JP7149740B2

JP7149740B2 - 荷崩予測システム、荷崩予測装置およびこれらの方法

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Publication number: JP7149740B2
Application number: JP2018116730A
Authority: JP
Inventors: 智仁山中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2022-10-07
Anticipated expiration: 2038-06-20
Also published as: JP2019219907A

Description

本発明は、荷崩予測システム、荷崩予測装置およびこれらの方法に関する。

運送業においては、荷物を安全に運送することが求められている。しかしながら、荷物は、運送中の振動等により、転倒および荷崩れを起こすことがある。このような事態を防止する技術として、特許文献１には、荷物室に固定されたアンテナと、荷物それぞれに取り付けられた無線タグとの間の距離を検出することにより、荷物の姿勢を検出する装置が開示されている。

特開２００７－０８０１０２号公報

特許文献１に記載の装置は、荷物の姿勢を検出することはできるが、荷崩れを予測することはできない。また、荷物室における荷物の位置の変化が検出できたとしても、荷物の間の相対的な位置関係の変化に起因する荷崩れの発生を、未然に予測することはできない。

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、荷崩れ発生の予測を可能とすることを目的とする。

上記に記載された課題を解決するために、本発明にかかる荷崩予測システムは、
相互の位置関係が変化しうる第１の荷物と前記第１の荷物の上に積まれた第２の荷物のそれぞれに取り付けられる２つの荷崩予測装置と、２つの前記荷崩予測装置の少なくとも１つから荷崩れの予測の結果を示す荷崩予測信号を受信すると、この荷崩れの予測の結果を報知する報知装置と、を備える。２つの前記荷崩予測装置それぞれは、個々の前記荷崩予測装置にそれぞれ固有の第１の識別情報を含む第１の識別信号を送信する第１の識別信号送信部と、他の前記荷崩予測装置から前記第１の識別信号を受信する第１の識別信号受信部と、前記第１の識別信号受信部により受信された前記第１の識別信号と、この第１の識別信号に含まれる第１の識別情報とに基づいて、他の前記荷崩予測装置との間の距離の変化と前記第２の荷物のサイズとに基づいて、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあるか否かを予測する第１の荷崩予測部と、を備える。

本発明にかかる荷崩予測システムにおいては、荷物の間の相対的な位置関係の変化に起因する荷崩れの発生が未然に予測され、運転者などに報知される。従って、荷崩れの発生を未然に防止可能となる。

本発明の第１の実施の形態にかかる荷崩予測システムを示す斜視図図１に示す荷崩予測装置のハードウェア構成を示す図図１に示す報知装置のハードウェア構成を示す図図１に示す荷崩予測装置の機能的構成を示す図識別信号の構成を例示する図タイムスロットとフェーズドアレイアンテナの指向性の制御を例示する図図３に示す基準距離生成部において用いられる荷物情報を例示する図図３に示す基準距離生成部により生成される基準距離情報を例示する図受信識別信号の構成を例示する図図１に示す報知装置の機能的構成を示す図図１に示す荷崩予測装置による基準距離情報の生成およびその記憶の処理を示すフローチャート図１に示す荷崩予測装置による荷崩れの予測の処理を示すフローチャート図１に示す報知装置の動作を示すフローチャート図１に示す荷崩予測システム全体の動作を示す信号シーケンス図本発明の第２の実施の形態にかかる荷崩予測システムを示す斜視図

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る荷崩予測システム２、荷崩予測装置２２および荷崩れ予測方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の各図面において、実質的に同じ構成要素および処理には同じ符号が付される。

図１に示すように、本実施の形態に係る荷崩予測システム２は４台の荷崩予測装置２２と１台の報知装置２８とを備え、トラック１に搭載される。トラック１の荷物室１０には４つの荷物１４が積載されている。４台の荷崩予測装置２２それぞれは、荷物室１０に積載された４個の荷物１４それぞれの予め決められた位置に取り付けられる。

報知装置２８は、運転室１２に乗せられる。また、報知装置２８の４個のアンテナ装置１８８は、荷物室１０の天井の四隅近傍に固定されている。なお、図１には、荷物室１０において、４個の荷物１４が、高さ方向に２段、横方向に２列に積まれ、その内の１個に荷崩が生じつつある場合が例示されるが、運送開始当初には荷崩れは発生していないものとする。また、図１において、報知装置２８とアンテナ装置１８８との間の配線は図示を省略される。以下の説明において、４台の荷崩予測装置２２と報知装置２８とを総称して、ノードと総称することがある。

荷崩予測システム２は、４台の荷崩予測装置２２と報知装置２８とにより、運送中に、４個の荷物１４のいずれかが荷崩れを起こしそうなことを検出し、即ち、荷崩れの発生を予測し、この予測の結果をトラック１の運転者に報知する。トラック１の運転者は、報知を受けて、荷物室１０内の荷物１４の様子をチェックし、荷崩れしかかっていることが判明した荷物１４を積み直すことにより、荷物１４の荷崩れを未然に防ぐことができる。

図２Ａに示されるように、荷崩予測装置２２は、演算処理を行う演算処理回路１８０と、演算処理回路１８０のワークエリアとして機能するメモリ１８２と、無指向性アンテナと指向性アンテナを備えるアンテナ装置１８８と、制御プログラムを記憶する記録装置１９６と、入出力回路（Ｉ／Ｏ；Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）１９８を備える。これらは、バス２０２により相互に接続されている。

演算処理回路１８０は、プロセッサを備え、記録装置１９６に記憶されている荷崩れ予測プログラムを実行することにより、荷崩れの発生を予測するための複数の機能部として機能する。

メモリ１８２は、ＲＡＭを含み、演算処理回路１８０のワークエリアとして機能する。

記録装置１９６は、ハードディスク装置、不揮発性メモリなどを含み、後述する荷崩予測処理の制御プログラム固定データを記憶する。記録装置１９６は、荷物に関するデータを記憶する荷物ＤＢ２３２と、荷崩れの発生を予想するための判定基準を記憶する基準ＤＢ２３６を格納する。荷物ＤＢ２３２と基準ＤＢ２３６の詳細については、後述する。

Ｉ／Ｏ１９８は、不図示の外部の端末装置から入力される情報を受け入れる。また、Ｉ／Ｏ１９８は、荷崩予測装置２２および報知装置２８において生成された情報を、端末装置に出力する。

アンテナ装置１８８は、バス２０２に接続された通信回路１８４および指向性制御回路１８６と、無指向性アンテナ１９０と、指向性アンテナ１９１とを備える。指向性アンテナ１９１は、フェーズドアレイアンテナ本体１９２と、指向性制御回路１８６と、複数のアンテナ素子１９４とを備える。

通信回路１８４は、無指向性アンテナ１９０を介して識別信号および荷崩予測信号を送信する。識別信号は、この荷崩予測装置２２を他の装置から識別するためのユニークな情報である。また、通信回路１８４は、指向性アンテナ１９１が受信した他の装置から送信された識別信号を受信し、演算処理回路１８０に通知する。また、通信回路１８４は、指向性アンテナ１９１で受信した識別信号の受信信号強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）を求め、識別情報と共に、演算処理回路１８０に通知する。

荷崩予測装置２２の通信回路１８４は、荷物１４の１つ以上に荷崩れが生じつつあることが予測された際に、荷崩予測信号を無指向性アンテナ１９０から報知装置２８にさらに送信する。

指向性制御回路１８６は、フェーズドアレイアンテナ本体１９２を制御し、アンテナ素子１９４それぞれにより受信された識別信号を移相させ、フェーズドアレイアンテナ本体１９２の指向性を、予め決められた複数の指向性の内のいずれかに順次切り替える。指向性を切り替える仕様については後述する。

フェーズドアレイアンテナ本体１９２と複数のアンテナ素子１９４とは、フェーズドアレイアンテナを構成し、指向性制御回路１８６によって設定された方向に指向性を有して、他装置から送信された無線信号を受信する。

一方、図１に示す報知装置２８は、図２Ｂに示すように、図２Ａに示す荷崩予測装置２２の構成と基本的に同一の構成を有する。ただし、荷崩予測装置２２とは異なり、４つのアンテナ装置１８８を含む。報知装置２８のアンテナ装置１８８は、運転室１２の中のその他のハードウェア要素から離されて、荷物室１０の天井部の四隅に配置される。
また、各通信回路１８４は、報知装置２８のアンテナ装置１８８に固有の識別情報を、接続されている無指向性アンテナ１９０から送信する。

さらに、報知装置２８は、報知回路２００を備える。報知回路２００は、電子ブザー、ＬＥＤ表示装置、バイブレータなどを含み、荷崩予測装置２２および報知装置２８のいずれかにおいて、荷物１４の荷崩れが予測されたときに、その旨を、音、光、震動またはこれらの組み合わせにより運転者に報知する。

次に、荷崩予測装置２２が有する機能について図３を参照して説明する。
荷崩予測装置２２の演算処理回路１８０は、記録装置１９６に記憶されている荷崩予測プログラム２２０をメモリ１８２に読み出して実行することにより、図３に示すように、識別信号送信部２２２と指向性制御部２２４と識別信号受信部２２６と荷崩予測信号送信部２４０として機能する。

荷崩予測プログラム２２０は、通信回路１８４を制御して識別信号を送信させる識別信号送信部２２２、指向性制御回路１８６を制御する指向性制御部２２４、通信回路１８４を制御して識別信号を受信させる識別信号受信部２２６、および、通信回路１８４を制御して荷崩予測信号を送信させる荷崩予測信号送信部２４０を含む。

また、演算処理回路１８０は、荷崩予測プログラム２２０を実行することにより、他のノードそれぞれとの間の距離を検出する距離検出部２２８、荷崩れが発生しつつあることを予測する荷崩予測部２３８、各ノード間の位置関係を示す荷物情報の入力を受ける入力部２３０、荷崩れが生じつつあることの予測に用いられる基準距離情報を生成する基準距離情報生成部２３４、として機能する。

識別信号送信部２２２は、図４に示される構成の識別信号を、予め決められた送信周期Ｔ毎に繰り返して、予め決められた電力で送信する。識別情報は、各荷崩予測装置２２を他のノードから識別するための情報である。図４に示すように、識別信号は、識別信号の送信時刻を示す情報と、荷崩予測装置２２が取り付けられた荷物１４のサイズを示す情報とが含まれる場合が例示される。荷物１４のサイズは、長さ方向×横方向×高さ方向の形式で記載される。

ここで、送信周期Ｔは、図５に示すように、ｍ個のタイムスロットに分割されている。ｍは、アンテナ装置１８８の数以上の自然数であり、この例では、８以上の整数である。識別信号送信部２２２は、送信周期Ｔの中で、ランダムに選択した１つのタイムスロットでのみ識別信号を送信する。送信周期Ｔは、通信回路１８４毎に異なる期間であってもよい。

なお、複数の荷崩予測装置２２が同期を取って動作する必要はない。

図３に示された入力部２３０は、図２に示されたＩ／Ｏ１９８に接続された端末装置から荷物１４の識別情報、名称、サイズ、重量、積み付け位置と、余裕率などの荷物情報を入力し、図６に示すように、記録装置１９６上の荷物ＤＢ２３２に登録する。

識別情報はその荷物１４に取り付けられている荷崩予測装置２２の識別情報である。名称は荷物の名称、名称の形態は任意である。サイズは荷物の縦横高さの各サイズである。重量は荷物の重量である。積み付け位置は、トラック１の荷物室１０内の荷物の配置位置を示す。余裕率は、荷物が荷崩を起こすと予測してから荷崩れが発生するまでの、荷物の移動距離の割合を示す指標である。例えば、荷物１４が５０ｃｍ動いたときに実際に荷崩れを起こすが、荷物１４が４０ｃｍ動いたときに荷崩が発生しつつあることを予測したいときには、その余裕率は２０％（＝（１－４０／５０）×１００％）とされる。

基準距離情報生成部２３４は、荷物ＤＢ２３２に登録された荷物情報を処理し、荷崩予測部２３８において、荷物１４のいずれかに荷崩れが発生しつつあることを検出するために用いられる基準距離情報を生成する。荷崩予測部２３８は、生成した基準距離情報を記録装置１９６上に配置された基準ＤＢ２３６に格納する。基準ＤＢ２３６は、基準距離情報生成部２３４から入力された基準距離情報を、メモリ１８２の不揮発性メモリまたは記録装置１９６に記憶し、荷崩予測部２３８に出力する。

基準距離情報は、図７に示すように、この基準距離情報を用いた処理を行うノードと、他のノードの識別情報と、他のノードが取り付け方向の荷物の移動距離を含む。

荷物情報から基準距離情報を生成する方法をさらに説明する。低い方から１段、２段・・・ｎ段に荷物１４が積まれているとき、ｉ段目の荷物１４の天井面から、ｉ段目よりも高いｉ＋１～ｎ段目の荷物１４の重心が逸脱すると、ｉ段目よりも高い荷物１４に荷崩れが発生する（ただし、２≦ｎ，１≦ｉ＜ｉ＋１≦ｎである）。言い換えると、ｉ段目の荷物１４の天井面からｉ＋１～ｎ段目の荷物１４の合成された重心が逸脱すると、ｉ＋１～ｎ段の内の１つ以上の段で荷物１４の荷崩れが生じる。従って、ｉ段目およびｘ段目の荷物１４に取り付けられた荷崩予測装置２２の相互間に、下式により求められる長さ方向または横方向の基準距離よりも大きな変化が生じたことを以て、ｘ段目およびこれよりも上の段の荷物１４の荷崩れが生じつつあることを予測できる（ただし、ｘ＝ｉ＋１～ｎ）。

基準距離情報生成部２３４は、荷物ＤＢ２３２または入力部２３０から入力される荷物情報から、下式１，２により長さ方向の荷崩れ基準距離ＦＬ_ｉｘと幅方向の荷崩れ基準距離ＦＷ_ｉｘを計算し、長さ方向の荷崩れ基準距離ＦＬ_ｉｘと幅方向の荷崩れ基準距離ＦＷ_ｉｘとを含む基準距離情報を生成する。

［式１］長さ方向の荷崩れ基準距離ＦＬ_ｉｘの生成式：
ＦＬ_ｉｘ＋ＤＬ_ｉ－ＤＬ_ｘ＝ ± Ｌ_ｉ×（１－ＡＦ）／２
＝＞ＦＬ_ｉｘ＝－ＤＬ_ｉ＋ＤＬ_ｘ ± Ｌ_ｉ×（１－ＡＦ）／２

［式２］幅方向の荷崩れ基準距離ＦＷ_ｉｘの生成式：
ＦＷ_ｉｘ＋ＤＷ_ｉ－ＤＷ_ｘ＝ ±Ｗ_ｉ×（１－ＡＦ）／２
＝＞ＦＷ_ｉｘ＝－ＤＷ_ｉ＋ＤＷ_ｘ ±Ｗ_ｉ×（１－ＡＦ）／２

ただし、上式１，２において、Ｌ_ｘは、ｘ段目の荷物１４の長さ方向の外寸であり、Ｗ_ｘは、ｘ段目の荷物１４の幅方向の外寸であり、ＤＬ_ｘは、ｘ段目の荷物１４の重心から荷崩予測装置２２までの長さ方向の距離であり、ＤＷ_ｘは、ｘ段目の荷物１４の重心から荷崩予測装置２２までの幅方向の距離であり、ＡＦは余裕率であり、ＦＬ_ｉｘは、ｉ段目の荷物１４とｘ段目の荷物１４の間の長さ方向の荷崩れ基準距離であり、ＦＷ_ｉｘは、ｉ段目の荷物１４とｘ段目の荷物１４との間の幅方向の荷崩れ基準距離である。

前述のように、余裕率は、荷物が荷崩を起こすと予測してから荷崩れが発生するまでの、荷物の移動距離の割合を示す指標である。例えば、荷物１４が５０ｃｍ動いたときに実際に荷崩れを起こすが、荷物１４が３０ｃｍ動いたときに荷崩が発生しつつあることを予測したいときには、その余裕率は４０％（＝（１－３０／５０）×１００％）とされる。

図３に示される指向性制御部２２４は、図２に示された指向性制御回路１８６を制御し、フェーズドアレイアンテナ本体１９２の指向性を変更させる。図５に示したように、荷崩予測装置２２が識別信号を送信する送信周期Ｔは、ｍ個のタイムスロットに分割され、第１～第ｍのタイムスロットには、フェーズドアレイアンテナ本体１９２が示すべき指向性１～ｍが割り当てられる（ただし、２≦ｍ）。指向性制御部２２４は、第ｊのタイムスロットにおいて指向性ｊを示すように、指向性制御回路１８６を介してフェーズドアレイアンテナ本体１９２を制御する。ただし、ｊ＝１～ｍである。

フェーズドアレイアンテナ本体１９２は、指向性制御部２２４の制御に従って、アンテナ素子１９４により受信された他の荷崩予測装置２２からの識別信号それぞれに与えられる移相量を変更し、第ｊのタイムスロットにおいて指向性ｊを示す。また、指向性制御部２２４は、第ｊのタイムスロットにおいてフェーズドアレイアンテナ本体１９２が示す指向性ｊを示す指向性情報を、距離検出部２２８に順次、出力する。なお、荷崩予測装置２２それぞれが識別信号を送信するタイミングは、予め決められた送信周期Ｔ内でランダムである。このため、タイムスロット１～ｍの全てにおいて、他の荷崩予測装置２２からの識別信号が受信されるとは限らない。

図３に示された識別信号受信部２２６は、通信回路１８４を制御し、フェーズドアレイアンテナ本体１９２を介して他の荷崩予測装置２２からの識別信号を受信させる。また、識別信号受信部２２６は、受信された識別信号から、図４に示された識別情報を復号し、識別信号受信部２２６に出力する。また、識別信号受信部２２６は、受信した識別情報と送信時刻に、受信信号の信号強度を示す信号強度情報と受信したときのフェーズドアレイアンテナ本体１９２の指向性ｊとを付加して、図８に示された受信識別信号情報を生成し、これを距離検出部２２８に出力する。なお、受信する識別信号には、報知装置２８の４つのアンテナ装置１８８から送信された識別信号も含まれている。

距離検出部２２８は、識別信号受信部２２６から提供された受信識別信号を識別情報別に分類して蓄積し、指向性アンテナ１９１の指向性を考慮しつつ、受信信号の信号強度と、予め決められた識別信号の送信電力とから、この識別信号を送信した他のノードとの間の距離を検出する。なお、距離の算出には、既知の任意の手法を採用できる。

距離検出部２２８は、検出された距離と、この識別信号から復号された識別情報と、この識別信号が受信されたときの指向性情報との組み合わせを、経時的に順次、記憶する。距離検出部２２８は、記憶された複数の組み合わせから、他のノードとの間の単純な距離だけではなく、長さ方向および幅方向の距離を検出する。距離検出部２２８は、長さ方向および幅方向の距離を検出するたびに、これらの距離と他のノードの識別情報とを対応付けて、荷崩予測部２３８に出力する。

荷崩予測部２３８は、図１に示されたトラック１が荷物１４の輸送を始める前に、最初に距離検出部２２８から入力された他のノードとの間の長さ方向および幅方向の距離とを記憶している。荷崩予測部２３８は、距離検出部２２８から他のノードとの間の最新の長さ方向および幅方向の距離が入力されるたびに、最初の長さ方向および幅方向の距離と、最新の長さ方向および幅方向の距離とを比較する。荷崩予測部２３８は、最初の長さ方向と最新の長さ方向の距離との差、および、最初の幅方向の距離と最新の幅方向の距離との差、またはこれらの差のいずれかが、図７に示す基準距離以上となったときに、荷物１４の１つ以上に荷崩れが発生しつつあると予測する。荷崩予測部２３８は、この予測の結果を荷崩予測信号送信部２４０に出力する。

荷崩予測信号送信部２４０は、荷崩予測部２３８から荷物１４の１つ以上に荷崩れが発生しつつあるとの予測の結果が入力されると、この予測の結果を示す荷崩予測信号を、報知装置２８に、図２に示された無指向性アンテナ１９０を介して送信する。

なお、図３に示す荷崩予測装置２２の識別信号送信部２２２、識別信号受信部２２６、距離検出部２２８、荷崩予測部２３８は、それぞれ、請求項における第１の識別信号送信部、第１の識別信号受信部、第１の距離検出部、第１の荷崩予測部の一例である。

次に、報知装置２８の機能構成について図９を参照して説明する。
報知装置２８の演算処理回路１８０は、記録装置１９６に記憶されている荷崩予測プログラムをメモリ１８２に読み出して実行することにより、図９に示す機能部を構成する。
この機能部は、図３を参照して説明した荷崩予測装置２２の機能部と基本的に同一である。ただし、荷崩予測信号送信部を備えておらず、荷崩予測信号受信部２８２、荷崩報知部２８４および報知制御部２８６をさらに含む。そこで、この差分を説明する。

荷崩予測信号受信部２８２は、図２Ｂに示す通信回路１８４を制御し、荷崩予測装置２２が発する荷崩予測信号を、無指向性アンテナ１９０を介して受信させる。荷崩予測信号受信部２８２は、荷崩予測信号を受信すると、その旨を荷崩報知部２８４に通知する。荷崩報知部２８４は、報知プログラム２８０に含まれる荷崩予測部２３８が荷崩の発生を予測したとき、または、荷崩予測信号受信部２８２が荷崩予測信号の受信を通知したときに、報知装置２８の報知回路２００の電子ブザーなどを駆動し、荷物１４に荷崩れが予測されたことをトラック１の運転者などに報知する。報知制御部２８６は、図２Ｂに示したＩ／Ｏ１９８に対する運転者などの操作を受けて荷崩報知部２８４を制御し、荷崩れの予測の報知を終了させる。

なお、報知装置２８は、荷崩れが発生しつつあると予測した場合であっても、他ノードにそれを報知する必要はない。従って、荷崩予測信号送信部を備えていない。

また、識別情報はアンテナ装置１８８毎に設定される。また、各アンテナ装置１８８は、荷物室１０の天井に固定されており、移動しないため、各荷崩予測装置２２が、自己の移動を判別する際の絶対的な位置の基準となりうる。

なお、図９に示す報知装置２８の識別信号送信部２２２、識別信号受信部２２６、距離検出部２２８、荷崩予測部２３８は、それぞれ、請求項における第２の識別信号送信部、第２の識別信号受信部、第２の距離検出部、第２の荷崩予測部の一例である。また、荷崩報知部２８４は、請求項における報知部の一例である。

次に、上記構成を有する荷崩予測システム２の動作を説明する。
本実施形態においては、荷崩予測装置２２と報知装置２８は、同期などせずに、単独で予測動作を行い、予測結果を報知装置２８で集約的に報知する構成を採用している。
従って、荷崩予測装置２２と報知装置２８の動作を個別に説明する。

図１０は、荷崩予測装置２２による基準距離情報の生成およびその記憶の処理を示すフローチャートである。

ステップＳ１００において、図９に示された荷崩予測装置２２の入力部２３０は、図１に示された荷物１４の輸送が始まる前に、図２に示されたＩ／Ｏ１９８への荷物情報の入力があったか否かを判断する。荷物情報の入力があったとき（Ｓ１００：Ｙ）には入力部２３０はＳ１０２の処理に進み、これ以外のとき（Ｓ１００：Ｎ）にはＳ１０４の処理に進む。

ステップＳ１０２において、入力部２３０は、入力された荷物情報を受け入れ、荷物ＤＢ２３２に登録する。続いて、ステップＳ１０４において、基準距離情報生成部２３４は、荷物ＤＢ２３２に記憶されている荷物情報を読み出す。

ステップＳ１０６において、基準距離情報生成部２３４は、式１，２により説明されたように、荷物情報から、図７に例示した基準距離情報を生成する。ステップＳ１０８において、基準ＤＢ２３６は、生成された基準距離情報を記憶する。
以上で、基準距離情報生成処理は終了する。

続いて、荷崩予測装置２２は、自動的に、図１１に示す荷崩予測処理を開始する。
図１１に示すように、ステップＳ１２０において、指向性制御部２２４は、図２に示されたフェーズドアレイアンテナ本体１９２の指向性を、図５に示されたタイムスロットごとに設定する。

ステップＳ１２２において、識別信号受信部２２６は、他のノードからの識別信号が受信されたか否かを判断する。識別信号受信部２２６は、他のノードからの識別信号が受信されたとき（Ｓ１２２：Ｙ）にはＳ１２４の処理に進み、これ以外のとき（Ｓ１２２：Ｎ）にはＳ１２０の処理に戻る。

ステップＳ１２４において、距離検出部２２８は、受信された識別信号の信号強度を検出する。ステップＳ１２６において、距離検出部２２８は、検出された信号強度およびフェーズドアレイアンテナ本体１９２の指向性に基づいて、他のノードとの間のトラック１の前後方向および幅方向の距離を検出する。

ステップＳ１２８において、荷崩予測部２３８は、求められた距離と基準ＤＢ２３６に記憶されている距離から、荷物１４の１つ以上に荷崩れが生じつつあるか否かを予測する。荷物１４の１つ以上の荷崩れが生じつつあるとき（Ｓ１２８：Ｙ）には、荷崩予測装置２２はＳ１３０の処理に進み、これ以外のとき（Ｓ１２８：Ｎ）にはＳ１２０の処理に戻る。ステップＳ１３０において、荷崩予測信号送信部２４０は、報知装置２８に、荷崩予測信号を無指向性アンテナ１９０を介して送信する。
荷崩予測装置２２は、電源が切られるまでの間以上の荷崩予測処理を繰り返す。

また、識別信号送信部２２２は、通信回路１８４を制御して、無指向性アンテナ１９０から、送信周期Ｔ毎に、ランダムにいずれかのスロットを選択して、図４に示す識別信号を送信する。荷崩予測装置２２は、電源が切られるまでの間識別信号送信処理を繰り返す。

次に、報知装置２８の動作を説明する。
報知装置２８は、最初に、図１０に示す基準距離情報生成処理を実行する。
その一方、報知装置２８は、図１２のフローチャートに示す固有の報知処理を並行して実行する。
まず、ステップＳ１４０において、荷崩予測信号受信部２８２は、荷崩予測信号を受信したかを判断する。荷崩予測信号が受信されたとき（Ｓ１４０：Ｙ）には、ステップＳ１４２の処理に進み、これ以外のとき（Ｓ１４０：Ｎ）にはＳ１２０の処理に進む。

ステップＳ１２０～Ｓ１２８において、報知装置２８は、図１１の参照により説明した荷崩予測処理と同様な動作を行う。ただし、Ｓ１２２の処理における判断の結果がＮのときには、報知装置２８は、Ｓ１２０ではなく、Ｓ１４０の処理に戻る。

ステップＳ１４２において、荷崩報知部２８４は、報知回路２００の電子ブザーなどを駆動し、トラック１の運転者などに、荷物１４の１つ以上に荷崩れが発生しつつあることを報知する。ステップＳ１４４において、荷崩報知部２８４は、Ｉ／Ｏ１９８に、報知を終了させるための操作があったか否かを判断する。報知を終了させるための操作があったとき（Ｓ１４４：Ｙ）には、Ｓ１４６の処理に進み、これ以外のとき（Ｓ１４４：Ｎ）には、報知を続けたままＳ１４４の処理に留まる。ステップＳ１４６において、報知装置２８は、報知を終了し、Ｓ１４０の処理に戻る。

次に、荷崩予測システム２全体の動作を説明する。図１３は、荷崩予測システム２全体の動作を示す信号シーケンス図である。図１３に示されるように、ステップＳ１６０において、荷崩予測装置２２および報知装置２８に、荷物情報が入力される。

ステップＳ１６２において、荷崩予測装置２２および報知装置２８それぞれは、識別信号を他のノードに送信する。ステップＳ１３０において、荷崩予測装置２２それぞれが、荷物１４の１つ以上に荷崩れが生じつつあると予測すると、荷崩予測装置２２それぞれは、報知装置２８に荷崩予測信号を送信する。ステップＳ１４２において、報知装置２８は、少なくとも荷崩予測装置２２からの荷崩予測信号の受信に応じて、荷物１４の１つ以上に荷崩れが生じつつあることを報知する。なお、荷崩予測システム２が稼働している間は、Ｓ１３０の処理は送信周期Ｔ毎に繰り返される。

第１の実施の形態においては、トラック１に積載された荷物の荷崩れについて説明したが、荷物を搬送する装置は任意である。例えば、この実施の形態に係る荷崩予想システム、荷崩予測装置、及び荷崩予測方法は、貨車、船舶、荷車等の任意の運送装置に積載された荷物の荷崩れの予測に適用可能である。さらに、運送装置に限らず、倉庫、集積所、納屋、等の静止している箇所に積載された荷物の荷崩れ発生の予想にも適用可能である。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１４は、第２の実施の形態にかかる荷崩予測システム２を示す斜視図である。第２の実施の形態において、荷崩予測システム２は、家屋３に適応される。荷崩予測システム２の荷崩予測装置２２は、例えば、家屋３の複数の柱３２および荷物１４それぞれに取り付けられ、報知装置２８のアンテナ装置１８８は、部屋３０の壁に取り付けられる。報知装置２８は、この家屋３の住人に携行される。なお、荷崩予測装置２２は、部屋３０内の照明器具、家具（不図示）などにも取り付けられ得る。

家屋３が、地震、火災などの災害に見舞われたとき、荷崩予測装置２２が取り付けられた部屋３０や柱３２、照明器具、家具（不図示）などが崩れたり、傾いたりする。このような場合、荷崩予測装置２２の間の距離は変化することになる。従って、荷崩予測システム２を家屋３に適応すると、家屋３が災害の影響を受けたことを、報知装置２８を介して住人に報知できる。なお、この場合は、柱等の家屋の一部、照明器具、家具、等が請求項における第１の荷物或いは第２の荷物として機能する。

以上説明されたように、荷崩予測システム２によれば、輸送中の荷物の荷崩れを予測し、運転者などに報知することにより、荷崩れを未然に防ぐことができる。また、荷崩予測システム２によれば、家屋が災害時に被害を受けたことを、その住人に報知することができる。

なお、図３，図９に示された距離検出部２２８が、荷物の高さおよび積み付け位置を考慮した３次元的な距離を測定できるように変形されると、上下の段で荷物１４が同時に動いた場合の荷崩れも、正確に予測される。また、検出する荷物１４の数や図１に示されたトラック１の荷物室１０、または、図１３に示された部屋３０の大きさおよび柱３２の間隔に応じて、荷崩予測システム２の荷崩予測装置２２やアンテナ装置１８８の数は、適宜増減されうる。

また、式１，２の参照により説明された荷物情報が、荷物１４の積み付け位置、重量、重心位置などをさらに含むと、基準距離情報生成部２３４は、より精緻に基準距離情報を生成し得る。また、荷物１４に重心の偏りまたは強度の制約があるときには、荷物１４それぞれに、荷主または積載計画設定者から予め提供された基準距離情報が基準ＤＢ２３６に設定されうる。

また、荷崩予測装置２２および報知装置２８は、荷物室１０または部屋３０におけるいずれの位置において荷崩れが発生しつつあるか、例えば、前方左側において荷崩れが発生しつつあるといった位置情報を予測してもよい。また、荷物情報に、荷物１４の積み付け位置を含めることにより、荷崩れが予測された荷物１４のさらに上に積まれた荷物１４の荷崩れを予測してもよい。

本発明の実施の形態が説明されたが、この実施の形態は、例として提示されたものであり、発明の範囲を限定することを意図されておらず、本発明は、複数の任意の物体の相対的な位置の変化発生を予測して報知する場面に広く適用可能である。なお、この場合は、複数の物体の１つが請求項における第１の荷物、他の１つが請求項における第２の荷物として機能する。

これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることができ、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更され得る。これら実施の形態やその変形は、本発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１トラック、２荷崩予測システム、３家屋、１０荷物室、１２運転室、１４荷物、２２荷崩予測装置、２８報知装置、３０部屋、３２柱、１８０演算処理回路、１８２メモリ、１８４通信回路、１８６指向性制御回路、１８８アンテナ装置、１９０無指向性アンテナ、１９１指向性アンテナ、１９２フェーズドアレイアンテナ本体、１９４アンテナ素子、１９６記録装置、１９８Ｉ／Ｏ、２００報知回路、２０２バス、２２０荷崩予測プログラム、２２２識別信号送信部、２２４指向性制御部、２２６識別信号受信部、２２８距離検出部、２３０入力部、２３２荷物ＤＢ、２３４基準距離情報生成部、２３６基準ＤＢ、２３８荷崩予測部、２４０荷崩予測信号送信部、２８０報知プログラム、２８２荷崩予測信号受信部、２８４荷崩報知部、２８６報知制御部。

Claims

相互の位置関係が変化しうる第１の荷物と前記第１の荷物の上に積まれた第２の荷物のそれぞれに取り付けられる２つの荷崩予測装置と、
２つの前記荷崩予測装置の少なくとも１つから荷崩れの予測の結果を示す荷崩予測信号を受信すると、この荷崩れの予測の結果を報知する報知装置と、
を備え、
２つの前記荷崩予測装置それぞれは、
個々の前記荷崩予測装置にそれぞれ固有の第１の識別情報を含む第１の識別信号を送信する第１の識別信号送信部と、
他の前記荷崩予測装置から前記第１の識別信号を受信する第１の識別信号受信部と、
前記第１の識別信号受信部により受信された前記第１の識別信号と、この第１の識別信号に含まれる第１の識別情報とに基づいて、他の前記荷崩予測装置との間の距離を検出する第１の距離検出部と、
前記第１の距離検出部により検出された他の前記荷崩予測装置との間の距離の変化と前記第２の荷物のサイズとに基づいて、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあるか否かを予測する第１の荷崩予測部と、
を備える、
荷崩予測システム。
２つの前記荷崩予測装置それぞれは、
前記第１の荷崩予測部によりに荷崩れが生じつつあることが予測されたときに、この荷崩れが生じつつあることを示す荷崩予測信号を送信する荷崩予測信号送信部、
をさらに有し、
前記報知装置は、
前記荷崩予測装置から前記荷崩予測信号を受信する荷崩予測信号受信部と、
前記荷崩予測信号受信部により前記荷崩予測信号が受信されたときに、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあることを報知する報知部と、
を備える、
請求項１に記載の荷崩予測システム。
前記報知装置は、
前記報知装置の複数のアンテナ装置にそれぞれ固有の第２の識別情報を含む第２の識別信号を送信する第２の識別信号送信部と、
他の前記アンテナ装置から送信された前記第２の識別信号と２つの前記荷崩予測装置から前記第１の識別信号とを受信する第２の識別信号受信部と、
前記第２の識別信号受信部により受信された前記第１の識別信号と、この第１の識別信号に含まれる第１の識別情報、および前記第２の識別信号と、この第２の識別信号に含まれる第２の識別情報、とに基づいて、２つの前記荷崩予測装置と前記報知装置の前記アンテナ装置との間の距離を検出する第２の距離検出部と、
前記第２の距離検出部により検出された２つの前記荷崩予測装置と前記報知装置の前記アンテナ装置との間の距離に基づいて、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあることを予測する第２の荷崩予測部と、
をさらに備え、
前記報知部は、前記第２の荷崩予測部により前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあることが予測されたときに、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあることを報知する、
請求項２に記載の荷崩予測システム。
２つの前記荷崩予測装置それぞれにおいて、
前記第１の識別信号受信部は、前記報知装置からの前記第２の識別信号をさらに受信し、
前記第１の距離検出部は、前記第１の識別信号受信部により受信された前記報知装置からの前記第２の識別信号と、第２の識別信号に含まれる第２の識別情報とに基づいて、２つの前記荷崩予測装置と前記報知装置との間の距離をさらに検出し、
前記第１の荷崩予測部は、前記第１の距離検出部により検出された前記荷崩予測装置と前記報知装置との間の距離にさらに基づいて、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあることを予測する、
請求項３に記載の荷崩予測システム。
２つの前記荷崩予測装置それぞれおよび前記報知装置は、
前記第１の荷物、前記第２の荷物のサイズおよび前記第１の荷物、前記第２の荷物および前記報知装置の間の相互の位置関係を示す荷物情報を受け付け、この荷物情報に基づいて、前記第１の荷物と前記第２の荷物の少なくとも１つに荷崩れを生じさせる距離の基準を示す基準距離情報を生成する基準距離情報生成部、
をさらに備え、
２つの前記荷崩予測装置それぞれの前記第１の荷崩予測部および前記報知装置の前記第２の荷崩予測部は、前記基準距離情報生成部が生成した基準距離情報にさらに基づいて、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあることを予測する、
請求項３に記載の荷崩予測システム。
請求項１から５のいずれか１項に記載の荷崩予測システムの荷崩予測装置。
相互の位置関係が変化しうる第１の荷物と前記第１の荷物の上に積まれた第２の荷物のそれぞれに取り付けられる２つの荷崩予測装置と、
２つの前記荷崩予測装置の少なくとも１つからによる荷崩れの予測の結果を示す荷崩予測信号を受信すると、この荷崩れの予測の結果を報知する報知装置と、
を備える荷崩予測システムを用いて、
２つの前記荷崩予測装置それぞれは、個々の前記荷崩予測装置にそれぞれ固有の第１の識別情報を含む第１の識別信号を送信し、他の前記荷崩予測装置から前記第１の識別信号を受信し、受信した前記第１の識別信号と、この第１の識別信号に含まれる第１の識別情報とに基づいて、前記第１の荷物と前記第２の荷物との間の距離を検出し、
検出された前記第１の荷物と前記第２の荷物との間の距離の変化と前記第２の荷物のサイズとに基づいて、前記第２の荷物に荷崩れが生じつつあることを予測する、
荷崩予測方法。