遠隔操作ロボットシステム
【課題】遠隔操作ロボットシステムにおいて、制御処理装置の簡素化及び低コスト化を図る。
【解決手段】操作機５１の操作機制御部５３とロボット１１のロボット制御部３２との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを構築し、有線ネットワークを、操作機用メディアコンバータ５４とロボット用メディアコンバータ３３を伝送ケーブル２６により接続するイーサネット（登録商標）回線により構成する一方、無線ネットワークを、操作機用ブリッジ５５とロボット用ブリッジ３４を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成し、主要部の制御機器を共通化する。
【解決手段】操作機５１の操作機制御部５３とロボット１１のロボット制御部３２との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを構築し、有線ネットワークを、操作機用メディアコンバータ５４とロボット用メディアコンバータ３３を伝送ケーブル２６により接続するイーサネット（登録商標）回線により構成する一方、無線ネットワークを、操作機用ブリッジ５５とロボット用ブリッジ３４を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成し、主要部の制御機器を共通化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作機側とロボット側との間で各種データを送受信することで操作機によりロボットを遠隔操作する遠隔操作ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建物内で事故や火災などが発生した場合、消防設備によって警報を発し、スプリンクラーを作動して消火を行うと共に、防火シャッターを作動して火炎の拡大や煙の拡散を抑えながら、排煙設備により煙を迅速に排出するようにしている。また、管理室にいる管理者は、各所に配置されているテレビカメラにより事故や火災などの発生状況を監視し、事故や火災などの発生箇所の特定、被害状況の把握、または不審者の確認などを行っている。そして、火災現場での消火活動や救助活動などは、現場の人や管理者、消防員などが行っているのが現状である。
【０００３】
しかし、建物内に設けられたテレビカメラからの画像では、テレビカメラの視野が制限され、モニタできる範囲が限定されて不審人者の特定や火災の発生状況を的確に把握することが難しい。また、現場の人や管理者が火災現場での消火活動や救助活動などを行うことは危険であり、消防員であっても、火災現場で有毒ガスが発生している状況では、消火活動や救助活動などを行うことは危険を伴ってしまう。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された走行式作業ロボットは、左右のクローラにより不整地でも走行可能であり、遠隔制御部及び搭載したバッテリからケーブルを介して電力が供給可能であると共に、この走行式作業ロボットは、遠隔制御部から送信される制御情報を受信してクローラや各関節アームを動作可能であると共に、ロボット各部の動作状態情報を遠隔制御部に送信可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５４３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように遠隔地にいる使用者が遠隔制御部を操作して走行式作業ロボットを遠隔操作する場合、遠隔制御部と走行式作業ロボットとの間で各種の情報をやり取りする必要がある。一般には、遠隔制御部と走行式作業ロボットとで、有線または無線により各種情報を伝送することが考えられ、この場合、信号の伝達性能や伝達速度などを考慮すると有線に信頼性があるが、伝送ケーブルの取り回しや切断事故などを考慮すると無線に信頼性がある。そのため、遠隔制御部と走行式作業ロボットとの間で有線及び無線により各種情報を伝送可能とすることが考えられるが、この場合、通信機器や制御機器の複雑化、大型化、高コスト化を招いてしまう。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、制御処理装置の簡素化及び低コスト化を図った遠隔操作ロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の遠隔操作ロボットシステムは、操作機とロボットとの間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信することで前記操作機により前記ロボットを遠隔操作可能な遠隔操作ロボットシステムにおいて、操作機制御部及びロボット制御部と、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する有線ネットワークと、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する無線ネットワークと、前記有線ネットワークと前記無線ネットワークとを切換可能なネットワーク切換手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記有線ネットワークは、操作機用メディアコンバータとロボット用メディアコンバータを光ファイバにより接続するイーサネット（登録商標）回線により構成される一方、前記無線ネットワークは、操作機用中継局とロボット用中継局を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータ及び前記操作機用中継局が接続される操作機用マネージドスイッチと、前記ロボット用メディアコンバータ及び前記ロボット用中継局が接続されるロボット用マネージドスイッチにより構成されたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータへの電源供給を停止する第１電源スイッチと、前記操作機用中継局への電源供給を停止する第２電源スイッチにより構成されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記操作機用マネージドスイッチは、前記操作機用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオデコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記ロボット用マネージドスイッチは、前記ロボット用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオエンコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、操作機制御部とロボット制御部との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを設けると共に、この有線ネットワークと無線ネットワークを切換可能なネットワーク切換手段を設けたので、このネットワーク切換手段によりロボットの使用状況に応じて有線ネットワークと無線ネットワークを適正に切換えて選択的に使用することができ、且つ、機器構成を共通化して制御処理装置の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００１５】
請求項２の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、有線ネットワークを、操作機用メディアコンバータとロボット用メディアコンバータを光ファイバにより接続するイーサネット（登録商標）回線により構成する一方、無線ネットワークを、操作機用中継局とロボット用中継局を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成したので、操作機制御部とロボット制御部との間で送受信するデータをデジタルデータとすることで、主要部の制御機器を共通化して制御処理装置の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００１６】
請求項３の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、ネットワーク切換手段を、操作機用メディアコンバータ及び操作機用中継局が接続される操作機用マネージドスイッチと、ロボット用メディアコンバータ及びロボット用中継局が接続されるロボット用マネージドスイッチにより構成したので、各マネージドスイッチにより有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えて使用することができると共に、冗長接続を可能としてロボットの確実な遠隔操作を可能とすることができる。
【００１７】
請求項４の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、ネットワーク切換手段を、操作機用メディアコンバータへの電源供給を停止する第１電源スイッチと、操作機用中継局への電源供給を停止する第２電源スイッチにより構成したので、各電源スイッチにより有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えることができ、装置の簡素化を可能とすることができる。
【００１８】
請求項５の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、操作機用マネージドスイッチにより操作機用制御部との間で、制御データを送受信可能であると共にビデオデコーダを介して音声データ及び映像データを送受信可能としたので、簡単な構成で制御データと音声データと映像データを送受信することができる。
【００１９】
請求項６の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、ロボット用マネージドスイッチによりロボット用制御部との間で、制御データを送受信可能であると共にビデオエンコーダを介して音声データ及び映像データを送受信可能としたので、簡単な構成で制御データと音声データと映像データを送受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る遠隔操作ロボットシステムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る遠隔操作ロボットシステムを表す概略構成図、図２は、本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの正面図、図３は、本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの平面図である。
【００２２】
本実施例の遠隔操作ロボットシステムは、建物内や地下街、地下鉄道の駅内に進入して防災支援活動を行うロボットである。まず、本実施例の遠隔操作ロボットシステムを構成するロボットについて説明する。図２及び図３に示すように、ロボット１１は、車体１２の両側に前部従動輪１３Ｌ，１３Ｒ及び後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒが支持されると共に、左右の前部従動輪１３Ｌ，１３Ｒと後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒとの間にクローラ１５Ｌ，１５Ｒが掛け回されている。そして、車体１２の中央部には、左右一対の駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒが搭載され、各駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒの駆動軸に減速機１７Ｌ，１７Ｒを介して駆動スプロケット１８Ｌ，１８Ｒが固結されており、この駆動スプロケット１８Ｌ，１８Ｒと後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒに一体の中間スプロケット１９Ｌ，１９Ｒとの間にチェーン２０Ｌ，２０Ｒが掛け回されている。なお、図示しないが、各クローラ１５Ｌ，１５Ｒに対応して保持ブレーキが設けられている。
【００２３】
従って、各駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒを駆動すると、その駆動力が減速機１７Ｌ，１７Ｒ、駆動スプロケット１８Ｌ，１８Ｒ、チェーン２０Ｌ，２０Ｒ、中間スプロケット１９Ｌ，１９Ｒを介して後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒに伝達され、前部従動輪１３Ｌ，１３Ｒとこの後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒとの間に掛け回されたクローラ１５Ｌ，１５Ｒを駆動し、ロボット１１を前進または後退することができる。このとき、左右の駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒの駆動回転方向を逆にすると、左右のクローラ１５Ｌ，１５Ｒの駆動回転方向が逆になり、ロボット１１を旋回することができる。つまり、左側のクローラ１５Ｌを図２にて時計回り方向に回転し、右側のクローラ１５Ｒを図２にて反時計回り方向に回転すると、ロボット１１を左旋回（図３にて反時計回り方向旋回）することができ、左側のクローラ１５Ｌを図２にて反時計回り方向に回転し、右側のクローラ１５Ｒを図２にて時計回り方向に回転すると、ロボット１１を右旋回（図３にて時計回り方向旋回）することができる。
【００２４】
また、車体１２には、前方カメラ２１Ａと後方カメラ２１Ｂと側方カメラ２１Ｌ，２１Ｒが装着されると共に、各カメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒに対応して照明２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｌ，２２Ｒが装着されており、前方カメラ２１Ａは上下にパン・チルト可能となっている。更に、車体１２の前部にマイクロフォン２３及びスピーカ２４が装着されている。
【００２５】
そして、本実施例では、操作機５１とロボット１１とが有線ネットワークおよび無線ネットワークにより各種データの送受信が可能となっている。即ち、ロボット１１の車体１２には、伝送ケーブル（光ファイバ）２６を巻き取るケーブルドラム２７が回転自在に支持されると共に、ケーブルモータ２８が搭載され、ケーブルモータ２８の駆動軸とケーブルドラム２７の回転軸との間にチェーン２９が掛け回されている。従って、ロボット１１の走行に応じてケーブルモータ２８を駆動すると、ケーブルドラム２７を回転して伝送ケーブル２６を巻き取ったり、繰り出したりすることができる。また、ロボット１１の後部には、ロボット用アンテナ３０が装着されており、操作機５１の操作機用アンテナ５２と送受信することができる。
【００２６】
次に、本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおける操作機制御部及びロボット制御部について説明する。図１に示すように、操作機制御部５３にて、有線ネットワークを構成するための操作機用メディアコンバータ５４と、無線ネットワークを構成する操作機用ブリッジ（操作機用中継局）５５とが設けられ、操作機用メディアコンバータ５４には伝送ケーブル２６の一端部が接続され、操作機用ブリッジ５５にはアンテナ５２が接続されている。そして、この操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５は、ハブ（操作機用マネージドスイッチ）５６に接続され、このハブ５６はビデオデコーダ５７に接続されている。
【００２７】
ビデオデコーダ５７には、マイクロフォン５８とスピーカ５９が接続されている。そして、ビデオデコーダ５７は、ビデオキャプチャ６０を介してコンピュータ６１に接続されており、受信した映像と音声をデジタルデータとしてコンピュータ６１に取り込むことができると共に、音声をスピーカ５９から出力することができ、更に、マイクロフォン５８から入力した音声をハブ５６側に出力することができる。一方、ハブ５６は、直接コンピュータ６１に接続されており、コンピュータ６１との間でロボット制御信号の出入力を行うことができる。なお、コンピュータ６１には、ダウンスキャンコンバータ６２及びハードディスクレコーダ６３が接続されており、コンピュータ６１からの映像と音声の出力信号をダウンスキャンコンバータ６２により低周波数に変換し、ハードディスクレコーダ６３に記録することができる。そして、コンピュータ６１は映像を表示するディスプレイ６４を有している。
【００２８】
操作機５１は、ロボット１１の左右の走行装置３１Ｌ，３１Ｒに対応して２つのジョイスティク６５Ｌ，６５Ｒを有しており、このジョイスティク６５Ｌ，６５Ｒを操作して操作信号は、ポテンションメータ変換器６６を介してコンピュータ６１に入力される。
【００２９】
バッテリ６７はＤＣコンバータ６８を介して操作機用メディアコンバータ５４、操作機用ブリッジ５５、ハブ５６、ビデオデコーダ５７、ビデオキャプチャ６０、ダウンスキャンコンバータ６２、ハードディスクレコーダ６３に接続され、電力を供給可能となっている。なお、コンピュータ６１は、電源コード６９を介して電力が供給される。
【００３０】
一方、ロボット制御部３２にて、有線ネットワークを構成するためのロボット用メディアコンバータ３３と、無線ネットワークを構成するロボット用ブリッジ（ロボット用中継局）３４とが設けられ、ロボット用メディアコンバータ３３には伝送ケーブル２６の他端部が接続され、ロボット用ブリッジ３４にはアンテナ３０が接続されている。そして、このロボット用メディアコンバータ３３及びロボット用ブリッジ３４は、ハブ（ロボット用マネージドスイッチ）３５に接続され、このハブ３５はビデオエンコーダ３６に接続されている。
【００３１】
ビデオエンコーダ３６には、マイクロフォン２３とスピーカ２４が接続されている。そして、ビデオエンコーダ３６は、ディストリビュータ３７を介してカメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒに接続されており、撮影した映像と入力した音声をデジタルデータとしてハブ３５側に出力することができると共に、受信した音声をスピーカ２４から出力することができる。一方、ハブ３５はロボットコントローラ３８にも接続されており、ロボット制御信号の出入力を行うことができる。
【００３２】
ロボットコントローラ３８は、左右の走行装置３１Ｌ，３１Ｒを駆動制御可能であり、ジョイスティク６５Ｌ，６５Ｒからの操作信号を受けてロボット１１の走行を制御する。この場合、各走行装置３１Ｌ，３１Ｒは、駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒに加え、図示しないブレーキ装置などにより構成されている。また、ロボットコントローラ３８は、照明ユニット３９を介して各照明２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｌ，２２Ｒに接続されており、必要に応じて照明２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｌ，２２Ｒを点灯することができる。更に、ロボットコントローラ３８は、前方カメラ２１Ａの撮影角度を調整するパン・チルト装置４０に接続されており、ロボット１１の走行状態に応じて前方カメラ２１Ａの撮影角度を調整する。
【００３３】
また、ロボット１１には、方位計４１と傾斜計４２が搭載されており、計測した方位と傾斜角度をロボットコントローラ３８に出力している。更に、ロボットには、周囲のガス濃度や温度、ガンマ線量などを測定することで現場の状況を検出する各種の検出機器４３が搭載されており、検出結果をロボットコントローラ３８に出力している。そして、このロボットコントローラ３８は、検出した各種データをハブ３５から有線ネットワークまたは無線ネットワークにより操作機制御部５３に送信可能となっている。
【００３４】
バッテリ４４はＤＣコンバータ４５を介して操作機用メディアコンバータ３３、ロボット用ブリッジ３４、ハブ３５、ビデオエンコーダ３６、ディストリビュータ３７、ロボットコントローラ３８に接続され、電力を供給可能となっている。
【００３５】
ところで、本実施例では、上述したように、有線ネットワークは、操作機用メディアコンバータ５４とロボット用メディアコンバータ３３を伝送ケーブル２６により接続するイーサネット（登録商標）回線により構成される一方、無線ネットワークは、操作機用ブリッジ５５とロボット用ブリッジ３４を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成されている。そして、この有線ネットワークと無線ネットワークとがネットワーク切換手段により切換可能となっている。
【００３６】
このネットワーク切換手段は、操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５が接続される操作機用ハブ５６と、ロボット用メディアコンバータ３３及びロボット用ブリッジ２４が接続されるロボット用ハブ３５を有している。そして、ネットワーク切換手段は、操作機用メディアコンバータ５４と操作機用ブリッジ５５への電源供給を停止する２つの電源スイッチにより構成されている。
【００３７】
即ち、バッテリ６７からＤＣコンバータ６８を介して操作機用メディアコンバータ５４に接続する電源供給ライン７１に、この操作機用メディアコンバータ５４への電源供給を停止する第１電源スイッチ７２が設けられている。また、バッテリ６７からＤＣコンバータ６８を介して操作機用ブリッジ５５に接続する電源供給ライン７３に、この操作機用ブリッジ５５への電源供給を停止する第２電源スイッチ７４が設けられている。
【００３８】
従って、第１電源スイッチ７２を接続状態とする一方、第２電源スイッチ７４を切断状態とすると、操作機用メディアコンバータ５４がＯＮ状態となり、操作機用ブリッジ５５がＯＦＦ状態となることで、操作機制御部５３とロボット制御部３２とは、伝送ケーブル２６を用いたイーサネット（登録商標）回線により有線ネットワークを構築することができる。
【００３９】
この場合、操作機５１のジョイスティック６５Ｌ，６５Ｒを操作すると、コンピュータ６１から出力されたロボット制御信号は、ハブ５６から操作機用メディアコンバータ５４に入り、伝送ケーブル２６を通してロボット用メディアコンバータ３３に伝送され、ハブ３５を介してロボットコントローラ３８に入力する。このロボットコントローラ３８は、このロボット制御信号に応じて走行装置３１Ｌ，３１Ｒを駆動制御することで、ロボット１１を走行することができる。
【００４０】
このとき、操作機５１側のマイクロフォン５８から入力された音声は、ビデオデコーダ５７でデジタル変換され、ハブ５６から操作機用メディアコンバータ５４に入り、伝送ケーブル２６を通してロボット用メディアコンバータ３３に伝送され、ハブ３５を介してビデオエンコーダ３６に入力する。このビデオエンコーダ３６は、音声デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から出力する。
【００４１】
また、ロボット１１のカメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒから取り込んだ映像データ及びマイクロフォン２３から取り込んだ音声データは、ビデオエンコーダ３６でデジタル変換され、ハブ３５からロボット用メディアコンバータ３３に入り、伝送ケーブル２６を通して操作機用メディアコンバータ５４に伝送され、ハブ５６を介してビデオデコーダ５７に入力する。このビデオデコーダ５７は音声及び映像デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から音声を出力すると共にコンピュータ６１に出力し、ディスプレイ６４に映像を表示する。
【００４２】
一方、第１電源スイッチ７２を切断状態とする一方、第２電源スイッチ７４を接続状態とすると、操作機用メディアコンバータ５４がＯＦＦ状態となり、操作機用ブリッジ５５がＯＮ状態となることで、操作機制御部５３とロボット制御部３２とは、イーサネット（登録商標）回線により無線ネットワークを構築することができる。
【００４３】
このとき、操作機５１側のマイクロフォン５８から入力された音声は、ビデオデコーダ５７でデジタル変換され、ハブ５６から操作機用ブリッジ５５に入り、アンテナ５２，３０間の送信によりロボット用ブリッジ３４に伝送され、ハブ３５を介してビデオエンコーダ３６に入力する。このビデオエンコーダ３６は、音声デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から出力する。
【００４４】
また、ロボット１１のカメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒから取り込んだ映像データ及びマイクロフォン２３から取り込んだ音声データは、ビデオエンコーダ３６でデジタル変換され、ハブ３５からロボット用ブリッジ３４に入り、アンテナ５２，３０間の送信により操作機用ブリッジ５５に伝送され、ハブ５６を介してビデオデコーダ５７に入力する。このビデオデコーダ５７は音声及び映像デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から音声を出力すると共にコンピュータ６１に出力し、ディスプレイ６４に映像を表示する。
【００４５】
このように本実施例の遠隔操作ロボットシステムにあっては、操作機５１の操作機制御部５３とロボット１１のロボット制御部３２との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを構築し、この有線ネットワークと無線ネットワークをネットワーク切換手段により必要に応じて切換可能としている。従って、このネットワーク切換手段によりロボット１１の使用状況に応じて有線ネットワークと無線ネットワークを適正に切換えて選択的に使用することができる。
【００４６】
そして、本実施例の遠隔操作ロボットシステムでは、有線ネットワークを、操作機用メディアコンバータ５４とロボット用メディアコンバータ３３を伝送ケーブル２６により接続するイーサネット（登録商標）回線により構成する一方、無線ネットワークを、操作機用ブリッジ５５とロボット用ブリッジ３４を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成している。従って、操作機制御部５３とロボット制御部３２との間で送受信するデータをデジタルデータとすることで、主要部の制御機器を共通化して制御処理装置並びにソフトウェアの簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００４７】
また、本実施例の遠隔操作ロボットシステムでは、上述したネットワーク切換手段として、操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５が接続される操作機用ハブ５６と、ロボット用メディアコンバータ３３及びロボット用ブリッジ２４が接続されるロボット用ハブ３５トを設け、操作機用メディアコンバータ５４と操作機用ブリッジ５５への電源供給を停止する２つの電源スイッチ７２，７４により構成している。従って、各電源スイッチ７２，７４により有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えることができ、装置の簡素化を可能とすることができると共に、使用しない機器への電源供給を停止することで、省エネを実現することができる。
【００４８】
なお、上述した実施例では、ネットワーク切換手段を２つの電源スイッチ７２，７４により構成したが、この構成に限定されるものではない。即ち、この電源スイッチ７２，７４を設けずに、操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５へ常時電力を供給することで、有線ネットワークと無線ネットワークを常時使用可能な状態に維持してもよい。従って、有線ネットワークと無線ネットワークが使用可能な状態に維持されているときは、伝送速度が速い有線ネットワークによる各種データのやり取りが行われ、伝送ケーブル２６が切断されて有線ネットワークが不通の状態となると、自動的に無線ネットワークに切換えられることとなる。そのため、ハブ３４，５６を用いたことで、有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えて使用することができると共に、冗長接続を可能とすることができ、その結果、ロボット１１の確実な遠隔操作を可能とすることができる。また、光ファイバケーブルのコネクタをはずしたり、無線アンテナをはずすなど、経路を遮断する操作によって切換スイッチの代わりとすることも可能である。もちろん、明示的に、メディアコンバータの前後、無線ブリッジの前後にスイッチを入れて経路を遮断するように構成してもよい。
【００４９】
また、ネットワーク切換手段として、ロボット制御部３２側にて、ロボット用メディアコンバータ３３とロボット用ブリッジ３４への電源供給を停止する２つの電源スイッチを設けてもよい。この場合、ロボット制御部３２に、ケーブル２６が切断されて有線ネットワークが不通状態となったのを検出する検出部を設け、この検出部が有線ネットワークの不通を検出したら、２つの電源スイッチを接続状態に切換えればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る遠隔操作ロボットシステムは、操作機制御部とロボット制御部との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを設けると共に、この有線ネットワークと無線ネットワークを切換可能としたものであり、いずれの種類の遠隔操作ロボットシステムにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例に係る遠隔操作ロボットシステムを表す概略構成図である。
【図２】本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの正面図である。
【図３】本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１ ロボット
１５Ｌ，１５Ｒ クローラ
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒ カメラ
２３ マイクロフォン
２４ スピーカ
２６ 伝送ケーブル（光ファイバ）
３０ ロボット用アンテナ
３１Ｌ，３１Ｒ 走行装置
３２ ロボット制御部
３３ ロボット用メディアコンバータ
３４ ロボット用ブリッジ（ロボット用中継局）
３５ ロボット用ハブ（ロボット用マネージドスイッチ）
３６ ビデオエンコーダ
３８ ロボットコントローラ
５１ 操作機
５２ 操作機用アンテナ
５３ 操作機用制御部
５４ 操作機用メディアコンバータ
５５ 操作機用ブリッジ（操作機用中継局）
５６ 操作機用ハブ（操作機用マネージドスイッチ）
５７ ビデオデコーダ
５８ マイクロフォン
５９ スピーカ
６１ コンピュータ
６４ ディスプレイ
６５Ｌ，６５Ｒ ジョイスティック
６７ バッテリ
６８ ＤＣコンバータ
７１，７３ 電源供給ライン
７２ 第１電源スイッチ
７４ 第２電源スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作機側とロボット側との間で各種データを送受信することで操作機によりロボットを遠隔操作する遠隔操作ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建物内で事故や火災などが発生した場合、消防設備によって警報を発し、スプリンクラーを作動して消火を行うと共に、防火シャッターを作動して火炎の拡大や煙の拡散を抑えながら、排煙設備により煙を迅速に排出するようにしている。また、管理室にいる管理者は、各所に配置されているテレビカメラにより事故や火災などの発生状況を監視し、事故や火災などの発生箇所の特定、被害状況の把握、または不審者の確認などを行っている。そして、火災現場での消火活動や救助活動などは、現場の人や管理者、消防員などが行っているのが現状である。
【０００３】
しかし、建物内に設けられたテレビカメラからの画像では、テレビカメラの視野が制限され、モニタできる範囲が限定されて不審人者の特定や火災の発生状況を的確に把握することが難しい。また、現場の人や管理者が火災現場での消火活動や救助活動などを行うことは危険であり、消防員であっても、火災現場で有毒ガスが発生している状況では、消火活動や救助活動などを行うことは危険を伴ってしまう。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された走行式作業ロボットは、左右のクローラにより不整地でも走行可能であり、遠隔制御部及び搭載したバッテリからケーブルを介して電力が供給可能であると共に、この走行式作業ロボットは、遠隔制御部から送信される制御情報を受信してクローラや各関節アームを動作可能であると共に、ロボット各部の動作状態情報を遠隔制御部に送信可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５４３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように遠隔地にいる使用者が遠隔制御部を操作して走行式作業ロボットを遠隔操作する場合、遠隔制御部と走行式作業ロボットとの間で各種の情報をやり取りする必要がある。一般には、遠隔制御部と走行式作業ロボットとで、有線または無線により各種情報を伝送することが考えられ、この場合、信号の伝達性能や伝達速度などを考慮すると有線に信頼性があるが、伝送ケーブルの取り回しや切断事故などを考慮すると無線に信頼性がある。そのため、遠隔制御部と走行式作業ロボットとの間で有線及び無線により各種情報を伝送可能とすることが考えられるが、この場合、通信機器や制御機器の複雑化、大型化、高コスト化を招いてしまう。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するものであり、制御処理装置の簡素化及び低コスト化を図った遠隔操作ロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための請求項１の発明の遠隔操作ロボットシステムは、操作機とロボットとの間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信することで前記操作機により前記ロボットを遠隔操作可能な遠隔操作ロボットシステムにおいて、操作機制御部及びロボット制御部と、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する有線ネットワークと、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する無線ネットワークと、前記有線ネットワークと前記無線ネットワークとを切換可能なネットワーク切換手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記有線ネットワークは、操作機用メディアコンバータとロボット用メディアコンバータを光ファイバにより接続するイーサネット（登録商標）回線により構成される一方、前記無線ネットワークは、操作機用中継局とロボット用中継局を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータ及び前記操作機用中継局が接続される操作機用マネージドスイッチと、前記ロボット用メディアコンバータ及び前記ロボット用中継局が接続されるロボット用マネージドスイッチにより構成されたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータへの電源供給を停止する第１電源スイッチと、前記操作機用中継局への電源供給を停止する第２電源スイッチにより構成されたことを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記操作機用マネージドスイッチは、前記操作機用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオデコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴としている。
【００１３】
請求項６の発明の遠隔操作ロボットシステムでは、前記ロボット用マネージドスイッチは、前記ロボット用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオエンコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、操作機制御部とロボット制御部との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを設けると共に、この有線ネットワークと無線ネットワークを切換可能なネットワーク切換手段を設けたので、このネットワーク切換手段によりロボットの使用状況に応じて有線ネットワークと無線ネットワークを適正に切換えて選択的に使用することができ、且つ、機器構成を共通化して制御処理装置の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００１５】
請求項２の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、有線ネットワークを、操作機用メディアコンバータとロボット用メディアコンバータを光ファイバにより接続するイーサネット（登録商標）回線により構成する一方、無線ネットワークを、操作機用中継局とロボット用中継局を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成したので、操作機制御部とロボット制御部との間で送受信するデータをデジタルデータとすることで、主要部の制御機器を共通化して制御処理装置の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００１６】
請求項３の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、ネットワーク切換手段を、操作機用メディアコンバータ及び操作機用中継局が接続される操作機用マネージドスイッチと、ロボット用メディアコンバータ及びロボット用中継局が接続されるロボット用マネージドスイッチにより構成したので、各マネージドスイッチにより有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えて使用することができると共に、冗長接続を可能としてロボットの確実な遠隔操作を可能とすることができる。
【００１７】
請求項４の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、ネットワーク切換手段を、操作機用メディアコンバータへの電源供給を停止する第１電源スイッチと、操作機用中継局への電源供給を停止する第２電源スイッチにより構成したので、各電源スイッチにより有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えることができ、装置の簡素化を可能とすることができる。
【００１８】
請求項５の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、操作機用マネージドスイッチにより操作機用制御部との間で、制御データを送受信可能であると共にビデオデコーダを介して音声データ及び映像データを送受信可能としたので、簡単な構成で制御データと音声データと映像データを送受信することができる。
【００１９】
請求項６の発明の遠隔操作ロボットシステムによれば、ロボット用マネージドスイッチによりロボット用制御部との間で、制御データを送受信可能であると共にビデオエンコーダを介して音声データ及び映像データを送受信可能としたので、簡単な構成で制御データと音声データと映像データを送受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る遠隔操作ロボットシステムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る遠隔操作ロボットシステムを表す概略構成図、図２は、本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの正面図、図３は、本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの平面図である。
【００２２】
本実施例の遠隔操作ロボットシステムは、建物内や地下街、地下鉄道の駅内に進入して防災支援活動を行うロボットである。まず、本実施例の遠隔操作ロボットシステムを構成するロボットについて説明する。図２及び図３に示すように、ロボット１１は、車体１２の両側に前部従動輪１３Ｌ，１３Ｒ及び後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒが支持されると共に、左右の前部従動輪１３Ｌ，１３Ｒと後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒとの間にクローラ１５Ｌ，１５Ｒが掛け回されている。そして、車体１２の中央部には、左右一対の駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒが搭載され、各駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒの駆動軸に減速機１７Ｌ，１７Ｒを介して駆動スプロケット１８Ｌ，１８Ｒが固結されており、この駆動スプロケット１８Ｌ，１８Ｒと後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒに一体の中間スプロケット１９Ｌ，１９Ｒとの間にチェーン２０Ｌ，２０Ｒが掛け回されている。なお、図示しないが、各クローラ１５Ｌ，１５Ｒに対応して保持ブレーキが設けられている。
【００２３】
従って、各駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒを駆動すると、その駆動力が減速機１７Ｌ，１７Ｒ、駆動スプロケット１８Ｌ，１８Ｒ、チェーン２０Ｌ，２０Ｒ、中間スプロケット１９Ｌ，１９Ｒを介して後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒに伝達され、前部従動輪１３Ｌ，１３Ｒとこの後部駆動輪１４Ｌ，１４Ｒとの間に掛け回されたクローラ１５Ｌ，１５Ｒを駆動し、ロボット１１を前進または後退することができる。このとき、左右の駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒの駆動回転方向を逆にすると、左右のクローラ１５Ｌ，１５Ｒの駆動回転方向が逆になり、ロボット１１を旋回することができる。つまり、左側のクローラ１５Ｌを図２にて時計回り方向に回転し、右側のクローラ１５Ｒを図２にて反時計回り方向に回転すると、ロボット１１を左旋回（図３にて反時計回り方向旋回）することができ、左側のクローラ１５Ｌを図２にて反時計回り方向に回転し、右側のクローラ１５Ｒを図２にて時計回り方向に回転すると、ロボット１１を右旋回（図３にて時計回り方向旋回）することができる。
【００２４】
また、車体１２には、前方カメラ２１Ａと後方カメラ２１Ｂと側方カメラ２１Ｌ，２１Ｒが装着されると共に、各カメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒに対応して照明２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｌ，２２Ｒが装着されており、前方カメラ２１Ａは上下にパン・チルト可能となっている。更に、車体１２の前部にマイクロフォン２３及びスピーカ２４が装着されている。
【００２５】
そして、本実施例では、操作機５１とロボット１１とが有線ネットワークおよび無線ネットワークにより各種データの送受信が可能となっている。即ち、ロボット１１の車体１２には、伝送ケーブル（光ファイバ）２６を巻き取るケーブルドラム２７が回転自在に支持されると共に、ケーブルモータ２８が搭載され、ケーブルモータ２８の駆動軸とケーブルドラム２７の回転軸との間にチェーン２９が掛け回されている。従って、ロボット１１の走行に応じてケーブルモータ２８を駆動すると、ケーブルドラム２７を回転して伝送ケーブル２６を巻き取ったり、繰り出したりすることができる。また、ロボット１１の後部には、ロボット用アンテナ３０が装着されており、操作機５１の操作機用アンテナ５２と送受信することができる。
【００２６】
次に、本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおける操作機制御部及びロボット制御部について説明する。図１に示すように、操作機制御部５３にて、有線ネットワークを構成するための操作機用メディアコンバータ５４と、無線ネットワークを構成する操作機用ブリッジ（操作機用中継局）５５とが設けられ、操作機用メディアコンバータ５４には伝送ケーブル２６の一端部が接続され、操作機用ブリッジ５５にはアンテナ５２が接続されている。そして、この操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５は、ハブ（操作機用マネージドスイッチ）５６に接続され、このハブ５６はビデオデコーダ５７に接続されている。
【００２７】
ビデオデコーダ５７には、マイクロフォン５８とスピーカ５９が接続されている。そして、ビデオデコーダ５７は、ビデオキャプチャ６０を介してコンピュータ６１に接続されており、受信した映像と音声をデジタルデータとしてコンピュータ６１に取り込むことができると共に、音声をスピーカ５９から出力することができ、更に、マイクロフォン５８から入力した音声をハブ５６側に出力することができる。一方、ハブ５６は、直接コンピュータ６１に接続されており、コンピュータ６１との間でロボット制御信号の出入力を行うことができる。なお、コンピュータ６１には、ダウンスキャンコンバータ６２及びハードディスクレコーダ６３が接続されており、コンピュータ６１からの映像と音声の出力信号をダウンスキャンコンバータ６２により低周波数に変換し、ハードディスクレコーダ６３に記録することができる。そして、コンピュータ６１は映像を表示するディスプレイ６４を有している。
【００２８】
操作機５１は、ロボット１１の左右の走行装置３１Ｌ，３１Ｒに対応して２つのジョイスティク６５Ｌ，６５Ｒを有しており、このジョイスティク６５Ｌ，６５Ｒを操作して操作信号は、ポテンションメータ変換器６６を介してコンピュータ６１に入力される。
【００２９】
バッテリ６７はＤＣコンバータ６８を介して操作機用メディアコンバータ５４、操作機用ブリッジ５５、ハブ５６、ビデオデコーダ５７、ビデオキャプチャ６０、ダウンスキャンコンバータ６２、ハードディスクレコーダ６３に接続され、電力を供給可能となっている。なお、コンピュータ６１は、電源コード６９を介して電力が供給される。
【００３０】
一方、ロボット制御部３２にて、有線ネットワークを構成するためのロボット用メディアコンバータ３３と、無線ネットワークを構成するロボット用ブリッジ（ロボット用中継局）３４とが設けられ、ロボット用メディアコンバータ３３には伝送ケーブル２６の他端部が接続され、ロボット用ブリッジ３４にはアンテナ３０が接続されている。そして、このロボット用メディアコンバータ３３及びロボット用ブリッジ３４は、ハブ（ロボット用マネージドスイッチ）３５に接続され、このハブ３５はビデオエンコーダ３６に接続されている。
【００３１】
ビデオエンコーダ３６には、マイクロフォン２３とスピーカ２４が接続されている。そして、ビデオエンコーダ３６は、ディストリビュータ３７を介してカメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒに接続されており、撮影した映像と入力した音声をデジタルデータとしてハブ３５側に出力することができると共に、受信した音声をスピーカ２４から出力することができる。一方、ハブ３５はロボットコントローラ３８にも接続されており、ロボット制御信号の出入力を行うことができる。
【００３２】
ロボットコントローラ３８は、左右の走行装置３１Ｌ，３１Ｒを駆動制御可能であり、ジョイスティク６５Ｌ，６５Ｒからの操作信号を受けてロボット１１の走行を制御する。この場合、各走行装置３１Ｌ，３１Ｒは、駆動モータ１６Ｌ，１６Ｒに加え、図示しないブレーキ装置などにより構成されている。また、ロボットコントローラ３８は、照明ユニット３９を介して各照明２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｌ，２２Ｒに接続されており、必要に応じて照明２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｌ，２２Ｒを点灯することができる。更に、ロボットコントローラ３８は、前方カメラ２１Ａの撮影角度を調整するパン・チルト装置４０に接続されており、ロボット１１の走行状態に応じて前方カメラ２１Ａの撮影角度を調整する。
【００３３】
また、ロボット１１には、方位計４１と傾斜計４２が搭載されており、計測した方位と傾斜角度をロボットコントローラ３８に出力している。更に、ロボットには、周囲のガス濃度や温度、ガンマ線量などを測定することで現場の状況を検出する各種の検出機器４３が搭載されており、検出結果をロボットコントローラ３８に出力している。そして、このロボットコントローラ３８は、検出した各種データをハブ３５から有線ネットワークまたは無線ネットワークにより操作機制御部５３に送信可能となっている。
【００３４】
バッテリ４４はＤＣコンバータ４５を介して操作機用メディアコンバータ３３、ロボット用ブリッジ３４、ハブ３５、ビデオエンコーダ３６、ディストリビュータ３７、ロボットコントローラ３８に接続され、電力を供給可能となっている。
【００３５】
ところで、本実施例では、上述したように、有線ネットワークは、操作機用メディアコンバータ５４とロボット用メディアコンバータ３３を伝送ケーブル２６により接続するイーサネット（登録商標）回線により構成される一方、無線ネットワークは、操作機用ブリッジ５５とロボット用ブリッジ３４を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成されている。そして、この有線ネットワークと無線ネットワークとがネットワーク切換手段により切換可能となっている。
【００３６】
このネットワーク切換手段は、操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５が接続される操作機用ハブ５６と、ロボット用メディアコンバータ３３及びロボット用ブリッジ２４が接続されるロボット用ハブ３５を有している。そして、ネットワーク切換手段は、操作機用メディアコンバータ５４と操作機用ブリッジ５５への電源供給を停止する２つの電源スイッチにより構成されている。
【００３７】
即ち、バッテリ６７からＤＣコンバータ６８を介して操作機用メディアコンバータ５４に接続する電源供給ライン７１に、この操作機用メディアコンバータ５４への電源供給を停止する第１電源スイッチ７２が設けられている。また、バッテリ６７からＤＣコンバータ６８を介して操作機用ブリッジ５５に接続する電源供給ライン７３に、この操作機用ブリッジ５５への電源供給を停止する第２電源スイッチ７４が設けられている。
【００３８】
従って、第１電源スイッチ７２を接続状態とする一方、第２電源スイッチ７４を切断状態とすると、操作機用メディアコンバータ５４がＯＮ状態となり、操作機用ブリッジ５５がＯＦＦ状態となることで、操作機制御部５３とロボット制御部３２とは、伝送ケーブル２６を用いたイーサネット（登録商標）回線により有線ネットワークを構築することができる。
【００３９】
この場合、操作機５１のジョイスティック６５Ｌ，６５Ｒを操作すると、コンピュータ６１から出力されたロボット制御信号は、ハブ５６から操作機用メディアコンバータ５４に入り、伝送ケーブル２６を通してロボット用メディアコンバータ３３に伝送され、ハブ３５を介してロボットコントローラ３８に入力する。このロボットコントローラ３８は、このロボット制御信号に応じて走行装置３１Ｌ，３１Ｒを駆動制御することで、ロボット１１を走行することができる。
【００４０】
このとき、操作機５１側のマイクロフォン５８から入力された音声は、ビデオデコーダ５７でデジタル変換され、ハブ５６から操作機用メディアコンバータ５４に入り、伝送ケーブル２６を通してロボット用メディアコンバータ３３に伝送され、ハブ３５を介してビデオエンコーダ３６に入力する。このビデオエンコーダ３６は、音声デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から出力する。
【００４１】
また、ロボット１１のカメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒから取り込んだ映像データ及びマイクロフォン２３から取り込んだ音声データは、ビデオエンコーダ３６でデジタル変換され、ハブ３５からロボット用メディアコンバータ３３に入り、伝送ケーブル２６を通して操作機用メディアコンバータ５４に伝送され、ハブ５６を介してビデオデコーダ５７に入力する。このビデオデコーダ５７は音声及び映像デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から音声を出力すると共にコンピュータ６１に出力し、ディスプレイ６４に映像を表示する。
【００４２】
一方、第１電源スイッチ７２を切断状態とする一方、第２電源スイッチ７４を接続状態とすると、操作機用メディアコンバータ５４がＯＦＦ状態となり、操作機用ブリッジ５５がＯＮ状態となることで、操作機制御部５３とロボット制御部３２とは、イーサネット（登録商標）回線により無線ネットワークを構築することができる。
【００４３】
このとき、操作機５１側のマイクロフォン５８から入力された音声は、ビデオデコーダ５７でデジタル変換され、ハブ５６から操作機用ブリッジ５５に入り、アンテナ５２，３０間の送信によりロボット用ブリッジ３４に伝送され、ハブ３５を介してビデオエンコーダ３６に入力する。このビデオエンコーダ３６は、音声デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から出力する。
【００４４】
また、ロボット１１のカメラ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒから取り込んだ映像データ及びマイクロフォン２３から取り込んだ音声データは、ビデオエンコーダ３６でデジタル変換され、ハブ３５からロボット用ブリッジ３４に入り、アンテナ５２，３０間の送信により操作機用ブリッジ５５に伝送され、ハブ５６を介してビデオデコーダ５７に入力する。このビデオデコーダ５７は音声及び映像デジタルデータをアナログ変換し、スピーカ２４から音声を出力すると共にコンピュータ６１に出力し、ディスプレイ６４に映像を表示する。
【００４５】
このように本実施例の遠隔操作ロボットシステムにあっては、操作機５１の操作機制御部５３とロボット１１のロボット制御部３２との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを構築し、この有線ネットワークと無線ネットワークをネットワーク切換手段により必要に応じて切換可能としている。従って、このネットワーク切換手段によりロボット１１の使用状況に応じて有線ネットワークと無線ネットワークを適正に切換えて選択的に使用することができる。
【００４６】
そして、本実施例の遠隔操作ロボットシステムでは、有線ネットワークを、操作機用メディアコンバータ５４とロボット用メディアコンバータ３３を伝送ケーブル２６により接続するイーサネット（登録商標）回線により構成する一方、無線ネットワークを、操作機用ブリッジ５５とロボット用ブリッジ３４を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成している。従って、操作機制御部５３とロボット制御部３２との間で送受信するデータをデジタルデータとすることで、主要部の制御機器を共通化して制御処理装置並びにソフトウェアの簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００４７】
また、本実施例の遠隔操作ロボットシステムでは、上述したネットワーク切換手段として、操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５が接続される操作機用ハブ５６と、ロボット用メディアコンバータ３３及びロボット用ブリッジ２４が接続されるロボット用ハブ３５トを設け、操作機用メディアコンバータ５４と操作機用ブリッジ５５への電源供給を停止する２つの電源スイッチ７２，７４により構成している。従って、各電源スイッチ７２，７４により有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えることができ、装置の簡素化を可能とすることができると共に、使用しない機器への電源供給を停止することで、省エネを実現することができる。
【００４８】
なお、上述した実施例では、ネットワーク切換手段を２つの電源スイッチ７２，７４により構成したが、この構成に限定されるものではない。即ち、この電源スイッチ７２，７４を設けずに、操作機用メディアコンバータ５４及び操作機用ブリッジ５５へ常時電力を供給することで、有線ネットワークと無線ネットワークを常時使用可能な状態に維持してもよい。従って、有線ネットワークと無線ネットワークが使用可能な状態に維持されているときは、伝送速度が速い有線ネットワークによる各種データのやり取りが行われ、伝送ケーブル２６が切断されて有線ネットワークが不通の状態となると、自動的に無線ネットワークに切換えられることとなる。そのため、ハブ３４，５６を用いたことで、有線ネットワークと無線ネットワークを簡単に切換えて使用することができると共に、冗長接続を可能とすることができ、その結果、ロボット１１の確実な遠隔操作を可能とすることができる。また、光ファイバケーブルのコネクタをはずしたり、無線アンテナをはずすなど、経路を遮断する操作によって切換スイッチの代わりとすることも可能である。もちろん、明示的に、メディアコンバータの前後、無線ブリッジの前後にスイッチを入れて経路を遮断するように構成してもよい。
【００４９】
また、ネットワーク切換手段として、ロボット制御部３２側にて、ロボット用メディアコンバータ３３とロボット用ブリッジ３４への電源供給を停止する２つの電源スイッチを設けてもよい。この場合、ロボット制御部３２に、ケーブル２６が切断されて有線ネットワークが不通状態となったのを検出する検出部を設け、この検出部が有線ネットワークの不通を検出したら、２つの電源スイッチを接続状態に切換えればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る遠隔操作ロボットシステムは、操作機制御部とロボット制御部との間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信する有線ネットワーク及び無線ネットワークを設けると共に、この有線ネットワークと無線ネットワークを切換可能としたものであり、いずれの種類の遠隔操作ロボットシステムにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例に係る遠隔操作ロボットシステムを表す概略構成図である。
【図２】本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの正面図である。
【図３】本実施例の遠隔操作ロボットシステムにおけるロボットの平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１ ロボット
１５Ｌ，１５Ｒ クローラ
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｌ，２１Ｒ カメラ
２３ マイクロフォン
２４ スピーカ
２６ 伝送ケーブル（光ファイバ）
３０ ロボット用アンテナ
３１Ｌ，３１Ｒ 走行装置
３２ ロボット制御部
３３ ロボット用メディアコンバータ
３４ ロボット用ブリッジ（ロボット用中継局）
３５ ロボット用ハブ（ロボット用マネージドスイッチ）
３６ ビデオエンコーダ
３８ ロボットコントローラ
５１ 操作機
５２ 操作機用アンテナ
５３ 操作機用制御部
５４ 操作機用メディアコンバータ
５５ 操作機用ブリッジ（操作機用中継局）
５６ 操作機用ハブ（操作機用マネージドスイッチ）
５７ ビデオデコーダ
５８ マイクロフォン
５９ スピーカ
６１ コンピュータ
６４ ディスプレイ
６５Ｌ，６５Ｒ ジョイスティック
６７ バッテリ
６８ ＤＣコンバータ
７１，７３ 電源供給ライン
７２ 第１電源スイッチ
７４ 第２電源スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作機とロボットとの間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信することで前記操作機により前記ロボットを遠隔操作可能な遠隔操作ロボットシステムにおいて、操作機制御部及びロボット制御部と、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する有線ネットワークと、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する無線ネットワークと、前記有線ネットワークと前記無線ネットワークとを切換可能なネットワーク切換手段とを具えたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記有線ネットワークは、操作機用メディアコンバータとロボット用メディアコンバータを光ファイバにより接続するイーサネット（登録商標）回線により構成される一方、前記無線ネットワークは、操作機用中継局とロボット用中継局を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成されたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータ及び前記操作機用中継局が接続される操作機用マネージドスイッチと、前記ロボット用メディアコンバータ及び前記ロボット用中継局が接続されるロボット用マネージドスイッチにより構成されたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータへの電源供給を停止する第１電源スイッチと、前記操作機用中継局への電源供給を停止する第２電源スイッチにより構成されたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項５】
請求項３に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記操作機用マネージドスイッチは、前記操作機用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオデコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項６】
請求項３に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記ロボット用マネージドスイッチは、前記ロボット用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオエンコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項１】
操作機とロボットとの間で制御データと音声データと映像データをデジタルデータとして送受信することで前記操作機により前記ロボットを遠隔操作可能な遠隔操作ロボットシステムにおいて、操作機制御部及びロボット制御部と、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する有線ネットワークと、前記操作機制御部と前記ロボット制御部とを接続する無線ネットワークと、前記有線ネットワークと前記無線ネットワークとを切換可能なネットワーク切換手段とを具えたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記有線ネットワークは、操作機用メディアコンバータとロボット用メディアコンバータを光ファイバにより接続するイーサネット（登録商標）回線により構成される一方、前記無線ネットワークは、操作機用中継局とロボット用中継局を接続するイーサネット（登録商標）回線により構成されたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータ及び前記操作機用中継局が接続される操作機用マネージドスイッチと、前記ロボット用メディアコンバータ及び前記ロボット用中継局が接続されるロボット用マネージドスイッチにより構成されたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記ネットワーク切換手段は、前記操作機用メディアコンバータへの電源供給を停止する第１電源スイッチと、前記操作機用中継局への電源供給を停止する第２電源スイッチにより構成されたことを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項５】
請求項３に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記操作機用マネージドスイッチは、前記操作機用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオデコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【請求項６】
請求項３に記載の遠隔操作ロボットシステムにおいて、前記ロボット用マネージドスイッチは、前記ロボット用制御部との間で制御データの送受信が可能であると共に、ビデオエンコーダを介して音声データ及び映像データの送受信が可能であることを特徴とする遠隔操作ロボットシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１５８８２７（Ｐ２００７−１５８８２７Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５２３８９（Ｐ２００５−３５２３８９）
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月６日（２００５．１２．６）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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