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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】P2024099767
(43)【公開日】2024-07-25
(54)【発明の名称】制御装置、制御方法及び制御システム
(51)【国際特許分類】
E02F 9/26 20060101AFI20240718BHJP
E02F 9/20 20060101ALI20240718BHJP
【ＦＩ】
E02F9/26 B
E02F9/20 Q
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024073095
(22)【出願日】2024-04-26
(62)【分割の表示】P 2023502003の分割
【原出願日】2021-02-26
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】吉本 達也
(72)【発明者】
【氏名】吉田 裕志
【テーマコード（参考）】
2D003
2D015
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB04
2D003BA02
2D003CA00
2D003DA00
2D003DB05
2D003DC08
2D003FA02
2D015HA03
2D015HB05
(57)【要約】 （修正有）
【課題】対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ること。
【解決手段】対象物を掘削しやすい形状に形成するために対象物をどこへ移動すればよいかを特定して指示するために、制御方法は、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得工程と、取得した堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における、対象物の移動先を特定する特定工程と、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する指示工程とを含む制御方法。
【選択図】なし
【解決手段】対象物を掘削しやすい形状に形成するために対象物をどこへ移動すればよいかを特定して指示するために、制御方法は、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得工程と、取得した堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における、対象物の移動先を特定する特定工程と、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する指示工程とを含む制御方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得工程と、
前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定工程と、
前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示工程と、
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価工程と、を含み、
前記特定工程では、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、
制御方法。
前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定工程と、
前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示工程と、
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価工程と、を含み、
前記特定工程では、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、
制御方法。
【請求項2】
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、
前記評価工程では、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、
請求項１に記載の制御方法。
前記評価工程では、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、
請求項１に記載の制御方法。
【請求項3】
前記評価工程では、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、
請求項２に記載の制御方法。
請求項２に記載の制御方法。
【請求項4】
前記特定工程では、複数の移動先候補のうち、前記評価工程での掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、
請求項１から３の何れか１項に記載の制御方法。
請求項１から３の何れか１項に記載の制御方法。
【請求項5】
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、
請求項１から４の何れか１項に記載の制御方法。
請求項１から４の何れか１項に記載の制御方法。
【請求項6】
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、
請求項１から５の何れか１項に記載の制御方法。
請求項１から５の何れか１項に記載の制御方法。
【請求項7】
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、
前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、
前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段と、を備え、
前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、
制御装置。
前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、
前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段と、を備え、
前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、
制御装置。
【請求項8】
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、
前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、
請求項７に記載の制御装置。
前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、
請求項７に記載の制御装置。
【請求項9】
前記評価手段は、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、
請求項８に記載の制御装置。
請求項８に記載の制御装置。
【請求項10】
前記特定手段は、複数の移動先候補のうち、前記評価手段の掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、
請求項７から９のいずれか１項に記載の制御装置。
請求項７から９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項11】
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、
請求項７から１０の何れか１項に記載の制御装置。
請求項７から１０の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項12】
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、
請求項７から１１の何れか１項に記載の制御装置。
請求項７から１１の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項13】
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、
前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、
前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段と、を備え、
前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、
制御システム。
前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、
前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段と、を備え、
前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、
制御システム。
【請求項14】
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、
前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、
請求項１３に記載の制御システム。
前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、
請求項１３に記載の制御システム。
【請求項15】
前記評価手段は、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、
請求項１４に記載の制御システム。
請求項１４に記載の制御システム。
【請求項16】
前記特定手段は、複数の移動先候補のうち、前記評価手段の掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、
請求項１３から１５の何れか１項に記載の制御システム。
請求項１３から１５の何れか１項に記載の制御システム。
【請求項17】
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、
請求項１３から１６の何れか１項に記載の制御システム。
請求項１３から１６の何れか１項に記載の制御システム。
【請求項18】
前記堆積状況に関する情報を測定するセンサをさらに含む、
請求項１３から１７のいずれか１項に記載の制御システム。
請求項１３から１７のいずれか１項に記載の制御システム。
【請求項19】
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、
請求項１３から１８の何れか１項に記載の制御システム。
請求項１３から１８の何れか１項に記載の制御システム。
【請求項20】
コンピュータを、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を、前記対象物の掘削容易性を参照して特定する特定手段と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の前記掘削容易性を評価する評価手段と、として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置、制御方法及び制御システムに関する。
【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。例えば、建設業では、省人化による生産性の向上が急務となっており、建設機械を用いた作業の自動化に大きな期待が寄せられている。
【0003】
例えば、特許文献１には、複数の地点のそれぞれについて平滑化された高さから平滑化された現況地形を決定し、その現況地形に基づいて決定された仮想設計地形に沿って作業機を移動させる制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2018-021348号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
作業の現場において、作業機械を用いた掘削作業を行う場合、掘削対象物を掘削しやすい状態にしたうえで掘削することができれば、作業効率の向上を図ることができるが、そのような制御技術は知られていなかった。
【0006】
例えば、特許文献１に記載された技術は、仮想設計地形に沿って作業機を移動させることはできるが、対象物を掘削しやすい状態にすることを目的とするものではない。
【0007】
本発明の一態様は、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図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】
【0008】
本発明の一側面に係る制御装置は、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段と、を備え、前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する。
【0009】
本発明の一側面に係る制御方法は、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得工程と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定工程と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示工程と、前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価工程と、を含み、前記特定工程では、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する。
【0010】
本発明の一側面に係る制御システムは、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、前記堆積状況に関する情報を参照して、前記掘削機の自己位置を基準に前記掘削機のバケットが通過しうる範囲における前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段と、を備え、前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の一態様によれば、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】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2】本発明の例示的実施形態１に係る制御装置が実行する制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図3】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4】本発明の例示的実施形態２に係る制御装置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に係る制御装置が実行する制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図6】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7】本発明の例示的実施形態２の変形例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２に係るバックホウの掘削動作の具体例を示す図である。
【図9】本発明の例示的実施形態２に係るバックホウの掘削動作の具体例を示す図である。
【図10】本発明の例示的実施形態２に係る対象物の掘削と移動の作業工程を示すフローチャートである。
【図12】本発明の例示的実施形態３に係る、対象物の移動を示す図である。
【図13】本発明の例示的実施形態３に係る、対象物の移動を示す別図である。
【図14】本発明の例示的実施形態３に係る、対象物の移動を示す別図である。
【図15】本発明の例示的実施形態４に係る、掘削容易性の具体的な評価方法の第１の例である。
【図16】評価方法の第１の例で用いる勾配評価関数である。
【図17】本発明の例示的実施形態５に係る、掘削容易性の具体的な評価方法の第２の例である。
【図18】評価方法の第２の例で用いる高さ評価関数である。
【図19】本発明の例示的実施形態５に係る、掘削容易性の具体的な評価方法の第３の例である。
【図20】評価方法の第３の例で用いる勾配評価関数である。
【図21】本発明の例示的実施形態７に係る、掘削容易性の具体的な評価方法の第４の例である。
【図22】評価方法の第４の例で用いる高さ評価関数である。
【図23】ソフトウェアによって制御装置等を実現するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
〔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。本例示的実施形態に係る制御装置１は、掘削機を制御する装置である。本例示的実施形態で制御対象とする掘削機は、堆積した対象物を掘削する掘削機であり、例えばバックホウ等が挙げられる。本例示的実施形態でいう掘削とは、掘削機のバケット等を用いて、地面等に堆積した対象物を掬い取ることを指す。対象物の種類は限定されない。一例として、対象物は、土、砂、雪、穀物、セメント等であり、粒状又は不定形のもので、バケットで掬い取ることができるものであれば対象物に含まれる。また、対象物の堆積した場所も限定されない。
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。本例示的実施形態に係る制御装置１は、掘削機を制御する装置である。本例示的実施形態で制御対象とする掘削機は、堆積した対象物を掘削する掘削機であり、例えばバックホウ等が挙げられる。本例示的実施形態でいう掘削とは、掘削機のバケット等を用いて、地面等に堆積した対象物を掬い取ることを指す。対象物の種類は限定されない。一例として、対象物は、土、砂、雪、穀物、セメント等であり、粒状又は不定形のもので、バケットで掬い取ることができるものであれば対象物に含まれる。また、対象物の堆積した場所も限定されない。
【0014】
以下、本例示的実施形態において使用する文言について説明する。まず、本例示的実施形態において、「かき寄せ」という表現を用いることがある。ここで、「かき寄せ」とは、対象物を移動させることによって、対象物を掘削しやすい状態にすることを指す。「かき寄せ」とは、より具体的には、「地点Ａの対象物を地点Ｂに移動することによって、地点Ａ及び地点Ｂの少なくとも何れかの地点における掘削容易性を向上させる動作」と表現することもできる。また、当該表現において移動とは、水平方向及び垂直方向の何れかの成分が含まれる。ただし、この「かき寄せ」という文言によって本例示的実施形態が限定されるものではない。なお、本例示的実施形態においては、「かき寄せ」を、単に「移動」と表現することもある。
【0015】
また、以下の実施形態において、「かき寄せ領域」とは、対象物が堆積した領域のうち、掘削機のバケットによるかき寄せが可能な領域を指す。具体的には、「かき寄せ領域」とは、掘削機のアームの先端に取り付けられたバケットが届く範囲として規定される。
【0016】
「掘削対象領域」とは、かき寄せ領域の一部であって、掘削可能な領域のことを指す。より具体的には、一例として、「掘削対象領域」とは、かき寄せ領域の一部であって、掘削機自体の位置を変えずに掘削可能な領域のことを指す。また、他の例として、「掘削対象領域」とは、かき寄せ領域の一部であって、掘削機自体の並進方向の位置を変えずに、旋回、アームの移動、及びブームの移動の少なくとも何れかによって、バケットによる掘削を行うことができる領域を指す。また、本明細書において「掘削範囲」とは、掘削対象領域の一部であって、掘削時にバケットが通過する範囲を指す。掘削機による掘削動作は、一例として、まず掘削機から遠い位置の対象物中にバケットを押し込み、次いで掘削機の方向に向けてバケットを直線的に対象物を掬うように動かす。そのため、掘削範囲を上方から見た場合（平面視した場合）、掘削範囲は、一例として、１組の長辺が掘削機に向かう方向に平行な矩形形状となる。掘削範囲の短辺の長さはバケットの幅であり、長辺の長さはバケットが対象物中を移動する移動距離である。
【0017】
掘削範囲の高さの平均勾配とは、掘削範囲のうち、掘削機から最も遠い位置（遠位置）の対象物の高さと、掘削機から最も近い位置（近位置）の対象物の高さの差分、およびそれらの水平距離の差分から計算される、遠位置から近位置に向かう勾配を指す。遠位置と近位置とはそれぞれ矩形の対辺であるので、それぞれの位置での高さをそれぞれ平均高さで表し、その平均高さの差分、およびそれらの水平距離の差分から求めた勾配を平均勾配という。
【0018】
（制御装置１の構成）
本例示的実施形態１に係る制御装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、制御装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、制御装置１は、取得部１０、特定部１１、及び指示部１２を備える。なお、取得部１０は、請求の範囲に記載した取得手段の一実施形態である。特定部１１は、請求の範囲に記載した特定手段の一実施形態である。指示部１２は、請求の範囲に記載した指示手段の一実施形態である。
本例示的実施形態１に係る制御装置１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、制御装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、制御装置１は、取得部１０、特定部１１、及び指示部１２を備える。なお、取得部１０は、請求の範囲に記載した取得手段の一実施形態である。特定部１１は、請求の範囲に記載した特定手段の一実施形態である。指示部１２は、請求の範囲に記載した指示手段の一実施形態である。
【0019】
以下、制御装置１が備える各構成について説明する。取得部１０は、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する。対象物の堆積状況に関する情報とは、一例として、当該情報に基づき、対象物の堆積した高さが導出できるような情報である。堆積した高さとは、例えば、対象物の表面のある地点における、堆積した最低部（例えば地面に堆積しているのであれば、その地面）からその地点までの高さである。以下、対象物の堆積した高さ（鉛直方向上向きを正とする高さ）を単に「高さ」と称する。ただし、「高さ」という表現は、必ずしも特定の場所からの高さを指すのではなく、対象物の表面の相対的な高さを意味する場合にも用いる場合がある。また、本明細書において、対象物の深度という表現を用いることもある。つまり、高さが高い対象物のことを深度が大きいと表現し、高さが低い対象物のことを深度が小さいと表現することもある。
【0020】
対象物の堆積状況に関する情報は、一例として、３次元カメラ、又は３次元Ｌｉｄａｒ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等の測距装置により測定された距離情報である。距離情報とは、ある地点までの方向と距離を含む情報である。測距装置から対象物が堆積した表面までの方向と距離から、表面の各地点の高さが導出される。さらに、各地点の高さから、表面の勾配も導出される。なお、対象物が堆積する前の載置面は事前に測定されているものとする。あるいは、載置面の位置は無視できるほど深く堆積しているものとする。また、取得部１０が距離情報を取得する方法は限定されない。一例として、取得部１０は、測距装置から有線通信、無線通信又はこれらの組み合わせを用いて距離情報を取得する。
【0021】
特定部１１は、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物の移動先を特定する。特定部１１は、一例として、堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域において対象物の高さおよび／または勾配が所定の条件を満たす地点を、対象物の移動先として特定する。所定の条件は、一例として、掘削対象領域において高さが他の地点よりも低い、といった条件であってもよい。
【0022】
指示部１２は、特定部１１が特定した移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する。具体的には、指示部１２は、移動先に対象物を移動するように、掘削機のアームを動かす制御信号を生成して掘削機のアーム駆動部に送出する。
【0023】
なお、図１に示す実施形態では、取得部１０、特定部１１、指示部１２が１つの制御装置１に組み込まれているように記載しているが、これらは必ずしも１つの制御装置に組み込まれる必要はない。例えば、取得部１０、特定部１１、指示部１２の全部又は一部が別々に配置されていてもよい。そして、これらが有線通信又は無線通信で接続されていてもよい。また、取得部１０、特定部１１、指示部１２の全部又は一部がクラウド上にあってもよい。この点は、以下に示す装置構成についても同様である。
【0024】
（制御装置１による効果）
以上のように、本例示的実施形態に係る制御装置１においては、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得し、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物の移動先を特定し、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する、という構成が採用されている。
以上のように、本例示的実施形態に係る制御装置１においては、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得し、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物の移動先を特定し、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する、という構成が採用されている。
【0025】
一般に、掘削機を用いて対象物を掘削する場合、掘削が進むと、対象物が減少し、表面に凹凸ができて掘削効率が悪くなる。そのため、表面の凹凸をならすとともに、対象物を掘削しやすい位置に移動させることが好ましい。本例示的実施形態に係る制御装置１によれば、取得された堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における対象物の移動先を特定し、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示するので、対象物を掘削しやすい形状にすることができる。
【0026】
したがって、本例示的実施形態に係る制御装置１によれば、掘削効率が向上するという効果が得られる。
【0027】
（制御方法Ｓ１の流れ）
次に、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ１の流れについて、図２を参照して説明する。図２は、制御装置１が実行する制御方法Ｓ１の流れを示すフローチャートである。図２に示すように、制御方法Ｓ１は、以下のステップを含む。まず、ステップＳ１０（取得工程）において、制御装置１は、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する。一例として、取得部１０は、測距装置が測定した距離情報を取得することができる。なお、取得部１０が距離情報を取得する方法は限定されない。一例として、取得部１０は、測距装置から有線通信、無線通信又はこれらの組み合わせを用いて距離情報を取得する。
次に、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ１の流れについて、図２を参照して説明する。図２は、制御装置１が実行する制御方法Ｓ１の流れを示すフローチャートである。図２に示すように、制御方法Ｓ１は、以下のステップを含む。まず、ステップＳ１０（取得工程）において、制御装置１は、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する。一例として、取得部１０は、測距装置が測定した距離情報を取得することができる。なお、取得部１０が距離情報を取得する方法は限定されない。一例として、取得部１０は、測距装置から有線通信、無線通信又はこれらの組み合わせを用いて距離情報を取得する。
【0028】
次に、ステップＳ１１（特定工程）において、制御装置１は、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における、対象物の移動先を特定する。一例として、特定部１１は、ステップＳ１１にて取得された堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における対象物の移動先を特定する。
【0029】
次に、ステップＳ１２（指示工程）において、制御装置１は、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する。一例として、指示部１２は、ステップＳ１１にて特定された移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する。
【0030】
（制御方法Ｓ１の効果）
以上のように、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ１においては、制御装置１が対象物の堆積状況に関する情報を取得し、対象物の移動先を特定し、堆積状況に関する情報に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物の移動先を特定し、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する、という構成が採用されている。これにより、対象物を掘削しやすい形状にすることができる。
以上のように、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ１においては、制御装置１が対象物の堆積状況に関する情報を取得し、対象物の移動先を特定し、堆積状況に関する情報に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物の移動先を特定し、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する、という構成が採用されている。これにより、対象物を掘削しやすい形状にすることができる。
【0031】
したがって、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ１によれば、掘削効率が向上するという効果が得られる。
【0032】
（制御システム２の構成）
次に、本例示的実施形態１に係る制御システム２の構成について、図３を参照して説明する。図３は、制御システム２の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御システム２は、取得部２１、特定部２２、及び指示部２３を備える。制御システム２のうち、取得部２１、特定部２２、及び指示部２３は、前述の制御装置１の取得部１０、特定部１１、及び指示部１２と同等であるので説明は省略する。制御システム２は、バックホウ（掘削機）２００を制御する。具体的には、制御システム２は、堆積した対象物３００の堆積状況に関する情報を取得し、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物３００の移動先を特定し、移動先に対象物３００を移動するようバックホウ２００に指示する。制御システム２は、通信ネットワーク１００を介して、バックホウ２００のコントローラ２０１に通信可能に接続されている。
次に、本例示的実施形態１に係る制御システム２の構成について、図３を参照して説明する。図３は、制御システム２の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御システム２は、取得部２１、特定部２２、及び指示部２３を備える。制御システム２のうち、取得部２１、特定部２２、及び指示部２３は、前述の制御装置１の取得部１０、特定部１１、及び指示部１２と同等であるので説明は省略する。制御システム２は、バックホウ（掘削機）２００を制御する。具体的には、制御システム２は、堆積した対象物３００の堆積状況に関する情報を取得し、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物３００の移動先を特定し、移動先に対象物３００を移動するようバックホウ２００に指示する。制御システム２は、通信ネットワーク１００を介して、バックホウ２００のコントローラ２０１に通信可能に接続されている。
【0033】
（制御システム２の効果）
以上のように、本例示的実施形態に係る制御システム２においては、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得し、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物の移動先を特定し、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する、という構成が採用されている。これにより、対象物を掘削しやすい形状にすることができる。
以上のように、本例示的実施形態に係る制御システム２においては、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得し、堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における対象物の移動先を特定し、移動先に対象物を移動するよう掘削機に指示する、という構成が採用されている。これにより、対象物を掘削しやすい形状にすることができる。
【0034】
したがって、本例示的実施形態に係る制御システム２によれば、掘削効率が向上するという効果が得られる。
【0035】
〔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、その説明を繰り返さない。また、語句の定義を有する語句についてはその説明を繰り返さない。
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、その説明を繰り返さない。また、語句の定義を有する語句についてはその説明を繰り返さない。
【0036】
（制御装置３の構成）
本例示的実施形態に係る制御装置３の構成について、図４を参照して説明する。図４は、制御装置３の構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御装置３は、取得部３０、評価部３１、特定部３２、および指示部３３を備える。制御装置３のうち、取得部３０および指示部３３は、前述の制御装置１の取得部１０および指示部１２と同等であるので説明を繰り返さない。評価部３１は、請求の範囲に記載した評価手段の一実施形態である。特定部３２は、請求の範囲に記載した特定手段の一実施形態である。
本例示的実施形態に係る制御装置３の構成について、図４を参照して説明する。図４は、制御装置３の構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御装置３は、取得部３０、評価部３１、特定部３２、および指示部３３を備える。制御装置３のうち、取得部３０および指示部３３は、前述の制御装置１の取得部１０および指示部１２と同等であるので説明を繰り返さない。評価部３１は、請求の範囲に記載した評価手段の一実施形態である。特定部３２は、請求の範囲に記載した特定手段の一実施形態である。
【0037】
評価部３１は、堆積状況に関する情報を参照して、対象物の掘削容易性を評価する。対象物の掘削容易性とは、対象物の掘削の行い易さである。一例として、評価部３１は、対象物の表面が平坦であるほど掘削容易性が高くなるように、また、対象物の表面の凹凸の度合いが大きいほど掘削容易性が低くなるように評価する。評価部３１は、一例として、対象物の堆積状況に関する情報に基づき複数地点における対象物の高さを導出し、導出した複数地点の高さに基づき、対象物の表面の凹凸の度合いを表す評価値を、掘削容易性を示す指標として算出する。
【0038】
特定部３２は、評価部３１が評価した掘削容易性を参照して、移動先を特定する。特定部３２は、一例として、複数の移動先候補のうち、評価部３１の評価結果が所定の条件を満たす移動先候補を移動先として特定する。例えば、特定部３２は、評価部３１による掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を移動先として特定する。この場合、評価結果は、掘削容易性と正の相関を有する。つまり、掘削容易性の評価結果が低いということは、掘削がより困難であることを意味する。
【0039】
（制御装置３による効果）
以上のように、本例示的実施形態に係る制御装置３においては、堆積状況に関する情報を参照して対象物の掘削容易性を評価し、評価した掘削容易性を参照して対象物の移動先を特定する、という構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る制御装置３によれば、対象物の掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、掘削効率が向上するという効果が得られる。
以上のように、本例示的実施形態に係る制御装置３においては、堆積状況に関する情報を参照して対象物の掘削容易性を評価し、評価した掘削容易性を参照して対象物の移動先を特定する、という構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る制御装置３によれば、対象物の掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、掘削効率が向上するという効果が得られる。
【0040】
（制御方法Ｓ２の流れ）
次に、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ２の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、制御装置３が実行する制御方法Ｓ２の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、制御方法Ｓ２は、ステップＳ２０～Ｓ２３を含む。これらのステップのうち、ステップＳ２０およびステップＳ２３は、上述の制御方法Ｓ１のステップＳ１０およびステップＳ１２と同様であり、その説明を繰り返さない。
次に、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ２の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、制御装置３が実行する制御方法Ｓ２の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、制御方法Ｓ２は、ステップＳ２０～Ｓ２３を含む。これらのステップのうち、ステップＳ２０およびステップＳ２３は、上述の制御方法Ｓ１のステップＳ１０およびステップＳ１２と同様であり、その説明を繰り返さない。
【0041】
ステップＳ２１において、評価部３１は、堆積状況に関する情報を参照して、対象物の掘削容易性を評価する。評価部３１は、一例として、対象物の堆積状況に関する情報に基づき複数地点における対象物の高さを導出し、導出した複数地点の高さに基づき、対象物の表面の凹凸の度合いを表す評価値を、掘削容易性を示す指標として算出する。
【0042】
ステップＳ２２において、特定部３２は、掘削容易性を参照して、移動先を特定する。特定部３２は、一例として、複数の移動先候補のうち、評価部３１の評価結果が所定の条件を満たす移動先候補を移動先として特定する。例えば、特定部３２は、評価部３１による掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を移動先として特定する。
【0043】
（制御方法Ｓ２の効果）
以上のように、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ２においては、堆積状況に関する情報を参照して、対象物の掘削容易性を評価し、評価した掘削容易性を参照して対象物の移動する、という構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ２によれば、対象物の掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、掘削効率が向上するという効果が得られる。
以上のように、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ２においては、堆積状況に関する情報を参照して、対象物の掘削容易性を評価し、評価した掘削容易性を参照して対象物の移動する、という構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る制御方法Ｓ２によれば、対象物の掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、掘削効率が向上するという効果が得られる。
【0044】
（制御システム４の構成）
次に、本例示的実施形態に係る制御システム４の構成について、図６を参照して説明する。図６は、制御システム４の構成を示すブロック図である。図６に示すように、制御システム４は、制御装置４０およびセンサ２０２を備える。制御装置４０は、取得部４１、評価部４２、特定部４３、指示部４４、通信部４６、及びメモリ４７を備える。制御装置４０において、取得部４１、評価部４２、特定部４３、指示部４４は、前述の制御装置３の取得部３０、評価部３１、特定部３２、指示部３３と同等であるのでその説明を繰り返さない。
次に、本例示的実施形態に係る制御システム４の構成について、図６を参照して説明する。図６は、制御システム４の構成を示すブロック図である。図６に示すように、制御システム４は、制御装置４０およびセンサ２０２を備える。制御装置４０は、取得部４１、評価部４２、特定部４３、指示部４４、通信部４６、及びメモリ４７を備える。制御装置４０において、取得部４１、評価部４２、特定部４３、指示部４４は、前述の制御装置３の取得部３０、評価部３１、特定部３２、指示部３３と同等であるのでその説明を繰り返さない。
【0045】
制御装置４０は、通信ネットワーク１００を介して、バックホウ２００のコントローラ２０１と、センサ２０２とに通信可能に接続されている。制御装置４０の通信部４６は、コントローラ２０１とセンサ２０２とのデータ通信を行う。本例示的実施形態においては、通信は無線通信で行われるが、有線通信でもよい。無線通信は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ローカル５Ｇ、５Ｇ、Ｗｉ－ｆｉ（登録商標）等であってもよい。なお、コントローラ２０１は、バックホウ２００に搭載されていてもよく、またバックホウ２００とは異なる位置に配置されていてもよい。
【0046】
メモリ４７は、制御装置４０によって参照される各種プログラム、各種データ等を一時的又は非一時的に記憶する。
【0047】
バックホウ２００は掘削機であり、対象物３００のかき寄せを行う。バックホウ２００は、制御装置４０からの指示を受けたコントローラ２０１によって操作される。
【0048】
センサ２０２は、堆積した対象物３００の堆積状況に関する情報を測定する。センサ２０２としては、前述のように３次元カメラ、又は３次元Ｌｉｄａｒ等の測距装置を用いることができる。センサ２０２からのデータは、通信部４６を介して取得部４１によって取得される。センサ２０２は、堆積した対象物３００の全地点の高さが測定できる位置に配置されている。センサ２０２が配置される位置は、例えば、天井、柱、梁などの、対象物が堆積したエリアを俯瞰する位置である。
【0049】
（制御システム５の構成）
次に、本例示的実施形態の変形例に係る制御システム５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５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５は、第１制御装置５０、第２制御装置６０およびセンサ２０２を備える。
次に、本例示的実施形態の変形例に係る制御システム５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５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５は、第１制御装置５０、第２制御装置６０およびセンサ２０２を備える。
【0050】
第１制御装置５０は、取得部５１、評価部５２、通信部５３、およびメモリ５４を備える。第１制御装置５０において、取得部５１、評価部５２、通信部５３、メモリ５４は、上述の制御装置４０の取得部４１、評価部４２、通信部４６、およびメモリ４７と同様であり、その説明を繰り返さない。
【0051】
第２制御装置６０は、特定部６１、指示部６２、通信部６３、およびメモリ６４を備える。第２制御装置６０において、特定部６１、指示部６２、通信部６３およびメモリ６４は、上述の制御装置４０の特定部４３、指示部４４、通信部４６、およびメモリ４７と同様であり、その説明を繰り返さない。
【0052】
本変形例に係る制御システム５では、図７に示すように、第１制御装置５０が取得部５１及び評価部５２を備える一方で、第２制御装置６０が特定部６１及び指示部６２を備えている。このように、本変形例に係る制御システム５では、評価値を算出する構成と、対象物の移動先を特定する構成とが、システム内に分散して存在している。このような構成であっても、上述した各例示的実施形態と同様の効果が得られる。
【0053】
なお、システム内における各部の分散のさせ方は、上述の例に限定されるものではなく、他の分散のさせ方を採用してもよい。
【0054】
（掘削動作の具体例）
図８および図９は、例示的実施形態２に係るバックホウ２００の掘削動作の具体例を示す図である。図８は、バックホウ２００の掘削動作を上方からみた状態の一例を表す。図において、領域ａ２１は、バックホウ２００のバケット２００ａによるかき寄せが可能なかき寄せ領域である。領域ａ２２は、バックホウ２００自体の並進方向の位置を変えずに、旋回、アームの移動、及びブームの移動の少なくとも何れかによって、バケット２００ａによる掘削を行うことができる掘削対象領域である。なお、図８の例では、発明の理解を容易にするため、かき寄せ領域ａ２１および掘削対象領域ａ２２の形状が矩形形状である場合を例示しているが、これらの領域の形状は図８に例示したものに限られない。かき寄せ領域ａ２１の形状および掘削対象領域ａ２２の形状は、矩形以外の他の形状であってもよい。
図８および図９は、例示的実施形態２に係るバックホウ２００の掘削動作の具体例を示す図である。図８は、バックホウ２００の掘削動作を上方からみた状態の一例を表す。図において、領域ａ２１は、バックホウ２００のバケット２００ａによるかき寄せが可能なかき寄せ領域である。領域ａ２２は、バックホウ２００自体の並進方向の位置を変えずに、旋回、アームの移動、及びブームの移動の少なくとも何れかによって、バケット２００ａによる掘削を行うことができる掘削対象領域である。なお、図８の例では、発明の理解を容易にするため、かき寄せ領域ａ２１および掘削対象領域ａ２２の形状が矩形形状である場合を例示しているが、これらの領域の形状は図８に例示したものに限られない。かき寄せ領域ａ２１の形状および掘削対象領域ａ２２の形状は、矩形以外の他の形状であってもよい。
【0055】
掘削範囲ａ２３は、上述したように、掘削動作においてバケット２００ａが通過する範囲である。上述したように、バックホウ２００は、バックホウ２００から遠い掘削地点ｐ２１の対象物中にバケット２００ａを押し込み、次いでバックホウ２００に近づく方向にバケット２００ａを直線的に動かし、対象物３００を掬う。そのため、掘削範囲ａ２３は、１組の長辺がバックホウ２００に向かう方向に平行な矩形となる。なお、掘削時にバケット２００ａを動かす直線距離（掘削範囲ａ２３の長辺）は、バケット２００ａの容量と対象物の堆積量に応じて決定される。
【0056】
図９は、バックホウ２００の掘削動作を図８の矢印Ａ１方向からみた図である。図において、掘削地点ｐ２１の高さＤは、矢印Ｈ方向（鉛直方向上向き）を正とする対象物３００の高さである。掘削範囲ａ２３の平均勾配Ｇは、掘削範囲ａ２３の遠位置である掘削地点ｐ２１の平均高さと、掘削範囲ａ２３の近位置ｐ２２の平均高さから計算される、掘削範囲ａ２３の遠位置ｐ２１から近位置ｐ２２に向かう勾配を表す。
【0057】
（掘削と移動の作業工程）
図１０は、例示的実施形態２に係る制御装置４０が行う、対象物の掘削と移動の作業工程の一例である作業工程Ｓ３を示すフローチャートである。
図１０は、例示的実施形態２に係る制御装置４０が行う、対象物の掘削と移動の作業工程の一例である作業工程Ｓ３を示すフローチャートである。
【0058】
ステップＳ３０において、取得部４１は、対象物３００の堆積状況に関する情報を取得する。堆積状況に関する情報は、一例として、対象物３００の高さと、対象物の高さの勾配に関する情報とを含む。取得部４１は、一例として、センサ２０２の測定結果を表す情報を、通信部４６を介して取得する。
【0059】
取得部４１が取得する情報は、一例として、掘削対象領域ａ２２に含まれる複数の地点のそれぞれにおける、対象物３００の高さを示す情報を含む。掘削対象領域ａ２２に含まれる複数の地点は、一例として、所定の単位距離毎に格子状に配置された複数の地点であってもよい。所定の単位距離は、一例として、数十ｃｍであってもよい。この場合、格子状に配列された各々の領域を「地点」と称する。そして、その地点の「高さ」は、例えば、領域内で測定された高さの平均高さで表されてもよく、あるいは、その領域のある位置（例えば中央部）の高さで代表されてもよい。例えば、前述の「掘削地点ｐ２１」は、格子状に配列された領域の１つであって、掘削地点ｐ２１を中心とする領域であってもよい。以下の説明では、掘削対象領域ａ２２に含まれる複数の地点を、複数の「掘削地点」ともいう。
【0060】
ステップＳ３１において、評価部４２は、ステップＳ３０で取得した情報を参照し、各掘削地点の高さＤと平均勾配Ｇを導出する。
【0061】
（平均勾配Ｇの導出）
評価部４２は、一例として、掘削対象領域ａ２２に含まれる掘削地点ｐ２１の平均勾配Ｇを、以下の手法により導出する。評価部４２は、まず、掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３を特定する。掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３は、バックホウ２００が掘削地点ｐ２１にバケット２００ａを押し込み、バックホウ２００に近づく方向にバケット２００ａを直線的に動かし、対象物３００を掬う掘削動作において、バケット２００ａが通過する範囲である。換言すると、掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３は、１組の長辺がバックホウ２００に向かう方向に平行な矩形であって、短辺のひとつが掘削地点ｐ２１を通る矩形で表される範囲である。この場合、掘削地点ｐ２１が掘削範囲ａ２３の遠位置であり、掘削地点ｐ２１を通る短辺の対辺上の位置が、掘削範囲ａ２３の近位置ｐ２２である。以下の説明では、掘削地点ｐ２１を掘削範囲ａ２３の遠位置ｐ２１ともいう。
評価部４２は、一例として、掘削対象領域ａ２２に含まれる掘削地点ｐ２１の平均勾配Ｇを、以下の手法により導出する。評価部４２は、まず、掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３を特定する。掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３は、バックホウ２００が掘削地点ｐ２１にバケット２００ａを押し込み、バックホウ２００に近づく方向にバケット２００ａを直線的に動かし、対象物３００を掬う掘削動作において、バケット２００ａが通過する範囲である。換言すると、掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３は、１組の長辺がバックホウ２００に向かう方向に平行な矩形であって、短辺のひとつが掘削地点ｐ２１を通る矩形で表される範囲である。この場合、掘削地点ｐ２１が掘削範囲ａ２３の遠位置であり、掘削地点ｐ２１を通る短辺の対辺上の位置が、掘削範囲ａ２３の近位置ｐ２２である。以下の説明では、掘削地点ｐ２１を掘削範囲ａ２３の遠位置ｐ２１ともいう。
【0062】
次いで、評価部４２は、特定した掘削範囲ａ２３の遠位置ｐ２１の平均高さＤ１、掘削範囲ａ２３の近位置ｐ２２の平均高さＤ２、バックホウ２００から遠位置ｐ２１までの距離Ｌ１、および、バックホウ２００から近位置ｐ２２までの距離Ｌ２を導出する。
【0063】
平均勾配Ｇは、掘削範囲ａ２３の高さの、バックホウ２００に向かう方向の平均勾配であり、以下の式（Ｇ１）で表される。
Ｇ＝（Ｄ２－Ｄ１）／（Ｌ１－Ｌ２） …（Ｇ１ａ）
又は、度（°）で表示すると、
Ｇ（°）＝arctan｛（Ｄ２－Ｄ１）／（Ｌ１－Ｌ２）｝ …（Ｇ１ｂ）
となる。
Ｇ＝（Ｄ２－Ｄ１）／（Ｌ１－Ｌ２） …（Ｇ１ａ）
又は、度（°）で表示すると、
Ｇ（°）＝arctan｛（Ｄ２－Ｄ１）／（Ｌ１－Ｌ２）｝ …（Ｇ１ｂ）
となる。
【0064】
なお、掘削範囲ａ２３の遠位置が、図８に示す実施形態にように掘削地点ｐ２１を含む短辺の場合は、掘削範囲ａ２３の遠位置の平均高さＤ１は、掘削地点ｐ２１の平均高さを用いることができる。しかし、このような構成に限定するものではない。また、掘削範囲ａ２３の近位置ｐ２２の平均高さＬ２は、例えば、掘削範囲ａ２３の近位置ｐ２２が含まれる格子状に配列された領域の平均高さを用いることができる。しかし、このような構成に限定するものではない。
【0065】
ステップＳ３２において、評価部４２は、対象物３００の掘削容易性を表す評価値を導出する。ここで、上述したように、評価値は、掘削容易性を表す値である。一例として、評価値は、値が大きいほどその地点での掘削がより容易であることを示し、値が小さいほどその地点での掘削がより困難であることを示す。
【0066】
この例で、評価部４２は、掘削容易性を、対象物３００の高さと、対象物の高さの勾配とを参照して評価する。より具体的には、評価部４２は、一例として、掘削対象領域ａ２２に含まれる複数の掘削地点ｐ２１のそれぞれについて、ステップＳ３１で導出した各掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３の平均高さＤ１と平均勾配Ｇとを参照して、評価値を導出する。
【0067】
また、評価部４２は、一例として、掘削容易性を、掘削範囲ａ２３の高さの平均勾配Ｇに関する評価値と、掘削範囲ａ２３の遠位置の平均高さＤ１、及び掘削対象領域ａ２２の平均高さＤｘに関する評価値と、を参照して評価してもよい。
【0068】
なお、評価部４２が導出する評価値は上述した例に限られず、他の手法により導出される値であってもよい。例えば、評価値として、各掘削地点ｐ２１に対応する掘削範囲ａ２３の平均勾配Ｇが用いられてもよい。評価値は、一例として、掘削範囲ａ２３の高さの平均勾配に関する評価値であって、バックホウ２００に向かう勾配値が大きいほど増加するように構成された評価値であってもよい。また、他の例として、例えば、評価値として、掘削範囲ａ２３の平均勾配Ｇと平均高さＤ１との組み合わせが用いられてもよい。
【0069】
また、一例として、評価部４２は、掘削対象領域ａ２２の平均勾配Ｇと高低差ΔＤ（デルタＤ）とを参照して評価値を算出してもよい。この場合、評価部４２は、一例として、高低差ΔＤを以下のようにして算出する。評価部４２は、まず、掘削対象領域ａ２２の平均高さＤｘを算出する。掘削対象領域ａ２２の平均高さＤｘは、掘削対象領域ａ２２を分割した分割領域ごとにセンサ２０２で測定した高さの平均値である。
【0070】
高低差（深度差）ΔＤは、掘削範囲ａ２３の遠位置の平均高さＤ１と、掘削対象領域ａ２２の平均高さＤｘとの差分である。高低差ΔＤは、以下の式（Ｇ２）で表される。
ΔＤ＝Ｄ１－Ｄｘ …（Ｇ２）
ΔＤ＝Ｄ１－Ｄｘ …（Ｇ２）
【0071】
ステップＳ３３において、特定部４３は、評価値を導出した全ての掘削地点ｐ２１において、評価値が所定の閾値未満であるかを判定する。全ての掘削地点ｐ２１において評価値が閾値未満である場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、特定部４３は、ステップＳ３４の処理に進む。一方、評価値が閾値以上である掘削地点ｐ２１がある場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、特定部４３は、ステップＳ３５の処理に進む。換言すると、全ての掘削地点ｐ２１において評価値が閾値未満である場合、制御装置４０は、ステップＳ３４の処理に進み、対象物３００の移動をバックホウ２００に行わせる。一方、評価値が閾値以上である掘削地点ｐ２１が存在する場合、制御装置４０は、ステップＳ３５の処理に進み、対象物３００の掘削を行う。
【0072】
ステップＳ３４において、特定部４３は、所定の条件を満たす移動元と移動先を特定する。ステップＳ３４において特定部４３が行う、移動元と移動先の特定処理の詳細については後述する。ステップＳ３４の処理を終えると、特定部４３は、ステップＳ３６の処理に進む。
【0073】
ステップＳ３５において、指示部４４は、対象物３００を掘削するようバックホウ２００に指示し、対象物３００を掘削させる。具体的には、指示部４４は、対象物３００を掘削するように、バックホウ２００のアームを動かす制御信号を生成してコントローラ２０１に送出する。ステップＳ３５の処理を終えると、指示部４４は、ステップＳ３７の処理に進む。
【0074】
ステップＳ３６において、指示部４４は、特定した移動先に対象物３００を移動するようバックホウ２００に指示し、バックホウ２００に対象物３００を移動させる。具体的には、指示部４４は、移動先に対象物３００を移動するように、バックホウ２００のアームを動かす制御信号を生成してコントローラ２０１に送出する。ステップＳ３６の処理を終えると、指示部４４は、ステップＳ３７の処理に進む。
【0075】
ステップＳ３７において、制御装置４０は、作業を終了するかを判定する。この判定は、一例として、バックホウ２００が掘削した対象物の範囲および／または量が所定条件を満たすか否かにより、行われてもよい。なお、作業を終了するかの判定方法はこれに限られず、他の方法により判定が行われてもよい。作業を終了する場合（ステップＳ３７；ＹＥＳ）、制御装置４０は処理を終了する。一方、作業を終了しない場合（ステップＳ３７；ＮＯ）、制御装置４０はステップＳ３０の処理に戻る。
【0076】
図１１は、図１０のステップＳ３４の処理、すなわち特定部４３が移動元と移動先を特定する処理の一例を示すフローチャートである。この例で、特定部４３は、掘削対象領域ａ２２に含まれる複数の掘削地点ｐ２１の中から、所定の条件を満たす掘削地点ｐ２１を移動元として特定する。
【0077】
ステップＳ４０において、特定部４３は、掘削対象領域ａ２２に含まれる複数の掘削地点ｐ２１の中から、他の掘削地点ｐ２１よりも高さが高い掘削地点ｐ２１を、移動元の候補として特定する。この場合、換言すると、対象物３００の移動元は、掘削対象領域ａ２２内の対象物３００の高さが他の位置よりも高い位置である。例えば、特定部４３は対象物３００の高さが最も高い掘削地点ｐ２１を移動元とする。あるいは、特定部４３は、他の掘削地点ｐ２１よりも対象物の堆積量が多い掘削地点ｐ２１を移動元としてもよい。例えば、特定部４３は、対象物の堆積量が最も多い掘削地点を対象物３００の移動元としてもよい。特定部４３は、移動元としてひとつの候補を特定してもよく、また、複数の候補を特定してもよい。
【0078】
ステップＳ４１において、特定部４３は、掘削対象領域ａ２２に含まれる複数の掘削地点ｐ２１の中から、他の掘削地点ｐ２１よりも高さが低い掘削地点ｐ２１を、移動先の候補として特定する。この場合、換言すると、対象物３００の移動先は、掘削対象領域ａ２２内の対象物３００の高さが他の位置よりも低い位置である。例えば、対象物３００の高さが最も低い掘削地点ｐ２１を移動先とする。あるいは、他の掘削地点ｐ２１よりも対象物の堆積量が少ない掘削地点ｐ２１を移動先としてもよい。例えば、対象物の堆積量が最も少ない掘削地点を対象物３００の移動先としてもよい。また、特定部４３は、複数の掘削地点ｐ２１の中から、掘削装置２００からの距離や、危険と判断する領域（作業員の通行エリアや、ダンプなどの走行エリア、監視塔等の建物）までの距離に応じて、移動元の候補としても良い。特定部４３は、移動先としてひとつの候補を特定してもよく、また、複数の候補を特定してもよい。
【0079】
ステップＳ４２において、特定部４３は、複数の候補の中から距離を参照して移動元と移動先を選択する。特定部４３は、一例として、複数の移動先候補のうち、所定の条件を満たす移動先候補を移動先として特定する。具体的には、特定部４３は、例えば、複数の移動先候補のうち、移動元からの移動距離が相対的に小さい移動先候補を移動先として特定する。一例として、特定部４３は、移動元と移動先との組み合わせとして、移動元と移動先との距離が所定の閾値以下となる組み合わせを選択する。なお、移動元と移動先との選択方法はこれに限られず、他の方法により選択が行われてもよい。
【0080】
ステップＳ４３において、特定部４３は、対象物３００が移動可能か否かを判定する。一例として、特定部４３は、バケット２００ａの移動軌跡に障害物等があるかを判定し、障害物等がない場合、移動可能であると判定する。なお、移動可能か否かの判定方法はこれに限られず、他の方法により判定が行われてもよい。移動可能である場合（ステップＳ４３；ＹＥＳ）、特定部４３は、ステップＳ４４の処理に進む。一方、移動可能でない場合（ステップＳ４３；ＮＯ）、特定部４３は、ステップＳ４２の処理に戻る。
【0081】
ステップＳ４４において、特定部４３は、ステップＳ４２で選択した移動元と移動先との組み合わせを、バックホウ２００に指示する移動元と移動先の組み合わせとして特定する。
【0082】
（制御システム４、５の効果）
以上のように、本例示的実施形態に係る制御システム４または５においては、堆積状況に関する情報を参照して、対象物３００の掘削容易性を評価する、という構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る制御システム４または５によれば、対象物３００の高さと、対象物３００の高さの勾配とを参照して評価した掘削容易性を参照して対象物３００を移動することにより、対象物３００をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率を向上させることができるという効果が得られる。
以上のように、本例示的実施形態に係る制御システム４または５においては、堆積状況に関する情報を参照して、対象物３００の掘削容易性を評価する、という構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る制御システム４または５によれば、対象物３００の高さと、対象物３００の高さの勾配とを参照して評価した掘削容易性を参照して対象物３００を移動することにより、対象物３００をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率を向上させることができるという効果が得られる。
【0083】
〔例示的実施形態３〕
本発明の例示的実施形態３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または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、その説明を繰り返さない。
本発明の例示的実施形態３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または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、その説明を繰り返さない。
【0084】
本例示的実施形態３に係る制御装置４０Ｂは、上述の例示的実施形態２に係る制御装置４０に対し、対象物３００の移動元と移動先の特定処理（図１０のステップＳ３４の処理）、および対象物３００の移動処理（図１０のステップＳ３６の処理）の内容が異なる。これらの処理について図面を参照しつつ説明する。
【0085】
図１２は、本例示的実施形態に係る対象物３００の移動元および移動先の特定処理を説明するための図である。この例で、特定部４３は、まず、掘削対象領域ａ２２において高さが最も低い地点を移動先（終点ｐ３２）として特定する。次いで、特定部４３は、バックホウ２００の旋回中心Ｐ１と、終点ｐ３２とを繋ぐかき寄せラインＬ３０を算出する。また、特定部４３は、以下の３つの条件を満たす地点の中から、例えば高さが最も高い地点を、移動元（始点ｐ３１）として特定する。
・かき寄せラインＬ３０上に位置する。
・かき寄せ領域ａ２１内に位置する。始点は、掘削対象領域ａ２２内に含まれてもよく、含まれなくてもよい。ただし、かき寄せ領域ａ２１内に含まれている必要がある。また、終点は掘削対象領域ａ２２内に含まれている必要がある。
・始点は、終点と所定の距離以上離れた地点に位置する（始点と終点とが近すぎるとかき寄せの効果が少ないため）。所定の距離は、種々の条件を考慮して設定可能である。
・かき寄せラインＬ３０上に位置する。
・かき寄せ領域ａ２１内に位置する。始点は、掘削対象領域ａ２２内に含まれてもよく、含まれなくてもよい。ただし、かき寄せ領域ａ２１内に含まれている必要がある。また、終点は掘削対象領域ａ２２内に含まれている必要がある。
・始点は、終点と所定の距離以上離れた地点に位置する（始点と終点とが近すぎるとかき寄せの効果が少ないため）。所定の距離は、種々の条件を考慮して設定可能である。
【0086】
図１２の例では、始点ｐ３１とバックホウ２００の旋回中心Ｐ１との距離は、終点ｐ３２と旋回中心Ｐ１との距離よりも長い。この場合、バックホウ２００は、一例として、制御装置４０の制御の下、バックホウ２００からみて奥から手前方向にかき寄せラインＬ１にそってバケット２００ａを移動させることにより、対象物３００のかき寄せ動作を行い、奥側に堆積している対象物３００を手前側に移動させる。
【0087】
かき寄せ動作の始点と終点との位置関係は、図１２に示した例に限られない。始点とバックホウ２００の旋回中心との距離が、終点と旋回中心との距離よりも短い位置関係であってもよい。
【0088】
図１３は、本例示的実施形態に係る対象物３００の移動元および移動先の他の例を示す図である。図１３の例では、始点ｐ４１とバックホウ２００の旋回中心Ｐ１との距離は、終点ｐ４２と旋回中心Ｐ１との距離よりも短い。この場合、バックホウ２００は、一例として、制御装置４０の制御の下、バックホウ２００からみて手前から奥方向へ直線的にバケット２００ａを移動させることにより対象物３００の押し込み動作を行い、手前側に滞留した対象物３００を奥側に移動させる。
【0089】
図１４は、本例示的実施形態に係る対象物３００の移動の例を示す別図である。図１４の例では、始点ｐ５１とバックホウ２００の旋回中心Ｐ１との距離は、終点ｐ５２と旋回中心Ｐ１との距離よりも長い。この場合、バックホウ２００は、一例として、制御装置４０の制御の下、始点ｐ５１から終点ｐ５２までカーブを描くようにバケット２００ａを移動させることにより、対象物３００のかき寄せ動作を行い、奥側に堆積している対象物３００を手前側に移動させる。以上のように、かき寄せ動作はバケット２００ａを直線的に移動させることに限定されず、任意の２地点間で対象物を移動させても良い。
【0090】
〔例示的実施形態４〕
本発明の例示的実施形態４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、その説明を繰り返さない。本例示的実施形態４では、評価部４２が行う掘削容易性の評価で用いられる評価関数の第１の例について説明する。
本発明の例示的実施形態４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、その説明を繰り返さない。本例示的実施形態４では、評価部４２が行う掘削容易性の評価で用いられる評価関数の第１の例について説明する。
【0091】
図１５は、本例示的実施形態４に係る掘削容易性を評価する評価関数Ｐを、３次元的にプロットした図の一例である。評価関数Ｐは、変数Ｇ、Ｄ、Ｄｘの関数であり、下記式（１）で表される。
【0092】
【数1】
【0093】
ここで、変数Ｇは掘削範囲の平均勾配（°）、変数Ｄは掘削地点の高さ（ｍ）、変数Ｄｘは掘削対象領域の平均高さ（ｍ）である。ａ、ｂは係数である。係数ａに含まれる定数Ｇ０は角度（°）の次元を持つ０より大きい定数であり、係数ｂに含まれる定数Ｄ０は、高さ（ｍ）と同じ次元を持つ０より大きい定数である。係数ａとｂに含まれるτは、０＜τ＜０．５を満たすパラメータであり、定数Ｇ０と定数Ｄ０の重み付けを決定する。また、αは、０≦α≦１．０を満たすパラメータであり、第一項と第二項の重み付けを決定する。
【0094】
上記式（１）の第一項は、シグモイド関数を用いて平均勾配を評価する項である。シグモイド関数は、入力値Ｇを０から１までの値に変換する関数である。図１６は、第一項のシグモイド関数の計算値を図示したグラフである。掘削範囲の平均勾配Ｇは、掘削機に向いた方向に高さが高くなる場合に正の値となる。従って、αが一定の場合、平均勾配Ｇが大きいほど、第一項の値は大きくなる。掘削機に向かって昇り勾配が大きいほど掘削しやすくなるため、平均勾配Ｇが大きいほど大きな評価値が与えられるようにしている。
【0095】
上記式（１）の第二項は、シグモイド関数を用いて対象物の表面の高低差を評価する項である。掘削地点の高さＤが、掘削対象領域の平均高さＤｘよりも高いほど、第二項の値は大きくなる。できるだけ高い地点を優先して掘削するほうが、高さの低い地点を集中して選択することを抑制できるため、掘削しやすい形状を維持することができる。そのため、（Ｄ－Ｄｘ）が大きいほど、高い評価値が与えられるようにしている。なお、図示していないが、第二項も横軸に（Ｄ－Ｄｘ）を取ると図１６のような曲線が得られる。
【0096】
以上のように、評価関数Ｐの計算値は、図１５に示すように、平均勾配Ｇが大きいほど大きくなり、また、掘削地点の高さＤが大きいほど大きくなる。なお、各定数の設定例としては、例えば、Ｇ０＝２０．０（°）、Ｄ０＝掘削機のバケットの長さ（ｍ）、τ＝０．３、α＝０．２のように設定することができる。掘削機のバケットの長さとは、アームが伸びる方向に沿った方向のバケットの長さである。
【0097】
〔例示的実施形態５〕
本発明の例示的実施形態５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、その説明を繰り返さない。本実施形態５では、掘削容易性の評価に用いられる評価関数の第２の例について説明する。
本発明の例示的実施形態５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、その説明を繰り返さない。本実施形態５では、掘削容易性の評価に用いられる評価関数の第２の例について説明する。
【0098】
図１７は、本実施形態５に係る掘削容易性を評価する評価関数Ｐを、３次元的にプロットした図の一例である。評価関数Ｐは、変数Ｇ、Ｄ、Ｄｘの関数であり、下記式（２）で表される。式中のＧ、Ｄ、Ｄｘの定義は、例示的実施形態４で説明した定義と同じでる。
【0099】
【数2】
【0100】
上記式（２）は、例示的実施形態４で示した式（１）と比較して、第一項は同じであり、第二項が凸関数である指数式に置き換えられている。第二項を指数式に置き換えた理由は、掘削対象領域の平均高さＤｘに近い地点に高い評価値を与えて、局所的に高い地点、又は局所的に低い地点を回避して掘削することを優先させるためである。この場合、回避した局所的に高い地点、又は局所的に低い地点は、あとでかき寄せで平坦化する。
【0101】
第二項のαを除く指数式は、入力値（Ｄ－Ｄｘ）に対して０から１までの値が与えられる。図１８は、高さを評価する第二項のαを除く指数式の計算値を図示したグラフである。なお、第二項の係数ｂは、例示的実施形態４で示したｂと比べて異なっている。第一項の計算値は、例示的実施形態４で示した式（１）の第一項と同様の曲線を示すのでここでの説明は省略する。
【0102】
以上のように、評価関数Ｐの計算値は、図１７に示すように、平均勾配Ｇが大きいほど大きくなり、また、掘削地点の高さＤが、掘削対象領域の平均高さＤｘに近いほど大きくなる。なお、定数Ｇ０、定数Ｄ０、τ、αは例示的実施形態４と同様であり、各定数の設定例も、例えば、例示的実施形態４で示した設定例と同様でもよい。
【0103】
〔例示的実施形態６〕
本発明の例示的実施形態６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１～５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、その説明を繰り返さない。本実施形態６では、掘削容易性の評価に用いられる評価関数の第３の例について説明する。
本発明の例示的実施形態６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１～５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、その説明を繰り返さない。本実施形態６では、掘削容易性の評価に用いられる評価関数の第３の例について説明する。
【0104】
図１９は、本実施形態６に係る掘削容易性を評価する評価関数Ｐを、３次元的にプロットした図の一例である。評価関数Ｐは、変数Ｇ、Ｄ、Ｄｘの関数であり、下記式（３）で表される。式中のＧ、Ｄ、Ｄｘの定義は、例示的実施形態４で説明した定義と同じでる。
【0105】
【数3】
【0106】
式（３）は、シグモイド関数ではなく、線形関数を用いて評価値を導出する評価式である。つまり、式（３）は、式（１）のシグモイド関数部分を、線形関数に置き換えた式である。より具体的には、例示的実施形態４で説明した式（１）の第一項のシグモイド関数部分を関数Ｆｇ（Ｇ）に置き換え、第二項のシグモイド関数部分を関数Ｆｄ（Ｄ）に置き換えたものである。
【0107】
図２０は、第一項の変数Ｇを横軸に取った場合の関数Ｆｇ（Ｇ）の計算値である。式（３）と図２０に示すように、－（Ｇ０／２τ）≦Ｇ≦Ｇ０／２τの範囲において、変数Ｇが増加するにつれて計算値は直線的に増加する。また、この範囲の下限値より小さい場合は０となり、この範囲の上限値を超える範囲は１となる。つまり、式（３）は、変数Ｇの絶対値が小さい領域において、変数Ｇの変化に対して、計算値の変化が式（１）に比べて緩やかになっている。第二項の関数Ｆｄ（Ｄ）についても、変数Ｄの絶対値が小さい領域において、変数Ｄの変化に対して、計算値の変化が式（１）に比べて緩やかになっている。これにより、入力の変化に対して、評価値の変化が少ない評価関数となっている。
【0108】
以上のように、式（３）による評価関数Ｐの計算値は、図１９に示すように、ある範囲において、平均勾配Ｇが大きいほど緩やかに大きくなり、また、掘削地点の高さＤが大きいほど緩やかに大きくなる。なお、定数Ｇ０、定数Ｄ０、τ、αは例示的実施形態４と同様であり、各定数の設定例も、例えば、例示的実施形態４で示した設定例と同様でもよい。
【0109】
〔例示的実施形態７〕
本発明の例示的実施形態７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１～６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、その説明を繰り返さない。本実施形態７では、掘削容易性の評価に用いられる評価関数の第４の例について説明する。
本発明の例示的実施形態７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１～６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、その説明を繰り返さない。本実施形態７では、掘削容易性の評価に用いられる評価関数の第４の例について説明する。
【0110】
図２１は、本実施形態７に係る掘削容易性を評価する評価関数Ｐを、３次元的にプロットした図の一例である。評価関数Ｐは、変数Ｇ、Ｄの関数であり、下記式（４）で表される。式中のＧ、Ｄ、Ｄｘの定義は、例示的実施形態４で説明した定義と同じである。
【0111】
【数4】
【0112】
式（４）は、例示的実施形態６の式（３）の第二項の関数Ｆｄ（Ｄ）を、関数Ｈｄ（Ｄ）に置き換えたものである。Ｈｄ（Ｄ）は、図２２に示すように、計算値がＤｘで最大値を取り、Ｄｘから離れるほど計算値が小さくなる関数である。式（４）は、例示的実施形態５に係る式（２）と同様に、高さに関する第二項について、掘削対象領域の平均高さＤｘに近い地点に高い評価値を与えて、局所的に高い地点、又は局所的に低い地点を回避して掘削することを優先させるようにした評価関数である。
【0113】
以上のように、式（４）による評価関数Ｐの計算値は、図２１に示すように、ある範囲において、平均勾配Ｇが大きいほど大きくなり、また、掘削地点の高さＤが掘削対象領域の平均高さＤｘに近いほど大きくなる。なお、定数Ｇ０、定数Ｄ０、τ、αは例示的実施形態４と同様であり、各定数の設定例も、例えば、例示的実施形態４で示した設定例と同様でもよい。
【0114】
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置１、３、２０、４０、４０Ｂ、第１制御装置５０、および第２制御装置６０（以下、「制御装置１等」という）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。
制御装置１、３、２０、４０、４０Ｂ、第１制御装置５０、および第２制御装置６０（以下、「制御装置１等」という）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１等は、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１等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１等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〕
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。
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。
【0120】
〔付記事項２〕
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。
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。
【0121】
（付記１）
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得工程と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定工程と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示工程と、を含む制御方法。
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得工程と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定工程と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示工程と、を含む制御方法。
【0122】
上記の構成によれば、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ることができる。
【0123】
（付記２）
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記対象物の掘削容易性を評価する評価工程を更に含み、前記特定工程では、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、付記１に記載の制御方法。
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記対象物の掘削容易性を評価する評価工程を更に含み、前記特定工程では、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、付記１に記載の制御方法。
【0124】
上記の構成によれば、対象物の掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、対象物を掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0125】
（付記３）
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、前記評価工程では、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、付記２に記載の制御方法。
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、前記評価工程では、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、付記２に記載の制御方法。
【0126】
上記の構成によれば、対象物の高さと対象物の高さの勾配とを参照して評価した掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、対象物を掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0127】
（付記４）
前記評価工程では、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、付記３に記載の制御方法。
前記評価工程では、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、付記３に記載の制御方法。
【0128】
上記の構成によれば、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、掘削範囲の遠位置の平均高さ及び掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して掘削容易性を評価することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0129】
（付記５）
前記特定工程では、複数の移動先候補のうち、前記評価工程での掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、付記２から４のいずれか１つに記載の制御方法。
前記特定工程では、複数の移動先候補のうち、前記評価工程での掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、付記２から４のいずれか１つに記載の制御方法。
【0130】
上記の構成によれば、評価結果に基づき特定した移動先に対象物を移動することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0131】
（付記６）
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、付記１から５のいずれか１つに記載の制御方法。
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、付記１から５のいずれか１つに記載の制御方法。
【0132】
上記の構成によれば、掘削対象領域内の対象物の高さが他の位置よりも低い位置を移動先として特定することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0133】
（付記７）
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、付記１から６の何れか１つに記載の制御方法。
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、付記１から６の何れか１つに記載の制御方法。
【0134】
上記の構成によれば、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ることができる。
【0135】
（付記８）
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、を含む制御装置。
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、を含む制御装置。
【0136】
上記の構成によれば、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ることができる。
【0137】
（付記９）
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段を更に含み、前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、付記８に記載の制御装置。
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段を更に含み、前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、付記８に記載の制御装置。
【0138】
上記の構成によれば、対象物の掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、対象物を掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0139】
（付記１０）
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、付記９に記載の制御装置。
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、付記９に記載の制御装置。
【0140】
上記の構成によれば、対象物の高さと対象物の高さの勾配とを参照して評価した掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、対象物を掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0141】
（付記１１）
前記評価手段は、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、付記１０に記載の制御装置。
前記評価手段は、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、付記１０に記載の制御装置。
【0142】
上記の構成によれば、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、掘削範囲の遠位置の平均高さ及び掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して掘削容易性を評価することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0143】
（付記１２）
前記特定手段は、複数の移動先候補のうち、前記評価手段の掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、付記９から１１のいずれか１つに記載の制御装置。
前記特定手段は、複数の移動先候補のうち、前記評価手段の掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、付記９から１１のいずれか１つに記載の制御装置。
【0144】
上記の構成によれば、評価結果に基づき特定した移動先に対象物を移動することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0145】
（付記１３）
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、付記８から１２のいずれか１つに記載の制御装置。
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、付記８から１２のいずれか１つに記載の制御装置。
【0146】
上記の構成によれば、掘削対象領域内の対象物の高さが他の位置よりも低い位置を移動先として特定することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0147】
（付記１４）
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、付記７から１３の何れか１つに記載の制御装置。
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、付記７から１３の何れか１つに記載の制御装置。
【0148】
上記の構成によれば、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ることができる。
【0149】
（付記１５）
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、を含む制御システム。
堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定手段と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示手段と、を含む制御システム。
【0150】
上記の構成によれば、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ることができる。
【0151】
（付記１６）
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段を更に含み、前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、付記１５に記載の制御システム。
前記堆積状況に関する情報を参照して、前記対象物の掘削容易性を評価する評価手段を更に含み、前記特定手段は、前記掘削容易性を参照して、前記移動先を特定する、付記１５に記載の制御システム。
【0152】
上記の構成によれば、対象物の掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、対象物を掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0153】
（付記１７）
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、付記１６に記載の制御システム。
前記堆積状況に関する情報は、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配に関する情報とを含み、前記評価手段は、前記掘削容易性を、前記対象物の高さと、前記対象物の高さの勾配とを参照して評価する、付記１６に記載の制御システム。
【0154】
上記の構成によれば、対象物の高さと対象物の高さの勾配とを参照して評価した掘削容易性を参照して特定される移動先に対象物を移動することで、対象物を掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0155】
（付記１８）
前記評価手段は、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、
付記１７に記載の制御システム。
前記評価手段は、前記掘削容易性を、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、前記掘削範囲の遠位置の平均高さ及び前記掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して評価する、
付記１７に記載の制御システム。
【0156】
上記の構成によれば、掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値と、掘削範囲の遠位置の平均高さ及び掘削対象領域の平均高さに関する評価値と、を参照して掘削容易性を評価することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0157】
（付記１９）
前記特定手段は、複数の移動先候補のうち、前記評価手段の掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、付記１６から１８のいずれか１項に記載の制御システム。
前記特定手段は、複数の移動先候補のうち、前記評価手段の掘削容易性の評価結果が相対的に低い移動先候補を前記移動先として特定する、付記１６から１８のいずれか１項に記載の制御システム。
【0158】
上記の構成によれば、評価結果に基づき特定した移動先に対象物を移動することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0159】
（付記２０）
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、付記１５から１９のいずれか１つに記載の制御システム。
前記対象物の移動先は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも低い位置である、付記１５から１９のいずれか１つに記載の制御システム。
【0160】
上記の構成によれば、掘削対象領域内の対象物の高さが他の位置よりも低い位置を移動先として特定することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0161】
（付記２１）
前記堆積状況に関する情報を測定するセンサをさらに含む、付記１５から２０のいずれか１つに記載の制御システム。
前記堆積状況に関する情報を測定するセンサをさらに含む、付記１５から２０のいずれか１つに記載の制御システム。
【0162】
上記の構成によれば、センサが測定した堆積状況に関する情報に応じて特定した移動先に対象物を移動することで、対象物を掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0163】
（付記２２）
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、付記１５から２１３の何れか１つに記載の制御システム。
前記掘削対象領域は、前記対象物が堆積した領域のうち、掘削が可能な領域である、付記１５から２１３の何れか１つに記載の制御システム。
【0164】
上記の構成によれば、対象物を掘削しやすい状態にすることによって作業効率の向上を図ることができる。
【0165】
（付記２３）
前記掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値は、前記掘削機に向かう勾配値が大きいほど増加するように構成された評価値である、
付記４に記載の制御方法。
前記掘削範囲の高さの平均勾配に関する評価値は、前記掘削機に向かう勾配値が大きいほど増加するように構成された評価値である、
付記４に記載の制御方法。
【0166】
上記の構成によれば、掘削機に向かう勾配値が大きいほど増加するように構成された評価値を参照して対象物の移動先を特定することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0167】
（付記２４）
前記対象物の移動元は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも大きい位置である、付記１から６のいずれか１つに記載の制御方法。
前記対象物の移動元は、前記掘削対象領域内の前記対象物の高さが他の位置よりも大きい位置である、付記１から６のいずれか１つに記載の制御方法。
【0168】
上記の構成によれば、掘削対象領域内の対象物の高さが他の位置よりも高い位置を移動元として特定することで、対象物をより掘削しやすい形状にすることができ、掘削効率の向上を図ることができる。
【0169】
（付記２５）
コンピュータを、掘削機を制御する制御手段であって、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段、取得された前記堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における、前記対象物の移動先を特定する特定手段、及び前記移動先に前記対象物を移動するよう前記掘削機に指示する指示手段、として機能させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体。
コンピュータを、掘削機を制御する制御手段であって、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段、取得された前記堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における、前記対象物の移動先を特定する特定手段、及び前記移動先に前記対象物を移動するよう前記掘削機に指示する指示手段、として機能させるためのプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体。
【0170】
上記の構成によれば、付記１と同様の効果を奏する。
【0171】
（付記２６）
コンピュータを、掘削機を制御する制御手段であって、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段、取得された前記堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における、前記対象物の移動先を特定する特定手段、及び前記移動先に前記対象物を移動するよう前記掘削機に指示する指示手段、として機能させるためのプログラム。
コンピュータを、掘削機を制御する制御手段であって、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得手段、取得された前記堆積状況に関する情報を参照して、掘削対象領域における、前記対象物の移動先を特定する特定手段、及び前記移動先に前記対象物を移動するよう前記掘削機に指示する指示手段、として機能させるためのプログラム。
【0172】
〔付記事項３〕
上述した実施形態の一部又は全部は、更に、以下のように表現することもできる。
上述した実施形態の一部又は全部は、更に、以下のように表現することもできる。
【0173】
少なくとも１つのプロセッサを備え、前記プロセッサは、堆積した対象物の堆積状況に関する情報を取得する取得処理と、前記堆積状況に応じた移動先であって、掘削対象領域における前記対象物の移動先を特定する特定処理と、前記移動先に前記対象物を移動するよう掘削機に指示する指示処理と、を実行する制御装置。
【0174】
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、前記特定処理と、前記指示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】
【0175】
１、３、４０、４０Ｂ 制御装置
２、４、５ 制御システム
１０、２１、３０、４１、５１ 取得部
１１、２２、３２、４３、６１ 特定部
１２、２３、３３、４４、６２ 指示部
４６、５３、６３ 通信部
４７、５４、６４ メモリ
３１、４２、５２ 評価部
５０ 第１制御装置
６０ 第２制御装置
１００ 通信ネットワーク
２００ バックホウ
２００ａ バケット
２０１ コントローラ
２０２ センサ
３００ 対象物
ａ２１ かき寄せ領域
ａ２２ 掘削対象領域
ａ２３ 掘削範囲
Ｐ１ 旋回中心
ｐ２１ 掘削地点
Ｓ１、Ｓ２ 制御方法
２、４、５ 制御システム
１０、２１、３０、４１、５１ 取得部
１１、２２、３２、４３、６１ 特定部
１２、２３、３３、４４、６２ 指示部
４６、５３、６３ 通信部
４７、５４、６４ メモリ
３１、４２、５２ 評価部
５０ 第１制御装置
６０ 第２制御装置
１００ 通信ネットワーク
２００ バックホウ
２００ａ バケット
２０１ コントローラ
２０２ センサ
３００ 対象物
ａ２１ かき寄せ領域
ａ２２ 掘削対象領域
ａ２３ 掘削範囲
Ｐ１ 旋回中心
ｐ２１ 掘削地点
Ｓ１、Ｓ２ 制御方法
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】