JPH066871A

JPH066871A - 音声認識無線制御クレーン

Info

Publication number: JPH066871A
Application number: JP4160763A
Authority: JP
Inventors: Jiro Tatsuta; 次郎立田; Shiro Ozaki; 士郎尾崎
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】音声による命令によって、かつ無線で遠隔制御
されるクレーンに関し、クレーンが誤動作によって暴走
するのを未然に防止可能とすることを目的とする。【構成】音声による命令によって、かつ無線で遠隔制御
できるクレーンにおいて、タイマー手段による設定時間
を経過しても、クレーン制御のための信号が入力しない
場合に、制御部８に停止信号SSを出力する制御信号検出
部１６を設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音声による命令によっ
て、かつ無線で遠隔制御されるクレーンに関する。従来
のクレーン操縦は、多くの操作スイッチの中から目的と
する操作スイッチを選択して操作しなければならないの
で、操作の度に操作スイッチに視線を移し、目的の操作
スイッチを確認して操作する、といった動作が必要であ
る。しかも、操作のたびにクレーンの動きを目視して、
操作結果を確認しなければならない。

【０００２】これに対し、音声たとえば単語によって、
クレーンを遠隔操作する場合は、クレーンの動きから視
線をそらす必要が無く、常にクレーンの動きを確認しな
がら遠隔操作できるという利点があり、操作性、安全性
にすぐれている。

【０００３】

【従来の技術】〔音声信号送信方式〕図７は、音声認識
を用いたクレーンの無線制御装置の従来構成を示すブロ
ック図である。無線制御クレーンは、大別すると無線の
送信部１と無線の受信部２とから成っている。送信部１
は、マイクロフォン３から入力した音声信号を無線送信
機４で変調・送信する装置であり、受信部２は、送信機
４から送信された音声信号を受信・復調する無線受信機
５と、その復調音声信号を音声認識する音声認識部６
と、その音声認識結果をクレーンの制御信号に変換する
信号処理部７と、から成っている。

【０００４】信号処理部７が出力する制御信号は、リモ
コン／マニュアル切り換えスイッチＳＷ₁のａ接点を介
してクレーンの制御部８に入力し、クレーン駆動系９を
動作させる。なお、リモコン／マニュアル切り換えスイ
ッチＳＷ₁をｂ接点側に切り換えれば、スイッチ部10を
手動操作することによって、クレーン制御できる。

【０００５】音声認識の方式は、音声認識部６に単語標
準パターンを記憶させ、音声認識処理にＤＰ(Dynamic P
rogramming) マッチング法を用いるのが簡便である。す
なわち、音声による命令を、単語で行う方式である。も
ちろん、音声認識率が十分実用的であれば、他の方法を
用いることもできる。

【０００６】この装置において、例えば「巻き上げ（マ
キアゲ）」や「巻き下げ（マキサゲ）」等の単語を命令
用の単語として用い、クレーンの巻き上げ動作や巻き下
げ動作等を行なわせる。すなわち、マイクロフォン３か
ら、これらの単語を音声入力し、送信機４で変調して送
信すると、受信機５でそれを受信・復調し、音声認識部
６で音声認識する。そして、その認識結果を信号処理部
７で制御信号に変換し、制御部８を介してクレーン駆動
系９を動作させる。

【０００７】〔デジタル信号送信方式〕ところが、この
ように無線通信で音声信号を送信した場合は、通信品質
がわずかに劣化しただけでも、音声（単語）認識率が急
激に低下する問題がある。すなわち、受信機５が受信・
復調した音声のＳ／Ｎが低下したり、歪率が増加したり
することによって、音声認識率が極端に低下する。

【０００８】その結果、遠隔操作をオペレータの意のま
まに行なうことができなくなり、またクレーンが誤動作
する危険がある。そこで、音声信号をデジタル信号に変
換した状態で無線送信する方式が、特願平４−１９２４
１号において提案されている。図８はこのデジタル信号
送信方式を示す図で、(a) は音声認識無線制御クレーン
の構成を示すブロック図、(b) は命令を与える単語と送
信データおよびクレーンの動作の関係を示す図表、であ
る。

【０００９】送信部１は、マイクロフォン３と音声認識
部１１と信号処理部１２と無線送信機１３とからなって
いる。音声認識部１１は、単語の音声認識を行う部分で
あり、命令を与える単語毎にオペレータの音声を登録
し、該入力単語を単語標準パターンとして記憶してお
く。すなわち、音声登録スイッチＳＷ₃を操作し、例え
ば「巻き上げ（マキアゲ）」や「巻き下げ（マキサ
ゲ）」等の音声登録を行う。なお、音声認識処理には、
ＤＰマッチング法などが有効である。

【００１０】信号処理部１２は、音声認識部１１の認識
結果を、データ信号に変換する（エンコード）処理を行
うエンコーダであり、エンコード結果は、信号処理部１
２の変調信号として、無線送信機１３で送信される。

【００１１】受信部２は、無線受信機１４と信号処理部
１５とからなっている。無線受信機１４は、送信部１の
送信機１３の送信波を受信・復調し、信号処理部１５に
供給する。信号処理部１５は、受信機１４が受信したデ
ータ信号を制御信号にデコードし、制御部８に入力する
ことで、クレーンの駆動系９を動作させる。

【００１２】図８(b) に例示するように、送信データと
しては識別容易な数値データ＄00〜＄15を用いている
が、＄00、＄11、＄13および＄15は使用していない。ま
た、図示例のとおり、登録音声には、クレーンの動作内
容を示す単語を採用し、例えば右旋回動作の場合の命令
単語は「ミギ」、左旋回動作の場合の命令単語は「ヒダ
リ」とする。以下同様に、「ノビル」「チヂム」・・・
「ストップ」を音声登録しておく。

【００１３】このように「ミギ」・・・「ストップ」等
の一連の単語を、オペレータの音声で音声認識部１１に
登録しておけば、その後、当該オペレータがマイクロフ
ォン３に向かって例えば「ミギ」と発声すれば、送信部
１から受信部２にデータ＄01が送信され、クレーンが右
旋回を開始する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、クレーン
の動作を音声で指示することができるが、送信機と受信
機とが離れ過ぎていて、信号が届かなかったり、妨害電
波を受けたり、あるいは音声認識不良などのため、クレ
ーンが誤動作することがある。例えば、「ミギ」と発声
して右旋回を指示し、右旋回運動をしている間に、「ス
トップ」と発声して停止を指示しても、停止しない場合
がある。

【００１５】このように停止を命令しても、クレーンが
停止しないで、右旋回を続けると、危険を招く恐れがあ
る。クレーンの過剰移動をリミットスイッチ等で検出す
るものも有るが、リミットスイッチ等で検出される前
に、人体や他の構造物などに衝突する危険もある。

【００１６】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、音声による命令によって、かつ無線で遠隔制御
されるクレーンにおいて、クレーンが誤動作によって暴
走するのを未然に防止可能とすることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による音声
認識無線制御クレーンの基本構成を説明するブロック図
である。この図は、図８のように送信側の音声認識部１
１における音声認識の結果をデジタル信号に変換し、デ
ジタル信号を無線で送信する方式の例であり、この図で
は、受信側の信号処理部１５の出力側に、タイマー手段
による設定時間を経過しても、クレーン制御のための信
号が入力しない場合に、制御部８に停止信号SSを出力す
る制御信号検出部１６を有している。

【００１８】この図では、受信側に制御信号検出部１６
を有しているが、送信部の音声認識部１１の出力側、ま
たは信号処理部１２の出力側に制御信号検出部１６を設
けてもよい。あるいは、図７のように音声信号の状態で
送信する方式に適用する場合は、送信機４の内部、また
は受信側における音声認識部６や信号処理部７の次に設
けてもよい。

【００１９】

【作用】本発明によれば、制御信号検出部１６によって
常時、制御信号の到来を確認している。そして、制御信
号が入力したことを検出するたびに、タイマー手段によ
って設定時間をカウント開始し、設定時間を経過して
も、次の制御信号が入力しない場合は、制御部８に停止
信号SSを出力する。その結果、制御部８によって、クレ
ーンの駆動系９の動作を停止させる。

【００２０】このように、タイマー手段による設定時間
を経過しても、制御信号が到来しないのは、オペレータ
が次の制御命令を発声していない場合もあれば、誤動作
のために制御信号が到来せず、クレーンが暴走している
場合もある。前者の場合は、タイマー手段による設定時
間が経過した時点でクレーンは自動停止するが、さらに
同じ動作を続けたい場合は、オペレータが同じ指令を発
声することで、同じ動作を続行できる。

【００２１】後者のように誤動作によって、クレーンが
暴走しているために、タイマー手段による設定時間が経
過した場合は、それ以上クレーンが暴走することはない
ので、危険を未然に防止できる。タイマー手段による設
定時間を短くするほど、暴走距離は短縮できるが、小刻
みに停止する。こを防止し、同じ動作を連続させたい場
合は、設定時間が経過する前に、「ミギ」「ミギ」…の
ように、オペレータが同じ命令を短い周期で繰り返し発
声するだけで足りる。

【００２２】したがって、本発明によれば、クレーンの
動作中に、制御信号が入力しないために暴走している場
合でも、タイマー手段による設定時間を経過した時点で
自動的に停止するので、クレーンがそれ以上暴走するの
を防止でき、安全性が確保される。

【００２３】

【実施例】次に本発明による音声認識無線制御クレーン
が実際上どのように具体化されるかを実施例で説明す
る。図２のフローチャートは、図１や図８のように、デ
ジタル信号の受信側に信号処理部１５を有する装置にお
いて、その出力側に設けた制御信号検出部１６以降の動
作を示すものである。いま、フローチャートのステップ
S1において、制御信号検出部１６に制御信号が入力した
場合は、当該制御信号は、信号処理部１５から直接にあ
るいは制御信号検出部１６を経由して、制御部８に入力
して、ステップS2でクレーンの制御が行われる。

【００２４】ところが、制御信号検出部１６に制御信号
が入力しなくなり、しかもステップS3において、タイマ
ー手段による設定時間が経過したことが判定された場合
は、ステップS4において、その時点におけるクレーン動
作の速度が検出される。そして、ステップS5において、
その時のクレーン速度に応じた制動が行われ、クレーン
が自動停止する。

【００２５】すなわち、クレーンを駆動しているモータ
等の速度を検出し、その速度に応じた制動力を加えるこ
とで、クレーンを円滑に停止させる。ステップS3におい
てタイマー手段で設定した時間以内に、次の制御信号が
入力した場合は、ステップS1、S2に示すように、その制
御信号に従ってクレーンが動作する。

【００２６】図７のように、音声信号を受信する場合
は、受信側における音声認識部６の出力側または信号処
理部７の出力側に、本発明の制御信号検出部１６を設
け、所定時間内に制御信号が入力しない場合は、停止信
号を制御部８に出力してもよい。

【００２７】図８の装置において、送信側に本発明の制
御信号検出部を設ける場合は、送信側の音声認識部11の
出力側または信号処理部12の出力側に、制御信号検出部
１６を設け、所定時間内に制御信号が入力しない場合
は、停止信号を無線で送信することになる。このよう
に、停止信号を無線で送信する場合は、受信不良のため
に停止信号を受信不能となることもあり得るので、本発
明の制御信号検出部は受信側に設けるのが、信頼性の点
ですぐれている。

【００２８】〔仕業テスト式クレーン〕このようにし
て、クレーンの使用中における暴走を未然に防止するこ
とができるが、クレーンの使用開始前から暴走の原因が
発生している場合もある。そのような場合は、予め暴走
の原因を究明し、障害を解消しておくことが望ましい。
また、故障などのために、最初から正常に動作しないこ
ともある。

【００２９】図３のフローチャートは、このような仕業
前の障害を点検可能とした例であり、図１の受信側の制
御部８に、仕業テスト回路が内蔵されている。このフロ
ーチャートのステップS1で、図１の制御部８に設けたメ
インスイッチＭSWを操作してオンすると、ステップS2で
テスト１が開始され、その結果異常が有れば、ステップ
S3で異常表示が行われるとともに、ステップS4で、メイ
ンスイッチＭSWが自動的に切断される。したがって、異
常の原因が表示され、かつメインスイッチＭSWが自動的
にオフとなるので、異常原因が解消されない限り、その
クレーンは使用できない。

【００３０】ステップS2で異常が検出されなければ、次
のステップS5で二番目のテスト２が行なわれ、その結果
異常が検出されると、前記の場合と同様に、ステップS3
における異常表示とステップS4におけるメインスイッチ
切断が行われる。異常が検出されない場合は、次の三番
目のテスト３が行われる。

【００３１】以下同様にして、ステップS6で最後のｎ番
目のテストｎが行われる。そして、１〜ｎ番目の全ての
テストにおいて、異常が検出されない場合に限って、ス
テップS7で、制御信号が入力可能となり、マイクロフォ
ン３による音声入力で、クレーンが始動可能となる。

【００３２】各テスト１〜ｎの内容は、例えば各単語を
順次発声してみて、制御部８に対応する制御信号が入力
したかを確認すること等によって、行われる。

【００３３】このように、この実施例によれば、クレー
ンを使用する前に、メインスイッチＭSWをオンすると、
制御部において自動的に、予め設定されている一連のテ
ストが行われ、その結果異常が検出されると、クレーン
のメインスイッチＭSWが自動的に切断されるので、前記
のようなクレーンの動作中の暴走なども未然に防止でき
る。

【００３４】〔音声の誤認識防止式クレーン〕また、ク
レーンのように危険を伴う作業を行なう装置に音声認識
を用いた場合は、音声認識率が低いと、誤動作を起こし
やすく、危険である。例えば、通常の口調で落ちついて
「ストップ」と発声し、音声登録してある場合、オペレ
ータの不注意などでクレーンが移動し過ぎて、人体や他
の構造物などに衝突しそうな時は、オペレータがあわて
て早口で「ストップ！」と発声しても、音声認識不能な
ためにクレーンが停止しない、といった危険がある。

【００３５】このような問題を解消するために、図４に
示すように、音声認識部１１に、単語記憶用メモリ１７
として、ＣＭＯＳなどのＲＡＭを接続した構成を採って
いる。そして、図８の場合と同様に、音声登録スイッチ
SW３を押した状態で、図５に示すように、各種の口調で
音声登録を行なう。すなわち、送信データ「０１」につ
いては、通常の口調で落ちついて「ミギ」と発声した
後、同じ送信データ「０１」に対して、今度は危険を感
じた場合を想定して早口で「ミギ」と発声する。さらに
必要に応じて、同じ送信データ「０１」に対して、かぜ
声などで「ミギ」と発声する。

【００３６】以下、すべての送信データについて、同様
に“落ちついて”、“早口で”、“かぜ声で”などの口
調で、「ヒダリ」、「ノビル」「チヂム」…「ストッ
プ」などの各命令単語を、単語記憶用メモリ１７に音声
登録しておく。音声登録を終え、音声登録スイッチSW３
をオフにした状態で、マイクロフォン３に向かって、登
録した音声と同じ単語を発声すると、早口やかぜ声であ
っても、確実にクレーン操作できる。

【００３７】例えば、停止させる場合であれば、通常の
口調で「ストップ」と発声しても、あるいは危険を感じ
て早口で「ストップ！」と発声した場合でも、単語記憶
用メモリ１７に各口調で登録された各単語標準パターン
と音声認識部１１において比較することで、対応する送
信データ「１４」に変換されて、受信側に送信される。
したがって、危険を察知して早口で発声したために音声
認識不良となり、クレーンを意のままに操作できない、
といった問題が解消され、危険防止の上で極めて有効で
ある。

【００３８】図６のフローチャートは、図４における装
置で、マイクロフォン３に音声が入った場合の処理を示
したものである。いま、ステップS1でマイクロフォン３
に音声が入力されたとき、音声登録スイッチSW３がオン
になっておれば、音声登録と判断され、ステップS2で、
図５に示したように各種の口調で単語記憶用メモリ１７
に音声登録が行われる。

【００３９】ステップS1で音声登録スイッチSW３がオフ
になっておれば、クレーン操作と判断され、ステップS3
で、マイクロフォン3 によって検出された音声と、図５
に示す各口調で単語記憶用メモリ１７に登録されている
各単語標準パターンとの比較が行われ、対応する送信デ
ータに変換される。

【００４０】例えば、右旋回させたい場合であれば、通
常の口調で落ちついて「ミギ」と発声した場合はもちろ
ん、危険を感じて早口で「ミギ！」と発声した場合で
も、あるいは風邪をひいていて、風邪声で「ミギ」と発
声した場合でも、確実に音声認識が行われて、対応する
送信データ「０１」に変換される。

【００４１】そして、ステップS4で、図４の送信機１３
から無線で送信が行われ、受信機14に受信されると、ク
レーン駆動系９で、音声認識した単語に応じた動作が行
われる。このように、この実施例によれば、あわてて早
口で発声した場合でも確実に音声認識でき、危険を回避
するのに極めて有効である。

【００４２】なお、本発明におけるクレーンとは、天井
を走行するクレーンなども含むものとする。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、制御信号
検出部１６によって、常時制御信号の到来を確認してお
り、制御信号が入力したことを検出するたびに、タイマ
ー手段によって設定時間をカウント開始し、設定時間を
経過しても、次の制御信号が入力しない場合は、制御部
８に停止信号SSを出力して、制御部８でクレーンの駆動
系９の動作を停止させることができる。

【００４４】そのため、誤動作によってクレーンが暴走
した場合は、タイマー手段による設定時間が経過すると
クレーンが自動停止し、それ以上暴走することはないの
で、危険を未然に防止でき、クレーンの動作中に制御信
号が入力しなくなった場合でも、暴走を確実に防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による音声認識無線制御クレーンの基本
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の音声認識無線制御クレーンの制御処理
を示すフローチャートである。

【図３】仕業テスト式クレーンの仕業テスト処理を示す
フローチャートである。

【図４】音声の誤認識防止式クレーンの構成を示すブロ
ック図である。

【図５】各送信データに対応する音声登録の手法と、対
応するクレーン動作を示す図である。

【図６】音声の誤認識防止式クレーンのマイクロフォン
に音声が入った場合の処理を示すフローチャートであ
る。

【図７】音声信号送信による従来の音声認識無線制御ク
レーンを示すブロック図である。

【図８】デジタル信号送信による従来の音声認識無線制
御クレーンを示すブロック図と、命令を与える単語、送
信データおよびクレーン動作の対応関係を示す図表であ
る。

【符号の説明】

１音声認識無線制御クレーンの送信部２音声認識無線制御クレーンの受信部３マイクロフォン 4,13 送信機 5,14 受信機６音声認識部７信号処理部８制御部９クレーン駆動系 10 スイッチ部 11 音声認識部 12 信号処理部 13 送信機 14 受信機 15 信号処理部 16 制御信号検出部 17 単語記憶用メモリ SW₁,SW₂リモコン／マニュアル切り換えスイッチＳＷ₃ 音声登録スイッチＭSW メインスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声による命令によって、かつ無線で遠
隔制御できるクレーンにおいて、タイマー手段による設定時間を経過しても、クレーン制
御のための信号が入力しない場合に、制御部(8) に停止
信号(SS)を出力する制御信号検出部(16)を設けたことを
特徴とする音声認識無線制御クレーン。