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特開2022-77325制御装置、制御システム、および制御方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022077325
(43)【公開日】2022-05-23
(54)【発明の名称】制御装置、制御システム、および制御方法
(51)【国際特許分類】
   E02F 9/20 20060101AFI20220516BHJP
【FI】
E02F9/20 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020188133
(22)【出願日】2020-11-11
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000232254
【氏名又は名称】日本電気通信システム株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000232221
【氏名又は名称】日本電気航空宇宙システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】吉田 裕志
(72)【発明者】
【氏名】吉本 達也
(72)【発明者】
【氏名】角野 陽輔
(72)【発明者】
【氏名】野村 昌史
【テーマコード(参考)】
2D003
【Fターム(参考)】
2D003AA01
2D003AB03
2D003AB04
2D003BA02
2D003BA03
2D003BB05
2D003BB10
2D003DA04
2D003DB04
2D003FA02
(57)【要約】
【課題】作業機械による、積載上限値を考慮した積載動作を実現する。
【解決手段】制御装置(10)は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得部(11)と、対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御部(12)と、を備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段と
を備えている制御装置。
【請求項2】
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記作業機械が備える可動部であって前記対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する
請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記可動部は、アームと当該アームの先端に取り付けられたバケットとを含み、
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記バケットの角度を制御する
請求項2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定する残積載量特定手段を更に備え、
前記動作制御手段は、前記残積載量と前記重さ情報とに応じて、前記可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、前記可動部を制御する
請求項2又は3に記載の制御装置。
【請求項5】
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第1の重さ情報と前記残積載量とに応じて、前記可動部の角度を設定する
請求項4に記載の制御装置。
【請求項6】
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、前記作業機械による前記対象物の積載動作を終了するよう前記作業機械を制御する
請求項1から5の何れか1項に記載の制御装置。
【請求項7】
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得するセンサと、
前記センサから、前記対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段と
を含む制御システム。
【請求項8】
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記作業機械が備える可動部であって前記対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する
請求項7に記載の制御システム。
【請求項9】
前記可動部は、アームと当該アームの先端に取り付けられたバケットとを含み、
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記バケットの角度を制御する
請求項8に記載の制御システム。
【請求項10】
前記積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定する特定手段を更に備え、
前記動作制御手段は、前記残積載量と前記重さ情報とに応じて、前記可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、前記可動部を制御する
請求項8又は9に記載の制御システム。
【請求項11】
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第1の重さ情報と前記残積載量とに応じて、前記可動部の角度を設定する
請求項10に記載の制御システム。
【請求項12】
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、前記作業機械による前記対象物の積載動作を終了するよう前記作業機械を制御する
請求項7から11の何れか1項に記載の制御システム。
【請求項13】
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得すること、および、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御すること、
を含む、制御方法。
【請求項14】
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記重さ情報に基づいて、前記作業機械が備える可動部であって前記対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する
請求項13に記載の制御方法。
【請求項15】
前記可動部は、アームと当該アームの先端に取り付けられたバケットとを含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記重さ情報に基づいて、前記バケットの角度を制御する
請求項14に記載の制御方法。
【請求項16】
前記積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定すること、を更に含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記残積載量と前記重さ情報とに応じて、前記可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、前記可動部を制御する
請求項14又は15に記載の制御方法。
【請求項17】
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記第1の重さ情報と前記残積載量とに応じて、前記可動部の角度を設定する
請求項16に記載の制御方法。
【請求項18】
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、前記作業機械による前記対象物の積載動作を終了するよう前記作業機械を制御する
請求項13から17の何れか1項に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、可動部を有する作業機械を制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
少子高齢化による労働者人口の減少や労働力不足による作業負荷の増大への対応として、ロボットの活用が注目されている。とりわけ建設業では、現場作業員の高齢化、若手就業者の減少による労働力不足や技能の継承が喫緊の課題であり、省人化による生産性の向上が急務となっている。この点において、近年、建設機械を用いた施工の自動化に大きな期待が寄せられている。
【0003】
WO2019/189260(特許文献1)では、目標掘削体積となるように、掘削機に取り付けられたセンサから取得した掘削前の掘削物の画像に基づいて、掘削軌道を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開WO2019/189260号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
掘削物を運搬するダンプトラック等の貨物積載自動車には、通常、最大積載量等の積載上限値が設定されているため、掘削物を積載する際には、当該積載上限値を考慮した積載動作が必要となる。一方で、特許文献1に記載の技術では、積載上限値を考慮した積載を好適に実現できないという課題がある。
【0006】
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、作業機械による、積載上限値を考慮した積載動作を実現することのできる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る制御装置は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段と、を備える。
【0008】
本発明の一態様に係る制御システムは、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得するセンサと、前記センサから、前記対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段とを含む。
【0009】
本発明の一態様に係る制御方法は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得すること、および、前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御すること、を含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、積載上限値を考慮した積載動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の例示的実施形態1に係る制御システムの構成を示すブロック図である。
図2】本発明の例示的実施形態1に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
図3】本発明の例示的実施形態1に係る制御方法の流れを示すフロー図である。
図4】本発明の例示的実施形態2に係る制御システムの構成を示すブロック図である。
図5】本発明の例示的実施形態2に係る制御方法の流れを示すフロー図である。
図6】本発明の例示的実施形態3に係る制御方法の流れを示すフロー図である。
図7】本発明の例示的実施形態4に係る制御システムの構成を示すブロック図である。
図8】本発明の例示的実施形態4に係るバケットの高さ制御を説明するための図面である。
図9】本発明の例示的実施形態5に係る制御システムの構成を示すブロック図である。
図10】本発明の各例示的実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
〔例示的実施形態1〕
本発明の第1の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本例示的実施形態は、後述する例示的実施形態の基本となる形態である。
【0013】
<制御システムの構成>
本例示的実施形態に係る制御システム1の構成について、図1を参照して説明する。図1は、制御システム1の構成を示すブロック図である。制御システム1は、可動部を有する作業機械を制御するシステムである。図1に示すように、制御システム1は、制御装置10と、センサEとを含む。制御装置10は、センサEの検出値を取得可能にセンサEに接続される。制御装置10とセンサEとは、例えば有線通信により接続されてもよく、また、無線通信により接続されてもよい。有線通信または無線通信は、例えば、4G、ローカル5G、Wi-Fi(登録商標)、LTE(Long Term Evolution)等の通信規格に従う通信であってもよい。
【0014】
(制御装置の構成)
本例示的実施形態に係る制御装置10の詳細な構成について、図2を参照して説明する。図2は、制御装置10の構成を示すブロック図である。制御装置10は、可動部を有する作業機械を制御する装置である。図2に示すように、制御装置10は、取得部(取得手段)11と、動作制御部(動作制御手段)12とを含む。
【0015】
取得部11は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する。ここで、重さ情報とは、一例として、作業機械が掘削した対象物のうち、積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報と、作業機械が掘削した対象物のうち、積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報とが含まれ得るが、これは本実施形態を限定するものではない。一例として、作業機械がバックホウであった場合に、第1の重さ情報はバックホウが掘削してバケットへ積載した対象物の重さであってもよい。また、一例として、積載先がダンプトラックあった場合に、第2の重さ情報は、バックホウが掘削した土砂をダンプへ放土した総量であってもよい。
【0016】
動作制御部12は、対象物の積載先への積載量を、重さ情報に基づいて調整するように作業機械の動作を制御する。一例として、動作制御部12は、重さ情報に基づいて可動部の角度を制御することにより積載量を調整する。また、一例として、動作制御部12は、重さ情報に基づいて、作業機械による対象物の積載動作を終了するよう作業機械を制御することにより、積載量を調整する。
【0017】
一例として、動作制御部12は、対象物の積載先への積載量を、重さ情報に基づいて調整するように作業機械の動作を制御するための制御情報を生成し、生成した制御情報を作業機械に提供する。そして、作業機械は、提供された制御情報に基づいて自身の動作を制御する。
【0018】
なお、重さ情報に基づく作業機械の動作の制御の具体例は本実施形態を限定するものではないが、一例として、重さ情報が示す重さと、所定の閾値とを比較し、比較結果に応じた制御情報を生成する処理が挙げられる。
【0019】
また、動作制御部12は、重さ情報を参照せずに作業機械の動作の制御を行うこともある、一例として、動作制御部12は、重さ情報を参照せずに、可動部を移動先の領域まで移動させるよう、作業機械を制御する。このような、重さ情報を参照しない作業機械の動作の制御については、一部、公知の技術を採用してもよい。
【0020】
(センサの構成)
センサEは、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する。センサEは、1または複数のセンサを含むセンサ群であり得る。センサEには、一例として、
・作業機械が掘削した対象物のうち、積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を測定するセンサ、又は、当該第1の重さ情報を算出するために参照されるデータを出力するセンサ
・作業機械が掘削した対象物のうち、積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を測定するセンサ、又は、当該第2の重さ情報を算出するために参照されるデータを出力するセンサ
が含まれ得る。
【0021】
これらのセンサは、対象物を含む空間を走査する2次元又は3次元のセンサを含むものであってもよいし、対象物の重さをより直接的に計測する重量センサであってもよい。これらのセンサは、一例として、2D-LiDARセンサ、3D-LiDARセンサ、デプスカメラ、ステレオカメラ、TOFカメラ、レーダセンサにより構成されてもよい。
【0022】
<制御方法の流れ>
以上のように構成された制御システム1において、制御装置10は、制御方法S1を実行する。制御方法S1の流れについて、図3を参照して説明する。図3は、制御方法S1の流れを示すフロー図である。図3に示すように、制御方法S1は、ステップS11と、ステップS12とを含む。
【0023】
(ステップS11)
ステップS11において、取得部11は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する。
【0024】
(ステップS12)
ステップS12において、動作制御部12は、対象物の積載先への積載量を、ステップS11において取得した重さ情報に基づいて調整するように作業機械の動作を制御する。
【0025】
<本例示的実施形態の効果>
本例示的実施形態では、上述のように作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得し、対象物の積載先への積載量を、重さ情報に基づいて調整するように作業機械の動作を制御する。したがって、作業機械による、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0026】
なお、本例示的実施形態に係る取得部11と動作制御部12とは、それぞれ別体の装置により実装され、互いに通信することによって上述の機能を実現する構成としてもよい。
【0027】
〔例示的実施形態2〕
本発明の第2の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態1にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0028】
<制御システムの構成>
本例示的実施形態に係る制御システム1Aの構成について、図4を参照して説明する。図4は、制御システム1Aの構成を示すブロック図である。図4に示すように、制御システム1Aは、制御装置10Aと、重量センサE7とを含む。また、制御システム1Aは、後述するセンサE1~E6を含む。本実施形態において、センサE1~E7を合わせてセンサEと呼ぶこともある。
【0029】
制御システム1Aは、バックホウ8を制御するシステムである。より具体的には、制御システム1Aは、バックホウ8を、掬い取った土砂を運搬してダンプトラック9に積み込むよう制御するシステムである。図4には、山積みされた土砂L0を、制御装置10Aによる制御に基づき、バックホウ8がダンプトラック9に積載する様子が示されている。なお、図4では1台のバックホウ8が示されているが、制御装置10Aは複数のバックホウ8を制御する構成であってもよい。
【0030】
制御装置10Aは、ネットワークN1を介して、重量センサE7、並びに、バックホウ8のコントローラ830と通信可能に接続される。ネットワークN1は、例えば、無線LAN(Local Area Network)、有線LAN、WAN(Wide Area Network)、公衆回線網、モバイルデータ通信網、又は、これらのネットワークの組み合わせである。ただし、ネットワークN1の構成はこれらに限定されない。
【0031】
ここで、バックホウ8は、特許請求の範囲に記載した「可動部を有する作業機械」の一例を構成する。また、土砂は、特許請求の範囲に記載した「対象物」の一例を構成する。また、バックホウ8が有するバケット824は、特許請求の範囲に記載した「可動部」に含まれる器具の一例を構成する。また、ダンプトラック9の積込対象エリア910は、特許請求の範囲に記載した「移動先」の一例を構成する。
【0032】
(バックホウの構成)
制御システム1Aの制御対象であるバックホウ8の構成について説明する。バックホウ8は、通常時は人が操作せず、予め規定されたプログラムに従って自律的に作業を行う。図4に示すように、バックホウ8は、走行部810と、走行部810に取り付けられた可動部820と、コントローラ830とを含む。ここで、可動部820は、対象物を積載先へ積載するための構成であると表現することができる。また、バックホウ8は、センサE1~E6を含む。
【0033】
走行部810は、バックホウ8の前進、後進、右折、左折を可能とする走行部である。走行部810は、例えば無限軌道ベルトを用いて走行する。可動部820は、旋回部821と、旋回部821に取り付けられたブーム822と、ブーム822の先端部に取り付けられたアーム823と、アーム823の先端部に取り付けられたバケット824と、を含む。
【0034】
旋回部821は、走行部810の上で、図の紙面に垂直な平面内での旋回が可能である。なお、バックホウ8が水平な地面にある場合は、図4の紙面に垂直な平面は水平面となるため、以下ではこの面を便宜的に「水平面」と称する。ブーム822は、ブーム軸822Aを中心に、水平面に略垂直な平面内で往復旋回が可能である。アーム823は、ブーム822と同じ旋回面で、アーム軸823Aを中心に往復旋回が可能である。バケット824は、アーム823の旋回面と同じ旋回面で、バケット軸824Aを中心に往復旋回が可能である。可動部820の各部が旋回することにより、バックホウ8の姿勢が変化する。
【0035】
センサE1~E5は、バックホウ8に搭載されるセンサ群である。センサE1~E5は、それぞれ、バックホウ8の状態を検出する。バックホウ8の状態とは、例えば、バックホウ8の進行方向の空間の状態、可動部820の各部の旋回角度等であるがこれらに限られない。この例では、センサE1~E4のそれぞれは、旋回部821、ブーム822、アーム823、またはバケット824の旋回角度を検出するセンサである。また、センサE5は、バックホウ8の進行方向の空間を撮影するセンサである。
【0036】
具体的には、センサE1は、旋回部821の旋回角度を検出する、例えばジャイロセンサである。また、センサE1は、旋回部821を旋回させるモータの回転数を検出するエンコーダでもよい。センサE2は、ブーム822の水平面からの角度を検出する傾斜センサ又はジャイロセンサである。センサE2は、ブーム822を旋回させる水圧シリンダのロッドの移動距離を検出するエンコーダでもよい。センサE3は、アーム823の、ブーム822に対する角度を検出する、例えば傾斜センサ、ジャイロセンサ、又はエンコーダである。センサE4は、バケット824の、アーム823に対する角度を検出する、例えば傾斜センサ、ジャイロセンサ、又はエンコーダである。また、センサE5は、例えば、撮像方向における画角の範囲を撮像するカメラである。ただし、センサE1~E5それぞれの種類は、これに限られない。また、センサE1~E5の搭載位置は、図示の位置に限られない。
【0037】
(センサE6)
一方で、センサE6は、バケット824内の対象物を三次元的に検出する三次元センサである。センサE6のことを三次元センサE6と呼ぶこともある。
【0038】
例えば、センサE6は、三次元レーザスキャナによって構成される。この場合、センサE6は、バケット824を含む空間に対してレーザ光線を照射することにより対象物の立体形状を計測する。計測データは、例えば、三次元空間の点群データにより表される。各点群データは、3次元座標、色情報、反射率等を含む。ただし、センサE6は、三次元レーザスキャナに限られない。例えば、センサE6は、ステレオカメラによって構成されてもよい。
【0039】
(ダンプトラックの構成)
バックホウ8が運搬する土砂の積込み先であるダンプトラック9の構成について説明する。図4に示すように、ダンプトラック9は、積込対象エリア910を有する。積込対象エリア910は、例えば、ベッセルである。土砂は、積込対象エリア910の上部でバケット824から放土されると、積込対象エリア910に積み込まれる。
【0040】
(重量センサの構成)
重量センサE7は、一例としてダンプトラック9の自重量と、ダンプトラック9に積載された対象物の重量との総和である総重量を検出する。検出した総重量は、キログラムの単位で表現されるものであってもよいし、その他の単位で表現されるものであってもよい。
【0041】
重量センサE7は、総重量を出力する構成としてもよいし、予め設定されているダンプトラック9の自重量を総重量から減算することによって、ダンプトラック9に積載された対象物の重量を出力する構成としてもよい。以下の説明では主として、重量センサE7がダンプトラック9に積載された対象物の重量を出力する構成を例に挙げるが、以下の説明は重量センサE7が総重量を出力する構成に対しても容易に適用することができる。
【0042】
(制御装置の構成)
うに、制御装置10Aは、制御部(制御手段)110Aと、記憶部(記憶手段)120Aと、通信部(通信手段)130Aとを含む。制御部110Aは、センサ情報取得部(センサ情報取得手段)11Aと、重さ情報取得部(重さ情報取得手段)12Aと、残積載量特定部(残積載量特定手段)13Aと、動作制御部(動作制御手段)14Aとを含む。各部の詳細については後述する。
【0043】
記憶部120Aは、制御部110Aによって参照される各種のデータやプログラムが格納されている。また、記憶部120Aには、
・対象物の比重に関するデータ、
・ダンプトラック9の最大積載量に関するデータ
・ダンプトラック9の自重に関するデータ
が格納されていてもよい。
【0044】
通信部130Aは、制御部110Aの制御の基に、バックホウ8のコントローラ830および重量センサE7と通信を行う。以降、制御部110Aが通信部130Aを制御してデータを送受信することを、単に、制御部110Aがデータを送受信する、とも記載する。
【0045】
(センサ情報取得部)
センサ情報取得部11Aは、センサEに含まれる少なくとも何れかのセンサE1~E7からのセンサ情報を取得する。ここで、本実施形態においてセンサ情報取得部11Aが取得するセンサ情報には、三次元センサE6による検出結果、及び、重量センサE7による検出結果の少なくとも何れかが含まれる。
【0046】
(重さ情報取得部)
重さ情報取得部12Aは、バックホウ8が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する。より具体的には、重さ情報取得部12Aは、センサ情報取得部11Aが取得したセンサ情報を参照して、バックホウ8が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する。
【0047】
ここで、重さ情報取得部12Aによる具体的な処理は本実施形態を限定するものではないが、一例として、以下のような処理が含まれる。
【0048】
重さ情報取得部12Aは、三次元センサE6による検出結果を参照し、当該検出結果が示すバケット824内の対象物の立体形状から、バケット824内の当該対象物の体積を算出する。そして、重さ情報取得部12Aは、記憶部120Aに格納されている対象物の比重に関するデータを用いて、対象物の体積から対象物の重量を算出する。
【0049】
また、三次元センサE6の検出結果から、対象物の性質(密度、種類、硬さ等)を特定し、特定した対象物の性質を更に参照して対象物の重量を算出する構成としてもよい。対象物の重量を特定する構成はこれに限られない。一例として、掘削開始前に、オペレータ等がユーザ端末等を用いて対象物の性質を示す情報を制御装置10Aに入力し、入力された情報に基づき重さ情報取得部12Aが対象物の重量を特定してもよい。また、一例として、重さ情報取得部12Aは、掘削現場に関する情報を格納した所定のサーバから対象物の性質を示す情報を取得してもよい。
【0050】
また、三次元センサE6に代えて、又は三次元センサE6と共に、バケット824内の対象物の重量を直接計測する重量センサを設け、当該重要センサの検出値を参照してバケット824内の対象物の重量を特定する構成としてもよい。
【0051】
バケット内824内の対象物の重量を示す情報は、バックホウ8が掘削した対象物のうち、積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報であり、本明細書において、第1の重さ情報とも呼称される。
【0052】
また、重さ情報取得部12Aは、重量センサE7による検出結果を参照し、ダンプトラック9に積載された対象物の重量を取得してもよい。
【0053】
ここで、ダンプトラック9に積載された対象物の重量を示す情報は、バックホウ8が掘削した対象物のうち、ダンプトラック9への積載が完了済の対象物の重さに関する情報であり、本明細書において、第2の重さ情報とも呼称される。
【0054】
(残積載量特定部)
残積載量特定部13Aは、積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定する。ここで、積載先における積載量の上限値とは、一例として、ダンプトラック9の最大積載量のことを指す。
【0055】
残積載量特定部13Aは、一例として、記憶部120Aに格納されたダンプトラック9の最大積載量から、重量センサE7による検出結果が示す、ダンプトラック9に積載された対象物の重量を減算することによって、残積載量を算出する。
【0056】
(動作制御部)
動作制御部14Aは、対象物のダンプトラック9への積載量を、重さ情報取得部12Dが取得した重さ情報に基づいて調整するようにバックホウ8の動作を制御する。
【0057】
一例として、動作制御部14Aは、重さ情報取得部12Aが取得した重さ情報に基づいて、バックホウ8が備える可動部820の角度を制御する。ここで、動作制御部14Aが制御する可動部820の角度には、一例としてバケット824の角度が含まれる。
【0058】
また、本実施形態に係る動作制御部14Aは、一例として、残積載量特定部13Aが特定した残積載量と、重さ情報取得部12Aが取得した重さ情報とに応じて、可動部820の角度を設定し、設定した角度に応じて、可動部820を制御する。ここで、動作制御部14Aが設定する可動部820の角度には、一例としてバケット824の角度が含まれる。
【0059】
<制御方法の流れ>
以上のように構成された制御システム1Aにおいて、制御装置10Aは、制御方法S1Aを実行する。制御方法S1Aの流れについて、図5を参照して説明する。図5は、制御方法S1Aの流れを示すフロー図である。図5に示すように、制御方法S1Aは、ステップS101~S106を含む。
【0060】
(ステップS101)
ステップS101において、センサ情報取得部11Aは、センサEに含まれる少なくとも何れかのセンサE1~E7からのセンサ情報を取得する。ここで、本実施形態においてセンサ情報取得部11Aが取得するセンサ情報には、三次元センサE6による検出結果、及び、重量センサE7による検出結果の少なくとも何れかが含まれる。
【0061】
(ステップS102)
ステップS102において、重さ情報取得部12Aは、バックホウ8が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する。ここで、重さ情報には、上述した第1の重さ情報、及び第2の重さ情報が含まれる。重さ情報取得部12Aによる具体的な処理については上述したためここでは説明を省略する。
【0062】
(ステップS103)
ステップS103において、残積載量特定部13Aは、積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定する。残積載量特定部13Aによる具体的な処理については上述したためここでは説明を省略する。
【0063】
(ステップS104)
ステップS104において、動作制御部14Aは、ステップS103において特定した残積載量が第1の閾値以下であるか否かを判定する。残積載量が第1の閾値以下である場合(ステップS104でYES)、ステップS105に進み、そうでない場合(ステップS104でNO)、ステップS106に進む。
【0064】
ここで、第1の閾値の具体的な値は本実施形態を限定するものではないが、例えば、ダンプトラック9の最大積載量の3.0~5.0%程度に設定しておくことができる。例えば、ダンプトラック9の最大積載量が10トンである場合、第1の閾値を0.3トンに設定してもよいし、0.5トンに設定してもよいし、その他の値に設定してもよい。
【0065】
(ステップS105)
ステップS105では、動作制御部14Aは、対象物の積載動作を終了するよう、バックホウ8を制御する。
【0066】
(ステップS106)
ステップS106では、動作制御部14Aは、積載動作を行うよう、バックホウ8を制御する。一例として、本ステップにおいて、動作制御部14Aは、ステップS102において取得した第1の重さ情報と、ステップS103において特定した残積載量とに応じて、可動部820の角度を設定し、設定した角度に基づいて、バックホウ8を制御する。
【0067】
本実施形態では、上述のように動作制御部14Aが、ステップS104~S106の動作を行うことによって、対象物の積載先への積載量を、重さ情報に基づいて調整するようにバックホウ8を制御する。
【0068】
また、ステップS104~S105における処理は、以下のように表現することもできる。すなわち、動作制御部14Aは、ステップS102において取得した第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、バックホウ8よる対象物の積載動作を終了するようバックホウ8よる制御する。
【0069】
ここで、上記所定の閾値の具体的な値は本実施形態を限定するものではないが、例えば、ダンプトラック9の最大積載量の95.0~97.0%程度に設定しておくことができる。例えば、ダンプトラック9の最大積載量が10トンである場合、所定の閾値を9.70トンに設定してもよいし、9.50トンに設定してもよいし、その他の値に設定してもよい。
【0070】
<本例示的実施形態の効果>
上述のように、本実施形態では、動作制御部14Aは、バックホウ8が掘削した対象物の重さに関する重さ情報に基づいて、バックホウ8が備える可動部820の角度を制御する。より具体的には、動作制御部14Aは、バックホウ8が掘削した対象物の重さに関する重さ情報に基づいて、可動部820の角度として、バケット824の角度を制御する。したがって、本実施形態の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0071】
また、上述のように、本実施形態では、動作制御部14Aは、残積載量と重さ情報とに応じて、可動部820の角度を設定し、設定した角度に応じて、可動部820を制御する。したがって、本実施形態の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0072】
また、上述のように、本実施形態では、動作制御部14Aは、第1の重さ情報と残積載量とに応じて、可動部820の角度を設定する。したがって、本実施形態の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0073】
また、上述のように、本実施形態では、動作制御部14Aは、第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、バックホウ8による対象物の積載動作を終了するようバックホウ8を制御する。したがって、本実施形態の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0074】
〔例示的実施形態3〕
本発明の第3の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態1及び2にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0075】
<制御システムの構成>
本実施形態に係る制御システムの構成は、例示的実施形態2にて説明した構成要素と同様の構成を備えているため、ここでは説明を省略する。
【0076】
<制御方法の流れ>
以下では、本実施形態に係る制御システムによる制御方法S1Bの流れについて、図6を参照して説明する。図6は、制御方法S1Bの流れを示すフロー図である。図6に示すように、制御方法S1Bは、ステップS101~S103、及びS201~S205を含む。
【0077】
(ステップS101)~(ステップS103)
ステップS101~ステップS103については、例示的実施形態2にて説明したステップS101~ステップS103と同様であるのでここでは説明を省略する。
【0078】
(ステップS201)
ステップS201において、動作制御部14Aは、ステップS103で特定した残積載量が第2の閾値よりも大きいか否かを判定する。残積載量が第2の閾値よりも大きい場合(ステップS201でYES)、ステップS202に進み、そうでない場合(ステップS201でNO)、ステップS203に進む。
【0079】
ここで、第2の閾値の具体的な値は本実施形態を限定するものではないが、例えば、バケット824が掬い取れる対象物の最大重量に、誤差考慮のための係数を乗算することによって設定しておくことができる。一例として、バケット824が掬い取れる対象物の最大重量が2.5トンであり、誤差考慮のための係数を1.1とすると、第2の閾値を2.75トンに設定しておくことができる。
【0080】
(ステップS202)
ステップS202において、動作制御部14Aは、第1のモードで積載動作を行う。ここで、第1のモードとは、バケット824内の対象物を全てダンプトラック9へ放出するモードである。一例として、動作制御部14Aは、所定の位置でバケット824を開く(傾ける)よう、バックホウ8を制御する。
【0081】
ここで、動作制御部14Aは、ある一か所でバケット824を全開にするようバックホウ8を制御してもよいし、バケット824を開きながらバケット824を移動させて対象物を積載するようバックホウ8を制御してもよい。
【0082】
(ステップS203)
ステップS203において、動作制御部14Aは、ステップS103において特定した残積載量が第3の閾値以下であるか否かを判定する。残積載量が第3の閾値以下である場合(ステップS203でYES)、ステップS204に進み、そうでない場合(ステップS203でNO)、ステップS205に進む。
【0083】
ここで、第3の閾値の具体的な値は本実施形態を限定するものではないが、例えば、ダンプトラック9の最大積載量の3.0~5.0%程度に設定しておくことができる。例えば、ダンプトラック9の最大積載量が10トンである場合、第3の閾値を0.3トンに設定してもよいし、0.5トンに設定してもよいし、その他の値に設定してもよい。
【0084】
なお、ステップS203において、動作制御部14Aは、残積載量に代えて、又は残積載量と共に、バケット824内の対象物の重量を更に参照することによって、ステップS204に進むのかS205に進むのかを決定する構成としてもよい。一例として、動作制御部14Aは、対象のダンプトラック9に積載した対象物の重量を積算しておく構成とし、当該積算した重量が第3の閾値以下である場合にステップS204に進み、そうでない場合にステップS205に進む構成としてもよい。
【0085】
(ステップS204)
ステップS204では、動作制御部14Aは、対象物の積載動作を終了するよう、バックホウ8を制御する。一例として、動作制御部14Aは、バックホウ8の動作を停止させる制御を行う。また、動作制御部14Aは、バックホウ8を制御し、ダンプトラック9に積載された対象物を均す動作をバックホウ8に行わせてもよい。また、動作制御部14Aは、バックホウ8を制御し、掘削場所に残った対象物を均す動作をバックホウ8に行わせてもよい。制御装置10Aは例えば、対象物を積載したダンプトラック9が他の場所に移動し、掘削場所に次のダンプトラック9が到着するまで待機するようバックホウ8を制御してもよい。掘削場所に次のダンプトラック9が到着すると、制御装置10Aは、図6の制御方法S1Bを実行し、バックホウ8を制御してダンプトラック9に対象物を積載する。
【0086】
(ステップS205)
ステップS205において、動作制御部14Aは、第2のモードで積載動作を行う。ここで、第2のモードとは、バケット824内の対象物を少しずつダンプトラック9へ放出するモードである。一例として、動作制御部14Aは、所定の位置でバケット824を所定の角度傾けるよう、バックホウ8を制御する。
【0087】
ここで、動作制御部14Aは、所定の単位時間が経過する毎(2秒毎、3秒毎、等)にバケット824を所定の角度傾ける、またはバケット824の角度を所定の角度分増加させるよう、バックホウ8を制御してもよい。例えば、動作制御部14Aの制御の下、バックホウ8が所定の時間間隔でバケット824を傾ける動作又は傾きを増加させる動作とバケット824の角度を元に戻す動作とを交互に行うことにより、バケット824は揺れながら開き、バケット824内の対象物が少しずつダンプトラック9に放出される構成としてもよい。
【0088】
また、動作制御部14Aは、残積載量に基づいてバケット824の角度又は角度の増加分を調節してもよい。例えば、動作制御部14Aは、残積載量が大きいほど角度又は角度の増加分が大きくなるよう、バックホウ8を制御してもよい。より具体的には、動作制御部14は例えば、残積載量と角度又は角度の増加分とが正の相関を有するよう、バックホウ8を制御してもよい。
【0089】
また、動作制御部14Aは、バケット824内の対象物の重量に基づいてバケット824の角度を調節してもよい。例えば、動作制御部14Aは、バケット824内の対象物の重量が大きいほど角度又は角度の増加分が小さくなるよう、バックホウ8を制御してもよい。より具体的には、動作制御部14Aは例えば、残積載量と角度又は角度の増加分とが負の相関を有するよう、バックホウ8を制御してもよい。
【0090】
また、動作制御部14Aは、重量センサE7の検出値が安定するまで間があくように、待機時間を設けながらバケット824の角度を変更する制御を行ってもよい。換言すると、動作制御部14Aは、バケット824の角度を変更してから所定の単位時間が経過するまで待機する制御を繰り返し行ってもよい。
【0091】
また、動作制御部14Aは、バケット824の開く角度の上限値を設けることによって、バケット824内の対象物が落ちすぎないよう制御する構成としてもよい。
【0092】
また、動作制御部14Aは、三次元センサE6の検出結果から対象物の性質を特定し、特定した性質に応じてバケット824の制御を異ならせてもよい。例えば、対象物の水分量が小さいほど、バケット824の開く角度又は開く角度の増加分が小さくなるよう制御してもよい。
【0093】
<本例示的実施形態の効果>
上述のように、本実施形態では、残積載量等に応じて、積載動作を終了させるか、又は、第1のモード、及び第2のモードの何れかで積載動作を行うのかを決定するので、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。また、上述したように、第2のモードにおいて、対象物の積載の仕方を微調整しながら制御を行うので、積載上限値を考慮した積載動作をより好適に実現することができる。
【0094】
〔例示的実施形態4〕
本発明の第4の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態1~3にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0095】
<制御システムの構成>
本例示的実施形態に係る制御システム1Cの構成について、図7を参照して説明する。図7は、制御システム1Cの構成を示すブロック図である。図7に示すように、制御システム1Cは、実施形態2に係る制御システム1Aが備える制御装置10Aに代えて、制御装置10Cを備えている。また、制御システム1Cは、実施形態2に係る制御システム1Aが備えるセンサE1~E7に加えて、停車したダンプトラック9の直上に配置された三次元センサE8を更に備えている。
【0096】
(三次元センサの構成)
三次元センサE8は、積込対象エリア910を含む空間内のオブジェクトを三次元的に検出するセンサである。以降、三次元センサE8を、単にセンサE8と記載する場合もある。例えば、三次元センサE8は、三次元レーザスキャナによって構成される。この場合、三次元センサE8は、積込対象エリア910を含む空間にレーザ光線を照射することにより当該空間内のオブジェクトの立体形状を計測する。計測データは、例えば、三次元空間の点群データにより表される。各点群データは、3次元座標、色情報、反射率等を含む。ただし、三次元センサE8は、三次元レーザスキャナに限られない。例えば、三次元センサE8は、ステレオカメラによって構成されてもよい。
【0097】
(制御装置の構成)
本例示的実施形態に係る制御装置10Cの詳細な構成について説明する。図7に示すように、制御装置10Cは、制御部(制御手段)110Cと、記憶部(記憶手段)120Aと、通信部(通信手段)130Aとを含む。制御部110Cは、センサ情報取得部(センサ情報取得手段)11Cと、重さ情報取得部(重さ情報取得手段)12Aと、残積載量特定部(残積載量特定手段)13Aと、動作制御部(動作制御手段)14Cとを含む。
【0098】
センサ情報取得部11Cは、センサE1~E7の検出値に加え、三次元センサE8による検出結果を取得する。取得された三次元センサE8による検出結果は、重さ情報取得部12Aと、及び残積載量特定部13Aによって参照される構成としてもよい。
【0099】
動作制御部14Cは、実施形態2又は3において説明した処理を行う際に、三次元センサE8による検出結果を更に参照してもよい。一例として、動作制御部14Cは、三次元センサE8による検出結果を参照して、対象物を放出するバケット824の水平位置及び垂直位置を制御する構成としてもよい。
【0100】
より具体的には、動作制御部14Cは、三次元センサE8による検出結果を参照して、実施形態3において説明した第1のモードにおけるバケット824の高さ、及び第2のモードにおけるバケット824の高さを制御する構成としてもよい。
【0101】
図8は、動作制御部14Cによるバケット824の高さ制御を説明するための図面である。図8に示すように、動作制御部14Cは、三次元センサE8による検出結果を参照し、第1のモードにおいて、ダンプトラック9のベッセルの底面からの高さH1を示す高さ情報を用いて、バケット824を制御する。一方、動作制御部14Cは、三次元センサE8による検出結果を参照し、第2のモードにおいて、ダンプトラック9のベッセルに積載された対象物の上面からの高さH2を示す高さ情報を用いて、バケット824を制御する。このように、動作制御部14Cが第2のモードにおいて、高さH2を示す高さ情報を用いることによって、バケット824がダンプトラック9のベッセルに積載された対象物に触れないようにバケット824を制御することができる。
【0102】
<本例示的実施形態の効果>
上述のように、本実施形態では、第2のモードにおいて、ダンプトラック9のベッセルに積載された対象物の上面からの高さH2を示す高さ情報を用いて、バケット824を制御するので、ダンプトラック9に積載済の対象物にバケット824が触れないようにしつつ、対象物を放出できるので、ダンプトラック9に積載済の対象物の重量測定に悪影響を与えることなく、第2のモードでの積載を好適に行うことができる。
【0103】
〔例示的実施形態4の付記事項〕
なお、上記の説明では、三次元センサE8による検出結果を参照して、第1のモードにおけるバケット824の高さ、及び第2のモードにおけるバケット824の高さを制御する構成について例示したが、本実施形態はこれに限られない。
【0104】
動作制御部14Cは、第1のモードにおいて、ダンプトラック9のベッセル上のバケット824の高さを予め定められた第1の高さに設定し、第2のモードにおいて、ダンプトラック9のベッセル上のバケット824の高さを第1の高さよりも高い予め定められた第2の高さに設定する構成としてもよい。このような構成によってもダンプトラック9に積載済の対象物の重量測定への悪影響を抑制しつつ、第2のモードでの積載を好適に行うことができる。
【0105】
〔例示的実施形態5〕
本発明の第5の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態1~4にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0106】
<制御システムの構成>
本例示的実施形態に係る制御システム1Dの構成について、図9を参照して説明する。図9は、制御システム1Dの構成を示すブロック図である。図9に示すように、制御システム1Dは、実施形態2に係る制御システム1Aが備える制御装置10Aに代えて、制御装置10Dを備えている。また、制御システム1Dは、実施形態2に係る制御システム1Aと比較して、センサE6、E7を備えていない一方で、積み上げられた対象物L0、バックホウ8、及びダンプトラック9をセンサ視野角に含む三次元センサE9を備えている。
【0107】
(三次元センサの構成)
三次元センサE9は、積み上げられた対象物L0、バックホウ8、及び積込対象エリア910を含む空間内のオブジェクトを三次元的に検出するセンサである。以降、三次元センサE9を、単にセンサE9と記載する場合もある。例えば、三次元センサE9は、三次元レーザスキャナによって構成される。この場合、三次元センサE9は、積み上げられた対象物L0、バックホウ8、及び積込対象エリア910を含む空間にレーザ光線を照射することにより当該空間内のオブジェクトの立体形状を計測する。計測データは、例えば、三次元空間の点群データにより表される。各点群データは、3次元座標、色情報、反射率等を含む。ただし、三次元センサE9は、三次元レーザスキャナに限られない。例えば、三次元センサE9は、ステレオカメラによって構成されてもよい。
【0108】
(制御装置の構成)
本例示的実施形態に係る制御装置10Dの詳細な構成について説明する。図9に示すように、制御装置10Dは、制御部(制御手段)110Dと、記憶部(記憶手段)120Aと、通信部(通信手段)130Aとを含む。制御部110Dは、センサ情報取得部(センサ情報取得手段)11Dと、重さ情報取得部(重さ情報取得手段)12Dと、残積載量特定部(残積載量特定手段)13Dと、動作制御部(動作制御手段)14Aとを含む。
【0109】
センサ情報取得部11Dは、センサE1~E5の検出値に加え、三次元センサE9による検出結果を取得する。取得された三次元センサE9による検出結果は、重さ情報取得部12Dと、及び残積載量特定部13Dに供給される。
【0110】
重さ情報取得部12Dは、三次元センサE9による検出結果を参照して、上述の実施形態において説明した第1の重さ情報及び第2の重さ情報を取得する。一例として、重さ情報取得部12Dは、三次元センサE9による検出結果に含まれる、バケット824内の対象物の三次元形状を参照して、第1の重さ情報を算出する。また、重さ情報取得部12Dは、三次元センサE9による検出結果に含まれる、積込対象エリア910内の対象物の三次元形状を参照して、第2の重さ情報を算出する。
【0111】
残積載量特定部13Dは、重さ情報取得部12Dが取得した第2の重さ情報を参照して、上述した実施形態において説明した残積載量を特定する。
【0112】
本実施形態に係る制御システム1Dのその他の構成及び処理は、上述した実施形態に係る制御システムと同様であるので説明を省略する。
【0113】
<本例示的実施形態の効果>
上述のように、本実施形態では、三次元センサE9の検出結果を参照して第1の重さ情報及び第2の重さ情報を特定する。このような構成によっても、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0114】
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置10、10A、10C、10Dの一部又は全部の機能は、集積回路(ICチップ)等のハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0115】
後者の場合、制御装置10、10A、10C、10Dは、例えば、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータによって実現される。このようなコンピュータの一例(以下、コンピュータCと記載する)を図10に示す。コンピュータCは、少なくとも1つのプロセッサC1と、少なくとも1つのメモリC2と、を備えている。メモリC2には、コンピュータCを制御装置10、10A、10C、10Dとして動作させるためのプログラムPが記録されている。コンピュータCにおいて、プロセッサC1は、プログラムPをメモリC2から読み取って実行することにより、制御装置10、10A、10C、10Dの各機能が実現される。
【0116】
プロセッサC1としては、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、MPU(Micro Processing Unit)、FPU(Floating point number Processing Unit)、PPU(Physics Processing Unit)、マイクロコントローラ、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。メモリC2としては、例えば、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。
【0117】
なお、コンピュータCは、プログラムPを実行時に展開したり、各種データを一時的に記憶したりするためのRAM(Random Access Memory)を更に備えていてもよい。また、コンピュータCは、他の装置との間でデータを送受信するための通信インタフェースを更に備えていてもよい。また、コンピュータCは、キーボードやマウス、ディスプレイやプリンタなどの入出力機器を接続するための入出力インタフェースを更に備えていてもよい。
【0118】
また、プログラムPは、コンピュータCが読み取り可能な、一時的でない有形の記録媒体Mに記録することができる。このような記録媒体Mとしては、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、又はプログラマブルな論理回路などを用いることができる。コンピュータCは、このような記録媒体Mを介してプログラムPを取得することができる。また、プログラムPは、伝送媒体を介して伝送することができる。このような伝送媒体としては、例えば、通信ネットワーク、又は放送波などを用いることができる。コンピュータCは、このような伝送媒体を介してプログラムPを取得することもできる。
【0119】
〔付記事項1〕
上述の各例示的実施形態において、制御装置10、10A、10C、10D(以下、「制御装置10等」という)が複数のバックホウ8を制御する場合、複数のバックホウ8を同じモードで制御してもよく、また、複数のバックホウ8を異なるモードで制御してもよい。一例として、制御装置10等は、積み上げられた対象物L0の位置、複数のバックホウ8の各々の位置、ダンプトラック9の位置、及びダンプトラック9に積載済の対象物の重量等を参照して、前記複数のバックホウ8のうち第1のバックホウを上述の第1のモードで制御し、第2のバックホウを上述の第2のモードで制御してもよい。
【0120】
〔付記事項2〕
上述の各例示的実施形態において、制御装置10等は例えば、積載先に対象物を積載する際の作業機械の動作を制御するとともに、対象物を掬い取る際の作業機械の動作を制御してもよい。この場合、一例として、制御装置10等が、第2のモードにおいてバックホウ8が掬い取る対象物の量が第1のモードの場合よりも少なくなるよう、バックホウ8を制御してもよい。
【0121】
〔付記事項3〕
上述の各例示的実施形態において、バックホウ8等の作業機械が制御装置10等を備えていてもよい。換言すると、バックホウ8等の作業機械と制御装置10等が一体の装置として構成されていてもよい。
【0122】
〔付記事項4〕
本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述した実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【0123】
〔付記事項5〕
上述の各例示的実施形態において、制御装置10等が備える各部は、複数の装置により分担されて実装され、複数の装置が通信することで上述の各例示的実施形態に係る制御装置10等の機能が実現されてもよい。この場合、複数の装置の一部または全部は、クラウド上に設けられていてもよい。
【0124】
〔付記事項6〕
上述した実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載され得る。ただし、本発明は、以下の記載する態様に限定されるものではない。
【0125】
(付記1)
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段と、
を備えている制御装置。
【0126】
上記の構成によれば、制御装置は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得し、対象物の積載先への積載量を、重さ情報に基づいて調整するように作業機械の動作を制御する。したがって、上記の構成によれば、作業機械による、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0127】
(付記2)
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記作業機械が備える可動部であって前記対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する、
付記1に記載の制御装置。
【0128】
上記の構成によれば、制御装置は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報に基づいて、対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する。したがって、上記の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0129】
(付記3)
前記可動部は、アームと当該アームの先端に取り付けられたバケットとを含み、
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記バケットの角度を制御する、
付記2に記載の制御装置。
【0130】
上記の構成によれば、制御装置は、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報に基づいて、アームの先端に取り付けられたバケットの角度を制御する。したがって、上記の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0131】
(付記4)
前記積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定する残積載量特定手段を更に備え、
前記動作制御手段は、前記残積載量と前記重さ情報とに応じて、前記可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、前記可動部を制御する、
付記2又は3に記載の制御装置。
【0132】
上記の構成によれば、制御装置は、残積載量と重さ情報とに応じて、可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、可動部を制御する。したがって、上記の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0133】
(付記5)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第1の重さ情報と前記残積載量とに応じて、前記可動部の角度を設定する、
付記4に記載の制御装置。
【0134】
上記の構成によれば、制御装置は、第1の重さ情報と残積載量とに応じて、可動部の角度を設定する。したがって、本実施形態の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0135】
(付記6)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、前記作業機械による前記対象物の積載動作を終了するよう前記作業機械を制御する、
付記1から5の何れか1つに記載の制御装置。
【0136】
上記の構成によれば、制御装置は、第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、作業機械による対象物の積載動作を終了するよう作業機械を制御する。したがって、本実施形態の構成によれば、積載上限値を考慮した積載動作を好適に実現することができる。
【0137】
(付記7)
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得するセンサと、
前記センサから、前記対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段と、
を含む制御システム。
【0138】
上記の構成により、付記1と同様の効果を奏する。
【0139】
(付記8)
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記作業機械が備える可動部であって前記対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する、
付記7に記載の制御システム。
【0140】
上記の構成により、付記2と同様の効果を奏する。
【0141】
(付記9)
前記可動部は、アームと当該アームの先端に取り付けられたバケットとを含み、
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記バケットの角度を制御する、
付記8に記載の制御システム。
【0142】
上記の構成により、付記3と同様の効果を奏する。
【0143】
(付記10)
前記積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定する特定手段を更に備え、
前記動作制御手段は、前記残積載量と前記重さ情報とに応じて、前記可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、前記可動部を制御する、
付記8又は9に記載の制御システム。
【0144】
上記の構成により、付記4と同様の効果を奏する。
【0145】
(付記11)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第1の重さ情報と前記残積載量とに応じて、前記可動部の角度を設定する、
付記10に記載の制御システム。
【0146】
上記の構成により、付記5と同様の効果を奏する。
【0147】
(付記12)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、前記作業機械による前記対象物の積載動作を終了するよう前記作業機械を制御する、
付記7から11の何れか1つに記載の制御システム。
【0148】
上記の構成により、付記6と同様の効果を奏する。
【0149】
(付記13)
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得すること、および、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御すること、
を含む、制御方法。
【0150】
上記の構成により、付記1と同様の効果を奏する。
【0151】
(付記14)
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記重さ情報に基づいて、前記作業機械が備える可動部であって前記対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する、
付記13に記載の制御方法。
【0152】
上記の構成により、付記2と同様の効果を奏する。
【0153】
(付記15)
前記可動部は、アームと当該アームの先端に取り付けられたバケットとを含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記重さ情報に基づいて、前記バケットの角度を制御する、
付記14に記載の制御方法。
【0154】
上記の構成により、付記3と同様の効果を奏する。
【0155】
(付記16)
前記積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定すること、を更に含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記残積載量と前記重さ情報とに応じて、前記可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、前記可動部を制御する、
付記14又は15に記載の制御方法。
【0156】
上記の構成により、付記4と同様の効果を奏する。
【0157】
(付記17)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記第1の重さ情報と前記残積載量とに応じて、前記可動部の角度を設定する、
付記16に記載の制御方法。
【0158】
上記の構成により、付記5と同様の効果を奏する。
【0159】
(付記18)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を含み、
前記積載量を前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御するために、前記第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、前記作業機械による前記対象物の積載動作を終了するよう前記作業機械を制御する、
付記13から17の何れか1つに記載の制御方法。
【0160】
上記の構成により、付記6と同様の効果を奏する。
【0161】
(付記19)
コンピュータを、可動部を有する作業機械を制御する制御装置として機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段と、
として機能させるプログラム。
【0162】
上記の構成により、付記1と同様の効果を奏する。
【0163】
(付記20)
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記作業機械が備える可動部であって前記対象物を前記積載先へ積載するための可動部の角度を制御する、
付記19に記載のプログラム。
【0164】
上記の構成により、付記2と同様の効果を奏する。
【0165】
(付記21)
前記可動部は、アームと当該アームの先端に取り付けられたバケットとを含み、
前記動作制御手段は、前記重さ情報に基づいて、前記バケットの角度を制御する、
付記20に記載のプログラム。
【0166】
上記の構成により、付記3と同様の効果を奏する。
【0167】
(付記22)
前記積載先における積載量の上限値と積載済の積載量との差である残積載量を特定する残積載量特定手段を更に備え、
前記動作制御手段は、前記残積載量と前記重さ情報とに応じて、前記可動部の角度を設定し、設定した角度に応じて、前記可動部を制御する、
付記19又は20に記載のプログラム。
【0168】
上記の構成により、付記4と同様の効果を奏する。
【0169】
(付記23)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が未完了の対象物の重さに関する情報である第1の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第1の重さ情報と前記残積載量とに応じて、前記可動部の角度を設定する、
付記22に記載のプログラム。
【0170】
上記の構成により、付記5と同様の効果を奏する。
【0171】
(付記24)
前記重さ情報は、前記作業機械が掘削した対象物のうち、前記積載先への積載が完了済の対象物の重さに関する情報である第2の重さ情報を含み、
前記動作制御手段は、前記第2の重さ情報が示す重さが、所定の閾値以上になった場合に、前記作業機械による前記対象物の積載動作を終了するよう前記作業機械を制御する、
付記19から23の何れか1つに記載のプログラム。
【0172】
上記の構成により、付記6と同様の効果を奏する。
【0173】
(付記25)
コンピュータを、可動部を有する作業機械を制御する制御装置として機能させるプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、前記コンピュータを、
作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得手段と、
前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御手段と、
として機能させるプログラムを記憶した記憶媒体。
【0174】
上記の構成により、付記1と同様の効果を奏する。
【0175】
(付記26)
少なくとも1つのプロセッサを備え、前記プロセッサは、作業機械が掘削した対象物の重さに関する重さ情報を取得する取得処理と、前記対象物の積載先への積載量を、前記重さ情報に基づいて調整するように前記作業機械の動作を制御する動作制御処理と、を実行する制御装置。
【0176】
なお、この制御装置は、更にメモリを備えていてもよく、このメモリには、前記取得処理と、前記動作制御処理とを前記プロセッサに実行させるためのプログラムが記憶されていてもよい。また、このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な一時的でない有形の記録媒体に記録されていてもよい。
【符号の説明】
【0177】
1、1A 制御システム
10、10A、10C、10D 制御装置
11 取得部
11A、11C、11D センサ情報取得部
12 動作制御部
12A、11D 重さ情報取得部
13A、13D 残積載量特定部
14A動作制御部
110A、110C、110D 制御部
120A 記憶部
130A 通信部
820 可動部
824 バケット
E、E1、E2、E3、E4、E5 センサ
E7 重量センサ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10