JPWO2018011999A1 - 作業車両、遠隔診断システム、及び遠隔診断方法 - Google Patents

作業車両、遠隔診断システム、及び遠隔診断方法 Download PDF

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Abstract

作業車両は、稼働状況データを取得する取得装置と、稼動状況データに基づいてクライアント機器のクライアント表示装置が表示可能なクライアント画面データを生成するクライアント画面データ生成部と、クライアント画面データをクライアント機器に送信する無線通信装置と、を備える。

Description

本発明は、作業車両、遠隔診断システム、及び遠隔診断方法に関する。
遠隔地の作業車両の稼働状況を確認する技術が知られている。作業車両の稼働状況データを取得可能な取得装置として、例えば、カメラ又はセンサのような機器を作業車両に設け、取得装置で取得された稼動状況データが無線通信装置によって遠隔地に送信される技術が知られている。稼働状況データを取得あるいは解析することで、作業車両の故障診断、作業車両の故障予測、及び作業車両のメンテナンス計画などが実施される。
特開2010−198158号公報
取得装置によって取得された稼働状況データが大容量になると、無線通信装置によって遠隔地に送信される場合、通信遅延及び通信遮断が発生する可能性がある。作業車両には多数のセンサ又は多種類のセンサが取り付けられており、それに伴い、センサが検出したデータは大容量となる。また、センサが検出したデータを用いて、リアルタイムに作業車両の稼働状況を確認したい場合、センサから出力されるデータは、可能な限り短いサンプリング周期である必要があり、それによってもセンサから検出されるデータは大容量となる。このように、センサの種類や数が多いこと及びセンサが出力するデータのサンプリング周期が短周期であること、これらに起因して、通信遅延及び通信遮断が発生すると、遠隔地において作業車両の稼働状況をリアルタイムに確認することが困難となる。
本発明の態様は、リアルタイム性を損なうことなく、遠隔地で作業車両が稼働する場合において、作業車両の稼働状況を円滑に確認することができる作業車両、遠隔診断システム、及び遠隔診断方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に従えば、稼働状況データを取得する取得装置と、前記稼動状況データに基づいてクライアント機器のクライアント表示装置が表示可能なクライアント画面データを生成するクライアント画面データ生成部と、前記クライアント画面データを前記クライアント機器に送信する無線通信装置と、を備える作業車両が提供される。
本発明の第2の態様に従えば、作業車両の稼働状況データに基づいて生成されたクライアント画面データを前記作業車両のサーバ機器から通信回線を介して取得するクライアント画面データ取得部と、前記クライアント画面データをクライアント機器のクライアント表示装置に表示させる表示制御部と、を備える遠隔診断システムが提供される。
本発明の第3の態様に従えば、作業車両の稼働状況データを取得することと、前記稼動状況データに基づいてクライアント画面データを生成することと、通信回線を介して前記作業車両のサーバ機器からクライアント機器に前記クライアント画面データを送信することと、前記クライアント機器のクライアント表示装置に前記クライアント画面データを表示させることと、を含む遠隔診断方法が提供される。
本発明によれば、リアルタイム性を損なうことなく、遠隔地で作業車両が稼働する場合において、作業車両の稼働状況を円滑に確認することができる作業車両、遠隔診断システム、及び遠隔診断方法が提供される。
図1は、第1実施形態に係る遠隔診断システムの一例を模式的に示す図である。 図2は、第1実施形態に係る作業車両の一例を模式的に示す側面図である。 図3は、第1実施形態に係る作業車両の一例を模式的に示す平面図である。 図4は、第1実施形態に係る作業車両の運転室の一例を模式的に示す図である。 図5は、第1実施形態に係る遠隔診断システムの一例を示す機能ブロック図である。 図6は、第1実施形態に係る遠隔診断方法の一例を示すフローチャートである。 図7は、第1実施形態に係るクライアント表示装置に表示されるクライアント画面データの一例を示す図である。 図8は、第2実施形態に係る遠隔診断システムの一例を示す機能ブロック図である。 図9は、第3実施形態に係る遠隔診断システムの一例を模式的に示す図である。 図10は、第4実施形態に係る作業車両の一例を模式的に示す側面図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
[第1実施形態]
(遠隔診断システムの概要)
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る遠隔診断システム1Aの一例を模式的に示す図である。図1に示すように、遠隔診断システム1Aは、遠隔地の作業車両2の稼働状況を確認するためのクライアント機器100を備える。クライアント機器100は、管理施設3に設置される。なお、本実施形態においては、遠隔地の作業車両2とは、管理施設3から離れた場所で稼働する作業車両2を指し、管理施設3と作業車両2との距離は限定しない。したがって、遠隔地とは、管理施設3から作業車両2を視認できる場合と視認できない場合とを含む。クライアント機器100は、アンテナ4及び通信回線5を介して、作業車両2に搭載されたサーバ機器200と通信可能である。アンテナ4は、可搬式のアンテナであり、無線通信の中継局として機能する。通信回線5は、無線LAN(Local Area Network)を含む。なお、通信回線5が、携帯電話網及びインターネットの少なくとも一方を含んでもよい。
クライアント機器100は、パーソナルコンピュータのようなコンピュータシステムを含む。クライアント機器100は、クライアントデータ処理装置110と、クライアント表示装置120と、クライアント入力装置130とを有する。クライアントデータ処理装置110は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサ、ROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリ又はRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含む記憶装置、及び入出力インターフェース装置を有する。クライアント表示装置120は、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display:LCD)又は有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display:OELD)のようなフラットパネルディスプレイを含む。クライアント入力装置130は、コンピュータ用キーボード、マウス、及びクライアント表示装置120の表示画面に設けられたタッチセンサの少なくとも一つを含む。
サーバ機器200は、パーソナルコンピュータのようなコンピュータシステムを含む。サーバ機器200は、サーバデータ処理装置210と、サーバ表示装置220と、サーバ入力装置230とを有する。サーバデータ処理装置210は、CPUのようなプロセッサ、ROMのような不揮発性メモリ又はRAMのような揮発性メモリを含む記憶装置、及び入出力インターフェース装置を有する。サーバ表示装置220は、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイのようなフラットパネルディスプレイを含む。サーバ入力装置230は、コンピュータ用キーボード、マウス、及びサーバ表示装置220の表示画面に設けられたタッチセンサの少なくとも一つを含む。なお、サーバデータ処理装置210、サーバ表示装置220、及びサーバ入力装置230は、一体化したものでも別体であってもよい。また、サーバ機器200は、サーバ表示装置220を備えなくてもよい。
クライアント機器100は、アンテナ4及び通信回線5を介して、サーバ機器200にリモートアクセスすることができる。リモートアクセスとは、遠隔地にあるサーバ機器200とネットワーク接続して、接続先のサーバ機器200が保有するデータを遠隔地から利用する技術をいう。クライアント機器100のクライアント表示装置120の表示画面には、サーバ機器200のサーバ表示装置220の表示画面に表示される画面データと実質的に同一の画面データが表示される。また、管理者は、クライアント機器100のクライアント入力装置130を操作して、サーバ機器200を遠隔操作することができる。
本実施形態において、作業車両2の絶対位置が、GNSS(Global Navigation Satellite System)を利用して検出される。GNSSとは、全地球航法衛星システムをいう。全地球航法衛星システムの一例として、GPS(Global Positioning System)が挙げられる。GNSSは、複数の測位衛星を有する。GNSSは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される位置を検出する。GNSSにより検出される位置は、グローバル座標系において規定される絶対位置である。GNSSにより、作業車両2の絶対位置が検出される。
(作業車両)
次に、作業車両2について説明する。図2は、本実施形態に係る作業車両2の一例を模式的に示す側面図である。図3は、本実施形態に係る作業車両2の一例を模式的に示す平面図である。本実施形態において、作業車両2は、運搬車両の一種であるダンプトラックである。以下の説明においては、作業車両2を適宜、ダンプトラック2、と称する。本実施形態において、ダンプトラック2は、ダンプトラック2に搭乗した運転者の操作により走行する有人ダンプトラックである。
ダンプトラック2は、走行装置21と、走行装置21に支持される車両本体22と、車両本体22に支持されるベッセル23と、走行装置21を駆動する駆動装置24と、制御装置25と、ダンプトラック2の絶対位置を算出する位置演算器31と、無線通信装置32と、サーバ機器200と、ダンプトラック2の稼働状況データを取得する取得装置300とを備える。
走行装置21は、車輪、ブレーキ装置、及び操舵装置を含む。走行装置21は、駆動装置24が発生した駆動力により作動する。駆動装置24は、ダンプトラック2を加速させるための駆動力を発生する。駆動装置24は、例えば電気駆動方式により走行装置21を駆動する。駆動装置24は、ディーゼルエンジンのような内燃機関と、内燃機関の動力により作動する発電機と、発電機が発生した電力により作動して車輪を回転させる電動機とを有する。
車両本体22には、ダンプトラック2の運転者が搭乗する運転室26が設けられる。運転室26には、操舵装置を操作するためのステアリングホイール、駆動装置24の出力を調整するためのアクセルペダル、及びブレーキ装置を操作するためのブレーキペダルなどが設けられる。
位置演算器31は、GPS受信機を含み、ダンプトラック2の絶対位置を算出する。位置演算器31は、GPS用のアンテナ31Aを有する。アンテナ31Aは、測位衛星からの電波を受信する。位置演算器31は、アンテナ31Aで受信した測位衛星からの電波信号を電気信号に変換して、アンテナ31Aの絶対位置を算出する。アンテナ31Aの絶対位置が算出されることによってダンプトラック2の絶対位置が算出される。
無線通信装置32は、アンテナ32Aを有する。無線通信装置32は、クライアント機器100と無線通信可能である。
取得装置300は、ダンプトラック2の稼働状況を示す稼働状況データを取得する。本実施形態において、取得装置300は、画像データを取得するカメラ310と、ダンプトラック2の状態を検出する状態量センサ320とを含む。なお、取得装置300は、ダンプトラック2の絶対位置を算出する位置演算器31を含んでもよい。
カメラ310は、ダンプトラック2の稼働状況データとして、ダンプトラック2の周囲の画像データ及びダンプトラック2の運転室26内の画像データの少なくとも一方を取得する。カメラ310は、少なくともダンプトラック2の前方の画像データを取得する。
本実施形態において、カメラ310は、ダンプトラック2に、例えば6台設けられる。6台のカメラ310のうち、第1のカメラ310Aは車両本体22の前部の中央部に設けられ、第2のカメラ310Bは車両本体22の前部の左部に設けられ、第3のカメラ310Cは車両本体22の前部の右部に設けられる。カメラ310A,310B,310Cは、ダンプトラック2の前方の画像データを取得する。
6台のカメラ310のうち、第4のカメラ310Dは車両本体22の左の側部に設けられ、第5のカメラ310Eは車両本体22の右の側部に設けられる。カメラ310D,310Eは、ダンプトラック2の側方及び後方の画像データを取得する。
図4は、本実施形態に係るダンプトラック2の運転室26の一例を模式的に示す図である。図4に示すように、運転室26にはステアリングホイール27が設けられる。また、6台のカメラ310のうち、第6のカメラ310Fは運転室26に設けられる。カメラ310Fは、例えば、ダッシュボード28の上に設置され、ダンプトラック2の車内である運転室26の画像データを取得する。また、カメラ310Fは、運転室26に搭乗している運転者の画像データを取得する。
図4に示すように、運転室26には、カメラ310で取得された画像データが表示されるモニタ装置312が配置される。モニタ装置312は、第1のカメラ310Aで取得された画像データを表示する第1のモニタ装置312A、第2のカメラ310Bで取得された画像データを表示する第2のモニタ装置312B、第3のカメラ310Cで取得された画像データを表示する第3のモニタ装置312C、第4のカメラ310Dで取得された画像データを表示する第4のモニタ装置312D、第5のカメラ310Eで取得された画像データを表示する第5のモニタ装置312E、及び第6のカメラ310Fで取得された画像データを表示する第6のモニタ装置312Fを含む。
本実施形態において、カメラ310は、動画データを取得可能なビデオカメラ機能を有する。モニタ装置312には、カメラ310で取得された動画データがリアルタイムに表示される。本実施形態においては、画像データは動画データや静止画データを含む。
なお、カメラ310は、ダンプトラック2の周囲の画像データ及びダンプトラック2の運転室26内の画像データのみならず、適宜、カメラ310の設置位置を変更してもよい。例えば、走行装置21の少なくとも一部の画像データを取得してもよいし、車両本体22の少なくとも一部の画像データを取得してもよい。また、カメラ310の数は、6台に限られず任意の数でよい。
状態量センサ320は、ダンプトラック2の稼働状況データとして、ダンプトラック2の状態を示す状態量データを検出する。図2に示すように、本実施形態において、状態量センサ320は、例えば、駆動装置24であるディーゼルエンジンの単位時間当たりの回転数を検出するエンジン回転数センサ320A、ディーゼルエンジンの冷却水の温度を検出するエンジン温度センサ320B、走行装置21の走行速度を検出する速度センサ320C、及びダンプトラック2に発生する振動を示す加速度を検出する振動センサ320Dを含む。
なお、状態量センサ320で検出されるダンプトラック2の状態量は、ディーゼルエンジンの単位時間当たりの回転数、ディーゼルエンジンの温度、走行装置21の走行速度、及びダンプトラック2に発生する振動に限定されない。状態量センサ320で検出されるダンプトラック2の状態量は、例えば、ダンプトラック2の油圧回路の油圧、ダンプトラック2に作用する応力、及び走行装置21の加速度の少なくとも一つを含めてもよい。
取得装置300は、集音装置を含めてもよい。マイクなどの集音装置を運転室26内に設け、運転者の声や図示しない警告装置が発する警告音などを集音するようにしてもよい。また、集音装置を、例えば、駆動装置24の近傍に設け、ディーゼルエンジンなどが発する駆動音を集音するようにしてもよい。すなわち、稼働状況データは、音声データを含めてもよい。
(遠隔診断システム)
次に、遠隔診断システム1Aについて説明する。図5は、本実施形態に係る遠隔診断システム1Aの一例を示す機能ブロック図である。図5に示すように、遠隔診断システム1Aは、クライアント機器100と、アンテナ4及び通信回線5を介してクライアント機器100と通信可能なサーバ機器200と、ダンプトラック2の絶対位置を算出する位置演算器31と、サーバ機器200と接続された無線通信装置32と、カメラ310及び状態量センサ320を含む取得装置300と、カメラ310の画像データを取得する画像データ収集装置330と、状態量センサ320で検出された状態量データを取得する状態量データ収集装置340とを備える。
サーバ機器200は、サーバデータ処理装置210と、サーバ表示装置220と、サーバ入力装置230とを備える。クライアント機器100は、クライアントデータ処理装置110と、クライアント表示装置120と、クライアント入力装置130とを備える。
サーバデータ処理装置210は、取得装置300で取得された稼動状況データに基づいて、クライアント機器100のクライアント表示装置120が表示可能なクライアント画面データを生成するクライアント画面データ生成部211を有する。クライアント画面データについての詳細は後述する。サーバデータ処理装置210は、更に、クライアント機器100の認証データをクライアント機器100から取得する認証データ取得部212と、クライアント入力装置130で生成された入力データをクライアント機器100から取得する入力データ取得部213と、取得装置300で取得された稼働状況データに基づいて、サーバ表示装置220が表示可能なサーバ画面データを生成するサーバ画面データ生成部214と、サーバ画面データをサーバ表示装置220に表示させる表示制御部215と、サーバ入力装置230で生成された入力データを取得する入力データ取得部216と、入出力部217とを有する。なお、前述のように、サーバ表示装置220を備えない場合、サーバデータ処理装置210は、サーバ画面データ生成部214と表示制御部215を備えなくてもよい。
クライアントデータ処理装置110は、クライアント画面データ生成部211で生成されたクライアント画面データをサーバ機器200から取得するクライアント画面データ取得部111と、クライアント画面データをクライアント表示装置120に表示させる表示制御部112と、クライアント入力装置130で生成された入力データを取得する入力データ取得部113と、入出力部114とを有する。
クライアント画面データ生成部211は、取得装置300で取得された稼動状況データに基づいて、クライアント画面データを生成する。稼働状況データは、カメラ310で取得された画像データ及び状態量センサ320で取得された状態量データを含む。クライアント画面データは、クライアント表示装置120が表示可能な画面データである。状態量センサ320で取得された状態量データは、状態量センサ320で取得された状態量データに基づく波形の画像を含む。したがって、クライアント表示装置120に表示されるクライアント画面データは、カメラ310で取得された画像データ、状態量センサ320で取得された状態量データ、ダンプトラック2が走行するエリアを示すマップデータ、及び位置演算器31で取得されたダンプトラック2の絶対位置を示す位置データを含む。マップデータや位置データについての詳細は、後述する。また、クライアント表示装置120に表示されるクライアント画面データは、状態量センサ320で取得された状態量データに基づく波形の画像のみで構成されていてもよい。あるいは、クライアント表示装置120に表示されるクライアント画面データは、状態量センサ320で取得された状態量データに基づく波形の画像と位置演算器31で取得されたダンプトラック2の絶対位置を示す位置データとで構成されていてもよい。
クライアント画面データ生成部211は、クライアント表示装置120の固有データに基づいて、クライアント画面データを生成する。クライアント表示装置120の固有データは、クライアント機器100から通信回線5及びアンテナ4を介してサーバ機器200に送信される。クライアント画面データ生成部211は、無線通信装置32及び入出力部217を介して、クライアント表示装置120の固有データを取得する。クライアント表示装置120の固有データとは、クライアント表示装置120が表示可能な表示形式を示す表示形式データを含むものである。クライアント表示装置120の表示形式データとは、クライアント表示装置120の画面サイズ、解像度、及び色数の少なくとも一つを含むものである。
認証データ取得部212は、クライアント機器100の認証データをクライアント機器100から取得する。認証データは、例えばクライアント入力装置130により入力されたパスワードを含む。認証データ取得部212は、クライアント機器100から供給された認証データに基づいて、クライアント機器100にアクセス権限が付与されているか否かを判定する。認証データ取得部212は、クライアント機器100からアクセス要求を受信したとき、認証データに基づいて、アクセス許可するか否かを判定する。クライアント機器100の認証データは、クライアント機器100から通信回線5及びアンテナ4を介してサーバ機器200に送信される。認証データ取得部212は、無線通信装置32及び入出力部217を介して、クライアント機器100の認証データを取得する。
無線通信装置32は、認証データに基づいて、クライアント画面データ生成部211で生成されたクライアント画面データをクライアント機器100に送信する。認証データ取得部212においてアクセス許可されたクライアント機器100にクライアント画面データが送信される。認証データ取得部212においてアクセス許可されないクライアント機器100にクライアント画面データは送信されない。クライアント機器100に送信されるクライアント画面データは、カメラ310で取得された画像データ、状態量センサ320で取得された状態量データを含む。
なお、無線通信装置32が、クライアント画面データとともに、状態量データの生データや、後述する音声データや位置データをクライアント機器100に送信するようにしてもよい。また、無線通信装置32が、クライアント画面データのうち、状態量センサ320で取得された状態量データに基づく波形の画像のみをクライアント画面データとしてクライアント機器100に送信するようにしてもよい。
入力データ取得部213は、クライアント機器100のクライアント入力装置130で生成された入力データを受信する。入力データは、クライアント画面データを編集又は制御するための制御データを含む。また、入力データは、サーバ機器200を遠隔操作するための操作データを含む。クライアント入力装置130が操作されることにより生成された入力データは、クライアント機器100から通信回線5及びアンテナ4を介してサーバ機器200に送信される。無線通信装置32は、クライアント機器100のクライアント入力装置130で生成された入力データを受信する。入力データ取得部213は、無線通信装置32及び入出力部217を介して、クライアント入力装置130で生成された入力データを取得する。
上述のように、クライアント機器100は、アンテナ4及び通信回線5を介して、サーバ機器200にリモートアクセスすることができる。管理者は、クライアント機器100のクライアント入力装置130を操作して、サーバ機器200を遠隔操作することができる。クライアント画面データ生成部211は、クライアント入力装置130で生成された入力データに基づいて、クライアント画面データを編集する。すなわち、管理者は、サーバ機器200にリモートアクセスして、クライアント表示装置120に表示させるクライアント画面データを編集することができる。
サーバ画面データ生成部214は、取得装置300で取得された稼動状況データに基づいて、サーバ画面データを生成する。サーバ画面データは、サーバ表示装置220が表示可能な画面データである。サーバ画面データ生成部214は、サーバ表示装置220の固有データに基づいて、サーバ画面データを生成する。サーバ表示装置220の固有データとは、サーバ表示装置220が表示可能な表示形式を示す表示形式データを含むものである。サーバ表示装置220の表示形式データとは、サーバ表示装置220の画面サイズ、解像度、及び色数の少なくとも一つを含むものである。本実施形態において、クライアント表示装置120に表示されるクライアント画面データと、サーバ表示装置220に表示されるサーバ画面データとは、実質的に同一である。
表示制御部215は、サーバ表示装置220を制御して、サーバ画面データ生成部214で生成されたサーバ画面データをサーバ表示装置220に表示させる。
クライアント画面データ取得部111は、クライアント画面データ生成部211において生成されたクライアント画面データをダンプトラック2のサーバ機器200からアンテナ4及び通信回線5を介して取得する。また、クライアント画面データ取得部111は、位置演算器31で取得されたダンプトラック2の絶対位置を示す位置データをサーバ機器200からアンテナ4及び通信回線5を介して取得してもよい。ここで、取得装置300が集音装置を含む場合、集音装置により取得された音声データを無線通信装置32からアンテナ4及び通信回線5を介して、クライアントデータ処理装置100の図示しない音声出力装置が取得するとともに音声データに基づく音声を出力するようにしてもよい。
表示制御部112は、クライアント表示装置120を制御して、クライアント画面データ生成部211で生成されたクライアント画面データをクライアント表示装置120に表示させる。
(遠隔診断方法)
次に、本実施形態に係る遠隔診断方法について説明する。図6は、本実施形態に係るダンプトラック2の遠隔診断方法の一例を示すフローチャートである。
取得装置300によりダンプトラック2の稼働状況データが取得される(ステップS10)。取得装置300は、規定の監視期間において稼働状況データをモニタする。監視期間は、ダンプトラック2が稼働している稼働期間を含む。ダンプトラック2の稼働期間は、ダンプトラック2の駆動装置24が作動している作動期間を含む。ダンプトラック2の稼働期間は、駆動装置24が作動し走行装置21が走行している走行期間を含む。なお、ダンプトラック2の稼働期間は、駆動装置24が作動し、走行装置21が停止している期間でもよい。
ダンプトラック2の稼働状況データは、ダンプトラック2に設けられたカメラ310によって取得されたダンプトラック2の周囲の画像データ及びダンプトラック2の車内の画像データの少なくとも一方を含む。また、ダンプトラック2の稼働状況データは、ダンプトラック2に設けられた状態量センサ320によって検出されたダンプトラック2の状態量データを含む。カメラ310及び状態量センサ320を含む取得装置300により取得された稼働状況データは、サーバ機器200に出力される。取得装置300は、監視期間において、規定のサンプリング周期で、稼働状況データをサーバ機器200に出力し続ける。取得装置300からサーバ機器200に出力される稼働状況データのサンプリング周期は、例えば0.1[秒]以上1.0[秒]以下である。稼働状況データは、監視期間において取得される時系列データである。
サーバ画面データ生成部214は、稼働状況データに基づいて、サーバ画面データを生成する。また、クライアント画面データ生成部211は、稼働状況データに基づいて、クライアント画面データを生成する(ステップS20)。
サーバ画面データ生成部214は、取得装置300によって取得された稼動状況データからサーバ画面データをリアルタイムに生成する。同様に、クライアント画面データ生成部211は、取得装置300によって取得された稼動状況データからクライアント画面データをリアルタイムに生成する。本実施形態において、サーバ画面データ及びクライアント画面データは、動画データを含む。
サーバ機器200がクライアント機器100からアクセス要求される。クライアント機器100は、サーバ機器200に認証データを送信する。認証データ取得部212は、認証データを取得する(ステップS30)。
認証データ取得部212は、認証データに基づいて、クライアント機器100をアクセス許可するか否かを判定する(ステップS40)。
ステップS40において、アクセス許可しないと判定されたとき(ステップS40:No)、クライアント画面データはクライアント機器100に送信されず、処理が終了する。
ステップS40において、アクセス許可すると判定されたとき(ステップS40:Yes)、無線通信装置32は、アンテナ4及び通信回線5を介して、ダンプトラック2のサーバ機器200からクライアント機器100にクライアント画面データを送信する(ステップS50)。
無線通信装置32は、クライアント画面データ生成部211で生成されたクライアント画面データを、規定のサンプリング周期で、逐次、クライアント機器100に送信する。サーバ機器200からクライアント機器100に送信されるクライアント画面データのサンプリング周期は、例えば0.1[秒]以上10.0[秒]以下である。なお、クライアント画面データに、状態量センサ320で取得された状態量データに基づく波形の画像とカメラ310によって取得された画像データとを含む場合、両者は同期して無線通信装置32からアンテナ4及び通信回線5を介してクライアント機器100に送信される。すなわち、波形の画像に示された物理量の変動とカメラ310で取得した画像が示す状況とが同期してクライアント機器100に送信され、同期した情報としてクライアント表示装置120の表示画面に両者が表示される。
クライアント機器100のクライアント画面データ取得部111は、サーバ機器200からクライアント画面データを取得する。表示制御部112は、クライアント機器100のクライアント表示装置120に、クライアント画面データを表示させる(ステップS60)。表示制御部112は、サーバ機器200から送信されたクライアント画面データを、リアルタイムにクライアント表示装置120に表示させる。クライアント表示装置120に表示されるクライアント画面データは、動画データを含む。
(クライアント表示装置)
図7は、本実施形態に係るクライアント表示装置120の表示画面に表示されるクライアント画面データの一例を示す図である。クライアント表示装置120の表示画面の第1領域401には、6台のカメラ310の設定又は6台のカメラ310で取得された画像データを編集するためのアイコンが表示される。なお、クライアント表示装置120に表示されるクライアント画面データは、第3領域403に表示される、複数の状態量センサ320のそれぞれで取得された状態量データに基づく状態量の波形データのみであってもよい。
また、クライアント表示装置120の表示画面の第2領域402には、6台のカメラ310のそれぞれで取得された画像データが表示される。図7において、「Cam1」は第1のカメラ310Aによって取得された画像データを示し、「Cam2」は第2のカメラ310Bによって取得された画像データを示し、「Cam3」は第3のカメラ310Cによって取得された画像データを示し、「Cam4」は第4のカメラ310Dによって取得された画像データを示し、「Cam5」は第5のカメラ310Eによって取得された画像データを示し、「Cam6」は第6のカメラ310Fによって取得された画像データを示す。上述のように、カメラ310は、動画データを取得可能なビデオカメラ機能を有する。クライアント画面データは、カメラ310で取得された動画データを含む。クライアント表示装置120には、カメラ310で取得された動画データがリアルタイムに表示される。
また、クライアント表示装置120の表示画面の第3領域403には、複数の状態量センサ320のそれぞれで取得された状態量データが表示される。本実施形態においては、状態量センサ320で取得された状態量データが波形データとしてクライアント表示装置120に表示される。グラフの横軸は時間であり、縦軸は状態量である。監視期間において状態量センサ320で取得されるダンプトラック2の状態量は時々刻々と変化する。状態量データ収集装置340は、状態量センサ320で検出された状態量データを時系列で記録及び蓄積するログ(log)機能を有する。クライアント画面データは、状態量センサ320で取得された時々刻々と変化する状態量を示す動画データを含む。クライアント表示装置120には、状態量センサ320で取得された時々刻々と変化する状態量を示す動画データがリアルタイムに表示される。図7に示す例において、稼働状況データに基づく波形の画像は、動画データである。
また、クライアント表示装置120の表示画面の第4領域404には、ダンプトラック2が走行するエリアを示すマップデータと、位置演算器31で取得されたダンプトラック2の絶対位置を示す位置データとが表示される。マップデータは、予めクライアントデータ処理装置100の記憶部に記憶されているグラフィックデータあるいは写真データである。マップデータは、航空写真や衛星写真といった写真データあるいはCADなどで作成した図面データを基に作成することができる。ダンプトラック2が走行しているとき、位置演算器310で取得されるダンプトラック2の位置データは時々刻々と変化する。本実施形態においては、ダンプトラック2の移動に伴い位置データを逐次取得し、表示制御部110は、位置データに基づいて、クライアント表示装置120の表示画面に表示されたマップデータ上に、ダンプトラック2の現在位置を示すアイコン2Bを表示させる。クライアント画面データは、位置演算器31で取得された時々刻々と変化するダンプトラック2の位置を示す動画データを含む。クライアント表示装置120には、図7の第4領域404に示すように、位置演算器31で取得された時々刻々と変化するダンプトラック2の位置を示す動画データがリアルタイムに表示される。
また、第4領域404には、ダンプトラック2の位置データとして、緯度及び経度を示す数値データが表示される。また、ダンプトラック2の状態量データとして、エンジン回転数を示す数値データが表示される。また、ダンプトラック2の走行軌跡410が色分けされて表示される。つまり、クライアントデータ処理装置100は、サーバ装置200の無線通信装置32から、クライアント画面データとは別に、アンテナ4及び通信回線5を介して状態量データを取得しておき、状態量データと位置データとを関連付けることで、例えば、エンジン回転数が高い状態で走行した走行軌跡を赤色で表示させ、エンジン回転数が低い状態で走行した走行軌跡を緑色で表示させることができる。
上述したように、クライアント機器100を操作可能な管理者は、サーバ機器200にリモートアクセスすることができる。管理者は、クライアント入力装置130を介して、例えば、クライアント表示装置120に表示されているアイコンを操作することにより、サーバ機器200のクライアント画面データ生成部211を遠隔操作し、クライアント表示装置120に表示されるクライアント画面データを編集することができる。
管理者は、例えば、第1領域401のアイコンを操作して、クライアント表示装置120に表示させるカメラ310の動画データを制御することができる。例えば、カメラ310Aの動画データを一時停止させたり、表示される動画データを切り替えたりすることができる。第1領域401のアイコンが操作されることにより、その操作により生成された入力データが通信回線5を介してサーバ機器200に送信される。サーバ機器200のクライアント画面データ生成部211は、クライアント機器100から供給された入力データに基づいて、クライアント画面データを制御する。制御されたクライアント画面データは、通信回線5を介してクライアント機器100に送信される。これにより、クライアント表示装置120は、管理者の意向が反映されたクライアント画面データを表示することができる。
また、第4領域404には、マップデータの縮尺(地図スケール)を変更するためのアイコンが表示される。管理者は、クライアント入力装置130を介してアイコンを操作することにより、マップデータの縮尺を変更することができる。
(作用及び効果)
以上説明したように、本実施形態によれば、ダンプトラック2の稼働状況データが取得され、稼動状況データに基づいてクライアント機器100のクライアント表示装置120が表示可能なクライアント画面データが、サーバ機器200において生成され、サーバ機器200で生成されたクライアント画面データが、クライアント機器100に無線送信される。クライアント画面データのデータ容量(以下、容量と称する)は、例えばカメラ310で取得された画像データの容量及び状態量センサ320で取得された状態量データの容量に比べて小さい。すなわち、取得装置300で取得された稼動状況データ(生データ)の容量は大きく、クライアント画面データ生成部211で生成されたクライアント画面データの容量は小さい。例えば、状態量センサ320が取得した稼働状況データ(生データ)の容量は大きく、その生データに基づいて生成されたクライアント画面データ(図7の第3領域403に示すような、動画データである、状態量データに基づく波形の画像)の容量は小さい。容量が大きい稼働状況データをそのままサーバ機器200からクライアント機器100に送信してしまうと、通信遅延や通信遮断がもたらされる可能性が高い。本実施形態によれば、クライアント画面データ生成部211は、大容量の稼働状況データ(生データ)から、稼働状況データよりも小容量のクライアント画面データを連続的に生成する。その小容量のクライアント画面データがサーバ機器200からクライアント機器100に連続的に送信される。すなわち、本実施形態においては、生データからクライアント画面データが逐次作成され、その作成されたクライアント画面データがサーバ機器200からクライアント機器100に逐次送信される。そのため、クライアント画面データは、通信遅延及び通信遮断が抑制された状態で、サーバ機器200からクライアント機器100に送信され、クライアント表示装置120の表示画面には、少なくとも、図7に示すように、クライアント画面データに含まれる、状態量の波形データが表示される。その結果、管理者は、例えば、クライアント画面データに含まれる、第3領域403に示されるような状態量データの波形を視認することで、ダンプトラック2の稼働状況を把握することができる。例えば、状態量データの波形が、定常状態と異なれば、ダンプトラック2の稼働状況が異常であると判断することができる。したがって、遠隔地に存在する管理者は、リアルタイム性を損なうことなく、ダンプトラック2の稼働状況を、クライアント画面データを介して、確実かつ円滑に確認することができる。
また、本実施形態に示したように、例えば、図7のように、クライアント表示装置120の表示画面に、カメラ310のそれぞれで取得された画像データと、状態量の波形データと、ダンプトラック2が走行するエリアを示すマップデータと、位置演算器31で取得されたダンプトラック2の絶対位置を示す位置データとが、一画面に同時に表示されることで、ダンプトラック2の稼働状況を円滑かつ確実に確認することができる。ダンプトラック2の走行位置は、マップデータと位置データから確認することができ、走行するエリアの状況は、カメラ310のそれぞれで取得された画像データにより確認できる。また、ダンプトラック2の稼働状態は、状態量の波形データから確認できる。つまり、本実施形態によれば、ダンプトラック2の稼働状態を示す、エンジン回転数などの物理量の状態とダンプトラック2の走行位置、走行するエリアの状況、これら三者を関連付けてダンプトラック2の稼働状況の監視が可能である。例えば、エンジン回転数の急激な変化を状態量の波形データから確認できた場合、その原因分析が、ダンプトラック2が走行するエリアの路面状況と走行位置から実行することができる。
また、クライアント画面データは、ダンプトラック2の稼働状況を確認するのに必要十分な情報を含む。そのため、遠隔地のクライアント機器100においてダンプトラック2の稼働状況を解析することができる。また、ダンプトラック2の稼働状況の解析結果に基づいて、ダンプトラック2の故障診断、ダンプトラック2の故障予測、及びダンプトラック2のメンテナンス計画立案などを実施することができる。また、ダンプトラック2の稼働状況の解析結果に基づいて、ダンプトラック2の運転条件又は使用条件を評価したり、例えば燃費改善のために運転条件又は使用条件を最適化するための方策を講じたりすることができる。
なお、本実施形態においては、ダンプトラック2の稼働状況データ(生データ)及び位置演算器31で算出されたダンプトラック2の位置データ(生データ)も、サーバ機器200からクライアント機器100にリアルタイムに送信される。稼働状況データ及び位置データの送信においては通信遅延が発生する可能性があるものの、サーバ機器200からクライアント機器100に稼働状況データ及び位置データが送信されることにより、クライアント機器100は、稼働状況データ及び位置データに基づいて、ダンプトラック2の稼働状況をより詳細に解析することができる。
また、本実施形態においては、サーバ機器200は、クライアント機器100の認証データを取得する認証データ取得部212を備える。したがって、サーバ機器200は、アクセス権限を有するクライアント機器100のみにクライアント画面データを送信することができる。
また、本実施形態においては、リモートデスクトップ技術を使って、クライアント機器100からサーバ機器200のグラフィカルユーザインタフェース(Graphical User Interface:GUI)を操作することができる。管理者がクライアント機器100のクライアント入力装置130を操作することにより生成された入力データは、サーバ機器200に無線で送信される。サーバ機器200のクライアント画面データ生成部211は、入力データに基づいてクライアント画面データを編集する。これにより、クライアント機器100は、サーバ機器200にリモートアクセスして、クライアント画面データを編集することができる。
また、本実施形態において、クライアント画面データは動画データを含み、クライアント機器100の表示制御部112は、取得装置300によって取得された時系列データである画像データ及び波形データを動画データとしてクライアント表示装置120にリアルタイムに表示させる。したがって、遠隔地の管理者は、リアルタイムに、ダンプトラック2の稼働状況を円滑に確認することができる。
また、本実施形態においては、状態量センサ320としてダンプトラック2に発生する振動を検出する振動センサ320Dが設けられる。そのため、表示制御部112は、カメラ310によって取得されたダンプトラック2が走行する路面の動画データと、振動センサ320Dによって取得されたダンプトラック2に発生する振動の波形データとの両方を、クライアント画面データによってクライアント表示装置120の表示画面に表示させることができる。これにより、管理者は、クライアント表示装置120の表示画面を見て、ダンプトラック2に発生する振動の原因が、路面の影響によるものか、ダンプトラック2の異常によるものかを判定することができる。
また、本実施形態においては、稼働状況データからサーバ画面データが生成される。したがって、遠隔地の管理者のみならず、ダンプトラック2に搭乗している運転者も、リアルタイムに、ダンプトラック2の稼働状況を円滑に確認することができる。
また、本実施形態においては、サーバ機器200とクライアント機器100とは、可搬式のアンテナ4を介して無線通信する。ダンプトラック2が鉱山において稼働する場合、ダンプトラック2の走行経路は日々変化する。そのため、管理施設3とダンプトラック2とを無線通信するためにアンテナ4が設定される最適な位置は、日々変化する。本実施形態によれば、アンテナ4が可搬式なので、変化するダンプトラック2の走行経路に基づいて、無線通信状態やアンテナ4を安定して設置できる場所(地面の凹凸や傾斜)を考慮して、複数のアンテナ4のそれぞれを最適な位置に容易に設置することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図8は、本実施形態に係る遠隔診断システム1Bの一例を示す機能ブロック図である。図8に示すように、本実施形態において、サーバデータ処理装置210は、クライアント機器100のクライアント入力装置130で生成された入力データに基づいて、取得装置300を操作する操作信号を生成する取得装置操作部218を備える。
本実施形態において、管理者は、クライアント機器100のクライアント入力装置130を操作することにより、サーバ機器200を介して、取得装置300を遠隔操作する。管理者は、クライアント入力装置130を操作することにより、例えば、カメラ310の光学系のズーム機構を操作したり、カメラ310の向きを変えたり、状態量センサ320のキャリブレーションを行ったりすることができる。クライアント入力装置130が操作されることにより、取得装置操作部218は、入力データに基づいて、取得装置300を動かすための操作信号を生成し、取得装置300に出力する。取得装置操作部218は、入力データに基づいて、カメラ310のズーム機構を駆動するための操作信号を出力したり、カメラ310の向きを変更可能なアクチュエータを駆動するための操作信号を出力したりすることができる。
以上説明したように、本実施形態においては、サーバ機器200は、クライアント機器100のクライアント入力装置130で生成された入力データに基づいて取得装置300を操作する操作信号を生成する取得装置操作部218を備える。したがって、管理者は、クライアント入力装置130を操作することにより、取得装置300を遠隔操作することができる。また、本実施形態においても遠隔地の管理者は、リアルタイムに、ダンプトラック2の稼働状況を円滑かつ確実に確認することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
上述の実施形態においては、運転者が運転室26に搭乗してダンプトラック2を操作することとした。ダンプトラック2は遠隔操作されてもよい。図9は、ダンプトラック2の遠隔操作方法の一例を説明するための図である。
図9は、遠隔操作室1000からダンプトラック2が遠隔操作される方法を示す図である。遠隔操作室1000とダンプトラック2とは、通信装置を介して無線通信可能である。図9に示すように、遠隔操作室1000には、カメラ310によって取得されたダンプトラック2の前方の画像データが表示されるカメラ画像表示装置1100と、クライアント表示装置1200と、ダンプトラック2を遠隔操作する操作装置1300と、運転席1400とが設けられる。操作装置1300は、ダンプトラック2の操舵装置を遠隔操作するためのステアリングホイール1300A、ダンプトラック2の駆動装置24の出力を遠隔操作するためのアクセルペダル1300B、及びダンプトラック2のブレーキ装置を遠隔操作するためのブレーキペダル1300Cを含む。
クライアント表示装置1200は、速度センサ320Cで検出されたダンプトラック2の走行速度データに基づいて、ダンプトラック2のサーバ機器200のクライアント画面データ生成部211で生成されたクライアント画面データを表示する。すなわち、本実施形態において、ダンプトラック2のクライアント画面データ生成部211は、速度センサ320Cで検出された走行速度データに基づいて、走行速度を示すクライアント画面データを生成する。クライアント画面データは、走行速度を示す時系列データであり、時々刻々と変化するダンプトラック2の走行速度を示す動画データである。クライアント画面データ生成部211は、クライアント画面データとして、動画データである走行速度メータを連続的に生成する。ダンプトラック2のクライアント画面データ生成部211で生成されたクライアント画面データは、遠隔操作室1000に連続的に送信される。遠隔操作室100のクライアント表示装置1200は、ダンプトラック2から送信されたクライアント画面データを表示する。
なお、前述のように、クライアント表示装置1200に表示されるクライアント画面データは一例である。クライアント画面データは、走行速度メータに限られず、走行速度の変化を波形で示した画像であってもよい。また、クライアント画面データとなる対象が、他の物理量であってもよく、例えば、ダンプトラック2の燃料残量メータを示す動画データ(時系列データ)でもよいし、エンジン温度メータを示す動画データ(時系列データ)でもよい。本実施形態によれば、遠隔操作されるダンプトラック2の稼働状況や故障診断、故障予測などを遠隔地において効果的に実施することができる。
[第4実施形態]
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図10は、本実施形態に係る作業車両2000の一例を模式的に示す図である。上述の実施形態においては、作業車両2が運転者の操作によって走行する有人運搬車両であることした。作業車両2は運転者の操作によらずに走行する無人運搬車両でもよい。図10に示すように、作業車両2000は、走行装置2001と、走行装置2001に支持されるダンプボディ2002とを有する。作業車両2000には運転室が存在しない。作業車両2000は、管理施設から無線で供給された指令信号に基づいて走行あるいは停止する。なお、作業車両2000は、作業車両2000に搭載されている複数のセンサの検出結果に基づいて自律走行してもよい。
本実施形態によれば、無人運搬車両である作業車両2000の稼働状況を遠隔地で監視することができる。これにより、作業車両2000の故障診断、故障予測、あるいは作業車両2000のメンテナンス計画立案などを効果的に実施することができる。
なお、上述の実施形態においては、作業車両2が運搬車両であることとした。作業車両は、油圧ショベルでもよいし、ブルドーザでもよいし、ホイールローダでもよいし、フォークリフトでもよい。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1A…遠隔診断システム、1B…遠隔診断システム、2…ダンプトラック(作業車両)、3…管理施設、4…アンテナ、5…通信回線、21…走行装置、22…車両本体、23…ベッセル、24…駆動装置、25…制御装置、26…運転室、27…ステアリングホイール、31…位置演算器、31A…アンテナ、32…無線通信装置、32A…アンテナ、100…クライアント機器、110…クライアントデータ処理装置、111…クライアント画面データ取得部、112…表示制御部、113…入力データ取得部、114…入出力部、120…クライアント表示装置、130…クライアント入力装置、200…サーバ機器、210…サーバデータ処理装置、211…クライアント画面データ生成部、212…認証データ取得部、213…入力データ取得部、214…サーバ画面データ取得部、215…表示制御部、216…入力データ取得部、217…入出力部、218…取得装置操作部、220…サーバ表示装置220…サーバ入力装置、300…取得装置、310…カメラ、310A…カメラ、310B…カメラ、310C…カメラ、310D…カメラ、310E…カメラ、310F…カメラ、312…モニタ装置、312A…モニタ装置、312B…モニタ装置、312C…モニタ装置、312D…モニタ装置、312E…モニタ装置、312F…モニタ装置、320…状態量センサ、320A…エンジン回転数センサ、320B…エンジン温度センサ、320C…速度センサ、320D…振動センサ、330…画像データ収集装置、340…状態量データ収集装置、401…第1領域、402…第2領域、403…第3領域、404…第4領域、410…走行軌跡、1000…遠隔操作室、1100…カメラ画像表示装置、1200…クライアント表示装置1200…操作装置、1300A…ステアリングホイール、1300B…アクセルペダル、1300C…ブレーキペダル、1400…運転席、2000…無人運搬車両、2001…走行装置、2002…ダンプボディ。

Claims (9)

  1. 稼働状況データを取得する取得装置と、
    前記稼動状況データに基づいてクライアント機器のクライアント表示装置が表示可能なクライアント画面データを生成するクライアント画面データ生成部と、
    前記クライアント画面データを前記クライアント機器に送信する無線通信装置と、を備える作業車両。
  2. 前記取得装置は、状態量センサを含む請求項1に記載の作業車両。
  3. 前記クライアント画面データは、前記稼働状況データに基く波形の画像である請求項1又は請求項2に記載の作業車両。
  4. 前記取得装置は、カメラを含む請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の作業車両。
  5. 前記取得装置は、位置演算器を含む請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の作業車両。
  6. 作業車両の稼働状況データに基づいて生成されたクライアント画面データを前記作業車両のサーバ機器から通信回線を介して取得するクライアント画面データ取得部と、
    前記クライアント画面データをクライアント機器のクライアント表示装置に表示させる表示制御部と、を備える遠隔診断システム。
  7. 前記稼働状況データは、前記作業車両に設けられた状態量センサによって検出された前記作業車両の状態量データを含む請求項6に記載の遠隔診断システム。
  8. 前記作業車両は、無人運搬車両である請求項6又は請求項7に記載の遠隔診断システム。
  9. 作業車両の稼働状況データを取得することと、
    前記稼動状況データに基づいてクライアント画面データを生成することと、
    通信回線を介して前記作業車両のサーバ機器からクライアント機器に前記クライアント画面データを送信することと、
    前記クライアント機器のクライアント表示装置に前記クライアント画面データを表示させることと、を含む遠隔診断方法。
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