JPH11336131A - デジタル無線方式による建設機械の遠隔操作法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、遠隔制御、画像伝送、監視データ
伝送の３つの通信方式が同じでなく、異なった無線機を
必要とした。無線機の出力が微弱で、ノイズに弱く、
かつ伝送量が少ないため、十分な制御や計測データが伝
送できず操作信号のみしか扱えなかった。通信距離が
200 〜300 ｍの域を出ず短かった。指向性が強く、天
候等に左右されることがあり、自動追尾装置などを必要
とすることがある。画像伝送は一般にアナログ方式に
よるが、一波当たりの占有周波数が数MH_Z から十数MH_z
と一般的な音声通信の帯域の数百倍から千数百倍が必要
なため、画像を伝送できる業者が殆ど放送局に限られ
た。制御する建設機械１台について、６台づつの無線
機を、必要とする。本願発明は、これらの問題点を解決
することを課題とする。 【解決手段】 建設機械と遠隔操作装置との間を、デジ
タル無線で情報交換して操作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、災害復旧工事、
危険場所での作業を安全に、確実に、効率よく行なおう
とするデジタル無線方式による建設機械の遠隔操作法に
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】建設機
械の無線化技術は、災害復旧工事を始めとする危険場所
での作業を安全に、確実に、効率よく行なうためには不
可欠の技術とされている。

【０００３】一般に建設機械を遠隔操作するために必要
な情報としては、建設機械の遠隔制御（テレコントロー
ル）、画像伝送、監視データ伝送（テレメータ）の３種
類の情報であるが、従来の無線遠隔操作では、建設機械
の遠隔制御（テレコントロール）及び監視データ伝送
（テレメータ）を、特定小電力無線もしくは、50GH_z 簡
易無線で伝送し、画像伝送を微弱無線、或いは50GH_z 簡
易無線で伝送していた。

【０００４】従ってそれぞれ異なる伝送方式の無線機が
必要であった。

【０００５】つまり２台で１組の無線機の構成では建
設機械の制御（テレコントロール）、画像伝送、監
視データ伝送（テレメータ）と３つの情報通信はできな
かった。

【０００６】一般に建設機械の遠隔制御（テレコントロ
ール）を行なう場合、特定小電力無線または大量伝達が
可能な50GH_Z 簡易無線が使用されるが、特定小電力無線
の場合、伝送量が2,400bps〜4,800bps程度と少ないた
め、複雑な制御や計測データの収集が行なえない。操作
信号のみしか伝送できないという制限がある。また特定
小電力無線の場合は出力が微弱なため、通信可能な距離
が200 〜300mと短い。50GH_Z 簡易無線では２〜３Kmの伝
送が可能である。

【０００７】また特定小電力無線を機械操作で使用する
場合、使用できるチャンネル数は40チャンネルである
が、同一場所で使用すると伝送信号が混信したりして誤
操作が起こる可能性があり、実用上は一度に多数のチャ
ンネルを使うことはできない。

【０００８】更に50GH_z 簡易無線の場合、指向性が強い
ため完全に見通しが効かないと通信できない。つまり雨
天、雪等の天候に左右されることになる。また移動する
建設機械に搭載した場合、自動追尾等の装置が必要とな
る。

【０００９】画像伝送は一般にアナログ方式で行なわれ
るが、一波当たりの占有周波数が数MH_Z から十数MH_z と
一般的な音声通信の帯域の数百倍から千数百倍が必要な
ため、画像を伝送できる業者が殆ど放送局に限られ、無
線免許無しで一般に利用できる無線としては、微弱無線
等の至近距離が数十ｍと非常に短い通信に限定される。

【００１０】また１台の建設機械を遠隔操作するために
は、遠隔制御用（テレコントロール）に制御側１台と機
械側１台の計２台、画像伝送用に操作側１台と機械側１
台の計２台、監視データ伝送用（テレメータ）には、デ
ータ伝送量2,400 〜4,800bps毎に無線機が必要なため、
最低操作側１台と機械側の１台の計２台を必要とし合計
で最低６台の無線機が必要になる。従って制御しようと
する建設機械が増えれば６の倍数台づつ無線機は増える
ことになる。

【００１１】これらを纏めれば、従来の無線による建設
機械の制御法には以下のような問題点があった。 遠隔制御、画像伝送、監視データ伝送の３つ項目を伝
送するには、遠隔制御と監視データ伝送は兼用して伝送
することが可能であるが、基本的に異なった通信方式の
無線機を必要とした。 無線の免許が不要若しくは簡易な免許無線機の場合、
出力が微弱でノイズに弱く、かつ伝送量が少ないため、
十分な制御や計測データが伝送できず操作信号のみしか
扱えなかった。 特定小電力無線の場合、通信距離が200 〜300 ｍの域
を出ず短かった。 50GH_z 簡易無線の場合指向性が強く、天候等に左右さ
れることがあり、自動追尾装置などを必要となる。 画像伝送は一般にアナログ方式によるが、一波当たり
の占有周波数が数MH_Z から十数MH_z と一般的な音声通信
の帯域の数百倍から千数百倍が必要なため、画像を伝送
できる業者が殆ど放送局に限られた。 制御する建設機械１台について、最低でも６台で１セ
ットの無線機を必要とする。

【００１２】本願発明は、これらの問題点に鑑みて創案
されたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】建設機械と遠隔操作装置
との間を、デジタル無線で情報交換して、操作を行うこ
とを特徴とするデジタル無線方式による建設機械の遠隔
操作法を要旨とする。

【００１４】例えばスペクトル拡散通信方式による、デ
ジタル無線機を使用することにより、データ通信量を従
来の2,400 〜4,800bps程度から2,000,000bps程度まで飛
躍的に向上することができる。

【００１５】従ってデータ通信量が多いため、建設機械
の遠隔制御（テレコントロール）、画像伝送、監視デー
タ伝送（テレメータ）の３種類の情報を同時に送受信す
ることができる。

【００１６】１台の建設機械を遠隔操作するのに機械側
１台と操作側１台の計２台で操作できる。

【００１７】建設機械が複数台になった場合は、操作側
は１台の無線機で、機械側は機械の台数分の無線機で遠
隔操作が可能になり、従来に比べて無線機の台数をへら
すことができ経費の節減となる。

【００１８】また伝送するデータ量か多いため、きめ細
かな微妙な制御が行なえる。

【００１９】チャンネル数を現状の40チャンネルから最
大256 チャンネルまで増やすことが可能である。

【００２０】伝送距離は見通しで数百m から約3Km 確保
できる。

【００２１】50GH_z 簡易無線の場合は、指向性アンテナ
が必要であったが、デジタル無線方式では無指向性アン
テナが使用できる。

【００２２】伝送データをデジタル化することにより、
データにIDを付与することができるため、より信頼性、
秘匿性が高くなる。また混信電波、妨害電波を排除する
ことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面に従って本願発明のデジ
タル無線方式による建設機械の遠隔操作法の実施の形態
について説明する。

【００２４】図１（ａ）は、操作車１の外観図であり、
固定局用GPS アンテナ１５のみが車外に設置される。符
号１２は無指向性のアンテナである。（ｂ）は操作車１
に搭載されるデジタル無線機１１に接続される機器を示
すブロック図であり、固定局用GPS アンテナ１５及びGP
S 受信機以外の機器は制御しようとする建設機械の台数
分だけデジタル無線機１１に接続される。即ち符号１３
は監視モニタ、符号１４はコントロールデコーダ、符号
１７は計測用パソコン、符号１８はコントローラ、符号
１９はスピーカ、符号２０はマイクである。図１の
（ｂ）では制御する建設機械が１台の場合しか図示され
ていない。

【００２５】図２（ａ）は、制御する建設機械３の外観
図であり（ｂ）は、建設機械３に搭載するデジタル無線
機３１と、その無線機３１に接続される機器を示すブロ
ック図である。ここに符号３２は無指向性アンテナ、符
号３３は電動雲台３４に載上するズーム式監視カメラ３
３であり、符号３５はコントロールデコーダ、符号３６
はGPS アンテナ、符号３７はGPS 受信機、符号３８は受
信機、符号３９はバルブユニット、符号４０はスピー
カ、符号４１はマイクである。

【００２６】図３は、制御される建設機械３台の無線機
のブロック図と、操作車１に搭載する無線機のブロック
図である。

【００２７】

【発明の効果】この発明は以上のような構成からなり、
その効果は次の通りである。

【００２８】デジタル無線機を使用することにより、デ
ータ通信量を従来の2,400 〜4,800bps程度から2,000,00
0bps程度まで飛躍的に向上することができる。

【００２９】データ通信量が多いため、建設機械の遠隔
制御（テレコントロール）、画像伝送、監視データ伝送
（テレメータ）の３種類の情報を同時に送受信すること
ができる。

【００３０】１台の建設機械を遠隔操作するのに機械側
１台と操作側１台の計２台で操作できる。

【００３１】建設機械が複数台になった場合は、操作側
は１台の無線機で、機械側はそれぞれの機械の台数分の
無線機で遠隔操作が可能になり、従来に比べて無線機の
台数をへらすことができ経費の節減となる。

【００３２】また伝送するデータ量か多いため、きめ細
かな微妙な制御が行なえる。

【００３３】チャンネル数を現状の40チャンネルから最
大256 チャンネルまで増やすことが可能である。

【００３４】伝送距離は見通しで数百m から約3Km 確保
できる。

【００３５】50GH_z 簡易無線の場合は、指向性アンテナ
が必要であったが、デジタル無線方式では無指向性アン
テナが使用できる。

【００３６】伝送データをデジタル化することにより、
データにIDを付与することができるため、より信頼性、
秘匿性が高くなる。また混信電波、妨害電波を排除する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、操作車１の外観図であり、固定局用
GPS アンテナ１５のみが車外に設置される。符号１２は
無指向性のアンテナである。（ｂ）は操作車１に搭載さ
れるデジタル無線機１１に接続される機器を示すブロッ
ク図である。

【図２】（ａ）は、制御する建設機械３の外観図であり
（ｂ）は、建設機械３に搭載するデジタル無線機３１
と、その無線機３１に接続される機器を示す図である。

【図３】制御される３台の建設機械の無線機のブロック
図と、操作車１に搭載する無線機のブロック図である。

【符号の説明】

１……操作車、１１……デジタル無線機、１２……無指
向性アンテナ、１３……監視モニタ、１４……コントロ
ールデコーダ、１５……GPS アンテナ、１６……GPS 受
信機（固定局）、１７……計測用パソコン、１８……コ
ントローラ、１９……スピーカ、２０……マイク、３…
…建設機械、３１……デジタル無線機、３２……無指向
性アンテナ、３３……ズーム式監視カメラ、３４……電
動雲台、３５……コントロールデコーダ、３６……GPS
アンテナ、３７……GPS 受信機（移動局）、３８……受
信機、３９……バルブユニット、４０……スピーカ、４
１……マイク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 浩志 岡山県岡山市内山下１丁目１番13号 株式 会社大本組内 (72)発明者 木村 敏宏 茨城県新治郡八郷町山崎3736−８ (72)発明者 黒江 冊旨 岡山県都窪郡山手村宿1105−１ (72)発明者 大津 良司 東京都港区赤坂２丁目２番19号 株式会社 新社会システム研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設機械と遠隔操作装置との間を、デジ
   タル無線で情報交換して、操作を行うことを特徴とする
   デジタル無線方式による建設機械の遠隔操作法。