JP2020145526A - 作業機械用情報処理装置、情報管理システム、作業機械用情報処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】作業現場の安全性を向上させる。【解決手段】ショベル１００では、ショベル１００の周辺の所定領域内への障害物の侵入やショベル１００の不安定状態が検知されると、検知された危険がショベル１００のオペレータに報知され、報知後におけるオペレータの行動が検出され、検知された危険の内容、及び検出されたオペレータの行動に基づいて、当該オペレータの行動を安全への寄与度で定量評価した安全行動評価値が算出される。【選択図】図５

Description

本発明は、作業機械用情報処理装置、情報管理システム、作業機械用情報処理プログラムに関する。

従来、例えばショベル等の作業機械において、周辺への人の侵入等の危険を検知し、この危険の発生をオペレータに警告するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−８５０９１号公報

しかし、危険を認識したオペレータの行動を評価することで、作業現場の安全性の向上を図る技術は存在しなかった。

本発明は、作業現場の安全性を向上させることを目的とする。

本発明に係る作業機械用情報処理装置は、
作業機械の状態又は周辺環境に関する危険を検知する危険検知手段と、
前記危険検知手段により検知された危険を前記作業機械のオペレータに報知する報知手段と、
前記報知手段による報知後における前記オペレータの行動を検出する行動検出手段と、
前記危険検知手段により検知された危険の内容、及び前記行動検出手段により検出された前記オペレータの行動に基づいて、当該オペレータの行動を安全への寄与度で定量評価した安全行動評価値を算出する算出手段と、を備える。

本発明に係る情報管理システムは、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の作業機械用情報処理装置がそれぞれ搭載された複数の作業機械と、当該複数の作業機械との間で情報を送受信可能な情報管理装置と、を備えて構成される情報管理システムであって、
前記情報管理装置は、前記複数の作業機械から受信した前記安全行動評価値を蓄積する記憶手段を備える。

本発明に係る作業機械用情報処理プログラムは、
作業機械の状態又は周辺環境に関する危険を検知する危険検知手段を備える作業機械用情報処理装置を、
前記危険検知手段により検知された危険を前記作業機械のオペレータに報知する報知手段、
前記報知手段による報知後における前記オペレータの行動を検出する行動検出手段、
前記危険検知手段により検知された危険の内容、及び前記行動検出手段により検出された前記オペレータの行動に基づいて、当該オペレータの行動を安全への寄与度で定量評価した安全行動評価値を算出する算出手段、
として機能させる。

本発明によれば、作業現場の安全性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルのシステム構成を示すブロック図である。 物体検知部による検知範囲を示す図である。 安全行動評価情報の表示例を示す図である。 行動評価処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例における情報管理システムのシステム構成を示すブロック図である。 安全行動評価情報の他の表示例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［ショベルの構成］
まず、本実施形態に係るショベル１００の構成について説明する。ショベル１００は、本発明に係る作業機械の一例であり、本発明に係る作業機械用情報処理装置を具備することにより、危険が生じた際のオペレータの行動を評価できるように構成されている。

図１は、本実施形態に係るショベル１００の側面図である。
この図に示すように、ショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回可能に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメントとしてのブーム４、アーム５及びバケット６と、オペレータが搭乗するキャビン１０とを備える。アタッチメントは、作業要素（例えば、バケット、クラッシャー、クレーン装置等）が設けられていれば、これに限られない。

下部走行体１は、例えば、左右一対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ（不図示）で油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。
上部旋回体３は、旋回油圧モータ或いは電動機（共に不図示）等で駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５及びバケット６は、それぞれ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９により油圧駆動される。
キャビン１０は、オペレータが搭乗する操縦室であり、例えば上部旋回体３の前部左側に搭載される。

図２は、ショベル１００のシステム構成を示すブロック図である。
この図に示すように、ショベル１００は、上記構成のほか、コントローラ３０と、撮像装置４０と、動作・姿勢状態センサ４２と、車内カメラ４３と、操作装置４５と、表示装置５０と、音声出力装置６０と、外部報知装置７０と、通信機器８０とを備える。本発明に係る作業機械用情報処理装置は、コントローラ３０、撮像装置４０、動作・姿勢状態センサ４２、車内カメラ４３、操作装置４５、表示装置５０及び音声出力装置６０を含んで構成される。

撮像装置４０は、上部旋回体３の上部に取り付けられ、ショベル１００の周辺を撮影してその画像をコントローラ３０に出力する。撮像装置４０は、後方カメラ４０Ｂ、左側方カメラ４０Ｌ、右側方カメラ４０Ｒを含む。
後方カメラ４０Ｂは、上部旋回体３の後端上部に取り付けられ、上部旋回体３の後方を撮像する。
左側方カメラ４０Ｌは、上部旋回体３の左端上部に取り付けられ、上部旋回体３の左側方を撮像する。
右側方カメラ４０Ｒは、上部旋回体３の右端上部に取り付けられ、上部旋回体３の右側方を撮像する。
これら後方カメラ４０Ｂ、左側方カメラ４０Ｌ及び右側方カメラ４０Ｒの各々は、上部旋回体３の上部において、光軸が斜め下方に向くように取り付けられ、ショベル１００近傍の地面からショベル１００の遠方までを含む上下方向の撮像範囲（画角）を有する。
後方カメラ４０Ｂ、左側方カメラ４０Ｌ及び右側方カメラ４０Ｒは、上部旋回体３の上面に取り付けられてもよい。これらカメラ４０Ｂ、４０Ｌ、４０Ｒは、上部旋回体３の側面端部からは突出しない態様で、上部旋回体３の一部が写りこむように、光軸が斜め下方を向くように取り付けられてもよい。
撮像したい対象と上部旋回体３の一部とが同時に画像として取得されるので、撮像画像は、ショベル１００に設けられたカメラを用いて取得された画像であることが直観的に判別できる。また、撮像したい対象とショベル１００との距離感も直観的に理解できる。

動作・姿勢状態センサ４２は、ショベル１００の動作状態や姿勢状態を検出するセンサであり、検出結果をコントローラ３０に出力する。動作・姿勢状態センサ４２は、ブーム角度センサと、アーム角度センサと、バケット角度センサと、三軸慣性センサ（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）と、旋回角度センサと、加速度センサとを含む。
これらのセンサは、ブーム等のシリンダのストロークセンサ、ロータリーエンコーダ等の回転情報を取得するセンサで構成されてもよく、ＩＭＵで取得される加速度（速度、位置も含んでもよい）により代替されてもよい。
アーム角度センサは、ブーム４を基準とするアーム５の回動角度（以下、「アーム角度」と称する）を検出する。
バケット角度センサは、アーム５を基準とするバケット６の回動角度（以下、「バケット角度」と称する）を検出する。
ＩＭＵは、ブーム４及びアーム５の各々に取り付けられ、所定の三軸に沿ったブーム４及びアーム５の加速度、及び、所定の三軸廻りのブーム４及びアーム５の角加速度を検出する。
旋回角度センサは、上部旋回体３の所定の角度方向を基準とする旋回角度を検出する。ただし、これに限られず、上部旋回体３に設けられたＧＰＳやＩＭＵセンサに基づいて旋回角度が検出されてもよい。
加速度センサは、上部旋回体３の旋回軸から離れた位置に取り付けられ、上部旋回体３の当該位置における加速度を検出する。これにより、加速度センサの検出結果に基づき、上部旋回体３が旋回しているのか、或いは、下部走行体１が走行しているのか等が判別されうる。

車内カメラ４３は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、キャビン１０内のオペレータの動作を撮影する。この車内カメラ４３は、取得した画像からオペレータの視線（目の動き）を検出できるように、オペレータの顔を正面側から撮影するように設置されている。

操作装置４５は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各動作要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５及びバケット６等）の操作を行う操作手段である。換言すれば、操作装置４５は、各動作要素を駆動するそれぞれの油圧アクチュエータの操作を行う操作手段である。操作装置４５は、例えばレバーやペダル、各種ボタン等を含み、これらの操作内容に応じた操作信号をコントローラ３０に出力する。
また、操作装置４５は、撮像装置４０、動作・姿勢状態センサ４２、車内カメラ４３、表示装置５０、音声出力装置６０、外部報知装置７０、通信機器８０等の操作を行う、各種設定手段を含む操作手段でもあり、これら各部に対する操作指令をコントローラ３０に出力する。

表示装置５０は、キャビン１０内の操縦席の周辺に設けられ、コントローラ３０による制御の下、オペレータに通知する各種画像情報を表示する。表示装置５０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイであり、操作装置４５の少なくとも一部を兼ねるタッチパネル式であってもよい。

音声出力装置６０は、キャビン１０内の操縦席の周辺に設けられ、コントローラ３０による制御の下、オペレータに通知（報知）する各種音声情報を出力する。音声出力装置６０は、例えば、スピーカやブザー等である。

外部報知装置７０は、ショベル１００の周辺の作業者や作業現場の監督者等に向けて報知を行う。外部報知装置７０は、例えば、ショベル１００の周辺の作業者等に向けて点灯或いは点滅等する光源（灯火器）を含んでよい。また、外部報知装置７０は、ショベル１００の周辺の作業者等に向けて画像情報（文字情報や描画情報等）を提示する外部向けの表示装置を含んでもよい。また、外部報知装置７０は、ショベル１００の周辺の作業者等に向けて音声情報を出力する、スピーカやブザー等の外部向けの音声出力装置を含んでもよい。

通信機器８０は、所定の無線通信規格に基づき、所定の通信ネットワーク（例えば、基地局を末端とする携帯電話ネットワークやインターネット網等）を通じて、遠隔の外部機器や他のショベル１００等と各種情報を送受信する通信デバイスである。

コントローラ３０は、ショベル１００各部の動作を制御してショベル１００の駆動制御を行う制御装置である。コントローラ３０は、キャビン１０内に搭載される。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いはその組み合わせにより実現されてよく、例えば、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，Ｉ／Ｏ等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。

また、コントローラ３０は、各種機能を実行する機能部として、物体検知部３０１と、不安定検知部３０２と、行動検出部３０３と、行動評価部３０４と、情報出力部３０５とを含む。さらに、コントローラ３０は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の内部メモリに規定される記憶領域としての記憶部３１０を含む。

物体検知部３０１は、撮像装置４０による撮像画像に基づき、ショベル１００の周辺の所定領域（例えばショベル１００から所定距離の範囲）内の所定の検知対象を検知し、当該所定領域内への検知対象の侵入を検知する。具体的に、物体検知部３０１は、既知の各種画像処理手法や機械学習ベースの識別器等を適用することにより、撮像画像内の検知対象を認識すると共に、認識した検知対象の実在位置やその大きさを特定する。検知対象は、ショベル１００の周辺に存在或いは侵入しうる障害物である。この検知対象には、ショベル１００の周辺の作業者等の人、ショベル１００の周辺で作業を行う他の作業機械や車両、ショベル１００の周辺に仮置きされる工材等が含まれる。

図３は、物体検知部３０１の検知範囲の一例を示す図である。
この図に示すように、物体検知部３０１は、後方カメラ４０Ｂ、左側方カメラ４０Ｌ及び右側方カメラ４０Ｒのそれぞれに対応する検知範囲ＭＡＢ，ＭＡＬ，ＭＡＲを有する。
ここで、物体検知部３０１は、オペレータによる設定操作に応じて、コントローラ３０のリソースの範囲内で、一の検知部の検知性能に関するある性能項目を高め、その代りに、一の検知部或いは他の検知部の検知性能を低下させるなどして、検知性能を変更できる。検知性能には、監視対象を検知可能な範囲（検知範囲）、検知精度、検知周期ごとの検知頻度（すなわち、検知周期内において監視対象の検知を行う回数）等の性能項目が含まれる。

また、物体検知部３０１は、ショベル１００の周辺の所定領域内に検知対象を検知した場合、その旨をオペレータに報知するための画像や音声を、表示装置５０及び／又は音声出力装置６０に出力させる。この場合の出力態様は、検知された検知対象の種別や、検知対象とショベル１００との距離等に応じて変化させてもよい。また、物体検知部３０１は、この報知出力の開始後、所定の条件（例えば所定領域内に検知対象が検知されなくなる等）に基づき、出力を停止（解除）する。

不安定検知部３０２は、図２に示すように、ショベル１００の動作に関する安定度が所定基準を下回る状態（以下、「不安定状態」という。）が発生したことを検知する。具体的に、不安定検知部３０２は、ショベル１００の状態（動作状態、制御状態等）に関連する情報を、ショベル１００に搭載される各種センサ（例えば、撮像装置４０、動作・姿勢状態センサ４２、車内カメラ４３、操作装置４５等）、各種アクチュエータ（例えば、油圧制御を行う電磁弁等）、各種制御装置（例えば、コントローラ３０の他の機能部等）から取得する。そして、不安定検知部３０２は、取得した情報に基づいて、ショベル１００の動作に関する安定度が所定基準を下回ったか否かを判定することにより、ショベル１００の不安定状態が発生したことを検知する。

ショベル１００の不安定状態には、例えば、掘削作業時や均し作業時の地面からアタッチメントに付加される反力等によって、ショベル１００（下部走行体１）が前方或いは後方に滑る可能性が高くなった状態（滑り不安定状態）が含まれる。
また、ショベル１００の不安定状態には、例えば、掘削反力等によって、ショベル１００（下部走行体１）の前部或いは後部が浮きあがってしまう可能性が高くなった状態（浮き上がり不安定状態）が含まれる。
また、ショベル１００の不安定状態には、例えば、ショベル１００のアタッチメントの空中動作（バケット６が接地していない状態での動作）中のアタッチメントの慣性モーメントの変化等によって、車体（下部走行体１、旋回機構２及び上部旋回体３）に振動が生じる可能性が高くなった状態（振動不安定状態）が含まれる。

また、不安定検知部３０２は、ショベル１００の不安定状態を検知した場合、その旨をオペレータに報知するための画像や音声を、表示装置５０及び／又は音声出力装置６０に出力させる。この場合の出力態様は、検知された不安定状態の種別やその程度等に応じて変化させてもよい。また、不安定検知部３０２は、この報知出力の開始後、所定の条件（例えば不安定状態が解消される等）に基づき、出力を停止（解除）する。

行動検出部３０３は、車内カメラ４３及び操作装置４５の出力に基づいて、キャビン１０内におけるオペレータの行動を検出する。
検出されるオペレータの行動には、オペレータの視線が含まれる。行動検出部３０３は、オペレータの目の動きを車内カメラ４３により撮影し、その画像情報に基づいて、例えば基準点を角膜反射、動点を瞳孔とし、或いは基準点を目頭、動点を虹彩にしてこれらの位置関係を用いることで、オペレータの視線を検出する。
また、検出されるオペレータの行動には、操作装置４５に対するオペレータの操作内容が含まれる。行動検出部３０３は、操作装置４５の出力に基づいて、オペレータによるショベル１００の操作内容を検出する。

行動評価部３０４は、行動検出部３０３により検出されたオペレータの行動を、ショベル１００の周辺における安全に寄与するか否かの観点で評価する。具体的に、行動評価部３０４は、オペレータの行動を安全への寄与度で定量評価した安全行動評価値を算出し、これを安全行動評価情報３１０１として記憶部３１０に記憶させる。安全行動評価値の算出方法の詳細については、後述する。

情報出力部３０５は、行動評価部３０４により安全行動評価値として算出され、記憶部３１０に記憶された安全行動評価情報３１０１を、適宜出力する。例えば、情報出力部３０５は、安全行動評価情報３１０１を表示装置５０に表示させる。
このときの出力態様は特に限定されず、例えば安全行動評価値だけを表示装置５０に表示させてもよい。
あるいは、例えば図４に示すように、記憶部３１０に蓄積された、同一のオペレータに関する複数の安全行動評価情報３１０１（安全行動評価値）を、所定の時間単位（図４の例では日。週や月等でもよい）毎の変化を比較するグラフにまとめて出力してもよい。この場合、オペレータが行動したときの危険の種別毎にグラフを分けた方がよい。

また、情報出力部３０５は、安全行動評価情報３１０１を、視認できる形式に出力すれよく、例えば図示しないプリンタにより紙媒体に出力することとしてもよい。この場合、ショベル１００のキャビン１０内に設けたプリンタから出力することとしてもよいし、作業を管理する管理センタ等に設けられたプリンタへ通信機器８０により情報を送信して当該プリンタから出力することとしてもよい。

また、情報出力部３０５は、安全行動評価情報３１０１を出力するときに、この安全行動評価情報３１０１が取得されたときの作業に関連する作業関連情報を、併せて出力してしてもよい（図４参照）。作業関連情報とは、作業情報、日時情報、天候情報、位置情報、機体情報、オペレータ情報等である。情報出力部３０５は、この作業関連情報を適宜取得し、記憶部３１０に記憶する。
作業情報には、作業（工事）名や作業場所、作業内容、ショベルのオーナー、作業の下請け業者、中間業者、作業に関連するエンドユーザ等の情報を含めることができる。情報出力部３０５は、例えばオペレータによる操作装置４５を通じた入力操作に基づいて、作業情報を取得する。
日時情報には、日付、曜日、時刻が含まれる。情報出力部３０５は、コントローラ３０内の計時手段（例えばＲＴＣ（Real Time Clock））により、日時情報を取得する。
天候情報は、ショベル１００が作業している場所及び日時における天候の情報であり、晴れ、曇り、雨、雪等の天気区分に関する情報を含む。情報出力部３０５は、通信機器８０を通じて、天候に関するサーバやウェブサイトから所望の天候情報を取得する。あるいは、情報出力部３０５は、照度センサや雨滴感知センサ等を含み、これらのセンサにより出力される照度や雨の有無等に基づき、天候情報を取得してもよい。
位置情報は、ショベル１００の位置の情報であって、その経度及び緯度に関する情報を含む。また、位置情報は、さらに高度の情報を含んでもよいし、ＧｅｏＨａｓｈ等のジオコード情報であってもよい。情報出力部３０５は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球衛星測位システム）装置を含み、ショベル１００の上空の衛星からの信号等に基づき、当該ショベル１００の位置情報を取得してもよい。
機体情報は、ショベル１００を特定するための当該ショベル１００の識別情報であり、例えば、予め規定される機械番号、ショベルＩＤ等である。情報出力部３０５は、例えば、記憶部３１０等に予め記録されている機械番号等を読み出すことで、機体情報を取得する。
オペレータ情報は、ショベル１００を操縦しているオペレータを特定するための当該オペレータの識別情報であり、予め規定されるオペレータＩＤ等である。情報出力部３０５は、例えばオペレータによる操作装置４５を通じた入力操作に基づいて、オペレータ情報を取得する。
作業関連情報（作業情報、日時情報、天候情報、位置情報、機体情報、オペレータ情報等）は、操作装置４５を通じた入力操作（直接情報を入力するか、予め設定情報から選択するでもよい）や、通信技術や情報処理技術を用いて自動的に取得されてもよい。
作業関連情報は互いに関連付けられて記憶されてもよい。

［ショベルの動作］
続いて、危険発生時のオペレータの行動を評価する行動評価処理を実行する際のショベル１００の動作について説明する。
図５は、この行動評価処理の流れを示すフローチャートである。

行動評価処理は、危険が生じた際のショベル１００のオペレータの行動を安全面の観点で評価し、その結果をオペレータ本人を含む作業関係者が認識できるように出力することにより、作業現場の安全性を評価し、ひいては作業現場の安全性を向上させる処理である。この行動評価処理は、コントローラ３０が内部の記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵ上で実行することにより、実行される。
行動評価処理が実行されると、図５に示すように、まずコントローラ３０は、ショベル１００を駆動して作業を開始する（ステップＳ１）。このとき、キャビン１０内の表示装置５０には、撮像装置４０で撮影したショベル１００周辺の映像が表示される。

次に、コントローラ３０は、ショベル１００の状態又はその周辺環境に関する危険が検知されるか否かを判定する（ステップＳ２）。本実施形態では、このような危険として、ショベル１００周辺の所定領域内への障害物（人、他の作業機械、工材等）の侵入と、ショベル１００の不安定状態（滑り不安定状態、浮き上がり不安定状態、振動不安定状態等）の検知が行われる。
具体的には、コントローラ３０の物体検知部３０１が、撮像装置４０による撮像画像に基づき、ショベル１００の周辺の所定領域内への障害物の侵入を検知する。物体検知部３０１は、撮像画像から障害物の位置や大きさを特定する
また、コントローラ３０の不安定検知部３０２が、動作・姿勢状態センサ４２による検出結果等に基づいて、ショベル１００の不安定状態を検知する。なお、不安定検知部３０２は、ショベル１００の不安定状態を引き起こしうる所定の不安定動作が検知された場合に、不安定状態が発生したと判定してもよい。
そして、危険は検知されないと判定した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、コントローラ３０は、上述のステップＳ１へ処理を移行し、作業を続行する。

ステップＳ２において、ショベル１００の状態又はその周辺環境に関する危険が検知されたと判定した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、コントローラ３０は、検知された危険をオペレータに報知する（ステップＳ３）。
具体的に、コントローラ３０は、キャビン１０内の音声出力装置６０からの警報音の出力や、表示装置５０での警報情報の表示により、危険が検知されたことをオペレータに報知する。このときの報知態様は、検知された危険の種別やその程度等に応じて変化させてもよい（例えば、検知された障害物とショベル１００との距離に応じて、警報音の大きさを変える等）。

次に、コントローラ３０は、オペレータの行動を検出する（ステップＳ４）。
具体的には、コントローラ３０の行動検出部３０３が、車内カメラ４３による撮像画像に基づいて、オペレータの視線を検出し、オペレータの視認対象を特定する。また、行動検出部３０３は、操作装置４５の出力に基づいて、オペレータによるショベル１００の操作内容を検出する。

次に、コントローラ３０は、ステップＳ４で検出されたオペレータの行動に基づいて、当該オペレータの安全行動評価値を算出する（ステップＳ５）。安全行動評価値とは、上述のとおり、発生した危険に際してオペレータがとった行動を、ショベル１００の周辺における安全への寄与度で定量評価した数値である。本実施形態では、安全行動評価値が高いほど安全への寄与度が高いことを意味する。

このステップＳ５では、コントローラ３０の行動評価部３０４が、ステップＳ２で検知された危険の内容と、ステップＳ４で検出されたオペレータの行動とに基づいて、安全行動評価値を算出する。ここで、危険の内容とは、危険の種別（本実施形態では、障害物の存在と、ショベル１００の不安定状態）、危険の程度（例えば、障害物の種類（人か物か）、障害物とショベル１００との距離等）等である。
具体的に、行動評価部３０４は、ルールベースを利用して安全行動評価値を算出する。つまり、行動評価部３０４は、オペレータの行動が、予め設定された所定の評価行動に合致するか否かを判定し、合致した場合にはその評価行動に割り当てられた点数を加点又は減点する。これを全てのオペレータの行動について行い、そのときの総得点として、安全行動評価値を算出する。

安全行動評価値が加点される評価行動としては、例えば以下のものが挙げられる。
・表示装置５０を視認して撮像装置４０の映像を確認する。
・ショベル１００の動作を慎重なものに（緩やかに）する。
・ショベル１００の動作を停止させる。
・キャビン１０外を目視で確認する。
・外部報知装置７０を動作させてショベル１００の周辺に向けて危険を報知する。
・周辺に障害物を検知した場合に、障害物から離れる方向に車体（下部走行体１、上部旋回体３、アタッチメント等）を動作させる。或いは、車体を障害物に近づけないで作業を継続する。
・ショベル１００の不安定状態が検知された場合に、この不安定状態を解消させるようにショベル１００を動作させる。例えば、掘削地点とショベル本体とが比較的近くなるようにして、重心が離れにくいようにする。また、走行速度や操作速度を緩やかにする等。

安全行動評価値が減点される評価行動としては、例えば以下のものが挙げられる。
・ショベル１００の掘削動作をそのまま続行させる（操作内容に変化がみられない）。

評価行動は、検知された危険の内容（種別やその程度等）に応じて内容が異なっていてもよい。また、同一の評価行動であっても、危険の内容に応じて異なる点数が設定されていてもよい。
各評価行動には、安全に対する寄与度に応じた点数が割り当てられている。例えば、「ショベル１００の動作を停止させる」評価行動には、「ショベル１００の動作を緩やかにする」評価行動よりも、ショベル１００と障害物との接触をより確実に回避できる点で、大きな加点点数が割り当てられていてもよい。
なお、評価行動の設定は、例えばナイーブベイズ、ニューラルネットワーク等の機械学習を用いて行われることとしてもよい。

算出された安全行動評価値は、安全行動評価情報３１０１として記憶部３１０に記憶される。このとき、記憶される安全行動評価値は、その評価がなされたときの作業に関連する上述の作業関連情報と対応付けられて、記憶部３１０に記憶される。作業関連情報は、情報出力部３０５により予め又は必要に応じて取得され、記憶部３１０に記憶される。

その後、少なくともステップＳ２で検知された危険が解消され、ショベル１００が健全な状態に復帰すると、コントローラ３０は、ステップＳ５で算出された安全行動評価値を出力する（ステップＳ６）。
このステップでは、コントローラ３０の情報出力部３０５が、ステップＳ５で算出された安全行動評価値を、例えば同一のオペレータに関する過去の安全行動評価値とまとめたグラフにするなどして（図４参照）、表示装置５０に表示するか、又は図示しないプリンタから出力する。
なお、このステップＳ６での結果出力は、例えば作業終了後に行うこととしてもよい。

次に、コントローラ３０は、ショベル１００による作業が終了したか否かを判定し（ステップＳ７）、終了していないと判定した場合には（ステップＳ７；Ｎｏ）、上述のステップＳ１へ処理を移行し、作業を続行する。これにより、作業が終了すると判定されるまで、危険の検知及びその報知と、オペレータの行動の検出及びその評価とが、順次実行され、繰り返される。
また、例えばオペレータによりショベル１００のエンジン等の動力源が停止されるなどして、少なくともアタッチメント等のアクチュエータを操作しても動かない状態になっている等、作業が終了したと判定した場合には（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、コントローラ３０は、行動評価処理を終了する。なお、蓄電手段を備える場合は、アクチュエータを操作しても動かない状態において、撮像装置４０やコントローラ３０を起動し、上述のプロセスを実行させることも可能である。

［本実施形態の技術的効果］
以上のように、本実施形態によれば、ショベル１００の状態又は周辺環境に関する危険が検知されたときに、この危険がオペレータに報知され、この報知後におけるオペレータの行動が検出される。そして、検知された危険の内容とオペレータの行動とに基づいて、当該オペレータの行動を安全への寄与度で定量評価した安全行動評価値が算出される。
これにより、危険が生じた際のショベル１００のオペレータの行動を、安全面の観点で定量的に評価することができ、ひいては作業現場の安全性を向上させることができる。

また、算出された安全行動評価値は、視認できる形式に出力されるので、オペレータ本人や作業の関係者がこの安全行動評価値を見て、作業現場の安全性の向上に反映させることができる。

また、同一のオペレータに関する安全行動評価値が、所定の時間単位（例えば、日）毎の変化を比較するグラフとして出力されるので、このオペレータの安全行動の変化を容易に認識することができる。

［変形例］
続いて、上記実施形態の変形例について説明する。
本変形例は、複数のショベル１００で取得された安全行動評価情報が管理サーバで管理され、情報端末で閲覧できる点で、上記実施形態と異なっている。なお、上記実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６は、本変形例における情報管理システム２００のシステム構成を示すブロック図である。
この図に示すように、情報管理システム２００は、互いに同様に構成された複数のショベル１００（本変形例では、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、…）と、管理サーバ４００と、情報端末５００とを備えて構成される。なお、図６では、ショベル１００Ａ以外のショベル１００（１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ）の構成の図示を省略している。

複数のショベル１００は、各々が備える通信機器８０により、通信ネットワーク１５０を通じて互いに各種情報を送受信可能であるとともに、管理サーバ４００及び情報端末５００の各々とも通信ネットワーク１５０を通じて各種情報を送受信可能となっている。

管理サーバ４００は、本発明に係る情報管理装置の一例であり、例えば、複数のショベル１００が作業する作業現場外に設けられる管理センタ等に設置されるサーバ装置である。この管理サーバ４００は、情報管理システム２００を運用する事業者あるいはその関連事業者が運営する自社サーバであってもよいし、いわゆるクラウドサーバであってもよい。

具体的に、管理サーバ４００は、通信機器４１０と、制御装置４２０とを備える。
通信機器４１０は、通信ネットワーク１５０を通じて、複数のショベル１００の各々と各種情報を送受信可能となっている。
制御装置４２０は、管理サーバ４００における各種動作を制御する。この制御装置４２０は、ＥＥＰＲＯＭ等の内部メモリに規定される記憶領域としての記憶部４２１を含み、当該記憶部４２１に各種情報を記憶して管理する。例えば、記憶部４２１には、各ショベル１００で算出された安全行動評価値（安全行動評価情報３１０１）が、安全行動評価情報４２１０として記憶（蓄積）される。

情報端末５００は、例えば、ユーザが所持するタブレットやスマートフォン等の携帯端末である。ユーザは、情報端末５００を通じて情報管理システム２００内の各種作業記録にアクセスし、閲覧することができる。なお、情報端末５００は、定置型或いは携帯型のコンピュータ端末であってもよい。
具体的に、情報端末５００は、通信機器５１０と、表示装置５２０と、制御装置５３０とを備える。
通信機器５１０は、通信ネットワーク１５０を通じて、複数のショベル１００の各々及び管理サーバ４００と各種情報を送受信可能となっている。表示装置５２０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイであり、操作手段を兼ねるタッチパネル式であってもよい。制御装置５３０は、情報端末５００における各種動作を制御する。

情報管理システム２００では、複数のショベル１００の各々が上記実施形態とほぼ同様に動作しつつ、各ショベル１００が取得した安全行動評価値（安全行動評価情報３１０１）を管理サーバ４００に送信することで、全ての安全行動評価値が安全行動評価情報４２１０として管理サーバ４００に蓄積される。

情報端末５００を所持するユーザは、通信ネットワーク１５０を通じて、管理サーバ４００に蓄積された安全行動評価情報４２１０を閲覧することができる。この場合、情報端末５００の制御装置５３０は、通信ネットワーク１５０を通じて管理サーバ４００から所望の安全行動評価情報４２１０を受信して、例えば図示しない記憶部に記憶（又は一時記憶）し、これを表示装置５２０に表示させる。
このときの表示態様は特に限定されず、例えば上記実施形態と同様に、オペレータ毎に安全行動評価を１つのグラフにまとめて表示してもよい。あるいは、例えば図７に示すように、工事に参加する事業者毎に、当該事業者に所属する複数のオペレータに関する安全行動評価値を、オペレータ毎に比較できるように１つのグラフにまとめて表示（出力）してもよい。これにより、複数のオペレータを安全面の観点で相対評価することができる。

なお、各ショベル１００から管理サーバ４００に情報を送信するタイミングは、特に限定されず、例えば一連の作業が終了した後でもよい。
また、安全行動評価値と作業関連情報と対応付けは、当該安全行動評価値が算出された各ショベル１００で行ってもよいし、管理サーバ４００で行ってもよい。管理サーバ４００で行う場合には、作業関連情報をショベル１００から管理サーバ４００へ送信することとしてもよいし、作業関連情報を取得できる構成（ショベル１００における情報出力部３０５の一部機能）を管理サーバ４００に設けることとしてもよい。
また、情報端末５００における情報の表示（出力）と同様の表示を、管理サーバ４００で行えるようにしてもよい。この場合、管理サーバ４００の制御装置４２０が、上述した情報端末５００におけるものと同様の情報を、当該管理サーバ４００に設けられた表示装置やプリンタ（図示省略）から出力できればよい。
また、安全行動評価値の算出を管理サーバ４００で行えるようにしてもよい。この場合、管理サーバ４００には、算出に必要な情報（上述の評価行動等）が予め格納されており、各ショベル１００から危険の内容及びオペレータの行動の情報を取得して、安全行動評価値を算出すればよい。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。
例えば、上記実施形態では、ショベル１００の状態又は周辺環境に関する危険として、ショベル１００の周辺への障害物の侵入と、ショベル１００の不安定状態を検知することとしたが、例えばオペレータのよそ見運転等、これら以外の危険を含むこととしてもよい。この場合、その危険を検知可能な構成が必要であれば、当該構成がショベル１００に設けられる。

また、上記実施形態では、撮像装置４０の撮像画像に基づき、ショベル１００の周辺の障害物を検知することとした。しかし、撮像装置４０の撮像画像に代えて、或いは、加えて、他のセンサ、例えば、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ（Light Detection And Ranging）、ステレオカメラ等の検出結果（距離画像等）に基づきショベル１００の周辺の障害物を検知してもよい。この場合、これらの他のセンサがショベル１００に設けられる。

また、本発明に係る作業機械は、ショベル以外の作業機械、例えば、ホイールローダやアスファルトフィニッシャ、フォークリフト、クレーン等であってもよい。
また、本発明に係る情報管理システムは、これら異なる作業機械を含んでいてもよい。
その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

３０ コントローラ
４０ 撮像装置
４２ 動作・姿勢状態センサ
４３ 車内カメラ
４５ 操作装置
５０ 表示装置
６０ 音声出力装置
８０ 通信機器
１００ ショベル
２００ 情報管理システム
３０１ 物体検知部
３０２ 不安定検知部
３０３ 行動検出部
３０４ 行動評価部
３０５ 情報出力部
３１０ 記憶部
４００ 管理サーバ
４２０ 制御装置
４２１ 記憶部
５００ 情報端末
３１０１ 安全行動評価情報
４２１０ 安全行動評価情報

Claims (9)

1. 作業機械の状態又は周辺環境に関する危険を検知する危険検知手段と、
   前記危険検知手段により検知された危険を前記作業機械のオペレータに報知する報知手段と、
   前記報知手段による報知後における前記オペレータの行動を検出する行動検出手段と、
   前記危険検知手段により検知された危険の内容、及び前記行動検出手段により検出された前記オペレータの行動に基づいて、当該オペレータの行動を安全への寄与度で定量評価した安全行動評価値を算出する算出手段と、を備える、
   作業機械用情報処理装置。
2. 前記算出手段により算出された安全行動評価値を、視認できる形式に出力する出力手段を備える、
   請求項１に記載の作業機械用情報処理装置。
3. 前記出力手段は、同一のオペレータに関する安全行動評価値を、所定の時間単位毎の変化を比較するグラフとして出力する、
   請求項２に記載の作業機械用情報処理装置。
4. 前記算出手段は、前記行動検出手段により検出された前記オペレータの行動が、予め設定された所定の評価行動に合致するか否かを判定し、合致した場合には当該合致した評価行動に割り当てられた点数を加点又は減点することにより、前記安全行動評価値を算出する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の作業機械用情報処理装置。
5. 前記危険検知手段は、
   前記作業機械の周辺の所定領域内への障害物の侵入を検知する物体検知手段と、
   前記作業機械の不安定状態を検知する不安定検知手段と、を含む、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の作業機械用情報処理装置。
6. 当該作業機械用情報処理装置が前記作業機械に搭載されている、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の作業機械用情報処理装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の作業機械用情報処理装置がそれぞれ搭載された複数の作業機械と、当該複数の作業機械との間で情報を送受信可能な情報管理装置と、を備えて構成される情報管理システムであって、
   前記情報管理装置は、前記複数の作業機械から受信した前記安全行動評価値を蓄積する記憶手段を備える、
   情報管理システム。
8. 前記情報管理装置は、前記複数の作業機械に対応する複数のオペレータに関する安全行動評価値を、オペレータ毎に比較するグラフとして出力する出力手段を備える、
   請求項７に記載の情報管理システム。
9. 作業機械の状態又は周辺環境に関する危険を検知する危険検知手段を備える作業機械用情報処理装置を、
   前記危険検知手段により検知された危険を前記作業機械のオペレータに報知する報知手段、
   前記報知手段による報知後における前記オペレータの行動を検出する行動検出手段、
   前記危険検知手段により検知された危険の内容、及び前記行動検出手段により検出された前記オペレータの行動に基づいて、当該オペレータの行動を安全への寄与度で定量評価した安全行動評価値を算出する算出手段、
   として機能させる、
   作業機械用情報処理プログラム。

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