JP2022072828A - データ送信システム、作業機械、および作業機械のデータ送信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】作業機械のデータのデータ形式をユーザ側で自由にカスタマイズできるようにする。【解決手段】作業機械のデータ送信システムは、作業機械から収集されるデータの加工の内容を示す加工定義情報を受信する加工定義受信部と、受信した前記加工定義情報に基づいて加工するデータ形式を判定し、判定したデータ形式に基づいて前記作業機械から収集されるデータを加工する加工処理部と、加工された前記データを外部装置に送信する送信部と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、データ送信システム、作業機械、および作業機械のデータ送信方法に関する。
特許文献1には、定義情報をもとに、収集するデータである作業機械情報を指定することが記載されている。
一般的に、作業機械は、ユーザへの便宜のために、作業機械本体から出力される種々の加工前データである生データを、ユーザにとって解釈、分析が容易な形態に加工した上で送信するように構成されている。この際、生データのデータ形式などは、想定されるユーザのニーズに基づいて、作業機械の製造段階で組み込まれる。
ユーザごとに作業機械の利用形態および必要とするデータはまちまちであるため、製造段階で組み込まれたデータ加工の形式が、必ずしもユーザが望むものとマッチするとは限らない。つまり、出荷後において、ユーザ側で作業機械からの出力データのデータ形式を自由にカスタマイズしたいというニーズがある。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、データ形式をユーザ側で自由にカスタマイズできる作業機械のデータ送信装置、作業機械、作業機械のデータ送信方法およびプログラムを提供することを目的とする。
本開示の一態様によれば、作業機械のデータ送信システムは、作業機械から収集されるデータの加工の内容を示す加工定義情報を受信する加工定義受信部と、受信した前記加工定義情報に基づいて加工するデータ形式を判定し、判定したデータ形式に基づいて前記作業機械から収集されるデータを加工する加工処理部と、加工された前記データを外部装置に送信する送信部と、を備える。
本開示に係る作業機械のデータ送信システム、作業機械、および作業機械のデータ送信方法によれば、作業機械のデータのデータ形式をユーザ側で自由にカスタマイズできる。
<第1の実施形態>
以下、第1の実施形態に係るデータ送信装置およびこれを備えるデータ提供システムについて、図1~図17を参照しながら詳細に説明する。
以下、第1の実施形態に係るデータ送信装置およびこれを備えるデータ提供システムについて、図1~図17を参照しながら詳細に説明する。
(全体構成)
図1は、第1の実施形態に係るデータ提供システムの全体構成を示す図である。
データ提供システム1は、複数の作業機械10に係るデータをユーザによる利用のために提供する。データ提供システム1は、複数の作業機械10と、データサーバ30と、定義データベース50と、ユーザ装置70とを備える。各作業機械10は、当該作業機械10に係るデータを収集し、データサーバ30に送信する。データサーバ30は、複数の作業機械10から収集したデータを記憶し、当該データをユーザ装置70に提供する。定義データベース50は、データサーバ30によるデータの提供の際に必要な情報を記憶する。ユーザ装置70は、作業機械10に収集させるデータの条件を設定し、またデータサーバ30から作業機械10に係るデータを取得する。
図1は、第1の実施形態に係るデータ提供システムの全体構成を示す図である。
データ提供システム1は、複数の作業機械10に係るデータをユーザによる利用のために提供する。データ提供システム1は、複数の作業機械10と、データサーバ30と、定義データベース50と、ユーザ装置70とを備える。各作業機械10は、当該作業機械10に係るデータを収集し、データサーバ30に送信する。データサーバ30は、複数の作業機械10から収集したデータを記憶し、当該データをユーザ装置70に提供する。定義データベース50は、データサーバ30によるデータの提供の際に必要な情報を記憶する。ユーザ装置70は、作業機械10に収集させるデータの条件を設定し、またデータサーバ30から作業機械10に係るデータを取得する。
作業機械10とデータサーバ30との間、およびデータサーバ30とユーザ装置70との間において、作業機械10に係るデータの通信を行う場合、統一フォーマットに係る単位データを用いた通信がなされる。統一フォーマットは、1種類のデータの値を格納する単位データフォーマットである。作業機械10は、各コンポーネントから収集したCANの単位データに含まれる複数の値を、それぞれ統一フォーマットの単位データに格納してデータサーバ30に送信する。データサーバ30およびユーザ装置70は、車外の外部装置の一例である。単位データは、データフレーム、パケット、PDU(Protocol Data Unit)とも呼ばれる。
以下、統一フォーマットの形式の単位データを、統一データオブジェクトとよぶ。
以下、統一フォーマットの形式の単位データを、統一データオブジェクトとよぶ。
図2は、統一フォーマットの形式を示す図である。
統一フォーマットは、データの種類を示す識別子と、当該データの値と、コンポーネントが当該データを取得した時刻を示すタイムスタンプとを格納する。1つの統一データオブジェクトには、識別子、値およびタイムスタンプがそれぞれ1つだけ格納される。
統一フォーマットは、データの種類を示す識別子と、当該データの値と、コンポーネントが当該データを取得した時刻を示すタイムスタンプとを格納する。1つの統一データオブジェクトには、識別子、値およびタイムスタンプがそれぞれ1つだけ格納される。
《作業機械10の構成》
図3は、作業機械10の外観を示す斜視図である。
作業機械である作業機械10は、油圧により作動する作業機1100と、作業機1100を支持する旋回体1200と、旋回体1200を支持する走行体1300とを備える。
ここで、旋回体1200のうち作業機1100が取り付けられる部分を前部という。また、旋回体1200について、前部を基準に、反対側の部分を後部、左側の部分を左部、右側の部分を右部という。
図3は、作業機械10の外観を示す斜視図である。
作業機械である作業機械10は、油圧により作動する作業機1100と、作業機1100を支持する旋回体1200と、旋回体1200を支持する走行体1300とを備える。
ここで、旋回体1200のうち作業機1100が取り付けられる部分を前部という。また、旋回体1200について、前部を基準に、反対側の部分を後部、左側の部分を左部、右側の部分を右部という。
《作業機1100》
作業機1100は、ブーム1110と、アーム1120と、バケット1130と、ブームシリンダ1140と、アームシリンダ1150と、バケットシリンダ1160とを備える。
作業機1100は、ブーム1110と、アーム1120と、バケット1130と、ブームシリンダ1140と、アームシリンダ1150と、バケットシリンダ1160とを備える。
ブーム1110は、アーム1120およびバケット1130を支える支柱である。ブーム1110の基端部は、旋回体1200の前部にピンを介して取り付けられる。
アーム1120は、ブーム1110とバケット1130とを連結する。アーム1120の基端部は、ブーム1110の先端部にピンを介して取り付けられる。
バケット1130は、土砂などを掘削するための刃を有する容器である。バケット1130の基端部は、アーム1120の先端部にピンを介して取り付けられる。
アーム1120は、ブーム1110とバケット1130とを連結する。アーム1120の基端部は、ブーム1110の先端部にピンを介して取り付けられる。
バケット1130は、土砂などを掘削するための刃を有する容器である。バケット1130の基端部は、アーム1120の先端部にピンを介して取り付けられる。
ブームシリンダ1140は、ブーム1110を作動させるための油圧シリンダである。
ブームシリンダ1140の基端部は、旋回体1200に取り付けられる。ブームシリンダ1140の先端部は、ブーム1110に取り付けられる。
アームシリンダ1150は、アーム1120を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ1150の基端部は、ブーム1110に取り付けられる。アームシリンダ1150の先端部は、アーム1120に取り付けられる。
バケットシリンダ1160は、バケット1130を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ1160の基端部は、アーム1120に取り付けられる。バケットシリンダ1160の先端部は、バケット1130に接続されるリンク部材に取り付けられる。
ブームシリンダ1140の基端部は、旋回体1200に取り付けられる。ブームシリンダ1140の先端部は、ブーム1110に取り付けられる。
アームシリンダ1150は、アーム1120を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ1150の基端部は、ブーム1110に取り付けられる。アームシリンダ1150の先端部は、アーム1120に取り付けられる。
バケットシリンダ1160は、バケット1130を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ1160の基端部は、アーム1120に取り付けられる。バケットシリンダ1160の先端部は、バケット1130に接続されるリンク部材に取り付けられる。
《旋回体1200》
旋回体1200には、オペレータが搭乗する運転室1210が備えられる。運転室1210は、旋回体1200の前方かつ作業機1100の左側に備えられる。
旋回体1200には、オペレータが搭乗する運転室1210が備えられる。運転室1210は、旋回体1200の前方かつ作業機1100の左側に備えられる。
運転室1210の内部には、作業機1100を操作するための操作装置1211が設けられる。操作装置1211の操作量に応じて、ブームシリンダ1140、アームシリンダ1150、およびバケットシリンダ1160に作動油が供給され、作業機1100が駆動する。
《コンポーネント》
作業機械10は、位置方位演算器1230、傾斜検出器1240を備える。位置方位演算器1230、傾斜検出器1240は、コンポーネントの一例である。また、作業機械10は、作業機械10に係るデータを収集し、データサーバ30に送信するデータ送信装置11を備える。データ送信装置11は、運転室1210内に設けられている。なお、データ送信装置11は、例えば旋回体1200上の運転室1210の外に設けられてもよい。後述する制御コンポーネント12および拡張コンポーネント14は、同様に運転室1210内に設けられてもよいし運転室1210の外に設けられてもよい。
作業機械10は、位置方位演算器1230、傾斜検出器1240を備える。位置方位演算器1230、傾斜検出器1240は、コンポーネントの一例である。また、作業機械10は、作業機械10に係るデータを収集し、データサーバ30に送信するデータ送信装置11を備える。データ送信装置11は、運転室1210内に設けられている。なお、データ送信装置11は、例えば旋回体1200上の運転室1210の外に設けられてもよい。後述する制御コンポーネント12および拡張コンポーネント14は、同様に運転室1210内に設けられてもよいし運転室1210の外に設けられてもよい。
位置方位演算器1230は、旋回体1200の位置および旋回体1200が向く方位を演算する。位置方位演算器1230は、GNSS(Global Navigation Satellite System)を構成する人工衛星から測位信号を受信する第1受信器1231および第2受信器1232を備える。第1受信器1231および第2受信器1232は、それぞれ旋回体1200の異なる位置に設置される。位置方位演算器1230は、第1受信器1231が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における旋回体1200の代表点O(車体座標系の原点)の位置を検出する。
位置方位演算器1230は、第1受信器1231が受信した測位信号と、第2受信器1232が受信した測位信号とを用いて、検出された第1受信器1231の設置位置に対する第2受信器1232の設置位置の関係として、旋回体1200の方位を演算する。
位置方位演算器1230は、第1受信器1231が受信した測位信号と、第2受信器1232が受信した測位信号とを用いて、検出された第1受信器1231の設置位置に対する第2受信器1232の設置位置の関係として、旋回体1200の方位を演算する。
傾斜検出器1240は、旋回体1200の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて旋回体1200の傾き(例えば、Xm軸に対する回転を表すロール、Ym軸に対する回転を表すピッチ、およびZm軸に対する回転を表すヨー)を検出する。傾斜検出器1240は、例えば運転室1210の下面に設置される。傾斜検出器1240は、例えば、慣性計測装置であるIMU(Inertial Measurement Unit)を用いることができる。
図4は、第1の実施形態に係る作業機械10の構成を示すブロック図である。
データ送信装置11は、物理的に分かれた第1基板100と第2基板200とを備える。第1基板100は、リアルタイムOS(Operating System)を稼働させるコンピュータを構成する。第2基板200は、汎用OSを稼働させるコンピュータを構成する。
データ送信装置11は、物理的に分かれた第1基板100と第2基板200とを備える。第1基板100は、リアルタイムOS(Operating System)を稼働させるコンピュータを構成する。第2基板200は、汎用OSを稼働させるコンピュータを構成する。
第1基板100は、第1プロセッサ110、第1メインメモリ130、第1ストレージ150、第1インタフェース170を備える。第1プロセッサ110は、第1ストレージ150からプログラムを読み出して第1メインメモリ130に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行する。第1インタフェース170は、第1ネットワークN1を介して作業機械10を制御するための複数の制御コンポーネント12と接続される。制御コンポーネント12の例としては、エンジン関連の各種データをセンサにより取得しエンジン関連を制御するエンジン制御コンポーネント、作業機1100の動作を制御する油圧機器関連の各種データをセンサにより取得し当該油圧機器を制御する油圧制御コンポーネント、作業機械10の各種センサからデータを取得し図示しないモニタの表示制御を行うモニタ制御コンポーネント、外部のサーバ等と通信を行うための通信機器を制御し、作業機械の各種センサからデータを取得する通信コンポーネント等が挙げられる。第1ネットワークN1は、例えばCANである。また第1インタフェース170は、作業機械10の状態量を検出するセンサ13と接続される。制御コンポーネント12およびセンサ13は、作業機械10に搭載されるコンポーネントの一例である。第1ネットワークN1に接続さ れる制御コンポーネント12により、作業機械10の基本的な動作制御が行われる。
第2基板200は、第2プロセッサ210、第2メインメモリ230、第2ストレージ250、第2インタフェース270を備える。第2プロセッサ210は、第2ストレージ250からプログラムを読み出して第2メインメモリ230に展開し、当該プログラムに従って所定の処理を実行する。第2インタフェース270は、第2ネットワークN2を介して作業機械10の機能を拡張するための複数の拡張コンポーネント14と接続される。 拡張コンポーネント14の例としては、カメラで撮像した画像に対して所定の画像処理を行って表示制御をする画像表示コンポーネント、施工現場の設計面と作業機械10との位置関係などをオペレータにガイダンスするためのガイダンスモニタを表示制御するマシンガイダンスコンポーネント、作業機1100により掘削した土量を計測するためのペイロードコンポーネント等が挙げられる。第2ネットワークN2は、例えばCANまたはEthernet(登録商標)である。拡張コンポーネント14は、作業機械10に搭載されるコンポーネントの一例である。第2ネットワークN2に接続される拡張コンポーネント14により 、作業機械10およびオペレータに拡張的な情報の提供が行われる。
なお、作業機械10に搭載され得るコンポーネントは、上記の制御コンポーネント12、センサ13、拡張コンポーネント14に限られない。例えば、コンポーネントは、作業機械10の表示機能を司る表示コントローラや、作業機械10の通信機能を司る通信コントローラ等であってもよい。
第1インタフェース170と第2インタフェース270は、互いに通信可能に接続される。
なお、作業機械10に搭載され得るコンポーネントは、上記の制御コンポーネント12、センサ13、拡張コンポーネント14に限られない。例えば、コンポーネントは、作業機械10の表示機能を司る表示コントローラや、作業機械10の通信機能を司る通信コントローラ等であってもよい。
第1インタフェース170と第2インタフェース270は、互いに通信可能に接続される。
第1ストレージ150または第2ストレージ250に記憶されるプログラムは、第1基板100または第2基板200に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、第1ストレージ150または第2ストレージ250に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、第1基板100または第2基板200は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてPLD(Programmable Logic Device)などのカスタムLSI(Large Scale Integrated Circuit)を備えてもよい。PLDの例としては、PAL(Programmable Array Logic)、GAL(Generic Array Logic)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)が挙げられる。この場合、第1基板100または第2基板200によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
第1ストレージ150および第2ストレージ250の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリ等が挙げられる。第1ストレージ150および第2ストレージ250は、バス線に直接接続された内部メディアであってもよいし、第1インタフェース170または通信回線を介してデータ送信装置11に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってデータ送信装置11に送信され、第1プロセッサ110または第2プロセッサ210が当該プログラムを実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において第1ストレージ150および第2ストレージ250は、一時的でない有形の記憶媒体である。
第1プロセッサ110は、第1ストレージ150が記憶するプログラムの実行により、収集部111およびデータ出力部112として機能する。
収集部111は、制御コンポーネント12またはセンサ13から出力される各種データを収集する。
データ出力部112は、収集部111が収集した各種データを第2基板200に出力する。
第2プロセッサ210は、第2ストレージ250が記憶するプログラムの実行により、加工定義受信部211、収集部212、加工処理部213および送信部214として機能する。また、第2ストレージ250には、加工定義情報である加工定義ファイル251の記憶領域が確保される。
加工定義受信部211は、ユーザ装置70から加工定義ファイル251を受信して、第2ストレージ250に記録する。この加工定義ファイル251は、作業機械10から収集されるデータの加工の内容を示す情報であって、ユーザによってカスタマイズされた情報である。加工定義ファイル251の具体的な内容については後述する。
収集部212は、制御コンポーネント12から出力される各種データを収集する。また、収集部212は、第1プロセッサ110のデータ出力部112を経由して、収集部111が収集した各種データも取得する。
加工処理部213は、加工定義受信部211が受信した加工定義情報に基づいて加工するデータ形式を判定し、判定したデータ形式に基づいて作業機械10から収集されるデータを加工する。
送信部214は、加工処理部213によって加工されたデータである加工済みデータファイルをデータサーバ30に送信する。ユーザは、この加工済みデータファイルを、専用のアプリケーションなどで閲覧して、作業機械10に関する情報を解釈、分析する。
データ送信装置11は、単独のコンピュータによって構成されるものであってもよいし、データ送信装置11の構成を複数のコンピュータに分けて配置し、複数のコンピュータが互いに協働することで作業機械のデータ配信システムとして機能するものであってもよい。作業機械10は、データ送信装置11として機能する複数のコンピュータを備えてもよい。データ送信装置11を構成する一部のコンピュータが作業機械10の内部に搭載され、他のコンピュータが作業機械10の外部に設けられてもよい。
なお、上述の1台のデータ送信装置11も、データ送信システムの一例である。他の実施形態においては、データ送信システムを構成する一部の構成が作業機械10の内部に搭載され、他の構成が作業機械10の外部に設けられてもよい。
なお、上述の1台のデータ送信装置11も、データ送信システムの一例である。他の実施形態においては、データ送信システムを構成する一部の構成が作業機械10の内部に搭載され、他の構成が作業機械10の外部に設けられてもよい。
他の実施形態においては、第1基板100と第2基板200とが、ハードウェアとして分かれておらず、単一の基板とされている態様であってもよい。
(データ送信装置の処理フロー)
図5は、第1の実施形態に係るデータ送信装置の処理フローを示す図である。
図5に示す処理フローは、例えば、作業機械10の初期起動時に実行される。
図5に示すように、データ送信装置11は、まず、加工定義ファイル251を参照する(ステップS1)。この加工定義ファイル251は、事前にユーザによって編集されたものが、ユーザ装置70から送信され、第2ストレージに格納されている。加工定義ファイル251は、ユーザが取得したいデータ一つにつき一つずつ用意される。
図5は、第1の実施形態に係るデータ送信装置の処理フローを示す図である。
図5に示す処理フローは、例えば、作業機械10の初期起動時に実行される。
図5に示すように、データ送信装置11は、まず、加工定義ファイル251を参照する(ステップS1)。この加工定義ファイル251は、事前にユーザによって編集されたものが、ユーザ装置70から送信され、第2ストレージに格納されている。加工定義ファイル251は、ユーザが取得したいデータ一つにつき一つずつ用意される。
加工処理部213は、加工定義ファイル251を参照して、加工するデータ形式の種別を判定する(ステップS2)。例えば、加工するデータ形式の種別を示す識別子に従って、加工するデータ形式を判定することができる。加工するデータ形式の種別を示す識別子は、加工するデータ形式の種別を示す情報の一例である。加工処理部213は、ステップS2の判定結果に基づいて、加工処理を行う(ステップS3)。ここで、図5に示す処理フローとは別に、第1プロセッサ110の収集部111、第2プロセッサ210の収集部212は、それぞれ、第1ネットワークN1、第2ネットワークN2に接続されるコンポーネント、センサ等から、所定のサンプリング周期で時々刻々と種々のデータを収集している。加工処理部213は、このようにして収集された種々のデータを参照し、加工定義ファイル251に指定された種類のデータに対し、同じく加工定義ファイル251に指定された周期ごとに時々刻々と加工処理を行う。
送信部214は、加工処理部213によって加工済みのデータを逐次データサーバ30に送信する(ステップS4)。
データ送信装置11は、例えば作業機械10の停止操作を受け付けたときなど、所定の終了条件を満たしたとき(ステップS5;YES)、処理を終了する。
一方、終了条件が満たされていない間(ステップS5;NO)、ステップS2~ステップS4の処理を繰り返し実行する。なお、ステップS2~ステップS4のうち、一部を繰り返し実行するようにしてもよい。
なお、図5に示すフローチャートは一例であり、他の実施形態においては必ずしもすべてのステップを実行しなくてもよい。例えば、他の実施形態において、加工するデータ形式が定まっている場合、ステップS2の処理を実行しなくてもよい。
一方、終了条件が満たされていない間(ステップS5;NO)、ステップS2~ステップS4の処理を繰り返し実行する。なお、ステップS2~ステップS4のうち、一部を繰り返し実行するようにしてもよい。
なお、図5に示すフローチャートは一例であり、他の実施形態においては必ずしもすべてのステップを実行しなくてもよい。例えば、他の実施形態において、加工するデータ形式が定まっている場合、ステップS2の処理を実行しなくてもよい。
(加工処理の説明)
図6~図17は、第1の実施形態に係るデータ送信装置の加工処理の説明図である。
図6~図17は、第1の実施形態に係るデータ送信装置の加工処理の説明図である。
(トレンド型データ)
まず、図6~図9を参照しながら、トレンド型データの加工処理について詳しく説明する。トレンド型データとは、ある記録項目の時間変化の傾向を評価・分析可能とする情報である。
まず、図6~図9を参照しながら、トレンド型データの加工処理について詳しく説明する。トレンド型データとは、ある記録項目の時間変化の傾向を評価・分析可能とする情報である。
図6は、トレンド型データを作成するために用いられる加工定義ファイル251のデータ構造の例を示している。
図6に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がトレンド型データであることを示す識別子“トレンド”が記録されている。
このトレンド型データの加工定義ファイル251にはデータリストが設けられている。このデータリストは、記録対象とするデータ項目を指定するものである。図6に示す例では、データリストには3種類のデータ(データ1、データ2、データ3)がリストアップされている。なお、データリストには任意の個数のデータを指定可能である。
データリストにリストアップされた各データ1~データ3は、それぞれ、データ項目と、加工方法とが指定される。ここで、データ項目とは、例えばエンジン水温、エンジン回転数、大気温度、SMR(稼動累計時間)、作業機械位置(緯度、経度)などあって、作業機械にて取得される種々のデータの種類を示す情報である。また、加工方法とは、平均値、最大値、最小値など、データの統計的加工手法を示す情報である。
図6に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がトレンド型データであることを示す識別子“トレンド”が記録されている。
このトレンド型データの加工定義ファイル251にはデータリストが設けられている。このデータリストは、記録対象とするデータ項目を指定するものである。図6に示す例では、データリストには3種類のデータ(データ1、データ2、データ3)がリストアップされている。なお、データリストには任意の個数のデータを指定可能である。
データリストにリストアップされた各データ1~データ3は、それぞれ、データ項目と、加工方法とが指定される。ここで、データ項目とは、例えばエンジン水温、エンジン回転数、大気温度、SMR(稼動累計時間)、作業機械位置(緯度、経度)などあって、作業機械にて取得される種々のデータの種類を示す情報である。また、加工方法とは、平均値、最大値、最小値など、データの統計的加工手法を示す情報である。
集計期間は、収集されたデータについて上述の加工方法が適用される周期を指定する情報である。この集計期間ごとに、当該期間で収集されたサンプリングデータを対象に、上記加工方法で加工された集計データが一つ追加される。
成形期間は、データファイルを成形する周期を指定する情報である。この成形期間内に集計された集計データをもって一つのデータファイルが成形される。
図7は、収集部111、収集部212によって収集されたサンプリングデータ(加工前データ)に対し加工処理部213が行うトレンド型データの作成処理を例示する図である。図7を参照しながら、加工処理部213が図6の加工定義ファイル251に基づいて行う加工処理について説明する。
加工処理部213が図6の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、集計期間30分ごとに、エンジン水温の最大値及び最小値と、エンジン回転数の平均値とを取得する。具体的には、ある時刻t0から計時して30分後の時刻t1に至った際、加工処理部213は、時刻t0から時刻t1までに収集されたエンジン水温のサンプリングデータうちの最小値A1-2および最大値A1-1を抽出し、更に、時刻t0から時刻t1までに収集されたエンジン回転数のサンプリングデータの平均値B1を演算する。
その後、時刻t1から計時して30分後の時刻t2に至った際、加工処理部213は、時刻t1から時刻t2までに収集されたエンジン水温のサンプリングデータうちの最小値A2-2および最大値A2-1を抽出し、更に、時刻t1から時刻t2までに収集されたエンジン回転数のサンプリングデータの平均値B2を演算する。
加工処理部213が図6の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、集計期間30分ごとに、エンジン水温の最大値及び最小値と、エンジン回転数の平均値とを取得する。具体的には、ある時刻t0から計時して30分後の時刻t1に至った際、加工処理部213は、時刻t0から時刻t1までに収集されたエンジン水温のサンプリングデータうちの最小値A1-2および最大値A1-1を抽出し、更に、時刻t0から時刻t1までに収集されたエンジン回転数のサンプリングデータの平均値B1を演算する。
その後、時刻t1から計時して30分後の時刻t2に至った際、加工処理部213は、時刻t1から時刻t2までに収集されたエンジン水温のサンプリングデータうちの最小値A2-2および最大値A2-1を抽出し、更に、時刻t1から時刻t2までに収集されたエンジン回転数のサンプリングデータの平均値B2を演算する。
また、加工処理部213は、時刻t0から計時して60分後の時刻t2に至った際、時刻t0から時刻t2までに集計された集計データ(加工済みデータ)をまとめて一つのデータファイルとして成形する。
図8は、図7に示した加工処理の結果として加工処理部213が出力するデータファイルのデータ構造を示す図である。
図8に示すように、トレンド型データのデータファイルには、各集計期間(時刻t0~t1、時刻t1~t2)におけるエンジン水温の最大値(A1-1、A2-1)と、エンジン水温の最小値(A1-2、A2-2)と、エンジン回転数の平均値(B1、B2)とが記録され、これらをひとまとめとするファイルとして成形される。
図8に示すように、トレンド型データのデータファイルには、各集計期間(時刻t0~t1、時刻t1~t2)におけるエンジン水温の最大値(A1-1、A2-1)と、エンジン水温の最小値(A1-2、A2-2)と、エンジン回転数の平均値(B1、B2)とが記録され、これらをひとまとめとするファイルとして成形される。
(ヒストリ型データ)
次に、図9~図11を参照しながら、ヒストリ型データの加工処理について詳しく説明する。ヒストリ型データとは、あるイベントの発生頻度や発生時刻を分析可能とする情報である。
次に、図9~図11を参照しながら、ヒストリ型データの加工処理について詳しく説明する。ヒストリ型データとは、あるイベントの発生頻度や発生時刻を分析可能とする情報である。
図9は、ヒストリ型データを作成するために用いられる加工定義ファイル251のデータ構造の例を示している。
図9に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がヒストリ型データであることを示す識別子“ヒストリ”が記録されている。
このヒストリ型データの加工定義ファイル251にはイベントリストとデータリストとが設けられている。このイベントリストは、記録対象とするイベントIDとその具体的な内容である条件式とを指定するものである。イベントIDとは、例えば、故障の発生、故障からの復帰、CAN異常発生など、種々のイベントを識別する値である。なお、各イベントIDで示されるイベントの具体的な内容は、各イベントIDと対応して定義される条件式に従って任意に指定可能である。この条件式を所望に編集することで、例えば、エンジン水温が100℃を上回ったことをイベントとして定義することもできるし、複数のイベントのAND条件、OR条件なども新たなイベントとして定義可能である。
なお、図9に示す例では、イベントリストには2種類のイベント(イベント1=故障の発生、イベント2=故障からの復帰)がリストアップされているが、これに限られず、イベントリストには任意の個数のイベントを指定可能である。
また、図9に示す例では、データリストには3種類のデータ(データ1=イベントID、データ2=故障コード、データ3=エンジン水温)がリストアップされている。データリストにリストアップされたデータについては、イベントリストでリストアップされた各イベントが発生したタイミングでの値が記録される。
図9に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がヒストリ型データであることを示す識別子“ヒストリ”が記録されている。
このヒストリ型データの加工定義ファイル251にはイベントリストとデータリストとが設けられている。このイベントリストは、記録対象とするイベントIDとその具体的な内容である条件式とを指定するものである。イベントIDとは、例えば、故障の発生、故障からの復帰、CAN異常発生など、種々のイベントを識別する値である。なお、各イベントIDで示されるイベントの具体的な内容は、各イベントIDと対応して定義される条件式に従って任意に指定可能である。この条件式を所望に編集することで、例えば、エンジン水温が100℃を上回ったことをイベントとして定義することもできるし、複数のイベントのAND条件、OR条件なども新たなイベントとして定義可能である。
なお、図9に示す例では、イベントリストには2種類のイベント(イベント1=故障の発生、イベント2=故障からの復帰)がリストアップされているが、これに限られず、イベントリストには任意の個数のイベントを指定可能である。
また、図9に示す例では、データリストには3種類のデータ(データ1=イベントID、データ2=故障コード、データ3=エンジン水温)がリストアップされている。データリストにリストアップされたデータについては、イベントリストでリストアップされた各イベントが発生したタイミングでの値が記録される。
ヒストリ型データの加工定義ファイル251では、集計期間の欄は用いられない。
図10は、収集部111、収集部212によって収集されたサンプリングデータ(加工前データ)から得られた、故障A、Bそれぞれの発生及び復帰の時系列を例示する図である。図10を参照しながら、加工処理部213が図9の加工定義ファイル251に基づいて行う加工処理について説明する。
加工処理部213が図9の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、イベントリストに指定されるイベントID(故障の発生、故障からの復帰)が発生する度に、その発生時の時刻と、その発生時点における各種データ(イベントID、故障コード、エンジン水温)の値とを記録する。
例えば図10に示すように、ある故障A、故障Bについて、時刻t0、t1、t2、t3のそれぞれで故障の発生及び故障からの復帰が発生したとする。この場合、加工処理部213は、各イベントが発生した時刻t0、t1、t2、t3を記録するとともに、その時刻でのイベントID、故障コード、エンジン水温を記録する。
加工処理部213が図9の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、イベントリストに指定されるイベントID(故障の発生、故障からの復帰)が発生する度に、その発生時の時刻と、その発生時点における各種データ(イベントID、故障コード、エンジン水温)の値とを記録する。
例えば図10に示すように、ある故障A、故障Bについて、時刻t0、t1、t2、t3のそれぞれで故障の発生及び故障からの復帰が発生したとする。この場合、加工処理部213は、各イベントが発生した時刻t0、t1、t2、t3を記録するとともに、その時刻でのイベントID、故障コード、エンジン水温を記録する。
加工処理部213は、成形期間内で発生したイベント及び各種データの時刻歴をまとめて一つのファイルとして成形する。成形期間は、例えば60分である。
図11は、図10に示した加工処理の結果として加工処理部213が出力するデータファイルのデータ構造を示す図である。
図11に示すように、ヒストリ型データのデータファイルには、成形期間60分内に発生したイベントID(故障の発生、故障からの復帰)の発生時刻であるイベント時間と、各時刻における各種データ(イベントID、故障コード、エンジン水温)とが記録される。
図11に示すように、ヒストリ型データのデータファイルには、成形期間60分内に発生したイベントID(故障の発生、故障からの復帰)の発生時刻であるイベント時間と、各時刻における各種データ(イベントID、故障コード、エンジン水温)とが記録される。
なお、図9~図11に示す処理の例では、加工処理部213は、故障の発生、故障からの復帰の二つのイベントについてその発生日時を時系列で記録するものとして説明したが、ヒストリ型データで記録可能な情報はこれに限られない。例えば、加工処理部213は、所定のイベント(故障の発生)が発生した回数を、当該イベントの発生回数を計数し、記録することも可能である。また、所定のイベントが発生した場合に、そのタイミングで直ちにデータファイルを形成し、データサーバ30に送信することも可能である。
(マップ型データ)
次に、図12~図14を参照しながら、マップ型データの加工処理について詳しく説明する。マップ型データとは、1つまたは2つの記録項目の組み合わせにおける各値の発生頻度を一次元分布又は二次元分布で表した情報である。
次に、図12~図14を参照しながら、マップ型データの加工処理について詳しく説明する。マップ型データとは、1つまたは2つの記録項目の組み合わせにおける各値の発生頻度を一次元分布又は二次元分布で表した情報である。
図12は、マップ型データを作成するために用いられる加工定義ファイル251のデータ構造の例を示している。
図12に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がマップ型データであることを示す識別子“マップ”が記録されている。
このマップ型データの加工定義ファイル251には軸1、軸2についての指定欄が設けられている。軸1、軸2の欄には、マップ型データにおける軸の種類(X軸、Y軸)と、その軸における階級ごとの数値範囲とが規定されている。なお、1軸のマップ(ヒストグラム)を作成したい場合は、軸1についてのみ指定すればよい。
図12に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がマップ型データであることを示す識別子“マップ”が記録されている。
このマップ型データの加工定義ファイル251には軸1、軸2についての指定欄が設けられている。軸1、軸2の欄には、マップ型データにおける軸の種類(X軸、Y軸)と、その軸における階級ごとの数値範囲とが規定されている。なお、1軸のマップ(ヒストグラム)を作成したい場合は、軸1についてのみ指定すればよい。
マップ型データの加工定義ファイル251では、集計期間の欄は用いられない。
図13は、収集部111、収集部212によって収集されたサンプリングデータ(加工前データ)から得られた、エンジン水温、大毅温度それぞれの時系列を例示する図である。図13を参照しながら、加工処理部213が図12の加工定義ファイル251に基づいて行う加工処理について説明する。
加工処理部213が図12の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、軸1、軸2にそれぞれ指定される各種データ(エンジン水温、大気温度)のサンプリングデータを参照し、それぞれのデータを軸とする二次元のカウンタマップを作成する。
具体的には、加工処理部213は、図13に示すように、成形期間(60分)の間に収集されたエンジン水温および大気温度のサンプリングデータを取得する。そして、加工処理部213は、図12に示す軸1の軸情報に基づき、[0,10,20,・・,70]の各階級に属するエンジン水温のサンプリングデータの個数を算出し、これをx軸としてプロットする。
同様に、加工処理部213は、図12に示す軸2の軸情報に基づき、[0,2,4,・・,12]の各階級に属する大気温度のサンプリングデータの個数を算出し、これをy軸としてプロットする。
このようにして、加工処理部213は、図14に示すような、x軸およびy軸からなる二次元のカウンタマップを作成する。
加工処理部213が図12の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、軸1、軸2にそれぞれ指定される各種データ(エンジン水温、大気温度)のサンプリングデータを参照し、それぞれのデータを軸とする二次元のカウンタマップを作成する。
具体的には、加工処理部213は、図13に示すように、成形期間(60分)の間に収集されたエンジン水温および大気温度のサンプリングデータを取得する。そして、加工処理部213は、図12に示す軸1の軸情報に基づき、[0,10,20,・・,70]の各階級に属するエンジン水温のサンプリングデータの個数を算出し、これをx軸としてプロットする。
同様に、加工処理部213は、図12に示す軸2の軸情報に基づき、[0,2,4,・・,12]の各階級に属する大気温度のサンプリングデータの個数を算出し、これをy軸としてプロットする。
このようにして、加工処理部213は、図14に示すような、x軸およびy軸からなる二次元のカウンタマップを作成する。
(スナップ型データ)
次に、図15~図17を参照しながら、スナップ型データの加工処理について詳しく説明する。スナップ型データとは、あるイベントの発生をトリガとして、そのイベント発生時刻の前後の時系列データを抽出してなる情報である。
次に、図15~図17を参照しながら、スナップ型データの加工処理について詳しく説明する。スナップ型データとは、あるイベントの発生をトリガとして、そのイベント発生時刻の前後の時系列データを抽出してなる情報である。
図15は、スナップ型データを作成するために用いられる加工定義ファイル251のデータ構造の例を示している。
図15に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がスナップ型データであることを示す識別子“スナップ”が記録されている。
このスナップ型データの加工定義ファイル251にはイベントリストとデータリストとが設けられている。
イベントリストには、トリガとするイベントのイベントID及びその条件式を指定する。図15に示す例では、イベントリストには故障の発生がリストアップされている。
また、データリストには記録対象とするデータ項目を指定する。図15に示す例では、データリストには3種類のデータ(データ1=車速データ、データ2=エンジン回転数、データ3=エンジン水温)がリストアップされている。
図15に示すように、この加工定義ファイル251には、データ形式がスナップ型データであることを示す識別子“スナップ”が記録されている。
このスナップ型データの加工定義ファイル251にはイベントリストとデータリストとが設けられている。
イベントリストには、トリガとするイベントのイベントID及びその条件式を指定する。図15に示す例では、イベントリストには故障の発生がリストアップされている。
また、データリストには記録対象とするデータ項目を指定する。図15に示す例では、データリストには3種類のデータ(データ1=車速データ、データ2=エンジン回転数、データ3=エンジン水温)がリストアップされている。
また、図15に示すように、加工定義ファイル251には、トリガ前個数とトリガ後
個数の指定欄が設けられている。
トリガ前個数には、イベントリストに指定されるイベントが発生した時点を基準に、当該イベント発生前のデータの記録数が指定される。
トリガ後個数には、イベントリストに指定されるイベントが発生した時点を基準に、当該イベント発生後のデータの記録数が指定される。
個数の指定欄が設けられている。
トリガ前個数には、イベントリストに指定されるイベントが発生した時点を基準に、当該イベント発生前のデータの記録数が指定される。
トリガ後個数には、イベントリストに指定されるイベントが発生した時点を基準に、当該イベント発生後のデータの記録数が指定される。
スナップ型データの加工定義ファイル251では、集計期間および成形期間の欄は用いられない。
図16は、収集部111、収集部212によって収集されたサンプリングデータ(加工前データ)から得られた、車速データ、エンジン回転数およびエンジン水温それぞれの時系列を例示する図である。図16を参照しながら、加工処理部213が図15の加工定義ファイル251に基づいて行う加工処理について説明する。
加工処理部213が図15の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、常に、イベントリストに指定されたイベントの発生を監視する。当該イベントの発生を検知した場合、加工処理部213は、発生時刻より前の時刻において、トリガ前個数で指定されるデータ数のサンプリングデータをトリガ前データとして取得する。また、加工処理部213は、発生時刻より後の時刻において、トリガ後個数で指定されるデータ数のサンプリングデータをトリガ後データとして取得する。
加工処理部213は、トリガ前データとトリガ後データとをまとめて一つのデータファイルに成形する。
加工処理部213が図15の加工定義ファイル251に基づいて加工処理を行う場合、加工処理部213は、常に、イベントリストに指定されたイベントの発生を監視する。当該イベントの発生を検知した場合、加工処理部213は、発生時刻より前の時刻において、トリガ前個数で指定されるデータ数のサンプリングデータをトリガ前データとして取得する。また、加工処理部213は、発生時刻より後の時刻において、トリガ後個数で指定されるデータ数のサンプリングデータをトリガ後データとして取得する。
加工処理部213は、トリガ前データとトリガ後データとをまとめて一つのデータファイルに成形する。
図17は、図16に示した加工処理の結果として加工処理部213が出力するデータファイルのデータ構造を示す図である。
図17に示すように、スナップ型データのデータファイルには、トリガポイントを基準に、トリガ前個数分のサンプリングデータおよびトリガ後個数分のサンプリングデータが記録される。
図17に示すように、スナップ型データのデータファイルには、トリガポイントを基準に、トリガ前個数分のサンプリングデータおよびトリガ後個数分のサンプリングデータが記録される。
(作用、効果)
以上の通り、第1の実施形態に係るデータ送信装置11は、作業機械10から取得されるデータに対する加工処理の内容を示す加工定義情報である加工定義ファイル251を外部から受信する加工定義受信部211と、受信した加工定義ファイルに基づいて作業機械から取得されるデータを加工する加工処理部213と、加工されたデータである加工済みデータをデータサーバ30に送信する送信部214とを備えている。
以上の通り、第1の実施形態に係るデータ送信装置11は、作業機械10から取得されるデータに対する加工処理の内容を示す加工定義情報である加工定義ファイル251を外部から受信する加工定義受信部211と、受信した加工定義ファイルに基づいて作業機械から取得されるデータを加工する加工処理部213と、加工されたデータである加工済みデータをデータサーバ30に送信する送信部214とを備えている。
このような構成によれば、ユーザは、加工定義ファイルを編集することで、作業機械から取得される生データ(加工前データ)に対し、所望する加工方法で加工した状態で取得することができる。
本実施形態に係るデータ送信装置11は、加工定義ファイルとは別に、イベントの条件式の定義のみを集約したファイルが設けられていてもよい。このようにすることで、当該別ファイルにて条件式を所望に編集することで、加工定義ファイル251内で共通に扱える条件キーを定義することができるので、加工定義ファイル251に対する編集の利便性を向上させることができる。
なお、上述したデータ収集装置の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに送信し、この送信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル、又は差分プログラム等であってもよい。
以上、本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、開示の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
また、上述した実施形態に係る作業機械10は、油圧ショベルであるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る作業機械10は、例えば、ダンプトラック、ブルドーザ、ホイルローダなどの他の作業機械であってもよい。
1 データ提供システム、10 作業機械、11 データ送信装置、100 第1基板、200 第2基板、110 第1プロセッサ、130 第1メインメモリ、150 第1ストレージ、170 第1インタフェース、210 第2プロセッサ、230 第2メインメモリ、250 第2ストレージ、270 第2インタフェース、12 制御コンポーネント、13 センサ、14 拡張コンポーネント、N1 第1ネットワーク、N2 第2ネットワーク、111 収集部、112 データ出力部、211 加工定義受信部、212 収集部、213 加工処理部、214 送信部、251 加工定義ファイル
Claims (8)
- 作業機械から収集されるデータの加工の内容を示す加工定義情報を受信する加工定義受信部と、
受信した前記加工定義情報に基づいて加工するデータ形式を判定し、判定したデータ形式に基づいて前記作業機械から収集されるデータを加工する加工処理部と、
加工された前記データを外部装置に送信する送信部と、
を備える作業機械のデータ送信システム。 - 前記加工定義情報は、少なくとも加工するデータ形式の種別を示す情報を含み、
前記加工処理部は、前記加工定義情報に指定される前記データ形式の種別を示す情報にしたがって前記データを加工する、
請求項1に記載の作業機械のデータ送信システム。 - 前記加工処理部は、前記データ形式の種別を示す情報にしたがい、前記加工定義情報に指定される集計期間ごとに記録してなるトレンド型データを作成する、
請求項2に記載の作業機械のデータ送信システム。 - 前記加工処理部は、前記データ形式の種別を示す情報にしたがい、前記加工定義情報に指定されるイベントの発生を時系列で記録してなるヒストリ型データを作成する、
請求項2又は請求項3に記載の作業機械のデータ送信システム。 - 前記加工処理部は、前記データ形式の種別を示す情報にしたがい、一つまたは複数の前記データを軸としたカウンタマップまたはヒストグラムであるマップ型データを作成する、
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の作業機械のデータ送信システム。 - 前記加工処理部は、前記データ形式の種別を示す情報にしたがい、前記加工定義情報に指定されるイベントの発生をトリガとして当該イベントの発生前後における前記データの時系列を記録してなるスナップ型データを作成する、
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の作業機械のデータ送信システム。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の作業機械のデータ送信システム
を備える作業機械。 - 作業機械から収集されるデータの加工の内容を示す加工定義情報を受信するステップと、
受信した前記加工定義情報に基づいて加工するデータ形式を判定し、判定したデータ形式に基づいて前記作業機械から収集されるデータを加工するステップと、
加工された前記データを外部装置に送信するステップと、
を備える作業機械のデータ送信方法。
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