JP6027996B2 - Remote control system for work machines - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ショベルやダンプトラックなどの作業機械を遠隔で操縦するための遠隔操縦システムに関するものである。 The present invention relates to a remote control system for remotely controlling a work machine such as a hydraulic excavator or a dump truck.
従来から、車両に人が搭乗することなく遠隔でその車両を操縦する技術があり、これを油圧ショベルやダンプトラックなどの建設・作業機械にも応用する提案がなされている。例えば作業機械に複数台のカメラと送受信機とを搭載し、各カメラで写された映像を遠隔にある制御室に無線送信し、制御室内のオペレータがこの映像を見ながらリモコン装置を操作し、その操作信号を作業機械に無線送信することで作業機械を遠隔操作しようとするものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a technology for remotely maneuvering a vehicle without a person getting on it, and proposals have been made to apply this to construction and work machines such as hydraulic excavators and dump trucks. For example, the work machine is equipped with multiple cameras and transceivers, wirelessly transmits images captured by each camera to a remote control room, and an operator in the control room operates the remote control device while viewing the images. The operation signal is transmitted wirelessly to the work machine to remotely operate the work machine.
このように無線によって作業機械を遠隔操作する場合、通信を行う機器に異常が発生して通信が途絶えると、作業機械が操縦不能に陥るおそれがある。そのため、例えば以下の特許文献１では、２つの無線通信手段を設け、第１の無線通信手段による通信に異常が発生した場合には、第２の無線通信手段に切り換えて遠隔操作を継続するような技術が提案されている。 When the work machine is remotely operated in this way, if the communication device is abnormal and communication is interrupted, the work machine may become unmanageable. Therefore, for example, in the following Patent Document 1, two wireless communication means are provided, and when an abnormality occurs in communication by the first wireless communication means, the remote operation is continued by switching to the second wireless communication means. Technologies have been proposed.
ところで、前記公知技術のように第１の無線通信手段に異常が発生した場合には、別の通信手段に切り換えて作業を継続するよりも、早急にその異常の原因を突き止め、その異常箇所の修復を優先しなければならない。また、この不具合は通信装置以外の映像伝送装置や制御装置などの故障による可能性もある。しかしながら、これらの通信装置や映像伝送装置などは、多種多様な機器やデバイスなどで構成されているため、異常が発生してもその異常を発生している箇所（機器）を迅速に特定するのは容易ではない。 By the way, when an abnormality occurs in the first wireless communication means as in the above-described known technique, the cause of the abnormality is quickly determined rather than switching to another communication means and the operation is continued. Restoration should be given priority. In addition, this problem may be caused by a failure of a video transmission device or a control device other than the communication device. However, since these communication devices and video transmission devices are composed of a wide variety of devices and devices, even if an abnormality occurs, the location (device) where the abnormality has occurred can be quickly identified. Is not easy.
そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、通信手段に異常が発生した場合、その異常発生箇所を迅速かつ容易に特定できる新規な作業機械の遠隔操縦システムを提供するものである。 Therefore, the present invention has been devised to solve these problems, and its purpose is to provide a novel work machine that can quickly and easily identify the location of an abnormality when an abnormality occurs in the communication means. A remote control system is provided.
前記課題を解決するために第１の発明は、作業機械と遠隔操縦装置とを中継局を介した第１の通信手段によって双方向通信可能とした作業機械の遠隔操縦システムであって、前記作業機械と前記遠隔操縦装置とを前記第１の通信手段による通信経路とは異なる第２の通信手段で双方向通信可能とし、前記遠隔操縦装置に、前記作業機械、前記遠隔操縦装置および前記中継局をそれぞれ構成する各機器の異常を診断する異常診断手段を備え、前記異常診断手段は、前記第１の通信手段の通信経路を用いて前記各機器に対して予め設定された順に動作確認信号を送信し、応答がない機器があったときは、前記第２の通信手段の通信経路を用いて前記応答がない機器以降の各機器に対して順に動作確認信号を送信し、前記動作確認信号の応答がない機器を異常発生機器として特定することを特徴とする作業機械の無線操縦システムである。 In order to solve the above-mentioned problems, a first invention is a remote control system for a work machine in which the work machine and a remote control device can be bidirectionally communicated by a first communication means via a relay station. The machine and the remote control device can be bidirectionally communicated by a second communication means different from the communication path by the first communication means, and the work machine, the remote control device and the relay station are connected to the remote control device. And an abnormality diagnosis means for diagnosing an abnormality of each device that constitutes each of the devices, wherein the abnormality diagnosis means outputs an operation confirmation signal in the order set in advance for each device using the communication path of the first communication means. When there is a device that does not respond, an operation confirmation signal is transmitted in order to each device after the device that does not respond using the communication path of the second communication means, and the operation confirmation signal No response A working machine radio control system characterized by identifying the vessel as a break occurrence equipment.
作業機械と遠隔操縦装置との間が１つまたは２つ以上の中継局を介して数珠つなぎになっている場合、動作確認信号に対する応答がない機器、すなわち異常発生機器以降の機器に対しては動作確認信号を送ることができないため、それらの機器が正常に動作しているか否かは分からない。そのため、本発明のように作業機械と遠隔操縦装置とを前記第１の通信手段による通信経路とは異なる第２の通信手段で双方向通信可能とし、この第２の通信手段の通信経路を用いて前記応答がない機器以降の各機器に対して予め設定された順に動作確認信号を送信し、その応答の有無を確認すれば、最初に特定された異常発生機器だけでなく、それ以降の機器に異常が発生した場合にはその異常発生機器を迅速かつ容易に特定することができる。 When the work machine and the remote control device are connected in a daisy chain via one or more relay stations, for devices that do not respond to the operation confirmation signal, that is, for devices after the device that caused the abnormality Since an operation confirmation signal cannot be sent, it is not known whether or not those devices are operating normally. Therefore, as in the present invention, the work machine and the remote control device can be bidirectionally communicated by the second communication means different from the communication path by the first communication means, and the communication path of the second communication means is used. If an operation confirmation signal is sent to each device after the device that does not respond, and the presence or absence of the response is confirmed, not only the first occurrence of the abnormality occurrence device but also the device after that If an abnormality occurs, the device in which the abnormality has occurred can be identified quickly and easily.
第２の発明は、第１の発明において、前記遠隔操縦装置と作業機械との間を、前記第１の通信手段と前記第２の通信手段により環状に通信可能に接続したことを特徴とする遠隔操縦システムである。このように遠隔操縦装置と作業機械との間を環状に通信可能に接続することにより一方向からの動作確認信号の送信のみならず、逆方向からその機器に向けて動作確認信号を送信できるため、異常発生機器をより正確に特定することができる。 According to a second invention, in the first invention, the remote control device and the work machine are connected so as to be able to communicate in a ring shape by the first communication means and the second communication means. It is a remote control system. By connecting the remote control device and the work machine in such a manner that they can communicate with each other in a circular manner, not only the operation confirmation signal can be transmitted from one direction but also the operation confirmation signal can be transmitted from the opposite direction to the device. Therefore, it is possible to more accurately identify an abnormal device.
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記遠隔操縦装置は、前記異常診断手段により特定された異常発生機器の位置を報知する異常機器報知手段を備えたことを特徴とする遠隔操縦システムである。このような構成によれば、異常な機器が発生したときは、その異常発生機器を画像や音声などによって迅速にオペレータなどに報知することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the remote control device includes an abnormal device notifying unit that notifies the position of the abnormality occurrence device specified by the abnormality diagnosing unit. It is a steering system. According to such a configuration, when an abnormal device occurs, it is possible to quickly notify the operator or the like of the abnormal device using an image or sound.
第４の発明は、第１乃至第３の発明において、前記作業機械は、油圧システムとエンジンシステムによって動作し、前記遠隔操縦装置は、前記異常診断手段により特定された異常発生機器が前記油圧システムとエンジンシステムの動作に影響を与えない機器であるときは、前記第１または第２の通信手段を用いて前記油圧システムとエンジンシステムを制御して前記作業機械を待機状態に制御することを特徴とする作業機械の遠隔操縦システムである。このような構成によれば、映像音声機器のように油圧システムとエンジンシステムの動作に影響を与えない機器に異常が発生した場合には、映像が見れない状態でオペレータが作業機械を操作するような事態を回避ができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the work machine is operated by a hydraulic system and an engine system, and the remote control device is configured such that the abnormality occurrence device specified by the abnormality diagnosis unit is the hydraulic system. When the device does not affect the operation of the engine system, the hydraulic system and the engine system are controlled using the first or second communication means to control the work machine in a standby state. This is a remote control system for work machines. According to such a configuration, when an abnormality occurs in a device that does not affect the operation of the hydraulic system and the engine system, such as a video / audio device, the operator operates the work machine without being able to see the video. Can avoid the situation.
第５の発明は、第４の発明において、前記作業機械は、前記待機状態が所定時間経過したときは、前記エンジンシステムを制御してエンジンを停止することを特徴とする作業機械の無線操縦システムである。このような構成によれば、待機状態を長期に亘る可能性がある場合にはエンジンを停止して不測の事態が発生するのを回避すると共に、無駄な燃料消費を抑えることができる。 According to a fifth aspect of the invention, in the fourth aspect of the invention, the work machine controls the engine system and stops the engine when the standby state has elapsed for a predetermined time. It is. According to such a configuration, when there is a possibility that the standby state may last for a long time, it is possible to prevent an unexpected situation from occurring by stopping the engine, and to suppress wasteful fuel consumption.
本発明は、前述したように作業機械と遠隔操縦装置とを前記第１の無線通信手段による通信経路とは異なる第２の無線通信手段で双方向通信可能とし、この第２の無線通信手段の通信経路を用いて前記応答がない機器以降の各機器に対して順に動作確認信号を送信するようにしたため、その動作確認信号の応答の有無を確認すれば、最初に特定された異常発生機器だけでなく、それ以降の機器に異常が発生した場合にはその異常発生機器も迅速かつ容易に特定することができる。 As described above, the present invention enables bidirectional communication between the work machine and the remote control device using the second wireless communication unit different from the communication path of the first wireless communication unit. Since the operation confirmation signal is sequentially transmitted to each device after the device that does not respond using the communication path, if the presence / absence of the response of the operation confirmation signal is confirmed, only the first malfunctioning device identified In addition, when an abnormality occurs in a subsequent device, the abnormality-occurring device can be identified quickly and easily.
次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る作業機械の遠隔操縦システム１００の実施の一形態を示す全体図である。図において、符号Ａは操縦室、Ｂは無線信号の中継点、Ｃは作業現場であり、操縦室Ａには遠隔操縦装置１が配置され、中継点Ｂには電波を中継する第１の無線中継局２と第２の無線中継局３とが配置され、作業現場Ｃには撮影車両４と移動式の作業機械である油圧ショベル５とがそれぞれ配置されている。なお、無線中継局２，３は２つとは限らず、１つあるいは３つ以上配置されるケースもあり、また、撮影車両４も２つ以上配置あるいは無いケースもある。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of a
図２は、このような構成をした本発明の遠隔操縦システム１００の各部の機能を示すブロック図である。操縦室Ａに配置される遠隔操縦装置１は、無線通信機１ａと、ハブ（ＨＵＢ）１ｂと、診断器１ｃと、音声機器１ｄと、デコーダ１ｅと、モニター１ｇと、制御信号変換器１ｆと、リモコン操作部１ｈと、予備無線機１ｊとから主に構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the function of each part of the
このような構成をした遠隔操縦装置１にあっては、オペレータがリモコン操作部１ｈを操作すると、そのリモコン操作部１ｈから油圧ショベル５を動作させるための制御信号が発せられ、その制御信号が制御信号変換器１ｆにて通信信号に変換されてハブ１ｂを通じて無線通信機１ａに送られ、ここで無線信号に変換されてアンテナ１ｋより電波の形で放射される。アンテナ１ｋより放射された無線信号（電波）は、第１の無線中継局２のアンテナ２ａで受信され、増幅処理や誤り訂正処理などが行われた後、第２の無線中継局３に向けてアンテナ２ａから再放射される。再放射された無線信号（電波）は、第２の無線中継局３のアンテナ３ａで受信され、所定の処理が行われた後、作業現場Ｃの撮影車両４に向けてアンテナ３ａから再放射される。
In the remote control device 1 having such a configuration, when an operator operates the remote
この撮影車両４は、自走する車体に無線通信機４ａと、エンコーダ４ｂと、カメラ４ｃとが備えられている。そして、第２の無線中継局３から再放射された無線信号（電波）は、この撮影車両４の無線通信機４ａのアンテナ４ｄで受信され、同様に増幅処理などが行われた後、移動式作業機械である油圧ショベル５に向けてアンテナ４ｄから再放射される。
The photographing
この油圧ショベル５には、図示しない油圧システムやエンジンシステムなどの油圧ショベル一般の構成に加え、図２に示すように無線通信機５ａと、ハブ（ＨＵＢ）５ｂと、エンコーダ５ｃと、カメラ５ｄと、音声機器５ｅと、制御信号変換器５ｆと、車体操作部５ｇと、予備無線機５ｈと、油圧制御部５ｊ、エンジン制御部５ｋとを備えている。そして、撮影車両４から放射された無線信号（電波）は、無線通信機５ａのアンテナ５ｎで受信され、無線通信機５ａにより通信信号に変換され、ハブ５ｂを介して制御信号変換器５ｆに送られ、ここで制御信号に変換された後、車体操作部５ｇに入力される。車体操作部５ｇに入力された制御信号は、油圧制御部５ｊおよびエンジン制御部５ｋに送られる。油圧制御部５ｊおよびエンジン制御部５ｋは、この制御信号により油圧システムやエンジンシステムを制御して油圧ショベル５を動作させるようになっている。
The
すなわち、この車体操作部５ｇは、遠隔操縦装置１のリモコン操作部１ｈからの制御信号と、油圧ショベル５に取り付けた図示しない各種センサからの信号と、異常発生状態に応じて予め定められた動作制御情報とを基に油圧制御部５ｊおよびエンジン制御部５ｋに対して所定の制御信号を送信し、油圧システムおよびエンジンシステムの制御を行うことによって油圧ショベル５のフロント部５ｐや走行体を動作させて掘削作業などを行うようになっている。
That is, the vehicle
また、図２に示すように遠隔操縦装置１には、さらに予備無線機１ｊと予備アンテナ１ｍが備えられると共に、油圧ショベル５にも予備無線機５ｈと予備アンテナ５ｍが備えられており、前記のような無線通信機１ａからのメインの無線通信経路が通信不能になったときに、これら予備無線機１ｊと予備無線機５ｈとの間でサブの無線通信経路を形成して予備の無線通信が行えるようになっている。すなわち、遠隔操縦装置１と、第１の無線中継局２と、第２の無線中継局３と、撮影車両４と、油圧ショベル５は、数珠つなぎ状に配置されてメインの無線通信経路を形成していると共に、遠隔操縦装置１と油圧ショベル５とをサブの無線通信経路で接続することにより、これらは環状の通信経路を構成するようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the remote control device 1 is further provided with a spare radio device 1j and a
そして、メインの無線通信経路となる無線通信機１ａからの通信は、操作信号に加えて映像データ信号や音声データ信号のような大容量のデータ通信が可能な通信方式を採用しているのに対し、サブの無線通信経路となる予備無線機１ｊ、５ｈ間の予備通信は、例えば特定省電力無線のような電波伝搬特性に優れた周波数帯域を使用した通信方式を採用している。そのため、サブの無線通信経路は、メインの無線通信経路での通信に比べてデータ通信量は少ないものの、確実に通信状態を維持できる無線通信方式となっている。
The communication from the
そして、これらの無線通信経路はいずれも双方向通信可能となっており、遠隔操縦装置１から油圧ショベル５側に対する操作指令信号のみならず、油圧ショベル５のカメラ５ｄで撮影された映像データや音声機器５ｅで集音された音声データなどの大容量のデータが無線通信機５ａ側から無線中継局３などを介して遠隔操縦装置１側に送られるようになっている。
All of these wireless communication paths are capable of two-way communication. Not only an operation command signal from the remote control device 1 to the
すなわち、油圧ショベル５のカメラ５ｄで撮影された映像データは、エンコーダ５ｃで通信信号に変換されてハブ５ｂ、無線通信機５ａを通じて無線信号に変換されてアンテナ５ｎから撮影車両４に向けて放射される。また、この油圧ショベル５の周囲の音声は、音声機器５ｅで集音されて通信信号に変換され、同様にハブ５ｂ、無線通信機５ａを通じて無線信号に変換されてアンテナ５ｎから撮影車両４に向けて放射される。
That is, video data captured by the
この撮影車両４は、作業中の油圧ショベル５をカメラ４ｃで撮影するためのものである。そのため、撮影した映像信号はエンコーダ４ｂで通信信号に変換されて無線通信機４ａにて無線信号に変換され、油圧ショベル５から受信した無線信号（映像、音声信号）と共にアンテナ４ｄから第２の無線中継局３に向けて放射される。アンテナ４ｄから放射された無線信号は第２の無線中継局３のアンテナ３ａで受信され、増幅処理などを行われた後、そのアンテナ３ａから第１の無線中継局２に向けて放射された後、同様に第１の無線中継局２のアンテナ２ａで受信され、増幅処理などを行われた後、そのアンテナ２ａから遠隔操縦装置１に向けて放射される。
This photographing
この遠隔操縦装置１に向けて放射された無線信号は、遠隔操縦装置１のアンテナ１ｋで受信され、無線通信機１ａにより通信信号に変換され、ハブ１ｂを通じてデコーダ１ｅ、音声機器１ｄに入力される。デコーダ１ｅでは、入力された通信信号を撮影車両４のカメラ４ｃで撮影された映像信号と油圧ショベル５のカメラ５ｄで撮影された映像信号とに変換してモニター１ｇに送り、それぞれの映像を再生する。
The radio signal emitted toward the remote control device 1 is received by the
音声機器１ｄでは、入力された通信信号を音声信号に変換して油圧ショベル５の周囲音声として図示しないスピーカーから再生する。そして、オペレータは、これらの映像と音声を確認しながらリモコン操作部１ｈを手動操作して油圧ショベル５を適宜遠隔操縦することになる。
In the audio equipment 1d, the input communication signal is converted into an audio signal and reproduced from a speaker (not shown) as an audio around the
このような構成をした本発明に係る作業機械の無線操縦システム１００にあっては、遠隔操縦装置１の診断器１ｃに、メインの通信経路を構成する各部の機器および配置ならびに信号の通信経路などに関する情報が予め記憶されている。そして、この診断器１ｃは、定期的にあるいは通信が不調になったときなどに前記各機器に対して遠隔操縦装置１から近い順に動作確認信号、例えばｐｉｎｇコマンドのような応答要求信号を発行して各機器からの応答の有無を監視することにより、各機器が正常に動作しているかの通信接続確認を行うようになっている。また、正常か否かの判断を行う際に、上述では遠隔操縦装置１から近い順に動作確認信号を発行した例で説明したが、これに拘るものでなく、通常の通信量を考慮する場合は通信頻度を下げた方がよいことから、遠隔操縦装置１から最も遠い油圧ショベル５の無線通信機５ａまでを双方向通信の対象として設定し、直接双方向通信したり、予め設定した機器、例えば第２の無線中継局まで双方向通信したりするなどをしてもよい。
In the
すなわち、動作確認信号を送った機器が正常に動作している場合には、その機器から直ちに応答が帰ってくるため、診断器１ｃはその機器が正常に動作していると判断するが、その機器が故障している場合には、応答が帰ってこないため、診断器１ｃはその機器に異常が発生したと判断してモニター１ｇなどを介してオペレータに報知する。例えば、第２の無線中継器３に異常が発生して場合には、その第２の無線中継器３は、診断器１ｃからの応答要求に対して応答信号を発行できない。このため、診断器１ｃは第２の無線中継器３からの応答が帰ってこないので第２の無線中継器３に異常が発生していると判断してモニター１ｇにその旨を表示して異常発生およびその異常発生箇所（機器）を知らせる。 That is, when the device that sent the operation confirmation signal is operating normally, a response immediately returns from the device, so the diagnostic device 1c determines that the device is operating normally. If the device is faulty, no response is returned, so the diagnostic device 1c determines that an abnormality has occurred in the device and notifies the operator via the monitor 1g or the like. For example, when an abnormality occurs in the second wireless repeater 3, the second wireless repeater 3 cannot issue a response signal in response to a response request from the diagnostic device 1c. For this reason, since the response from the second wireless repeater 3 is not returned, the diagnostic device 1c determines that an abnormality has occurred in the second wireless repeater 3, and displays that fact on the monitor 1g. Inform about the occurrence and the location (device) where the abnormality occurred.
これを知ったオペレータは、速やかに異常発生箇所（機器）の修理の手配などを行うことになるが、例えば落雷などが原因による故障の場合は、その機器だけでなく、さらにその周辺機器、例えば前記の例で言えば、第２の無線中継器３より油圧ショベル５側の機器でも同時に異常が発生している可能性がある。このような場合には、第２の無線中継器３が通信不能となっているため、それ以降の全ての機器からも応答が帰ってこず、それらの機器が正常に動作しているか否かを判断することができない。
An operator who knows this will immediately arrange for repair of the location (device) where the anomaly has occurred. For example, in the case of a failure due to a lightning strike, not only the device but also its peripheral devices, such as In the above example, there is a possibility that an abnormality has occurred at the same time in the equipment on the
そこで、本発明ではこのようにメインの通信経路の機器に異常が発生した場合には、診断器１ｃが予備無線機１ｊを用いて油圧ショベル５の予備無線機５ｈとの間で直接無線接続し、このサブの通信経路を用いてメインの通信経路とは逆方向から順に各機器に対して動作確認信号を送って応答要求を発行するようにしたものである。すなわち、図２に示すように無線通信機１ａ、第１の無線中継局２、第２の無線中継局３、無線通信機４ａ、無線通信機５ａ、予備通信機５ｈ、予備通信機１ｊは、それぞれアンテナ１ｋ、２ａ、３ａ、４ｄ、ハブ５ｂ、アンテナ５ｎ、５ｍ、１ｍ、ハブ１ａを介して環状に繋げ、無線通信機１ａ側からの動作確認信号の送信のみならず、予備通信機１ｊ側からも動作確認信号の送信するようにしたものである。
Therefore, in the present invention, when an abnormality occurs in the device on the main communication path in this way, the diagnostic device 1c uses the standby radio 1j to directly connect to the standby radio 5h of the
図３は、これら一連の処理の流れを示したフローチャートである。先ず、遠隔操縦装置１の診断器１ｃは、最初のステップＳ１００において、無線通信機１ａからのメインの通信経路による無線通信の接続が確立された否かを判断し、確立されていないと判断したとき（Ｎｏ）は、そのまま処理を終了するが、確立されたと判断したとき（Ｙｅｓ）は、次のステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、その後メインの通信経路を構成する各機器に対して遠隔操縦装置１から近い順にｐｉｎｇコマンドを送信し、次のステップＳ１０４に移行する。
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of these series of processes. First, the diagnostic device 1c of the remote control device 1 determines in the first step S100 whether or not a wireless communication connection is established through the main communication path from the
ステップＳ１０４では、ｐｉｎｇコマンドを順に送信した結果、メインの通信経路を構成する全ての対象機器から応答があったとき（Ｙｅｓ）は、異常なしと判断してステップＳ１０２に戻り、所定時間経過後に同様の処理を繰り返すことになるが、応答がないとき（Ｎｏ）は、次のステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０６では、予め記憶されたデータに基づき、その応答がなかった機器を特定し、それをモニター１ｇなどを介してオペレータに報知する。 In step S104, when there is a response from all the target devices constituting the main communication path as a result of transmitting the ping command in order (Yes), it is determined that there is no abnormality, and the process returns to step S102. However, if there is no response (No), the process proceeds to the next step S106. In step S106, a device that has not responded is identified based on data stored in advance, and this is notified to the operator via the monitor 1g or the like.
さらに、この診断器１ｃは、次のステップＳ１０８において、予備の通信経路を用い、逆方向から各機器に対して遠隔操縦装置１から近い順にｐｉｎｇコマンドを送信し、次のステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０では、これらｐｉｎｇコマンドに対する各機器からの応答の有無を確認することで、異常が発生している機器を特定し、それをモニター１ｇなどを介してオペレータに報知して処理を終了する。 Further, in the next step S108, the diagnostic device 1c uses a spare communication path, transmits a ping command to each device in the order from the remote control device 1 from the reverse direction, and proceeds to the next step S110. In step S110, by confirming whether or not there is a response from each device to these ping commands, the device in which an abnormality has occurred is specified, and this is notified to the operator via the monitor 1g and the process is terminated.
例えば、このように予備の通信経路を用い、逆方向から各機器に対して遠隔操縦装置１から近い順にｐｉｎｇコマンドを送信した結果、ステップＳ１０６で最初に特定された機器を除く全ての対象機器から応答があった場合には、異常が発生しているのはステップＳ１０６で最初に特定された機器のみであることを把握することができる。このため、その機器の修理や交換などの対応を迅速かつ的確に行うことができる。これに対し、ステップＳ１０６で最初に特定された機器以外の機器からも応答がなかった場合には、その機器と最初に特定された機器はもちろん、それらの間に位置する機器についても異常が発生していることが予測されるため、その予測に基づきその対応を迅速かつ的確に行うことができる。 For example, as a result of transmitting the ping command from the remote control device 1 to the respective devices from the reverse direction in the order from the remote control device 1 in the reverse direction using the spare communication path as described above, all the target devices except for the device first identified in step S106 are used. When there is a response, it can be understood that the abnormality has occurred only in the device first identified in step S106. For this reason, it is possible to promptly and accurately take measures such as repair and replacement of the device. On the other hand, if there is no response from a device other than the device specified first in step S106, an abnormality occurs in the device positioned between them as well as the device specified first. Therefore, it is possible to respond quickly and accurately based on the prediction.
このように本発明は、メインの通信経路を構成する構成機器などに異常が発生した場合には、その異常を発生している機器や箇所を特定できるため、修復作業などの対応を早急に実施することが可能となる。 As described above, when an abnormality occurs in a component device or the like constituting the main communication path, the present invention can identify the device or the location where the abnormality has occurred, and thus immediately implements a repair work or the like. It becomes possible to do.
また、本発明の遠隔操縦システム１００を構成する機器をその機能ごとに分類すると、油圧ショベル５を操作する操作信号などを送受信するための（１）通信機器と、映像や音声の撮影および集音、エンコード、デコード、再生などを行うための（２）映像音声機器と、油圧ショベル５の動作の制御を行う（３）制御機器との３つに分けることができる。このような構成においては、前記のような方法により異常発生機器が特定された結果、その異常発生機器が、例えば（２）映像音声機器の一部であり、（１）通信機器や（３）制御機器といった他の機器は全て正常に動作している場合がある。
Further, when the devices constituting the
このような場合、診断器１ｃは、例えば制御信号変換器１ｆの動作を停止させることにより、リモコン操作部１ｈからの制御信号を遮断すると共に、油圧ショベル５に対して異常信号を発信する。この異常信号を受信した油圧ショベル５は、車体操作部５ｇから油圧制御部５ｉに対して油圧システムの動作を停止させる油圧ロック信号を送信し、油圧ショベルのフロント部の動作を停止させる。その後、エンジン制御部５ｋに対して異常時に定められたエンジン回転数の指示またはエンジン停止の指示を出すことになる。
In such a case, the diagnostic device 1c cuts off the control signal from the remote
このように映像音声機器のみに異常が発生してモニター１ｇに撮影車両４や油圧ショベル５からの映像音声が表示されない場合には、リモコン操作を無効とすると共に、正常に動作している通信機器などを利用して油圧ショベル５の油圧システムを遠隔で停止させるようにしたため、オペレータがモニター１ｇの映像を確認できない状態でリモコン操作部１ｈを誤操作してしまい、油圧ショベル５が意図しない動作をするといった事態を確実に回避することができる。
As described above, when an abnormality occurs only in the video / audio device and the video / audio from the photographing
さらに映像音声機器に加え、メインの通信機器にも異常が発生している場合には、予備の通信機器を用いることで同様な制御を実施することができる。これらの処理の流れを示したのが図４のフローチャートである。先ず、最初のステップＳ２００では、図３のフローで示すような処理によって異常発生機器を特定し、次のステップＳ２０２では、その異常発生機器が映像音声機器を構成する機器であるか否かを判断する。その異常発生機器が映像音声機器を構成する機器でないと判断したとき（Ｎｏ）は、そのまま処理を終了するが、その異常発生機器が映像音声機器を構成する機器であると判断したとき（Ｙｅｓ）は、リモコン操作を無効にして次のステップＳ２０４に移行する。 Further, when an abnormality has occurred in the main communication device in addition to the video / audio device, the same control can be performed by using a spare communication device. The flow of these processes is shown in the flowchart of FIG. First, in the first step S200, an abnormality occurrence device is specified by the process shown in the flow of FIG. 3, and in the next step S202, it is determined whether or not the abnormality occurrence device is a device constituting the video / audio device. To do. When it is determined that the abnormality occurrence device is not a device that constitutes a video / audio device (No), the process is terminated, but when it is determined that the abnormality occurrence device is a device that constitutes a video / audio device (Yes). Disables the remote control operation and proceeds to the next step S204.
ステップＳ２０４では、さらに油圧ショベル５を操作する操作信号などを送受信するためのメインの通信機器は正常であるか否かを判断し、正常であると判断したとき（Ｙｅｓ）はステップＳ２０８までジャンプするが、正常でないと判断したとき（Ｙｅｓ）は次のステップＳ２０６に移行して予備の通信機器は正常であるか否かを判断する。予備の通信機器も正常でないと判断したとき（Ｎｏ）は、そのまま処理を終了するが、予備の通信機器は正常であると判断したとき（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１０に移行し、その予備の通信機器を利用して油圧ショベル５の油圧システムを遠隔で停止させることになる。
In step S204, it is further determined whether or not the main communication device for transmitting and receiving an operation signal for operating the
また、本発明の作業機械の遠隔操縦システム１００において、油圧ショベル５の制御信号変換部５ｆは常に通信状況を監視し、メインの通信経路からの通信および予備の通信経路からの通信のいずれの通信も途切れて所定時間経過した場合には、車体操作部５ｇに制御信号を送り、車体操作部５ｇは、油圧制御部５ｋに対して通信異常時に予め定められた油圧ショベル５のフロント部５ｐの動作指示を行い、バケット接地を含めた待機姿勢に移行するように制御する。
In the work machine
また、さらに、油圧ショベル５を待機状態に制御してから所定時間経過しても通信が復旧しないときは、車体操作部５ｇは、エンジン制御部５ｋにエンジン停止信号を送信し、エンジンを停止させるようにしても良い。このようにして遠隔操縦システムを構成する各機器に異常が発生し、オペレータによる油圧ショベル５の操縦が不能になった場合でも速やかに異常機器の特定を行い、かつ油圧ショベル５を迅速に待機姿勢に移行および停止させることが可能となり、オペレータが意図しない動作を確実に防ぐことができる。
Further, when communication is not restored even after a predetermined time has elapsed after controlling the
なお、本実施の形態では、全ての通信方式として無線を用いた例で説明したが、その一部あるいは全部の機器を通信ケーブルで接続した有線方式であっても同様な作用・効果が得られることは勿論である。また、作業機械として油圧ショベルの例で説明したが、これ以外にダンプトラックや他の建設機械であっても同様な作用・効果が得られる。 In the present embodiment, an example in which radio is used as all communication methods has been described. However, the same operation and effect can be obtained even in a wired method in which some or all of the devices are connected by communication cables. Of course. In addition, although an example of a hydraulic excavator has been described as a working machine, the same operation and effect can be obtained even with a dump truck or other construction machines.
１００…作業機械の無線操縦システム
１…遠隔操縦装置
１ａ…無線通信機（第１の通信手段）
１ｃ…診断器（異常診断手段）
１ｇ…モニター（異常機器報知手段）
１ｊ…予備無線機（第２の通信手段）
２…第１の無線中継局（中継局、第１の通信手段）
３…第２の無線中継局（中継局、第１の通信手段）
４…撮影車両（第１の通信手段）
４ａ…無線通信機（第１の通信手段）
５…油圧ショベル（作業機械）
５ａ…無線通信機（第１の通信手段）
５ｈ…予備無線機（第２の通信手段）
５ｉ…油圧制御部（油圧システム）
５ｋ…エンジン制御部（エンジンシステム）
Ａ…操縦室
Ｂ…無線信号の中継点
Ｃ…作業現場
DESCRIPTION OF
1c: diagnostic device (abnormality diagnosis means)
1g ... Monitor (Abnormal equipment notification means)
1j: standby radio (second communication means)
2... First wireless relay station (relay station, first communication means)
3 ... second radio relay station (relay station, first communication means)
4 ... Shooting vehicle (first communication means)
4a ... Wireless communication device (first communication means)
5 ... Hydraulic excavator (work machine)
5a ... Wireless communication device (first communication means)
5h: standby radio (second communication means)
5i ... Hydraulic control unit (hydraulic system)
5k ... Engine control unit (engine system)
A ... Cockpit B ... Radio signal relay point C ... Worksite
Claims (5)
前記作業機械と前記遠隔操縦装置とを前記第１の無線通信手段による通信経路とは異なる第２の通信手段で双方向通信可能とし、
前記遠隔操縦装置に、前記作業機械、前記遠隔操縦装置および前記中継局をそれぞれ構成する各機器の異常を診断する異常診断手段を備え、
前記異常診断手段は、前記第１の通信手段の通信経路を用いて前記各機器に対して予め設定した順に動作確認信号を送信し、応答がない機器があったときは、前記第２の通信手段の通信経路を用いて前記応答がない機器以降の各機器に対して順に動作確認信号を送信し、前記動作確認信号の応答がない機器を異常発生機器として特定することを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。 A work machine remote control system capable of bidirectional communication between a work machine and a remote control device by a first communication means via a relay station,
The work machine and the remote control device can be bidirectionally communicated by a second communication means different from the communication path by the first wireless communication means,
The remote control device includes abnormality diagnosis means for diagnosing abnormality of each device constituting the work machine, the remote control device, and the relay station,
The abnormality diagnosis means transmits an operation confirmation signal to the respective devices in the preset order using the communication path of the first communication means, and when there is no response, the second communication An operation confirmation signal is sequentially transmitted to each device after the device that does not respond using the communication path of the means, and a device that does not respond to the operation confirmation signal is identified as an abnormality generating device. Remote control system.
前記遠隔操縦装置と作業機械との間を、前記第１の通信手段と前記第２の通信手段により環状に通信可能に接続したことを特徴とする無線操縦システム。 The work machine wireless control system according to claim 1,
A wireless control system in which the remote control device and the work machine are connected so as to be able to communicate in a ring shape by the first communication unit and the second communication unit.
前記遠隔操縦装置は、前記異常診断手段により特定された異常発生機器の位置を報知する異常機器報知手段を備えたことを特徴とする無線操縦システム。 The remote control system for a work machine according to claim 1 or 2,
The wireless control system according to claim 1, wherein the remote control device includes an abnormal device notification unit that notifies a position of the abnormality occurrence device specified by the abnormality diagnosis unit.
前記作業機械は、油圧システムとエンジンシステムによって動作し、
前記遠隔操縦装置は、前記異常診断手段により特定された異常発生機器が前記油圧システムとエンジンシステムの動作に影響を与えない機器であるときは、前記第２の通信手段を用いて前記油圧システムとエンジンシステムを制御して前記作業機械を待機状態に制御することを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。 In the remote control system of the working machine according to any one of claims 1 to 3,
The work machine is operated by a hydraulic system and an engine system,
When the abnormality occurrence device specified by the abnormality diagnosis unit is a device that does not affect the operations of the hydraulic system and the engine system, the remote control device uses the second communication unit to A remote control system for a work machine, wherein the work machine is controlled to be in a standby state by controlling an engine system.
前記作業機械は、前記待機状態が所定時間経過したときは前記エンジンシステムを制御してエンジンを停止することを特徴とする作業機械の遠隔操縦システム。 The remote control system for a work machine according to claim 4,
The work machine remote control system according to claim 1, wherein the engine is stopped by controlling the engine system when the standby state has elapsed for a predetermined time.
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