数据发送系统、作业机械以及作业机械的数据发送方法

技术领域

本发明涉及数据发送系统、作业机械以及作业机械的数据发送方法。本申请基于2020年10月30日在日本申请的特愿2020—182483号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

在专利文献1中记载了以定义信息为基础，指定作为收集的数据的作业机械信息。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-177816号公报

发明内容

发明要解决的课题

通常，为了方便用户，作业机械构成为将从作业机械主体输出的各种加工前数据即原始数据加工成对于用户来说容易解释、分析的形态后发送。此时，来自作业机械的原始数据的加工形式、发送定时等发送形态基于设想的用户的需求在作业机械的制造阶段被编入。

由于每个用户的作业机械的利用方式以及所需的数据各不相同，因此在制造阶段编入的发送形态不一定与用户期望的形态匹配。即，在出厂后，存在想要在用户侧自由地定制来自作业机械的输出数据的发送形态的需求。

本公开是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种能够根据期望定制来自作业机械的各种数据的发送形态的作业机械的数据发送装置、作业机械以及作业机械的数据发送方法。

用于解决课题的方案

根据本公开的一方式，作业机械的数据发送系统具备：定制定义接收部，其接收表示对从作业机械收集的数据的处理的内容及处理的有效期间的定制定义信息；以及发送部，其在接收到的所述定制定义信息的所述有效期间内，根据所述处理的内容将所述数据发送至外部装置。

发明效果

根据本公开的作业机械的数据发送系统、作业机械以及作业机械的数据发送方法，能够根据期望定制来自作业机械的各种数据的发送形态。

附图说明

图1是示出第一实施方式的数据提供系统的整体结构的图。

图2是示出统一格式的形式的图。

图3是示出作业机械的外观的立体图。

图4是示出第一实施方式的作业机械的结构的框图。

图5是示出第一实施方式的数据发送系统的处理流程的图。

图6是示出第一实施方式的通用定义的数据构造的图。

图7是示出第一实施方式的加工定义的数据构造的图。

图8是示出第一实施方式的发送定义的数据构造的图。

图9是示出第一实施方式的条件定义的数据构造的图。

具体实施方式

<第一实施方式>

以下，参照图1～图9对第一实施方式的数据发送装置以及具备该数据发送装置的数据提供系统进行详细说明。

(整体结构)

图1是示出第一实施方式的数据提供系统的整体结构的图。

数据提供系统1为了用户的利用而提供与多个作业机械10相关的数据。数据提供系统1具备多个作业机械10、数据服务器30、定义数据库50、以及用户装置70。各作业机械10将与该作业机械10相关的数据收集，并向数据服务器30发送。数据服务器30存储从多个作业机械10收集到的数据，并向用户装置70提供该数据。定义数据库50存储由数据服务器30提供数据时所需的信息。用户装置70设定由作业机械10收集的数据的条件，并且从数据服务器30取得与作业机械10相关的数据。

在作业机械10与数据服务器30之间、以及数据服务器30与用户装置70之间进行与作业机械10相关的数据的通信的情况下，进行使用了统一格式的单位数据的通信。统一格式是保存一种数据的值的单位数据格式。作业机械10将从各组件收集到的CAN的单位数据所包含的多个值，分别保存于统一格式的单位数据中并向数据服务器30发送。数据服务器30及用户装置70是车外的外部装置的一例。单位数据也被称为数据帧、信息包、PDU(Protocol Data Unit)。

以下，将统一格式的形式的单位数据称为统一数据对象。

图2是示出统一格式的形式的图。

统一格式保存表示数据的类型的标识符、该数据的值、以及表示组件取得了该数据的时刻的时间戳。在一个统一数据对象中分别仅保存一个标识符、值、以及时间戳。

《作业机械10的结构》

图3是示出作为作业机械10的液压挖掘机的外观的立体图。

作为作业机械的作业机械10具备利用液压工作的工作装置1100、支承工作装置1100的回转体1200、以及支承回转体1200的行驶体1300。在此，将回转体1200中的安装工作装置1100的部分称作前部。另外，关于回转体1200，以前部为基准，将相反侧的部分称作后部，将左侧的部分称作左部，将右侧的部分称作右部。

《工作装置1100》

工作装置1100具备动臂1110、斗杆1120、铲斗1130、动臂缸1140、斗杆缸1150、以及铲斗缸1160。

动臂1110是支承斗杆1120及铲斗1130的支柱。动臂1110的基端部经由销安装于回转体1200的前部。

斗杆1120连结动臂1110与铲斗1130。斗杆1120的基端部经由销安装于动臂1110的前端部。

铲斗1130是具有用于挖掘砂土等的斗齿的容器。铲斗1130的基端部经由销安装于斗杆1120的前端部。

动臂缸1140是用于使动臂1110工作的液压缸。动臂缸1140的基端部安装于回转体1200。动臂缸1140的前端部安装于动臂1110。

斗杆缸1150是用于驱动斗杆1120的液压缸。斗杆缸1150的基端部安装于动臂1110。斗杆缸1150的前端部安装于斗杆1120。

铲斗缸1160是用于驱动铲斗1130的液压缸。铲斗缸1160的基端部安装于斗杆1120。铲斗缸1160的前端部安装于与铲斗1130连接的连杆构件。

《回转体1200》

在回转体1200上具备供操作人员搭乘的驾驶室1210。驾驶室1210配备于回转体1200的前方且工作装置1100的左侧。

在驾驶室1210的内部设置有用于操作工作装置1100的操作装置1211。根据操作装置1211的操作量，而向动臂缸1140、斗杆缸1150、以及铲斗缸1160供给工作油，驱动工作装置1100。

《组件》

作业机械10具备位置方位运算器1230和倾斜检出器1240。位置方位运算器1230、倾斜检出器1240是组件的一例。另外，作业机械10具备将与作业机械10相关的数据收集，并向数据服务器30发送的数据发送装置11。数据发送装置11设置在驾驶室1210内。需要说明的是，数据发送装置11也可以例如设置在回转体1200上的驾驶室1210之外。后述的控制组件12及扩展组件14既可以同样地设置在驾驶室1210内，也可以例如设置在驾驶室1210之外。

位置方位运算器1230运算回转体1200的位置以及回转体1200朝向的方位。位置方位运算器1230具备从构成GNSS(Global Navigation Satellite System)的人造卫星接收定位信号的第一接收器1231及第二接收器1232。第一接收器1231及第二接收器1232分别设置于回转体1200的不同位置。位置方位运算器1230基于第一接收器1231所接收到的定位信号，检出现场坐标系中的回转体1200的代表点O(车身坐标系的原点)的位置。

位置方位运算器1230使用第一接收器1231所接收到的定位信号、第二接收器1232所接收到的定位信号，来运算回转体1200的方位作为检出的第二接收器1232的设置位置相对于第一接收器1231的设置位置的关系。

倾斜检出器1240计测回转体1200的加速度及角速度，并基于计测结果来检出回转体1200的倾斜(例如，表示相对于Xm轴的旋转的侧倾角、表示相对于Ym轴的旋转的俯仰角、以及表示相对于Zm轴的旋转的偏航角)。倾斜检出器1240例如设置于驾驶室1210的下表面。倾斜检出器1240例如能够使用作为惯性计测装置的IMU(Inertial Measurement Unit)。

图4是示出第一实施方式的作业机械10的结构的框图。

数据发送装置11具备物理上分开的第一基板100和第二基板200。第一基板100构成运行实时OS(Operating System)的计算机。第二基板200构成运行通用OS的计算机。

第一基板100具备第一处理器110、第一主存储器130、第一储存器150、以及第一接口170。第一处理器110从第一储存器150读出程序且在第一主存储器130中展开，并按照该程序来执行规定的处理。第一接口170经由第一网络N1与用于控制作业机械10的多个控制组件12连接。

作为控制组件12的例子，可以举出：通过传感器取得发动机关联的各种数据并控制发动机关联的发动机控制组件、通过传感器取得对工作装置1100的动作进行控制的液压设备关联的各种数据并控制该液压设备的液压控制组件，从作业机械10的各种传感器取得数据并进行未图示的监视器的显示控制的监视器控制组件、以及控制用于与外部的服务器等进行通信的通信设备并从作业机械的各种传感器取得数据的通信组件等。

第一网络N1例如是CAN。另外，第一接口170与检出作业机械10的状态量的传感器13连接。控制组件12及传感器13是搭载于作业机械10的组件的一例。利用与第一网络N1连接的控制组件12，来进行作业机械10的基本动作控制。

第二基板200具备第二处理器210、第二主存储器230、第二储存器250、以及第二接口270。第二处理器210从第二储存器250读出程序且在第二主存储器230中展开，并按照该程序来执行规定的处理。第二接口270经由第二网络N2与用于对作业机械10的功能进行扩展的多个扩展组件14连接。

作为扩展组件14的例子，可以举出：对由相机拍摄得到的图像进行规定的图像处理并进行显示控制的图像显示组件，对用于将施工现场的设计面与作业机械10的位置关系等向操作人员引导的引导监视器进行显示控制的机械引导组件、用于计测由工作装置1100挖掘到的土量的有效载置组件等。第二网络N2例如是CAN或Ethernet(注册商标)。扩展组件14是搭载于作业机械10的组件的一例。利用与第二网络N2连接的扩展组件14，来向作业机械10及操作人员提供扩展的信息。

需要说明的是，能够搭载于作业机械10的组件并不限定于上述的控制组件12、传感器13、以及扩展组件14。例如，组件也可以是负责作业机械10的显示功能的显示控制器、负责作业机械10的通信功能的通信控制器等。

第一接口170与第二接口270以能够相互通信的方式连接。

存储于第一储存器150或第二储存器250的程序可以用于实现使第一基板100或第二基板200发挥的功能的一部分。例如，程序也可以通过与已经存储于第一储存器150或第二储存器250的其他程序的组合、或者与安装于其他装置的其他程序的组合来发挥功能。

需要说明的是，在其他实施方式中，第一基板100或者第二基板200也可以除了上述结构之外或者取代上述结构而具备PLD(Programmable Logic Device)等定制LSI(LargeScale IntegratedCircuit)。作为PLD的例子，可举出PAL(Programmable Array Logic)、GAL(Generic Array Logic)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array)。在该情况下，由第一基板100或第二基板200实现的功能的一部分或全部可以由该集成电路来实现。

作为第一储存器150及第二储存器250的例子，可以举出HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁盘、磁光盘、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半导体存储器等。

第一储存器150及第二储存器250既可以是与总线直接连接的内部介质，也可以是经由第一接口170或通信线路与数据发送装置11连接的外部介质。另外，也可以借助通信线路将该程序发送至数据发送装置11，并由第一处理器110或第二处理器210执行该程序。在至少一个实施方式中，第一储存器150及第二储存器250是非易失性的有形的存储介质。

第一处理器110通过执行第一储存器150所存储的程序，而作为收集部111及数据输出部112发挥功能。

收集部111收集从控制组件12或传感器13输出的各种数据。

数据输出部112将收集部111所收集到的各种数据输出至第二基板200。

第二处理器210通过执行第二储存器250所存储的程序，而作为定制定义接收部211、收集部212、加工处理部213、发送部214以及处理限制判断部215发挥功能。另外，在第二储存器250中确保作为定制定义信息的定制定义文件251的存储区域。

定制定义接收部211从用户装置70接收定制定义文件251并记录于第二储存器250。该定制定义文件251是能够由用户自身编辑的文件，并且是定义了如下情况的文件、即通过期望的方法加工用户所期望的数据并且在期望的定时将该数据发送到发送目的地。如图4所示，定制定义文件251由通用定义、加工定义、发送定义、条件定义这四个定义构成。关于它们的具体内容将在后面叙述。

收集部212收集从扩展组件14输出的各种数据。另外，收集部212还经由第一处理器110的数据输出部112取得收集部111所收集到的各种数据。

加工处理部213根据定制定义文件251所包含的加工定义，加工由收集部111、212收集到的各种数据。

发送部214向数据服务器30发送根据定制定义文件251所包含的发送定义加工而成的数据即加工完毕数据。用户通过专用的应用程序等阅览该加工完毕数据文件，并解释、分析与作业机械10有关的信息。

需要说明的是，发送部214不仅可以发送加工完毕数据文件，还可以发送未加工的原始数据。

处理限制判断部215在存在多个定制定义文件251的情况下，鉴于当前的作业机械10的状况，判断能够执行其全部。

数据发送装置11可以由单独的计算机构成，也可以将数据发送装置11的结构分开配置于多个计算机，并通过多个计算机相互配合来作为作业机械的数据发送系统发挥功能。作业机械10也可以具备作为数据发送装置11发挥功能的多个计算机。也可以是，构成数据发送装置11的一部分的计算机搭载于作业机械10的内部，其他计算机设置于作业机械10的外部。

需要说明的是，上述的1台数据发送装置11也是数据发送系统的一例。在其他实施方式中，也可以是，构成数据发送系统的一部分的结构搭载于作业机械10的内部，其他结构设置于作业机械10的外部。

在其他实施方式中，也可以是第一基板100和第二基板200不是作为硬件分开的，而是作为单一的基板的形态。

(数据发送装置的处理流程)

图5是示出第一实施方式的数据发送装置的处理流程的图。

图5所示的处理流程例如在作业机械10的初始启动时执行。

如图5所示，数据发送装置11首先参照定制定义文件251(步骤S1)。该定制定义文件251由用户预先编辑，从用户装置70发送并保存于第二储存器250。定制定义文件251针对用户想要取得的数据一个一个地准备。需要说明的是，在步骤S1的处理中，数据发送装置11参照在各定制定义文件251中分别指定的有效期间，仅提取满足该有效期间的条件的定制定义文件251。有效期间例如可以指定后述的“开始/结束日期时间”。不执行不满足有效期间的条件的定制定义文件251。

接下来，处理限制判断部215判断处理负载是否高(步骤S2)。例如，设想第二处理器210的负载暂时变高的情况、或在第二储存器250中保存了过多的定制定义文件251的结果是执行其全部时对作为处理器处理带来障碍的情况。处理限制判断部215在检测到这样的状况的情况下(步骤S2；是)，根据各定制定义文件251中预先指定的优先级，对要执行的定制定义文件251施加限制(步骤S3)。

接着，加工处理部213根据定制定义文件251所包含的加工定义的内容依次进行加工处理(步骤S4)。在此，与图5所示的处理流程不同，第一处理器110的收集部111、第二处理器210的收集部212分别从与第一网络N1、第二网络N2连接的组件、传感器等以规定的采样周期时时刻刻收集各种数据。加工处理部213参照以这种方式收集到的各种数据，针对定制定义文件251所指定的类型的数据，同样地按照定制定义文件251所指定的每个周期时时刻刻进行加工处理。

需要说明的是，在还没有经过步骤S3的情况下，加工处理部213参照所有定制定义文件251，进行分别定义的加工处理。另外，在经由步骤S3的情况下，加工处理部213仅参照基于优先级的一部分的定制定义文件251，并进行分别定义的加工处理。

发送部214根据定制定义文件251所包含的发送定义的内容，依次进行发送(步骤S5)。

数据发送装置11在例如受理了作业机械10的停止操作时、或有效期间届满时等满足了规定的结束条件时(步骤S6；是)，结束处理。

另一方面，在不满足结束条件的期间(步骤S6；否)，反复执行步骤S2～步骤S5的处理。

(定制定义文件的说明)

图6～图9是第一实施方式的定制定义文件的说明图。

以下，一边参照图6～图9，一边对定制定义文件的内容详细地进行说明。

(通用定义)

图6示出通用定义的数据构造的例子。

如图6所示，在通用定义中指定设定序列编号、开始/结束日期时间、优先级。

设定序列编号是在一台作业机械10中分别唯一地分配给多个被记录的定制定义文件251的编号。用户可以通过指定该设定序列编号来根据期望编辑每个定制定义文件251。在想要对一台作业机械10追加新的定制定义文件251的情况下，用户将附加了新的设定序列编号的定制定义文件251发送到作为对象的作业机械10。

开始/结束日期时间是表示该定制定义文件251的有效期间的信息。如在图5的步骤S1中说明的那样，数据发送装置11提取当前的日期时间在该有效期间内的定制定义文件251，将它们视为有效而作为执行对象。用户通过指定该开始/结束日期时间，能够定制为仅在需要的期间能够取得需要的信息。

这样，在定制定义文件251中指定了该定制定义文件251为有效的期间，加工处理部213及发送部214仅在定制定义文件251为有效的期间内根据该定制定义文件进行加工及发送。

因此，在该定制定义文件251为有效的期间内，将根据该定制定义文件的数据发送至数据服务器30。另外，在从作业机械10向数据服务器30以标准发送的数据以及其他定制定义文件251也在有效期间内的情况下，除了按照该定制定义文件的数据以外，还向数据服务器30发送以标准发送的数据及根据其他定制定义文件的数据。另一方面，在该定制定义文件251在有效期间外，且从作业机械10向数据服务器30以标准发送的数据以及其他定制定义文件251在有效期间内的情况下，仅向数据服务器30发送以标准发送的数据以及根据其他定制定义文件的数据。

需要说明的是，数据发送装置11可以消除例如已经过了经过结束日期时间等的有效期间的定制定义文件251。通过消除经过了有效期间的定制定义文件251，能够削减第二储存器250的存储容量。

需要说明的是，也可以利用定制定义文件251定义从作业机械10向数据服务器30以标准发送的数据。

优先级是表示该定制定义文件251的优先级的信息，例如用1～100的数值表示。数值越高优先级越大。如上述那样，在设想作业机械10中处理负载过多的情况下，处理限制判断部215根据该优先级分选定制定义文件251，并调整为处理负载不超过极限。

这样，在定制定义文件251中指定有该定制定义文件251的优先级。而且，在判断为处理负载过多时，加工处理部213及发送部214根据该定制定义文件从优先级高的定制定义文件开始优先进行加工及发送。需要说明的是，需要说明的是，可以与处理负载无关地根据该定制定义文件从优先级高的定制定义文件开始优先进行加工及发送。另外，也可以对优先级的数值设定阈值，按照比阈值大的优先级定制定义文件进行加工及发送。

(加工定义)

图7示出加工定义的数据构造的例子。

如图7所示，在加工定义中，指定加工形式、事件列表、数据列表、合计期间、成形期间等。

加工形式是对由收集部111、212收集到的原始数据指定以怎样的形式实施加工的信息。例如，在加工形式中指定趋势、历史、地图、快照等数据形式。

事件列表是另外引用在后述的条件定义中定义的条件关键字(key)而制作的列表。所谓事件例如定义为“键(key)开/关时”、“错误产生时”、“发动机水温超过规定值时”等。用户能够在后述的事件定义中将任意的条件定义为事件。加工处理部213能够以在该事件列表中定义的事件为契机进行各种数据的加工、生成。

数据列表例如是发动机水温、发动机转速等的想要取得的数据的项目的列表。在数据列表中，也可以指定平均值、最大值、最小值等。

合计期间是对收集到的原始数据指定应用上述加工的周期的信息。在每个该合计期间，以在该期间收集到的采样数据为对象，追加一个实施了上述加工的合计数据。

成形期间是指定对数据文件进行成形的周期的信息。根据在该成形期间内合计的合计数据来成型一个数据文件。

(发送定义)

图8示出发送定义的数据构造的例子。

如图8所示，在发送定义中指定有数据发信定时、发送目的地列表等。

数据发信定时是由将通过执行该定制定义文件251生成的加工完毕数据发送至发送目的地的定时指定的信息。数据发信定时例如可以引用“从键关闭检测时起30分钟后”等后述的事件定义中所定义的条件关键字来指定。

这样，由于能够按定制定义文件251来指定数据发信定时，因此例如，能够以按每个作业机械10错开发信定时的方式进行定制，以使数据服务器30的负载不集中的方式进行调整。

发送目的地列表是表示加工完毕数据的发送目的地的信息，在本实施方式中，指定数据服务器30的地址。需要说明的是，也可以在发送目的地列表中指定多个目的地及路径。发送目的地列表通过准备多个数据服务器、或者指定即使是相同的数据服务器目的地也经由不同的路径发送，能够调整在特定的数据服务器、特定的路径中的通信量不会过多。路径例如可以通过设定移动通信、卫星通信等通信方式来设定不同的路径。

(条件定义)

图9示出条件定义的数据构造的例子。

如图9所示，在条件定义中指定条件关键字、条件函数等。

条件关键字是表示与后述的条件函数相关联的事件的关键字信息。通过分别在上述的加工定义及发送定义中记述该条件关键字，能够分别指定期望的事件。

条件函数是表示事件的内容的信息。具体而言，记述了相当于“键开/关时”、“错误产生时”、“发动机水温超过规定值时”等的条件式。

这样，定制定义文件251具有能够独立于其他定义而单独指定条件定义的格式。若在加工定义、发送定义的每一个中分别定义各种事件条件，则在用户侧的编辑作业变得繁琐。然而，通过在条件定义中定义在定制定义文件251内可通用处理的条件关键字，可以提高对加工定义、发送定义的编辑的便利性。

(作用、效果)

如上所述，第一实施方式的数据发送装置11具备：定制定义接收部211，其从外部接收表示针对从作业机械10取得的数据的各种处理的内容的定制定义信息；加工处理部213，其根据接收到的定制定义信息的加工定义，对从作业机械10取得的数据进行加工；以及发送部214，其用于向作为外部装置的数据服务器30发送根据接收到的定制定义信息的发送定义加工而成的数据即加工完毕数据。

根据这种结构，用户通过根据期望编辑定制定义文件，能够根据期望定制由作业机械10进行的发送形态。

需要说明的是，上述数据收集装置的各种处理的过程以程序的形式存储于计算机能够读取的记录介质，并且通过计算机读出并执行该程序，来进行上述各种处理。另外，计算机能够读取的记录介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。另外，也可以通过通信线路向计算机发送该计算机程序，接受到该发送的计算机执行该程序。

上述程序也可以用于实现上述的功能的一部分。而且，也可以是通过与已经记录于计算机系统的程序的组合来实现上述功能的程序、即所谓的差分文件或者差分程序等。

以上，说明了本公开的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定公开的范围。这些实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离公开的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。

另外，上述实施方式的作业机械10是液压挖掘机，但不限于此。例如，其他实施方式的作业机械10也可以是例如自卸车、推土机、轮式装载机等其他作业机械。

工业上的可利用性

根据本发明的各形态，能够根据期望定制来自作业机械的各种数据的发送形态。

附图标记说明：

1数据提供系统；10作业机械；11数据发送装置；100第一基板；200第二基板；110第一处理器；130第一主存储器；150第一储存器；170第一接口；210第二处理器；230第二主存储器；250第二储存器；270第二接口；12控制组件；13传感器；14扩展组件；N1第一网络；N2第二网络；111收集部；112数据输出部；211定制定义接收部；212收集部；213加工处理部；214发送部；215处理限制判断部；251定制定义文件。