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公開番号2025029514
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-06
出願番号2023134240
出願日2023-08-21
発明の名称作業機械の制御システム
出願人国立大学法人広島大学,コベルコ建機株式会社
代理人個人,個人
主分類E02F 9/20 20060101AFI20250227BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業現場において複数の作業機械によって効率的に作業を行うことが可能な作業機械の制御システムを提供する。
【解決手段】第1作業機械(1B)および第2作業機械(1A)の各々が作業する作業現場において、少なくとも前記第2作業機械の動作を制御する作業機械の制御システム(100)は、前記第1作業機械と前記第2作業機械とにおける機械同士の干渉および作業同士の干渉のうちの少なくとも一方の干渉が発生することを防止するように、前記第1作業機械の動きに応じて前記第2作業機械が協調して動作するための指令信号を生成する制御部(50)を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１作業機械および第２作業機械が作業する作業現場において、少なくとも前記第２作業機械の動作を制御する作業機械の制御システムであって、
前記第１作業機械と前記第２作業機械とにおける機械同士の干渉および作業同士の干渉のうちの少なくとも一方の干渉が発生することを防止するように、前記第１作業機械の動きに応じて前記第２作業機械が協調して動作するための指令信号を生成する制御部を備える、作業機械の制御システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第１作業機械および前記第２作業機械の相互の動作状況に基づいて前記指令信号を生成する、請求項１に記載の作業機械の制御システム。
【請求項３】
前記動作状況は、前記第１作業機械および前記第２作業機械の相対的な位置関係を含む、請求項２に記載の作業機械の制御システム。
【請求項４】
前記第１作業機械の第１特定部位の位置情報を取得する第１位置情報取得部と、
前記第２作業機械の第２特定部位の位置情報を取得する第２位置情報取得部と、
を更に備え、
前記制御部は、前記第１位置情報取得部および前記第２位置情報取得部の取得結果に基づいて、前記第１特定部位と前記第２特定部位との距離を演算し、当該演算された距離が予め設定された閾値を下回らないように前記指令信号を生成する、請求項３に記載の作業機械の制御システム。
【請求項５】
前記動作状況は、前記第１作業機械および前記第２作業機械の動作速度を含む、請求項２に記載の作業機械の制御システム。
【請求項６】
前記動作状況は、前記第１作業機械および前記第２作業機械の作業内容を含む、請求項２に記載の作業機械の制御システム。
【請求項７】
前記第１作業機械は、入力される第１作業計画に沿って動作することが可能であり、
前記第２作業機械は、入力される第２作業計画に沿って動作することが可能であり、
前記制御部は、予め設定された前記第１作業計画および前記第２作業計画に基づいて、前記第１作業機械と前記第２作業機械とにおける機械同士の干渉および作業同士の干渉のうちの少なくとも一方の干渉が発生することを防止するように、前記第２作業計画を修正するための前記指令信号を生成し、修正された前記第２作業計画を前記第２作業機械に入力する、請求項１に記載の作業機械の制御システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１作業計画および前記第２作業計画に基づいて前記第１作業機械および前記第２作業機械の各々の動作を事前予測し、当該事前予測の結果から前記第１作業機械と前記第２作業機械とが干渉するか否かを判定し、当該判定結果に応じて前記指令信号を生成する、請求項７に記載の作業機械の制御システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記第１作業機械と前記第２作業機械との干渉を回避するために、前記第２作業計画の少なくとも一部に遅延時間を設定する、請求項７に記載の作業機械の制御システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記遅延時間が予め設定された時間閾値を上回った場合に、前記時間閾値に対応する別作業を前記第２作業計画に追加する、請求項９に記載の作業機械の制御システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の制御システムに関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、機体と、前記機体に起伏可能に支持された作業アタッチメントとを備えた作業機械が知られている。例えば、前記作業アタッチメントは、ブームと、アームと、バケットとを含む。特許文献１には、このような作業機械を自動運転機として自動制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１３１００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような作業機械の自動運転機を作業現場に適用することによって、生産性を向上することができる。例えば、自動運転機は、予め決められたエリアで動作するような単純作業を行うことができる。この結果、手が空いた操縦者は、自動運転機の動作に並行して他の作業を行うことができる。
【０００５】
多くの作業現場では、土を運ぶ等の作業時に、複数の作業機械同士が互いに近接した位置関係で動作することがある。仮に、これらの作業機械がいずれも人によって操作される場合は、互いに相手の作業機械の動きを見ながら、自らの作業を止めることなく操作することができる。しかしながら、特許文献１に記載されたような自動運転機は、予め決められた作業計画に沿って動作するため、周辺の作業機械が予期せずに近づいた場合、両者が接触、干渉する可能性が生じてしまう。これに対して、例えば作業機械が干渉防止機能を有していたとしても、それぞれの機械が周辺の作業機械の作業計画を考慮せずに動作すると、作業そのものが干渉する状況になる場合がある。そのような状況では、作業機械が動作を停止してしまい、結果として生産性が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、作業現場において複数の作業機械によって効率的に作業を行うことが可能な作業機械の制御システムを提供することにある。
【０００７】
本発明の第１の局面によって提供されるのは、第１作業機械および第２作業機械が作業する作業現場において、少なくとも前記第２作業機械の動作を制御する作業機械の制御システムである。当該制御システムは、前記第１作業機械と前記第２作業機械とにおける機械同士の干渉および作業同士の干渉のうちの少なくとも一方の干渉が発生することを防止するように、前記第１作業機械の動きに応じて前記第２作業機械が協調して動作するための指令信号を生成する制御部を備える。
【０００８】
本構成によれば、協調側の第２作業機械の動作を最適化することで、機械同士が接触すること、又は、作業同士が干渉することを防止しながら効率的な作業を行うことができる。
【０００９】
本発明の第２の局面に係る発明は、上記の第１の局面に係る発明において、前記制御部は、前記第１作業機械および前記第２作業機械の相互の動作状況に基づいて前記指令信号を生成するものでもよい。
【００１０】
本構成によれば、協調側の第２作業機械の動作を最適化することで、機械同士が接触することを防止しながら効率的な作業を行うことができる。特に、実際の動作状況を見ながら第２作業機械の動作を最適化、修正することができるため、作業開始後に生じた遅延要因による、制御バラツキの発生を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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