特許 7555220 作業機械、作業機械を制御するための方法、及びシステム

(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】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】作業機械、作業機械を制御するための方法、及びシステム

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/85 20060101AFI20240913BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

E02F3/85 D

E02F9/20 N

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020148850

(22)【出願日】2020-09-04

(65)【公開番号】P2022043534

(43)【公開日】2022-03-16

【審査請求日】2023-08-07

(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】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】門野 裕一

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１１９６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０６３３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０８４４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６００３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１１９１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９１２４６（ＵＳ，Ａ１）

(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】

作業機を含む第１作業機械を制御するための方法であって、
第１作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っている前記第１作業機械の走行状態を取得することと、
前記走行状態に基づいて前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱しているかを判定することと、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械の走行を停止させること、
を備え、
前記走行状態は、前記第１作業機械の進行方向を含み、
前記第１作業機械の進行方向が、前記第１作業機械の目標方位から、ずれている状態が所定時間、継続したときに、前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定する、
方法。

【請求項2】

作業機を含む第１作業機械を制御するための方法であって、
第１作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っている前記第１作業機械の走行状態を取得することと、
前記第１作業機械が、同一の前記第１作業経路を繰り返し走行しているかを判定することと、
前記第１作業機械が同一の前記第１作業経路を繰り返し走行しているときに、前記走行状態に基づいて前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱しているかを判定することと、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械の走行を停止させること、
を備える方法。

【請求項3】

前記走行状態は、前記第１作業機械の現在位置を含み、
前記第１作業機械の現在位置の前記第１作業経路からのズレ幅が、閾値を超えたときに、前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定することをさらに備える、
請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１作業機械は、左右の履帯をさらに含み、
前記走行状態は、前記左右の履帯の回転速度を含み
前記左右の履帯の回転速度の差が閾値より大きくなったときに、前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定することをさらに備える、
請求項１又は２に記載の方法。

【請求項5】

作業機と左右の履帯とを含む第１作業機械を制御するための方法であって、
第１作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っている前記第１作業機械の走行状態を取得することと、
前記走行状態に基づいて前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱しているかを判定することと、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械の走行を停止させること、
を備え、
前記走行状態は、前記左右の履帯の回転速度を含み、
前記左右の履帯の回転速度の差が閾値より大きくなったときに、前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定する、
方法。

【請求項6】

前記第１作業機械を含む複数の作業機械のそれぞれに作業経路を割り当てることと、
前記複数の作業機械の走行状態を取得することと、
前記走行状態に基づいて前記複数の作業機械のいずれかが、前記作業機械のそれぞれに割り当てられた前記作業経路から逸脱しているかを判定することと、
前記作業経路から逸脱していると判定された前記作業機械の走行を停止させること、
をさらに備える、
請求項１から５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

前記複数の作業機械は、前記第１作業機械の周囲の所定範囲内にいる第２作業機械をさらに含み、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械と共に、前記第２作業機械の走行を停止させることをさらに備える、
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第１作業機械は、前記第１作業経路を走行しながら前記作業機によって地面を掘削することでスロットを形成するように制御される、
請求項１から７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

前記走行状態に基づいて、前記第１作業経路を後進している前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱しているかを判定することと、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械の走行を停止させること、
をさらに備える請求項１から８のいずれかに記載の方法。

【請求項10】

作業機を含む第１作業機械を制御するためのシステムであって、
前記第１作業機械と通信する通信装置と、
リモートコントローラと、
を備え、
前記リモートコントローラは、
第１作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っている前記第１作業機械の走行状態を取得し、
前記走行状態に基づいて前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱しているかを判定し、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械の走行を停止させ、
前記走行状態は、前記第１作業機械の進行方向を含み、
前記リモートコントローラは、前記第１作業機械の進行方向が、前記第１作業機械の目標方位から、ずれている状態が所定時間、継続したときに、前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定する、
システム。

【請求項11】

作業機を含む第１作業機械を制御するためのシステムであって、
前記第１作業機械と通信する通信装置と、
リモートコントローラと、
を備え、
前記リモートコントローラは、
第１作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っている前記第１作業機械の走行状態を取得し、
前記第１作業機械が、同一の前記第１作業経路を繰り返し走行しているかを判定し、
前記第１作業機械が同一の前記第１作業経路を繰り返し走行しているときに、前記走行状態に基づいて前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱しているかを判定し、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械の走行を停止させる、
システム。

【請求項12】

作業機と左右の履帯とを含む第１作業機械を制御するためのシステムであって、
前記第１作業機械と通信する通信装置と、
リモートコントローラと、
を備え、
前記リモートコントローラは、
第１作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っている前記第１作業機械の走行状態を取得し、
前記走行状態に基づいて前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱しているかを判定し、
前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定したときに、前記第１作業機械の走行を停止させ、
前記走行状態は、前記左右の履帯の回転速度を含み、
前記リモートコントローラは、前記左右の履帯の回転速度の差が閾値より大きくなったときに、前記第１作業機械が前記第１作業経路から逸脱していると判定する、
システム。

【請求項13】

作業機と、
走行装置と、
前記作業機と前記走行装置とを制御する機械コントローラと、
を備え、
前記機械コントローラは、
作業機械が作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っているときに、前記作業機械の走行状態を取得し、
前記走行状態に基づいて前記作業機械が前記作業経路から逸脱しているかを判定し、
前記作業機械が前記作業経路から逸脱していると判定したときに、前記作業機械の走行を停止させ、
前記走行状態は、前記作業機械の進行方向を含み、
前記機械コントローラは、前記作業機械の進行方向が、前記作業機械の目標方位から、ずれている状態が所定時間、継続したときに、前記作業機械が前記作業経路から逸脱していると判定する、
作業機械。

【請求項14】

作業機と、
走行装置と、
前記作業機と前記走行装置とを制御する機械コントローラと、
を備え、
前記機械コントローラは、
作業機械が作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っているときに、前記作業機械の走行状態を取得し、
前記作業機械が、同一の前記作業経路を繰り返し走行しているかを判定し、
前記作業機械が同一の前記作業経路を繰り返し走行しているときに、前記走行状態に基づいて前記作業機械が前記作業経路から逸脱しているかを判定し、
前記作業機械が前記作業経路から逸脱していると判定したときに、前記作業機械の走行を停止させる、
作業機械。

【請求項15】

作業機と、
左右の履帯を含む走行装置と、
前記作業機と前記走行装置とを制御する機械コントローラと、
を備え、
前記機械コントローラは、
作業機械が作業経路を走行しながら前記作業機による作業を行っているときに、前記作業機械の走行状態を取得し、
前記走行状態に基づいて前記作業機械が前記作業経路から逸脱しているかを判定し、
前記作業機械が前記作業経路から逸脱していると判定したときに、前記作業機械の走行を停止させ、
前記走行状態は、前記左右の履帯の回転速度を含み、
前記機械コントローラは、前記左右の履帯の回転速度の差が閾値より大きくなったときに、前記作業機械が前記作業経路から逸脱していると判定する、
作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械、作業機械を制御するための方法、及びシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ブルドーザなどの作業機械による走行を自動的に制御する技術が知られている。例えば、特許文献１では、所望の直線通路に沿った走行を実現するために、直線通路から外れた場合は、作業機を制御して直線通路に戻す技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－３６７２６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スロットと呼ばれる作業経路を何度も往復して表土はぎを行う掘削作業では、複数台の作業車両が、それぞれ別個のスロットで掘削作業を行う。そのため、作業機械の作業経路からの逸脱を制限することが好ましい。本開示の目的は、自動制御にて走行する作業機械が作業経路から逸脱することを制限することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の第１の態様に係る方法は、作業機を含む第１作業機械を制御するための方法である。本態様に係る方法は、以下の処理を備える。第１の処理は、第１作業経路を走行しながら作業機による作業を行っている第１作業機械の走行状態を取得することとである。第２の処理は、走行状態に基づいて第１作業機械が第１作業経路から逸脱しているかを判定することである。第３の処理は、第１作業機械が第１作業経路から逸脱していると判定したときに、第１作業機械の走行を停止させることである。

【0006】

本開示の第２の態様に係るシステムは、作業機を含む第１作業機械を制御するためのシステムである。本態様に係るシステムは、第１作業機械と通信する通信装置と、リモートコントローラとを備える。リモートコントローラは、第１作業経路を走行しながら作業機による作業を行っている第１作業機械の走行状態を取得する。リモートコントローラは、走行状態に基づいて第１作業機械が第１作業経路から逸脱しているかを判定する。リモートコントローラは、第１作業機械が第１作業経路から逸脱していると判定したときに、第１作業機械の走行を停止させる。

【0007】

本開示の第３の態様に係る作業機械は、作業機と、走行装置と、作業機と走行装置とを制御する機械コントローラとを備える。機械コントローラは、作業機械が作業経路を走行しながら作業機による作業を行っているときに、作業機械の走行状態を取得する。機械コントローラは、走行状態に基づいて作業機械が作業経路から逸脱しているかを判定する。機械コントローラは、作業機械が作業経路から逸脱していると判定したときに、作業機械の走行を停止させる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、走行状態に基づいて作業機械が作業経路から逸脱しているかが判定される。そして、作業機械が作業経路から逸脱していると判定されたときには、作業機械の走行が停止される。それにより、作業機械が作業経路から逸脱することを制限することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る作業機械の制御システムを示す模式図である。

【図2】作業機械の側面図である。

【図3】作業機械の構成を示す模式図である。

【図4】自動動作の処理を示すフローチャートである。

【図5】現況地形の一例を示す側面図である。

【図6】作業エリアの例を示すワークサイトの上面図である。

【図7】逸脱防止制御の処理を示すフローチャートである。

【図8】ズレ幅の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態に係る作業機械の制御システムについて、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の制御システム１００を示す模式図である。図１に示すように、制御システム１００は、複数の作業機械１ａ，１ｂと、リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とを含む。制御システム１００は、採掘場などのワークサイトに配置された作業機械１ａ，１ｂを制御する。複数の作業機械１ａ，１ｂは、第１作業機械１ａと、第２作業機械１ｂとを含む。本実施形態に係る作業機械１ａ，１ｂは、ブルドーザである。

【0011】

リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とは、作業機械１ａ，１ｂの外部に配置される。リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、操作装置５と、外部通信装置６とは、例えば、作業機械１ａ，１ｂの外部の管理センタに配置されてもよい。リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂを遠隔操作する。リモートコントローラ２によって遠隔操作される作業機械の数は、２台に限らず、２台より多くてもよい。

【0012】

図２は、第１作業機械１ａの側面図である。図３は、第１作業機械１ａの構成を示すブロック図である。以下、第１作業機械１ａについて説明するが、第２作業機械１ｂの構成は、第１作業機械１ａと同様である。図２に示すように、第１作業機械１ａは、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを含む。車体１１は、エンジン室１５を含む。走行装置１２は、車体１１に取り付けられている。走行装置１２は、左右の履帯１６Ｌ，１６Ｒを有している。左右の履帯１６Ｌ，１６Ｒが回転することによって、第１作業機械１ａが走行する。

【0013】

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、上下に動作可能に車体１１に取り付けられている。リフトフレーム１７は、ブレード１８を支持している。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、上下に動作する。

【0014】

図３に示すように、第１作業機械１ａは、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４と、制御弁２７とを含む。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３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。

【0015】

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、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。或いは、動力伝達装置２４は、他の種類のトランスミッションであってもよい。

【0016】

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。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。

【0017】

第１作業機械１ａは、機械コントローラ２６ａと機械通信装置２８とを備える。機械コントローラ２６ａは、走行装置１２、或いは動力伝達装置２４を制御することで、第１作業機械１ａを走行させる。機械コントローラ２６ａ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。

【0018】

機械コントローラ２６ａは、取得したデータに基づいて第１作業機械１ａを制御するようにプログラムされている。機械コントローラ２６ａは、プロセッサ３１ａと記憶装置３２ａとを含む。プロセッサ３１ａは、例えばCPU（central processing unit）である。或いは、プロセッサ３１ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ３１ａは、プログラムに従って、第１作業機械１ａを制御するための処理を実行する。

【0019】

記憶装置３２ａ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３２ａ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３２ａ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３２ａは、第１作業機械１ａ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。

【0020】

機械通信装置２８は、外部通信装置６と無線により通信する。例えば、機械通信装置２８は、Wi-Fi（登録商標）などの無線LAN、3G、4G、或いは5Gなどの移動体通信、或いは他のタイプの無線通信システムにより、外部通信装置６と通信する。

【0021】

第１作業機械１ａは、位置センサ３３を含む。位置センサ３３は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)レシーバを含んでもよい。或いは、位置センサ３３は、他の測位システムのレシーバを含んでもよい。位置センサ３３は、Lidarなどの測距センサ、或いはステレオカメラなどのイメージセンサを含んでもよい。位置センサ３３は、位置データを機械コントローラ２６ａに出力する。位置データは、第１作業機械１ａの位置を示す。

【0022】

第１作業機械１ａは、方位センサ３４を含む。方位センサ３４は、第１作業機械１ａの進行方向を検出する。方位センサ３４は、例えばIMU（Inertial Measurement Unit）を含んでもよい。或いは、方位センサ３４は、地磁気センサを含んでもよい。或いは、位置センサ３３が検出した第１作業機械１ａの位置の変化から、第１作業機械１ａの進行方向が検出されてもよい。方位センサ３４は、第１作業機械１ａの進行方向を示す方位データを出力する。

【0023】

第１作業機械１ａは、左回転センサ３５Ｌと右回転センサ３５Ｒとを含む。左回転センサ３５Ｌは、左履帯１６Ｌの回転速度を検出する。右回転センサ３５Ｒは、右履帯１６Ｒの回転速度を検出する。左回転センサ３５Ｌは、左履帯１６Ｌの回転速度を示す回転速度データを出力する。右回転センサ３５Ｒは、右履帯１６Ｒの回転速度を示す回転速度データを出力する。

【0024】

図１に示す外部通信装置６は、機械通信装置２８と無線により通信する。外部通信装置６は、リモートコントローラ２からの指令信号を、機械通信装置２８に送信する。機械コントローラ２６ａは、機械通信装置２８を介して、指令信号を受信する。外部通信装置６は、機械通信装置２８を介して、第１作業機械１ａの位置データと方位データと回転速度データとを受信する。

【0025】

入力装置３は、オペレータによって操作可能な装置である。入力装置３は、オペレータからの入力指令を受け、入力指令に対応する操作信号を、リモートコントローラ２に出力する。入力装置３は、オペレータによる操作に応じた操作信号を出力する。入力装置３は、リモートコントローラ２に操作信号を出力する。入力装置３は、マウス、或いはトラックボールなどのポインティングデバイスを含んでもよい。入力装置３は、キーボードを含んでもよい。

【0026】

ディスプレイ４は、例えばCRT，LCD，或いはOELD等のモニタを含む。ディスプレイ４は、リモートコントローラ２からの画像信号を受信する。ディスプレイ４は、画像信号に応じた画像を表示する。ディスプレイ４は、入力装置３と一体であってもよい。例えば、入力装置３とディスプレイ４とは、タッチスクリーンを含んでもよい。

【0027】

操作装置５は、オペレータによって操作可能である。操作装置５は、例えば、ペダル、レバー、或いはスイッチを含む。操作装置５は、複数の作業機械１ａ，１ｂを個別に遠隔操作可能である。操作装置５は、複数の作業機械１ａ，１ｂのうちの一部を特定して遠隔操作可能であってもよい。作業機械１ａ，１ｂは、自動動作モードと手動動作モードとに切り替え可能である。

【0028】

自動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、オペレータによる操作無しで、自動で動作する。自動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、後述するリモートコントローラ２からの指令に従って、動作する。或いは、自動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、自立的に自動で動作する。その場合、作業機械１ａ，１ｂは、各作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラの判断に従って、動作する。

【0029】

手動動作モードでは、作業機械１ａ，１ｂは、操作装置５からの操作信号に応じて、動作する。操作装置５は、オペレータによる操作を受け付け、当該操作に応じた操作信号を出力する。操作信号は、外部通信装置６を介して、複数の作業機械１ａ，１ｂに送信される。

【0030】

リモートコントローラ２は、遠隔から作業機械１ａ，１ｂを制御する。リモートコントローラ２は、入力装置３から操作信号を受信する。リモートコントローラ２は、ディスプレイ４に画像信号を出力する。リモートコントローラ２は、プロセッサ２ａと記憶装置２ｂとを含む。プロセッサ２ａは、例えばCPU（Central Processing Unit）である。或いは、プロセッサ２ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ２ａは、プログラムに従って、作業機械１ａ，１ｂを制御するための処理を実行する。なお、以下の説明において、リモートコントローラ２が実行する処理に関する記載は、プロセッサ２ａが実行する処理と解釈されてもよい。

【0031】

記憶装置２ｂ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２ｂ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２ｂ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２ｂは、作業機械１ａ，１ｂ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。

【0032】

次に、制御システム１００によって実行される作業機械１ａ，１ｂの自動動作について説明する。図４は、リモートコントローラ２によって行われる処理を示すフローチャートである。

【0033】

図４に示すように、ステップＳ１０１では、リモートコントローラ２は、現況地形データを取得する。現況地形データは、ワークサイトの現況地形を示す。図５は、現況地形８０の一例を示す側面図である。現況地形データは、現況地形８０上の複数地点の座標及び高度を含む。作業機械１ａ，１ｂは、自動動作により、現況地形８０が最終目標地形８１に沿う形状となるように、スロットドージングにて現況地形８０の掘削を行う。

【0034】

ステップＳ１０２では、リモートコントローラ２は、位置データを取得する。位置データは、第１作業機械１ａの第１位置データと、第２作業機械１ｂの第２位置データとを含む。第１位置データは、第１作業機械１ａの位置を示す。第２位置データは、第２作業機械１ｂの位置を示す。

【0035】

ステップＳ１０３では、リモートコントローラ２は、ワークサイトにおいて複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定する。図６は、第１実施形態に係る作業エリア５０Ａ，５０Ｂの一例を示すワークサイトの上面図である。複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂは、第１作業エリア５０Ａと第２作業エリア５０Ｂとを含む。第１作業エリア５０Ａは、複数の第１作業経路５１－５３を含む。複数の第１作業経路５１－５３は、所定の第１作業方向Ｄ１に延びる。複数の第１作業経路５１－５３は、直線状に延びる。第１作業経路５１－５３は、第１作業エリア５０Ａの横方向に並んでいる。第１作業エリア５０Ａの横方向は、第１作業方向Ｄ１に交差する方向である。

【0036】

第２作業エリア５０Ｂは、第１作業エリア５０Ａに隣接している。第２作業エリア５０Ｂは、複数の第２作業経路５４－５６を含む。複数の第２作業経路５４－５６は、所定の第２作業方向Ｄ２に延びる。複数の第２作業経路５４－５６は、直線状に延びる。第２作業経路５４－５６は、第２作業エリア５０Ｂの横方向に並んでいる。第２作業エリア５０Ｂの横方向は、第２作業方向Ｄ２に交差する方向である。図６に示す例では、第１作業方向Ｄ１と第２作業方向Ｄ２とは、同じ方向である。ただし、第１作業方向Ｄ１と第２作業方向Ｄ２とは、互いに異なる方向であってもよい。

【0037】

リモートコントローラ２は、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定してもよい。或いは、リモートコントローラ２は、自動的に作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定してもよい。

【0038】

なお、作業経路５１－５６の配列は、図６に示すものに限らず、変更されてもよい。例えば、各作業エリアの作業経路の数は、３つに限らず、３つより少なくてもよく、３つより多くてもよい。第１作業エリア５０Ａの作業経路の数と第２作業エリア５０Ｂの作業経路の数とは、同じに限らず、異なってもよい。作業エリアの数は、２つに限らず、２つより多くてもよい。

【0039】

ステップＳ１０４では、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂに作業エリア５０Ａ，５０Ｂを割り当てる。オペレータは、入力装置３によって、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれを、作業機械１ａ，１ｂのいずれかに割り当てる。リモートコントローラ２は、入力装置３からの操作信号に基づいて、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれに割り当てられる作業機械を決定する。

【0040】

或いは、リモートコントローラ２は、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれに割り当てられる作業機械を自動的に決定してもよい。図６に示す例では、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａに第１作業エリア５０Ａを割り当て、第２作業機械１ｂに第２作業エリア５０Ｂを割り当てる。

【0041】

ステップＳ１０５では、リモートコントローラ２は、作業開始の承認を受信したかを判定する。オペレータは、入力装置３によって、作業機械１ａ，１ｂによる作業開始の承認を指示することができる。リモートコントローラ２は、入力装置３からの操作信号に基づいて、承認を受信したかを判定する。なお、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂごとに個別に承認を受信したかを判定してもよい。

【0042】

ステップＳ１０６では、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂに作業の開始指令を送信する。それにより、第１作業機械１ａは、割り当てられた第１作業経路５１－５３の配列に従って作業を行うように制御される。リモートコントローラ２は、第１作業経路５１－５３の位置を示すデータを第１作業機械１ａに送信する。リモートコントローラ２は、第２作業経路５４－５６位置を示すデータを第２作業機械１ｂに送信する。

【0043】

第１作業機械１ａは、第１作業機械１ａに割り当てられた第１作業経路５１－５３まで移動し、第１作業経路５１－５３に対して位置と方位とを自動的に合わせる。そして、第１作業機械１ａは、第１作業経路５１－５３に沿って移動しながら掘削を行う。それにより、第１作業経路５１－５３のそれぞれに沿うスロットが形成される。第１作業経路５１－５３の掘削が完了すると、第１作業経路５１－５３の間には、掘削壁が残る。第１作業機械１ａは、割り当てられた第１掘削壁のエリア６１，６２に沿って移動しながら、掘削壁の掘削を行う。第１作業経路５１－５３の掘削順序、或いは第１掘削壁のエリア６１，６２の掘削順序は、リモートコントローラ２によって決定されてもよい。或いは、第１作業経路５１－５３の掘削順序、或いは第１掘削壁のエリア６１，６２の掘削順序は、第１作業機械１ａの機械コントローラ２６ａによって決定されてもよい。

【0044】

同様に、第２作業機械１ｂは、第２作業機械１ｂに割り当てられた第２作業経路５４－５６まで移動し、第２作業経路５４－５６に対して位置と方位とを自動的に合わせる。そして、第２作業機械１ｂは、第２作業経路５４－５６に沿って移動しながら掘削を行う。第２作業経路５４－５６の掘削が完了すると、第２作業経路５４－５６の間には、掘削壁が残る。第２作業機械１ｂは、割り当てられた第２掘削壁のエリア６３，６４に沿って移動しながら、掘削壁の掘削を行う。第２作業経路５４－５６の掘削順序、或いは第２掘削壁のエリア６３，６４の掘削順序は、リモートコントローラ２によって決定されてもよい。或いは、第２作業経路５４－５６の掘削順序、或いは第２掘削壁のエリア６３，６４の掘削順序は、第２作業機械１ｂの機械コントローラによって決定されてもよい。

【0045】

例えば、図５に示すように、第１作業機械１ａは、目標設計地形８４に従ってブレード１８を動作させる。第１作業機械１ａは、現況地形８０上の第１開始点Ｐ１から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。第１作業機械１ａは、第２開始点Ｐ２まで後退する。第１作業機械１ａは、第２開始点Ｐ２から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。第１作業機械１ａは、第３開始点Ｐ３まで後退する。第１作業機械１ａは、第３開始点Ｐ３から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。

【0046】

第１作業機械１ａは、このような作業を繰り返すことで、目標設計地形８４に沿う形状に、現況地形８０を掘削する。第２作業機械１ｂも、第１作業機械１ａと同様に掘削を行う。作業機械１ａ，１ｂは、目標設計地形８４の掘削を完了すると、その下方に位置する次の目標設計地形８５の掘削を行う。作業機械１ａ，１ｂは、最終目標地形８１、或いはその近傍に到達するまで、上記の作業を繰り返す。

【0047】

次に、自動動作モード中の作業機械１ａ，１ｂが作業経路５１－５６から逸脱することを防止するための制御（以下、「逸脱防止制御」と呼ぶ）について説明する。図７は、リモートコントローラ２によって実行される逸脱防止制御の処理を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ２０１では、リモートコントローラ２は、走行状態を取得する。リモートコントローラ２は、複数の作業機械１ａ，１ｂのそれぞれから、走行状態を取得する。

【0048】

走行状態は、作業機械１ａ，１ｂの現在位置と、作業機械１ａ，１ｂの進行方向と、作業機械１ａ，１ｂの左右の履帯の回転速度とを含む。リモートコントローラ２は、各作業機械１ａ，１ｂの位置データから、各作業機械１ａ，１ｂの現在位置を取得する。リモートコントローラ２は、各作業機械１ａ，１ｂの方位データから、各作業機械１ａ，１ｂの進行方向を取得する。リモートコントローラ２は、各作業機械１ａ，１ｂの位置データから、各作業機械１ａ，１ｂの現在位置を取得する。リモートコントローラ２は、各作業機械１ａ，１ｂの回転速度データから、各作業機械１ａ，１ｂの左右の履帯の回転速度を取得する。

【0049】

ステップＳ２０２では、リモートコントローラ２は、逸脱防止制御の対象を判定する。リモートコントローラ２は、複数の作業機械１ａ，１ｂのそれぞれが、同一の作業経路を繰り返し走行しているかを判定する。リモートコントローラ２は、同一の作業経路を繰り返し走行している作業機械１ａ，１ｂがある場合に、当該作業機械１ａ，１ｂを逸脱防止制御の対象として決定する。例えば、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂが、所定時間内に、前回の作業で走行した作業経路と同じ作業経路を走行しているときに、同一の作業経路を繰り返し走行していると判定する。すなわち、リモートコントローラ２は、スロットドージングにてスロットを掘削している作業機械１ａ，１ｂを逸脱防止制御の対象として決定する。従って、例えば、リモートコントローラ２は、割り当てられた作業エリアへ向かって移動中の作業機械１ａ，１ｂを、逸脱防止制御の対象から外す。

【0050】

ステップＳ２０３では、リモートコントローラ２は、逸脱防止制御の対象である作業機械が作業経路から逸脱しているかを判定する。例えば、第１作業機械１ａが第１作業経路５１を走行中であり、逸脱防止制御の対象である場合、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａが第１作業経路５１から逸脱しているかを判定する。また、第２作業機械１ｂが第２作業経路５４を走行中であり、逸脱防止制御の対象である場合、リモートコントローラ２は、第２作業機械１ｂが第２作業経路５４から逸脱しているかを判定する。リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａの走行状態に基づいて、第１作業機械１ａが第１作業経路５１から逸脱しているかを判定する。リモートコントローラ２は、第２作業機械１ｂの走行状態に基づいて、第２作業機械１ｂが第２作業経路５４から逸脱しているかを判定する。

【0051】

リモートコントローラ２は、第１～第３条件の少なくとも１つが満たされているときに、作業機械１ａ，１ｂが作業経路から逸脱していると判定する。第１条件は、作業機械１ａ，１ｂの進行方向が、作業機械１ａ，１ｂの目標方位から、ずれている状態が所定時間、継続していることである。例えば、第１作業機械１ａの目標方位は、第１作業方向Ｄ１である。第２作業機械１ｂの目標方位は、第２作業方向Ｄ２である。

【0052】

第２条件は、作業機械１ａ，１ｂの現在位置の作業経路からのズレ幅が、閾値を超えていることである。例えば、図８に示すように、ズレ幅は、第１作業機械１ａの前後方向に延びる中心線Ｃ１と、第１作業経路５１の第１作業方向Ｄ１に延びる中心線Ｃ２との間の距離Ｗ１である。或いは、ズレ幅は、第１作業経路５１の端と、第１作業機械１ａのブレード１８の端との間の距離Ｗ２であってもよい。第３条件は、左右の履帯１６Ｌ，１６Ｒの回転速度の差が閾値より大きいことである。作業機械１ａ，１ｂの少なくとも１つが作業経路から逸脱していると、リモートコントローラ２が判定したときには、処理はステップＳ２０４に進む。

【0053】

ステップＳ２０４では、リモートコントローラ２は、逸脱した作業機械の走行を停止させる。例えば、第１作業機械１ａが第１作業経路５１から逸脱していると判定したときには、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａの走行を停止させる。

【0054】

ステップＳ２０５では、リモートコントローラ２は、所定範囲内の作業機械の走行を停止させる。所定範囲は、逸脱した作業機械の作業エリアに隣接する作業エリアである。例えば、リモートコントローラ２は、第１作業機械１ａが第１作業経路５１から逸脱していると判定したときに、第１作業機械１ａの走行を停止させる。また、リモートコントローラ２は、第１作業エリア５０Ａに隣接する第２作業エリア５０Ｂ内にいる第２作業機械１ｂの走行も停止させる。この場合、リモートコントローラ２は、第２作業機械１ｂが第２作業経路５４から逸脱していなくても、第２作業機械１ｂの走行を停止させる。

【0055】

ステップＳ２０６では、リモートコントローラ２は、ステップＳ２０４及びステップＳ２０５において停止させた作業機械１ａ，１ｂを自動動作モードから手動動作モードに切り換える。それにより、オペレータは、操作装置５によって、停止させた作業機械１ａ，１ｂを手動で操作することができる。

【0056】

以上説明した本実施形態に係る作業機械１ａ，１ｂの制御システム１００では、走行状態に基づいて作業機械１ａ，１ｂが作業経路５１，５４から逸脱しているかが判定される。そして、作業機械１ａ，１ｂが作業経路５１，５４から逸脱していると判定されたときには、作業機械１ａ，１ｂの走行が停止される。それにより、作業機械１ａ，１ｂが作業経路５１，５４から逸脱することを制限することができる。

【0057】

以上、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。作業機械１ａ，１ｂは、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ等の他の車両であってもよい。作業機械１ａ，１ｂは、電動モータで駆動される車両であってもよい。

【0058】

リモートコントローラ２は、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。リモートコントローラ２による処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。機械コントローラ２６ａは、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。機械コントローラ２６ａによる処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。上述した処理は、複数のプロセッサに分散して実行されてもよい。

【0059】

自動動作の処理、及び、逸脱防止制御の処理は、上述した実施形態のものに限らず、変更、省略、或いは追加されてもよい。自動動作の処理、及び、逸脱防止制御の処理の実行順序は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。

【0060】

作業機械１ａ，１ｂが作業経路５１，５４から逸脱したと判定したとき、リモートコントローラ２は、警報を出力してもよい。警報は、ディスプレイ４上に表示されるイメージ或いはテキストであってもよい。或いは、警報は、音声であってもよい。逸脱防止制御は、作業機械１ａ，１ｂが作業経路５１，５４を前進しているときに限らず、後進しているときに適用されてもよい。

【0061】

機械コントローラ２６ａによる処理の一部は、リモートコントローラ２によって実行されてもよい。リモートコントローラ２による処理の一部は、機械コントローラ２６ａによって実行されてもよい。例えば、自動動作の処理は、作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラがそれぞれ実行してもよい。逸脱防止制御の処理は、作業機械１ａ，１ｂの機械コントローラがそれぞれ実行してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本開示によれば、作業機械が作業経路から逸脱することを制限することができる。

【符号の説明】

【0063】

１ａ 第１作業機械
１ｂ 第２作業機械
２ リモートコントローラ
６ 通信装置
１２ 走行装置
１３ 作業機
１６Ｌ 左履帯
１６Ｒ 右履帯
２６ａ 機械コントローラ
５１ 第１作業経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】