特開 2024-175864 作業機械、及び作業機械の移動制御システム

(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】P2024175864

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】作業機械、及び作業機械の移動制御システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/24 20060101AFI20241212BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20241212BHJP

   G01S 17/89 20200101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

E02F9/24 B

E02F9/20 H

G01S17/89

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093923

(22)【出願日】2023-06-07

(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】高 娜

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

5J084

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB01

2D003BA07

2D003BB09

2D003BB11

2D003CA10

2D003DA04

2D003DB04

2D003DB05

2D003DC03

2D003FA02

2D015EA02

2D015GA03

2D015GB01

2D015GB02

2D015HA03

2D015HB04

2D015HB05

5J084AA05

5J084AC02

(57)【要約】

【課題】整地路面の損傷を抑制する。
【解決手段】本開示の一態様に係る作業機械は、クローラを有する下部走行体と、前記クローラによる移動を許可するために所定の部材が敷設されている第１領域が示されている地図情報を記憶する記憶部と、当該作業機械の存在する位置を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記位置と前記地図情報とに基づいて、前記所定の部材が敷設されている前記第１領域を前記下部走行体による移動を許可し、前記所定の部材が敷設されていない第２領域を前記下部走行体で移動する場合に警告の出力又は当該第２領域への移動を抑制するように構成されている制御部と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クローラを有する下部走行体と、
前記クローラによる移動を許可するために所定の部材が敷設されている第１領域が示されている地図情報を記憶する記憶部と、
当該作業機械の存在する位置を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記位置と前記地図情報とに基づいて、前記所定の部材が敷設されている前記第１領域を前記下部走行体による移動を許可し、前記所定の部材が敷設されていない第２領域を前記下部走行体で移動する場合に警告の出力又は当該第２領域への移動を抑制するように構成されている制御部と、
を備える作業機械。

【請求項2】

前記記憶部に記憶された前記地図情報は、前記クローラで走行が可能な強度を有する金属部材が敷設されている前記第１領域が示されている、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

前記作業機械の周辺の物体を検知する検知部をさらに備え、
前記制御部は、さらに、前記検知部に検知結果に応じて、前記作業機械の周辺に前記所定の部材が敷設されている前記第１領域を推定し、前記第１領域に対する前記作業機械の移動を許可するように構成されている、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項4】

前記制御部は、前記地図情報に基づいて、前記所定の部材が敷設されている前記第１領域を通って所定の位置まで前記作業機械が移動する経路を生成するように構成されている、
請求項１に記載の作業機械。

【請求項5】

前記制御部は、生成された前記経路に従って前記作業機械が移動するように制御を行うように構成されている、
請求項４に記載の作業機械。

【請求項6】

クローラによる移動を許可するために所定の部材が敷設されている第１領域が示されている地図情報を、作業機械に送信するように構成されている情報処理装置と、
前記クローラを有する下部走行体と、受信した前記地図情報を記憶する記憶部と、前記作業機械の存在する位置を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記位置と前記地図情報とに基づいて、前記所定の部材が敷設されている前記第１領域を前記下部走行体による移動を許可し、前記所定の部材が敷設されていない第２領域を前記下部走行体で移動する場合に警告の出力又は当該第２領域への移動を抑制するように構成されている制御部と、を備える前記作業機械と、
を有する作業機械の移動制御システム。

【請求項7】

周辺の物体を検知する検知部を有するドローンを、さらに備え、
前記情報処理装置は、前記ドローンが有する検知部による検知結果から、前記所定の部材が敷設された前記第１領域を推定し、前記第１領域が示されている前記地図情報を生成するように構成されている、
請求項６に記載の作業機械の移動制御システム。

【請求項8】

前記情報処理装置は、前記ドローンが有する検知部による検知結果のうち、前記所定の部材の反射率に基づいて前記第１領域を認識するように構成されている、
請求項７に記載の作業機械の移動制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械、及び作業機械の移動制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、一般に使用される作業機械においては、帯状の無限軌道体を長円形状にして車体の左右側部の駆動輪に巻き着け、その長円形状の無限軌道体の下側長辺部位を帯状に接地させて走行する構造を有している、いわゆるクローラを有していることが多い。当該クローラは、不整地面を走行するには適しているが、アスファルト等が敷設された整地路面を走行する場合には、接触痕を残すなど、路面に損傷を与える可能性がある。このため、整地路面を走行する際に、路面の損傷を防止するために様々な技術が提案されている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－２０３４３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年では、特許文献１のような作業機械には路面の損傷を防止するための機構を設けずに、整地路面を走行しないように取り決めることで、路面の損傷を回避する傾向にある。そのため、整地路面を作業機械が走行する場合には、鉄板等の部材を敷設して、当該部材の上を通るようにする場合がある。しかしながら、作業機械からは、どの領域に鉄板等の部材が敷設されているのか把握するのは難しい。このため、例えば、作業機械からは、どの経路を通れば、鉄板等の部材の上を通って目標位置まで到達できるのか把握するのが難しい場合がある。

【0005】

本発明の一態様は、鉄板などの部材が敷設している領域を認識することで、整地路面の損傷を抑制する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る作業機械は、クローラを有する下部走行体と、前記クローラによる移動を許可するために所定の部材が敷設されている第１領域が示されている地図情報を記憶する記憶部と、当該作業機械の存在する位置を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記位置と前記地図情報とに基づいて、前記所定の部材が敷設されている前記第１領域を前記下部走行体による移動を許可し、前記所定の部材が敷設されていない第２領域を前記下部走行体で移動する場合に警告の出力又は当該第２領域への移動を抑制するように構成されている制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、整地路面の損傷を抑制する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係るショベルの移動制御システムの一例を示す概要図である。

【図2】第１の実施形態に係るショベルの側面図である。

【図3】第１の実施形態に係るショベルの構成の一例を概略的に示す図である。

【図4】第１の実施形態に係るショベルの移動制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。

【図5】第１の実施形態に係る地図情報生成部により生成された作業現場の地図情報の一例を示した図である。

【図6】第１の実施形態に係る領域推定部による、空間認識装置の測定情報のうち、移動が許可されている領域の推定例を示した図である。

【図7】第１の実施形態に係るショベルの移動制御システムにおける、地図情報をショベルに送信するまでの処理の流れを示したシーケンス図である。

【図8】第１の実施形態に係るコントローラにおけるショベルの自律移動の制御を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。また、以下で説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。

【0010】

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳの概要を説明する。図１は、第１の実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳの一例を示す概要図である。

【0011】

＜ショベルの移動制御システムを構成する機器＞
図１に示すように、第１の実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳは、ショベル１００と、ドローンＤＲと、情報処理装置４００と、を含んでいる。

【0012】

ショベル１００及びドローンＤＲは無線通信を可能とする。そして、ショベル１００及びドローンＤＲは、無線通信によって通信ネットワークＮＴと接続する。本実施形態においては、通信ネットワークＮＴに情報処理装置４００が接続されている。これにより、ショベル１００及びドローンＤＲの各々は、情報処理装置４００との間で情報の送受信を可能とする。

【0013】

ショベル１００、及びドローンＤＲは、ショベル１００が作業を行う作業現場に存在する。ショベル１００、及びドローンＤＲは、作業現場に関する情報を、情報処理装置４００に送信できる。これにより、情報処理装置４００は、作業現場に関する情報を収集、管理できる。

【0014】

本実施形態に係る作業現場では、作業者が、アスファルト等の整地路面のうち、ショベル１００の移動を許可する領域に鉄板を敷設する。そして、ショベル１００は、敷設されてある鉄板の上を移動することで、アスファルト等を損傷させることを抑制している。

【0015】

本実施形態では、ショベル１００の移動が許可された領域に鉄板を敷設する例について説明するが、当該領域に敷設する部材を鉄板に制限するものではなく、ショベル１００がクローラで走行が可能な強度を有する金属部材であればよい。クローラで走行が可能な強度を有する金属部材を敷設することで、整地路面の損傷を抑制できる。また、ショベル１００の移動可能な領域が変更された場合には作業者が金属部材を敷設しなおす。このように敷設する部材は繰り返し利用できるので、コストの削減を実現できる。

【0016】

また、ショベル１００が敷設された鉄板の上を移動している際、鉄板が敷設された領域が限られているため、目標位置までたどり着けない経路で移動している可能性もある。この場合、目標位置まで移動するために元の道を戻る、又は、鉄板が敷設されていない整地路面等を通って目標位置まで行くことになる。この場合、移動による時間のロス、又は、整地路面が損傷する可能性がある。

【0017】

そこで、本実施形態に係るショベル１００は、作業現場のうち、鉄板が敷設された領域が示されている地図情報を記憶する。

【0018】

本実施形態においては、ドローンＤＲに空間認識装置が設けられている。ドローンＤＲは、地図情報を生成するために、当該空間認識装置を用いて作業現場を計測し、計測結果を情報処理装置４００に送信する。

【0019】

空間認識装置は、作業現場に敷設されている鉄板を検出するためにＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）を用いてもよい。ＬＩＤＡＲは、例えば、監視範囲内にある１００万点以上の点とＬＩＤＡＲとの間の距離を測定する。なお、本実施形態は、ＬＩＤＡＲを用いる手法に制限するものではなく、鉄板を検出可能な空間認識装置であればよい。さらに、本実施形態は、色等を検出可能な撮像装置と組み合わせてもよい。他の例としては、ステレオカメラを用いてもよいし、ミリ波レーダなどの測距装置を組み合わせてもよい。

【0020】

本実施形態では、空間認識装置としてＬＩＤＡＲを用いた場合、物体毎に異なる光の反射率に基づいて鉄板であるか否かを識別できる。

【0021】

ショベルの移動制御システムＳＹＳに含まれるドローンＤＲは、一台であってもよいし、複数台であってもよい。これにより、移動制御システムＳＹＳは、複数台のドローンＤＲを通じて、情報処理装置４００に作業現場に関する情報提供を行ってもよい。

【0022】

なお、本実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳは、作業現場に敷設されている鉄板を検出するための装置を、ドローンＤＲに制限するものではなく、例えば、作業現場に所定の距離ごとに定点計測装置を設け、当該定点計測装置が、作業現場に敷設されている鉄板を検出してもよい。

【0023】

情報処理装置４００は、ドローンＤＲの計測結果に基づいて、作業現場において鉄板が敷設されている領域を示している地図情報を生成し、生成した地図情報をショベル１００に送信する。

【0024】

ショベルの移動制御システムＳＹＳに含まれるショベル１００は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。これにより、ショベルの移動制御システムＳＹＳは、ショベル１００に対して、作業現場で鉄板が敷設されている領域に関する情報を提供できる。

【0025】

［作業機械の概要］
本実施形態では、作業機械の一例としてショベルを用いる例について説明するが、ショベルに制限するものではない。建設機械、標準機、応用器、林業機械、又は油圧ショベルをベースとした搬送機械に適用してもよい。

【0026】

図２を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。図２は、本実施形態に係る作業機械としてのショベル１００の側面図である。

【0027】

本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメント（作業機）を構成するブーム４、アーム５、及び、バケット６と、キャビン１０を備える。

【0028】

下部走行体１は、左右一対のクローラが走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（後述する図２参照）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。つまり、一対の走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（走行モータの一例）は、被駆動部としての下部走行体１（クローラ）を駆動する。

【0029】

上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａ（後述する図２参照）で駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。つまり、旋回油圧モータ２Ａは、被駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。

【0030】

なお、上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａの代わりに、電動機（以下、「旋回用電動機」）により電気駆動されてもよい。つまり、旋回用電動機は、旋回油圧モータ２Ａと同様、非駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。

【0031】

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、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が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。

【0032】

なお、バケット６は、エンドアタッチメント（作業具）の一例であり、アーム５の先端には、作業内容等に応じて、バケット６の代わりに、土羽打ち可能な他のエンドアタッチメント、例えば、法面用バケット等が取り付けられてもよい。

【0033】

キャビン１０は、操作者が搭乗する運転室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。

【0034】

［ショベルの構成］
次に、図２に加えて、図３を参照して、本実施形態に係るショベル１００の具体的な構成について説明する。

【0035】

図３は、本実施形態に係るショベル１００の構成の一例を概略的に示す図である。

【0036】

なお、図３において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。

【0037】

本実施形態に係るショベル１００の駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、コントロールバルブ１７を含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等の油圧アクチュエータを含む。

【0038】

エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、後述するコントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。

【0039】

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４の斜板の角度（傾転角）を調節する。レギュレータ１３は、例えば、後述の如く、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。

【0040】

メインポンプ１４は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ３０による制御下で、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。メインポンプ１４は、例えば、後述の如く、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。

【0041】

コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できるように構成されている。制御弁１７１～１７６は、例えば、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、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、走行油圧モータ１Ｌ、１Ｒ、及び旋回油圧モータ２Ａを含む。より具体的には、制御弁１７１は、左走行油圧モータ１Ｌに対応し、制御弁１７２は、右走行油圧モータ１Ｒに対応し、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応する。また、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応し、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応する。

【0042】

パイロットポンプ１５は、パイロット圧生成装置の一例であり、パイロットラインを介して油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。

【0043】

操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。

【0044】

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出するように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。吐出圧センサ２８は、例えば、後述の如く、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒを含む。

【0045】

操作センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出するように構成されている。本実施形態では、操作センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。本実施形態では、コントローラ３０は、操作センサ２９の出力に応じて比例弁３１の開口面積を制御する。そして、コントローラ３０は、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、原則として、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。このように、操作装置２６は、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。

【0046】

マシンコントロール用制御弁として機能する比例弁３１は、パイロットポンプ１５とコントロールバルブ１７内の制御弁のパイロットポートとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１を介し、コントロールバルブ１７内の制御弁のパイロットポートに供給できる。

【0047】

この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。

【0048】

本実施形態に係るショベル１００の制御系は、コントローラ３０と、表示装置４０と、入力装置４２と、音声出力装置４３と、記憶装置４７と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサ（姿勢検出部の一例）Ｓ４と、旋回状態センサＳ５と、空間認識装置Ｓ６と、測位装置ＰＳと、通信装置Ｔ１を含む。

【0049】

コントローラ３０（制御装置の一例）は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは、その組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性の補助記憶装置と、各種入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、ＲＯＭや不揮発性の補助記憶装置に格納される各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

【0050】

例えば、コントローラ３０は、操作者等の操作等に基づき、目標回転数を設定し、エンジン１１を一定回転させる駆動制御を行う。

【0051】

また、例えば、コントローラ３０は、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。

【0052】

また、例えば、コントローラ３０は、例えば、操作者による操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能に関する制御を行う。また、コントローラ３０は、例えば、操作者による操作装置２６を通じたショベル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に関する制御を行う。つまり、コントローラ３０は、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する機能部として、マシンガイダンス部を含んでもよい。

【0053】

なお、コントローラ３０の機能の一部は、他のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。即ち、コントローラ３０の機能は、複数のコントローラにより分散される態様で実現されてもよい。例えば、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能は、専用のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。

【0054】

表示装置４０は、キャビン１０内の着座した操作者から視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載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いし、一対一の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。

【0055】

入力装置４２は、キャビン１０内の着座した操作者から手が届く範囲に設けられ、操作者による各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。入力装置４２は、各種情報画像を表示する表示装置のディスプレイに実装されるタッチパネル、操作装置２６のレバー部の先端に設けられるノブスイッチ、表示装置４０の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル、回転ダイヤル等を含む。入力装置４２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0056】

音声出力装置４３は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置４３は、例えば、スピーカやブザー等である。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。

【0057】

記憶装置４７は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報を記憶する。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。記憶装置４７は、地図情報記憶部４７Ａを含んでもよい。地図情報記憶部４７Ａは、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される、又は、入力装置４２等を通じて設定される、作業現場の地図情報を記憶している。

【0058】

ブーム角度センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する俯仰角度（以下、「ブーム角度」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよい。また、ブーム角度センサＳ１は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、ブーム角度に対応する油圧シリンダ（ブームシリンダ７）のストローク量を検出するシリンダストロークセンサ等を含んでもよい。以下、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0059】

アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム角度センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0060】

バケット角度センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する回動角度（以下、「バケット角度」）、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（爪先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット角度センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0061】

機体傾斜センサ（姿勢検出部の一例）Ｓ４は、水平面に対する機体（上部旋回体３或いは下部走行体１）の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に取り付けられ、ショベル１００（即ち、上部旋回体３）の前後方向及び左右方向の２軸回りの傾斜角度（以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」）を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。機体傾斜センサＳ４による傾斜角度（前後傾斜角及び左右傾斜角）に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0062】

旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサＳ５は、例えば、上部旋回体３の旋回角速度及び旋回角度を検出する。旋回状態センサＳ５は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含んでよい。旋回状態センサＳ５による上部旋回体３の旋回角度や旋回角速度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0063】

空間認識装置（検知部の一例）Ｓ６は、ショベル１００の周辺の物体を検出する。空間認識装置Ｓ６は、ショベル１００の前方を計測する空間認識装置Ｓ６Ｆ、ショベル１００の左方を計測する空間認識装置Ｓ６Ｌ、ショベル１００の右方を計測する空間認識装置Ｓ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方を計測する空間認識装置Ｓ６Ｂを含む。

【0064】

空間認識装置Ｓ６Ｆは、例えば、キャビン１０の屋根等、キャビン１０の外部に取り付けられる。また、空間認識装置Ｓ６Ｆは、キャビン１０の天井、即ち、キャビン１０の内部に取り付けられてもよい。空間認識装置Ｓ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、空間認識装置Ｓ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、空間認識装置Ｓ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

【0065】

空間認識装置Ｓ６（Ｓ６Ｆ，Ｓ６Ｂ，Ｓ６Ｌ，Ｓ６Ｒ）は、それぞれ、例えば、ＬＩＤＡＲを用いてもよい。また、空間認識装置Ｓ６は、ステレオカメラや距離画像カメラ等であってもよい。空間認識装置Ｓ６による計測結果は、コントローラ３０に取り込まれる。

【0066】

空間認識装置Ｓ６は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、空間認識装置Ｓ６は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知してよい。検知対象の物体には、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、穴等が含まれうる。また、空間認識装置Ｓ６は、空間認識装置Ｓ６又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出してもよい。物体検知装置としての空間認識装置Ｓ６には、例えば、ステレオカメラ、距離画像センサ等が含まれうる。また、空間認識装置Ｓ６は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ、赤外線センサ等の他の物体検知装置が設けられてもよい。

【0067】

さらに、本実施形態に係る空間認識装置Ｓ６は、作業現場に敷設されている鉄板を検知する。鉄板の検知手法は、周知の手法を問わずあらゆる手法を用いてよい。例えば、空間認識装置Ｓ６は、物体毎に異なる光の反射率によって鉄板であるか否かを検知すると共に、当該鉄板が敷設されている領域を検知してもよい。

【0068】

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。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。

【0069】

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。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。

【0070】

測位装置ＰＳは、ショベル１００の上部旋回体３の存在する位置及び向きを検出する。測位装置ＰＳは、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、上部旋回体３の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。また、測位装置ＰＳの機能のうちの上部旋回体３の向きを検出する機能は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。

【0071】

通信装置Ｔ１は、基地局を末端とする移動体通信網、衛星通信網、インターネット網等を含む所定のネットワークを通じて外部機器と通信を行う。通信装置Ｔ１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや、衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等である。

【0072】

＜遠隔操作システムのブロック構成＞
図４は、本実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳの構成例を示す機能ブロック図である。図４に示される例では、移動制御システムＳＹＳに含まれる、ドローンＤＲ、情報処理装置４００、及び、ショベル１００の各々のブロック構成を示している。

【0073】

［ドローンのブロック構成］
ドローンＤＲは、通信装置Ｔ３と、コントローラＤ３０と、空間認識装置ＤＳ６と、測位装置ＤＰＳと、を備えている。

【0074】

測位装置ＤＰＳは、ドローンＤＲの位置及び向きを検出する。測位装置ＤＰＳは、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、ドローンＤＲの位置及び向きを検出し、ドローンＤＲの位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラＤ３０に取り込まれる。また、測位装置ＤＰＳの機能のうちのドローンＤＲの向きを検出する機能は、ドローンＤＲに取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。

【0075】

空間認識装置ＤＳ６は、ドローンＤＲの周辺に存在する物体を測定する。空間認識装置ＤＳ６は、それぞれ、例えば、ＬＩＤＡＲを用いてもよい。空間認識装置ＤＳ６による計測結果は、コントローラＤ３０に取り込まれる。

【0076】

本実施形態に係るドローンＤＲは、作業現場を含む、ショベル１００が移動する可能性のある領域について、空間認識装置ＤＳ６で測定を行う。これにより、ショベル１００が移動する可能性ある領域において、鉄板が敷設された領域を測定できる。

【0077】

ドローンＤＲの操作は、自動制御であってもよいし、任意の操作者による手動制御であってもよい。つまり、ドローンＤＲは、当該操作に従って移動した際に、空間認識装置ＤＳ６が鉄板が敷設された領域を全て測定できればよい。

【0078】

通信装置Ｔ３は、基地局を末端とする移動体通信網、衛星通信網、インターネット網等を含む所定のネットワークを通じて外部機器と通信を行う。通信装置Ｔ３は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや、衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等である。

【0079】

コントローラＤ３０が有する機能について説明する。コントローラＤ３０は、図４に示されるように、機能ブロックとして、取得部Ｄ３１と、通信制御部Ｄ３２と、を有し、空間認識装置ＤＳ６によって検知された測定情報を、情報処理装置４００に送信するための処理を行う。

【0080】

取得部Ｄ３１は、空間認識装置ＤＳ６による測定情報と、測位装置ＤＰＳによるドローンＤＲの位置及び向きに対応する検出信号と、を取得する。

【0081】

通信制御部Ｄ３２は、通信装置Ｔ３を用いて、外部の装置との間で情報の送信及び受信を行う。例えば、通信制御部Ｄ３２は、通信装置Ｔ３を用いて、取得部Ｄ３１が取得した測定情報と検出信号とを対応付けて、情報処理装置４００に送信する。

【0082】

［情報処理装置のブロック構成］
情報処理装置４００は、通信装置Ｔ２と、コントローラ４３０と、記憶装置４１０と、を備えている。

【0083】

通信装置Ｔ２は、衛星通信網、インターネット網等を含む所定のネットワークを通じて外部機器と通信を行う。通信装置Ｔ２は、例えば、公衆回線に接続可能な通信モジュール等である。

【0084】

記憶装置４１０は、コントローラ４３０による制御下で、各種情報を記憶する。記憶装置４１０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４１０は、地図情報記憶部４１０Ａを含んでもよい。地図情報記憶部４１０Ａは、コントローラ４３０により生成される作業現場の地図情報を記憶している。地図情報については後述する。

【0085】

コントローラ４３０が有する機能について説明する。コントローラ４３０は、図４に示されるように、機能ブロックとして、通信制御部４３１と、領域推定部４３２と、地図情報生成部４３３と、を有する。

【0086】

通信制御部４３１は、通信装置Ｔ２を用いて、外部の装置との間で情報の送信及び受信を行う。例えば、通信制御部４３１は、通信装置Ｔ２を用いて、ドローンＤＲから、測定情報と、当該測定情報と対応付けられた検出信号と、を受信する。

【0087】

測定情報は、ドローンＤＲを基準とした周囲の物体の検知結果を含み、検出信号は、当該ドローンＤＲの位置及び向きを含んでいる。つまり、コントローラ４３０は、検出信号で示された位置及び向きを基準とした周囲の物体の検知結果を認識できる。

【0088】

領域推定部４３２は、受信した測定情報及び検出信号に基づいて、鉄板が敷設された領域を推定する。具体的には、領域推定部４３２は、測定情報から、物体の形状を表した点群データを抽出し、当該点群データの特徴量（例えば光の反射率）に基づいて、鉄板が敷設された領域を推定する。鉄板は、所定の光の反射率を有する金属部材である。そこで、領域推定部４３２は、所定の光の反射率であるか否かに基づいて、鉄板が敷設された領域であるか否かを推定する。そして、鉄板が敷設されていると推定された領域は、検出信号で示された位置及び向きによって世界座標系に変換できる。本実施形態においては、ドローンＤＲによる計測結果に基づいて、鉄板が敷設された領域、換言すれば、ショベル１００の移動が許可された領域を特定できる。したがって、鉄板が敷設された領域であるか否かを把握した上でショベル１００の移動を制御できるので、ショベル１００を目標位置まで迷うことなく移動させることができる。したがって、操作負担の軽減及び利便性の向上を実現できる。

【0089】

なお、本実施形態は、鉄板（敷鉄板）であるか否かの判定手法を、光の反射率に基づいた判定に制限するものではない。例えば、鉄板からの反射光の色で判定してもよいし、鉄板から反射した光の反射スペクトルに基づいて判定してもよい。さらには、鉄板が敷設された路面と、その他の路面（例えば整地路面）と、の高さの違い、換言すれば鉄板の厚みが検出されたか否に基づいて判定してもよい。

【0090】

本実施形態においては、地図情報記憶部４１０Ａに、作業現場の地図情報が予め記憶されていてもよい。当該地図情報には、世界座標系における、ショベル１００の作業領域、ショベル１００の保管場所、及び、整地路面等に関する情報が含まれている。これにより、領域推定部４３２は、ショベル１００の作業領域、ショベル１００の保管場所、及び、整地路面等と、推定された鉄板が敷設された領域と、の対応関係を特定できる。

【0091】

このように予め地図情報を記憶している場合には、領域推定部４３２は、当該地図情報で示される、ショベル１００の作業領域、ショベル１００の保管場所、及び、整地路面のうち、ショベル１００の移動を許可するために鉄板が敷設された領域を推定できる。

【0092】

地図情報生成部４３３は、領域推定部４３２により推定された、鉄板が敷設された領域を、作業現場を表した地図情報に重畳して、ショベル１００の移動を許可する領域を示した地図情報を生成し、地図情報記憶部４１０Ａに保存する。

【0093】

図５は、本実施形態に係る地図情報生成部４３３により生成された作業現場の地図情報の一例を示した図である。図５で示される例では、整地路面ＳＴ１、ＳＴ２と、保管場所ＲＳと、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３と、作業領域ＷＳと、を含む作業現場が示された地図情報とする。

【0094】

そして、図５に示される地図情報では、整地路面ＳＴ１、ＳＴ２のうち、整地路面ＳＴ２に鉄板が敷設されている旨が示されている。また、地図情報では、ショベル１００の保管場所ＲＳにも鉄板が敷設されている旨が示されている。さらには、地図情報では、作業領域ＷＳのうち、第１作業領域ＷＳ１にも鉄板が敷設されている旨が示されている。

【0095】

一方、地図情報では、整地路面ＳＴ１、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、及び作業領域ＷＳのうち第２作業領域ＷＳ２には、鉄板が敷設されていないことが示されている。

【0096】

つまり、図５に示される地図情報では、整地路面ＳＴ２、保管場所ＲＳ、第１作業領域ＷＳ１が、鉄板が敷設された領域として示されている。

【0097】

図４に戻り、通信制御部４３１は、通信装置Ｔ２を用いて、地図情報記憶部４１０Ａに保存されている、鉄板が敷設された領域が示された地図情報を、ショベル１００に送信する。ショベル１００のコントローラ３０は、地図情報を受信することで、鉄板が敷設された領域を認識し、当該領域を通るように制御することで、整地路面の損傷を抑制することが可能となる。

【0098】

本実施形態においては、測定情報と検出信号とを取得するドローンＤＲと、地図情報を生成する情報処理装置４００と、を別の構成で実現する場合について説明した。しかしながら本実施形態は、ドローンＤＲと情報処理装置４００とを別構成で実現する手法に制限するものではない。例えば、ドローンＤＲが情報処理装置４００の機能を有してもよい。この場合、ドローンＤＲが、地図情報を生成し、ショベル１００に送信してもよい。

【0099】

［ショベルのブロック構成］
本実施形態に係るショベル１００は、移動などの自律制御が可能なショベルであって、記憶装置４７に記憶された様々な情報に従って自律制御を行う。例えば、ショベル１００は、記憶装置４７に記憶されている施工情報に従って作業領域で掘削等を行ってもよい。さらに、ショベル１００は、地図情報に従って目標位置（例えば、保管場所ＲＳ）までの自律移動を制御してもよい。

【0100】

コントローラ３０は、測位装置ＰＳが検出した位置及び向きと、地図情報記憶部４７Ａに記憶されている地図情報と、に基づいて、鉄板が敷設されている領域（第１領域の一例）を下部走行体１による移動を許可し、鉄板が敷設されていない領域（第２領域の一例）を下部走行体１で移動する場合に警告の出力又は当該鉄板が敷設されていない領域への移動を抑制するように、自律移動を制御する。なお、具体的な自律移動の制御については後述する。

【0101】

ショベル１００は、コントローラ３０に様々な処理を実行するための構成を実現する。
コントローラ３０が有する機能について説明する。コントローラ３０は、図４に示されるように、機能ブロックとして、通信制御部３０１と、取得部３０２と、経路生成部３０３と、移動制御部３０４と、領域推定部３０５と、出力部３０６と、を有する。

【0102】

通信制御部３０１は、通信装置Ｔ１を用いて、外部の装置との間で情報の送信及び受信を行う。例えば、通信制御部３０１は、通信装置Ｔ１を用いて、情報処理装置４００から、地図情報を受信する。通信制御部３０１は、受信した地図情報を地図情報記憶部４７Ａに保存する。

【0103】

これにより、地図情報記憶部４７Ａは、下部走行体１のクローラによる移動を許可するために鉄板（所定の部材の一例）が敷設されている領域が示されている地図情報を記憶する。

【0104】

取得部３０２は、ショベルに設けられている各種センサ（Ｓ１～Ｓ９、ＰＳ、２８、２９）からの信号を取得する。

【0105】

例えば、取得部３０２は、空間認識装置Ｓ６によりショベル１００の周辺を計測した計測情報を取得する。また、取得部３０２は、測位装置ＰＳからショベル１００の現在の位置及び向きを示した検出信号を取得する。

【0106】

さらには、取得部３０２は、地図情報記憶部４７Ａに記憶されている地図情報を取得する。

【0107】

経路生成部３０３は、地図情報に基づいて、ショベル１００の現在の位置（測位装置ＰＳが検出した位置及び向き）から、鉄板が敷設されている領域を通って、目標位置（所定の位置の一例）まで移動させるための目標経路を生成する。本実施形態に係る目標経路は、ショベル１００の中心位置を、世界座標系の目標位置（例えば、保管場所ＲＳに含まれる任意の位置）まで移動させる経路とする。ショベル１００の目標位置は、情報処理装置４００等から受信してもよいし、予め定められていてもよい。本実施形態においては、目標経路を生成するので、鉄板を敷設されている領域を通りながらも目標位置まで迷うことなく到達できる。したがって、操作者の操作負担を軽減できる。

【0108】

本実施形態に係る経路生成部３０３は、地図情報を参照して、鉄板が敷設されている領域、換言すれば、ショベル１００の移動が許可されている領域を特定し、移動が許可されている領域を通って、目標経路まで移動させる経路を生成する。

【0109】

例えば、図５で示される例では、ショベル１００が第１作業領域ＷＳ１に存在し、保管場所ＲＳまで移動する場合に、経路生成部３０３は、整地路面ＳＴ２を通って、保管場所ＲＳまで移動するための目標経路を生成する。

【0110】

移動制御部３０４は、生成された目標経路に従って、ショベル１００の自律移動を行わせるために、ショベル１００の各構成を制御する動作指令を生成し、生成した動作指令を出力する。例えば、移動制御部３０４は、取得部３０２が取得したショベル１００の現在の位置及び向きに基づいて、経路生成部３０３が生成した目標経路に従って移動するために、走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒの少なくとも一つ以上を自律的に動作させるような動作指令を出力する。本実施形態においては、コントローラ３０が、操作者による操作が行われずとも、鉄板が敷設されている領域を通って目標位置までショベル１００を移動させることができるので、操作負担を軽減できる。

【0111】

本実施形態では、移動制御部３０４は、動作指令を出力して、各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に且つ自律的に調整することで各アクチュエータを自律的に動作させることができる。これにより、移動制御部３０４は、下部走行体１による移動に加えて、バケット６、アーム５、及びブーム４による動作、並びに、上部旋回体３の旋回などの様々な動作を制御できる。

【0112】

領域推定部３０５は、取得部３０２が取得した空間認識装置Ｓ６の測定情報に応じて、ショベル１００の周辺に存在する物体の形状を示した点群データに含まれる点データごとの特徴量（高さの値、及び反射強度の値）に基づき、ショベル１００で移動が許可されている領域を推定し、当該領域に対するショベル１００の移動を許可するように構成されている。

【0113】

つまり、ショベル１００が地図情報に従って移動する際に、実際に鉄板が敷設されている領域が地図情報と異なる場合がある。このため、領域推定部３０５が、目標経路に従ってショベル１００が移動する方向に鉄板が敷設されているか否かを、空間認識装置Ｓ６の測定情報に基づいて判断する。これにより、地図情報が実際に鉄板の敷設された領域と異なる情報を保持している場合でもショベル１００が鉄板が敷設されていない領域を移動することを抑制できる。したがって、整地路面の損傷を抑制できる。

【0114】

図６は、本実施形態に係る領域推定部３０５による、空間認識装置Ｓ６の測定情報のうち、移動が許可されている領域の推定例を示した図である。図６に示される測定情報は、例えば、空間認識装置Ｓ６によるショベル１００の前方の計測結果を示している。

【0115】

鉄板が敷設されている整地路面ＳＴ２Ａは、ショベル１００の移動が許可されている領域とする。斜線領域ＰＡは、ショベル１００の移動が抑制されている領域とする。斜線領域ＰＡには、例えば、鉄板が敷設されていない整地路面ＳＴ１Ａが含まれている。

【0116】

そして、領域推定部３０５は、ショベル１００が右折する場合、換言すればショベル１００が整地路面ＳＴ２Ａに沿って移動する場合には、ショベル１００が移動する方向に鉄板が敷設されていると判定し、移動制御部３０４による自律移動制御を継続させる。

【0117】

一方、領域推定部３０５は、ショベル１００が直進する場合、換言すればショベル１００が整地路面ＳＴ１Ａを移動する場合には、ショベル１００が移動する方向に鉄板が敷設されていないと判定し、移動制御部３０４による自律移動制御を停止させる。

【0118】

本実施形態では、上述した制御を行うことで、鉄板が敷設されている領域が、地図情報と異なる場合でも、ショベル１００が鉄板が敷設されていない領域を移動することを抑制できる。

【0119】

出力部３０６は、音声出力装置４３、又は表示装置４０から情報を出力する。例えば、出力部３０６は、音声出力装置４３から警告等を出力してもよい。

【0120】

＜ショベルの移動制御システムにおける処理の流れ＞
次に、本実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳにおける、地図情報をショベル１００に提供するまでの処理の流れについて説明する。図７は、本実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳにおける、地図情報をショベル１００に送信するまでの処理の流れを示したシーケンス図である。

【0121】

図７に示されるように、ドローンＤＲの空間認識装置ＤＳ６が、ドローンＤＲの周辺に存在する物体を測定する（Ｓ１７０１）。そして、取得部３０２が、空間認識装置ＤＳ６から計測情報を取得する。

【0122】

測位装置ＤＰＳは、ドローンＤＲの位置及び向きを検出する（Ｓ１７０２）。そして、取得部３０２が、測位装置ＤＰＳから測定結果を示した検出信号を取得する。

【0123】

ドローンＤＲの通信制御部Ｄ３２は、通信装置Ｔ３を用いて、計測情報及び検出信号を、情報処理装置４００に送信する（Ｓ１７０３）。

【0124】

情報処理装置４００の領域推定部４３２は、受信した測定情報から物体の形状を表した点群データを抽出し、当該点群データの特徴量（例えば光の反射率）を算出する（Ｓ１７０４）。

【0125】

情報処理装置４００の領域推定部４３２は、検出信号で示される位置及び向きを基準とした上で、当該点群データの特徴量（例えば光の反射率）に基づいて、鉄板が敷設された領域を推定する（Ｓ１７０５）。

【0126】

本実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳは、Ｓ１７０１～Ｓ１７０５の処理を、ドローンＤＲが作業現場全てを計測するまで繰り返し行う。

【0127】

そして、地図情報生成部４３３は、領域推定部４３２により推定された、鉄板が敷設された領域を、作業現場を表した地図情報に重畳して、ショベル１００の移動を許可する領域を示した地図情報を生成する（Ｓ１７０６）。そして、地図情報生成部４３３は、生成した地図情報を地図情報記憶部４１０Ａに保存する。

【0128】

通信制御部４３１は、通信装置Ｔ２を用いて、地図情報記憶部４１０Ａに保存されている地図情報を、ショベル１００に送信する（Ｓ１７０７）。

【0129】

そして、ショベル１００の通信制御部３０１は、受信した地図情報を、地図情報記憶部４７Ａに保存する（Ｓ１７０８）。

【0130】

本実施形態に係るショベルの移動制御システムＳＹＳは、上述した制御を行うことで、ショベル１００のコントローラ３０が、鉄板が敷設されている領域を認識した上で、ショベル１００の移動制御を行うことができる。

【0131】

次に、本実施形態に係るコントローラ３０におけるショベル１００の自律移動の制御について説明する。図８は、本実施形態に係るコントローラ３０におけるショベル１００の自律移動の制御を示したフローチャートである。

【0132】

まず、取得部３０２が、測位装置ＰＳからショベル１００の現在の位置及び向きと共に、ショベル１００の目標位置を取得する（Ｓ１８０１）。

【0133】

取得部３０２は、地図情報記憶部４７Ａから地図情報を取得する（Ｓ１８０２）。

【0134】

経路生成部３０３は、地図情報を参照して、鉄板が敷設されている領域、換言すれば、ショベル１００の移動が許可されている領域を特定し、移動が許可されている領域を通って、目標位置まで移動させる目標経路を生成する（Ｓ１８０３）。

【0135】

移動制御部３０４は、生成した目標経路に従って移動するために、走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒの少なくとも一つ以上を自律的に動作させるような動作指令の出力し、自律移動の制御を開始する（Ｓ１８０４）。

【0136】

そして、移動制御部３０４は、目標位置まで到達したか否かを判定する（Ｓ１８０５）。目標位置まで到達していないと判定した場合（Ｓ１８０５：ＮＯ）、領域推定部３０５が、空間認識装置Ｓ６から測定情報を取得する（Ｓ１８０６）。

【0137】

領域推定部３０５は、取得部３０２が取得した空間認識装置Ｓ６の測定情報から、ショベル１００の周辺に存在する物体の形状を示した点群データに含まれる点データごとの特徴量（高さの値、及び反射強度の値）に基づき、鉄板が敷設された領域を推定する（Ｓ１８０７）。

【0138】

そして、領域推定部３０５は、目標経路による移動先が鉄板が敷設された領域か否かを判定する（Ｓ１８０８）。移動先が鉄板が敷設された領域と判定した場合（Ｓ１８０８：ＹＥＳ）、再びＳ１８０５から処理を行う。

【0139】

一方、領域推定部３０５は、移動先が鉄板が敷設されていない領域と判定した場合（Ｓ１８０８：ＮＯ）、移動制御部３０４は、動作指令の出力を停止し、自律移動の制御を停止する（Ｓ１８０９）。

【0140】

出力部３０６は、キャビン１０に操作者等が存在する場合には、音声出力装置４３から警告等を出力する（Ｓ１８１０）。これにより、操作者は、移動方向に鉄板が敷設されていないことを認識できる。

【0141】

一方、Ｓ１８０５において、移動制御部３０４は、目標位置まで到達したと判定した場合（Ｓ１８０５：ＹＥＳ）、処理を終了する。

【0142】

本実施形態においては、コントローラ３０が、上述した制御を行うことで、ショベル１００が鉄板が敷設された領域を通って目標位置まで移動できる。また、目標位置までの間に鉄板が敷設されていない場合には、ショベル１００の移動を抑制するので、整地路面の損傷を抑制できる。

【0143】

本実施形態においては、鉄板等の金属部材を、整地路面に敷設する部材として用いる例について説明した。しかしながら、本実施形態は、敷設する部材を金属部材に制限するものではなく、他の材料を用いてもよい。

【0144】

（変形例１）
上述した実施形態においては、鉄板が敷設された領域に限り、ショベル１００の移動を許可する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、鉄板が敷設された領域に限り、ショベル１００の移動を許可する例に制限するものではない。つまり、ショベル１００は整地路面の損傷を抑制すればよく、例えば、ショベル１００の作業領域が地面又は不整地面等の場合には、鉄板が敷設されていなくとも、ショベル１００の移動を許可してもよい。

【0145】

そこで、本変形例では、作業領域が地面等の場合には、ショベル１００の移動を許可する例について説明する。本変形例では、ショベル１００の地図情報記憶部４７Ａに記憶される地図情報は、鉄板が敷設されていない作業領域に関する情報が含まれている。本実施形態に係るコントローラ３０は、当該地図情報を参照して、作業領域に鉄板が敷設されていない場合でも、当該作業領域をショベル１００が移動することを許可する。換言すればショベル１００が作業領域を移動する場合でも、当該移動の抑制、又は警告の出力等を行わない。これにより、ショベル１００は、作業領域においては鉄板が敷設されていなくとも、移動して作業を行うことができる。

【0146】

（変形例２）
上述した実施形態では、ショベル１００のコントローラ３０が自律移動の制御を行う場合について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、コントローラ３０が自律移動の制御を行う場合に制限するものではない。例えば、コントローラ３０の出力部３０６が、地図情報に基づいて経路生成部３０３により生成された目標経路を表示装置４０に表示してもよい。そして、キャビン１０に搭乗している操作者は、表示装置４０に表示されている目標経路に沿ってショベル１００の移動操作することで、整地路面を損傷させることなく、目標位置まで移動させることができる。

【0147】

また、操作者がショベル１００の移動操作を行っている間に、コントローラ３０が、地図情報に基づいて、ショベル１００が鉄板が敷設されていない領域を移動すると判定した場合に、警告の出力、及び、移動の停止制御のうち１つ以上を行ってもよい。コントローラ３０が当該制御を行うことで、操作者が操作している場合に、鉄板が敷設されていない領域をショベル１００が移動することを抑制できるので、整地路面の損傷を抑制できる。

【0148】

（変形例３）
変形例２では、キャビン１０に搭乗している操作者が、ショベル１００を操作する場合について説明した。しかしながら変形例２は、操作者がキャビン１０に搭乗している場合に制限するものではない。本変形例では、ショベル１００を遠隔操作する場合について説明する。つまり、本変形例は、遠隔操作室からのショベル１００に動作指令を送信することで、ショベル１００の遠隔操作を行う例とする。

【0149】

本変形例では、情報処理装置４００が生成した地図情報を、遠隔操作室に送信する。これにより、遠隔操作室の遠隔コントローラが、表示装置に、地図情報に基づいて生成した目標経路を表示する。そして、遠隔操作室に存在する操作者は、表示されている目標経路に沿ってショベル１００を操作することで、整地路面を損傷させることなく、目標位置まで移動させることができる。

【0150】

＜作用＞
上述した実施形態及び変形例においては、鉄板等の部材が敷設されている領域を通って移動するように制御することで、整地路面の損傷を抑制できる。上述した実施形態及び変形例においては、鉄板等の部材が敷設されている領域が示されている地図情報に従って移動制御を行うことで、目標位置まで迷うことなく、部材が敷設された領域を通ってたどり着くことができる。したがって、整地路面の損傷を抑制した上で、ショベルを目標位置まで容易に移動できるので、操作負担を軽減できる。

【0151】

上述した実施形態及び変形例においては、クローラで走行する作業機械として、ショベルに適用した例について説明した。しかしながら、上述した実施形態及び変形例は、クローラで走行する作業機械に制限するものではなく、例えば、クローラクレーン等、クローラで走行する作業機械であればよい。

【0152】

以上、本発明に係る作業機械、及び作業機械の移動制御システムの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0153】

ＳＹＳ 移動制御システム
１００ ショベル
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
１７ コントロールバルブ
Ｓ６ 空間認識装置
ＰＳ 測位装置
Ｔ１ 通信装置
３０ コントローラ
３０１ 通信制御部
３０２ 取得部
３０３ 経路生成部
３０４ 移動制御部
３０５ 領域推定部
３０６ 出力部
４０ 表示装置
４７Ａ 地図情報記憶部
４００ 情報処理装置
４１０Ａ 地図情報記憶部
４３０ コントローラ
４３１ 通信制御部
４３２ 領域推定部
４３３ 地図情報生成部
Ｔ２ 通信装置
ＤＲ ドローン
ＤＳ６ 空間認識装置
ＤＰＳ 測位装置
Ｄ３０ コントローラ
Ｔ３ 通信装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】