JP7215959B2 - 再生装置、分析支援システム及び再生方法 - Google Patents
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Description
上記ツールにおいて、異なる2つの建設機械の動きの違いを把握できる機能が求められている。
以下、第1の実施形態に係る再生装置、及び、これを備える分析支援システムについて、図1~図10を参照しながら詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態に係る分析支援システムの全体構成を示す図である。
分析支援システム1は、再生装置10と、複数の建設機械3のそれぞれに搭載されたデータロガー20とを有している。
再生装置10の機能については後述する。
図2は、第1の実施形態に係る建設機械の構造を示す図である。
油圧ショベルである建設機械3は、作業現場等において土砂などを掘削、整地する。
図2に示すように、油圧ショベルである建設機械3は、走行するための下部走行体31と、下部走行体31の上部に設置され旋回可能な上部旋回体32とを有してなる。また、上部旋回体32には、運転室32A、作業機32B、及び、2つのGPSアンテナG1、G2が設けられている。
油圧ショベルである建設機械3が具備する上述の上部旋回体32、ブームBM、アームAR及びバケットBKは、建設機械3の可動部の一態様である。
図3は、第1の実施形態に係る建設機械の運転室の構成を示す図である。
操作レバーL1及び操作レバーL2は、運転室32A内のシートSTの左右に配置される。また、フットペダルF1及びフットペダルF2は、運転室32A内、シートSTの前方、床面に配置される。
図4は、第1の実施形態に係る再生装置の機能構成を示す図である。
以下、図4を参照しながら、第1の実施形態に係る再生装置10の機能について説明する。
図4に示すように、再生装置10は、CPU100と、メモリ101と、表示部102と、操作受付部103と、通信インタフェース104と、ストレージ105とを備えている。なお、CPU100は、CPUではなく、FPGA、GPU等のプロセッサであってもよい。
また、ストレージ105には、建設機械3の作業内容を推定する際に用いる単位作業予測モデルPM1、要素作業予測モデルPM2、推定する過程で生成されるヒートマップ(H1、H2)、推定された建設機械3の作業内容Rなども記録される。なお、単位作業予測モデルPM1、要素作業予測モデルPM2、ヒートマップ(H1、H2)については、後述する。
なお、上記所定のプログラムは、再生装置10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、ストレージ105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、再生装置10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、プロセッサ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。
取得部1000は、比較対象とする2つのログ情報TLを取得する。取得部1000が取得する2つのログ情報のうちの1つは、オペレータが、ファイル名などで、再生の対象として指定するログ情報である。以下、このログ情報を指定ログ情報TL1(第1のログ情報)と表記する。2つのログ情報のうちの他の1つは、指定ログ情報TL1を基とする再生と同時に再生されるログ情報である。以下、このログ情報を比較用ログ情報TL2(第2のログ情報)と表記する。比較用ログ情報TL2は、例えば、燃費が良い、作業時間が短い、熟練者による運転である、等の観点から、様々な作業内容や条件ごとに、当該作業内容の“お手本”として事前に選ばれたログ情報であってよい。
本実施形態に係る取得部1000は、後述の判定部1005による判定結果に基づいて、指定ログ情報TL1の比較対象として適切な比較用ログ情報TL2を自動的に検索して取得する。しかし、他の実施形態に係る取得部1000は、上記態様に限られず、例えば、取得部1000は、オペレータからファイル名などで指定されたログ情報を比較用ログ情報TL2として取得する態様であってもよい。また、記録されている比較用ログ情報TL2が1つのみである場合には、取得部1000は、当該1つの比較用ログ情報TL2を取得する態様であってもよい。
図5は、第1の実施形態に係る再生装置の処理フローを示す図である。
図6~図8は、第1の実施形態に係るログ情報の例を示す第1~第3の図である。
図9は、第1の実施形態に係る作業内容の推定に用いるヒートマップを示す図である。
図10は、第1の実施形態に係る再生装置の判定部による処理フローを示す図である。
図11は、第1の実施形態に係る建設機械モデルの例を示す図である。
以下、図5~図11を参照しながら、再生装置10が行う具体的な処理の流れについて詳細に説明する。
オペレータの操作により専用のアプリケーションが起動すると、CPU100の取得部1000は、再生の対象として指定された指定ログ情報TL1をメモリ101に展開して取得する(ステップS00)。
運転モードは、例えば、燃費優先モードと馬力優先モードとがある。燃費優先モードでは、燃費を一定以下に抑えるべく建設機械3の出力(馬力)に自動的に制限がかかる。馬力優先モードではこのような制限がないため、建設機械3の本来の馬力性能を発揮させて作業を行うことができる。運転モードは、建設機械3の操作者によって自由に切り替えられるだけでなく、建設機械3の現在の状態に応じて自動的に切り替わる場合もある。例えば、作業中に燃料が所定位置以下となった場合には、建設機械3は、自動的に馬力優先モードから燃費優先モードに切り替わる。
運搬車両IDは、建設機械3が現在行っている積み込み作業において、積み込み先の運搬車両を識別するための情報である。運搬車両IDは、例えば、建設機械3と運搬車両との間で行われる無線通信などを通じて取得される態様でもよいし、建設機械3の操作者が、目視確認などで端末装置に手入力する態様であってもよい。
掘削積込は、土砂または岩石を掘り、削り取り、削り取った土砂または岩石を運搬車両の荷台に積み込む作業である。掘削積込は、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回、排土待ちおよび荷台押えで構成される単位作業である。
鋤取りは、地面の余分な起伏を所定の高さにするため平らに削り取る作業である。鋤取りは、掘削および排土、または掘削、積荷旋回、排土、および空荷旋回で構成され、押し均しおよびホウキを含み得る単位作業である。
法面(下から)は、対象箇所の下方に位置する建設機械3によって斜面を作る作業である。法面(下から)は、転圧、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回で構成され、押し均しを含み得る単位作業である。
積荷集めは、掘削等によって出た土砂を、運搬車両に積む前に集めておく作業である。
積荷集めは、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回で構成され、押し均しを含み得る単位作業である。
走行は、建設機械3を移動させる作業である。単位作業としての走行は、要素作業としての走行から構成される単位作業である。
停車・休車は、バケットBKに土砂および岩石が無く、かつ所定時間以上停止している状態である。単位作業としての停車・休車は、要素作業としての停車から構成される単位作業である。
溝掘削は、地盤を溝状に細長く掘り、削り取る作業である。溝掘削は、掘削、積荷旋回、排土、および空荷旋回で構成され、押し均しを含み得る単位作業である。
埋戻しは、地盤に既に空いている溝または穴に土砂を入れて平らに埋め戻す作業である。埋戻しは、掘削、積荷旋回、排土、転圧、および空荷旋回で構成され、押し均しおよびホウキを含み得る単位作業である。
法面(上から)は、対象箇所の上方に位置する建設機械3によって斜面を作る作業である。法面(上から)は、転圧、掘削、積荷旋回、排土、空荷旋回で構成され、押し均しを含み得る単位作業である。
掘削は、バケットBKによって土砂または岩石を掘り、削り取る作業である。
積荷旋回は、削り取った土砂または岩石をバケットBKに抱えたまま、上部旋回体32を旋回させる作業である。
排土待ちは、削り取った土砂または岩石をバケットBKに抱えたまま、積み込むための運搬車両を待機している作業である。
排土は、削り取った土砂または岩石を、バケットBKから運搬車両または所定の場所に下ろす作業である。
空荷旋回は、バケットBKに土砂および岩石が無い状態で、上部旋回体32を旋回させる作業である。
荷台押えは、運搬車両の荷台に積み込んだ土砂を上からバケットBKで押えて平らにする作業である。
転圧は、乱れた地盤に対してバケットBKで土砂を押し込み、地盤を成形し、また強化する作業である。
押し均しは、バケットBKの底面で土砂を払い均す作業である。
ホウキは、バケットBKの側面で土砂を払い均す作業である。
このとき、判定部1005は、ストレージ105に記録されている複数の比較用ログ情報TL2に対し、ステップS00で取得した指定ログ情報TL1の比較対象として適切か否かを判定するための判定処理フローを行う。この処理フローについては、図10を参照しながら説明する。
車格が同程度であった場合(ステップS21;YES)、判定部1005は、次の判定処理(ステップS22)に移行する。車格が同程度ではなかった場合(ステップS21;NO)、判定部1005は、ステップS20で選択した比較用ログ情報TL2を再生の候補に加えずに、ステップS27に移行する。
旋回角度の変化量が同程度であった場合(ステップS22;YES)、判定部1005は、次の判定処理(ステップS23)に移行する。旋回角度の変化量が同程度ではなかった場合(ステップS22;NO)、判定部1005は、ステップS20で選択した比較用ログ情報TL2を再生の候補に加えずに、ステップS27に移行する。
排土待ち時におけるバケット高さが同程度であった場合(ステップS23;YES)、判定部1005は、次の判定処理(ステップS24)に移行する。排土待ち時におけるバケット高さが同程度ではなかった場合(ステップS23;NO)、判定部1005は、ステップS20で選択した比較用ログ情報TL2を再生の候補に加えずに、ステップS27に移行する。
運転モードが同一であった場合(ステップS24;YES)、判定部1005は、次の判定処理(ステップS25)に移行する。運転モードが同一ではなかった場合(ステップS24;NO)、判定部1005は、ステップS20で選択した比較用ログ情報TL2を再生の候補に加えずに、ステップS27に移行する。
積み込み対象とする運搬車両のサイズが同程度であった場合(ステップS25;YES)、判定部1005は、ステップS20で選択した比較用ログ情報TL2を再生の候補に加える(ステップS26)。積み込み対象とする運搬車両のサイズが同程度ではなかった場合(ステップS25;NO)、判定部1005は、ステップS20で選択した比較用ログ情報TL2を再生の候補に加えずに、ステップS27に移行する。
全ての比較用ログ情報を選択した場合(ステップS27;YES)、判定部1005は、オペレータから、再生の候補の中から1つの比較用ログ情報TL2の指定を受け付ける(ステップS28)。取得部1000は、ステップS28で指定された比較用ログ情報TL2を取得する。
また、上述したステップS21~ステップS25の判定処理の順番は適宜入れ替え可能であり、他の実施形態においては図10に示す順番に限定されない。また、他の実施形態においては、ステップS21~ステップS25の全てを行う必要はなく、ステップS21~ステップS25の少なくともいずれか一つを実施する態様であってもよい。
また、他の実施形態に係る判定部1005は、上記ステップS21~ステップS25の判定処理の他、作業位置、作業時間、作業の区分等に基づいて再生の候補を絞り込んでもよい。
両者を同期させるための再生開始時刻の特定方法は、以下のとおりである。即ち、同期部1006は、推定部1004によって生成された、指定ログ情報TL1についての要素作業ヒートマップH2に基づいて、指定ログ情報TL1における排土待ちから排土への切り替わりのタイミングを抽出する。次に、同期部1006は、推定部1004によって生成された、比較用ログ情報TL2についての要素作業ヒートマップH2に基づいて、比較用ログ情報TL2における排土待ちから排土への切り替わりのタイミングを抽出する。同期部1006は、それぞれ抽出したタイミングの一つを選び、それぞれのアニメーションの再生開始時刻として特定する。
なお、他の実施形態に係る再生装置10は上記態様に限定されない。他の実施形態に係る再生装置10(同期部1006)は、例えば、比較用ログ情報TL2におけるブーム、アーム、バケット等の角度情報の組み合わせと、指定ログ情報TL1におけるブーム、アーム、バケット等の角度情報の組み合わせとを比較し、両者が近い角度となっているタイミングを抽出し、これをそれぞれのアニメーションの再生開始時刻として特定してもよい。
再生指示の一態様としては、再生ボタンの押下などの操作であってもよい。また、時刻や、建設機械3の位置、建設機械3で異常が発生した等の各種イベントなど再生の始点となる情報を含めて再生指示をしてもよい。
図11に示すように、建設機械モデルTMは、建設機械識別情報と、当該建設機械識別情報に示される建設機械3の外形3DモデルM0、操作パネルモデルM1等を含む情報である。外形3DモデルM0とは、建設機械3を表した3Dモデルであって、下部走行体、上部旋回体等の建設機械3のパーツごとに構築される。例えば、外形3DモデルM0は、建設機械3の形状を表す。例えば、外形3DモデルM0は、建設機械3の下部走行体31を表した下部走行体外形モデルM01、上部旋回体32を表した上部旋回体外形モデルM02、ブームBMを表したブーム外形モデルM03、アームARを表したアーム外形モデルM04、及び、バケットBKを表したバケット外形モデルM05によって構成される。
図12は、第1の実施形態に係る再生装置の表示画面の例を示す図である。
第1の実施形態に係る再生装置10のCPU100は、表示部102に、例えば図12に示すような表示画像Dを表示させる。
なお、他の実施形態に係る再生装置10は、2つの外形3DモデルM0を重ねて(重畳させて)表示するのではなく、2つの外形3DモデルM0を並べて表示する態様であってもよい。この場合、並べて配置された2つのディスプレイにそれぞれを表示する態様であってもよい。
また、外形3Dモデル表示画像D1には、再生装置10のオペレータが同時アニメーション再生、一時停止等を指示するためのボタン画像D11が描画される。
なお、図12では、表示画像Dは、アニメーションが表示される外形3Dモデル表示画像D1と、2つの時間スクロールバーD4a、D4bと、2つのヒートマップ画像D6a、D6bと、を含んで構成されている場合について説明したが、他の実施形態においてはこれに限定されない。例えば、表示画像Dは、2つの建設機械モデル画像D10a、D10bの同時アニメーションが表示される外形3Dモデル表示画像D1のみで構成される態様であってもよい。
また、図12のうち、比較用ログ情報TL2に基づくアニメーション再生に対応するスクロールバーD4b及びヒートマップ画像D6bを表示しない態様であってもよい。
以上の通り、第1の実施形態に係る再生装置10は、時刻に対応付けられる建設機械3のログ情報TL(指定ログ情報TL1、比較用ログ情報TL2)を取得する取得部1000と、建設機械3の動作の再生指示を受け付ける受付部1001と、再生指示を受付けた場合、ログ情報TLに含まれる建設機械3の角度情報を、建設機械モデルTMに順次適用することで、建設機械3の動作を再生する再生部1003と、指定ログ情報TL1に基づく建設機械モデルTMの再生、及び、比較用ログ情報TL2に基づく建設機械モデルTMの再生を同期させる同期部1006と、を備える。
このようにすることで、2つの建設機械モデルTMが同期してアニメーション再生されるので、オペレータは、2つの建設機械の動作の相違点を明確に把握することができる。
即ち、異なる2つの建設機械の動きの違いを容易に把握できる。
このようにすることで、2つの異なる建設機械モデルの同じ作業から同時再生されるので、2つのログ情報TLに基づくアニメーション再生の同期をとることができる。
特に、排土待ちから排土へと切り替わるタイミングで同期を図ることで、2つの建設機械3のそれぞれの運搬車両への積み込み開始時点を基準に同期させることができるので、2つの建設機械3の積み込み作業の相違点(良し悪しなど)を明確に把握することができる。
このようにすることで、指定ログ情報TL1との同時アニメーション再生において、比較に適した比較用ログ情報TL2が選択される。
ここで、旋回角度の変化量が大きく異なる2つの建設機械3の動きを同時に再生したとしても、その比較によって多くの知見が得られる可能性は低い。そこで、上記のようにすることで、同時アニメーション再生によって、旋回角度の変化量が同程度の2つの建設機械3の動きを比較することができる。
ここで、排土待ちにおけるバケット高さが大きく異なる2つの建設機械3は、運搬車両との高さ方向における位置関係が大きく異なっている可能性がある。このような2つの動きを同時に再生したとしても、その比較によって多くの知見が得られる可能性は低い。そこで、上記のようにすることで、同時アニメーション再生によって、排土待ちにおけるバケット高さが同程度の2つの建設機械3の動きを比較することができる。
ここで、車格が大きく異なる2つの建設機械の動きを同時に再生したとしても、その比較によって多くの知見が得られる可能性は低い。そこで、上記のようにすることで、同程度の車格である2つの建設機械3の動きを比較することができる。
ここで、運転モードの違いにより出力可能な馬力が大きく異なる2つの建設機械の動きを同時に再生したとしても、その比較によって多くの知見が得られる可能性は低い。そこで、上記のようにすることで、同じ運転モードである2つの建設機械3の動きを比較することができる。
ここで、積み込み対象とする運搬車両のサイズが大きく異なれば、それに応じて、積み込み作業の動きは大きく変わってくる。したがって、このような2つの建設機械の動きを同時に再生したとしても、その比較によって多くの知見が得られる可能性は低い。そこで、上記のようにすることで、積み込み対象とする運搬車両のサイズが同程度の2つの建設機械3の動きを比較することができる。
以上、第1の実施形態に係る再生装置10及びこれを備える分析支援システム1について詳細に説明したが、他の実施形態においては上記態様に限定されない。
第1の実施形態の変形例に係る再生装置10のCPU100は、表示部102に、例えば図13に示すような表示画像Dを表示させる。
操作パターン画像D5a、D5bは、それぞれ、操作画像D50、D51、D52、D53及び操作アイコンD501、D511、D521、D531で構成される。
また、第1の実施形態に係るログ情報TLは、再生の対象としてオペレータに指定された指定ログ情報TL1と、お手本として事前に用意された比較用ログ情報TL2との2つに区別されている態様で説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態に係る再生装置10では、ログ情報TLは、上記のような区別のない2つのログ情報TLを用いて、同時アニメーション再生を行う態様であってもよい。
例えば、他の実施形態に係るログ情報は、角度情報等を、順番が識別できる記号(数字やアルファベット)と対応づけて記録されている態様であってもよい。また、他の実施形態においては、ログ情報には角度情報のみが記録されており、再生装置10は、角度情報を上から順(記録された順)に読み出す態様としてもよい。
他の実施形態に係る再生装置10は、指定ログ情報TL1に記録された最初の時刻を建設機械モデル画像D10aの再生開始時刻とし、比較用ログ情報TL2に記録された最初の時刻を建設機械モデル画像D10bの再生開始時刻としてもよい。また、他の実施形態に係る再生装置10は、建設機械モデル画像D10aについて特定した再生開始時刻と同一の時刻を、建設機械モデル画像D10bの再生開始時刻としてもよい。
例えば、他の実施形態に係る再生装置10では、建設機械モデル画像D10aと建設機械モデル画像D10bとを並べて別々に表示するものであってもよい。
Claims (11)
- 建設機械のログ情報を取得する取得部と、
前記ログ情報に含まれる前記建設機械の角度情報を、建設機械モデルに順次適用することで、前記建設機械の動作を再生する再生部と、
前記ログ情報である第1のログ情報に基づく前記建設機械モデルの再生と、前記ログ情報である第2のログ情報に基づく前記建設機械モデルの再生とを同期させる同期部と、
を備える再生装置。 - 前記同期部は、前記建設機械の動作が、所定の作業から他の所定の作業へと切り替わるタイミングを再生開始時刻として設定する
請求項1に記載の再生装置。 - 前記同期部は、前記建設機械の動作が、排土待ちから排土へと切り替わるタイミングを再生開始時刻として設定する
請求項2に記載の再生装置。 - 前記取得部は、前記第1のログ情報に含まれる情報と所定の関係にある情報を含む前記第2のログ情報を取得する
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の再生装置。 - 前記取得部は、前記第1のログ情報で示される旋回角度の変化量と、前記第2のログ情報で示される旋回角度の変化量との差異が所定の範囲内にある前記第2のログ情報を取得する
請求項4に記載の再生装置。 - 前記取得部は、前記第1のログ情報で示される排土待ちにおけるバケット高さと、前記第2のログ情報で示される排土待ちにおけるバケット高さとの差異が所定の範囲内にある前記第2のログ情報を取得する
請求項4又は請求項5に記載の再生装置。 - 前記取得部は、前記第1のログ情報で示される建設機械の車格と、前記第2のログ情報で示される建設機械の車格との差異が所定の範囲内となるように前記第2のログ情報を取得する
請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の再生装置。 - 前記取得部は、前記第1のログ情報に含まれる運転モードと、前記第2のログ情報に含まれる運転モードとが同一となるように前記第2のログ情報を取得する
請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の再生装置。 - 前記取得部は、前記第1のログ情報に示される、積み込み対象とする運搬車両のサイズと、前記第2のログ情報に示される、積み込み対象とする運搬車両のサイズとの差異が所定の範囲内となるように比較長ログ情報TL2を取得する
請求項4から請求項8のいずれか一項に記載の再生装置。 - 建設機械のログ情報を取得する取得部と、
前記ログ情報に含まれる前記建設機械の角度情報を、建設機械モデルに順次適用することで、前記建設機械の動作を再生する再生部と、
前記ログ情報である第1のログ情報に基づく前記建設機械モデルの再生と、前記ログ情報である第2のログ情報に基づく前記建設機械モデルの再生とを同期させる同期部と、 を備える分析支援システム。 - 建設機械のログ情報を取得するステップと、
前記ログ情報に含まれる前記建設機械の角度情報を、建設機械モデルに順次適用することで、前記建設機械の動作を再生するステップと、
前記ログ情報である第1のログ情報に基づく前記建設機械モデルの再生と、前記ログ情報である第2のログ情報に基づく前記建設機械モデルの再生とを同期させるステップと、 を有する再生方法。
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