JP6584601B2 - Excavator processing apparatus and work content determination method - Google Patents

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Description

本発明は、ショベルの処理装置及び作業内容判定方法に関する。   The present invention relates to a shovel processing apparatus and a work content determination method.

ショベル、リフティングマグネット型作業機械等の作業機械に、エンジン回転数、油圧等の運転変数を測定するための種々のセンサが取り付けられている。これらのセンサの検出値に基づいて、作業機械の異常診断を行う技術が公知である。異常診断を行うためには、センサの検出値が、どのような作業を行っていた時に取得されたものであるのかを特定することが必要な場合がある。   Various sensors for measuring operating variables such as engine speed and hydraulic pressure are attached to work machines such as excavators and lifting magnet type work machines. A technique for diagnosing an abnormality of a work machine based on detection values of these sensors is known. In order to perform an abnormality diagnosis, it may be necessary to specify what kind of work the detection value of the sensor is obtained at.

下記の特許文献1に、油圧ショベルの動作状態を示す所定の特徴量に基づいて、油圧ショベルの作業内容を判別する技術が開示されている。動作状態を示す所定の特徴量として、ブーム操作の複雑さ表示量、バケット操作の複雑さ表示量、高速旋回時間、ブーム逆操作時間、バケットアーム停止時間、ブーム操作量平均値、アーム操作量平均値、バケット操作量平均値、旋回操作量平均値、右側走行操作量平均値及び左側走行操作量平均値が用いられる。   Patent Document 1 below discloses a technique for determining the work content of a hydraulic excavator based on a predetermined feature amount indicating the operating state of the hydraulic excavator. Predetermined feature quantities indicating the operating state include boom operation complexity display amount, bucket operation complexity display amount, high-speed turning time, boom reverse operation time, bucket arm stop time, boom operation amount average value, arm operation amount average Value, bucket operation amount average value, turning operation amount average value, right side travel operation amount average value, and left side travel operation amount average value are used.

特開平10−60948号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-60948

種々の運転変数の平均値等を特徴量として、この特徴量により作業内容を判別する方法では、運転変数の平均値が類似した傾向を示す複数の作業内容が存在する場合に、作業内容を正確に判定することが困難である。本発明の目的は、作業内容を、より正確に判定することが可能なショベルの処理装置及び作業内容判定方法を提供することである。   With the method that uses the average value of various driving variables as a feature value and discriminates the work content based on this feature value, when there are multiple work contents that show similar tendencies in the average value of the driving variables, It is difficult to make a judgment. An object of the present invention is to provide a shovel processing apparatus and a work content determination method capable of more accurately determining work content.

本発明の一観点によると、
複数のデータを、ある期間に亘って測定して得られたデータの時間変化が入力される入力装置と接続され、ショベルによる作業内容を判定するショベルの処理装置であって、
前記処理装置は、
時間軸上で複数の区間に区分された前記データに基づき、前記区間ごとに前記データの特徴量を決定し、
前記決定された特徴量に基づき前記区間ごとの状態を求め、
前記求められた区間ごとの状態の遷移に基づいて作業内容ごとに対応する一致確率を算出し、前記ショベルの、前記遷移に対応する作業内容を判定するショベルの処理装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A shovel processing device that is connected to an input device to which a time change of data obtained by measuring a plurality of data over a certain period is input, and that determines work contents by the shovel,
The processor is
Based on the data divided into a plurality of sections on the time axis, determine the feature amount of the data for each section,
A state for each section is obtained based on the determined feature amount,
There is provided a shovel processing device for calculating a matching probability corresponding to each work content based on the obtained state transition for each section and determining the work content corresponding to the transition of the shovel.

本発明の他の観点によると、
複数のデータを、ある期間に亘って測定して得られたデータの時間変化に基づいて、ショベルによる作業内容を判定するショベルの作業内容判定方法であって、
時間軸上で複数の区間に区分された前記データに基づき、前記区間ごとに前記データの特徴量を決定し、
前記決定された特徴量に基づき前記区間ごとの状態を求め、
前記求められた区間ごとの状態の遷移に基づいて作業内容ごとに対応する一致確率を算出し、前記ショベルの、前記遷移に対応する作業内容を判定する判定方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
An excavator work content determination method for determining work content by an excavator based on time variation of data obtained by measuring a plurality of data over a certain period,
Based on the data divided into a plurality of sections on the time axis, determine the feature amount of the data for each section,
A state for each section is obtained based on the determined feature amount,
Calculating a matching probability corresponding to each work content on the basis of the transition of the state of each of the obtained interval of the shovel, determine the constant how to determine the work corresponding to the transition is provided.

特徴量に基づいて求められた区間ごとの状態の遷移に基づいて、作業内容を判定することにより、ある時刻の特徴量に基づいて判定する場合に比べて、より正確な判定を行うことができる。   By determining the work content based on the state transition for each section obtained based on the feature amount, more accurate determination can be performed as compared with the case of determining based on the feature amount at a certain time. .

図1は、実施例による作業機械の管理装置のブロック図、及び管理対象の作 業機械の概略図である。FIG. 1 is a block diagram of a work machine management device according to an embodiment and a schematic diagram of a work machine to be managed. 図2は、実施例による作業機械の管理装置に記憶されている状態遷移モデル を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a state transition model stored in the work machine management apparatus according to the embodiment. 図3は、状態遷移モデルを決定する方法のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of a method for determining a state transition model. 図4は、作業内容(単純掘削作業)の運転変数の時間変化の一例を示すグラ フ、及び運転変数の時間変化から決定された参照データを示す図である。FIG. 4 is a graph showing an example of the time change of the operation variable of the work content (simple excavation work) and the reference data determined from the time change of the operation variable. 図5は、1つの参照データに関して生成された複数の状態系列、及び状態系 列ごとに算出された生成確率を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a plurality of state sequences generated with respect to one reference data, and generation probabilities calculated for each state sequence. 図6は、作業内容が未知の運転変数の時間変化に対応する作業内容を判定する方法のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of a method for determining work content corresponding to a time change of an operation variable whose work content is unknown. 図7は、図6のステップSB3の詳細なフローチャートである。FIG. 7 is a detailed flowchart of step SB3 in FIG. 図8は、作業内容が未知の運転変数の時間変化の一例を示すグラフ、及び運 転変数の時間変化から決定された検証データを示す図である。FIG. 8 is a graph showing an example of a time change of an operation variable whose work content is unknown, and a diagram showing verification data determined from the time change of the operation variable. 図9は、検証データに対応して生成された状態系列、状態系列ごとに算出さ れた生成確率、及び一致確率を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a state series generated corresponding to the verification data, a generation probability calculated for each state series, and a matching probability. 図10A及び図10Bは、入出力装置の表示装置に表示された内容を示す 図である。10A and 10B are diagrams showing the contents displayed on the display device of the input / output device.

図1に、実施例による作業機械の管理装置10のブロック図、及び管理対象の作業機械18の概略図を示す。作業機械の管理装置10は、入出力装置11、処理装置12、及び記憶装置13を含む。入出力装置11には、通信装置、画像表示装置、キーボード、ポインティングデバイス、USBポート、リムーバブルメモリ用スロット等が含まれる。入出力装置11は、通信回線19を介して作業機械18と各種データの送受信を行う。図1では、管理対象の作業機械18としてショベルを示しているが、他の作業機械を管理対象とすることも可能である。   FIG. 1 shows a block diagram of a work machine management apparatus 10 according to an embodiment and a schematic diagram of a work machine 18 to be managed. The work machine management device 10 includes an input / output device 11, a processing device 12, and a storage device 13. The input / output device 11 includes a communication device, an image display device, a keyboard, a pointing device, a USB port, a removable memory slot, and the like. The input / output device 11 transmits and receives various data to and from the work machine 18 via the communication line 19. In FIG. 1, an excavator is shown as the work machine 18 to be managed, but other work machines may be set as management objects.

作業機械18に複数のセンサが搭載されている。センサは、作業機械18の稼働状態に依存する複数の運転変数を測定する。運転変数には、例えばエンジン回転数、油圧ポンプ圧力、ショベルの前進、後退、旋回等を制御する作動圧、ブーム等を制御するための油圧シリンダの作動圧等が含まれる。これらの運転変数の測定値が、作業機械の管理装置10に送信される。   A plurality of sensors are mounted on the work machine 18. The sensor measures a plurality of operating variables depending on the operating state of the work machine 18. The operating variables include, for example, engine speed, hydraulic pump pressure, operating pressure for controlling excavator forward, backward, turning, hydraulic cylinder operating pressure for controlling booms, and the like. The measured values of these operating variables are transmitted to the work machine management device 10.

処理装置12は、記憶装置13に記憶されているプログラムを実行することにより、作業機械18から受信した運転変数の時間変化に基づいて、運転変数が検出されたときの作業内容を判定する。記憶装置13には、処理装置12で実行されるプログラム、作業内容を判定する処理で使用される種々のデータが記憶されている。   The processing device 12 executes the program stored in the storage device 13 to determine the work content when the operation variable is detected based on the time change of the operation variable received from the work machine 18. The storage device 13 stores a program executed by the processing device 12 and various data used in processing for determining work contents.

図2を参照して、作業内容の判定処理で利用される状態遷移モデルについて説明する。作業内容Wごとに状態遷移モデルSTMが定義されている。状態遷移モデルSTMは、状態Sの遷移の経路を定義する状態遷移経路、状態間の遷移確率t、及び状態Sごとに出現する事象の出現確率eを含む。複数の状態Sは、時系列に並んでおり、時間の経過と共に、1つの状態から次の状態に遷移する。ある状態から前の状態に戻ることはない。さらに、遷移先の状態は、自己、または他の1つの状態であり、1つの状態から複数の次の状態に分岐することはない。この状態遷移モデルSTMは、記憶装置13(図1)に記憶される。   With reference to FIG. 2, a state transition model used in the work content determination process will be described. A state transition model STM is defined for each work content W. The state transition model STM includes a state transition path that defines a path of transition of the state S, a transition probability t between states, and an appearance probability e of an event that appears for each state S. The plurality of states S are arranged in time series, and transition from one state to the next state with the passage of time. There is no return from one state to the previous state. Furthermore, the transition destination state is self or another state and does not branch from one state to a plurality of next states. This state transition model STM is stored in the storage device 13 (FIG. 1).

各状態Sは、作業機械の1つの動作に対応する。状態Sごとに出現する事象は、本実施例において特徴量Eがとる値で表される。一例として、状態Sごとに出現する事象には、特徴量Eが値「a」をとる事象、値「b」をとる事象、及び値「c」をとる事象が含まれる。特徴量Eは、運転変数の値に基づいて決定される。なお、事象の数が、3個に限定されない。状態Sごとに4個以上の事象が現れるように状態遷移モデルSTMを定義することも可能である。   Each state S corresponds to one operation of the work machine. An event that appears for each state S is represented by a value taken by the feature amount E in this embodiment. As an example, the events that appear for each state S include an event in which the feature quantity E takes a value “a”, an event that takes a value “b”, and an event that takes a value “c”. The feature amount E is determined based on the value of the driving variable. Note that the number of events is not limited to three. It is also possible to define the state transition model STM so that four or more events appear for each state S.

作業内容Wには、例えば単純掘削作業(作業内容W1)、旋回地ならし作業(作業内容W2)、積み込み作業(作業内容W3)等が含まれる。単純掘削作業(作業内容W1)の状態遷移モデルSTM1は、状態S11から状態S16までの6個の状態を含む。例えば、状態S11〜S16は、それぞれブーム上げ動作、アーム伸ばし動作、バケット解放作、ブーム下げ動作、アーム曲げ動作、及びバケット掘削動作に対応する。   The work content W includes, for example, simple excavation work (work content W1), turning ground leveling work (work content W2), loading work (work content W3), and the like. The state transition model STM1 of simple excavation work (work content W1) includes six states from state S11 to state S16. For example, states S11 to S16 correspond to a boom raising operation, an arm extending operation, a bucket releasing operation, a boom lowering operation, an arm bending operation, and a bucket excavating operation, respectively.

状態間の遷移は、自己遷移と次状態への遷移で構成される。状態Siの自己遷移確率をt(ii)で表し、状態Siから次状態Sjへの遷移確率をt(ij)と表記する。ある時刻nにおける確率変数をXnとすると、t(ii)は、確率変数Xnが状態Siである場合に、Xn+1も状態Siであるという条件付き確率で表される。すなわち、t(ii)は、
t(ii)=P(Xn+1=Si|Xn=Si)
と表される。また、状態S11の自己遷移確率はt(11 11)と表記され、状態S11から次状態S12への遷移確率はt(11 12)と表記される。
Transitions between states consist of self-transitions and transitions to the next state. The self-transition probability of the state Si is represented by t (ii), and the transition probability from the state Si to the next state Sj is represented by t (ij). If a random variable at a certain time n is Xn, t (ii) is expressed by a conditional probability that when the random variable Xn is in the state Si, Xn + 1 is also in the state Si. That is, t (ii) is
t (ii) = P (Xn + 1 = Si | Xn = Si)
It is expressed. Further, the self-transition probability of the state S11 is expressed as t (11 11), and the transition probability from the state S11 to the next state S12 is expressed as t (11 12).

状態Siにおいて、特徴量Eが値「k」をとる事象の出現確率をei(k)と表記する。例えば、状態S11において、特徴量Eが値「a」、「b」、及び「c」をとる事象出現確率が、それぞれe11(a)、e11(b)、及びe11(c)と表記される。   In the state Si, the appearance probability of an event in which the feature quantity E has the value “k” is expressed as ei (k). For example, in the state S11, the event appearance probabilities that the feature quantity E has the values “a”, “b”, and “c” are expressed as e11 (a), e11 (b), and e11 (c), respectively. .

図3に、状態遷移モデルSTMを決定する方法のフローチャートを示す。作業内容Wごとに図3に示した処理を実行することにより、各作業内容Wの状態遷移モデルSTMが決定される。状態遷移モデルSTMの各状態S、及び状態が遷移する経路は、作業内容Wに応じて事前に定義しておく。処理装置12(図1)が図3に示した処理を実行することにより、状態遷移モデルの遷移確率t及び出現確率eが決定される。   FIG. 3 shows a flowchart of a method for determining the state transition model STM. By executing the process shown in FIG. 3 for each work content W, the state transition model STM of each work content W is determined. Each state S of the state transition model STM and a route through which the state transitions are defined in advance according to the work content W. When the processing device 12 (FIG. 1) executes the process shown in FIG. 3, the transition probability t and the appearance probability e of the state transition model are determined.

ステップSA1において、作業内容Wが既知の運転変数Vの時間変化を取得する。運転変数Vの時間変化は、ある作業内容Wに対応する作業を実行している作業機械の複数の運転変数Vを、ある期間に亘って測定することにより得られる。同一機種の異なる機体から、運転変数Vの複数の時間変化を取得してもよいし、同一の機体において、運転日時の異なる複数の時期に運転変数Vを測定することにより、運転変数Vの複数の時間変化を取得してもよい。   In step SA1, the time change of the operation variable V whose work content W is known is acquired. The time change of the operation variable V is obtained by measuring a plurality of operation variables V of a work machine that is performing work corresponding to a certain work content W over a certain period. A plurality of time variations of the operation variable V may be acquired from different aircrafts of the same model, and a plurality of operation variables V are measured by measuring the operation variable V at a plurality of times with different operation dates and times on the same aircraft. You may acquire the time change of.

ステップSA2において、複数の運転変数Vの時間変化を、時間軸上で複数の区画に区分する。   In step SA2, the time change of the plurality of operating variables V is divided into a plurality of sections on the time axis.

図4に、作業内容W1(単純掘削作業)の運転変数V1、V2、V3、・・・時間変化の一例を示す。運転変数V1、V2、V3、・・・の時間変化が、時間軸上で複数の区画D1〜D10に区分されている。各区画D1〜D10の時間の長さは、例えば1秒である。区画D1〜D10の各々の時間の長さは、適宜設定すればよい。1つの区画の長さを短くすると、作業内容の判定精度を高めることができるが、作業内容を判定するための処理時間が長くなってしまう。1つの区画の長さは、要求される判定精度、及び処理装置12(図1)の処理能力に応じて設定すればよい。1つの区画の長さが変わると、区分されて得られた区画の個数も変化する。実施例では、10個の区画D1〜D10に区分された場合について説明する。   FIG. 4 shows an example of changes over time in the operation variables V1, V2, V3,... Of the work content W1 (simple excavation work). The time change of the operation variables V1, V2, V3,... Is divided into a plurality of sections D1 to D10 on the time axis. The length of time of each of the sections D1 to D10 is, for example, 1 second. What is necessary is just to set suitably the length of each time of the divisions D1-D10. If the length of one section is shortened, the determination accuracy of the work content can be improved, but the processing time for determining the work content becomes long. The length of one section may be set according to the required determination accuracy and the processing capability of the processing device 12 (FIG. 1). When the length of one section changes, the number of sections obtained by partitioning also changes. In the embodiment, a case where the section is divided into ten sections D1 to D10 will be described.

ステップSA3(図3)において、区画D1〜D10ごとに、運転変数V1、V2、V3、・・・の値に基づいて、特徴量Eを決定する。決定された特徴量Eの値を時系列に並べることにより、参照データRが生成される。図4に示した例では、区画D1〜D10おいて、特徴量Eの値が、それぞれ「a」、「b」、「c」、「a」、「a」、「c」、「b」、「b」、「a」、「a」と決定される。この場合、生成される参照データRは、「abcaacbbaa」となる。   In step SA3 (FIG. 3), the feature amount E is determined for each of the sections D1 to D10 based on the values of the operation variables V1, V2, V3,. The reference data R is generated by arranging the determined feature value E in time series. In the example shown in FIG. 4, the values of the feature amount E are “a”, “b”, “c”, “a”, “a”, “c”, “b” in the sections D1 to D10, respectively. , “B”, “a”, “a”. In this case, the generated reference data R is “abcaacbbaa”.

運転変数V1、V2、V3、・・・の各々について複数の時間変化が準備されているため、複数の参照データRが生成される。複数の時間変化の時間の長さが同一であるとは限らない。時間変化の長さが異なると、時間変化を区分して得られる区画の個数が異なる。このため、参照データRを構成している特徴量Eの個数は、すべての参照データRで同一であるとは限らない。   Since a plurality of time changes are prepared for each of the operation variables V1, V2, V3,..., A plurality of reference data R is generated. The length of time of a plurality of time changes is not necessarily the same. When the length of the time change is different, the number of sections obtained by dividing the time change is different. For this reason, the number of feature quantities E constituting the reference data R is not necessarily the same for all reference data R.

ステップSA4(図3)において、状態遷移モデルSTMの遷移確率t及び出現確率eの暫定値を設定する。遷移確率t及び出現確率eの暫定値として、適当な値を設定すればよい。   In step SA4 (FIG. 3), provisional values of the transition probability t and the appearance probability e of the state transition model STM are set. Appropriate values may be set as provisional values for the transition probability t and the appearance probability e.

ステップSA5(図3)において、参照データRを構成する複数の特徴量Eの各々に、状態遷移モデルSTMの各状態Sを当てはめることにより、複数の状態系列Kを生成する。   In step SA5 (FIG. 3), a plurality of state series K is generated by applying each state S of the state transition model STM to each of the plurality of feature amounts E constituting the reference data R.

図5に、1つの参照データRに関して生成された複数の状態系列K(1)〜K(N)の例を示す。参照データRを構成する特徴量Eの個数が10個であり、状態遷移モデルSTMを構成する状態S11〜S16の個数が6個である。このため、複数の特徴量Eに同一の状態Sが割り当てられる。図5に示した状態系列K(i)においては、1番目の値「a」をとる特徴量E、及び2番目の値「b」をとる特徴量Eに、同一の状態S11が割り当てられている。   FIG. 5 shows an example of a plurality of state series K (1) to K (N) generated for one reference data R. The number of feature amounts E constituting the reference data R is ten, and the number of states S11 to S16 constituting the state transition model STM is six. For this reason, the same state S is assigned to a plurality of feature amounts E. In the state series K (i) shown in FIG. 5, the same state S11 is assigned to the feature quantity E that takes the first value “a” and the feature quantity E that takes the second value “b”. Yes.

図5には、1つの参照データRに当てはめられた状態系列K(1)〜K(N)を示しているが、実際には、すべての参照データRについて、同様に状態系列Kが生成される。   FIG. 5 shows the state series K (1) to K (N) applied to one reference data R. Actually, however, the state series K is similarly generated for all the reference data R. The

ステップSA6(図3)において、状態系列K(i)ごとに、遷移確率t及び出現確率eの暫定値を用いて、状態系列K(i)の生成確率PK(i)を算出する。例えば、図5に示した状態系列K(1)の値「a」をとる1番目の特徴量Eに割り当てられた状態S11については、特徴量Eが値「a」をとる事象が出現し、かつ遷移先の状態がS11である(自己遷移している)ため、この確率は、e11(a)×t(11 11)となる。出現確率e11(a)及び遷移確率t(11 11)は、図2で定義されているとおりである。状態系列K(1)を構成する10個の状態Sについて同様の確率を求めることができる。これらの10個の状態Sについて求められた確率をすべて乗ずることにより、状態系列K(1)の生成確率PK(1)が算出される。図5に示した状態系列K(i)の生成確率PK(i)は、以下の式で表される。   In step SA6 (FIG. 3), the generation probability PK (i) of the state sequence K (i) is calculated for each state sequence K (i) using the provisional values of the transition probability t and the appearance probability e. For example, in the state S11 assigned to the first feature quantity E that takes the value “a” of the state series K (1) shown in FIG. And since the transition destination state is S11 (self-transition), this probability is e11 (a) × t (1111). The appearance probability e11 (a) and the transition probability t (1111) are as defined in FIG. Similar probabilities can be obtained for the ten states S constituting the state sequence K (1). By multiplying all the probabilities obtained for these ten states S, the generation probability PK (1) of the state series K (1) is calculated. The generation probability PK (i) of the state series K (i) shown in FIG. 5 is expressed by the following equation.

PK(i)=e11(a)×t(11 11)
×e11(b)×t(11 12)
×e12(c)×t(12 12)
×e12(a)×t(12 13)
×e13(a)×t(13 13)
×e13(c)×t(13 14)
×e14(b)×t(14 14)
×e14(b)×t(14 15)
×e15(a)×t(15 16)
×e16(a)×t(16 end)
PK (i) = e11 (a) × t (11 11)
× e11 (b) × t (11 12)
× e12 (c) × t (12 12)
× e12 (a) × t (12 13)
× e13 (a) × t (13 13)
× e13 (c) × t (13 14)
× e14 (b) × t (14 14)
× e14 (b) × t (14 15)
× e15 (a) × t (15 16)
× e16 (a) × t (16 end)

ステップSA7(図3)において、状態系列Kの生成確率PKに基づいて、遷移確率t及び出現確率eを算出し、その暫定値を新たに算出された値に置き換える。具体的には、図5に示したすべての状態系列K(1)〜K(N)、及び図5には示されていない他の参照データRに当てはめられたすべての状態系列Kに現れているすべての状態S11について、特徴量Eが値「a」、「b」、及び「c」をとる事象の出現回数を、生成確率PKで重みづけして合計する。この合計の回数に基づいて、出現確率e11(a)、e11(b)、及びe11(c)を算出することができる。同様に、すべての出現確率eを算出することができる。   In step SA7 (FIG. 3), the transition probability t and the appearance probability e are calculated based on the generation probability PK of the state series K, and the provisional values are replaced with newly calculated values. Specifically, it appears in all state sequences K (1) to K (N) shown in FIG. 5 and all state sequences K applied to other reference data R not shown in FIG. For all the states S11, the number of appearances of the event in which the feature amount E has the values “a”, “b”, and “c” is weighted by the generation probability PK and totaled. Based on the total number of times, the appearance probabilities e11 (a), e11 (b), and e11 (c) can be calculated. Similarly, all appearance probabilities e can be calculated.

さらに、図5に示したすべての状態系列K(1)〜K(N)、及び図5には示されていない他の参照データRに当てはめられたすべての状態系列Kに現れているすべての状態S11について、自己遷移する回数、及び次の状態S12に遷移する回数を、それぞれ生成確率PKで重みづけして合計する。この合計の回数に基づいて、遷移確率t(11 11)及びt(11 12)を算出することができる。同様に、すべての遷移確率tを算出することができる。   Furthermore, all the state sequences K (1) to K (N) shown in FIG. 5 and all the state sequences K applied to other reference data R not shown in FIG. Regarding the state S11, the number of times of self-transition and the number of times of transition to the next state S12 are respectively weighted by the generation probability PK and totaled. Based on the total number of times, the transition probabilities t (11 11) and t (11 12) can be calculated. Similarly, all transition probabilities t can be calculated.

ステップSA8(図3)において、状態系列Kの各々の生成確率PKが収束したか否かを判定する。具体的には、ステップSA6で生成確率PKを算出する前の生成確率PKの値と、算出後の生成確率PKの値との差が、収束判定値よりも小さくなったら、生成確率PKが収束したと判定される。生成確率PKが収束していないと判定された場合には、ステップSA6に戻り、新たな暫定値を用いて生成確率PKの算出を行う。   In step SA8 (FIG. 3), it is determined whether or not the generation probabilities PK of the state series K have converged. Specifically, when the difference between the value of the generation probability PK before calculating the generation probability PK in step SA6 and the value of the generation probability PK after calculation is smaller than the convergence determination value, the generation probability PK is converged. It is determined that If it is determined that the generation probability PK has not converged, the process returns to step SA6, and the generation probability PK is calculated using the new provisional value.

生成確率PKが収束したと判定された場合には、ステップSA9において、遷移確率t及び出現確率eの直近の暫定値を、確定値とする。この確定値は状態遷移モデルを定義するパラメータの一部として、記憶装置13(図1)に記憶される。   If it is determined that the generation probability PK has converged, the nearest provisional values of the transition probability t and the appearance probability e are set as definite values in step SA9. This determined value is stored in the storage device 13 (FIG. 1) as a part of parameters defining the state transition model.

図6に、作業内容Wが未知の運転変数Vの時間変化の作業内容を判定する方法のフローチャートを示す。このフローチャートの処理は、処理装置12(図1)が実行する。   FIG. 6 shows a flowchart of a method for determining the work contents of the time change of the operation variable V whose work contents W are unknown. The processing of the flowchart is executed by the processing device 12 (FIG. 1).

ステップSB1において、作業内容Wが未知の運転変数Vの時間変化が、入出力装置11(図1)を介して処理装置12(図1)に入力される。図8に、作業内容Wが未知の運転変数V1、V2、V3の時間変化の一例を示す。この運転変数V1、V2、V3は、状態遷移モデルSTMを定義するときに用いられた運転変数V1、V2、V3(図4)と同一である。   In step SB1, the time change of the operation variable V whose work content W is unknown is input to the processing device 12 (FIG. 1) via the input / output device 11 (FIG. 1). FIG. 8 shows an example of temporal changes in the operation variables V1, V2, and V3 whose work contents W are unknown. The operation variables V1, V2, and V3 are the same as the operation variables V1, V2, and V3 (FIG. 4) used when defining the state transition model STM.

ステップSB2において、入力された運転変数Vの時間変化に基づいて、特徴量Eの時系列で構成される検証データTを生成する。以下、検証データTを生成する方法について説明する。   In step SB2, verification data T including a time series of the feature amount E is generated based on the time change of the input operation variable V. Hereinafter, a method for generating the verification data T will be described.

ステップSB21において、運転変数Vの時間変化を時間軸上で複数の区画に区分する。図8に示した例では、運転変数V1、V2、V3の時間変化が8個の区画D1〜D8に区分されている。区画D1〜D8の各々の時間の長さは、状態遷移モデルSTMを定義するときにステップSA2(図3)において区分した区画の時間の長さと同一である。   In step SB21, the time change of the operating variable V is divided into a plurality of sections on the time axis. In the example shown in FIG. 8, the time change of the operation variables V1, V2, and V3 is divided into eight sections D1 to D8. The time length of each of the sections D1 to D8 is the same as the time length of the sections divided in step SA2 (FIG. 3) when the state transition model STM is defined.

ステップSB22(図6)において、区画D1〜D8の各々について、運転変数V1、V2、V3の値に基づいて、特徴量Eを決定する。複数の特徴量Eが時系列に並んだ検証データTが生成される。図8に示した例では、検証データTは、「abbacbac」になる。   In step SB22 (FIG. 6), the feature amount E is determined for each of the sections D1 to D8 based on the values of the operation variables V1, V2, and V3. Verification data T in which a plurality of feature amounts E are arranged in time series is generated. In the example illustrated in FIG. 8, the verification data T is “abbacbac”.

ステップSB3(図6)において、検証データTと状態遷移モデルSTMとの一致確率Pcを算出する。   In step SB3 (FIG. 6), a matching probability Pc between the verification data T and the state transition model STM is calculated.

図7に、ステップSB3の詳細なフローチャートを示す。ステップSB3において、すべての作業内容W1、W2、W3、・・・について、作業内容ごとにステップSB31〜SB34の処理を繰り返し実行する。   FIG. 7 shows a detailed flowchart of step SB3. In step SB3, for all work contents W1, W2, W3,..., The processes of steps SB31 to SB34 are repeatedly executed for each work content.

ステップSB31において、検証データTから、複数の状態系列Lを生成する。ステップSB31の処理は、状態遷移モデルSTMを定義する処理のステップSA5(図3)で、状態系列Kを生成する処理と同一である。図9に、生成された状態系列L(1)〜L(M)を示す。検証データTを構成する特徴量Eが8個であるため、状態系列Lの各々は、時系列に並んだ8個の状態Sで構成される。   In step SB31, a plurality of state series L are generated from the verification data T. The process of step SB31 is the same as the process of generating the state series K in step SA5 (FIG. 3) of the process of defining the state transition model STM. FIG. 9 shows the generated state sequences L (1) to L (M). Since the feature quantity E constituting the verification data T is eight, each of the state series L includes eight states S arranged in time series.

ステップSB32(図7)において、状態系列L(1)〜L(M)の各々の生成確率PL(1)〜PL(M)(図9)を算出する。生成確率PL(1)〜PL(M)の算出方法は、状態遷移モデルSTMを定義する処理のステップSA6(図3)で、生成確率PKを算出した方法と同一である。なお、生成確率PLを算出する際には、遷移確率t及び出現確率eとして、その確定値が用いられる。   In step SB32 (FIG. 7), the generation probabilities PL (1) to PL (M) (FIG. 9) of the state series L (1) to L (M) are calculated. The method for calculating the generation probabilities PL (1) to PL (M) is the same as the method for calculating the generation probability PK in step SA6 (FIG. 3) of the process for defining the state transition model STM. Note that, when the generation probability PL is calculated, the definite values are used as the transition probability t and the appearance probability e.

ステップSB33(図7)において、すべての状態系列L(1)〜L(M)について、生成確率PL(1)〜PL(M)を足し合わせて、生成確率PL(1)〜PL(M)の合計値を算出する。ステップSB34において、合計値を、検証データTと状態遷移モデルSTMとの一致確率Pcとして採用する。作業内容W1、W2、W3、・・・ごとにステップSB31〜SB34を実行することにより、作業内容W1、W2、W3、・・・について、それぞれ一致確率Pc1、Pc2、Pc3、・・・(図9)が算出される。   In step SB33 (FIG. 7), the generation probabilities PL (1) to PL (M) are added to the generation probabilities PL (1) to PL (M) for all the state sequences L (1) to L (M). The total value of is calculated. In step SB34, the total value is adopted as the matching probability Pc between the verification data T and the state transition model STM. By executing steps SB31 to SB34 for each work content W1, W2, W3,..., The match probabilities Pc1, Pc2, Pc3,. 9) is calculated.

ステップSB4(図6)において、一致確率Pc1、Pc2、Pc3、・・・の各々と閾値PcTとを比較する。ステップSB5において、ステップSB4の比較結果に基づいて、作業内容を判定する。具体的には、一致確率Pcが閾値PcT以上になっている作業内容が、検証データTが収集されたときの作業内容の候補として抽出される。   In step SB4 (FIG. 6), each of the match probabilities Pc1, Pc2, Pc3,... Is compared with a threshold value PcT. In step SB5, the work content is determined based on the comparison result in step SB4. Specifically, the work content with the matching probability Pc equal to or higher than the threshold value PcT is extracted as a work content candidate when the verification data T is collected.

ステップSB6(図6)において、作業内容の判定結果を、入出力装置11(図1)に出力する。例えば、作業内容の判定結果が入出力装置11の画像表示装置に表示される。   In step SB6 (FIG. 6), the determination result of the work content is output to the input / output device 11 (FIG. 1). For example, the determination result of the work content is displayed on the image display device of the input / output device 11.

図10Aに、入出力装置11の表示装置に表示された内容の一例を示す。ステップSB5で抽出された候補が1つの場合には、候補として抽出された作業内容が、検証データ及び状態の遷移の経路とともに、入出力装置11に出力される。   FIG. 10A shows an example of the contents displayed on the display device of the input / output device 11. When there is one candidate extracted in step SB5, the work content extracted as a candidate is output to the input / output device 11 together with the verification data and the state transition path.

図10Bに、ステップSB5で複数の候補が抽出された場合の表示例を示す。候補として抽出された複数の作業内容が、一致確率及び状態の遷移の経路とともに、入出力装置11に出力される。オペレータは、表示された一致確率、及び状態の遷移の経路に基づいて、検証データTに対応する作業内容を推測することができる。   FIG. 10B shows a display example when a plurality of candidates are extracted in step SB5. A plurality of work contents extracted as candidates are output to the input / output device 11 together with a match probability and a path of state transition. The operator can estimate the work content corresponding to the verification data T based on the displayed matching probability and the state transition path.

上記実施例では、作業機械から取得された種々の運転変数のある期間の平均値ではなく、時間変化(すなわち、特徴量の時系列)に基づいて作業内容が判定される。このため、判定精度を高めることができる。   In the above-described embodiment, the work content is determined based on a change over time (that is, a time series of feature values) instead of an average value of various operation variables acquired from the work machine over a certain period. For this reason, the determination accuracy can be increased.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

10 作業機械の管理装置
11 入出力装置
12 処理装置
13 記憶装置
18 作業機械
19 通信回線
E 特徴量
K、L 状態系列
S 状態
STM 状態遷移モデル
Pc 一致確率
PcT 閾値
t 遷移確率
e 出現確率
PK、PL 生成確率
R 参照データ
T 検証データ
W 作業内容
V 運転変数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Work machine management device 11 Input / output device 12 Processing device 13 Storage device 18 Work machine 19 Communication line E Feature quantity K, L State series S State STM State transition model Pc Match probability PcT Threshold t Transition probability e Appearance probability PK, PL Generation probability R Reference data T Verification data W Work contents V Operating variable

Claims (8)

複数のデータを、ある期間に亘って測定して得られたデータの時間変化が入力される入力装置と接続され、ショベルによる作業内容を判定するショベルの処理装置であって、
前記処理装置は、
時間軸上で複数の区間に区分された前記データに基づき、前記区間ごとに前記データの特徴量を決定し、
前記決定された特徴量に基づき前記区間ごとの状態を求め、
前記求められた区間ごとの状態の遷移に基づいて作業内容ごとに対応する一致確率を算出し、前記ショベルの、前記遷移に対応する作業内容を判定するショベルの処理装置。
A shovel processing device that is connected to an input device to which a time change of data obtained by measuring a plurality of data over a certain period is input, and that determines work contents by the shovel,
The processor is
Based on the data divided into a plurality of sections on the time axis, determine the feature amount of the data for each section,
A state for each section is obtained based on the determined feature amount,
A shovel processing device that calculates a matching probability corresponding to each work content based on the obtained state transition for each section, and determines the work content corresponding to the transition of the shovel.
複数のデータを、ある期間に亘って測定して得られたデータの時間変化が入力される入力装置と接続され、ショベルの動作を判定するショベルの処理装置であって、A shovel processing device that is connected to an input device to which a time change of data obtained by measuring a plurality of data over a certain period is input, and that determines the operation of the shovel,
前記処理装置は、The processor is
時間軸上で複数の区間に区分された前記データに基づき、前記区間ごとに前記データの特徴量を決定し、Based on the data divided into a plurality of sections on the time axis, determine the feature amount of the data for each section,
前記決定された特徴量に基づき、動作に対応する状態について確率を求め、ショベルの動作を判定するショベルの処理装置。A shovel processing device that determines a probability of a state corresponding to a motion based on the determined feature amount and determines a shovel motion.
前記状態は、少なくともブーム上げ動作及びアーム伸ばし動作を含む請求項1または2に記載のショベルの処理装置。   The shovel processing device according to claim 1, wherein the state includes at least a boom raising operation and an arm extending operation. 前記作業内容は、少なくとも掘削作業及び積み込み作業を含む請求項1に記載のショベルの処理装置。   The excavator processing device according to claim 1, wherein the work content includes at least excavation work and loading work. 複数のデータを、ある期間に亘って測定して得られたデータの時間変化に基づいて、ショベルによる作業内容を判定するショベルの作業内容判定方法であって、
時間軸上で複数の区間に区分された前記データに基づき、前記区間ごとに前記データの特徴量を決定し、
前記決定された特徴量に基づき前記区間ごとの状態を求め、
前記求められた区間ごとの状態の遷移に基づいて作業内容ごとに対応する一致確率を算出し、前記ショベルの、前記遷移に対応する作業内容を判定する判定方法。
An excavator work content determination method for determining work content by an excavator based on time variation of data obtained by measuring a plurality of data over a certain period,
Based on the data divided into a plurality of sections on the time axis, determine the feature amount of the data for each section,
A state for each section is obtained based on the determined feature amount,
On the basis of the transition of the obtained in each section condition calculates the matching probability corresponding to each work and the shovel, determine the constant how to determine the work corresponding to the transition.
複数のデータを、ある期間に亘って測定して得られたデータの時間変化に基づいて、ショベルの動作を判定するショベルの動作の判定方法であって、A method for determining the operation of a shovel that determines the operation of the shovel based on a time change of data obtained by measuring a plurality of data over a period of time,
時間軸上で複数の区間に区分された前記データに基づき、前記区間ごとに前記データの特徴量を決定し、Based on the data divided into a plurality of sections on the time axis, determine the feature amount of the data for each section,
前記決定された特徴量に基づき、動作に対応する状態について確率を求め、ショベルの動作を判定する判定方法。A determination method for determining a shovel operation by obtaining a probability for a state corresponding to an operation based on the determined feature amount.
前記状態は、少なくともブーム上げ動作及びアーム伸ばし動作を含む請求項5または6に記載の判定方法。 The state, determine the constant A method according to claim 5 or 6 comprising at least boom raising operation and arm stretching operation. 前記作業内容は、少なくとも掘削作業及び積み込み作業を含む請求項に記載の判定方法。
The determination method according to claim 5 , wherein the work content includes at least excavation work and loading work.
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