４０のカウント時間が設定時間に達するとＣＰＵ３２をスリープモードにする。

従って、この実施の形態においても前述した第４の実施の形態と同様に、遠隔操作端末を操作するために手に持ったときだけ超音波発信器１３及び赤外線ＬＥＤ１４が動作する。そして、遠隔操作端末を手から離すことで超音波の発信及び赤外線の発光が停止される。さらに、設定時間が経過するとＣＰＵ３２がスリープモードになる。従って、この実施の形態においても遠隔操作端末における消費電力を極力抑えることができ、電池１８の長寿命化を図ることができる。

なお、この実施の形態では遠隔操作端末の動きを検出する運動検知手段として、加速度センサを使用したがこれに限定するものではなく、前述した各実施の形態で使用した操舵量検知手段を運動検知手段として兼用するようにしても良い。操舵量検知手段を運動検知手段として兼用する場合は、操舵量検知手段からの信号を信号検知回路４２で増幅し、信号入力の有無をデジタル変換してＣＰＵ３２に供給する。これにより、ＣＰＵ３２は加速度センサからの検出信号の有無と同様の制御を行う。

本発明の、第１の実施の形態に係る移動体の要部構成を示す図。 同実施の形態に係る遠隔操作端末の要部構成を示す図。 同実施の形態に係る移動体の制御部の構成を示すブロック図。 同実施の形態に係る遠隔操作端末の制御部の構成を示すブロック図。 同実施の形態における遠隔操作端末が送信する赤外線ＬＥＤ信号及び超音波信号と、移動体が受信する赤外線ＬＥＤ信号及び超音波信号の関係を示すタイミング図。 同実施の形態における遠隔操作端末の傾き量と決定される回転量との関係を示す図で、(a)、(b)はそれぞれ例を示す図。 本発明の、第２の実施の形態に係る遠隔操作端末の要部構成を示す図。 同実施の形態における遠隔操作端末の制御部の構成を示すブロック図。 本発明の、第３の実施の形態に係る移動体の要部構成を示す図。 同実施の形態における遠隔操作端末の回転の角速度と決定される回転量との関係を示す図。 同実施の形態における遠隔操作端末の操作と移動体の方向制御との関係の一例を示す図。 本発明の、第４の実施の形態に係る遠隔操作端末の要部構成を示す図。 同実施の形態における遠隔操作端末の制御部の構成を示すブロック図。 同実施の形態における遠隔操作端末のＣＰＵによる要部制御を示す流れ図。 本発明の、第５の実施の形態に係る遠隔操作端末の制御部の構成を示すブロック図。

符号の説明

１…移動体、２，３…車輪、５，７…車輪モータ、９…受信手段、１０…超音波受信器、１１…赤外線ホトディテクタ、１２…遠隔操作端末、１３…超音波発信器、１４…赤外線ＬＥＤ、１５…ポテンシオメータ、１６…錘、２１，３２…ＣＰＵ、２２…カウンタ、３３…Ａ／Ｄ変換器。

Claims (11)

1. 前進、後進、旋回が可能な走行手段を有する移動体と、この移動体を遠隔操作する遠隔操作端末とからなり、
   前記遠隔操作端末は、
   左右方向に関する物理量を検知する操舵量検知手段と、
   距離を測定するための情報や方向角度変更のための情報等を発信する情報発信手段と、
   この情報発信手段を発信制御する発信制御手段を設け、
   前記移動体は、
   前記走行手段を走行制御する走行制御手段と、
   前記遠隔操作端末からの情報を受信する受信手段と、
   この受信手段が距離を測定するための情報を受信すると、その情報に基づいて前記遠隔操作端末との距離を測定する距離測定手段と、
   前記受信手段が方向角度変更のための情報を受信すると、その情報に基づいて前記走行制御手段を制御して方向角度を変更させる方向角度変更手段を設け、
   前記走行制御手段は、前記距離測定手段が測定した距離が予め設定した距離になるように前記走行手段を走行制御することを特徴とする移動体操作システム。
2. 遠隔操作端末は、さらに、情報発信手段に初期設定コマンドを発信させる初期設定開始指示手段を設け、
   移動体は、受信手段が前記遠隔操作端末から初期設定コマンド及び距離を測定するため情報を受信すると、距離測定手段が前記遠隔操作端末との距離を測定し、この測定した距離を記憶部に予め設定することを特徴とする請求項１記載の移動体操作システム。
3. 遠隔操作端末は、操作によって電気的値が変化する操作手段を設け、情報発信手段はこの操作手段の操作による電気的値の変化情報を発信情報に付加して発信し、
   移動体は、受信手段が前記遠隔操作端末から電気的値の変化情報を受信すると、その情報に基づいて予め設定した距離を可変することを特徴とする請求項１又は２記載の移動体操作システム。
4. 遠隔操作端末の情報発信手段は、電磁波発信手段と超音波発信手段を設け、前記電磁波発信手段からの電磁波を送信するとともに前記超音波発信手段からの超音波を送信し、
   移動体の受信手段は、電磁波受信手段と超音波受信手段を設け、前記遠隔操作端末からの電磁波を前記電磁波受信手段で受信するとともに前記遠隔操作端末からの超音波を前記超音波受信手段で受信し、
   前記移動体の距離測定手段は、受信した電磁波と超音波との到達時間差から距離を測定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１記載の移動体操作システム。
5. 遠隔操作端末の情報発信手段は、電磁波発信手段として赤外線発光手段を使用し、前記赤外線発光手段からの赤外線を送信し、
   移動体の受信手段は、電磁波受信手段として赤外線受光手段を設け、前記遠隔操作端末からの赤外線を前記赤外線受光手段で受信することを特徴とする請求項４記載の移動体操作システム。
6. 遠隔操作端末の操舵量検知手段は、略水平方向に対する傾きを検知する傾き検知手段を備え、前記遠隔操作端末の情報発信手段は、前記傾き検知手段によって検知された傾き量を方向角度変更のための情報として発信することを特徴とする請求項１記載の移動体操作システム。
7. 傾き検知手段は、振り子に連動した回転量検知手段からなることを特徴とする請求項６記載の移動体操作システム。
8. 傾き検知手段は、角速度検知手段からなることを特徴とする請求項６記載の移動体操作システム。
9. 遠隔操作端末は、操舵量検知手段の検知量から単位時間辺りの方向角度の変更量を決定する操舵量決定手段を有し、前記操舵量決定手段は、前記操舵量検知手段の検知量が少ないときには単位時間辺りの方向角度の変更量を小さくし、検知量が多いときには単位時間辺りの方向角度の変更量を大きくすることを特徴とする請求項１記載の移動体操作システム。
10. 回転量検知手段は、振り子の軸に対する中立の状態を指示する値を変更可能にしたことを特徴とする請求項７記載の移動体操作システム。
11. 角速度検知手段が一方向への一定閾値以上の角速度を検知して傾き量検知を行っている状態で反対方向の角速度を検知すると、その反対方向の角速度による傾き量をゼロとして処理し、再度一方向への一定閾値以上の角速度を検知すると傾き量検知を継続することを特徴とする請求項８記載の移動体操作システム。

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