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公開番号2025103162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220324
出願日2023-12-27
発明の名称作業機械を制御するためのシステム、方法、及び作業機械
出願人株式会社小松製作所
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類G05D 1/81 20240101AFI20250702BHJP(制御;調整)
要約【課題】作業機械による作業の自由度を向上させる。
【解決手段】作業機械を制御するためのシステムでは、コントローラは、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第1目標経路に従って走行するように、自動走行制御により、作業機械を制御する。コントローラは、自動走行制御中に、ステアリング操作装置が介入操作された場合には、自動走行制御を中断してステアリング操作装置への介入操作に応じて、作業機械を旋回させる。コントローラは、ステアリング操作装置への介入操作が終了した場合には、ステアリング操作装置への介入操作が終了したときの作業機械の現在位置を、介入終了位置として取得する。コントローラは、介入終了位置と第1目標経路とに基づいて、第2目標経路を生成する。コントローラは、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第2目標経路に従って走行するように、自動走行制御を再開して、作業機械を制御する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
作業機械を制御するためのシステムであって、
前記作業機械の現在位置を検出するセンサと、
前記作業機械を左右に旋回させるために介入操作可能なステアリング操作装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記作業機械の第１目標経路を取得し、
前記作業機械の現在位置を取得し、
前記作業機械の現在位置に基づいて、前記作業機械が前記第１目標経路に従って走行するように、自動走行制御により、前記作業機械を制御し、
前記自動走行制御中に、前記ステアリング操作装置が介入操作された場合には、前記自動走行制御を中断して前記ステアリング操作装置への介入操作に応じて、前記作業機械を旋回させ、
前記ステアリング操作装置への介入操作が終了した場合には、前記ステアリング操作装置への介入操作が終了したときの前記作業機械の現在位置を、介入終了位置として取得し、
前記介入終了位置と前記第１目標経路とに基づいて、第２目標経路を生成し、
前記作業機械の現在位置に基づいて、前記作業機械が前記第２目標経路に従って走行するように、前記自動走行制御を再開して、前記作業機械を制御する、
システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記コントローラは、
前記第１目標経路に対する、前記介入終了位置に基づいて、オフセット方向を決定し、
前記第１目標経路を前記オフセット方向にオフセットすることで前記第２目標経路を生成する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記介入終了位置に対して最短距離となる前記第１目標経路上の位置を、オフセット基準位置として決定し、
前記オフセット基準位置から前記介入終了位置に向かう方向に基づいて、オフセット方向を決定し、
前記第１目標経路を前記オフセット方向にオフセットすることで前記第２目標経路を生成する、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１目標経路は、第１湾曲部を含み、
前記コントローラは、
前記第１湾曲部に対応する第２湾曲部を含むように、前記第２目標経路を生成し、
前記オフセット方向が、前記第１湾曲部の内径側に向かう方向である場合には、前記第２湾曲部の径を前記第１湾曲部の径よりも小さくし、
前記オフセット方向が、前記第１湾曲部の外径側に向かう方向である場合には、前記第２湾曲部の径を前記第１湾曲部の径よりも大きくする、
請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１目標経路は、
第１湾曲部と、
前記第１湾曲部から前方又は後方に延びる第１直線部と、
を含み、
前記コントローラは、前記第１湾曲部に対して前記オフセット方向に位置し前記第１湾曲部に平行な第２湾曲部と、前記第１直線部に対して前記オフセット方向に位置し前記第１直線部に平行な第２直線部とを含むように、前記第２目標経路を生成する、
請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記オフセット方向が、前記第１湾曲部の内径側に向かう方向である場合には、前記第２湾曲部の長さを、前記第１湾曲部の長さよりも短くし、
前記オフセット方向が、前記第１湾曲部の外径側に向かう方向である場合には、前記第２湾曲部の長さを、前記第１湾曲部の長さよりも長くする、
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、
所定のオフセット距離を決定し、
前記第１目標経路を、前記オフセット方向に前記オフセット距離だけオフセットさせた経路に基づいて、前記第２目標経路を決定する、
請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記介入終了位置と前記第１目標経路との間の最短距離に基づいて、前記オフセット距離を決定する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、
予め設定された距離を記憶しており、
前記予め設定された距離に基づいて、前記オフセット距離を決定する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記作業機械は、作業機を含み、
前記コントローラは、前記作業機の車幅方向の長さに基づいて、前記オフセット距離を決定する、
請求項７に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業機械を制御するためのシステム、方法、及び作業機械に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、所定の目標経路に従って走行するように作業機械を制御する自動走行制御が知られている。例えば、特許文献１の作業機械の制御システムでは、互いに平行に延びる複数の目標経路が設定される。制御システムは、作業機械が複数の目標経路に従って、順に走行するように、作業機械を制御する。作業機械は、目標経路に従って走行しながら、掘削などの作業を行う、それにより、作業現場の地形が所望の形状に施工される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１６６３０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業機械のオペレータは、作業機械による作業をやり直したい場合などに、目標経路を調整したい場合がある。或いは、目標経路中に障害物が発見された場合などに、作業機械のコントローラによって、目標経路を調整したい場合がある。しかし、上記の制御システムでは、作業機械は、自動走行制御により、予め定められた複数の目標経路に従って、走行する。そのため、作業の自由度が低い。本開示の目的は、作業機械による作業の自由度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１の態様は、作業機械を制御するためのシステムである。当該システムは、センサと、ステアリング操作装置と、コントローラとを備える。センサは、作業機械の現在位置を検出する。ステアリング操作装置は、作業機械を左右に旋回させるために介入操作可能である。コントローラは、作業機械の第１目標経路を取得する。コントローラは、作業機械の現在位置を取得する。コントローラは、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第１目標経路に従って走行するように、自動走行制御により、作業機械を制御する。コントローラは、自動走行制御中に、ステアリング操作装置が介入操作された場合には、自動走行制御を中断してステアリング操作装置への介入操作に応じて、作業機械を旋回させる。コントローラは、ステアリング操作装置への介入操作が終了した場合には、ステアリング操作装置への介入操作が終了したときの作業機械の位置を、介入終了位置として取得する。コントローラは、介入終了位置と第１目標経路とに基づいて、第２目標経路を生成する。コントローラは、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第２目標経路に従って走行するように、自動走行制御を再開して、作業機械を制御する。
【０００６】
本開示の第２の態様は、作業機械を制御するための方法である。当該方法は、作業機械の第１目標経路を取得することと、作業機械の現在位置を取得することと、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第１目標経路に従って走行するように、自動走行制御により、作業機械を制御することと、作業機械を左右に旋回させるために介入操作可能な操作信号を受信することと、自動走行制御中に、介入操作された場合には、自動走行制御を中断して介入操作に応じて、作業機械を旋回させることと、介入操作を終了した場合には、介入操作を終了したときの作業機械の位置を介入終了位置として取得することと、介入終了位置と第１目標経路とに基づいて、第２目標経路を生成することと、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第２目標経路に従って走行するように、自動走行制御を再開して、作業機械を制御すること、を備える。
【０００７】
本開示の第３の態様は、作業機械であって、センサと、ステアリング操作装置と、コントローラとを備える。センサは、作業機械の現在位置を検出する。ステアリング操作装置は、作業機械を左右に旋回させるために介入操作可能である。コントローラは、作業機械の第１目標経路を取得する。コントローラは、作業機械の現在位置を取得する。コントローラは、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第１目標経路に従って走行するように、自動走行制御により、作業機械を制御する。コントローラは、自動走行制御中に、ステアリング操作装置が介入操作された場合には、自動走行制御を中断してステアリング操作装置への介入操作に応じて、作業機械を旋回させる。コントローラは、ステアリング操作装置への介入操作を終了した場合には、ステアリング操作装置への介入操作が終了したときの作業機械の位置を、介入終了位置として取得する。コントローラは、介入終了位置と第１目標経路とに基づいて、第２目標経路を生成する。コントローラは、作業機械の現在位置に基づいて、作業機械が第２目標経路に従って走行するように、自動走行制御を再開して、作業機械を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、自動走行制御中に、ステアリング操作装置が介入操作された場合には、自動走行制御を中断してステアリング操作装置への介入操作に応じて、作業機械が旋回する。そのため、作業機械による作業の自由度が高い。また、ステアリング操作装置への介入操作を終了した場合には、ステアリング操作装置への介入操作が終了したときの作業機械の位置を示す介入終了位置と、第１目標経路とに基づいて、第２目標経路が生成される。そして、作業機械が第２目標経路に従って走行するように、自動走行制御を再開して、作業機械が制御される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る作業機械を示す側面図である。
作業機械の駆動系と制御システムとの構成を示すブロック図である。
自動走行制御の処理を示すフローチャートである。
自動走行制御での作業機械と目標走行経路とを示す図である。
自動走行制御での作業機械と目標走行経路とを示す図である。
自動走行制御での作業機械と目標走行経路とを示す図である。
第２目標経路を生成するための処理を示すフローチャートである。
自動走行制御での作業機械と目標走行経路とを示す図である。
自動走行制御での作業機械と目標走行経路とを示す図である。
自動走行制御でのガイド画面の一例を示す図である。
自動走行制御でのガイド画面の一例を示す図である。
自動走行制御でのガイド画面の一例を示す図である。
自動走行制御でのガイド画面の一例を示す図である。
自動走行制御中にオペレータによる手動操作が介入した場合の作業機械による作業の例を示す図である。
自動走行制御中にオペレータによる手動操作が介入した場合の作業機械による作業の例を示す図である。
他の例に係る目標走行経路を示す図である。
他の例に係る目標走行経路を示す図である。
【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１を示す側面図である。本実施形態に係る作業機械１は、ブルドーザである。作業機械１は、車体１１と作業機１２とを備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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