掘削機のアームなどのトラッキング

機械の部位、他の機械、機械に対する人員の位置をトラッキングする方法

「機械(掘削機のアーム)をトラッキングしたいのですが、可能でしょうか?」 – 見込み客からのお問い合わせです。

もちろん可能です!過去にも同様の事例があります。詳しくは当社のプレゼンテーションをご覧ください。特に近いのは次のスライドです:

  • 建設現場の安全:人員と機械
  • 大型AGV、輸送、人員

解決策

主な要件

    • この見通しは、3台以上の固定ビーコンとアーム上のモバイルビーコンとの間で確保することが必須です。これがすべてを左右します:
      • 必要な固定ビーコンの台数
      • 必要なモバイルビーコンの台数
      • ビーコンの幾何学的配置によるトラッキング品質(三辺測量における三角形の鋭角)。動画をご覧ください:01、02、03
    • アーキテクチャ:IAかNIAか。主に次の点で決まります:
      • 周囲の人員や他の移動体をトラッキングする必要があるか。必要であれば、IA を選択します
      • 超音波ノイズの発生源。ノイズがモバイルビーコンの近くにある場合は NIAを使用します。ノイズが固定ビーコンの近くにある場合は IAを使用します。ノイズが大きくない場合は、より高機能なアーキテクチャである IA を使用します

その他の注意点

  • 土木機械の過酷な環境におけるビーコンの機械的保護
  • 防塵・防水保護:雨、粉じん、雪、氷、日差し、風
  • 固定ビーコンとモバイルビーコンの電源。推奨は DC-DCコンバーター。(IP67保護のバッテリーも選択肢の一つです)

どのシステムにも、中央コントローラーであるモデムが必ず1台必要です。モデムは無線の通信範囲内であればどこにでも設置できます。通信範囲はビーコンから100~400 mで、使用するアンテナによって異なります。ただし、この構成では通常、掘削機の運転室内がモデムの最適な設置場所です。運転室内に置くため、防塵・防水保護は最小限でかまいません。

ただし、アームの動きに関するデータを最終的にどこで収集するかは、ユーザー側で検討する必要があります。例えば車載コンピューターで収集し、そこから4G/5G/衛星通信で中央システムに無線接続する方法があります。

あるいは、Super-Modemから、接続したWiFi/4G/5G/衛星モデムを経由し、WiFi上のUDPで世界中の任意の固定IPアドレスへ直接ストリーミングすることもできます。

人員や他の機械のトラッキングとジオフェンス

掘削機に取り付けた同じ固定ビーコンを使って、掘削機の周囲にある他のモバイルビーコン、例えば人員、他の掘削機、トラック、トラクターなどをトラッキングすることもできます。

ここでも同じ重要な要件、つまり掘削機上の固定ビーコンと人が身に着けたモバイルビーコンとの間の見通し(超音波が直接届く経路)が必要です。ただし、掘削機の周囲での人の位置はあまり定まらないため、この要件を満たすのはさらに難しいかもしれません。人は機敏で予測しにくく、動きの自由度がはるかに小さい掘削機のアームよりもトラッキングが難しいのです

ビーコンの幾何学的配置もトラッキング精度に影響します。移動体までの距離と比べると、固定ビーコン間の基線は2~5 mとそれほど長くありません。これは精度に悪影響を及ぼします。それでも、一般的な産業用途には十分すぎる10~30 cmの精度が得られます。

その他の注記

ここでは掘削機のアームを例に取りましたが、似たケースは他にも多く、解決策もよく似ています:

  • 穿孔機の作業ツールを、機械本体や他の物体に対してトラッキングする
  • 天井クレーンのフックを、クレーン本体や他の物体(例えば荷積み・荷下ろし中のトラック)に対してトラッキングする
  • など

ランダムな記事

タグ

カテゴリー

トップへ戻る