追尾装置の視準方法及び装置
【目的】 追尾装置の被追尾対象に対する視準を容易にし、視準作業の高効率化及び省人力化を図ることを目的とする。
【構成】 コントロールセンタ１０側から作業車輌１１をマニュアルで視準する際、視準用望遠鏡１２４を通してＣＣＤカメラ２１で撮影された作業車輌１１側のターゲット１８の画像を、表示装置１４３の、視準用望遠鏡１２４の視野中におけるターゲット１８の位置に応じた箇所に表示し、この表示画面を見ながら視準用操作部１５２を操作し、駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御することで、表示装置１４３の中心箇所に表示される視準用望遠鏡１２４の視準用十字線マークの中心に、該表示装置１４３中のターゲット画像の中心を一致させ、視準用望遠鏡１２４を覗くことなく表示装置１４３の画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２を作業車輌１１側のターゲット１８に視準させる。
【構成】 コントロールセンタ１０側から作業車輌１１をマニュアルで視準する際、視準用望遠鏡１２４を通してＣＣＤカメラ２１で撮影された作業車輌１１側のターゲット１８の画像を、表示装置１４３の、視準用望遠鏡１２４の視野中におけるターゲット１８の位置に応じた箇所に表示し、この表示画面を見ながら視準用操作部１５２を操作し、駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御することで、表示装置１４３の中心箇所に表示される視準用望遠鏡１２４の視準用十字線マークの中心に、該表示装置１４３中のターゲット画像の中心を一致させ、視準用望遠鏡１２４を覗くことなく表示装置１４３の画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２を作業車輌１１側のターゲット１８に視準させる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、指向性の強い電波や光を用いて自動的に相手の動きを追跡する追尾装置の視準方法及び装置に係り、さらに詳しくは、追尾装置から被追尾対象を最初に視準するときに、その視準操作を簡便に行い得るようにした追尾装置の視準方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、広大な造成用建設現場においては、所定の作業を自動的に行うパワーショベル等の作業機械を、建設現場の一角に設けた現場事務所等の基地局から遠隔操作することが試みられている。例えば、建設現場の作業機械を基地局から遠隔操作する場合、作業機械の位置が作業の進行と共に随時変化するため、基地局から作業機械を、または作業機械から基地局を自動追尾して作業機械と基地局との相対位置を的確に把握し、これにより、基地局から作業機械に対し遠隔操作用の制御情報が的確に伝送されるようにすることが望ましい。
【０００３】特に、基地局と作業機械間の測距を行いそのデータを双方で通信しつつ、測距結果に応じて基地局から作業機械を遠隔操作する場合には、指向性の強い短波長の電波や光を利用して測距やデータ通信を行うが、この種の電波または光では、その送受信間での視準軸線が僅かでもずれると、通信或は測距に支障を来し、最悪の場合には通信または測距が不能になってしまう。このため、基地局と作業機械間を測距しながら基地局から作業機械に対し制御信号を伝送して作業機械を遠隔制御する場合には、前記遠隔操作用の制御情報だけでなく、測距やデータ通信用の前記電波や光が基地局及び作業機械の送受信部間で相手に的確に伝送されるようにすることが望ましい。
【０００４】このような背景から、本出願人らは、前記遠隔操作用の制御情報や、測距、データ通信用の前記電波や光が、基地局及び作業機械間で的確に相手に伝送されるようにため、基地局及び作業機械のそれぞれに自動追尾装置を設置し、この各自動追尾装置から相手側の追尾用ターゲットに向け光を放射するとともに相手側のターゲットから反射されてくる反射光を常に受信できるように、即ち相手側を視準できるように各自動追尾装置の向きを上下及び左右方向に調整し、追尾装置双方を常に正対する姿勢に制御する自動追尾方式を先に提案した。
【０００５】しかし、現在提案されている自動追尾装置は、急激な変化に対し追尾させることができない。従って、例えば、建設現場内を自動走行するクローラダンプ等の作業機械に自動追尾装置を搭載して、基地局との間で連続した通信や作業機械の位置を測定する場合、自動追尾装置が相手の動きに追尾できないケースがある。このような場合、追尾不能により通信などの機能が停止した時点で、追尾装置を視準動作させることで復帰させ得るが、作業機械の急激な走行変化により、その自動追尾装置の視準位置が大きくずれた場合には、自動追尾装置による自動的な視準は不可能である。そこで、自動追尾装置の視準位置が大きくずれた場合に、従来は、自動追尾装置に取り付けた視準用の望遠鏡を覗きながら追尾装置を手動により操作して相手側のターゲットを探し視準していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基地局から遠隔制御される作業機械は基地局から遠く離れている場合が多く、しかも、追尾装置は作業機械の最も高い位置に設置されていることが多いため、追尾装置を相手側のターゲットに対し視準させるのに多くの時間がかかり、その復帰操作も面倒で多くの人的労力を要するという問題があった。本発明は、上記のような従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、追尾装置の追尾相手に対する視準を容易にし、視準作業の高効率化及び省人力化を図ることができる自動追尾装置の視準方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために請求項１の発明は、自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準方法であって、前記被追尾対象に視準用のターゲットを設置し、前記追尾装置に、被追尾対象視準用の望遠鏡と、該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラとを設置し、前記撮像カメラで撮影した画像中の前記ターゲットを画像処理により抽出して表示部中の前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに、前記望遠鏡の視準マークを前記表示部中の中心箇所に表示し、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを操作指令により制御して前記被追尾対象を視準するようにしたことを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は、自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準装置であって、前記被追尾対象に設置した視準用のターゲットと、前記追尾装置に指向方向可変に設置した被追尾対象視準用の望遠鏡及び該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラと、前記追尾装置を前記被追尾対象と正対する向きに動作させる駆動手段と、前記追尾装置に対し視準用の指令を入力する視準操作手段と、前記撮像カメラにより撮影した画像中の前記ターゲットを抽出する画像処理手段と、前記抽出したターゲットの画像を前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに前記望遠鏡の視準マークを中心箇所に表示する表示手段と、前記視準操作手段からの操作指令に基づいて前記駆動手段を制御することにより、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを調節させる制御手段とを備える構成にした。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明をクローラダンプ（以下、作業車輌という）の遠隔制御に適用した場合の概略構成を示す説明図である。図１において、１０は造成地等の建設現場のほぼ全域を見渡せる位置に設置した現場事務所等に相当するコントロールセンタ、１１は建設現場内を自動走行する作業車輌、１２はコントールセンタ１０の屋上に設置した自動追尾装置、１３は作業車輌１１の運転席等の最も高い部位に設置した自動追尾装置であり、この自動追尾装置１２と１３は、互いの正面が常に向き合うように双方で自動制御される構成になっている。コントロールセンタ１０には、中央制御装置１４及び遠隔／視準用操作部１５が設置されている。また、作業車輌１１の自動追尾装置１３は、これをコントロールセンタ１０の自動追尾装置１２に対し視準させるための視準操作装置１６を備える。図１において、１７はコントールセンタ１０の屋上に旋回可能に、かつ上下動可能に設けた視準用の発光ターゲット、１８は作業車輌１１上に旋回可能に、かつ上下動可能に設けた視準用の発光ターゲットである。
【００１０】次に、図２〜図５の構成について説明する。図２はコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２の概略正面図である。この図２において、自動追尾装置１２は、コントロールセンタ１０の屋上に固定される設置基板１２ａと、この基板１２ａ上に設置された水平旋回台１２ｂ及び該旋回台１２ｂを３６０度旋回させる駆動モータ１２ｃと、旋回台１２ｂ上に固定した逆門型の支持枠１２ｄと、この支持枠１２ｄの上部に横架した軸１２ｅに上向き及び下向きに傾動可能に取り付けた第１の支持部材１２ｆ及び該支持部材１２ｆを上向き及び下向きに傾動させる駆動モータ１２ｇと、第１の支持部材１２ｆ上に固定した第２の支持部材１２ｈを備える。第１の支持部材１２ｆには、追尾と通信を兼ねた発光用レンズ系１２１、及び作業車輌１１側の自動追尾装置１３の発光用レンズ系（後述する）から送出される追尾光及び光信号を受信する受光用レンズ系１２２が正面に向けて設置されている。また、第２の支持部材１２ｈには、コントロールセンタ１０の基準点から作業車輌１１までの距離を測定する光波測距計１２３及びズーム付きの視準用望遠鏡１２４が正面に向けて設置されている。
【００１１】図３は作業車輌１１側の自動追尾装置１３及び追尾操作装置１６の概略正面図である。図３において、自動追尾装置１３は、作業車輌１１の屋根上に固定した設置基板１３ａと、この基板１３ａ上に設置された水平旋回台１３ｂ及び該旋回台１３ｂを３６０度旋回させる駆動モータ１３ｃと、旋回台１３ｂ上に固定した逆門型の支持枠１３ｄと、この支持枠１３ｄの上部に横架した軸１３ｅに上向き及び下向きに傾動可能に取り付けた第１の支持部材１３ｆ及び該支持部材１３ｆを上向き及び下向きに傾動させる駆動モータ１３ｇと、第１の支持部材１３ｆ上に固定した第２の支持部材１３ｈを備える。第１の支持部材１３ｆには、追尾と通信を兼ねた発光用レンズ系１３１、及びコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２の発光用レンズ系１２１から送出される追尾光及び光信号を受信する受光用レンズ系１３２が正面に向けて設置されている。また、第２の支持部材１３ｈには、コントロールセンタ１０の光波測距計１２３からの光波を反射して該光波測距計１２３へ戻す測距用の反射ミラー１３３及びズーム付きの視準用望遠鏡１３４が正面に向けて設置されている。
【００１２】また、視準操作装置１６は、視準用望遠鏡１３４で目標を視準するときに得られる視準画像を表示するＬＣＤ表示部１６ａと、駆動モータ１３ｃ、１３ｇを制御することにより自動追尾装置１３をコントロールセンタ１０の自動追尾装置１２と正対する向きに操作する操作部１６ｂを備え、さらに、この視準操作装置１６には、自動追尾装置１３との間で視準画像情報及び視準操作情報の通信を行う送受信機１９がケーブル２０を介して接続されている。このように構成された視準操作装置１６は携帯可能で、作業車輌１１のいずれの位置にも自由に設置できる構成になっており、また、送受信機１９は作業車輌１１の運転席の屋根上に設置されている。なお、送受信機１９と視準操作装置１６間を接続するケーブル２０は視準操作装置１６に対し分離可能になっている。
【００１３】図４は、コントロールセンタ１０側の視準制御部及び遠隔制御部の構成を示す概略ブロック図である。図４において、中央制御装置１４は、自動追尾装置１２を含む視準装置全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）１４１、視準用望遠鏡１２４を通してＣＣＤカメラ２１で撮影された画像から視準側のターゲット画像（ターゲット１８に相当）を抽出する画像処理装置１４２、及びＣＰＵ１４１と画像処理装置１４２に接続されたＣＲＴ等からなる表示装置１４３を備える。ＣＰＵ１４１には、作業車輌１１を遠隔操作するスティック等からなる遠隔操作部１５１、及び自動追尾装置１２を作業車輌１１に対し視準させるためのキーボード、マウス等からなる視準操作部１５２がそれぞれ接続されている。
【００１４】前記中央制御装置１４の画像処理装置１４２と自動追尾装置１２の視準用ＣＣＤカメラ２１間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部２２を介して接続され、この信号伝送部２２によりＣＣＤカメラ２１の画像信号を画像処理装置１４２に伝送する。なお、ＣＣＤカメラ２１は視準用望遠鏡１２４の接眼レンズに互いの光学的中心軸を一致させて取り付けられている。
【００１５】自動追尾装置１２の旋回用駆動モータ１２ｃ及び上下傾動用駆動モータ１２ｇはモータ駆動制御回路２３に接続され、このモータ駆動制御回路２３と中央制御装置１４のＣＰＵ１４１間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部２４を介して接続されている。従って、視準操作部１５２を操作することにより出力される指令信号はＣＰＵ１４１から信号伝送部２４を通してモータ駆動回路２３に伝送される。また、自動追尾装置１２の発光用レンズ系１２１は、ＣＰＵ１４１から信号伝送部２５を介して伝送されてくる通信データ及び追尾用電気信号を光に変換してレンズ系へ送出する電／光変換部１２１ａを備え、さらに、受光用レンズ系１２２は、該レンズ系を通して入力される自動追尾装置１３からの通信用光信号及び追尾光を電気信号に変換する光／電変換部１２２ａを備えており、この電／光変換部１２１ａ、光／電変換部１２２ａ及び光波測距計１２３は、ホトカプラ等からなる信号伝送部２５を介してＣＰＵ１４１に接続されている。
【００１６】図５は、作業車輌１１の制御部及び自動追尾装置１３の視準制御部の構成を示す概略ブロック図である。図５において、３１は作業車輌１１及び自動追尾装置１３全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）、３２は自動追尾装置１３の視準用望遠鏡１３４を通してＣＣＤカメラ３３で撮影された画像から視準側のターゲット画像（ターゲット１７に相当）を抽出する画像処理装置であり、この画像処理装置３２はＣＰＵ３１に接続されている。また、画像処理装置３２と視準用ＣＣＤカメラ３３間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部３４を介して接続され、この信号伝送部３４によりＣＣＤカメラ３３の画像信号を画像処理装置３２に伝送する。なお、ＣＣＤカメラ３３は視準用望遠鏡１３４の接眼レンズに互いの光学的中心軸を一致させて取り付けられている。
【００１７】自動追尾装置１３の旋回用駆動モータ１３ｃ及び上下傾動用駆動モータ１３ｇはモータ駆動制御回路３５に接続され、このモータ駆動制御回路３５とＣＰＵ３１間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部３６を介して接続されている。また、自動追尾装置１３の発光用レンズ系１３１は、ＣＰＵ３１から信号伝送部３７を介して伝送されてくる通信データ及び追尾用電気信号を光に変換してレンズ系へ送出する電／光変換部１３１ａを備え、さらに、受光用レンズ系１３２は、該レンズ系を通して入力される自動追尾装置１２からの通信用光信号及び追尾光を電気信号に変換する光／電変換部１３２ａを備えており、この電／光変換部１３１ａ及び光／電変換部１３２ａは、ホトカプラ等からなる信号伝送部３７を介してＣＰＵ３１に接続されている。
【００１８】図５中、３８は作業車輌１１をプログラムされた走行経路に沿って自動走行させるとともにダンプアップなどの所定の作業を行わせる運転制御回路であり、この運転制御回路３８は、ホトカプラ等からなる信号伝送部３９を介してＣＰＵ３１に接続され、また、運転制御回路３８には、クローラ駆動部、荷台のアップ／ダウン駆動部等の駆動装置１１１が接続されている。さらに、ＣＰＵ３１には、視準操作装置１６との信号の授受を行う送受信機４０が接続されている。図５において、視準操作装置１６は、ＬＣＤ表示部１６ａ及び視準操作部１６ｂの他に装置全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）１６ｃを備え、このＣＰＵ１６ｃには、送受信機４０と信号の授受を行う前記送受信機１９が接続されている。
【００１９】次に、上記のように構成された本実施例の動作について説明する。コントロールセンタ１０から作業車輌１１を遠隔操作するに際しての視準初期設定、または自動追尾装置１２と１３の視準方向が大きくずれたときの視準について述べる。コントロールセンタ１０から作業車輌１１側を視準する場合は、まず、表示装置１４３の表示画面を見ながら視準操作部１５２をマニュアル操作する。この操作により視準操作部１５２から出力される指令信号はＣＰＵ１４１に取り込まれ、所定の処理がなされた後、信号伝送部２４により駆動制御回路２３に伝送される。駆動制御回路２３では、これから出力される駆動信号を駆動モータ１２ｃ及び１２ｇに加えることにより、それぞれの駆動モータ１２ｃ、１２ｇを回転させ、自動追尾装置１２を上向き、下向き及び水平方向に旋回して、視準用望遠鏡１２４の視野内に作業車輌１１のターゲット１８が入るように自動追尾装置１２を操作する。
【００２０】ターゲット１８が視準用望遠鏡１２４の視野内に入ることによりＣＣＤカメラ２１で撮影され、かつ該ＣＣＤカメラ２１から出力される画像信号は、信号伝送部２２により画像処理装置１４２に伝送される。画像処理装置１４２では、取り込まれた画像データを処理することによってターゲット１８の発光光源に相当する輝度レベルの高い画素パターンからターゲットを抽出し、このターゲット画像と望遠鏡１２４の視準用十字線マークを表示装置１４３に表示する。このときの視準用十字線マークは、表示装置１４３の画面の中心部に表示される。従って、コントロールセンタ１０に居るオペレータは、表示装置１４３の表示画面を見ながら視準用操作部１５２を微操作することにより、駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御して表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１２４の視準用十字線マークの中心に一致させる。これにより、視準用望遠鏡１２４を覗くことなく表示装置１４３の表示画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２を作業車輌１１側のターゲット１８に視準させることができる。
【００２１】次に、作業車輌１１側からコントロールセンタ１０を視準する場合について説明する。この場合は、まず、ＬＣＤ表示部１６ａの表示画面を見ながら視準操作部１６ｂをマニュアル操作する。この操作により視準操作部１６ｂから出力される指令信号はＣＰＵ１６ｃに取り込まれ、所定の処理がなされた後、送受信機１９によりコントロールセンタ１０ヘ送信される。この視準操作指令信号を受信した送受信機４０では、受信信号を復調してＣＰＵ３１に出力する。ＣＰＵ３１では、取り込まれた視準操作信号を処理した後、信号伝送部３６により駆動制御回路３５に伝送する。駆動制御回路３５では、これから出力される駆動信号を駆動モータ１３ｃ及び１３ｇに加えることにより、それぞれの駆動モータ１３ｃ、１３ｇを回転させ、自動追尾装置１３を上向き、下向き及び水平方向に旋回して、視準用望遠鏡１３４の視野内に作業車輌１１のターゲット１７が入るように自動追尾装置１３を操作する。
【００２２】ターゲット１７が視準用望遠鏡１３４の視野内に入ることによりＣＣＤカメラ３３で撮影され、該ＣＣＤカメラ３３から出力される画像信号は、信号伝送部３４により画像処理装置３２に伝送される。画像処理装置３２では、取り込まれた画像データを処理することによってターゲット１７の発光光源に相当する輝度レベルの高い画素パターンからターゲットを抽出する。このターゲット画像データと望遠鏡１３４の視準用十字線画像データはＣＰＵ３１を通して送受信機４０に送りこまれ、この送受信機４０により作業車輌１１側へ送信される。送信されてくる画像データを受信した送受信機１９では、受信データを復調してＣＰＵ１６ｃに出力する。ＣＰＵ１６ｃでは、取り込まれた復調信号を画像信号に変換してＬＣＤ表示部１６ａに出力することにより、上記ターゲット画像と望遠鏡１３４の視準用十字線マークをＬＣＤ表示部１６ａに表示する。このときの視準用十字線マークは、ＬＣＤ表示部１６ａの画面の中心部に表示される。従って、視準操作装置１６を操作するオペレータは、ＬＣＤ表示部１６ａの表示画面を見ながら視準用操作部１６ｂを微操作することにより、駆動モータ１３ｃ、１３ｇを駆動制御して表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１３４の視準用十字線マークの中心に一致させる。これにより、視準用望遠鏡１３４を覗くことなくＬＣＤ表示画面上で作業車輌１１側の自動追尾装置１３をコントロールセンタ１０側のターゲット１７に視準させることができる。
【００２３】上記のようにして視準された両自動追尾装置１２、１３は、その正面が互いに向き合った状態にあるから、両自動追尾装置１２、１３を自動追尾モードにセットすれば、各自動追尾装置１２と１３は双方向で追尾動作することになる。即ち、コントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２では、作業車輌１１側の自動追尾装置１３の発光用レンズ系１３１を通して定期的に発光される追尾光を受光用レンズ系１２２を通して光／電変換部１２２ａで受信できるように、ＣＰＵ１４１からの制御信号により駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御して、自動追尾装置１２の発光用及び受光用のレンズ系が自動追尾装置１３の発光用及び受光用のレンズ系と正対するように自動追尾装置１２の向きを正確に合わせる。また、作業車輌１１側の自動追尾装置１３においても上記と同様に、コントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２の発光用レンズ系１２１を通して定期的に発光される追尾光を受光用レンズ系１３２を通して光／電変換部１３２ａで受信できるように、ＣＰＵ３１からの制御信号により駆動モータ１３ｃ、１３ｇを駆動制御して、自動追尾装置１３の発光用及び受光用のレンズ系が自動追尾装置１２の発光用及び受光用のレンズ系と正対するように自動追尾装置１３の向きを正確に合わせる。以下同様にして、自動追尾装置１２と１３を追尾光により双方向で追尾動作させることにより、両方の発光用及び受光用レンズ系を互いに正対し合う姿勢に保持し、この状態の発光用及び受光用レンズ系を利用して両者間の光通信を可能にする。
【００２４】一方、自動追尾装置１２と１３とが双方向追尾動作している状態において、コントロールセンタ１０から作業車輌１１を遠隔操作するに際し、オペレータが遠隔操作部１５１上のスタートスイッチ（不図示）を投入すると、これを解読したＣＰＵ１４１は光波距離計１２３に対し動作指令を送り、光波距離計１２３を作動状態に保持する。これに伴い光波距離計１２３では、作業車輌１１側の自動追尾装置１３の測距用反射ミラー１３３に向けて光波を送出し、反射ミラー１３３で反射される光波を光波距離計１２３で受けることにより、コントロールセンタ１０から作業車輌１１までの距離をＣＰＵ１４１で算出する。そして、この距離データを基に作業エリア内での作業車輌１１の位置座標を求め、この位置座標と予め設定されている移動経路データとを比較しながら作業車輌１１を移動経路に沿って自動的に移動させるとともに、遠隔操作部１５１を操作することによる操作指令を光通信手段により作業車輌１１に伝送し、該作業車輌１１を操作指令通りに遠隔制御する。
【００２５】このように、本実施例においては、コントロールセンタ１０側から作業車輌１１をマニュアルで視準するときは、視準用望遠鏡１２４を通してＣＣＤカメラ２１で撮影された作業車輌１１側のターゲット画像を表示装置１４３に表示し、この表示画面を見ながら視準用操作部１５２を操作することにより、駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御して表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１２４の視準用十字線マークの中心に一致させる構成にしたから、従来のように、いちいち視準用望遠鏡１２４を覗くことなく表示装置１４３の表示画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２を作業車輌１１側のターゲット１８に簡便に視準させることができる。従って、自動追尾装置１２を作業車輌側のターゲット１８に最初に視準させる初期設定時、または自動追尾装置１２の向きが大きくずれた時の視準時間を大幅に短縮することができるほか、作業者の容易に入れない場所の視準も容易に行うことができる。また、コントロールセンタ１０内でリモートコントロールにより視準できるから、一人のオペレータが複数のセットを操作することができ、大幅な省力化が可能になる。
【００２６】また、作業車輌１１側からコントロールセンタ１０をマニュアルで視準するときは、視準用望遠鏡１３４を通してＣＣＤカメラ３３で撮影されたコントロールセンタ１０側のターゲット画像をＬＣＤ表示部１６ａに表示し、この表示画面を見ながら視準用操作部１６ｂを操作することにより、駆動モータ１３ｃ、１３ｇを駆動制御してＬＣＤ表示部１６ａの表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１３４の視準用十字線マークの中心に一致させる構成にしたから、従来のように、いちいち視準用望遠鏡１３４を覗くことなくＬＣＤ表示部１６ａの表示画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１３を作業車輌１１側のターゲット１７に簡便に視準させることができる。従って、作業車輌１１側においても自動追尾装置１３をコントロールセンタ１０側のターゲット１７に最初に視準させる初期設定時、または自動追尾装置１３の向きが大きくずれた時の視準時間を大幅に短縮することができるほか、視準操作装置１６は、作業車輌１１に対しいずれの位置にも自由に設置できる構成になっているから、一人のオペレータが複数の自動追尾装置１３を１台の視準操作装置１６で視準させることができ、大幅な省力化が可能になる。
【００２７】なお、上記実施例では、遠隔操作される作業車輌とコントロールセンタの自動追尾装置同士を双方で視準させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させるとき、前記追尾装置に設置した撮像カメラにより、被追尾相手視準用の望遠鏡を通して、視準用のターゲットを有する前記被追尾対象を撮影し、この撮像カメラで撮影した画像中のターゲットを画像処理により抽出して、表示部中の前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示し、該表示部中のターゲットの中心を同一画面中の中心箇所に表示される前記視準用望遠鏡の視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを視準操作部からの指令より制御して前記ターゲットを視準する構成にしたので、視準用望遠鏡を覗くことなく表示画面上で追尾装置を被追尾対象に簡便に視準させることができ、その視準時間を大幅に短縮できるほか、視準作業の高効率化及び省人力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による視準方式を作業車輌の遠隔制御に適用した場合の概略構成を示す説明図である。
【図２】本実施例におけるコントロールセンタ側の自動追尾装置の概略正面図である。
【図３】本実施例における作業車輌側の自動追尾装置及び視準操作装置の概略正面図である。
【図４】本実施例におけるコントロールセンタ側の視準制御部及び遠隔制御部の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本実施例における作業車輌制御部及び自動追尾装置視準制御部の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０ コントロールセンタ
１１ 作業車輌
１２ 自動追尾装置
１２ｃ 旋回用駆動モータ
１２ｇ 傾動用駆動モータ
１３ 自動追尾装置
１３ｃ 旋回用駆動モータ
１３ｇ 傾動用駆動モータ
１４ 中央制御装置
１５ 遠隔／視準操作部
１６ 視準操作装置
１６ａ ＬＣＤ表示部
１６ｂ 視準操作部
１７、１８ ターゲット
２１ ＣＣＤカメラ
３１ ＣＰＵ
３２ 画像処理装置
３３ ＣＣＤカメラ
１２４ 視準用望遠鏡
１３４ 視準用望遠鏡
１４１ ＣＰＵ
１４２ 画像処理装置
１４３ ＣＲＴ表示装置
１５１ 遠隔操作部
１５２ 視準操作部
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、指向性の強い電波や光を用いて自動的に相手の動きを追跡する追尾装置の視準方法及び装置に係り、さらに詳しくは、追尾装置から被追尾対象を最初に視準するときに、その視準操作を簡便に行い得るようにした追尾装置の視準方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、広大な造成用建設現場においては、所定の作業を自動的に行うパワーショベル等の作業機械を、建設現場の一角に設けた現場事務所等の基地局から遠隔操作することが試みられている。例えば、建設現場の作業機械を基地局から遠隔操作する場合、作業機械の位置が作業の進行と共に随時変化するため、基地局から作業機械を、または作業機械から基地局を自動追尾して作業機械と基地局との相対位置を的確に把握し、これにより、基地局から作業機械に対し遠隔操作用の制御情報が的確に伝送されるようにすることが望ましい。
【０００３】特に、基地局と作業機械間の測距を行いそのデータを双方で通信しつつ、測距結果に応じて基地局から作業機械を遠隔操作する場合には、指向性の強い短波長の電波や光を利用して測距やデータ通信を行うが、この種の電波または光では、その送受信間での視準軸線が僅かでもずれると、通信或は測距に支障を来し、最悪の場合には通信または測距が不能になってしまう。このため、基地局と作業機械間を測距しながら基地局から作業機械に対し制御信号を伝送して作業機械を遠隔制御する場合には、前記遠隔操作用の制御情報だけでなく、測距やデータ通信用の前記電波や光が基地局及び作業機械の送受信部間で相手に的確に伝送されるようにすることが望ましい。
【０００４】このような背景から、本出願人らは、前記遠隔操作用の制御情報や、測距、データ通信用の前記電波や光が、基地局及び作業機械間で的確に相手に伝送されるようにため、基地局及び作業機械のそれぞれに自動追尾装置を設置し、この各自動追尾装置から相手側の追尾用ターゲットに向け光を放射するとともに相手側のターゲットから反射されてくる反射光を常に受信できるように、即ち相手側を視準できるように各自動追尾装置の向きを上下及び左右方向に調整し、追尾装置双方を常に正対する姿勢に制御する自動追尾方式を先に提案した。
【０００５】しかし、現在提案されている自動追尾装置は、急激な変化に対し追尾させることができない。従って、例えば、建設現場内を自動走行するクローラダンプ等の作業機械に自動追尾装置を搭載して、基地局との間で連続した通信や作業機械の位置を測定する場合、自動追尾装置が相手の動きに追尾できないケースがある。このような場合、追尾不能により通信などの機能が停止した時点で、追尾装置を視準動作させることで復帰させ得るが、作業機械の急激な走行変化により、その自動追尾装置の視準位置が大きくずれた場合には、自動追尾装置による自動的な視準は不可能である。そこで、自動追尾装置の視準位置が大きくずれた場合に、従来は、自動追尾装置に取り付けた視準用の望遠鏡を覗きながら追尾装置を手動により操作して相手側のターゲットを探し視準していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基地局から遠隔制御される作業機械は基地局から遠く離れている場合が多く、しかも、追尾装置は作業機械の最も高い位置に設置されていることが多いため、追尾装置を相手側のターゲットに対し視準させるのに多くの時間がかかり、その復帰操作も面倒で多くの人的労力を要するという問題があった。本発明は、上記のような従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、追尾装置の追尾相手に対する視準を容易にし、視準作業の高効率化及び省人力化を図ることができる自動追尾装置の視準方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために請求項１の発明は、自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準方法であって、前記被追尾対象に視準用のターゲットを設置し、前記追尾装置に、被追尾対象視準用の望遠鏡と、該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラとを設置し、前記撮像カメラで撮影した画像中の前記ターゲットを画像処理により抽出して表示部中の前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに、前記望遠鏡の視準マークを前記表示部中の中心箇所に表示し、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを操作指令により制御して前記被追尾対象を視準するようにしたことを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は、自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準装置であって、前記被追尾対象に設置した視準用のターゲットと、前記追尾装置に指向方向可変に設置した被追尾対象視準用の望遠鏡及び該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラと、前記追尾装置を前記被追尾対象と正対する向きに動作させる駆動手段と、前記追尾装置に対し視準用の指令を入力する視準操作手段と、前記撮像カメラにより撮影した画像中の前記ターゲットを抽出する画像処理手段と、前記抽出したターゲットの画像を前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに前記望遠鏡の視準マークを中心箇所に表示する表示手段と、前記視準操作手段からの操作指令に基づいて前記駆動手段を制御することにより、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを調節させる制御手段とを備える構成にした。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明をクローラダンプ（以下、作業車輌という）の遠隔制御に適用した場合の概略構成を示す説明図である。図１において、１０は造成地等の建設現場のほぼ全域を見渡せる位置に設置した現場事務所等に相当するコントロールセンタ、１１は建設現場内を自動走行する作業車輌、１２はコントールセンタ１０の屋上に設置した自動追尾装置、１３は作業車輌１１の運転席等の最も高い部位に設置した自動追尾装置であり、この自動追尾装置１２と１３は、互いの正面が常に向き合うように双方で自動制御される構成になっている。コントロールセンタ１０には、中央制御装置１４及び遠隔／視準用操作部１５が設置されている。また、作業車輌１１の自動追尾装置１３は、これをコントロールセンタ１０の自動追尾装置１２に対し視準させるための視準操作装置１６を備える。図１において、１７はコントールセンタ１０の屋上に旋回可能に、かつ上下動可能に設けた視準用の発光ターゲット、１８は作業車輌１１上に旋回可能に、かつ上下動可能に設けた視準用の発光ターゲットである。
【００１０】次に、図２〜図５の構成について説明する。図２はコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２の概略正面図である。この図２において、自動追尾装置１２は、コントロールセンタ１０の屋上に固定される設置基板１２ａと、この基板１２ａ上に設置された水平旋回台１２ｂ及び該旋回台１２ｂを３６０度旋回させる駆動モータ１２ｃと、旋回台１２ｂ上に固定した逆門型の支持枠１２ｄと、この支持枠１２ｄの上部に横架した軸１２ｅに上向き及び下向きに傾動可能に取り付けた第１の支持部材１２ｆ及び該支持部材１２ｆを上向き及び下向きに傾動させる駆動モータ１２ｇと、第１の支持部材１２ｆ上に固定した第２の支持部材１２ｈを備える。第１の支持部材１２ｆには、追尾と通信を兼ねた発光用レンズ系１２１、及び作業車輌１１側の自動追尾装置１３の発光用レンズ系（後述する）から送出される追尾光及び光信号を受信する受光用レンズ系１２２が正面に向けて設置されている。また、第２の支持部材１２ｈには、コントロールセンタ１０の基準点から作業車輌１１までの距離を測定する光波測距計１２３及びズーム付きの視準用望遠鏡１２４が正面に向けて設置されている。
【００１１】図３は作業車輌１１側の自動追尾装置１３及び追尾操作装置１６の概略正面図である。図３において、自動追尾装置１３は、作業車輌１１の屋根上に固定した設置基板１３ａと、この基板１３ａ上に設置された水平旋回台１３ｂ及び該旋回台１３ｂを３６０度旋回させる駆動モータ１３ｃと、旋回台１３ｂ上に固定した逆門型の支持枠１３ｄと、この支持枠１３ｄの上部に横架した軸１３ｅに上向き及び下向きに傾動可能に取り付けた第１の支持部材１３ｆ及び該支持部材１３ｆを上向き及び下向きに傾動させる駆動モータ１３ｇと、第１の支持部材１３ｆ上に固定した第２の支持部材１３ｈを備える。第１の支持部材１３ｆには、追尾と通信を兼ねた発光用レンズ系１３１、及びコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２の発光用レンズ系１２１から送出される追尾光及び光信号を受信する受光用レンズ系１３２が正面に向けて設置されている。また、第２の支持部材１３ｈには、コントロールセンタ１０の光波測距計１２３からの光波を反射して該光波測距計１２３へ戻す測距用の反射ミラー１３３及びズーム付きの視準用望遠鏡１３４が正面に向けて設置されている。
【００１２】また、視準操作装置１６は、視準用望遠鏡１３４で目標を視準するときに得られる視準画像を表示するＬＣＤ表示部１６ａと、駆動モータ１３ｃ、１３ｇを制御することにより自動追尾装置１３をコントロールセンタ１０の自動追尾装置１２と正対する向きに操作する操作部１６ｂを備え、さらに、この視準操作装置１６には、自動追尾装置１３との間で視準画像情報及び視準操作情報の通信を行う送受信機１９がケーブル２０を介して接続されている。このように構成された視準操作装置１６は携帯可能で、作業車輌１１のいずれの位置にも自由に設置できる構成になっており、また、送受信機１９は作業車輌１１の運転席の屋根上に設置されている。なお、送受信機１９と視準操作装置１６間を接続するケーブル２０は視準操作装置１６に対し分離可能になっている。
【００１３】図４は、コントロールセンタ１０側の視準制御部及び遠隔制御部の構成を示す概略ブロック図である。図４において、中央制御装置１４は、自動追尾装置１２を含む視準装置全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）１４１、視準用望遠鏡１２４を通してＣＣＤカメラ２１で撮影された画像から視準側のターゲット画像（ターゲット１８に相当）を抽出する画像処理装置１４２、及びＣＰＵ１４１と画像処理装置１４２に接続されたＣＲＴ等からなる表示装置１４３を備える。ＣＰＵ１４１には、作業車輌１１を遠隔操作するスティック等からなる遠隔操作部１５１、及び自動追尾装置１２を作業車輌１１に対し視準させるためのキーボード、マウス等からなる視準操作部１５２がそれぞれ接続されている。
【００１４】前記中央制御装置１４の画像処理装置１４２と自動追尾装置１２の視準用ＣＣＤカメラ２１間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部２２を介して接続され、この信号伝送部２２によりＣＣＤカメラ２１の画像信号を画像処理装置１４２に伝送する。なお、ＣＣＤカメラ２１は視準用望遠鏡１２４の接眼レンズに互いの光学的中心軸を一致させて取り付けられている。
【００１５】自動追尾装置１２の旋回用駆動モータ１２ｃ及び上下傾動用駆動モータ１２ｇはモータ駆動制御回路２３に接続され、このモータ駆動制御回路２３と中央制御装置１４のＣＰＵ１４１間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部２４を介して接続されている。従って、視準操作部１５２を操作することにより出力される指令信号はＣＰＵ１４１から信号伝送部２４を通してモータ駆動回路２３に伝送される。また、自動追尾装置１２の発光用レンズ系１２１は、ＣＰＵ１４１から信号伝送部２５を介して伝送されてくる通信データ及び追尾用電気信号を光に変換してレンズ系へ送出する電／光変換部１２１ａを備え、さらに、受光用レンズ系１２２は、該レンズ系を通して入力される自動追尾装置１３からの通信用光信号及び追尾光を電気信号に変換する光／電変換部１２２ａを備えており、この電／光変換部１２１ａ、光／電変換部１２２ａ及び光波測距計１２３は、ホトカプラ等からなる信号伝送部２５を介してＣＰＵ１４１に接続されている。
【００１６】図５は、作業車輌１１の制御部及び自動追尾装置１３の視準制御部の構成を示す概略ブロック図である。図５において、３１は作業車輌１１及び自動追尾装置１３全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）、３２は自動追尾装置１３の視準用望遠鏡１３４を通してＣＣＤカメラ３３で撮影された画像から視準側のターゲット画像（ターゲット１７に相当）を抽出する画像処理装置であり、この画像処理装置３２はＣＰＵ３１に接続されている。また、画像処理装置３２と視準用ＣＣＤカメラ３３間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部３４を介して接続され、この信号伝送部３４によりＣＣＤカメラ３３の画像信号を画像処理装置３２に伝送する。なお、ＣＣＤカメラ３３は視準用望遠鏡１３４の接眼レンズに互いの光学的中心軸を一致させて取り付けられている。
【００１７】自動追尾装置１３の旋回用駆動モータ１３ｃ及び上下傾動用駆動モータ１３ｇはモータ駆動制御回路３５に接続され、このモータ駆動制御回路３５とＣＰＵ３１間は、ホトカプラ等からなる信号伝送部３６を介して接続されている。また、自動追尾装置１３の発光用レンズ系１３１は、ＣＰＵ３１から信号伝送部３７を介して伝送されてくる通信データ及び追尾用電気信号を光に変換してレンズ系へ送出する電／光変換部１３１ａを備え、さらに、受光用レンズ系１３２は、該レンズ系を通して入力される自動追尾装置１２からの通信用光信号及び追尾光を電気信号に変換する光／電変換部１３２ａを備えており、この電／光変換部１３１ａ及び光／電変換部１３２ａは、ホトカプラ等からなる信号伝送部３７を介してＣＰＵ３１に接続されている。
【００１８】図５中、３８は作業車輌１１をプログラムされた走行経路に沿って自動走行させるとともにダンプアップなどの所定の作業を行わせる運転制御回路であり、この運転制御回路３８は、ホトカプラ等からなる信号伝送部３９を介してＣＰＵ３１に接続され、また、運転制御回路３８には、クローラ駆動部、荷台のアップ／ダウン駆動部等の駆動装置１１１が接続されている。さらに、ＣＰＵ３１には、視準操作装置１６との信号の授受を行う送受信機４０が接続されている。図５において、視準操作装置１６は、ＬＣＤ表示部１６ａ及び視準操作部１６ｂの他に装置全体を制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）１６ｃを備え、このＣＰＵ１６ｃには、送受信機４０と信号の授受を行う前記送受信機１９が接続されている。
【００１９】次に、上記のように構成された本実施例の動作について説明する。コントロールセンタ１０から作業車輌１１を遠隔操作するに際しての視準初期設定、または自動追尾装置１２と１３の視準方向が大きくずれたときの視準について述べる。コントロールセンタ１０から作業車輌１１側を視準する場合は、まず、表示装置１４３の表示画面を見ながら視準操作部１５２をマニュアル操作する。この操作により視準操作部１５２から出力される指令信号はＣＰＵ１４１に取り込まれ、所定の処理がなされた後、信号伝送部２４により駆動制御回路２３に伝送される。駆動制御回路２３では、これから出力される駆動信号を駆動モータ１２ｃ及び１２ｇに加えることにより、それぞれの駆動モータ１２ｃ、１２ｇを回転させ、自動追尾装置１２を上向き、下向き及び水平方向に旋回して、視準用望遠鏡１２４の視野内に作業車輌１１のターゲット１８が入るように自動追尾装置１２を操作する。
【００２０】ターゲット１８が視準用望遠鏡１２４の視野内に入ることによりＣＣＤカメラ２１で撮影され、かつ該ＣＣＤカメラ２１から出力される画像信号は、信号伝送部２２により画像処理装置１４２に伝送される。画像処理装置１４２では、取り込まれた画像データを処理することによってターゲット１８の発光光源に相当する輝度レベルの高い画素パターンからターゲットを抽出し、このターゲット画像と望遠鏡１２４の視準用十字線マークを表示装置１４３に表示する。このときの視準用十字線マークは、表示装置１４３の画面の中心部に表示される。従って、コントロールセンタ１０に居るオペレータは、表示装置１４３の表示画面を見ながら視準用操作部１５２を微操作することにより、駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御して表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１２４の視準用十字線マークの中心に一致させる。これにより、視準用望遠鏡１２４を覗くことなく表示装置１４３の表示画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２を作業車輌１１側のターゲット１８に視準させることができる。
【００２１】次に、作業車輌１１側からコントロールセンタ１０を視準する場合について説明する。この場合は、まず、ＬＣＤ表示部１６ａの表示画面を見ながら視準操作部１６ｂをマニュアル操作する。この操作により視準操作部１６ｂから出力される指令信号はＣＰＵ１６ｃに取り込まれ、所定の処理がなされた後、送受信機１９によりコントロールセンタ１０ヘ送信される。この視準操作指令信号を受信した送受信機４０では、受信信号を復調してＣＰＵ３１に出力する。ＣＰＵ３１では、取り込まれた視準操作信号を処理した後、信号伝送部３６により駆動制御回路３５に伝送する。駆動制御回路３５では、これから出力される駆動信号を駆動モータ１３ｃ及び１３ｇに加えることにより、それぞれの駆動モータ１３ｃ、１３ｇを回転させ、自動追尾装置１３を上向き、下向き及び水平方向に旋回して、視準用望遠鏡１３４の視野内に作業車輌１１のターゲット１７が入るように自動追尾装置１３を操作する。
【００２２】ターゲット１７が視準用望遠鏡１３４の視野内に入ることによりＣＣＤカメラ３３で撮影され、該ＣＣＤカメラ３３から出力される画像信号は、信号伝送部３４により画像処理装置３２に伝送される。画像処理装置３２では、取り込まれた画像データを処理することによってターゲット１７の発光光源に相当する輝度レベルの高い画素パターンからターゲットを抽出する。このターゲット画像データと望遠鏡１３４の視準用十字線画像データはＣＰＵ３１を通して送受信機４０に送りこまれ、この送受信機４０により作業車輌１１側へ送信される。送信されてくる画像データを受信した送受信機１９では、受信データを復調してＣＰＵ１６ｃに出力する。ＣＰＵ１６ｃでは、取り込まれた復調信号を画像信号に変換してＬＣＤ表示部１６ａに出力することにより、上記ターゲット画像と望遠鏡１３４の視準用十字線マークをＬＣＤ表示部１６ａに表示する。このときの視準用十字線マークは、ＬＣＤ表示部１６ａの画面の中心部に表示される。従って、視準操作装置１６を操作するオペレータは、ＬＣＤ表示部１６ａの表示画面を見ながら視準用操作部１６ｂを微操作することにより、駆動モータ１３ｃ、１３ｇを駆動制御して表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１３４の視準用十字線マークの中心に一致させる。これにより、視準用望遠鏡１３４を覗くことなくＬＣＤ表示画面上で作業車輌１１側の自動追尾装置１３をコントロールセンタ１０側のターゲット１７に視準させることができる。
【００２３】上記のようにして視準された両自動追尾装置１２、１３は、その正面が互いに向き合った状態にあるから、両自動追尾装置１２、１３を自動追尾モードにセットすれば、各自動追尾装置１２と１３は双方向で追尾動作することになる。即ち、コントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２では、作業車輌１１側の自動追尾装置１３の発光用レンズ系１３１を通して定期的に発光される追尾光を受光用レンズ系１２２を通して光／電変換部１２２ａで受信できるように、ＣＰＵ１４１からの制御信号により駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御して、自動追尾装置１２の発光用及び受光用のレンズ系が自動追尾装置１３の発光用及び受光用のレンズ系と正対するように自動追尾装置１２の向きを正確に合わせる。また、作業車輌１１側の自動追尾装置１３においても上記と同様に、コントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２の発光用レンズ系１２１を通して定期的に発光される追尾光を受光用レンズ系１３２を通して光／電変換部１３２ａで受信できるように、ＣＰＵ３１からの制御信号により駆動モータ１３ｃ、１３ｇを駆動制御して、自動追尾装置１３の発光用及び受光用のレンズ系が自動追尾装置１２の発光用及び受光用のレンズ系と正対するように自動追尾装置１３の向きを正確に合わせる。以下同様にして、自動追尾装置１２と１３を追尾光により双方向で追尾動作させることにより、両方の発光用及び受光用レンズ系を互いに正対し合う姿勢に保持し、この状態の発光用及び受光用レンズ系を利用して両者間の光通信を可能にする。
【００２４】一方、自動追尾装置１２と１３とが双方向追尾動作している状態において、コントロールセンタ１０から作業車輌１１を遠隔操作するに際し、オペレータが遠隔操作部１５１上のスタートスイッチ（不図示）を投入すると、これを解読したＣＰＵ１４１は光波距離計１２３に対し動作指令を送り、光波距離計１２３を作動状態に保持する。これに伴い光波距離計１２３では、作業車輌１１側の自動追尾装置１３の測距用反射ミラー１３３に向けて光波を送出し、反射ミラー１３３で反射される光波を光波距離計１２３で受けることにより、コントロールセンタ１０から作業車輌１１までの距離をＣＰＵ１４１で算出する。そして、この距離データを基に作業エリア内での作業車輌１１の位置座標を求め、この位置座標と予め設定されている移動経路データとを比較しながら作業車輌１１を移動経路に沿って自動的に移動させるとともに、遠隔操作部１５１を操作することによる操作指令を光通信手段により作業車輌１１に伝送し、該作業車輌１１を操作指令通りに遠隔制御する。
【００２５】このように、本実施例においては、コントロールセンタ１０側から作業車輌１１をマニュアルで視準するときは、視準用望遠鏡１２４を通してＣＣＤカメラ２１で撮影された作業車輌１１側のターゲット画像を表示装置１４３に表示し、この表示画面を見ながら視準用操作部１５２を操作することにより、駆動モータ１２ｃ、１２ｇを駆動制御して表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１２４の視準用十字線マークの中心に一致させる構成にしたから、従来のように、いちいち視準用望遠鏡１２４を覗くことなく表示装置１４３の表示画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１２を作業車輌１１側のターゲット１８に簡便に視準させることができる。従って、自動追尾装置１２を作業車輌側のターゲット１８に最初に視準させる初期設定時、または自動追尾装置１２の向きが大きくずれた時の視準時間を大幅に短縮することができるほか、作業者の容易に入れない場所の視準も容易に行うことができる。また、コントロールセンタ１０内でリモートコントロールにより視準できるから、一人のオペレータが複数のセットを操作することができ、大幅な省力化が可能になる。
【００２６】また、作業車輌１１側からコントロールセンタ１０をマニュアルで視準するときは、視準用望遠鏡１３４を通してＣＣＤカメラ３３で撮影されたコントロールセンタ１０側のターゲット画像をＬＣＤ表示部１６ａに表示し、この表示画面を見ながら視準用操作部１６ｂを操作することにより、駆動モータ１３ｃ、１３ｇを駆動制御してＬＣＤ表示部１６ａの表示画像中のターゲット画像の中心を望遠鏡１３４の視準用十字線マークの中心に一致させる構成にしたから、従来のように、いちいち視準用望遠鏡１３４を覗くことなくＬＣＤ表示部１６ａの表示画面上でコントロールセンタ１０側の自動追尾装置１３を作業車輌１１側のターゲット１７に簡便に視準させることができる。従って、作業車輌１１側においても自動追尾装置１３をコントロールセンタ１０側のターゲット１７に最初に視準させる初期設定時、または自動追尾装置１３の向きが大きくずれた時の視準時間を大幅に短縮することができるほか、視準操作装置１６は、作業車輌１１に対しいずれの位置にも自由に設置できる構成になっているから、一人のオペレータが複数の自動追尾装置１３を１台の視準操作装置１６で視準させることができ、大幅な省力化が可能になる。
【００２７】なお、上記実施例では、遠隔操作される作業車輌とコントロールセンタの自動追尾装置同士を双方で視準させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させるとき、前記追尾装置に設置した撮像カメラにより、被追尾相手視準用の望遠鏡を通して、視準用のターゲットを有する前記被追尾対象を撮影し、この撮像カメラで撮影した画像中のターゲットを画像処理により抽出して、表示部中の前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示し、該表示部中のターゲットの中心を同一画面中の中心箇所に表示される前記視準用望遠鏡の視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを視準操作部からの指令より制御して前記ターゲットを視準する構成にしたので、視準用望遠鏡を覗くことなく表示画面上で追尾装置を被追尾対象に簡便に視準させることができ、その視準時間を大幅に短縮できるほか、視準作業の高効率化及び省人力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による視準方式を作業車輌の遠隔制御に適用した場合の概略構成を示す説明図である。
【図２】本実施例におけるコントロールセンタ側の自動追尾装置の概略正面図である。
【図３】本実施例における作業車輌側の自動追尾装置及び視準操作装置の概略正面図である。
【図４】本実施例におけるコントロールセンタ側の視準制御部及び遠隔制御部の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本実施例における作業車輌制御部及び自動追尾装置視準制御部の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０ コントロールセンタ
１１ 作業車輌
１２ 自動追尾装置
１２ｃ 旋回用駆動モータ
１２ｇ 傾動用駆動モータ
１３ 自動追尾装置
１３ｃ 旋回用駆動モータ
１３ｇ 傾動用駆動モータ
１４ 中央制御装置
１５ 遠隔／視準操作部
１６ 視準操作装置
１６ａ ＬＣＤ表示部
１６ｂ 視準操作部
１７、１８ ターゲット
２１ ＣＣＤカメラ
３１ ＣＰＵ
３２ 画像処理装置
３３ ＣＣＤカメラ
１２４ 視準用望遠鏡
１３４ 視準用望遠鏡
１４１ ＣＰＵ
１４２ 画像処理装置
１４３ ＣＲＴ表示装置
１５１ 遠隔操作部
１５２ 視準操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準方法であって、前記被追尾対象に視準用のターゲットを設置し、前記追尾装置に、被追尾対象視準用の望遠鏡と、該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラとを設置し、前記撮像カメラで撮影した画像中の前記ターゲットを画像処理により抽出して表示部中の前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに、前記望遠鏡の視準マークを前記表示部中の中心箇所に表示し、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを操作指令により制御して前記被追尾対象を視準するようにした、ことを特徴とする追尾装置の視準方法。
【請求項２】 自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準装置であって、前記被追尾対象に設置した視準用のターゲットと、前記追尾装置に指向方向可変に設置した被追尾対象視準用の望遠鏡及び該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラと、前記追尾装置を前記被追尾対象と正対する向きに動作させる駆動手段と、前記追尾装置に対し視準用の指令を入力する視準操作手段と、前記撮像カメラにより撮影した画像中の前記ターゲットを抽出する画像処理手段と、前記抽出したターゲットの画像を前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに前記望遠鏡の視準マークを中心箇所に表示する表示手段と、前記視準操作手段からの操作指令に基づいて前記駆動手段を制御することにより、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを調節させる制御手段と、を備えたことを特徴とする追尾装置の視準装置。
【請求項１】 自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準方法であって、前記被追尾対象に視準用のターゲットを設置し、前記追尾装置に、被追尾対象視準用の望遠鏡と、該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラとを設置し、前記撮像カメラで撮影した画像中の前記ターゲットを画像処理により抽出して表示部中の前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに、前記望遠鏡の視準マークを前記表示部中の中心箇所に表示し、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを操作指令により制御して前記被追尾対象を視準するようにした、ことを特徴とする追尾装置の視準方法。
【請求項２】 自動的に相手の動きを追跡する追尾装置を被追尾対象に最初に視準させる視準装置であって、前記被追尾対象に設置した視準用のターゲットと、前記追尾装置に指向方向可変に設置した被追尾対象視準用の望遠鏡及び該望遠鏡を通して前記被追尾対象を撮影する撮像カメラと、前記追尾装置を前記被追尾対象と正対する向きに動作させる駆動手段と、前記追尾装置に対し視準用の指令を入力する視準操作手段と、前記撮像カメラにより撮影した画像中の前記ターゲットを抽出する画像処理手段と、前記抽出したターゲットの画像を前記画像中における前記ターゲットの位置に応じた箇所に表示するとともに前記望遠鏡の視準マークを中心箇所に表示する表示手段と、前記視準操作手段からの操作指令に基づいて前記駆動手段を制御することにより、前記表示部に表示される前記ターゲットの中心が該表示部に表示される前記視準マークに一致するように前記追尾装置の向きを調節させる制御手段と、を備えたことを特徴とする追尾装置の視準装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開平７−６３５５７
【公開日】平成７年（１９９５）３月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−２３８８８８
【出願日】平成５年（１９９３）８月３０日
【出願人】（０００１１２６６８）株式会社フジタ (20)
【出願人】（０００１２８８３２）株式会社オプテック (1)
【公開日】平成７年（１９９５）３月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）８月３０日
【出願人】（０００１１２６６８）株式会社フジタ (20)
【出願人】（０００１２８８３２）株式会社オプテック (1)
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