JP2021110174A - 建設機械の油量推定システム - Google Patents
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Abstract
【課題】建設機械に作業装置の姿勢を検出するためのセンサを備えられているか否かによらずに、建設機械のシステム油量を適切に推定することができる油量推定システムを提供する。【解決手段】油量推定システム1は、システム油量の推定対象の建設機械10の画像を含む撮影画像を取得する撮影画像取得部51aと、建設機械10の画像に基づいて作業装置13の姿勢を推定する姿勢推定部51dと、作業装置13の仕様情報を取得する機械情報取得部51cと、建設機械10のタンク油量情報を取得するタンク油量情報取得部51eと、推定された作業装置13の姿勢と取得された作業装置13仕様情報及びタンク油量情報とを用いて、建設機械10のシステム油量を推定する油量推定部51fとを備える。【選択図】図3
Description
本発明は、油圧ショベル等の建設機械が保有する作動油の量(システム油量)を推定するシステムに関する。
油圧ショベル等の建設機械では、該建設機械の油圧アクチュエータを作動させるために該建設機械が保有する作動油の量であるシステム油量の過不足を適宜確認する必要がある。この場合、建設機械の作業装置(例えばブーム、アーム及びバケットを有する作業装置)を駆動するための油圧シリンダの油室に存在する作動油の量が、油圧シリンダの伸縮状態に対応する作業装置の姿勢に応じて変化し、それに応じて作動油タンク内の油量も変化する。このため、作業装置の任意の姿勢状態では、作動油タンクに付設されているレベルゲージを確認するだけでは、建設機械のシステム油量を正しく把握することはできない。また、作動油の体積は作動油の温度の影響も受ける。
そこで、例えば特許文献1に見られるように、作業装置の姿勢(ブーム、アーム、バケットのそれぞれの搖動角度)や、作動油タンク内の作動油の液面レベル、作動油の温度等を計測する複数のセンサと、該センサに接続された演算処理器とを建設機械に備え、センサによる計測値から、演算処理器によりシステム油量を算出すると共に、算出したシステム油量等を表示器に表示させる技術が従来より提案されている。
特許文献1に見られる技術では、作業装置の姿勢によらずに、建設機械のシステム油量を適切に推定し得るものの、作業装置の姿勢を検出するための角度センサ等のセンサを備えない建設機械には適用することができない。
また、システム油量を推定するためには、建設機械に備えられる演算処理器や各センサを起動させておく必要があるため、運転停止状態の建設機械のシステム油量を点検しようとする場合、その作業者は、建設機械を操作して、演算処理器等を起動しなければならない。このため、建設機械を操作できない作業者は、建設機械の運転停止状態ではシステム油量を確認することができない。
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、建設機械に作業装置の姿勢を検出するためのセンサが備えられているか否かによらずに、建設機械のシステム油量を適切に推定することができる油量推定システムを提供することを目的とする。さらに、システム油量の推定を建設機械の運転停止状態で適切に行い得る油量推定システムを提供することを目的とする。
本発明の建設機械の油量推定システムは、上記の目的を達成するために、一つ以上の油圧シリンダを含む油圧アクチュエータにより駆動され、その駆動により姿勢が変化するように構成された作業装置を備える建設機械が保有する前記油圧アクチュエータの作動用の作動油の量であるシステム油量を推定する油量推定システムであって、
前記システム油量の推定対象の建設機械を撮影可能な撮影装置から該建設機械の画像を含む撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
該撮影画像取得部で取得された撮影画像に含まれる前記推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の作業装置の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記推定対象の建設機械の作業装置の姿勢と該作業装置の各油圧シリンダが保有する作動油の量との関係に関する該作業装置の仕様情報を取得する作業装置情報取得部と、
前記推定対象の建設機械に搭載されている作動油タンク内に存在する作動油の量であるタンク油量を示すタンク油量情報を取得するタンク油量情報取得部と、
前記姿勢推定部で推定された作業装置の姿勢と、前記作業装置情報取得部及び前記タンク油量情報取得部でそれぞれ取得された前記仕様情報及び前記タンク油量情報とを用いて、前記推定対象の建設機械のシステム油量を推定する油量推定部とを備えることを特徴とする(第1発明)。
前記システム油量の推定対象の建設機械を撮影可能な撮影装置から該建設機械の画像を含む撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
該撮影画像取得部で取得された撮影画像に含まれる前記推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の作業装置の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記推定対象の建設機械の作業装置の姿勢と該作業装置の各油圧シリンダが保有する作動油の量との関係に関する該作業装置の仕様情報を取得する作業装置情報取得部と、
前記推定対象の建設機械に搭載されている作動油タンク内に存在する作動油の量であるタンク油量を示すタンク油量情報を取得するタンク油量情報取得部と、
前記姿勢推定部で推定された作業装置の姿勢と、前記作業装置情報取得部及び前記タンク油量情報取得部でそれぞれ取得された前記仕様情報及び前記タンク油量情報とを用いて、前記推定対象の建設機械のシステム油量を推定する油量推定部とを備えることを特徴とする(第1発明)。
かかる第1発明によれば、姿勢推定部は、撮影装置による撮影画像に含まれる推定対象の建設機械の画像に基づいて該業装置の姿勢を推定する。このため、建設機械に作業装置の姿勢を検出するためのセンサが備えられていなくとも、作業装置の姿勢を推定することができる。
そして、油量推定部は、姿勢推定部で推定された作業装置の姿勢と、作業装置情報取得部及びタンク油量情報取得部でそれぞれ取得された仕様情報及びタンク油量情報とを用いて、推定対象の建設機械のシステム油量を推定するので、作業装置の各油圧シリンダが該作業装置の姿勢に応じて保有する作動油の量を適切に反映させて、システム油量を推定することができる。
よって、第1発明によれば、建設機械に作業装置の姿勢を検出するためのセンサを備えられているか否かによらずに、建設機械のシステム油量を適切に推定することができる。
上記第1発明では、前記推定対象の建設機械のシステム油量の基準値である基準油量を示す基準油量情報を取得する基準油量情報取得部と、前記油量推定部で推定されたシステム油量と前記基準油量情報取得部で取得された基準油量情報により示される基準油量との比較結果を示す情報を出力する油量情報出力部とをさらに備えることが好ましい(第2発明)。
これによれば、推定対象の建設機械で推定されたシステム油量と基準油量との比較結果を示す情報が出力されるので、作業者は、当該出力される情報により、基準油量に対するシステム油量の過不足を容易に認識することができる。
上記第2発明では、前記撮影装置、前記撮影画像取得部及び前記油量情報出力部は、作業者が携帯可能な第1の通信端末に備えられていることが好ましい(第3発明)。
これによれば、作業者は、自身が携帯する第1の通信端末を使用して推定対象の建設機械を容易に撮影することができると共に、前記比較結果を示す情報を、該第1の通信端末を介して確認することができる。従って、システム油量の点検作業の利便性を高めることができる。
これによれば、作業者は、自身が携帯する第1の通信端末を使用して推定対象の建設機械を容易に撮影することができると共に、前記比較結果を示す情報を、該第1の通信端末を介して確認することができる。従って、システム油量の点検作業の利便性を高めることができる。
なお、第3発明では、前記姿勢推定部、前記作業装置情報取得部、前記タンク油量情報取得部、前記油量推定部及び前記基準油量情報取得部のそれぞれは、前記第1の通信端末、あるいは、該第1の通信端末と通信可能な他の装置のいずれに備えられていてもよい。
上記第1〜第3発明では、複数種類の建設機械に関する前記仕様情報を保持する仕様情報保持部をさらに備えており、前記作業装置情報取得部は、前記撮影画像取得部で取得された撮影画像に含まれる前記推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の種類を判別し、当該判別した種類に対応する仕様情報を前記仕様情報保持部から取得するように構成されていることが好ましい(第4発明)。
これによれば、作業装置情報取得部は、様々な種類の建設機械に関する作業装置の仕様情報を、容易に取得することが可能となる。
これによれば、作業装置情報取得部は、様々な種類の建設機械に関する作業装置の仕様情報を、容易に取得することが可能となる。
上記第1〜第4発明では、前記推定対象の建設機械は、該建設機械の外部の第2の通信端末と通信可能であると共に、該第2の通信端末との通信に応じて起動可能に構成されたセンサとして、前記タンク油量と相関性を有する状態量を検出可能な油量状態量センサを備え得る。この場合、前記タンク油量情報取得部は、前記油量状態量センサから前記第2の通信端末を介して取得した該油量状態量センサの検出データを用いて前記タンク油量を推定する機能を有するように構成されていることが好ましい(第5発明)。
これによれば、推定対象の建設機械に備えられた油量状態量センサは、第2の通信端末との通信によって起動し得るので、タンク油量情報取得部は、推定対象の建設機械の運転停止状態であっても、油量状態量センサの検出データを第2の通信端末を介して取得できる。ひいては、本発明によれば、推定対象の建設機械の運転停止状態であっても、システム油量を推定することが可能となる。なお、上記第2の通信端末は、前記第3発明における第1の通信端末と同じ通信端末であってもよい、
上記第1〜第5発明では、前記推定対象の建設機械は、該建設機械の外部の第3の通信端末と通信可能であると共に、該第3の通信端末との通信に応じて起動可能に構成されたセンサとして、該建設機械が保有する作動油の温度を検出可能な温度センサを備え得る。この場合、前記油量推定部は、前記温度センサの検出データを前記第3の通信端末を介して取得し、当該取得した検出データを用いて前記システム油量を推定するように構成されていることが好ましい(第6発明)。
これによれば、推定対象の建設機械に備えられた温度センサは、第3の通信端末との通信によって起動し得るので、油量推定部は、推定対象の建設機械の運転停止状態であっても、温度センサの検出データ(作動油の温度の検出データ)を第3の通信端末を介して取得できる。そして、油量推定部は、該検出データを用いてシステム油量を推定することで、作動油の温度に応じた作動油の体積変化の影響を反映させて、システム油量を推定することができる。
ひいては、本発明によれば、推定対象の建設機械の運転停止状態であっても、システム油量を精度よく推定することが可能となる。なお、上記第3の通信端末は、前記第3発明における第1の通信端末、あるいは、前記第4発明における第2の通信端末と同じ通信端末であってもよい、
上記第1〜第6発明では、前記撮影画像取得部で取得された撮影画像に、複数の建設機械の画像が含まれる場合に、前記推定対象の建設機械の画像を特定する対象建設機械特定部をさらに備えており、前記姿勢推定部は、前記対象建設機械特定部で特定された推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の作業装置の姿勢を推定するように構成され、前記対象建設機械特定部は、前記撮影装置の位置情報と前記撮影画像に含まれる複数の建設機械のそれぞれの位置情報とを取得する処理と、当該取得した位置情報に基づいて、前記撮影装置に最も近い建設機械を特定し、前記撮影画像のうちの当該特定した建設機械の画像を前記推定対象の建設機械の画像として特定する処理とを実行し得るように構成され得る(第7発明)。
これによれば、撮影画像取得部が撮影装置から取得した撮影画像に、複数の建設機械の画像が含まれる場合に、撮影装置に最も近い建設機械が推定対象の建設機械として自動的に特定され、当該特定された建設機械についての作業装置の姿勢の推定及びシステム油量がの推定が行われる。
この場合、撮影装置に最も近い建設機械の画像は、通常、他の建設機械の画像によりも明瞭な画像として得られやすいので、姿勢推定部は、作業装置の姿勢を精度よく推定することが可能となる。ひいては、油量推定部は、信頼性の高いシステム油量の推定値を得ることが可能となる。
上記第1〜第7発明では、前記撮影画像取得部で取得された撮影画像に、複数の建設機械の画像が含まれる場合に、前記推定対象の建設機械の画像を特定する対象建設機械特定部をさらに備えており、前記姿勢推定部は、前記対象建設機械特定部で特定された推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の作業装置の姿勢を推定するように構成され、前記対象建設機械特定部は、前記撮影画像に写っている複数の建設機械のうちの一つ以上の建設機械を、作業者による選択操作に応じて、前記推定対象の建設機械として選択し得るように構成され得る(第8発明)。
これによれば、作業者は、撮影装置による撮影画像に写る複数の建設機械から、推定対象の建設機械を選択することができ、その選択した推定対象の建設機械についてシステム油量の推定を本発明の油量推定システムに実行させることが可能となる。そして、この場合、作業者は、一つの建設機械に限らず、複数の建設機械を推定対象の建設機械として選択することもできる。従って、例えば、作業者が撮影装置により推定対象の建設機械を撮影する場合、個々の推定対象の建設機械毎に撮影を行わずとも、複数の推定対象の建設機械を一括して撮影することで、それぞれの推定対象の建設機械のシステム油量の推定を、本発明の油量推定システムに実行させることが可能となる。
本発明の一実施形態を図1〜図6を参照して以下に説明する。図1を参照して、本実施形態の油量推定システム1は、油圧シリンダを含む油圧アクチュエータが搭載された建設機械10が、その油圧アクチュエータを作動させるために保有する作動油の量であるシステム油量を推定するシステムであり、建設機械10の点検等を行う作業者が操作可能な通信端末50と、建設機械10を含む複数種類の建設機械に関する様々な情報を提供可能なサーバ60と、建設機械10の作業現場や保管場所などに設置されたカメラ70(以降、現場設置カメラ70という)とを含む。
建設機械10としては、例えば油圧ショベル、クレーン等が挙げられる。以降の説明では、建設機械10が、例えば油圧ショベルである場合を一例として説明する。この場合、建設機械10(油圧ショベル)は、図2に例示する如く、クローラ式の走行体11と、該走行体11に旋回可能に搭載された旋回体12と、旋回体12の前部に取り付けられた作業装置13とを備える。なお、走行体11は、クローラ式の走行体に限らず、車輪型の走行体であってもよい。
旋回体12は、運転室12aを前部に有し、後述の油圧回路装置22や図示しないエンジン等が収容された機械室12bを後部に有する。
旋回体12は、運転室12aを前部に有し、後述の油圧回路装置22や図示しないエンジン等が収容された機械室12bを後部に有する。
作業装置13は、旋回体12の前部から延設されたブーム14aと、ブーム14aの先端部から延設されたアーム14bと、アーム14bの先端部に組付けられたアタッチメント14c(図示例では例えばバケット)と、ブーム14aを旋回体12に対してピッチ方向(旋回体12の左右方向の軸周り方向)に揺動させるブーム用油圧シリンダ15aと、アーム14bをブーム14aに対してピッチ方向に揺動させるアーム用油圧シリンダ15bと、アタッチメント14cをアーム14bに対してピッチ方向に揺動させるアタッチメント用油圧シリンダ15cとを備える。
本実施形態では、これらの油圧シリンダ15a,15b,15cが本発明における油圧シリンダに相当する。以降の説明では、油圧シリンダ15a,15b,15cを区別する必要が無いときは、それぞれを単に油圧シリンダ15と表記する。また、旋回体12に対するブーム14aの搖動支点の部分と、ブーム14aに対するアーム14bの搖動支点の部分と、アーム14bに対するアタッチメント14cの搖動支点の部分とをそれぞれ、作業装置13の関節と称する。
建設機械10はさらに、図3に示すように、油圧シリンダ15(15a,15b,15c)を含む各油圧アクチュエータの作動用の作動油を蓄える作動油タンク21(以降、単に油タンク21という)と、各油圧アクチュエータの作動時に油タンク21から各油圧アクチュエータに作動油を供給し、また、各油圧アクチュエータから排出される作動油を油タンク21に戻すように構成された油圧回路装置22とを備える。これらの油タンク21及び油圧回路装置22は、機械室12bに収容されている。なお、上記油圧アクチュエータには、油圧シリンダ15a,15b,15cの他、走行体11の走行用の油圧モータ(図示省略)と、旋回体12の旋回用の油圧モータ(図示省略)とが含まれる。
油圧回路装置22は、詳細な図示は省略するが、油圧ポンプや、各油圧アクチュエータ毎の方向切換弁等を含む公知の回路構成のものである。各油圧アクチュエータは、油圧回路装置22を介して油タンク21に接続されている。例えば、図4は、各油圧シリンダ15に関する油圧回路装置22の構成を概略的に示している。図示の如く、各油圧シリンダ15は、筒体151と、筒体151内をその軸心方向に摺動自在なピストン152と、ピストン152から延設されたロッド153とを有し、筒体151内には、ピストン152により隔てられたボトム側油室154a及びロッド側油室154bが形成されている。
そして、油圧回路装置22は、油圧シリンダ15のボトム側油室154a及びロッド側油室154bにそれぞれ油通路221a,221bを介して接続された方向切換弁222と、該方向切換弁222を油タンク21に接続するメータイン側油通路223及びメータアウト側油通路224と、メータイン側油通路223に介装された油圧ポンプ225とを有する。
この場合、方向切換弁222は、油圧ポンプ225を図示しないエンジンにより駆動した状態で、運転室12aに配置された図示しない操作レバー等の操作器を操作することで駆動される。そして、その駆動により、メータイン側油通路223が油通路221a,221bの一方側に連通されると共に、メータアウト側油通路224が油通路221a,221bの他方側に連通される。
これにより、油圧シリンダ15のボトム側油室154a及びロッド側油室154bの一方側に、油タンク21からメータイン側油通路223、方向切換弁222、及び油通路221a,221bの一方を介して作動油が供給されると共に、ボトム側油室154a及びロッド側油室154bの他方側から排出される作動油が、油通路221a,221bの他方、方向切換弁222及びメータアウト側油通路224を介して油タンク21に戻される。ひいては、油圧シリンダ15のピストン152及びロッド153が筒体151の軸心方向に移動する(ロッド153が筒体151の外部で伸縮する)ように油圧シリンダ15が駆動される。
図3に戻って、建設機械10は、さらに、該建設機械10の運転制御等を行う機能を有する制御装置30と、油タンク21内の作動油の液面レベルを検出する液面レベルセンサ31と、作動油の温度を検出する温度センサ32とを備える。また、油タンク21の側面部には、該油タンク21内の作動油量を簡易的に視認し得る油量ゲージ21aが組み付けられている。
液面レベルセンサ31は、例えば、レーザ式の測距センサ等により構成され、油タンク21の上面部に組付けられている。この場合、液面レベルセンサ31は、油タンク21内の作動油の液面に向かってレーザ光を照射しつつ、その反射光を受光することで、油タンク21内の作動油の液面までの距離(換言すれば、該液面の高さ)を、三角測距方式又はTOF方式(TOF:Time of Flight)で測定し、該距離の測定値に応じた検出信号を出力する。なお、液面レベルセンサ31は、レーザ式の測距センサに限らず、例えば、赤外線式、あるいは、超音波式の測距センサ、あるいは、フロート式のレベルセンサを用いることも可能である。また、油タンク21の傾斜を適宜のセンサにより検出し得る場合には、液面レベルセンサ31は、例えば、液面レベルの検出データを油タンク21の傾斜量(水平状態からの傾斜量)に応じて補正して出力し得るように構成されていてもよい。
補足すると、本実施形態では、上記液面レベルセンサ31が本発明における油量状態量センサに相当する。この場合、液面レベルセンサ31が検出する液面レベルは、油タンク21内に存在する作動油の量であるタンク油量の増加に伴い上昇する。
温度センサ32は、サーミスタ等により構成され、油タンク21内の作動油の温度を検出し得るように、該油タンク21に組付けられている。なお、温度センサ32は、油タンク21に連通する油通路に組付けられていてもよい。
また、本実施形態では、上記液面レベルセンサ31及び温度センサ32は、図示しない無線通信機が付設されており、Bluetooth(登録商標)や赤外線通信等の近距離用の無線通信方式によって、通信端末50等の外部の通信端末と無線通信を行うことが可能である。そして、液面レベルセンサ31及び温度センサ32は、建設機械10の運転停止状態であっても、外部の通信端末から起動指令が与えられたときに、図示しないバッテリ等の蓄電器から電源電力が供給されて起動し、さらに、該通信端末からの要求に応じて検出データを該通信端末に出力(送信)し得るように構成されている。
制御装置30は、マイクロコンピュータ、メモリ(RAM、ROM等)、インターフェース回路、無線通信機等を含む一つ以上の電子回路ユニットにより構成される。この制御装置30には、建設機械10に備えられたセンサ(前記液面レベルセンサ31、温度センサ32を含む)の検出信号やGNSS信号(GNSS:Global Navigation Satellite System)が入力され得る。また、制御装置30は、インターネット、電話回線網等により構成された広域ネットワークとしての外部ネットワークNWを介してサーバ60及び通信端末50のそれぞれと通信を行うことが可能である。
そして、制御装置30は、実装されたハードウェア構成及びプログラム(ソフトウェア構成)の両方又は一方により実現される機能として、建設機械10の運転制御を行う機能、建設機械の作動状態を示す作動情報データ(センサの検出データ等)やGNSS信号に基づく建設機械10の存在位置を示す位置情報データ等をサーバ60又は通信端末50に適宜送信する機能等を有する。
サーバ60は、例えば、一つ以上のコンピュータ、あるいは、マイクロコンピュータ等を含む一つ以上の電子回路ユニット、あるいは、これらのコンピュータ及び電子回路ユニットの組み合わせにより構成される。該サーバ60は、建設機械10を含む複数の建設機械、通信端末50を含む複数の通信端末、および複数の現場設置カメラ70と外部ネットワークNWを介して、適宜通信を行うことが可能である。そして、サーバ60は、実装されたハードウェア構成及びプログラム(ソフトウェア構成)の両方又は一方により実現される機能として、建設機械10を含めた様々な種類の建設機械に関する情報(以降、建設機械情報という)のデータベースを保有する機能、通信可能な各建設機機の作動情報データや位置情報データを収集して管理する機能、各現場設置カメラ70の撮影映像を適宜取得する機能、通信端末50等からの要求に応じて様々な情報を提供する機能等を有する。
補足すると、本実施形態では、サーバ60が保有する上記建設機械情報には、各種類の建設機械の作業装置の仕様情報が含まれる。このため、サーバ60は、本発明における仕様情報保持部としての機能を含む。
通信端末50は、建設機械10の点検等を行う作業者が携帯可能な通信端末であり、例えばスマートフォン、タブレット端末、モバイルパソコン、専用端末等により構成され得る。この通信端末50は、その作動に関する制御処理を実行可能な制御装置51と、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等により構成される表示部52と、通信端末50に対する入力操作を行うための操作部53と、撮影装置としてのカメラ54とを備える。なお、表示部52は、操作部53としての機能を併せ持つタッチパネル型の表示部であってもよい。また、操作部53は、音声入力部を含み得る。また、通信端末50は、音声情報や報知音等の音響情報を出力する発音部(スピーカ)を含み得る。また、通信端末50は、カメラ54を備えないものであってもよい。
制御装置51は、マイクロコンピュータ、メモリ(RAM、ROM等)、インターフェース回路、無線通信機等を含む電子回路ユニットにより構成され、操作部53の操作信号が入力される。また、制御装置51は、外部ネットワークNWを介して建設機械10の制御装置30及びサーバ60のそれぞれと適宜通信を行うことが可能であると共に、建設機械10の液面レベルセンサ31及び温度センサ32等の外部機器と、Bluetooth(登録商標)や赤外線通信等の近距離用の無線通信方式で適宜通信を行うことが可能である。
そして、制御装置51は、実装されたハードウェア構成及びプログラム(ソフトウェア構成)の両方又は一方により実現される機能によって、表示部52の表示情報を制御したり、カメラ54の撮影画像を適宜取得することが可能である。
さらに、本実施形態では、通信端末50の制御装置51には、建設機械10を含む様々な種類の建設機械のシステム油量を推定するための処理を実行するための所定のアプリケーション(以降、油量推定用アプリという)があらかじめインストールされている。そして、制御装置51は、該油量推定用アプリを起動した状態では、システム油量の推定対象の建設機械10の画像を含む撮影画像を取得する撮影画像取得部51aとしての機能と、該撮影画像から作業装置システム油量の推定対象の建設機械10(以降、対象建設機械10という)の画像を特定する対象建設機械特定部51bとしての機能と、該対象建設機械10の仕様情報を取得する機械情報取得部51cとしての機能と、該対象建設機械10の作業装置13の姿勢を推定する姿勢推定部51dとしての機能と、該対象建設機械10のタンク油量を示す情報(タンク油量情報)を取得するタンク油量情報取得部51eとしての機能と、該対象建設機械10の作業装置13の姿勢の推定値やタンク油量情報等を用いてシステム油量を推定する演算処理を行う油量推定部51fとしての機能と、推定したシステム油量に関する情報を出力する油量情報出力部51gとしての機能とを有する。
ここで、上記機械情報取得部51cが取得する仕様情報には、対象建設機械10の作業装置13の姿勢と該作業装置13の各油圧シリンダ15が保有する作動油の量との関係に関する仕様情報(以降、作業装置仕様情報という)と、対象建設機械10のシステム油量の基準値(標準値)としての基準油量を示す基準油量情報とが含まれる。従って、本実施形態では、機械情報取得部51cは、本発明における作業装置情報取得部としての機能と、基準油量情報取得部としての機能とを併せ持つ機能部である。
補足すると、本実施形態では、通信端末50は、本発明における第1の通信端末としての機能と、第2の通信端末としての機能と、第3の通信端末としての機能とを併せもつものである。
次に、油量推定用アプリがインストールされている通信端末50を使用する作業者が、建設機械10のシステム油量を確認する場合の処理について説明する。作業者が、通信端末50で油量推定用アプリを起動して、システム油量の確認を開始するための操作を通信端末50で実行すると、通信端末50の制御装置51は、図5のフローチャートに示す処理を実行する。
STEP1で、制御装置51は、撮影画像取得部51aにより建設機械10の撮影画像を取得する。この場合、撮影画像取得部51aは、システム油量を推定しようとする対象建設機械10の全体を撮影すべきことを作業者に促す案内情報を表示部52に表示させる(あるいは、該案内情報を音声情報として出力する)。
これに応じて、作業者が、通信端末50のカメラ54で対象建設機械10を撮影する操作を実行することで、該対象建設機械10の撮影画像が、制御装置51のメモリに取り込まれる。なお、対象建設機械10は、1つに限らず、複数であってもよい。そして、対象建設機械10が複数である場合、カメラ54の撮影画像に複数の対象建設機械10が含まれていてもよい。
補足すると、作業者は、通信端末50のカメラ54とは別のカメラにより対象建設機械10を撮影し、その撮影画像をメモリカード等を介して通信端末50に入力してもよい。また、通信端末50がカメラ54を備えていない場合には、現場設置カメラ70の撮影画像を通信端末50に入力することも可能である。この場合には、例えば、作業者が対象建設機械10の近辺で通信端末50の所定の操作を行うことで、通信端末50の位置情報(GNSS信号等に基づく位置情報)と、現場設置カメラ70による対象建設機械10の撮影画像の取得要求とが通信端末50からサーバ60に送信される。
このとき、サーバ60は、あらかじめ登録された各現場設置カメラ70の位置情報と、通信端末50の位置情報とから通信端末50の近辺を撮影可能な現場設置カメラ70を選定し、その選定した現場設置カメラ70の撮影画像を取得する。そして、サーバ60は、この撮影画像に、建設機械10の画像が含まれているか否かを画像認識処理により判断し、該建設機械10の画像が含まれている場合に、該撮影画像を通信端末50に送信する。
この場合、建設機械10を撮影可能な現場設置カメラ70が複数ある場合には、サーバ60は、当該複数の現場設置カメラ70のうち、例えば、通信端末50の位置に最も近い現場設置カメラ70の撮影画像を通信端末50に送信する。あるいは、サーバ60は、当該複数の現場設置カメラ70のうち、例えば、建設機械10の作業装置13を側面方向(作業装置13の左右方向)又はこれに近い方向から撮影し得る現場設置カメラ70の撮影画像を通信端末50に送信する。
そして、通信端末50の制御装置51は、受信した撮影画像を表示部52に表示すると共に、作業者に対して、該撮影画像を対象建設機械10の画像を含む撮影画像として容認するか否かを表示部52での表示もしくは音声情報により確認する。そして、作業者が、該撮影映像を容認する旨の操作を通信端末50で行った場合には、制御装置51は該撮影映像をメモリに記憶保持される。
なお、通信端末50の近辺の建設機械10を撮影可能な現場設置カメラ70が複数ある場合に、例えば、それぞれの現場設置カメラ70の撮影画像を通信端末50に送信して、該通信端末50の表示部52に表示させ、いずれかの撮影画像を作業者が通信端末50で選定し得るようにしてもよい。
また、通信端末50の近辺の建設機械10を撮影し得る現場設置カメラ70が存在しない場合、あるいは、作業者が現場設置カメラ70による撮影画像を容認しない旨の操作を通信端末50で行った場合には、サーバ60は、例えば、カメラを有する通信端末で対象建設機械10を撮影すべき旨の報知情報を作業者に出力することを通信端末50に指令する。これに応じて、通信端末50の制御装置51は、当該報知情報を表示部52で表示させる(又は音声情報として出力する)と共に、システム油量の推定にかかる処理を中止する。
制御装置51は、上記の如く対象建設機械10の画像を含む撮影画像を取得した後、次にSTEP2で、該撮影画像から対象建設機械10の画像を特定する処理を対象建設機械特定部51bにより実行する。この場合、本実施形態では、対象建設機械特定部51bは、例えば2種類の態様で、対象建設機械10の画像を特定可能である。そして、いずれの態様で対象建設機械10の画像を特定するかは、作業者による通信端末50の操作に応じて選択的に決定される。
対象建設機械10の画像を特定する第1の態様では、対象建設機械特定部51bは、STEP1で取得された撮影画像から、形状特徴等に基づいて、各建設機械10の画像を抽出する。そして、対象建設機械特定部51bは、抽出された建設機械10の画像が一つだけである場合には、その画像を対象建設機械10の画像として特定する。
また、抽出された建設機械10の画像が複数である場合には、対象建設機械特定部51bは、通信端末50の周辺に存在する各建設機械10の位置情報を外部ネットワークNWを介してサーバ60に要求すると共に、GNSS信号等に基づく通信端末50の位置情報をサーバ60に送信する。
ここで、本実施形態では、サーバ60は、通信可能な複数の建設機械のそれぞれの位置情報(GNSS信号等に基づく位置情報)を、各建設機械の運転停止の直前等に各建設機械から受信して保存し得るように構成されている。そして、通信端末50の位置情報と共に上記要求を受信したサーバ60は、通信端末50の位置情報と、建設機械の位置情報とに基づいて、通信端末50の周辺に存在する各建設機械10の位置情報を通信端末50に送信する。
そして、周辺に存在する各建設機械10の位置情報を受信した通信端末50では、対象建設機械特定部51bは、各建設機械10の位置情報と通信端末50の位置情報とから、通信端末50に対する各建設機械10の相対位置を特定する。さらに、対象建設機械特定部51bは、各建設機械10の相対位置と、撮影画像に含まれる各建設機械10の画像の相互の位置関係とに基づいて、該撮影画像内の各建設機械10の画像のうち、通信端末50に最も近い建設機械10の画像を、対象建設機械10の画像として特定する。
対象建設機械10の画像を特定する第1の態様では、以上の如く、STEP1で取得された撮影画像に複数の建設機械10の画像が含まれる場合に、通信端末50に最も近い建設機械10の画像が対象建設機械10の画像として特定される。
対象建設機械10の画像を特定する第2の態様では、対象建設機械特定部51bは、STEP1で取得された撮影画像から、形状特徴等に基づいて、各建設機械10の画像を抽出する。そして、対象建設機械特定部51bは、抽出された建設機械10の画像が一つだけである場合には、第1の態様と同様に、その画像を対象建設機械10の画像として特定する。
また、抽出された建設機械10の画像が複数である場合には、対象建設機械特定部51bは、STEP1で取得された撮影画像を表示部52で表示させつつ、写っている建設機械10から一つ以上の対象建設機械10を選択するように作業者に促す案内情報を表示部52に表示させる(あるいは、該該案内情報を音声情報として出力する)。
これに応じて、作業者は、表示部52のタッチ操作等により、一つ以上の建設機械10の画像を選択する。そして、対象建設機械特定部51bは、作業者により選択された各建設機械10の画像を対象建設機械10の画像として特定する。
対象建設機械10の画像を特定する第2の態様では、以上の如く、STEP1で取得された撮影画像に複数の建設機械10の画像が含まれる場合に、作業者が選択した一つ以上の建設機械10の画像が対象建設機械10の画像として特定される。
制御装置51は、上記の如く対象建設機械10の画像を特定した後、該対象建設機械10に関して、STEP3以降の処理を実行する。この場合、特定した対象建設機械10が複数である場合には、制御装置51は、各対象建設機械10毎に、STEP3以降の処理を実行する。
具体的には、制御装置51は、STEP3,4で機械情報取得部51cによる処理を実行する。STEP3では、機械情報取得部51cは、STEP2で特定された対象建設機械10の画像から、該対象建設機械10の形状特徴等に基づいて、該対象建設機械10の機種(型式)を判別する。
STEP4では、機械情報取得部51cは、対象建設機械10の仕様情報を取得する。この場合、本実施形態では、機械情報取得部51cは、対象建設機械10の機種を示す情報をサーバ60に送信すると共に、該機種の建設機械の仕様情報をサーバ60に要求する。このとき、サーバ60は、対象建設機械10の機種に対応する仕様情報をデータベースから検索し、その検索した仕様情報を通信端末50に送信する。
該仕様情報には、前記した作業装置仕様情報と基準油量情報とが含まれる。この場合、作業装置仕様情報は、より具体的には、例えば、作業装置13の各関節の曲げ角度と、該関節を駆動する油圧シリンダ15のストローク長(油圧シリンダ15のロッド153の筒体151からの突出量、あるいは、該突出量と筒体151の長さとの総和の長さ(油圧シリンダ15の長さ))との関係を表す情報(以降、作業装置構造仕様情報という)と、各油圧シリンダ15のストローク長と、筒体151内の作動油の量(体積)である内部油量との関係を表す情報(以降、シリンダ仕様情報という)とを含む。
さらに、本実施形態では、STEP4で取得する仕様情報には、上記作業装置仕様情報及び基準油量情報のほか、対象建設機械10の油タンク21内の作動油の液面レベルと該作動油の体積との関係を表すタンク仕様情報も含まれる。
なお、上記作業装置構造仕様情報、シリンダ仕様情報、及びタンク仕様情報は、例えばマップもしくは関係式等の形態で表される情報である。また、基準油量情報により示される基準油量は、所定の基準温度(例えば常温)の環境下で、対象建設機械10が保有する作動油の総量である。
制御装置51は次に、STEP5,6で姿勢推定部51dによる処理を実行する。STEP5では、姿勢推定部51dは、STEP2で特定された対象建設機械10の画像に基づいて、作業装置13の各関節と先端部(アタッチメント14cの先端部)とのそれぞれの位置(対象建設機械10の存在環境に設定されたグローバル座標系で見た座標位置)を特定する。この場合、油量推定部51fは、例えば深層学習によりあらかじめ構築されるオープンポーズという手法により、作業装置13の各関節及び先端部のそれぞれの位置を特定する。
上記オープンポーズの手法により、例えば、図6に示すように、J1,J2,J3のそれぞれの位置が、ブーム14aの搖動支点の部分に相当する関節の位置、アーム14bの搖動支点の部分に相当する関節の位置、アタッチメント14cの搖動支点に相当する関節の位置として特定される。また、J4の位置が、作業装置13の先端部(アタッチメント14cの先端部)の位置として特定される。
なお、作業装置13の各関節及び先端部の位置は、3次元的な処理を行い得るオープンポーズの手法によって、3次元的な位置として特定することが可能である。あるいは、作業装置13の各関節及び先端部の位置は、2次元的な処理を行い得るオープンポーズの手法によって、作業装置13を側面方向(ブーム14a、アーム14b及びアタッチメント14cの搖動軸心の方向)から見た2次元的な位置として特定することも可能である。
次にSTEP6では、姿勢推定部51dは、作業装置13の各関節及び先端部の位置に基づいて,幾何学的な演算(余弦定理等に基づく演算)により各関節の曲げ角度を推定する。例えば、図6参照して、関節J1,J2を結ぶ線分の、建設機械10の旋回体12の前後方向に対する傾斜角度θbmが関節J1の曲げ角度として推定される。
また、関節J2,J3を結ぶ線分の、関節J1,J2を結ぶ線分の方向に対する傾斜角度θamが関節J2の曲げ角度として推定される。また、関節J3と先端部J4とを結ぶ線分の、関節J2,J3を結ぶ線分の方向に対する傾斜角度θbkが関節J2の曲げ角度として推定される。
以上説明した姿勢推定部51dの処理により対象建設機械10の作業装置13の姿勢が推定される。
以上説明した姿勢推定部51dの処理により対象建設機械10の作業装置13の姿勢が推定される。
制御装置51は、次に、STEP7,8で油量推定部51fによる処理を実行する。STEP7では、油量推定部51fは、STEP6で推定された作業装置13の各関節の曲げ角度と、作業装置仕様情報のうちの前記作業装置構造仕様情報とに基づいて、作業装置13の各関節の曲げ角度に対応して規定される各油圧シリンダ15のストローク長を推定する。
この場合、ブーム14aの搖動支点の部分に対応する関節の曲げ角度の推定値から、該関節の曲げ角度とブーム用油圧シリンダ15aのストローク長との関係を表す作業装置構造仕様情報を用いて、ブーム用油圧シリンダ15aのストローク長が推定される。
また、アーム14bの搖動支点の部分に対応する関節の曲げ角度の推定値から、該関節の曲げ角度とアーム用油圧シリンダ15bのストローク長との関係を表す作業装置構造仕様情報を用いて、アーム用油圧シリンダ15bのストローク長が推定される。
また、アーム14bの搖動支点の部分に対応する関節の曲げ角度の推定値から、該関節の曲げ角度とアタッチメント用油圧シリンダ15cのストローク長との関係を表す作業装置構造仕様情報を用いて、アタッチメント用油圧シリンダ15cのストローク長が推定される。
次に、STEP8では、油量推定部51fは、STEP7で推定した各油圧シリンダ15のストローク長と、作業装置仕様情報のうちの前記シリンダ仕様情報とに基づいて、各油圧シリンダ15の内部油量を推定する。
具体的には、油量推定部51fは、例えば、各油圧シリンダ15毎に、そのストローク長の推定値に応じて規定されるパラメータL1,L2の値を用いて、次式(1a)〜(1c)により内部油量Vsの推定値を算出する。
Vs=V1+V2 ……(1a)
ただし、
V1=ボトム側油室の油量(体積)
=π×(Ds/2)2×L1 ……(1b)
V2=ロッド側油室の油量(体積)
=π×(Ds/2)2×L2−π×(Dr/2)2×L2 ……(1c)
Vs=V1+V2 ……(1a)
ただし、
V1=ボトム側油室の油量(体積)
=π×(Ds/2)2×L1 ……(1b)
V2=ロッド側油室の油量(体積)
=π×(Ds/2)2×L2−π×(Dr/2)2×L2 ……(1c)
ここで、図4を参照して、式(1b),(1c)におけるDsは油圧シリンダ15の筒体151の内径、Drは油圧シリンダ15のロッド153の外径、L1はボトム側油室154aの軸心方向の長さ、L2はロッド側油室154bの軸心方向の長さである。この場合、Ds、Drの値は、各油圧シリンダ15に対応するシリンダ仕様情報に含まれる定数値である。また、L1,L2は、各油圧シリンダ15のストローク長の推定値から、各油圧シリンダ15に対応するシリンダ仕様情報に含まれるマップもしくは演算式により求められるパラメータである。
なお、式(1a)〜(1c)の演算を行う代わりに、前記各油圧シリンダ15のストローク長の推定値から、例えば、各油圧シリンダ15毎にあらかじめ作成されたマップ(ストローク長と内部油量との関係を表すマップ)に基づいて、内部油量Vsを推定することも可能である。
上記の如く各油圧シリンダ15毎に推定される内部油量Vsは、各油圧シリンダ15のロッド153(又はピストン152)の変位に応じて変化する。この場合、油圧シリンダ15のストローク長が大きいほど、筒体151の内部に存在するロッド153の体積が減少するため、内部油量Vsが増加する。
なお、以降の説明では、各油圧シリンダ15毎の内部油量Vsを区別するために、ブーム用油圧シリンダ15aの内部油量VsをVsa、アーム用油圧シリンダ15bの内部油量VsをVsb、アタッチメント用油圧シリンダ15cの内部油量VsをVscと表記する場合がある。
図5の説明に戻って、制御装置51は、次に、STEP9、10でタンク油量情報取得部51eによる処理を実行する。STEP9では、タンク油量情報取得部51eは、対象建設機械10の液面レベルセンサ31による油タンク21の作動油の液面レベルの検出データと、温度センサ32による作動油の温度の検出データとを取得する。
この場合、タンク油量情報取得部51eは、液面レベルセンサ31及び温度センサ32との無線通信を行うことで、該液面レベルセンサ31及び温度センサ32の電源を起動し、この状態で液面レベルセンサ31及び温度センサ32のそれぞれと無線通信を行うことで、それぞれのセンサによる検出データを取得する。そして、該検出データを取得した後は、制御装置51は、液面レベルセンサ31及び温度センサ32との無線通信を通じて、これらのセンサの電源を遮断させる。なお、STEP9では、温度センサ32の検出データを取得する処理をタンク油量情報取得部51eによる処理として実行したが、温度センサ32の検出データを取得する処理を、油量推定部51fの処理として実行してもよい。
補足すると、対象建設機械10の制御装置30が起動している状態では、通信端末50の制御装置51は、外部ネットワークNWを介して制御装置30と通信を行い、該制御装置30を介して液面レベルセンサ31及び温度センサ32のそれぞれの検出データを取得することも可能である。
また、通信端末50の制御装置51は、例えば対象建設機械10の制御装置30に備えた無線通信機とBluetooth(登録商標)等の無線通信を行うことで、液面レベルセンサ31及び温度センサ32の電源を含めて該制御装置30の電源を起動した上で、該制御装置30を介して、液面レベルセンサ31及び温度センサ32のそれぞれの検出データを取得することも可能である。
次に、STEP10では、タンク油量情報取得部51eは、STEP9で取得した油タンク21の作動油の液面レベルの検出データと、前記タンク仕様情報とに基づいて、油タンク21内の作動油の量(体積)であるタンク油量を推定する。この場合、液面レベルの検出値が、油タンク21の作動油の液面レベルとタンク油量との関係を表すタンク仕様情報に基づいてタンク油量の推定値に換算される。
制御装置51は、次に、STEP11で油量推定部51fによる処理を実行する。この場合、油量推定部51fは、STEP8で推定した各油圧シリンダ15の内部油量Vsa,Vsb,Vscと、STEP10で推定されたタンク油量Vtと、STEP9で取得された作動油の温度Toilの検出データとから、対象建設機械10のシステム油量Vall_cを推定する。
具体的には、油量推定部51fは、次式(2a)〜(2c)の演算処理により、システム油量Vall_cの推定値を算出する。
Vall_c=Vall−δ(Toil) ……(2a)
ただし、
Vall=Vt+Vsa+Vsb+Vsc ……(2b)
δ(Toil)=Vall×α×(Toil−Tbase) ……(2c)
Vall_c=Vall−δ(Toil) ……(2a)
ただし、
Vall=Vt+Vsa+Vsb+Vsc ……(2b)
δ(Toil)=Vall×α×(Toil−Tbase) ……(2c)
ここで、δ(Toil)は、作動油の温度Toilに応じた体積膨張量、αは作動油の熱膨張率、Tbaseは基準温度(例えば常温)である。このように算出されるシステム油量Vall_cは、所定の基準温度Tbaseでの対象建設機械10の総油量を示すものとなる。
なお、作動油の温度Toilの検出値と基準温度Tbaseとの偏差が所定範囲内に収まる場合、あるいは、建設機械10の作動停止後に、作動油の温度Toilが、基準温度Tbase、又はそれに近い温度まで低下していることが明らかである場合(例えば建設機械10の作動停止の継続時間が十分に長い場合)には、Vall_c=Vallとして、システム油量Vall_cを求めてもよい。
制御装置51は、次に、STEP12において、油量情報出力部51gによる処理を実行する。この場合、油量情報出力部51gは、油量推定部51fにより推定されたシステム油量Vall_cと、STEP4で取得された基準油量情報により示される対象建設機械10の基準油量とを比較し、その比較結果を示す情報を作業者に報知する。
例えば、油量情報出力部51gは、システム油量Vall_cと基準油量との差が所定範囲に収まっている場合には、システム油量Vall_cが適正である旨を示す報知情報を表示部52に表示させる(又は音声情報として出力する)。また、システム油量Vall_cが、基準油量よりも所定量以上少ない場合には、油量情報出力部51gは、対象建設機械10の作動油を補充すべき旨の報知情報を表示部52に表示させる(又は音声情報として出力する)。また、システム油量Vall_cが、基準油量よりも所定量以上多い場合には、油量情報出力部51gは、該システム油量Vall_cが過剰である旨の報知情報を表示部52に表示させる(又は音声情報として出力する)。
本実施形態では、以上如く、対象建設機械10のシステム油量の推定に関する処理が通信端末50の制御装置51により実行される。かかる本実施形態によれば、通信端末50の制御装置51は、姿勢推定部51dの処理により、対象建設機械10の撮影画像に基づいて作業装置13の姿勢を推定できる。このため、対象建設機械10が作業装置13の姿勢検出用のセンサを備えているか否かによらずに、作業装置13の姿勢を推定することができる。
また、制御装置51は、対象建設機械10の運転停止状態であっても、作業装置13の姿勢を含めて、システム油量の推定に必要な情報を取得することができる。従って、作業者は、システム油量の点検を行おうとする対象建設機械10の操作を必要とせずに、通信端末50を使用して、システム油量の点検を行うことができる。このため、システム油量の点検作業の利便性を高めることができると共に、該点検作業を効率よく行うことが可能となる。
また、カメラ54による撮影画像から、対象建設機械10の画像を特定することを前記第1の態様で行うようにしたときには、撮影画像に含まれる複数の建設機械10の画像のうち、カメラ54に最も近い建設機械10の画像が対象建設機械10の画像として特定される。このため、作業者は、複数の建設機械10が存在する場所で、対象建設機械10の近くで該対象建設機械10をカメラ54により撮影すれば、該撮影画像に他の建設機械10が写っていても、所望の対象建設機械10についてのシステム油量を支障なく確認することができる。
また、この場合、作業者は、対象建設機械10の作業装置13の姿勢を姿勢推定部51dにより推定しやすい方向(作業装置13の側面方向)から、対象建設機械10の鮮明な画像が得られるように該対象建設機械10を撮影することを容易に実行することができるので、姿勢推定部51dによる作業装置13の姿勢の推定精度を高めることができる。ひいては、油量推定部51fで求められるシステム油量の推定値の信頼性を高めることができる。
また、カメラ54による撮影画像から、対象建設機械10の画像を特定することを前記第2の態様で行うようにしたときには、作業者は、カメラ54(又は現場設置カメラ70)による撮影画像に含まれる複数の建設機械10の画像から、一つの建設機械10に限らず、複数の建設機械10の画像を対象建設機械10の画像として選択することができる。このため、作業者は、複数の対象建設機械10についてのシステム油量の点検を効率よく行うことができる。
補足すると、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することもできる。以下に他の実施形態をいくつか例示する。前記実施形態では、対象建設機械10のシステム油量の推定に関する処理(図5のフローチャートに示した処理)を通信端末50で実行するようにした。ただし、例えば、当該処理のうちの一部を、通信端末50と通信可能な他の処理装置(例えば前記サーバ60)で実行するようにしてもよい。例えば、対象建設機械特定部51bの処理、機械情報取得部51cの処理、姿勢推定部51dの処理、タンク油量情報取得部51eの処理、油量推定部51fの処理の全体、あるいは、これらの処理のうちの一部をサーバ60等の他の処理装置で実行してもよい。
また、前記実施形態では、対象建設機械特定部51bの処理を、前記第1の態様又は第2の態様で実行し得るようにしたが、例えば、いずれか一方の態様だけで対象建設機械特定部51bの処理を実行してもよい。あるいは、撮影画像に複数の建設機械10の画像が含まれる場合に、該撮影画像に含まれるすべての建設機械10の画像を対象建設機械10の画像として特定することや、カメラ54(又は現場設置カメラ70)から所定の距離内の各建設機械10の画像を対象建設機械10の画像として特定してもよい。
また、前記実施形態では、機械情報取得部51cは、対象建設機械10の画像に基づいて該対象建設機械10の種類を特定するようにしたが、作業者が対象建設機械10の機種を認識できる場合には、該作業者が対象建設機械10の機種を示す情報を通信端末50に対して入力する操作、あるいは、機種の一覧から選択する操作を行うことで、該情報を機械情報取得部51cが取得し得るようにしてもよい。さらに、例えば対象建設機械10に付加された識別子(例えばバーコードもしくはQRコード(登録商標)等)を通信端末50で読み取ることで、対象建設機械10の機種を示す情報を機械情報取得部51cが取得し得るようにしてもよい。
さらに、例えば、作業者が、対象建設機械10の仕様情報をサーバ60からダウンロードする操作を他の機器により実行し、さらに、当該ダウンロードした仕様情報を、通信端末50に入力する操作を行うことで、該仕様情報を機械情報取得部51cが取得し得るようにしてもよい。
また、前記実施形態では、本発明における油量状態量センサとして、対象建設機械10に備えられた液面レベルセンサ31を例示した。ただし、油量状態量センサは、液面レベルセンサ31に限らず、例えば、油タンク21内の作動油の重量を検出可能な重量センサであってもよい。
さらに、液面レベルセンサ31や、重量センサ等の油量状態量センサは、油タンク21内の作動油の液面レベルの検出値や重量の検出値を、タンク油量(体積)の検出値に換算して出力し得るように構成されていてもよい。この場合にはタンク油量情報取得部51eタンク油量を推定する処理や、機械情報取得部51cでタンク仕様情報を取得する処理は不要である。
また、作業者が、油タンク21に付設された油量ゲージ21a等によりタンク油量を認識できる場合や、対象建設機械10の作動油の温度を適宜の測定器等を使用して確認できる場合には、該作業者が認識したタンク油量や作動油の温度の値を、通信端末50に入力する操作を行うことで、タンク油量情報取得部51eや油量推定部51fがそれぞれ、タンク油量を示す情報と作動油の温度を示す情報と取得し得るようにしてもよい。さらに、例えば油量ゲージ21aを通信端末50のカメラ54により撮影し、その撮影画像から、油量情報取得部51eが画像認識処理等によりタンク油量を認識し得るようにしてもよい。
また、前記実施形態では、通信端末50は、本発明における第1の通信端末としての機能と、第2の通信端末としての機能と、第3の通信端末としての機能とを併せもつものであるが、第1の通信端末、第2の通信端末及び第3の通信端末は、例えば、各別の通信端末であってもよい。また、通信端末50は、例えば、第1の通信端末、第2の通信端末及び第3の通信端末うちの2つの通信端末としての機能だけを併せもつものであってもよい。
また、前記実施形態では、建設機械10が油圧ショベルである場合について説明したが、本発明における建設機械は、油圧ショベルに限らず、クレーン等の建設機械であってもよい。
1…油量推定システム、10…建設機械、13…作業装置、15(15a,15b,15c)…油圧シリンダ、21…作動油タンク、31…液面レベルセンサ(油量状態量センサ)、32…温度センサ、50…通信端末(第1の通信端末、第2の通信端末、第3の通信端末)、51a…撮影画像取得部、51b…対象建設機械特定部、51c…機械情報取得部(作業装置情報取得部、基準油量情報取得部)、51d…姿勢推定部、51e…タンク油量情報取得部、51f…油量推定部、51g…油量情報出力部、54,70…カメラ、60…サーバ(仕様情報保持部)。
Claims (8)
- 一つ以上の油圧シリンダを含む油圧アクチュエータにより駆動され、その駆動により姿勢が変化するように構成された作業装置を備える建設機械が保有する前記油圧アクチュエータの作動用の作動油の量であるシステム油量を推定する油量推定システムであって、
前記システム油量の推定対象の建設機械を撮影可能な撮影装置から該建設機械の画像を含む撮影画像を取得する撮影画像取得部と、
該撮影画像取得部で取得された撮影画像に含まれる前記推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の作業装置の姿勢を推定する姿勢推定部と、
前記推定対象の建設機械の作業装置の姿勢と該作業装置の各油圧シリンダが保有する作動油の量との関係に関する該建設機械の仕様情報を取得する作業装置情報取得部と、
前記推定対象の建設機械に搭載されている作動油タンク内に存在する作動油の量であるタンク油量を示すタンク油量情報を取得するタンク油量情報取得部と、
前記姿勢推定部で推定された作業装置の姿勢と、前記作業装置情報取得部及び前記タンク油量情報取得部でそれぞれ取得された前記仕様情報及び前記タンク油量情報とを用いて、前記推定対象の建設機械のシステム油量を推定する油量推定部とを備えることを特徴とする建設機械の油量推定システム。 - 請求項1記載の建設機械の油量推定システムにおいて、
前記推定対象の建設機械のシステム油量の基準値である基準油量を示す基準油量情報を取得する基準油量情報取得部と、
前記油量推定部で推定されたシステム油量と前記基準油量情報取得部で取得された基準油量情報により示される基準油量との比較結果を示す情報を出力する油量情報出力部とをさらに備えることを特徴とする建設機械の油量推定システム。 - 請求項2記載の建設機械の油量推定システムにおいて、
前記撮影装置、前記撮影画像取得部及び前記油量情報出力部は、作業者が携帯可能な第1の通信端末に備えられていることを特徴とする建設機械の油量推定システム。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の建設機械の油量推定システムにおいて、
複数種類の建設機械に関する前記仕様情報を保持する仕様情報保持部をさらに備えており、
前記作業装置情報取得部は、前記撮影画像取得部で取得された撮影画像に含まれる前記推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の種類を判別し、当該判別した種類に対応する仕様情報を前記仕様情報保持部から取得するように構成されていることを特徴とする建設機械の油量推定システム。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の建設機械の油量推定システムにおいて、
前記推定対象の建設機械は、該建設機械の外部の第2の通信端末と通信可能であると共に、該第2の通信端末との通信に応じて起動可能に構成されたセンサとして、前記タンク油量と相関性を有する状態量を検出可能な油量状態量センサを備えており、
前記タンク油量情報取得部は、前記油量状態量センサから前記第2の通信端末を介して取得した該油量状態量センサの検出データを用いて前記タンク油量を推定する機能を有するように構成されていることを特徴とする建設機械の油量推定システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の建設機械の油量推定システムにおいて、
前記推定対象の建設機械は、該建設機械の外部の第3の通信端末と通信可能であると共に、該第3の通信端末との通信に応じて起動可能に構成されたセンサとして、該建設機械が保有する作動油の温度を検出可能な温度センサを備えており、
前記油量推定部は、前記温度センサから前記第3の通信端末を介して取得した該温度センサの検出データを用いて前記システム油量を推定するように構成されていることを特徴とする建設機械の油量推定システム。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の建設機械の油量推定システムにおいて、
前記撮影画像取得部で取得された撮影画像に、複数の建設機械の画像が含まれる場合に、前記推定対象の建設機械の画像を特定する対象建設機械特定部をさらに備えており、
前記姿勢推定部は、前記対象建設機械特定部で特定された推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の作業装置の姿勢を推定するように構成され、
前記対象建設機械特定部は、前記撮影装置の位置情報と前記撮影画像に含まれる複数の建設機械のそれぞれの位置情報とを取得する処理と、当該取得した位置情報に基づいて、前記撮影装置に最も近い建設機械を特定し、前記撮影画像のうちの当該特定した建設機械の画像を前記推定対象の建設機械の画像として特定する処理とを実行し得るように構成されていることを特徴とする建設機械の油量推定システム。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の建設機械の油量推定システムにおいて、
前記撮影画像取得部で取得された撮影画像に、複数の建設機械の画像が含まれる場合に、前記推定対象の建設機械の画像を特定する対象建設機械特定部をさらに備えており、
前記姿勢推定部は、前記対象建設機械特定部で特定された推定対象の建設機械の画像に基づいて、該建設機械の作業装置の姿勢を推定するように構成され、
前記対象建設機械特定部は、前記撮影画像に写っている複数の建設機械のうちの一つ以上の建設機械を、作業者による選択操作に応じて、前記推定対象の建設機械として選択し得るように構成されていることを特徴とする建設機械の油量推定システム。
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JP2020003507A JP2021110174A (ja) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 建設機械の油量推定システム |
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CN115294693A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-11-04 | 北谷电子有限公司 | 车辆加油数据的监控方法、系统、电子设备和存储介质 |
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2020
- 2020-01-14 JP JP2020003507A patent/JP2021110174A/ja active Pending
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