特許 7450491 無人作業機械

(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】2024-03-07

(45)【発行日】2024-03-15

(54)【発明の名称】無人作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20240308BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 N

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020130331

(22)【出願日】2020-07-31

(65)【公開番号】P2022026732

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2022-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 自由理

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 哲平

(72)【発明者】

【氏名】井村 進也

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０６００３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０６５４１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０２６５０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０２２６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０２５３６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０６５６６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有人作業機械と連携して自律的に作業可能な無人作業機械であって、
前記有人作業機械に搭乗した操作者の操作により前記有人作業機械から発信された、前記有人作業機械によって所定の作業が完了したことを示す通知、又は、前記無人作業機械への動作指示に関する通知を受信する受信装置と、
前記受信装置により受信された前記通知に基づいて、前記無人作業機械の動作を制御する制御装置と、を備える
ことを特徴とする無人作業機械。

【請求項2】

前記無人作業機械によって所定の作業が完了したことを示す通知を、前記操作者が認識可能な形態にて発信する発信装置を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の無人作業機械。

【請求項3】

前記無人作業機械は、掘削物の掘削作業及び前記掘削物の積み込み作業を実行する掘削機械であり、
前記有人作業機械は、前記積み込み作業により積み込まれた前記掘削物の運搬作業を実行する運搬機械であり、
前記受信装置は、前記有人作業機械の所定位置での停車が完了したことを示す停車完了通知を受信し、
前記制御装置は、前記受信装置により受信された前記停車完了通知に基づいて、前記積み込み作業を開始させる
ことを特徴とする請求項１に記載の無人作業機械。

【請求項4】

前記無人作業機械は、掘削物の掘削作業及び前記掘削物の積み込み作業を実行する掘削機械であり、
前記有人作業機械は、前記積み込み作業により積み込まれた前記掘削物の運搬作業を実行する運搬機械であり、
前記発信装置は、前記積み込み作業が完了したことを示す作業完了通知を発信する
ことを特徴とする請求項２に記載の無人作業機械。

【請求項5】

前記有人作業機械は、掘削物の掘削作業及び前記掘削物の積み込み作業を実行する掘削機械であり、
前記無人作業機械は、前記積み込み作業により積み込まれた前記掘削物の運搬作業を実行する運搬機械であり、
前記受信装置は、前記有人作業機械の前記積み込み作業が完了したことを示す作業完了通知を受信し、
前記制御装置は、前記受信装置により受信された前記作業完了通知に基づいて、前記運搬作業を開始させる
ことを特徴とする請求項１に記載の無人作業機械。

【請求項6】

前記有人作業機械は、掘削物の掘削作業及び前記掘削物の積み込み作業を実行する掘削機械であり、
前記無人作業機械は、前記積み込み作業により積み込まれた前記掘削物の運搬作業を実行する運搬機械であり、
前記受信装置は、前記無人作業機械に対して所定位置での停車を教示する停車位置教示通知を受信し、
前記制御装置は、前記受信装置により受信された前記停車位置教示通知に基づいて、前記無人作業機械を前記所定位置にて停車させ、
前記発信装置は、前記無人作業機械の前記所定位置での停車が完了したことを示す停車完了通知を発信する
ことを特徴とする請求項２に記載の無人作業機械。

【請求項7】

前記有人作業機械は、前記有人作業機械からの前記通知として警笛音を発信し、
前記受信装置は、前記警笛音を収集する集音装置によって構成され、
前記制御装置は、
前記集音装置により収集された前記警笛音のパターンを認識する認識部と、
前記認識部の認識結果に基づいて、前記有人作業機械から発信された前記通知の内容を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記無人作業機械の作業の実行を制御する作業実行部と、を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の無人作業機械。

【請求項8】

周辺の画像を取得する撮像装置を更に備え、
前記認識部は、前記集音装置により収集された前記警笛音と、前記撮像装置により取得された前記画像とに基づいて、前記警笛音の発信源である前記有人作業機械を特定する
ことを特徴とする請求項７に記載の無人作業機械。

【請求項9】

前記発信装置は、前記無人作業機械からの前記通知として警笛音を発信する警笛装置によって構成され、
前記制御装置は、前記警笛装置により発信される前記警笛音のパターンと、前記認識部により認識される前記警笛音のパターンとを、予め定められた複数のパターンの中から選択して設定するパターン設定部を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の無人作業機械。

【請求項10】

前記受信装置は、前記無人作業機械に対して作業の緊急停止を指示する緊急停止通知を受信し、
前記制御装置は、前記受信装置により受信された前記緊急停止通知に基づいて、前記無人作業機械の前記作業を緊急停止させる
ことを特徴とする請求項３に記載の無人作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無人作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、油圧ショベル等の作業機械において、操作者が搭乗せずに作業可能な無人作業機械の開発が進められている（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１には、無人掘削用のシステム、特に無人掘削機械によって掘削及び積み込みの作業を実施するためのシステムが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－１３６５４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

実際の掘削作業及び積み込み作業の作業現場では、油圧ショベル等の掘削機械と、ダンプトラック等の運搬機械とが連携して、掘削作業及び積み込み作業が行われる。特に、掘削物を積み込み可能な所定位置に向かって運搬機械が進入する場合や、掘削機械の積み込み作業後に運搬機械が当該所定位置から退出する場合には、掘削機械と運搬機械との連携が不可欠である。掘削機械と作業機械との連携がない場合、運搬機械が適切な位置に停車できない状況や、運搬機械が最適なタイミングにおいて運搬作業を開始できない状況が発生してしまう。

【0006】

特許文献１では、掘削作業及び積み込み作業を行う掘削機械がその周辺環境情報に基づいて当該作業を計画し自律的に実行することについて言及されているが、掘削物が積み込まれる運搬機械との連携については言及されていない。特に、特許文献１では、掘削機械と運搬機械との一方が有人作業機械であり他方が無人作業機械である場合について何ら想定されていない。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、有人作業機械と確実に連携できて作業を円滑に実行可能な無人作業機械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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の無人作業機械は、有人作業機械と連携して自律的に作業可能な無人作業機械であって、前記有人作業機械に搭乗した操作者の操作により前記有人作業機械から発信された、前記有人作業機械の動作状態又は前記無人作業機械への動作指示に関する通知を受信する受信装置と、前記受信装置により受信された前記通知に基づいて、前記無人作業機械の動作を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の無人作業機械は、有人作業機械と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。
上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１の無人作業機械である掘削機械の構成を示す側面図。

【図2】無人作業機械である掘削機械及び有人作業機械である運搬機械の作業現場を示す図。

【図3】図２に示す掘削機械及び運搬機械の連携作業を説明する図。

【図4】図２に示す掘削機械及び運搬機械の機能的構成を示す図。

【図5】図４に示す掘削機械及び運搬機械の連携作業において、掘削機械によって行われる処理の流れを示すフローチャート。

【図6】図４に示す掘削機械及び運搬機械の連携作業におけるタイムチャート。

【図7】実施形態２の有人作業機械である掘削機械及び無人作業機械である運搬機械の機能的構成を示す図。

【図8】図７に示す掘削機械及び運搬機械の連携作業において、運搬機械によって行われる処理の流れを示すフローチャート。

【図9】図７に示す掘削機械及び運搬機械の連携作業におけるタイムチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、各実施形態において同一の符号を付された構成は、特に言及しない限り、各実施形態において同様の機能を有するので、その説明を省略する。

【0012】

［実施形態１］
図１は、実施形態１の無人作業機械である掘削機械１００の構成を示す側面図である。

【0013】

本実施形態の掘削機械１００は、操作者が搭乗せずに自律的に作業可能な無人作業機械である。掘削機械１００は、掘削物の掘削作業、及び、掘削物の積み込み作業を実行する無人作業機械である。掘削機械１００は、例えば、油圧ショベル等によって構成される。

【0014】

掘削機械１００は、クローラ式の走行装置８を備えた下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に旋回装置７を介して旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２とを備える。更に、掘削機械１００は、上部旋回体１０２の前部に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業装置１０３と、上部旋回体１０２上に取り付けられたキャブ１０４とを備える。但し、キャブ１０４は、本実施形態の掘削機械１００においては必須ではない。

【0015】

フロント作業装置１０３は、上部旋回体１０２の前部に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム２と、ブーム２の先端部に上下方向又は前後方向に回動可能に連結されたアーム４とを備える。更に、フロント作業装置１０３は、アーム４の先端部に上下方向又は前後方向に回動可能に連結されたバケット６と、ブーム２を駆動するブームシリンダ１と、アーム４を駆動するアームシリンダ３と、バケット６を駆動するバケットシリンダ５とを備える。

【0016】

図１に示す掘削機械１００は、バックホウショベルであり、アームシリンダ３又はバケットシリンダ５を伸長させることにより、バケット６が後方に引き戻されるように構成されている。

【0017】

図２は、無人作業機械である掘削機械１００及び有人作業機械である運搬機械２００の作業現場を示す図である。図３は、図２に示す掘削機械１００及び運搬機械２００の連携作業を説明する図である。

【0018】

掘削機械１００は、運搬機械２００と連携して作業を行う。図２に示すように、掘削機械１００は、掘削面３００の上部に停車し、掘削面３００から土砂を掘削する。掘削機械１００は、土砂等の掘削物を、掘削面３００の下部に停車した運搬機械２００に積み込む。本実施形態の運搬機械２００は、操作者が搭乗して作業を実行する有人作業機械である。運搬機械２００は、掘削機械１００の積み込み作業によって積み込まれた掘削物の運搬作業を実行する有人作業機械である。運搬機械２００は、例えば、ダンプトラック等により構成される。

【0019】

図３の上段は、掘削機械１００の積み込み作業により掘削物を積み込み可能な運搬機械２００の停車位置である所定位置に向かって運搬機械２００が進入する様子を示している。図３の下段は、当該所定位置から運搬機械２００が退出する様子を示している。本実施形態の運搬機械２００は、後進走行によって当該所定位置に向かって進入し、前進走行によって当該所定位置から退出する。これに限定されず、運搬機械２００は、前進走行によって当該所定位置に向かって進入し、後進走行によって当該所定位置から退出してもよい。

【0020】

図４は、図２に示す掘削機械１００及び運搬機械２００の機能的構成を示す図である。

【0021】

運搬機械２００は、運搬機械２００の動作状態、又は、掘削機械１００への動作指示に関する通知を発信する。例えば、運搬機械２００から発信される通知としては、停車完了通知や緊急停止通知が挙げられる。停車完了通知は、運搬機械２００の動作状態に関する通知であり、運搬機械２００の上記所定位置での停車が完了したことを示す通知である。緊急停止通知は、掘削機械１００への動作指示に関する通知であり、掘削機械１００に対して作業の緊急停止を指示する通知である。運搬機械２００は、当該通知として、運搬機械２００に予め備えられた警笛装置４３から警笛音を発信する。警笛音は、運搬機械２００に搭乗した操作者が警笛装置４３を操作することによって発信される。

【0022】

掘削機械１００は、周辺の音を収集する集音装置３１ａ，３１ｂと、周辺の画像を取得する撮像装置３２と、警笛音を発信する警笛装置３３と、掘削機械１００の動作を制御する制御装置１０とを備える。

【0023】

集音装置３１ａ，３１ｂは、運搬機械２００に搭乗した操作者の操作により運搬機械２００から発信された上記の通知を示す警笛音を受信する受信装置を構成する。集音装置３１ａ，３１ｂは、収集された音の信号を制御装置１０へ送信する。特に、集音装置３１ａ，３１ｂは、運搬機械２００から発信された上記通知としての警笛音を収集し、収集された警笛音を示す信号を制御装置１０へ送信する。撮像装置３２は、取得された画像の信号を、制御装置１０へ送信する。

【0024】

警笛装置３３は、掘削機械１００の動作状態に関する通知を、運搬機械２００に搭乗した操作者が認識可能な形態にて発信する発信装置を構成する。例えば、掘削機械１００の動作状態に関する通知として、作業完了通知が挙げられる。作業完了通知は、掘削物の積み込み作業が完了したことを示す通知である。操作者が認識可能な形態とは、操作者の五感を通じて操作者が認識できる通知形態であり、本実施形態では、音の形態が採用されている。警笛装置３３は、制御装置１０によって生成されたパターンに応じて、当該通知を示す警笛音を発信する。なお、警笛装置３３は、運搬機械２００の動作状態に関する通知を示す警笛音を発信してもよい。

【0025】

制御装置１０は、受信装置を構成する集音装置３１ａ，３１ｂにより収集された上記の通知を示す警笛音に基づいて、無人作業機械である掘削機械１００の動作を制御する。例えば、制御装置１０は、停車完了通知に基づいて、フロント作業装置１０３等の動作を制御し、掘削物の掘削作業及び積み込み作業を実行させる。

【0026】

制御装置１０は、認識部１１と、検出部１４と、作業実行部１６と、発信制御部１７と、パターン生成部１８と、パターン設定部１９とを有する。

【0027】

認識部１１は、集音装置３１ａ，３１ｂにより収集された警笛音のパターンを認識する。認識部１１は、集音装置３１ａ，３１ｂにより収集された音の中から警笛音のパターンを識別するパターン識別部１２と、パターン識別部１２により識別された警笛音の発信源を特定する発信源特定部１３とを有する。パターン識別部１２は、集音装置３１ａ，３１ｂにより収集された音の信号波形の中から、予め定められた警笛音の信号波形を抽出することによって、警笛音のパターンを識別する。発信源特定部１３は、集音装置３１ａにより収集された音の信号波形と、集音装置３１ｂにより収集された音の信号波形との差分に基づいて警笛音の発信源の位置座標を演算する。発信源特定部１３は、警笛音の発信源の位置座標と、撮像装置３２により取得された画像とを比較することによって、警笛音の発信源の有人作業機械である運搬機械２００を特定する。これにより、掘削機械１００は、掘削機械１００の周辺に運搬機械２００が多数存在していても、警笛音の発信源の運搬機械２００を確実に特定することができる。掘削機械１００は、上記の所定位置に停車している運搬機械２００が警笛音の発信源の運搬機械２００であるのか否かを確実に把握することができる。掘削機械１００は、運搬機械２００が多数存在する作業現場であっても、対象の運搬機械２００とより確実に連携することができる。但し、発信源特定部１３は、演算された警笛音の発信源の位置座標だけから、警笛音の発信源である運搬機械２００を特定することも可能である。特に、掘削機械１００の周辺に運搬機械２００が１台だけ存在する場合、警笛音の発信源の位置座標と、撮像装置３２により取得された画像とを比較する必要はない。

【0028】

認識部１１は、認識結果を検出部１４に送信する。認識結果は、集音装置３１ａ，３１ｂにより収集された警笛音のパターンと、警笛音の発信源である運搬機械２００の情報とを含む。認識部１１は、警笛音の発信源である運搬機械２００の情報を、作業実行部１６へ送信する。

【0029】

検出部１４は、認識部１１の認識結果に基づいて、有人作業機械である運搬機械２００から発信される通知の内容を検出する。検出部１４は、警笛音のパターンと通知内容との対応関係を示すテーブルを有する。検出部１４は、認識部１１から送信された警笛音のパターンに対応する通知内容を当該テーブルから特定することによって、運搬機械２００から発信された通知内容を検出する。検出部１４は、検出された通知内容が作業実行部１６による作業を伴う場合には、検出結果を作業実行部１６へ送信し、検出された通知内容が作業実行部１６による作業を伴わない場合には、検出結果を発信制御部１７へ送信する。なお、検出部１４は、警笛音のパターンと通知内容との対応関係を、設定部１５によって設定変更することができる。これにより、掘削機械１００は、警笛音のパターンと通知内容との対応関係が作業現場毎に異なっていても、設定部１５によって容易に設定変更することができるので、様々な作業現場において運搬機械２００と確実且つ柔軟に連携することができる。

【0030】

作業実行部１６は、検出部１４の検出結果に基づいて無人作業機械である掘削機械１００の作業の実行を制御する。作業実行部１６は、検出部１４により検出された通知内容に応じてフロント作業装置１０３等の動作を制御することによって、掘削機械１００の各種作業の実行を制御する。例えば、作業実行部１６は、検出部１４により検出された通知内容が、上記の停車完了通知である場合、掘削物の掘削作業及び積み込み作業を開始させる。作業実行部１６は、検出部１４により検出された通知内容が、上記の緊急停止通知である場合、作業を緊急停止させる。また、作業実行部１６は、積み込み作業を完了すると、その旨を発信制御部１７へ送信する。

【0031】

発信制御部１７は、警笛音の発信を制御する。発信制御部１７は、検出部１４の検出結果や作業実行部１６による作業の進捗から、掘削機械１００から発信する通知の内容と発信のタイミングを決定する。発信制御部１７は、発信する通知の内容及び発信のタイミングを指示する制御信号をパターン生成部１８へ送信する。例えば、発信制御部１７は、作業実行部１６が積み込み作業を完了すると、上記の作業完了通知を直ちに発信するよう指示する制御信号をパターン生成部１８へ送信する。

【0032】

パターン生成部１８は、発信制御部１７から送信された制御信号に基づいて、警笛装置３３から発信される警笛音のパターンを生成する。警笛音のパターンは、発信する通知の内容毎に予め設定されている。警笛音のパターンは、信号波形の振幅や周波数を適宜設定することによって、音程や発音時間や発音回数の異なる複数のパターンが生成される。パターン生成部１８は、上記の作業完了通知を発信する場合、作業完了通知を示す警笛音のパターンとして予め設定されたパターンを生成する。パターン生成部１８は、生成された警笛音のパターンに応じた警笛装置３３の駆動信号を警笛装置３３に送信する。

【0033】

パターン設定部１９は、パターン生成部１８により生成される警笛音のパターンと、認識部１１により認識される警笛音のパターンとを、予め定められた複数の警笛音のパターンの中から選択し、パターン生成部１８及び認識部１１に設定する。パターン設定部１９は、パターン生成部１８により生成される警笛音のパターンの種類及びパターン数と、認識部１１により認識される警笛音のパターンの種類及びパターン数を、予め定められた範囲内で自由に設定変更することができる。これにより、掘削機械１００は、複数の警笛音のパターンを使い分けることによって、様々な内容の通知を発信及び受信することができる。掘削機械１００は、掘削機械１００や運搬機械２００の様々な動作状態を互いに伝達し合うことができるので、様々な作業現場において運搬機械２００とより確実且つ強固に連携することができる。

【0034】

図５は、図４に示す掘削機械１００及び運搬機械２００の連携作業において、掘削機械１００によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。

【0035】

ステップＳ１において、掘削機械１００は、掘削作業及び積み込み作業の準備を行い、作業可能な状態で待機する。

【0036】

ステップＳ２において、掘削機械１００は、運搬機械２００から発信される停車完了通知を受信したか否かを判定する。掘削機械１００は、停車完了通知を受信していない場合、ステップＳ１へ移行する。掘削機械１００は、停車完了通知を受信した場合、ステップＳ３へ移行する。

【0037】

ステップＳ３において、掘削機械１００は、掘削物の掘削作業及び積み込み作業を開始する。なお、掘削機械１００は、停車完了通知に基づいて、少なくとも積み込み作業を開始すればよい。掘削機械１００は、掘削作業自体は、停車完了通知より前に開始してもよい。

【0038】

ステップＳ４において、掘削機械１００は、緊急停止通知を受信したか否かを判定する。掘削機械１００は、緊急停止通知を受信していない場合、ステップＳ６へ移行する。掘削機械１００は、緊急停止通知を受信した場合、異常な動作状態と判定し、ステップＳ５へ移行する。

【0039】

ステップＳ５において、掘削機械１００は、受信された緊急停止通知に基づいて、掘削機械１００の作業を緊急停止させる。緊急停止通知は、運搬機械２００に搭乗した操作者の操作ミスによって発信された可能性が有る。この可能性に対応するため、掘削機械１００は、ステップＳ４の後に所定時間経過しても警笛音が運搬機械２００から発信されなかった場合、ステップＳ６へ移行してもよい。

【0040】

ステップＳ６において、掘削機械１００は、積み込み作業が完了したか否かを判定する。掘削機械１００は、撮像装置３２によって取得された運搬機械２００の積載量の画像に対して画像認識を行うことによって、積み込み作業が完了したか否かを判定することができる。例えば、掘削機械１００は、運搬機械２００の積載量が最大積載量であれば、積み込み作業が完了したと判定し、運搬機械２００の積載量が最大積載量でなければ、積み込み作業が完了していないと判定してもよい。掘削機械１００は、積み込み作業が完了していない場合、ステップＳ３へ移行する。掘削機械１００は、積み込み作業が完了した場合、ステップＳ７へ移行する。

【0041】

ステップＳ７において、掘削機械１００は、作業完了通知を発信する。その後、掘削機械１００は、ステップＳ１へ移行する。

【0042】

図６は、図４に示す掘削機械１００及び運搬機械２００の連携作業におけるタイムチャートである。

【0043】

時刻ｔ０において、運搬機械２００は、作業現場へ入場し、掘削物を積み込み可能な運搬機械２００の停車位置である上記の所定位置に向かって進入する。運搬機械２００は、上記の所定位置での停車が完了するまで（時刻ｔ１）、進入動作を継続する。時刻ｔ０において、掘削機械１００は、掘削作業及び積み込み作業の準備を行い、運搬機械２００からの停車完了通知を受信するまで（時刻ｔ２）待機する。

【0044】

時刻ｔ１において、運搬機械２００は、上記の所定位置での停車が完了する。運搬機械２００は、停車完了通知を発信するべく、運搬機械２００の発信装置である警笛装置４３を駆動する。その後、運搬機械２００は、上記の所定位置からの退出の準備を行い、掘削機械１００からの作業完了通知を受信するまで（時刻ｔ４）待機する。

【0045】

時刻ｔ２において、掘削機械１００は、運搬機械２００からの停車完了通知を受信する。掘削機械１００は、掘削物の掘削作業及び積み込み作業を開始する。掘削機械１００は、積み込み作業が完了するまで（時刻ｔ３）、掘削作業及び積み込み作業を継続する。

【0046】

時刻ｔ３において、掘削機械１００は、積み込み作業が完了する。掘削機械１００は、作業完了通知を発信するべく、掘削機械１００の発信装置である警笛装置３３を駆動する。その後、掘削機械１００は、新たな運搬機械２００が上記の所定位置に停車して発信した停車完了通知を受信するまで待機する。

【0047】

時刻ｔ４において、運搬機械２００は、掘削機械１００からの作業完了通知を受信する。運搬機械２００は、上記の所定位置からの退出を開始して、作業現場から退場する。すなわち、運搬機械２００は、運搬作業を開始する。運搬機械２００は、上記の所定位置からの退出が完了するまで（時刻ｔ５）、退出動作を継続する。

【0048】

以上のように、実施形態１の掘削機械１００は、有人作業機械である運搬機械２００と連携して自律的に作業可能な無人作業機械である。実施形態１の掘削機械１００は、運搬機械２００に搭乗した操作者の操作により運搬機械２００から発信された、掘削機械１００の動作状態又は運搬機械２００への動作指示に関する通知を受信する受信装置を備える。実施形態１の掘削機械１００は、受信された上記の通知に基づいて、掘削機械１００の動作を制御する制御装置１０を備える。

【0049】

これにより、実施形態１の掘削機械１００は、運搬機械２００に搭乗した操作者によって把握された運搬機械２００の動作状態や掘削機械１００への動作指示を、掘削機械１００でも共有することができ、当該動作状態や当該動作指示に対応した適切な動作を実行することができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、無人作業機械であっても、有人作業機械である運搬機械２００と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0050】

更に、実施形態１の掘削機械１００は、掘削機械１００の動作状態に関する通知を、運搬機械２００に搭乗した操作者が認識可能な形態にて発信する発信装置を備える。

【0051】

これにより、実施形態１の掘削機械１００は、掘削機械１００が把握する掘削機械１００の動作状態を、運搬機械２００と共有することができ、当該動作状態に対応した適切な動作を、運搬機械２００に搭乗した操作者に促すことができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、有人作業機械である運搬機械２００と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0052】

更に、実施形態１の掘削機械１００は、運搬機械２００の上記の所定位置での停車が完了したことを示す停車完了通知を受信し、受信された停車完了通知に基づいて、積み込み作業を開始する。

【0053】

これにより、実施形態１の掘削機械１００は、運搬機械２００の上記の所定位置での停車が完了する前に、積み込み作業を実行することを抑制することができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、有人作業機械である運搬機械２００と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0054】

更に、実施形態１の掘削機械１００は、積み込み作業が完了したことを示す作業完了通知を発信する。

【0055】

これにより、実施形態１の掘削機械１００は、掘削機械１００の積み込み作業が完了する前に、運搬機械２００によって退出動作が実行されることを抑制することができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、有人作業機械である運搬機械２００と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0056】

更に、実施形態１の運搬機械２００は、運搬機械２００からの通知として警笛音を発信する。実施形態１の掘削機械１００は、受信装置が、警笛音を収集する集音装置３１ａ，３１ｂによって構成される。実施形態１の掘削機械１００では、制御装置１０が、集音装置３１ａ，３１ｂにより収集された警笛音のパターンを認識する認識部１１と、認識部１１の認識結果に基づいて、運搬機械２００から発信された通知の内容を検出する検出部１４とを備える。加えて、実施形態１の掘削機械１００では、制御装置１０が、検出部１４の検出結果に基づいて、掘削機械１００の作業の実行を制御する作業実行部１６を有する。

【0057】

これにより、実施形態１の掘削機械１００は、運搬機械２００が一般的に備える警笛装置４３の警笛音を用いて、運搬機械２００との間において情報を伝達し合うことができる。実施形態１の掘削機械１００は、有人作業機械である運搬機械２００に特別な装置を追加しなくても、運搬機械２００との間において情報を伝達し合うことができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、有人作業機械である運搬機械２００と確実且つ容易に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0058】

更に、実施形態１の掘削機械１００は、周辺の画像を取得する撮像装置３２を更に備える。実施形態１の掘削機械１００は、認識部１１が、集音装置３１ａ，３１ｂにより収集された警笛音と、撮像装置３２により取得された画像とに基づいて、警笛音の発信源である運搬機械２００を特定する。

【0059】

これにより、実施形態１の掘削機械１００は、掘削機械１００の周辺に運搬機械２００が多数存在していても、警笛音の発信源の運搬機械２００を容易に特定することができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、運搬機械２００が多数存在する作業現場であっても、対象の運搬機械２００とより確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0060】

更に、実施形態１の掘削機械１００は、発信装置が、掘削機械１００からの通知として警笛音を発信する警笛装置３３によって構成される。実施形態１の掘削機械１００は、制御装置１０が、警笛装置３３により発信される警笛音のパターンと、認識部１１により認識される警笛音のパターンとを、予め定められた複数のパターンの中から選択して設定するパターン設定部１９を有する。

【0061】

これにより、実施形態１の掘削機械１００は、複数の警笛音のパターンを使い分けることによって、運搬機械２００との間において、それぞれの動作状態に関する様々な内容の通知を互いに伝達し合うことができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、様々な作業現場において運搬機械２００とより確実且つ強固に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0062】

更に、実施形態１の掘削機械１００は、受信装置が、掘削機械１００に対して作業の緊急停止を指示する緊急停止通知を受信し、制御装置１０が、受信された緊急停止通知に基づいて、掘削機械１００の作業を緊急停止させる。

【0063】

これにより、実施形態１の掘削機械１００では、運搬機械２００に搭乗した操作者が、掘削機械１００の異常を発見した場合、掘削機械１００の作業を緊急停止させることができる。実施形態１の掘削機械１００は、運搬機械２００に搭乗した操作者に安心感を与えることができ、当該操作者に対して掘削機械１００と運搬機械２００との連携を促すことができる。よって、実施形態１の掘削機械１００は、有人作業機械である運搬機械２００と確実且つ円滑に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0064】

なお、実施形態１の掘削機械１００及び運搬機械２００は、警笛音を用いて、互いの連携を実現していた。掘削機械１００及び運搬機械２００は、一般的に備えられた警告灯や照明灯の光を用いて互いの連携を実現してもよい。例えば、運搬機械２００は、運搬機械２００のハザードランプを点滅させることによって、停車完了通知を発信してもよい。掘削機械１００は、運搬機械２００のハザードランプが点滅する画像を撮像装置３２により取得し、当該画像に対して画像認識を行うことによって、運搬機械２００の所定位置での停車が完了したことを把握することができる。また、例えば、掘削機械１００は、掘削機械１００の照明灯を点滅させることによって、作業完了通知を発信してもよい。運搬機械２００は、操作者が、掘削機械１００の照明灯の点滅を視認することによって、掘削機械１００の積み込み作業が完了したことを把握することができる。

【0065】

すなわち、運搬機械２００の発信装置は、警笛装置４３だけでなく、照明灯や警告灯等の運搬機械２００が一般的に備えるランプによって構成されてもよい。掘削機械１００の発信装置は、警笛装置３３だけなく、照明灯や警告灯等の掘削機械１００が一般的に備えるランプによって構成されてもよい。掘削機械１００の受信装置は、集音装置３１ａ，３１ｂだけなく、撮像装置３２によって構成されてもよい。掘削機械１００の制御装置１０では、認識部１１が、運搬機械２００からのランプ光の点滅パターンを認識し、検出部１４が、ランプ光の点滅パターンの認識結果に基づいて通知の内容を検出してもよい。パターン生成部１８やパターン設定部１９についても、警笛音のパターンをランプ光の点滅パターンに置き換えることによって実現可能である。

【0066】

［実施形態２］
図７～図９を用いて、実施形態２の無人作業機械について説明する。実施形態２の説明において、実施形態１と同様の構成及び動作については、説明を省略する。

【0067】

図７は、実施形態２の有人作業機械である掘削機械１００及び無人作業機械である運搬機械２００の機能的構成を示す図である。

【0068】

実施形態１では、掘削機械１００が無人作業機械であり、運搬機械２００が有人作業機械であった。実施形態２では、運搬機械２００が無人作業機械であり、掘削機械１００が有人作業機械である。

【0069】

実施形態２の掘削機械１００は、掘削機械１００の動作状態、又は、運搬機械２００への動作指示に関する通知を発信する。例えば、実施形態２の掘削機械１００から発信される通知としては、作業完了通知や停車位置教示通知が挙げられる。作業完了通知は、実施形態１と同様である。停車位置教示通知は、運搬機械２００への動作指示に関する通知であり、無人作業機械である運搬機械２００に対して上記の所定位置での停車を教示する通知である。掘削機械１００は、当該通知として、掘削機械１００に予め備えられた警笛装置３３から警笛音を発信する。警笛音は、掘削機械１００に搭乗した操作者が警笛装置３３を操作することによって発信される。

【0070】

実施形態２の運搬機械２００は、運搬機械２００の動作状態に関する通知を発信する。例えば、実施形態２の運搬機械２００から発信される通知としては、実施形態１と同様の停車完了通知が挙げられる。運搬機械２００は、当該通知として、警笛装置４３から警笛音を発信する。

【0071】

実施形態２の運搬機械２００は、周辺の音を収集する集音装置４１ａ，４１ｂと、周辺の画像を取得する撮像装置４２と、警笛音を発信する警笛装置４３と、運搬機械２００の動作を制御する制御装置２０とを備える。

【0072】

集音装置４１ａ，４１ｂは、掘削機械１００に搭乗した操作者の操作により掘削機械１００から発信された上記の通知を示す警笛音を受信する受信装置を構成する。集音装置４１ａ，４１ｂは、収集された音の信号を制御装置２０へ送信する。集音装置４１ａ，４１ｂの他の構成は、実施形態１の集音装置３１ａ，３１ｂと同様である。

【0073】

警笛装置４３は、運搬機械２００の動作状態に関する通知を、掘削機械１００に搭乗した操作者が認識可能な音の形態にて発信する発信装置を構成する。警笛装置４３は、制御装置２０によって生成されたパターンに応じて、上記の通知を示す警笛音を発信する。警笛装置４３の他の構成は、実施形態１の警笛装置３３と同様である。

【0074】

制御装置２０は、受信装置を構成する集音装置４１ａ，４１ｂにより収集された上記の通知を示す警笛音に基づいて、無人作業機械である運搬機械２００の動作を制御する。例えば、制御装置２０は、停車位置教示通知に基づいて、運搬機械２００のアクセル装置、ブレーキ装置、ステアリング装置等の動作を制御し、上記の所定位置への進入及び停車動作を実行させる。そして、制御装置２０は、警笛装置４３を駆動して、停車完了通知を発信させる。また、例えば、制御装置２０は、作業完了通知に基づいて、運搬機械２００のアクセル装置、ブレーキ装置、ステアリング装置等の動作を制御し、上記の所定位置からの退出動作（運搬作業）を実行させる。

【0075】

制御装置２０は、認識部２１と、検出部２４と、作業実行部２６と、発信制御部２７と、パターン生成部２８と、パターン設定部２９とを有する。認識部２１、検出部２４、作業実行部２６、発信制御部２７、パターン生成部２８及びパターン設定部２９は、それぞれ、実施形態１の認識部１１、検出部１４、作業実行部１６、発信制御部１７、パターン生成部１８及びパターン設定部１９と同様である。

【0076】

図８は、図７に示す掘削機械１００及び運搬機械２００の連携作業において、運搬機械２００によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。

【0077】

ステップＳ１１において、運搬機械２００は、掘削物を積み込み可能な運搬機械２００の停車位置である上記の所定位置に向かって進入する。

【0078】

ステップＳ１２において、運搬機械２００は、掘削機械１００から発信される停車位置教示通知を受信したか否かを判定する。運搬機械２００は、停車位置教示通知を受信していない場合、ステップＳ１１へ移行する。運搬機械２００は、停車位置教示通知を受信した場合、ステップＳ１３へ移行する。

【0079】

ステップＳ１３において、運搬機械２００は、上記の所定位置において停車し、停車完了通知を発信する。

【0080】

ステップＳ１４において、運搬機械２００は、上記の所定位置からの退出の準備を行い、掘削物の積み込み作業が完了するまで待機する。

【0081】

ステップＳ１５において、運搬機械２００は、掘削機械１００から発信される作業完了通知を受信したか否かを判定する。運搬機械２００は、作業完了通知を受信していない場合、ステップＳ１４へ移行する。運搬機械２００は、作業完了通知を受信した場合、ステップＳ１６へ移行する。

【0082】

ステップＳ１６において、運搬機械２００は、上記の所定位置から退出する。すなわち、運搬機械２００は、運搬作業を開始する。その後、運搬機械２００は、ステップＳ１１へ移行する。

【0083】

図９は、図７に示す掘削機械１００及び運搬機械２００の連携作業におけるタイムチャートである。

【0084】

時刻ｔ０において、運搬機械２００は、作業現場へ入場し、掘削物を積み込み可能な運搬機械２００の停車位置である上記の所定位置に向かって進入する。運搬機械２００は、掘削機械１００からの停車位置教示通知を受信するまで（時刻ｔ１２）、進入動作を継続する。時刻ｔ０において、掘削機械１００は、掘削作業及び積み込み作業の準備を行い、運搬機械２００が上記の所定位置付近に進入するまで（時刻ｔ１１）待機する。

【0085】

時刻ｔ１１において、運搬機械２００は、上記の所定位置付近に進入する。掘削機械１００は、停車位置教示通知を発信するべく、掘削機械１００の発信装置である警笛装置３３を駆動する。その後、掘削機械１００は、運搬機械２００からの停車完了通知を受信するまで（時刻ｔ１３）待機する。

【0086】

時刻ｔ１２において、運搬機械２００は、上記の所定位置での停車が完了する。運搬機械２００は、停車完了通知を発信するべく、運搬機械２００の発信装置である警笛装置４３を駆動する。その後、運搬機械２００は、上記の所定位置からの退出の準備を行い、掘削機械１００からの作業完了通知を受信するまで（時刻ｔ１５）待機する。

【0087】

時刻ｔ１３において、掘削機械１００は、運搬機械２００からの停車完了通知を受信する。掘削機械１００は、掘削物の掘削作業及び積み込み作業を開始する。掘削機械１００は、積み込み作業が完了するまで（時刻ｔ１４）、掘削作業及び積み込み作業を継続する。

【0088】

時刻ｔ１４において、掘削機械１００は、積み込み作業が完了する。掘削機械１００は、作業完了通知を発信するべく、掘削機械１００の発信装置である警笛装置３３を駆動する。その後、掘削機械１００は、新たな運搬機械２００が上記の所定位置付近に進入するまで待機する。

【0089】

時刻ｔ１５において、運搬機械２００は、掘削機械１００からの作業完了通知を受信する。運搬機械２００は、上記の所定位置からの退出を開始して、作業現場から退場する。すなわち、運搬機械２００は、運搬作業を開始する。運搬機械２００は、上記の所定位置からの退出が完了するまで（時刻ｔ１６）、退出動作を継続する。

【0090】

以上のように、実施形態２の運搬機械２００は、有人作業機械である掘削機械１００と連携して自律的に作業可能な無人作業機械である。実施形態２の運搬機械２００は、掘削機械１００に搭乗した操作者の操作により掘削機械１００から発信された、掘削機械１００の動作状態又は運搬機械２００への動作指示に関する通知を受信する受信装置を備える。実施形態２の運搬機械２００は、受信された上記の通知に基づいて、運搬機械２００の動作を制御する制御装置２０を備える。

【0091】

これにより、実施形態２の運搬機械２００は、掘削機械１００に搭乗した操作者によって把握された掘削機械１００の動作状態や運搬機械２００への動作指示を、運搬機械２００でも共有することができ、当該動作状態に対応した適切な動作を実行することができる。よって、実施形態２の運搬機械２００は、無人作業機械であっても、有人作業機械である掘削機械１００と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0092】

更に、実施形態２の運搬機械２００は、受信装置が、掘削機械１００の積み込み作業が完了したことを示す作業完了通知を受信し、制御装置２０が、受信された作業完了通知に基づいて、運搬作業を開始させる。

【0093】

これにより、実施形態２の運搬機械２００は、掘削機械１００の積み込み作業が完了する前に、運搬作業を実行することを抑制することができる。よって、実施形態２の運搬機械２００は、有人作業機械である掘削機械１００と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0094】

更に、実施形態２の運搬機械２００は、受信装置が、運搬機械２００に対して所定位置での停車を教示する停車位置教示通知を受信し、制御装置２０が、受信された停車位置教示通知に基づいて運搬機械２００を所定位置にて停車させる。実施形態２の運搬機械２００は、発信装置が、運搬機械２００の所定位置での停車が完了したことを示す停車完了通知を発信する。

【0095】

これにより、実施形態２の運搬機械２００は、上記の所定位置において確実に停車することができると共に、運搬機械２００の上記の所定位置での停車が完了する前に、掘削機械１００によって積み込み作業が実行されることを抑制することができる。よって、実施形態２の運搬機械２００は、有人作業機械である掘削機械１００と確実に連携することができ、作業を円滑に実行することができる。

【0096】

上記の実施形態では、有人作業機械及び無人作業機械の一方が掘削機械１００であり、他方が運搬機械２００である場合について説明した。本発明では、有人作業機械及び無人作業機械の両方が掘削機械１００であってもよいし、両方が運搬機械２００であってもよい。また、本発明において、有人作業機械及び無人作業機械は、掘削機械１００又は運搬機械２００以外の作業機械、例えばクレーン等であってもよい。また、上記の実施形態では、無人作業機械は、無人作業機械の自律的判断によって動作を制御していた。本発明では、無人作業機械は、作業現場から離れた遠隔地の操作者の判断によって動作を制御してもよい。

【0097】

［その他］
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、或る実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、或る実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0098】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路にて設計する等によりハードウェアによって実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアによって実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テープ、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（solid state drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0099】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0100】

１０，２０・・・制御装置 １１，２１・・・認識部
１４，２４・・・検出部 １６，２６・・・作業実行部
１９，２９・・・パターン設定部
３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ・・・集音装置（受信装置）
３２，４２・・・撮像装置 ３３，４３・・・警笛装置（発信装置）
１００・・・掘削機械（無人作業機械、有人作業機械）
２００・・・運搬機械（無人作業機械、有人作業機械）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】