JP7149078B2 - 情報提示装置および情報提示方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、作業機械と工事車両の位置を計測し、その近接度合に基づいて警報を出力する技術が開示されている。また特許文献2には、作業機械が所定範囲内に進入した場合に、警報装置に警報を出力させる技術が開示されている。
本発明の目的は、有人運転車両のオペレータに、他の有人運転車両の動向を容易に認識させることができる情報提示装置および情報提示方法を提供することにある。
《施工現場管理システム》
図1は、第1の実施形態に係る施工現場管理システムの構成を示す概略図である。
施工現場管理システム1は、施工現場Gを走行する積込車両V2の車載端末V203(表示装置)に、運搬車両V1の走行ルートを提示することで、積込車両V2のオペレータに注意を喚起するためのシステムである。積込車両V2および運搬車両V1は、有人運転車両の一例である。特に、運搬車両V1は第1の有人運転車両の一例であり、積込車両V2は、第2の有人運転車両の一例である。施工現場管理システム1は、複数の撮像装置110と、情報提示装置120とを備える。
図1に示す施工現場Gにおいては、施工現場Gの入口において施工現場Gに進入する運搬車両V1の積荷を作業者Wが確認する。作業者Wは、積荷の種類に基づいて運搬車両V1の目的地となるストックヤードYを決定し、運搬車両V1のオペレータに通知する。また、作業者Wは、運搬車両V1に積荷がない場合、運搬車両V1のオペレータから積載予定の積荷を聞き出し、聞き出した積荷に基づいて目的地を決定する。作業者Wは、スマートフォンなどの作業者端末130を所持する。作業者Wは、作業者端末130に、運搬車両V1のオペレータに通知した目的地を入力する。作業者端末130は、入力された目的地を情報提示装置120に送信する。なお、運搬車両V1は、積荷をストックヤードYに下ろした後、空荷状態で施工現場Gを退出し、または他の積荷を積載した後に退出する。この場合、作業者Wは、積荷を下ろした後の作業予定も聞き出し、次の目的地の情報も作業者端末130を介して情報提示装置120に送信してもよい。
積込車両V2は、土砂の積込現場において稼働し、盛土作業または掘削作業を行う車両である。積込車両V2の例としては、油圧ショベル、ブルドーザー、ホイールローダーなどが挙げられる。
積込車両V2は、運転室V200を備える。運転室V200の内部には、オペレータが着座するための運転席V201、積込車両V2を操作するための操作装置V202、作業に関する情報を表示する車載端末V203が設けられる。
操作装置V202は、オペレータの操作に応じて、積込車両V2の作業機の動作、旋回動作、および走行動作のための操作信号を生成する。車載端末V203は、運転室V200のフロントガラスと運転席V201の間に設けられる。なお、車載端末V203の位置は図2に示す位置に限られない。
図3は、第1の実施形態に係る情報提示装置の構成を示す概略ブロック図である。
情報提示装置120は、プロセッサ1100、メインメモリ1200、ストレージ1300、インタフェース1400を備えるコンピュータである。ストレージ1300は、プログラムを記憶する。プロセッサ1100は、プログラムをストレージ1300から読み出してメインメモリ1200に展開し、プログラムに従った処理を実行する。
またプロセッサ1100は、プログラムの実行により、メインメモリ1200に画像記憶部1201、車両記憶部1202の記憶領域を確保する。
次に、第1の実施形態に係る情報提示装置120の動作について説明する。
図4-図5は、第1の実施形態に係る情報提示装置による全体俯瞰画像の生成方法を示すフローチャートである。
情報提示装置120の画像取得部1101は、複数の撮像装置110のそれぞれから画像を取得する(ステップS1)。俯瞰画像生成部1102は、撮像装置110の設置位置および視線方向に応じた変形パラメータを用いて、画像取得部1101が取得した各画像を変形する(ステップS2)。次に、俯瞰画像生成部1102は、変形した複数の画像を合成することで、全体俯瞰画像を生成し、画像記憶部1201に全体俯瞰画像を記憶させる(ステップS3)。車両認識部1103は、生成した全体俯瞰画像から、積込車両V2が写る座標、および運搬車両V1が写る座標を特定する(ステップS4)。
車両追跡部1104は、画像記憶部1201から、前回生成された全体俯瞰画像を読み出し、選択された車両と類似する車両がステップS4で特定された座標の近傍に存在するか否かを判定する(ステップS6)。選択された車両と類似する車両が、特定された座標の近傍に存在する場合(ステップS6:YES)、車両追跡部1104は、車両記憶部1202から当該座標に関連付けられた車両の識別情報を特定する(ステップS7)。車両追跡部1104は、車両記憶部1202が当該識別情報に関連付けて記憶する座標を、ステップS4で特定された座標に書き換える(ステップS8)。他方、選択された車両と類似する車両がステップS4で特定された座標の近傍に存在しない場合(ステップS6:NO)、車両認識部1103は、当該車両に新たな識別情報を付与する(ステップS9)。車両認識部1103は、当該識別情報とステップS4で特定した座標とを関連付けて車両記憶部1202に記録する(ステップS10)。
これにより、情報提示装置120は、画像記憶部1201が記憶するすべての車両の位置を更新することができる。
表示制御部1110は、車両記憶部1202が記憶する車両のうち、選択された積込車両V2の実識別情報に関連付けられたものがあるか否かを判定する(ステップS13)。車両記憶部1202に、選択された積込車両V2の実識別情報に関連付けられた車両が記憶されていない場合(ステップS13:NO)、表示制御部1110は、ステップS11で生成した表示画像を、選択された積込車両V2に送信する(ステップS14)。
つまり、施工現場Gに存在する積込車両V2のうち、全体俯瞰画像に写る車両との紐づけがなされていないものには、図6に示すように、全体俯瞰画像と車両を表すプロットP1とを含む表示画像が送信される。図6は、全体俯瞰画像に写る車両との紐づけがない車載端末に表示される画像の例である。
つまり、施工現場Gに存在する積込車両V2のうち、全体俯瞰画像に写る車両との紐づけがなされており、かつ近傍に運搬車両V1が存在しないものには、図7に示すように、全体俯瞰画像と車両を表すプロットP1と現在位置を表すプロットP2とを含む表示画像が送信される。図7は、近傍に運搬車両が存在しない積込車両の車載端末に表示される画像の例である。これにより、運搬車両V1のオペレータは、乗車している積込車両V2と他の車両の位置関係を容易に認識することができる。
つまり、施工現場Gに存在する積込車両V2のうち、全体俯瞰画像に写る車両との紐づけがなされており、かつ近傍に運搬車両V1が存在するものには、図8に示すように、全体俯瞰画像と車両を表すプロットP1と現在位置を表すプロットP2と近傍の運搬車両V1の走行ルートを表す線Lとを含む表示画像が送信される。図8は、近傍に運搬車両が存在する積込車両の車載端末に表示される画像の例である。これにより、運搬車両V1のオペレータは、乗車している積込車両V2の近傍の運搬車両V1の動向を容易に認識することができる。
次に、運搬車両V1を指定して目的地を情報提示装置120に登録する方法について説明する。
図9は、第1の実施形態における運搬車両の指定方法を示すフローチャートである。
作業者Wは、施工現場Gの入口に運搬車両V1が到着すると、当該運搬車両V1の積荷を認識し、これに基づいて行先のストックヤードを決定する。作業者は、決定したストックヤードの場所を運搬車両V1に伝えると、作業者端末130に当該ストックヤードの場所を目的地として入力する。作業者端末130は、入力された目的地を情報提示装置120に送信する。
次に、全体俯瞰画像から積込車両V2を指定する方法について説明する。
図10は、第1の実施形態における積込車両の指定方法を示すフローチャートである。
積込車両V2のオペレータが積込車両V2を起動させると、車載端末V203も起動する。車載端末V203は、起動すると、情報提示装置120から表示画像を受信して表示する(ステップS61)。起動した積込車両V2は情報提示装置120において全体俯瞰画像に写る車両と紐づけられていないため、このとき表示される表示画像には、現在位置を示すプロットP2が含まれない。
これにより、全体俯瞰画像に写る積込車両V2と実識別情報とが紐づけられたので、以降、当該積込車両V2には、現在位置を示すプロットP2が含まれる表示画像が送信される。
以上、第1の実施形態によれば、情報提示装置120は、運搬車両V1の走行ルートを予測し、積込車両V2に搭載される車載端末V203に、運搬車両V1の走行ルートを表示する表示画像を出力する。これにより、積込車両V2のオペレータは、運搬車両V1の動向を容易に認識することができる。
また、積込車両V2以外の車両に走行ルートを表示させてもよい。
第1の実施形態に係る施工現場管理システム1においては、作業者Wが運搬車両V1の積荷から目的地を決定する。これに対し、第2の実施形態に係る施工現場管理システム1においては、撮像装置110が撮像した画像に基づいて、情報提示装置120が目的地を特定する。
図11は、第2の実施形態に係る情報提示装置の構成を示す概略ブロック図である。
第2の実施形態に係る情報提示装置120は、第1の実施形態の構成に加え、さらに積荷特定部1111およびルート提示部1112を備える。例えば積荷特定部1111は、全体俯瞰画像のパターンマッチング等により、運搬車両V1の積荷を特定する。ルート提示部1112は、目的地特定部1105が特定した目的地を作業者端末130に表示させる。
第2の実施形態に係る施工現場管理システム1における運搬車両V1の特定方法を説明する。
図12は、第2の実施形態における運搬車両の指定方法を示すフローチャートである。
情報提示装置120の車両指定部1106は、全体俯瞰画像のうち施工現場Gの入口が写る領域に、運搬車両V1が写っているか否かを判定する(ステップS131)。施工現場Gの入口が写る領域に運搬車両V1が写っていない場合(ステップS131:NO)、指定すべき運搬車両が存在しないため、処理を終了する。他方、施工現場Gの入口が写る領域に運搬車両V1が写っている場合(ステップS131:YES)、積荷特定部1111は、全体俯瞰画像のうち施工現場Gの入口が写る領域に写った運搬車両V1のベッセルが写る領域を特定し、パターンマッチング等の処理により積荷の種類を特定する(ステップS132)。
つまり、第2の実施形態に係る情報提示装置120は、作業者端末130から運搬車両V1の指定を受け付けることなく、自動的に運搬車両V1の目的地を特定することができる。
なお、第2の実施形態では、情報提示装置120は、走行ルートを作業者端末130を介して運搬車両V1のオペレータに提示するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、情報提示装置120は、運搬車両V1のオペレータが所持する携帯端末や、運搬車両V1に搭載される車載端末に走行ルートを表示させてもよい。また他の実施形態においては、情報提示装置120は、運搬車両V1のオペレータに走行ルートを提示しなくてもよい。
第1、第2の実施形態に係る情報提示装置120は、予め施工現場Gにおいて車両が走行可能な領域内において最短で目的地に到達するルートを算出することで、走行ルートを予測する。これに対し、第3の実施形態に係る情報提示装置120は、運搬車両V1の走行履歴に基づいて各運搬車両V1の走行ルートを予測する。
図13は、第3の実施形態に係る情報提示装置の構成を示す概略ブロック図である。
第3の実施形態に係る情報提示装置120は、第1の実施形態の構成に加え、さらに走行履歴記憶部1203、予測モデル記憶部1204、ルート学習部1113を備える。
走行履歴記憶部1203は、運搬車両V1ごとに、施工現場Gに進入した運搬車両V1がストックヤードYに到着するまでの位置の時系列と、運搬車両V1がストックヤードYを出発してから施工現場Gから退出するまでの位置の時系列とを記憶する。
予測モデル記憶部1204は、運搬車両V1の識別情報と目的地と入力として、走行ルートを出力するための機械学習モデルを記憶する。機械学習モデルの例としては、ニューラルネットワークモデルや隠れマルコフモデルなどが挙げられる。
ルート学習部1113は、運搬車両V1の識別情報と、その運搬車両V1の目的地と、そのときの運搬車両V1の走行を表す位置の時系列と、を関連付けた教師データによって、予測モデル記憶部1204が記憶する機械学習モデルを更新する。教師データは、車両指定部1106に指定された車両の識別情報と、目的地特定部1105が特定した目的地と走行履歴記憶部1203が記憶する情報とから生成される。
ルート予測部1107は、車両指定部1106に指定された車両の識別情報と、目的地特定部1105が特定した目的地とを予測モデル記憶部1204が記憶する機械学習モデルに入力することで、走行ルートの出力を得ることができる。
なお、他の実施形態においては、情報提示装置120は、必ずしも機械学習を行わなくてもよい。例えば、他の実施形態に係る情報提示装置120は、運搬車両V1が同じ目的地へ向かうときに過去に走行したルートを、走行ルートとして出力してもよい。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る施工現場管理システム1は、複数の撮像装置110が撮像した画像を合成した全体俯瞰画像を含む表示画像を生成するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る情報提示装置120は、全体俯瞰画像に代えて、施工現場Gの全体が写るCAD画像を含む表示画像を生成してもよい。この場合にも、情報提示装置120は、全体俯瞰画像または各撮像装置110が撮像した画像に基づいて、車両を表すプロットP1および現在位置を示すプロットP2を生成する。
また、他の実施形態においては、車載端末V203は、積込車両V2に搭載された撮像装置が撮像した画像に、運搬車両V1の走行ルートを合成して表示してもよい。
Claims (11)
- 第1の有人運転車両の走行ルートを予測するルート予測部と、
前記第1の有人運転車両の位置に基づいて、前記第1の有人運転車両と第2の有人運転車両との距離が所定の距離未満であるか否かを判定することで、前記第2の有人運転車両に搭載される表示装置に前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示させるか否かを判定する判定部と、
前記第1の有人運転車両と前記第2の有人運転車両との距離が所定の距離未満であると判定された場合に、前記第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示する信号を出力する表示制御部と
を備える情報提示装置。 - 前記第1の有人運転車両は運搬車両であり、
前記第2の有人運転車両は積込車両である
請求項1に記載の情報提示装置。 - 第1の有人運転車両の走行ルートを予測するルート予測部と、
前記第1の有人運転車両が第2の有人運転車両と同じ施工現場に存在する場合に、前記第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示する信号を出力する表示制御部と
を備える情報提示装置。 - 前記第1の有人運転車両の目的地を特定する目的地特定部を備え、
前記ルート予測部は、前記第1の有人運転車両の位置と前記目的地とに基づいて、前記走行ルートを予測する
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の情報提示装置。 - 第1の有人運転車両の積荷を特定する積荷特定部と、
前記積荷に基づいて前記第1の有人運転車両の目的地を特定する目的地特定部と、
前記第1の有人運転車両の位置と前記目的地とに基づいて、前記第1の有人運転車両の走行ルートを予測するルート予測部と、
第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示する信号を出力する表示制御部と
を備える情報提示装置。 - 複数の第1の有人運転車両ごとに走行履歴に係る情報を記憶する履歴記憶部と、
前記履歴記憶部が記憶する情報に基づいて前記第1の有人運転車両の走行ルートを予測するルート予測部と、
第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示する信号を出力する表示制御部と
を備える情報提示装置。 - 前記第1の有人運転車両のオペレータに前記第1の有人運転車両が走行すべき走行ルートを提示するルート提示部を備える
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の情報提示装置。 - 第1の有人運転車両の走行ルートを予測するステップと、
前記第1の有人運転車両の位置に基づいて、前記第1の有人運転車両と第2の有人運転車両との距離が所定の距離未満であるか否かを判定することで、前記第2の有人運転車両に搭載される表示装置に前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示させるか否かを判定するステップと、
前記第1の有人運転車両と前記第2の有人運転車両との距離が所定の距離未満であると判定された場合に、前記第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示させるステップと
を有する情報提示方法。 - 第1の有人運転車両の走行ルートを予測するステップと、
前記第1の有人運転車両が第2の有人運転車両と同じ施工現場に存在する場合に、前記第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示する信号を出力するステップと
を有する情報提示方法。 - 第1の有人運転車両の積荷を特定するステップと、
前記積荷に基づいて前記第1の有人運転車両の目的地を特定するステップと、
前記第1の有人運転車両の位置と前記目的地とに基づいて、前記第1の有人運転車両の走行ルートを予測するステップと、
第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示する信号を出力するステップと
を有する情報提示方法。 - 複数の第1の有人運転車両ごとに走行履歴に係る情報を記憶する履歴記憶部が記憶する情報に基づいて前記第1の有人運転車両の走行ルートを予測するステップと、
第2の有人運転車両に搭載される表示装置に、前記第1の有人運転車両の前記走行ルートを表示する信号を出力するステップと
を有する情報提示方法。
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