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特開2024-168698作業機械、作業機械の管理システム、作業機械の管理装置
(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】P2024168698
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】作業機械、作業機械の管理システム、作業機械の管理装置
(51)【国際特許分類】
E02F 9/20 20060101AFI20241128BHJP
E02F 9/26 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
E02F9/20 N
E02F9/26 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023085590
(22)【出願日】2023-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】中森 啓太
【テーマコード（参考）】
2D003
2D015
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB01
2D003AB02
2D003AB03
2D003AB04
2D003BA01
2D003BA04
2D003BA06
2D003CA02
2D003DA04
2D003DB02
2D003DB03
2D003DB04
2D003DB05
2D015HA03
(57)【要約】
【課題】通信障害の発生を抑制することを目的とする。
【解決手段】管理装置と通信を行う作業機械であって、前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】管理装置と通信を行う作業機械であって、前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管理装置と通信を行う作業機械であって、
前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、
前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、
検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する、作業機械。
前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、
前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、
検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する、作業機械。
【請求項2】
前記管理装置との通信は、前記作業機械の周辺に設置された無線アンテナを介した無線通信であって、
前記環境情報は、
前記無線アンテナが有する測位装置によって取得された情報を含む、請求項１記載の作業機械。
前記環境情報は、
前記無線アンテナが有する測位装置によって取得された情報を含む、請求項１記載の作業機械。
【請求項3】
前記環境情報は、前記作業機械の周辺に配置された障害物の位置を示す情報を含み、前記稼働情報は、前記作業機械の現在の位置を示す情報を含み、
前記不安定領域検出部は、
前記障害物又は前記作業機械の少なくとも何れか一方が移動した場合に、前記不安定領域を更新する、請求項１記載の作業機械。
前記不安定領域検出部は、
前記障害物又は前記作業機械の少なくとも何れか一方が移動した場合に、前記不安定領域を更新する、請求項１記載の作業機械。
【請求項4】
前記作業機械の前記不安定領域に対する侵入の兆候を検出した場合に、前記無線アンテナと前記作業機械との通信を中継する移動体に対して、前記移動体の移動先を示す目標位置を算出する位置算出部を有し、
前記出力部は、前記移動体に対して前記目標位置を含む移動指示を送信する、請求項２記載の作業機械。
前記出力部は、前記移動体に対して前記目標位置を含む移動指示を送信する、請求項２記載の作業機械。
【請求項5】
前記出力部は、
前記不安定領域を示す画像を、表示装置に表示させる、請求項１乃至４の何れか一項に記載の作業機械。
前記不安定領域を示す画像を、表示装置に表示させる、請求項１乃至４の何れか一項に記載の作業機械。
【請求項6】
作業機械と、前記作業機械と通信を行う管理装置と、を含む作業機械の管理システムであって、
前記管理装置は、
前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、
前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、
検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する、作業機械の管理システム。
前記管理装置は、
前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、
前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、
検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する、作業機械の管理システム。
【請求項7】
作業機械と通信を行う作業機械の管理装置であって、
前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、
前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、
検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する、作業機械の管理装置。
前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、
前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、
検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する、作業機械の管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、作業機械、作業機械の管理システム、作業機械の管理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、制御所と、制御所から離れた作業場所で作業する作業機械との間で無線通信を行って、制御所から作業機械を遠隔操作する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－０１３５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した従来の技術では、例えば、作業現場に障害物がある場合等には、通信障害が発生する可能性がある。
【0005】
本開示は、通信障害の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態に係る作業機械は、管理装置と通信を行う作業機械であって、前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する。
【0007】
本発明の実施形態に係る作業機械の管理システムは、作業機械と、前記作業機械と通信を行う管理装置と、を含む作業機械の管理システムであって、前記管理装置は、前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する。
【0008】
本発明の実施形態に係る作業機械の管理装置は、作業機械と通信を行う作業機械の管理装置であって、前記作業機械の周辺の環境に関する環境情報と、前記作業機械の稼働状況を示す稼働情報とから、前記周辺の環境を再現した仮想空間を構築する仮想空間構築部と、前記仮想空間を用いたシミュレーションにより、前記管理装置との通信が不安定となる不安定領域を検出する不安定領域検出部と、検出された前記不安定領域を示す情報を出力する出力部と、を有する。
【発明の効果】
【0009】
通信障害の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ショベルの管理システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図2】ショベルの管理システムの有する各装置のハードウェア構成を説明する図である。
【図3】第一の実施形態の管理装置の機能構成を説明する図である。
【図4】第一の実施形態の作業機械の管理システムの動作を説明する第一のシーケンス図である。
【図5】第一の実施形態の作業機械の管理システムの動作を説明する図である。
【図6】ショベルの表示装置の表示例を示す図である。
【図7】ＡＲグラスの表示例を示す図である。
【図8】第二の実施形態の作業機械の管理システムの動作を説明する図である。
【図9】第二の実施形態の作業機械の管理システムの動作を説明するシーケンス図である。
【図10】第三の実施形態の作業機械の管理システムの動作を説明する図である。
【図11】第三の実施形態の管理装置の機能を説明する図である。
【図12】第三の実施形態の作業機械の管理システムの動作を説明するシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
（第一の実施形態）
以下に、図面を参照して、本実施形態のショベルの管理システムについて説明する。図１は、ショベルの管理システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施形態では、ショベル１００を作業機械の一例として説明する。
以下に、図面を参照して、本実施形態のショベルの管理システムについて説明する。図１は、ショベルの管理システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施形態では、ショベル１００を作業機械の一例として説明する。
【0012】
本実施形態のショベルの管理システムＳＹＳは、ショベル１００と、管理装置２００と、を含む。以下の説明では、作業機械の管理システムＳＹＳを、単に管理システムＳＹＳと表現する。
【0013】
本実施形態の管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００と、管理装置２００とは、無線アンテナ３１０を介した無線通信により接続される。なお、本実施形態の管理システムＳＹＳでは、ショベル１００と管理装置２００の他に、ショベル１００を支援する支援装置が含まれてもよい。また、無線アンテナ３１０は、管理システムＳＹＳの一部として管理システムＳＹＳに含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
【0014】
本実施形態のショベル１００は、作業機械の一例である。ショベル１００は、自機の稼働状況を示す稼働情報を取得すると、無線アンテナ３１０を介して管理装置２００に稼働情報を送信する。また、ショベル１００は、無線アンテナ３１０を介して管理装置２００から各種の情報を受信する。
【0015】
ショベル１００の稼働情報とは、具体的には、自機の現在位置を示す位置情報、自機の向きを示す向き情報、自機の姿勢を示す姿勢情報、作業内容を示す作業内容情報、負荷率を記す負荷率情報、稼働時間の累積時間を示す累積時間情報、燃料噴射量を含む燃料情報、ＣＯ２排出量、作業量等を含む。
【0016】
無線アンテナ３１０は、通信機能を有し、ショベル１００と管理装置２００との間の無線通信を実現させる。無線通信は、例えば、規定「ＩＭＴ－２０２０」を満足する無線通信であってよく、管理システムＳＹＳは、第５世代移動通信システムであってよい。
【0017】
また、無線アンテナ３１０は、測位装置３１１を有する。測位装置３１１は、無線アンテナ３１０が設置された周辺の環境に関する環境情報を取得する。環境情報は、例えば、無線アンテナ３１０が設置された位置を示す情報、ショベル１００による作業が行われる作業現場における障害物の有無を示す情報、障害物の位置を示す情報、作業現場の地形を示す情報等を含む。
【0018】
本実施形態の測位装置３１１は、例えば、ＧＮＳＳコンパス、撮像装置、Ｌｉｄａｒ等であってよい。
【0019】
本実施形態の管理装置２００は、無線アンテナ３１０を介して、ショベル１００から、稼働情報を受信する。また、本実施形態の管理装置２００は、無線アンテナ３１０から、作業現場の環境情報を受信する。
【0020】
そして、本実施形態の管理装置２００は、稼働情報と、環境情報とを用いて、作業現場を再現した仮想空間を生成する。より具体的には、管理装置２００は、物理空間（作業現場）にある情報として、稼働情報と環境情報とを収集し、収集した情報を元に仮想空間において、物理空間である作業現場を再現する。
【0021】
また、管理装置２００は、再現された仮想空間において、ショベル１００と管理装置２００とが無線アンテナ３１０を介して通信を行う場合をシミュレーションすることで、作業現場における、ショベル１００と管理装置２００との間の通信が不安定となる領域を検出する。
【0022】
管理装置２００は、仮想空間でのシミュレーションにより通信が不安定となる領域が検出されると、作業現場において、通信が不安定となる領域が存在することと、その領域の位置とをショベル１００のオペレータに通知する。
【0023】
本実施形態では、このように、作業現場を再現した仮想空間内でシミュレーションを行うことで、物理空間である作業現場において、管理装置２００とショベル１００との間で通信が不安定となる領域を検出し、検出された領域をショベル１００のオペレータに通知する。
【0024】
このため、ショベル１００のオペレータは、通信が不安定となる領域への侵入を回避することができる。また、ショベル１００が、通信が不安定となる領域内で作業を行っている場合には、ショベル１００のオペレータは、管理装置２００と通信を行う際に、通信が不安定となる領域外へ移動する等のように対策することができる。したがって、本実施形態によれば、通信障害の発生を抑制できる。
【0025】
なお、以下の説明では、ショベル１００と管理装置２００との間で通信が不安定となる領域を、不安定領域と表現する。
【0026】
また、図１の例では、管理装置２００は１台の情報処理装置により実現されるものとしたが、これに限定されない。管理装置２００は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。言い換えれば、管理装置２００により実現される機能は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。
【0027】
次に、本実施形態のショベル１００の構成について説明する。図１では、ショベル１００の側面図を示す。
【0028】
ショベル１００は、下部走行体１、旋回機構２、上部旋回体３を有する。ショベル１００において、下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。
【0029】
ブーム４、アーム５、バケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成している。そして、ブーム４は、ブームシリンダ７により駆動され、アーム５は、アームシリンダ８により駆動され、バケット６は、バケットシリンダ９により駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。
【0030】
ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度（以下、「ブーム角度」とする。）を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。
【0031】
アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度（以下、「アーム角度」とする。）を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。
【0032】
バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度（以下、「バケット角度」とする。）を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。
【0033】
ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及び、バケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、又は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
【0034】
ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。
【0035】
バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。
【0036】
ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。
【0037】
バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。
【0038】
上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載されている。また、エンジン１１の排出機構の近傍には、ＣＯ２排出量を検出するためのセンサが設けられていてもよい。
【0039】
さらに、上部旋回体３には、コントローラ３０、表示装置４０、操作部４２、音声出力装置４３、記憶装置４７、測位装置Ｐ１、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、撮像装置Ｓ６及び通信装置Ｔ１が取り付けられている。
【0040】
上部旋回体３には、電力を供給する蓄電部、及び、エンジン１１の回転駆動力を用いて発電する電動発電機等が搭載されていてもよい。蓄電部は、例えば、キャパシタ、又は、リチウムイオン電池等である。電動発電機は、電動機として機能して機械負荷を駆動してもよく、発電機として機能して電気負荷に電力を供給してもよい。
【0041】
コントローラ３０は、ショベル１００の駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。各種機能は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、オペレータによるショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能の少なくとも１つを含んでいてもよい。
【0042】
表示装置４０は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよく、専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。
【0043】
操作部４２は、オペレータが各種情報をコントローラ３０に入力できるように構成されている。操作部４２は、キャビン１０内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ及びメンブレンスイッチ等の少なくとも１つを含む。
【0044】
音声出力装置４３は、音声を出力するように構成されている。音声出力装置４３は、例えば、コントローラ３０に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、音声出力装置４３は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力するように構成されている。
【0045】
記憶装置４７は、各種情報を記憶するように構成されている。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。
【0046】
測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の位置を測定するように構成されている。測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを測定できるように構成されていてもよい。本実施形態では、測位装置Ｐ１は、例えばＧＮＳＳコンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。そのため、測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを検出する向き検出装置としても機能し得る。向き検出装置は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサであってもよい。
【0047】
機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は仮想水平面に対する上部旋回体３の前後軸回りの前後傾斜角及び左右軸回りの左右傾斜角を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、ショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。
【0048】
旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出するように構成されている。旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角度を検出或いは算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。
【0049】
撮像装置Ｓ６は、空間認識装置の一例であり、ショベル１００の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方の空間を撮像する前カメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方の空間を撮像する左カメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方の空間を撮像する右カメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方の空間を撮像する後カメラＳ６Ｂを含む。
【0050】
撮像装置Ｓ６は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。撮像装置Ｓ６は、ステレオカメラ、距離画像カメラ等であってもよい。また、撮像装置Ｓ６は、３次元距離画像センサ、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ又は赤外線センサ等の他の空間認識装置で置き換えられてもよく、他の空間認識装置とカメラとの組み合わせで置き換えられてもよい。
【0051】
前カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられている。但し、前カメラＳ６Ｆは、キャビン１０の屋根、ブーム４の側面等、キャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。左カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、右カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、後カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。
【0052】
通信装置Ｔ１は、無線アンテナ３１０を介して、ショベル１００の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、衛星通信網、携帯電話通信網又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。外部機器は、例えば、３外部施設に設置されたサーバ等の管理装置２００や、ショベル１００の周囲の作業者が携帯しているスマートフォン等の支援装置である。
【0053】
【0054】
はじめに、ショベル１００に搭載される基本システムについて説明する。図２において、機械的動力伝達ラインは二重線、作動油ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電力ラインは細い実線、電気制御ラインは一点鎖線でそれぞれ示されている。
【0055】
図２に示されるように、ショベル１００の基本システムは、主に、エンジン１１、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、操作圧センサ２９、コントローラ３０、切換弁６０、表示装置４０、エンジン回転数調整ダイヤル７５、出力特性切換スイッチ７６等を含む。
【0056】
エンジン１１は、負荷の増減に関わらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ７４）により制御される。
【0057】
エンジン１１は、油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれに接続されている。メインポンプ１４は、作動油ラインを介してコントロールバルブ１７に接続されている。
【0058】
コントロールバルブ１７は、ショベル１００の油圧系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、左走行油圧モータ、右走行油圧モータ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回油圧モータ等の油圧アクチュエータに接続されている。
【0059】
具体的には、コントロールバルブ１７は、各油圧アクチュエータに対応する複数のスプール弁を含む。各スプール弁は、ＰＣポートの開口面積及びＣＴポートの開口面積を増減できるように、パイロット圧に応じて変位可能に構成されている。ＰＣポートは、メインポンプ１４と油圧アクチュエータとを連通させるポートである。ＣＴポートは、油圧アクチュエータと作動油タンクとを連通させるポートである。
【0060】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６に接続されている。操作装置２６は、例えば、左操作レバー、右操作レバー、及び走行操作装置を含む。走行操作装置は、例えば、走行レバー及び走行ペダルを含む。本実施形態では、操作装置２６のそれぞれは、油圧式操作装置であり、パイロットラインを介してコントロールバルブ１７内にある対応するスプール弁のパイロットポートに接続されている。但し、操作装置２６は、電気式操作装置であってもよい。
【0061】
操作圧センサ２９は、操作装置２６の操作内容を圧力の形で検出する。操作圧センサ２９は、検出値をコントローラ３０に対して出力する。但し、操作装置２６の操作内容は、電気的に検出されてもよい。
【0062】
切換弁６０は、操作装置２６の有効状態と無効状態とを切り換えできるように構成されている。操作装置２６の有効状態は、オペレータが操作装置２６を用いて油圧アクチュエータを操作できる状態である。操作装置２６の無効状態は、オペレータが操作装置２６を用いて油圧アクチュエータを操作できない状態である。本実施形態では、切換弁６０は、コントローラ３０からの指令に応じて動作するように構成されているゲートロック弁である。
【0063】
具体的には、切換弁６０は、パイロットポンプ１５と操作装置２６とを繋ぐパイロットラインに配置され、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインの遮断・連通を切り換えできるように構成されている。操作装置２６は、例えば、ゲートロックレバーＤ４が引き上げられて切換弁６０（ゲートロック弁）が開かれたときに有効状態となり、ゲートロックレバーＤ４が押し下げられて切換弁６０（ゲートロック弁）が閉じられたときに無効状態となる。
【0064】
表示装置４０は、各種の情報を表示するように構成されている。表示装置４０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよく、専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。本実施形態では、表示装置４０は、撮像装置Ｓ６が撮像した１又は２以上の撮像画像と、メニュー画面とを表示できるように構成されている。表示装置４０は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。表示装置４０は、制御部４０ａ、画像表示部４１、及び操作部４２を有する。
【0065】
制御部４０ａは、画像表示部４１に表示される画像を制御する。本実施形態では、制御部４０ａは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータで構成されている。この場合、制御部４０ａは、各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに読み込み、対応する処理をＣＰＵに実行させる。但し、各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されていてもよい。また、画像表示部４１に表示される画像は、コントローラ３０又は撮像装置Ｓ６によって制御されてもよい。
【0066】
画像表示部４１は、撮像装置Ｓ６の少なくとも１つが撮像した撮像画像とメニュー画面とを表示する。撮像画像は、例えば、後カメラＳ６Ｂが撮像した後方画像、左カメラＳ６Ｌが撮像した左方画像、右カメラＳ６Ｒが撮像した右方画像のうちのいずれかであってもよい。また、撮像画像は、例えば、後カメラＳ６Ｂ、左カメラＳ６Ｌ、及び右カメラＳ６Ｒによってそれぞれ撮像された撮像画像が合成された俯瞰画像であってもよい。また、撮像画像は、後方画像、左方画像、右方画像、及び俯瞰画像から選択される２以上の画像であってもよい。メニュー画面は、ショベル１００の状態を示す状態画面、ショベル１００の各種設定を示す設定画面を含む。
【0067】
操作部４２は、ハードウェアスイッチを含むスイッチパネルである。操作部４２は、タッチパネルであってもよい。本実施形態では、操作部４２は、画像表示部４１の下側に配置されており、画像表示部４１が表示する画像を変更するためのスイッチ（例えば、メニュースイッチ）を含む。但し、操作部４２の配置は、上記した例に限定されるものではなく、例えば、操作レバーに配置されてもよいし、運転席の左右両側のシート左側コンソール又はシート右側コンソールに配置されてもよい。ここで、表示装置４０に設けられる操作部４２に加えて、操作部４２と同一の機能を有する運転席側操作部５０が、操作レバー、シート左側コンソール、シート右側コンソールの内、少なくとも１つに配置されてもよい。
【0068】
本実施形態では、画像表示部４１は、撮像装置Ｓ６が撮像した俯瞰画像ＦＶ及び後方画像ＣＢＴを表示している状態で操作部４２のメニュースイッチが操作されると、メニュー画面を表示する。例えば、画像表示部４１は、操作部４２のメニュースイッチが操作される前後で俯瞰画像ＦＶの大きさを変更することなく、後方画像ＣＢＴの大きさを縮小すると共に、メニュー詳細項目を選択する画面を表示する。そして、メニュー詳細項目を選択する画面が表示された状態で操作部４２の所定のスイッチが操作されると、画像表示部４１は、後方画像ＣＢＴを、ショベル１００の状態を示す状態画面、ショベル１００の各種設定を示す設定画面等のメニュー画面に切り換える。このとき、画像表示部４１は、俯瞰画像ＦＶの大きさを変更することなく維持した状態で表示する。
【0069】
また、画像表示部４１は、ショベル１００の操作が可能な状態及び操作が不能な状態のいずれであっても、操作部４２のメニュースイッチが操作されるとメニュー画面を表示するように構成されていてよい。また、画像表示部４１は、ショベル１００の操作が不能の状態であるときに限り、操作部４２のメニュースイッチが操作されるとメニュー画面を表示するように構成されていてもよい。
【0070】
また、例えば、切換スイッチ等の切換手段によって、これらが切換可能に構成されていてもよい。ショベル１００の操作が可能な状態とは、例えば、ゲートロックレバーＤ４が引き上げられて切換弁６０が開かれることで操作装置２６が有効である状態である。ショベル１００の操作が不能な状態とは、例えば、ゲートロックレバーＤ４が押し下げられて切換弁６０が閉じられることで操作装置２６が無効である状態である。
【0071】
蓄電池７０は、例えば、オルタネータ１１ａで発電した電気で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０等にも供給される。例えば、エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池７０からの電力で駆動され、エンジン１１を始動する。
【0072】
ＥＣＵ７４は、冷却水温等、エンジン１１の状態に関するデータをコントローラ３０に送信する。メインポンプ１４のレギュレータ１４ａは、斜板傾転角に関するデータをコントローラ３０に送信する。吐出圧センサ１４ｂは、メインポンプ１４の吐出圧に関するデータをコントローラ３０に送信する。作動油タンクとメインポンプ１４との間の管路に設けられた油温センサ１４ｃは、その管路を流れる作動油の温度に関するデータをコントローラ３０に送信する。操作圧センサ２９は、操作装置２６が操作されたときに生成されるパイロット圧に関するデータをコントローラ３０に送信する。コントローラ３０は一時記憶部（メモリ）にこれらのデータを蓄積しておき、必要なときに表示装置４０に送信できる。
【0073】
エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルである。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定状態に関するデータをコントローラ３０に送信する。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード及びＩＤＬＥモードの４段階でエンジン回転数を切り換えできるように構成されている。
【0074】
ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、２番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベル１００を稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、３番目に高いエンジン回転数を利用する。
【0075】
ＩＤＬＥモードは、エンジン１１をアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で設定された回転数モードに対応するエンジン回転数で一定となるように制御される。エンジン回転数調整ダイヤル７５には出力特性切換スイッチ７６が設けられており、出力特性切換スイッチ７６の押下によってショベル１００の出力特性を切り換えることができる。出力特性切換スイッチ７６では、例えば、エンジン出力トルク線図を変更させてもよいし、エンジン回転数調整ダイヤル７５における各段階のエンジン回転数を所定値減少させてもよい。
【0076】
警報装置４９は、ショベル１００の作業に携わる人の注意を喚起するための装置である。警報装置４９は、例えば、室内警報装置及び室外警報装置の組み合わせで構成される。室内警報装置は、キャビン１０内にいるショベル１００のオペレータの注意を喚起するための装置であり、例えば、キャビン１０内に設けられた音出力装置、振動発生装置、及び発光装置の少なくとも１つを含む。室内警報装置は、表示装置４０であってもよい。
【0077】
室外警報装置は、ショベル１００の周囲で作業する作業者の注意を喚起するための装置であり、例えば、キャビン１０の外に設けられた音出力装置及び発光装置の少なくとも１つを含む。室外警報装置としての音出力装置は、例えば、上部旋回体３の底面に取り付けられている走行アラーム装置を含む。また、室外警報装置は、上部旋回体３上に設けられる発光装置であってもよい。但し、室外警報装置は省略されてもよい。警報装置４９は、例えば、物体検出装置として機能する撮像装置Ｓ６が所定物体を検出した場合に、ショベル１００の作業に携わる人にその旨を報知してもよい。
【0078】
次に、本実施形態の管理装置２００のハードウェア構成について説明する。本実施形態の管理装置２００は、それぞれバスで相互に接続されているＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、記憶装置２０２、通信装置２０３、入力装置２０４、表示装置２０５を有するコンピュータである。
【0079】
ＣＰＵ２０１は、管理装置２００の全体の動作を制御する。記憶装置２０２は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや、ショベル１００に関する種々の情報等が格納される。通信装置２０３は、ネットワークを経由して、ショベル１００等と通信を行う。
【0080】
入力装置２０４は、管理装置２００に対する情報の入力を行うためのものであり、例えば、キーボードやポインティングデバイス等によって実現される。表示装置２０５は、管理装置２００から出力される各種の情報を表示するものであり、ディスプレイ等によって実現される。
【0081】
次に、図３を参照して、本実施形態の管理装置２００の機能構成について説明する。図３は、第一の実施形態の管理装置の機能構成を説明する図である。図３に示す各部は、記憶装置２０２に格納されたプログラムをＣＰＵ２０１が読み出して実行することで実現される。
【0082】
本実施形態の管理装置２００は、情報取得部３１、仮想空間構築部３２、不安定領域検出部３３、通知出力部３４を有する。
【0083】
情報取得部３１は、各種の情報を取得する。具体的には、情報取得部３１は、ショベル１００から送信される稼働情報を取得する。また、情報取得部３１は、無線アンテナ３１０から送信される環境情報を取得する。
【0084】
情報取得部３１が取得する稼働情報は、言い換えれば、ショベル１００が有する各種センサでショベル１００の内部状態を測定した結果であり、具体的には、例えば、圧力計、シリンダ変位センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）の出力値を含んでよい。
【0085】
また、情報取得部３１が取得する環境情報は、言い換えれば、無線アンテナ３１０が有する測位装置３１１の出力値を含んでよい。測位装置３１１の出力値とは、言い換えれば、ＧＮＳＳコンパス、撮像装置、Ｌｉｄａｒ等の出力値である。
【0086】
仮想空間構築部３２は、情報取得部３１が取得した稼働情報と環境情報とに基づき、作業現場を再現した、３次元の仮想空間を構築する。
【0087】
不安定領域検出部３３は、仮想空間構築部３２により構築された仮想空間におけるシミュレーションを行い、作業現場における不安定領域を検出する。言い換えれば、不安定領域検出部３３はし、作業現場を再現した仮想空間において、不安定領域を検出するためのシミュレーションを行う。
【0088】
本実施形態では、ショベル１００と無線アンテナ３１０との間で通信が不安定になると、無線アンテナ３１０を介したショベル１００と管理装置２００との通信も不安定になる。したがって、本実施形態の不安定領域検出部３３は、例えば、仮想空間を用いて、ショベル１００と無線アンテナ３１０とが直線で結べなくなる領域を、不安定領域として検出してもよい。こうすることで、
【0089】
通知出力部３４は、不安定領域検出部３３が不安定領域を検出した場合に、不安定領域を示す通知を生成して出力する。通知の出力先は、ショベル１００の表示装置４０であってもよい。
【0090】
【0091】
管理システムＳＹＳにおいて、無線アンテナ３１０は、環境情報を管理装置２００に送信する（ステップＳ４０１）。なお、本実施形態では、無線アンテナ３１０から環境情報を取得するものとしたが、これに限定されない。本実施形態の管理装置２００は、環境情報を予め取得していてもよい。
【0092】
また、管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００は、管理装置２００に対して稼働情報を送信する（ステップＳ４０２）。
【0093】
なお、無線アンテナ３１０とショベル１００は、それぞれが任意のタイミングで環境情報と稼働情報とを管理装置２００に送信してよい。また、無線アンテナ３１０が環境情報を管理装置２００に送信するタイミングと、ショベル１００が稼働情報を管理装置２００に送信するタイミングとは、予め設定されていてよい。
【0094】
管理装置２００は、環境情報と稼働情報とを受信すると、情報取得部３１により、環境情報と稼働情報を取得し（ステップＳ４０３）、仮想空間構築部３２により、作業現場３００を再現した３次元の仮想空間を構築する（ステップＳ４０４）。
【0095】
続いて、管理装置２００は、不安定領域検出部３３により、作業現場における不安定領域を検出する（ステップＳ４０５）。
【0096】
具体的には、不安定領域検出部３３は、仮想空間において、ショベル１００を移動させていき、ショベル１００と無線アンテナ３１０とが直線で結べない領域を検出する。言い換えれば、不安定領域検出部３３は、仮想空間においてショベル１００を移動させて、ショベル１００と無線アンテナ３１０とを直線で結んだときに、直線が障害物によって遮られる領域を検出する。
【0097】
ステップＳ４０５において、不安定領域が検出された場合、管理装置２００は、通知出力部３４により、不安定領域が検出されたことを示す通知をショベル１００に出力する（ステップＳ４０６）。ショベル１００は、管理装置２００から通知を受信すると、表示装置４０に表示させる（ステップＳ４０７）。
【0098】
なお、管理装置２００は、仮想空間において、不安定領域が検出されない場合には、そのまま処理を終了してもよいし、作業現場３００に不安定領域が存在しないことを示す通知をショベル１００に対して出力してもよい。
【0099】
また、本実施形態の管理システムＳＹＳでは、一定時間毎に図４に示す動作を行ってもよい。また、管理システムＳＹＳでは、ショベル１００の位置が変わる度に、図４に示す処理が行われてもよい。言い換えれば、本実施形態の管理システムＳＹＳでは、ショベル１００が移動する度に、不安定領域が更新されてよい。このようにすれば、ショベル１００の位置に応じて最新の不安定領域をオペレータに通知することができる。また、本実施形態では、管理装置２００が各種の処理を行うため、ショベル１００の処理負荷を増大させずに、不安定領域をオペレータに通知することができる。
【0100】
【0101】
図５の例では、ショベル１００が作業を行っている作業現場３００に、無線アンテナ３１０と、障害物３２０とが配置されている場合を示している。また、図５の例では、管理装置２００は、作業現場３００とは離れた場所に設置されていてよい。
【0102】
本実施形態の管理装置２００は、情報取得部３１により、無線アンテナ３１０の測位装置３１１から環境情報を取得し、ショベル１００から稼働情報を取得する。
【0103】
作業現場３００の環境情報は、作業現場３００の地形、作業現場３００に配置された障害物３２０の位置、障害物３２０の種類や材質を示す情報、作業現場３００における無線通信において使用される電波の周波数帯域を示す情報、無線アンテナ３１０の指向性を示す情報、作業が行われた日の作業現場３００の天候を示す情報等が含まれてよい。障害物３２０の種類や材質とは、例えば、障害物３２０が金属であるか否か、障害物３２０が木材であるか否か等を示す情報であってよい。
【0104】
本実施形態では、このように、ショベル１００の作業現場３００に設けられた無線アンテナ３１０により収集された環境情報を取得することで、作業現場３００を再現する仮想空間を構築することができる。
【0105】
管理装置２００は、仮想空間構築部３２により、稼働情報と環境情報とに基づき、作業現場３００を再現した仮想空間を生成する。
【0106】
また、管理装置２００は、不安定領域検出部３３により、作業現場３００を再現した仮想空間において、ショベル１００と管理装置２００とが無線通信を行うことを想定したシミュレーションを行い、作業現場３００における不安定領域を検出する。
【0107】
図５の例では、ショベル１００が現在の矢印Ｙ１方向に進み、領域３５０内に侵入すると、ショベル１００と無線アンテナ３１０とが直線で結べなくなる。したがって、不安定領域検出部３３は、領域３５０を不安定領域として検出する。
【0108】
なお、本実施形態の不安定領域検出部３３は、上述した方法以外の方法で、不安定領域を検出してもよい。例えば、不安定領域検出部３３は、環境情報に含まれる無線アンテナ３１０の指向性を示す情報、電波の周波数帯域を示す情報、障害物３２０の材質を示す情報等を用いて、ショベル１００が作業現場３００内を移動した場合の通信の可否をシミュレーションし、シミュレーション結果に応じて不安定領域を検出してもよい。
【0109】
管理装置２００は、領域３５０が不安定領域であることが検出されると、通知出力部３４により、領域３５０が不安定領域であることを示す通知を生成し、ショベル１００の表示装置４０に対して出力する。なお、通知出力部３４は、例えば、ショベル１００のオペレータが、拡張現実機能を有するＡＲ（Augmented Reality）グラス３４０を装着している場合には、ショベル１００の表示装置４０が、管理装置２００から受信した通知をＡＲグラス３４０に転送してもよい。
【0110】
この場合、ＡＲグラス３４０には、不安定領域の位置をオペレータに視認させるように、領域３５０を示す画像を、ＡＲグラス３４０の有する表示部に表示させてよい。
【0111】
以下に、ショベル１００の表示装置４０の表示例について説明する。図６は、ショベルの表示装置の表示例を示す図である。図６に示す画像表示部４１は、図４のステップＳ４０７において、ショベル１００に表示装置４０に表示される画面の一例である。
【0112】
図６に示す表示装置４０は、画像表示部４１と、操作部４２とを有する。画像表示部４１は、各種の画像が表示される画面である。操作部４２は、各種のメニュースイッチが含まれる。
【0113】
まず、画像表示部４１について説明する。図６示されるように、画像表示部４１は、日時表示領域４１ａ、走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、燃費表示領域４１ｄ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、回転数モード表示領域４１ｉ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、エアコン運転状態表示領域４１ｍ、画像表示領域４１ｎ、及びメニュー表示領域４１ｐを含む。
【0114】
走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、回転数モード表示領域４１ｉ、及びエアコン運転状態表示領域４１ｍは、ショベル１００の設定状態に関する設定情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、及び作動油温表示領域４１ｋは、ショベル１００の稼動状態に関する稼働情報を表示する領域である。
【0115】
具体的には、日時表示領域４１ａは、現在の日時を表示する領域である。走行モード表示領域４１ｂは、現在の走行モードを表示する領域である。アタッチメント表示領域４１ｃは、現在装着されているアタッチメントを表す画像を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄは、コントローラ３０によって算出された燃費情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄは、生涯平均燃費又は区間平均燃費を表示する平均燃費表示領域４１ｄ１、瞬間燃費を表示する瞬間燃費表示領域４１ｄ２を含む。
【0116】
エンジン制御状態表示領域４１ｅは、エンジン１１の制御状態を表示する領域である。エンジン稼働時間表示領域４１ｆは、エンジン１１の累積稼働時間を表示する領域である。冷却水温表示領域４１ｇは、現在のエンジン冷却水の温度状態を表示する領域である。燃料残量表示領域４１ｈは、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を表示する領域である。
【0117】
回転数モード表示領域４１ｉは、エンジン回転数調整ダイヤル７５によって設定された現在の回転数モードを画像で表示する領域である。尿素水残量表示領域４１ｊは、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態を画像で表示する領域である。作動油温表示領域４１ｋは、作動油タンク内の作動油の温度状態を表示する領域である。
【0118】
エアコン運転状態表示領域４１ｍは、現在の吹出口の位置を表示する吹出口表示領域４１ｍ１、現在の運転モードを表示する運転モード表示領域４１ｍ２、現在の設定温度を表示する温度表示領域４１ｍ３、及び現在の設定風量を表示する風量表示領域４１ｍ４を含む。
【0119】
画像表示領域４１ｎは、撮像装置Ｓ６が撮像した画像を表示する領域である。図６の例では、画像表示領域４１ｎは、検出された不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１及び後方画像ＣＢＴを表示している。
【0120】
画像ＦＶ１は、例えば、前カメラＳ６Ｆによって撮像された画像に、不安定領域を示す画像３５０Ａを重畳した画像である。不安定領域を示す画像３５０Ａは、例えば、作業現場３００における領域３５０の位置を示す情報と、ショベル１００の現在の位置を示す位置情報と、ショベル１００の向きと、に基づき、通知出力部３４により、ＡＲ画像として生成された画像である。
【0121】
また、画像表示領域４１ｎは、上方に位置する第１画像表示領域４１ｎ１と下方に位置する第２画像表示領域４１ｎ２を有する。図６の例では、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１を第１画像表示領域４１ｎ１に配置し、且つ、後方画像ＣＢＴを第２画像表示領域４１ｎ２に配置している。但し、画像表示領域４１ｎは、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１を第２画像表示領域４１ｎ２に配置し、且つ、後方画像ＣＢＴを第１画像表示領域４１ｎ１に配置してもよい。
【0122】
また、画像表示領域４１ｎでは、第１画像表示領域４１ｎ１に表示させる画像を、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１から俯瞰画像へ、また、俯瞰画像から不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１へ、切り換えることができる。切り換えの操作は、操作部４２の何れかのスイッチにより行われてもよい。
【0123】
本実施形態の俯瞰画像とは、例えば、コントローラ３０や制御部４０ａによって生成される仮想視点画像であり、後カメラＳ６Ｂ、左カメラＳ６Ｌ、及び右カメラＳ６Ｒのそれぞれが取得した画像に基づいて生成される。
【0124】
また、図６の例では不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像と後方画像ＣＢＴとは上下に隣接して配置されているが、間隔を空けて配置されていてもよい。また、図６の例では、画像表示領域４１ｎが縦長の領域であるが、画像表示領域４１ｎは横長の領域であってもよい。
【0125】
画像表示領域４１ｎが横長の領域である場合、画像表示領域４１ｎは、左側に第１画像表示領域４１ｎ１として不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像を配置し、右側に第２画像表示領域４１ｎ２として後方画像ＣＢＴを配置してもよい。この場合、左右に間隔を空けて配置してもよいし、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像と、後方画像ＣＢＴと、の位置を入れ換えてもよい。
【0126】
さらに、本実施形態では、第１画像表示領域４１ｎ１と第２画像表示領域４１ｎ２のそれぞれに、アイコン画像４１ｘが表示される。アイコン画像４１ｘは、撮像装置Ｓ６の位置と上部旋回体３のアタッチメントの向きとの相対的関係を表す画像である。
【0127】
本実施形態のアイコン画像４１ｘは、ショベル１００の画像４１ｘＭと、ショベル１００の前方を示す画像４１ｘＦ、ショベル１００の後方を示す画像４１ｘＢ、を含む。また、アイコン画像４１ｘは、ショベル１００の左側を示す画像４１ｘＬ、ショベル１００の右側を示す画像４１ｘＲ、キャビン１０内を示す画像４１ｘＩを含む。
【0128】
画像４１ｘＦ、４１ｘＢ、４１ｘＬ、４１ｘＲ、４１ｘＩは、それぞれが、ショベル１００の前方を撮像する前カメラＳ６Ｆ、ショベル１００の後方を撮像する後カメラＳ６Ｂ、ショベル１００の左方を撮像する左カメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方を撮像する右カメラＳ６Ｒに対応している。また、画像４１ｘＩは、キャビン１０内部のカメラに対応している。
【0129】
本実施形態では、アイコン画像４１ｘにおいて、各カメラと対応付けられた画像が選択されると、選択された画像と対応するカメラによって撮像された画像データが画像表示領域４１ｎに表示される。
【0130】
図６の例では、第１画像表示領域４１ｎ１では、画像４１ｘＦの表示態様が、画像４１ｘＢ、４１ｘＬ、４１ｘＲ、画像４１ｘＩの表示態様と異なっている。このため、第１画像表示領域４１ｎ１には、画像４１ｘＦと対応する前カメラＳ６Ｆで撮像された画像データに基づく画像ＦＶ１が表示されていることがわかる。
【0131】
また、第２画像表示領域４１ｎ２では、画像４１ｘＢの表示態様が、画像４１ｘＦ、４１ｘＬ、４１ｘＲ、４１ｘＩの表示態様と異なっている。このため、第２画像表示領域４１ｎ２には、画像４１ｘＢと対応する後カメラＳ６Ｂで撮像された画像データが示す画像が表示されていることがわかる。
【0132】
メニュー表示領域４１ｐは、タブ４１ｐ１～４１ｐ７を有する。図６の例では、画像表示部４１の最下部に、タブ４１ｐ１～４１ｐ７が左右に互いに間隔を空けて配置されている。タブ４１ｐ１～４１ｐ７には、各種情報を表示するためのアイコン画像が表示される。
【0133】
タブ４１ｐ１には、メニュー詳細項目を表示するためのメニュー詳細項目アイコン画像が表示されている。オペレータによりタブ４１ｐ１が選択されると、タブ４１ｐ２～４１ｐ７に表示されているアイコン画像がメニュー詳細項目に関連付けされたアイコン画像に切り換わる。
【0134】
タブ４１ｐ４には、デジタル水準器に関する情報を表示するためのアイコン画像が表示されている。オペレータによりタブ４１ｐ４が選択されると、後方画像ＣＢＴがデジタル水準器に関する情報を示す画面に切り換わる。但し、後方画像ＣＢＴに重畳したり、後方画像ＣＢＴが縮小したりしてデジタル水準器に関する情報を示す画面が表示されてもよい。
【0135】
また、本実施形態では、俯瞰画像を表示させた際に、俯瞰画像がデジタル水準器に関する情報を示す画面に切り換わってもよく、俯瞰画像に重畳したり、俯瞰画像が縮小したりしてデジタル水準器に関する情報を示す画面が表示されてもよい。
【0136】
タブ４１ｐ５には、画像表示部４１に表示されているメイン画面を積み込み作業画面に遷移させるためのアイコン画像が表示されている。オペレータにより、後述するタブ４１ｐ５と対応する操作部４２が選択されると、画像表示部４１に表示されたメイン画面が積み込み作業画面に遷移する。なお、このとき、画像表示領域４１ｎは継続して表示され、メニュー表示領域４１ｐが、積み込み作業に関する情報を表示させる領域に切り替わる。
【0137】
タブ４１ｐ６には、情報化施工に関する情報を表示するためのアイコン画像が表示されている。オペレータによりタブ４１ｐ６が選択されると、後方画像ＣＢＴが情報化施工に関する情報を示す画面に切り換わる。但し、後方画像ＣＢＴに重畳したり、後方画像ＣＢＴが縮小したりして情報化施工に関する情報を示す画面が表示されてもよい。また、俯瞰画像又は不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１が情報化施工に関する情報を示す画面に切り換わってもよく、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像に重畳したり、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像が縮小したりしてデジタル水準器に関する情報を示す画面が表示されてもよい。
【0138】
タブ４１ｐ７には、クレーンモードに関する情報を表示するためのアイコン画像が表示されている。オペレータによりタブ４１ｐ７が選択されると、後方画像ＣＢＴがクレーンモードに関する情報を示す画面に切り換わる。但し、後方画像ＣＢＴに重畳したり、後方画像ＣＢＴが縮小したりしてクレーンモードに関する情報を示す画面が表示されてもよい。
【0139】
また、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像がクレーンモードに関する情報を示す画面に切り換わってもよく、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像に重畳したり、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像が縮小したりしてクレーンモードに関する情報を示す画面が表示されてもよい。タブ４１ｐ２、４１ｐ３には、アイコン画像が表示されていない。このため、オペレータによりタブ４１ｐ２、４１ｐ３が操作されても、画像表示部４１に表示される画像に変化は生じない。
【0140】
なお、タブ４１ｐ１～４１ｐ７に表示されるアイコン画像は上記した例に限定されるものではなく、他の情報を表示するためのアイコン画像が表示されていてもよい。
【0141】
次に、操作部４２について説明する。図６に示されるように、操作部４２は、オペレータによるタブ４１ｐ１～４１ｐ７の選択、設定入力等が行われる１又は複数のボタン式のスイッチにより構成されている。
【0142】
図６の例では、操作部４２は、上段に配置された７つのスイッチ４２ａ１～４２ａ７と、下段に配置された７つのスイッチ４２ｂ１～４２ｂ７と、を含む。スイッチ４２ｂ１～４２ｂ７は、スイッチ４２ａ１～４２ａ７のそれぞれの下方に配置されている。
【0143】
但し、操作部４２のスイッチの数、形態、及び配置は、上記した例に限定されるものではなく、例えば、ジョグホイール、ジョグスイッチ等により複数のボタン式のスイッチの機能を１つにまとめた形態であってもよいし、操作部４２が表示装置４０と別体になっていてもよい。また、画像表示部４１と操作部４２が一体となったタッチパネルでタブ４１ｐ１～４１ｐ７を直接操作する方式でもよい。
【0144】
スイッチ４２ａ１～４２ａ７は、タブ４１ｐ１～４１ｐ７の下方に、それぞれタブ４１ｐ１～４１ｐ７に対応して配置されており、それぞれタブ４１ｐ１～４１ｐ７を選択するスイッチとして機能する。
【0145】
スイッチ４２ａ１～４２ａ７がそれぞれタブ４１ｐ１～４１ｐ７の下方に、それぞれタブ４１ｐ１～４１ｐ７に対応して配置されているので、オペレータは直感的にタブ４１ｐ１～４１ｐ７を選択できる。
【0146】
図６では、例えば、スイッチ４２ａ１が操作されるとタブ４１ｐ１が選択されて、メニュー表示領域４１ｐが１段表示から２段表示に変更されて第１メニューに対応するアイコン画像がタブ４１ｐ２～４１ｐ７に表示される。また、メニュー表示領域４１ｐが１段表示から２段表示に変更されたことに対応して、後方画像ＣＢＴの大きさが縮小される。このとき、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像の大きさは変更されることなく維持されるので、オペレータがショベル１００の周囲を確認するときの視認性が悪化しない。
【0147】
また、制御部４０ａは、スイッチ４２ａ５が操作されると、タブ４１ｐ５が選択されたものとし、画像表示部４１の表示を積み込み作業画面に遷移させる。
【0148】
具体的には、制御部４０ａは、スイッチ４２ａ５が操作されると、画像表示領域４１ｎは維持したまま、メニュー表示領域４１ｐを積み込み作業に関する情報を表示させる作業情報表示領域とする。
【0149】
このように、本実施形態では、積み込み作業画面においても、画像表示領域４１ｎに継続して撮像画像が表示されるため、オペレータがショベル１００の周囲を確認するときの視認性が悪化させない。
【0150】
スイッチ４２ｂ１は、画像表示領域４１ｎに表示される撮像画像を切り換えるスイッチである。スイッチ４２ｂ１が操作されるごとに画像表示領域４１ｎの第１画像表示領域４１ｎ１に表示される撮像画像が、例えば、後方画像、左方画像、右方画像、及び俯瞰画像の間で切り換わるように構成されている。
【0151】
また、スイッチ４２ｂ１が操作されるごとに画像表示領域４１ｎの第２画像表示領域４１ｎ２に表示される撮像画像が、例えば、後方画像、左方画像、右方画像、及び俯瞰画像の間で切り換わるように構成されていてもよい。
【0152】
また、制御部４０ａは、スイッチ４２ｂ１の操作に応じて、アイコン画像４１ｘにおける画像４１ｘＦ、４１ｘＢ、４１ｘＬ、４１ｘＲ、４１ｘＩの表示態様を変更してもよい。
【0153】
また、スイッチ４２ｂ１が操作されるごとに画像表示領域４１ｎの第１画像表示領域４１ｎ１に表示される撮像画像と第２画像表示領域４１ｎ２に表示される撮像画像とが入れ換わるように構成されていてもよい。
【0154】
このように、操作部４２としてのスイッチ４２ｂ１は、第１画像表示領域４１ｎ１又は第２画像表示領域４１ｎ２に表示される画面を切り換えてもよいし、第１画像表示領域４１ｎ１と第２画像表示領域４１ｎ２に表示される画面を切り換えてもよい。また、第２画像表示領域４１ｎ２に表示される画面を切り換えるためのスイッチを別に設けてもよい。
【0155】
スイッチ４２ｂ２、４２ｂ３は、エアコンの風量を調節するスイッチである。図６の例では、スイッチ４２ｂ２が操作されるとエアコンの風量が小さくなり、スイッチ４２ｂ３が操作されるとエアコンの風量が大きくなるように構成されている。
【0156】
スイッチ４２ｂ４は、冷房・暖房機能のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるスイッチである。図６の例では、スイッチ４２ｂ４が操作されるごとに冷房・暖房機能のＯＮ・ＯＦＦが切り換わるように構成されている。
【0157】
スイッチ４２ｂ５、４２ｂ６は、エアコンの設定温度を調節するスイッチである。図６の例では、スイッチ４２ｂ５が操作されると設定温度が低くなり、スイッチ４２ｂ６が操作されると設定温度が高くなるように構成されている。
【0158】
スイッチ４２ｂ７は、エンジン稼働時間表示領域４１ｆの表示を切り換得るスイッチである。
【0159】
また、スイッチ４２ａ２～４２ａ６、４２ｂ２～４２ｂ６は、それぞれのスイッチ又はスイッチ近傍に表示された数字を入力可能に構成されている。また、スイッチ４２ａ３、４２ａ４、４２ａ５、４２ｂ４は、メニュー画面にカーソルが表示された際、カーソルをそれぞれ左、上、右、下に移動させることが可能に構成されている。
【0160】
なお、スイッチ４２ａ１～４２ａ７、４２ｂ１～４２ｂ７に与えられる機能は一例であり、他の機能が実行できるように構成されていてもよい。
【0161】
このように、本実施形態では、画像表示領域４１ｎに、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１（又は俯瞰画像）及び後方画像ＣＢＴが表示されている状態で、タブ４１ｐ１が選択されると、これらの画像を表示した状態でタブ４１ｐ２～４１ｐ７にメニュー詳細項目が表示される。このため、オペレータは、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１（又は俯瞰画像）及び後方画像ＣＢＴを確認しながら、メニュー詳細項目を確認できる。
【0162】
また、画像表示領域４１ｎには、タブ４１ｐ１が選択される前後で大きさが変更されることなく不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１又は俯瞰画像が表示される。オペレータがショベル１００の周囲を確認するときの視認性が悪化しない。
【0163】
以上のように、本実施形態では、不安定領域を示す画像３５０Ａを含む画像ＦＶ１をショベル１００の表示装置４０に表示させることで、ショベル１００のオペレータに対して、
不安定領域の存在を把握させることができる。
不安定領域の存在を把握させることができる。
【0164】
また、本実施形態では、例えば、ショベル１００が不安定領域に侵入しないように、コントローラ３０によってショベル１００の動作を制御してもよい。
【0165】
具体的には、例えば、コントローラ３０は、ショベル１００が向かって走行した場合に、不安定領域に侵入する前に走行を停止させることを指示する通知を、不安定領域を示す画像３５０Ａと共に表示させてもよい。
【0166】
また、コントローラ３０は、ショベル１００が不安定領域に所定の距離以上近づいた場合に、ショベル１００の動作を停止させてもよい。
【0167】
本実施形態では、このようにショベル１００を制御することで、ショベル１００が不安定領域に侵入することによる通信障害の発生を抑制できる。
【0168】
【0169】
本実施形態のＡＲグラス３４０は、ショベル１００が不安定領域を示す通知を管理装置２００から受信すると、不安定領域を示す画像３５０ＡをＡＲグラス３４０の表示部３４１に表示させてよい。
【0170】
図７では、ＡＲグラス３４０を単眼式とし、表示部３４１は、片目の前面に位置するレンズにディスプレイ機能を設けたものとした。
【0171】
表示部３４１には、不安定領域を示す画像３５０Ａが表示されている。この不安定領域を示す画像３５０Ａは、ＡＲグラス３４０を装着しているオペレータの視界に重畳されて視認されるように表示される。
【0172】
具体的には、不安定領域を示す画像３５０Ａは、表示部３４１において、オペレータが視認している障害物３２０と重なる位置に表示される。
【0173】
本実施形態では、このように、ＡＲグラス３４０に不安定領域を示す画像を表示させることで、オペレータに対して、直感的に不安定領域の存在を把握させることができる。
【0174】
なお、本実施形態では、ＡＲグラス３４０は単眼式でなくてもよい。また、ＡＲグラス３４０をヘッドマウントディスプレイの一例であり、ヘッドマウントディスプレイには、網膜走査型のヘッドマウントディスプレイを含んでよい。
【0175】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、ショベル１００が遠隔操作される点と、障害物が移動する点が、第一の実施形態と相違する。以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、ショベル１００が遠隔操作される点と、障害物が移動する点が、第一の実施形態と相違する。以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【0176】
【0177】
また、図８では、作業現場３００において、ダンプトラック３３０が、矢印Ｙ２方向に向かって走行するものとする。ダンプトラック３３０は、障害物の一例である。
【0178】
この場合、管理装置２００の不安定領域検出部３３は、ダンプトラック３３０の移動に応じて、即時的（リアルタイム）に不安定領域を更新してよい。
【0179】
図８において、ダンプトラック３３０が地点Ｐにあるときに検出された不安定領域が、領域３６０Ａであったとする。この場合に、ダンプトラック３３０が矢印Ｙ２方向に走行すると、管理装置２００は、ダンプトラック３３０の移動に応じて、不安定領域の検出を再度行い、不安定領域を更新する。図８では、ダンプトラック３３０の移動後の不安定領域は、領域３６０Ｂに更新される。
【0180】
なお、本実施形態では、障害物の位置が変わらずに、ショベル１００の位置が変わった場合にも、不安定領域が更新されてよい。つまり、本実施形態では、障害物又はショベル１００の少なくとも何れか一方が移動した場合に、不安定領域を更新してよい。
【0181】
本実施形態では、このように、作業現場３００において障害物が移動する場合であっても、ショベル１００と障害物３２０との位置関係に基づく不安定領域を検出することができる。また、ショベル１００の位置に応じて最新の不安定領域をオペレータに通知することができる。
【0182】
また、本実施形態の管理装置２００は、不安定領域が検出されると、不安定領域を示す通知を遠隔操作室５００へ通知する。遠隔操作室５００は、遠隔操作室５００に設けられた表示装置等に、不安定領域を示す画像を表示させ、ショベル１００の遠隔操作を行うオペレータに対して不安定領域を把握させる。
【0183】
【0184】
【0185】
本実施形態の管理装置２００は、不安定領域が検出されると、通知出力部３４により、不安定領域が検出されたことを示す通知を遠隔操作室５００に対して送信する（ステップＳ９０６）。遠隔操作室５００は、管理装置２００から通知を受信すると、表示装置に、不安定領域が検出されたことを示す通知を表示させる（ステップＳ９０７）。
【0186】
具体的には、遠隔操作室５００では、検出された不安定領域を示す画像を表示装置に表示させてもよい。
【0187】
本実施形態では、このように、作業現場３００において、障害物が移動する場合であっても、障害物の移動に応じて不安定領域を検出することができる。また、本実施形態によれば、ショベル１００が遠隔操作されている場合であっても、遠隔操作を行っているオペレータに対して、不安定領域を把握させることができる。また、本実施形態によれば、本実施形態では、管理装置２００が各種の処理を行うため、遠隔操作室５００の制御装置の処理負荷を増大させずに、遠隔操作を行っているオペレータに対して、不安定領域を把握させることができる。
【0188】
したがって、本実施形態によれば、通信障害の発生を抑制することができる。
【0189】
また、本実施形態では、ダンプトラック３３０が自動制御によって、目標軌道に沿って移動する場合にも適用できる。この場合、管理装置２００は、ダンプトラック３３０の目標軌道を示す軌道情報を取得し、目標軌道に基づき、作業現場３００における不安定領域を予め予測してもよい。そして、管理装置２００は、予測した結果を予め遠隔操作室５００に対して通知してもよい。このようにすることで、例えば、ショベル１００による作業の開始前に、不安定領域をオペレータに把握させることができ、作業効率の向上に貢献できる。
【0190】
（第三の実施形態）
以下に図面を参照して、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、ショベル１００と無線アンテナ３１０との通信を中継する移動体４００を有する点が、第一の実施形態と相違する。以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
以下に図面を参照して、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、ショベル１００と無線アンテナ３１０との通信を中継する移動体４００を有する点が、第一の実施形態と相違する。以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【0191】
図１０は、第三の実施形態の作業機械の管理システムの動作を説明する図である。図１０では、作業現場３００に、通信機能を有する移動体４００を配置し、ショベル１００と無線アンテナ３１０との通信を中継させる。移動体４００は、例えば、ドローン等の飛行体であってよいし、地上を移動するロボット等であってもよい。
【0192】
本実施形態の管理システムＳＹＳにおいて、管理装置２００Ａは、作業現場３００での障害物３２０とショベル１００との位置関係に応じて移動体４００を移動させ、ショベル１００と管理装置２００とに、移動体４００を中継した通信を行わせる。
【0193】
図１０の例では、作業現場３００に障害物３２０が配置されている。この場合に、ショベル１００が地点Ｐ１１から地点Ｐ１２に移動すると、作業現場３００において、無線アンテナ３１０とショベル１００とを直線で結ぶことができない不安定領域が形成される。
【0194】
そこで、本実施形態の管理装置２００Ａは、ショベル１００が地点Ｐ１１から地点Ｐ１２に向かって移動を開始すると、地点Ｐ２１に待機していた移動体４００を、地点Ｐ２２まで移動させ、無線アンテナ３１０とショベル１００との間の通信を中継させる。
【0195】
言い換えれば、管理装置２００Ａは、ショベル１００が不安定領域へ侵入する兆候を検出すると、地点Ｐ２１に待機していた移動体４００の目標位置を地点Ｐ２２とし、移動体４００を目標位置まで移動させ、無線アンテナ３１０とショベル１００との間の通信を中継させる。
【0196】
このように、移動体４００を地点Ｐ２２に移動させ、ショベル１００と無線アンテナ３１０との通信を、移動体４００を中継して行わせることで、ショベル１００は、不安定領域に含まれる地点Ｐ１２においても、無線アンテナ３１０を介して管理装置２００と安定した通信を行うことができる。つまり、本実施形態では、移動体４００を中継ポイントとすることで、不安定領域を安定した通信を行うことができる領域に変えることができる。以下の説明では、安定した通信を行うことができる領域を安定領域と表現する場合がある。
【0197】
【0198】
本実施形態の管理装置２００Ａは、情報取得部３１、仮想空間構築部３２、不安定領域検出部３３、通知出力部３４、位置算出部３５を有する。
【0199】
本実施形態の位置算出部３５は、ショベル１００が不安定領域に侵入する兆候を検出すると、移動体４００の移動先の位置を算出する。移動体４００の移動先の位置とは、言い換えれば、移動体４００の目標位置を示す３次元の座標であってよい。
【0200】
本実施形態の位置算出部３５は、例えば、無線アンテナ３１０と移動体４００、ショベル１００と移動体４００のそれぞれを直線で結ぶことができる位置を、移動体４００の移動先の位置（目標位置）として算出してよい。
【0201】
より具体的には、位置算出部３５は、無線アンテナ３１０と移動体４００とを結ぶ直線と、ショベル１００と移動体４００とを結ぶ直線との合計が、最も短くなる位置を、移動体４００の目標位置として算出してもよい。
【0202】
なお、位置算出部３５による目標位置の算出方法は、上述した例に限定されない。位置算出部３５は、例えば、予め与えられた評価関数等を用いて目標位置を算出してもよい。
【0203】
また、不安定領域に侵入する兆候とは、ショベル１００が不安定領域に向かって走行を開始することであってもよいし、ショベル１００から不安定領域までの距離が所定の距離未満となることであってもよい。
【0204】
【0205】
【0206】
本実施形態の管理装置２００Ａにおいて、位置算出部３５は、ショベル１００が不安定領域に侵入する兆候を検出すると、移動体４００の移動先を特定する（ステップＳ１２０６）。言い換えれば、位置算出部３５は、移動体４００の目標位置を示す３次元座標を算出する。
【0207】
続いて、管理装置２００Ａは、通知出力部３４により、移動体４００に対して移動先への移動指示を出力する（ステップＳ１２０７）。この移動指示には、目標位置を示す３次元座標が含まれてよい。
【0208】
移動体４００は、移動指示を受け付けると、移動指示に含まれる３次元座標が示す目標位置に移動する（ステップＳ１２０８）。
【0209】
このように、本実施形態によれば、ショベル１００が不安定領域に侵入する兆候が検出された場合に、移動体４００を中継ポイントとすることで、ショベル１００の位置に応じて不安定領域を安定領域に変えることができる。また、本実施形態では、管理装置２００において各種の処理を行うため、ショベル１００の処理負荷を増大させずに、ショベル１００の位置に応じて不安定領域を安定領域に変えることができる。
【0210】
また、本実施形態では、ショベル１００が自動制御されていてよい。この場合、管理装置２００Ａは、ショベル１００の目標軌道を示す情報を予め取得しておき、ショベル１００の目標軌道に基づいて、常にショベル１００と無線アンテナ３１０との間で安定した通信が行われるように、移動体４００の位置を制御する。
【0211】
このようにすることで、作業現場３００には、不安定領域が発生することがなく、通信障害の発生を抑制できる。
【0212】
なお、上述した各実施形態で説明した管理装置２００の機能は、ショベル１００のコントローラ３０に設けられていてもよい。
【0213】
その場合、ショベル１００は、管理装置２００として機能することができる。つまり、ショベル１００のコントローラ３０は、自機の稼働情報と、無線アンテナ３１０から送信される環境情報とを取得して、作業現場３００を再現した仮想空間を構築し、仮想空間においてシミュレーションを行うことで、不安定領域を検出する。そして、コントローラ３０は、不安定領域を検出した場合には、表示装置４０やＡＲグラス３４０に、不安定領域を検出したことを示す情報を通知する。
【0214】
また、コントローラ３０は、ショベル１００が不安定領域に侵入する兆候を検出すると、移動体４００の目標位置を算出し、移動体４００に対して目標位置までの移動指示を出力してよい。
【0215】
このように、ショベル１００のコントローラ３０に、上述した管理装置２００の機能を設けることで、ショベル１００は管理装置２００と通信を行う必要がなくなる。したがって、ショベル１００のコントローラ３０に、上述した管理装置２００の機能を設けることで、上述した各実施形態が有する効果に加えて、さらに、ショベル１００の通信の負荷を低減することができる。
【0216】
また、上述した各実施形態では、ショベル１００を作業機械の一例としたが、作業機械はショベル１００に限定されない。作業機械は、例えば、フォークリフトやクレーン等のように、アタッチメントを有するものであればよい。
【0217】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【0218】
１ 下部走行体
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
３０ コントローラ
３１ 情報取得部
３２ 仮想空間構築部
３３ 不安定領域検出部
３４ 通知出力部
３５ 位置算出部
１００ ショベル
２００ 管理装置
３１０ 無線アンテナ
４００ 移動体
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
３０ コントローラ
３１ 情報取得部
３２ 仮想空間構築部
３３ 不安定領域検出部
３４ 通知出力部
３５ 位置算出部
１００ ショベル
２００ 管理装置
３１０ 無線アンテナ
４００ 移動体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】