特開 2022-97268 複数の作業機械を制御するためのシステム及び方法

(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】P2022097268

(43)【公開日】2022-06-30

(54)【発明の名称】複数の作業機械を制御するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20220623BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20220623BHJP

   G05D 1/02 20200101ALI20220623BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 Q

E02F9/26 B

G05D1/02 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020210749

(22)【出願日】2020-12-18

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】門野 裕一

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

5H301

【Ｆターム（参考）】

2D003AA02

2D003AB04

2D003AC02

2D003BA03

2D003BA04

2D003BB09

2D003CA02

2D003CA10

2D003DA04

2D003DB04

2D003DB05

2D003FA02

2D015HA03

2D015HB04

2D015HB05

5H301AA03

5H301BB03

5H301CC03

5H301CC06

5H301DD01

5H301DD06

5H301DD07

5H301DD15

5H301KK02

5H301KK08

(57)【要約】

【課題】複数の作業機械による効率的な掘削を実現する。
【解決手段】コントローラは、作業エリアの位置を示すエリアデータを取得する。コントローラは、第１作業機械による掘削のための第１作業パスを決定する。第１作業パスは、作業エリアにおいて作業方向に延びている。コントローラは、第２作業機械による掘削のための第２作業パスを決定する。第２作業パスは、作業エリアにおいて作業方向に延びている。第２作業パスは、作業方向に交差する横方向に第１作業パスから間隔をおいて配置される。コントローラは、上記の間隔が狭まるように、次の第１作業パスと次の第２作業パスとを決定する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１作業機械と第２作業機械とを含む複数の作業機械を制御するためのシステムであって、
前記複数の作業機械と無線により通信を行う通信装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
作業エリアの位置を示すエリアデータを取得し、
前記第１作業機械による掘削のための第１作業パスを決定し、前記第１作業パスは、前記作業エリアにおいて所定の作業方向に延びており、
前記第２作業機械による掘削のための第２作業パスを決定し、前記第２作業パスは、前記作業エリアにおいて前記作業方向に延びており、前記作業方向に交差する横方向に前記第１作業パスから間隔をおいて配置され、
前記間隔が狭まるように、次の前記第１作業パスと次の前記第２作業パスとを決定する、
システム。

【請求項2】

前記エリアデータは、前記横方向における前記作業エリアの第１端の位置を含み、
前記コントローラは、前記作業エリアにおいて、前記第１端から前記第１作業パスを決定する、
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記エリアデータは、前記作業エリアにおいて前記横方向において前記第１端の反対に位置する第２端の位置を含み、
前記コントローラは、前記作業エリアにおいて、前記第２端から前記第２作業パスを決定する、
請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記コントローラは、
前記間隔が所定の閾値以下であるかを判定し、
前記間隔が所定の閾値以下であると判定したときには、前記第１作業機械を前記第２作業機械から離れる方向に移動させる、
請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１作業機械は、ブレードを含み、
前記コントローラは、
前回の前記第１作業パスと次の前記第１作業パスとの間に掘削壁が形成されるように、前記第１作業パスを決定し、
前記間隔が所定の閾値以下であると判定したときには、前記掘削壁を掘削するように、前記第１作業機械を移動させる、
請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記コントローラは、
前記第１作業機械と前記第２作業機械との間の前記横方向における距離が所定の閾値以下であるかを判定し、
前記距離が所定の閾値以下であると判定したときには、前記第１作業機械を前記第２作業機械から離れる方向に移動させる、
請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１作業機械は、ブレードを含み、
前記コントローラは、
前回の前記第１作業パスと次の前記第１作業パスとの間に掘削壁が形成されるように、前記第１作業パスを決定し、
前記距離が所定の閾値以下であると判定したときには、前記掘削壁を掘削するように、前記第１作業機械を移動させる、
請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

第１作業機械と第２作業機械とを含む複数の作業機械を制御するための方法であって、
作業エリアの位置を示すエリアデータを取得し、
前記第１作業機械による掘削のための第１作業パスを決定し、前記第１作業パスは、前記作業エリアにおいて所定の作業方向に延びており、
前記第２作業機械による掘削のための第２作業パスを決定し、前記第２作業パスは、前記作業エリアにおいて前記作業方向に延びており、前記作業方向に交差する横方向に前記第１作業パスから間隔をおいて配置され、
前記間隔が狭まるように、次の前記第１作業パスと次の前記第２作業パスとを決定する、
方法。

【請求項9】

前記エリアデータは、前記横方向における前記作業エリアの第１端の位置を含み、
前記作業エリアにおいて、前記第１端から前記第１作業パスを決定することをさらに備える、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記エリアデータは、前記作業エリアにおいて前記横方向において前記第１端の反対に位置する第２端の位置を含み、
前記作業エリアにおいて、前記第２端から前記第２作業パスを決定する、
請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記間隔が所定の閾値以下であるかを判定し、
前記間隔が所定の閾値以下であると判定したときには、前記第１作業機械を前記第２作業機械から離れる方向に移動させる、
請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記第１作業機械は、ブレードを含み、
前回の前記第１作業パスと次の前記第１作業パスとの間に掘削壁が形成されるように、前記第１作業パスを決定し、
前記間隔が所定の閾値以下であると判定したときには、前記掘削壁を掘削するように、前記第１作業機械を移動させる、
請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１作業機械と前記第２作業機械との間の前記横方向における距離が所定の閾値以下であるかを判定し、
前記距離が所定の閾値以下であると判定したときには、前記第１作業機械を前記第２作業機械から離れる方向に移動させる、
請求項８に記載の方法。

【請求項14】

前記第１作業機械は、ブレードを含み、
前回の前記第１作業パスと次の前記第１作業パスとの間に掘削壁が形成されるように、前記第１作業パスを決定し、
前記距離が所定の閾値以下であると判定したときには、前記掘削壁を掘削するように、前記第１作業機械を移動させる、
請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の作業機械を制御するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

作業機械を自動的に制御する技術が、従来、知られている。例えば、特許文献１では、コントローラは、１台の作業機械に、１つの作業エリアを割り当てる。コントローラは、作業エリアにおいて、作業機械の掘削のための複数の作業パスを決定する。複数の作業パスは、それぞれ所定の作業方向に延びており、横方向に並んでいる。作業機械は、割り当てられた作業エリアにおいて、複数の作業パスを往復しながら、掘削を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６６３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の技術では、１つの作業エリアでは１台の作業機械のみが掘削を行っている。しかし、１つの作業エリアにおいて効率よく掘削を行うために、複数台の作業機械で掘削を行うことが考えられる。その場合、より効率的な掘削を実現するためは、各作業機械に対して適切な作業パスを設定することが好ましい。本開示の目的は、複数の作業機械による効率的な掘削を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係るシステムは、複数の作業機械を制御するためのシステムである。複数の作業機械は、第１作業機械と第２作業機械とを含む。本態様に係るシステムは、通信装置とコントローラとを備える。通信装置は、複数の作業機械と無線により通信を行う。コントローラは、以下の処理を実行するようにプラグラムされている。コントローラは、作業エリアの位置を示すエリアデータを取得する。コントローラは、第１作業機械による掘削のための第１作業パスを決定する。第１作業パスは、作業エリアにおいて作業方向に延びている。コントローラは、第２作業機械による掘削のための第２作業パスを決定する。第２作業パスは、作業エリアにおいて作業方向に延びている。第２作業パスは、作業方向に交差する横方向に第１作業パスから間隔をおいて配置される。コントローラは、上記の間隔が狭まるように、次の第１作業パスと次の第２作業パスとを決定する。

【0006】

本開示の他の態様に係る方法は、複数の作業機械を制御するための方法である。複数の作業機械は、第１作業機械と第２作業機械とを含む。本態様に係る方法は、作業エリアの位置を示すエリアデータを取得することと、第１作業機械による掘削のための第１作業パスを決定することと、第２作業機械による掘削のための第２作業パスを決定することを備える。第１作業パスは、作業エリアにおいて作業方向に延びている。第２作業パスは、作業エリアにおいて作業方向に延びている。第２作業パスは、作業方向に交差する横方向に第１作業パスから間隔をおいて配置される。本態様に係る方法は、上記の間隔が狭まるように、次の第１作業パスと次の第２作業パスとを決定することをさらに備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、第１作業機械の掘削のための第１作業パスが決定され、第２作業機械の掘削のための第２作業パスが、第１作業パスから間隔をおいて決定される。そして、その間隔が狭まるように、次の第１作業パスと第２作業パスとが決定される。従って、第１作業機械による第１作業パスの掘削と第２作業エリアによる第２作業パスの掘削が繰り返されることで、作業エリアにおいて、第１作業機械と第２作業エリアの間に位置する掘削されていない範囲が徐々に狭まる。それにより、作業エリアを掘削するための第１作業機械と第２作業機械の移動距離が低減される。その結果、複数の作業機による効率的な掘削が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る作業機械の制御システムを示す模式図である。

【図2】作業機械の側面図である。

【図3】作業機械の構成を示す模式図である。

【図4】自動制御の処理を示すフローチャートである。

【図5】現況地形の一例を示す側面図である。

【図6】作業エリアと作業パスとの一例を示すワークサイトの上面図である。

【図7】第１作業機械と第２作業機械とによる掘削作業を示すワークサイトの上面図である。

【図8】第１作業機械と第２作業機械とによる掘削作業を示すワークサイトの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態に係る作業機械の制御システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る作業機械の制御システム１００を示す模式図である。図１に示すように、制御システム１００は、複数の作業機械１ａ，１ｂと、リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とを含む。制御システム１００は、採掘場などのワークサイトに配置された作業機械１ａ，１ｂを制御する。複数の作業機械１ａ，１ｂは、第１作業機械１ａと、第２作業機械１ｂとを含む。本実施形態に係る作業機械１ａ，１ｂは、ブルドーザである。

【0010】

リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とは、作業機械１ａ，１ｂの外部に配置される。リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とは、例えば、作業機械１ａ，１ｂの外部の管理センタに配置されてもよい。リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂを遠隔操作する。リモートコントローラ２によって遠隔操作される作業機械の数は、２台に限らず、２台より多くてもよい。

【0011】

図２は、第１作業機械１ａの側面図である。図３は、第１作業機械１ａの構成を示すブロック図である。以下、第１作業機械１ａについて説明するが、第２作業機械１ｂの構成は、第１作業機械１ａと同様である。図２に示すように、第１作業機械１ａは、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを含む。車体１１は、エンジン室１５を含む。走行装置１２は、車体１１に取り付けられている。走行装置１２は、左右の履帯１６を有している。なお、図２では、左側の履帯１６のみが図示されている。履帯１６が回転することによって、第１作業機械１ａが走行する。

【0012】

作業機１３は、車体１１に取り付けられている。作業機１３は、リフトフレーム１７と、ブレード１８と、リフトシリンダ１９とを含む。リフトフレーム１７は、上下に動作可能に車体１１に取り付けられている。リフトフレーム１７は、ブレード１８を支持している。ブレード１８は、リフトフレーム１７の動作に伴って上下に移動する。リフトフレーム１７は、走行装置１２に取り付けられてもよい。リフトシリンダ１９は、車体１１とリフトフレーム１７とに連結されている。リフトシリンダ１９が伸縮することによって、リフトフレーム１７は、上下に動作する。

【0013】

図３に示すように、第１作業機械１ａは、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４と、制御弁２７とを含む。油圧ポンプ２３は、エンジン２２によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２３から吐出された作動油は、リフトシリンダ１９に供給される。なお、図３では、１つの油圧ポンプが図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。

【0014】

動力伝達装置２４は、エンジン２２の駆動力を走行装置１２に伝達する。動力伝達装置２４は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）であってもよい。或いは、動力伝達装置２４は、トルクコンバーター、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。或いは、動力伝達装置２４は、他の種類のトランスミッションであってもよい。

【0015】

制御弁２７は、リフトシリンダ１９などの油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２３との間に配置される。制御弁２７は、油圧ポンプ２３から、リフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。制御弁２７は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁２７は、電磁比例制御弁であってもよい。

【0016】

第１作業機械１ａは、機械コントローラ２６ａと機械通信装置２８とを備える。機械コントローラ２６ａは、走行装置１２、或いは動力伝達装置２４を制御することで、第１作業機械１ａを走行させる。機械コントローラ２６ａは、制御弁２７を制御することで、ブレード１８を上下に移動させる。

【0017】

機械コントローラ２６ａは、取得したデータに基づいて第１作業機械１ａを制御するようにプログラムされている。機械コントローラ２６ａは、プロセッサ３１ａと記憶装置３２ａとを含む。プロセッサ３１ａは、例えばCPU（central processing unit）である。或いは、プロセッサ３１ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ３１ａは、プログラムに従って、第１作業機械１ａを制御するための処理を実行する。

【0018】

記憶装置３２ａは、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置３２ａは、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置３２ａは、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置３２ａは、第１作業機械１ａを制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

【0019】

機械通信装置２８は、外部通信装置６と無線により通信する。例えば、機械通信装置２８は、Wi-Fi（登録商標）などの無線LAN、3G、4G、或いは5Gなどの移動体通信、或いは他のタイプの無線通信システムにより、外部通信装置６と通信する。

【0020】

第１作業機械１ａは、位置センサ３３を含む。位置センサ３３は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)レシーバを含んでもよい。或いは、位置センサ３３は、他の測位システムのレシーバを含んでもよい。位置センサ３３は、LIDAR（Light Detection and Ranging）スキャナなどの測距センサ、或いはステレオカメラなどのイメージセンサを含んでもよい。位置センサ３３は、位置データを機械コントローラ２６ａに出力する。位置データは、第１作業機械１ａの位置を示す。

【0021】

図１に示すように、第２作業機械１ｂは、機械コントローラ２６ｂを備えている。第２作業機械１ｂは、第１作業機械１ａと同様の構成を有している。

【0022】

外部通信装置６は、機械通信装置２８と無線により通信する。外部通信装置６は、リモートコントローラ２からの指令信号を、機械通信装置２８に送信する。機械コントローラ２６ａは、機械通信装置２８を介して、指令信号を受信する。外部通信装置６は、機械通信装置２８を介して、第１作業機械１ａの位置データを受信する。同様に、外部通信装置６は、第２作業機械１ｂの位置データを受信する。

【0023】

入力装置３は、オペレータによって操作可能な装置である。入力装置３は、オペレータからの入力指令を受け、入力指令に対応する操作信号を、リモートコントローラ２に出力する。入力装置３は、オペレータによる操作に応じた操作信号を出力する。入力装置３は、リモートコントローラ２に操作信号を出力する。入力装置３は、マウス、或いはトラックボールなどのポインティングデバイスを含んでもよい。入力装置３は、キーボードを含んでもよい。

【0024】

ディスプレイ４は、例えばCRT，LCD，或いはOELD等のモニタを含む。ディスプレイ４は、リモートコントローラ２からの画像信号を受信する。ディスプレイ４は、画像信号に応じた画像を表示する。ディスプレイ４は、入力装置３と一体であってもよい。例えば、入力装置３とディスプレイ４とは、タッチスクリーンを含んでもよい。

【0025】

操作装置５は、オペレータによって操作可能である。操作装置５は、例えば、ペダル、レバー、或いはスイッチを含む。操作装置５は、複数の作業機械１ａ，１ｂを個別に遠隔操作可能である。操作装置５は、複数の作業機械１ａ，１ｂのうちの一部を特定して遠隔操作可能であってもよい。作業機械１ａ，１ｂは、自動モードと手動モードとに切り替え可能である。

【0026】

自動モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、オペレータによる操作無しで、自動で動作する。自動モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、後述するリモートコントローラ２からの指令に従って、動作する。或いは、自動モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、自立的に自動で動作する。その場合、作業機械１ａ，１ｂは、各作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラの判断に従って、動作する。

【0027】

手動モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、操作装置５からの操作信号に応じて、動作する。操作装置５は、オペレータによる操作を受け付け、当該操作に応じた操作信号を出力する。操作信号は、外部通信装置６を介して、複数の作業機械１ａ，１ｂに送信される。

【0028】

リモートコントローラ２は、遠隔から作業機械１ａ，１ｂを制御する。リモートコントローラ２は、入力装置３から操作信号を受信する。リモートコントローラ２は、ディスプレイ４に画像信号を出力する。リモートコントローラ２は、プロセッサ２ａと記憶装置２ｂとを含む。プロセッサ２ａは、例えばCPU（Central Processing Unit）である。或いは、プロセッサ２ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ２ａは、プログラムに従って、作業機械１ａ，１ｂを制御するための処理を実行する。なお、以下の説明において、リモートコントローラ２が実行する処理に関する記載は、プロセッサ２ａが実行する処理と解釈されてもよい。

【0029】

記憶装置２ｂは、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置２ｂは、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置２ｂは、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置２ｂは、作業機械１ａ，１ｂを制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

【0030】

次に、制御システム１００によって実行される作業機械１ａ，１ｂの自動制御について説明する。図４は、リモートコントローラ２によって行われる処理を示すフローチャートである。

【0031】

図４に示すように、ステップＳ１０１では、リモートコントローラ２は、現況地形データを取得する。現況地形データは、ワークサイトの現況地形を示す。図５は、現況地形８０の一例を示す側面図である。現況地形データは、現況地形８０上の複数地点の座標及び高度を含む。リモートコントローラ２は、外部のコンピュータ、測量装置、或いは記録媒体から、現況地形データを取得する。作業機械１ａ，１ｂは、自動制御により、現況地形８０が最終目標地形８１に沿う形状となるように、現況地形８０の掘削を行う。

【0032】

ステップＳ１０２では、リモートコントローラ２は、エリアデータを取得する。エリアデータは、作業エリア４０の位置を示す。図６は、作業エリア４０の一例を示すワークサイトの上面図である。エリアデータは、作業エリア４０の始端４１と終端４２とを含む。作業機械１ａ，１ｂは、始端４１から終端４２へ向かって移動しながら掘削を行う。以下の説明では、始端４１から終端４２へ向かう方向を作業方向Ｘ１と呼ぶ。エリアデータは、作業エリア４０の第１端４３と第２端４４とを含む。第２端４４は、横方向において第１端４３の反対に位置する。横方向は、作業方向Ｘ１に交差する方向である。リモートコントローラ２は、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、作業エリア４０を決定してもよい。或いは、リモートコントローラ２は、作業機機械の台数と性能とから、自動的に複数の作業エリア４０を決定し、それらのうちの１つを作業エリア４０として決定してもよい。

【0033】

ステップＳ１０３では、リモートコントローラ２は、作業エリア４０に作業機械を割り当てる。リモートコントローラ２は、１つの作業エリア４０に２台１組の作業機械を割り当てる。リモートコントローラ２は、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、作業エリア４０に割り当てられる２台の作業機械を決定してもよい。或いは、リモートコントローラ２は、作業エリア４０に割り当てられる２台の作業機械を自動的に決定してもよい。リモートコントローラ２は、複数の作業エリア４０のそれぞれに２台の作業機械が割り当てられるように決定してもよい。以下の説明では、リモートコントローラ２は、１つの作業エリア４０に第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとを割り当てる。

【0034】

ステップＳ１０４では、リモートコントローラ２は、作業データを取得する。作業データは、スロットの幅と掘削壁の幅とを含む。スロットの幅と掘削壁の幅とは、ブレード１８の幅に従って決定される。スロットの幅は、ブレード１８の幅と概ね同じである。掘削壁の幅は、ブレード１８の幅よりも小さい。リモートコントローラ２は、記憶装置２ｂから作業データを取得する。或いは、リモートコントローラ２は、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、作業データを取得してもよい。

【0035】

ステップＳ１０５では、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａによる掘削のための第１作業パスＡ１を決定する。図６に示すように、第１作業パスＡ１は、作業エリア４０において作業方向Ｘ１に延びている。第１作業パスＡ１は、始端４１から終端４２まで延びている。リモートコントローラ２は、第１端４３から第１作業パスＡ１を決定する。また、リモートコントローラ２は、第２作業機械１ｂによる掘削のための第２作業パスＢ１を決定する。第２作業パスＢ１は、作業エリア４０において作業方向Ｘ１に延びている。第２作業パスＢ１は、始端４１から終端４２まで延びている。第２作業パスＢ１は、横方向に第１作業パスＡ１から間隔をおいて配置される。リモートコントローラ２は、第２端４４から第２作業パスＢ１を決定する。

【0036】

リモートコントローラ２は、第１作業パスと第２作業パスとの間隔が狭まるように、次の第１作業パスＡ２と次の第２作業パスＢ２とを決定する。リモートコントローラ２は、第１端４３から第２端４４へ向かって、次の第１作業パスＡ２を決定する。リモートコントローラ２は、前回の第１作業パスＡ１から横方向に掘削壁の幅Ｗ１だけ離して、次の第１作業パスＡ１の位置を決定する。リモートコントローラ２は、第２端４４から第１端４３へ向かって、次の第２作業パスＢ２を決定する。リモートコントローラ２は、前回の第２作業パスＢ１から横方向に掘削壁の幅Ｗ１だけ離して、次の第２作業パスＢ２の位置を決定する。

【0037】

ステップＳ１０６では、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとによる掘削作業を実行する。リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａの機械コントローラ２６ａと、第２作業機械１ｂの機械コントローラ２６ｂとに掘削の指令信号を送信する。第１作業機械１ａの機械コントローラ２６ａは、指令信号に従い第１作業機械１ａを制御する。第２作業機械１ｂの機械コントローラ２６ｂは、指令信号に従い第２作業機械１ｂを制御する。それにより、第１作業機械１ａは、第１作業パスＡ１に沿って移動しながら、始端４１から終端４２まで現況地形を掘削する。例えば、図５に示すように、第１作業機械１ａは、第１作業パスＡ１に沿って前進しながら、現況地形８０よりも下方に位置する目標設計地形８２に従ってブレード１８を動作させる。それにより、現況地形８０が掘削されて、図７に示すように、第１作業パスＡ１に沿うスロットＳＡ１が形成される。第２作業機械１ｂは、第２作業パスＢ１に沿って移動しながら、始端４１から終端４２まで現況地形８０を掘削する。それにより、現況地形８０が掘削されて、第２作業パスＢ１に沿うスロットＳＢ１が形成される。作業エリア４０における最初の工程では、リモートコントローラ２は、第１端４３から、第１作業パスＡ１に沿う第１作業機械１ａによる掘削を開始させる。また、リモートコントローラ２は、第２端４４から、第２作業パスＢ１に沿う第１作業機械１ａによる掘削を開始させる。

【0038】

初めの第１作業パスＡ１での掘削が終了すると、第１作業機械１ａは、後進して次の第１作業パスＡ２の始端４１まで移動する。そして、第１作業機械１ａは、次の第１作業パスＡ２に沿って前進しながら掘削を行う。それにより、第１作業パスＡ２に沿うスロットＳＡ２が形成される。また、スロットＳＡ１とスロットＳＡ２との間に掘削壁ＷＡ１が形成される。初めの第２作業パスＢ１での掘削が終了すると、第２作業機械１ｂは、後進して次の第２作業パスＢ２の始端４１まで移動する。そして、第２作業機械１ｂは、次の第２作業パスＢ２に沿って前進しながら掘削を行う。それにより、第２作業パスＢ２に沿うスロットＳＢ２が形成される。また、スロットＳＢ１とスロットＳＢ２との間に掘削壁ＷＢ１が形成される。

【0039】

ステップＳ１０７では、リモートコントローラ２は、第１作業パスＡ１－Ａ３と第２作業パスＢ１－Ｂ３との間隔Ｌ１を取得する。間隔Ｌ１は、第１作業パスＡ１－Ａ３と第２作業パスＢ１－Ｂ３との間の横方向における距離を意味する。リモートコントローラ２は、第１作業パスＡ１－Ａ３のうち現在掘削中の第１作業パスと、第２作業パスＢ１－Ｂ３のうち現在掘削中の第２作業パスとの間の間隔Ｌ１を取得する。ステップＳ１０８では、リモートコントローラ２は、間隔Ｌ１が閾値Ｔｈ１以下であるかを判定する。所定間隔Ｌ１は、例えば１つのスロットの幅と２つの掘削壁の幅の和から決定されてもよい。或いは、所定間隔Ｌ１は、２つのスロットの幅と３つの掘削壁の幅の和から決定されてもよい。間隔Ｌ１が閾値Ｔｈ１より大きいときには、リモートコントローラ２は、間隔Ｌ１が狭まるように、さらに次の第１作業パスＡ３と第２作業パスＢ３とを決定し、第１作業パスＡ３に沿う掘削と第２作業パスＢ３に沿う掘削を行う。それにより、スロットＳＡ３，ＳＢ３と掘削壁ＷＡ２，ＷＢ２とが形成される。リモートコントローラ２は、間隔Ｌ１が閾値Ｔｈ１以下になるまで、第１作業パスと第２作業パスとの決定を繰り返す。

【0040】

間隔Ｌ１が閾値Ｔｈ１以下になると、処理はステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａを離脱させる。すなわち、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａを第２作業機械１ｂから離れる方向に移動させる。図７に示すように、リモートコントローラ２は、第３作業パスＣ１を決定する。第３作業パスＣ１は、第１作業パスＡ１と同様に、作業エリア４０において作業方向Ｘ１に延びている。第３作業パスＣ１は、始端４１から終端４２まで延びている。第３作業パスＣ１は、第１作業機械１ａによって、掘削壁ＷＡ２を掘削するように設けられる。リモートコントローラ２は、第１端４３へ向かって順に第３作業パスＣ１，Ｃ２を決定する。第１作業機械１ａは、第３作業パスＣ１，Ｃ２に沿って移動しながら、掘削壁ＷＡ２と掘削壁ＷＡ１とを順に掘削する。

【0041】

なお、リモートコントローラ２は、第２作業機械１ｂを離脱させてもよい。第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとのどちらを離脱させるかを、リモートコントローラ２が判定してもよい。或いは、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとのどちらを離脱させるかが決定されてもよい。

【0042】

ステップＳ１１０では、リモートコントローラ２は、最後の作業パスの掘削が完了したかを判定する。リモートコントローラ２は、第２作業機械１ｂが最後の第２作業パスＢ４の掘削を完了したかを判定する。最後の第２作業パスＢ４の掘削が完了したときには、処理はステップＳ１１１に進む。

【0043】

ステップＳ１１１では、リモートコントローラ２は、第２作業機械１ｂを離脱させる。すなわち、リモートコントローラ２は、横方向において、第２作業機械１ｂを第１作業機械１ａから離れる方向に移動させる。図８に示すように、リモートコントローラ２は、第４作業パスＤ１，Ｄ２，Ｄ３を決定する。第４作業パスＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、第２作業パスＢ１と同様に、作業エリア４０において作業方向Ｘ１に延びている。第４作業パスＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、始端４１から終端４２まで延びている。第４作業パスＤ１，Ｄ２，Ｄ３は、第２作業機械１ｂによって、掘削壁ＷＢ１、ＷＢ２，ＷＢ３を掘削するように設けられる。リモートコントローラ２は、第２端４４へ向かって順に第４作業パスＤ１，Ｄ２，Ｄ３を決定する。第２作業機械１ｂは、第４作業パスＤ１，Ｄ２，Ｄ３に沿って移動しながら、掘削壁ＷＢ１、ＷＢ２，ＷＢ３を掘削する。

【0044】

第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとは、作業エリア４０において、上記のような作業を繰り返すことで、目標設計地形８２に沿う形状に、作業エリア４０の現況地形８０を掘削する。図５に示すように、第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとは、目標設計地形８２の掘削を完了すると、その下方に位置する次の目標設計地形８３の掘削を行う。第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとは、最終目標地形８１、或いはその近傍に到達するまで、上記の作業を繰り返す。

【0045】

以上説明した本実施形態に係る作業機械の制御システム１００では、第１作業機械１ａの掘削のための第１作業パスＡ１が決定され、第２作業機械１ｂの掘削のための第２作業パスＢ１が、第１作業パスＡ１から間隔Ｌ１をおいて決定される。そして、間隔Ｌ１が狭まるように、次の第１作業パスＡ２と次の第２作業パスＢ２とが決定される。従って、第１作業機械１ａによる第１作業パスＡ１－Ａ３の掘削と第２作業機械１ｂによる第２作業パスＢ１－Ｂ３の掘削が繰り返されることで、作業エリア４０において、第１作業機械１ａと第２作業エリア４０の間に位置する掘削されていない範囲が徐々に狭まる。それにより、作業エリア４０を掘削するための第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂの移動距離が低減される。その結果、複数の作業機による効率的な掘削が実現される。

【0046】

以上、一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。作業機械１ａ，１ｂは、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ等の他の車両であってもよい。作業機械１ａ，１ｂは、電動モータで駆動される車両であってもよい。

【0047】

リモートコントローラ２は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。リモートコントローラ２による処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。機械コントローラ２６ａ，２６ｂは、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。機械コントローラ２６ａ，２６ｂによる処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。上述した処理は、複数のプロセッサに分散して実行されてもよい。

【0048】

自動制御の処理は、上述した実施形態のものに限らず、変更、省略、或いは追加されてもよい。自動制御の処理の実行順序は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。機械コントローラ２６ａ，２６ｂによる処理の一部は、リモートコントローラ２によって実行されてもよい。リモートコントローラ２による処理の一部は、機械コントローラによって実行されてもよい。例えば、作業機械１ａ，１ｂの移動経路の決定は、作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラがそれぞれ実行してもよい。

【0049】

作業機械１ａ，１ｂの自動制御は、全自動であってもよく、あるいは半自動であってもよい。例えば、作業機械１ａ，１ｂの作業機は、目標設計地形８２に従って自動で制御され、自動制御中の作業機械１ａ，１ｂの前進、後進、或いは旋回などの走行は、操作装置５の操作に応じて、手動で制御されてもよい。手動モードは省略されてもよい。すなわち、作業機械１ａ，１ｂは、オペレータによる手動操作無しで、完全自動で制御されてもよい。その場合、操作装置５は省略されてもよい。

【0050】

上記の実施形態では、リモートコントローラ２は、作業パスの間隔Ｌ１が所定の閾値Ｔｈ１以下であるときに、第１作業機械１ａを離脱させている。しかし、コントローラは、第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとの間の横方向における距離が閾値Ｔｈ１以下であるかを判定してもよい。リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａと第２作業機械１ｂとの間の横方向における距離が閾値Ｔｈ１以下であると判定したときに、第１作業機械１ａを離脱させてもよい。

【0051】

リモートコントローラ２は、掘削の開始前に作業エリア４０の全ての作業パスＡ１－Ａ３，Ｂ１－Ｂ４を決定してもよい。リモートコントローラ２は、掘削中に、作業エリア４０の作業パスＡ１－Ａ３，Ｂ１－Ｂ４を順次、決定してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明によれば、複数の作業機による効率的な掘削が実現される。

【符号の説明】

【0053】

１ａ 第１作業機械
１ｂ 第２作業機械
２ リモートコントローラ
６ 外部通信装置
１８ ブレード
４０ 作業エリア
４３ 第１端
４４ 第２端
Ａ１－Ａ３ 第１作業パス
Ｂ１－Ｂ３ 第２作業パス
Ｌ１ 間隔
ＷＡ１ 掘削壁
Ｘ１ 作業方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】