(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-19
(45)【発行日】2022-12-27
(54)【発明の名称】作業機械を較正するためのシステム、方法、及び装置
(51)【国際特許分類】
E02F 3/85 20060101AFI20221220BHJP
E02F 9/20 20060101ALI20221220BHJP
【ＦＩ】
E02F3/85 D
E02F9/20 N
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2019027645
(22)【出願日】2019-02-19
(65)【公開番号】P2020133235
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-01-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】原田 純仁
(72)【発明者】
【氏名】高山 健太郎
【審査官】湯本 照基
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１７３９２０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－０１９５３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１９５３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｆ ３／８５
Ｅ０２Ｆ ９／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体と、前記車体に取り付けられた作業機とを含む作業機械を外部の計測機器を用いて較正するためのシステムであって、前記車体の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサと、
前記車体に取り付けられた位置センサと、
車体座標系における前記位置センサの位置を示す機械データを記憶している記憶装置と、
前記外部の計測機器が測定した外部座標系における前記作業機械における前記作業機械の車幅方向に互いに離れた少なくとも２つの所定の計測点の位置と、前記外部の計測機器が測定した前記外部座標系における前記位置センサの位置とを含む較正データの入力を受け付ける入力装置と、
前記少なくとも２つの計測点に基づいて、前記車体座標系と前記外部座標系との方位のズレを算出し、前記姿勢データと、前記車体座標系と前記外部座標系との方位のズレと、前記外部の計測機器が測定した前記位置センサの位置とに基づいて、前記車体座標系における前記位置センサの位置を示す前記機械データを較正するプロセッサと、
を備えるシステム。
【請求項2】
前記プロセッサは、前記較正データから算出した前記位置センサの位置と、前記機械データが示す前記位置センサの位置との差に基づいて、前記機械データを較正する、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記姿勢データは、前記車体のロール角を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記姿勢データは、前記車体のピッチ角を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記少なくとも２つの計測点は、前記作業機に含まれる、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記作業機は刃先を含み、前記少なくとも２つの計測点は、前記刃先において前記作業機械の車幅方向に互いに離れた少なくとも２つの点を含む、
請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記少なくとも２つの点は、前記刃先の左右の端部よりも車幅方向における内方に位置する、請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記少なくとも２つの計測点は、前記車体に含まれる、請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記位置センサは、衛星からの測位信号の受信機とアンテナとを含み、前記位置センサの位置は、前記アンテナの位置である、
請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
車体と、前記車体に取り付けられた作業機と、履帯と、履帯を駆動するスプロケットとを含む作業機械を外部の計測機器を用いて較正するためのシステムであって、
前記車体の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサと、
前記車体に取り付けられた位置センサと、
車体座標系における前記位置センサの位置を示す機械データを記憶している記憶装置と、
前記外部の計測機器が測定した前記作業機械における所定の計測点の位置と、前記外部の計測機器が測定した前記位置センサの位置とを含む較正データの入力を受け付ける入力装置と、
前記較正データと前記姿勢データとに基づいて、前記機械データを較正するプロセッサと、
を備え、
前記計測点は、前記スプロケットに含まれる、
システム。
【請求項11】
車体と、前記車体に取り付けられた作業機と、前記車体の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサと、前記車体に取り付けられた位置センサと、を含む作業機械を外部の計測機器を用いて較正するためにプロセッサによって実行される方法であって、前記姿勢データを取得することと、
前記外部の計測機器が測定した外部座標系における前記作業機械における前記作業機械の車幅方向に互いに離れた少なくとも２つの所定の計測点の位置と、前記外部の計測機器が測定した前記外部座標系における前記位置センサの位置とを含む較正データを取得することと、
前記少なくとも２つの計測点に基づいて、前記作業機械における車体座標系と前記外部座標系との方位のズレを算出することと、
前記姿勢データと、前記車体座標系と前記外部座標系との方位のズレと、前記外部の計測機器が測定した前記位置センサの位置とに基づいて、前記車体座標系における前記位置センサの位置を示す機械データを較正すること、
を備える方法。
【請求項12】
前記機械データを較正することは、前記較正データから算出した前記位置センサの位置と、前記機械データが示す前記位置センサの位置との差に基づいて、前記機械データを較正することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記姿勢データは、前記車体のロール角を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記姿勢データは、前記車体のピッチ角を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項15】
前記少なくとも２つの計測点は、前記作業機に含まれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項16】
前記作業機は刃先を含み、前記少なくとも２つの計測点は、前記刃先において前記作業機械の車幅方向に互いに離れた少なくとも２つの点を含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記少なくとも２つの点は、前記刃先の左右の端部よりも車幅方向における内方に位置する、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記少なくとも２つの計測点は、前記車体に含まれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項19】
車体と、前記車体に取り付けられた作業機と、前記車体の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサと、前記車体に取り付けられた位置センサと、履帯と、履帯を駆動するスプロケットとを含む作業機械を外部の計測機器を用いて較正するためにプロセッサによって実行される方法であって、
前記姿勢データを取得することと、
前記外部の計測機器が測定した前記作業機械における所定の計測点の位置と、前記外部の計測機器が測定した前記位置センサの位置とを含む較正データを取得することと、
前記較正データと前記姿勢データとに基づいて、車体座標系における前記位置センサの位置を示す機械データを較正すること、
を備え、
前記計測点は、前記スプロケットに含まれる、
方法。
【請求項20】
車体と、前記車体に取り付けられた作業機と、前記車体の姿勢を示す姿勢データを出力する姿勢センサと、前記車体に取り付けられた位置センサと、を含む作業機械を外部の計測機器を用いて較正するための装置であって、前記外部の計測機器が測定した外部座標系における前記作業機械における前記作業機械の車幅方向に互いに離れた少なくとも２つの所定の計測点の位置と、前記外部の計測機器が測定した前記外部座標系における前記位置センサの位置とを含む較正データの入力を受け付ける入力装置と、
前記少なくとも２つの計測点に基づいて、前記作業機械における車体座標系と前記外部座標系との方位のズレを算出し、前記姿勢データと、前記車体座標系と前記外部座標系との方位のズレと、前記外部の計測機器が測定した前記位置センサの位置とに基づいて、前記車体座標系における前記位置センサの位置を示す機械データを較正するプロセッサと、
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、作業機械を較正するためのシステム、方法、及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ブルドーザ等の作業機械において、作業機械の位置を検出する技術が利用されている。例えば、特許文献１では、作業機械は、車体と、作業機と、位置センサと、記憶装置と、コントローラとを備えている。作業機は、車体に取り付けられている。位置センサは、車体の位置を検出する。記憶装置は、機械データを記憶している。機械データは、車体座標系における位置センサの位置を示す。コントローラは、位置センサによって取得された位置データと機械データとに基づいて、作業機の位置を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】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】
【0004】
機械データは、車体の構成部品の公差の影響を受ける。従って、上記のような位置センサによる位置の検出精度には、作業機械の個体によって、バラツキが生じ易い。また、作業機械の構成部品の摩耗によって、位置の検出精度が低下する場合がある。
【0005】
トータルステーションなどの外部の計測機器を用いて機械データを較正することで、作業機の位置の精度を向上させることができる。しかし、その場合、計測点が多数となることで、較正作業が煩雑になってしまう。
【0006】
本開示の目的は、作業機械の較正作業を簡略化することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第１の態様は、作業機械を外部の計測機器を用いて較正するためのシステムである。作業機械は、車体と、車体に取り付けられた作業機とを含む。当該システムは、姿勢センサと、位置センサと、記憶装置と、入力装置と、プロセッサとを備える。姿勢センサは、車体の姿勢を示す姿勢データを出力する。位置センサは、車体に取り付けられる。記憶装置は、機械データを記憶している。機械データは、車体座標系における位置センサの位置を示す。入力装置は、較正データの入力を受け付ける。較正データは、外部の計測機器が測定した作業機械における所定の計測点の位置と、外部の計測機器が測定した位置センサの位置とを含む。プロセッサは、較正データと姿勢データとに基づいて、機械データを較正する。
【0008】
第２の態様は、作業機械を外部の計測機器を用いて較正するためにプロセッサによって実行される方法である。作業機械は、車体と、作業機と、姿勢センサと、位置センサとを含む。作業機は、車体に取り付けられる。姿勢センサは、車体の姿勢を示す姿勢データを出力する。位置センサは、車体に取り付けられる。当該方法は、以下の処理を含む。第１の処理は、姿勢データを取得することである。第２の処理は、較正データを取得することである。較正データは、外部の計測機器が測定した作業機械における所定の計測点の位置と、外部の計測機器が測定した位置センサの位置とを含む。第３の処理は、較正データと姿勢データとに基づいて、機械データを較正することである。機械データは、車体座標系における位置センサの位置を示す。
【0009】
第３の態様は、作業機械を外部の計測機器を用いて較正するための装置である。作業機械は、車体と、作業機と、姿勢センサと、位置センサとを含む。作業機は、車体に取り付けられる。姿勢センサは、車体の姿勢を示す姿勢データを出力する。位置センサは、車体に取り付けられる。当該装置は、入力装置とプロセッサとを備える。入力装置は、較正データの入力を受け付ける。較正データは、外部の計測機器が測定した作業機械における所定の計測点の位置と、外部の計測機器が測定した位置センサの位置とを含む。プロセッサは、較正データと姿勢データとに基づいて、機械データを較正する。機械データは、車体座標系における位置センサの位置を示す。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、較正データと姿勢データとに基づいて、機械データが較正される。姿勢データは、姿勢センサによって取得される。そのため、車体の姿勢を検出するための計測点の数を削減することができる。それにより、作業機械の較正作業を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態に係る作業機械を示す側面図である。
【図2】作業機械の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図3】作業機械を模式的に示す側面図である。
【図4】作業機械のピッチ角及びロール角を示す図である。
【図5】現況地形データを示す側面断面図である。
【図6】作業機械の較正処理を示すフローチャートである。
【図7】計測点の位置を示す作業機械の正面図である。
【図8】計測点の位置を示す作業機械の上面図である。
【図9】制御システムの構成の第１変形例を示すブロック図である。
【図10】制御システムの構成の第２変形例を示すブロック図である。
【図11】計測点の第１変形例を示す図である。
【図12】計測点の第２変形例を示す図である。
【図13】計測点の第３変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施形態に係る作業機械について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る作業機械１を示す側面図である。本実施形態に係る作業機械１は、ブルドーザである。作業機械１は、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを備えている。
【0013】
車体１１は、運転室１４とエンジン室１５とを有する。運転室１４には、図示しない運転席が配置されている。エンジン室１５は、運転室１４の前方に配置されている。走行装置１２は、車体１１の下部に取り付けられている。走行装置１２は、左右の履帯１６ａ，１６ｂを含む。なお、図１では、左側の履帯１６ａのみが図示されている。履帯１６ａ，１６ｂが回転することによって、作業機械１が走行する。
【0014】
作業機１３は、車体１１に取り付けられている。作業機１３は、リフトフレーム１７と、ブレード１８と、リフトシリンダ１９とを含む。リフトフレーム１７は、軸線Ax1を中心として、上下に動作可能に車体１１に取り付けられている。軸線Ax1は、車幅方向に延びている。リフトフレーム１７は、ブレード１８を支持している。
【0015】
ブレード１８は、車体１１の前方に配置されている。ブレード１８は、リフトフレーム１７の動作に伴って上下に移動する。リフトフレーム１７は、走行装置１２に取り付けられてもよい。リフトシリンダ１９は、車体１１とリフトフレーム１７とに連結されている。リフトシリンダ１９が伸縮することによって、リフトフレーム１７は、軸線Ax1を中心として上下に動作する。
【0016】
図２は、作業機械１の制御システム３の構成を示すブロック図である。本実施形態では、制御システム３は、作業機械１に搭載されている。図２に示すように、作業機械１は、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４とを備えている。
【0017】
油圧ポンプ２３は、エンジン２２によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２３から吐出された作動油は、リフトシリンダ１９に供給される。なお、図２では、１つの油圧ポンプ２３が図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。
【0018】
動力伝達装置２４は、エンジン２２の駆動力を走行装置１２に伝達する。動力伝達装置２４は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）であってもよい。或いは、動力伝達装置２４は、例えば、トルクコンバーター、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。
【0019】
制御システム３は、入力装置２５と、コントローラ２６と、制御弁２７とを備える。入力装置２５は、運転室１４に配置されている。入力装置２５は、オペレータによる操作を受け付け、操作に応じた操作信号を出力する。入力装置２５は、コントローラ２６に操作信号を出力する。入力装置２５は、走行装置１２と作業機１３とを操作するための操作レバー、ペダル、或いはスイッチ等の操作子を含む。入力装置２５は、タッチパネルを含んでもよい。入力装置２５の操作に応じて、作業機械１の前進及び後進などの走行が制御される。入力装置２５の操作に応じて、作業機１３の上昇及び下降などの動作が制御される。
【0020】
コントローラ２６は、取得したデータに基づいて作業機械１を制御するようにプログラムされている。コントローラ２６は、記憶装置２８とプロセッサ２９とを含む。記憶装置２８は、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置２８は、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置２８は、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置２８は、作業機械１を制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。
【0021】
プロセッサ２９は、例えばCPU（central processing unit）である。プロセッサ２９は、プログラムに従って、作業機械１を制御するための処理を実行する。コントローラ２６は、走行装置１２、或いは動力伝達装置２４を制御することで、作業機械１を走行させる。コントローラ２６は、制御弁２７を制御することで、ブレード１８を上下に移動させる。
【0022】
制御弁２７は、比例制御弁であり、コントローラ２６からの指令信号によって制御される。制御弁２７は、リフトシリンダ１９などの油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２３との間に配置される。制御弁２７は、油圧ポンプ２３からリフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。コントローラ２６は、ブレード１８が動作するように、制御弁２７への指令信号を生成する。これにより、リフトシリンダ１９が制御される。なお、制御弁２７は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁２７は、電磁比例制御弁であってもよい。
【0023】
制御システム３は、作業機センサ３４を含む。作業機センサ３４は、作業機位置データを取得する。作業機位置データは、車体１１に対する作業機１３の位置を示す。作業機位置データは、リフト角θliftを含む。作業機センサ３４は、図３に示すように、ブレード１８のリフト角θliftを検出する。例えば、作業機センサ３４は、リフトシリンダ１９のストローク長さを検出する。コントローラ２６は、リフトシリンダ１９のストローク長さから、ブレード１８のリフト角θliftを算出する。或いは、作業機センサ３４は、ブレード１８の軸線Ax1周りの回転角度を直接検出するセンサであってもよい。
【0024】
図２に示すように、制御システム３は、姿勢センサ３２と位置センサ３３とを含む。姿勢センサ３２は、車体１１の姿勢を示す姿勢データを出力する。姿勢センサ３２は、例えばIMU（慣性計測装置：Inertial Measurement Unit）を含む。姿勢データは、ピッチ角θpitchと、ロール角θrollとを含む。図４Ａに示すように、ピッチ角θpitchは、水平に対する車体１１の前後方向の角度である。図４Ｂに示すように、ロール角θrollは、水平に対する車体１１の車幅方向の角度である。姿勢センサ３２は、姿勢データをコントローラ２６に出力する。
【0025】
位置センサ３３は、例えば図３に示すように、GPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)の受信機４１と、アンテナ４２とを含む。受信機４１とアンテナ４２とは、車体１１に搭載されている。アンテナ４２は、車体１１の外面に取り付けられている。例えば、アンテナ４２は、運転室１４の上面に取り付けられている。ただし、アンテナ４２は、車体１１の他の部分に取り付けられてもよい。
【0026】
位置センサ３３は、衛星から測位信号を受信し、測位信号により車体位置データを取得する。車体位置データは、グローバル座標系における車体１１の位置を示す。グローバル座標は、地理座標系における位置を示す。詳細には、位置センサ３３は、グローバル座標系におけるアンテナ４２の位置を、車体位置データとして取得する。位置センサ３３は、車体位置データをコントローラ２６に出力する。コントローラ２６は、車体位置データにより、作業機械１の進行方向と車速とを得る。
【0027】
コントローラ２６は、作業機位置データと、車体位置データと、姿勢データとから、作業機１３の刃先位置PBを演算する。詳細には、コントローラ２６は、車体位置データに基づいて、グローバル座標におけるアンテナ４２の位置を算出する。コントローラ２６は、作業機位置データと機械データに基づいて、車体座標系における刃先位置PBを算出する。車体座標は、車体１１を基準とする座標系を示す。
【0028】
機械データは、記憶装置２８に記憶されている。機械データは、車体１１に対する作業機１３の位置を示す。機械データは、作業機械１に含まれる複数の構成要素の位置及び寸法を含む。例えば、機械データは、車体１１における所定の基準点に対するアンテナ４２の位置を含む。機械データは、所定の基準点に対する軸線Ａｘ１の位置を含む。機械データは、リフトフレーム１７の寸法、及び、ブレード１８の寸法を含む。
【0029】
コントローラ２６は、グローバル座標系における車体１１の位置と、車体座標系における刃先位置PBと、姿勢データとに基づいて、グローバル座標系における刃先位置PBを算出する。コントローラ２６は、グローバル座標系における刃先位置PBを刃先位置データとして取得する。なお、位置センサ３３はブレード１８に取り付けられてもよい。その場合、グローバル座標系における刃先位置PBは、位置センサ３３によって直接的に取得されてもよい。
【0030】
コントローラ２６は、現況地形データを取得する。現況地形データは、作業現場の現況地形を示す。現況地形データは、現況地形の三次元測量図を示す。図５は、現況地形５０の側面断面図である。図５において、縦軸は、地形の高度を示しており、横軸は、作業機械１の進行方向における現在位置からの距離を示している。
【0031】
図５に示すように、現況地形データは、現況地形５０上の複数の地点Pn（nは整数）の位置を示す。現況地形データは、現況地形５０上の複数の地点Pnのグローバル座標を示す。現況地形データは、複数の地点Pnにおける高度Znを示す。複数の地点Pnは、所定間隔ごとに配置されている。所定間隔は、例えば１ｍである。しかし、所定間隔は、１ｍと異なる距離であってもよい。
【0032】
コントローラ２６は、作業機械１の自動制御を行う。なお、作業機械１の自動制御は、オペレータによる手動操作と合わせて行われる半自動制御であってもよい。或いは、作業機械１の自動制御は、オペレータによる手動操作無しで行われる完全自動制御であってもよい。コントローラ２６は、刃先位置データに基づいて、作業機１３を自動的に制御する。
【0033】
例えば、図５に示すように、コントローラ２６は、作業機１３の目標軌道７０を決定する。目標軌道７０の少なくとも一部は、現況地形５０の下方に位置する。コントローラ２６は、目標軌道７０に従って、作業機１３を動作させる。
【0034】
詳細には、コントローラ２６は、目標軌道７０に従ってブレード１８の刃先位置PBが移動するように、作業機１３への指令信号を生成する。コントローラ２６は、指令信号を制御弁２７に出力する。それにより、作業機１３が目標軌道７０に従って動作する。作業機械１は、前進しながら、作業機１３を目標軌道７０に従って動作させる。それにより、現況地形５０が、作業機１３によって掘削される。
【0035】
或いは、目標軌道７０は、現況地形５０よりも上方に位置してもよい。その場合、作業機械は、現況地形５０上に土を盛る作業を行うことができる。
【0036】
次に、機械データを較正するための処理について説明する。コントローラは、外部の計測機器１００が測定した較正データを用いて、機械データを較正する。詳細には、コントローラは、車体座標系におけるアンテナ４２の位置を較正する。図６は、車体座標系におけるアンテナ４２の位置を較正するための処理を示すフローチャートである。
【0037】
なお、車体座標系における刃先位置PBを算出するための機械データについては、既に較正済みであるものとする。また、車体座標系における姿勢センサ３２の取付位置、及び、取付方位も、較正済みであるものとする。これらのデータの較正については、既知の較正方法によって行われてもよい。
【0038】
図６に示すように、ステップＳ１０１では、コントローラ２６は、較正データを取得する。較正データは、入力装置２５を介してコントローラ２６に入力される。例えば、オペレータが、較正データを示す数値を、入力装置２５に入力してもよい。
【0039】
較正データは、作業機械１における所定の複数の計測点Ａ１－Ａ４の位置を示す。図７は、複数の計測点Ａ１－Ａ４を示す作業機械１の正面図である。図８は、複数の計測点Ａ１－Ａ４を示す作業機械１の上面図である。複数の計測点Ａ１－Ａ４の位置は、外部の計測機器１００によって測定される。外部の計測機器１００は、例えばトータルステーションである。ただし、外部の計測機器１００は、トータルステーション以外の測量装置であってもよい。
【0040】
計測点Ａ１－Ａ４の位置は、作業機械１の外部を基準とする外部座標で示される。外部座標は、外部の計測機器１００を基準とする座標であってもよい。或いは、外部座標は、上述したグローバル座標であってもよい。
【0041】
なお、図７及び図８において、X1- Y1- Z1は、車体座標系を示している。X2- Y2- Z2は、外部座標系を示している。図７に示すように、複数の計測点Ａ１－Ａ４は、第１計測点Ａ１と、第２計測点Ａ２と、第３計測点Ａ３と、第４計測点Ａ４とを含む。第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２とは、作業機１３に含まれる。第３計測点Ａ３と第４計測点Ａ４とは、位置センサ３３に含まれる。
【0042】
詳細には、第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２とは、ブレード１８の刃先上の２点であって、作業機械１の車幅方向に互いに離れている。第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２とは、刃先の左右の端部よりも車幅方向における内方に位置する。図７に示すように、ブレード１８の刃先は、左板部９１と、右板部９２と、中央板部９３とを含む。左板部９１は、中央板部９３の左方に位置している。右板部９２は、中央板部９３の右方に位置している。第１計測点Ａ１は、左板部９１と中央板部９３との境界線上に位置している。第２計測点Ａ２は、右板部９２と中央板部９３との境界線上に位置している。
【0043】
第３計測点Ａ３と第４計測点Ａ４とは、アンテナ４２を車体に取り付けるためのブラケット４３上の点である。ブラケット４３は、多角形状を有している。アンテナ４２は、ブラケット４３の中心に位置している。第３計測点Ａ３と第４計測点Ａ４とは、ブラケット４３の角に位置している。コントローラ２６は、第３計測点Ａ３と第４計測点Ａ４とから、外部座標系におけるアンテナ４２の位置を算出する。
【0044】
ステップＳ１０２では、コントローラ２６は、姿勢データを取得する。上述したように、コントローラ２６は、姿勢センサ３２から、車体１１のピッチ角θpitchとロール角θrollとを取得する。
【0045】
ステップＳ１０３では、コントローラ２６は、車体座標と外部座標との傾斜のズレを算出する。コントローラ２６は、姿勢センサ３２から取得した車体１１のピッチ角θpitchとロール角θrollとから、車体座標と外部座標との間のピッチ角θpitch方向の軸のズレと、ロール角θroll方向の軸のズレとを算出する。
【0046】
ステップＳ１０４では、コントローラ２６は、車体座標と外部座標との方位のズレを算出する。コントローラ２６は、第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２とから、車体座標と外部座標との方位のズレを算出する。
【0047】
ステップＳ１０５では、コントローラ２６は、作業機位置データを取得する。コントローラ２６は、作業機センサ３４によって、車体座標系における第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２の作業機位置データを取得する。
【0048】
ステップＳ１０６では、コントローラ２６は、機械データを較正する。コントローラ２６は、車体座標と外部座標との傾斜のズレと、方位のズレと、作業機位置データとから、外部座標系におけるアンテナ４２の位置を、車体座標系におけるアンテナ４２の位置に換算する。コントローラ２６は、換算されたアンテナ４２の位置と、機械データにおけるアンテナ４２の位置との差を補正値として記憶装置２８に記録する。
【0049】
以上説明した、本実施形態に係る作業機械１の制御システム３では、較正データと姿勢データとに基づいて、機械データが較正される。姿勢データは、姿勢センサ３２によって取得される。そのため、車体１１の姿勢を検出するための計測点の数を削減することができる。それにより、作業機械１の較正作業を簡略化することができる。
【0050】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0051】
作業機械１は、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ、油圧ショベル等の他の車両であってもよい。作業機械１は、電動モータで駆動される車両であってもよい。その場合、エンジン２２及びエンジン室１５は省略されてもよい。
【0052】
コントローラ２６は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。上述した処理は、複数のコントローラ２６に分散して実行されてもよい。
【0053】
作業機械１は、遠隔操縦可能な車両であってもよい。その場合、制御システム３の一部は、作業機械１の外部に配置されてもよい。例えば、図９に示すように、コントローラ２６は、リモートコントローラ２６１と車載コントローラ２６２とを含んでもよい。リモートコントローラ２６１は、作業機械１の外部に配置されてもよい。例えば、リモートコントローラ２６１は、作業機械１の外部の管理センタに配置されてもよい。車載コントローラ２６２は、作業機械１に搭載されてもよい。リモートコントローラ２６１と車載コントローラ２６２とは、通信装置３８,３９を介して無線により通信可能であってもよい。
【0054】
上述した機械データを較正するための処理は、リモートコントローラ２６１によって実行されてもよい。或いは、機械データを較正するための処理は、車載コントローラ２６２によって実行されてもよい。或いは、機械データを較正するための処理の一部がリモートコントローラ２６１によって実行され、残りの処理が車載コントローラ２６２によって実行されてもよい。
【0055】
入力装置２５は、作業機械１の外部に配置されてもよい。入力装置２５が作業機械１から省略されてもよい。その場合、運転室は、作業機械１から省略されてもよい。
【0056】
図１０に示すように、外部の装置からのデータを受け付ける他の入力装置３７によって、較正データが取得されてもよい。入力装置３７は、外部の計測機器１００が計測した較正データを無線によって受信してもよい。或いは、入力装置３７は、記録媒体の読み取り装置であってもよい。コントローラ２６は、外部の計測機器１００が計測した較正データを、記録媒体を介して受け付けてもよい。
【0057】
位置センサ３３は、受信機４１及びアンテナ４２に限らず、他のタイプのセンサであってもよい。例えば、位置センサ３３は、Lidarなどの測距装置であってもよい。或いは、位置センサ３３は、ステレオカメラであってもよい。或いは、位置センサ３３は、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）であってもよい。コントローラ２６は、上記の較正方法と同様の手法によって、車体座標系におけるこれらのセンサの位置を較正してもよい。
【0058】
上記の実施形態では、第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２とは、作業機１３に含まれている。しかし、第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２とは、車体１１に含まれてもよい。例えば、図１１に示すように、作業機械１の走行装置１２は、履帯１６ａ，１６ｂを駆動するためのスプロケット４５ａ，４５ｂを含む。
【0059】
第１計測点Ａ１と第２計測点Ａ２とは、それぞれ左右のスプロケット４５ａ，４５ｂに含まれてもよい。例えば、第１計測点Ａ１は、左スプロケット４５ａの中心であってもよい。第２計測点Ａ２は、右スプロケット４５ｂの中心であってもよい。或いは、車体１１においてスプロケット４５ａ，４５ｂ以外の部分の位置が、第１計測点Ａ１及び第２計測点Ａ２として計測されてもよい。
【0060】
上記の実施形態では、位置センサ３３以外の計測点の数は、２つである。しかし、位置センサ３３以外の計測点の数は、２つに限らず、２つより少なくてもよく、或いは２つより多くてもよい。
【0061】
上記の実施形態では、アンテナ４２の位置を取得するために、２つの計測点Ａ３，Ａ４が外部の計測機器１００によって計測されている。しかし、アンテナ４２の位置を取得するための計測点の数は、２つに限らない。アンテナ４２の位置を取得するための計測点の数は、２つより少なくてもよく、或いは２つより多くてもよい。例えば、図１２に示すように、１つの計測点Ａ３が直接的に外部の計測機器１００によって計測されてもよい。計測点Ａ５は、アンテナ４２の中心の位置を示してもよい。
【0062】
上記の実施形態では、位置センサ３３の数は１つである。しかし、位置センサの数は、２つ、或いは２つより多くてもよい。例えば、図１３に示すように、作業機械１は、第１位置センサ３３ａと第２位置センサ３３ｂとを備えてもよい。その場合、位置センサ３３ａ，３３ｂごとに上記の実施形態と同様の方法にて、較正が行われてもよい。なお、図１３において、計測点Ａ３，Ａ４は、第１位置センサ３３ａのアンテナ４２ａにおける計測点である。計測点Ａ５，Ａ６は、第２位置センサ３３ｂのアンテナ４２ｂにおける計測点である。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本開示によれば、作業機械による作業の効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【0064】
１ 作業機械
１３ 作業機
１６ａ 履帯
２５ 入力装置
２８ 記憶装置
２９ プロセッサ
３２ 姿勢センサ
３３ 位置センサ
４１ 受信機
４２ アンテナ
４５ａ スプロケット
１３ 作業機
１６ａ 履帯
２５ 入力装置
２８ 記憶装置
２９ プロセッサ
３２ 姿勢センサ
３３ 位置センサ
４１ 受信機
４２ アンテナ
４５ａ スプロケット
【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】