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公開番号2025008484
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110698
出願日2023-07-05
発明の名称建設機械の乗り心地評価方法及びシステム
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類G01M 17/007 20060101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】曖昧さや好みを含む人間の乗り心地に対する官能評価を物理量から確率論的に評価可能な乗り心地評価方法及びシステムを提供する。
【解決手段】本実施例に係る建設機械の動作に伴い発生する振動が該建設機械のオペレータに与える乗り心地を評価する方法は、建設機械の所定の動作に対応する加振波形による振動を被験者に与えて該被験者の乗り心地評価を取得し、振動が被験者に与えた人体挙動及び取得した乗り心地評価から累積ロジスティック回帰モデルを用いて乗り心地評価モデルを構築し、被験者に所定の動作に対応する、評価対象となる別の加振波形による振動を与えて、該振動が該被験者に与えた人体挙動から乗り心地評価モデルを用いて乗り心地を評価する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
建設機械の動作に伴い発生する振動が該建設機械のオペレータに与える乗り心地を評価する方法であって、
前記建設機械の所定の動作に対応する加振波形による振動を被験者に与えて該被験者の乗り心地評価を取得し、
前記振動が前記被験者に与えた人体挙動及び前記取得した乗り心地評価から累積ロジスティック回帰モデルを用いて乗り心地評価モデルを構築し、
被験者に前記所定の動作に対応する、評価対象となる別の加振波形による振動を与えて、該振動が該被験者に与えた人体挙動から前記乗り心地評価モデルを用いて乗り心地を評価する、
ことを特徴とする乗り心地評価方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の乗り心地評価方法であって、
前記乗り心地評価モデルは、乗り心地評価が基準加振波形による振動に対して少なくとも「良い」「同等」「悪い」と評価される確率を推定できるモデルである、
ことを特徴とする乗り心地評価方法。
【請求項３】
請求項１に記載の乗り心地評価方法であって、
前記乗り心地評価モデルは、複数の被験者及び複数の加振波形による加振試験を行い、前記被験者の人体挙動を１つ以上の身体各部位ごとに３次元的に計測し、身体各部位の１以上の自由度の変位または速度を含む人体挙動パラメータと乗り心地官能評価を取得することによって構築する、
ことを特徴とする乗り心地評価方法。
【請求項４】
請求項３に記載の乗り心地評価方法であって、
前記乗り心地評価モデルを構築する際に、前記複数の被験者から収集した多数の人体挙動、乗り心地官能評価を統計分析し、乗り心地評価に有意な１つ以上の人体挙動パラメータを選出する、
ことを特徴とする乗り心地評価方法。
【請求項５】
請求項４に記載の乗り心地評価方法であって、
選出された前記有意な人体挙動パラメータを用いて前記累積ロジスティック回帰モデルにおける回帰係数を同定する、
ことを特徴とする乗り心地評価方法。
【請求項６】
請求項１に記載の乗り心地評価方法であって、
前記累積ロジスティック回帰モデルの回帰曲線Ｐ
１
（Ｚ）、Ｐ
２
（Ｚ）は以下の数式：
TIFF
2025008484000013.tif
15
86
TIFF
2025008484000014.tif
15
86
TIFF
2025008484000015.tif
28
86
TIFF
2025008484000016.tif
21
86
（ただし、Ｐ
１
（Ｚ）は乗り心地が「同等ｏｒ良い」に対して「悪い」と評価される生起確率、Ｐ
２
（Ｚ）は乗り心地が「良い」に対して「悪いｏｒ同等」と評価される生起確率、Ｚは説明変数の線形結合、β
ｉ
はロジスティック回帰係数、Ｘ
ｉ
は乗り心地の説明変数となる人体挙動パラメータ、ｎは自由度、Ａ
ｉ
は模擬波形での人体挙動パラメータ、Ｓ
ｉ
は基準波形での人体挙動パラメータを表す。）
で表される、
ことを特徴とする乗り心地評価方法。
【請求項７】
建設機械の動作に伴い発生する振動が該建設機械のオペレータに与える乗り心地を評価する、ＣＰＵ及びメモリを備えたシステムであって、前記ＣＰＵは、
前記建設機械の所定の動作に対応する加振波形による振動を被験者に与えて該被験者の乗り心地評価を取得する測定部と、
前記振動が前記被験者に与えた人体挙動及び前記取得した乗り心地評価から累積ロジスティック回帰モデルを用いて乗り心地評価モデルを構築するモデル構築部と、
被験者に前記所定の動作に対応する、評価対象となる別の加振波形による振動を与えて、該振動が該被験者に与えた人体挙動から前記乗り心地評価モデルを用いて乗り心地を評価する評価部と、を備える、
ことを特徴とする乗り心地評価システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きな振動を発生させる建設機械の乗り心地を評価する方法及びシステムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
建設機械は一般的な乗用車と比較すると振動レベルが非常に大きく、乗員の振動暴露時間も長時間となる。長時間の振動暴露は乗員の体調に影響を及ぼす可能性もあることから、オペレータの乗り心地は健康安全上重要となる。
【０００３】
従来、乗用車をはじめとする車両の乗り心地評価方法として例えば、ＩＳＯ（２６３１－１：１９９７）／ＪＩＳＢ７７６０－１：２００４の規格により規定されるシート座面、背もたれやフロアの振動加速度合成値を指標とする方法がある。ただし、建設機械は掘削作業動作時、車体全体が大きく動くことで、シート座面と人体の臀部が相対運動を起こす等、シート上でオペレータ自身に大きな揺動が生じる。そうした状況では座面、フロアの振動加速度合成値のみでは実際の乗り心地を評価するには不十分である。すなわち掘削作業時等の乗り心地評価を精度よく行うためには機械だけではなく、オペレータの人体挙動も加味した評価手法が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－１２１５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記課題に関し、特許文献１では鉄道車両の乗り心地を対象に多数の人間に対して加振実験を行い、頭、肩、腰の上下加速度を測定し、振動加速度と乗り心地を５段階で評価し、その値を乗り心地感覚値として集計、重回帰分析を行い、影響係数を算出する評価方法が提案されている。
【０００６】
しかし、建設機械の作業動作は鉄道車両や乗用車の走行と異なり、上下方向だけでなく前後、ピッチ方向も含む複合的な揺動となるため、上下方向の加速度のみでは乗り心地の説明変数として不十分である。また、重回帰分析のような目的変数を連続尺度として扱う一般的な線形モデルでは官能評価のような評価点間の等尺性がないものは結果を十分に活用できない懸念がある。
【０００７】
本発明は以上のような課題を鑑みてなされたものであり、曖昧さや好みを含む人間の乗り心地に対する官能評価を物理量から確率論的に評価可能な乗り心地評価方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本実施例に係る建設機械の動作に伴い発生する振動が該建設機械のオペレータに与える乗り心地を評価する方法は、建設機械の所定の動作に対応する加振波形による振動を被験者に与えて該被験者の乗り心地評価を取得し、振動が被験者に与えた人体挙動及び取得した乗り心地評価から累積ロジスティック回帰モデルを用いて乗り心地評価モデルを構築し、被験者に所定の動作に対応する、評価対象となる別の加振波形による振動を与えて、該振動が該被験者に与えた人体挙動から乗り心地評価モデルを用いて乗り心地を評価する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、曖昧さや好みを含む人間の乗り心地に対する官能評価を物理量から確率論的に評価することが可能になる。
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。上記した以外の課題、構成および効果については、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明において乗り心地を評価する対象である建設機械の一例である油圧ショベルの全体図。
模擬試験を用いた乗り心地の測定風景。
本発明に係る乗り心地評価システムの機能構成を示すブロック図。
本発明において採用される累積ロジスティック回帰モデルの一例。
評価試験において利用された加振波形とそれがもたらす人体挙動との関係を示すグラフ。
本実施例における累積ロジスティック回帰モデルによる乗り心地評価の推定評価結果の一例。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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