特許 7306191 輸送車位置判定装置

(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】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】輸送車位置判定装置

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20230704BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019176036

(22)【出願日】2019-09-26

(65)【公開番号】P2021055256

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-04-11

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】藤原 翔

(72)【発明者】

【氏名】細 幸広

(72)【発明者】

【氏名】邱 進軍

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－０９１３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１９２５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１２４８８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

輸送車の荷台に積み込まれる積込対象物の運搬および解放を行うアタッチメントを有する作業機械に用いられる輸送車位置判定装置であって、
前記荷台の三次元情報である距離画像を取得する距離画像取得部と、
演算部と、
を備え、
前記距離画像取得部は、前記距離画像取得部から前記荷台までの距離を計測することで、前記荷台の前記距離画像を取得し、
前記演算部は、
前記距離画像取得部に取得された前記荷台の前記距離画像に基づいて荷台範囲を設定し、
前記作業機械が走行することなく前記アタッチメントが作動したときに前記アタッチメントから前記積込対象物を解放可能な領域に基づいて決定される範囲である解放範囲を取得し、
前記荷台範囲が前記解放範囲に含まれたか否かを判定する、
輸送車位置判定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記作業機械は、
下部走行体と、
前記下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体と、
を備え、
前記荷台範囲は、前記上部旋回体が前記荷台を向いたときに、前記荷台の面のうち前記上部旋回体から最も遠い面と前記上部旋回体に最も近い面との前記上部旋回体の前後方向における間の領域の少なくとも一部に設定される、
輸送車位置判定装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記荷台範囲は、前記荷台よりも上側の領域の少なくとも一部に設定される、
輸送車位置判定装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記荷台範囲は、平面視において前記荷台と重なる領域の少なくとも一部に設定される、
輸送車位置判定装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の輸送車位置判定装置であって、
音、光、および振動の少なくともいずれかの報知を出力する報知部を備え、
前記演算部は、前記荷台範囲の少なくとも一部が前記解放範囲に含まれた場合、前記報知部に報知を行わせる、
輸送車位置判定装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記演算部は、前記荷台範囲が前記解放範囲に含まれていないときに、前記荷台範囲の少なくとも一部が前記解放範囲に含まれるまでに前記輸送車を移動させる必要のある距離の情報を出力する、
輸送車位置判定装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記演算部は、
前記解放範囲に含まれ、前記解放範囲よりも狭い範囲である適切解放範囲を取得し、
前記荷台範囲の少なくとも一部が前記適切解放範囲に含まれたか否かを判定する、
輸送車位置判定装置。

【請求項8】

請求項７に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記作業機械の上部旋回体に対して前記アタッチメントが突出する側を前側とし、前側とは逆側を後側としたとき、
前記適切解放範囲の前側の端は、前記解放範囲の前側の端よりも後側に設定される、
輸送車位置判定装置。

【請求項9】

請求項７または８に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記作業機械の上部旋回体に対して前記アタッチメントが突出する側を前側とし、前側とは逆側を後側としたとき、
前記適切解放範囲の後側の端は、前記解放範囲の後側の端よりも前側に設定される、
輸送車位置判定装置。

【請求項10】

請求項７～９のいずれか１項に記載の輸送車位置判定装置であって、
音、光、および振動の少なくともいずれかの報知を出力する第２報知部を備え、
前記演算部は、前記荷台範囲の少なくとも一部が前記適切解放範囲に含まれた場合、前記第２報知部に報知を行わせる、
輸送車位置判定装置。

【請求項11】

請求項７～１０のいずれか１項に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記演算部は、前記荷台範囲が前記適切解放範囲に含まれていないときに、前記荷台範囲が前記適切解放範囲に含まれるまでに前記輸送車を移動させる必要のある距離の情報を出力する、
輸送車位置判定装置。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の輸送車位置判定装置であって、
前記演算部は、前記距離画像取得部に取得された前記距離画像に基づいて、前記作業機械に対する、前記荷台の面の角度を、算出および出力する、
輸送車位置判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械に対する輸送車の位置を判定する輸送車位置判定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１などに、作業機械に対する輸送車の位置を判定する技術が記載されている。同文献に記載の技術では、輸送車の荷台の鳥居面（立設片）とバケット外面との距離（同文献の図３における「Ｌ２」）が計測される（同文献の段落００１８を参照）。計測された距離と、輸送車や作業機械の既知の寸法とに基づいて、作業機械の下部走行体から輸送車までの距離（同文献の図３における「Ｌ５」）が算出される（同文献の段落００１９を参照）。そして、下部走行体から輸送車までの距離が、目標とする距離（同文献の図３における「Ｌ１」）と比較される（同文献の段落００２０を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－１９５４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

同文献に記載の技術では、輸送車の後端から鳥居面までの長さ（同文献の図３における「Ｌ４」）は既知である必要がある。しかし、この長さは輸送車によって異なる。そのため、輸送車の種類が変更されると、作業機械に対する輸送車の位置を判定できない。

【0005】

そこで、本発明は、輸送車の種類が変更された場合でも、作業機械に対する輸送車の位置を判定できる、輸送車位置判定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

輸送車位置判定装置は、輸送車の荷台に積み込まれる積込対象物の運搬および解放を行うアタッチメントを有する作業機械に用いられる。輸送車位置判定装置は、距離画像取得部と、演算部と、を備える。距離画像取得部は、前記荷台の距離画像を取得する。前記演算部は、前記距離画像取得部に取得された前記荷台の前記距離画像に基づいて、前記荷台の位置に関する範囲である荷台範囲を設定する。前記演算部は、解放範囲を取得する。前記解放範囲は、前記作業機械が走行することなく前記アタッチメントが作動したときに前記アタッチメントから前記積込対象物を解放可能な領域に関する範囲である。前記演算部は、前記荷台範囲が前記解放範囲に含まれたか否かを判定する。

【発明の効果】

【0007】

上記構成により、輸送車の種類が変更された場合でも、作業機械に対する輸送車の位置を判定できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】輸送車位置判定装置３０が用いられる輸送車１０および作業機械２０を横から見た図である。

【図2】図１に示す作業機械２０を横から見た図であり、解放範囲Ｂなどを示す図である。

【図3】図１に示す輸送車１０および作業機械２０を上から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１～図３を参照して、図１に示す輸送車位置判定装置３０、ならびに、輸送車位置判定装置３０が用いられる輸送車１０および作業機械２０について説明する。

【0010】

輸送車１０は、荷台１２を有する車両である。輸送車１０は、作業機械２０によって積み込まれた物（積込対象物）を輸送するための車両であり、ダンプカーでもよく、トラックでもよい。輸送車１０は、本体部１１と、荷台１２と、を備える。本体部１１は、走行可能であり、荷台１２を支持する。本体部１１は、運転室１１ａを備える。

【0011】

荷台１２は、積込対象物を収容する。荷台１２に収容される積込対象物は、例えば、土砂でもよく、廃棄物でもよい。荷台１２は、運転室１１ａよりも、輸送車１０における後側に配置される。以下では、運転室１１ａから荷台１２に向かう側を「輸送車後側」、荷台１２から運転室１１ａに向かう側を「輸送車前側」という。荷台１２は、本体部１１に対して可動でもよく、本体部１１に固定されてもよい。荷台１２は、平面部１３を備える。

【0012】

平面部１３は、荷台１２のうち、平面状または略平面状の部分である。平面部１３は、床面１３ａと、後部あおり板面１３ｂと、側部あおり板面１３ｃと、鳥居面１３ｄと、を備える。各平面部１３（床面１３ａなど）は、全体として平面状または略平面状であればよい。各平面部１３は、凹凸を有してもよく、緩やかな曲面を有してもよい。床面１３ａは、荷台１２の底面である。後部あおり板面１３ｂは、荷台１２の輸送車後側の面であり、床面１３ａの輸送車後側の部分から上に突出する。側部あおり板面１３ｃは、荷台１２の左右の面であり（図３参照）、床面１３ａの左右の端部から上に突出する。鳥居面１３ｄは、荷台１２の輸送車前側の面であり、床面１３ａの輸送車前側の部分から上に突出する。鳥居面１３ｄは、側部あおり板面１３ｃよりも上に突出し、後部あおり板面１３ｂよりも上に突出する。

【0013】

作業機械２０は、荷台１２に積込対象物を積み込む作業（積込作業）を行う機械である。作業機械２０は、例えば、積込対象物をすくうことが可能でもよく、積込対象物を挟んで掴むことが可能でもよい。作業機械２０は、例えば建設作業を行う建設機械であり、例えばショベルなどである。以下では、作業機械２０がショベルである場合について説明する。作業機械２０は、下部走行体２１と、上部旋回体２３と、アタッチメント２５と、を備える。

【0014】

下部走行体２１は、作業機械２０を走行させる。下部走行体２１は、例えばクローラを備える。上部旋回体２３は、下部走行体２１に旋回可能に搭載される。上部旋回体２３は、キャブ２３ａを備える。キャブ２３ａは、作業機械２０のオペレータが操作を行うための部分である。なお、作業機械２０は、キャブ２３ａ内のオペレータに操作されなくてもよく、作業機械２０の外部のオペレータに操作（遠隔操作）されてもよく、コンピュータにより自動操作されてもよい。

【0015】

（作業機械２０に関する方向）
下部走行体２１に対する上部旋回体２３の旋回の回転軸が延びる方向を、上下方向Ｚとする。上下方向Ｚにおいて、下部走行体２１から上部旋回体２３に向かう側（向き）を上側Ｚ１とし、その逆側を下側Ｚ２とする。上下方向Ｚに直交する方向であって、上部旋回体２３に対してアタッチメント２５が突出する側を前後方向Ｘの前側Ｘ１とし、その逆側を前後方向Ｘの後側Ｘ２とする。上下方向Ｚおよび前後方向Ｘのそれぞれに直交する方向を横方向Ｙとする。

【0016】

アタッチメント２５は、積込対象物の運搬（移動）および解放（例えば放土など）を行う部分である。アタッチメント２５は、ブーム２５ａと、アーム２５ｂと、先端アタッチメント２５ｃと、を備える。ブーム２５ａは、上部旋回体２３に起伏可能（上下に回転可能）に取り付けられる。アーム２５ｂは、ブーム２５ａに回転可能（押し引き可能）に取り付けられる。先端アタッチメント２５ｃは、アタッチメント２５の先端部に設けられ、アーム２５ｂに回転可能に取り付けられる。先端アタッチメント２５ｃは、積込対象物（例えば土砂）をすくうバケットでもよく、積込対象物を挟んで掴む装置（グラップルなど）でもよい。

【0017】

輸送車位置判定装置３０は、作業機械２０に対する輸送車１０の位置に関する判定を行う。輸送車位置判定装置３０は、作業機械２０から輸送車１０への積込対象物の積込が可能な位置（積込作業可能な位置）に、輸送車１０が配置されているか否かなどを判定する。輸送車位置判定装置３０は、距離画像取得部４０と、演算部５０と、報知部６１と、第２報知部６２と、を備える。

【0018】

距離画像取得部４０は、荷台１２の距離画像（荷台１２を含む距離画像）を取得する。距離画像は、距離の情報（奥行の情報）を含む画像であり、三次元の情報である。距離画像取得部４０は、距離画像取得部４０から荷台１２の各部（詳細は後述）までの距離を計測する。具体的には例えば、距離画像取得部４０は、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging）を備えてもよく、ステレオカメラを備えてもよく、ＴＯＦ（Time Of Flight）センサを備えてもよい。

【0019】

この距離画像取得部４０は、作業機械２０に設けられる。距離画像取得部４０は、荷台１２および荷台１２の周辺部の距離画像を取得可能となる位置に配置される。距離画像取得部４０は、例えば、キャブ２３ａの内部に配置（設置）されてもよく、キャブ２３ａの外部に配置されてもよく、図１に示す例ではキャブ２３ａの上面に配置される。なお、距離画像取得部４０は、作業機械２０とは異なる位置（作業機械２０から離れた位置）に配置されてもよい（演算部５０、報知部６１、および第２報知部６２についても同様）。

【0020】

演算部５０は、信号の入出力、判定や算出などの演算、情報の記憶などを行う。演算部５０は、距離画像取得部４０に取得された荷台１２の距離画像を処理し、荷台１２の三次元情報を算出する。

【0021】

報知部６１は、人に対して報知を行う。報知部６１は、音、光、および振動の少なくともいずれかの報知を出力する（詳細は後述）。第２報知部６２は、報知部６１と同様に、人に対して報知を行う。第２報知部６２と報知部６１とは、兼用でも別体でもよい

【0022】

（作動）
作業機械２０は、以下のように作動するように構成される。

【0023】

（荷台１２情報の算出）
演算部５０は、距離画像取得部４０に取得された距離画像に基づいて、荷台１２の三次元情報（以下「荷台１２情報」ともいう）を算出する。荷台１２情報は、作業機械２０に対する荷台１２の位置（三次元位置）の情報を含む。荷台１２情報は、荷台１２の形状（三次元形状）の情報を含んでもよい。荷台１２情報は、荷台１２の全体の情報を含んでもよく、荷台１２の一部のみの情報を含んでもよい。例えば、荷台１２情報は、荷台１２のうち、後述する荷台範囲Ａの算出に必要な部分のみの情報を含んでもよい。

【0024】

演算部５０は、荷台１２を含む二次元の情報（二次元画像）と、荷台１２の距離画像と、に基づいて荷台１２情報を算出してもよい。具体的には例えば、荷台１２情報は、次のように算出されてもよい。距離画像取得部４０は、荷台１２を含む距離画像だけでなく、荷台１２を含む二次元画像も取得する。この場合、距離画像取得部４０は、二次元画像を取得するセンサ（カメラなど）を備える。次に、演算部５０は、画像から特定の形状を抽出するプログラムを利用することで、二次元画像における荷台１２の位置を抽出（算出、推定）する。次に、演算部５０は、二次元画像における荷台１２の位置に基づいて、荷台１２および荷台１２の周囲の景色を含む距離画像から、荷台１２の部分の距離画像を抽出する。ここで、演算部５０は、後述する荷台範囲Ａの算出に必要な部分についてのみ、二次元画像におけるの位置の抽出、および距離画像の抽出を行ってもよい。そして、演算部５０は、抽出した荷台１２の距離画像に基づいて、荷台１２情報を算出する。なお、演算部５０は、二次元画像を利用せずに三次元の荷台１２情報を算出することが可能であれば、二次元画像を利用せずに荷台１２情報を算出してもよい。

【0025】

（荷台範囲Ａ、解放範囲Ｂ、および適切解放範囲Ｃの概要）
演算部５０は、荷台１２の位置に関する範囲である荷台範囲Ａを設定（算出）する。演算部５０は、アタッチメント２５から積込対象物を解放可能な領域（解放領域β（図２参照））に関する範囲である解放範囲Ｂを取得する。好ましくは、演算部５０は、アタッチメント２５による作業の効率に基づいて決定される適切解放範囲Ｃ（図３参照）を取得する。そして、演算部５０は、「輸送車位置判定」を行う。具体的には、演算部５０は、輸送車位置判定において、荷台範囲Ａの少なくとも一部が解放範囲Ｂに含まれたか否かを判定する。演算部５０は、輸送車位置判定において、荷台範囲Ａの少なくとも一部が適切解放範囲Ｃ（図３参照）に含まれたか否かを判定してもよい。

【0026】

演算部５０は、輸送車位置判定を、前後方向Ｘの情報に基づいて行ってもよく、前後方向Ｘおよび上下方向Ｚの情報に基づいて行ってもよい。演算部５０は、輸送車位置判定を、図３に示すように、前後方向Ｘおよび横方向Ｙの情報（上下方向Ｚから見た範囲の情報、平面視における範囲の情報）に基づいて行ってもよい。演算部５０は、輸送車位置判定を、前後方向Ｘ、横方向Ｙ、および上下方向Ｚの情報（三次元情報）に基づいて行ってもよい。

【0027】

（荷台範囲Ａの設定）
演算部５０は、距離画像取得部４０に取得された距離画像に基づいて、荷台範囲Ａを設定する。荷台範囲Ａは、荷台１２の位置に関する範囲である。ここで、荷台１２の真上の領域を荷台領域αとする（図１、および図３を参照）。荷台領域αは、仮に荷台１２を真上に移動させたとしたときの、荷台１２の軌跡の領域（三次元の領域）である。なお、演算部５０は、荷台領域αを算出してもよく、算出しなくてもよい。荷台範囲Ａの詳細は、以下の通りである。

【0028】

（前後方向Ｘに関する荷台範囲Ａｘの設定）
前後方向Ｘの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、前後方向Ｘに関する荷台範囲Ａ（荷台範囲Ａｘ）を、例えば次のように設定する。

【0029】

荷台範囲Ａｘは、荷台領域αの前側Ｘ１の端（または略端）から、荷台領域αの後側Ｘ２の端（または略端）までの範囲である。さらに詳しくは、荷台範囲Ａｘの前側Ｘ１の端（境界）の位置は、上部旋回体２３が荷台１２を向いたときに、平面部１３（荷台１２の面）のうち作業機械２０から最も遠い面（具体的には鳥居面１３ｄ）の位置である。上記「上部旋回体２３が荷台１２を向いたとき」は、上部旋回体２３の前側Ｘ１の正面に荷台１２が配置されているときを意味する（以下同様）。なお、荷台範囲Ａｘの前側Ｘ１の端の位置は、鳥居面１３ｄの位置に基づく位置であって、鳥居面１３ｄの位置とは異なる位置（例えば鳥居面１３ｄの近傍、荷台１２内部側の位置など）でもよい（以下の荷台範囲Ａと荷台１２との関係についても同様）。荷台範囲Ａｘの後側Ｘ２の端の位置は、上部旋回体２３が荷台１２を向いたときに、平面部１３のうち作業機械２０に最も近い面（具体的には後部あおり板面１３ｂ）の位置である。

【0030】

なお、前後方向Ｘに対して鳥居面１３ｄが直交しない場合（傾いている場合）は、荷台範囲Ａｘの前側Ｘ１の端は、鳥居面１３ｄのうち最も後側Ｘ２の位置でもよい。前後方向Ｘに対して後部あおり板面１３ｂが直交しない場合は、荷台範囲Ａｘの後側Ｘ２の端は、後部あおり板面１３ｂのうち最も前側Ｘ１の位置でもよい。

【0031】

（上下方向Ｚに関する荷台範囲Ａｚの設定）
上下方向Ｚの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、上下方向Ｚに関する荷台範囲Ａ（荷台範囲Ａｚ）を、例えば次のように設定する。荷台範囲Ａｚは、荷台領域αの下側Ｚ２の端よりも上側Ｚ１の範囲である。さらに詳しくは、荷台範囲Ａｚの下側Ｚ２の端の位置は、荷台１２に含まれる特定の部位の位置である。具体的には、荷台範囲Ａｚの下側Ｚ２の端の位置は、側部あおり板面１３ｃおよび後部あおり板面１３ｂの上側Ｚ１端部の位置でもよく、床面１３ａの位置でもよく、鳥居面１３ｄの上側Ｚ１端部の位置でもよい。荷台範囲Ａｚの上側Ｚ１の端の位置は、設定されなくてもよく、例えば荷台１２から所定の高さの位置などに設定されてもよい。

【0032】

（前後方向Ｘおよび上下方向Ｚに関する荷台範囲Ａｘｚの設定）
前後方向Ｘおよび上下方向Ｚの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、前後方向Ｘおよび上下方向Ｚに関する荷台範囲Ａ（荷台範囲Ａｘｚ）を、例えば次のように設定する。荷台範囲Ａｘｚは、横方向Ｙから見た荷台領域αと同じ（または略同じ）範囲であり、荷台範囲Ａｘかつ荷台範囲Ａｚの範囲である。

【0033】

（前後方向Ｘおよび横方向Ｙに関する荷台範囲Ａｘｙの設定）
図３に示すように、前後方向Ｘおよび横方向Ｙの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０（図１参照、以下の演算部５０についても同様）は、前後方向Ｘおよび横方向Ｙに関する荷台範囲Ａ（荷台範囲Ａｘｙ）を、例えば次のように設定する。荷台範囲Ａｘｙは、上下方向Ｚから見た（平面視における）荷台領域αと同じ（または略同じ）範囲である。さらに詳しくは、荷台範囲Ａｘｙは、上下方向Ｚから見たとき、荷台１２の積込対象物を収容可能な部分の内部の範囲であり、さらに具体的には、後部あおり板面１３ｂ、左右の側部あおり板面１３ｃ・１３ｃ、および鳥居面１３ｄに囲まれた範囲である。荷台範囲Ａｘｙは、上下方向Ｚから見たとき、床面１３ａと重なる領域である。

【0034】

（三次元の情報に関する荷台範囲Ａの設定）
前後方向Ｘ、横方向Ｙ、および上下方向Ｚの情報（三次元情報）に基づいて輸送車位置判定が行われてもよい。この場合、三次元情報である荷台範囲Ａは、荷台領域αと同じ範囲である。

【0035】

（解放範囲Ｂの取得）
演算部５０は、図２に示す解放範囲Ｂを取得する。解放範囲Ｂは、先端アタッチメント２５ｃから積込対象物を解放可能な領域（下記の解放領域β）に関する範囲である。演算部５０は、予め解放範囲Ｂを記憶してもよく、解放範囲Ｂを算出してもよい。

【0036】

下部走行体２１が走行することなくアタッチメント２５が作動したときに先端アタッチメント２５ｃから積込対象物を解放可能な領域を、解放領域βとする。解放領域βは、略輪状の立体形状である（図２および図３を参照）。上記「アタッチメント２５が作動」は、例えば、下記の［例１ａ］～［例１ｄ］の少なくともいずれかの作動である。［例１ａ］上部旋回体２３に対するブーム２５ａの回転。［例１ｂ］ブーム２５ａに対するアーム２５ｂの回転。［例１ｃ］、アーム２５ｂに対する先端アタッチメント２５ｃの回転。［例１ｄ］下部走行体２１に対して上部旋回体２３が旋回することによる、下部走行体２１に対するアタッチメント２５の回転（旋回）。

【0037】

解放領域βは、アタッチメント２５の情報に基づいて決まる。具体的には、解放領域βは、アタッチメント２５の各構成要素（ブーム２５ａなど）の寸法、および、アタッチメント２５の各構成要素がとりうる角度範囲（例えば上部旋回体２３に対するブーム２５ａの起伏角度の範囲）の情報に基づいて決まる。なお、演算部５０は、解放領域βを算出してもよく、算出しなくてもよい。

【0038】

先端アタッチメント２５ｃが配置され得る位置であっても、先端アタッチメント２５ｃから積込対象物を解放することが想定されない位置は、解放領域βに含まれなくてもよい。具体的には例えば、下部走行体２１の下側Ｚ２の端よりも下側Ｚ２の位置は、解放領域βに含まれなくてもよく、含まれてもよい。また、下部走行体２１の前側Ｘ１端部よりも後側Ｘ２の領域は、荷台１２（図１参照）を配置不可能（または困難）であるため、解放領域βに含まれなくてもよい。

【0039】

図２に示すように、先端アタッチメント２５ｃがバケットの場合、先端アタッチメント２５ｃがアーム２５ｂに対して回転することで、積込対象物が先端アタッチメント２５ｃから解放される。そのため、先端アタッチメント２５ｃが積込対象物を解放する際の先端アタッチメント２５ｃの軌跡の領域は、解放領域βに含まれなくてもよい。先端アタッチメント２５ｃが積込対象物を挟んで掴む装置である場合は、積込対象物が解放される際に、アーム２５ｂに対して先端アタッチメント２５ｃが回転する必要はない。この場合は、解放領域βは、先端アタッチメント２５ｃの先端部の可動領域β０の範囲内（または略範囲内）でもよい。

【0040】

（前後方向Ｘに関する解放範囲Ｂｘの取得）
前後方向Ｘの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、前後方向Ｘに関する解放範囲Ｂ（解放範囲Ｂｘ）を取得する。例えば、解放範囲Ｂｘの前側Ｘ１の端（境界）の位置は、解放領域βの前側Ｘ１の端の位置である。すなわち、解放範囲Ｂｘの前側Ｘ１の端の位置は、下部走行体２１が走行することなくアタッチメント２５が作動したときに先端アタッチメント２５ｃから積込対象物を解放可能な領域のうち、最も前側Ｘ１の位置である。なお、解放範囲Ｂｘの前側Ｘ１の端の位置は、解放領域βの前側Ｘ１の端の位置に基づく位置であって、解放領域βの前側Ｘ１の端の位置とは異なる位置でもよい（以下の解放範囲Ｂと解放領域βとの関係についても同様）。解放範囲Ｂｘの後側Ｘ２の端の位置は、解放領域βの後側Ｘ２の端の位置である。

【0041】

（上下方向Ｚに関する解放範囲Ｂｚの取得）
上下方向Ｚの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、上下方向Ｚに関する解放範囲Ｂｚを取得する。例えば、解放範囲Ｂｚの上側Ｚ１の端の位置は、解放領域βの上側Ｚ１の端の位置である。解放範囲Ｂｚの下側Ｚ２の端の位置は、解放領域βの下側Ｚ２の端の位置である。

【0042】

（前後方向Ｘおよび上下方向Ｚに関する解放範囲Ｂｘｚの取得）
前後方向Ｘおよび上下方向Ｚの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、前後方向Ｘおよび上下方向Ｚに関する解放範囲Ｂｘｚを取得する。解放範囲Ｂｘｚは、横方向Ｙから見た解放領域βの範囲である。

【0043】

（前後方向Ｘおよび横方向Ｙに関する解放範囲Ｂｘｙの取得）
図３に示すように、前後方向Ｘおよび横方向Ｙの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、前後方向Ｘおよび横方向Ｙに関する解放範囲Ｂｘｙを取得する。解放範囲Ｂｘｙは、上下方向Ｚから見た解放領域βの範囲（リング状の範囲）である。

【0044】

（三次元の情報に関する解放範囲Ｂの取得）
前後方向Ｘ、横方向Ｙ、および上下方向Ｚの情報（三次元情報）に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、三次元情報である解放範囲Ｂを取得する。三次元情報の解放範囲Ｂは、解放領域βと同じ範囲である。

【0045】

（適切解放範囲Ｃの取得）
演算部５０は、適切解放範囲Ｃを取得する。適切解放範囲Ｃは、解放範囲Ｂに含まれ、解放範囲Ｂよりも狭い範囲である。適切解放範囲Ｃは、アタッチメント２５による作業の効率（作業効率）に基づいて決定される。演算部５０は、予め適切解放範囲Ｃを記憶してもよく、適切解放範囲Ｃを算出してもよい。具体的には例えば、適切解放範囲Ｃは、次のように設定される。

【0046】

適切解放範囲Ｃの前側Ｘ１の端（境界）は、解放範囲Ｂの前側Ｘ１の端よりも後側Ｘ２に設定されてもよい。その理由の例は次の通りである。［例２ａ］上部旋回体２３の旋回中心から先端アタッチメント２５ｃの前側Ｘ１の端までの距離（作業半径）が小さいほど、作業機械２０が安定しやすく、作業効率が良い。［例２ｂ］作業半径が小さいほど、下部走行体２１に対する上部旋回体２３の旋回加速度を大きくでき、作業時間を短縮でき、作業効率が良い。［例２ｃ］作業半径が小さいほど、上部旋回体２３の旋回に必要なエネルギーを低減でき、作業効率が良い。［例２ｄ］作業半径が最大値または略最大値のときに比べ、作業半径が小さいときは、アタッチメント２５の姿勢の自由度が高いので、作業効率が良い。

【0047】

［例２ｅ］図３に示す適切解放範囲Ｃは、先端アタッチメント２５ｃによる積込対象物の運搬を効率良く行えるか否かに基づいて設定されてもよい。具体例は次の通りである。図２に示すように、バケットである先端アタッチメント２５ｃの基端部と先端部とを通る面を、面２５ｃｆとする。作業半径が大きい（最大値または略最大値）ときは、アーム２５ｂの長手方向が水平方向または略水平方向となる。このとき、アーム２５ｂに対して先端アタッチメント２５ｃを回転させるシリンダ（図示なし）を伸縮させても、先端アタッチメント２５ｃの面２５ｃｆの延びる方向が水平方向（または略水平方向）になることができない。そのため、先端アタッチメント２５ｃが運搬可能な積込対象物の量が制限される。一方、作業半径が最大値または略最大値のときに比べ、作業半径が小さいときは、先端アタッチメント２５ｃの面２５ｃｆの延びる方向が水平方向になり得る。よって、先端アタッチメント２５ｃが運搬可能な積込対象物の量が制限されず、作業効率が良い。

【0048】

図３に示すように、適切解放範囲Ｃの後側Ｘ２の端（境界）は、解放範囲Ｂの後側Ｘ２の端よりも前側Ｘ１に設定されてもよい。その理由の例は次の通りである。［例３ａ］作業半径が最小値または略最小値よりも大きいときは、先端アタッチメント２５ｃがキャブ２３ａに接触したり、先端アタッチメント２５ｃがキャブ２３ａに接触することを防ぐ機能が作動したりする問題が生じない。よって、作業効率が良い。なお、図２に示す例では、先端アタッチメント２５ｃはキャブ２３ａに接触し得ないが、アタッチメント２５の寸法や形状によっては先端アタッチメント２５ｃがキャブ２３ａに接触する場合がある。［例３ｂ］作業半径が最小値または略最小値のときに比べ、作業半径が大きいときは、アタッチメント２５の姿勢の自由度が高いので、作業効率が良い。

【0049】

なお、前後方向Ｘの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合、演算部５０は、前後方向Ｘに関する適切解放範囲Ｃ（図３参照）を取得してもよい（他の方向についても同様）。適切解放範囲Ｃは、複数段階（適切な範囲、より適切な範囲、さらに適切な範囲、など）設けられてもよい。

【0050】

（判定）
演算部５０は、図３に示す荷台範囲Ａの少なくとも一部が解放範囲Ｂに含まれたか否かを判定する。例えば、前後方向Ｘの情報に基づいて輸送車位置判定が行われる場合は、演算部５０は、前後方向Ｘに関する荷台範囲Ａｘの少なくとも一部が、前後方向Ｘに関する解放範囲Ｂｘに含まれたか否かを判定する（他の方向についても同様）。また、演算部５０は、荷台範囲Ａの少なくとも一部が適切解放範囲Ｃに含まれた否かを判定する。演算部５０は、荷台範囲Ａの全体が解放範囲Ｂに含まれた否かを判定してもよい。演算部５０は、荷台範囲Ａの全体が適切解放範囲Ｃに含まれたか否かを判定してもよい。

【0051】

（判定結果に応じた出力）
演算部５０は、判定結果に応じて、信号を出力する。演算部５０が出力する信号は、様々に用いることができる。例えば、演算部５０が出力する信号は、何らかの制御に用いられてもよく、下記の報知に用いられてもよく、数値などの情報を含んでもよい。

【0052】

（報知）
演算部５０は、図１に示す荷台範囲Ａの少なくとも一部が解放範囲Ｂに含まれた場合、報知部６１に報知を行わせる（報知を行わせるための信号を出力する）。演算部５０は、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれない場合、報知部６１に報知を行わせない。報知部６１は、積込作業が可能な位置に輸送車１０が配置されていることを報知する。報知部６１は、例えば輸送車１０の運転手に対して報知（合図）を出力する。報知部６１による報知は、上記のように、音、光、および振動の少なくともいずれかである。具体的には、報知部６１は、輸送車１０および作業機械２０の少なくともいずれかの音声出力部（ホーン、スピーカなど）でもよい。報知部６１は、輸送車１０および作業機械２０の少なくともいずれかの光出力部（画面、ライトなど）でもよく、輸送車１０の運転手に接触する振動発生装置でもよい。

【0053】

演算部５０は、荷台範囲Ａの少なくとも一部が適切解放範囲Ｃ（図３参照）に含まれた場合、第２報知部６２に報知を行わせる。演算部５０は、荷台範囲Ａが適切解放範囲Ｃ（図３参照）に含まれない場合、第２報知部６２に報知を行わせない。第２報知部６２は、積込作業を適切に行える位置に輸送車１０が配置されていることを報知する。第２報知部６２は、例えば輸送車１０の運転手に対して報知（合図）を出力する。第２報知部６２による報知の具体例は、報知部６１による報知の具体例と同様である。第２報知部６２による報知と、報知部６１による報知とは異なる。例えば、報知部６１の報知と第２報知部６２の報知とで、音色、音声の内容、光の色、強さ、点滅のパターン、振動のパターンなどが異なる。

【0054】

演算部５０は、荷台範囲Ａの全体が解放範囲Ｂに含まれた場合に、報知を行わせてもよい。演算部５０は、荷台範囲Ａの全体が適切解放範囲Ｃに含まれた場合に、報知を行わせてもよい。

【0055】

（情報出力）
演算部５０は、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれていないときに、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれるまでに輸送車１０を移動させる必要のある距離の情報（残り距離）を出力してもよい。同様に、演算部５０は、荷台範囲Ａが適切解放範囲Ｃに含まれていないときに、荷台範囲Ａが適切解放範囲Ｃに含まれるまでに輸送車１０を移動させる必要のある距離（残り距離）の情報を出力してもよい。残り距離の情報は、例えば輸送車１０の運転手に音声や表示などにより通知されてもよい（下記の移動方向の情報も同様）。

【0056】

演算部５０は、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれていないときに、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれるための輸送車１０の移動方向の情報を出力してもよい（適切解放範囲Ｃについても同様）。さらに詳しくは、演算部５０は、距離画像取得部４０に取得された距離画像に基づいて、図３に示す角度θを算出および出力する。角度θは、上部旋回体２３（作業機械２０）に対する荷台１２の平面部１３の角度（傾き）である。具体的には例えば、角度θは、前後方向Ｘと、平面部１３と、がなす角度である。さらに詳しくは、角度θは、前後方向Ｘと、荷台１２の平面部１３のうち上部旋回体２３に最も近い面（図３では後部あおり板面１３ｂ）と、がなす角度である。なお、演算部５０は、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれているときに、角度θの情報を算出および出力してもよい（適切解放範囲Ｃも同様）。

【0057】

（その他の出力）
演算部５０は、荷台範囲Ａの少なくとも一部が解放範囲Ｂに含まれた場合に、その旨（荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれたこと）を示す信号を出力してもよい（適切解放範囲Ｃも同様）。演算部５０は、報知部６１や第２報知部６２による報知以外を目的とした信号を出力してもよい。

【0058】

（作業機械２０の遠隔または自動操作について）
図１に示す作業機械２０のキャブ２３ａ内にオペレータがいる場合、輸送車１０の位置が積込作業可能な位置であるか否かを、オペレータが判断できる。そのため、積込作業可能な位置に輸送車１０が到達したときに、オペレータが、輸送車１０の運転手に報知（具体的には停止の合図）を行える。一方、作業機械２０が自動操縦される場合、上記のオペレータによる判断はできない。そのため、輸送車１０の位置が積込作業可能な位置であるか否かを自動的に判定できることが望まれる。また、作業機械２０が遠隔操作される場合、オペレータは画面を見て作業機械２０を操作する。そのため、オペレータは、作業機械２０から輸送車１０までの距離を把握しにくく、輸送車１０の位置が積込作業可能な位置であるか否かを判断するのが難しい。一方、本実施形態の輸送車位置判定装置３０では、輸送車１０の位置が積込作業可能な位置であるか否かを自動的に判定することができる。なお、本実施形態において、作業機械２０が自動操作されなくてもよく、遠隔操作されなくてもよく、キャブ２３ａ内にオペレータがいてもよい。

【0059】

（効果）
図１に示す輸送車位置判定装置３０による効果は、次の通りである。

【0060】

（第１の発明の効果）
輸送車位置判定装置３０は、アタッチメント２５を有する作業機械２０に用いられる。アタッチメント２５は、輸送車１０の荷台１２に積み込まれる積込対象物の運搬および解放を行う。輸送車位置判定装置３０は、距離画像取得部４０と、演算部５０と、を備える。

【0061】

［構成１－１］距離画像取得部４０は、荷台１２の距離画像を取得する。演算部５０は、距離画像取得部４０に取得された荷台１２の距離画像に基づいて、荷台１２の位置に関する範囲である荷台範囲Ａを設定する。

【0062】

［構成１－２］演算部５０は、作業機械２０が走行することなくアタッチメント２５が作動したときにアタッチメント２５から積込対象物を解放可能な領域（解放領域β（図２参照））に関する範囲である解放範囲Ｂを取得する。演算部５０は、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれたか否かを判定する。

【0063】

上記［構成１－２］により、輸送車１０の荷台範囲Ａ（の少なくとも一部）が、作業機械２０の解放範囲Ｂに含まれたか否かが、演算部５０に自動的に判定される。よって、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれるような位置に輸送車１０が配置されたか否かを、演算部５０が自動的に判定することができる。ここで、荷台範囲Ａは、上記［構成１－１］のように、荷台１２の距離画像に基づいて設定される。よって、荷台１２が変更された場合でも、変更後の荷台１２の距離画像に基づいて、荷台範囲Ａが設定される。よって、輸送車１０の種類が変更された場合でも、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれたか否かを自動的に判定することができる。したがって、輸送車１０の種類が変更された場合でも、作業機械２０に対する輸送車１０の位置を判定することができる。

【0064】

（第２の発明の効果）
作業機械２０は、下部走行体２１と、下部走行体２１に対して旋回可能な上部旋回体２３と、を備える。

【0065】

［構成２］荷台範囲Ａｘは、上部旋回体２３が荷台１２を向いたときに、荷台１２の面のうち上部旋回体２３に最も近い面と、上部旋回体２３から最も遠い面との上部旋回体２３の前後方向Ｘにおける間の領域の少なくとも一部に設定される。

【0066】

上記［構成１］における荷台範囲Ａは、「荷台１２の位置に関する範囲」であるところ、上記［構成２］では、荷台範囲Ａｘは、荷台１２の前後方向Ｘの両端の２面（例えば後部あおり板面１３ｂおよび鳥居面１３ｄ）の間の領域の少なくとも一部に設定される。よって、荷台範囲Ａｘを、荷台１２の位置に基づいた適切な範囲に設定することができる。その結果、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれたと判定された場合に（上記［構成１－１］参照）、アタッチメント２５から荷台１２に積込対象物を積み込める可能性を高くすることができる。

【0067】

（第３の発明の効果）
［構成３］荷台範囲Ａｚは、荷台１２よりも上側Ｚ１の領域の少なくとも一部に設定される。

【0068】

上記［構成１］における荷台範囲Ａは、「荷台１２の位置に関する範囲」であるところ、上記［構成３］では、荷台範囲Ａｚは、荷台１２よりも上側Ｚ１の領域の少なくとも一部に設定される。よって、荷台範囲Ａｚを、荷台１２の位置に基づいた適切な範囲に設定することができる。その結果、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれたと判定された場合に（上記［構成１－１］参照）、アタッチメント２５から荷台１２に積込対象物を積み込める可能性を高くすることができる。

【0069】

（第４の発明の効果）
［構成４］図３に示すように、荷台範囲Ａｘｙは、平面視において（上側Ｚ１から見たときに）荷台１２と重なる領域の少なくとも一部に設定される。

【0070】

上記［構成１］における荷台範囲Ａは、「荷台１２の位置に関する範囲」であるところ、上記［構成４］では、荷台範囲Ａｘｙは、平面視において荷台１２と重なる領域の少なくとも一部に設定される。よって、荷台範囲Ａｘｙを、荷台１２の位置に基づいた適切な範囲に設定することができる。その結果、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれたと判定された場合に（上記［構成１－１］参照）、アタッチメント２５から荷台１２に積込対象物を積み込める可能性を高くすることができる。

【0071】

（第５の発明の効果）
［構成５］図１に示すように、輸送車位置判定装置３０は、報知部６１を備える。報知部６１は、音、光、および振動の少なくともいずれかの報知を出力する。演算部５０は、荷台範囲Ａの少なくとも一部が解放範囲Ｂに含まれた場合、報知部６１に報知を行わせる。

【0072】

上記［構成５］により、荷台範囲Ａの少なくとも一部が解放範囲Ｂに含まれたことを、人（例えば輸送車１０の運転手など）に知らせることができる。

【0073】

（第６の発明の効果）
［構成６］演算部５０は、荷台範囲Ａが解放範囲Ｂに含まれていないときに、荷台範囲Ａの少なくとも一部が解放範囲Ｂに含まれるまでに輸送車１０を移動させる必要のある距離（残り距離）の情報を出力する。

【0074】

上記［構成６］により、演算部５０が、残り距離の情報を出力することで、人（例えば輸送車１０の運転手など）やコンピュータなどに残り距離の情報を伝達することができる。

【0075】

（第７の発明の効果）
［構成７］演算部５０は、図３に示す適切解放範囲Ｃを取得する。適切解放範囲Ｃは、解放範囲Ｂに含まれ、解放範囲Ｂよりも狭い範囲であり、アタッチメント２５による作業の効率に基づいて決定される。演算部５０は、荷台範囲Ａの少なくとも一部が適切解放範囲Ｃに含まれたか否かを判定する。

【0076】

上記［構成７］では、適切解放範囲Ｃが、アタッチメント２５による作業（以下、単に「作業」）の効率に基づいて決定される。よって、適切解放範囲Ｃの外側で作業が行われるよりも、適切解放範囲Ｃの内側で作業が行われる方が、作業の効率が良くなるように、適切解放範囲Ｃが設定された場合、かつ、適切解放範囲Ｃの内側で作業が行われた場合、作業の効率を向上させることができる。

【0077】

（第８の発明の効果）
［構成８］図１に示すように、輸送車位置判定装置３０は、第２報知部６２を備える。第２報知部６２は、音、光、および振動の少なくともいずれかの報知を出力する。演算部５０は、図３に示す荷台範囲Ａの少なくとも一部が適切解放範囲Ｃに含まれた場合、第２報知部６２（図１参照）に報知を行わせる。

【0078】

上記［構成８］により、荷台範囲Ａの少なくとも一部が適切解放範囲Ｃに含まれたことを、人（例えば輸送車１０の運転手など）に知らせることができる。

【0079】

（第９の発明の効果）
［構成９］演算部５０は、荷台範囲Ａが適切解放範囲Ｃに含まれていないときに、荷台範囲Ａが適切解放範囲Ｃに含まれるまでに輸送車１０を移動させる必要のある距離（残り距離）の情報を出力する。

【0080】

上記［構成９］により、演算部５０が、残り拒理の情報を出力することで、人（例えば輸送車１０の運転手など）やコンピュータなどに残り距離の情報を伝達することができる。

【0081】

（第１０の発明の効果）
演算部５０は、距離画像取得部４０（図１参照）に取得された距離画像に基づいて、作業機械２０に対する、荷台１２の平面部１３（面）の角度θを、算出および出力する。

【0082】

上記［構成１０］により、演算部５０が角度θを出力することで、人（例えば輸送車１０の運転手）やコンピュータなどに角度θを伝達することができる。

【0083】

（変形例）
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、上記実施形態の各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。例えば、荷台領域αや荷台範囲Ａは、荷台１２に対して一定の領域や範囲でもよく、手動操作により変えられてもよく、何らかの条件に応じて自動的に変えられてもよい（解放領域β、解放範囲Ｂ、および適切解放範囲Ｃも同様）。

【符号の説明】

【0084】

１０ 輸送車
１２ 荷台
１３ 平面部（面）
２０ 作業機械
２１ 下部走行体
２３ 上部旋回体
２５ アタッチメント
３０ 輸送車位置判定装置
４０ 距離画像取得部
５０ 演算部
６１ 報知部
６２ 第２報知部
Ａ、Ａｘ、Ａｚ、Ａｘｚ、Ａｘｙ 荷台範囲
Ｂ、Ｂｘ、Ｂｚ、Ｂｘｚ、Ｂｘｙ 解放範囲
Ｃ 適切解放範囲
Ｘ 前後方向
Ｘ１ 前側
Ｘ２ 後側
β 解放領域（積込対象物を解放可能な領域）

【図1】

【図2】

【図3】