CN105008622B - 挖掘区域限制控制的基础信息的运算装置和运算方法以及工程机械 - Google Patents

Abstract

一种基础信息运算装置(30)，其运算用于控制工程机械的作业机(20)以便不会越过挖掘目标面进行挖掘的区域限制挖掘控制的基础信息。该基础信息运算装置具备：目标面存储装置(33)，其存储有挖掘目标面的三维位置信息；二维信息提取装置(34)，其以挖掘目标面的三维位置信息以及工程机械的当前位置信息为基础，求出挖掘目标面或基于该挖掘目标面的面即基准面与作业机(20)的动作平面的交线，提取交线或基于该交线的线即基准线(L)作为动作平面上的基准面的二维信息；以及特征点信息发送装置(35)，其将基准线(L)上的多个特征点(P1、P2、…Pn)的Z坐标作为基础信息发送给区域限制挖掘控制装置(40)。由此，能够使挖掘区域限制控制高效率化。

Description

挖掘区域限制控制的基础信息的运算装置和运算方法以及工 程机械

技术领域

本发明涉及一种挖掘区域限制控制的基础信息的运算装置和运算方法以及工程机械。

背景技术

工程机械中存在具备用于限制作业机的挖掘区域的挖掘区域限制功能的机械(参照专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-98585号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的装置中，基于来自操作装置的操作信号，从作业机控制器输出动作指令信号，由此，作业机与操作装置的操作对应地动作。作业机控制器可以与外部控制器连接，作业机控制器能够根据来自外部控制器的输入信息执行挖掘区域限制控制。外部控制器是处理后述的三维目标地形信息等大量信息，并具备三维目标地形信息的生成等功能的通用性比较高的控制器。与此相对，作业机控制器是将重点放在作业机控制上的控制器，需要符合作业机的规格。因此，考虑照顾了获取性的控制器的有效的开发和控制器故障时的更换等维护性时，优选分别具备外部控制器和作业机控制器。

然而，从外部控制器向作业机控制器的输入信息中，除了包括预先设定的三维目标地形信息外，还包括工程机械上的特定的2点的检测位置、作业机的设定动作(法面挖掘还是水平挖掘)、作业机的设定速度、自动挖掘的指令信号以及作业机的各构成要素的检测角度。该情况下，从外部控制器向作业机控制器发送的信息量较多，因此信息传送需要时间，例如当三维目标地形包含曲率较大的曲面时等需要细致地控制作业机的轨迹时，挖掘区域限制控制有可能无法跟踪作业机现实的动作。

本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的是提供一种能够使挖掘区域限制控制高效化的挖掘区域限制控制的基础信息的运算装置、运算方法以及工程机械。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种基础信息运算装置，其运算区域限制挖掘控制的基础信息，该区域限制挖掘控制用于控制工程机械的作业机以便不会越过挖掘目标面来进行挖掘，该基础信息运算装置的特征在于，具备：存储装置，其存储有所述挖掘目标面的三维位置信息；二维信息提取装置，其基于所述挖掘目标面的三维位置信息以及所述工程机械的当前位置信息，求出所述挖掘目标面或基于所述挖掘目标面的面即基准面与所述作业机的动作平面的交线，提取所述交线或基于所述交线的线即基准线，作为所述基准面在所述动作平面上的二维信息；以及特征点信息发送装置，其将所述基准线上的多个特征点信息作为所述基础信息发送给区域限制挖掘控制装置。

发明效果

根据本发明，能够使挖掘区域限制控制高效化。

附图说明

图1是表示应用本发明的第1实施方式的基础信息运算装置的工程机械的一例即液压挖掘机的外观结构的立体图。

图2是与基础信息运算装置和区域限制挖掘控制装置一起示出图1所示的液压挖掘机所具备的液压驱动装置的图。

图3是图1所示的液压挖掘机所具备的区域限制挖掘控制装置和基础信息运算装置的框图。

图4是示例了在本发明的第1实施方式中通过特征点信息发送装置提取的特征点的图。

图5是表示在本发明的第1实施方式中从基础信息运算装置向区域限制挖掘控制装置发送的特征点信息的一方式的示意图。

图6是表示基于本发明的第1实施方式的基础信息运算装置的基础信息的运算以及发送顺序的流程图。

图7是本发明的第2实施方式的说明图。

图8是示例了挖掘动作范围设定画面的菜单画面的一方式的图。

图9是示例了通过手动设定来指定挖掘动作范围的一端的画面的一方式的图。

图10是示例了通过手动设定来指定挖掘动作范围的另一端的画面的一方式的图。

图11是示例了通过选择设定来指定挖掘动作范围的画面的一方式的图。

图12是本发明的第3实施方式的说明图。

图13是本发明的第3实施方式的特征点的示意图。

图14是本发明的第3实施方式的特征点的示意图。

图15是表示在本发明的第3实施方式中从基础信息运算装置向区域限制挖掘控制装置发送的特征点信息的一方式的示意图。

图16是本发明的第4以及第5实施方式的校正方式的说明图。

图17是示例了本发明的第4以及第5实施方式的修正画面的一方式的图。

图18是本发明的第6实施方式的校正方式的说明图。

图19是示例了本发明的第6实施方式的修正画面的一方式的图。

图20是本发明的第7实施方式的校正方式的说明图。

图21是示例了本发明的第7实施方式的修正画面的一方式的图。

图22是本发明的第8实施方式的校正方式的说明图。

具体实施方式

以下，使用附图，对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

1.工程机械

图1是表示应用本发明的第1实施方式的基础信息运算装置的工程机械的一例即液压挖掘机的外观结构的立体图。在以下的说明中，在没有写明的情况下，将驾驶席的前方(在该图中为左上方向)设为机体的前方。

在图1中，作为应用本发明的基础信息运算装置的工程机械示例了液压挖掘机，但本发明也可以应用于推土机等其他种类的工程机械中。在本实施方式中，说明将液压挖掘机作为应用对象的例子。简单而言，该图所示的液压挖掘机具备车体10和作业机20。车体10具备行驶体11和车体本体12。

在本实施方式中，行驶体11具备具有履带的左右履带牵引装置(行驶驱动体)13a、13b，通过左右行驶电动机3e、3f(同样参照图2)分别驱动左右履带牵引装置13a、13b而行驶。例如对行驶电动机3e、3f使用液压电动机。

车体本体12是设置成可在行驶体11上旋转的旋转体。在车体本体12的前部(在本实施方式中为前部左侧)设有操作者搭乘的驾驶室14。在车体本体12的驾驶室14的后侧搭载有用于收纳发动机或液压驱动装置等的动力室15，在最后部搭载有用于调整机体的前后方向的平衡的配重16。在将车体本体12连接到行驶体11上的旋转架(未图示)上设有旋转电动机3d(参照图2)，通过该旋转电动机3d使车体本体12相对于行驶体11进行旋转驱动。例如对旋转电动机3d使用液压电动机。

将作业机20设在车体本体12的前部(在本实施方式中为驾驶室14的右侧)。作业机20是具备起重臂21a、悬臂21b以及铲斗21c的多关节型作业装置。起重臂21a通过向水平左右延伸的销(未图示)与车体本体12的车架连接，通过起重臂缸3a相对于车体本体12上下回转。悬臂21b通过向水平左右延伸的销(未图示)与起重臂21a的前端连接，通过悬臂缸3b相对于起重臂21a进行回转。铲斗21c通过向水平左右延伸的销(未图示)与悬臂21b的前端连接，通过铲斗缸3c相对于悬臂21b进行回转。例如对起重臂缸3a、悬臂缸3b以及铲斗缸3c使用液压缸。通过这样的结构，在向前后方向延伸的铅垂面内，作业机20进行俯仰动作。将包含进行俯仰动作的作业机20的轨迹的平面(在本实施方式中为向前后方向延伸的铅垂面)记载为“动作平面”。

此外，在液压挖掘机中，在适当位置设有用于检测与位置或姿势相关的信息的检测器。例如，在起重臂21a、悬臂21b以及铲斗21c的各回转支点分别设有角度检测器8a－8c。角度检测器8a－8c被用作检测与作业机20的位置或姿势相关的信息的姿势检测器，分别检测起重臂21a、悬臂21b以及铲斗21c的回转角。此外，在车体本体12上具备：倾斜检测器8d、测位装置9a、9b、无线机9c(参照图2等)、基础信息运算装置30(参照图2等)、区域限制挖掘控制装置40(参照图2等)。倾斜检测器8d被用作检测车体本体12的前后方向的倾斜的倾斜检测单元。对测位装置9a、9b例如使用RTK－GNSS(Real Time Kinematic-GlobalNavigation Satellite System，实时动态定位-全球导航卫星系统)，通过测位装置9a、9b取得车体本体12的位置信息。无线机9c是接收来自基准站GNSS(未图示)的校正信息的部件。对基础信息运算装置30和区域限制挖掘控制装置40进行后述。

2.液压驱动装置

图2是与基础信息运算装置30和区域限制挖掘控制装置40一起示出图1所示的液压挖掘机所具备的液压驱动装置的图。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

图2所示的液压驱动装置是用于驱动液压挖掘机的被驱动部件的装置，收纳在动力室15内。被驱动部件包括作业机20(起重臂21a、悬臂21b以及铲斗21c)和车体10(履带牵引装置13a，13b以及车体本体12)。该液压驱动装置包括液压执行器3a－3f、液压泵1、操作装置4a－4f、控制阀5a－5f、溢流阀6等。

液压执行器3a－3f分别是起重臂缸3a、悬臂缸3b、铲斗缸3c、旋转电动机3d、行驶电动机3e，3f。通过从液压泵1排出的液压来驱动这些液压执行器3a－3f。

通过发动机(未图示)来驱动液压泵1。从液压泵1排出的液压油流过排出配管2a，经由控制阀5a－5f分别供给到液压执行器3a－3f。来自液压执行器3a－3f的各回油分别经由控制阀5a－5f流入回油配管2b后返回到油箱7。限制排出配管2a的最高压力的部件是溢流阀6。

操作装置4a－4f是分别与液压执行器3a－3f对应的电杆装置，配备在驾驶室14(参照图1)内。来自操作杆4a－4f的操作信号(电信号)被输入到区域限制挖掘控制装置40，变换成用于驱动控制阀5a－5f的指令信号(电信号)。控制阀5a－5f是在两端具备将来自区域限制挖掘控制装置40的指令信号变换成控制压力的电气液压变换单元(例如，比例电磁阀)的电/液压操作方式的阀。这些控制阀5a－5f分别基于操作装置4a－4f的操作，通过从区域限制挖掘控制装置40输入的指令信号进行切换控制，控制向液压执行器3a－3f供给的液压油的流量以及方向。

区域限制挖掘控制装置40是除了基本的机体控制功能外，还具备区域限制挖掘控制功能的控制器。基本的机体控制功能是根据操作装置4a－4f的操作向控制阀5a－5f输出指令信号的功能。区域限制挖掘控制功能是根据来自操作装置4a－4f的操作信号和上述的角度检测器8a－8c和倾斜检测器8d的信号，控制作业机20的液压执行器3a－3c以便不会越过挖掘目标面而进行挖掘，并限制作业机20的动作区域的功能。区域限制挖掘控制装置40与基础信息运算装置30连接，从基础信息运算装置30输入区域限制挖掘控制的基础信息。

3.基础信息运算装置

图3是区域限制挖掘控制装置40、显示装置38以及基础信息运算装置30的框图。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

基础信息运算装置30，是根据从测位装置9a、9b以及无线机9c输入的信号运算区域限制挖掘控制的基础信息，并向区域限制挖掘控制装置40输出的控制器。该基础信息运算装置30具备：输入端口31、位置姿势运算装置32、目标面存储装置33、二维信息提取装置34、特征点信息发送装置35、存储装置36以及通信端口37。

输入端口31输入通过测位装置9a、9b接收到的当前位置信息以及通过无线机9c接收到的校正信息(位置信息的校正值)。通信端口37在区域限制挖掘控制装置40与显示装置38之间收发信息。

位置姿势运算装置32根据车体本体12上的二点(例如，测位装置9a、9b的位置)的位置信息，运算车体本体12的当前的位置或方向等。

目标面存储装置33存储挖掘目标面的三维位置信息。挖掘目标面是液压挖掘机进行挖掘形成(造形)的目标地形。挖掘目标面的三维位置信息是对用多边形表示挖掘目标面的地形数据附加位置数据而得到的信息。预先生成该三维位置信息并存储在目标面存储装置33中。

二维信息提取装置34基于从目标面存储装置33读出的挖掘目标面的三维位置信息以及从测位装置9a、9b和无线机9c输入的液压挖掘机的当前位置信息，提取作业装置20的动作平面中的基准面的二维信息。基准面除了指挖掘目标面其本身外，有时还指基于挖掘目标面进行运算而得到的面。基于挖掘目标面进行运算而得到的面，是使挖掘目标面偏移设定距离而得到的面或倾斜设定角度而得到的面等。基于挖掘目标面进行运算而得到的面还包括使挖掘目标面偏移并且倾斜而得到的面。基准面的二维信息，是指液压挖掘机前方的预定区域中的作业机20的动作平面与基准面的交线或基于该交线进行运算而得到的线。基于交线进行运算而得到的线，是使交线偏移设定距离而得到的线或倾斜设定角度而得到的线等。基于交线进行运算而得到的线还包括使交线偏移并倾斜而得到的线。以下，将这些交线或基于交线的线记载为基准线。

特征点信息发送装置35将通过二维信息提取装置34提取的上述基准线上的多个特征点的信息(后述)作为区域限制挖掘控制的基础信息，经由通信端口37发送给区域限制挖掘控制装置40。对于通过特征点信息发送装置35提取的特性点的细节进行后述。

存储装置36除了具备存储有液压挖掘机的各种尺寸数据或在各种运算中所使用的常数、程序等的区域外，还具备用于存储位置姿势运算装置32或二维信息提取装置34等的运算值等的区域。

4.显示装置

基础信息运算装置30和区域限制挖掘控制装置40与显示装置38连接。该显示装置38是基于来自基础信息运算装置30或区域限制挖掘控制装置40的显示信号来显示信息的装置，具备进行对基础信息运算装置30或区域限制挖掘控制装置40的设定或指示的操作部。该显示装置38是触摸面板，且显示部兼任操作部，但也可以使用通过机械式按钮或杆等来进行各种操作的装置。

5.区域限制挖掘控制装置

区域限制挖掘控制装置40具备：输入端口41、特征点信息接收装置42、存储装置43、指令信号运算装置44、通信端口45以及输出端口46。

输入端口41输入来自操作装置4a－4f的操作信号、来自角度检测器8a－8c和倾斜检测器8d的检测信号。特征点信息接收装置42经由通信端口45接收从基础信息运算装置30输入的基础信息。存储装置43存储与作业机20的动作控制相关的程序或常数。指令信号运算装置44按照从存储装置43读出的程序，根据来自操作装置4a－4f的操作信号、从角度检测器8a－8c以及倾斜检测器8d、基础信息运算装置30输入的基础信息，运算针对控制阀5a－5f的指令信号，并经由输出端口46向控制阀5a－5f输出指令信号。其结果，在不越过挖掘目标面进行挖掘的范围内，作业装置20根据操作进行动作。对于区域限制挖掘控制，可以适当应用公知技术。

6.特征点

图4是示例了在本实施方式通过特征点信息发送装置35提取的上述特征点的图。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

如图4所示，首先，将从对液压挖掘机预先设定的基准点O沿着作业机20的动作平面向前方延伸的轴设为X坐标轴，将从基准点沿着动作平面向上方延伸的轴设为Z坐标轴。不论液压挖掘机的姿势，X坐标轴始终从基准点O沿着动作平面向水平前方延伸，Z坐标轴从基准点O沿着动作平面向与X坐标轴正交的方向延伸。基准点O是XZ坐标系的原点。在此，基准点O是对液压挖掘机设定的任意一点或根据该任意一点进行运算而得到的点。根据任意一点进行运算而得到的点，是相对于任意一点处于预先设定的位置关系的点等。在本实施方式中，例如将起重臂21a的基部的支点设为基准点O，但与臂21a的基部的支点处于一定的位置关系的点等也可以成为基准点O。因此，液压挖掘机上的点以外也可以成为基准点O。

该图所示的线段L是通过二维信息提取装置34提取的上述基准线(二维信息)。以下，将线段L改称为基准线L。该基准线L等于由作业机20的动作平面分割的目标地形截面的外形线或与该外形线处于一定关系的线。

特征点信息发送装置35提取的特征点P1、P2、…Pn是X坐标为一定间隔的基准线L上的多个点。特征点P1的X坐标是基准点O的X坐标(也就是0)。没有对特征点P1、P2、…Pn的X坐标的间隔ΔX进行特别限定，例如可以设为20cm左右。从特征点信息发送装置35向区域限制挖掘控制装置40发送的特征点信息仅是这些特征点P1、P2、…Pn的Z坐标。

图5是表示在本实施方式中从基础信息运算装置30向区域限制挖掘控制装置40发送的特征点信息的一方式的示意图。

在从基础信息运算装置30向区域限制挖掘控制装置40的通信中使用CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)的情况下，将8比特的信息作为1个消息而发送。1个位置信息需要2比特，因此每1个消息包含4个位置信息。说明具体例时，在图5所示的消息ID－1中包含特征点P1－P4的Z坐标Z1－Z4，在消息ID－2中包含特征点P5－P8的Z坐标Z5－Z8。特征点P1、P2…Pn的X坐标是预先设定而已知的，因此通过在区域限制挖掘控制装置40中接收特征点P1、P2…Pn的Z坐标来确定特征点P1、P2…Pn的XZ坐标。

另外，在图4中，将作业机20的挖掘动作的X坐标轴方向的范围设为R，在X坐标轴方向以设定数n对挖掘动作范围R进行了等分的情况下，将各区间的X坐标轴方向的尺寸设为间隔ΔX时，间隔ΔX根据挖掘动作范围R发生变化，但将特征点的数量决定为n，发送数据量是固定的。

7.基础信息的运算顺序

图6是表示基础信息运算装置30的基础信息的运算以及发送顺序的流程图。

·开始

操作员坐进驾驶室14并接通电源时，向基础信息运算装置30接通电源，进行预定的初始处理后开始图6的顺序。基础信息运算装置3以固定周期(例如200ms)重复执行该图的顺序(从开始到结束)。

·步骤S100

向步骤S100转移顺序时，基础信息运算装置30基于来自测位装置9a、9b的位置信息和来自无线机9c的校正信息，通过位置姿势运算装置32运算车体本体12上的二点(在此为测位装置9a、9b的位置)的各自的准确的三维当前位置信息(X、Y、Z)。Y坐标轴是在基准点O与XZ坐标轴(作业机20的动作平面)正交的坐标轴。将通过位置姿势运算装置32运算而得到的测位装置9a、9b的当前位置信息存储在存储装置36中。

·步骤S110

向步骤S110转移顺序时，基础信息运算装置30从存储装置36读出测位装置9a、9b的三维位置信息以及车体本体12上的测位装置9a、9b的安装位置信息(已知)，并通过位置姿势运算装置32运算基准点O(在本实施方式中为起重臂21a的基端侧的支点位置)的当前位置的三维信息。基准点O与测位装置9a、9b的位置关系是已知的。将通过位置姿势运算装置32运算而得到的基准点O的当前位置信息存储在存储装置36中。

·步骤S120

向步骤S120转移顺序时，基础信息运算装置30从存储装置36读出在步骤S100运算出的测位装置9a、9b的三维位置信息以及测位装置9a、9b的安装位置信息，并通过位置姿势运算装置32运算车体本体12的姿势。在车体本体12的姿势信息中包括车体的方向和倾角。车体本体12的方向例如是驾驶席的正面方向。车体本体12的倾角包括车体本体12的前后以及左右的倾角。基于经由区域限制挖掘控制装置40向基础信息运算装置30输入的来自倾斜检测器8d的检测信号，通过位置姿势运算装置32运算车体本体12的前后的倾角。此外，与前后的倾角同样地，基于测位装置9a、9b的三维位置信息以及测位装置9a、9b的安装位置信息，通过位置姿势运算装置32运算左右的倾角。将通过位置姿势运算装置32运算而得到的车体本体12的姿势信息存储在存储装置36中。

·步骤S130

向步骤S130转移顺序时，基础信息运算装置30从目标面存储装置33读入挖掘目标面的三维位置信息。

·步骤S140

向步骤S140转移顺序时，基础信息运算装置30从存储装置36读出步骤S110、S120的运算结果，并基于基准点O的位置信息、车体本体12的姿势信息以及挖掘目标面的三维位置信息，通过二维信息提取装置34如上所述地提取基准线作为基准面的二维信息。将通过二维信息提取装置34运算而得到的基准线的信息存储在存储装置36中。

·步骤S150

向步骤S150转移顺序时，基础信息运算装置30从存储装置36读出基准线，通过特征点信息发送装置35提取特征点。特征点信息发送装置35将这些特征点信息加工成向区域限制挖掘控制装置40的发送用信息，并存储在存储装置36中。在此执行的信息加工，是指运算使用图4在之前说明的特征点P1、P2、…Pn的Z坐标(参照图5)。

·步骤S160

向步骤S160转移顺序时，基础信息运算装置30通过特征点信息发送装置35经由通信端口37将特征点P1、P2、…Pn的信息(Z坐标)发送给区域限制挖掘控制装置40。

·结束

如上所述，基础信息运算装置30在通电的期间，若结束步骤S160的顺序则返回到步骤S100的顺序，重复执行图6的顺序。若在结束步骤S160的顺序的时间点切断电源，则执行预定的结束处理后停止。

8.效果

在本实施方式的情况下，为了区域限制挖掘控制而从基础信息运算装置30向区域限制挖掘控制装置40发送的基础信息仅是特征点P1、P2、…Pn的Z坐标。这样，基础信息极简单且容量小，因此即使将基础信息运算装置30划分到与区域限制挖掘控制装置40不同的控制器，针对区域限制挖掘控制装置40的通信(基础信息的收发)也不需要时间，能够使挖掘区域限制控制高效化。此外，能够显著缩短基础信息的通信时间，因此能够有富余地比作业机20的动作提前执行基础信息的收发，并能够提高区域限制挖掘控制的精度。并且，可以将具备区域限制挖掘控制相关的基本功能的区域限制挖掘控制装置40和运算区域限制挖掘控制所需要的基础信息的基础信息运算装置30划分成不同的控制器，因此能够使具有区域限制挖掘控制功能的工程机械的开发灵活化，且有助于提高开发效率。

(第2实施方式)

图7是本发明的第2实施方式的说明图。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

本实施方式是手动设定用于计算作业机20的挖掘动作范围R，即特征点P1、P2、…Pn的范围的例子。在第1实施方式中，没有特别触及挖掘动作范围R(参照图4)的设定。在第1实施方式的情况下，挖掘动作范围R的起点(特征点P1)的X坐标是0(基准点O的X坐标)，终点Pn的X坐标是(ΔX×(n－1))，将使作业机20向前方充分伸展时的铲斗21c的前端位置设为终点Pn的情况下，特征点P1、P2、…Pn的间隔ΔX成为最大。另一方面，一般很少使用作业机20的全部可动范围来进行挖掘作业，现实中大多情况下使用作业机20的部分可动范围来进行挖掘作业。该情况下，在挖掘作业中所使用的可动范围中只存在特征点P1、P2、…Pn的一部分，在挖掘作业中所使用的作业机20的动作范围中的基准面的运算精度降低。

因此，在本实施方式中设有对特征点信息发送装置35设定挖掘动作范围R的设定装置。可以另设该设定装置，但在本实施方式中用显示装置38来兼任。通过显示装置38设定挖掘动作范围R(挖掘动作范围R的前后两端位置的X坐标)时，通过特征点信息发送装置35求出在X坐标轴方向将挖掘动作范围R划分为设定数n的X坐标。这样通过特征点信息发送装置35求出的X坐标作为特征点P1、P2、…Pn的X坐标信息被存储在存储装置36中，并且发送给区域限制挖掘控制装置40，存储在区域限制挖掘控制装置40的存储装置43中。在本实施方式中，在设定的挖掘动作范围R内求出之前在图6中说明的基础信息运算顺序的步骤S140中运算的基准线L，在步骤S150中提取挖掘动作范围R的n个特征点P1、P2、…Pn。其他结构或控制顺序，与第1实施方式相同。

根据本实施方式，除了得到与第1实施方式相同的效果外，还可以得到抑制针对挖掘目标面的造形误差并能够提高挖掘造形精度的效果。这是因为考虑实际作业，适当地限定挖掘动作范围R，从而特征点P1、P2、…Pn的间隔ΔX变窄。

图8是示例了显示装置38中的挖掘动作范围R的设定画面的菜单画面的一方式的图。

图8所示的菜单画面51是在显示装置38的显示画面上，通过适当进行操作来调用而显示的画面。在该菜单画面51中显示用于催促设定方法的选择的消息和按钮51a－51c。按钮51a、51b是选择设定方法的选择按钮。按压按钮51a时，选择用于指定挖掘动作范围R的两端的手动设定。按压按钮51b时，选择从预先决定的多个挖掘动作范围R选择适当的范围的选择设定。按压按钮51c时，返回到之前的画面(调用菜单画面51的画面)。

图9是示例了通过手动设定来指定挖掘动作范围R的一端的画面的一方式的图。

图9所示的画面52是在菜单画面51中按压了按钮51a时所显示的手动设定的最初的画面。在该图所示的画面52中，显示用于催促挖掘动作范围R的最深处(离驾驶室14最远的位置)的指定的消息和按钮52a、52b。按钮52a是指定挖掘动作范围R的最深处(特征点Pn的X坐标)的按钮，按照消息使作业机20伸展至操作员设想的挖掘动作范围的最深处(例如，作为在图7中用虚线所示的状态)后按压按钮52a时，指定特征点Pn的X坐标。按压按钮52b时，返回到菜单画面51。

图10是示例了通过手动设定来指定挖掘动作范围R的另一端的画面的一方式的图。

图10所示的画面53是在画面52中按压了按钮52a时所显示的手动设定的第二画面。在该图所示的画面53中，显示用于催促挖掘动作范围R的最前面(离驾驶室14最近的位置)的指定的消息和按钮53a、53b。按钮53a是指定挖掘动作范围R的最前面(特征点P1的X坐标)的按钮，按照消息使作业机20返回到操作员设想的挖掘动作范围的最前面(例如，作为在图7中用实线所示的状态)后按压按钮53a时，指定特征点P1的X坐标。完成特征点P1的X坐标的指定后结束设定，例如返回到调用了菜单画面51的画面。按压按钮53b时，返回到画面52。

图11是示例了通过选择设定来指定挖掘动作范围R的画面的一方式的图。

图11所示的画面54是在菜单画面51中按压了按钮51b时所显示的选择设定的画面。在该图所示的画面54中，显示用于催促挖掘动作范围R的指定的消息和按钮54a－54e。按钮54a－54c是用于指定挖掘动作范围R的按钮，基于近旁所示的参考信息(当前搭载的机体的机型名称或车辆级别(车体尺寸))，按压按钮54a－54c中的相应的按钮。按压按钮54a－54c中的某个时，结束挖掘动作范围R的设定，例如返回到调用了菜单画面51的画面。在没有适当的选择项的情况下，按压按钮54d时画面滚动并显示其他的按钮，因此只要按压其中的适当的按钮，则结束挖掘动作范围R的设定。另外，按压按钮54e时，返回到菜单画面51。

(第3实施方式)

图12是本发明的第3实施方式的说明图。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

本实施方式示例了从基础信息运算装置30向区域限制挖掘控制装置40发送的与基准线相关的信息的其他方式。在第1和第2实施方式中，说明了预先决定特征点P1、P2、…Pn的X坐标，从基础信息运算装置30发送上述的基准线L上的特征点P1、P2、…Pn的Z坐标的情况。与此相对，在本实施方式中提取的特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3是基准线L上的X坐标与作业机20接近的多个拐点或基于这些拐点运算而得到的多个点。基于拐点运算而得到的多个点是与拐点处于一定的位置关系的点等，是以不会对区域限制挖掘控制产生较大影响的程度从拐点偏离的点。特征点Pb1－Pb3是从作业机20的特定位置(在本实施方式中设为铲斗21c的前端部的宽度方向中央位置)起按照从近到远的顺序在－X方向取得的多个拐点或其近旁的点，在本实施方式中设为3个点，但并不限定数量。同样地，特征点Pf1－Pf3是从作业机20的特定位置起按照从近到远的顺序在+X方向取得的多个拐点或其近旁的点，在本实施方式中设为3个点，但并不限定数量。作业机20的特定位置和拐点的远近例如通过X坐标的值来判断。

另外，求取特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3时，在本实施方式中需要追加从区域限制挖掘控制装置40输入角度检测器8a－8c的检测信号，并运算作业机20的特定位置的当前位置的顺序。可以通过位置姿势运算装置32或特征点信息发送装置35来执行该顺序。也可以将来自角度检测器8a－8c的信号输入到基础信息运算装置30中。

图13和图14是本实施方式的特征点的示意图。

通过组合多角形(一般为三角形)的多边形来表现基准面的三维信息。如图13所示，基准面F是由平面Fa1－Fa3构成的简单的形状且基准线L上的拐点的数量较少的情况下，例如作业机20的铲斗21c位于在该图上用虚线所示的位置时，在图示的范围内，从铲斗21c的特定位置(例如，前端部的宽度方向中央位置)在－X方向(后方侧)提取特征点Pb1、在+X方向(前方侧)提取特征点Pf1。

与此相对，例如图14所示，基准面F由曲面Fb1－Fb3构成且基准线L上的拐点较密时，即使在相同程度的范围内，也从铲斗21c的特定位置起按照从近到远的顺序在－X方向(后方侧)提取特征点Pb1－Pb3，在+X方向(前方侧)提取特征点Pf1－Pf3。

这样，提取的特征点的间隔根据基准面F的形状而不同，即使在相同程度的范围内特征点的数量也变得不同。在本实施方式的情况下，基础信息运算装置30在之前在图6中说明的基础信息运算顺序中的骤S150中，如上所述地提取与作业机20处于预定的位置关系的特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3。

图15是表示在本实施方式中从基础信息运算装置30向区域限制挖掘控制装置40发送的特征点信息的一方式的示意图。

如上所述，在从基础信息运算装置30向区域限制挖掘控制装置40的通信中使用CAN的情况下，如上所述，将8比特的信息(4个位置信息)作为1个消息而发送。图15所示的消息ID－1中包含特征点Pf3、Pf2的XZ坐标(X1、Z1、X2、Z2)。与第1实施方式不同，特征点Pf3、Pf2的X坐标不是已知的值，因此在本实施方式中发送特征点Pf3，Pf2的XZ坐标。同样地，在消息ID－2中包括特征点Pf1、Pb1的XZ坐标(X3、Z3、X4、Z4)，在消息ID－3中包括特征点Pb2，Pb3的XZ坐标(X5、Z5、X6、Z6)。基于该基础信息，在区域限制挖掘控制装置40中确定特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3，执行区域限制挖掘控制。

其他结构或控制顺序，与第1实施方式相同。

在本实施方式中，为了区域限制挖掘控制而从基础信息运算装置30向区域限制挖掘控制装置40发送的基础信息仅是特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3的XZ坐标，与第1实施方式同样地，基础信息极简单且容量小。因此，在本实施方式中也能够得到与第1实施方式同样的效果。

此外，在本实施方式中，挖掘目标面越是复杂的形状，特征点Pb1－Pb3、Pf1－Pf3的X坐标轴方向的间隔越自然地变窄。与挖掘目标面的复杂度对应地，特征点的间隔变窄，因此用于区域限制挖掘控制的信息的密度相应地变高，存在地形的挖掘造形精度变高的优点。

在此，通过测位装置9a、9b检测的测位装置9a、9b的位置中可能包括测位装置9a、9b的检测值或测位装置9a、9b的安装位置等的误差。此外，根据液压挖掘机的构成要素的尺寸公差或制作误差等，例如有时作业机20的特定点的运算位置从实际位置偏移。这些情况下，基准点或基准线、基准面的精度下降，会对区域限制挖掘控制产生影响。因此，以下依次对基准点、基准线或基准面的校正方式说明代表性的例子。在以下的实施方式中，将起重臂21a的基端侧的支点(通过起重臂21a的左右的宽度方向的中央的铅垂面与回转中心轴的交点)设为本来应存在的基准点。此外，将挖掘目标面设为基准面。

(第4实施方式)

图16是本发明的第4实施方式的校正方式的说明图。在该图中，从上方观察起重臂21a(﹣Z方向)。本实施方式是基准线的校正的一例。

图16所示的基准点O’是没有执行校正时根据测位装置9a、9b的位置等通过位置姿势运算装置32运算而得到的基准点。在该例子中，基准点O’因测位装置9a、9b的检测值或安装位置的误差、液压挖掘机的构成要素的尺寸公差或制作误差等，相对于本来应存在的基准点O向Y坐标轴方向偏移了ΔY。该情况下，通过二维信息提取装置34计算基准线L’时所使用的作业机20的动作平面相对于现实的动作平面偏置ΔY，因此提取的基准线L’也相对于本来应提取的基准线L偏移ΔY。本实施方式是在这样的场面得到本来应存在的基准线L的例子。

图17是示例了本实施方式的修正画面的一方式的图。

图17所示的修正画面55是对基准线的Y坐标轴方向的修正量(抵消偏置量ΔY的值)进行输入设定的画面，在显示装置38(参照图3)的显示画面上进行适当操作而进行调用来表示。在该修正画面55中显示用于催促修正量的输入的消息、按钮55a－55c以及显示修正量的指示器55d。按压按钮55a、55b时，修正量增减。例如，按压1次按钮55a时，修正量增加预定值(例如1mm)，通过重复按压，逐次增加预定值。此外，按压1次按钮55b时，修正量减少预定值(例如1mm)，通过重复按压，逐次减少预定值。在指示器55d中显示随着按钮55a、55b的操作而变化的修正量，可以一边确认修正量一边进行设定。按压按钮55c时，返回到之前的画面。

在修正画面55中设定的修正量从显示装置38经由通信端口37输入到基础信息运算装置30，并存储在基础信息运算装置30内的存储装置36中。在本实施方式的情况下，例如先前在图6中说明的步骤S140中，二维信息提取装置34基于存储在存储装置36中的修正量使提取出的基准线L’向Y坐标轴方向偏移－ΔY来求出基准线L。由此，能够得到本来应存在的基准线L，抑制基准点O的误差对区域限制挖掘控制的影响。

此外，本实施方式的校正方式发挥效果的场面并不局限于基准点O’相对于基准点O偏移而计算的情况。相对于基准点O错开地设定基准点O’的情况下，例如无论液压挖掘机的车辆等级而将基准点O’的位置信息设定为相同等情况下，本校正方式也是有意义的。该情况下，在车辆级别不同的各个液压挖掘机中，高精度地求出基准点O、O’，预先将针对基准点O的基准点O’的修正量存储在存储装置36中。由此，基于从存储装置36读出的修正量，通过二维信息提取装置34能够校正基准线L’来求出基准线L。使用根据基准点O、O’高精度地求出的偏置量ΔY得到高精度的基准线L。

另外，在基准点O、O’的Y坐标中没有偏移的情况下(ΔY＝0的情况)，不需要进行该校正(换言之，设成设定修正量＝0即可)。

(第5实施方式)

在第4实施方式中示例了基于基准点O’的偏置量ΔY校正基准线L’后求出基准线L的情况，但也可以考虑将基准点O’校正为基准点O来求出基准线L。修正画面可以使用与第4实施方式相同的画面，将在修正画面55中设定的修正量存储在存储装置36中。在本实施方式的情况下，例如先前在图6中说明的步骤S110中，位置姿势运算装置32基于存储在存储装置36中的修正量校正进行运算而得出的基准点O’的位置信息来求出基准点O的位置信息。其结果，在步骤S140中，通过二维信息提取装置34从通过基准点O的动作平面和基准面提取基准线L。由此，能够得到本来应存在的基准线L，抑制基准点O的误差对区域限制挖掘控制的影响。在本实施方式的情况下，不提取基准线L’。

此外，与第4实施方式同样地，本实施方式的校正方式发挥效果的场面并不局限于相对于基准点O偏移基准点O’来进行计算的情况。相对于基准点O错开地设定基准点O’的情况下，例如无论液压挖掘机的车辆等级而将基准点O’的位置信息设定为相同等情况下，本校正方式也是有意义的。该情况下，在车辆级别不同的各个液压挖掘机中，高精度地求出基准点O、O’，预先将基准点O’相对于基准点O的偏置量ΔY存储在存储装置36中。由此，基于从存储装置36读出的偏置量ΔY，通过位置姿势运算装置32能够校正基准点O’来求出基准点O。使用根据基准点O、O’高精度地求出的偏置量ΔY得到高精度的基准线L。

另外，在基准点O、O’的Y坐标中没有偏移的情况下(ΔY＝0的情况)，不需要进行该校正(换言之，设成设定修正量＝0即可)。

(第6实施方式)

本实施方式是不仅在Y坐标轴方向，而是在XYZ方向三维进行校正的例子。即，以与在第4和第5实施方式中设定了ΔY相同的要领，预先设定了基准点O、O’的XYZ坐标的各偏置量ΔX、ΔY、ΔZ时，可以将基准点O’三维地校正成基准点O，或者将基准线L’三维地校正成基准线L。在本实施方式中，说明对第3实施方式中说明的特定点的校正使用了本校正方式的例子。

图18是本发明的第6实施方式的校正方式的说明图。在该图中，从左侧(﹣Y方向)观察起重臂21a。本实施方式也是基准点校正的一例。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

图18所示的特定点Po’在不执行校正的情况下，如第3实施方式中说明的那样，是根据测位装置9a、9b的位置等通过位置姿势运算装置32或二维信息提取装置34运算而得到的点。在本实施方式中，该特定点Po’因测位装置9a、9b的检测值或安装位置的误差、液压挖掘机的构成要素的尺寸公差或制作误差等，相对于本来应存在于作业机20的前端上的特定点Po向X坐标轴方向偏移ΔX、向Y坐标轴方向偏移ΔY、向Z坐标轴方向偏移ΔZ。将ΔX、ΔY、ΔZ设为XYZ分量时，将三维的偏置量设为ΔS。特定点Po’在第3实施方式中成为特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3的提取基础，因此若在特定点Po’中存在误差则特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3的提取精度下降，可能对区域限制挖掘控制产生影响。因此，在本实施方式中，将特定点Po’三维校正成特定点Po。

图19是示例了本实施方式的修正画面的一方式的图。

图19所示的修正画面56是将特定点的偏置量ΔS(各坐标轴方向的偏置量ΔX、ΔY、ΔZ)作为修正量进行输入设定的画面，通过在显示装置38(参照图3)的显示画面上进行适当操作来调用而显示。在该修正画面56中显示用于催促修正量的输入的消息、按钮56a－56f、56j以及显示修正量的指示器56g－56i。与图17所示的修正画面55同样地，按压按钮56a－56f时修正量增减。例如，按压1次按钮56a时，X坐标轴方向的修正量增加预定值(例如1mm)，通过重复按压，逐次增加预定值。此外，按压1次按钮56b时，X坐标轴方向的修正量减少预定值(例如1mm)，通过重复按压，逐次减少预定值。在指示器56g中显示随着按钮56a、56b的操作而变化的X坐标轴方向的修正量，可以一边确认修正量一边进行设定。同样地，在指示器56h中显示随着按钮56c、56d的操作而变化的Y坐标轴方向的修正量，在指示器56i中显示随着按钮56e、56f的操作而变化的Z坐标轴方向的修正量。按压按钮56j时，返回到之前的画面。

将在修正画面56中输入的修正量存储在基础信息运算装置30的存储装置36中，例如位置姿势运算装置32或二维信息提取装置34基于从存储装置36读出的偏置量ΔS(ΔX、ΔY、ΔZ)校正进行运算而得到的特定点Po’而求出现实的特定点Po。由此，能够提高特征点Pb1－Pb3和Pf1－Pf3等的提取精度，提高区域限制挖掘控制的精度。

此外，在本实施方式中示例了特定点Po’的校正，但如上所述在基准点O、O’之间产生了偏置量ΔS(ΔX、ΔY、ΔZ)的情况下也可以应用。基准点O如上所述是起重臂21a的基部的支点等。将本实施方式应用于基准点O’的校正的情况下，与第4、第5实施方式同样地，本校正方式发挥效果的场面并不局限于相对于基准点O偏移基准点O’来进行计算的情况。相对于基准点O错开地设定基准点O’的情况下，例如无论液压挖掘机的车辆等级而将基准点O’的位置信息设定为相同等情况下，本校正方式也是有意义的。

另外，在特定点Po’、Po(或基准点O、O’)的XYZ各坐标中没有偏移的情况下(ΔX＝ΔY＝ΔZ＝0的情况)，不需要进行该校正(换言之，设成设定修正量＝0即可)。

(第7实施方式)

图20是本发明的第7实施方式的校正方式的说明图。在该图中，从上方观察起重臂21a(﹣Z方向)。本实施方式也是基准线校正的一例。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

图20所示的基准线L’是没有执行校正时根据测位装置9a、9b的位置等通过二维信息提取装置34运算而得到的基准线。该基准线L’因测位装置9a、9b的检测值或安装位置的误差、液压挖掘机的构成要素的尺寸公差或制作误差等，相对于沿着作业机20的现实的动作平面的本来应该存在的基准线L以基准点O为中心倾斜了Δθ。该情况下，在作业机20的现实的动作平面与运算的动作平面之间存在偏置量Δθ，该误差对区域限制挖掘控制会产生影响。本实施方式是在这样的场面校正基准线L’的倾角来得到基准线L的例子。

图21是示例了本实施方式的修正画面的一方式的图。

图21所示的修正画面57是对基准线的回转方向的修正量(抵消偏置量Δθ的值)进行输入设定的画面，在显示装置38(参照图3)的显示画面上进行适当操作来进行调用而表示。在该修正画面57中显示用于催促修正量的输入的消息、按钮57a－57c以及显示修正量的指示器57d。按压按钮57a、57b时，修正量增减。例如，按压1次按钮57a时，修正量增加预定值(例如1度)，通过重复按压，逐次增加预定值。此外，按压1次按钮57b时，修正量减少预定值(例如1度)，通过重复按压，逐次减少预定值。在指示器57d中显示随着按钮57a、57b的操作而变化的修正量，可以一边确认修正量一边进行设定。按压按钮57c时，返回到之前的画面。

在修正画面57中设定的修正量从显示装置38经由通信端口37输入到基础信息运算装置30，并存储在基础信息运算装置30内的存储装置36中。在本实施方式的情况下，例如先前在图6中说明的步骤S140中，二维信息提取装置34基于存储在存储装置36中的修正量，使提取的基准线L’回转Δθ来求出基准线L。由此，能够对现实的作业机20得到本来应存在的基准线L，抑制基准线L’的误差对区域限制挖掘控制的影响。

另外，在基准线L、L’的倾角没有偏移的情况下(Δθ＝0的情况)，不需要进行该校正(换言之，设成设定修正量＝0即可)。

此外，在本实施方式中举了校正提取的基准线L’的倾角的情况为例进行了说明，但也考虑校正动作平面的倾角而求出基准线L的情况。

(第8实施方式)

图22是本发明的第8实施方式的校正方式的说明图。在该图中，从左侧(﹣Y方向)观察液压挖掘机。本实施方式是基准面的校正的一例。对于已说明的部分，在该图中赋予与已出现的附图相同的符号并省略说明。

图22所示的基准点O’因各种误差等相对于基准点O向斜上方三维地偏移了偏置量ΔS。该情况下，在作业机20的实际轨迹与运算的轨迹之间会产生因偏置量ΔS引起的误差。具体而言，现实的作业机20的基部支点比基准点O’低，因此比运算的挖掘位置更深地进行挖掘。因此，在本实施方式中，配合基准点O’相对于基准点O的偏移，运算使存储在基础信息运算装置30的目标面存储装置33中的挖掘目标面Fa向斜上方移动偏置量ΔS而得的基准面Fb。由此，基准面Fb向高位置偏移，因此作为结果，作业机20的挖掘地形依照原本的挖掘目标面Fa，并抵消因基准点O’的偏移引起的作业机20的轨迹的误差。

修正画面，可以使用图19示例的画面。将在该修正画面中设定的修正量存储在基础信息运算装置30的存储装置36中，例如二维信息提取装置34基于从存储装置36读出的偏置量ΔS(ΔX、ΔY、ΔZ)使挖掘目标面Fa移动ΔS来求出基准面Fb。二维信息提取装置34基于运算而得到的基准面Fb提取基准线L。由此，能够抑制区域限制挖掘控制的精度下降。

另外，在基准点O、O’的XYZ各坐标中没有偏移的情况下(ΔX＝ΔY＝ΔZ＝0的情况)，不需要进行该校正(换言之，设成设定修正量＝0即可)。

此外，与第4、图5实施方式同样地，本实施方式的校正方式发挥效果的场面并不局限于相对于基准点O偏移基准点O’来进行计算的情况。相对于基准点O错开地设定基准点O’的情况下，例如无论液压挖掘机的车辆等级而将基准点O’的位置信息设定为相同等情况下，本校正方式也是有意义的。

最后，当然也可以适当组合以上说明的各实施方式而实施。

符号说明

8a－8c 角度检测器(姿势检测器)

9a、9b 测位装置

10 车体

20 作业机

30 基础信息运算装置

33 目标面存储装置(存储装置)

34 二维信息提取装置

35 特征点信息发送装置

40 区域限制挖掘控制装置

F 基准面

L 基准线

P1、P2、…Pn、Pb1－Pb3、Pf1－Pf3 特征点

Claims (9)

1.一种基础信息运算装置，其运算区域限制挖掘控制的基础信息，该区域限制挖掘控制用于控制工程机械的作业机以便不会越过挖掘目标面来进行挖掘，该基础信息运算装置的特征在于，具备：

存储装置，其存储有所述挖掘目标面的三维位置信息；

二维信息提取装置，其基于所述挖掘目标面的三维位置信息以及所述工程机械的当前位置信息，求出所述挖掘目标面或基于所述挖掘目标面的面即基准面与所述作业机的动作平面的交线，提取所述交线或基于所述交线的线即基准线，作为所述基准面在所述动作平面上的二维信息；以及

特征点信息发送装置，其将所述基准线上的多个特征点信息作为所述基础信息发送给区域限制挖掘控制装置。

2.根据权利要求1所述的基础信息运算装置，其特征在于，

将从对所述工程机械设定的任意点或基于该任意点的点即基准点沿着所述动作平面向前方延伸的轴设为X坐标轴，将从所述基准点沿着所述动作平面向上方延伸的轴设为Z坐标轴，

所述特征点信息发送装置提取X坐标为一定间隔的所述基准线上的多个点作为所述特征点，并仅将这些多个特征点的Z坐标发送给所述区域限制挖掘控制装置。

3.根据权利要求2所述的基础信息运算装置，其特征在于，

通过所述特征点信息发送装置提取的所述多个特征点的X坐标是在X坐标轴方向将挖掘动作范围分割成设定数的坐标，

该基础信息运算装置还具备对所述特征点信息发送装置设定所述挖掘动作范围的设定装置。

4.根据权利要求1所述的基础信息运算装置，其特征在于，

将从对所述工程机械设定的任意点或基于该任意点的点即基准点沿着所述动作平面向前方延伸的轴设为X坐标轴，将从所述基准点沿着所述动作平面向上方延伸的轴设为Z坐标轴，

所述特征点信息发送装置基于所述作业机的位置信息，提取所述基准线上的X坐标与所述作业机接近的多个拐点或基于这些拐点的多个点作为所述特征点，并将这些多个特征点的XZ坐标发送给所述区域限制挖掘控制装置。

5.一种工程机械，其特征在于，具备：

车体；

设在所述车体上的作业机；

取得所述车体所具备的本体的位置信息的测位装置；

检测所述作业机的姿势信息的姿势检测器；

权利要求1所述的基础信息运算装置；以及

基于从所述基础信息运算装置接收到的基础信息，执行所述区域限制挖掘控制的区域限制挖掘控制装置。

6.一种基础信息运算方法，其运算区域限制挖掘控制的基础信息，该区域限制挖掘控制用于控制工程机械的作业机以便不会越过挖掘目标面来进行挖掘，该基础信息运算方法的特征在于，

基于所述挖掘目标面的三维位置信息和所述工程机械的当前位置信息，求出所述挖掘目标面或基于所述挖掘目标面的面即基准面与所述作业机的动作平面的交线，提取所述交线或基于所述交线的线即基准线作为所述基准面在所述动作平面上的二维信息，

将所述基准线上的多个特征点的信息作为所述基础信息输入到区域限制挖掘控制装置。

7.根据权利要求6所述的基础信息运算方法，其特征在于，

将从对所述工程机械设定的任意点或基于该任意点的点即基准点沿着所述动作平面向前方延伸的轴设为X坐标轴，将从所述基准点沿着所述动作平面向上方延伸的轴设为Z坐标轴，

提取X坐标为一定间隔的所述基准线上的多个点作为所述特征点，仅将这些多个特征点的Z坐标输入到所述区域限制挖掘控制装置。

8.根据权利要求7所述的基础信息运算方法，其特征在于，

对所述作业机的作业区域设定挖掘所使用的X坐标轴上的范围，并将在X坐标轴方向将挖掘动作范围分割成设定数的多个X坐标的所述基准线上点设为所述特征点。

9.根据权利要求6所述的基础信息运算方法，其特征在于，

将从对所述工程机械设定的任意点或基于该任意点的点即基准点沿着所述动作平面向前方延伸的轴设为X坐标轴，将从所述基准点沿着所述动作平面向上方延伸的轴设为Z坐标轴，

提取所述基准线上的X坐标与所述作业机接近的多个拐点或基于这些拐点的多个点作为所述特征点，并将这些多个特征点的XZ坐标输入到所述区域限制挖掘控制装置。