JP7470539B2 - 施工履歴情報管理システム - Google Patents
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Description
(システム構成)
図1は本発明の実施形態に係る施工履歴情報管理システムの全体図である。本実施形態の施工履歴情報管理システム200は、複数の作業機械100と、各作業機械100に搭載された車載コントローラ110と、複数の車載コントローラ110から送信される各種データ(収集データ)を受信する通信装置211と、通信装置211で受信された収集データが取り込まれるデータベース202と、データベース202に取り込まれた収集データに基づいて新たなデータを生成し、その生成したデータ(生成データ)を複数の車載コントローラ110に通信装置211を介して送信するサーバ201と、サーバ201による生成データ等が表示されるモニタ203とを備えている。ここでは作業機械100として油圧ショベルが利用されている場合について説明するが、ホイールローダ、ダンプトラック、ドーザなど他の作業機械を利用しても良い。
図2は本実施形態の施工履歴情報管理システムで作業機械として利用される油圧ショベル100の側面図である。図2の油圧ショベル100は、クローラ式の走行体(下部走行体)2と、走行体2の上部に旋回可能に取り付けられた旋回体(上部旋回体)3と、一端(基端)が旋回体3の前方に取り付けられた多関節型のリンク機構よりなるフロント作業装置(単に「作業装置」と称することもある)6とを備えている。
サーバ201は、例えば、CPU等の演算処理装置(図示せず)と、RAM,ROM等の半導体記憶装置又はHDD等の磁気記憶装置からなる記憶装置(図示せず)と、外部接続装置との間で情報のやり取りする入出力インタフェース(図示せず)とを備えたコンピュータが利用可能であり、単体または複数のコンピュータから構成できる。
データ生成部234は、DB202に取り込まれた収集データに基づいて新たなデータである生成データを生成する部分である。生成データには、車載コントローラ110によって作業機械100を制御するための制御指令や、施工管理者に提供される各作業機械100や施工状況に関する情報をモニタ203に表示するための制御指令が含まれる。
収集データ分類部240は、DB202に取り込まれた収集データをそのデータ特性に基づいて、予め定めた複数のカテゴリのいずれか1つのカテゴリに分類する処理(カテゴリ分類処理)を行う部分である。複数のカテゴリには、第1カテゴリ及び第2カテゴリが含まれている。なお、本実施形態のカテゴリは、第1カテゴリ及び第2カテゴリの2つとする。また、カテゴリの分類処理は、サーバ負荷管理部232でサーバ負荷(後述)が高い判定された場合に行っても良いし、サーバ負荷と無関係にサーバ201が各収集データを受信した際又は受信後に行っても良い。
サーバ負荷管理部232は、サーバ201の負荷(サーバ負荷)を管理する処理(サーバ負荷管理処理)を実行する部分である。本実施形態では、サーバ負荷を示す負荷指標値によりサーバ負荷の程度を把握しており、サーバ負荷管理部232は、当該負荷指標値が所定の負荷閾値を超えたときに、サーバ負荷が相対的に高いと判定して高負荷フラグを出力する。負荷指標値としては、例えば、サーバ201に搭載された演算処理装置(例えばCPU)の使用率、同演算処理装置の温度、サーバ201に搭載されたメモリ使用量等があり、負荷閾値は負荷指標値ごとに設定可能である。
アップロード時刻変更指令演算部242は、サーバ負荷管理部232によってサーバ201の負荷指標値が所定の負荷閾値を超えたと判定されたとき(すなわち、サーバ負荷管理部232から高負荷フラグが出力されたとき)、収集データ分類部240で各収集データが分類されたカテゴリに基づいて、各収集データのアップロード時刻を変更する指令(制御指令)を生成し、生成した指令を該当する車載コントローラ110に出力する処理を行う部分である。
次にサーバ201で行われる処理の詳細について具体例を挙げて説明する。図4は本実施形態のサーバ201で実行される処理の一例をフローチャートで示した図である。この図のフローチャートでは、サーバ高負荷時、第1カテゴリの収集データについてはアップロード間隔を増加する補正処理を行うが、第2カテゴリの収集データについてはアップロード間隔の変更は行わない。
図5に本実施形態で収集される収集データのデータ特性を示す。この図に示すように、本実施形態の収集データには、フロント作業装置6及び上部旋回体3の姿勢データ、油圧ショベル100の位置データ、カメラ62によって撮影された油圧ショベル100の周囲のカメラ画像データ、レーザレーダ61によって取得された油圧ショベル100の周囲の障害物の点群データ、フロント作業装置6によって掘削された土量データ、レーザレーダ61によって取得された現況地形データが含まれる。
ステップS105では、サーバ201(収集データ分類部240)は、サーバ201が高負荷状態にあるときに受信した収集データのデータ特性に基づいて、第1カテゴリ及び第2カテゴリのいずれか1つのカテゴリに当該収集データを分類する。ここで図7を用いて収集データ分類部240によるカテゴリ分類処理の詳細について説明する。図7はステップS104において収集データ分類部240が行うカテゴリ分類処理のフローチャートの一例を示す図である。
ここで、補正前の現況地形データのアップロード間隔t(I)=1[s]=1000[msec]、位置データのアップロード間隔=10[msec]、とすると、t(I)’=1000×(1+10/(10+1000))=1009.9[msec]となる。すなわち、補正後の現況地形のアップロード間隔t(I)’は補正前よりも9.9[msec]増加する。このときの効果について図8を用いて説明する。
図9に本実施形態のサーバ201が実行する生成データの演算処理の一例として、油圧ショベル100が障害物に接近した場合に走行禁止指令(生成データ)を演算する処理のフローチャートを示す。なお、ここでは、サーバ201の管理下にある複数の油圧ショベル100のうち、特定の油圧ショベル100(車載コントローラ110)からの収集データを受信して、当該特定の油圧ショベル100に生成データ(走行禁止指令)を送信する場合を想定している。
図9のフローで使用されるデータは、グループAに属する位置データ及び姿勢データ(図5参照)と、グループBに属するカメラ画像データ(図5参照)である。そのため、これら3種のデータがサーバ201に受信されるタイミングでサーバ201の負荷が高いと、走行禁止指令の生成に要する時間が増大し、走行禁止指令の基となる3種のデータが制御対象の油圧ショベル100でサンプリング(収集)された時刻と、サーバ201で生成された走行禁止指令が当該制御対象の油圧ショベル100に受信される時刻とのギャップが増大する虞がある。両時刻のギャップの増大は油圧ショベル100の制御精度の低下を意味し、油圧ショベル100が障害物に衝突する虞が高まる。
なお、上記の図4のフローでは、サーバ201が高負荷状態にあるときに収集データのカテゴリ分類処理(ステップS105)を実行したが、サーバ201が通常負荷の場合にカテゴリ分類処理を行っておいても構わない。すなわち、例えば、ステップS102とS103の間や、ステップS103とS104の間などでカテゴリ分類処理を行っても良い。また、高負荷状態のときに受信した全ての収集データについてステップS105の処理を行った後にステップS106に遷移したが、高負荷状態のときに受信した収集データのそれぞれについてステップS105及びS106,さらにはステップS107の処理を行っても良い。なお、これらは以降に説明する変形例や他の実施形態でも同様である。
図10は、図4のステップS104において収集データ分類部240が行うカテゴリ分類処理のフローチャートの他の例を示す図である。なお、図7と同じ処理は同じ符号を付して説明を省略することがある(これ以降に説明する図についても同様に扱う)。
図11は、図4のステップS104において収集データ分類部240が行うカテゴリ分類処理のフローチャートの他の例を示す図である。
図12は、図4のステップS104において収集データ分類部240が行うカテゴリ分類処理のフローチャートの他の例を示す図である。
ところで、上記では、図4に示すように第1カテゴリに分類された収集データのアップロード間隔(収集頻度)を長くする処理を行ったが、それとともに第2カテゴリに分類された収集データのアップロード間隔を短くする処理を行っても良い。次に、その場合にサーバ201で行われる処理について図13を用いて説明する。
ここで、補正前のカメラ画像データのアップロード間隔t(C)=33[msec]、位置データのアップロード間隔=10[msec]、とすると、t(C)’=33×(1+(10/33))=23[msec]となる。すなわち、補正後のカメラ画像データのアップロード間隔t(C)’は補正前よりも10[msec]低減する。このときの効果を図14に示す。
図15は複数の油圧ショベル100(作業機械)から収集データを受信する場合のタイミングチャートである。上記では説明を簡略化するために1台の油圧ショベル100(作業機械)の収集データを受信する場合を例示したが、実際の現場では図15に示すようにサーバ201の管理下にある複数の油圧ショベル100から多くのデータが送信される。したがって、本実施形態のように各収集データのデータ特性に合わせて受信時刻(車載コントローラ110からのアップロード間隔)を変更する処理を実施してデータ集中によるサーバ負荷の増加を防止することは非常に有益な対応であるといえる。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。
Claims (7)
- 複数の作業機械に搭載された複数の車載コントローラとの通信を行い、前記複数の車載コントローラから送信されるデータである収集データを受信する通信装置と、前記通信装置で受信された収集データが取り込まれるデータベースと、を有するサーバと、を備えた施工履歴情報管理システムにおいて、
前記サーバは、
前記データベースに取り込まれた収集データをそのデータ特性に基づいて、第1カテゴリ及び前記第1カテゴリよりも前記サーバでの利用の優先度の高い第2カテゴリを含む複数のカテゴリのいずれかのカテゴリに分類し、
前記サーバの負荷を示す負荷指標値が所定の負荷閾値を超えたとき、前記第1カテゴリに分類された収集データ及び前記第2カテゴリに分類された収集データのうち前記第1カテゴリに分類された収集データに対してのみアップロード間隔をより長い時間に変更する指令を、前記複数の車載コントローラのうち前記第1カテゴリに分類された収集データを送信した車載コントローラに出力し、前記第1カテゴリに分類された収集データ及び前記第2カテゴリに分類された収集データを収集する
ことを特徴とする施工履歴情報管理システム。 - 複数の作業機械に搭載された複数の車載コントローラとの通信を行い、前記複数の車載コントローラから送信されるデータである収集データを受信する通信装置と、前記通信装置で受信された収集データが取り込まれるデータベースと、前記データベースに取り込まれた収集データに基づいて新たなデータを生成し、その生成したデータを生成データとして前記複数の車載コントローラに前記通信装置を介して送信するサーバと、を備えた施工履歴情報管理システムにおいて、
前記サーバは、
前記データベースに取り込まれた収集データをそのデータ特性に基づいて、第1カテゴリ及び第2カテゴリを含む複数のカテゴリのいずれかのカテゴリに分類し、
前記サーバの負荷を示す負荷指標値が所定の負荷閾値を超えたとき、前記第1カテゴリに分類された収集データのアップロード間隔をより長い時間に変更する指令を、前記複数の車載コントローラのうち前記第1カテゴリに分類された収集データを送信した車載コントローラに出力し、
前記負荷指標値が前記所定の負荷閾値を超えたとき、前記第2カテゴリに分類された収集データのアップロード間隔をより短い時間に変更する指令を、前記複数の車載コントローラのうち前記第2カテゴリに分類された収集データを送信した車載コントローラに出力する
ことを特徴とする施工履歴情報管理システム。 - 請求項2の施工履歴情報管理システムにおいて、
前記サーバは、前記データベースに取り込まれた収集データのうち前記複数の車載コントローラにおける収集周期が所定の周期閾値より長い収集データを前記第1カテゴリに分類し、前記データベースに取り込まれた収集データのうち前記収集周期が前記周期閾値より短い収集データを前記第2カテゴリに分類する
ことを特徴とする施工履歴情報管理システム。 - 請求項2の施工履歴情報管理システムにおいて、
前記サーバは、前記データベースに取り込まれた収集データのうち、前記サーバによるリアルタイム処理に利用されない収集データを前記第1カテゴリに分類し、前記サーバによるリアルタイム処理に利用される収集データを前記第2カテゴリに分類する
ことを特徴とする施工履歴情報管理システム。 - 請求項2の施工履歴情報管理システムにおいて、
前記サーバは、前記データベースに取り込まれた収集データのうち、前記サーバによる前記生成データの生成に際して同時に利用される収集データが存在しない収集データを前記第1カテゴリに分類し、前記サーバによる前記生成データの生成に際して同時に利用される収集データが存在する収集データを前記第2カテゴリに分類する
ことを特徴とする施工履歴情報管理システム。 - 請求項2の施工履歴情報管理システムにおいて、
前記サーバによって前記第2カテゴリに分類される収集データには、前記複数の作業機械の姿勢データ、前記複数の作業機械の位置データ、前記複数の作業機械に搭載されたカメラにより撮影されたカメラ画像データ、及び前記複数の作業機械に搭載された距離センサにより取得された距離センサデータの少なくとも1つが含まれており、
前記サーバによって前記第1カテゴリに分類される収集データには、前記複数の作業機械が運搬した土量データ、及び前記複数の作業機械の周囲の現況地形データのうち少なくとも1つが含まれている
ことを特徴とする施工履歴情報管理システム。 - 請求項1または2の施工履歴情報管理システムにおいて、
前記サーバは、
第1作業機械に搭載されたカメラにより撮影されたカメラ画像データ、前記第1作業機械に搭載された位置センサにより検出された前記第1作業機械の位置データ、及び前記第1作業機械に搭載された姿勢センサにより検出された前記第1作業機械の姿勢データを前記収集データとして受信して前記第2カテゴリに分類し、
前記位置データに基づいて前記第1作業機械が走行中であると判定した場合、前記カメラ画像データ及び前記姿勢データに基づいて前記第1作業機械から障害物までの距離を演算し、演算した前記距離が所定の距離閾値未満のときに前記第1作業機械を停止させる指令を前記第1作業機械の車載コントローラに出力する
ことを特徴とする施工履歴情報管理システム。
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