JP2008240361A

JP2008240361A - 建設機械の省燃費運転支援方法および省燃費運転支援システム

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Publication number: JP2008240361A
Application number: JP2007082506A
Authority: JP
Inventors: Masaya Tanaka; 昌也田中; Kenji Doishita; 健治土井下
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP4746000B2

Abstract

【課題】作業機の作業内容を正確に認識して省燃費運転のための評価を的確に行えるようにする。
【解決手段】油圧ショベル１に搭載されたカメラ９で作業機の作業状況を順次撮影し、順次撮影されたカメラ画像と作業機の作業状況に応じて予めテンプレート画像メモリ３３に記憶されたテンプレート画像とをパターンマッチング処理部３１で順次パターンマッチングし、時系列で得られるパターンマッチング結果による作業機の動きから作業内容認識部３２で作業機の作業内容を認識することで、実際の作業機の動きをカメラ９によって撮影した結果に基づく直接的な認識とし、正確性を増すようにした。また、このように認識された作業内容別に作業回数と使用燃料量とを累積部１１で累積し、燃費算出部１２で作業内容毎に算出された燃費を評価部１３で作業内容毎の目標燃費と比較して運転状況を評価することで、省燃費運転のための評価を的確に行えるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の省燃費運転支援方法および省燃費運転支援システムに関するものである。

油圧ショベル等の建設機械にあっては、エンジン駆動の油圧ポンプにより作業機の油圧アクチュエータを駆動させることで所望の作業を行うものであり、自動車等の場合と同様に、省燃費運転が要望される。そして、省燃費運転を支援するためには、作業機の運転状況の評価が必要となる。

この種の建設機械の省燃費運転のための運転状況の評価に関しては、平均燃費をモニタにガイダンス出力する提案例がある（例えば、特許文献１参照）。また、油圧などの各種センシングパラメータを自己組織化マップにすることにより、各パラメータ間のニューロン距離を計算して作業機の作業内容を特定するようにした提案例がある（例えば、特許文献２参照）。さらには、レバー操作などの解析によって、作業機の作業内容を把握しようとする試みもある。

また、油圧ショベルのような建設機械に関しては、該建設機械の周囲の状況をカメラで撮影し、機械の操作に応じてモニタに周辺画像を表示することで、視野を確保したり、作業範囲内に侵入した物体をカメラ画像から検出して警告を発するようにした提案例がある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−１６３４７０号公報特開２００５−２５３５１号公報特開平１０−７２８５１号公報

建設機械にあっては、作業機の作業内容によって負荷が異なり、同じ作業内容でも運転状況で燃料の消費の仕方が異なるので、作業内容を認識し、作業内容別に燃費を推定することが、実体に即した的確な運転評価となる。しかしながら、特許文献１に記載のものは、単純に時間当りの平均燃費を算出しているだけであり、作業機の作業内容別の燃費は加味されておらず、実体に即した的確な運転評価とはならない。また、特許文献１のものでは、作業モードを選択できるものの、その選択操作はオペレータ自身が行わなければならない。ここで、作業内容をオペレータが入力設定すれば作業内容の特定は正確であるが、作業中にオペレータが逐一作業モードを入力するという面倒な操作を行うことは現実的でない。

また、特許文献２等に示される作業機の作業内容の認識方法では、間接的な認識方法であり、実際の作業機の動きを見ておらず、作業内容の認識が不正確となってしまう。この結果、作業内容別の燃費評価も不正確となり、省燃費運転の適正な支援とはならない。

一方、特許文献３等に示されるように油圧ショベル等の建設機械にカメラを搭載する技術は周知であるが、後方や周囲の安全性の確保を目的としているにすぎない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業機の作業内容を正確に認識して作業内容毎に省燃費運転のための評価を的確に行うことができる建設機械の省燃費運転支援方法および省燃費運転支援システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる建設機械の省燃費運転支援方法は、建設機械に搭載されたカメラで作業機の作業状況を順次撮影する工程と、順次撮影されたカメラ画像と前記作業機の作業状況に応じて予め記憶されたテンプレート画像とを順次パターンマッチングし時系列で得られるパターンマッチング結果による前記作業機の動きから前記作業機の作業内容を認識する工程と、順次認識された作業内容別に作業回数と使用燃料量とを累積する工程と、所定のタイミングで、累積された作業回数と使用燃料量とに基づき算出された作業内容毎の燃費を作業内容毎に予め設定された目標燃費と比較して作業内容毎の燃料使用状態の良否を表示する工程と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる建設機械の省燃費運転支援方法は、上記発明において、前記認識する工程では、撮影された前記作業機の各部位毎のカメラ画像と、前記作業機の作業状況に応じて予め記憶された各部位毎のテンプレート画像とを用いることを特徴とする。

また、本発明にかかる建設機械の省燃費運転支援方法は、上記発明において、前記累積する工程では、作業内容別に作業時間をさらに累積することを特徴とする。

また、本発明にかかる建設機械の省燃費運転支援システムは、建設機械に搭載されて作業機の作業状況を順次撮影するカメラと、前記作業機の作業状況に応じたテンプレート画像を予め記憶したテンプレート画像メモリと、前記カメラで順次撮影されたカメラ画像と前記テンプレート画像メモリに予め記憶されたテンプレート画像とを順次パターンマッチングし時系列で得られるパターンマッチング結果による前記作業機の動きから前記作業機の作業内容を認識する作業内容認識手段と、該作業内容認識手段で順次認識された作業内容別に作業回数と使用燃料量とを作業内容テーブルに累積する累積手段と、所定のタイミングで、前記作業内容テーブルに累積された作業回数と使用燃料量とに基づき作業内容毎の燃費を算出する燃費算出手段と、該燃費算出手段で算出された作業内容毎の燃費を作業内容毎に予め設定された目標燃費と比較して作業内容毎の燃料使用状態の良否を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる建設機械の省燃費運転支援システムは、上記発明において、前記テンプレート画像メモリは、前記作業機の作業状況に応じた各部位毎のテンプレート画像を予め記憶し、前記作業内容認識手段は、撮影された前記作業機の各部位毎のカメラ画像を用いることを特徴とする。

また、本発明にかかる建設機械の省燃費運転支援システムは、上記発明において、前記累積手段は、作業内容別に作業時間をさらに累積することを特徴とする。

本発明にかかる建設機械の省燃費運転支援方法および省燃費運転支援システムは、建設機械に搭載されたカメラで作業機の作業状況を順次撮影し、順次撮影されたカメラ画像と作業機の作業状況に応じて予め記憶されたテンプレート画像とを順次パターンマッチングし時系列で得られるパターンマッチング結果による作業機の動きから作業機の作業内容を認識するので、実際の作業機の動きをカメラによって撮影した結果に基づく直接的な認識であり、作業内容認識の正確性を増すことができ、このような認識された作業内容別に作業回数と使用燃料量とを累積し作業内容毎に算出された燃費を作業内容毎の目標燃費と比較して運転状況を評価するので、省燃費運転のための評価を作業内容別に的確に行うことができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態は、建設機械として油圧ショベルへの適用例を示す。本発明は、実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。

図１は、本実施の形態の省燃費運転支援方法が適用される油圧ショベルの構成例を示す概略側面図であり、図２は、油圧ショベルの省燃費運転支援システムの構成例を示す概略ブロック図である。本実施の形態の油圧ショベル１は、下部走行体をなす履帯２上に操縦室３ａ等を含む上部旋回体３を備え、上部旋回体３の車体部分には、ブーム４、アーム５およびバケット６の各部位からなる作業機７が取り付けられている。ブーム４、アーム５およびバケット６は、図１では図示しないが、各々ブーム用、アーム用、バケット用の油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ８（図２参照）が駆動することにより作動し、掘削、法面仕上、平面仕上等の所望の作業を実行する。

ここで、本実施の形態の油圧ショベル１は、例えば操縦室３ａ上にカメラ９を備える。このカメラ９は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を用いて被写体を撮影するもので、本実施の形態では、作業機７（ブーム４、アーム５およびバケット６）の作業状況を撮影し得るように設置されている。

また、本実施の形態の油圧ショベル１の省燃費運転支援システムは、図２に示すように、制御系として、制御コントローラ１０と車体コントローラ２０と画像処理コントローラ３０とを備える。車体コントローラ２０は、油圧ショベル１の大半の制御を司るもので、例えばエンジン２１の回転数を燃料噴射指令値によって制御することで、エンジン駆動の油圧ポンプ２２を制御し、操作弁２３を介して油圧シリンダ、油圧モータ等の油圧アクチュエータ８を駆動制御し、所望の作業を行わせる。また、車体コントローラ２０は、操作弁２３をパイロット油圧で制御して対応する油圧アクチュエータ８を駆動させるための操作レバー２４の操作レバー信号を取り込み、操作レバー２４の操作量に応じた燃料噴射指令値を算出する。

また、画像処理コントローラ３０は、カメラ９で順次撮影された作業機７の作業状況のカメラ画像情報を取り込んで作業内容を認識する処理を行うためのものであり、パターンマッチング処理部３１と作業内容認識部３２とを備える。また、画像処理コントローラ３０には、作業機７の作業状況に応じてカメラ９で撮影されて画像抽出、マスキング等の所定の画像処理が施されたテンプレート画像を予め記憶したテンプレート画像メモリ３３が接続されている。パターンマッチング処理部３１は、カメラ９で順次撮影されたカメラ画像とテンプレート画像メモリ３３に予め記憶されたテンプレート画像とを比較するパターンマッチング処理を実行し、カメラ画像が一致するテンプレート画像を確定することで、作業機７の姿勢（作業状況）を特定する。作業内容認識部３２は、順次撮影されるカメラ画像のそれぞれについてパターンマッチング処理部３１によってパターンマッチング処理され、時系列で得られるパターンマッチング結果（順次確定されるテンプレート画像の情報）をメモリに保存し、時系列で解析して作業機７の動きパターンを特定することで、該動きパターンに相当する作業内容（例えば、掘削／積込作業）を認識する処理を行い、認識された作業内容情報を制御コントローラ１０に出力する。

また、制御コントローラ１０は、画像処理コントローラ２０で認識された作業内容を加味して油圧ショベル１の運転状況を作業内容毎に評価するためのもので、累積部１１と燃費算出部１２と評価部１３を備えるとともに、評価結果を表示するためのモニタ１４が接続されている。また、制御コントローラ１０には、作業内容テーブル１５や作業内容別目標燃費テーブル１６を有するメモリ１７や、評価情報表示を指示するための評価表示ボタン１８が接続されている。ここで、累積部１１は、作業内容認識部３２で順次認識された作業内容別に作業回数と使用燃料量と作業時間とを作業内容テーブル１５に累積する処理を行うためのものである。また、燃費算出部１２は、例えば評価表示ボタン１８が押下される等の所定のタイミングで、作業テーブル１５に累積された作業回数と使用燃料量と作業回数とに基づき作業内容毎の燃費に関する情報を算出する処理を行うためのものである。評価部１３は、燃費算出部１２で算出された作業内容毎の燃費を作業内容毎に予め作業内容別目標燃費テーブル１６に設定された目標燃費と比較して作業内容毎の燃料使用状態の良否をモニタ１４上に表示させる処理を行うためのものである。

ここで、まず本実施の形態で用いるテンプレート画像およびパターンマッチング処理について、図３〜図７を参照して説明する。本実施の形態では、作業機７の姿勢（作業状況）に応じて、その各部位であるブーム４、アーム５およびバケット６がそれぞれカメラ９からどのように見えるかを示す作業状況に応じた各部位毎のテンプレート画像を、カメラ９で撮影してテンプレート画像メモリ３３に予め記憶させておくものである。ここで、ブーム４、アーム５およびバケット６の変位状況については、例えば図３に示すような基本姿勢をベースとして、それぞれ反時計方向の角度θ₁，θ₂，θ₃で表すものとする。また、本実施の形態では、図４〜図６に示すように、１°ずつテンプレート画像を用意しているが、必要な分解能に応じて、１°よりも粗く、或いは、細かく分類したテンプレート画像を用意してもよい。

まず、図４は、作業機７の基部側に位置するブーム４のテンプレート画像の例を示す説明である。テンプレート画像中、ハッチング部はブーム４の背景の影響を避けるため、マスクするものとし、パターンマッチングには使用しないようにする。ここで、後述するパターンマッチング処理において、例えばカメラ９で撮影されたブーム４部分のカメラ画像がθ₁＝１°のテンプレート画像に一致すれば、そのときのブーム４の作業角度θ₁は１°ということになる。

図５は、作業機７においてブーム４に支持されたアーム５のテンプレート画像の例を示す説明図である。アーム５の姿勢（作業状況）は、基部側に位置するブーム４の角度θ₁に依存するため、ブーム４の角度θ₁毎に自身の角度θ₂を変化させたテンプレート画像が用意される。

図６は、作業機７においてアーム５に支持されたバケット６のテンプレート画像の例を示す説明図である。バケット６の姿勢（作業状況）は、基部側に位置するブーム４およびアームの角度θ₁，θ₂に依存するため、ブーム４およびアーム５の角度θ₁，θ₂毎に自身の角度θ₃を変化させたテンプレート画像が用意される。

なお、本実施の形態では、アーム５のテンプレート画像は角度θ₁毎に、バケット６のテンプレート画像は角度θ₁，θ₂毎に用意するようにしたが、それぞれθ₁＝０、θ₂＝０の場合のテンプレート画像を基準として、演算や拡大・縮小処理により作成するようにしてもよい。

次に、このような各部位毎のテンプレート画像が格納されたテンプレート画像メモリ３３を用いたパターンマッチング処理部３１によるパターンマッチング処理例について、図７に示す概略フローチャートを参照して説明する。パターンマッチング処理部３１は、カメラ９で作業機７を撮影したカメラ画像が入力画像として入力されると、ブーム、アーム、バケットの順に処理を進める。まず、ブーム４の角度θ₁に関する変数ｉを０にセットし（ステップＳ１０１）、入力画像中に含まれるブーム画像がθ₁＝ｉのテンプレート画像と一致するか否かを比較する（ステップＳ１０２）。一致するか否かの判定には、例えばパターンマッチング処理において周知の正規化相関を利用すればよい（以下の処理でも同様）。比較の結果、入力画像中に含まれるブーム画像が該テンプレート画像に一致しなかった場合には（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、変数ｉを＋１にインクリメントし（ステップＳ１０４）、次のθ₁＝ｉのテンプレート画像と一致するか否かを比較する（ステップＳ１０２）。このような比較処理を、一致する結果が得られるまで繰り返し（ステップＳ１０３）、一致したら（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、カメラ９で撮影されたブーム４の作業状況（姿勢）としては、当該角度θ₁のテンプレート画像の状態であると確定する（ステップＳ１０５）。ここで、確定した角度θ₁をΘ₁とする。

引き続き、アーム５の角度θ₂に関する変数ｊを０にセットし（ステップＳ１０６）、入力画像に含まれるアーム画像が、θ₁＝Θ₁の場合のθ₂＝ｊのテンプレート画像と一致するか否かを比較する（ステップＳ１０７）。比較の結果、入力画像に含まれるアーム画像が該テンプレート画像に一致しなかった場合には（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、変数ｊを＋１にインクリメントし（ステップＳ１０９）、次のθ₂＝ｊのテンプレート画像と一致するか否かを比較する（ステップＳ１０７）。このような比較処理を、一致する結果が得られるまで繰り返し（ステップＳ１０８）、一致したら（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、カメラ９で撮影されたアーム５の作業状況（姿勢）としては、θ₁＝Θ₁の場合の当該角度θ₂のテンプレート画像の状態であると確定する（ステップＳ１１０）。ここで、確定した角度θ₂をΘ₂とする。

さらに、バケット６の角度θ₃に関する変数ｋを０にセットし（ステップＳ１１１）、入力画像に含まれるバケット画像が、θ₁＝Θ₁，θ₂＝Θ₂の場合のθ₃＝ｋのテンプレート画像と一致するか否かを比較する（ステップＳ１１２）。比較の結果、入力画像に含まれるバケット画像が該テンプレート画像に一致しなかった場合には（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、変数ｋを＋１にインクリメントし（ステップＳ１１４）、次のθ₃＝ｋのテンプレート画像と一致するか否かを比較する（ステップＳ１１２）。このような比較処理を、一致する結果が得られるまで繰り返し（ステップＳ１１３）、一致したら（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、カメラ９で撮影されたバケット６の作業状況（姿勢）としては、θ₁＝Θ₁，θ₂＝Θ₂の場合の当該角度θ₃のテンプレート画像の状態であると確定する（ステップＳ１１５）。ここで、確定した角度θ₃をΘ₃とする。これにより、ある時点においてカメラ９で撮影されたブーム４、アーム５およびバケット６の作業状況（姿勢）の特定が可能となる。

パターンマッチング処理部３１は、カメラ９によって順次撮影される作業機７の画像について、このようなパターンマッチング処理を順次行い、その都度、ブーム４、アーム５およびバケット６のテンプレート画像を確定する。

作業内容認識部３２は、パターンマッチング処理部３１から時系列で得られるパターンマッチング結果（順次確定されたテンプレート画像の角度情報）をメモリに保存し、保存されたパターンマッチング結果（順次確定されたテンプレート画像の角度情報）、すなわちブーム４、アーム５およびバケット６の作業状況（姿勢）の変化の様子を時系列で解析することで作業機７の動きパターンを特定する。ここで、作業機７は作業内容によってブーム４、アーム５およびバケット６が独自の動きパターンをとるため、作業内容毎に予め動きパターンを記憶させておき、作業内容の認識が可能となる状態まで作業機７の動きパターンが特定された時点で、作業内容認識部３２は、特定された作業機７の動きパターンに相当する作業内容を認識する。例えば、作業機７の動きパターンが、バケット６で土を掘削してすくいあげるようなパターンの場合であれば、作業内容は掘削／積込作業である如く認識する。

つづいて、制御コントローラ１０による処理について説明する。まず、累積部１１が使用する作業内容テーブル１５について説明する。作業内容テーブル１５は、図８に示すように、例えば「掘削／積込」「法面仕上」「平面仕上」「走行」「子割」「クレーン」のような作業ＩＤで特定される作業内容毎に、作業中フラグ欄１５ａ、サイクル回数（作業回数）欄１５ｂ、燃料消費量（使用燃料量）欄１５ｃ、作業時間欄１５ｄ、１サイクル当り燃費欄１５ｅ、１サイクル当り作業時間欄１５ｆを有する。

また、評価部１３が使用する作業内容別目標燃費テーブル１６について説明する。作業内容別目標燃費テーブル１６は、図９に示すように、例えば、「掘削／積込」「法面仕上」「平面仕上」「走行」「子割」「クレーン」のような作業ＩＤで特定される作業内容毎に、１サイクル当り目標燃費欄１６ａを有し、それぞれの目標燃費の値は予め設定されている。なお、図８および図９中に示す数値例は、必ずしも現実的な数値例を示すものではない。

累積部１１は、油圧ショベル１のエンジン２１がオンされると、図１０のフローチャートに示すように、画像処理コントローラ２０による前述の処理と並行して、作業内容別のデータの収集・累積処理を行う。まず、エンジン２１をオンさせた場合、その日の最初のエンジン起動であるか否かを判定し（ステップＳ２０１）、最初のエンジン起動であれば（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、作業内容テーブル１５の各欄の記憶内容をクリアする（ステップＳ２０２）。最初のエンジン起動でない場合には（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、ステップＳ２０２の処理をジャンプする。

その後、画像処理コントローラ２０の作業内容識別部３２から作業内容情報の入力があるか否かをチェックする（ステップＳ２０３）。作業内容識別部３２で現在の作業内容が識別され、識別された作業内容情報が入力されると（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、作業中フラグをオンにし（作業内容テーブル１５中の該当する作業内容の作業中フラグ欄１５ａに“１”を立てる）、かつ、開始時刻を記憶する（ステップＳ２０４）。さらに、車体コントローラ３０から得られる燃料噴射指令値を積分していくことで、当該作業内容のためのエンジン２１の燃料使用量を累積する（ステップＳ２０５）。そして、エンジンオフや評価表示ボタン１８の押下による作業終了指示があるか否かをチェックする（ステップＳ２０６）。

ここで、作業終了指示がなければ（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、作業内容識別部３２から次の作業内容情報の入力があるか否かをチェックする（ステップＳ２０７）。作業内容情報の入力がなければ（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、今回の作業内容が継続しているものとして燃料噴射指令値の積分を継続する（ステップＳ２０５）。

一方、作業機７による作業の進行に伴い、次の作業内容情報の入力があった場合には（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、入力された作業内容が前回の作業内容と同じであるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。前回の作業内容と同じでない場合には（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、前回作業内容の作業中フラグをオフにするとともに、その終了時刻を記憶することで、前述の開始時刻との差から前回作業内容の作業時間を算出し、この作業時間を作業内容テーブル１５中の該当する作業内容の作業時間欄１５ｄに加算し、さらに、燃料噴射指令値の積分値を作業内容テーブル１５中の該当する作業内容の燃料消費量欄１５ｃに加算する（ステップＳ２０９）。引き続き、今回作業内容の作業中フラグをオンにし、かつ、開始時刻を記憶する（ステップＳ２１０）。さらに、車体コントローラ３０から得られる燃料噴射指令値を積分していくことで、今回作業内容のためのエンジン２１の燃料使用量を累積する（ステップＳ２１１）。そして、エンジンオフや評価表示ボタン１８の押下による作業終了指示があるか否かをチェックする（ステップＳ２１２）。

また、前回の作業内容と同じ場合には（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、作業内容テーブル１５の前回の作業内容のサイクル回数欄１５ｂにサイクル回数を＋１して加算する処理を行い（ステップＳ２１３）、今回も前回の作業内容が継続しているものとして燃料噴射指令値の積分を継続する（ステップＳ２０５）。

このような処理を、次の作業内容情報が入力される度に繰り返すことにより、作業内容テーブル１５には、作業内容別にサイクル回数と燃料消費量と作業時間とが順次累積されることとなる。

そして、最終的に、エンジンオフや評価表示ボタン１８の押下による作業終了指示があった場合には（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ、またはステップＳ２１２；Ｙｅｓ）、現在の作業中フラグをオフにするとともに、その終了時刻を記憶することで、前述の開始時刻との差から当該作業内容の作業時間を算出し、この作業時間を作業内容テーブル１５中の該当する作業内容の作業時間欄１５ｄに加算し、さらに、燃料噴射指令値の積分値を作業内容テーブル１５中の該当する作業内容の燃料消費量欄１５ｃに加算する（ステップＳ２１４）。

燃費算出部１２および評価部１３は、評価表示ボタン１８を押すなどの特定の省燃費診断表示要求のイベントがあったタイミングで起動し、図１１に示すような処理・制御を行う。まず、燃費算出部１２は、特定の省燃費診断表示要求のイベントがあると、作業内容テーブル１５中に累積されたサイクル回数、燃料消費量の情報を用いて、作業内容毎に１サイクル当り燃費Ｆ［Ｌ／ｃｙｃｌｅ］を算出し、１サイクル当り燃費欄１５ｅに記憶する（ステップＳ３０１）。すなわち、燃料消費量は、１サイクル当りの平均燃費として算出する。この際、サイクル回数、作業時間の情報を用いて、作業内容毎に１サイクル当り作業時間［ｈ／ｃｙｃｌｅ］を算出し、１サイクル当り作業時間欄１５ｆに記憶する。

評価部１３は、作業内容毎の燃費Ｆの計算が終了すると、作業内容別目標燃費テーブル１６から、作業内容毎の１サイクル当り目標燃費Ｆｔの情報を読み込む（ステップＳ３０２）。そして、作業内容毎に算出された燃費Ｆと目標燃費Ｆｔとを比較する（ステップＳ３０３）。比較の結果、Ｆ≧Ｆｔでなければ（Ｆ＜Ｆｔであれば）（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、当該作業内容については目標燃費をクリアしているので、当該作業内容の燃料使用状態として省燃費運転は「良」評価である旨をモニタ１４に表示させる（ステップＳ３０４）。一方、比較の結果、Ｆ≧Ｆｔであれば（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、当該作業内容については目標燃費をクリアしていないので、当該作業内容の燃料使用状態として省燃費運転は「不良」評価である旨をモニタ１４に表示させる（ステップＳ３０５）。

なお、比較の結果、Ｆ≧Ｆｔの場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）において、目標燃費Ｆｔに対する燃費Ｆの乖離度合いを示すレベル判定を行い、その乖離度合いに示すレベルに応じて、「やや不良」「不良」「不可」の如く、段階的な省燃費運転評価の表示を行わせるようにしてもよい。

また、作業内容毎に１サイクル当り目標作業時間を作業内容別目標燃費テーブル１６に予め設定しておき、Ｆ≧Ｆｔでない場合において（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、作業内容毎に算出された１サイクル当り作業時間と１サイクル当り目標作業時間とを比較する工程を付加することで、作業時間を加味して作業内容毎の省燃費運転の良否評価を行うようにしてもよい。Ｆ≧Ｆｔである場合においても（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、作業内容毎に算出された１サイクル当り作業時間と１サイクル当り目標作業時間とを比較する工程を付加することで、作業時間が燃費の悪い要因となっているかを判断するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、上部旋回体３の操縦室３ａ上にカメラ９を設置するようにしたが、作業機７の作業状況を撮影し得る箇所であれば、適宜箇所に設置してもよい。例えば、ブーム４に設置して、アーム５、バケット６および上部旋回体３を撮影可能とし、ブーム４に対するアーム５やバケット６の状態を把握するとともに、上部旋回体３に対するブーム４の状態を把握して、作業機７の姿勢を特定するようにしてもよい。

本発明の実施の形態の省燃費運転支援方法が適用される油圧ショベルの構成例を示す概略側面図である。油圧ショベルの省燃費運転支援システムの構成例を示す概略ブロック図である。作業機の変位状況を示す角度につての説明図である。ブームのテンプレート画像の例を示す説明図である。アームのテンプレート画像の例を示す説明図である。バケットのテンプレート画像の例を示す説明図である。パターンマッチング処理例を示す概略フローチャートである。作業内容テーブルを示す説明図である。作業内容別目標燃費テーブルを示す説明図である。累積部による処理例を示す概略フローチャートである。燃費算出部および評価部による処理例を示す概略フローチャートである。

符号の説明

４ブーム
５アーム
６バケット
７作業機
９カメラ
１１累積部
１２燃費算出部
１３評価部
１４モニタ
１５作業内容テーブル
３１パターンマッチング処理部
３２作業内容認識部
３３テンプレート画像メモリ

Claims

建設機械に搭載されたカメラで作業機の作業状況を順次撮影する工程と、
順次撮影されたカメラ画像と前記作業機の作業状況に応じて予め記憶されたテンプレート画像とを順次パターンマッチングし時系列で得られるパターンマッチング結果による前記作業機の動きから前記作業機の作業内容を認識する工程と、
順次認識された作業内容別に作業回数と使用燃料量とを累積する工程と、
所定のタイミングで、累積された作業回数と使用燃料量とに基づき算出された作業内容毎の燃費を作業内容毎に予め設定された目標燃費と比較して作業内容毎の燃料使用状態の良否を表示する工程と、
を備えたことを特徴とする建設機械の省燃費運転支援方法。
前記認識する工程では、撮影された前記作業機の各部位毎のカメラ画像と、前記作業機の作業状況に応じて予め記憶された各部位毎のテンプレート画像とを用いることを特徴とする請求項１に記載の建設機械の省燃費運転支援方法。
前記累積する工程では、作業内容別に作業時間をさらに累積することを特徴とする請求項１または２に記載の建設機械の省燃費運転支援方法。
建設機械に搭載されて作業機の作業状況を順次撮影するカメラと、
前記作業機の作業状況に応じたテンプレート画像を予め記憶したテンプレート画像メモリと、
前記カメラで順次撮影されたカメラ画像と前記テンプレート画像メモリに予め記憶されたテンプレート画像とを順次パターンマッチングし時系列で得られるパターンマッチング結果による前記作業機の動きから前記作業機の作業内容を認識する作業内容認識手段と、
該作業内容認識手段で順次認識された作業内容別に作業回数と使用燃料量とを作業内容テーブルに累積する累積手段と、
所定のタイミングで、前記作業内容テーブルに累積された作業回数と使用燃料量とに基づき作業内容毎の燃費を算出する燃費算出手段と、
該燃費算出手段で算出された作業内容毎の燃費を作業内容毎に予め設定された目標燃費と比較して作業内容毎の燃料使用状態の良否を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする建設機械の省燃費運転支援システム。
前記テンプレート画像メモリは、前記作業機の作業状況に応じた各部位毎のテンプレート画像を予め記憶し、
前記作業内容認識手段は、撮影された前記作業機の各部位毎のカメラ画像を用いることを特徴とする請求項４に記載の建設機械の省燃費運転支援システム。
前記累積手段は、作業内容別に作業時間をさらに累積することを特徴とする請求項４または５に記載の建設機械の省燃費運転支援システム。