特許 7571424 アタッチメントの目標軌跡変更システム

(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】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】アタッチメントの目標軌跡変更システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/43 20060101AFI20241016BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

E02F3/43 A

E02F9/26 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020147032

(22)【出願日】2020-09-01

(65)【公開番号】P2022041683

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2023-03-28

(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】野田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】山下 耕治

(72)【発明者】

【氏名】秋山 将貴

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１８９０１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１９０２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８９３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２０１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１８１８７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１５１３３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１８１８８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２０－９／２２

Ｅ０２Ｆ ３／４２－３／４３

Ｅ０２Ｆ ３／８４－３／８５

Ｅ０２Ｆ ９／２４

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｇ０１Ｃ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、を有する作業機械における、アタッチメントの目標軌跡変更システムであって、
前記アタッチメントが動作を開始する目標点である目標開始点から、前記アタッチメントが動作を終了する前記目標点である目標終了点までの間において、前記アタッチメントの特定部位の目標軌跡を設定する目標軌跡設定手段と、
前記目標終了点の周囲を周囲情報として撮像する撮像装置と、
前記周囲情報に基づいて、前記目標終了点を移動させる終了点移動手段と、
前記目標開始点から移動後の前記目標終了点までの間で、前記目標軌跡を再設定する目標軌跡再設定手段と、
を有し、
前記目標軌跡設定手段は、前記目標軌跡上に特定間隔毎に前記目標点を設定し、
特定の前記目標点を通り所定方向に延びる直線を基準線としたとき、
前記目標軌跡再設定手段は、前記基準線から移動前の前記目標終了点までの距離と、前記基準線から移動後の前記目標終了点までの距離と、の比率に基づいて、特定の前記目標点から前記目標終了点までの間にある前記目標点を移動させることで、前記目標軌跡を再設定することを特徴とするアタッチメントの目標軌跡変更システム。

【請求項2】

前記目標軌跡設定手段は、前記目標軌跡上に特定間隔毎に前記目標点を設定し、
前記目標終了点以外の前記目標点のうち、移動させない前記目標点を不動目標点として作業者に設定させる目標点設定手段を有し、
前記目標軌跡再設定手段は、前記目標終了点に最も近い前記不動目標点から移動後の前記目標終了点までの間で、前記目標軌跡を再設定することを特徴とする請求項１のいずれか１項に記載のアタッチメントの目標軌跡変更システム。

【請求項3】

前記目標軌跡設定手段は、前記目標軌跡上に特定間隔毎に前記目標点を設定し、
前記撮像装置は、前記アタッチメントの周囲をアタッチメント周囲情報として撮像し、
前記目標軌跡再設定手段は、前記目標軌跡を再設定した結果、前記アタッチメント周囲情報に含まれる障害物との距離が所定値以下の前記目標点がある場合に、その目標点を前記障害物から離れるように移動させることを特徴とする請求項１または２に記載のアタッチメントの目標軌跡変更システム。

【請求項4】

再設定された前記目標軌跡を表示画面に表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のアタッチメントの目標軌跡変更システム。

【請求項5】

前記目標軌跡設定手段は、前記目標軌跡上に特定間隔毎に前記目標点を設定し、
前記表示装置は、前記目標点を前記表示画面に表示し、
作業者の操作に応じて、前記表示画面上で前記目標点を移動させる目標点移動手段を有し、
前記目標軌跡再設定手段は、前記目標軌跡の再設定後に前記表示画面上で移動された前記目標点の位置に応じて、対応する前記目標点を移動させることを特徴とする請求項４に記載のアタッチメントの目標軌跡変更システム。

【請求項6】

前記作業機械と相互に通信可能な携帯端末を有し、
前記携帯端末は、前記表示装置と、前記目標点移動手段と、を有することを特徴とする請求項５に記載のアタッチメントの目標軌跡変更システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械のアタッチメントの特定部位の目標軌跡を変更する、アタッチメントの目標軌跡変更システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されているように、排土地点から掘削地点までの間における油圧ショベルのアタッチメントの目標姿勢を予めティーチングしておき、この目標姿勢を順次読み出して、アタッチメントを自動で動作させることが行われている。

【0003】

また、特許文献２には、アタッチメントの姿勢情報と、地面の現在の形状に関する情報とに基づいて、アタッチメントを制御することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭６２－２１４４０７号公報

【文献】特開２０１９－３５３２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、作業現場では、掘削地点に土が積まれるなどして、掘削対象の形状が時々刻々と変化する。そこで、掘削対象の形状に合わせて掘削地点を移動させることが考えられる。しかし、予めティーチングした内容から、掘削地点のみを移動させたのでは、排土地点から動き出したアタッチメントが移動後の掘削地点に到達するまでに遠回りをしてしまうなど、非効率的な動きになる場合がある。

【0006】

本発明の目的は、アタッチメントを効率的に動作させることが可能なアタッチメントの目標軌跡変更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】

【0007】

本発明は、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、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、を有する作業機械における、アタッチメントの目標軌跡変更システムであって、前記アタッチメントが動作を開始する目標点である目標開始点から、前記アタッチメントが動作を終了する前記目標点である目標終了点までの間において、前記アタッチメントの特定部位の目標軌跡を設定する目標軌跡設定手段と、前記目標終了点の周囲を周囲情報として撮像する撮像装置と、前記周囲情報に基づいて、前記目標終了点を移動させる終了点移動手段と、前記目標開始点から移動後の前記目標終了点までの間で、前記目標軌跡を再設定する目標軌跡再設定手段と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、アタッチメントが動作を開始する目標点である目標開始点から、アタッチメントが動作を終了する目標点である目標終了点までの間において、アタッチメントの特定部位の目標軌跡が設定される。その後、撮像装置が撮像した周囲情報に基づいて、目標終了点が移動される。目標終了点が移動されると、目標開始点から移動後の目標終了点までの間で、目標軌跡が再設定される。目標軌跡が再設定されると、アタッチメントの特定部位は、この目標軌跡を辿るように動作されることになる。このように、目標軌跡を再設定することで、アタッチメントを効率的に動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】目標軌跡変更システムの構成図である。

【図2】目標軌跡変更システムの回路図である。

【図3】バケットの先端の目標軌跡を示す図であり、目標軌跡が直線状に再設定された場合の図である。

【図4】バケットの先端の目標軌跡を示す図であり、特定の比率に基づいて目標軌跡が再設定された場合の図である。

【図5】バケットの先端の目標軌跡を示す図であり、不動目標点が設定された場合の図である。

【図6】バケットの先端の目標軌跡を示す図であり、障害物に近い目標点が移動された場合の図である。

【図7】目標軌跡変更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】

【0010】

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。

【0011】

（目標軌跡変更システムの構成）
本実施形態によるアタッチメントの目標軌跡変更システム（目標軌跡変更システム）は、作業機械のアタッチメントの特定部位の目標軌跡を変更するものである。目標軌跡変更システム１の構成図である図１に示すように、目標軌跡変更システム１は、作業機械２と、携帯端末３と、撮像装置４と、を有している。

【0012】

（作業機械の構成）
図１に示すように、作業機械２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２は、下部走行体２１と、上部旋回体２２と、旋回装置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２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。旋回装置２４は、上部旋回体２２を旋回させることが可能である。

【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、上下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、作業対象（土砂など）の、掘削、ならし、すくい、などの作業を行う部分である。なお、バケット３３は、アーム３２に取り付けられる先端アタッチメントの一例であり、先端アタッチメントはこれに限定されず、ニブラやクランプアーム等であってもよい。

【0015】

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。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。

【0016】

ブームシリンダ４１は、上部旋回体２２に対してブーム３１を回転駆動させる。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。

【0017】

アームシリンダ４２は、ブーム３１に対してアーム３２を回転駆動させる。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。

【0018】

バケットシリンダ４３は、アーム３２に対してバケット３３を回転駆動させる。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。

【0019】

また、作業機械２は、操作レバー５１（図２参照）と、角度センサ５２と、傾斜角センサ６０と、を有している。

【0020】

操作レバー５１は、旋回装置２４およびアタッチメント３０を動作させるためにオペレータにより操作される。操作レバー５１は、キャブ２３内に設けられている。

【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、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】

（携帯端末の構成）
図１に示すように、携帯端末３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である。携帯端末３は、作業機械２と相互に通信可能である。なお、携帯端末３は、スマートフォン等であってもよい。

【0027】

（撮像装置の構成）
図１に示すように、撮像装置４は、後述する目標終了点の周囲を周囲情報として撮像するものである。本実施形態において、撮像装置４は、作業機械２に取り付けられているが、作業機械２から離れた場所に設置されていてもよい。また、本実施形態において、撮像装置４は、ライダ（ＬＩＤＡＲ）であるが、カメラ、超音波センサ、ミリ波レーダ、ステレオカメラ、距離画像センサ、赤外線センサ等であってもよい。

【0028】

（目標軌跡変更システムの回路構成）
目標軌跡変更システム１の回路図である図２に示すように、作業機械２は、コントローラ１１と、作業機械側通信装置１２と、記憶装置１３と、を有している。

【0029】

コントローラ（目標軌跡設定手段）１１は、目標開始点から目標終了点までの間において、バケット３３の先端の目標軌跡を設定する。ここで、目標開始点は、アタッチメント３０が動作を開始する目標点である。また、目標終了点は、アタッチメント３０が動作を終了する目標点である。バケット３３の先端は、アタッチメント３０の特定部位の一例であり、アタッチメント３０の特定部位はこれに限定されず、例えば、アーム３２の先端等であってもよい。

【0030】

また、コントローラ１１は、目標軌跡上に特定間隔毎に目標点を設定する。ここで、特定間隔は、特定の時間間隔であってもよいし、特定の距離間隔であってもよい。

【0031】

ここで、本実施形態では、実際に作業機械２を動作させるティーチングにより、目標軌跡を設定している（オンラインティーチング）。具体的には、オペレータが操作レバー５１を操作することで、旋回装置２４およびアタッチメント３０を動作させる。このときの上部旋回体２２の旋回角度が、角度センサ５２により検出される。また、このときのアタッチメント３０の姿勢が、傾斜角センサ６０により検出される。コントローラ１１は、検出した上部旋回体２２の旋回角度、および、検出したアタッチメント３０の姿勢に基づいて、目標軌跡を設定する。ここでの特定間隔は、角度センサ５２および傾斜角センサ６０の検出値のサンプリング間隔である。

【0032】

なお、作業機械２を実際に動作させることなく、上部旋回体２２の旋回角度の情報およびアタッチメント３０の姿勢の情報をコントローラ１１に入力することで、目標軌跡を設定してもよい（オフラインティーチング）。この場合、特定間隔毎の情報をコントローラ１１に入力することで、目標軌跡を設定してよい。

【0033】

バケット３３の先端の目標軌跡７１を図３に示す。本実施形態の目標軌跡７１は、復帰旋回時のものである。復帰旋回とは、バケット３３で保持していた土砂等を排出した後に、上部旋回体２２を旋回させて、バケット３３を掘削地点に復帰させる動作である。矢印Ａで示す目標点７２が目標開始点７３であり、矢印Ｂで示す目標点７２が目標終了点７４である。復帰旋回の場合、目標開始点７３は、排土地点であり、目標終了点７４は、掘削地点である。

【0034】

なお、バケット３３の先端の目標軌跡７１は、復帰旋回時のものに限定されず、持ち上げ旋回時のもの等であってもよい。持ち上げ旋回とは、バケット３３で掬った土砂等を保持した状態で、上部旋回体２２を旋回させる動作である。

【0035】

上述したように、撮像装置４は、目標終了点７４の周囲を周囲情報として撮像する。コントローラ（終了点移動手段）１１は、周囲情報に基づいて、目標終了点７４を移動させる。例えば、掘削地点である目標終了点７４に、他の作業機械によって土砂が積まれたり、目標終了点７４の周りに盛られていた土砂が目標終了点７４の上に崩れてきたりすることで、目標終了点７４が土砂で埋まる。このような場合には、目標終了点７４を上方に移動させる。つまり、目標終了点７４を地面まで移動させる。図３では、〇で示す目標終了点７４を上方に移動させており、移動後の目標終了点７４を□で示している。

【0036】

なお、周囲情報に基づいて、目標終了点７４を下方や、前後左右に移動させてもよい。例えば、掘削に伴って、地面が下方に下がった場合には、掘削地点である目標終了点７４が下方の地面まで移動される。また、他の作業機械によって、目標終了点７４よりも作業機械２側に土砂が積まれた場合、この土砂を先に掘削するために、掘削地点である目標終了点７４が前方（作業機械２側）に移動される。

【0037】

目標終了点７４を移動させた場合、コントローラ（目標軌跡再設定手段）１１は、目標開始点７３から移動後の目標終了点７４までの間で、目標軌跡７１を再設定する。図３では、再設定された目標軌跡７１を点線で示し、この目標軌跡７１上の目標点７２を△で示している。

【0038】

ここで、コントローラ１１は、ある方向から見て直線状に、目標軌跡７１を再設定する。本実施形態では、作業機械２の側方から見て直線状に、目標軌跡７１を再設定しているが、作業機械２の上方や、作業機械２の前後方向から見て直線状に、目標軌跡７１を再設定してもよい。

【0039】

このように、アタッチメント３０が動作を開始する目標点７２である目標開始点７３から、アタッチメント３０が動作を終了する目標点７２である目標終了点７４までの間において、バケット３３の先端の目標軌跡７１が設定される。その後、撮像装置４が撮像した周囲情報に基づいて、目標終了点７４が移動される。目標終了点７４が移動されると、目標開始点７３から移動後の目標終了点７４までの間で、目標軌跡７１が再設定される。目標軌跡７１が再設定されると、バケット３３の先端は、この目標軌跡７１を辿るように動作されることになる。このように、目標軌跡７１を再設定することで、アタッチメント３０を効率的に動作させることができる。

【0040】

また、ある方向から見て直線状に、目標軌跡７１が再設定される。これにより、ある方向から見て曲線状に目標軌跡７１が再設定される場合と比べて、アタッチメント３０をより効率的に動作させることができる。

【0041】

なお、バケット３３の先端の目標軌跡７１を示す図である図４に示すように、基準線７５から移動前の目標終了点７４までの距離ａと、基準線７５から移動後の目標終了点７４までの距離ｂと、の比率に基づいて、特定の目標点７２から目標終了点７４までの間にある目標点７２をそれぞれ移動させることで、目標軌跡７１を再設定してもよい。基準線７５は、特定の目標点７２を通り所定方向に延びる直線である。図４では、基準線７５は、目標開始点７３を通り水平方向に延びている。つまり、特定の目標点７２は、目標開始点７３である。そのため、目標開始点７３から目標終了点７４までの間にある目標点７２がそれぞれ移動される。なお、基準線７５は、水平方向以外の方向に延びていてもよい。

【0042】

移動前の目標終了点７４の１つ前の目標点７２から基準線７５までの距離がｃのとき、この目標点７２の移動後の位置から基準線７５までの距離ｄは、ｄ＝ｃｂ／ａとなる。目標終了点７４が移動される前の目標軌跡７１が曲線であれば、目標終了点７４が移動された後の目標軌跡７１も曲線になる。

【0043】

このように、特定の目標点７２を通り所定方向に延びる基準線７５から移動前の目標終了点７４までの距離ａと、基準線７５から移動後の目標終了点７４までの距離ｂと、の比率に基づいて、特定の目標点７２から目標終了点７４までの間にある目標点７２が移動される。これにより、目標軌跡７１が再設定される。上記の比率を用いることで、特定の目標点７２から目標終了点７４までの間にある目標点７２の移動位置を具体的に決定することができる。

【0044】

ここで、バケット３３の先端の目標軌跡７１を示す図である図５に示すように、コントローラ（目標点設定手段）１１は、目標終了点７４以外の目標点７２のうち、移動させない目標点７２を不動目標点７６として作業者に設定させる。不動目標点７６の設定は、携帯端末３を用いて行われる。即ち、携帯端末３の後述するディスプレイ１９には、目標軌跡７１および目標点７２が表示され、携帯端末３の後述するタッチパネル１８を作業者が操作することで、不動目標点７６が設定される。

【0045】

作業者は、例えば、移動させると障害物８０に接触する可能性が高まるような目標点７２を、不動目標点７６として設定する。図５では、目標開始点７３の１つ隣りの目標点７２と、その隣りの目標点７２とが、不動目標点７６としてそれぞれ設定されている。

【0046】

コントローラ１１は、目標終了点７４に最も近い不動目標点７６から移動後の目標終了点７４までの間で、目標軌跡７１を再設定する。本実施形態では、作業機械２の側方から見て直線状に、目標軌跡７１を再設定している。

【0047】

なお、図４で説明したように、基準線７５から移動前の目標終了点７４までの距離ａと、基準線７５から移動後の目標終了点７４までの距離ｂとの比率を用いて、目標軌跡７１を再設定してもよい。この場合、基準線７５は、目標終了点７４に最も近い不動目標点７６を通り所定方向に延びるように設定される。つまり、特定の目標点７２は、目標終了点７４に最も近い不動目標点７６である。そのため、目標終了点７４に最も近い不動目標点７６から目標終了点７４までの間にある目標点７２（図５では１個）が移動される。

【0048】

このように、目標終了点７４以外の目標点７２のうち、移動させない目標点７２が不動目標点７６として作業者に設定される。不動目標点７６が設定されると、目標終了点７４に最も近い不動目標点７６から移動後の目標終了点７４までの間で、目標軌跡７１が再設定される。これにより、例えば、移動させると障害物８０に接触する可能性が高まるような目標点７２を移動させることなく、目標軌跡７１を再設定することができる。

【0049】

また、撮像装置４は、アタッチメント３０の周囲をアタッチメント周囲情報として撮像している。バケット３３の先端の目標軌跡７１を示す図である図６に示すように、コントローラ１１は、目標軌跡７１を再設定した結果、アタッチメント周囲情報に含まれる障害物８０との距離が所定値以下の目標点７２がある場合に、その目標点７２を障害物８０から離れるように移動させる。図６では、移動後の目標終了点７４の隣りの目標点７２が、障害物８０から離れるように移動されている。

【0050】

このように、目標軌跡７１が再設定された結果、アタッチメント周囲情報に含まれる障害物８０との距離が所定値以下の目標点７２がある場合に、その目標点７２が障害物８０から離れるように移動される。これにより、バケット３３の先端が、再設定された目標軌跡７１を辿る際に、障害物８０から離れた位置を通るようにすることができる。

【0051】

図２に戻って、作業機械側通信装置１２は、携帯端末３の後述する携帯端末側通信装置１６と通信可能である。記憶装置１３は、コントローラ１１が設定した目標軌跡および目標点を記憶可能である。

【0052】

コントローラ１１は、目標軌跡および目標点に基づいて、自動運転指令を生成する。自動運転指令は、旋回装置２４およびアタッチメント３０を自動で動作させるための指令である。そして、コントローラ１１は、自動運転指令に基づいて、旋回装置２４およびアタッチメント３０を自動で動作させることが可能である。作業機械２は、自動運転指令に基づいて自動運転されることになる。

【0053】

図２に示すように、携帯端末３は、携帯端末側コントローラ１５と、携帯端末側通信装置１６と、携帯端末側記憶装置１７と、タッチパネル１８と、ディスプレイ１９と、を有している。

【0054】

携帯端末側通信装置１６は、作業機械２の作業機械側通信装置１２と通信可能である。携帯端末側コントローラ１５は、携帯端末側通信装置１６を介して、作業機械２から目標軌跡７１および目標点７２を受信する。ディスプレイ（表示装置）１９は、再設定された目標軌跡７１を表示画面に表示する。また、ディスプレイ１９は、目標点７２を表示画面に表示する。ディスプレイ１９の表示態様は、例えば、図３～図６に示したようなものである。これにより、例えば作業機械２から離れた場所などにある携帯端末３で、再設定された目標軌跡７１を確認することができる。

【0055】

携帯端末側記憶装置１７は、作業機械２から受信した目標軌跡７１および目標点７２を記憶可能である。タッチパネル１８は、作業者からの入力を受け付ける。なお、タッチパネル１８は、入力装置の一例であり、入力装置はこれに限定されず、例えば、キーボード等であってもよい。

【0056】

携帯端末側コントローラ（目標点移動手段）１５は、作業者の操作に応じて、ディスプレイ１９の表示画面上で目標点７２を移動させる。具体的には、ディスプレイ１９を見ることで再設定された目標軌跡７１を確認した作業者は、移動させたい目標点７２が表示されたタッチパネルの部位を指でタッチし、その指をスライドさせることで、所望の目標点７２を移動させる。移動対象の目標点７２には、目標開始点７３および目標終了点７４が含まれる。

【0057】

作業機械２のコントローラ１１は、目標軌跡７１の再設定後に表示画面上で移動された目標点７２の位置に応じて、対応する目標点７２を移動させる。これにより、再設定された目標軌跡７１が修正される。

【0058】

このように、作業者の操作に応じて、ディスプレイ１９の表示画面上で目標点７２が移動される。目標軌跡７１の再設定後に表示画面上で移動された目標点７２の位置に応じて、対応する目標点７２が移動される。再設定された目標軌跡７１を確認した作業者は、所望の目標点７２を移動させることで、再設定された目標軌跡７１を修正することができる。これにより、アタッチメント３０の動作をより効率的にできる場合がある。

【0059】

また、作業者は、携帯端末３を操作することで、所望の目標点７２を移動させる。これにより、例えば作業機械２から離れた場所などにある携帯端末３で、再設定された目標軌跡７１を修正することができる。

【0060】

（目標軌跡変更システムの動作）
次に、目標軌跡変更処理のフローチャートである図７を用いて、目標軌跡変更システム１の動作を説明する。

【0061】

まず、作業機械２のコントローラ１１は、目標軌跡７１を設定する（ステップＳ１）。次に、コントローラ１１は、不動目標点７６を作業者に設定させる（ステップＳ２）。不動目標点７６の設定は、携帯端末３を用いて行われる。次に、コントローラ１１は、撮像装置４に周囲情報を撮像させる（ステップＳ３）。

【0062】

次に、コントローラ１１は、目標終了点７４を移動させるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、目標終了点７４を移動させないと判定した場合には（Ｓ４：ＮＯ）、コントローラ１１は、本フローを終了する。一方、目標終了点７４を移動させると判定した場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、コントローラ１１は、目標終了点７４を移動させ（ステップＳ５）、目標軌跡７１を再設定する（ステップＳ６）。

【0063】

次に、コントローラ１１は、撮像装置４にアタッチメント周囲情報を撮像させる（ステップＳ７）。そして、コントローラ１１は、障害物８０に近い目標点７２があるか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８において、障害物８０に近い目標点７２があると判定した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、コントローラ１１は、該当する目標点７２を障害物８０から離れるように移動させ（ステップＳ９）、ステップＳ１０に進む。

【0064】

一方、ステップＳ８において、障害物８０に近い目標点７２がないと判定した場合には（Ｓ８：ＮＯ）、コントローラ１１は、ステップＳ１０に進む。

【0065】

ステップＳ１０では、コントローラ１１は、作業者が携帯端末３上で移動させた目標点７２があるか否かを判定する（ステップＳ１０）。作業者は、再設定された目標軌跡７１を確認し、移動させたい目標点７２がある場合には、携帯端末３を操作することで、所望の目標点７２を移動させる。

【0066】

ステップＳ１０において、作業者が携帯端末３上で移動させた目標点７２があると判定した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、コントローラ１１は、該当する目標点７２を移動させ（ステップＳ１１）、ステップＳ１２に進む。

【0067】

一方、ステップＳ１０において、作業者が携帯端末３上で移動させた目標点７２がないと判定した場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、コントローラ１１は、ステップＳ１２に進む。

【0068】

ステップＳ１２では、コントローラ１１は、目標軌跡７１の修正の終了を作業者が指示したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において、目標軌跡７１の修正の終了を作業者が指示していないと判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、コントローラ１１は、ステップＳ１０に戻る。一方、ステップＳ１２において、目標軌跡７１の修正の終了を作業者が指示したと判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、コントローラ１１は、修正内容を記憶装置１３に保存し（ステップＳ１３）、本フローを終了する。

【0069】

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る目標軌跡変更システム１によれば、アタッチメント３０が動作を開始する目標点７２である目標開始点７３から、アタッチメント３０が動作を終了する目標点７２である目標終了点７４までの間において、バケット３３の先端の目標軌跡７１が設定される。その後、撮像装置４が撮像した周囲情報に基づいて、目標終了点７４が移動される。目標終了点７４が移動されると、目標開始点７３から移動後の目標終了点７４までの間で、目標軌跡７１が再設定される。目標軌跡７１が再設定されると、バケット３３の先端は、この目標軌跡７１を辿るように動作されることになる。このように、目標軌跡７１を再設定することで、アタッチメント３０を効率的に動作させることができる。

【0070】

また、ある方向から見て直線状に、目標軌跡７１が再設定される。これにより、ある方向から見て曲線状に目標軌跡７１が再設定される場合と比べて、アタッチメント３０をより効率的に動作させることができる。

【0071】

また、特定の目標点７２を通り所定方向に延びる基準線７５から移動前の目標終了点７４までの距離ａと、基準線７５から移動後の目標終了点７４までの距離ｂと、の比率に基づいて、特定の目標点７２から目標終了点７４までの間にある目標点７２が移動される。これにより、目標軌跡７１が再設定される。上記の比率を用いることで、特定の目標点７２から目標終了点７４までの間にある目標点７２の移動位置を具体的に決定することができる。

【0072】

また、目標終了点７４以外の目標点７２のうち、移動させない目標点７２が不動目標点７６として作業者に設定される。不動目標点７６が設定されると、目標終了点７４に最も近い不動目標点７６から移動後の目標終了点７４までの間で、目標軌跡７１が再設定される。これにより、例えば、移動させると障害物８０に接触する可能性が高まるような目標点７２を移動させることなく、目標軌跡７１を再設定することができる。

【0073】

また、目標軌跡７１が再設定された結果、アタッチメント周囲情報に含まれる障害物８０との距離が所定値以下の目標点７２がある場合に、その目標点７２が障害物８０から離れるように移動される。これにより、バケット３３の先端が、再設定された目標軌跡７１を辿る際に、障害物８０から離れた位置を通るようにすることができる。

【0074】

また、再設定された目標軌跡７１が、ディスプレイ１９の表示画面に表示される。これにより、ディスプレイ１９の表示画面を見た作業者に、再設定された目標軌跡７１を確認させることができる。

【0075】

また、作業者の操作に応じて、ディスプレイ１９の表示画面上で目標点７２が移動される。目標軌跡７１の再設定後に表示画面上で移動された目標点７２の位置に応じて、対応する目標点７２が移動される。再設定された目標軌跡７１を確認した作業者は、所望の目標点７２を移動させることで、再設定された目標軌跡７１を修正することができる。これにより、アタッチメント３０の動作をより効率的にできる場合がある。

【0076】

また、再設定された目標軌跡７１が、携帯端末３に表示される。これにより、例えば作業機械２から離れた場所などにある携帯端末３で、再設定された目標軌跡７１を確認することができる。作業者は、携帯端末３を操作することで、所望の目標点７２を移動させる。これにより、例えば作業機械２から離れた場所などにある携帯端末３で、再設定された目標軌跡７１を修正することができる。

【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２のコントローラ１１は、目標軌跡７１を設定し、周囲情報に基づいて目標終了点７４を移動させ、目標軌跡７１を再設定しているが、これらは、図示しないサーバが行ってもよい。同様に、不動目標点７６を作業者に設定させるのも、サーバが行ってよい。

【0079】

また、携帯端末３のディスプレイ１９を表示装置として説明したが、表示装置は、作業機械２のキャブ２３内に設けられた表示装置や、図示しないサーバに接続されたモニター等であってもよい。作業者による目標軌跡の修正は、携帯端末３を用いて行われる構成に限定されず、作業機械２のキャブ２３内に設けられた入力装置や、サーバ等を用いて行われてもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ 目標軌跡変更システム
２ 作業機械
３ 携帯端末
４ 撮像装置
１１ コントローラ（目標軌跡設定手段、終了点移動手段、目標軌跡再設定手段、目標点設定手段）
１２ 作業機械側通信装置
１３ 記憶装置
１５ 携帯端末側コントローラ（目標点移動手段）
１６ 携帯端末側通信装置
１７ 携帯端末側記憶装置
１８ タッチパネル
１９ ディスプレイ（表示装置）
２１ 下部走行体
２２ 上部旋回体
２３ キャブ
２４ 旋回装置
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
５１ 操作レバー
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
７１ 目標軌跡
７２ 目標点
７３ 目標開始点
７４ 目標終了点
７５ 基準線
７６ 不動目標点
８０ 障害物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】