JP6689563B2

JP6689563B2 - ショベル、建設機械用のスマートフォン及びスマートフォン用プログラム

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Publication number: JP6689563B2
Application number: JP2014092984A
Authority: JP
Inventors: 加藤　英彦; 英彦加藤; 泉川　岳哉; 岳哉泉川
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2034-04-28
Also published as: JP2015209718A

Description

本発明は、ショベルに関する。

トランスポンダを装着したショベル周辺の作業者とショベルに搭載されたトランシーバとの間でマイクロ波を送受信させることによりトランスポンダとトランシーバとの間の距離を取得し、その距離に基づいて作業者がショベルに接近したことをショベルのオペレータに知らせるシステムが知られている（特許文献１参照。）。

特開平８−０３６０５０号公報

しかしながら、上述のシステムは、専用のトランスポンダを作業者の数だけ用意する必要があるため、作業現場毎に異なる作業者の数に対応できないおそれがある。

上述に鑑み、周辺で作業する作業者の安全を更に図るショベルを提供することが望まれる。

本発明の実施例に係るショベルは、走行体と、前記走行体に搭載された旋回体と、前記旋回体の前側に設けられた掘削アタッチメントと、前記掘削アタッチメントの左側に設けられたキャビンと、を備え、前記ショベルの周囲の所定距離内のスマートフォンが運転者端末か作業者端末かが前記スマートフォンによって判定され、前記スマートフォンが前記作業者端末であると判定された場合に、前記作業者端末を持つ作業者に関する情報を前記キャビンの運転者に通知する。

上述の手段により、周辺で作業する作業者の安全を更に図るショベルが提供される。

本発明の実施例に係る安全作業支援システムが搭載されるショベルの構成例を示す側面図である。安全作業支援アプリケーションの構成例を示す機能ブロック図である。ショベル及びその周辺の上面視である。情報通知処理の流れを示すフローチャートである。作業者端末のディスプレイに表示される警告画面の一例を示す。運転者端末のディスプレイに表示される警告画面の一例を示す。

図１は、本発明の実施例に係る安全作業支援システム１００を搭載する建設機械としてのショベルの側面図を示す図である。ショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはバケット６が取り付けられる。ブーム４、アーム５、及びバケット６は掘削アタッチメントを構成し、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によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。また、上部旋回体３の上部には発信機５０が取り付けられる。

また、図１は、スマートフォンＳＰ０を持った運転者Ｄ０がショベルのキャビン１０内に搭乗している状態を示す。また、図１は、スマートフォンＳＰ１を持った作業者Ｗ１とスマートフォンＳＰ２を持った作業者Ｗ２とがショベルの周囲で作業している状態を示す。

安全作業支援システム１００は、ショベルの周りで作業する作業者Ｗ１、Ｗ２の安全を図るシステムであり、主に発信機５０で構成される。発信機５０は、作動状態のときに所定周期でショベル信号を発信する装置であり、例えば、近距離無線通信規格であるBluetooth（登録商標）に準拠した装置、又は、無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１（Wi-Fi（登録商標））に準拠した装置である。ショベル信号はショベルの存在を周囲に知らせるための信号である。本実施例では、発信機５０は、ショベルを中心とする所定距離範囲内の領域に存在するスマートフォンが受信できる程度の電波強度でショベル信号を発信する。また、発信機５０は、ショベルへの着脱が容易な電池駆動の装置であり、例えばショベルを作動させる際に取り付けられ、ショベルを停止させた後で取り外される。そして、ショベルに取り付けられている間は常に作動状態となるように構成される。なお、発信機５０はショベルの起動に連動して起動し、ショベル作動時に作動状態となりショベル停止時に停止状態となるように構成されてもよい。

また、ショベル信号は発信機５０の識別情報を含む。発信機５０の識別情報は、例えばBluetooth Deviceアドレス、ＭＡＣアドレス等である。そのため、ショベル信号を受信したスマートフォンは発信機５０を一意に特定できる。

次に、図２及び図３を参照し、スマートフォンＳＰ０〜ＳＰ２のそれぞれにインストールされる安全作業支援アプリケーション６０の各構成要素について説明する。なお、図２は、安全作業支援アプリケーション６０の構成例を示す機能ブロック図である。また、図３は、ショベル及びその周辺の上面視であり、破線円５０Ｒは、発信機５０の電波到達範囲を表す。また、図３は、ショベルのキャビン１０内に車載ディスプレイ５５、車載ラジオ５６、及び車載スピーカ５７が設置された状態を示す。

安全作業支援アプリケーション６０は、スマートフォン上で動作するプログラムであり、主に、識別部６１、通知部６２、及び送信部６３を含む。

識別部６１は、ショベル信号を受信したスマートフォンが運転者端末であるかを識別する機能要素である。本実施例では、識別部６１は、ショベル信号に含まれる発信機５０の識別情報に基づいて、ショベル信号を受信したスマートフォンが運転者端末であるかを識別する。また、各スマートフォンは、発信機５０の識別情報とその識別情報によって特定される発信機５０が取り付けられたショベルの運転者に関する情報との対応関係を示す対応テーブルを予め記憶している。なお、運転者に関する情報は、運転者が所持するスマートフォン（以下、「運転者端末」とする。）の識別情報を含み、例えば、ＩＭＥＩ（International Mobile Equipment Identity）、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）等である。

具体的には、識別部６１は、対応テーブルを参照して運転者端末の識別情報を取得する。その後、識別部６１は、運転者端末の識別情報と、自身が動作するスマートフォン（以下、「自端末」とする。）の識別情報とを比較して２つの識別情報が一致するかを判定する。そして、一致すると判定した場合、識別部６１は、自端末が運転者端末であると識別する。また、一致しないと判定した場合、識別部６１は、自端末が運転者端末以外の端末（以下、「作業者端末」とする。）であると識別する。

また、運転者端末は、作業者端末となり得るスマートフォンの識別情報を取得できる場合には、例えばショベル及び発信機５０が起動されたときに、自端末が運転者端末であることを各作業者端末に通知し、各作業者端末に記憶された対応テーブルを更新させてもよい。

なお、識別部６１は、ネットワークを経由して所定の情報サーバにアクセスし、その情報サーバに記憶された対応テーブルを参照して自端末が運転者端末であるかを識別してもよい。また、運転者は、運転者端末を通じて情報サーバに記憶された対応テーブルを更新し、自端末が運転者端末であることを登録してもよい。

また、上述の例はショベルの運転者が固定的である場合に関するが、ショベルの運転者はその都度入れ替わる場合もある。この場合、識別部６１は、ショベル信号の電波強度に基づいて自端末が運転者端末であるかを識別してもよい。これは、運転者が所持するスマートフォンは、発信機５０に近い位置（キャビン１０内）に存在するという事実に基づく。

なお、識別部６１は、情報サーバを利用する場合には、ショベル信号の電波強度に基づいて自端末が運転者端末であると識別したときにその旨を情報サーバに通知し、情報サーバが記憶する対応テーブルの内容を更新してもよい。他のスマートフォンが情報サーバにアクセスしたときに最新の情報を得ることができるようにするためである。また、情報サーバは、対応テーブルの内容が更新された場合にその更新された情報を各スマートフォンに通知し、各スマートフォンが記憶する対応テーブルの内容を更新させてもよい。

通知部６２は、スマートフォンの所持者に各種情報を通知する機能要素である。本実施例では、通知部６２は、ショベル信号を受信し且つ自端末が作業者端末であると識別された場合、近くにショベルが存在する旨をそのスマートフォンの所持者である作業者に通知する。具体的には、通知部６２は、自端末の付属ディスプレイにその旨を表すテキストメッセージ等の画像を表示させたり、自端末の付属スピーカからその旨を表す音声メッセージを音声出力させたりする。その際、通知部６２は、自端末のバイブレーション機能を利用してもよい。また、通知部６２は、作業者信号を受信した場合、近くに作業者が存在する旨をそのスマートフォンの所持者である運転者に通知する。

作業者信号は、自端末が作業者端末であると識別した場合にその作業者端末が運転者端末に対して送信する信号である。作業者信号は、例えば、作業者端末が受信したショベル信号に含まれる発信機５０の識別番号、作業者端末の位置情報等を含む。なお、作業者端末の位置情報は、例えば、作業者端末のＧＰＳ機能によるＧＰＳ情報（緯度、経度、高度に関する情報）である。

また、通知部６２は、作業者信号に含まれる作業者端末の位置情報と、運転者端末である自端末の位置情報とに基づいて作業者端末と運転者端末との位置関係を把握し、その位置関係を表す画像情報を付属ディスプレイに表示してもよい。

なお、運転者Ｄ０の所持するスマートフォンＳＰ０は、ショベルのキャビン１０内にある車載機器に自動的に無線接続されてもよく有線接続されてもよい。そして、スマートフォンＳＰ０が車載機器に接続されている場合、通知部６２は、車載機器を利用して運転者に対する通知を行うようにしてもよい。例えば、本実施例では、スマートフォンＳＰ０は、Bluetooth（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１等に準拠する無線通信により車載ディスプレイ５５及び車載ラジオ５６に接続される。そのため、スマートフォンＳＰ０は、各種画像を車載ディスプレイ５５に表示させ、且つ、車載ラジオ５６を通じて車載スピーカ５７から音声を出力させることができる。そして、通知部６２は、近くに作業者が存在する旨を表すテキストメッセージ等の画像を車載ディスプレイ５５に表示させることができ、その旨を表す音声メッセージを車載スピーカ５７から音声出力させることができる。

送信部６３は、各種情報を他のスマートフォンに送信する機能要素である。本実施例では、送信部６３は、Bluetooth（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１等に準拠する無線通信を通じ、運転者端末に対して作業者信号を送信する。具体的には、送信部６３は、識別部６１が取得した運転者端末の識別情報に基づいて送信先を特定し、その送信先に作業者信号を送信する。

次に、図４を参照し、安全作業支援アプリケーション６０が運転者Ｄ０、作業者Ｗ１、作業者Ｗ２に情報を通知する処理（以下、「情報通知処理」とする。）の一例について説明する。なお、図４は、情報通知処理の流れを示すフローチャートであり、安全作業支援アプリケーション６０は、所定周期で繰り返しこの情報通知処理を実行する。

最初に、安全作業支援アプリケーション６０は、ショベルに取り付けられた発信機５０が発信するショベル信号を受信したか判定する（ステップＳ１）。

そして、ショベル信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、安全作業支援アプリケーション６０の識別部６１は、自端末が運転者端末であるかを識別する（ステップＳ２）。

識別部６１により自端末が運転者端末でないと判定された場合（ステップＳ２のＮＯ）、すなわち自端末が作業者端末であると判定された場合、安全作業支援アプリケーション６０の通知部６２は、ショベルの存在を作業者に通知する（ステップＳ３）。具体的には、通知部６２は、作業者端末としての自端末のディスプレイにショベルが近くに存在する旨を表す警告画面を表示する。なお、図５は、作業者端末のディスプレイに表示される警告画面の一例を示す。このとき、通知部６２は、ショベルが近くに存在する旨を表す音声メッセージをその作業者端末の付属スピーカから音声出力させてもよく、バイブレータ機能を作動させてもよい。

その後、安全作業支援アプリケーション６０の送信部６３は、運転者端末に対して作業者信号を送信する（ステップＳ４）。具体的には、送信部６３は、無線通信を通じ、作業者端末の位置情報を含む作業者信号を運転者端末に向けて送信する。なお、運転者端末は、識別部６１が運転者端末の識別の際に取得した運転者端末の識別情報に基づいて特定される。

一方、識別部６１により自端末が運転者端末であると判定された場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、通知部６２は、作業者端末から作業者信号を受信したかを判定する（ステップＳ５）。

そして、作業者端末から作業者信号を受信したと判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、通知部６２は、作業者の存在を運転者に通知する（ステップＳ６）。具体的には、通知部６２は、運転者端末としての自端末の付属ディスプレイに作業者が近くに存在する旨を表す警告画面を表示する。

図６は、運転者端末の付属ディスプレイに表示される警告画面の一例を示す。図６の警告画面はその中央部分にショベルのＣＧ画像を表示する。また、作業者信号に含まれる作業者端末の位置情報と運転者端末である自端末の位置情報とに基づいて導き出される作業者端末とショベルとの位置関係を表示する。なお、図６の点滅画像Ｇ１は作業者Ｗ１が所持するスマートフォンＳＰ１の位置を表し、点滅画像Ｇ２は作業者Ｗ２が所持するスマートフォンＳＰ２の位置を表す。このとき、通知部６２は、作業者Ｗ１、Ｗ２がショベルの近くに存在する旨を表す音声メッセージを自端末の付属スピーカから音声出力させてもよく、バイブレータ機能を作動させてもよい。また、通知部６２は、自端末がキャビン１０内の車載機器に接続されている場合には、車載ディスプレイ５５に警告画面を表示させてもよく、車載スピーカ５７から音声メッセージを音声出力させてもよい。

以上の構成により、安全作業支援システム１００は、発信機５０が周囲に向けて発信するショベル信号を作業者Ｗ１、Ｗ２が所持するスマートフォン（作業者端末）ＳＰ１、ＳＰ２に受信させてショベルの存在を通知する。このように、安全作業支援システム１００は、通信端末として一般的に普及しているスマートフォンの標準的な通信機能を利用し、ショベルの周辺で作業する作業者にショベルの存在を通知できる。また、作業者が所有するスマートフォンを利用し、ショベルの周辺で作業する作業者にショベルの存在を通知できる。そのため、トランスポンダ等の専用端末を用意する必要がない。その結果、作業現場毎に作業者の数が異なる場合であっても必要な数の作業者端末を容易に確保でき、作業現場毎に異なる作業者の数に柔軟に対応できる。また、作業現場毎にショベルの数が異なる場合であっても必要な数の運転者端末を容易に確保でき、作業現場毎に異なるショベルの数に柔軟に対応できる。また、情報サーバを介さずに各種機能を実現できるため、周囲に基地局がなく携帯電話通信サービスを利用できない僻地に作業現場がある場合であっても有効に機能する。

また、ショベル信号に含まれる発信機５０の識別情報は、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２にインストールされた安全作業支援アプリケーション６０により、運転者Ｄ０が所持するスマートフォン（運転者端末）ＳＰ０の識別情報に対応付けられる。そのため、ショベル信号を受信した作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２は、運転者端末ＳＰ０に対して作業者情報を送信し、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２の存在を、運転者端末ＳＰ０に通知できる。

また、作業者情報は、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２の位置情報を含む。具体的には、作業者情報は、ショベルと作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２との間の距離に関する情報を含む。そして、その距離に関する情報の内容は、例えば、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２が受信したショベル信号の電波強度に応じて決定される。また、運転者端末ＳＰ０は、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２の位置情報と運転者端末ＳＰ０の位置情報とに基づいて作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２と運転者端末ＳＰ０との位置関係を把握する。そして、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２の位置情報は、例えば、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２のＧＰＳ機能によるＧＰＳ情報に基づき、運転者端末ＳＰ０の位置情報は、例えば、運転者端末ＳＰ０のＧＰＳ機能によるＧＰＳ情報に基づく。この構成により、安全作業支援システム１００は、作業者及び運転者のそれぞれに適した有用な情報を通知できる。

また、運転者端末ＳＰ０は、ショベルに搭載される車載ディスプレイ５５、車載ラジオ５６等の出力装置に接続されてもよい。この場合、運転者端末ＳＰ０は、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２から作業者信号を受信した場合に、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２に関する情報をその出力装置から出力させる。そのため、安全作業支援システム１００は、運転者端末ＳＰ０の付属ディスプレイよりも大きな車載ディスプレイに警告画面等を表示させることができる。また、運転者端末ＳＰ０の付属スピーカよりも大きな出力で車載スピーカから音声メッセージを音声出力させることができる。

また、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２は、発信機５０からショベル信号を受信した場合に、ショベルに関する情報を、付属ディスプレイ、付属スピーカ等の付属の出力装置に出力する。そのため、安全作業支援システム１００は、運転者端末ＳＰ０を所持する運転者に対する情報の通知とは無関係に、作業者端末ＳＰ１、ＳＰ２を所持する作業者にショベルの存在を通知できる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例では、単一の発信機５０がショベルに取り付けられるが、複数個の発信機が取り付けられてもよい。この場合、安全作業支援システム１００は、各発信機の識別情報を異ならせ、各発信機がショベル上で互いに所定距離以上離れた位置（例えば、ショベルの右前部、左前部、右後部、左後部の４箇所等）に取り付けられるようにする。この構成により、安全作業支援システム１００は、取り付け位置と識別情報との対応関係を予め定義しておくことで、各発信機と作業者端末との間の距離に関する情報に基づいて作業者端末がショベルに対して周囲のどの位置に存在するかを特定できる。

また、安全作業支援システム１００は、１台のショベルの周辺で作業する作業者の安全を図るためのものとして説明された。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、安全作業支援システム１００は、同じ作業現場で複数台のショベルが稼働している場合に、それら複数台のショベルのそれぞれの周辺で作業する作業者の安全を図るために利用されてもよい。この場合、ある特定のショベルに関する運転者端末は、他のショベルに関する作業者端末として機能する。

また、安全作業支援システム１００は、バケット、アーム、ブーム、旋回機構等の可動部材を備えながら自走するショベルに搭載される。しかしながら、安全作業支援システム１００は、フォークリフト、アスファルトフィニッシャ等のように旋回機構を有しない建設機械に搭載されてもよい。或いは、安全作業支援システム１００は、産業用機械若しくは固定式クレーン等のように可動部材を有するが自走はしない建設機械に搭載されてもよい。

１・・・下部走行体２・・・旋回機構３・・・上部旋回体４・・・ブーム５・・・アーム６・・・バケット７・・・ブームシリンダ８・・・アームシリンダ９・・・バケットシリンダ１０・・・キャビン５０・・・発信機５０Ｒ・・・電波到達範囲５５・・・車載ディスプレイ５６・・・車載ラジオ５７・・・車載スピーカ６０・・・安全作業支援アプリケーション６１・・・識別部６２・・・通知部６３・・・送信部１００・・・安全作業支援システムＤ０・・・運転者Ｇ１、Ｇ２・・・点滅画像ＳＰ０、ＳＰ１、ＳＰ２・・・スマートフォンＷ１、Ｗ２・・・作業者

Claims

ショベルであって
走行体と、
前記走行体に搭載された旋回体と、
前記旋回体の前側に設けられた掘削アタッチメントと、
前記掘削アタッチメントの左側に設けられたキャビンと、を備え、
前記ショベルの周囲の所定距離内のスマートフォンが運転者端末か作業者端末かが前記スマートフォンによって判定され、前記スマートフォンが前記作業者端末であると判定された場合に、前記作業者端末を持つ作業者に関する情報を前記キャビンの運転者に通知する、
ショベル。
前記ショベルから所定距離内に存在するスマートフォン毎のＧＰＳ情報を受信する、
請求項１のショベル。
前記作業者に関する情報には、前記作業者の接近、前記作業者の位置、前記作業者と前記ショベルとの間の距離、及び、前記作業者の識別情報のうちの少なくとも１つが含まれる、
請求項１のショベル。
前記キャビン内に存在するスマートフォンを介し、前記作業者に関する情報を、前記キャビン内の前記運転者に通知する、
請求項１乃至３の何れかのショベル。
前記キャビン内に存在するスマートフォンは、前記作業者に関する情報を、音、表示、又は、振動によって、前記キャビン内の前記運転者に通知する、
請求項４のショベル。
前記キャビン内に設けられ、Wi-Fi（登録商標）又はBluetooth（登録商標）の通信機能を備えた手段を接続するための接続部と、
前記キャビン内に設けられた通知部と、を備え、
前記接続部及び前記通知部を介し、前記ショベルから所定距離内のスマートフォンを持った前記作業者に関する情報を、前記キャビン内の前記運転者に通知する、
請求項１乃至５の何れかのショベル。
前記キャビン内に設けられたディスプレイを備え、
前記ディスプレイに、スマートフォン毎のスマートフォンに関する情報を表示する、
請求項１乃至６の何れかのショベル。
建設機械の周りで作業する作業者の安全を図るように前記建設機械に取り付けられる発信機からの第１情報を受信する建設機械用のスマートフォンであって、
前記建設機械の周囲の所定距離範囲内に存在する場合に、前記建設機械用のスマートフォンが運転者端末と作業者端末のうちの前記作業者端末であると判定されるときに、前記建設機械の存在を作業者へ通知する、
建設機械用のスマートフォン。
前記第１情報を受信した際にバイブレータ機能を作動させ、若しくは、音声を出力する、
請求項８の建設機械用のスマートフォン。
前記第１情報は、前記発信機の識別情報を含み、
前記発信機の識別情報は、他のスマートフォンの識別情報に対応付けられ、
前記建設機械用のスマートフォンが前記建設機械の周囲の所定距離範囲内に存在する場合に、前記他のスマートフォンに対して第２情報を送信する、
請求項８又は９の建設機械用のスマートフォン。
建設機械の周りで作業する作業者が所持し、且つ、前記建設機械に取り付けられる発信機からの第１情報を受信するスマートフォンへインストールされるプログラムであって、
前記建設機械の周囲の所定距離範囲内に前記スマートフォンが存在する場合に、前記スマートフォンが運転者端末と作業者端末のうちの前記作業者端末であると判定されるときに、前記スマートフォンに前記建設機械の存在を前記作業者に対して通知させる、
スマートフォン用プログラム。
前記第１情報を受信した際に前記スマートフォンでバイブレータ機能を作動させ、若しくは、音声を出力をさせる、
請求項１１のスマートフォン用プログラム。
前記第１情報は、前記発信機の識別情報を含み、
前記発信機の識別情報は、他のスマートフォンの識別情報に対応付けられ、
前記スマートフォンが前記建設機械の周囲の所定距離範囲内に存在する場合に、前記他のスマートフォンに対して前記スマートフォンから第２情報を送信させる
請求項１１又は１２のスマートフォン用プログラム。