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公開番号2025062220
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171143
出願日2023-10-02
発明の名称遠隔通信システム及び遠隔操作型建設機械システム
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類H04Q 9/00 20060101AFI20250407BHJP(電気通信技術)
要約【課題】複数の無線基地局の配置の良否を判断する。
【解決手段】遠隔通信システム100は、移動式無線基地局40-1及び移動式無線基地局40-2と通信可能に接続され、建設機械に搭載される第1の遠隔通信ユニット110と、移動式無線基地局40-1及び移動式無線基地局40-2と通信可能に接続され、移動式無線基地局40-1及び移動式無線基地局40-2を介して第1の遠隔通信ユニット110とデータの送受信を行う第2の遠隔通信ユニット120と、を備える。第1の遠隔通信ユニット110又は第2の遠隔通信ユニット120の少なくとも一方は、無線回線300及び無線回線310の通信品質に基づいて、移動式無線基地局40-1及び移動式無線基地局40-2の配置の良否を判断する監視機能を有する。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
第１の移動式無線基地局及び第２の移動式無線基地局と通信可能に接続される第１の遠隔通信ユニットと、前記第１の移動式無線基地局及び前記第２の移動式無線基地局を介して前記第１の遠隔通信ユニットとデータの送受信を行う第２の遠隔通信ユニットと、を備える遠隔通信システムであって、
前記第１の遠隔通信ユニットは、建設機械に搭載され、かつ、
撮像装置と、
前記第１の移動式無線基地局と第１の無線回線を介して通信可能に接続される第１の車載無線端末と、
前記第２の移動式無線基地局と第２の無線回線を介して通信可能に接続される第２の車載無線端末と、
前記撮像装置によって撮像された映像を示す映像データを複製し、複製した前記映像データを前記第１の車載無線端末及び前記第２の車載無線端末を用いて冗長化して前記第１の無線回線及び前記第２の無線回線によって前記第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して前記第２の遠隔通信ユニットへ送信し、前記第２の遠隔通信ユニットから前記第１の無線回線及び前記第２の無線回線によって前記第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して受信した前記建設機械を操作するための操作データを前記建設機械へ出力する、第１の通信プラットフォームと、を有し、
前記第２の遠隔通信ユニットは、前記建設機械を遠隔操作するための遠隔操作室に設けられ、かつ、
受信した前記映像データに従って映像を表示するモニタと、
前記操作データを複製し、複製した前記操作データを冗長化して前記第１の無線回線及び前記第２の無線回線によって前記第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して前記第１の遠隔通信ユニットへ送信し、前記第１の遠隔通信ユニットから前記第１の無線回線及び前記第２の無線回線によって前記第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して前記映像データを受信して前記モニタへ出力する、第２の通信プラットフォームと、を有し、
前記第１の遠隔通信ユニット又は前記第２の遠隔通信ユニットの少なくとも一方は、前記第１の無線回線及び前記第２の無線回線の通信品質に基づいて、前記建設機械に対する前記第１の移動式無線基地局又は前記第２の移動式無線基地局の配置の良否を判断する監視機能を有する
ことを特徴とする遠隔通信システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１の車載無線端末は、前記第１の移動式無線基地局と前記第１の無線回線を介して通信可能に接続される１又は複数のアンテナを有し、
前記第２の車載無線端末は、前記第２の移動式無線基地局と前記第２の無線回線を介して通信可能に接続される１又は複数のアンテナを有し、
前記第１の車載無線端末のアンテナ、及び前記第２の車載無線端末のアンテナは、前記建設機械の車体後方に搭載される
ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔通信システム。
【請求項３】
前記監視機能は、前記第１の移動式無線基地局及び前記第２の移動式無線基地局の配置が適切でないと判断した場合、アラームを通知する機能を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔通信システム。
【請求項４】
前記通信品質を示す指標は、パケットロス率であり、
前記監視機能は、前記第１の無線回線のパケットロス率と前記第２の無線回線のパケットロス率とを検出し、前記第１の無線回線のパケットロス率と前記第２の無線回線のパケットロス率とに基づいて、前記第１の移動式無線基地局又は前記第２の移動式無線基地局の配置が適切でないと判断する機能である
ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔通信システム。
【請求項５】
前記通信品質を示す指標は、スループット値であり、
前記監視機能は、前記第１の無線回線のスループット値と前記第２の無線回線のスループット値とを検出し、前記第１の無線回線のスループット値と前記第２の無線回線のスループット値とに基づいて、前記第１の移動式無線基地局又は前記第２の移動式無線基地局の配置が適切でないと判断する機能である
ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔通信システム。
【請求項６】
前記通信品質を示す指標は、遅延時間であり、
前記監視機能は、前記第１の無線回線の遅延時間と前記第２の無線回線の遅延時間とを検出し、前記第１の無線回線の遅延時間と前記第２の無線回線の遅延時間とに基づいて、前記第１の移動式無線基地局又は前記第２の移動式無線基地局の配置が適切でないと判断する機能である
ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔通信システム。
【請求項７】
請求項１に記載の遠隔通信システム、前記建設機械、前記遠隔操作室を含む遠隔操作型建設機械システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の移動式無線基地局を介してデータの送受信を行う遠隔通信システム及び遠隔操作型建設機械システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、人件費高騰や熟練者不足により建設機械の掘削及び積込作業を遠隔で操作することが望まれている。
【０００３】
建設機械、例えばショベルを遠隔で操作する場合、遠隔操作に必要な高品質な映像信号と高信頼な操作信号とを遠隔通信しなければならない。その際に、通信品質が劣化すると、映像乱れや操作不能に陥り生産性が大きく低下する。通信品質を劣化させる大きな要因として、ショベル特有の電波遮蔽問題が挙げられる。
【０００４】
ショベルに搭載した無線端末と無線基地局との間の通信品質が劣化する問題を解決する従来技術として、例えば、特許文献１の技術がある。特許文献１には、遠隔操作されるショベル側の車載アンテナを回動させるアクチュエータ及びそれを制御するコントローラーをショベルに設け、ショベルの旋回に合わせて車載アンテナを無線基地局の放射範囲に入るように回動させるものである。
【０００５】
また、特許文献２では電波放射範囲に指向角を与える無線機の技術であるビームフォーミングの指向角を制御する技術が開示されている。特許文献２では、無指向性の車載アンテナを用いて、通信する無線基地局と接続した後に、ビームフォーミングにより放射範囲の指向角を無線基地局のアンテナの方向に限定する。そして、ショベルの旋回に合わせて放射範囲に無線基地局のアンテナを捉え続けるようにビームフォーミングの指向角を制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平０７－２８８７５３号公報
特開２０２２－８７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ショベルに搭載した無線端末と無線基地局との間の通信品質を劣化させる要因として、ショベルのフロント装置、例えばバケット、アーム、ブーム等の金属性の構造体がショベルに搭載されるアンテナと無線基地局のアンテナとの間の電波を遮蔽する可能性がある。さらに、ショベルの位置や旋回動作によって電波遮蔽の影響が変化することもある。上記特許文献１及び特許文献２に開示の技術は、このような事象への対処方法を提供していない。また、上記特許文献１及び特許文献２に開示の技術は、１つの無線基地局と無線通信することを前提としており、ショベルの移動に伴う基地局間ハンドオーバには対応していない。
【０００８】
そこで、本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、例えばショベルのフロント装置等に起因する電波遮蔽問題による通信品質劣化を防ぎ、遠隔操作に必要な高品質な映像信号と高信頼な操作信号とを安定して遠隔通信することを目的とした遠隔通信システム、及び複数の無線基地局の配置の良否を判断する判断方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る遠隔通信システムは、第１の移動式無線基地局及び第２の移動式無線基地局と通信可能に接続される第１の遠隔通信ユニットと、第１の移動式無線基地局及び第２の移動式無線基地局を介して第１の遠隔通信ユニットとデータの送受信を行う第２の遠隔通信ユニットと、を備える遠隔通信システムであって、
第１の遠隔通信ユニットは、建設機械に搭載され、かつ、
撮像装置と、
第１の移動式無線基地局と第１の無線回線を介して通信可能に接続される第１の車載無線端末と、
第２の移動式無線基地局と第２の無線回線を介して通信可能に接続される第２の車載無線端末と、
撮像装置によって撮像された映像を示す映像データを複製し、複製した映像データを第１の車載無線端末及び第２の車載無線端末を用いて冗長化して第１の無線回線及び第２の無線回線によって第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して第２の遠隔通信ユニットへ送信し、第２の遠隔通信ユニットから第１の無線回線及び第２の無線回線によって第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して受信した建設機械を操作するための操作データを建設機械へ出力する、第１の通信プラットフォームと、を有し、
第２の遠隔通信ユニットは、建設機械を遠隔操作するための遠隔操作室に設けられ、かつ、
受信した映像データに従って映像を表示するモニタと、
操作データを複製し、複製した操作データを冗長化して第１の無線回線及び第２の無線回線によって第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して第１の遠隔通信ユニットへ送信し、第１の遠隔通信ユニットから第１の無線回線及び第２の無線回線によって第１の移動式無線基地局および第２の移動式無線基地局を介して映像データを受信してモニタへ出力する、第２の通信プラットフォームと、を有し、
第１の遠隔通信ユニット又は第２の遠隔通信ユニットの少なくとも一方は、第１の無線回線及び第２の無線回線の通信品質に基づいて、建設機械に対する第１の移動式無線基地局又は第２の移動式無線基地局の配置の良否を判断する監視機能を有する。
【００１０】
また、本発明に係る遠隔操作型建設機械システムは、上記した遠隔通信システム、建設機械、遠隔操作室を含む。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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