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公開番号2025104123
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221989
出願日2023-12-27
発明の名称計画装置、作業機械、運搬車両および計画方法
出願人株式会社小松製作所,国立大学法人横浜国立大学
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類E02F 9/20 20060101AFI20250702BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】省力化を図ることができる計画装置、作業機械、運搬車両および計画方法を提供する。
【解決手段】計画装置は、作業機械を用いて対象物を運搬車両に積み込む積込作業において、前記作業機械の走行位置経路を計画する装置であって、積み込まれる前記対象物の量、および作業機械と運搬車両との情報に基づいた評価関数を用いて、前記走行位置経路を探索する経路探索部を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
作業機械を用いて対象物を運搬車両に積み込む積込作業において、前記作業機械の走行位置経路を計画する装置であって、
積み込まれる前記対象物の量、および作業機械と運搬車両との情報に基づいた評価関数を用いて、前記走行位置経路を探索する経路探索部
を備える計画装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記走行位置経路は複数の中間走行位置を含み、
前記走行位置経路を計画するとともに、前記複数の中間走行位置のいずれかに対応する複数の中間積込位置を通る前記運搬車両の積込位置経路を計画し、
前記経路探索部は、前記評価関数を用いて前記積込位置経路を探索する
請求項１に記載の計画装置。
【請求項３】
前記経路探索部は、前記各中間走行位置と対応する前記各中間積込位置との組において、積み込まれる前記対象物の量を前記評価関数を大きくする変数とするとともに、前記運搬車両の移動経路の長さ、前記運搬車両と前記作業機械間の相対距離、前記運搬車両と前記作業機械間の相対角度、もしくは、前記作業機械の移動経路の長さの少なくとも一つを前記評価関数を小さくする変数として、前記評価関数を最大化する前記走行位置経路と前記積込位置経路とを探索するか、または、積み込まれる前記対象物の量を前記評価関数を小さくする変数とするとともに、前記運搬車両の移動経路の長さ、前記運搬車両と前記作業機械間の相対距離、前記運搬車両と前記作業機械間の相対角度、もしくは、前記作業機械の移動経路の長さの少なくとも一つを前記評価関数を大きくする変数として、前記評価関数を最小化する前記走行位置経路と前記積込位置経路とを探索する
請求項２に記載の計画装置。
【請求項４】
前記積込作業は、前記作業機械が前記対象物を掘削し、掘削した前記対象物を前記作業機械が前記運搬車両に積み込む作業であり、
前記経路探索部は、前記作業機械が前記対象物を掘削した場所を前記作業機械の走行禁止領域に設定して、前記走行禁止領域外で前記走行位置経路を探索する
請求項３に記載の計画装置。
【請求項５】
前記経路探索部は、前記作業機械が前記対象物を掘削した場所を前記運搬車両の積込位置禁止領域に設定して、前記積込位置禁止領域外で前記積込位置経路を探索する
請求４に記載の計画装置。
【請求項６】
前記作業機械を各前記中間走行位置に順次移動させながら、各前記中間走行位置における前記作業機械の掘削方向を計画する掘削計画部を備え、
前記掘削計画部は、前記作業機械の位置情報と、前記対象物からなる地形を表す地形情報と、掘削によって形成する前記地形の目標面である設計面を表す設計面情報とに基づいて計算された当該中間走行位置において掘削可能な領域の体積に基づいて、前記作業機械を次の前記中間走行位置へ移動させるか否かを判定する
請求項５に記載の計画装置。
【請求項７】
前記作業機械を各前記中間走行位置に順次移動させながら、各前記中間走行位置における前記作業機械の掘削方向を計画する掘削計画部を備え、
前記掘削計画部は、当該中間走行位置において、前記作業機械の掘削可能範囲内にある積込可能な前記対象物の量と、前記対象物の掘削に要する時間とに基づいて、前記作業機械を次の前記中間走行位置へ移動させるか否かを判定する
請求項５に記載の計画装置。
【請求項８】
前記作業機械を各前記中間走行位置に順次移動させながら、各前記中間走行位置における前記作業機械の掘削方向を計画する掘削計画部を備え、
前記掘削計画部は、前記運搬車両の最大可能積載量に基づいて、前記作業機械を次の前記中間走行位置へ移動させるか否かを判定する
請求項５に記載の計画装置。
【請求項９】
請求項６、７、または、８のいずれか１項に記載の計画装置を備える
作業機械。
【請求項１０】
請求項６、７、または、８のいずれか１項に記載の前記走行位置経路に基づいて自動走行する
作業機械。
（【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、計画装置、作業機械、運搬車両および計画方法に関する。
続きを表示（約 880 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、掘削位置、積込位置、または、放土位置を、積載荷重に応じて、作業機械の移動先である目標位置に設定する作業機械の制御システムが記載されている。特許文献１に記載されている制御システムでは、掘削位置、積込位置、および、放土位置は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等を用いて、作業指示として入力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１５４０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている制御システムでは、掘削位置、積込位置等の位置情報を人手で決定し、入力する必要があるため、作業機械を用いた自動運転における省力化に向上の余地があるという課題あった。
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、作業機械の効率的な掘削、積込、および走行作業を自動で計画し、省力化を図ることができる計画装置、作業機械、運搬車両および計画方法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】
【０００６】
本開示の計画装置は、作業機械を用いて対象物を運搬車両に積み込む積込作業において、前記作業機械の走行位置経路を計画する装置であって、積み込まれる前記対象物の量、および作業機械と運搬車両との情報に基づいた評価関数を用いて、前記走行位置経路を探索する経路探索部を備える。
【０００７】
本開示の作業機械は、上記計画装置を備える。
【０００８】
本開示の作業機械は、上記走行位置経路に基づいて自動走行する。
【０００９】
本開示の運搬車両は、本開示の計画装置が計画した積込位置経路に基づいて自動走行する。
【００１０】
本開示の作業機械は、上記走行位置経路に基づいて遠隔操作される。
（【００１１】以降は省略されています）

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