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公開番号2025139287
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024038133
出願日2024-03-12
発明の名称作業機械の操作システム、および作業機械の操作方法
出願人株式会社小松製作所,国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類E02F 9/20 20060101AFI20250918BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】操作システムの操作性を向上する。
【解決手段】作業機械100の操作システムは、作業機械100を駆動させるアクチュエータと、アクチュエータを動作させるために操作される操作装置40と、作業機械100に関する情報を表示する表示装置50と、コントローラとを備えている。コントローラは、仮想作業機械100Vを、作業機械100に関する情報として、表示装置50に表示させる。仮想作業機械100Vは、操作装置40が操作されてから作業機械100が実際に動き出すまでの無駄時間以下の時間分、作業機械100よりも先に動く。無駄時間は、理想的な操作性能と実際の操作性能との差の時間を含む。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
作業機械を駆動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを動作させるために操作される操作装置と、
前記作業機械に関する情報を表示する表示装置と、
コントローラと、を備える、作業機械の操作システムであって、
前記コントローラは、前記操作装置が操作されてから前記作業機械が実際に動き出すまでの無駄時間以下の時間分前記作業機械よりも先に動く仮想作業機械を前記情報として前記表示装置に表示させ、
前記無駄時間は理想的な操作性能と実際の操作性能との差の時間を含む、作業機械の操作システム。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記コントローラは、前記操作装置の操作に基づく動作の目標値と、前記作業機械が実際に動作した動作の実測値と、の差異を小さくする指令信号を、前記作業機械に出力する、請求項１に記載の作業機械の操作システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記操作装置の操作に基づく動作の目標値に対して前記無駄時間を考慮した補正目標値と、前記作業機械が実際に動作した動作の実測値と、の差異を小さくする指令信号を、前記作業機械に出力する、請求項１に記載の作業機械の操作システム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記作業機械の実際の動作を反映した映像を前記仮想作業機械に重畳させて、前記表示装置に表示させる、請求項１に記載の作業機械の操作システム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記映像と前記仮想作業機械との間に、補間仮想映像をさらに重畳させて、前記表示装置に表示させる、請求項４に記載の作業機械の操作システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記作業機械と前記仮想作業機械との差異が増大して閾値に到達すると、前記表示装置に表示される前記仮想作業機械を停止させる、請求項１に記載の作業機械の操作システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記作業機械と前記仮想作業機械との差異が増大して閾値に到達すると、前記表示装置に表示される前記仮想作業機械を前記作業機械の実位置に近づける、請求項１に記載の作業機械の操作システム。
【請求項８】
前記アクチュエータは、油圧アクチュエータを含み、
前記無駄時間は前記油圧アクチュエータに供給される作動油の特性に起因する時間を含む、請求項１に記載の作業機械の操作システム。
【請求項９】
作業機械を駆動させるアクチュエータを動作させるために操作装置を操作することと、
前記操作装置が操作されてから前記作業機械が実際に動き出すまでの無駄時間以下の時間分前記作業機械よりも先に動く仮想作業機械を、前記作業機械に関する情報として表示装置に表示させることと、を備え、
前記無駄時間は理想的な操作性能と実際の操作性能との差の時間を含む、作業機械の操作方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業機械の操作システム、および作業機械の操作方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２１－９９０１７号公報（特許文献１）には、遠隔操作装置と、遠隔操作対象である作業機械と、により構成される、遠隔操作システムが開示されている。遠隔制御装置は、第１時点におけるオペレータによる遠隔操作機構の操作態様に基づいて、第１時点よりも後の第２時点におけるバケットの位置姿勢を推定する。遠隔制御装置は、作業機械に搭載されている撮像装置を通じて取得された画像に、第２時点におけるバケットの推定された位置姿勢を表す画像を、重畳して表示させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－９９０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オペレータが操作装置を操作してから作業機械が実際に動き出すまでに無駄時間が生じる場合がある。オペレータが、表示装置に表示されている作業機械の映像を見ながら操作装置を操作する場合、この無駄時間が、作業機械の操作性を低下させることがある。
【０００５】
本開示では、操作性を向上できる、作業機械の操作システムおよび作業機械の操作方法が提案される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のある局面に従った作業機械の操作システムは、作業機械を駆動させるアクチュエータと、アクチュエータを動作させるために操作される操作装置と、作業機械に関する情報を表示する表示装置と、コントローラとを備えている。コントローラは、仮想作業機械を作業機械に関する情報として表示装置に表示させる。仮想作業機械は、操作装置が操作されてから作業機械が実際に動き出すまでの無駄時間以下の時間分、作業機械よりも先に動く。無駄時間は、理想的な操作性能と実際の操作性能との差の時間を含む。
【０００７】
本開示のある局面に従った作業機械の操作方法は、以下のステップを備えている。第１のステップは、作業機械を駆動させるアクチュエータを動作させるために操作装置を操作することである。第２のステップは、操作装置が操作されてから作業機械が実際に動き出すまでの無駄時間以下の時間分作業機械よりも先に動く仮想作業機械を、作業機械に関する情報として表示装置に表示させることである。無駄時間は、理想的な操作性能と実際の操作性能との差の時間を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の作業機械の操作システムおよび作業機械の操作方法によれば、操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
油圧ショベルの外観図である。
油圧ショベルの遠隔操作システムの一例を模式的に示す図である。
遠隔操作装置の一例を模式的に示す図である。
操作システムの構成例を示す機能ブロック図である。
無駄時間について示す概念図である。
オペレータによる操作に従った制御対象の動作の第１の例を示すブロック線図である。
実機および仮想作業機械の動作の第１の例を示す図である。
オペレータによる操作に従った制御対象の動作の第２の例を示すブロック線図である。
差分解消制御器にＰＩＤ制御を適用した場合の例を示すブロック線図である。
無駄時間を考慮したＰＩＤ制御を適用した場合の例を示すブロック線図である。
オペレータによる操作に従った制御対象の動作の第３の例を示すブロック線図である。
仮想作業機械に映像を重畳させて表示する表示装置を示す第１の図である。
仮想作業機械に映像を重畳させて表示する表示装置を示す第２の図である。
実機および仮想作業機械の動作の第２の例を示す図である。
実機および仮想作業機械の動作の第３の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。実施形態から任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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