JP6008612B2 - 無線操作式車両の遠隔操作システム - Google Patents

Description

本開示は、基地局から離れた位置にある無線操作式車両を基地局から遠隔操作する無線操作式車両の遠隔操作システムに関する。

従来、例えば有毒ガスが充満している場所や放射線量が高い場所など、人体に有害な環境下で作業車両による作業を行う場合には、無線信号によって遠隔操作される無線操作式車両を用い、該無線操作式車両から離れた位置にある基地局から無線操作式車両を遠隔操作する遠隔操作システムが用いられている。

従来の無線操作式車両の遠隔操作システムに関する一例として、特許文献１には、地上局から発信される電波により建設機械車両を遠隔操作し、建設機械車両から時々刻々変化する車両情報を電波にて返送し、その車両情報を地上局にて受信する車両情報伝達方法が開示されている。

また、従来の無線操作式車両の遠隔操作システムに関する他の例として、特許文献２には、制御所と、制御所から離れた作業場所で作業する無人作業装置との間で無線通信により情報の双方伝送を可能にする無人作業装置の遠隔通信システムにおいて、複数の中継用無線機を備えた情報通信システムが開示されている。

特開平７−２２９１６８号公報 特許第４５８７８９１号公報

ところで、上述した従来の無線操作式車両の遠隔操作システムでは、無線操作式車両を遠隔操作するオペレータは、肉眼や、車両に搭載されたカメラによって車両周囲の情報を検出している。特許文献１では、オペレータは肉眼によって車両周囲の情報を検出している。また特許文献２では、オペレータは車両に搭載された撮像カメラによって車両周囲の情報を検出している。

しかしながら、肉眼だとオペレータが目視できない位置にある無線操作式車両については遠隔操作を行うことはできないとの問題がある。また、カメラによって車両周囲の情報を検出する場合は、車両と障害物との距離感や相対位置を正確に把握するのが難しく、遠隔操作に熟練を要するとの問題がある。

本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来技術の課題に鑑みなされたものであって、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能な無線操作式車両の遠隔操作システムを提供することを目的としている。

本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述した目的を達成するために、
基地局から離れた位置にある無線操作式車両を基地局から遠隔操作する無線操作式車両の遠隔操作システムにおいて、
無線操作式車両と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の操作に関する操作信号に基づいて前記無線操作式車両の作動を制御する車両制御装置と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の車両各部の情報および前記無線操作式車両の車両周囲の情報を検出するセンサ装置と、
前記無線操作式車両に搭載され、前記操作信号を前記車両制御装置へと送信するとともに、前記センサ装置から送信された前記車両各部の情報に関する車両情報信号および前記車両周囲の情報に関する周囲情報信号を無線で発信する車載無線装置と、
前記無線操作式車両から離れて位置し、前記操作信号を前記車載無線装置に無線で発信するとともに、前記車載無線装置から無線で発信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して有線で送信する地上無線装置と、
前記基地局に配置され、オペレータによって入力された前記操作信号を前記地上無線装置に有線で送信するとともに、前記地上無線装置から有線で送信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して、前記車両各部の情報および前記車両周囲の情報を表示装置に表示する操作装置と、を備え、
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両周囲の情報として、前記無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを少なくとも備えるとともに、
前記障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、前記無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を有する衝突予測装置を備えたことを特徴とする。

このように構成される無線操作式車両の遠隔操作システムは、無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを備えるとともに、障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を有する衝突予測装置を備えている。これにより、衝突予測部による予測結果を適切に利用することで、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能となる。

また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、そのことをオペレータに報知するように構成されている。

このように構成されていれば、無線操作式車両と障害物とが衝突するとの衝突予測部による予測結果がオペレータに報知され、オペレータが操作を誤って無線操作式車両を障害物に衝突させてしまう危険を低減することができる。

また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記衝突予測装置は、
衝突を回避すべき障害物に関する情報が予め記憶された障害物情報データベースと、
前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、該衝突が予測される障害物が前記障害物情報データベースに記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かを判定し、該当する場合にはオペレータによって入力された操作信号に関わらず、前記無線操作式車両の走行を停止させる操作信号を生成する衝突回避部と、を有している。

上記実施形態の衝突予測装置がこのように構成されていれば、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両の走行を停止させる操作信号が生成されるため、衝突を回避すべき障害物との衝突を確実に回避することができる。また、衝突回避部によって衝突を回避すべき障害物か否かを判定するようにしたため、衝突しても問題がないような場合は無線操作式車両が停止しないように構成することもでき、無線操作式車両の走行が頻繁に停止して作業効率が低下することがないようになっている。

また、上記実施形態の無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、車両の速度を検出する速度センサと、車両の舵角を検出する操舵角センサと、を少なくとも備えている。

このように、センサ装置が速度センサと操舵角センサとを備えていれば、車両の速度および車両の舵角をオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。

また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記無線操作式車両は、積載物を支持して昇降および傾動する昇降装置を備えたフォークリフトであり、
前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、前記昇降装置のフォークの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサを少なくとも備えている。

このように、センサ装置がストロークセンサを備えていれば、昇降装置の高さ位置及び傾きをオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。

また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記昇降装置のフォークの上方に、前記障害物センサが少なくとも一つ配置されており、該障害物センサによって、車両前方にある積載物との離間距離が検出されるように構成されている。

このように構成されていれば、オペレータが積載物との離間距離をリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。

また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記昇降装置のフォークの上方に、前記障害物センサが少なくとも一つ配置されており、該障害物センサによって、前記積載物が前記フォークに安定して支持される位置にあることが検出されるように構成されている。

このように構成されていれば、積載物がフォークに安定して支持される位置にあるかをオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性が向上する。

また、本発明の一実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムでは、
前記地上無線装置は、互いに間隔を置いて複数設置されている。

このように構成されていれば、無線操作式車両が広範囲に渡って移動する場合や、周辺に無線通信の障害となる建造物等がある場合でも、安定した無線による情報伝達が可能となる。

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを備えるとともに、操作装置が、障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を少なくとも有する衝突予測装置を備えているため、衝突予測部による予測結果を適切に利用することで、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能な無線操作式車両の遠隔操作システムを提供することができる。

本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムの概要を示した概要図である。 本発明の実施形態における操作装置の概略構成を示したシステム図である。 本発明の実施形態における地上無線装置が複数配置された無線中継基地の概略構成を示したシステム図である。 本発明の実施形態における無線操作式車両に搭載されている各種装置の概略構成を示したシステム図である。 本発明の実施形態における無線操作式車両の外観構成を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態における衝突予測装置の概略構成を示したブロック図である。 本発明の実施形態における衝突予測装置の作用を示したフロー図である。 本発明の実施形態における障害物センサの作用を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限り、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システムの概要を示した概要図である。図１に示したように、本実施形態の無線操作式車両の遠隔操作システム１は、基地局２から離れた位置にある無線操作式車両３０を基地局２からオペレータが操作装置１０によって遠隔操作するシステムである。操作装置１０はケーブル２０Ａを介して無線中継基地２０の地上無線装置２１、２２、２３、２４、２５と接続されている。また、各地上無線装置２１、２２、２３と、無線操作式車両３０に搭載されている車載無線装置４０とは、双方向に無線通信可能に構成されている。

そして、オペレータが操作装置１０に入力した無線操作式車両３０の操作に関する操作信号は、ケーブル２０ａを介して例えば地上無線装置２３に送信される。送信された操作信号は、地上無線装置２３から無線操作式車両３０の車載無線装置４０に無線で発信される。車載無線装置４０は、受信した操作信号を車両制御装置５０へと送信する。車両制御装置５０は、受信した操作信号に基づいて、無線操作式車両３０における各種作動を制御する。

また、オペレータが可搬式操作発信装置８０に操作信号を入力することで、地上無線装置２１、２２、２３を介さずに、直接無線操作式車両３０の各種作動を制御することもできるようになっている。

本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム１は、例えば、有毒ガスが充満しているエリアや放射線量が高いエリアなど、人体に有害な環境下で作業車両による作業を行う場合に用いられる。この場合は、図１に示したように、無線操作式車両３０および無線中継基地２０の少なくとも一部は人体に有害なエリアに位置するが、基地局２は人体に有害なエリアからは離れて設置される。

図２は、本発明の実施形態における操作装置の概略構成を示したシステム図である。図２に示したように、操作装置１０は、ＬＡＮケーブル２０ａと接続するハブ１２と、ハブ１２と接続する基地側コントロールユニット１４と、基地側コントロールユニット１４と接続する操作ペダル１５ａ、操作ハンドル１５ｂ、コントロールボックス１６、表示モニタ１７ａ、１７ｂ、及びスピーカ１８などを備えている。

基地側コントロールユニット１４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムと入力された信号に従って、各種の制御を実行するように構成されている。

操作ペダル１５ａは、一方がアクセルペダル、他方がブレーキペダルである２つのペダルを備えている、そしてオペレータが操作ペダル１５ａを操作することで、その操作に応じた操作信号が基地側コントロールユニット１４で生成される。また同様に、オペレータが操作ハンドル１５ｂを操作することで、その回転方向および回転角度に応じた操作信号が基地側コントロールユニット１４において生成される。

またコントロールボックス１６には、各種のレバー、スイッチ、ボタン等が配置されている。具体的には、後述する地上無線装置２１、２２、２３、２４、２５や車載側コントロールユニット５４を再起動させるリセットボタン、無線操作式車両３０の起動および停止用のスイッチ、後述する昇降装置の昇降操作や傾動操作用のレバー、等が配置されている。

詳しくは、地上無線装置２１、２２、２３、２４、２５を再起動させるリセットボタンを押すと、基地側コントロールユニット１４において、地上無線装置２１、２２、２３、２４、２５を再起動させる信号（第２再起動信号）が生成される。また、車載側コントロールユニット５４を再起動させるリセットボタンを押すと、基地側コントロールユニット１４において、車載側コントロールユニット５４を再起動させる信号（第１再起動信号）が生成される。

このように、オペレータが各種のレバー、スイッチ、ボタン等を操作することで、その操作に応じた各種の信号が基地側コントロールユニット１４において生成される。

表示モニタ１７ａ、１７ｂは、無線操作式車両３０に搭載される後述するカメラ７２で撮影した車両周囲の画像や、後述する各種センサ類７４で検出した情報等が表示される。本実施形態では、２つある表示モニタ１７ａ、１７ｂの内、前者がカメラ７２で撮影した画像を表示する表示モニタ、後者が各種センサ類７４で検出した車両情報を表示する表示モニタとなっている。

スピーカ１８は、無線操作式車両３０に搭載される後述するマイク７６で採取された音声を拡音する。

図３は、本発明の実施形態における地上無線装置が複数配置された無線中継基地の概略構成を示したシステム図である。図３に示したように、本実施形態の無線中継基地２０には、複数の地上無線装置２１、２２、２３、２４、２５が間隔を置いて配置されている。各地上無線装置２１、２２、２３、２４、２５は、それぞれ無線信号としての電波を送受信可能な地上アンテナ２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａおよび地上アンテナにおける無線の送受信を制御する無線ＬＡＮ親機２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂを備えている。

上述した複数の無線ＬＡＮ親機２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂの内、無線ＬＡＮ親機２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂの夫々は、ＰｏＥケーブル２０ｂを介して、給電ハブ２６ａと接続されている。給電ハブ２６ａは、ＰｏＥケーブル２０ｂを介して、電源コントロールユニット２７と接続されている。電源コントロールユニット２７は、電源２９と電気ケーブル２０ｃを介して接続されるとともに、上述した操作装置１０のハブ１２とＬＡＮケーブル２０ａを介して接続されている。

ここで、ＬＡＮケーブル２０ａとは電気信号のみを送信するケーブル、電気ケーブル２０ｃとは電気のみを送電するケーブルであり、ＰｏＥケーブル２０ｂとは、電気信号および電気を同時に送信／送電することができるケーブルとなっている。

電源２９から電源コントロールユニット２７に供給された電気は、ＰｏＥケーブル２０ｂを介して給電ハブ２６ａへと供給される。給電ハブ２６ａは、供給された電気を無線ＬＡＮ親機２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｄに給電する。

また、電源コントロールユニット２７は、操作装置１０から送信された操作信号および第１再起動信号等の信号を、給電ハブ２６ａを介して、地上無線装置２２、２３、２４、２５の各無線ＬＡＮ親機２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂへと送信する。無線ＬＡＮ親機２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂは、受信した操作信号および第１再起動信号等の信号を後述する無線操作式車両３０の車載無線装置４０へと発信する。

また、電源コントロールユニット２７は、無線ＬＡＮ親機２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂから送信された、後述する車両各部の情報に関する車両情報信号および車両周囲の情報に関する周囲情報信号を、給電ハブ２６ａを介して受信する。そして受信した車両情報信号および周囲情報信号を操作装置１０へと送信する。

また、操作装置１０に地上無線装置の再起動に関する第２再起動信号が入力されると、この第２再起動信号を電源コントロールユニット２７が受信して、給電ハブ２６ａから地上無線装置への給電を一旦停止する指令を給電ハブ２６ａに送信する。この給電の停止は、地上無線装置２２、２３、２４、２５のいずれか一つに対して行われる場合もあれば、複数の装置に対して同時に行われる場合もある。給電が一旦停止された地上無線装置は、給電の再開とともに再起動される。これにより、無線ＬＡＮ親機で発生していた軽微な異常、例えばフリーズなどの異常が回復することがある。

また本実施形態では、上述した地上無線装置２２、２３、２４、２５とは異なり、給電ハブ２６ａから離れた位置にある地上無線装置２１は、ＬＡＮケーブル２０ａ、受電ハブ２６ｂ、およびＰｏＥケーブル２０ｂを介して給電ハブ２６ａと接続される一方、電気ケーブル２０ｃ、電源供給ユニット２８、およびＰｏＥケーブル２０ｂを介して電源コントロールユニット２７と接続されている。

そして、各種信号は、地上無線装置２１の無線ＬＡＮ親機２１ｂと電源コントロールユニット２７との間を、給電ハブ２６ａおよび受電ハブ２６ｂを介して双方向に送受信される。一方電気は、電源コントロールユニット２７から地上無線装置２１の無線ＬＡＮ親機２１ｂへ、電源供給ユニット２８を介して給電される。また、電源コントロールユニット２７が第２再起動信号を受信すると、電源コントロール２７から地上無線装置２１の無線ＬＡＮ親機２１ｂへの給電が一旦停止され、無線ＬＡＮ親機２１ｂが再起動されるようになっている。

図４は、本発明の実施形態における無線操作式車両に搭載されている各種装置の概略構成を示したシステム図である。また図５は、本発明の実施形態における無線操作式車両の外観構成を示した概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本実施形態において無線操作式車両３０は、図５に示したように、例えば積載物を支持して昇降および傾動する昇降装置３２を備えたフォークリフトとして構成される。

図４に示したように、無線操作式車両３０には、車両制御装置５０と、車載無線装置４０とが搭載されるとともに、カメラ７２、各種センサ類７４、マイク７６等を備えたセンサ装置７０、および車両の走行や昇降装置の昇降および傾動などの無線操作式車両の作動に関する各種装置を作動させるアクチュエータ７８等が搭載されている。

車載無線装置４０は、車載アンテナ４０ａおよび車載アンテナにおける無線の送受信を制御する無線ＬＡＮ子機４０ｂを備えている。車載アンテナ４０ａは、無線信号としての電波を送受信可能に構成されている。

また、車両制御装置５０は、車載側ハブ５２および車載側コントロールユニット５４を備えている。車載側ハブ５２は、上述した無線ＬＡＮ子機４０ｂと接続されており、これにより各種信号が、車載無線装置４０と車両制御装置５０との間を双方向に送受信可能に構成されている。車載側コントロールユニット５４は、 上述した基地側コントロールユニット１４と同様に、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。

また、車載側コントロールユニット５４は、無線操作式車両３０における各部の作動を機械的に制御するアクチュエータ７８と接続されている。このアクチュエータ７８の一例としては、昇降装置３２のフォーク３２ａ、３２ｂを昇降する昇降シリンダ（不図示）や、マスト３２ｃを傾けることでこれと連結されているフォーク３２ａ、３２ｂを傾動させるチルトシリンダ（不図示）などが挙げられる。これにより、車載無線装置４０から送信された操作信号に基づいてアクチュエータ７８の作動を制御し、車両の走行や昇降装置の昇降、傾動などの作動が制御されるようになっている。

また、車載側コントロールユニット５４にはマイク７６が接続されている。本実施形態におけるマイク７６としては、例えば、キャビン室３４内に配置された室内マイク７６ａ、およびマスト３２ｃの前方でフォーク３２ａ、３２ｂの上方に配置された室外マイク７６ｂが挙げられる。これにより、車両周囲の音声をマイク７６で拾い、これを車両周囲の情報に関する信号（以下、「周囲情報信号」と言う）として、操作装置１０へと送信したり、反対に操作装置１０におけるオペレータの音声を無線操作式車両３０に届けたりすることができる。

また、車載側コントロールユニット５４には各種センサ類７４が接続されている。本実施形態における各種センサ類７４としては、例えば車両の速度を検出する速度センサ（不図示）、車両の舵角を検出する操舵角センサ（不図示）、および昇降装置３２のフォーク３２ａ、３２ｂの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサ（不図示）などが挙げられる。また、図５に示したように、無線操作式車両３０の周囲の障害物の情報を検出する障害物センサ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅが、車両の前後左右および昇降装置３２のフォークの上方に各１個ずつ配置されている。これにより、各種センサ類７４で検出され、車載側コントロールユニット５４に送信された車両各部の情報に関する信号（以下、「車両情報信号」と言う）を操作装置１０へと送信することができる。

上述した障害物センサの内、昇降装置３２のフォーク３２ａ、３２ｂの上方に配置されている障害物センサ７４ｅは、図８に示したように、そのセンサ範囲７４ｓ１がフォーク３２ａ、３２ｂの前方床面をカバーするように配置される。これに対して、車両の前方に配置されている障害物センサ７４ａは、図８の（ａ）に示したように、そのセンサ範囲７４ｓ２が車両遠方をカバーするように配置される。これにより、車両の前方床面にある積載物９８が障害物センサ７４ｅによって確実に検出されるようになっている。

また、障害物センサ７４ｅは、積載物９８と無線操作式車両３０との離間距離を検出できるように構成されている。この障害物センサ７４ｅは、例えば超音波を発信可能に構成された超音波センサであって、発信した超音波が積載物９８で反射して戻って来る時間を測定することで、積載物９８との離間距離を検出する。検出された離間距離は、上述した周囲情報信号として操作装置１０へ送信される。これにより、オペレータが積載物９８との離間距離を表示モニタ１７ｂで確認しながら無線操作式車両３０を操作することができるようになっている。

また、障害物センサ７４ｅは、フォーク３２ａ、３２ｂの上にある積載物９８が、フォーク３２ａ、３２ｂに安定して支持される位置にあるかを検出できるように構成されている。この検出方法の一例としては、図８の（ｃ）に示したように、フォーク上に位置する所定形状の積載物９８が障害物センサ７４ｅのセンサ範囲７４ｓ１から外れた時に、積載物９８がフォーク３２ａ、３２ｂの根本部分に位置してフォーク３２ａ、３２ｂに安定して支持される位置にあると検出するように構成することができる。該検出結果も、上述した離間距離と同様に、周囲情報信号として操作装置１０へ送信される。これにより、積載物９８がフォーク３２ａ、３２ｂに安定して支持される位置にあるかをオペレータが表示モニタ１７ｂで確認しながら無線操作式車両３０の昇降装置３２を操作することができるようになっている。

また、車載側コントロールユニット５４にはカメラ７２が接続されている。本実施形態におけるカメラ７２としては、例えば、キャビン３４の前面に配置され車両前方を撮影する前方カメラ７２ａ、キャビン３４の後面に配置され車両後方を撮影する後方カメラ７２ｂ、車両の下面に配置され床面を撮影する床面カメラ７２ｃ、およびマスト３２ｃの前方でフォーク３２ａ、３２ｂの上方に配置されフォーク３２ａ、３２ｂに積載された積載物を撮影する荷役カメラ７２ｄなどが挙げられる。これにより、カメラ７２で撮影した車両周囲の映像を周囲情報信号として操作装置１０へと送信することができる。また、操作装置１０におけるオペレータの操作により、カメラ７２の撮影方向や倍率等を変更することも可能である。なお、カメラ７２は車載側ハブ５２とも直接接続されており、これにより、車載側コントロールユニット５４に異常が発生した場合であっても、カメラ７２で撮影した映像が操作装置１０に送信されるようになっている。

これら無線ＬＡＮ子機４０ｂ、車載側ハブ５２、車載側コントロールユニット５４、センサ装置７０等を作動させるのに必要な電力は、バッテリ６０から各々供給される。図４では、バッテリ６０から車載側コントロールユニット５４に電力を供給する回路だけを表示しているが、例えば無線ＬＡＮ子機４０ｂや車載側ハブ５２に対しても、不図示の回路によって、車載側コントロールユニット５４を介さずに、バッテリ６０から直接電力が供給されているものとする。

バッテリ６０には、同じく無線操作式車両３０に搭載されているオルターネータ６２によって発電された電力が充電されている。なお、本実施形態の無線操作式車両３０は、例えばエンジン駆動式のフォークリフトであり、オルターネータ６２はエンジンのクランクシャフトの回転によって駆動される。

また図４に示したように、バッテリ６０と車載側コントロールユニット５４との間には、スイッチ５６が配置されており、このスイッチ５６をＯＮ／ＯＦＦすることで、車載側コントロールユニット５４への給電を制御することができる。またこのスイッチ５６は、無線ＬＡＮ子機４０ｂと接続されており、無線ＬＡＮ子機４０ｂからの信号に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦするように構成されている。

これにより、車載無線装置４０が上述した地上無線装置から発信された第１再起動信号を受信すると、スイッチ５６が一旦ＯＦＦとなり、車両制御装置５０の車載側コントロールユニット５４への給電が一旦停止されて、車両制御装置５０の車載側コントロールユニット５４が再起動されるようになっている。

図６は、本発明の実施形態における衝突予測装置の概略構成を示したブロック図である。本実施形態の衝突予測装置９０は、図６に示したように、衝突予測部９２と、障害物情報データベース９４と、衝突回避部９６とを備えている。

衝突予測部９２は、上述した障害物センサ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両３０が障害物に衝突するか否かを予測することができるように構成されている。障害物との衝突予測方法としては、様々な予測方法を採用可能であるが、一例としては、所定速度以上で走行する車両の進行方向の所定範囲内に障害物が検出された場合に、無線操作式車両３０が障害物に衝突するものと判定するように構成することができる。

障害物情報データベース９４には、無線操作式車両３０が衝突を回避すべき障害物に関する情報が、予めオペレータ等によって入力されて記憶されている。衝突を回避すべき障害物としては、作業現場毎にその目的に応じて適宜設定することが可能であるが、一例としては、放射性物質などの人体に有害な物質が収容されている容器、ガソリンタンクなどの危険物、照明機器や通信機器などの各種機器類等、が挙げられる。

衝突回避部９６は、上述した衝突予測部９２が、無線操作式車両３０と障害物との衝突を予測した際に、この衝突が予測される障害物が障害物情報データベース９４に記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かを判定し、該当する場合には、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両３０を停止させる操作信号を生成するように構成されている。

このように構成される衝突予測装置９０は、上述した操作装置１０における基地側コントロールユニット１４、または上述した車両制御装置５０の車載側コントロールユニット５４のいずれか一方またはその両方に備えられている。

衝突予測装置９０が操作装置１０の基地側コントロールユニット１４に備えられていれば、操作装置１０によって複数台の無線操作式車両３０を操作する場合に、衝突予測装置９０を共用することができる。また、衝突予測装置９０が車両制御装置５０の車載側コントロールユニット５４に備えられていれば、仮に操作装置１０と無線操作式車両３０との間の通信に異常が生じた場合であっても、上記衝突回避部９６によって無線操作式車両３０の走行を停止させることができるので、本実施形態の遠隔操作システムの安全性をより高めることができる。

また本実施形態では、衝突予測部９２が無線操作式車両３０と障害物との衝突を予測した際に、そのことをオペレータに報知するように構成されている。一例としては、衝突予測部９２が障害物との衝突を予測した際に、上述したスピーカ１８から警告音が発せられるように構成されている。また他の例としては、衝突予測部９２が障害物との衝突を予測した際に、上述した表示モニタ１７ａ、１７ｂに警告が表示されるように構成されている。

次に、上述した衝突予測装置９０の作用について、図７を基に説明する。図７は、本発明の実施形態における衝突予測装置の作用を示したフロー図である。

図７に示したように、先ず、障害物センサ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅによって無線操作式車両３０の周囲の障害物情報が検出される（Ｓ１）。検出された障害物情報は、周囲情報信号として、衝突予測装置９０が備えられている基地側コントロールユニット１４および／または車載側コントロールユニット５４に送信される。

そして、衝突予測装置９０の衝突予測部９２において、障害物情報に基づいて、無線操作式車両３０が障害物に衝突するか否かが予測される（Ｓ２）。そして、障害物との衝突が予測される場合には、上述した方法等により、そのことがオペレータに報知される（Ｓ３）。

また、上述した衝突回避部９６において、衝突が予測される障害物が障害物情報データベース９４に記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かが判定される（Ｓ４）。そして、衝突を回避すべき障害物に該当する場合には、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両３０を停止させる操作信号が生成され、これにより無線操作式車両３０の走行が停止されるようになっている。

以上、このように構成される本発明の実施形態における遠隔操作システム１は、上述したように、無線操作式車両３０の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅを備えるとともに、障害物センサ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅで検出された障害物情報に基づいて、無線操作式車両３０が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部９２を少なくとも有する衝突予測装置９０を備えている。これにより、衝突予測部９２による予測結果を適切に利用することで、オペレータが簡単かつ安全に車両を遠隔操作することが可能となる。

また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム１は、上述したように、衝突予測部９２が無線操作式車両３０と障害物との衝突を予測した際に、そのことをオペレータに報知するように構成されており、オペレータが操作を誤って無線操作式車両３０を障害物に衝突させてしまう危険を低減することができるようになっている。

また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム１は、上述したように、衝突回避部９６を備えている。この衝突回避部９６により、オペレータによって入力された操作信号に関わらず、無線操作式車両３０の走行を停止させる操作信号が生成されるため、衝突を回避すべき障害物との衝突が確実に回避されるようになっている。また、衝突回避部９６によって衝突を回避すべき障害物か否かを判定するようしたため、衝突しても問題がないような障害物等の場合には無線操作式車両３０が停止しないように構成することもでき、無線操作式車両３０の走行が頻繁に停止して作業効率が低下するようなことがないようになっている。

また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム１は、上述したように、センサ装置７０が速度センサおよび操舵角センサを備えている。このため、車両の速度および車両の舵角をオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性に優れている。

また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム１は、上述したように、センサ装置７０が昇降装置３２のフォーク３２ａ、３２ｂの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサを備えていれば、昇降装置３２の高さ位置及び傾きをオペレータがリアルタイムで把握することができるため、オペレータの操作性に優れている。

また、本発明の実施形態における無線操作式車両の遠隔操作システム１は、上述したように、複数の地上無線装置２１、２２、２３、２４、２５が、互いに間隔を置いて設置されているため、無線操作式車両３０が広範囲に渡って移動する場合や、周辺に無線通信の障害となる建造物等がある場合でも、安定した無線による情報伝達が可能となっている。

以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

本発明の無線操作式車両の遠隔操作システムは、例えば有毒ガスが充満しているエリアや放射線量が高いエリアなど、人体に有害な環境下で作業車両による作業を行う場合において、好適に用いることができる。

１ 遠隔操作システム
２ 基地局
１０ 操作装置
１２ ハブ
１４ 基地側コントロールユニット
１５ａ 操作ペダル
１５ｂ 操作ハンドル
１６ コントロールボックス
１７ａ、ｂ 表示モニタ（表示装置）
１８ スピーカ
２０ 無線中継基地
２０ａ ＬＡＮケーブル
２０ｂ ＰｏＥケーブル
２０ｃ 電気ケーブル
２１〜２５ 地上無線装置
２１ａ〜２５ａ 地上アンテナ
２１ｂ〜２５ｂ 無線ＬＡＮ親機
２６ａ 給電ハブ
２６ｂ 受電ハブ
２７ 電源コントロールユニット
２８ 電源供給ユニット
２９ 電源
３０ 無線操作式車両
４０ 車載無線装置
４０ａ 車載アンテナ
４０ｂ 無線ＬＡＮ子機
５０ 車両制御装置
５２ 車載側ハブ
５４ 車載側コントロールユニット
５６ スイッチ
６０ バッテリ
６２ オルターネータ
７０ センサ装置
７２ カメラ
７４ 各種センサ類
７６ マイク
７８ アクチュエータ
８０ 可搬式操作発信装置
９０ 衝突予測装置
９２ 衝突予測部
９４ 障害物情報データベース
９６ 衝突回避部
９８ 積載物

Claims (9)

1. 基地局から離れた位置にある無線操作式車両を基地局から遠隔操作する無線操作式車両の遠隔操作システムにおいて、
   無線操作式車両と、
   前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の操作に関する操作信号に基づいて前記無線操作式車両の作動を制御する車両制御装置と、
   前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の車両各部の情報および前記無線操作式車両の車両周囲の情報を検出するセンサ装置と、
   前記無線操作式車両に搭載され、前記操作信号を前記車両制御装置へと送信するとともに、前記センサ装置から送信された前記車両各部の情報に関する車両情報信号および前記車両周囲の情報に関する周囲情報信号を無線で発信する車載無線装置と、
   前記無線操作式車両から離れて位置し、前記操作信号を前記車載無線装置に無線で発信するとともに、前記車載無線装置から無線で発信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して有線で送信する地上無線装置と、
   前記基地局に配置され、オペレータによって入力された前記操作信号を前記地上無線装置に有線で送信するとともに、前記地上無線装置から有線で送信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して、前記車両各部の情報および前記車両周囲の情報を表示装置に表示する操作装置と、を備え、
   前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両周囲の情報として、前記無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを少なくとも備えるとともに、
   前記障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、前記無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を有する衝突予測装置を備え、
   前記衝突予測装置は、
   衝突を回避すべき障害物に関する情報が予め記憶された障害物情報データベースと、
   前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、該衝突が予測される障害物が前記障害物情報データベースに記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かを判定し、該当する場合にはオペレータによって入力された操作信号に関わらず、前記無線操作式車両の走行を停止させる操作信号を生成する衝突回避部と、を有することを特徴とする無線操作式車両の遠隔操作システム。
2. 基地局から離れた位置にある無線操作式車両を基地局から遠隔操作する無線操作式車両の遠隔操作システムにおいて、
   無線操作式車両と、
   前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の操作に関する操作信号に基づいて前記無線操作式車両の作動を制御する車両制御装置と、
   前記無線操作式車両に搭載され、前記無線操作式車両の車両各部の情報および前記無線操作式車両の車両周囲の情報を検出するセンサ装置と、
   前記無線操作式車両に搭載され、前記操作信号を前記車両制御装置へと送信するとともに、前記センサ装置から送信された前記車両各部の情報に関する車両情報信号および前記車両周囲の情報に関する周囲情報信号を無線で発信する車載無線装置と、
   前記無線操作式車両から離れて位置し、前記操作信号を前記車載無線装置に無線で発信するとともに、前記車載無線装置から無線で発信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して有線で送信する地上無線装置と、
   前記基地局に配置され、オペレータによって入力された前記操作信号を前記地上無線装置に有線で送信するとともに、前記地上無線装置から有線で送信された前記車両情報信号および前記周囲情報信号を受信して、前記車両各部の情報および前記車両周囲の情報を表示装置に表示する操作装置と、を備え、
   前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両周囲の情報として、前記無線操作式車両の車両周囲の障害物の情報を検出する障害物センサを少なくとも備えるとともに、
   前記障害物センサで検出された障害物情報に基づいて、前記無線操作式車両が障害物に衝突するか否かを予測する衝突予測部を有する衝突予測装置を備え、
   前記無線操作式車両は、積載物を支持して昇降および傾動する昇降装置を備えたフォークリフトであり、
   前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、前記昇降装置のフォークの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサを少なくとも備えることを特徴とする無線操作式車両の遠隔操作システム。
3. 前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、そのことをオペレータに報知するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。
4. 前記衝突予測装置は、
   衝突を回避すべき障害物に関する情報が予め記憶された障害物情報データベースと、
   前記衝突予測部が前記無線操作式車両と障害物との衝突を予測した際に、該衝突が予測される障害物が前記障害物情報データベースに記憶された衝突を回避すべき障害物に該当するか否かを判定し、該当する場合にはオペレータによって入力された操作信号に関わらず、前記無線操作式車両の走行を停止させる操作信号を生成する衝突回避部と、を有することを特徴とする請求項２に記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。
5. 前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、車両の速度を検出する速度センサと、車両の舵角を検出する操舵角センサと、を少なくとも備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。
6. 前記無線操作式車両は、積載物を支持して昇降および傾動する昇降装置を備えたフォークリフトであり、
   前記センサ装置は、前記無線操作式車両の車両各部の情報として、前記昇降装置のフォークの高さ位置及び傾きを検出するストロークセンサを少なくとも備えることを特徴とする請求項１に記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。
7. 前記昇降装置のフォークの上方には、前記障害物センサが少なくとも一つ配置されており、該障害物センサによって、車両前方にある積載物との離間距離が検出されるように構成されていることを特徴とする請求項２又は６に記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。
8. 前記昇降装置のフォークの上方には、前記障害物センサが少なくとも一つ配置されており、該障害物センサによって、前記積載物が前記フォークに安定して支持される位置にあることが検出されるように構成されていることを特徴とする請求項２、６または７に記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。
9. 前記地上無線装置は、互いに間隔を置いて複数設置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の無線操作式車両の遠隔操作システム。
   

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