JP2016224782A - 作業車オペレータ支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】除雪等の特殊作業を熟練オペレータと同等に行うことを可能ならしめる作業車オペレータ支援システムを提供することを課題とする。
【解決手段】作業車２１の運転室２２に設置される車載端末１と、車載端末１に接続される外部記憶手段１１、１２とから成り、車載端末１は、作業車２１の位置情報を取得する位置情報取得部２と、外部記憶手段から、作業場所の位置にリンクされた熟練オペレータの適切な操作状況に関する情報である作業情報を取得して記憶し、必要時に作業情報を作業車のオペレータに報知するための報知指令を発する処理部３と、処理部３から報知指令と共に供給される作業情報を、音声、文字及び／又は画像によって報知する報知部４とを含み、処理部３からの報知指令は、処理部３においてなされる、位置情報取得部２において取得した作業車の位置情報にリンクされた作業情報の有無の判断に基づいて行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業車オペレータ支援システムに関するものであり、より詳細には、除雪等の特殊作業を、熟練オペレータと同等のノウハウを以て熟練オペレータと同様の作業を行うことを可能ならしめる作業車オペレータ支援システムに関するものである。

例えば、道路の除雪作業は除雪車両によって行われるが、除雪車両の操作は、視界不良で道路状況を確認しにくい作業現場で行われることが多いため、熟練を要する作業となる。しかし、熟練除雪オペレータの高齢化に伴う世代交代と後継者不足により、除雪技術や投雪注意箇所等に関するノウハウの継承が課題となっている。このような課題は除雪作業に限られる訳ではなく、他の種々の作業現場においても、初めての人や経験の浅い人にポイントや注意点などのノウハウ的な情報を伝達したり、教育したりするのに大変な労力を要しているのが現状である。

特殊な作業車両（維持作業車、雪氷作業車、建設機械などの車両）の場合、車外の危険箇所や注意箇所などでは標識や回転灯及び警笛などで注意喚起し、車内では音声や光および警告音などで注意喚起している。しかし、オペレータの高齢化に伴って熟練オペレータが減少し、後継者不足も手伝って、その作業場のノウハウ伝承が思うようにいかなくなってきており、それが慢性的な問題となっている。そして、現地の作業状況の把握や、現地オペレータの、作業区域の前後における事象の把握に時間差が生じている。

従来、除雪車の運転支援に関する発明として、特開平６−６４５３９号公報に、雪で隠れた前方の線路の切り換えポイントを自動的に識別して、先頭に除雪装置を取り付けた除雪用機関車を最適に運転制御するための装置が開示されている。この装置は、レールの切り換えポイントの手前に、予め、設置場所から切り換えポイントまでの距離と各分岐先の情報を予め記憶させたデータデポを設置し、その情報を除雪用機関車に設置したリーダライタで読み取り、その情報に基づいて除雪装置を停止させることにより、切り換えポイントの破損を防止するというものである。

しかし、この装置は、単に雪で隠れた前方の線路の切り換えポイントを自動的に識別して除雪装置を停止させることにより、切り換えポイントの破損を防止するというものであるに過ぎず、運転者に何らかのそれ以上の運転支援情報を提供して、その運転操作を支援するというものではない。

また、除雪車による除雪作業において、線路に氷雪した雪を削り落とすアイスカッターの破損を防止する除雪車の運転警告システムとして、特開２００６−４４３６７号公報に、撮影時間とともに記録された一連の映像データファイルを保持する映像データファイル保持部と、撮影位置と撮影時間と一連の映像データファイルとの対応関係を保持する映像データベース部と、除雪車の位置を演算するＧＰＳ受信端末と、映像データファイルを表示する表示装置と、前記ＧＰＳ受信端末により計算された列車位置が地図データに記憶された線路の特定ポイントに接近すると、表示装置に表示された映像データに警告の表示をする警告処理部とを備えたシステムが開示されている。

しかし、このシステムは、除雪車の正確な位置データを取得し、位置データに関連付けられ予め視界のよい時に撮影された映像データファイルを表示装置上で見ることによって、作業が夜間や積雪時で踏切り位置が確認し難いときであっても踏切り位置を正確に把握することができて、アイスカッターの破損を防止することができるというものである。即ち、そのシステムは、運転者に踏切り位置を正確に把握させることでアイスカッターの破損を防止することを企図したものであるに留まり、やはり、運転者にそれ以上の運転支援情報を提供してその運転操作を支援するというものではない。

特開平６−６４５３９号公報 特開２００６−４４３６７号公報

上述したように、近時、作業熟練オペレータの高齢化が進む一方において、作業上のノウハウの継承がスムーズに行われていないという状況が、各作業現場において問題となっている。そして、その早期改善が望めないところから、オペレータ個々の能力に依存することなく、熟練オペレータが蓄積してきた作業場のノウハウを継承させつつ、除雪等の特殊作業を実施可能にするための機器やシステムの構築が切望されているが、従来提案されている除雪車の運転操作の支援システムは、その要請に応え得るものではない。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、オペレータ個々の能力に依存することなく、除雪等の特殊作業を熟練オペレータと同等のノウハウを以て熟練オペレータと同様の作業を行うことを可能ならしめる作業車オペレータ支援システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、作業車の運転室に設置される車載端末と、前記車載端末に接続される外部記憶手段とから成り、前記車載端末は、前記作業車の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記外部記憶手段から、作業場所の位置にリンクされた熟練オペレータの適切な操作状況に関する情報である作業情報を取得して記憶し、必要時に前記作業情報を前記作業車のオペレータに報知するための報知指令を発する処理部と、前記処理部から前記報知指令と共に供給される前記作業車の各作業位置に対応する前記作業情報を、音声、文字及び／又は画像によって報知する報知部とを含み、前記処理部からの前記報知指令は、前記処理部においてなされる、前記位置情報取得部において取得した前記作業車の位置情報にリンクされた前記作業情報の有無の判断に基づいて行われることを特徴とする作業車オペレータ支援システムである。

一実施形態においては、前記外部記憶手段は、前記車載端末に接続可能なＵＳＢメモリ、タッチ式カード、ブルートゥース対応メモリその他のメモリであり、あるいは、前記外部記憶手段は、遠隔地に配備されて無線回線又はＷｅｂを介して前記車載端末と接続されるサーバである。前記作業情報は、特定の作業現場において、熟練オペレータが実際に作業を行っている際の作業車の速度、作業機器の回転数、並びにシュータのレバー操作方法その他の熟練オペレータの実際の動作をビデオカメラやドライブレコーダその他の記録手段によって記録したデータに基づいて作成される。

また、一実施形態においては、前記作業車に、現場の状況を常時監視するための撮影手段を搭載し、撮影データを逐次管理センタに送信してリアルタイムで情報共有できるようにする。

本発明は上記のとおりであって、熟練オペレータの実際の適切な操作状況の記録に基づき、作業位置に関連付けて作成された作業情報の集積である作業情報データベースを活用し、車載端末において当該作業車の位置情報をチェックし、その位置が作業情報の要報知位置である場合に、その要報知位置にリンクされている作業情報を呼び出してオペレータに向けて報知させるものであるので、オペレータはその作業情報に従って作業を適切に行うことが可能となり、以て、オペレータの負担軽減、作業の均一化や効率の向上に寄与でき、また、熟練者の技術の伝承につながるという効果がある。

本発明に係る作業車オペレータ支援システムの一実施形態の全体概略構成図である。 本発明に係る作業車オペレータ支援システムの他の実施形態の全体概略構成図である。 本発明に係る作業車オペレータ支援システムの要部（車載端末）の概略構成図である。 本発明に係る作業車オペレータ支援システムの動作の流れを示すフロー図である。

本発明を実施するための形態につき、添付図面に依拠して説明する。図１及び図２は、本発明に係る作業車オペレータ支援システム全体の概略構成を示すもので、そこに示されるように本システムは、作業車２１の運転室２２に設置される車載端末１と、車載端末１に接続される外部記憶手段とから成るものである。

車載端末１は、作業車２１の位置情報を取得する位置情報取得部２と、外部記憶手段から、そこに記憶されている、熟練オペレータの実際の適切な操作状況に関する情報である作業情報を取得して記憶部５に記憶し、必要時にオペレータに報知指令を発する処理部３と、処理部３から報知指令と共に供給される作業車２１の各作業位置における作業情報を、音声、文字又は画像による方法で報知する報知部４とを含んで構成される（図３参照）。後述するように、処理部３から供給されて報知部４において報知される作業情報は、予め作業現場の位置にリンクさせて作成され、外部記憶手段に記憶されているものである。

図１に示す実施形態における外部記憶手段は、車載端末１に接続可能なＵＳＢメモリ、タッチ式カード、ブルートゥース対応メモリ、その他のメモリ１１であり、これを作業車２１のオペレータが車載端末１に接続することにより、本システムの利用が可能となる。また、図２に示す実施形態における外部記憶手段は、遠隔地に配備されて無線回線やＷｅｂ等の通信手段１３を介して車載端末１と接続されるサーバ１２であり、この場合は、作業車２１のオペレータが車載端末１を操作して、サーバ１２と接続することにより本システムの利用が可能となる。サーバ１２は管理センタ（支社、管制センタ、管理事務所等）１４に設置される。

メモリ１１並びにサーバ１２は、作業車の走行速度、注意喚起事項、操作機器の操作情報等の作業情報に関するデータベースを格納する。この作業情報のデータベースは、特定の作業現場において、熟練オペレータが実際に作業を行っている際の作業車の速度、作業機器の回転数、シュータのレバー操作方法等をビデオカメラやドライブレコーダ等によって記録したデータ（オペレータの動作データ）及び他の関連データ（ガイダンス内容）を位置情報とリンクさせて、予め作成される。後述するように、作業情報は随時更新されるものである。

例えば、ロータリー除雪車の場合、熟練オペレータは路肩拡幅作業で約１０ｍ投雪するが、その作業現場が橋梁の場合、その下が河川か道路か線路かにより、シュータの位置を微妙にコントロールするが、このような微妙な操作を各作業現場（位置）に関連付けて記録しておくのである。このオペレータの動作に関するデータベースの作成に際しては、熟練オペレータから直接聴取した情報を取り入れることが好ましい。

上記ロータリー除雪車の場合の作業情報（オペレータの動作データ）は、例えば、橋梁に近づいた場合には、「速度○○キロ、回転○○、シュータ左後方」といった内容のものとなる。このような作業情報が車載端末１から音声で流され、また、車載端末１のモニタ画面に文字や画像（熟練オペレータの動作の動画を含む）で表示される。オペレータは、その画面を見ながらその熟練オペレータの動作情報に倣って作業を行うことになるため、格別の判断を要することなく、適切且つ均一な作業を行うことが可能となる。なお、その場合、操作レバーの操作方向を示すために、シート状のＬＥＤを点滅させるなどして、ガイドするようにすることもできる。

また、ロータリー除雪車の場合の作業情報（ガイダンス内容）は、例えば、以下のような内容とされ、それぞれ走行道路の要報知位置にリンクされていて、それぞれ要報知位置の手前において音声により、また、音声と文字又は画像とにより報知され、オペレータの注意を促す。
・基地を出発します。ＥＴＣカードを確認してください。
・合流ランプです。流入車両に注意してください。
・交差部です。一旦停止してください。
・交差部です。投雪に注意してください。
・トンネルに入ります。シュートに注意してください。
・路肩に突起物があります。注意してください。
・路肩に突起物があります。寄りすぎに注意してください。
・後送りしてください。
・前送りしてください。
・シュート旋回に注意してください。
・民家があります。投雪に注意してください。
・苦情箇所です。速度を落としてください。
・インター通過です。無線発報してください。
・障害物があります。注意してください。
・段差があります。注意してください。
・車線が減少します。注意してください。
・ＯＶです。シュートを格納してください。
・危険個所です。投雪に注意してください。

これらの作業情報は作業車の種類によって異なり、作業車ごとに作成されるものである。従って、オペレータは、所望の作業情報を得るために、予めメモリ１１に保存されている車種の中から、取り扱う車種を選択する。車種としては、除雪車、標識車、湿塩散布車、散水車、圧雪処理車、ロータリー除雪車、トラクターショベル、ウニモグ等が想定される。また、作業情報は、利用に先立ち、オペレータがカスタマイズできるようにすることもできる。

通常は、事前に作成されているデータベースに基づく案内で作業を行うが、そのデータベースに基づく案内は、各作業現場の気象の変化、路面状況の変化、作業に支障となる事故や渋滞の発生、その他の要因により、必ずしもその時点で最適なものとは言い得ない場合も起こり得る。

そのような状況に鑑み、事前登録のデータベースに基づく案内とは相違した作業情報を、オペレータにリアルタイムで送信して情報共有可能にし、そのオペレータのみならず、直近位置において同種の作業を行っている他のオペレータ（数日後作業の場合も含む）に、修正も含め、事前に注意喚起することができるシステムとすることが好ましい。そのために、例えば作業車２１に、現場の状況を常時監視するカメラ等のモバイル機器を搭載し、撮影データを逐次管理センタ１４に送信して、リアルタイムで情報共有できるようにする。

なお、作業情報は管理センタ１４等において一括管理されてサーバ１２に蓄積されるが、作業情報は上記のような種々の要因に対応して変更すべき必要性が生ずることが少なくないため、新規状況を取り入れて随時更新される。そのため、外部記憶手段としてメモリ１１を用いる場合は、利用の都度、最新の作業情報に更新する必要がある。

上記構成の本発明に係る作業車オペレータ支援システムの動作に付き、図４の流れ図を参照しつつ説明する。本システムは、車載端末１のスイッチを入れ、外部記憶手段としてメモリ１１を用いる場合は、作業車２１のオペレータがこれを車載端末１に接続することにより本システムが起動し、利用可能となる。また、外部記憶手段として遠隔地の管理センタ１４に配備されるサーバ１２を用いる場合は、これを無線回線やＷｅｂ等の通信手段１３を介して車載端末１と接続させる操作を行うことにより立ち上がり、利用可能となる。なお、その場合は、作業情報のデータベースを、予め遠隔操作によって車載端末１に読み込んでおいてもよいが、要報知時においてその都度関連する作業情報のデータベースを読み出すようにしてもよい。

かくして本システムが立ち上がると、先ず、メモリ１１又はサーバ１２から、作業車２１の進行路に対応する作業情報のデータベースが読み込まれ、処理部３の記憶部５に記憶される（ステップＳ１）。そして、作業車２１が移動すると、ＧＰＳ受信機能を有する位置情報取得部２がＧＰＳ８からの信号を受けて作業車２１の位置情報を取得し、逐次その位置情報を処理部３に供給する（ステップＳ２）。位置情報を受けた処理部３は、その判定部において、常時、その作業車２１の所在地点が、上記データベースに基づく要報知位置か否か、即ち、オペレータに作業情報を報知すべき位置か否かについての判断を行う（ステップＳ３）。

上記判断の結果、要報知位置に該当しない場合は位置情報取得ステップに戻り（ステップＳ３ Ｎｏ）、要報知位置に該当する場合（ステップＳ３ Ｙｅｓ）は、処理部３がその記憶部５にアクセスして、当該位置にリンクされている作業情報を呼び出し、報知部４に送信する（ステップＳ４）。報知部４に送信された作業情報は、車載端末１から音声で流され、また、モニタ画面に文字や画像で表示される（ステップＳ５）。オペレータは、その作業情報を目と耳から確認しつつ、その作業情報に従って走行操作に注意を払い、また、機器の操作に注意を払って作業を進める。

本発明に係る作業車オペレータ支援システムは上記のとおりであって、例えば、除雪車両に本システムを導入し、除雪オペレータに対して音声案内により作業開始前の注意喚起を行うものであるため、視界不良時の除雪、経験の浅い除雪オペレータへの不安解消や応援除雪時の作業の効率化に大きく寄与し得るものである。そして、今後は位置情報の高精度化が予定されており（みちびきなどの準天衛星）、それによって、より詳細な注意喚起や各種装置の動作に対する情報提供が可能となり、それらの組み合わせで様々な応用を期待することができるようになる。

また、本発明によれば、詳細な位置情報とノウハウを含む作業や移動情報等をリンク・記憶・共有することにより、作業の安全や効率化のより一層の向上を期待することが可能となる。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは言うまでもない。従って、この発明は、添付請求の範囲において限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。

１ 車載端末
２ 位置情報取得部
３ 処理部
４ 報知部
５ 記憶部
８ ＧＰＳ
１１ メモリ
１２ サーバ
１３ 通信手段
１４ 管理センタ
２１ 作業車
２２ 運転室

Claims (5)

1. 作業車の運転室に設置される車載端末と、前記車載端末に接続される外部記憶手段とから成り、前記車載端末は、
   前記作業車の位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記外部記憶手段から、作業場所の位置にリンクされた熟練オペレータの適切な操作状況に関する情報である作業情報を取得して記憶し、必要時に前記作業情報を前記作業車のオペレータに報知するための報知指令を発する処理部と、
   前記処理部から前記報知指令と共に供給される前記作業車の各作業位置に対応する前記作業情報を、音声、文字及び／又は画像によって報知する報知部とを含み、
   前記処理部からの前記報知指令は、前記処理部においてなされる、前記位置情報取得部において取得した前記作業車の位置情報にリンクされた前記作業情報の有無の判断に基づいて行われることを特徴とする作業車オペレータ支援システム。
2. 前記外部記憶手段は、前記車載端末に接続可能なＵＳＢメモリ、タッチ式カード、ブルートゥース対応メモリその他のメモリである、請求項１に記載の作業車オペレータ支援システム。
3. 前記外部記憶手段は、遠隔地に配備されて無線回線又はＷｅｂを介して前記車載端末と接続されるサーバである、請求項１に記載の作業車オペレータ支援システム。
4. 前記作業情報は、特定の作業現場において、熟練オペレータが実際に作業を行っている際の作業車の速度、作業機器の回転数、並びにシュータのレバー操作方法その他の熟練オペレータの実際の動作をビデオカメラやドライブレコーダその他の記録手段によって記録したデータに基づいて作成される、請求項１乃至３のいずれかに記載の作業車オペレータ支援システム。
5. 前記作業車に、現場の状況を常時監視するための撮影手段を搭載し、撮影データを逐次管理センタに送信してリアルタイムで情報共有できるようにする、請求項１乃至４のいずれかに記載の作業車オペレータ支援システム。