JP7365865B2 - Operation target equipment and construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、評価対象オペレータによって実施された所定の動作の技量を表示する操作対象装置及びそれに関連する技術に関する。 The present invention relates to an operation target device that displays the skill of a predetermined operation performed by an operator to be evaluated, and related technology.
従来、運転条件を予め入力させることにより、運転結果を自動的に診断できるようにした建設機械の運転評価システムが提案されている。 BACKGROUND ART Conventionally, an operation evaluation system for construction machinery has been proposed that allows operation results to be automatically diagnosed by inputting operation conditions in advance.
例えば、特許文献１に記載の運転評価システムは、所定の運転データを記憶する運転データ記憶手段（６Ｃ）と、所定の運転データに基づいて診断用データを生成する診断用データ生成手段（８Ａ）と、診断用データを記憶する診断用データ記憶手段（８Ｂ）と、診断用データと比較するための基準データを記憶する基準データ記憶手段（７Ｃ）とを備えている（特許文献１の図１参照）。
For example, the driving evaluation system described in
また、特許文献１に記載の運転評価システムは、診断用データと基準データとを比較することにより、診断モードにおける運転の結果を判定する判定手段（８Ｃ，８Ｄ）と判定結果を出力する出力手段（９）とを備えている。
Further, the driving evaluation system described in
しかし、特許文献１に記載の運転評価システムでは、診断モードに移行した後、表示部に表示された内容に従ってオペレータが油圧ショベルを運転する必要があり、オペレータの運転を評価できる状況が極めて限定的であるという問題がある。
However, the operation evaluation system described in
そこで、本発明は、評価対象オペレータによって実施された所定の動作に対する技量を簡易に評価することが可能な操作対象装置及びそれに関連する技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to provide an operation target device and related technology that can easily evaluate the skill of a predetermined operation performed by an operator to be evaluated.
上記目的を達成するために、本発明は、操作対象装置であって、オペレータによって操作される操作部と、前記操作部に対する操作量に応じて所定の動作を行う動作部と、事前に実施された前記所定の動作の目標値、前記操作部に対する操作量及び前記動作部の動作量を含む比較用データと前記所定の動作を行ったオペレータの技量を示す特徴量とが関連付けられた演算用データを蓄積したデータベースにアクセスするためのアクセス部と、評価対象オペレータによって実施される前記所定の動作の目標値、前記操作部における操作量及び前記動作部の動作量を評価用データとして取得する取得部と、前記データベースに蓄積された前記演算用データと前記取得部で取得した前記評価用データとに基づいて前記評価対象オペレータによって実施された前記所定の動作の技量を演算する演算部と、前記演算部で演算した技量を表示する表示部と、を備え、前記演算部は、前記評価用データと前記データベースに蓄積された全ての比較用データとの各距離を演算して前記評価用データに近い所定数の比較用データを特定し、前記所定数の比較用データの各特徴量に基づいて前記技量を演算することを特徴とする操作対象装置を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides an operation target device including an operation section operated by an operator, an operation section that performs a predetermined operation according to the amount of operation on the operation section, and an operation target device that is operated in advance. calculation data in which comparison data including a target value of the predetermined operation, an operation amount for the operation section, and an operation amount of the operation section are associated with a feature amount indicating the skill of the operator who performed the predetermined operation; an access unit for accessing a database that stores information, and an acquisition unit that acquires, as evaluation data, the target value of the predetermined operation performed by the operator to be evaluated, the operation amount of the operation unit, and the operation amount of the operation unit. a calculation unit that calculates the skill of the predetermined operation performed by the operator to be evaluated based on the calculation data accumulated in the database and the evaluation data acquired by the acquisition unit; a display section for displaying the skills calculated by the calculation section, the calculation section calculating distances between the evaluation data and all the comparison data accumulated in the database to determine the distance between the evaluation data and all the comparison data accumulated in the database. The present invention provides an operation target device characterized in that a predetermined number of comparison data is specified, and the skill is calculated based on each characteristic amount of the predetermined number of comparison data.
ここで、前記演算部は、前記所定数の比較用データの各特徴量を前記評価対象データと前記所定数の比較用データとの各距離に基づいて重み付けし、重み付けされた各特徴量に基づいて前記評価対象オペレータによって実施された前記所定の動作の技量を演算することが好ましい。 Here, the calculation unit weights each feature amount of the predetermined number of comparison data based on each distance between the evaluation target data and the predetermined number of comparison data, and It is preferable that the skill of the predetermined motion performed by the operator to be evaluated be calculated using the method.
また、前記演算部で演算した技量を前記表示部に表示するか否かを前記評価対象オペレータが選択するための選択部を更に備え、前記表示部は、前記選択部を介して前記評価対象オペレータが表示することを選択した場合に、前記演算部で演算した技量を表示することが好ましい。 The present invention further includes a selection section for the operator to be evaluated to select whether or not to display the skill calculated by the calculation section on the display section; It is preferable to display the skill calculated by the calculation unit when the user selects to display the skill.
さらに、本発明は、建設機械であって、オペレータによって操作される操作レバーと、前記操作レバーに対する操作量に応じて旋回動作を行う上部旋回体と、事前に実施された前記旋回動作の目標値、前記操作レバーに対する操作量及び前記上部旋回体の旋回角度を含む比較用データと前記旋回動作を行ったオペレータの技量を示す特徴量とが関連付けられた演算用データを蓄積したデータベースにアクセスするためのアクセス部と、評価対象オペレータによって実施される前記旋回動作の目標値、前記操作レバーに対する操作量及び前記上部旋回体の旋回角度を評価用データとして取得する取得部と、前記データベースに蓄積された前記演算用データと前記取得部で取得した前記評価用データとに基づいて前記評価対象オペレータによって実施された前記旋回動作の技量を演算する演算部と、前記演算部で演算した技量を表示する表示部と、を備え、前記演算部は、前記評価用データと前記データベースに蓄積された全ての比較用データとの各距離を演算して前記評価用データに近い所定数の比較用データを特定し、前記所定数の比較用データの各特徴量に基づいて前記技量を演算することを特徴とする建設機械を更に提供している。 Furthermore, the present invention provides a construction machine including: a control lever operated by an operator; , for accessing a database storing calculation data in which comparison data including the operation amount of the operating lever and the turning angle of the upper rotating body are associated with a feature value indicating the skill of the operator who performed the turning operation; an access unit for acquiring, as evaluation data, a target value of the turning operation performed by the operator to be evaluated, an operation amount for the operating lever, and a turning angle of the upper rotating body; a calculation unit that calculates the skill of the turning operation performed by the operator to be evaluated based on the calculation data and the evaluation data acquired by the acquisition unit; and a display that displays the skill calculated by the calculation unit. and a calculation unit that calculates each distance between the evaluation data and all comparison data accumulated in the database to identify a predetermined number of comparison data close to the evaluation data. The present invention further provides a construction machine characterized in that the skill is calculated based on each characteristic amount of the predetermined number of comparison data.
本発明によれば、データベースに蓄積された演算用データと取得部で取得した評価用データとに基づいて評価対象オペレータによって実施された所定の動作の技量が演算される。そして、演算用データ及び評価用データには所定の動作の目標値が含まれているため、当該目標値によって所定の動作を特定することが可能となり、評価対象オペレータによる各種の動作に対する技量を演算することが可能である。そのため、汎用性が高く、評価対象オペレータによって実施された所定の動作に対する技量を簡易に評価することが可能である。 According to the present invention, the skill of a predetermined movement performed by the operator to be evaluated is calculated based on the calculation data stored in the database and the evaluation data acquired by the acquisition unit. Since the calculation data and evaluation data include target values for predetermined actions, it is possible to specify the predetermined actions using the target values, and calculate the skills of the operator to be evaluated for various actions. It is possible to do so. Therefore, it has high versatility, and it is possible to easily evaluate the skill for a predetermined operation performed by the operator to be evaluated.
＜１．実施形態＞
本発明の実施形態による操作対象装置及び建設機械について、図１から図８を参照しながら説明する。以下では、操作対象装置及び建設機械の一例として、図１に示す油圧ショベル１を例示する。
<1. Embodiment>
An operation target device and a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. In the following, a
図１に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the
上部旋回体３は、オペレータが油圧ショベル１を操作（操縦）するための運転室（キャブ）４を備えている。
The upper revolving
運転室４の内部には、操作レバー４１（図２参照）や表示ディスプレイ４３（図２参照）等が設けられている。なお、運転室４の内部には、操作レバー４１や表示ディスプレイ４３以外にも操作ペダル等の他の機器も設けられているが、本発明とは直接関係しないため、説明を省略する。
Inside the driver's cab 4, an operating lever 41 (see FIG. 2), a display 43 (see FIG. 2), and the like are provided. In addition to the
操作レバー４１は、本発明に係る操作部の一例であり、上部旋回体３を旋回動作させる際にオペレータによって操作される部位である。上部旋回体３は、本発明に係る動作部の一例であり、操作レバー４１に対する操作量に応じた旋回角度だけ旋回する。なお、旋回角度は本発明に係る動作量の一例である。
The
本実施形態では、本発明に係る「所定の動作」の一例として、上部旋回体３の「９０度旋回動作」を例示する。図３に示すように、９０度旋回動作は、オペレータが操作レバー４１を操作することにより、上部旋回体３を下部走行体２に対して９０度旋回させる動作である。９０度旋回動作が実施されると、上部旋回体３は、図３（Ａ）に示す状態から図３（Ｂ）に示す状態を経て、最終的に図３（Ｃ）に示す状態に遷移する。
In this embodiment, as an example of the "predetermined operation" according to the present invention, a "90 degree turning operation" of the upper revolving
以下の説明では、９０度旋回操作に関して、操作レバー４１に対する操作された操作量を「操作量ｕ」、操作量ｕに応じた旋回角度を「旋回角度ｙ」、目標値（目標角度）を「目標値ｒ」とも称する。
In the following explanation, regarding the 90 degree turning operation, the amount of operation on the
また、９０度旋回動作における各時刻ｔの操作量ｕを操作量ｕ（ｔ）、９０度旋回動作における各時刻ｔの旋回角度ｙを旋回角度ｙ（ｔ）、９０度旋回動作における各時刻ｔの目標値ｒを目標値ｒ（ｔ）とも称する。 Also, the manipulated variable u at each time t in the 90 degree turning operation is the manipulated variable u(t), the turning angle y at each time t in the 90 degree turning operation is the turning angle y(t), and each time t in the 90 degree turning operation The target value r is also referred to as the target value r(t).
図４のグラフは、熟練オペレータによって実施された９０度旋回動作に関するデータ（下記の表１に示されるデータ）をプロットしたものである。具体的には、図４の上側のグラフが９０度旋回動作について目標値ｒ（ｔ）及び旋回角度ｙ（ｔ）をプロットしたものであり、図４の下側のグラフが９０度旋回動作について操作量ｕ（ｔ）をプロットしたものである。
なお、目標値ｒ（ｔ）は、図４及び表１に示すように、操作開始時（開始時刻ｔ＝６．４）に０度から９０度に変化した後は一定である。 Note that, as shown in FIG. 4 and Table 1, the target value r(t) remains constant after changing from 0 degrees to 90 degrees at the start of the operation (start time t=6.4).
また、図５のグラフは、非熟練オペレータによって実施された９０度旋回動作に関するデータをプロットしたものである。図４のグラフと同様に、図５の上側のグラフが９０度旋回動作について目標値ｒ（ｔ）及び旋回角度ｙ（ｔ）をプロットしたものであり、図５の下側のグラフが９０度旋回動作について操作量ｕ（ｔ）をプロットしたものである。 The graph of FIG. 5 also plots data regarding a 90 degree turning operation performed by an unskilled operator. Similar to the graph in FIG. 4, the upper graph in FIG. 5 plots the target value r(t) and turning angle y(t) for a 90-degree turning operation, and the lower graph in FIG. The manipulated variable u(t) is plotted for the turning motion.
９０度旋回動作のうち前半が加速区間ＡＳ、後半が減速区間ＤＳとした場合、図４及び図５に示すように、加速区間ＡＳにおいては熟練オペレータと非熟練オペレータとのデータに大きな差はない。一方、減速区間ＤＳにおいては熟練オペレータと非熟練オペレータとのデータに顕著な差が生じる。換言すれば、加速区間ＡＳでは旋回角度ｙ（ｔ）や操作量ｕ（ｔ）に基づき技量（熟練オペレータであるか、非熟練オペレータであるか）を判定し難いものの、減速区間ＤＳでは旋回角度ｙ（ｔ）や操作量ｕ（ｔ）に基づき技量を判定することが可能である。 When the first half of the 90-degree turning motion is the acceleration section AS and the second half is the deceleration section DS, there is no big difference in the data between the skilled and unskilled operators in the acceleration section AS, as shown in Figures 4 and 5. . On the other hand, in the deceleration section DS, there is a significant difference in data between the skilled operator and the unskilled operator. In other words, in the acceleration section AS, it is difficult to judge the skill (skilled operator or unskilled operator) based on the turning angle y(t) and the operation amount u(t), but in the deceleration section DS, the turning angle It is possible to judge the skill based on y(t) and the manipulated variable u(t).
再度図２を参照し、その他の構成について説明する。図２に示すように、油圧ショベル１は、上述した操作レバー４１及び表示ディスプレイ４３に加え、通信部５及びコントローラ６を備えている。
Referring again to FIG. 2, other configurations will be described. As shown in FIG. 2, the
通信部５は、本発明に係るアクセス部の一例であり、ネットワーク（有線、無線を問わない）を介してデータベースＤＢにアクセスするための処理部である。データベースＤＢには、熟練オペレータによる９０度旋回動作に関する熟練ＯＰデータや非熟練オペレータによる９０度旋回動作に関する非熟練ＯＰデータが演算用データとして蓄積されている。なお、本実施形態では、データベースＤＢが油圧ショベル１の外部に設けられ、ネットワークを介してアクセス可能に構成される場合を例示するが、これに限定されず、油圧ショベル１の内部の記憶装置にデータベースＤＢを構築するようにしてもよい。
The
コントローラ６は、油圧ショベル１の各種動作を制御する制御部であり、取得部６１と演算部６３と表示制御部６５とを備えて構成される。
The
取得部６１は、本発明に係る取得部の一例であり、オペレータによって実施される９０度旋回動作の目標値ｒ（ｔ）、操作レバー４１に対する操作量ｕ（ｔ）及び上部旋回体３の旋回角度ｙ（ｔ）、ｙ（ｔ－１）、ｙ（ｔ－２）を取得する処理部である。
The
演算部６３は、本発明に係る演算部の一例であり、データベースＤＢに蓄積された演算用データと取得部６１で取得した評価用データとに基づいて評価対象オペレータによって実施された９０度旋回動作の技量を演算する処理部である。
The
表示制御部６５は、演算部６３で演算した技量を表示ディスプレイ４３に表示する処理部である。
The
データベースＤＢには、熟練オペレータ及び非熟練オペレータによって事前に行われた９０度旋回動作に関する演算用データΦ（ｔ）が複数蓄積されている。 The database DB stores a plurality of calculation data Φ(t) regarding 90 degree turning operations performed in advance by skilled and unskilled operators.
演算用データΦ（ｔ）は、比較用データφ（ｔ）と特徴ベクトルθ（ｔ）とが紐付けられたデータであり、下記の数式１によって定義される。
上記の数式１において、比較用データφ（ｔ）は、熟練オペレータ及び非熟練オペレータによって事前に実施された９０度旋回動作において取得部６１が取得した目標値ｒ（ｔ）、旋回角度ｙ（ｔ）、ｙ（ｔ－１）、ｙ（ｔ－２）、操作量ｕ（ｔ－１）を要素とするものであり、下記の数式２によって定義される。
また、上記の数式１において、特徴ベクトルθ（ｔ）は、本発明に係る特徴量の一例であり、オペレータの技量を数字で表現したものである。詳細には、特徴ベクトルθ（ｔ）には、オペレータの技量が熟練の場合には「１」が入力され、オペレータの技量が非熟練の場合には「０」が入力される。
Further, in the
なお、特徴ベクトルθ（ｔ）として、オペレータ自身が主観的に判断した技量の値が入力されるようにしてもよく、管理者等の第三者によって評価された客観的な技量の値が入力されるようにしてもよい。あるいは、特徴ベクトルθ（ｔ）として、ＡＩ技術等を用いて自動的に判別された技量の値が入力されるようにしてもよい。 Note that as the feature vector θ(t), a skill value subjectively judged by the operator itself may be input, or an objective skill value evaluated by a third party such as an administrator may be input. It is also possible to do so. Alternatively, a skill value automatically determined using AI technology or the like may be input as the feature vector θ(t).
上記の数式２において、１番目の要素ｒ（ｔ）は時刻ｔの目標値ｒである。また、２番目の要素ｙ（ｔ）は時刻ｔの旋回角度ｙ、３番目の要素ｙ（ｔ－１）は時刻ｔ－１の旋回角度ｙ、４番目の要素ｙ（ｔ－２）は時刻ｔ－２の旋回角度ｙである。更に、５番目の要素ｕ（ｔ－１）は時刻ｔ－１の操作量ｕである。旋回角度ｙに関し、ｙ（ｔ），ｙ（ｔ－１），ｙ（ｔ－２）の３つを比較用データφ（ｔ）の要素しているのは、動的な挙動（ダイナミクス）を考慮しているからである。なお、ダイナミクスは下記の数式３を用いて線形近似することが可能である。
データベースＤＢには、上述した演算用データΦ（ｔ）がＮ個蓄積されており、上述した比較用データφ（ｔ）もＮ個蓄積されている。以下では、Ｎ個の比較用データφ（ｔ）を比較用データφ（ｊ）（ｊ＝１，２，…，Ｎ）と定義して説明を行う。 In the database DB, N pieces of the above-mentioned calculation data Φ(t) are stored, and N pieces of the above-mentioned comparison data φ(t) are also stored. In the following description, N pieces of comparison data φ(t) are defined as comparison data φ(j) (j=1, 2, . . . , N).
続いて、データベースＤＢに蓄積された演算用データΦ（ｔ）を用いて、９０度旋回動作を実施する評価対象オペレータの技量を評価する方法について詳細に説明する。 Next, a method for evaluating the skill of the operator to be evaluated for performing a 90 degree turning operation using the calculation data Φ(t) stored in the database DB will be described in detail.
評価対象オペレータによって９０度旋回動作が実施される期間中、取得部６１は、目標値ｒ（ｔ）、旋回角度ｙ（ｔ）、ｙ（ｔ－１）、ｙ（ｔ－２）及び操作量ｕ（ｔ）を評価用データφ（ｔ）として随時取得する。
During the period in which the operator to be evaluated performs a 90-degree turning operation, the
また、演算部６３は、取得部６１で取得した評価用データφ（ｔ）と比較用データφ（ｊ）（ｊ＝１，２，…，Ｎ）との距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））を随時演算する。距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））は、下記の数式４に基づいて算出される。
上記の数式４において、φ（ｔ）は評価用データであり、φ（ｊ）はデータベースＤＢに蓄積された比較用データである。φl（ｔ）は評価用データのｌ番目の要素であり、φl（ｊ）は比較用データのｌ番目の要素に対応する。例えば、φ2（ｔ）は評価用データφ（ｔ）の２番目の要素ｙ（ｔ－１）に対応し、φ2（ｊ）は比較用データφ（ｊ）の２番目の要素ｙ（ｔ－１）に対応する。 In Equation 4 above, φ(t) is evaluation data, and φ(j) is comparison data stored in the database DB. φ l (t) is the l-th element of the evaluation data, and φ l (j) corresponds to the l-th element of the comparison data. For example, φ 2 (t) corresponds to the second element y(t-1) of the evaluation data φ(t), and φ 2 (j) corresponds to the second element y(t-1) of the comparison data φ(j). t-1).
また、上記の数式４において、ｍａｘφｌ（ｍ）はｌ番目の要素の最大値であり、ｍｉｎφｌ（ｍ）はｌ番目の要素の最小値である。φl（ｔ）とφl（ｊ）との差分をｍａｘφｌ（ｍ）とｍｉｎφｌ（ｍ）との差分で除算することで各要素間の値を正規化している。 Further, in the above equation 4, maxφ l (m) is the maximum value of the l-th element, and minφ l (m) is the minimum value of the l-th element. The value between each element is normalized by dividing the difference between φ l (t) and φ l (j) by the difference between maxφ l (m) and minφ l (m).
また、ｎｒは目標値ｒの要素数、ｎｙは旋回角度ｙの要素数、ｎｕは操作量ｕの要素数である。ここでは、目標値ｒの要素数が「１」、旋回角度ｙの要素数が「３」、操作量ｕの要素数が「１」であるから、ｎｒ＋ｎｙ＋ｎｕ＝５である。 Further, n r is the number of elements of the target value r, n y is the number of elements of the turning angle y, and n u is the number of elements of the manipulated variable u. Here, since the number of elements of the target value r is "1", the number of elements of the turning angle y is "3", and the number of elements of the manipulated variable u is "1", n r +n y +n u =5.
次に、演算部６３は、上記の数式４で算出された距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））に基づいて、評価用データφ（ｔ）に近いｋ個（本実施形態では５個）の比較用データφ（ｊ）を特定する。
Next, based on the distance d (φ(t), φ(j)) calculated using Equation 4 above, the
ｋ個の比較用データφ（ｊ）を特定した後、演算部６３は、ｋ個の比較用データφ（ｊ）にそれぞれ紐付けられた特徴ベクトルθ（ｉ）（ｉ＝１，２，…，ｋ）を参照し、下記の数式５に従って定量的な技量μ（ｔ）を演算する。
上記の数式５において、ωｉは、特徴ベクトルθ（ｉ）を距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））に応じて重み付けするための重み付け係数であり、下記の数式５で定義される。
上記の数式５によれば、技量μ（ｔ）の演算において、特徴ベクトルθ（ｉ）に距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））に応じたωｉ（上記の数式６）が積算される。そのため、距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））が大きい、すなわち、比較用データφ（ｊ）が評価用データφ（ｔ）から遠い場合には特徴ベクトルθ（ｉ）の重み付け係数ωｉが小さくなる。逆に、距離ｄが小さい、すなわち、比較用データφ（ｊ）が評価用データφ（ｔ）から近い場合には、特徴ベクトルθ（ｉ）の重み付け係数ωｉが大きくなる。
According to
下記の表２の例では、非熟練オペレータ（θ（５））に対応するω５が「１／２０」である一方、熟練オペレータ（θ（１）、θ（２）、θ（３）、θ（４））に対応するω１、ω２、ω３、ω４がそれぞれ「１／２０」、「２／１０」、「４／１０」「３／１０」である。つまり、重み付けω１を除き、熟練オペレータの重み付けω２，ω３，ω４は非熟練オペレータの重み付けω５よりも大きい。そのため、下記の表２の例では、熟練オペレータのデータが含まれているものの、最終的な技量μ（ｔ）の値は「９．５／１０」（熟練を示す「１」に近い値）となり、技量が「熟練」と判断される。
図６は、熟練の評価対象オペレータによって実施された９０度旋回動作について演算部６３で演算した技量をプロットしたグラフである。また、図７は、非熟練の評価対象オペレータによって実施された９０度旋回動作について演算部６３で演算した技量をプロットしたグラフである。
FIG. 6 is a graph plotting the skill calculated by the
図６及び図７を比較すると、加速区間ＡＳにおいては両者の技量に大きな差は見られないが、減速区間ＤＳにおいては熟練オペレータのスコアが「１」に近く、非熟オペレータのスコアが「０」に近くなっている。 Comparing FIGS. 6 and 7, there is no big difference in the skills of the two operators in the acceleration section AS, but in the deceleration section DS, the score of the skilled operator is close to "1" and the score of the unskilled operator is "0". ”.
評価対象オペレータによる９０度旋回動作が終了すると、表示制御部６５は、図８に示すような評価画像ＧＡ１や評価画像ＧＡ２を表示ディスプレイ４３に表示する。
When the 90 degree turning operation by the operator to be evaluated is completed, the
評価画像ＧＡ１及び評価画像ＧＡ２は、演算部６３で演算した技量を示す画像の一例である。評価画像ＧＡ１及び評価画像ＧＡ２には、技量をプロットしたグラフと当該技量の平均値（「５２．３７」や「６０．０１」）とが含まれる。なお、評価画像ＧＡ１及び評価画像ＧＡ２では、ユーザが認識し易いように技量が０から１００のスケール（パーセント）で表示されている。
The evaluation image GA1 and the evaluation image GA2 are examples of images showing the skill calculated by the
上述した実施形態によれば、データベースＤＢに蓄積された演算用データΦ（ｔ）と取得部６１で取得した評価用データφ（ｔ）とに基づいて評価対象オペレータによって実施された９０度旋回動作の技量が演算される。詳細には、評価用データφ（ｔ）に近いｋ個の比較用データφ（ｊ）を特定し、特定したｋ個の比較用データφ（ｊ）にそれぞれ紐付けられた特徴ベクトルθ（ｔ）に基づいて技量が演算される。ｋ個の比較用データφ（ｊ）の特定において、評価用データφ（ｔ）と比較用データφ（ｊ）との距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））が算出される。距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））の計算においては、両者の目標値ｒ（ｔ）が比較されるため、データベースＤＢに旋回動作以外の他の動作に対応する演算用データΦ（ｔ）が含まれていたとしても当該他の動作のデータは自動的に除外される。つまり、本実施形態では、距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））の計算において目標値ｒ（ｔ）を比較することで、評価対象オペレータによる各種の動作が自動的に峻別される。そのため、汎用性が高く、評価対象オペレータによる所定の動作の技量を簡易に評価することが可能である。
According to the embodiment described above, the 90-degree turning operation is performed by the operator to be evaluated based on the calculation data Φ(t) accumulated in the database DB and the evaluation data φ(t) acquired by the
また、上述した実施形態によれば、評価対象オペレータによって９０度旋回動作が実施されている期間中、目標値ｒ（ｔ）、旋回角度ｙ（ｔ）、ｙ（ｔ－１）、ｙ（ｔ－２）及び操作量ｕ（ｔ）が評価用データφ（ｔ）として随時取得される。また、評価用データφ（ｔ）と比較用データφ（ｊ）（ｊ＝１，２，…，Ｎ）との距離ｄ（φ（ｔ），φ（ｊ））も随時演算される。そのため、評価対象オペレータによる９０度旋回動作をリアルタイムに評価することが可能である。 Further, according to the embodiment described above, during the period in which the evaluation target operator performs a 90-degree turning operation, the target value r(t), the turning angle y(t), y(t-1), y(t -2) and the manipulated variable u(t) are acquired as evaluation data φ(t) at any time. Further, the distance d (φ(t), φ(j)) between the evaluation data φ(t) and the comparison data φ(j) (j=1, 2, . . . , N) is also calculated at any time. Therefore, it is possible to evaluate the 90-degree turning motion by the operator to be evaluated in real time.
また、上述した実施形態によれば、技量μ（ｔ）の演算において、特徴ベクトルθ（ｉ）が重み付け係数ωｉによって重み付けされる。そのため、本来の技量とは異なる技量の比較用データφ（ｊ）が評価用データφ（ｔ）の近傍データとして局所的に特定されたとしても、他の近傍データよりも距離が遠ければ、重み付け係数ωｉが小さくなるため、正確な技量を算出することが可能である。 Further, according to the embodiment described above, in calculating the skill μ(t), the feature vector θ(i) is weighted by the weighting coefficient ω i . Therefore, even if comparison data φ(j) of a skill different from the original skill is locally identified as neighboring data of evaluation data φ(t), if the distance is farther than other neighboring data, the weighting Since the coefficient ω i becomes small, it is possible to accurately calculate the skill.
＜２．変形例＞
本発明による操作対象装置及び建設機械は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
<2. Modified example>
The operation target device and construction machine according to the present invention are not limited to the embodiments described above, and various modifications and improvements can be made within the scope of the claims.
例えば、上述した実施形態では、評価対象オペレータによる９０度旋回動作が終了した後に図８に示す評価画像ＧＡ１や評価画像ＧＡ２が表示される場合を例示したが、これに限定されない。評価対象オペレータによって９０度旋回動作が実施されている最中に、演算部６３で演算された技量をリアルタイムに表示するようにしてもよい。
For example, in the embodiment described above, the evaluation image GA1 and the evaluation image GA2 shown in FIG. 8 are displayed after the 90-degree turning operation by the operator to be evaluated is completed, but the present invention is not limited to this. The skill calculated by the
また、上述した実施形態では、評価対象オペレータの技量が評価画像ＧＡ１や評価画像ＧＡ２として一律に表示される場合を例示したが、これに限定されない。熟練オペレータといった技量評価を必要としないオペレータが９０度旋回動作を実施する場合、評価画像ＧＡ１や評価画像ＧＡ２が表示されないように、事前に表示有無を選択できるようにしてもよい。具体的には、９０度旋回動作を実施する前に、技量評価の表示可否を選択するための選択画面を表示ディスプレイ４３に表示し、当該選択画面を介してオペレータが技量評価を表示することを選択した場合にのみ当該技量評価を表示するようにしてもよい。当該変形例によれば、技量評価を確認したい評価対象オペレータに対してのみ技量評価に関する画面を表示することが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the skill of the operator to be evaluated is uniformly displayed as the evaluation image GA1 or the evaluation image GA2, but the present invention is not limited to this. When an operator who does not require skill evaluation, such as a skilled operator, performs a 90 degree turning operation, it may be possible to select in advance whether to display the evaluation image GA1 or the evaluation image GA2 so that the evaluation image GA1 and the evaluation image GA2 are not displayed. Specifically, before performing a 90 degree turning operation, a selection screen for selecting whether to display the skill evaluation is displayed on the
また、上述した実施形態では、演算用データφ（ｔ）が５つの要素（ｒ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｙ（ｔ－１）、ｙ（ｔ－２）、ｕ（ｔ－１））で構成される場合を例示したが、これに限定されず、演算用データφ（ｔ）がより多くの要素を備えて構成されるようにしてもよい。例えば、演算用データφ（ｔ）が７つの要素（ｒ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｙ（ｔ－１）、ｙ（ｔ－２）、ｙ（ｔ－３）、ｕ（ｔ－１）、ｕ（ｔ－２））で構成されるようにしてもよい。その場合、動的な挙動（ダイナミクス）は、下記の数式７を用いて線形近似することが可能である。
また、上述した実施形態では、特徴ベクトルθ（ｔ）に熟練を示す「１」又は非熟練を示す「０」が入力されている場合を例示したが、これに限定されず、熟練を示す「１」及び非熟練を示す「０」に加え、中級レベルを示す「０．５」が入力されるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where "1" indicating skill or "0" indicating unskilled is inputted to the feature vector θ(t) is exemplified, but the invention is not limited to this, and "1" indicating skill is input. In addition to "1" and "0" indicating unskilled, "0.5" indicating intermediate level may be input.
また、上述した実施形態では、図１に示す油圧ショベル１に本発明の思想を適用する場合を例示したが、これに限定されず、各種操作に応じて所定の動作を行う装置（油圧ショベル１以外の操作対象装置）に本発明を適用するようにしてもよい。
Further, in the embodiment described above, the case where the idea of the present invention is applied to the
以上のように本発明に係る操作対象装置及び建設機械は、オペレータの所定の動作に対する技量を評価するのに適している。 As described above, the operation target device and the construction machine according to the present invention are suitable for evaluating the skill of an operator for a predetermined operation.
１ 油圧ショベル、２ 下部走行体、３ 上部旋回体、４ 運転室、５ 通信部、
６ コントローラ、４１ 操作レバー、４３ 表示ディスプレイ、６１ 取得部、
６３ 演算部、６５ 表示制御部、ＡＳ 加速区間、ＤＢ データベース、ＤＳ 減速区間、
ＧＡ１ 評価画像、ＧＡ２ 評価画像
1 Hydraulic excavator, 2 Lower traveling body, 3 Upper revolving body, 4 Operator's cab, 5 Communication department,
6 controller, 41 operation lever, 43 display, 61 acquisition unit,
63 calculation section, 65 display control section, AS acceleration section, DB database, DS deceleration section,
GA1 evaluation image, GA2 evaluation image
Claims (4)
オペレータによって操作される操作部と、
前記操作部に対する操作量に応じて所定の動作を行う動作部と、
事前に実施された前記所定の動作の目標値、前記操作部に対する操作量及び前記動作部の動作量を含む比較用データと前記所定の動作を行ったオペレータの技量を示す特徴量とが関連付けられた演算用データを蓄積したデータベースにアクセスするためのアクセス部と、
評価対象オペレータによって実施される前記所定の動作の目標値、前記操作部に対する操作量及び前記動作部の動作量を評価用データとして取得する取得部と、
前記データベースに蓄積された前記演算用データと前記取得部で取得した前記評価用データとに基づいて前記評価対象オペレータによって実施された前記所定の動作の技量を演算する演算部と、
前記演算部で演算した技量を表示する表示部と、
を備え、
前記演算部は、前記評価用データと前記データベースに蓄積された全ての比較用データとの各距離を演算して前記評価用データに近い所定数の比較用データを特定し、前記所定数の比較用データの各特徴量に基づいて前記技量を演算し、
前記各距離は、前記評価用データに含まれる目標値と前記比較用データに含まれる目標値との差分を正規化した値と、前記評価用データに含まれる動作量と前記比較用データに含まれる動作量との差分を正規化した値と、前記評価用データに含まれる操作量と前記比較用データに含まれる操作量との差分を正規化した値との和であることを特徴とする操作対象装置。 A device to be operated,
an operation unit operated by an operator;
an operating section that performs a predetermined operation according to the amount of operation on the operating section;
Comparison data including a target value of the predetermined operation performed in advance, an operation amount for the operation section, and an operation amount of the operation section are associated with a feature amount indicating the skill of the operator who performed the predetermined operation. an access unit for accessing a database storing calculation data;
an acquisition unit that acquires a target value of the predetermined operation performed by the operator to be evaluated, an operation amount for the operation unit, and an operation amount of the operation unit as evaluation data;
a calculation unit that calculates the skill of the predetermined operation performed by the operator to be evaluated based on the calculation data accumulated in the database and the evaluation data acquired by the acquisition unit;
a display unit that displays the skill calculated by the calculation unit;
Equipped with
The calculation unit calculates each distance between the evaluation data and all the comparison data accumulated in the database, identifies a predetermined number of comparison data close to the evaluation data, and performs the comparison of the predetermined number of comparison data. Calculate the skill based on each feature amount of the data for
Each of the distances is a value obtained by normalizing the difference between a target value included in the evaluation data and a target value included in the comparison data, a motion amount included in the evaluation data, and a value included in the comparison data. and a value obtained by normalizing the difference between the amount of operation included in the evaluation data and the amount of operation included in the comparison data. Device to be operated.
前記表示部は、前記選択部を介して前記評価対象オペレータが表示することを選択した場合に、前記演算部で演算した技量を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の操作対象装置。 further comprising a selection unit for the operator to be evaluated to select whether or not to display the skill calculated by the calculation unit on the display unit;
The operation target according to claim 1 or 2, wherein the display unit displays the skill calculated by the calculation unit when the operator to be evaluated selects to display it via the selection unit. Device.
オペレータによって操作される操作レバーと、
前記操作レバーに対する操作量に応じて旋回動作を行う上部旋回体と、
事前に実施された前記旋回動作の目標値、前記操作レバーに対する操作量及び前記上部旋回体の旋回角度を含む比較用データと前記旋回動作を行ったオペレータの技量を示す特徴量とが関連付けられた演算用データを蓄積したデータベースにアクセスするためのアクセス部と、
評価対象オペレータによって実施される前記旋回動作の目標値、前記操作レバーに対する操作量及び前記上部旋回体の旋回角度を評価用データとして取得する取得部と、
前記データベースに蓄積された前記演算用データと前記取得部で取得した前記評価用データとに基づいて前記評価対象オペレータによって実施された前記旋回動作の技量を演算する演算部と、
前記演算部で演算した技量を表示する表示部と、
を備え、
前記演算部は、前記評価用データと前記データベースに蓄積された全ての比較用データとの各距離を演算して前記評価用データに近い所定数の比較用データを特定し、前記所定数の比較用データの各特徴量に基づいて前記技量を演算し、
前記各距離は、前記評価用データに含まれる目標値と前記比較用データに含まれる目標値との差分を正規化した値と、前記評価用データに含まれる動作量と前記比較用データに含まれる動作量との差分を正規化した値と、前記評価用データに含まれる操作量と前記比較用データに含まれる操作量との差分を正規化した値との和であることを特徴とする建設機械。
A construction machine,
an operating lever operated by an operator;
an upper rotating body that performs a rotating operation according to the amount of operation of the operating lever;
Comparison data including a target value of the turning operation performed in advance, an operation amount of the operating lever, and a turning angle of the upper rotating structure are associated with a feature amount indicating the skill of the operator who performed the turning operation. an access unit for accessing a database storing calculation data;
an acquisition unit that acquires, as evaluation data, a target value of the turning operation performed by the evaluation target operator, an operation amount of the operating lever, and a turning angle of the upper rotating body;
a calculation unit that calculates the skill of the turning operation performed by the operator to be evaluated based on the calculation data accumulated in the database and the evaluation data acquired by the acquisition unit;
a display unit that displays the skill calculated by the calculation unit;
Equipped with
The calculation unit calculates each distance between the evaluation data and all the comparison data accumulated in the database, identifies a predetermined number of comparison data close to the evaluation data, and performs the comparison of the predetermined number of comparison data. Calculate the skill based on each feature amount of the data for
Each of the distances is a value obtained by normalizing the difference between a target value included in the evaluation data and a target value included in the comparison data, a motion amount included in the evaluation data, and a value included in the comparison data. and a value obtained by normalizing the difference between the amount of operation included in the evaluation data and the amount of operation included in the comparison data. Construction machinery.
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