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公開番号2024040070
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-25
出願番号2022144915
出願日2022-09-12
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類G01S 19/03 20100101AFI20240315BHJP(測定;試験)
要約【課題】測位に係る全体の通信量を抑制し、演算負荷を抑制することができる作業機械を提供すること。
【解決手段】測位衛星から送信される測位信号と基準局から送信される補正データとに基づいて、自機の位置を計測する測位装置と、測位装置と基準局との通信を制御するコントローラとを備えた作業機械において、走行中の場合、または、作業装置が予め定めた目標面に沿って動作するように作業装置をガイダンスするガイダンスシステムが無効状態となっている場合に、コントローラは、測位装置と基準局との通信速度を低減させるように制御する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
測位衛星から送信される測位信号と基準局から送信される補正データとに基づいて、自機の位置を計測する測位装置と、
前記測位装置と前記基準局との通信速度を制御するコントローラとを備えた作業機械において、
走行中の場合、または、作業装置が予め定めた目標面に沿って動作するように前記作業装置をガイダンスするマシンガイダンスシステムが無効状態となっている場合に、前記コントローラは、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減させるように制御することを特徴とすることを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１記載の作業機械において、
動作状態を検出する車体状態検出センサを備え、
前記コントローラは、
前記車体状態検出センサの検出結果に基づいて、走行動作を検出した場合には、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項２記載の作業機械において、
前記コントローラは、
前記車体状態検出センサから取得した車体状態情報を用いて走行速度を演算し、
前記走行速度が予め定めた基準速度よりも大きい場合には、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減し、
前記走行速度が前記基準速度以下の場合には、前記通信速度を維持することを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１記載の作業機械において、
運転席内に前記マシンガイダンスシステムの有効状態と無効状態とを切換えるガイダンススイッチを備え、
前記コントローラは、
前記マシンガイダンスシステムが前記ガイダンススイッチによって無効状態に切り換えられている場合には、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減することを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項１記載の作業機械において、
動作状態を検出する車体状態検出センサと、
運転席内に前記マシンガイダンスシステムの有効状態と無効状態とを切換えるガイダンススイッチとを備え、
前記コントローラは、
前記車体状態検出センサの検出結果に基づいて、走行動作を検出し、かつ、前記マシンガイダンスシステムが前記ガイダンススイッチによって無効状態に切り換えられている場合にのみ、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減することを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項１記載の作業機械において、
動作状態を検出する車体状態検出センサと、
運転席内に前記マシンガイダンスシステムの有効状態と無効状態とを切換えるガイダンススイッチを備え、
前記コントローラは、
前記マシンガイダンスシステムが前記ガイダンススイッチによって有効状態に切り換えられている場合には、前記車体状態検出センサから取得した車体状態情報に基づいて、予め定めた目標面と作業装置との距離を演算し、前記目標面と前記作業装置との距離に基づいて、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減することを特徴とする作業機械。
【請求項７】
請求項６に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記目標面と前記作業装置との距離が基準距離よりも大きい状態であった時間が基準時間よりも大きい場合には、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減することを特徴とする作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
土木工事等に使用される作業機械には、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）や車体姿勢センサを用いて作業装置の先端位置を求め、施工３Ｄ図面と合わせて表示することにより作業を支援するマシンガイダンスやマシンコントロールを使用するものが増えてきている。このような作業機械による施工を行う場合には、ＧＮＳＳによる車体位置を確実に精度よく測位できる必要がある。ＧＮＳＳ測位のうち精度を必要とするものには、ＲＴＫ－ＧＮＳＳ測位が標準的に使用されている。ＲＴＫ－ＧＮＳＳ測位では、既知点に設置したＧＮＳＳ基準局より補正データを無線送信し、受信した移動局にて基準局からの相対位置を算出するとともに、既知点の座標とあわせることで移動局の３次元座標を精度良く求めることができる。そして、このような移動局を作業機械に搭載することにより作業機械の位置を得ることができる。なお、既知点にＧＮＳＳ基準点を設置する代わりに、複数の電子基準点からのデータより、仮想的な基準点を生成して補正データを配信するＶＲＳ（Virtual Reference Station）サービスを使用しても同様に測量可能である。
【０００３】
ＲＴＫ－ＧＮＳＳ測位で用いられる補正データは格化されており、例えば、ＲＴＣＭ（Radio Technical Commission for Maritime Services）方式が一般に使用されている。この補正データには、基準局で受信された各ＧＮＳＳ衛星の観測結果が含まれており、衛星数が増加すると補正データのデータ量が大きくなる。ＧＮＳＳ衛星は当初はＧＰＳ衛星のみであったが、近年では衛星数の増加による補正データのデータ量増加に伴い、無線通信などに使われる通信機器の負荷が高くなってしまう。
【０００４】
このような課題に対し、測位に使用する補正データのデータ送信量を低減し、また、送信する補正データの精度を向上させることを目的とする従来技術が知られている。例えば、特許文献１には、測位情報を送信する人工衛星から前記測位情報を受信して所定の情報を出力する複数の電子基準点のそれぞれから、前記所定の情報を電子基準点情報として収集する収集部と、前記収集部の収集した前記電子基準点情報を使用することにより、前記電子基準点の位置を測位する場合の測位精度に影響するとともに前記電子基準点のそれぞれに固有な誤差量を示す基準点固有誤差を前記複数の電子基準点のそれぞれについて計算する第１計算部と、所定の地域を示す地域データに前記地域の中の位置を示す複数の位置表示点を設定し、設定した前記複数の位置表示点のそれぞれに対して、前記位置表示点の示す位置を測位する場合の測位精度に影響するとともに前記位置表示点のそれぞれに固有な誤差量を示す表示点固有誤差データを前記第１計算部が前記複数の電子基準点のそれぞれについて計算した前記基準点固有誤差に基づいて計算し、前記複数の位置表示点のそれぞれに対して計算した複数の前記表示点固有誤差データを送信対象データとして出力する第２計算部と、前記第２計算部が出力した前記送信対象データをデータ伝送するデータ送信部とを備えたデータ送信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－０９３５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、電子基準点を用いることが前提となっているため、電子基準点を使えない場合や他の基準局を用いる場合などには測位精度の向上効果を期待できない。また、電子基準点からの情報を用いて補正データを得る際、国土すべての電子基準点の情報を取集し、その情報から地点を細分化した基準点情報を演算する必要がある。そのため、通信量及び記憶すべきデータ量が非常に多くなってしまう。また、演算する過程では測位したい地点から近い地域の補正データを有するため、収集された情報から必要な情報を取り出して演算する処理を繰り返し行うことが必要となり、処理に係る負荷も非常に大きなものとなってしまう。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、測位に係る全体の通信量を抑制し、演算負荷を抑制することができる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】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、測位衛星から送信される測位信号と基準局から送信される補正データとに基づいて、自機の位置を計測する測位装置と、前記測位装置と前記基準局との通信速度を制御するコントローラとを備えた作業機械において、走行中の場合、または、作業装置が予め定めた目標面に沿って動作するように前記作業装置をガイダンスするマシンガイダンスシステムが無効状態となっている場合に、前記コントローラは、前記測位装置と前記基準局との通信速度を低減させるように制御するものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、測位に係る全体の通信量を抑制し、演算負荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
作業機械の一例である油圧ショベルの外観を基準局とともに概略的に示す側面図である。
車載演算装置および衛星測位システムの処理内容を示す機能ブロック図である。
測位演算に係る処理の全体の流れを示すフローチャートである。
第１の実施の形態における施工状態判定処理の内容を示すフローチャートである。
第２の実施の形態における施工状態判定処理の内容を示すフローチャートである。
第３の実施の形態における施工状態判定処理の内容を示すフローチャートである。
第４の実施の形態における施工状態判定処理の内容を示すフローチャートである。
フロント作業装置の相対角度の検出方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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