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JP7762788B2 - Specially equipped vehicle load weight estimation system - Google Patents
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JP7762788B2 - Specially equipped vehicle load weight estimation system - Google Patents

Specially equipped vehicle load weight estimation system

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JP7762788B2 JP2024215906A JP2024215906A JP7762788B2 JP 7762788 B2 JP7762788 B2 JP 7762788B2 JP 2024215906 A JP2024215906 A JP 2024215906A JP 2024215906 A JP2024215906 A JP 2024215906A JP 7762788 B2 JP7762788 B2 JP 7762788B2
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Description

本発明は、特装車の積載重量推定システムに関する。 The present invention relates to a load weight estimation system for specially equipped vehicles.

近年、トラック等の大型車両において、自重(積載重量)を計測する自重計が搭載されたものが知られている。 In recent years, it has become common for large vehicles such as trucks to be equipped with a weight scale that measures their own weight (load weight).

従来の自重計では、フロント及びリアの車軸両端部に取り付けられた荷重センサを用いて、前後左右の各タイヤに掛かる荷重を計測し、各荷重センサの出力の合計から積載重量を求めている。 Conventional gravity meters use load sensors attached to both ends of the front and rear axles to measure the load on each tire, front, rear, left and right, and calculate the load weight from the sum of the outputs of each load sensor.

特開2004-132871号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-132871

しかしながら、従来の自重計では、各荷重センサの出力の合計を積載重量に換算する方式が取られているので、車両が傾斜地に存在する場合、荷台上の積み荷のバランスが均等でない場合等において、正しい積載重量を計測できないことがある。 However, conventional weight meters use a method of converting the total output of each load sensor into the loaded weight, which can make it difficult to measure the correct loaded weight when the vehicle is on an incline or when the load on the loading platform is not evenly balanced.

本発明は、積載重量を精度良く推定し、推定結果を報知できる特装車の積載重量推定システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a load weight estimation system for specially equipped vehicles that can accurately estimate load weight and notify the estimated results.

本発明の一態様に係る特装車の積載重量推定システムは、積載物による荷重が作用する特装車の複数部位の変位量を夫々計測する複数の変位センサから、前記変位量に係る計測データを取得する取得部と、前記変位量に係る計測データの入力に応じて、積載重量についての演算結果を出力するように構成される学習モデルに、前記取得部にて取得した計測データを入力することにより、積載重量を推定する推定部と、該推定部が推定した積載重量に関する情報を報知する報知部とを備える。
なお、前記変位量は、特装車における複数の部位に負荷がかかる際に、「当該部位そのものに生じる変位の大きさ」または「当該部位が他の部位と比較した相対的な変位の大きさ」の少なくともいずれかを指している。また、前記変位センサは、前記複数の部位に直接的に取り付けられるセンサだけでなく、当該部位に取り付けられる計測部材(例えばロードセル)に内蔵されたセンサも指している。
A load weight estimation system for special purpose vehicles according to one embodiment of the present invention includes an acquisition unit that acquires measurement data relating to the displacement amounts from a plurality of displacement sensors that respectively measure the displacement amounts of a plurality of parts of the special purpose vehicle on which the load of the load acts, an estimation unit that estimates the load weight by inputting the measurement data acquired by the acquisition unit into a learning model that is configured to output a calculation result regarding the load weight in response to the input of the measurement data relating to the displacement amounts, and a notification unit that notifies information regarding the load weight estimated by the estimation unit.
The displacement amount refers to at least one of "the magnitude of displacement occurring in the part itself" or "the magnitude of displacement of the part relative to other parts" when a load is applied to multiple parts of a specially equipped vehicle. Furthermore, the displacement sensor refers not only to sensors directly attached to the multiple parts, but also to sensors built into measuring members (e.g., load cells) attached to the parts.

前記取得部は、自車両の傾斜を計測する傾斜計から、前記傾斜に係る計測データを取得し、前記推定部は、前記変位量及び前記傾斜に係る計測データの入力に応じて、積載重量についての演算結果を出力するように構成される学習モデルに、前記取得部にて取得した前記変位量及び前記傾斜の計測データを入力することにより、積載重量を推定することが好ましい。 It is preferable that the acquisition unit acquires measurement data related to the inclination of the vehicle from an inclinometer that measures the inclination, and the estimation unit estimates the load weight by inputting the measurement data of the displacement and the inclination acquired by the acquisition unit into a learning model configured to output a calculation result for the load weight in response to input of the measurement data related to the displacement and the inclination.

また、前記変位センサは、自車両の前後方向又は左右方向に離隔して、シャシフレームに固定される構造物の複数箇所に取り付けてあることが好ましい。 It is also preferable that the displacement sensors be attached to multiple locations on a structure fixed to the chassis frame, spaced apart in the longitudinal or lateral direction of the vehicle.

また、前記変位センサは、自車両の前後方向又は左右方向に離隔して、車軸の複数箇所に取り付けてあることが好ましい。 It is also preferable that the displacement sensors be attached to multiple locations on the axle, spaced apart in the longitudinal or lateral direction of the vehicle.

本発明の一態様に係る特装車の積載重量推定システムは、荷箱を昇降させるための油圧アクチュエータを備える特装車に関して、前記油圧アクチュエータに作用する油圧の大きさを計測する圧力計から、前記油圧の大きさに係る計測データを取得する取得部と、前記荷箱が上昇後に停止した第1停止状態と、前記荷箱が下降後に停止した第2停止状態とを区別して特定する特定部と、該特定部が特定した停止状態に応じて、前記第1停止状態にて計測された油圧の大きさを含む計測データを入力した場合、積載重量についての演算結果を出力するよう構成される第1学習モデル、および、前記第2停止状態にて計測された油圧の大きさを含む計測データを入力した場合、積載重量についての演算結果を出力するよう構成される第2学習モデルの何れか一方を選択的に用いて、前記荷箱における積載重量を推定する推定部と、該推定部が推定した積載重量に関する情報を報知する報知部とを備える。 A load weight estimation system for a specially equipped vehicle according to one aspect of the present invention includes, for a specially equipped vehicle equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box, an acquisition unit that acquires measurement data related to the magnitude of hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator from a pressure gauge that measures the magnitude of the hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator; an identification unit that distinguishes between a first stop state in which the cargo box stops after being raised and a second stop state in which the cargo box stops after being lowered; an estimation unit that estimates the load weight of the cargo box by selectively using either a first learning model configured to output a calculation result for the load weight when measurement data including the magnitude of hydraulic pressure measured in the first stop state is input, or a second learning model configured to output a calculation result for the load weight when measurement data including the magnitude of hydraulic pressure measured in the second stop state is input, depending on the stop state identified by the identification unit; and a notification unit that notifies information related to the load weight estimated by the estimation unit.

また、積載重量の推定指示が与えられた場合、前記荷箱が上昇した後に停止するよう前記油圧アクチュエータの動作を制御する制御部を備え、前記制御部の制御により前記荷箱が上昇後に停止した場合、前記推定部は、前記取得部が取得した計測データを前記第1学習モデルに入力することによって、前記荷箱における積載重量を推定することが好ましい。 It is also preferable that the device further includes a control unit that controls the operation of the hydraulic actuator so that the cargo box stops after being raised when an instruction to estimate the load weight is given, and when the cargo box stops after being raised under the control of the control unit, the estimation unit estimates the load weight of the cargo box by inputting the measurement data acquired by the acquisition unit into the first learning model.

また、前記第1学習モデル及び前記第2学習モデルへの入力は、前記特装車の傾斜角度、歪み、及び温度の少なくとも1つを更に含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the inputs to the first learning model and the second learning model further include at least one of the tilt angle, distortion, and temperature of the specially equipped vehicle.

また、前記推定部による推定結果を個々の特装車に応じて校正する校正部を備えることが好ましい。 It is also preferable to provide a calibration unit that calibrates the estimation results from the estimation unit according to individual specially equipped vehicles.

また、前記推定部により推定された積載重量に応じて、前記積載物の積載状態を判定する判定部を備え、前記報知部は、前記判定部の判定結果に応じた態様にて前記積載状態を報知することが好ましい。 It is also preferable that the vehicle be provided with a determination unit that determines the loading status of the load based on the load weight estimated by the estimation unit, and that the notification unit notify the loading status in a manner that corresponds to the determination result of the determination unit.

また、前記報知部は、前記積載物が積載される荷箱の視認可能な部位に設けられる表示装置を含み、前記判定結果に応じた表示態様にて前記積載状態を前記表示装置に表示することが好ましい。 It is also preferable that the notification unit includes a display device provided in a visible location on the shipping box in which the load is placed, and that the loading status is displayed on the display device in a display mode corresponding to the determination result.

また、自車両の状態を検知する状態検知部を備え、前記報知部は、前記状態検知部が検知した状態に関する情報を報知することが好ましい。 It is also preferable that the vehicle is equipped with a status detection unit that detects the status of the vehicle, and that the notification unit notify information related to the status detected by the status detection unit.

また、前記状態検知部が検知する状態は、前記積載物が積載される荷箱の状態、及び前記積載物の積載状態の少なくとも1つを含むことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the state detected by the state detection unit includes at least one of the state of the packing box in which the load is loaded and the loading state of the load.

本願によれば、積載重量を精度良く推定し、推定結果を報知できる。 This application makes it possible to accurately estimate the load weight and notify the estimated results.

実施の形態1に係る特装車の全体構成を示す側面図である。1 is a side view showing the overall configuration of a specially equipped vehicle according to a first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る特装車の全体構成を示す平面図である。1 is a plan view showing the overall configuration of a specially equipped vehicle according to a first embodiment. FIG. 荷箱を起立させた状態の側面図である。FIG. 10 is a side view of the packing box in an upright position. 積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a loaded weight estimation system. 計測値テーブルの一例を示す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an example of a measurement value table. 学習モデルの構成を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of a learning model. 学習モデルの生成手順を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a procedure for generating a learning model. 学習モデルを用いた積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a procedure for estimating a load weight using a learning model. 積載重量の表示例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a load weight display. 計測結果を示すグラフである。10 is a graph showing the measurement results. 学習モデルの推定結果を示すグラフである。10 is a graph showing the estimation results of a learning model. 実施の形態2に係る特装車の全体構成を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing the overall configuration of a specially equipped vehicle according to a second embodiment. 特装車における荷箱の昇降機構を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a mechanism for lifting and lowering a cargo box in a specially equipped vehicle. トラックシャシのピッチ角度と油圧値との関係を示すグラフである。10 is a graph showing the relationship between the pitch angle of the truck chassis and the hydraulic pressure value. 実施の形態3における積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of a loaded weight estimation system according to a third embodiment. 学習モデルの構成を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of a learning model. 実施の形態3における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。11 is a flowchart illustrating a procedure for estimating a load weight in the third embodiment. 実施の形態4における積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating the configuration of a loaded weight estimation system according to a fourth embodiment. 実施の形態4における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。13 is a flowchart illustrating a procedure for estimating a loaded weight in the fourth embodiment. 校正手法を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a calibration method. 積載状態を報知する手順を説明するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a procedure for notifying the loading state. 積載状態の報知例を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of notification of a loading state. 実施の形態7に係る特装車の全体構成を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing the overall configuration of a specially equipped vehicle according to a seventh embodiment. 実施の形態7における推定装置が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。13 is a flowchart illustrating a procedure of a process executed by an estimation device according to a seventh embodiment. 荷箱の状態の報知例を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing an example of notification of the state of a packing box. FIG. 実施の形態7における学習モデルの構成を説明する模式図である。FIG. 20 is a schematic diagram illustrating the configuration of a learning model in embodiment 7. 荷箱の積載状態の報知例を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing an example of notification of the loading status of a shipping box. FIG.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は実施の形態1に係る特装車1の全体構成を示す側面図、図2はその平面図、図3は荷箱を起立させた状態の側面図である。図1~図3に例示する特装車1は、走行部であるトラックシャシ2と、走行部に搭載される架装装置の一例であるダンプ装置3とを備えるダンプトラックである。以下の説明において、前後、左右、上下の各方向は、トラックシャシ2の運転席に座った運転手から見た前後、左右、上下の各方向を表すものとする。なお、図2では、説明のために、ダンプ装置3を取り除いた状態を示している。
The present invention will now be described in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof.
(Embodiment 1)
Fig. 1 is a side view showing the overall configuration of a specially equipped vehicle 1 according to a first embodiment, Fig. 2 is a plan view thereof, and Fig. 3 is a side view with a cargo box in an upright position. The specially equipped vehicle 1 illustrated in Figs. 1 to 3 is a dump truck equipped with a truck chassis 2, which is a running section, and a dump device 3, which is an example of a mounting device mounted on the running section. In the following description, the front-rear, left-right, and up-down directions refer to the front-rear, left-right, and up-down directions as seen from the driver sitting in the driver's seat of the truck chassis 2. For the sake of explanation, Fig. 2 shows the state in which the dump device 3 has been removed.

トラックシャシ2は、運転席が設けられるキャブ20と、キャブ20を支持するシャシフレーム21とを備える。シャシフレーム21は、前後方向に延びる左右一対のメインフレーム(縦根太)21A,21Aと、左右一対のメインフレーム21A,21Aを連結するクロスメンバ(横根太)21B,21B,…,21Bとにより構成される(図2を参照)。トラックシャシ2の前輪22F及び後輪22Rは不図示の懸架装置を介してメインフレームに回転可能に取り付けられる。トラックシャシ2は、図に示していないエンジン(原動機)と、このエンジンにクラッチを介して連結される変速機とを備えており、駆動輪(例えば前輪22F)の駆動系にエンジンの駆動力を変速機を介して伝達することによって、走行するように構成されている。 The truck chassis 2 includes a cab 20 in which a driver's seat is located, and a chassis frame 21 that supports the cab 20. The chassis frame 21 is composed of a pair of left and right main frames (vertical joists) 21A, 21A extending in the fore-and-aft direction, and cross members (horizontal joists) 21B, 21B, ..., 21B that connect the pair of left and right main frames 21A, 21A (see Figure 2). The front wheels 22F and rear wheels 22R of the truck chassis 2 are rotatably attached to the main frames via a suspension system (not shown). The truck chassis 2 also includes an engine (prime mover) (not shown) and a transmission connected to the engine via a clutch, and is configured to travel by transmitting the driving force of the engine to the drive system of the drive wheels (e.g., front wheels 22F) via the transmission.

ダンプ装置3は、シャシフレーム21上に固定されるサブフレーム30と、サブフレーム30によって支持され、土砂などの荷が積載される荷箱4とを備える。荷箱4は、サブフレーム30の後端部にて左右方向に延びるヒンジ軸31の回りに回動可能に支持されている。荷箱4は、上方が開放された箱体であり、矩形状の底部40を囲むように配置されたフロントパネル41、左右一対のサイドパネル42、及びリアパネル(後アオリ)43を備える。リアパネル43は開閉可能に構成されている。 The dump truck 3 comprises a subframe 30 fixed to the chassis frame 21, and a cargo box 4 supported by the subframe 30 and in which loads such as earth and sand are placed. The cargo box 4 is supported rotatably around a hinge shaft 31 extending in the left-right direction at the rear end of the subframe 30. The cargo box 4 is a box body with an open top, and comprises a front panel 41 arranged to surround a rectangular bottom 40, a pair of left and right side panels 42, and a rear panel (rear flap) 43. The rear panel 43 is configured to be openable and closable.

ダンプ装置3は、荷箱4を傾斜させるためのホイスト機構5を備える。ホイスト機構5は、例えば、リフトアーム51、油圧シリンダ52、テンションリンク53を備える。油圧シリンダ52が収縮した状態において、荷箱4は水平な姿勢に保たれる。一方、油圧シリンダ52が伸長すると、荷箱4はその前部が持ち上げられ、ヒンジ軸31の回りに回動する。その結果、図3に示すように荷箱4は後下がりに傾斜する。 The dump device 3 is equipped with a hoist mechanism 5 for tilting the cargo box 4. The hoist mechanism 5 includes, for example, a lift arm 51, a hydraulic cylinder 52, and a tension link 53. When the hydraulic cylinder 52 is retracted, the cargo box 4 is maintained in a horizontal position. On the other hand, when the hydraulic cylinder 52 is extended, the front of the cargo box 4 is lifted and rotates around the hinge shaft 31. As a result, the cargo box 4 tilts downward toward the rear, as shown in Figure 3.

特装車1は、車両状態を検出する様々なセンサを備える。特装車1は、例えば、積載物による荷重が作用する複数の部位における変位量を計測する変位センサの一例として、歪センサ81A~81Dを備える。歪センサ81A~81Dは、例えば歪ゲージにより構成される。ここで、歪センサ81Aは前輪22Fの車軸23Fの右端付近に取り付けられ、歪センサ81Bは前輪22Fの車軸23Fの左端付近に取り付けられる。歪センサ81Cは後輪22Rの車軸23Rの右端付近に取り付けられ、歪センサ81Dは後輪22Rの車軸23Rの左端付近に取り付けられる。歪センサ81A,81B並びに歪センサ81C,81Dは、例えば、特装車1の前後方向の中心線に対して左右対称に取り付けられる。歪センサ81A~81Dは、荷重に応じた車軸23F,23Rの歪量を時系列的に計測し、計測した歪量に係る計測データを出力する。なお、以下の説明において、歪センサ81A~81Dのそれぞれを個別に説明する必要がない場合、単に歪センサ81とも記載する(図4を参照)。 The specially equipped vehicle 1 is equipped with various sensors that detect the vehicle condition. For example, the specially equipped vehicle 1 is equipped with strain sensors 81A-81D, which are an example of displacement sensors that measure the amount of displacement at multiple locations where the load of the cargo acts. Strain sensors 81A-81D are configured, for example, with strain gauges. Here, strain sensor 81A is attached near the right end of the axle 23F of the front wheel 22F, and strain sensor 81B is attached near the left end of the axle 23F of the front wheel 22F. Strain sensor 81C is attached near the right end of the axle 23R of the rear wheel 22R, and strain sensor 81D is attached near the left end of the axle 23R of the rear wheel 22R. Strain sensors 81A, 81B and strain sensors 81C, 81D are attached symmetrically, for example, with respect to the center line of the specially equipped vehicle 1 in the fore-and-aft direction. Strain sensors 81A-81D measure the amount of strain on axles 23F, 23R in response to load over time and output measurement data related to the measured amount of strain. In the following description, when there is no need to explain each of strain sensors 81A-81D individually, they will be referred to simply as strain sensor 81 (see Figure 4).

特装車1は、トラックシャシ2の傾斜を計測する傾斜計82を備えてもよい。傾斜計82は、シャシフレーム21の適宜箇所(例えば前後方向及び左右方向の中央付近)に取り付けられる。傾斜計82は、トラックシャシ2の前後方向の傾斜(ピッチ)、及び左右方向の傾斜(ロール)を時系列的に計測し、計測した傾斜に係る計測データを出力する。特装車1は、荷箱4の傾斜を計測する傾斜計(不図示)を備えてもよく、荷箱4の前後方向の傾斜(ピッチ)及び左右方向の傾斜(ロール)に係る計測データを時系列的に取得してもよい。 The specially equipped vehicle 1 may be equipped with an inclinometer 82 that measures the inclination of the truck chassis 2. The inclinometer 82 is attached to an appropriate location on the chassis frame 21 (for example, near the center in the fore-aft and lateral directions). The inclinometer 82 measures the fore-aft inclination (pitch) and lateral inclination (roll) of the truck chassis 2 in a time series and outputs measurement data related to the measured inclination. The specially equipped vehicle 1 may also be equipped with an inclinometer (not shown) that measures the inclination of the cargo box 4, and may acquire measurement data related to the fore-aft inclination (pitch) and lateral inclination (roll) of the cargo box 4 in a time series.

特装車1は、歪センサ81の取り付け位置及びその近傍の温度(環境温度)を計測する温度計83を備えてもよい。温度計83により計測される環境温度は歪センサ81の値を校正するために用いることができるので、温度計83は、歪センサ81の環境温度を計測するのに適した場所に取り付けられる。例えば、温度計83は、シャシフレーム21、サブフレーム30、車軸23F,23Rなどの少なくとも一箇所に取り付けられる。温度計83は、環境温度を時系列的に計測し、計測した温度に係る計測データを出力する。 The specially equipped vehicle 1 may be equipped with a thermometer 83 that measures the temperature (ambient temperature) at and near the mounting position of the strain sensor 81. The ambient temperature measured by the thermometer 83 can be used to calibrate the value of the strain sensor 81, so the thermometer 83 is mounted in a location suitable for measuring the ambient temperature of the strain sensor 81. For example, the thermometer 83 is mounted in at least one location, such as the chassis frame 21, subframe 30, or axles 23F and 23R. The thermometer 83 measures the ambient temperature over time and outputs measurement data related to the measured temperature.

特装車1は、油圧シリンダ52のシリンダ圧を計測する圧力計84を備えてもよい。圧力計84は、油圧シリンダ52のシリンダ圧を時系列的に計測し、計測したシリンダ圧に係る計測データを出力する。 The specially equipped vehicle 1 may be equipped with a pressure gauge 84 that measures the cylinder pressure of the hydraulic cylinder 52. The pressure gauge 84 measures the cylinder pressure of the hydraulic cylinder 52 over time and outputs measurement data related to the measured cylinder pressure.

特装車1は、歪センサ81により計測される歪量を含む計測データに基づき、積載物の重量(積載重量)を推定する推定装置100を備える。本実施の形態において、積載重量は、荷箱4に積載されている積載物、特装車1に乗車している乗員、特装車1に積まれている燃料など、特装車1を構成する走行部及び架装装置以外の重量の合計を表す。なお、荷を積んでいないときの走行部及び架装装置の重量の合計(以下、車両重量という)は既知であるとする。推定装置100の内部構成、及び推定装置100が実行する処理の内容については後に詳述することとするが、本実施の形態では、歪量を含む計測データと特装車1の積載重量との関係が学習された学習モデルLM1を用いて、特装車1の積載重量を推定する。推定装置100は、例えばシャシフレーム21に取り付けられる。代替的に、推定装置100は、キャブ20の内部に設けられてもよい。 The specially equipped vehicle 1 is equipped with an estimation device 100 that estimates the weight of the cargo (load weight) based on measurement data including strain measured by the strain sensor 81. In this embodiment, the load weight represents the total weight of the components of the specially equipped vehicle 1 other than the running gear and mounting equipment, such as the cargo loaded in the cargo box 4, the occupants aboard the specially equipped vehicle 1, and the fuel carried in the specially equipped vehicle 1. Note that the total weight of the running gear and mounting equipment when no load is loaded (hereinafter referred to as the vehicle weight) is assumed to be known. The internal configuration of the estimation device 100 and the processing performed by the estimation device 100 will be described in detail later. In this embodiment, the load weight of the specially equipped vehicle 1 is estimated using a learning model LM1 that has learned the relationship between the measurement data including strain and the load weight of the specially equipped vehicle 1. The estimation device 100 is attached to the chassis frame 21, for example. Alternatively, the estimation device 100 may be provided inside the cab 20.

本実施の形態では、特装車1の一例としてダンプ装置3を備えたダンプトラックについて説明するが、特装車1は、ダンプトラックに限らず、ドライバン、冷凍冷蔵車、液体運搬車、粉体運搬車、給水車、散水車、塵芥収集車など、積載物によって積載重量が変化し得る任意の特装車であってもよい。 In this embodiment, a dump truck equipped with a dump device 3 will be described as an example of a specially equipped vehicle 1, but the specially equipped vehicle 1 is not limited to a dump truck and may be any specially equipped vehicle whose load weight can vary depending on the cargo, such as a dry van, refrigerated vehicle, liquid transport vehicle, powder transport vehicle, water tanker truck, sprinkler truck, or garbage collection vehicle.

以下、本実施の形態に係る積載重量推定システムの構成について説明する。
図4は積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。積載重量表示システムは、歪センサ81により計測される歪量を含む計測データを取得し、取得した計測データに基づき、特装車1の積載重量を推定する推定装置100と、推定装置100が推定した積載重量に関する情報を報知するための表示装置120とを備える。
The configuration of the loaded weight estimation system according to this embodiment will be described below.
4 is a block diagram illustrating the configuration of the load weight estimation system. The load weight display system includes an estimation device 100 that acquires measurement data including the amount of distortion measured by a distortion sensor 81 and estimates the load weight of the specially equipped vehicle 1 based on the acquired measurement data, and a display device 120 that notifies information related to the load weight estimated by the estimation device 100.

推定装置100は、専用又は汎用のコンピュータであり、制御部101、記憶部102、操作部103、入力部104、出力部105、及び通信部106を備える。 The estimation device 100 is a dedicated or general-purpose computer, and includes a control unit 101, a memory unit 102, an operation unit 103, an input unit 104, an output unit 105, and a communication unit 106.

制御部101は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを備える。制御部101が備えるROMには、推定装置100が備えるハードウェア各部の動作を制御する制御プログラム等が記憶される。制御部101内のCPUは、ROMに記憶された制御プログラムや後述する記憶部102に記憶された各種コンピュータプログラムを実行し、ハードウェア各部の動作を制御することによって、本実施の形態における推定装置100としての機能を実現する。制御部101が備えるRAMには、演算の実行中に利用されるデータ等が一時的に記憶される。 The control unit 101 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc. The ROM included in the control unit 101 stores control programs and the like that control the operation of each hardware component included in the estimation device 100. The CPU within the control unit 101 executes the control programs stored in the ROM and various computer programs stored in the storage unit 102 (described below) and controls the operation of each hardware component, thereby realizing the functions of the estimation device 100 in this embodiment. The RAM included in the control unit 101 temporarily stores data and the like used during calculations.

制御部101は、CPU、ROM、及びRAMを備える構成としたが、代替的に、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)、量子プロセッサ、揮発性又は不揮発性のメモリ等を備える1又は複数の演算回路又は制御回路であってもよい。また、制御部101は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。 The control unit 101 is configured to include a CPU, ROM, and RAM, but may alternatively be one or more arithmetic circuits or control circuits including a GPU (Graphics Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), DSP (Digital Signal Processor), quantum processor, volatile or non-volatile memory, etc. The control unit 101 may also include functions such as a clock that outputs date and time information, a timer that measures the elapsed time from when a measurement start instruction is given until when a measurement end instruction is given, and a counter that counts numbers.

記憶部102は、ハードディスク、フラッシュメモリなどを用いた記憶装置を備える。記憶部102には、制御部101によって実行されるコンピュータプログラム、外部から取得した各種データ、推定装置100の内部にて生成した各種データ等が記憶される。 The memory unit 102 includes a storage device such as a hard disk or flash memory. The memory unit 102 stores computer programs executed by the control unit 101, various data acquired from the outside, various data generated within the estimation device 100, and the like.

記憶部102に記憶されるコンピュータプログラムは、学習モデルLM1を生成するための学習プログラムPG1、及び学習モデルLM1を用いて特装車1の積載重量を推定するための推定プログラムPG2等を含む。 The computer programs stored in the memory unit 102 include a learning program PG1 for generating the learning model LM1, and an estimation program PG2 for estimating the load weight of the specially equipped vehicle 1 using the learning model LM1.

これらのコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムを読み取り可能に記録した非一時的な記録媒体Mにより提供されてもよい。記録媒体Mは、例えば、CD-ROM、USBメモリ、SD(Secure Digital)カードなどの可搬型メモリである。制御部101は、図に示していない読取装置を用いて、記録媒体Mから各種プログラムを読み取り、読み取った各種プログラムを記憶部102に記憶させる。 These computer programs may be provided on a non-transitory recording medium M on which the computer programs are recorded in a readable manner. The recording medium M is, for example, a portable memory such as a CD-ROM, USB memory, or SD (Secure Digital) card. The control unit 101 reads the various programs from the recording medium M using a reading device (not shown) and stores the various programs in the memory unit 102.

記憶部102は、歪センサ81、傾斜計82、温度計83、及び圧力計84から得られる計測データを時系列的に記憶する計測値テーブルTB1を備えてもよい。図5は計測値テーブルTB1の一例を示す概念図である。計測値テーブルTB1は、歪センサ81により計測される歪量、傾斜計82により計測される特装車1の傾斜角度(ピッチ及びロール)、温度計83により計測される環境温度、及び圧力計84により計測される油圧シリンダ52のシリンダ圧の計測データを時間(計測時刻)に関連付けて記憶したテーブルである。計測値テーブルTB1は、積載重量を1トンに固定して計測した計測値を記憶するテーブル、積載重量を2トンに固定して計測した計測値を記憶するテーブル、積載重量を3トンに固定して計測した計測値を記憶するテーブルといったように積載重量毎に用意される。なお、計測値テーブルTB1に記憶される値は、センサの出力値であってもよく、センサの出力値から換算した物理量であってもよい。 The memory unit 102 may include a measurement value table TB1 that stores measurement data obtained from the strain sensor 81, inclinometer 82, thermometer 83, and pressure gauge 84 in chronological order. Figure 5 is a conceptual diagram showing an example of the measurement value table TB1. The measurement value table TB1 stores the measurement data, associated with time (measurement time), for the amount of strain measured by the strain sensor 81, the tilt angle (pitch and roll) of the specially equipped vehicle 1 measured by the inclinometer 82, the ambient temperature measured by the thermometer 83, and the cylinder pressure of the hydraulic cylinder 52 measured by the pressure gauge 84. The measurement value table TB1 is prepared for each load weight, such as a table that stores measurement values measured with a fixed load weight of 1 ton, a table that stores measurement values measured with a fixed load weight of 2 tons, and a table that stores measurement values measured with a fixed load weight of 3 tons. The values stored in the measurement value table TB1 may be sensor output values or physical quantities converted from the sensor output values.

記憶部102は、歪量を含む計測データから特装車1の積載重量を推定するための学習モデルLM1を備えてもよい。学習モデルLM1は、歪量を含む計測データが入力された場合、積載重量に関する演算結果を出力するように構成される。学習モデルLM1は、その定義情報によって定義される。学習モデルLM1の定義情報には、例えば、学習モデルLM1の構造(層の種類や数、ノードの数など)を規定する情報や学習によって定められる結合荷重などのパラメータなどが含まれる。学習モデルLM1の詳細については後に詳述する。 The memory unit 102 may include a learning model LM1 for estimating the load weight of the specially equipped vehicle 1 from measurement data including distortion amounts. The learning model LM1 is configured to output a calculation result related to the load weight when measurement data including distortion amounts is input. The learning model LM1 is defined by its definition information. The definition information for the learning model LM1 includes, for example, information specifying the structure of the learning model LM1 (type and number of layers, number of nodes, etc.) and parameters such as connection weights determined by learning. Details of the learning model LM1 will be described later.

操作部103は、スイッチやボタンなどにより構成されており、各種の操作を受付ける。制御部101は、操作部103を通じて受付けた操作に基づき、適宜の処理を実行する。なお、本実施の形態では、推定装置100が操作部103を備える構成としたが、操作部103は必須ではなく、外部に接続された機器や通信部106を介して操作を受付ける構成であってもよい。 The operation unit 103 is composed of switches, buttons, etc., and accepts various operations. The control unit 101 executes appropriate processing based on the operations accepted through the operation unit 103. Note that, in this embodiment, the estimation device 100 is configured to include the operation unit 103, but the operation unit 103 is not essential, and operations may be accepted via an externally connected device or the communication unit 106.

入力部104は、各種センサを接続するためのインタフェースを備え、歪センサ81、傾斜計82、温度計83、圧力計84などのセンサが接続される。入力部104には、これらのセンサが有線によって接続されてもよく、無線によって接続されてもよい。入力部104には、歪センサ81より出力される歪量に係る計測データ、傾斜計82より出力される特装車1の傾斜に係る計測データ、温度計83より出力される温度に係る計測データ、圧力計84より出力される油圧シリンダ52のシリンダ圧に係る計測データ等が適宜入力される。 The input unit 104 has an interface for connecting various sensors, and sensors such as the strain sensor 81, inclinometer 82, thermometer 83, and pressure gauge 84 are connected to it. These sensors may be connected to the input unit 104 by wire or wirelessly. Measurement data relating to the amount of strain output from the strain sensor 81, measurement data relating to the inclination of the specially equipped vehicle 1 output from the inclinometer 82, measurement data relating to the temperature output from the thermometer 83, measurement data relating to the cylinder pressure of the hydraulic cylinder 52 output from the pressure gauge 84, etc. are input to the input unit 104 as appropriate.

出力部105は、液晶モニタなどの表示装置120を接続するための出力インタフェースを備える。表示装置120は、例えばキャブ20の運転席近傍に設けられる。代替的に、表示装置120は、フロントパネル41の後面側に設けられてもよい。出力部105が備える出力インタフェースは、アナログ形式の映像信号を出力する出力インタフェースであってもよく、DVI(Digital Visual Interface)やHDMI(High-Definition Multimedia Interface、登録商標)などのデジタル形式の映像信号を出力する出力インタフェースであってもよい。出力部105は、例えば、学習モデルLM1を用いた積載重量の推定結果を表示装置120に表示させるべく、表示データを表示装置120へ出力する。 The output unit 105 has an output interface for connecting a display device 120 such as an LCD monitor. The display device 120 is provided, for example, near the driver's seat in the cab 20. Alternatively, the display device 120 may be provided on the rear side of the front panel 41. The output interface provided in the output unit 105 may be an output interface that outputs analog video signals, or an output interface that outputs digital video signals such as DVI (Digital Visual Interface) or HDMI (High-Definition Multimedia Interface, registered trademark). The output unit 105 outputs display data to the display device 120 so that the load weight estimation result using the learning model LM1 is displayed on the display device 120, for example.

本実施の形態では、推定装置100の外部に表示装置120を接続する構成としたが、推定装置100が表示装置120を搭載するものであってもよい。 In this embodiment, the display device 120 is connected to the outside of the estimation device 100, but the estimation device 100 may also be equipped with the display device 120.

通信部106は、外部機器との間で各種のデータを送受信する通信インタフェースを備える。推定装置100が通信部106を介して通信する相手先の一例は、特装車1に搭載される各種ECU(Electronic Controller Unit)やPLC(Programmable Logic Controller)である。この場合、通信部106は、特装車1に搭載される各種ECUやPLCと通信するために、例えばRS-485に準拠した通信ポートを備えてもよく、CAN(Controller Area Network)などの車内通信用の通信規格に準拠した通信インタフェースを備えてもよい。推定装置100が通信部106を介して通信する相手先の他の例は、特装車1の外部に設置されるサーバ装置やユーザが所持する携帯端末などである。この場合、通信部106は、外部のサーバ装置などと通信するために、WiFi(登録商標)、3G、4G、5G、LTE(Long Term Evolution)等の無線通信の通信規格に準じた通信インタフェースを備えてもよい。 The communication unit 106 includes a communication interface for transmitting and receiving various data to and from external devices. Examples of devices with which the estimation device 100 communicates via the communication unit 106 include various ECUs (Electronic Controller Units) and PLCs (Programmable Logic Controllers) installed in the specially equipped vehicle 1. In this case, the communication unit 106 may include, for example, a communication port compliant with RS-485 to communicate with the various ECUs and PLCs installed in the specially equipped vehicle 1, or a communication interface compliant with a communication standard for in-vehicle communication such as CAN (Controller Area Network). Other examples of devices with which the estimation device 100 communicates via the communication unit 106 include a server device installed outside the specially equipped vehicle 1 and a mobile terminal carried by the user. In this case, the communication unit 106 may include a communication interface compliant with a wireless communication standard such as Wi-Fi (registered trademark), 3G, 4G, 5G, or LTE (Long Term Evolution) to communicate with an external server device or the like.

以下、学習モデルLM1について説明する。
図6は学習モデルLM1の構成を説明する模式図である。本実施の形態における学習モデルLM1は、例えばサポートベクタ回帰モデルであり、各種計測データが入力される入力層と、入力層に入力された計測データに基づき所定の演算を行うカーネルを含む中間層と、中間層からの出力を結合し、演算結果を出力する出力層とを備える。
The learning model LM1 will be described below.
6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the learning model LM1. The learning model LM1 in this embodiment is, for example, a support vector regression model, and includes an input layer to which various measurement data are input, an intermediate layer including a kernel that performs predetermined calculations based on the measurement data input to the input layer, and an output layer that combines outputs from the intermediate layer and outputs the calculation results.

学習モデルLM1の入力層、中間層、及び出力層には、1つまたは複数のノードが存在し、各層のノードは前後の層に存在するノードと一方向に結合荷重で結合されている。なお、カーネルトリックを用いて非線形に拡張したサポートベクタマシンでは、中間層から出力層への結合荷重が学習により適応的に決定される。一方、入力層から中間層への結合荷重は固定であり、訓練データから機械的に求められる。 The input, intermediate, and output layers of the learning model LM1 each contain one or more nodes, and the nodes in each layer are connected in one direction to the nodes in the previous and next layers via connection weights. In a support vector machine that has been nonlinearly extended using the kernel trick, the connection weights from the intermediate layer to the output layer are adaptively determined through learning. On the other hand, the connection weights from the input layer to the intermediate layer are fixed and are mechanically determined from the training data.

学習モデルLM1の入力層には歪量を含む計測データが入力される。例えば、図6に示すように、前輪右車軸の歪量(歪センサ81Aによって計測される歪量)、前輪左車軸の歪量(歪センサ81Bによって計測される歪量)、後輪右車軸の歪量(歪センサ81Cによって計測される歪量)、後輪左車軸の歪量(歪センサ81Dによって計測される歪量)、ロール及びピッチを含む傾斜(傾斜計82によって計測される傾斜)、並びに、環境温度(温度計83によって計測される温度)に係る計測データが学習モデルLM1の入力層に入力される。 Measurement data including strain amounts is input to the input layer of learning model LM1. For example, as shown in FIG. 6, measurement data related to the strain amount of the right front axle (strain amount measured by strain sensor 81A), the strain amount of the left front axle (strain amount measured by strain sensor 81B), the strain amount of the right rear axle (strain amount measured by strain sensor 81C), the strain amount of the left rear axle (strain amount measured by strain sensor 81D), tilt including roll and pitch (tilt measured by inclinometer 82), and environmental temperature (temperature measured by thermometer 83) are input to the input layer of learning model LM1.

入力層に入力された計測データは、訓練データを用いて決定された結合荷重により重み付けされて中間層へ出力される。中間層は、入力層から入力されたデータに基づきカーネルを用いた演算を実行する。中間層の各カーネルにおいて演算されたデータは、学習によって決定された結合荷重により重み付けされて出力層へ出力される。出力層は、中間層から入力されたデータを結合することにより、積載重量に関する演算結果を出力する。ここで、出力層が出力する演算結果は、積載重量の推定値であってもよく、ある積載重量に該当する確率であってもよい。後者の場合、出力層は、複数のノードにより構成され、第1ノードからは積載重量が1トンである確率、第2ノードからは積載重量が2トンである確率、…、第Nノード(Nは2以上の整数)からは積載重量がNトンである確率といったように、ある積載重量である確率を出力すればよい。 Measurement data input to the input layer is weighted by connection weights determined using training data and output to the middle layer. The middle layer performs calculations using kernels based on the data input from the input layer. Data calculated in each kernel in the middle layer is weighted by connection weights determined through learning and output to the output layer. The output layer outputs calculation results related to the load weight by combining the data input from the middle layer. Here, the calculation results output by the output layer may be an estimated load weight value or a probability that a certain load weight applies. In the latter case, the output layer is composed of multiple nodes, and the first node outputs the probability that the load weight is 1 ton, the second node the probability that the load weight is 2 tons, ..., and the Nth node (N is an integer greater than or equal to 2) the probability that the load weight is N tons, outputting the probability of a certain load weight.

図6に示す学習モデルLM1は、歪センサ81によって計測される歪量、傾斜計82によって計測される傾斜、及び温度計83によって計測される環境温度に係る計測データの入力に応じて、積載重量に関する演算結果を出力する構成としたが、学習モデルLM1における入出力の関係は上記に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。例えば、学習モデルLM1は、圧力計84により計測される油圧シリンダ52のシリンダ圧を更に含む計測データの入力に応じて、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。また、学習モデルLM1は、歪センサ81によって計測される歪量に係る計測データを入力とし、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。更に、歪センサ81A~81Dの計測データのうち、選択した2つ又は3つの計測データを学習モデルLM1へ入力し、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。また、学習モデルLM1は、歪量の計測データと、傾斜又は環境温度の計測データの何れか一方を入力とし、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。 The learning model LM1 shown in FIG. 6 is configured to output a calculation result related to the load weight in response to input measurement data related to the amount of strain measured by the strain sensor 81, the inclination measured by the inclinometer 82, and the ambient temperature measured by the thermometer 83. However, the input/output relationship in the learning model LM1 is not limited to the above and can be set as appropriate. For example, the learning model LM1 may be configured to output a calculation result related to the load weight in response to input measurement data further including the cylinder pressure of the hydraulic cylinder 52 measured by the pressure gauge 84. The learning model LM1 may also be configured to input measurement data related to the amount of strain measured by the strain sensor 81 and output a calculation result related to the load weight. Furthermore, two or three selected measurement data from the measurement data of the strain sensors 81A to 81D may be input to the learning model LM1 and output a calculation result related to the load weight. The learning model LM1 may also be configured to input measurement data related to the amount of strain and either measurement data related to the inclination or the ambient temperature and output a calculation result related to the load weight.

更に、制御部101は、温度計83により計測される環境温度を用いて、歪センサ81によって計測される歪量を補正する前処理を行い、補正後の歪量を含むデータを学習モデルLM1へ入力してもよい。 Furthermore, the control unit 101 may perform preprocessing to correct the amount of distortion measured by the distortion sensor 81 using the environmental temperature measured by the thermometer 83, and input data including the corrected amount of distortion to the learning model LM1.

推定装置100は、運用を開始する前段階の学習フェーズにおいて、歪量を含む計測データを収集し、収集した計測データを訓練データに用いて学習することにより、上述したような学習モデルLM1を生成する。 During the learning phase prior to the start of operation, the estimation device 100 collects measurement data including distortion amounts and uses the collected measurement data as training data for learning, thereby generating the learning model LM1 described above.

図7は学習モデルLM1の生成手順を説明するフローチャートである。推定装置100の制御部101は、学習に先立ち、複数の歪センサ81により計測される歪量を含む計測データを収集する(ステップS101)。このとき、制御部101は、積載重量を固定して歪量を含む計測データを収集し、その積載重量について計測データが十分得られた場合、積載重量を変更し、変更した積載重量にて歪量を含む計測データを収集する。制御部101は、積載重量を変更しながら、順次計測データを収集すればよい。このようにして、積載重量を様々に変更したときの歪量を含む計測データが得られる。なお、歪量などを計測する際の特装車1の姿勢は、水平姿勢だけでなく、前下がり、後下がり、左下がり、右下がりといった様々な傾斜姿勢をとってもよい。積載重量については、重量が既知の物品を荷箱4に積載することによって与えてもよく、トラックスケールなどの計測器を用いて実測してもよい。ステップS101で収集した計測データは、記憶部102の計測値テーブルTB1に積載重量毎に記憶される。 Figure 7 is a flowchart illustrating the procedure for generating the learning model LM1. Prior to learning, the control unit 101 of the estimation device 100 collects measurement data including strain measured by multiple strain sensors 81 (step S101). At this time, the control unit 101 collects measurement data including strain with a fixed load weight. When sufficient measurement data for that load weight is obtained, the control unit 101 changes the load weight and collects measurement data including strain at the changed load weight. The control unit 101 sequentially collects measurement data while changing the load weight. In this way, measurement data including strain when the load weight is changed in various ways is obtained. Note that the orientation of the specially equipped vehicle 1 when measuring strain and other parameters may be horizontal or may be inclined in various ways, such as with the front downward, rear downward, left downward, or right downward. The load weight may be determined by loading items of known weight into the shipping box 4, or may be measured using a measuring instrument such as a truck scale. The measurement data collected in step S101 is stored for each load weight in the measurement value table TB1 of the memory unit 102.

なお、ステップS101において収集する計測データの種類は、生成する学習モデルLM1の構成に応じて選択すればよい。例えば、歪量、傾斜、及び環境温度に係る計測データの入力に応じて、積載重量に関する演算結果を出力する学習モデルLM1を生成する場合、制御部101は、歪センサ81によって計測される歪量、傾斜計82によって計測される傾斜、及び温度計83によって計測される環境温度に係る計測データを収集すればよい。入出力の関係が上記とは異なる学習モデルLM1を生成する場合についても同様であり、例えば、歪量に係る計測データの入力に応じて、積載重量に関する演算結果を出力する学習モデルLM1を生成する場合、制御部101は、歪センサ81によって計測される歪量に係る計測データのみを収集してもよい。 The type of measurement data collected in step S101 may be selected depending on the configuration of the learning model LM1 to be generated. For example, when generating a learning model LM1 that outputs a calculation result related to the load weight in response to input measurement data related to the amount of distortion, inclination, and environmental temperature, the control unit 101 may collect measurement data related to the amount of distortion measured by the distortion sensor 81, the inclination measured by the inclinometer 82, and the environmental temperature measured by the thermometer 83. The same applies to generating a learning model LM1 with a different input/output relationship from the above. For example, when generating a learning model LM1 that outputs a calculation result related to the load weight in response to input measurement data related to the amount of distortion, the control unit 101 may collect only measurement data related to the amount of distortion measured by the distortion sensor 81.

計測データの収集後、制御部101は、記憶部102から学習プログラムPG1を読み出して実行することにより、以下の処理を実行する。 After collecting the measurement data, the control unit 101 reads and executes the learning program PG1 from the memory unit 102, thereby performing the following processing.

制御部101は、計測値テーブルTB1から一組の訓練データを選択する(ステップS102)。訓練データは、同じ時間に計測された一連の計測データと、これらの計測データが得られたときの積載重量の値とを含む。 The control unit 101 selects a set of training data from the measurement value table TB1 (step S102). The training data includes a series of measurement data measured at the same time and the load weight value when this measurement data was obtained.

次いで、制御部101は、選択した訓練データを学習モデルLM1へ入力し(ステップS103)、学習モデルLM1による演算を実行する(ステップS104)。すなわち、制御部101は、学習モデルLM1の入力層を構成するノードに、歪量、傾斜、環境温度などの計測データを入力し、中間層のカーネルを用いた演算を実行し、演算結果を出力層から出力する処理を行う。なお、学習が開始される前の初期段階には、学習モデルLM1を記述する定義情報には初期値が与えられる。 Next, the control unit 101 inputs the selected training data into the learning model LM1 (step S103) and executes calculations using the learning model LM1 (step S104). That is, the control unit 101 inputs measurement data such as distortion, tilt, and environmental temperature into the nodes that make up the input layer of the learning model LM1, executes calculations using kernels in the intermediate layer, and outputs the calculation results from the output layer. Note that in the initial stage before learning begins, initial values are assigned to the definition information describing the learning model LM1.

次いで、制御部101は、ステップS104で得られた演算結果を評価し(ステップS105)、学習が完了したか否かを判断する(ステップS106)。具体的には、制御部101は、ステップS104で得られる演算結果と訓練データとに基づく誤差関数(目的関数、損失関数、コスト関数ともいう)を用いて、演算結果を評価することができる。制御部101は、例えば、最急降下法などの勾配降下法により誤差関数を最適化(最小化又は最大化)する課程で、誤差関数が閾値以下(又は閾値以上)となった場合、学習が完了したと判断してもよい。なお、過学習の問題を避けるために、交差検定、早期打ち切りなどの手法を取り入れ、適切なタイミングにて学習を終了させてもよい。 Next, the control unit 101 evaluates the calculation result obtained in step S104 (step S105) and determines whether learning is complete (step S106). Specifically, the control unit 101 can evaluate the calculation result using an error function (also referred to as an objective function, loss function, or cost function) based on the calculation result obtained in step S104 and the training data. For example, the control unit 101 may determine that learning is complete when the error function becomes equal to or less than a threshold (or equal to or greater than a threshold) during the process of optimizing (minimizing or maximizing) the error function using a gradient descent method such as steepest descent. Note that to avoid the problem of overfitting, techniques such as cross-validation and early termination may be used to terminate learning at an appropriate time.

学習が完了してないと判断した場合(S106:NO)、制御部101は、学習モデルLM1のノード間における結合荷重を更新して(ステップS107)、処理をステップS102へ戻し、別の訓練データを用いた学習を継続する。制御部101は、学習モデルLM1の出力層から入力層に向かって、ノード間の結合荷重を順次更新する誤差逆伝搬法を用いて、ノード間の結合荷重を更新することができる。 If it is determined that learning is not complete (S106: NO), the control unit 101 updates the connection weights between nodes in the learning model LM1 (step S107), returns the process to step S102, and continues learning using other training data. The control unit 101 can update the connection weights between nodes using the backpropagation method, which sequentially updates the connection weights between nodes from the output layer to the input layer of the learning model LM1.

学習が完了したと判断した場合(S106:YES)、制御部101は、学習済みの学習モデルLM1として記憶部102に記憶させ(ステップS108)、本フローチャートによる処理を終了する。 If it is determined that learning is complete (S106: YES), the control unit 101 stores the learned learning model LM1 in the memory unit 102 (step S108) and terminates the processing according to this flowchart.

以上のように、本実施の形態に係る推定装置100は、積載重量が既知である場合の歪量を含む計測データを収集し、積載重量及び計測データを訓練データに用いることにより、学習モデルLM1を生成することができる。 As described above, the estimation device 100 according to this embodiment can generate a learning model LM1 by collecting measurement data including distortion amounts when the load weight is known and using the load weight and measurement data as training data.

なお、本実施の形態では、推定装置100において学習モデルLM1を生成する構成としたが、学習モデルLM1を生成する外部サーバ(不図示)を設け、外部サーバにて学習モデルLM1を生成してもよい。この場合、外部サーバは、特装車1により収集される訓練データを通信等により取得し、取得した訓練データを用いて学習モデルLM1を生成すればよい。また、推定装置100は、通信等により、外部サーバから学習済みの学習モデルLM1を取得し、取得した学習モデルLM1を記憶部102に記憶させればよい。 In this embodiment, the learning model LM1 is generated in the estimation device 100, but an external server (not shown) that generates the learning model LM1 may be provided, and the learning model LM1 may be generated by the external server. In this case, the external server may acquire training data collected by the specially equipped vehicle 1 via communications or the like, and generate the learning model LM1 using the acquired training data. Furthermore, the estimation device 100 may acquire the trained learning model LM1 from the external server via communications or the like, and store the acquired learning model LM1 in the memory unit 102.

推定装置100は、運用フェーズにおいて、歪量を含む計測データを学習済みの学習モデルLM1へ入力することにより、積載重量を推定することができる。 During the operational phase, the estimation device 100 can estimate the load weight by inputting measurement data including the amount of distortion into the trained learning model LM1.

図8は学習モデルLM1を用いた積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置100の制御部101は、記憶部102から推定プログラムPG2を読み出して実行することにより、以下の処理を実行する。 Figure 8 is a flowchart explaining the procedure for estimating the load weight using the learning model LM1. The control unit 101 of the estimation device 100 reads and executes the estimation program PG2 from the memory unit 102, thereby performing the following processing.

制御部101は、入力部104を通じて、複数の歪センサ81により計測される歪量を含む計測データを取得した場合、取得した計測データを学習モデルLM1へ入力し(ステップS121)、学習モデルLM1による演算を実行する(ステップS122)。このとき、制御部101は、取得した計測データを学習モデルLM1の入力層を構成するノードに与える。入力層に与えられたデータは、訓練データを用いて決定された結合荷重により重み付けされて中間層へ出力される。中間層では、カーネルを用いた演算が実行され、学習によって決定された結合荷重により重み付けされて出力層へ出力される。出力層のノードは積載重量に関する演算結果を出力する。 When the control unit 101 acquires measurement data including strain amounts measured by multiple strain sensors 81 via the input unit 104, it inputs the acquired measurement data to the learning model LM1 (step S121) and executes a calculation using the learning model LM1 (step S122). At this time, the control unit 101 provides the acquired measurement data to the nodes constituting the input layer of the learning model LM1. The data provided to the input layer is weighted by connection weights determined using the training data and output to the intermediate layer. In the intermediate layer, a calculation using a kernel is performed, and the data is weighted by connection weights determined by learning and output to the output layer. The nodes in the output layer output the calculation results related to the load weight.

制御部101は、学習モデルLM1の演算結果に基づき積載重量を推定する(ステップS123)。学習モデルLM1が積載重量の推定値を出力する構成としてある場合、制御部101は、学習モデルLM1の出力値を積載重量として推定すればよい。また、学習モデルLM1がある特定の積載重量である確率を出力する構成としてある場合、制御部101は、確率が最も高い積載重量の値を選択することにより、積載重量を推定することができる。 The control unit 101 estimates the load weight based on the calculation results of the learning model LM1 (step S123). If the learning model LM1 is configured to output an estimated value of the load weight, the control unit 101 can estimate the output value of the learning model LM1 as the load weight. Also, if the learning model LM1 is configured to output the probability of a certain load weight, the control unit 101 can estimate the load weight by selecting the load weight value with the highest probability.

次いで、制御部101は、推定した積載重量を報知する(ステップS124)。このとき、制御部101は、推定した積載重量の情報を出力部105より出力し、表示装置120に表示させる。図9は積載重量の表示例を示す模式図である。図9では、積載重量の推定値、積載率、及び推定日時の情報を文字情報として表示装置120に表示させた例を示している。ここで、積載重量の推定値は、上述した学習モデルLM1を用いて推定した積載重量の値である。積載率は、上限値に対する積載重量(推定値)の割合として算出される値である。推定日時は、学習モデルLM1を用いて積載重量を推定した日時であり、例えば制御部101の内蔵クロックから得られる情報である。制御部101は、学習モデルLM1を用いて推定した積載重量の推定値、上限値に対する割合として算出される積載率、内蔵クロックから得られる日時の情報に基づき、表示画面のデータを生成し、生成した表示画面のデータを表示装置120へ出力することにより、図9に示すような画面を表示装置120に表示させることができる。 Next, the control unit 101 notifies the estimated load weight (step S124). At this time, the control unit 101 outputs information on the estimated load weight from the output unit 105 and displays it on the display device 120. Figure 9 is a schematic diagram showing an example of a load weight display. Figure 9 shows an example in which information on the estimated load weight, loading rate, and estimated date and time is displayed as text information on the display device 120. Here, the estimated load weight is the value of the load weight estimated using the above-mentioned learning model LM1. The loading rate is a value calculated as the ratio of the load weight (estimated value) to the upper limit value. The estimated date and time is the date and time when the load weight was estimated using the learning model LM1, and is information obtained, for example, from the built-in clock of the control unit 101. The control unit 101 generates display screen data based on the estimated load weight estimated using the learning model LM1, the load rate calculated as a percentage of the upper limit, and date and time information obtained from the built-in clock, and outputs the generated display screen data to the display device 120, thereby causing the display device 120 to display a screen such as that shown in Figure 9.

なお、本実施の形態では、推定した積載重量を文字情報として表示装置120に表示させる構成したが、グラフ表示やメータ表示などにより、積載重量の推定値を模式的に表示してもよい。
また、本実施の形態では、推定した積載重量を表示装置120に表示させる構成としたが、推定した積載重量の情報を通信部106より送信することにより、ユーザ端末等に通知してもよい。推定装置100にスピーカなどの音声出力装置が接続されている場合、推定した積載重量の情報を音声として出力してもよい。
In this embodiment, the estimated load weight is displayed as text information on the display device 120, but the estimated load weight may also be displayed schematically as a graph or meter display.
Furthermore, in this embodiment, the estimated load weight is displayed on the display device 120, but the information on the estimated load weight may be sent to a user terminal or the like by transmitting it from the communication unit 106. If an audio output device such as a speaker is connected to the estimation device 100, the information on the estimated load weight may be output as audio.

以下、計測データの実測値、及び学習モデルLM1による推定結果の一例を示す。
図10は計測結果を示すグラフである。図10に示すグラフは、特装車1が既知の重量(この例では4000kg)の積載物を積載して一般道を走行し、到着した目的地において積載物を排出して、さらに積載物が存在しない状態で走行する間において、停車時に歪センサ81、傾斜計82、温度計83を用いて、歪量、傾斜角度、及び環境温度を計測した結果を示している。グラフの横軸は経過時間(より正確には計測タイミング)を表し、縦軸は歪量(μST)、傾斜角度(度)、又は環境温度(℃)を表す。
Below, an example of actual measured values of the measurement data and estimation results using the learning model LM1 is shown.
Fig. 10 is a graph showing the measurement results. The graph shown in Fig. 10 shows the results of measurements of the strain amount, tilt angle, and environmental temperature using a strain sensor 81, an inclinometer 82, and a thermometer 83 while the specially equipped vehicle 1 is stopped while traveling on a public road with a load of a known weight (4000 kg in this example), the load is unloaded at the destination, and the vehicle continues traveling without the load. The horizontal axis of the graph represents elapsed time (more precisely, the measurement timing), and the vertical axis represents the strain amount (μST), tilt angle (degrees), or environmental temperature (°C).

図10に示すグラフにおいて、前輪右車軸の歪量は、前輪22Fの車軸23Fの右端付近に取り付けられた歪センサ81Aにより計測された歪量を表す。同様に、前輪左車軸、後輪右車軸、後輪左車軸の歪量は、前輪22Fの車軸23Fの左端付近、後輪22Rの車軸23Rの右端付近、後輪22Rの車軸23Rの左端付近にそれぞれ取り付けられた歪センサ81B~81Dにより計測された歪量を表す。また、傾斜(ロール及びピッチ)は、傾斜計82により計測された特装車1の傾斜角度(ロール及びピッチ)を表し、環境温度は、温度計83により計測された温度を表す。図10に示すように、歪センサ81により計測される歪量は、特装車1が前後方向及び左右方向に±5度の範囲で傾斜した場合の計測値、環境温度が様々に変化した場合の計測値を含む。これらの計測値は、経過時間に対応付けられて計測値テーブルTB1に記憶される。 In the graph shown in Figure 10, the strain amount of the right front axle represents the strain amount measured by strain sensor 81A attached near the right end of axle 23F of front wheel 22F. Similarly, the strain amounts of the left front axle, right rear axle, and left rear axle represent the strain amounts measured by strain sensors 81B to 81D attached near the left end of axle 23F of front wheel 22F, near the right end of axle 23R of rear wheel 22R, and near the left end of axle 23R of rear wheel 22R, respectively. Furthermore, inclination (roll and pitch) represents the inclination angle (roll and pitch) of the specially equipped vehicle 1 measured by inclinometer 82, and environmental temperature represents the temperature measured by thermometer 83. As shown in Figure 10, the strain amount measured by strain sensor 81 includes measurement values when the specially equipped vehicle 1 is tilted within a range of ±5 degrees in the fore-aft and lateral directions, as well as measurement values when the environmental temperature changes variously. These measurement values are associated with elapsed time and stored in the measurement value table TB1.

図11は学習モデルLM1の推定結果を示すグラフである。グラフの横軸は経過時間を表し、縦軸は積載重量の推定値(kg)を表す。図11の例では、積載重量が4000kgであるときの計測データ(図10を参照)の一部と、積載重量が0kgであるときの計測データ(不図示)の一部を訓練データに用いて、学習モデルLM1を生成し、残りの計測データを学習済みの学習モデルLM1に入力することにより、特装車1の積載重量を推定した。より具体的には、計測された歪量、傾斜角度、及び環境温度の4809組の計測値のうち、70%を訓練データに用いて学習モデルLM1を生成し、残りの30%を学習モデルLM1に入力して特装車1の積載重量を推定した。なお、計測データに関しては、積載重量が4000kgと0kgだけに限らず、他の積載重量に基づく計測データを用いることも可能である。 Figure 11 is a graph showing the estimation results of learning model LM1. The horizontal axis of the graph represents elapsed time, and the vertical axis represents the estimated load weight (kg). In the example of Figure 11, a portion of the measurement data when the load weight was 4,000 kg (see Figure 10) and a portion of the measurement data when the load weight was 0 kg (not shown) were used as training data to generate learning model LM1, and the remaining measurement data was input into the trained learning model LM1 to estimate the load weight of special purpose vehicle 1. More specifically, of the 4,809 sets of measured values of the measured distortion, tilt angle, and ambient temperature, 70% were used as training data to generate learning model LM1, and the remaining 30% were input into learning model LM1 to estimate the load weight of special purpose vehicle 1. Note that the measurement data is not limited to load weights of 4,000 kg and 0 kg; measurement data based on other load weights can also be used.

学習済みの学習モデルLM1を用いて推定した推定結果を実線(補正後)のグラフにより示す。また、参考として、従来の自重計により計測した積載重量の計測結果を破線(補正前)のグラフにより示す。特装車1の積載重量を4000kgとしたとき、従来の自重計は、およそ2200kgから4500kgの計測値を示しており、中央値を3350kgとして±1150kgの誤差を有していることが分かる。これに対し、学習モデルLM1を用いて特装車1の積載重量を推定した結果、およそ4000±50kgの推定値が得られており、従来の自重計と比較して精度良く積載重量を推定できていることが分かる。 The solid line (after correction) shows the estimation results using the trained learning model LM1. For reference, the dashed line (before correction) shows the measurement results of the load weight measured using a conventional weight scale. When the load weight of special purpose vehicle 1 is 4000 kg, the conventional weight scale shows measurement values ranging from approximately 2200 kg to 4500 kg, with an error of ±1150 kg with a median value of 3350 kg. In contrast, when the load weight of special purpose vehicle 1 was estimated using learning model LM1, an estimated value of approximately 4000 ±50 kg was obtained, demonstrating that the load weight can be estimated more accurately than with a conventional weight scale.

なお、図11に示す推定結果は、積載重量が4000kgであるときの計測データの一部と、積載重量が0kgであるときの計測データの一部とを訓練データに用いて生成した学習モデルLM1による推定結果を示したものであるが、積載重量を様々に変更して計測データを収集し、収集した計測データを用いて学習モデルLM1を生成することにより、様々な積載重量を推定することが可能である。 Note that the estimation results shown in Figure 11 are those of a learning model LM1 generated using as training data a portion of the measurement data when the load weight is 4000 kg and a portion of the measurement data when the load weight is 0 kg. However, it is possible to estimate various load weights by collecting measurement data with various load weights and generating a learning model LM1 using the collected measurement data.

また、図11では、歪センサ81によって計測される歪量、傾斜計82によって計測される傾斜、及び温度計83によって計測される環境温度に係る計測データの入力に応じて、積載重量に関する演算結果を出力するよう構成された学習モデルLM1を用いて積載重量を推定した結果を示したが、学習モデルLM1における入出力の関係は上記に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。上述したように、学習モデルLM1は、圧力計84により計測される油圧シリンダ52のシリンダ圧を更に含む計測データの入力に応じて、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。また、学習モデルLM1は、歪センサ81によって計測される歪量に係る計測データを入力とし、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。更に、歪センサ81A~81Dの計測データのうち、選択した2つ又は3つの計測データを学習モデルLM1へ入力し、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。また、学習モデルLM1は、歪量の計測データと、傾斜又は環境温度の計測データの何れか一方を入力とし、積載重量に関する演算結果を出力する構成としてもよい。 Furthermore, Figure 11 shows the results of estimating the load weight using the learning model LM1 configured to output a calculation result related to the load weight in response to input measurement data related to the amount of strain measured by the strain sensor 81, the inclination measured by the inclinometer 82, and the environmental temperature measured by the thermometer 83. However, the input/output relationship in the learning model LM1 is not limited to the above and can be set as appropriate. As described above, the learning model LM1 may be configured to output a calculation result related to the load weight in response to input measurement data further including the cylinder pressure of the hydraulic cylinder 52 measured by the pressure gauge 84. Furthermore, the learning model LM1 may be configured to input measurement data related to the amount of strain measured by the strain sensor 81 and output a calculation result related to the load weight. Furthermore, two or three selected measurement data from the measurement data of the strain sensors 81A to 81D may be input to the learning model LM1 and output a calculation result related to the load weight. Furthermore, the learning model LM1 may be configured to input either measured data on the amount of distortion or measured data on the inclination or ambient temperature, and output a calculation result related to the load weight.

以上のように、本実施の形態では、歪量を含む計測データと積載重量との関係が学習された学習モデルLM1を用いることにより、特装車1の傾斜の有無に関わらず、積載重量を精度良く推定し、推定した積載重量を報知することができる。 As described above, in this embodiment, by using the learning model LM1 that has learned the relationship between measurement data including distortion and load weight, it is possible to accurately estimate the load weight regardless of whether the special purpose vehicle 1 is tilted or not, and to notify the estimated load weight.

なお、本実施の形態では、学習モデルLM1の一例としてサポートベクタ回帰モデルについて説明したが、線形回帰、ロジスティック回帰等の回帰分析手法を用いてもよい。また、決定木、回帰木、ランダムフォレスト、勾配ブースティング木等の探索木を用いた手法、単純ベイズ等を含むベイズ推定法、AR(Auto Regressive)、MA(Moving Average)、状態空間モデル等を含む時系列予測手法、K近傍法等を含むクラスタリング手法、ブースティング、バギング等を含むアンサンブル学習を用いた手法、階層型クラスタリング、非階層型クラスタリング、トピックモデル等を含むクラスタリング手法、アソシエーション分析、強調フィルタリング等を含むその他の手法により学習された学習モデルを用いてもよい。また、学習モデルLM1を、深層学習によるニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク、再帰型ニューラルネットワークなどにより構成してもよい。 In this embodiment, a support vector regression model has been described as an example of the learning model LM1, but other regression analysis methods such as linear regression and logistic regression may also be used. Furthermore, learning models trained using methods such as methods using search trees such as decision trees, regression trees, random forests, and gradient boosting trees; Bayesian estimation methods including naive Bayes; time series prediction methods including AR (Auto Regressive), MA (Moving Average), and state space models; clustering methods including K-nearest neighbor methods; ensemble learning methods including boosting and bagging; clustering methods including hierarchical clustering, non-hierarchical clustering, and topic models; association analysis; and other methods including emphasis filtering may also be used. Furthermore, the learning model LM1 may be configured using a deep learning neural network, a convolutional neural network, a recurrent neural network, or the like.

上記実施形態では、歪センサ81は、歪ゲージからなるものであったが、本発明はこれに限らず、歪センサ81を、歪ゲージ式のロードセルとすることもできる。その場合、ロードセルの形状は、バー型とピン型のどちらであってもよい。 In the above embodiment, the strain sensor 81 is made up of a strain gauge, but the present invention is not limited to this. The strain sensor 81 can also be a strain gauge type load cell. In this case, the shape of the load cell can be either bar-type or pin-type.

また、上記実施形態では、歪センサ81は、車軸23F,23Rまたはサブフレーム30に取り付けられていたが、本発明はこれに限らず、歪センサ81を他の場所に取り付けてもよい。例えば、歪センサを、ダンプ装置3における荷箱4に取り付けたり、荷箱4とサブフレーム30とを連結するヒンジ軸31に取り付けたりしてもよい。また、歪センサ81を、シャシフレーム21や懸架装置(不図示)に取り付けてもよい。例えば、懸架装置に取り付ける際には、歪センサ81の取付部位が他の部位と比較してどの程度沈み込むかを計測することも有用である。そのため、こうした場合には取付部位の歪量を計測するのではなく他の部位に対する沈み込み量を計測する変位センサ(レーザー距離センサなど)を用いても良い。なお、沈み込み量などの変位量を計測する場合には、特装車1における前輪22Fもしくは後輪22Rの空気圧の影響も受けやすいことから、タイヤプレッシャモニタなどを用いてこれらの計測データも計測値テーブルTB1に加えるとさらに好ましい。 While the strain sensor 81 was attached to the axles 23F, 23R or the subframe 30 in the above embodiment, the present invention is not limited to this configuration and the strain sensor 81 may be attached to other locations. For example, the strain sensor may be attached to the cargo box 4 of the dump truck 3 or to the hinge shaft 31 connecting the cargo box 4 to the subframe 30. The strain sensor 81 may also be attached to the chassis frame 21 or the suspension system (not shown). For example, when attaching the strain sensor to the suspension system, it is useful to measure the degree to which the mounting location of the strain sensor 81 sinks compared to other locations. Therefore, in such cases, a displacement sensor (such as a laser distance sensor) may be used that measures the amount of sinking relative to other locations rather than measuring the strain at the mounting location. Note that when measuring displacement amounts such as sinking, the measurement is likely to be affected by the air pressure of the front wheels 22F or rear wheels 22R of the specially equipped vehicle 1. Therefore, it is preferable to use a tire pressure monitor or the like to add this measurement data to the measurement value table TB1.

また、上記実施形態では、推定装置100は、特装車1のシャシフレーム21やキャブ20の内部に設けられていたが、本発明はこれに限らず、推定装置100を、管理センタ等の特装車1とは別の離れた場所に設けるようにしてもよい。その場合、特装車1には、歪センサ81、傾斜計82、温度計83、圧力計84等の各種センサと通信装置と表示装置とを設け、これらの各種センサからのデータを当該通信装置により推定装置100に送信するようにすればよい。推定装置100では、受信した各種センサからデータを処理して、結果を特装車1の通信装置へ送信し、これにより、特装車1の表示装置に積載重量の推定結果を表示させるようにしてもよい。 In addition, in the above embodiment, the estimation device 100 was provided inside the chassis frame 21 or cab 20 of the specially equipped vehicle 1, but the present invention is not limited to this. The estimation device 100 may be provided in a location separate from the specially equipped vehicle 1, such as a management center. In this case, the specially equipped vehicle 1 may be provided with various sensors such as a strain sensor 81, an inclinometer 82, a thermometer 83, and a pressure gauge 84, as well as a communication device and a display device, and data from these various sensors may be transmitted to the estimation device 100 via the communication device. The estimation device 100 may process the data received from the various sensors and transmit the results to the communication device of the specially equipped vehicle 1, thereby displaying the estimated load weight on the display device of the specially equipped vehicle 1.

さらに、上記実施形態では、複数の歪センサ81から歪量に係る計測データに基づいて積載重量を推定するものとしているが、複数の油圧センサからの油圧変化量に係る計測データに基づいて積載重量を推定するものなど、他の指標に基づくものであっても構わない。例えばホイスト機構5内の油圧シリンダ52のシリンダ圧を計測する圧力計84とともに、ヒンジ軸31付近に油圧式のロードセルを設けた構成とすると良い。この場合、わずかに油圧シリンダ52を伸長させて荷箱4をわずかに傾斜させた状態とし、圧力計84及び上記ロードセルにおける油圧の計測データに基づいて積載重量を推定する。こうした計測データは、上述した歪、油圧などに限定されず、他の変位量も適宜計測対象とすることができる。 Furthermore, in the above embodiment, the load weight is estimated based on measurement data relating to the amount of strain from multiple strain sensors 81. However, it is also possible to estimate the load weight based on other indicators, such as measurement data relating to hydraulic pressure changes from multiple hydraulic sensors. For example, a hydraulic load cell may be installed near the hinge axis 31, along with a pressure gauge 84 that measures the cylinder pressure of the hydraulic cylinder 52 in the hoist mechanism 5. In this case, the hydraulic cylinder 52 is slightly extended to slightly tilt the cargo box 4, and the load weight is estimated based on the hydraulic pressure measurement data from the pressure gauge 84 and the load cell. Such measurement data is not limited to the above-mentioned strain, hydraulic pressure, etc., and other displacement amounts can also be measured as appropriate.

(実施の形態2)
実施の形態1では、車軸23F,23Rに取り付けられた歪センサ81から歪量に係る計測データを取得する構成としたが、歪センサ81の取り付け箇所は、車軸23F,23Rに限定されるものではない。
実施の形態2では、シャシフレーム21に固定される構造物に歪センサ81を取り付けた構成について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, measurement data relating to the amount of strain is acquired from the strain sensor 81 attached to the axles 23F, 23R, but the attachment location of the strain sensor 81 is not limited to the axles 23F, 23R.
In the second embodiment, a configuration in which a strain sensor 81 is attached to a structure fixed to the chassis frame 21 will be described.

図12は実施の形態2に係る特装車1の全体構成を示す側面図である。図12に示す特装車1は、歪センサ81の取り付け箇所のみが実施の形態1と異なる。実施の形態2における歪センサ81は、シャシフレーム21に固定される構造物の複数箇所に取り付けられる。シャシフレーム21に固定される構造物の一例はサブフレーム30である。図12の例は、このサブフレーム30の前後方向に離隔した2箇所に歪センサ81を取り付けた構成を示している。 Figure 12 is a side view showing the overall configuration of a specially equipped vehicle 1 according to embodiment 2. The specially equipped vehicle 1 shown in Figure 12 differs from embodiment 1 only in the location where the strain sensors 81 are attached. In embodiment 2, the strain sensors 81 are attached to multiple locations on a structure fixed to the chassis frame 21. One example of a structure fixed to the chassis frame 21 is the subframe 30. The example in Figure 12 shows a configuration in which the strain sensors 81 are attached to two locations on the subframe 30, spaced apart in the fore-and-aft direction.

なお、図12では、サブフレーム30の前後方向に離隔した2箇所に歪センサ81を取り付ける構成としたが、特装車1の前後方向の中心線に対して左右対称の2箇所に歪センサ81を取り付けてもよい。また、取り付ける歪センサ81の個数は2個に限定されるものではなく、3箇所以上の歪センサ81が取り付けられてもよい。更に、歪センサ81を取り付けるための専用ブラケットを用意し、専用ブラケットを介して歪センサ81をサブフレーム30に取り付けてもよい。 In Figure 12, the strain sensors 81 are attached to two locations spaced apart in the fore-and-aft direction of the subframe 30, but the strain sensors 81 may also be attached to two locations symmetrical to the left and right about the center line of the specially equipped vehicle 1 in the fore-and-aft direction. Furthermore, the number of attached strain sensors 81 is not limited to two, and strain sensors 81 may be attached to three or more locations. Furthermore, a dedicated bracket for attaching the strain sensors 81 may be prepared, and the strain sensors 81 may be attached to the subframe 30 via the dedicated bracket.

推定装置100は、サブフレーム30に取り付けられた歪センサ81により計測される歪量を含む計測データを用いて、実施の形態1と同様の学習モデルLM1を生成し、生成した学習モデルLM1を用いて、荷箱4に積載される積載物の重量を推定することができる。 The estimation device 100 generates a learning model LM1 similar to that in embodiment 1 using measurement data including the amount of strain measured by the strain sensor 81 attached to the subframe 30, and can estimate the weight of the cargo loaded in the shipping box 4 using the generated learning model LM1.

以上のように、実施の形態2では、歪センサ81をサブフレーム30に取り付ける構成としたので、トラックシャシ2に対して何ら改変を加えることなく、積載重量の推定が可能となる。 As described above, in the second embodiment, the strain sensor 81 is attached to the subframe 30, making it possible to estimate the load weight without making any modifications to the truck chassis 2.

(実施の形態3)
実施の形態3では、荷箱4を昇降させるための油圧アクチュエータ(本実施の形態では油圧シリンダ52)に作用する油圧の大きさを計測し、計測した油圧の大きさに基づき、積載重量を推定する構成について説明する。
(Embodiment 3)
In embodiment 3, a configuration is described in which the magnitude of the hydraulic pressure acting on a hydraulic actuator (in this embodiment, hydraulic cylinder 52) for raising and lowering the cargo box 4 is measured, and the load weight is estimated based on the measured magnitude of the hydraulic pressure.

図13は特装車1における荷箱4の昇降機構を説明する説明図である。特装車1は荷箱4を昇降させるための機構としてホイスト機構5を備える。ホイスト機構5は、上述したように、リフトアーム51、油圧シリンダ52、テンションリンク53を備える。ホイスト機構5の油圧シリンダ52を伸長させると、荷箱4は、その前部が持ち上げられ、傾斜角度が大きくなる方向に回動する。傾斜角度が大きくなる方向への荷箱4の回動を、本実施の形態では荷箱4の上昇ともいう。一方、ホイスト機構5の油圧シリンダ52を短縮させると、荷箱4は、その前部が下げられ、傾斜角度が小さくなる方向に回動する。傾斜角度が小さくなる方向への荷箱4の回動を、本実施の形態では荷箱4の下降ともいう。 Figure 13 is an explanatory diagram illustrating the lifting mechanism for the cargo box 4 in the specially equipped vehicle 1. The specially equipped vehicle 1 is equipped with a hoist mechanism 5 as a mechanism for lifting and lowering the cargo box 4. As described above, the hoist mechanism 5 includes a lift arm 51, a hydraulic cylinder 52, and a tension link 53. When the hydraulic cylinder 52 of the hoist mechanism 5 is extended, the front of the cargo box 4 is lifted and the cargo box 4 rotates in a direction that increases the tilt angle. In this embodiment, the rotation of the cargo box 4 in a direction that increases the tilt angle is also referred to as the cargo box 4 being raised. On the other hand, when the hydraulic cylinder 52 of the hoist mechanism 5 is contracted, the front of the cargo box 4 is lowered and the cargo box 4 rotates in a direction that decreases the tilt angle. In this embodiment, the rotation of the cargo box 4 in a direction that decreases the tilt angle is also referred to as the cargo box 4 being lowered.

油圧シリンダ52を伸縮させる油圧機構は、油圧ポンプ61、作動油タンク62、制御弁63などを備える。油圧供給源である油圧ポンプ61は、PTO71(Power Take-Off)を介して伝達されるエンジン70の動力によって駆動されることにより、油圧配管64を通じて作動油タンク62内の作動油を汲み上げ、吐出口に接続された主管65を通じて油圧シリンダ52に作動油(圧油)を供給する。なお、エンジン70の動力伝達の断接は、キャブ20内に設けられるPTOスイッチ72により切り替えられる。 The hydraulic mechanism that extends and retracts the hydraulic cylinder 52 includes a hydraulic pump 61, hydraulic oil tank 62, and control valve 63. The hydraulic pump 61, which serves as the hydraulic supply source, is driven by power from the engine 70 transmitted via a PTO (Power Take-Off) 71. It draws hydraulic oil from the hydraulic oil tank 62 through hydraulic piping 64 and supplies the hydraulic oil (pressurized oil) to the hydraulic cylinder 52 through a main pipe 65 connected to the discharge port. The power transmission of the engine 70 can be connected or disconnected using a PTO switch 72 located inside the cab 20.

油圧ポンプ61から吐出される作動油の供給方向は、手動式の操作レバー67によって操作される制御弁63により切り替えられる。例えば、操作レバー67の操作により制御弁63が中立位置にあると、油圧ポンプ61から油圧シリンダ52に作動油は供給されず、荷箱4の傾動動作は行われない。操作レバー67が上昇位置に操作されると、制御弁63が切り替えられ、油圧ポンプ61から油圧シリンダ52に作動油(圧油)が供給される。油圧シリンダ52は、作動油が供給されることによって伸長し、荷箱4を上昇させる。一方、操作レバー67が下降位置に操作されると、制御弁63が切り替えられ、油圧シリンダ52に供給された作動油は作動油タンク62に還流する。これに伴い、油圧シリンダ52は短縮し、荷箱4を下降させる。 The supply direction of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 61 is switched by a control valve 63 operated by a manual operating lever 67. For example, when the control valve 63 is in the neutral position due to the operation of the operating lever 67, hydraulic oil is not supplied from the hydraulic pump 61 to the hydraulic cylinder 52, and the cargo box 4 does not tilt. When the operating lever 67 is operated to the raised position, the control valve 63 is switched, and hydraulic oil (pressurized oil) is supplied from the hydraulic pump 61 to the hydraulic cylinder 52. The hydraulic cylinder 52 extends as the hydraulic oil is supplied, raising the cargo box 4. On the other hand, when the operating lever 67 is operated to the lowered position, the control valve 63 is switched, and the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 52 flows back to the hydraulic oil tank 62. As a result, the hydraulic cylinder 52 contracts, lowering the cargo box 4.

油圧機構には、油圧シリンダ52に作用する油圧の大きさを計測するための圧力計84が設けられている。また、特装車1には、トラックシャシ2の傾斜(ピッチ及びロール)を計測するための傾斜計82と、荷箱4の傾斜(ピッチ及びロール)を計測するための傾斜計85が設けられている。更に、特装車1には、実施の形態1において説明した歪センサ81や温度計83が設けられてもよい。 The hydraulic mechanism is provided with a pressure gauge 84 for measuring the magnitude of the hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder 52. The specially equipped vehicle 1 is also provided with an inclinometer 82 for measuring the inclination (pitch and roll) of the truck chassis 2 and an inclinometer 85 for measuring the inclination (pitch and roll) of the cargo box 4. The specially equipped vehicle 1 may also be provided with the strain sensor 81 and thermometer 83 described in embodiment 1.

本願発明者らは、トラックシャシ2のピッチ角度と油圧値との関係を詳細に調べたところ、荷箱4を上昇させた後に停止させた場合の油圧値と、荷箱4を下降させた後に停止させた場合の油圧値との間にギャップが生じることを見出した。 The inventors of the present application conducted a detailed investigation into the relationship between the pitch angle of the truck chassis 2 and the hydraulic pressure value, and discovered that a gap occurs between the hydraulic pressure value when the cargo box 4 is stopped after being raised and the hydraulic pressure value when the cargo box 4 is stopped after being lowered.

図14はトラックシャシ2のピッチ角度と油圧値との関係を示すグラフである。グラフの横軸はトラックシャシ2のピッチ角度(deg)を表し、縦軸は油圧値(MPa)を表す。図14に示すグラフは、トラックシャシ2のピッチ角度と荷箱4の既知の積載重量とを様々に変更しながら油圧値を計測した結果を示している。なお、ピッチ角度が0度未満の場合、特装車1は前下がりの状態にあり、ピッチ角度が0度超の場合、特装車1は前上がりの状態にある。 Figure 14 is a graph showing the relationship between the pitch angle of the truck chassis 2 and the hydraulic pressure value. The horizontal axis of the graph represents the pitch angle (deg) of the truck chassis 2, and the vertical axis represents the hydraulic pressure value (MPa). The graph shown in Figure 14 shows the results of measuring the hydraulic pressure value while varying the pitch angle of the truck chassis 2 and the known load weight of the cargo box 4. When the pitch angle is less than 0 degrees, the specially equipped vehicle 1 is in a downward-facing position at the front, and when the pitch angle is greater than 0 degrees, the specially equipped vehicle 1 is in a upward-facing position at the front.

図14のグラフでは、荷箱4を上昇させた後に所定のダンプ角度(例えば0.5度)で停止させて計測したときの油圧値を黒丸で示している。また、荷箱4を下降させた後に所定のダンプ角度(例えば0.5度)で停止させて計測したときの油圧値を白丸で示している。なお、ダンプ角度は、トラックシャシ2に対する荷箱4の相対角度であり、荷箱4の傾斜角度(傾斜計85の計測値)からトラックシャシ2の傾斜角度(傾斜計82の計測値)を差し引くことにより算出される値である。 In the graph of Figure 14, the black circles indicate the oil pressure values measured when the cargo box 4 is raised and then stopped at a predetermined dump angle (e.g., 0.5 degrees). The white circles indicate the oil pressure values measured when the cargo box 4 is lowered and then stopped at a predetermined dump angle (e.g., 0.5 degrees). The dump angle is the relative angle of the cargo box 4 with respect to the truck chassis 2, and is calculated by subtracting the tilt angle of the truck chassis 2 (measured by the inclinometer 82) from the tilt angle of the cargo box 4 (measured by the inclinometer 85).

また、図14のグラフにおける各破線は、当該グラフの上記黒丸全体のうち、所定の既知の積載重量(例えば10ton)においてトラックシャシ2のピッチ角度を変更していったときに計測された複数の黒丸の回帰直線である。また、図14のグラフにおける各一点鎖線は、当該グラフの上記白丸全体のうち、所定の既知の積載重量(例えば10ton)においてトラックシャシ2のピッチ角度を変更していったときに計測された複数の白丸の回帰直線である。 Furthermore, each dashed line in the graph of Figure 14 is a regression line of multiple black circles measured when the pitch angle of the truck chassis 2 is changed at a predetermined known load weight (e.g., 10 tons) among all the black circles on the graph. Furthermore, each dot-dash line in the graph of Figure 14 is a regression line of multiple white circles measured when the pitch angle of the truck chassis 2 is changed at a predetermined known load weight (e.g., 10 tons) among all the white circles on the graph.

図14に示すグラフから、同一の積載重量であってもトラックシャシ2のピッチ角度が小さくなる程(前下がりになる程)、油圧値が大きくなることが読み取れる。また、同一の積載重量であっても、荷箱4を上昇させた後に所定のダンプ角度で停止させて計測した油圧値(黒丸で示す油圧値)と、荷箱4を下降させた後に所定のダンプ角度で停止させて計測した油圧値(白丸で示す油圧値)との間にはギャップが生じていることが読み取れる。更に、そのギャップは、積載重量が増える程、拡大することが読み取れる。 From the graph shown in Figure 14, it can be seen that even with the same load weight, the hydraulic pressure value increases as the pitch angle of the truck chassis 2 decreases (the more downward the front). It can also be seen that even with the same load weight, a gap occurs between the hydraulic pressure value measured when the cargo box 4 is raised and then stopped at a specified dump angle (hydraulic pressure value indicated by a black circle) and the hydraulic pressure value measured when the cargo box 4 is lowered and then stopped at a specified dump angle (hydraulic pressure value indicated by a white circle). It can also be seen that this gap widens as the load weight increases.

実施の形態3における積載重量推定システムは、油圧値を含む計測データを用いて荷箱4に積載されている積載物の重量(積載重量)を推定する。本願発明者らの検討により、荷箱4を上昇後に停止させた場合の油圧値と、荷箱4を下降後に停止させた場合の油圧値との間にはギャップが生じることが分かったので、実施の形態3における積載重量推定システムでは、荷箱4を上昇後に停止させた場合と、荷箱4を下降後に停止させた場合とで異なる学習モデルを用いて積載重量の推定を行う。 The load weight estimation system in embodiment 3 estimates the weight of the cargo (load weight) loaded on the cargo box 4 using measurement data including hydraulic pressure values. The inventors' studies have found that a gap occurs between the hydraulic pressure values when the cargo box 4 is stopped after being raised and the hydraulic pressure values when the cargo box 4 is stopped after being lowered. Therefore, the load weight estimation system in embodiment 3 estimates the load weight using different learning models when the cargo box 4 is stopped after being raised and when the cargo box 4 is stopped after being lowered.

図15は実施の形態3における積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。推定装置100は、制御部101、記憶部102、操作部103、入力部104、出力部105、及び通信部106を備える。これらハードウェア各部の構成は実施の形態1において説明したものと同様であるため、その説明を省略する。 Figure 15 is a block diagram illustrating the configuration of a loaded weight estimation system in embodiment 3. The estimation device 100 includes a control unit 101, a memory unit 102, an operation unit 103, an input unit 104, an output unit 105, and a communication unit 106. The configuration of each of these hardware units is the same as that described in embodiment 1, so a description thereof will be omitted.

実施の形態3では、荷箱4が上昇後に停止した状態(第1停止状態)と、荷箱4が下降後に停止した状態(第2停止状態)とを区別し、両者で異なる学習モデルを用いて、荷箱4の積載重量を推定する。すなわち、実施の形態3では、第1停止状態にて計測された油圧値を含む計測データを用いて積載重量を推定するための学習モデルLM10と、第2停止状態にて計測された油圧値を含む計測データを用いて積載重量を推定するための学習モデルLM20とが用意される。学習モデルLM10,LM20は、それぞれの定義情報によって定義され、例えば記憶部102に記憶される。学習モデルLM10,LM20の定義情報は、層の種類や数、ノード数などモデル構造を規定するパラメータ、及びノード間に設定される結合加重など学習により定められるパラメータを含む。 In embodiment 3, a distinction is made between a state in which the cargo box 4 has stopped after rising (first stopped state) and a state in which the cargo box 4 has stopped after falling (second stopped state), and different learning models are used for each state to estimate the load weight of the cargo box 4. That is, in embodiment 3, a learning model LM10 is prepared for estimating the load weight using measurement data including hydraulic pressure values measured in the first stopped state, and a learning model LM20 is prepared for estimating the load weight using measurement data including hydraulic pressure values measured in the second stopped state. The learning models LM10 and LM20 are defined by their respective definition information and are stored, for example, in the memory unit 102. The definition information for the learning models LM10 and LM20 includes parameters that define the model structure, such as the type and number of layers and the number of nodes, as well as parameters determined by learning, such as the connection weights set between nodes.

推定装置100の制御部101は、第1停止状態において計測された油圧値を含む計測データを取得した場合、取得した計測データを学習モデルLM10に入力し、学習モデルLM10による演算を行うことにより荷箱4の積載重量を推定する。また、制御部101は、第2停止状態において計測された油圧値を含む計測データを取得した場合、取得した計測データを学習モデルLM20に入力し、学習モデルLM20による演算を行うことにより荷箱4の積載重量を推定する。なお、推定装置100の入力部104には、キャブ20の内部に設けられ、推定処理の開始指示を与えるための計量スイッチ89が接続されてもよい。 When the control unit 101 of the estimation device 100 acquires measurement data including hydraulic pressure values measured in the first stop state, it inputs the acquired measurement data to the learning model LM10 and estimates the load weight of the cargo box 4 by performing calculations using the learning model LM10. Furthermore, when the control unit 101 acquires measurement data including hydraulic pressure values measured in the second stop state, it inputs the acquired measurement data to the learning model LM20 and estimates the load weight of the cargo box 4 by performing calculations using the learning model LM20. A metering switch 89, which is provided inside the cab 20 and is used to issue an instruction to start the estimation process, may be connected to the input unit 104 of the estimation device 100.

図16は学習モデルLM10,LM20の構成を説明する模式図である。学習モデルLM10,LM20は、実施の形態1において説明した学習モデルLM1と同様であり、各種計測データが入力される入力層と、入力層に入力された計測データに基づき所定の演算が実行される中間層と、中間層からの出力を結合し、演算結果を出力する出力層とを備える。 Figure 16 is a schematic diagram illustrating the configuration of learning models LM10 and LM20. Learning models LM10 and LM20 are similar to learning model LM1 described in embodiment 1, and comprise an input layer to which various measurement data is input, an intermediate layer in which predetermined calculations are performed based on the measurement data input to the input layer, and an output layer that combines outputs from the intermediate layer and outputs the calculation results.

図16Aは学習モデルLM10の構成を示している。学習モデルLM10の入力層には、第1停止状態(荷箱4の上昇停止後の状態)において圧力計84により計測される油圧値が入力される。また、学習モデルLM1の入力層に入力される計測データは、傾斜計82により計測されるトラックシャシ2の傾斜角度、歪センサ81により計測される車軸23F,23Rの歪み、及び温度計83により計測される環境温度の少なくとも1つが更に含まれてもよい。環境温度は、特装車1の周囲の温度であってもよく、油温であってもよい。中間層は複数の層を有し、各層は複数のノードにより構成されている。学習モデルLM10の入力層に上記計測データが入力された場合、推定装置100の制御部101は、中間層を構成する各ノードに設定されているパラメータを用いて所定の演算を実行する。出力層は、中間層からの出力を結合し、荷箱4における積載重量の推定値を演算結果として出力する。 Figure 16A shows the configuration of the learning model LM10. The input layer of the learning model LM10 receives the hydraulic pressure value measured by the pressure gauge 84 in the first stop state (the state after the cargo box 4 has stopped rising). The measurement data input to the input layer of the learning model LM10 may further include at least one of the tilt angle of the truck chassis 2 measured by the inclinometer 82, the distortion of the axles 23F, 23R measured by the distortion sensor 81, and the ambient temperature measured by the thermometer 83. The ambient temperature may be the ambient temperature of the specially equipped vehicle 1 or the oil temperature. The middle layer has multiple layers, each composed of multiple nodes. When the above measurement data is input to the input layer of the learning model LM10, the control unit 101 of the estimation device 100 performs a predetermined calculation using parameters set for each node constituting the middle layer. The output layer combines the outputs from the middle layers and outputs an estimated value of the load weight of the cargo box 4 as the calculation result.

学習モデルLM10は、上述した各種計測データの入力に応じて荷箱4の積載重量の推定値に係る情報を出力するよう学習される。学習モデルLM10を生成する場合、例えば推定装置100は、荷箱4に積載する積載物の重量(既知とする)を様々に変更にしながら上述した各種計測データを収集する。推定装置100は、収集した計測データと、既知の積載重量とを多数含むデータセットを訓練データに用いて、計測データの入力に応じて積載重量の推定値に係る情報を学習モデルML10が出力するよう学習する。学習アルゴリズムは実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。学習モデルLM10は外部サーバ(不図示)において生成されてもよい。この場合、推定装置100は、通信により学習モデルLM10を取得し、記憶部102に記憶させるとよい。 The learning model LM10 is trained to output information related to an estimated value of the load weight of the shipping box 4 in response to the input of the various measurement data described above. When generating the learning model LM10, for example, the estimation device 100 collects the various measurement data described above while varying the weight (known) of the cargo to be loaded onto the shipping box 4. The estimation device 100 uses a dataset containing a large number of the collected measurement data and known load weights as training data, and trains the learning model LM10 to output information related to an estimated value of the load weight in response to the input of measurement data. The learning algorithm is the same as in embodiment 1, so its description is omitted. The learning model LM10 may be generated on an external server (not shown). In this case, the estimation device 100 may acquire the learning model LM10 via communication and store it in the memory unit 102.

図16Bは学習モデルLM20の構成を示している。学習モデルLM20は、第1停止状態での油圧値に代えて、第2停止状態(荷箱4の下降停止後の状態)での油圧値が入力層に入力される点が学習モデルLM10と異なり、その他の構成は学習モデルLM10と同様である。学習モデルLM20は、第2停止状態において計測された油圧値を含む計測データと、既知の積載重量とを含むデータセットを訓練データに用いて学習することにより生成される。 Figure 16B shows the configuration of learning model LM20. Learning model LM20 differs from learning model LM10 in that the hydraulic pressure value in the second stopped state (the state after the lowering of the cargo box 4 has stopped) is input to the input layer instead of the hydraulic pressure value in the first stopped state, but the rest of the configuration is the same as learning model LM10. Learning model LM20 is generated by learning using measurement data including the hydraulic pressure value measured in the second stopped state and a dataset including the known load weight as training data.

図17は実施の形態3における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置100の制御部101は、入力部104を通じて入力される信号を監視することにより、計量スイッチ89がオンされたか否かを判断する(ステップS301)。オンされていない場合(S301:NO)、制御部101は、計量スイッチ89がオンされるまで待機する。 Figure 17 is a flowchart explaining the procedure for estimating the load weight in embodiment 3. The control unit 101 of the estimation device 100 monitors the signal input through the input unit 104 to determine whether the weighing switch 89 has been turned on (step S301). If the switch has not been turned on (S301: NO), the control unit 101 waits until the weighing switch 89 is turned on.

計量スイッチ89がオンされた場合(S301:YES)、制御部101は積載重量の推定処理を開始する。推定処理を開始する際、ダンプ角度を所定角度に調整するようユーザに指示を与えてもよい。所定角度は、例えば0.1度より大きく、0.8度より小さい範囲の角度である。制御部101は、表示装置120に文字情報などを表示することにより指示を与えてもよく、図に示していないスピーカより音声を出力することにより指示を与えてもよい。実施の形態3において、ダンプ角度は操作レバー67を用いて手動により調整される。 When the weighing switch 89 is turned on (S301: YES), the control unit 101 starts the load weight estimation process. When the estimation process starts, the control unit 101 may instruct the user to adjust the dump angle to a predetermined angle. The predetermined angle is, for example, an angle in the range of greater than 0.1 degrees and less than 0.8 degrees. The control unit 101 may instruct the user by displaying text information on the display device 120, or by outputting audio from a speaker (not shown). In embodiment 3, the dump angle is manually adjusted using the operating lever 67.

制御部101は、入力部104を通じて、傾斜計82,85にて時系列的に計測される傾斜角度の計測データを順次取得し、取得した計測データに基づき、現在のダンプ角度を検出する(ステップS302)。制御部101は、傾斜計85の計測値として得られる荷箱4の傾斜角度から傾斜計82の計測値として得られるトラックシャシ2の傾斜角度を差し引くことにより、ダンプ角度を求めることができる。制御部101は、検出したダンプ角度を時系列的に記憶部102に記憶させる。 The control unit 101 sequentially acquires measurement data of the tilt angle measured over time by the inclinometers 82 and 85 via the input unit 104, and detects the current dump angle based on the acquired measurement data (step S302). The control unit 101 can determine the dump angle by subtracting the tilt angle of the truck chassis 2 obtained as the measurement value of the inclinometer 82 from the tilt angle of the cargo box 4 obtained as the measurement value of the inclinometer 85. The control unit 101 stores the detected dump angles in chronological order in the memory unit 102.

制御部101は、ステップS302で検出したダンプ角度が最小角度θ1より大きいか否かを判断する(ステップS303)。最小角度θ1は、荷箱4の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最小値として設定される値である。最小角度θ1の一例は0.1度である。 The control unit 101 determines whether the dump angle detected in step S302 is greater than the minimum angle θ1 (step S303). The minimum angle θ1 is a value set as the minimum value of the angle range suitable for measuring the load weight of the cargo box 4. An example of the minimum angle θ1 is 0.1 degrees.

現在のダンプ角度が最小角度θ1以下であると判断した場合(S303:NO)、制御部101は、ユーザに対して荷箱4の上昇を指示する(ステップS304)。制御部101は、荷箱4を上昇させるべき旨の文字情報を表示装置120に表示させることにより、ユーザへの指示を行う。代替的に、制御部101は、荷箱4を上昇させるべき旨の音声を図に示していないスピーカから出力させることにより、ユーザへの指示を行ってもよい。制御部101は、ユーザへの指示を行った後、処理をステップS302へ戻す。 If it is determined that the current dump angle is equal to or less than the minimum angle θ1 (S303: NO), the control unit 101 instructs the user to raise the cargo box 4 (step S304). The control unit 101 instructs the user by displaying text information on the display device 120 instructing the user to raise the cargo box 4. Alternatively, the control unit 101 may instruct the user by outputting audio from a speaker (not shown) instructing the user to raise the cargo box 4. After instructing the user, the control unit 101 returns the process to step S302.

現在のダンプ角度が最小角度θ1より大きいと判断した場合(S303:YES)、制御部101は、現在のダンプ角度が最大角度θ2より小さいか否かを判断する(ステップS305)。最大角度θ2は、荷箱4の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最大値として設定される値である。最大角度θ2の一例は0.8度である。 If it is determined that the current dump angle is greater than the minimum angle θ1 (S303: YES), the control unit 101 determines whether the current dump angle is less than the maximum angle θ2 (step S305). The maximum angle θ2 is a value set as the maximum value of the angle range suitable for measuring the load weight of the cargo box 4. An example of the maximum angle θ2 is 0.8 degrees.

現在のダンプ角度が最大角度θ2以上であると判断した場合(S305:NO)、制御部101は、ユーザに対して荷箱4の下降を指示する(ステップS306)。制御部101は、例えば、荷箱4を下降させるべき旨の文字情報を表示装置120に表示させてユーザへの指示を行う。代替的に、制御部101は、荷箱4を下降させるべき旨の音声を図に示していないスピーカから出力させてユーザへの指示を行ってもよい。制御部101は、ユーザへの指示を行った後、処理をステップS302へ戻す。 If it is determined that the current dump angle is equal to or greater than the maximum angle θ2 (S305: NO), the control unit 101 instructs the user to lower the cargo box 4 (step S306). The control unit 101 instructs the user, for example, by displaying text information on the display device 120 instructing the user to lower the cargo box 4. Alternatively, the control unit 101 may instruct the user by outputting audio from a speaker (not shown) instructing the user to lower the cargo box 4. After instructing the user, the control unit 101 returns the process to step S302.

現在のダンプ角度が最大角度θ2より小さいと判断した場合(S305:YES)、制御部101は、内蔵タイマの出力を参照して、ダンプ角度が設定された角度範囲に入ってから所定時間が経過したか否かを判断する(ステップS307)。所定時間が経過していない場合(S307:NO)、制御部101は、所定時間が経過するまで待機する。 If it is determined that the current dump angle is smaller than the maximum angle θ2 (S305: YES), the control unit 101 references the output of the built-in timer and determines whether a predetermined time has elapsed since the dump angle entered the set angle range (step S307). If the predetermined time has not elapsed (S307: NO), the control unit 101 waits until the predetermined time has elapsed.

所定時間が経過したと判断した場合(S307:YES)、制御部101は、所定時間が経過するまでの間、荷箱4が停止状態であったか否かを判断する(ステップS308)。制御部101は、記憶部102に記憶させたダンプ角度の履歴データから変化の有無を判断することにより、荷箱4が停止状態であったか否かを判断することができる。停止状態でなかった場合(S308:NO)、制御部101は、処理をステップS302へ戻す。 If it is determined that the predetermined time has elapsed (S307: YES), the control unit 101 determines whether the cargo box 4 was stationary until the predetermined time elapsed (step S308). The control unit 101 can determine whether the cargo box 4 was stationary by determining whether there has been a change in the dump angle history data stored in the memory unit 102. If the cargo box 4 was not stationary (S308: NO), the control unit 101 returns the process to step S302.

所定時間が経過するまでの間、荷箱4が停止状態であった場合(S308:YES)、制御部101は、積載重量の計量の準備ができた旨をユーザに報知する(ステップS309)。制御部101は、例えば、積載重量の計量の準備ができた旨の文字情報を表示装置120に表示させる。代替的に、制御部101は、積載重量の計量の準備ができた旨の音声を図に示していないスピーカから出力させてもよい。 If the container 4 remains stationary for the predetermined time (S308: YES), the control unit 101 notifies the user that the load weight is ready to be weighed (step S309). The control unit 101, for example, causes the display device 120 to display text information indicating that the load weight is ready to be weighed. Alternatively, the control unit 101 may cause a speaker (not shown) to output a sound indicating that the load weight is ready to be weighed.

次いで、制御部101は、荷箱4は上昇後に停止したか否かを判断する(ステップS310)。制御部101は、記憶部102に記憶させたダンプ角度の履歴データから、荷箱4が上昇後に停止したか否かを判断することができる。 Next, the control unit 101 determines whether the cargo box 4 has stopped after being raised (step S310). The control unit 101 can determine whether the cargo box 4 has stopped after being raised from the dump angle history data stored in the memory unit 102.

制御部101は、荷箱4が上昇後に停止したと判断した場合(S310:YES)、積載重量の推定に用いる学習モデルを上昇停止用の学習モデルLM10に設定し(ステップS311)。一方、制御部101は、荷箱4が下降後に停止したと判断した場合(S310:NO)、積載重量の推定に用いる学習モデルを下降停止用の学習モデルLM20に設定する(ステップS312)。 If the control unit 101 determines that the container 4 has stopped after rising (S310: YES), it sets the learning model used to estimate the load weight to the learning model LM10 for stopping ascent (step S311). On the other hand, if the control unit 101 determines that the container 4 has stopped after falling (S310: NO), it sets the learning model used to estimate the load weight to the learning model LM20 for stopping descent (step S312).

制御部101は、油圧値を含む計測データを入力部104より取得し、ステップS311で設定した上昇停止用の学習モデルLM10、又はステップS312で設定した下降停止用の学習モデルLM20に取得した計測データを入力することによって、荷箱4における積載重量を推定する(ステップS313)。このとき、制御部101は、取得した計測データを学習モデルLM10(又は学習モデルLM20)の入力層を構成する各ノードに与え、中間層による演算を実行し、出力層から出力される演算結果を取得することにより、荷箱4の積載重量を推定すればよい。なお、入力層のノードに与える計測データは、油圧値のみであってもよく、油圧値に加え、トラックシャシ2の傾斜角度、車軸23F,23Rの歪み、及び環境温度の少なくとも1つを更に含んでもよい。 The control unit 101 acquires measurement data including hydraulic pressure values from the input unit 104 and inputs the acquired measurement data into the learning model LM10 for stopping ascent set in step S311 or the learning model LM20 for stopping descent set in step S312, thereby estimating the load weight of the cargo box 4 (step S313). At this time, the control unit 101 provides the acquired measurement data to each node constituting the input layer of the learning model LM10 (or learning model LM20), performs calculations using the intermediate layer, and acquires the calculation results output from the output layer, thereby estimating the load weight of the cargo box 4. Note that the measurement data provided to the nodes in the input layer may be hydraulic pressure values only, or may further include, in addition to hydraulic pressure values, at least one of the tilt angle of the truck chassis 2, distortion of the axles 23F, 23R, and ambient temperature.

次いで、制御部101は、推定した積載重量を報知する(ステップS314)。このとき、制御部101は、推定した積載重量の情報を出力部105より出力し、表示装置120に表示させる。制御部101は、積載重量の情報を文字情報として表示装置120に表示させてもよく、グラフ表示やメータ表示などの模式的な表示方法を用いてもよい。また、制御部101は、推定した積載重量の情報を図に示していないスピーカから音声として出力させる構成としてもよい。これらの一連の処理が終了した後、荷箱4は、計量スイッチ89がオフされることにより、ダンプ角度が0度となるまで下降される。 Next, the control unit 101 notifies the user of the estimated load weight (step S314). At this time, the control unit 101 outputs information about the estimated load weight from the output unit 105 and displays it on the display device 120. The control unit 101 may display the load weight information as text information on the display device 120, or may use a schematic display method such as a graph or meter display. The control unit 101 may also be configured to output the estimated load weight information as audio from a speaker (not shown). After this series of processes is completed, the weighing switch 89 is turned off, and the cargo box 4 is lowered until the dump angle becomes 0 degrees.

本願発明者らにより、圧力計84により計測される油圧値は、たとえダンプ角度が同一であったとしても、荷箱4が上昇後に停止した状態と、荷箱4が下降後に停止した状態とでは値が異なることが分かった。このため、両者で同一の学習モデルを用いて積載重量を推定した場合には、推定精度が低くなる可能性があるが、実施の形態3では、上昇停止用の学習モデルLM10と下降停止用の学習モデルLM20とを選択的に用いて積載重量を推定するので、推定精度の低下を抑えることができる。 The inventors of the present application have found that the hydraulic pressure value measured by the pressure gauge 84 differs between when the cargo box 4 stops after rising and when it stops after falling, even if the dump angle is the same. For this reason, if the same learning model is used to estimate the load weight for both cases, the estimation accuracy may be low. However, in embodiment 3, the load weight is estimated by selectively using the learning model LM10 for stopping when the cargo box 4 rises and the learning model LM20 for stopping when the cargo box 4 falls, so the decrease in estimation accuracy can be suppressed.

(実施の形態4)
実施の形態4では、ダンプ角度を自動で調整する構成について説明する。なお、特装車1の構成は実施の形態3と同様であるため、その説明を省略する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, a configuration for automatically adjusting the dump angle will be described. Note that the configuration of the specially equipped vehicle 1 is the same as that of the third embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.

図18は実施の形態4における積載重量推定システムの構成を説明するブロック図である。実施の形態4に係る積載重量推定システムは、推定装置100と、推定装置100に接続される昇降制御装置200とを備える。推定装置100は、実施の形態3において説明したものと同様であり、制御部101、記憶部102、操作部103、入力部104、出力部105、及び通信部106を備える。 Figure 18 is a block diagram illustrating the configuration of a loaded weight estimation system according to embodiment 4. The loaded weight estimation system according to embodiment 4 includes an estimation device 100 and a lifting control device 200 connected to the estimation device 100. The estimation device 100 is similar to that described in embodiment 3, and includes a control unit 101, a memory unit 102, an operation unit 103, an input unit 104, an output unit 105, and a communication unit 106.

昇降制御装置200は、入力部201、制御部202、及び出力部203を備えており、特装車1が備える油圧機構の動作を制御することにより、荷箱4の昇降を制御する。入力部201は入力インタフェースを備える。入力部201には、推定装置100から出力される情報、操作レバー67の操作情報、PTOスイッチ72の操作情報などが入力される。入力部201に入力された情報は制御部202に出力される。 The lifting control device 200 has an input unit 201, a control unit 202, and an output unit 203, and controls the operation of the hydraulic mechanism equipped in the specially equipped vehicle 1 to control the lifting and lowering of the cargo box 4. The input unit 201 has an input interface. Information output from the estimation device 100, operation information of the operating lever 67, operation information of the PTO switch 72, etc. are input to the input unit 201. The information input to the input unit 201 is output to the control unit 202.

制御部202は、例えばPLC(Programmable Logic Controller)により構成される。制御部202は、プログラムされたロジックに従って、入力部201を通じて入力された情報に基づき荷箱4を昇降制御するための制御信号を生成する。制御部202は、生成した制御信号を出力部203より制御弁63へ出力する。出力部203は、出力インタフェースを備えており、制御弁63や推定装置100などが接続されている。なお、実施の形態4における制御弁63は、電気的に制御可能な電磁制御弁として構成されているものとする。 The control unit 202 is configured, for example, by a PLC (Programmable Logic Controller). The control unit 202 generates a control signal for controlling the lifting and lowering of the container 4 based on information input through the input unit 201 in accordance with programmed logic. The control unit 202 outputs the generated control signal to the control valve 63 via the output unit 203. The output unit 203 is equipped with an output interface, and is connected to the control valve 63, the estimation device 100, and the like. Note that the control valve 63 in embodiment 4 is configured as an electrically controllable electromagnetic control valve.

本実施の形態では、積載重量推定システムが推定装置100と昇降制御装置200とを別体として備える構成としたが、両者が一体の構成であってもよい。 In this embodiment, the load weight estimation system is configured to include the estimation device 100 and the lifting control device 200 as separate entities, but the two may also be integrated into one unit.

図19は実施の形態4における積載重量の推定手順を説明するフローチャートである。推定装置100の制御部101は、入力部104を通じて入力される信号を監視することにより、計量スイッチ89がオンされたか否かを判断する(ステップS401)。オンされていない場合(S401:NO)、制御部101は、計量スイッチ89がオンされるまで待機する。 Figure 19 is a flowchart explaining the procedure for estimating the load weight in embodiment 4. The control unit 101 of the estimation device 100 monitors the signal input through the input unit 104 to determine whether the weighing switch 89 has been turned on (step S401). If the switch has not been turned on (S401: NO), the control unit 101 waits until the weighing switch 89 is turned on.

計量スイッチ89がオンされた場合(S401:YES)、制御部101は、PTOスイッチ72がオンであるか否かを判断する(ステップS402)。PTOスイッチ72がオンでない場合(S402:NO)、制御部101は、ユーザに対してPTOスイッチ72をオンするように指示し(ステップS403)、エンジン70の動力伝達先を油圧ポンプ61に切り替えさせる。ユーザへの指示は、表示装置120に文字情報を表示することにより行ってもよく、図に示していないスピーカより音声として出力することにより行ってもよい。 If the metering switch 89 is turned on (S401: YES), the control unit 101 determines whether the PTO switch 72 is on (step S402). If the PTO switch 72 is not on (S402: NO), the control unit 101 instructs the user to turn on the PTO switch 72 (step S403) and switches the power transmission destination of the engine 70 to the hydraulic pump 61. The instruction to the user may be given by displaying text information on the display device 120, or by outputting audio from a speaker (not shown).

PTOスイッチ72がオンである場合(S402:YES)、制御部101は、ダンプ角度を調整する旨をユーザに報知する(ステップS404)。制御部101は、例えば、ダンプ角度を調整する旨の文字情報を表示装置120に表示させる。代替的に、制御部101は、ダンプ角度を調整する旨の音声を図に示していないスピーカから出力させてもよい。 If the PTO switch 72 is on (S402: YES), the control unit 101 notifies the user that the dump angle will be adjusted (step S404). The control unit 101, for example, causes the display device 120 to display text information indicating that the dump angle will be adjusted. Alternatively, the control unit 101 may cause a speaker (not shown) to output a sound indicating that the dump angle will be adjusted.

次いで、制御部101は、荷箱4の上昇を昇降制御装置200に指示する(ステップS405)。具体的には、制御部101は、荷箱4の上昇を指示する制御信号を生成し、生成した制御信号を出力部105より昇降制御装置200へ出力することにより、昇降制御装置200への指示を行う。昇降制御装置200の制御部202は、推定装置100からの指示に応じて、荷箱4を上昇させるための制御信号を制御弁63へ出力することにより、荷箱4を上昇させる。 Next, the control unit 101 instructs the lifting control device 200 to lift the cargo box 4 (step S405). Specifically, the control unit 101 generates a control signal instructing the lifting control device 200 to lift the cargo box 4, and issues the instruction to the lifting control device 200 by outputting the generated control signal to the lifting control device 200 from the output unit 105. In response to the instruction from the estimation device 100, the control unit 202 of the lifting control device 200 outputs a control signal to the control valve 63 to lift the cargo box 4, thereby lifting the cargo box 4.

制御部101は、入力部104を通じて、傾斜計82,85にて時系列的に計測される傾斜角度の計測データを順次取得し、取得した計測データに基づき、現在のダンプ角度を検出する(ステップS406)。 The control unit 101 sequentially acquires measurement data of the tilt angle measured over time by the inclinometers 82 and 85 via the input unit 104, and detects the current dump angle based on the acquired measurement data (step S406).

制御部101は、ステップS406で検出したダンプ角度が最小角度θ1より大きいか否かを判断する(ステップS407)。最小角度θ1は、荷箱4の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最小値として設定される値である。最小角度θ1の一例は0.1度である。 The control unit 101 determines whether the dump angle detected in step S406 is greater than the minimum angle θ1 (step S407). The minimum angle θ1 is a value set as the minimum value of the angle range suitable for measuring the load weight of the cargo box 4. An example of the minimum angle θ1 is 0.1 degrees.

現在のダンプ角度が最小角度θ1以下であると判断した場合(S407:NO)、制御部101は、処理をステップS405へ戻し、荷箱4の上昇制御を継続させる。 If it is determined that the current dump angle is equal to or less than the minimum angle θ1 (S407: NO), the control unit 101 returns the process to step S405 and continues controlling the lifting of the cargo box 4.

現在のダンプ角度が最小角度θ1より大きいと判断した場合(S407:YES)、制御部101は、現在のダンプ角度が最大角度θ2より小さいか否かを判断する(ステップS408)。最大角度θ2は、荷箱4の積載重量を計測するのに適した角度範囲の最大値として設定される値である。最大角度θ2の一例は0.8度である。 If it is determined that the current dump angle is greater than the minimum angle θ1 (S407: YES), the control unit 101 determines whether the current dump angle is less than the maximum angle θ2 (step S408). The maximum angle θ2 is a value set as the maximum value of the angle range suitable for measuring the load weight of the cargo box 4. An example of the maximum angle θ2 is 0.8 degrees.

現在のダンプ角度が最大角度θ2以上であると判断した場合(S408:NO)、制御部101は、荷箱4の傾斜角度が積載重量を計測するのに適した角度範囲から外れているため、エラーを報知し(ステップS409)、本フローチャートによる処理を終了する。エラーを報知した後、制御部101は、荷箱4の下降を昇降制御装置200に指示してもよい。 If it is determined that the current dump angle is equal to or greater than the maximum angle θ2 (S408: NO), the control unit 101 issues an error notification (step S409) because the tilt angle of the cargo box 4 is outside the angle range suitable for measuring the load weight, and ends the processing according to this flowchart. After issuing the error notification, the control unit 101 may instruct the lifting control device 200 to lower the cargo box 4.

現在のダンプ角度が最大角度θ2より小さいと判断した場合(S408:YES)、制御部101は、荷箱4の上昇後の停止を指示する(ステップS410)。具体的には、制御部101は、荷箱4の停止を指示する制御信号を生成し、生成した制御信号を出力部105より昇降制御装置200へ出力することにより、昇降制御装置200への指示を行う。昇降制御装置200の制御部202は、推定装置100からの指示に応じて、荷箱4を停止させるための制御信号を制御弁63へ出力することにより、荷箱4を停止させる。 If it is determined that the current dump angle is less than the maximum angle θ2 (S408: YES), the control unit 101 instructs the cargo box 4 to stop after being raised (step S410). Specifically, the control unit 101 generates a control signal instructing the cargo box 4 to stop, and outputs the generated control signal to the lifting/lowering control device 200 from the output unit 105, thereby instructing the lifting/lowering control device 200. In response to the instruction from the estimation device 100, the control unit 202 of the lifting/lowering control device 200 stops the cargo box 4 by outputting a control signal to the control valve 63 to stop the cargo box 4.

次いで、制御部101は、積載重量の計量の準備ができた旨をユーザに報知する(ステップS411)。制御部101は、例えば、積載重量の計量の準備ができた旨の文字情報を表示装置120に表示させる。代替的に、制御部101は、積載重量の計量の準備ができた旨の音声情報を図に示していないスピーカから出力させてもよい。 Next, the control unit 101 notifies the user that the load weight is ready to be weighed (step S411). The control unit 101, for example, causes the display device 120 to display text information indicating that the load weight is ready to be weighed. Alternatively, the control unit 101 may cause a speaker (not shown) to output audio information indicating that the load weight is ready to be weighed.

次いで、制御部101は、積載重量の推定に用いる学習モデルを上昇停止用の学習モデルLM10に設定し(ステップS412)。制御部101は、油圧値を含む計測データを入力部104より取得し、ステップS412で設定した上昇停止用の学習モデルLM10に取得した計測データを入力することによって、荷箱4における積載重量を推定する(ステップS413)。 Next, the control unit 101 sets the learning model used to estimate the load weight to the learning model LM10 for stopping lifting (step S412). The control unit 101 acquires measurement data including hydraulic pressure values from the input unit 104 and inputs the acquired measurement data into the learning model LM10 for stopping lifting set in step S412, thereby estimating the load weight of the cargo box 4 (step S413).

次いで、制御部101は、推定した積載重量を報知する(ステップS414)。このとき、制御部101は、推定した積載重量の情報を出力部105より出力し、表示装置120に表示させる。制御部101は、積載重量の情報を文字情報として表示装置120に表示させてもよく、グラフ表示やメータ表示などの模式的な表示方法を用いてもよい。また、制御部101は、推定した積載重量の情報を図に示していないスピーカから音声情報として出力させる構成としてもよい。 The control unit 101 then notifies the user of the estimated load weight (step S414). At this time, the control unit 101 outputs information about the estimated load weight from the output unit 105 and displays it on the display device 120. The control unit 101 may display the load weight information as text information on the display device 120, or may use a schematic display method such as a graph or meter display. The control unit 101 may also be configured to output the estimated load weight information as audio information from a speaker (not shown).

制御部101は、積載重量を推定し、ユーザに報知した後、荷箱4を下降させる指示を昇降制御装置200に与えてもよい。昇降制御装置200の制御部202は、推定装置100からの指示に応じて、荷箱4を下降させるための制御信号を制御弁63へ出力することにより、荷箱4を下降させればよい。 The control unit 101 may estimate the load weight, notify the user, and then instruct the lifting control device 200 to lower the cargo box 4. In response to the instruction from the estimation device 100, the control unit 202 of the lifting control device 200 may lower the cargo box 4 by outputting a control signal for lowering the cargo box 4 to the control valve 63.

積載重量を手動計測する場合、ダンプ角度を所定角度(例えば0.5度)に合わせる必要があるため、ユーザに操作の煩わしさを感じさせる場合がある。これに対し、本実施の形態では、計量スイッチ89の操作によって自動的に積載重量を計測することができるので、操作の煩わしさを軽減できる。 When measuring the load weight manually, the dump angle must be adjusted to a specified angle (e.g., 0.5 degrees), which can be cumbersome for the user. In contrast, in this embodiment, the load weight can be measured automatically by operating the weighing switch 89, reducing the cumbersomeness of the operation.

なお、実施の形態4では、荷箱4の上昇停止後に積載重量を推定する構成であるため、記憶部102には、上昇停止用の学習モデルLM10が記憶されていればよく、下降停止用の学習モデルLM20は記憶されていなくてもよい。 In addition, in embodiment 4, the load weight is estimated after the lifting of the cargo box 4 has stopped, so the memory unit 102 only needs to store the learning model LM10 for lifting stop, and does not need to store the learning model LM20 for lowering stop.

(実施の形態5)
実施の形態5では、学習モデルLM1の推定結果を個々の特装車1に応じて校正する構成について説明する。
Fifth Embodiment
In the fifth embodiment, a configuration will be described in which the estimation results of the learning model LM1 are calibrated according to each specially equipped vehicle 1.

図20は校正手法を説明する説明図である。実施の形態5では、学習モデルLM1の後段に校正層CLが設けられる。校正層CLは、学習モデルLM1の出力(積載重量)を個々の特装車1に応じて校正する。校正するためのパラメータは、特装車1の出荷時において定められる。例えば、重量が既知の積載物を積んだときの学習モデルLM1の出力を取得し、学習モデルLM1の出力を実際の積載重量に変換するようなパラメータを事前に導出すればよい。例えば、学習モデルLM1の出力をX1、実際の積載重量をX2とした場合、X2=aX1+bを満たすようなパラメータa、bを導出すればよい。 Figure 20 is an explanatory diagram illustrating the calibration method. In embodiment 5, a calibration layer CL is provided downstream of the learning model LM1. The calibration layer CL calibrates the output (load weight) of the learning model LM1 according to each individual special purpose vehicle 1. The parameters used for calibration are determined when the special purpose vehicle 1 is shipped. For example, the output of the learning model LM1 when a load of a known weight is loaded can be obtained, and parameters that convert the output of the learning model LM1 into the actual load weight can be derived in advance. For example, if the output of the learning model LM1 is X1 and the actual load weight is X2, parameters a and b can be derived to satisfy X2 = aX1 + b.

推定装置100の記憶部102には、事前に導出された校正パラメータ(上記の例では、パラメータa,b)が記憶される。制御部101は、計測データを学習モデルLM1に入力し、学習モデルLM1の演算結果を取得した場合、記憶部102に記憶された校正パラメータを読み出して、演算結果を校正することにより、校正後の積載重量の推定値が得られる。 The memory unit 102 of the estimation device 100 stores calibration parameters (parameters a and b in the above example) that have been derived in advance. When the control unit 101 inputs measurement data into the learning model LM1 and obtains the calculation results of the learning model LM1, it reads the calibration parameters stored in the memory unit 102 and calibrates the calculation results, thereby obtaining an estimated value of the calibrated load weight.

以上のように、実施の形態5では、相互に荷箱4の大きさ、形状、重量等が異なる複数の特装車1に対応して学習モデルLM1の演算結果を校正できるので、個々の特装車1に依存するような学習モデルLM1を生成する必要はなく、標準的な学習モデルを外部のコンピュータにおいて生成しておき、個々の推定装置100にインストールすればよい。 As described above, in embodiment 5, the calculation results of the learning model LM1 can be calibrated to accommodate multiple specially equipped vehicles 1 with different sizes, shapes, weights, etc. of cargo boxes 4. Therefore, there is no need to generate a learning model LM1 that is dependent on each individual specially equipped vehicle 1; instead, a standard learning model can be generated in an external computer and installed in each estimation device 100.

なお、上述した校正手法は、実施の形態1において説明した学習モデルLM1に適用できるだけでなく、実施の形態3で説明した学習モデルLM10,LM20、後述する実施の形態7において説明する学習モデルLM2に適用することが可能である。 The above-described calibration technique can be applied not only to the learning model LM1 described in embodiment 1, but also to the learning models LM10 and LM20 described in embodiment 3, and the learning model LM2 described in embodiment 7 below.

(実施の形態6)
実施の形態6では、推定した積載重量から積載状態を判定し、判定結果に応じた態様にて積載状態を報知する構成について説明する。
(Embodiment 6)
In the sixth embodiment, a configuration will be described in which the loading state is determined from the estimated loading weight and the loading state is notified in a manner according to the determination result.

図21は積載状態を報知する手順を説明するフローチャートである。推定装置100の制御部101は、例えば、荷箱4への積み込み作業が開始された後の定期的なタイミングにて以下の処理を実行する。 Figure 21 is a flowchart explaining the procedure for reporting the loading status. The control unit 101 of the estimation device 100 executes the following processing, for example, at regular intervals after the loading operation into the shipping box 4 has begun.

制御部101は、図8のフローチャートに示す手順と同様の手順により、積載重量を推定する。すなわち、制御部101は、複数の歪センサ81により計測される歪量を含む計測データを学習モデルLM1へ入力し(ステップS601)、学習モデルLM1による演算を実行し(ステップS602)、学習モデルLM1の演算結果に基づき積載重量を推定する(ステップS603)。 The control unit 101 estimates the load weight using a procedure similar to that shown in the flowchart of Figure 8. That is, the control unit 101 inputs measurement data including the amount of distortion measured by the multiple distortion sensors 81 into the learning model LM1 (step S601), performs calculations using the learning model LM1 (step S602), and estimates the load weight based on the calculation results of the learning model LM1 (step S603).

制御部101は、推定した積載重量に基づき積載状態を判定する(ステップS604)。例えば、制御部101は、推定した積載重量を内蔵メモリに記憶させておき、ステップS603において推定した積載重量と予め設定された上限値とを比較し、推定した積載重量にまだ余裕がある場合(例えば上限値の90%未満である場合)、積載状態が「積み込み可」であると判定する。また、制御部101は、推定した積載重量と予め設定された上限値とを比較し、推定した積載重量が上限値に近い場合(例えば上限値の90%を超え、100%未満である場合)、積載状態が「上限値間近」であると判定してもよい。更に、制御部101は、推定した積載重量が上限値に達した場合、積載状態が「積み込みストップ」の状態であると判定してもよい。更に、制御部101は、推定した積載重量が予め設定された積載重量の上限値を超えた場合、積載状態が「過積載」であると判定してもよい。 The control unit 101 determines the loading status based on the estimated loading weight (step S604). For example, the control unit 101 stores the estimated loading weight in its internal memory, compares the estimated loading weight in step S603 with a preset upper limit, and determines that the loading status is "loadable" if there is still room for the estimated loading weight (for example, if it is less than 90% of the upper limit). The control unit 101 may also compare the estimated loading weight with a preset upper limit and determine that the loading status is "close to the upper limit" if the estimated loading weight is close to the upper limit (for example, if it is greater than 90% but less than 100% of the upper limit). Furthermore, the control unit 101 may determine that the loading status is "loading stopped" if the estimated loading weight reaches the upper limit. Furthermore, the control unit 101 may determine that the loading status is "overloaded" if the estimated loading weight exceeds the preset upper limit.

制御部101は、ステップS604の判定結果に応じた態様にて積載状態を報知する(ステップS605)。 The control unit 101 notifies the loading status in a manner corresponding to the determination result of step S604 (step S605).

図22は積載状態の報知例を示す模式図である。図22は特装車1を後側から眺めた状態を示している。図22の例において、表示装置120は、青色又は赤色にて点灯・点滅・消灯が可能な表示灯により構成されており、フロントパネル41の後面側の上部に設けられている。 Figure 22 is a schematic diagram showing an example of loading status notification. Figure 22 shows the specially equipped vehicle 1 as viewed from the rear. In the example of Figure 22, the display device 120 is composed of an indicator light that can light up, flash, or turn off in blue or red, and is located at the top of the rear side of the front panel 41.

図22Aは、積載状態が「積み込み可」であると判定された場合の報知例を示している。制御部101は、学習モデルLM1を用いて推定した積載重量に基づき、現在の積載状態が「積み込み可」であると判定した場合、表示装置120を例えば青色にて1秒間に1回だけ点滅させる制御を実行する。この結果、表示装置120は、消灯状態から青色でゆっくりと点滅した状態に遷移する。作業者は、表示装置120における表示態様(この場合、青色でゆっくり点滅)を確認することにより、現在の積載状態が「積み込み可」であると把握することができる。 Figure 22A shows an example of a notification when the loading status is determined to be "loading permitted." When the control unit 101 determines that the current loading status is "loading permitted" based on the loading weight estimated using the learning model LM1, it executes control to cause the display device 120 to flash, for example, in blue once per second. As a result, the display device 120 transitions from an off state to a state in which it flashes slowly in blue. By checking the display mode on the display device 120 (in this case, slow flashing in blue), the worker can determine that the current loading status is "loading permitted."

図22Bは、積載状態が「上限値間近」であると判定された場合の報知例を示している。制御部101は、学習モデルLM1を用いて推定した積載重量に基づき、現在の積載状態が「上限値間近」であると判定した場合、表示装置120を例えば青色にて1秒間に5回点滅させる制御を実行する。この結果、表示装置120はゆっくりとした点滅状態から早い点滅状態に遷移する。作業者は、表示装置120における表示態様(この場合、青色で早く点滅)を確認することにより、現在の積載状態が「上限値間近」であると把握することができる。 Figure 22B shows an example of a notification when it is determined that the loading status is "close to the upper limit." When the control unit 101 determines that the current loading status is "close to the upper limit" based on the loading weight estimated using the learning model LM1, it executes control to cause the display device 120 to flash, for example, in blue five times per second. As a result, the display device 120 transitions from a slow flashing state to a fast flashing state. By checking the display mode on the display device 120 (in this case, fast flashing in blue), the worker can understand that the current loading status is "close to the upper limit."

図22Cは、積載状態が「積み込みストップ」であると判定された場合の報知例を示している。制御部101は、学習モデルLM1を用いて推定した積載重量に基づき、現在の積載状態が「積み込みストップ」であると判定した場合、表示装置120を例えば青色で点灯させる制御を実行する。この結果、表示装置120は、青色の点滅状態から点灯状態に遷移する。作業者は、表示装置120における表示態様(この場合、青色で点灯)を確認することにより、現在の積載状態が「積み込みストップ」であると把握することができる。 Figure 22C shows an example of a notification when the loading status is determined to be "loading stop." When the control unit 101 determines that the current loading status is "loading stop" based on the loading weight estimated using the learning model LM1, it executes control to, for example, light up the display device 120 in blue. As a result, the display device 120 transitions from a flashing blue state to a lit state. By checking the display mode on the display device 120 (in this case, lit in blue), the worker can understand that the current loading status is "loading stop."

図22Dは、積載状態が「過積載」であると判定された場合の報知例を示している。制御部101は、学習モデルLM1を用いて推定した積載重量に基づき、現在の積載重量が「過積載」であると判定した場合、表示装置120を例えば赤色で点滅させる制御を実行する。この結果、表示装置120は、青色の点灯状態から赤色の点滅状態に遷移する。作業者は、表示装置120における表示態様(この場合、赤色で点滅)を確認することにより、現在の積載状態が「過積載」であると把握することができる。 Figure 22D shows an example of a notification when the loading status is determined to be "overloaded." When the control unit 101 determines that the current loading weight is "overloaded" based on the loading weight estimated using the learning model LM1, it executes control to cause the display device 120 to flash, for example, in red. As a result, the display device 120 transitions from a lit blue state to a flashing red state. By checking the display mode on the display device 120 (in this case, flashing red), the worker can determine that the current loading status is "overloaded."

以上のように、本実施の形態では、表示装置120における表示態様を異ならせることによって、荷箱4における現在の積載状態を作業者に報知することができる。 As described above, in this embodiment, the current loading status of the shipping box 4 can be notified to the worker by changing the display mode on the display device 120.

本実施の形態では、一例として、表示装置120をフロントパネル41の後面側の上部に設けた構成について説明したが、表示装置120の設置場所は図22に示した場所に限定されるものではなく、作業者が視認できる場所であれば任意の設置場所に設置してもよい。例えば、表示装置120は、フロントパネル41の側面部に設置されてもよく、フロントパネル41以外のサイドパネル42やリアパネル43に設置されてもよい。また、表示装置120は、運転席の近傍に設置されてもよい。更に、作業者が所持する携帯端末に通信により報知する構成としてもよい。 In this embodiment, as an example, a configuration in which the display device 120 is provided at the top rear side of the front panel 41 has been described, but the installation location of the display device 120 is not limited to the location shown in FIG. 22 and may be installed in any location that is visible to the operator. For example, the display device 120 may be installed on the side of the front panel 41, or on a side panel 42 or rear panel 43 other than the front panel 41. The display device 120 may also be installed near the driver's seat. Furthermore, a configuration in which a notification is sent via communication to a mobile device carried by the operator may also be used.

また、本実施の形態では、色及び点灯・点滅状態を変更することによって表示装置120における表示態様を積載状態に応じて異ならせる構成としたが、積載状態に応じた文字又は図形を表示装置120に表示させてもよい。また、表示装置120による表示だけでなく、音や音声によって積載状態を報知してもよい。 In addition, in this embodiment, the display mode on the display device 120 is configured to vary depending on the loading status by changing the color and lighting/flashing state, but characters or figures corresponding to the loading status may also be displayed on the display device 120. Furthermore, the loading status may be notified not only by display on the display device 120 but also by sound or voice.

(実施の形態7)
実施の形態7では、自車両の状態を検知し、検知した自車両の状態に関する情報を報知する構成について説明する。
Seventh Embodiment
In the seventh embodiment, a configuration will be described in which the state of the vehicle is detected and information relating to the detected state of the vehicle is notified.

図23は実施の形態7に係る特装車1の全体構成を示す側面図である。実施の形態7に係る特装車1は、上述した構成に加え、荷台の傾斜を計測する傾斜計85、及び荷箱4の内部を撮像する撮像装置86を備える。特装車1は、更に、自車両の現在位置を測位するGPS(Global Positioning System)受信機87を備えてもよい。 Figure 23 is a side view showing the overall configuration of a specially equipped vehicle 1 according to embodiment 7. In addition to the configuration described above, the specially equipped vehicle 1 according to embodiment 7 is equipped with an inclinometer 85 that measures the inclination of the loading platform, and an imaging device 86 that captures images of the inside of the loading box 4. The specially equipped vehicle 1 may further be equipped with a GPS (Global Positioning System) receiver 87 that determines the current position of the vehicle.

傾斜計85は、荷箱4の適宜箇所に取り付けられ、荷箱4の前後方向の傾斜(ピッチ)を時系列的に計測し、計測した傾斜に係る計測データを推定装置100へ出力する。傾斜計85は、荷箱の前後方向の傾斜(ピッチ)に加え、左右方向の傾斜(ロール)を時系列的に計測してもよい。 The inclinometer 85 is attached to an appropriate location on the cargo box 4, measures the fore-and-aft tilt (pitch) of the cargo box 4 over time, and outputs measurement data related to the measured tilt to the estimation device 100. In addition to the fore-and-aft tilt (pitch) of the cargo box, the inclinometer 85 may also measure the left-and-right tilt (roll) over time.

撮像装置86は、例えばフロントパネル41の上部から斜め下後方の範囲を撮像するように設置され、荷箱4の内部を時系列的に撮像する。撮像装置86は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの固体撮像素子を備え、固体撮像素子より得られるデジタル形式の画像データを推定装置100へ出力する。撮像装置86は、ステレオカメラや距離画像センサなどの距離情報を取得できるものがより好ましい。 The imaging device 86 is installed, for example, to capture images of the area from the top of the front panel 41 diagonally downward and rearward, and captures images of the inside of the cargo box 4 in a time-series manner. The imaging device 86 is equipped with a solid-state imaging element, such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and outputs digital image data obtained from the solid-state imaging element to the estimation device 100. It is more preferable that the imaging device 86 be one that can acquire distance information, such as a stereo camera or a range image sensor.

GPS受信機87は、GPS衛星(不図示)から送信される電波を受信し、特装車1の現在位置を時系列的に測位する。GPS受信機87は、特装車1の現在位置に係る位置情報を推定装置100へ出力する。 The GPS receiver 87 receives radio waves transmitted from GPS satellites (not shown) and chronologically measures the current position of the specially equipped vehicle 1. The GPS receiver 87 outputs position information related to the current position of the specially equipped vehicle 1 to the estimation device 100.

図24は実施の形態7における推定装置100が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。推定装置100の制御部101は、入力部104を通じて、傾斜計85から出力される計測データを取得した場合(ステップS701)、取得した計測データに基づき荷箱4の状態を判定する(ステップS702)。このとき、制御部101は、荷箱4がシャシフレーム21に対して傾斜した状態(リフトアップした状態)であるか否かを判定してもよい。また、制御部101は、荷箱4の状態として、傾斜角から荷箱4の最上位の高さ(車両高さ)を算出してもよい。 Figure 24 is a flowchart illustrating the processing steps executed by the estimation device 100 in embodiment 7. When the control unit 101 of the estimation device 100 acquires measurement data output from the inclinometer 85 via the input unit 104 (step S701), it determines the state of the cargo box 4 based on the acquired measurement data (step S702). At this time, the control unit 101 may determine whether the cargo box 4 is inclined (lifted up) relative to the chassis frame 21. The control unit 101 may also calculate the height of the top of the cargo box 4 (vehicle height) from the angle of inclination as the state of the cargo box 4.

制御部101は、ステップS702において判定した荷箱4の状態を報知する(ステップS703)。図25は荷箱4の状態の報知例を示す模式図である。制御部101は、ダンプの状態を示す文字や図形を出力部105より表示装置120へ出力することにより、ダンプの状態を報知することができる。図25Aはダンプ中である旨を文字情報として表示装置120に表示させた状態を示している。図25Bは荷箱4の最上位の高さが4.8mに達していることを表示装置120に模式的に表示させた状態を示している。また、制御部101は、算出した荷箱4の最上位の高さが設定値を超える場合、アラートを出力してもよい。 The control unit 101 notifies the user of the status of the cargo box 4 determined in step S702 (step S703). Figure 25 is a schematic diagram showing an example of notification of the status of the cargo box 4. The control unit 101 can notify the user of the status of the dump truck by outputting text or graphics indicating the status of the dump truck from the output unit 105 to the display device 120. Figure 25A shows a state in which text information indicating that dumping is in progress is displayed on the display device 120. Figure 25B shows a state in which a schematic display indicating that the height of the top of the cargo box 4 has reached 4.8 m is displayed on the display device 120. The control unit 101 may also output an alert if the calculated height of the top of the cargo box 4 exceeds a set value.

制御部101は、入力部104を通じて、撮像装置86から出力される画像データを取得した場合(ステップS704)、取得した画像データに基づき荷箱4における積載状態を判定する(ステップS705)。制御部101は、例えば、荷箱4の内部が撮像された画像データの入力に応じて、積載状態に関する情報を出力するように構成された学習モデルLM2(図26を参照)を用いて、積載状態を判定することができる。 When the control unit 101 acquires image data output from the imaging device 86 via the input unit 104 (step S704), it determines the loading status of the shipping box 4 based on the acquired image data (step S705). The control unit 101 can determine the loading status using, for example, a learning model LM2 (see FIG. 26) configured to output information related to the loading status in response to input image data of the interior of the shipping box 4.

図26は実施の形態7における学習モデルLM2の構成を説明する模式図である。実施の形態7における学習モデルLM2は、例えば、CNN(Convolutional Neural Networks)による学習モデルであり、入力層、中間層及び出力層を備える。学習モデルLM2は、荷箱4の内部を撮像して得られる画像データの入力に対して、例えば積載物の高さに関する情報を出力するように予め学習される。 Figure 26 is a schematic diagram illustrating the configuration of learning model LM2 in embodiment 7. Learning model LM2 in embodiment 7 is, for example, a learning model using CNN (Convolutional Neural Networks), and includes an input layer, an intermediate layer, and an output layer. Learning model LM2 is trained in advance to output information regarding, for example, the height of the loaded object in response to input image data obtained by capturing an image of the inside of a shipping box 4.

入力層には、荷箱4の内部を撮像して得られる撮像装置86からの画像データが入力される。入力層に入力された画像データは、入力層を構成するノードを通じて中間層へ送出される。 The input layer receives image data from the imaging device 86, which captures an image of the inside of the shipping box 4. The image data input to the input layer is sent to the intermediate layer via the nodes that make up the input layer.

中間層は、例えば、畳み込み層、プーリング層、及び全結合層により構成される。畳み込み層及びプーリング層は交互に複数設けられてもよい。畳み込み層及びプーリング層は、各層のノードを用いた演算によって、入力層を通じて入力される画像の特徴を抽出する。全結合層は、畳み込み層及びプーリング層によって特徴部分が抽出されたデータを1つのノードに結合し、活性化関数によって変換された特徴変数を出力する。特徴変数は、全結合層を通じて出力層へ出力される。 The intermediate layer is composed of, for example, a convolutional layer, a pooling layer, and a fully connected layer. Multiple convolutional layers and pooling layers may be provided, alternating between them. The convolutional layer and pooling layer extract features of the image input through the input layer through calculations using the nodes of each layer. The fully connected layer combines the data from which features have been extracted by the convolutional layer and pooling layer into one node, and outputs feature variables transformed by an activation function. The feature variables are output to the output layer via the fully connected layer.

出力層は、1つ又は複数のノードを備える。出力層は、中間層の全結合層から入力される特徴変数を基に、ソフトマックス関数を用いて確率に変換し、積載物の高さに関する推定結果を出力する。出力層による推定結果の出力形態は任意である。例えば、出力層を第1ノードから第nノードまでのn個のノードで構成し、第1ノードから積載物の高さが上限値を超えている確率、第2ノードから積載物の高さが上限値に達している確率、第3ノードから積載物の高さが上限値の90%である確率、第4ノードから積載物の高さが上限値の80%である確率、…といったように、出力層を構成する各ノードから積載物の高さに関する確率を出力すればよい。出力層を構成するノードの数、及び各ノードから出力する内容は、上記に限定されるものではなく、適宜設計することが可能である。 The output layer has one or more nodes. Based on the feature variables input from the fully connected layer in the intermediate layer, the output layer converts them into probabilities using a softmax function and outputs an estimation result regarding the height of the cargo. The output form of the estimation result from the output layer is arbitrary. For example, the output layer can be composed of n nodes from the first node to the nth node, and each node constituting the output layer can output a probability regarding the height of the cargo, such as the probability that the height of the cargo exceeds the upper limit from the first node, the probability that the height of the cargo has reached the upper limit from the second node, the probability that the height of the cargo is 90% of the upper limit from the third node, the probability that the height of the cargo is 80% of the upper limit from the fourth node, etc. The number of nodes constituting the output layer and the content output from each node are not limited to the above and can be designed as appropriate.

推定装置100は、撮像装置86により撮像された画像データと、画像データを撮像したときの積載物の高さのデータ(例えば実測値)とを多数収集し、収集した画像データと高さのデータとを訓練データに用いて学習することにより、図26に示すような学習モデルLM2を生成することができる。また、推定装置100にて学習モデルLM2を生成する構成に代えて、外部サーバにて学習モデルLM2を生成し、学習済みの学習モデルLM2を外部サーバから取得する構成としてもよい。推定装置100は、自装置にて生成した学習モデルLM2又は外部サーバから取得した学習モデルLM2を記憶部102に記憶させる。 The estimation device 100 can generate a learning model LM2 as shown in FIG. 26 by collecting a large amount of image data captured by the imaging device 86 and data on the height of the cargo when the image data was captured (e.g., actual measurements), and learning using the collected image data and height data as training data. Also, instead of generating the learning model LM2 in the estimation device 100, an external server may generate the learning model LM2 and acquire the trained learning model LM2 from the external server. The estimation device 100 stores the learning model LM2 generated by the device itself or the learning model LM2 acquired from the external server in the memory unit 102.

推定装置100の制御部101は、図26に示すフローチャートのステップS704において撮像装置86から出力される画像データを取得した場合、取得した画像データを学習モデルLM2に入力し、学習モデルLM2を用いた演算を実行する。制御部101は、学習モデルLM2による演算結果を参照し、積載状態(この例では積載物の高さ)を判定する。このとき、制御部101は、出力層の各ノードから出力される確率のうち、最も確率が高い状態を選択することにより、荷箱4における積載状態を判定することができる。 When the control unit 101 of the estimation device 100 acquires image data output from the imaging device 86 in step S704 of the flowchart shown in FIG. 26, it inputs the acquired image data into learning model LM2 and performs calculations using learning model LM2. The control unit 101 references the calculation results from learning model LM2 and determines the loading state (height of the loaded items in this example). At this time, the control unit 101 can determine the loading state of the shipping box 4 by selecting the state with the highest probability from the probabilities output from each node in the output layer.

制御部101は、ステップS705において判定した荷箱4の積載状態を報知する(ステップS706)。図27は荷箱4の積載状態の報知例を示す模式図である。制御部101は、積載物の高さを示す文字情報を出力部105より表示装置120へ出力することにより、積載状態を報知することができる。図27の例は積載物の高さが上限値を超えている旨の文字情報を表示装置120に表示させた状態を示している。 The control unit 101 notifies the loading status of the shipping box 4 determined in step S705 (step S706). Figure 27 is a schematic diagram showing an example of notifying the loading status of the shipping box 4. The control unit 101 can notify the loading status by outputting text information indicating the height of the loaded items from the output unit 105 to the display device 120. The example in Figure 27 shows a state in which text information indicating that the height of the loaded items exceeds the upper limit is displayed on the display device 120.

以上のように、本実施の形態では、特装車1の状態を検知し、検知した特装車1の状態を乗員に報知することができる。 As described above, in this embodiment, the state of the specially equipped vehicle 1 can be detected and the detected state of the specially equipped vehicle 1 can be notified to the occupants.

なお、図24に示すフローチャートでは、荷箱4の状態の判定及び報知を実行した後に、積載状態の判定及び報知を実行する手順としたが、これらの実行順序は任意に設定してもよい。また、荷箱4の状態の判定及び報知、および、積載状態の判定及び報知の何れか一方のみを実行してもよい。 In the flowchart shown in Figure 24, the loading status is determined and notified after the status of the cargo box 4 is determined and notified, but these steps may be performed in any order. Furthermore, only one of determining and notifying the status of the cargo box 4 or determining and notifying the loading status may be performed.

また、本実施の形態では、特装車1の状態として、荷箱4の状態及び荷箱4における積載物の状態を検知し、検知結果を報知する構成について説明したが、傾斜計82により計測される特装車1の傾斜(ロール及びピッチ)及び傾斜に対する上限値を報知してもよい。 In addition, in this embodiment, a configuration has been described in which the state of the specially equipped vehicle 1 is detected by detecting the state of the cargo box 4 and the state of the cargo in the cargo box 4, and the detection results are reported. However, the inclination (roll and pitch) of the specially equipped vehicle 1 measured by the inclinometer 82 and the upper limit value for the inclination may also be reported.

また、本実施の形態では、特装車1の状態を表示装置120に表示させる構成としたが、外部の管理サーバへ通知してもよい。このとき、特装車1を識別する識別子、及びGPS受信機87により測位される特装車1の位置情報を付加し、特装車1毎に位置情報及び特装車1の状態を管理サーバに管理させてもよい。また、表示装置120は、荷箱4の視認可能な部位に設けるものに限らず、作業者が所持しているスマートフォン等の携帯端末であってもよい。 In addition, in this embodiment, the status of the specially equipped vehicle 1 is displayed on the display device 120, but it may also be notified to an external management server. In this case, an identifier that identifies the specially equipped vehicle 1 and the location information of the specially equipped vehicle 1 measured by the GPS receiver 87 may be added, and the location information and status of the specially equipped vehicle 1 may be managed by the management server for each specially equipped vehicle 1. Furthermore, the display device 120 is not limited to being installed in a visible location on the cargo box 4, but may also be a mobile terminal such as a smartphone carried by the worker.

また、本実施の形態では、学習モデルLM2を用いて積載物の高さを推定する構成としたが、撮像装置86より得られる画像を解析し、画像内で積載物の高さ位置を特定することによって積載物の高さを推定する構成としてもよい。 In addition, in this embodiment, the height of the cargo is estimated using learning model LM2, but the height of the cargo may also be estimated by analyzing the image obtained from the imaging device 86 and identifying the height position of the cargo within the image.

今回開示された実施形態は、全ての点において例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the meaning described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

例えば、本実施の形態では、特装車1として、積載重量を推定する推定装置100と、推定装置100が推定した積載重量に関する情報を報知する表示装置120と、ダンプ装置3とを備えるダンプトラックを例に挙げて説明したが、本発明はダンプトラックに限らず、種々の特装車に適用可能である。例えば、塵芥車、ミキサ車、タンクローリ、吸引車、コンテナ脱着車等の特装車に適用できる。 For example, in this embodiment, the specially equipped vehicle 1 is described as a dump truck equipped with an estimation device 100 that estimates the load weight, a display device 120 that displays information related to the load weight estimated by the estimation device 100, and a dump device 3. However, the present invention is not limited to dump trucks and can be applied to various specially equipped vehicles. For example, the present invention can be applied to specially equipped vehicles such as refuse trucks, mixer trucks, tank trucks, suction trucks, and container loading/unloading vehicles.

また、実施の形態1~7では、特装車1が推定装置100を備える構成としたが、推定装置100は、特装車1の外部に設けられるコンピュータであってもよい。例えば、当該コンピュータは、特装車1に搭載される制御装置と通信可能に接続されるサーバ装置であってもよい。この場合、推定装置100は、特装車1に搭載される制御装置から歪量、油圧値、傾斜角度、温度などの計測データを通信により取得し、取得した計測データを学習モデルLM1等に入力することによって、特装車1における積載重量を推定してもよい。 Furthermore, in Embodiments 1 to 7, the special purpose vehicle 1 is configured to include the estimation device 100, but the estimation device 100 may also be a computer provided external to the special purpose vehicle 1. For example, the computer may be a server device that is communicatively connected to a control device mounted on the special purpose vehicle 1. In this case, the estimation device 100 may acquire measurement data such as strain, hydraulic pressure, tilt angle, and temperature from the control device mounted on the special purpose vehicle 1 via communication, and input the acquired measurement data into a learning model LM1, etc., to estimate the load weight of the special purpose vehicle 1.

1 特装車
2 トラックシャシ
3 ダンプ装置
4 荷箱
5 ホイスト機構
20 キャブ
21 シャシフレーム
22F 前輪
22R 後輪
23F,23R 車軸
30 サブフレーム
81 歪センサ
82 傾斜計
83 温度計
84 圧力計
85 傾斜計
86 撮像装置
87 GPS受信機
100 推定装置
101 制御部
102 記憶部
103 操作部
104 入力部
105 出力部
106 通信部
PG1 学習プログラム
PG2 推定プログラム
TB1 計測値テーブル
LM1,LM2 学習モデル
REFERENCE SIGNS LIST 1 Specially equipped vehicle 2 Truck chassis 3 Dump device 4 Cargo box 5 Hoist mechanism 20 Cab 21 Chassis frame 22F Front wheels 22R Rear wheels 23F, 23R Axles 30 Subframe 81 Strain sensor 82 Inclinometer 83 Thermometer 84 Pressure gauge 85 Inclinometer 86 Imaging device 87 GPS receiver 100 Estimation device 101 Control unit 102 Memory unit 103 Operation unit 104 Input unit 105 Output unit 106 Communication unit PG1 Learning program PG2 Estimation program TB1 Measurement value table LM1, LM2 Learning model

Claims (8)

荷箱を昇降させるための油圧アクチュエータを備える特装車に関して、前記油圧アクチュエータに作用する油圧の大きさを計測する圧力計から、前記油圧の大きさに係る計測データを取得する取得部と、
前記荷箱が上昇後に停止した第1停止状態と、前記荷箱が下降後に停止した第2停止状態とを区別して特定する特定部と、
該特定部が特定した停止状態に応じて、前記第1停止状態にて計測された油圧の大きさを含む計測データを入力した場合、積載重量についての演算結果を出力するよう構成される第1学習モデル、および、前記第2停止状態にて計測された油圧の大きさを含む計測データを入力した場合、積載重量についての演算結果を出力するよう構成される第2学習モデルの何れか一方を選択的に用いて、前記荷箱における積載重量を推定する推定部と、
該推定部が推定した積載重量に関する情報を報知する報知部と
を備える特装車の積載重量推定システム。
an acquisition unit that acquires measurement data relating to the magnitude of hydraulic pressure acting on a hydraulic actuator from a pressure gauge that measures the magnitude of hydraulic pressure acting on the hydraulic actuator for a specially equipped vehicle that is equipped with a hydraulic actuator for raising and lowering a cargo box;
an identification unit that distinguishes and identifies a first stop state in which the container is stopped after being raised and a second stop state in which the container is stopped after being lowered;
an estimation unit that estimates the load weight of the shipping box by selectively using either a first learning model configured to output a calculation result for the load weight when measurement data including the magnitude of hydraulic pressure measured in the first stop state is input according to the stop state identified by the identification unit, or a second learning model configured to output a calculation result for the load weight when measurement data including the magnitude of hydraulic pressure measured in the second stop state is input;
and a notification unit that notifies information related to the load weight estimated by the estimation unit.
積載重量の推定指示が与えられた場合、前記荷箱が上昇した後に停止するよう前記油圧アクチュエータの動作を制御する制御部を備え、
前記制御部の制御により前記荷箱が上昇後に停止した場合、前記推定部は、前記取得部が取得した計測データを前記第1学習モデルに入力することによって、前記荷箱における積載重量を推定する
請求項1に記載の特装車の積載重量推定システム。
a control unit that controls the operation of the hydraulic actuator so that the container stops after being raised when a load weight estimation instruction is given,
2. The special purpose vehicle load weight estimation system according to claim 1, wherein, when the loading box is stopped after being raised by the control of the control unit, the estimation unit estimates the load weight of the loading box by inputting the measurement data acquired by the acquisition unit into the first learning model.
前記第1学習モデル及び前記第2学習モデルへの入力は、前記特装車の傾斜角度、歪み、及び温度の少なくとも1つを更に含む
請求項1に記載の特装車の積載重量推定システム。
The system for estimating the load weight of a specially equipped vehicle according to claim 1 , wherein the input to the first learning model and the second learning model further includes at least one of an inclination angle, a distortion, and a temperature of the specially equipped vehicle.
前記推定部による推定結果を個々の特装車に応じて校正する校正部
を備える請求項1に記載の特装車の積載重量推定システム。
The system for estimating a load weight of a specially equipped vehicle according to claim 1 , further comprising a calibration unit that calibrates the estimation result by the estimation unit according to each individual specially equipped vehicle.
前記推定部により推定された積載重量に応じて、前記特装車における積載物の積載状態を判定する判定部
を備え、
前記報知部は、前記判定部の判定結果に応じた態様にて前記積載状態を報知する
請求項1に記載の特装車の積載重量推定システム。
a determination unit that determines a loading state of a load on the specially equipped vehicle in accordance with the load weight estimated by the estimation unit,
The system for estimating the load weight of a specially equipped vehicle according to claim 1, wherein the notification unit notifies the load state in a manner corresponding to the determination result of the determination unit.
前記報知部は、前記積載物が積載される荷箱の視認可能な部位に設けられる表示装置を含み、前記判定結果に応じた表示態様にて前記積載状態を前記表示装置に表示する
請求項5に記載の特装車の積載重量推定システム。
6. The specially equipped vehicle load weight estimation system according to claim 5, wherein the notification unit includes a display device provided in a visible portion of a cargo box in which the load is loaded, and displays the loading status on the display device in a display mode corresponding to the determination result.
自車両の状態を検知する状態検知部
を備え、
前記報知部は、前記状態検知部が検知した状態に関する情報を報知する
請求項1に記載の特装車の積載重量推定システム。
a state detection unit that detects the state of the vehicle;
The system for estimating the load weight of a specially equipped vehicle according to claim 1 , wherein the notification unit notifies information about the state detected by the state detection unit.
前記状態検知部が検知する状態は、積載物が積載される荷箱の状態、及び前記積載物の積載状態の少なくとも1つを含む
請求項7に記載の特装車の積載重量推定システム。
The system for estimating the load weight of a specially equipped vehicle according to claim 7, wherein the state detected by the state detection unit includes at least one of a state of a packing box in which the load is loaded and a loading state of the load.
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