JP2020119241A - 操作制限システム - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の一実施形態では、前記操作制限部が、前記オペレータが前記主オペレータおよび前記従オペレータのいずれでもないと前記判定部が判定した場合には、前記オペレータによる前記作業機械の全ての操作を禁止する。そのため、作業機械を操作することが想定されていない者による作業機械の操作を確実に禁止することができる。これにより、作業機械を操作する技能や知識を有していないオペレータによる作業機械の操作や、作業機械の盗難を防止することができる。
作業機の種類によっては、高度な技能や知識を要する場合がある。そのような場合であっても、作業機の種類に応じて操作を禁止することができれば、特定の作業機についての技能や知識が不足しているオペレータによる当該作業機の操作を禁止することができる。これにより、作業機械の誤作動の発生を抑制することができる。
そこで、オペレータが主オペレータである場合には、PTO軸の回転操作を許可し、オペレータが従オペレータである場合には、PTO軸の回転操作を禁止すれば、オペレータの技能不足や知識不足に起因するPTO軸の回転動作の誤作動の発生を抑制することができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る操作制限システム1の構成を示す模式図である。操作制限システム1は、複数のオペレータが作業機械2を用いて農作業を行う場合に、オペレータ毎に作業機械2の操作を制限することができるシステムである。オペレータとは、作業機械2を操作する者のことをいう。
作業機械2は、トラクタ7と、トラクタ7に装着され、圃場に対して農作業を行う作業機8(作業部)とを含む。トラクタ7は、手動走行および自律走行(自動走行)が可能にされている。オペレータは、トラクタ7に搭乗することなくトラクタ7を自律走行させることができるように構成されていてもよい。また、このトラクタ7は、トラクタ7が搭乗した状態で自律走行を行えるように構成されていてもよい。
トラクタ7には、通信端末9が備えられている。通信端末9は、通信網10を介して、管理サーバ4と通信可能である。管理サーバ4は、通信網10を介して、オペレータ用端末5と通信可能である。管理サーバ4は、管理センター内に設けられている。オペレータ用端末5は、オペレータが操作する端末であり、オペレータの家や事務所に設けられている。トラクタ7は、トラクタ7についての各種情報が表示される遠隔操作端末3とWiFi等で無線通信可能である。遠隔操作端末3を用いて作業機械2を遠隔操作することができる。
トラクタ7の走行機体12は、その前部が左右一対の前輪17で支持され、その後部が左右一対の後輪18で支持されている。
通信端末9は、キャビン21の屋根15の下面に固定された端末支持部16に、着脱可能に装着されている。トラクタ7は、キャビン21設けられているものに限られず、キャビン21が設けられていない構成であってもよい。
機体フレーム26は、トラクタ7の前部における支持部であって、直接または防振部材等を介してエンジン20を支持している。トランスミッション27は、エンジン20からの動力を変化させてフロントアクスル28およびリアアクスル29に伝達する。フロントアクスル28は、トランスミッション27から入力された動力を前輪17に伝達する。リアアクスル29は、トランスミッション27から入力された動力を後輪18に伝達する。
エンジンコントローラ41は、エンジン20に設けられる燃料噴射装置としてのコモンレール装置35と電気的に接続されている。コモンレール装置35は、エンジン20の各気筒に燃料を噴射するものである。エンジンコントローラ41は、コモンレール装置35を制御することで、エンジン20の回転数等を制御する。
操向コントローラ43は、自動走行中に前輪17の転舵角を制御するものである。具体的には、ステアリングハンドル22の回転軸(ステアリングシャフト)の中途部に操向アクチュエータ37が設けられている。操向コントローラ43は、ステアリングハンドル22の回転角が目標転舵角となるように操向アクチュエータ37を制御する。これにより、走行機体12の一対の前輪17の転舵角が制御される。
PTOコントローラ45は、PTO軸31の回転を制御するものである。具体的には、トラクタ7は、PTO軸31への動力の伝達/遮断を切り換えるためのPTOクラッチ39を備えている。PTOコントローラ45は、PTOクラッチ39を制御して、PTO軸31から作業機8にエンジン20の回転が伝達する伝達状態と、PTO軸31から作業機8へのエンジン20の回転の伝達が遮断された遮断状態とにPTOクラッチ39の状態を切り換えることができる。
ソナーユニット34は、投射した超音波が測定対象物に当たって跳ね返ってくるまでの往復時間から測定対象物までの距離を測定するように構成されている。ソナーユニット34は、測定範囲内に、何らかの物体が測定対象物として存在すると、その測定対象物を障害物として検出し、障害物までの距離を測定するように構成されている。
コントローラ40には、オペレータの顔を撮影するためのカメラ等の撮影装置57が接続されている。
管理サーバ4は、制御部60を備えている。制御部60には、通信部61、操作表示部62、操作部63、記憶部64等が接続されている。通信部61は、制御部60が通信網10を介してトラクタ7およびオペレータ用端末5と通信するための通信インターフェースである。操作表示部62は、たとえば、タッチパネル式ディスプレイからなる。操作部63は、たとえば、キーボード、マウス等を含む。制御部60は、CPUおよびメモリ(ROM、RAM等)65を備えたマイクロコンピュータを含む。
図6は、登録認証情報テーブルの内容例を示す模式図である。登録認証情報テーブルは、オペレータID、オペレータ名称、登録認証情報からなる。登録認証情報は、たとえば、オペレータの顔画像から得られる特徴データP、Q1〜Q3である。特徴データP、Q1〜Q3とは、顔画像中の瞳、鼻下、口角等の顔特徴点の位置情報によって構成されるデータである。この実施形態では、登録認証情報は、特徴データであるとしたが、顔画像であってもよい。
図7は、権限情報テーブルの内容例を示す模式図である。権限情報テーブルは、オペレータID、オペレータ名称、権限情報からなる。権限情報は、トラクタ7の操作についての実行権限の有無を示す情報である。権限情報テーブルには、登録認証情報テーブルと同じオペレータ(主オペレータXおよび従オペレータY1〜Y3)に関する情報が示されている。
たとえば、PTO操作Aは、作業機8が耕耘機であるときのPTO操作であり、PTO操作Bは、作業機8がレベラーであるときのPTO操作であり、PTO操作Cは、作業機8が施肥機であるときのPTO操作である。
トラクタ7を操作するオペレータは、オペレータID、オペレータ名称、登録認証情報および権限情報を管理サーバ4に予め登録しておく必要がある。オペレータの管理サーバ4への登録は、オペレータ用端末5を用いて行うことができる。オペレータの管理サーバ4への登録は、トラクタ7の管理者である主オペレータのみが行うことができる。管理サーバ4への登録内容の変更も、トラクタ7の管理者である主オペレータのみが行うことができる。
図8は、権限情報取得処理の一例を示すフローチャートである。まず、権限情報取得処理部49は、トラクタ7のコントローラ40に認証用情報が入力されたか否かを判定する(ステップS1)。認証用情報の入力があったか否かの判定は、撮影装置57によってオペレータの顔画像が撮影されたか否かを基準に行われる。
管理サーバ4がトラクタ7から認証用情報を受信した場合には(ステップS11:YES)、判定部68は、認証用情報と、登録認証情報記憶部66に記憶されている複数の登録認証情報とに基づいて、オペレータが主オペレータおよび従オペレータのうちのいずれかであるか否かを判定する(ステップS12)。
また、第1実施形態によれば、主オペレータのみが、権限情報を権限情報記憶部67に記憶させることができる。そのため、オペレータが、禁止されているPTO操作を自身の判断で実行可能とすることを防止することができる。したがって、オペレータが禁止されているPTO操作を行うことに起因する誤作動の発生を抑制することができる。
図10は、本発明の第2実施形態に係る操作制限システム1Pに備えられた遠隔操作端末3の電気的構成を示すブロック図である。第2実施形態に係る操作制限システム1Pは、作業機械2および遠隔操作端末3によって構成されている点が第1実施形態に係る操作制限システム1と異なる。操作制限システム1Pでは、遠隔操作端末3が、第1実施形態に係る管理サーバ4およびオペレータ用端末5の役割を担っている。すなわち、登録認証情報の登録が遠隔操作端末3を用いて行われ、権限情報および登録認証情報が遠隔操作端末3に記憶される。トラクタ7の電気的構成は、第1実施形態とほぼ同様である(図4参照)。
制御部80は、CPUおよびメモリ(ROM、RAM等)89を備えたマイクロコンピュータを含む。制御部80は、認証用情報と複数の登録認証情報(第1登録認証情報および第2登録認証情報)とに基づいて、オペレータが主オペレータであるか従オペレータであるか、あるいは主オペレータおよび従オペレータのいずれでもないかを判定する判定部88をさらに含む。
第2実施形態では、撮影装置85によって撮影されたオペレータの顔画像または特徴データが、登録認証情報として遠隔操作端末3に登録される。遠隔操作端末3の記憶部84に記憶される登録認証情報および権限情報は、管理サーバ4からダウンロードしたものであってもよい。
認証用情報として用いられるオペレータの顔画像または特徴データが撮影装置85によって取得され、撮影装置85によって取得された認証用情報に基づいて遠隔操作端末3の制御部80の判定部88が、オペレータが主オペレータおよび従オペレータのいずれかであるか否かを判定してもよい。そうであるならば、オペレータがトラクタ7に搭乗せずにトラクタを自律走行させる場合に、わざわざトラクタ7に設けられた撮影装置57を利用することなく、登録認証情報と認証用情報との照合を行うことができる。
図11は、本発明の第3実施形態に係る操作制限システム1Qに備えられたトラクタ7の電気的構成を示すブロック図である。第3実施形態に係る操作制限システム1Qは、トラクタ7のコントローラ40が認証用情報と登録認証情報との照合を行う点が第1実施形態に係る操作制限システム1と異なる。
第3実施形態では、トラクタ7のコントローラ40の判定部92は、認証用情報と登録認証情報との照合を開始し、オペレータが主オペレータであるか従オペレータであるか、あるいは主オペレータおよび従オペレータのいずれでもないかを判定する。
一方、判定部92は、オペレータが主オペレータおよび従オペレータのいずれでもないと判定した場合には、全ての操作についての実行権限がないという内容の権限情報をコントローラ40のメモリ47に設定する。コントローラ40の操作制限部48は、メモリ47に設定された権限情報AIに従って、PTOコントローラ45を制御する。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
たとえば、上述の各実施形態では、権限情報には、PTO操作についての実行権限の有無を示す情報が含まれると説明している。しかしながら、オペレータがトラクタ7に搭乗せずにトラクタ7を自律走行させる場合には、障害物検出ユニット32(ライダーセンサ33およびソナーユニット34)による障害物の検出を無効とする無効操作についての実行権限の有無を示す情報が権限情報に含まれていてもよい。
上述の各実施形態において、オペレータの指紋を検出するための指紋検出装置100がトラクタ7のコントローラ40に電気的に接続されていれば(図4および図11の二点鎖線を参照)、登録認証情報および認証用情報として指紋画像または指紋画像の特徴データを用いることができる。認証用情報は、指紋画像または指紋画像の特徴データである場合、指紋検出装置100によって取得される。すなわち、認証用情報は、指紋検出装置100を介してトラクタ7のコントローラ40に入力される。指紋検出装置100は、たとえば、ステアリングハンドル22に備えられている。
第2実施形態において、オペレータの指紋を検出するための指紋検出装置102が遠隔操作端末3に電気的に接続されていてもよい。この場合、登録認証情報は、指紋検出装置102によって取得される(図10の二点鎖線を参照)。第2実施形態において指紋検出装置102が設けられている場合、認証用情報が指紋検出装置102を介して遠隔操作端末3に入力され、遠隔操作端末3の制御部80の判定部88が、オペレータが主オペレータおよび従オペレータのいずれかであるか否かを判定してもよい。そうであるならば、オペレータがトラクタ7に搭乗せずにトラクタを自律走行させる場合に、わざわざトラクタ7に設けられた指紋検出装置100(図4の二点鎖線を参照)を利用することなく、登録認証情報と認証用情報との照合を行うことができる。
1P :操作制限システム
1Q :操作制限システム
2 :作業機械
8 :作業機(作業部)
12 :走行機体(走行部)
20 :エンジン
31 :PTO軸
32 :障害物検出ユニット
40 :コントローラ(認証用情報入力部)
48 :操作制限部
57 :撮影装置
66 :登録認証情報記憶部
67 :権限情報記憶部
68 :判定部
86 :登録認証情報記憶部
87 :権限情報記憶部
88 :判定部
92 :判定部
Claims (6)
- 主オペレータ用の第1登録認証情報と従オペレータ用の第2登録認証情報とが記憶される登録認証情報記憶部と、
作業機械を操作するオペレータに対応した認証用情報が入力される認証用情報入力部と、
前記認証用情報と前記第1登録認証情報および前記第2登録認証情報とに基づいて、前記オペレータが前記主オペレータであるか前記従オペレータであるかを判定する判定部と、
前記オペレータが前記主オペレータであると前記判定部が判定した場合には、前記オペレータによる前記作業機械の全ての操作を許可し、前記オペレータが前記従オペレータであると前記判定部が判定した場合には、前記オペレータによる前記作業機械の少なくとも一部の操作を禁止する操作制限部とを含む、操作制限システム。 - 前記操作制限部が、前記オペレータが前記主オペレータおよび前記従オペレータのいずれでもないと前記判定部が判定した場合には、前記オペレータによる前記作業機械の全ての操作を禁止する、請求項1に記載の操作制限システム。
- 前記作業機械の操作についての前記従オペレータの権限情報を記憶する権限情報記憶部をさらに含み、
前記主オペレータのみが、前記権限情報を前記権限情報記憶部に記憶させることができる、請求項1または2に記載の操作制限システム。 - 前記作業機械が、圃場を走行する走行機体と、前記走行機体に装着され、圃場に対して農作業を行う作業機とを含み、
前記作業機械の操作についての実行権限が、前記作業機の種類毎に設定される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の操作制限システム。 - 前記作業機械が、エンジンを有する走行部と、前記エンジンの回転によって駆動され圃場に対して農作業を行う作業部と、前記エンジンの回転を前記作業部に伝達するPTO軸とを含み、
前記操作制限部が、前記オペレータが前記主オペレータであると前記判定部が判定した場合には、前記PTO軸の回転操作を許可し、前記オペレータが前記従オペレータであると前記判定部が判定した場合には、前記PTO軸の回転操作を禁止する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の操作制限システム。 - 前記作業機械が、前記作業機械の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出ユニットを含み、
前記操作制限部が、前記オペレータが前記主オペレータであると前記判定部が判定した場合には、前記障害物検出ユニットによる障害物の検出を無効とする無効操作を許可し、前記オペレータが前記従オペレータであると前記判定部が判定した場合には、前記無効操作を禁止する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の操作制限システム。
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