JP2014047487A - Loading operation information collecting system, loading operation information collecting method, and loading machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、採掘現場において、砕石物をダンプトラックへ積み込む作業を行う際の積込作業情報収集システムに関する。 The present invention relates to a loading work information collection system for carrying out a work of loading crushed stone into a dump truck at a mining site.
従来、セメント業界の採掘所では、採掘現場で採掘された石灰石等の砕石物の運搬に大型トラック又はダンプトラックを利用している。砕石物を積み込んだ大型トラックは、大きな穴状の下ろし場設備まで砕石物を運搬している。このような、採掘所における運搬業務では、積込作業、運搬作業及び荷下ろし作業において、検収管理のＩＴ化することが必要とされている。即ち、検収管理を行うためには、砕石物をどの積込機（バックホウ又はホイールローダ）からどの大型トラックにどれだけの量を積み込んだのか、という積込作業情報をシステム的に集中管理する必要がある。そのため採掘所を有するセメント業界では、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグにより、積込機と大型トラックを結びつける相互個体検知を実施し、積込機毎の大型トラックへの積込状況の管理を可能にするシステムが提案されている。 Conventionally, mines in the cement industry use large trucks or dump trucks to transport crushed stones such as limestone mined at mining sites. Large trucks loaded with crushed stones carry crushed stones to a large hole-shaped lowering facility. In such a transport operation at a mine, it is necessary to use inspection inspection IT in loading work, transport work and unloading work. In other words, in order to perform inspection management, it is necessary to centrally manage loading work information such as which loader (backhoe or wheel loader) from which loader and what amount of heavy truck is loaded. There is. For this reason, in the cement industry that has mines, RFID (Radio Frequency Identification) tags can be used to detect each other's connection between the loader and the large truck, and to manage the loading status of each loader on the large truck. A system has been proposed.
なお、特開２００８−１１５５５４号公報（特許文献１）には、固定的な通信インフラの構築が難しい鉱山の採鉱場所から情報を効率的に収集するシステムが記載されている。特許文献１によると、鉱石の積込作業に際し、運搬開始位置、運搬開始時刻、運搬担当者名、運搬重機ＩＤ及び運搬量を取得し、大型トラック等の運搬用重機に送信する。そして運搬用重機が荷下ろし作業の処理場に到着すると、情報収集装置にこれらの情報を送信する。こうして採掘場所と、固定的な通信インフラの構築が可能な処理場とを往復する運搬用重機を仲介することにより積込作業情報を伝達するというものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-115554 (Patent Document 1) describes a system that efficiently collects information from a mining site in a mine where it is difficult to construct a fixed communication infrastructure. According to
しかしながら、従来の技術において、単にＲＦＩＤタグを大型トラックに設置した技術では、積込機の付近を通過する大型トラックや他の積込機にて積込中の大型トラックを誤検知する可能性が出てくる。特に、露天掘りを行っている採掘所では、積込作業は大型トラック用の通路にもなる積込作業現場において行われており、積込作業中の積込機に別の大型トラックが接近することがある。そのため、単に通過した大型トラックを検知してしまうと、積込作業を本当に実施したのかどうかの判断ができない。 However, in the conventional technology, in which the RFID tag is simply installed on a large truck, there is a possibility that a large truck passing near the loader or a large truck being loaded by another loader may be erroneously detected. Come out. In particular, in mines where open-pit mining is performed, loading work is performed at the loading work site that also serves as a passage for large trucks, and another large truck approaches the loading machine during loading work. There is. Therefore, if a large truck that has just passed is detected, it cannot be determined whether or not the loading operation has actually been performed.
一方、従来の技術においては、積込機の操縦者によって、誤検知を防ぐための操作をすることも考慮されるが、操縦者に対しては安全運行のルール上、操縦及び積込作業以外のシステム動作を実施させることはできない。即ち、積み込む際に、大型トラックに向けて手動にて電波を照射する等の調整は不可能であるという問題がある。 On the other hand, in the conventional technology, it may be considered that the operator of the loader performs an operation for preventing erroneous detection. System operation cannot be performed. That is, when loading, there is a problem that adjustment such as manually radiating radio waves toward a large truck is impossible.
本発明が解決しようとする課題は、積込機の付近を単に通過する大型トラックや他の積込機にて積込中の大型トラックを誤検知する可能性を排除するとともに、自動的に積込中の大型トラックを検知することができる積込作業情報収集システムを提供するものである。 The problem to be solved by the present invention is to eliminate the possibility of erroneous detection of a large truck that simply passes near the loader or a large truck that is being loaded by another loader, and automatically loads A loading work information collecting system capable of detecting a large truck during loading is provided.
上記課題を解決するために本発明に関する積込作業情報収集システムは、トラックに複数のＲＦＩＤタグを設け、前記トラックに積込物を積み込む積込機に受信アンテナを設け、前記受信アンテナが前記複数のＲＦＩＤタグからの信号を受信し、前記積込機と前記トラックとの相対的移動が連続的に行われたことに基づいて、前記積込機から前記トラックへの積込みがあったものと判別することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a loading work information collecting system according to the present invention includes a plurality of RFID tags provided on a truck, a receiving antenna provided on a loading machine for loading a load on the truck, When the signal from the RFID tag is received and the relative movement between the loader and the track is continuously performed, it is determined that there is a load from the loader to the track. It is characterized by doing.
上記構成を有する本発明によれば、前記受信アンテナが前記複数のＲＦＩＤタグからの信号を受信し、前記積込機と前記トラックとの相対的移動が連続的に行われたことに基づいて、前記積込機から前記トラックへの積込みがあったものと判別するようにしたので、積込機の付近を単に通過する大型トラックや他の積込機にて積込中の大型トラックを誤検知する可能性を排除するとともに、自動的に積込中の大型トラックを検知することができる積込作業情報収集システムを提供することが可能になる。 According to the present invention having the above-described configuration, the receiving antenna receives signals from the plurality of RFID tags, and the relative movement between the loader and the track is continuously performed. Since it was determined that there was a load from the loader to the truck, a large truck that simply passes near the loader or a large truck that is being loaded by another loader is erroneously detected. It is possible to provide a loading work information collecting system that can automatically detect a large truck that is being loaded while eliminating the possibility of doing so.
更に、本発明によれば、積込機の操縦者に対して、操縦及び積込作業以外のシステム動作を実施させることはない。即ち、積込機にＲＦＩＤ受信アンテナ２１を設けたので、積み込む際に、大型トラックに向けて手動にて電波を照射する等の調整をする必要はない。よって積込み時に、大型トラックのＲＦＩＤタグからの信号パターンにより自動判別することが可能な積込作業情報収集システムを提供することが可能になる。
Furthermore, according to the present invention, the operator of the loader is not allowed to perform any system operation other than maneuvering and loading work. That is, since the
また、露天掘りを行っている採掘所は、屋外にあるため天候の影響を直接受ける。そして、採掘所自体が巨大なクレータ型になっているため、特に雨が降ると電波伝搬に影響を与える霧やモヤが発生する。更に、金属製からなる荷下ろし現場の設備や大型トラックは、増設されたり移動したりするので、電波伝搬に影響を与える周辺の金属環境も頻繁に変化するという特性を有している。本発明によれば、ＲＦＩＤタグと受信アンテナを利用することとしたので、このような天候又は大型トラックや設備等の現場環境により電波伝搬状況が日々変化する可能性のある現場において、受信電波強度の調整のための送信強度又は指向性の調整を行わなくても正確な積込作業の検知が可能となるという効果を有する。 In addition, the mines that conduct open-pit mining are directly affected by the weather because they are outdoors. And since the mine itself is a huge crater type, fog and fog that affect radio wave propagation are generated especially when it rains. Furthermore, since the equipment and large trucks at the unloading site made of metal are added or moved, the surrounding metal environment that affects radio wave propagation also changes frequently. According to the present invention, since the RFID tag and the receiving antenna are used, in the field where the radio wave propagation situation may change daily due to the weather or the field environment such as a large truck or equipment, There is an effect that accurate loading operation can be detected without adjusting the transmission intensity or directivity for the adjustment.
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。図２は第１の実施の形態に関する大型トラックと積込機の外観図である。同図（ａ）は大型トラック１を示す。大型トラック１はダンプトラックともいう。露天掘りを行っている採掘所において、大型トラック１は採掘された石灰石等の積込物としての砕石物を運搬する。採掘所における運搬業務では、次に説明するバックホウ３による積込作業、荷下ろし現場までの運搬作業及び荷下ろし現場での荷下ろし作業が行われる。大型トラック１の主な構成は通常のものと同じである。本実施の形態においては、大型トラック１の周囲に、望ましくは砕石物を積み込む荷台２の周囲に、後述する複数のＲＦＩＤタグ１１乃至１６が設置されるのがよい。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is an external view of the large truck and the loader according to the first embodiment. FIG. 1A shows the
同図（ｂ）は積込機としてのバックホウ３を示す。バックホウ３はドラッグショベルともいう。バックホウ３は採掘所における砕石物の掘削作業及び大型トラック１への積込作業を行う。バックホウ３はキャタピラ部７の上部に本体４が回転可能に搭載される。地盤のよい作業現場では、キャタピラ部７を有するバックホウ３の代わりにホイール式のバックホウ３が使用される。本体４には、アーム部６と操作室８が搭載される。アーム部６の先端には掘削及び積込を行うショベル５が設けられる。操作室８の前面には本実施の形態に関するＲＦＩＤ受信アンテナ２１がショベル５方向に向けて設置される。キャタピラ部７の上部に本体４が回転可能に搭載されているので、本体４の回転により、後述するようにショベル５及びＲＦＩＤ受信アンテナ２１の向きがともに矢印Ｂ又はＣ方向に回動する。
FIG. 2B shows a
図１は第１の実施の形態に関するシステム構成図である。大型トラック１には前述のように周囲に複数のＲＦＩＤタグ１１乃至１６が設置される。図示のように大型トラック１の四隅にＲＦＩＤタグ１１、１３、１４及び１６並びに側面における長手方向の中間点にＲＦＩＤタグ１２及び１５が設置される。ＲＦＩＤタグ１１乃至１６はそれぞれ固有のＩＤを有する。固有のＩＤは、搭載されている大型トラック１ごとにグルーピングされたタグ識別番号である。ＲＦＩＤタグ１１乃至１６は、次に説明するＲＦＩＤ受信アンテナ２１の指向性範囲Ｒに入ったときは、その固有のＩＤを送信する。例えばＲＦＩＤタグ１１は左後方、ＲＦＩＤタグ１２は左側方、ＲＦＩＤタグ１３は左前方、ＲＦＩＤタグ１４は右後方、ＲＦＩＤタグ１５は右側方及びＲＦＩＤタグ１６は右前方を特定するタグ識別番号を送信する。なお、大型トラック１は矢印Ａ方向に移動するものとする。
FIG. 1 is a system configuration diagram relating to the first embodiment. As described above, the
バックホウ３にはＲＦＩＤ受信アンテナ２１、ＲＦＩＤ受信機２２、ＮＷスイッチ２３及び制御ＰＣ２４が設けられる。ＲＦＩＤ受信アンテナ２１は、大型トラック１を検知するために常時電波を放出する。そして、ＲＦＩＤ受信アンテナ２１はショベル５の方向に設置され、後述する指向性範囲Ｒに入ってきた大型トラック１のＲＦＩＤタグ１１乃至１６からの信号を検知することができる。従って、ＲＦＩＤ受信アンテナ２１は、前述の通り操作室８の前面に設置されることが望ましい。
The
ＲＦＩＤ受信機２２は、ＲＦＩＤ受信アンテナ２１を介して、ＲＦＩＤタグ１１乃至１６と通信を行うことにより、ＲＦＩＤタグ１１乃至１６のタグ識別番号を読み取る。ＲＦＩＤ受信アンテナ２１からは数ｍｓ単位で電波を放出している。大型トラック１の接近時には、一定時間間隔での電波受信数及び受信強度等を取得することができる。ＮＷスイッチ２３は、ＲＦＩＤ受信機２２と次に説明する制御ＰＣ２４との間に接続され、相互にデータの授受を行う。
The
制御ＰＣ２４は、ＲＦＩＤ受信機２２が受信したＲＦＩＤタグ１１乃至１６の大型トラック１ごとにグルーピングされたタグ識別番号を基に、後述するように大型トラック１とバックホウ３の相対的移動を分析するとともに、相対的移動に基づく信号パターンを分析する。そして、グルーピングされた大型トラック１を特定するとともに、分析した信号パターンから積込みが行われたかどうかを判別する。制御ＰＣ２４の構成は通常のパソコンと同様であるが、本実施の形態に関する制御ＰＣ２４の機能については後述する。
The
図３は第１の実施の形態に関する積込み時の電波照射状況を示す説明図である。同図（ａ）は、大型トラック１がバックホウ３からの積込みを待機している状態を示す。バックホウ３は待機している大型トラック１の側方に停止し、ショベル５を使って砕石物１９−１を掘削した後、大型トラック１へショベル５を移動する。この移動は、キャタピラ部７を停止し、本体４の回転のみで行う。本体４とともに一体として回転するアーム部６を矢印Ｂ方向に回転すると、ショベル５が大型トラック１に接近することになる。これによりショベル５と大型トラック１が相対的移動を行う。同図（ａ）において、ＲはＲＦＩＤ受信アンテナ２１の指向性の範囲を示す。図示のように、本体４の回転により、まずＲＦＩＤタグ１１が指向性範囲Ｒに含まれることになる。即ち、前記ＲＦＩＤ受信機２２はまず一個のＲＦＩＤタグ１１からの信号を検知することになる。
FIG. 3 is an explanatory view showing the state of radio wave irradiation at the time of loading related to the first embodiment. FIG. 2A shows a state in which the
その後、本体４が更に矢印Ｂ方向に回転すると、ＲＦＩＤタグ１２も指向性範囲Ｒに含まれることになる。即ち、ＲＦＩＤ受信機２２は二個のＲＦＩＤタグ１１及び１２からの信号を検知する。そして更に本体４が矢印Ｂ方向に回転すると、同図（ｂ）に示すように、ショベル５が大型トラック１の真上に位置する。この状態でショベル５から積込物を大型トラック１へ積み込むことができる。このとき、ＲＦＩＤタグ１３も指向性範囲Ｒに含まれることになる。即ち、ＲＦＩＤ受信機２２は三個のＲＦＩＤタグ１１乃至１３からの信号を検知する。このように、同図（ａ）に示す状態から同図（ｂ）に示す状態に移行するとき、ショベル５と大型トラック１が相対的移動を行い、ＲＦＩＤ受信機２２はＲＦＩＤタグ１１→１１及び１２→１１乃至１３のように遷移していることを検出する。
Thereafter, when the
第１回目の積込みが完了すると、本体４は矢印Ｃ方向に戻ることもあれば、矢印Ｂ方向に回転することもある。矢印Ｃ方向に戻るときは、同図（ａ）に示す位置へ回転する。このとき、ＲＦＩＤ受信機２２はＲＦＩＤタグ１１乃至１３→１１及び１２→１１のように遷移することを検出する。そして、ショベル５を使って砕石物１９−１を掘削しているときは、どのＲＦＩＤタグ１１乃至１６もＲＦＩＤ受信アンテナ２１の指向性範囲Ｒから外れることになる。通常はこの繰り返しとなり、その後、大型トラック１の荷台２に積込物が満杯となると、大型トラック１は矢印Ａ方向に移動することになる。
When the first loading is completed, the
また、同図（ｂ）に示す状態から、本体４が矢印Ｂ方向に回転することもある。このとき同図（ｃ）に示すように、ＲＦＩＤ受信機２２はＲＦＩＤタグ１３乃至１１→１３及び１２→１３のように遷移することを検出する。そして、ショベル５を使って砕石物１９−２を掘削しているときは、最後のＲＦＩＤタグ１３もＲＦＩＤ受信アンテナ２１の指向性範囲Ｒから外れることになる。そして、その後、本体４が更に矢印Ｃ方向に回転すると、同図（ｂ）に示す状態に移行する。すると、ＲＦＩＤ受信機２２はＲＦＩＤタグ１３→１３及び１２→１３乃至１１のように遷移していることを検出する。
Moreover, the
図４は第１の実施の形態に関する制御ＰＣの機能ブロック図である。同図において、制御ＰＣ２４のパソコンとしての通常の機能は説明を省略する。入出力部２５はＲＦＩＤ受信機２２からの受信信号をＮＷスイッチ２３を介して入力する。そして、入出力部２５は、後述する積込判定部３５で判定した結果として、積込みがあったとする大型トラック１の管理番号と現在時刻等を図示しないホストコンピュータへ出力する。
FIG. 4 is a functional block diagram of the control PC according to the first embodiment. In the figure, the description of the normal function of the
分析部３１は、入出力部２５が入力した受信信号を分析する。即ち、まず一個のＲＦＩＤタグ１１からの信号を検知すると、ＲＦＩＤタグ１１が有する固有のＩＤから、左後方を意味する番号を含むタグ識別番号を検知する。次に、二個目のＲＦＩＤタグ１２からの信号を追加検知すると、ＲＦＩＤタグ１２が有する固有のＩＤから、左側方を意味する番号を含むタグ識別番号を検知する。更に、三個目のＲＦＩＤタグ１３からの信号を追加検知すると、ＲＦＩＤタグ１３が有する固有のＩＤから、左前方を意味する番号を含むタグ識別番号を検知する。
The
このように分析部３１はＲＦＩＤ受信機２２が受信した信号からＲＦＩＤタグ１１が有する固有のＩＤを分析し、タグ識別番号を検知する。そして、タグ識別番号の受信順序を分析する。大型トラック１とバックホウ３との相対的移動の結果としてのタグ識別番号の受信順序は、以下の４通りである。
Thus, the
即ち、第１の信号パターンとしては、ＲＦＩＤタグ１１→１１及び１２→１１乃至１３（ここで積込み）→１１及び１２→１１又はこの逆の順序の信号パターンである。 That is, the first signal pattern is a signal pattern of RFID tags 11 → 11 and 12 → 11 to 13 (loading here) → 11 and 12 → 11 or the reverse order.
第２の信号パターンとしては、ＲＦＩＤタグ１１→１１及び１２→１１乃至１３（ここで積込み）→１２及び１３→１３又はこの逆の順序の信号パターンである。 The second signal pattern is a signal pattern of RFID tags 11 → 11 and 12 → 11 to 13 (loading here) → 12 and 13 → 13 or vice versa.
第３の信号パターンとしては、ＲＦＩＤタグ１４→１４及び１５→１４乃至１６（ここで積込み）→１４及び１５→１４又はこの逆の順序の信号パターンである。 The third signal pattern is a signal pattern of the RFID tags 14 → 14 and 15 → 14 to 16 (loading here) → 14 and 15 → 14 or the reverse order.
第４の信号パターンとしては、ＲＦＩＤタグ１４→１４及び１５→１４乃至１６（ここで積込み）→１５及び１６→１６又はこの逆の順序の信号パターンである。 The fourth signal pattern is a signal pattern of RFID tags 14 → 14 and 15 → 14 to 16 (loading here) → 15 and 16 → 16 or the reverse order.
これらの受信順序を分析することにより、大型トラック１とバックホウ３との相対的移動を判定することができる。ここで大型トラック１ごとにグルーピングされたタグ識別番号について、異なる大型トラックのタグ識別番号を検知したときは、同じグループごとに分類して受信順序を分析する。
By analyzing these reception orders, the relative movement between the
信号パターン記憶部３２は、分析部３１で分析した信号パターンを一旦記憶する。即ち、第１乃至第４の信号パターン又はこれらの逆の順序の信号パターンのいずれか一が記憶される。同一パターン判定部３３は、信号パターン記憶部３２に記憶した信号パターンが、予め図示しない記憶部に記憶した想定信号パターンのいずれかとの間に同一性のある同一パターンであるかどうかを判定する。想定信号パターンは前記第１乃至第４の信号パターン又はこれらの逆の順序の信号パターンの全てのパターンである。
The signal
連続判定部３４は、同一パターン判定部３３で同一性が判定された同一パターンについて２回以上連続するかどうか判定する。積込判定部３５は、連続判定部３４が２回以上連続していると判定したときは、該当する大型トラック１に対して積込みが行われたことを判定する。
The
図５は第１の実施の形態に関する動作を示すフローチャートである。
Ｓ１０１：制御部３６は、入出力部２５に対し、ＲＦＩＤ受信機２２が受信したＲＦＩＤタグ１１乃至１６からの信号を入力するよう指示する。
Ｓ１０２：制御部３６は、分析部３１に対し、ＲＦＩＤ受信機２２が受信したＲＦＩＤタグ１１乃至１６からの信号を分析するよう指示する。分析部３１はＲＦＩＤタグ１１乃至１６からの信号からタブ識別番号を検知し、大型トラック１ごとにグルーピングされたタグ識別番号について、受信順序を分析する。受信順序は前述の第１乃至第４の信号パターン又はこれらの逆の順序の信号パターンのいずれかである。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation relating to the first embodiment.
S101: The
S102: The
Ｓ１０３：制御部３６は、信号パターン記憶部３２に対し、分析した受信順序である第１乃至第４の信号パターン又はこれらの逆の順序の信号パターンを記憶するよう指示する。
Ｓ１０４：制御部３６は、同一パターン判定部３３に対し、信号パターン記憶部３２に記憶された信号パターンが予め格納してある想定信号パターンとの間に同一性を有する同一パターンであるかどうか判定するよう指示する。
S103: The
S104: The
Ｓ１０５：信号パターンの同一性があるときは、制御部３６は、連続判定部３４に対し、２回以上連続しているかどうか判定するよう指示する。
Ｓ１０６：２回以上連続していることが判定されると、制御部３６は、積込判定部３５に対し、積込みが行われたか判定するよう指示する。積込判定部３５は分析部３１で分析したタグ識別番号からグルーピングされた大型トラック１を特定し、当該大型トラック１に積込みが行われたことを判定する。その後、制御部３６は、入出力部２５に対し、当該バックホウ３から当該大型トラック１に積込みが行われたこと及び大型トラック１の管理番号と現在時刻とともに図示しないホストコンピュータに送信するよう指示する。なお、大型トラック１が積み込んだ積込物の総量については、積込作業現場から荷下ろし現場へ当該大型トラック１が何回往復したかを計算するによって算出することができる。
S105: When the signal patterns are identical, the
S <b> 106: When it is determined that two or more times are continuous, the
Ｓ１０７：ステップ１０４において、信号パターンの同一性がないとき、及びステップ１０５において、２回以上連続していないときは、積込判定部３５は大型トラック１が単に通過したものと判定する。
S107: When there is no signal pattern identity in step 104, and when it is not consecutive two or more times in step 105, the
以上第１の実施の形態によれば、ＲＦＩＤ受信アンテナ２１が複数のＲＦＩＤタグ１１乃至１６からの信号を受信し、信号の受信順序によってバックホウ３と大型トラック１との相対的移動がなされたことを判定し、これが連続的に行われたことに基づいて、バックホウ３から大型トラック１への積込みがあったものと判定することとしたので、バックホウ３の付近を単に通過する大型トラック１や他のバックホウ３にて積込中の大型トラック１を誤検知する可能性を排除するとともに、自動的に積込中の大型トラック１を検知することができる積込作業情報収集システムを提供することが可能になる。
As described above, according to the first embodiment, the
（第１の実施の形態の変形例）
第１の実施の形態においては、大型トラック１に設置するＲＦＩＤタグ１１乃至１６は、左右に３個ずつ計６個であったが、数量を増やすことで冗長性を確保することができる。図６は第１の実施の形態の変形例に関する説明図である。矢印Ａで示す大型トラック１の進行方向の左側にＲＦＩＤタグ４１乃至４４を設置し、右側にＲＦＩＤタグ４５乃至４８を設置する。このように左右４個ずつのＲＦＩＤタグ４１乃至４８を設置すると、仮にどれかが破損しても積込中の大型トラック１の検知は可能となる。即ち、採掘所は、積込み時及び荷下ろし時に砕石物が飛散してＲＦＩＤタグ４１乃至４４に衝突し、ＲＦＩＤタグ４１乃至４４が破損する可能性が高い。また、採掘現場では、舗装されていない道路を運搬するため、振動が激しく、そのため同じくＲＦＩＤタグ４１乃至４４が脱落する可能性が高い。
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment, the number of RFID tags 11 to 16 installed on the
今、仮にＲＦＩＤタグ４２が破損したとする。正常な状態では、例えば第１の信号パターンとしては、ＲＦＩＤタグ４１→４１及び４２→４１乃至４３→４１乃至４４（ここで積込み）→４１乃至４３→４１及び４２→４１であるところ、ＲＦＩＤタグ４２からの信号がないので、第１の信号パターンは、ＲＦＩＤタグ４１→４１及び４３→４１、４３及び４４（ここで積込み）→４１及び４３→４１となる。これは、ＲＦＩＤタグ４２からの信号がなくても、これらの受信順序を分析することにより、大型トラック１とバックホウ３との相対的移動を判定することができることを意味する。
Now, assume that the
大型トラック１の片側において、少なくとも２個のＲＦＩＤタグが正常に動作していれば、これらの受信順序を分析することにより、大型トラック１とバックホウ３との相対的移動を判定することができる。即ち、採掘所は、砕石物のＲＦＩＤタグへの衝突による破損やＲＦＩＤタグ自体の脱落が起きやすい環境であるが、第１の実施の形態の変形例によれば、冗長性を確保し安全に運用できる。
If at least two RFID tags are operating normally on one side of the
また、複数のＲＦＩＤタグが大型トラック１毎にグルーピングされているため、破損により抜けがあった際は、抜けたＲＦＩＤタグは容易に判明することができるので、ホストコンピュータに通知することにより、保守に利用することができる。
In addition, since a plurality of RFID tags are grouped for each
以上、第１の実施の形態の変形例によれば、ＲＦＩＤタグへの衝突による破損やＲＦＩＤタグ自体の脱落が起きやすい現場環境であても、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤ受信アンテナを利用すれば、大型トラック１に設置するＲＦＩＤタグの数を増やすことで、運用上の冗長性を確保することができる。 As described above, according to the modification of the first embodiment, even in a field environment where damage due to collision with an RFID tag or dropping of the RFID tag itself is likely to occur, if an RFID tag and an RFID receiving antenna are used, a large truck Operational redundancy can be ensured by increasing the number of RFID tags installed in 1.
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。前記第１の実施の形態では、複数のＲＦＩＤタグ１１乃至１６からの信号の受信順序によってバックホウ３と大型トラック１との相対的移動がなされたことを判定したが、第２の実施の形態では、受信信号の電波強度の強弱によって相対的移動がなされたことを判定するものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, it is determined that the relative movement between the
図７は第２の実施の形態に関する大型トラックと積込機の外観図である。大型トラック９１は、側面の片側毎にＲＦＩＤタグ９３及び９４が設置されること以外は前記第１の実施の形態の大型トラック１と同じである。複数のＲＦＩＤタグ９３及び９４は大型トラック９１の周囲に、望ましくは砕石物を積み込む荷台９２の左右側方毎の中央に１個設置されるのでよい。
FIG. 7 is an external view of a large truck and a loader according to the second embodiment. The
同図において、大型トラック９１の側方に停車しているのは積込機としてのホイールローダ９である。ホイールローダ９はローダともいう。ホイールローダ９は、採掘所における砕石物の大型トラック９１への積込作業を行う。ホイールローダ９はホイール部５７の上部に本体５４が搭載される。本体５４には、アーム部５６と操作室５８が設置される。アーム部５６の先端には掘削及び積込を行うショベル５５が設けられる。操作室５８の前面には本実施の形態に関するＲＦＩＤ受信アンテナ２１がショベル５５方向に向けて設置される。本体５４は後部ホイール部５７−２に固定され、前部ホイール部５７−１は操作室５８の図示しないハンドルにより左右に切ることができる。ホイールローダ９は図示のように大型トラック９１の側方より矢印Ｄ方向に接近し、矢印Ｅ方向に離隔することにより積込作業を行う。
In the figure, it is a
図８は第２の実施の形態に関するシステム構成図である。大型トラック９１には前述のように左右側面における長手方向の中間点に片側毎にＲＦＩＤタグ９３及び９４が設置される。ＲＦＩＤタグ９３及び９４はそれぞれ固有のＩＤを有する。固有のＩＤは、搭載されている大型トラック９１ごとにグルーピングされたタグ識別番号である。ＲＦＩＤタグ９３及び９４はその固有のＩＤを送信する。ＲＦＩＤタグ９３は左側、ＲＦＩＤタグ９４は右側を特定する番号を含むタグ識別番号を送信する。更に、ＲＦＩＤタグ９３及び９４は次に説明するＲＦＩＤ受信アンテナ２１から、どの程度の強度で受信したかを当該ＲＦＩＤ受信アンテナ２１に対して返信している。制御ＰＣ９６ではこれを分析して後述する信号パターンを分析する。
FIG. 8 is a system configuration diagram according to the second embodiment. As described above, the
ホイールローダ９にはＲＦＩＤ受信アンテナ２１、ＲＦＩＤ受信機９５、ＮＷスイッチ２３及び制御ＰＣ９６が設けられる。ＲＦＩＤ受信アンテナ２１及びＮＷスイッチ２３は第１の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
The
ＲＦＩＤ受信機９５はＲＦＩＤ受信アンテナ２１を介して、ＲＦＩＤタグ９３又は９４と通信を行うことにより、ＲＦＩＤタグ９３又は９４のタグ識別番号を読み取る。ＲＦＩＤ受信アンテナ２１からは数ｍｓ単位で電波を放出している。大型トラック９１の接近時には、一定時間間隔での電波受信数及び受信強度等を取得することができる。
The
制御ＰＣ９６は、ＲＦＩＤ受信機９５が受信したＲＦＩＤタグ９３及び９４の大型トラック９１ごとにグルーピングされたタグ識別番号を基に、後述するように大型トラック９１とホイールローダ９の相対的移動を分析するとともに、相対的移動に基づく信号パターンを分析する。信号パターンの分析は、ＲＦＩＤ受信機９５がどの程度の強度で信号を受信したか取得しているので、これを基に信号パターンを分析する。そして、制御ＰＣ９６はグルーピングされた大型トラック９１を特定するとともに、分析した信号パターンから積込みが行われたかどうかを判別する。制御ＰＣ９６の構成は通常のパソコンと同様である。
The
図９は第２の実施の形態に関する積込み時の電波照射状況を示す説明図である。同図（ａ）は、大型トラック９１がホイールローダ９からの積込みを待機している状態を示す。ホイールローダ９は、ショベル５５を使って図示しない砕石物を掘削した後、待機している大型トラック９１の左側方から接近する。即ち、ショベル５５と大型トラック９１は相対的移動を行う。同図（ａ）において、ＲはＲＦＩＤ受信アンテナ２１の指向性の範囲を示す。ショベル５５と大型トラック９１が相対的移動を行うと、まずＲＦＩＤタグ９３が指向性範囲Ｒに含まれることになる。即ち、前記ＲＦＩＤ受信機９５はＲＦＩＤタグ９３からの信号を検知することになる。そして更にホイールローダ９が矢印Ｄ方向に移動すると、ＲＦＩＤ受信機９５が受信する信号の電波強度は次第に大きくなる。そして、同図（ｂ）に示すように、ショベル５５が大型トラック９１の真上に位置する。この状態でショベル５５から積込物を大型トラック９１へ積み込むことができる。
FIG. 9 is an explanatory view showing the state of radio wave irradiation at the time of loading related to the second embodiment. FIG. 4A shows a state where the
第１回目の積込みが完了すると、ホイールローダ９は矢印Ｅ方向に移動する。再びショベル５５と大型トラック９１が相対的移動を行うと、ＲＦＩＤ受信機９５が受信する信号の電波強度は次第に小さくなる。ショベル５５を使って図示しない砕石物を掘削しているときは、ＲＦＩＤタグ９３はＲＦＩＤ受信アンテナ２１の指向性範囲Ｒから外れることになる。通常は、同図（ａ）に示す状態と同図（ｂ）に示す状態の繰り返しとなり、大型トラック９１の荷台９２に積込物が満杯となると、大型トラック９１は矢印Ａ方向に移動することになる。以上は大型トラック９１の左側のＲＦＩＤタグ９３側から接近する場合を説明したが、右側のＲＦＩＤタグ９４側から接近する場合も同様である。
When the first loading is completed, the
図１０は第２の実施の形態に関する電波受信パターンを示す説明図である。同図において、縦軸は受信電波強度を示し、横軸は時間を示す。第１回目の積込みにおいて、ホイールローダ９が矢印Ｄ方向に移動し大型トラック９１に接近すると、電波受信パターンとしての信号パターンはＲＦＩＤタグ９３からの受信電波強度が上昇する。積込中は受信電波強度の変化はない。積込が完了してホイールローダ９が矢印Ｅ方向に移動し大型トラック９１から離隔すると、信号パターンはＲＦＩＤタグ９３からの受信電波強度が下降する。このようにホイールローダ９の大型トラック９１に対する相対的移動としての接近及び離隔の動きは台形の信号パターンとなって現れる。その後、ホイールローダ９がショベル５５で砕石物を掘削する。第２回目以降の積み込みも同様であり、この繰り返しとなる。複数回この信号パターンが現れると積込みがあったことを判定することができる。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a radio wave reception pattern according to the second embodiment. In the figure, the vertical axis represents received radio wave intensity, and the horizontal axis represents time. In the first loading, when the
図１１は第２の実施の形態に関する制御ＰＣの機能ブロック図である。同図において、制御ＰＣ９６のパソコンとしての通常の機能は説明を省略する。入出力部２５はＲＦＩＤ受信機９５からの受信信号をＮＷスイッチ２３を介して入力する。そして、入出力部２５は、後述する積込判定部８５で判定した結果として、積込みがあったとする大型トラック９１の管理番号と現在時刻等を図示しないホストコンピュータへ出力する。
FIG. 11 is a functional block diagram of the control PC according to the second embodiment. In the figure, the description of the normal function of the
分析部８１は、入出力部２５が入力した受信信号を分析する。即ち、まずＲＦＩＤタグ９３からの信号を検知すると、その電波強度を検知する。ホイールローダ９と大型トラック９１との距離は時々刻々近づいているので、その電波強度は上昇する。その後、積込み時に一定の電波強度を維持する。そして、ホイールローダ９と大型トラック９１との距離が離れるので、電波強度は下降する。分析部８１は、このようにして図１０に示すような信号パターンを分析する。
The
信号パターン記憶部８２は、分析部８１で分析した信号パターンを一旦記憶する。信号パターン記憶部８２は、第２回目の積込後も各回分を記憶する。同一パターン判定部８３は、信号パターン記憶部８２に記憶した信号パターンが、予め図示しない記憶部に記憶した想定信号パターンのいずれかとの間に同一性のある同一パターンかどうかを判定する。想定信号パターンは一度の積込によって計測されるであろう電波強度を想定して作成される。
The signal
連続判定部８４は、同一パターン判定部８３で同一性があると判定された同一パターンについて２回以上連続するかどうか判定する。積込判定部８５は、連続判定部８４が２回以上連続していると判定したときは、該当する大型トラック９１に対して積込みが行われたことを判定する。
The
次に第２の実施の形態に関する動作について説明する。図１２は第２の実施の形態に関する動作を示すフローチャートである。
Ｓ２０１：制御部８６は、入出力部２５に対し、ＲＦＩＤ受信機９５が受信したＲＦＩＤタグ９３又は９４からの信号を入力するよう指示する。
Ｓ２０２：制御部８６は、分析部８１に対し、ＲＦＩＤ受信機９５が受信したＲＦＩＤタグ９３又は９４からの信号を分析するよう指示する。分析部８１はＲＦＩＤタグ９３又は９４からの信号から電波強度を検知し、時間的変化を付加することにより、信号パターンとして分析する。
Next, an operation related to the second embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart showing an operation related to the second embodiment.
S201: The
S202: The
Ｓ２０３：制御部８６は、信号パターン記憶部８２に対し、分析した信号パターンを記憶するよう指示する。
Ｓ２０４：制御部８６は、同一パターン判定部８３に対し、信号パターン記憶部８２に記憶された信号パターンが、予め格納してある想定信号パターンとの同一性を有する同一パターンかどうか判定するよう指示する。
S203: The
S204: The
Ｓ２０５：信号パターンの同一性があるときは、制御部８６は、連続判定部８４に対し、２回以上連続しているかどうか判定するよう指示する。
Ｓ２０６：２回以上連続していることが判定されると、制御部８６は、積込判定部８５に対し、積込みが行われたか判定するよう指示する。積込判定部８５はタグ識別番号からグルーピングされた大型トラック９１を特定し、当該大型トラック９１に積込みが行われたことを判定する。その後、制御部８６は、入出力部２５に対し、当該ホイールローダ９から当該大型トラック９１に積込みが行われたこと及び大型トラック９１の管理番号と現在時刻とともに図示しないホストコンピュータに送信するよう指示する。なお、大型トラック９１が積み込んだ積込物の総量については、積込作業現場から荷下ろし現場へ当該大型トラック９１が何回往復したかを計算するによって算出することができる。
S205: When the signal patterns are identical, the
S206: When it is determined that two or more times are continuous, the
Ｓ２０７：ステップ２０４において、信号パターンの同一性がないとき、及びステップ２０５において、２回以上連続していないときは、積込判定部８５は大型トラック９１が単に通過したものと判定する。
S207: If the signal patterns are not identical in step 204, and if they are not consecutive two or more times in step 205, the
以上、第２の実施の形態によれば、ＲＦＩＤ受信アンテナ２１がＲＦＩＤタグ９３又は９４からの信号を受信し、受信信号の受信強度の信号パターンによってホイールローダ９と大型トラック９１との相対的移動がなされたことを判定し、これが連続的に行われたことに基づいて、ホイールローダ９から大型トラック９１への積込みがあったものと判定することとしたので、ホイールローダ９の付近を単に通過する大型トラック９１や他のホイールローダ９にて積込中の大型トラック９１を誤検知する可能性を排除するとともに、自動的に積込中の大型トラック９１を検知することができる積込作業情報収集システムを提供することが可能になる。
As described above, according to the second embodiment, the
１ 大型トラック
２ 荷台
３ バックホウ
４ 本体
５ ショベル
６ アーム部
７ キャタピラ部
８ 操作室
１１乃至１６ ＲＦＩＤタグ
２１ ＲＦＩＤ受信アンテナ
２２ ＲＦＩＤ受信機
２４ 制御ＰＣ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記受信アンテナが前記ＲＦＩＤタグからの信号を受信し、前記積込機と前記トラックとの相対的移動が連続的に行われたことに基づいて、前記積込機から前記トラックへの積み込みがあったものと判定することを特徴とする積込作業情報収集システム。 An RFID tag is provided on the truck, a receiving antenna is provided on the loader for loading the load on the truck,
Based on the fact that the receiving antenna receives a signal from the RFID tag and the loader and the truck are continuously moved relative to each other, there is no loading from the loader to the truck. Loading work information collection system characterized by judging that
前記相対的移動は、前記受信アンテナが受信する前記複数のＲＦＩＤタグからの信号の受信順序に基づいて分析することを特徴とする請求項１記載の積込作業情報収集システム。 The loader is a backhoe, and a plurality of the RFID tags are provided around the track,
The loading operation information collection system according to claim 1, wherein the relative movement is analyzed based on a reception order of signals from the plurality of RFID tags received by the receiving antenna.
前記相対的移動は、前記受信アンテナが受信する前記ＲＦＩＤタグからの信号の電波強度に基づいて分析することを特徴とする請求項１記載の積込作業情報収集システム。 The loader is a loader, and the RFID tag is provided on each side of the track,
The loading operation information collecting system according to claim 1, wherein the relative movement is analyzed based on a radio wave intensity of a signal from the RFID tag received by the receiving antenna.
前記積込機と前記トラックとの相対的移動が連続的に行われたことに基づいて、前記積込機から前記トラックへ積込物の積み込みがあったことを判定する積込判定工程とを含むことを特徴とする積込作業情報収集方法。 A receiving step in which a receiving antenna provided in the loader receives a signal from an RFID tag provided in the truck during a loading operation of loading the load from the loader into the truck;
A loading determination step of determining that a load has been loaded from the loader to the truck based on the relative movement between the loader and the truck being continuously performed; Loading work information collection method characterized by including.
前記受信アンテナが受信する信号を前記積込機と前記トラックとの相対的移動に基づく信号パターンを分析する分析工程と、
前記信号パターンが、予め想定した想定パターンと同一パターンかどうかを判定する同一判定工程と、
前記同一パターンが連続したとき、前記積込機から前記トラックへ積込物の積み込みがあったことを判定する積込判定工程を含むことを特徴とする積込作業情報収集方法。 A receiving step in which a receiving antenna provided in the loader receives a signal from an RFID tag provided in the truck during a loading operation of loading the load from the loader into the truck;
Analyzing the signal received by the receiving antenna based on a signal pattern based on relative movement between the loader and the truck;
The same determination step of determining whether the signal pattern is the same pattern as an assumed pattern assumed in advance,
A loading work information collecting method comprising a loading determination step of determining that a load has been loaded from the loader onto the truck when the same pattern is continuous.
前記相対的移動は、前記受信アンテナが受信する信号であって、前記トラックの周囲に複数設けられた前記ＲＦＩＤタグからの信号の受信順序に基づいて分析することを特徴とする請求項５又は６記載の積込作業情報収集方法。 The loader is a backhoe;
7. The relative movement is analyzed based on a reception order of signals received by the reception antenna and received from a plurality of the RFID tags provided around the track. The loading work information collection method described.
前記相対的移動は、前記受信アンテナが受信する信号であって、前記トラックの片側毎に設けられた前記ＲＦＩＤタグからの信号の電波強度に基づいて分析することを特徴とする請求項５又は６記載の積込作業情報収集方法。 The loader is a loader;
7. The relative movement is a signal received by the receiving antenna and analyzed based on a radio wave intensity of a signal from the RFID tag provided on each side of the track. The loading work information collection method described.
前記受信アンテナが前記ＲＦＩＤタグからの信号を受信し、前記積込機と前記トラックとの相対的移動が連続的に行われたことに基づいて、前記積込機から前記トラックへの積み込みがあったものと判別する制御部を有することを特徴とする積込機。 A receiving antenna for receiving a signal from an RFID tag provided on the track;
Based on the fact that the receiving antenna receives a signal from the RFID tag and the loader and the truck are continuously moved relative to each other, there is no loading from the loader to the truck. A loader characterized by having a control unit for discriminating from the above.
前記受信アンテナが受信する信号を前記積込機と前記トラックとの相対的移動に基づく信号パターンを分析する分析部と、
前記信号パターンが、予め想定した想定パターンと同一パターンかどうかを判定する同一パターン判定部と、
前記同一パターンが連続したとき、前記積込機から前記トラックへ積込物の積み込みがあったことを判定する積込判定部を有することを特徴とする積込機。 A receiving antenna for receiving a signal from an RFID tag provided on the track;
An analysis unit that analyzes a signal pattern based on a relative movement between the loader and the track of a signal received by the reception antenna;
The same pattern determination unit for determining whether the signal pattern is the same pattern as an assumed pattern assumed in advance;
A loader having a load determination unit for determining that a load has been loaded from the loader onto the truck when the same pattern continues.
前記相対的移動は、前記受信アンテナが受信し、前記トラックの周囲に複数設けられた前記ＲＦＩＤタグからの信号の受信順序に基づいて分析することを特徴とする請求項１０又は１１記載の積込機。 The loader is a backhoe;
12. The loading according to claim 10, wherein the relative movement is analyzed based on a reception order of signals received by the reception antenna and from a plurality of the RFID tags provided around the track. Machine.
前記相対的移動は、前記受信アンテナが受信し、前記トラックの片側毎に設けられた前記ＲＦＩＤタグからの信号の電波強度に基づいて分析することを特徴とする請求項１０又は１１記載の積込機。
The loader is a loader;
12. The loading according to claim 10, wherein the relative movement is analyzed based on a radio wave intensity of a signal received by the receiving antenna and provided from the RFID tag provided on each side of the track. Machine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012189667A JP2014047487A (en) | 2012-08-30 | 2012-08-30 | Loading operation information collecting system, loading operation information collecting method, and loading machine |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014047487A true JP2014047487A (en) | 2014-03-17 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653213C1 (en) * | 2017-08-08 | 2018-05-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method of combined development of deposits of solid minerals |
| WO2023023733A1 (en) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | Cqms Pty Ltd | A system and method of identifying equipment |
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2012
- 2012-08-30 JP JP2012189667A patent/JP2014047487A/en active Pending
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| WO2023023733A1 (en) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | Cqms Pty Ltd | A system and method of identifying equipment |
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