作业辅助系统、作业辅助方法

技术领域

本发明涉及一种作业辅助系统、作业辅助方法，该作业辅助系统、作业辅助方法能够应用于例如液压挖掘机。

背景技术

在现有技术中提供一种编入有机器引导的功能的工程机械(所谓的ICT工程机械)。

在此，机器引导是利用全站仪(TS：Total Station)、GNSS(Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)等测量技术，向操作员提供达到施工目标值的信息并支持工程机械的操作的技术。根据该机器引导，能够适当地辅助操作员的作业，从而提高作业效率、安全性、作业精度。

针对这种ICT工程机械，在专利文献1中提出了一种技术方案，对能够高精度地掌握工程机械的倾角等的技术进行了研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-105160号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在工程机械中，希望能够简单且灵活地导入机器引导的功能，进一步根据需要对机器引导的功能进行版本升级。

然而，在现有技术的工程机械中，存在难以简单且灵活地导入机器引导的功能，进一步根据需要对机器引导的功能进行版本升级的问题。

本发明是考虑到以上问题而作出的，其目的在于，提出一种能够简单且灵活地导入机器引导的功能，进一步根据需要对机器引导的功能进行版本升级的作业辅助系统、作业辅助方法。

用于解决课题的手段

为了解决所述技术问题，在技术方案1中涉及一种作业辅助系统，通过机器引导的功能对操作员的作业进行辅助，具有：

传感器部，其由工程机械的可动部保持且取得姿态信息；

控制部，其通过与所述传感器部的数据通信，收集由所述传感器部所取得的所述姿态信息；

便携信息终端装置，其通过由所述控制部收集到的所述姿态信息计算出达到施工目标的可动量；以及

通知部，其将由所述便携信息终端装置计算出的达到施工目标的可动量通知给所述工程机械的操作员。

根据技术方案1的结构，通过由便携信息终端装置计算出达到施工目标的可动量，能够简单地对用于该运算处理的软件和硬件进行版本升级。另外，由此也能够根据需要安装传感器部，进一步对其进行更换、追加。由此，能够简单且灵活地导入机器引导的功能，进一步根据需要对机器引导的功能进行版本升级。

在技术方案2中，根据技术方案1的结构，

所述控制部通过与所述传感器部的无线通信实现的所述数据通信，收集所述姿态信息。

根据技术方案2的结构，能够简化传感器部的设置、更换，由此能够简单地将机器引导的功能导入现有的工作设备，进一步提高机器引导的功能。

在技术方案3中涉及一种作业辅助方法，通过机器引导的功能对操作员的作业进行辅助，

通过由工程机械的可动部保持的传感器部取得姿态信息，

由便携信息终端装置根据所述姿态信息计算出达到施工目标的可动量，

将计算出的达到施工目标的可动量通知给工程机械的操作员。

根据技术方案3的结构，通过由便携信息终端装置计算出达到施工目标的可动量，能够简单地对用于该运算处理的软件和硬件进行版本升级。另外，由此也能够根据需要安装传感器部，进一步对其进行更换、追加。由此，能够简单且灵活地导入机器引导的功能，进一步根据需要对机器引导的功能进行版本升级。

发明效果

根据本发明，能够简单且灵活地导入机器引导的功能，进一步根据需要对机器引导的功能进行版本升级。

附图的简单说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的作业辅助系统的图。

图2是图1的作业辅助系统的框图。

图3是表示通知部的俯视图。

具体实施方式

〔第1实施方式〕

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的作业辅助系统1的图，图2是框图。

该作业辅助系统1在作为工程机械的液压挖掘机2中，通过机器引导的功能，对操作该液压挖掘机2的操作员的作业进行辅助。

在此，在液压挖掘机2中，在通过履带自动行驶的主体3上依次设置有动臂4、斗杆5、铲斗6。此外，作业辅助系统1的辅助对象不限于液压挖掘机，能够广泛地应用于例如用于地基改良的工程机械等用于土木、建筑的作业的各种工程机械。

作业辅助系统1具有传感器部11A、11B、11C、控制部12、便携信息终端装置13和通知部14。

在此，传感器部11A、11B、11C分别设置于作为液压挖掘机2的可动部的动臂4、斗杆5、铲斗6，取得姿态信息并输出至控制部12。在此，姿态信息是能够检测各可动部的姿态的信息，在该实施方式中应用三维的加速度、角速度信息。

由此，如图2所示，传感器部11A、11B、11C分别设置有能够取得其三维的加速度、角速度信息的三维的传感器21。另外，设置有电池22、控制器23、数据通信部24，通过电池22的电功率进行动作，并通过控制器23的控制由传感器21取得姿态信息，通过数据通信部24以无线通信的发送将姿态信息发送至控制部12。这样，通过电池22的电功率进行动作并利用无线通信发送姿态信息，由此，传感器部11A、11B、11C无需特意设置供电用、数据通信用的线缆而能够简单地设置于所希望的安装部位，从而，作业辅助系统1能够简单地向现有的工作设备导入机器引导的功能，进一步提高机器引导的功能。

更具体而言，在传感器21中应用IMU(INERTIAL MEASUREMENT UNIT：惯性测量单元)传感器，在数据通信部24的无线通信中应用BLUETOOTH(注册商标)。此外，在传感器21中能够广泛地应用可检测姿态的各种结构。另外，传感器部11A、11B、11C能够安装于可充分地检测姿态的各种部位，在实用性充分的情况下，也可以仅安装于铲斗6。另外，在无线通信中，也能够广泛地应用可数据通信的各种结构。

控制部12被设置于该液压挖掘机2的主体，通过与传感器部11A、11B、11C的数据通信，收集由传感器部11A、11B、11C取得的姿态信息并将其输出至便携信息终端装置13。

在此，控制部12(图2)具有与传感器部11A、11B、11C相同的传感器31，并具有控制器33、数据通信部34。控制部12根据来自便携信息终端装置13的指示启动动作，并通过控制器33的控制启动传感器部11A、11B、11C的动作。另外，收集由传感器部11A、11B、11C取得的姿态信息，由传感器31取得姿态信息，并将其与由传感器部11A、11B、11C取得的姿态信息一起经由数据通信部34输出至便携信息终端装置13。另外，经由数据通信部34取得从便携信息终端装置13输出的通知信息并将其输出至通知部14。

此外，控制部12在实用性充分的情况下，也可以省略传感器31。

便携信息终端装置13是所谓的智能手机或平板终端，通过执行该作业辅助系统1所涉及的应用软件，根据经由控制部12得到的由传感器部11A、11B、11C取得的姿态信息、由传感器31取得的姿态信息，计算出达到液压挖掘机2的施工目标的可动量。

更具体而言，便携信息终端装置13具有数据通信部43，其具有由与控制部12的无线通信实现的数据通信功能、连接网络的与服务器的数据通信功能。便携信息终端装置13通过该数据通信部43从控制部12取得姿态信息，进一步将通知给通知部14的通知信息输出至控制部12。另外，进一步通过该数据通信部43下载作业辅助系统1的构建、版本升级所涉及的应用软件。

便携信息终端装置13将由数据通信部43所取得的应用软件记录并保持于非易失性存储器等的存储部42。另外，通过操作员的操作，由中央运算处理装置(CPU：CentralProcessing Unit)等的运算处理部41执行该存储部42中所保持的作业辅助系统1的应用软件。

由此，运算处理部41根据在基准姿态(例如铲斗6载置于施工开始时的地面的姿态)下取得的姿态信息，对主体3的倾角进行检测。另外，根据从该基准姿态起的各姿态信息的变化，计算出各可动部的姿态的变化(可动量)，从而对铲斗6的当前位置进行计算。

运算处理部41以这样的方式根据姿态信息计算出铲斗6的当前位置，例如以铲斗6载置于施工开始时的地面的方式来受理施工开始位置的设定。进一步，以铲斗6从该施工开始位置可动地暂时挖掘到施工目标的方式来受理施工目标的设定。此外，该施工开始位置、施工目标的设定例如也可以通过挖掘的深度等数值来受理，能够广泛地应用各种方法。

运算处理部41根据从控制部12依次输入的姿态信息来依次计算出铲斗6的当前位置，并计算出与施工目标的偏差(差值)，从而计算出达到施工目标的可动量。另外，经由控制部12，通过通知部14将该计算出的达到施工目标的可动量通知给液压挖掘机2的操作员。

运算处理部41在液晶显示面板等的显示部44中依次显示出达到施工目标的可动量计算结果。此外，在该情况下，也可以与后述的通知部14同样地进行显示。

在此，通知部14是在液压挖掘机2的驾驶席中，将由便携信息终端装置13计算出的达到施工目标的可动量通知给操作员的结构，在该实施方式中，如图3所示，由分段方式的显示部构成。

即，通知部14由将矩形形状的分段S11～S16、S21～S26按两列L1、L2在纵向上依次以一定间隔配置而形成。各列L1、L2的中央的分段S13、S14、S23、S24的发光色由绿色形成，该分段S13、S14、S23、S24的上方的分段S11、S12、S21、S22的发光色由黄色形成，分段S13、S14、S23、S24的下方的分段S15、S16、S25、S26的发光色由红色形成。

通知部14在达到施工目标的可动量为一定值以下的情况下，对中央的分段S13、S14、S23、S24进行亮灯。另外，在达到施工目标的可动量大而需要使铲斗6进一步可动的情况下，根据可动量对分段S11或S12、S21或S22进行亮灯。另外，在达到施工目标的可动量为负值，而以超过施工目标的方式使铲斗6可动的情况下，根据达到施工目标的超过量对分段S15或S16、S25或S26进行亮灯。

另外，通知部14构成为，对该分段S11～S16、S21～S26的亮灯进行判断的阈值的间隔以右列L2的分段S21～S26比左列L1的分段S11～S16小的方式设定，由此，能够粗调、微调地利用左列L1和右列L2。

此外，通知部14可以通过数值来通知可动量，也可以通过声音、报警音来进行通知。另外，可以通过便携信息终端装置13直接驱动通知部14，也可以通过便携信息终端装置13的显示部44兼作通知部14。

根据以上结构，通过由便携信息终端装置13计算出达到施工目标的可动量，能够简单地对用于该运算处理的软件和硬件进行版本升级。另外，由此也能够根据需要安装传感器部11A、11B、11C，进一步对其进行更换、追加。由此，能够简单且灵活地导入机器引导的功能，进一步根据需要对机器引导的功能进行版本升级。

另外，进一步也可以通过利用便携信息终端装置13的通信功能的在存储部42中进行的保持等，记录并保存作业历史记录，从而能够活用于业务管理等。另外，也能够利用便携信息终端装置13的功能取得姿态信息，或取得当前位置信息、车内外的照度信息等进行利用，从而能够进一步提高便利性。

另外，通过与传感器部的无线通信实现的数据通信来收集姿态信息，由此能够简化传感器部的设置、更换，从而能够简单地将机器引导的功能导入现有的工作设备，进一步提高机器引导的功能。

〔其他实施方式〕

以上，详细说明了实施本发明的优选的具体结构，但是，在本发明中，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够对上述实施方式的结构进行各种变更。

附图标记说明

1：作业辅助系统；2：液压挖掘机；3：主体；4：动臂；5：斗杆；6：铲斗；11A、11B、11C：传感器部；12：控制部；13：便携信息终端装置；14：通知部；21、31：传感器；22：电池；23、33：控制器；24、34、43：数据通信部；41：运算处理部；42：存储部；44：显示部；S11～S16、S21～S26：分段。