特開 2025-9101 作業システム

(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】P2025009101

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】作業システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/43 20060101AFI20250110BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

E02F3/43 A

E02F9/26 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023111866

(22)【出願日】2023-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】吉原 秀雄

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB03

2D003AB04

2D003BA02

2D003BB11

2D003CA02

2D003DA02

2D003DA04

2D003DB04

2D003DB05

2D003FA02

2D015HA03

2D015HB04

2D015HB05

(57)【要約】

【課題】作業効率を向上させることが可能な作業システムを提供する。
【解決手段】レーザを発するレーザ投光器７０と、レーザを受光可能なレーザ受光器２７を有する作業機械２０と、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置を検出する検出手段と、検出手段が検出したレーザ受光器２７の位置に基づいて、レーザ受光器２７がレーザを受光しつづけながら作業機械２０が動作可能な動作範囲９１を算出する範囲算出手段と、を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザを発するレーザ投光器と、
前記レーザを受光可能なレーザ受光器を有する作業機械と、
前記レーザ投光器に対する前記レーザ受光器の位置を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記レーザ受光器の位置に基づいて、前記レーザ受光器が前記レーザを受光しつづけながら前記作業機械が動作可能な動作範囲を算出する範囲算出手段と、
を有することを特徴とする作業システム。

【請求項2】

前記範囲算出手段が算出した前記動作範囲を報知する範囲報知手段を有することを特徴とする請求項１に記載の作業システム。

【請求項3】

前記範囲報知手段は、前記作業機械と前記動作範囲とを重畳させて表示する表示装置を有することを特徴とする請求項２に記載の作業システム。

【請求項4】

前記作業機械は、
下部走行体と、
前記下部走行体の上部に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体に起伏可能に設けられたアタッチメントと、
を有し、
前記範囲算出手段は、前記検出手段が検出した前記レーザ受光器の位置と、前記作業機械の形状情報と、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度と、前記アタッチメントの姿勢情報と、に基づいて、前記動作範囲を算出することを特徴とする請求項１に記載の作業システム。

【請求項5】

前記動作範囲の境界と前記アタッチメントとの最短距離を算出する距離算出手段を有することを特徴とする請求項４に記載の作業システム。

【請求項6】

前記距離算出手段が算出した前記最短距離を報知する距離報知手段を有することを特徴とする請求項５に記載の作業システム。

【請求項7】

前記距離算出手段が算出した前記最短距離に応じて、前記作業機械の動作を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項５に記載の作業システム。

【請求項8】

前記補正手段は、前記最短距離が短くなるほど前記作業機械の動作が制限されるように、前記作業機械の動作を補正することを特徴とする請求項７に記載の作業システム。

【請求項9】

前記アタッチメントが前記動作範囲から逸脱した場合に、前記アタッチメントを前記動作範囲内に戻すように前記作業機械を動作させる復帰手段を有することを特徴とする請求項４に記載の作業システム。

【請求項10】

前記範囲算出手段は、前記検出手段が検出した前記レーザ受光器の位置と、前記レーザ投光器が発する前記レーザの投射範囲と、に基づいて、前記動作範囲を算出することを特徴とする請求項１に記載の作業システム。

【請求項11】

前記動作範囲の境界と前記レーザ受光器との最短距離を算出する距離算出手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の作業システム。

【請求項12】

前記距離算出手段が算出した前記最短距離を報知する距離報知手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の作業システム。

【請求項13】

前記距離算出手段が算出した前記最短距離に応じて、前記作業機械の動作を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の作業システム。

【請求項14】

前記補正手段は、前記最短距離が短くなるほど前記作業機械の動作が制限されるように、前記作業機械の動作を補正することを特徴とする請求項１３に記載の作業システム。

【請求項15】

前記レーザ受光器が前記動作範囲から逸脱した場合に、前記レーザ受光器を前記動作範囲内に戻すように前記作業機械を動作させる復帰手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の作業システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ投光器が発するレーザを、作業機械が有するレーザ受光器で受光する作業システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レーザ投光器が発するレーザを、上部旋回体に設けられたレーザ受光器が受光したときにおける、レーザの受光位置と、下部走行体に対する上部旋回体の姿勢と、排土板の姿勢とに基づいて、施工面に対する排土板の刃先の高さ位置を算出することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２９７１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、アタッチメントなどでレーザが遮られたり、レーザ投光器が発するレーザの投射範囲の外にレーザ受光器が位置するように作業機械が移動したりすると、レーザ受光器がレーザを受光できなくなる。これらの場合、レーザ受光器にレーザを再度受光させる作業が必要となり、作業効率が悪い。

【0005】

本発明の目的は、作業効率を向上させることが可能な作業システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、レーザを発するレーザ投光器と、前記レーザを受光可能なレーザ受光器を有する作業機械と、前記レーザ投光器に対する前記レーザ受光器の位置を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記レーザ受光器の位置に基づいて、前記レーザ受光器が前記レーザを受光しつづけながら前記作業機械が動作可能な動作範囲を算出する範囲算出手段と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、レーザ投光器に対するレーザ受光器の位置に基づいて、レーザ受光器がレーザを受光しつづけながら作業機械が動作可能な動作範囲が算出される。この動作範囲内で作業機械を動作させた場合、レーザ受光器でレーザを受光しつづけることができる。この場合、レーザ受光器がレーザを受光できなくなるのを抑制することができる。その結果、レーザ受光器にレーザを再度受光させる作業が減る。よって、作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】作業システムの構成図である。

【図2】作業機械の機能構成図である。

【図3】作業機械およびレーザ投光器の側面図である。

【図4】出力操作量の最大値と最短距離との関係を示す図である。

【図5】作業機械およびレーザ投光器の上面図である。

【図6】動作補正処理の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、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0010】

（作業システムの構成）
本実施形態による作業システムは、レーザ投光器が発するレーザを、作業機械が有するレーザ受光器で受光するものである。作業システム１の構成図である図１に示すように、作業システム１は、レーザを発するレーザ投光器７０と、レーザを受光可能なレーザ受光器２７を有する作業機械２０と、を備える。

【0011】

レーザ投光器７０は、例えばトータルステーションである。レーザ投光器７０は、レーザ受光器２７の位置を検出する。レーザ投光器７０は、レーザ投光器７０からレーザ受光器２７までの距離、および、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の方向を検出する。

【0012】

作業機械２０は、アタッチメント３０で作業を行う機械であり、例えば油圧ショベルである。作業機械２０は、下部走行体２１と上部旋回体２２とを備えた機械本体２４と、アタッチメント３０と、シリンダ４０と、を有している。

【0013】

下部走行体２１は、作業機械２０を走行させる部分であり、例えばクローラを備える。上部旋回体２２は、下部走行体２１の上部に旋回装置２５を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体２２の前部には、キャブ（運転室）２３が設けられている。

【0014】

アタッチメント３０は、上下方向に回動可能に上部旋回体２２に取り付けられる。アタッチメント３０は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、を備える。ブーム３１は、上下方向に回動可能（起伏可能）に上部旋回体２２に取り付けられる。アーム３２は、上下方向に回動可能にブーム３１に取り付けられる。バケット３３は、アタッチメント３０の先端部である先端アタッチメントであり、上部旋回体２２の前後方向に回動可能にアーム３２に取り付けられる。バケット３３は、土砂の、掘削、均し、すくい、などの作業を行う部分である。

【0015】

なお、先端アタッチメントは、バケット３３に限定されず、鉄屑などを保持するリフティングマグネットなどであってもよい。

【0016】

シリンダ４０は、アタッチメント３０を油圧で回動させることが可能である。シリンダ４０は、油圧式の伸縮シリンダである。なお、シリンダ４０は、電動シリンダであってもよい。シリンダ４０は、ブームシリンダ４１と、アームシリンダ４２と、バケットシリンダ４３と、を備える。

【0017】

ブームシリンダ４１は、上部旋回体２２に対してブーム３１を回動させる。ブームシリンダ４１の基端部は、上部旋回体２２に回動可能に取り付けられる。ブームシリンダ４１の先端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。

【0018】

アームシリンダ４２は、ブーム３１に対してアーム３２を回動させる。アームシリンダ４２の基端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。アームシリンダ４２の先端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。

【0019】

バケットシリンダ４３は、アーム３２に対してバケット３３を回動させる。バケットシリンダ４３の基端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。バケットシリンダ４３の先端部は、バケット３３に回動可能に取り付けられたリンク部材３４に、回動可能に取り付けられる。

【0020】

また、作業機械２０は、角度センサ５２と、傾斜角センサ６０と、を有している。

【0021】

角度センサ５２は、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度を検出する。角度センサ５２は、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の現在の旋回角度である現在角度を検出する。角度センサ５２は、例えば、エンコーダ、レゾルバ、又は、ジャイロセンサである。本実施形態では、上部旋回体２２の前方が下部走行体２１の前方と一致するときの上部旋回体２２の旋回角度を０°としている。

【0022】

傾斜角センサ６０は、アタッチメント３０の姿勢を検出する。傾斜角センサ６０は、ブーム傾斜角センサ６１と、アーム傾斜角センサ６２と、バケット傾斜角センサ６３と、を備える。

【0023】

ブーム傾斜角センサ６１は、ブーム３１に取り付けられ、ブーム３１の姿勢を検出する。ブーム傾斜角センサ６１は、水平線に対するブーム３１の傾斜角度を取得するセンサであり、例えば傾斜（加速度）センサ等である。なお、ブーム傾斜角センサ６１は、ブームフットピン（ブーム基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、ブームシリンダ４１のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。

【0024】

アーム傾斜角センサ６２は、アーム３２に取り付けられ、アーム３２の姿勢を検出する。アーム傾斜角センサ６２は、水平線に対するアーム３２の傾斜角度を取得するセンサであり、例えば傾斜（加速度）センサ等である。なお、アーム傾斜角センサ６２は、アーム連結ピン（アーム基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、アームシリンダ４２のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。

【0025】

バケット傾斜角センサ６３は、リンク部材３４に取り付けられ、バケット３３の姿勢を検出する。バケット傾斜角センサ６３は、水平線に対するバケット３３の傾斜角度を取得するセンサであり、例えば傾斜（加速度）センサ等である。なお、バケット傾斜角センサ６３は、バケット連結ピン（バケット基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、バケットシリンダ４３のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。

【0026】

また、作業機械２０は、レーザ受光器２７を有している。レーザ受光器２７は、レーザ投光器７０が発するレーザを受光する。レーザ受光器２７は、キャブ２３の上に設けられている。なお、レーザ受光器２７は、アタッチメント３０（特にブーム３１）や上部旋回体２２に設けられていてもよい。

【0027】

（作業機械の機能構成）
作業機械２０の機能構成図である図２に示すように、作業機械２０は、コントローラ１１と、通信装置１２と、記憶装置１３と、を有している。

【0028】

通信装置１２は、レーザ投光器７０と通信可能である。レーザ投光器７０が検出したレーザ受光器２７の位置が、通信装置１２を介してコントローラ１１に入力される。また、通信装置１２は、携帯端末と通信可能である。携帯端末は、作業現場にいる作業者により操作される端末であり、例えばタブレット端末やスマートフォン等である。

【0029】

記憶装置１３は、作業機械２０の形状情報を記憶している。具体的には、下部走行体２１、上部旋回体２２、および、アタッチメント３０の形状、寸法などや、上部旋回体２２の旋回中心からレーザ受光器２７までの距離などを記憶している。

【0030】

コントローラ１１には、角度センサ５２が検出した、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度（姿勢）に関する情報が入力される。また、コントローラ１１には、ブーム傾斜角センサ６１が検出した、ブーム３１の姿勢に関する情報が入力される。また、コントローラ１１には、アーム傾斜角センサ６２が検出した、アーム３２の姿勢に関する情報が入力される。また、コントローラ１１には、バケット傾斜角センサ６３が検出した、バケット３３の姿勢に関する情報が入力される。

【0031】

なお、コントローラ１１は、所定の自動運転動作を行うように、旋回装置２５およびアタッチメント３０を自動で動作させてよい。つまり、作業機械２０が自動運転されてよい。所定の自動運転動作は、例えば、掘削、持ち上げ旋回、排土、復帰旋回を、この順番で繰り返す動作である。

【0032】

コントローラ（検出手段）１１は、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置を検出する。コントローラ１１は、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置と、作業機械２０の形状情報と、アタッチメント３０の姿勢の情報とに基づいて、機械本体２４およびアタッチメント３０の任意の部位の位置を算出することが可能である。

【0033】

コントローラ（範囲算出手段）１１は、自身が検出した、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置に基づいて、作業機械２０の動作範囲を算出する。動作範囲は、レーザ受光器２７がレーザを受光しつづけながら作業機械２０が動作可能な範囲である。

【0034】

作業機械２０およびレーザ投光器７０の側面図を図３に示す。レーザ投光器７０から発せられてレーザ受光器２７で受光されるレーザの軌道８１を矢印で図示している。図３に示す状態では、レーザの軌道８１上にアタッチメント３０が位置していないので、レーザ受光器２７でレーザを受光できている。しかし、レーザの軌道８１の真下にアタッチメント３０が位置している場合に、アタッチメント３０を上方に移動させると、アタッチメント３０でレーザが遮られる可能性がある。また、レーザの軌道８１の側方にアタッチメント３０が位置している場合に、上部旋回体２２を旋回させると、アタッチメント３０でレーザが遮られる可能性がある。

【0035】

そこで、コントローラ（範囲算出手段）１１は、自身が検出したレーザ受光器２７の位置と、記憶装置１３が記憶する作業機械２０の形状情報と、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度と、アタッチメント３０の姿勢情報と、に基づいて、動作範囲９１を算出する。下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度は、角度センサ５２によって検出される。アタッチメント３０の姿勢情報は、傾斜角センサ６０によって検出される。

【0036】

算出された動作範囲９１を図３に示す。この動作範囲９１内で上部旋回体２２およびアタッチメント３０を動作させた場合、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。この場合、アタッチメント３０でレーザが遮られるのを抑制することができる。

【0037】

コントローラ（範囲報知手段）１１は、自身が算出した動作範囲９１を報知する。具体的には、コントローラ（範囲報知手段）１１は、表示装置１４（図２参照）を有している。コントローラ（範囲報知手段）１１は、作業機械２０と動作範囲９１とを重畳させて表示装置１４に表示させる。表示装置１４には、図３に示すような画面が表示される。オペレータによって作業機械２０が操縦されている場合、表示装置１４は、キャブ２３内に設けられたディスプレイである。作業機械２０が自動運転されている場合、表示装置１４は、携帯端末のディスプレイなどである。

【0038】

オペレータは、報知された動作範囲９１内で作業機械２０を動作させることで、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。これにより、レーザ受光器２７がレーザを受光できなくなるのを抑制することができる。そして、オペレータは、表示装置１４の表示内容を確認しながら作業機械２０を動作させることで、動作範囲９１内で作業機械２０を動作させることを、容易に行うことができる。

【0039】

また、コントローラ（距離算出手段）１１は、動作範囲９１の境界とアタッチメント３０との最短距離９２を算出する。コントローラ（距離算出手段）１１は、自身が検出したレーザ受光器２７の位置と、記憶装置１３が記憶する作業機械２０の形状情報と、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度と、アタッチメント３０の姿勢情報と、自身が算出した動作範囲９１と、に基づいて、動作範囲９１の境界とアタッチメント３０との最短距離９２を算出する。

【0040】

図３では、レーザの軌道８１の真下にアタッチメント３０が位置している場合の最短距離９２を図示している。この最短距離９２の情報を用いることで、上部旋回体２２やアタッチメント３０をあとどれぐらい動作させるとアタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱するかを把握することができる。

【0041】

コントローラ（距離報知手段）１１は、自身が算出した最短距離９２を報知する。具体的には、表示装置１４に表示された、図３に示すような画面に、最短距離９２が表示される。オペレータは、最短距離９２を把握することで、上部旋回体２２やアタッチメント３０をあとどれぐらい動作させるとアタッチメント３０が動作範囲から逸脱するかを把握することができる。

【0042】

コントローラ（補正手段）１１は、自身が算出した最短距離９２に応じて、作業機械２０の動作を補正する。具体的には、コントローラ（補正手段）１１は、最短距離９２が短くなるほど作業機械２０の動作が制限されるように、作業機械２０の動作を補正する。

【0043】

出力操作量の最大値と最短距離との関係を図４に示す。出力操作量は、オペレータから操作レバー（図示せず）に入力される入力操作量に対して、実際に出力される操作量である。オペレータからの入力操作量が、図４に示す出力操作量の最大値よりも大きい場合、実際に出力される操作量は、出力操作量の最大値まで制限される。オペレータからの入力操作量が、図４に示す出力操作量の最大値よりも小さい場合、実際に出力される操作量は、オペレータの入力操作量となる。

【0044】

最短距離９２が短くなるほど、出力操作量の最大値が小さくされる。つまり、アタッチメント３０が動作範囲９１の境界に近づくほど、作業機械２０の動作が制限される。これにより、アタッチメントが動作範囲９１から逸脱するのを抑制することができる。

【0045】

逆に、最短距離９２が長くなるほど、出力操作量の最大値が大きくされる。つまり、アタッチメント３０が動作範囲９１の境界から遠ざかるほど、作業機械２０の動作の制限が緩和される。

【0046】

図３に戻って、コントローラ（復帰手段）１１は、アタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱した場合に、アタッチメント３０を動作範囲９１内に戻すように作業機械２０を動作させる。例えば、オペレータによって作業機械２０が操縦されている場合において、アタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱して、レーザ受光器２７がレーザを受光しなくなった場合に、その旨がオペレータに報知される。これを受けて、オペレータが復帰ボタン（図示せず）を操作すると、アタッチメント３０を動作範囲９１内に戻すように作業機械２０が自動で動作される。復帰ボタンは、キャブ２３内に設けられている。また、作業機械２０が自動運転されている場合において、オーバーシュートなどによってアタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱して、レーザ受光器２７がレーザを受光しなくなった場合に、アタッチメント３０を動作範囲９１内に戻すように作業機械２０が自動運転される。これにより、アタッチメント３０でレーザが遮られた状態から、レーザ受光器２７でレーザを受光できる状態に自動で復帰させることができる。

【0047】

ここで、コントローラ（復帰手段）１１は、動作範囲９１から逸脱した距離に応じた操作信号を生成する。例えば、アタッチメント３０が上方に動くことで、アタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱した場合には、逸脱した距離だけアタッチメント３０を下方に動作させる操作信号を生成する。また、上部旋回体２２がある方向に旋回することで、アタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱した場合には、逸脱した距離だけ上部旋回体２２を逆方向に旋回させる操作信号を生成する。

【0048】

作業機械２０およびレーザ投光器７０の上面図を図５に示す。コントローラ（範囲算出手段）１１は、図３に示す作業機械２０の動作範囲９１に加えて、図５に示す作業機械２０の動作範囲９３を算出する。つまり、図３に示す動作範囲９１と、図５に示す動作範囲９３とは、同時に算出される。なお、図３に示す動作範囲９１と図５に示す動作範囲９３のどちらか一方のみを算出する構成であってもよい。

【0049】

図５に示すように、コントローラ（範囲算出手段）１１は、自身が検出した、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置と、レーザ投光器７０が発するレーザの投射範囲と、に基づいて、動作範囲９３を算出する。ここで、レーザの投射範囲は、最大投射距離Ｙと投射角度αとで定義される扇形の領域である。動作範囲９３内にレーザ受光器２７が位置するように作業機械２０を移動させた場合、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。この場合、レーザ投光器７０が発するレーザの投射範囲の外にレーザ受光器２７が位置するのを抑制することができる。

【0050】

なお、アタッチメント３０の姿勢変化や上部旋回体２２の旋回によって、アタッチメント３０でレーザが遮られる場合については、図３を用いて説明した。よって、図５では、アタッチメント３０の姿勢変化や上部旋回体２２の旋回については考慮していない。

【0051】

コントローラ（範囲報知手段）１１は、自身が算出した動作範囲９３を報知する。具体的には、コントローラ（範囲報知手段）１１は、作業機械２０と動作範囲９３とを重畳させて表示装置１４（図２参照）に表示させる。表示装置１４には、図５に示すような画面が表示される。オペレータによって作業機械２０が操縦されている場合、表示装置１４は、キャブ２３内に設けられたディスプレイである。作業機械２０が自動運転されている場合、表示装置１４は、携帯端末のディスプレイなどである。

【0052】

オペレータは、報知された動作範囲９３内で作業機械２０を動作させることで、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。これにより、レーザ受光器２７がレーザを受光できなくなるのを抑制することができる。そして、オペレータは、表示装置１４の表示内容を確認しながら作業機械２０を動作させることで、動作範囲９３内で作業機械２０を動作させることを、容易に行うことができる。

【0053】

コントローラ（距離算出手段）１１は、動作範囲９３の境界とレーザ受光器２７との最短距離９４を算出する。コントローラ（距離算出手段）１１は、自身が検出したレーザ受光器２７の位置と、自身が算出した動作範囲９３と、に基づいて、動作範囲９３の境界とレーザ受光器２７との最短距離９４を算出する。この最短距離９４の情報を用いることで、作業機械２０をあとどれぐらい移動させるとレーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱するかを把握することができる。

【0054】

コントローラ（距離報知手段）１１は、自身が算出した最短距離９４を報知する。具体的には、表示装置１４に表示された、図５に示すような画面に、最短距離９４が表示される。オペレータは、最短距離９４を把握することで、作業機械２０をあとどれぐらい移動させるとレーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱するかを把握することができる。

【0055】

コントローラ（補正手段）１１は、自身が算出した最短距離９４に応じて、作業機械２０の動作を補正する。具体的には、コントローラ（補正手段）１１は、最短距離９４が短くなるほど作業機械２０の動作が制限されるように、作業機械２０の動作を補正する。

【0056】

図４に示すように、最短距離９４が短くなるほど、出力操作量が小さくされることで、作業機械２０の動作が制限される。これにより、レーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱するのを抑制することができる。

【0057】

図３に戻って、コントローラ（復帰手段）１１は、レーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱した場合に、レーザ受光器２７を動作範囲９３内に戻すように作業機械２０を動作させる。例えば、オペレータによって作業機械２０が操縦されている場合において、レーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱して、レーザ受光器２７がレーザを受光しなくなった場合に、その旨が報知される。これを受けて、オペレータが復帰ボタンを操作すると、アタッチメント３０を動作範囲９３内に戻すように作業機械２０が自動で動作される。また、作業機械２０が自動運転されている場合において、オーバーシュートなどによってレーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱して、レーザ受光器２７がレーザを受光しなくなった場合に、レーザ受光器２７を動作範囲９３内に戻すように作業機械２０が自動運転される。これにより、レーザ投光器７０が発するレーザの投射範囲の外にレーザ受光器２７が位置する状態から、レーザ受光器２７でレーザを受光できる状態に自動で復帰させることができる。この復帰には、上部旋回体２２に設けられたＧＰＳセンサなどの測位センサのデータを用いてよい。

【0058】

ここで、コントローラ（復帰手段）１１は、動作範囲９３から逸脱した距離に応じた操作信号を生成する。例えば、作業機械２０が前方に移動することで、レーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱した場合には、逸脱した距離だけ作業機械２０を後方に移動させる操作信号を生成する。

【0059】

（作業システムの動作）
次に、動作補正処理のフローチャートである図６を参照して、作業システム１の動作を説明する。

【0060】

まず、コントローラ１１は、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置を検出する（ステップＳ１）。次に、コントローラ１１は、作業機械２０の動作範囲９１，９３を算出する（ステップＳ２）。

【0061】

次に、コントローラ１１は、動作範囲９１の境界とアタッチメント３０との最短距離９２（図３参照）、および、動作範囲９３の境界とレーザ受光器２７との最短距離９４（図５参照）を算出する（ステップＳ３）。そして、コントローラ１１は、図４に示す関係図を用いて、作業機械２０の動作を補正する（ステップＳ４）。そして、ステップＳ１に戻る。

【0062】

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る作業システム１によれば、図３、図５に示すように、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置に基づいて、レーザ受光器２７がレーザを受光しつづけながら作業機械２０が動作可能な動作範囲９１，９３が算出される。この動作範囲９１，９３内で作業機械２０を動作させた場合、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。この場合、レーザ受光器２７がレーザを受光できなくなるのを抑制することができる。その結果、レーザ受光器２７にレーザを再度受光させる作業が減る。よって、作業効率を向上させることができる。

【0063】

また、図３、図５に示すように、算出された動作範囲９１，９３が報知される。オペレータは、報知された動作範囲９１，９３内で作業機械２０を動作させることで、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。これにより、レーザ受光器２７がレーザを受光できなくなるのを抑制することができる。

【0064】

また、図３、図５に示すように、作業機械２０と動作範囲９１，９３とが重畳されて表示装置１４に表示される。オペレータは、表示装置１４の表示内容を確認しながら作業機械２０を動作させることで、動作範囲９１，９３内で作業機械２０を動作させることを、容易に行うことができる。

【0065】

また、図３に示すように、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置と、作業機械２０の形状情報と、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度と、アタッチメント３０の姿勢情報と、に基づいて、動作範囲９１が算出される。この動作範囲９１内で上部旋回体２２およびアタッチメント３０を動作させた場合、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。この場合、アタッチメント３０でレーザが遮られるのを抑制することができる。

【0066】

また、図３に示すように、動作範囲９１の境界とアタッチメント３０との最短距離９２が算出される。この最短距離９２の情報を用いることで、上部旋回体２２やアタッチメント３０をあとどれぐらい動作させるとアタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱するかを把握することができる。

【0067】

また、図３に示すように、算出された最短距離９２が報知される。オペレータは、最短距離９２を把握することで、上部旋回体２２やアタッチメント３０をあとどれぐらい動作させるとアタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱するかを把握することができる。

【0068】

また、図４に示すように、算出された最短距離９２に応じて、作業機械２０の動作が補正される。よって、作業機械２０の動作を、最短距離９２に応じた適切な動作にすることができる。例えば、最短距離９２が短いほど、作業機械２０の動作が制限されるように、作業機械２０の動作が補正される。この場合、アタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱するのを抑制することができる。

【0069】

また、図４に示すように、最短距離９２が短くなるほど作業機械２０の動作が制限されるように、作業機械２０の動作が補正される。これにより、アタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱するのを抑制することができる。

【0070】

また、図３に示すように、アタッチメント３０が動作範囲９１から逸脱した場合に、アタッチメント３０を動作範囲９１内に戻すように作業機械２０が動作される。これにより、アタッチメント３０でレーザが遮られた状態から、レーザ受光器２７でレーザを受光できる状態に自動で復帰させることができる。

【0071】

また、図５に示すように、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置と、レーザ投光器７０が発するレーザの投射範囲と、に基づいて、動作範囲９３が算出される。この動作範囲９３内にレーザ受光器２７が位置するように作業機械２０を移動させた場合、レーザ受光器２７でレーザを受光しつづけることができる。この場合、レーザ投光器７０が発するレーザの投射範囲の外にレーザ受光器２７が位置するのを抑制することができる。

【0072】

また、図５に示すように、動作範囲９３の境界とレーザ受光器２７との最短距離９４が算出される。この最短距離９４の情報を用いることで、作業機械２０をあとどれぐらい移動させるとレーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱するかを把握することができる。

【0073】

また、図５に示すように、算出された最短距離９４が報知される。オペレータは、最短距離９４を把握することで、作業機械２０をあとどれぐらい移動させるとレーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱するかを把握することができる。

【0074】

また、図４に示すように、算出された最短距離９４に応じて、作業機械２０の動作が補正される。よって、作業機械２０の動作を、最短距離９４に応じた適切な動作にすることができる。例えば、最短距離９４が短いほど、作業機械２０の動作が制限されるように、作業機械２０の動作が補正される。この場合、レーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱するのを抑制することができる。

【0075】

また、図４に示すように、最短距離９４が短くなるほど作業機械２０の動作が制限されるように、作業機械２０の動作が補正される。これにより、レーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱するのを抑制することができる。

【0076】

また、図５に示すように、レーザ受光器２７が動作範囲９３から逸脱した場合に、レーザ受光器２７を動作範囲９３内に戻すように作業機械２０が動作される。これにより、レーザ投光器７０が発するレーザの投射範囲の外にレーザ受光器２７が位置する状態から、レーザ受光器２７でレーザを受光できる状態に自動で復帰させることができる。

【0077】

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

【0078】

例えば、作業機械２０のコントローラ１１は、レーザ投光器７０に対するレーザ受光器２７の位置を検出し、作業機械２０が動作可能な動作範囲９１，９３を算出し、最短距離９２，９４を算出しているが、これらは、携帯端末や、図示しないサーバが行ってもよい。

【0079】

また、表示装置１４に表示される画面は、図３や図５に示す画面に限定されず、作業機械２０やレーザ投光器７０、動作範囲９１，９３などが三次元で表示される画面などであってもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ 作業システム
１１ コントローラ（検出手段、範囲算出手段、範囲報知手段、距離算出手段、距離報知手段、補正手段、復帰手段）
１２ 通信装置
１３ 記憶装置
１４ 表示装置
２０ 作業機械
２１ 下部走行体
２２ 上部旋回体
２３ キャブ
２４ 機械本体
２５ 旋回装置
２７ レーザ受光器
３０ アタッチメント
３１ ブーム
３２ アーム
３３ バケット
３４ リンク部材
４０ シリンダ
４１ ブームシリンダ
４２ アームシリンダ
４３ バケットシリンダ
５２ 角度センサ
６０ 傾斜角センサ
６１ ブーム傾斜角センサ
６２ アーム傾斜角センサ
６３ バケット傾斜角センサ
７０ レーザ投光器
８１ 軌道
９１，９３ 動作範囲
９２，９４ 最短距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】