CN107002384A - 作业机械的控制系统及作业机械的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业机械的控制系统，具备：获取部，其获取表示作业机械进行作业的作业现场的现状地形的多个现状地形数据；以及合成部，其基于由上述获取部获取的多个上述现状地形数据，根据规定的规则来生成上述作业现场的合成现状地形数据。

Description

作业机械的控制系统及作业机械的控制方法

技术领域

本发明涉及一种作业机械的控制系统及作业机械的控制方法。

背景技术

近年来，在推土机等作业机械中正在推进ICT(Information and CommunicationTechnology，信息和通信技术)的使用。例如有如下作业机械等：其搭载GNSS(GlobalNavigation Satellite Systems，全球导航卫星系统)等来检测自身的位置，对该位置信息与表示作业现场的现状地形的现状地形数据进行比较，进行运算处理来求取作业机的位置或姿态等(例如参照专利文献1)。现状地形数据例如由外部服务器等管理，并由这样的服务器发送到作业机械。作业机械接收从服务器发送来的一种现状地形数据来进行运算处理等。

专利文献1：日本特开2014－205955号公报

发明内容

近年来，在这样的作业机械中，例如需要使用现状地形数据来高精度地进行作业机的自动控制。在这种情况下，根据从管理装置发送来的现状地形数据的精度，有时难以高精度地进行作业机的自动控制。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种能够使用高精度的现状地形数据来高精度地进行作业机的自动控制的作业机械的控制系统及作业机械的控制方法。

根据本发明的形态，提供一种作业机械的控制系统，其具备：获取部，其获取表示作业机械进行作业的作业现场的现状地形的多个现状地形数据；以及合成部，其基于由上述获取部获取的多个上述现状地形数据，根据规定的规则来生成上述作业现场的合成现状地形数据。

根据本发明的形态，能够使用高精度的现状地形数据来高精度地进行作业机的自动控制。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的作业机械的一个示例的图。

图2是表示本实施方式涉及的作业机械的控制系统即控制系统的一个示例的框图。

图3是表示显示控制器的一个示例的框图。

图4是表示现状地形数据的一个示例的图。

图5是表示参考地点的一个示例的图。

图6是示意性地表示用于生成合成现状地形数据的处理的图。

图7是示意性地表示用于生成合成现状地形数据的处理的图。

图8是表示合成现状地形数据的一个示例的图。

图9是将设计地形数据、合成现状地形数据及虚拟设计数据对应地表示的图。

图10是表示本实施方式涉及的作业机械的控制方法的一个示例的流程图。

符号说明

G 网格区域

G1、G3 有效网格区域

G2、G4 无效网格区域

10 车辆主体

11 行走装置

11a 履带

12 天线

20 作业机

21 推土铲

21p 齿尖

30 显示控制器

40 导航控制器

50 作业机控制器

61 现状地形数据计算部

62 获取部

63 检验部

64 合成部

65 生成部

66 显示控制部

70 现状地形数据

71 第一部分现状地形数据

72 第二部分现状地形数据

73 合成现状地形数据

75、75a、75b、75c、75d、75e、75f、75g、75h 参考地点

80 设计地形数据

81 虚拟设计数据

100 推土机

200 控制系统

300 管理服务器

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明涉及的作业机械的控制系统及作业机械的控制方法的实施方式进行说明。另外，本发明不限于下述实施方式。此外，下述实施方式中的结构要素包含本领域技术人员能够置换且容易想到的结构要素或实质上相同的结构要素。

图1是表示本实施方式涉及的作业机械的一个示例的图。在本实施方式中，作为作业机械，例如以推土机100为例进行说明。推土机100包括车辆主体10和作业机20。在本实施方式中，推土机100例如在工程现场、矿山等作业现场中使用。

图1所示的X轴、Y轴、Z轴表示全局坐标系中的X轴、Y轴、Z轴。在本实施方式中，设相对于车辆主体10作业机20所在的方向为前方。因此，设相对于作业机20车辆主体10所在的方向为后方。在本实施方式中，设相对于履带11a与地面接触的接地面，车辆主体10所在的方向为上方，从车辆主体10朝向接地面的方向、即重力方向为下方。另外，在图1中，以使前后方向与X方向一致、车宽方向与Y方向一致、上下方向与Z方向一致的状态配置推土机100。

车辆主体10具有作为行走部的行走装置11。行走装置11具有履带11a。履带11a分别配置在车辆主体10的左右。行走装置11通过由未图示的液压马达使履带11a旋转来使推土机100行走。

车辆主体10具有天线12。天线12用于检测推土机100的当前位置。天线12与全局坐标运算装置15电连接。全局坐标运算装置15是用于检测推土机100的位置的位置检测装置。全局坐标运算装置15使用GNSS(Global Navigation Satellite Systems：GNSS是全球导航卫星系统)检测推土机100的当前位置。在以下的说明中，可将天线12称为GNSS天线12。与GNSS天线12接收到的GNSS电波相对应的信号被输入到全局坐标运算装置15。全局坐标运算装置15求取图1所示的全局坐标系(X，Y，Z)中的GNSS天线12的设置位置。作为全球导航卫星系统的一个示例，例如有GPS(Global Positioning System，全球定位系统)，但是全球导航卫星系统不限于此。GNSS天线12优选设置在例如驾驶室13的上端。另外，GNSS天线12例如也可以配置有两个。在这种情况下，能够使用从两个GNSS天线12得到的数据来生成方位数据。

车辆主体10具有设置有供驾驶员乘坐的驾驶席的驾驶室13。在驾驶室13内，配置有各种操作装置及用于显示图像数据的显示部14。显示部14例如是液晶显示装置等，但是不限于此。显示部14可以使用例如将输入部和显示部一体化的触控面板。此外，在驾驶室13内设置有未图示的操作装置。操作装置是用于操作作业机20和行走装置11中的至少一方的装置。

作业机20包括作为作业部件的推土铲21、支承推土铲21的提升架22、以及驱动提升架的提升缸23。推土铲21具有齿尖21p。齿尖21p配置在推土铲21的下端部。在平整作业或挖掘作业等作业中，齿尖21p与地面接触。推土铲21通过提升架22由车辆主体10支承。提升缸23将车辆主体10和提升架22连接。提升缸23驱动提升架22来使推土铲21在上下方向上移动。作业机20包括提升缸传感器23a。提升缸传感器23a检测表示提升缸23的行程长度的提升缸长度数据La。

图2是表示本实施方式涉及的作业机械的控制系统即控制系统200的一个示例的框图。如图2所示，控制系统200包括全局坐标运算装置15、作为用于检测角速度及加速度的状态检测装置的IMU(Inertial Measurement Unit：惯性测量装置)16、导航控制器40、显示控制器30、以及作业机控制器(作业机控制部)50。

全局坐标运算装置15获取由全局坐标系表示的天线12的位置数据即基准位置数据P1。全局坐标运算装置15包括作为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等处理器的处理部、作为RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)及ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)等存储装置的存储部。

全局坐标运算装置15基于基准位置数据P1来生成表示车辆主体10的位置的位置数据P。位置数据P表示全局坐标系(X，Y，Z)中的位置。全局坐标运算装置15将生成的位置数据P输出到导航控制器40及显示控制器30。

IMU16是用于检测表示推土机100的动作的动作信息的状态检测装置。在实施方式中，动作信息可以包括表示推土机100的姿态的信息。表示推土机100的姿态的信息例如有推土机100的侧倾角、俯仰角及方位角。IMU16安装于车辆主体10。IMU16例如可以设置在驾驶室13的下部。

IMU16检测推土机100的角速度及加速度。由于推土机100的动作，推土机100会产生在行走时所产生的加速度、在回转时所产生的角加速度及重力加速度等各种加速度，IMU16至少检测并输出重力加速度。这里，重力加速度是与对重力的抵抗力对应的加速度。IMU16例如在全局坐标系(X，Y，Z)中检测X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上的加速度、以及围绕X轴、Y轴及Z轴的角速度(旋转角速度)。

显示控制器30在显示部14中显示指引画面等的图像。显示控制器30具有通信部32。通信部32与外部的通信设备之间能够进行通信。通信部32例如从管理服务器300等接收作业现场的现状地形数据70及设计地形数据80。通信部32也可以从USB存储器等外部存储装置、PC、便携式终端接收作业现场的现状地形数据70及设计地形数据80。

导航控制器40包括作为CPU等处理器的处理部、以及作为RAM及ROM等存储装置的存储部。导航控制器40被输入全局坐标运算装置15的检测值、IMU16的检测值、以及来自后述的作业机控制器50的输出值。导航控制器40基于全局坐标运算装置15的检测值及IMU16的检测值，来求取与推土机100的位置相关联的位置信息并输出到显示控制器30。导航控制器40被输入从显示控制器30输出的虚拟设计数据81。导航控制器40基于虚拟设计数据81来设定推土铲21的齿尖21p的目标齿尖位置并输出到作业机控制器50。

导航控制器40从作业机控制器50输入齿尖位置数据。齿尖位置数据是表示作为齿尖21p的三维位置的齿尖位置的数据。导航控制器40基于齿尖位置数据来生成表示目标齿尖位置的目标齿尖位置数据。导航控制器40在生成目标齿尖位置数据时，使用表示作业现场的现状地形的现状地形数据。导航控制器40生成例如将由现状地形数据表示的现状地形向下方偏移规定距离所得到的虚拟目标地面，并以使齿尖21p沿着该虚拟目标地面的方式生成目标齿尖位置数据。

作业机控制器50包括作为CPU等处理器的处理部、以及作为RAM及ROM等存储装置的存储部。作业机控制器50使用推土铲21的位置信息来检测上述齿尖位置数据。作业机控制器50被输入从导航控制器40输出的目标齿尖位置。作业机控制器50基于目标齿尖位置数据，来生成并输出用于控制作业机20的动作的作业机指令值。此外，作业机控制器50被输入从提升缸传感器23a输出的提升缸长度数据La。作业机控制器50基于提升缸长度数据La来计算推土铲21的提升角度(lift angle)θa(参照图1)。提升角度θa与从推土铲21的原点位置起的下降角度即齿尖21p向地下挖入的深度或从地面起的高度相对应。在图1中，提升架22及推土铲21的原点位置由双点划线表示。在提升架22及推土铲21位于原点位置的情况下，推土铲21的齿尖21p与地面接触。通过推土机100以使推土铲21从原点位置下降的状态前进，由推土机100进行平整作业及挖掘作业。作业机控制器50基于提升缸传感器23a的检测值，向导航控制器40输出表示与当前的齿尖21p的位置相关的齿尖位置及提升角度θa的信号。

图3是表示导航控制器40的一个示例的框图。如图3所示，导航控制器40包括处理部44和存储部45。导航控制器40中，处理部44及存储部45通过总线46等信号线连接。此外，存储部45存储用于在处理部44中进行各种处理的程序及数据等。存储部45存储例如后述的现状地形数据70、设计地形数据80和合成现状地形数据73。

图4是表示现状地形数据的一个示例的图。如图4所示，现状地形数据70是在将作业现场划分成多个网格区域G时与每个网格区域G的高度位置(Z坐标)相关的数据。网格区域G在全局坐标系的X方向及Y方向上隔开规定间隔地设置。各网格区域G储存有全局坐标系的位置数据(X，Y，Z)。另外，现状地形数据70只要是与网格区域G的任意位置的高度数据相关的数据即可，例如可以是网格区域G的中心位置的高度数据，也可以是网格区域G的四角的高度数据。网格区域G例如设定为正方形，但不限于此，例如也可以是长方形、平行四边形、三角形等其他形状。

在本实施方式中，现状地形数据70例如是通过使用各种测量方法测量作业现场的现状地形而生成的。现状地形数据70包括例如测量方法等不同的多种现状地形数据。作为用于生成现状地形数据70的测量方法，例如有使用在作业现场中行走的车辆的位置信息来测量现状地形的方法、使用在作业现场中行走的推土机100等作业机械的位置信息来测量现状地形的方法、使测量车辆行走来测量现状地形的方法、使用静止的测量仪来测量现状地形的方法、使用立体拍摄装置测量现状地形的方法、使用无人机等无人飞行器测量现状地形的方法等。另外，使用无人机等进行的测量可以是使用例如拍摄装置等拍摄现状地形并基于拍摄结果来测量现状地形数据的方法，也可以使用激光扫描仪测量现状地形数据。也可以对现状地形数据70附加用于识别测量方法等的识别信息。

处理部44例如是CPU等处理器。处理部44包括获取部62、检验部63、合成部64、生成部65、显示控制部66和现状地形数据计算部61。

现状地形数据计算部61计算表示例如与作业现场中的推土机100通过的区域相关的现状地形的现状地形数据70。现状地形数据计算部61基于例如由全局坐标运算装置15输出的位置信息来计算现状地形数据70。在这种情况下，现状地形数据计算部61计算例如与推土机100通过的区域对应的每个网格区域G的Z坐标。

获取部62获取表示作业现场的现状地形的多个现状地形数据70。由获取部62获取的现状地形数据70包括例如从管理服务器300接收的现状地形数据70、以及由现状地形数据计算部61生成的现状地形数据70。

由获取部62获取的多个现状地形数据70有时根据测量方法等的不同而其精度及包含数据的范围等也会不同。例如使用作业现场中的车辆的位置信息进行测量所得到的现状地形数据70由于测量时的行走速度较快而导致测量精度降低。另一方面，在作业现场的较大的区域内行走来测量现状地形数据70，由此能够增加具有数据的网格区域G的数量。

此外，关于使用行走速度比上述车辆低的推土机100等作业机械的位置信息所得到的现状地形数据70，由于行走速度较低，测量精度相应地较高。另一方面，推土机100主要在例如作业现场中的推土机100进行作业的场所以及为了作业而移动的场所中行走，因此具有数据的网格区域G的数量有限。

检验部63对由获取部62获取的现状地形数据70进行检验。检验部63基于现状地形数据70的获取时刻和现状地形数据70的精度中的至少一方进行检验。检验部63根据检验结果，采用满足规定基准的现状地形数据70，舍弃不满足规定基准的现状地形数据70。另外，也可以不设置检验部63。

合成部64生成合成现状地形数据73。合成现状地形数据73是表示作业现场中的规定参考地点的现状地形的现状地形数据。

图5是表示参考地点的一个示例的图。在图5中，用矩形示意性地表示推土机100。如图5所示，参考地点75是与推土机100的行走装置11的行走方向对应地设定的多个地点。各参考地点75以推土机100的当前位置为基准，在行走方向的前方及后方沿着直线方向设定。各参考地点75的设定数量及参考地点75彼此的间隔是任意的。因此，例如各参考地点75可以如图5所示那样等间隔地设定。此外，可以使参考地点75的设定数量在当前位置的前方和后方相同，也可以不同。多个参考地点75基于由全局坐标运算装置15输出的位置信息来设定。另外，参考地点75不限于此，可以设定在任意位置。另外，各参考地点75的X坐标及Y坐标基于推土机100的位置信息、及推土机100的朝向信息来求取。

这里，对由合成部64生成合成现状地形数据73的处理的一个示例进行说明。在生成合成现状地形数据73时，合成部64根据规定的规则将多个现状地形数据70对应的或相同的位置上的位置数据合成，从而生成一个合成现状地形数据73。作为本实施方式的一个示例，下面对使用参考地点75来生成合成现状地形数据73的情况进行说明。首先，合成部64基于一个现状地形数据70中的各网格区域G的位置数据(X，Y，Z)、以及参考地点75处的X方向及Y方向上的位置数据(X，Y)，来求取参考地点75处的高度数据(Z坐标)。在这种情况下，对于要求取Z坐标的参考地点75，合成部64基于位于该参考地点75周围的网格区域G(例如四个)的坐标(X，Y，Z)，例如通过线性插值来计算Z坐标。对每个参考地点75都进行这样的处理，计算各参考地点75的Z坐标的集合(以下称为部分现状地形数据)。另外，在本实施方式中，部分现状地形数据是现状地形数据的一个示例。

图6及图7是示意性地表示对于各参考地点75计算Z坐标的处理的图。首先，对合成部64将多种现状地形数据70中的、例如是使用推土机100等作业机械的位置信息来测量现状地形所得到的现状地形数据70设定为第一现状地形数据71的情况进行说明。在这种情况下，第一现状地形数据中，对于推土机100行走过的网格区域G计算出位置数据而存在有数据，但是对于推土机100没有行走过的网格区域G不存在位置数据。将存在有位置数据的网格区域G定义为有效网格区域G1，将不存在位置数据的网格区域G定义为无效网格区域G2。在图6的(a)中，示出了推土机100通过的网格区域G为有效网格区域G1，推土机100没有通过的网格区域G为无效网格区域G2。合成部64在能够使用有效网格区域G1的位置信息进行计算的范围内计算各参考地点75的Z坐标。如图6的(a)所示，对于位于有效网格区域G1附近的参考地点75(75a、75b、75c、75d、75e)，合成部64使用该有效网格区域G1的位置数据计算Z坐标。此外，对于图6的(a)中的位于不具有位置数据的无效网格区域G2附近的参考地点75(75f、75g、57h)，合成部64不计算Z坐标。其结果，合成部64生成参考地点75a、75b、75c、75d、75e的位置信息的集合作为第一部分现状地形数据71。

图6的(b)示出了第一部分现状地形数据71中的各参考地点75的Z坐标。在Z坐标被求出的参考地点75a、75b、75c、75d、75e存在有高度数据，但是在Z坐标没有被求出的参考地点75f、75g、57h不存在高度数据。

下面，对合成部64将多种现状地形数据70中的、例如是使用车辆的位置信息来测量现状地形所得到的现状地形数据70设定为第二现状地形数据的情况进行说明。图7的(a)示出了例如一部分数据由检验部63舍弃了的情况的示例。如图7的(a)所示，合成部64将被舍弃了的网格区域G作为不存在数据的无效网格区域G4进行处理。因此，在如图7的(a)所示的情况下，合成部64在能够使用有效网格区域G3附近的位置信息进行计算的范围内计算参考地点75的Z坐标。如图7的(a)所示，对于位于有效网格区域G3附近的参考地点75(75a、75b、75c、75d、75e、75f、57h)，合成部64使用该有效网格区域G3的位置信息计算Z坐标。此外，对于位于无效网格区域G4附近的参考地点75g，合成部64不计算Z坐标。其结果，合成部64生成参考地点75a、75b、75c、75d、75e、75f、57h的位置信息的集合作为第二部分现状地形数据72。

图7的(b)示出了第二部分现状地形数据72中的各参考地点75的Z坐标。在Z坐标被求出的参考地点75a、75b、75c、75d、75e、75f、57h存在有高度数据，但是在Z坐标没有被求出的参考地点75g不存在高度数据。

另外，在上述示例中，对于参考地点75g，无论在第一部分现状地形数据71和第二部分现状地形数据72中的哪一方都不存在Z坐标。在这种情况下，合成部64可以基于配置在上述无效网格区域G4周围的有效网格区域G3的位置信息，通过线性插值等方法对无效网格区域G4的位置信息进行插补。然后，在使该无效网格区域G4成为有效网格区域G3的情况下，合成部64能够使用该有效网格区域G3的位置信息计算参考地点75g的Z坐标。

此外，在上述示例中，以合成部64计算第一部分现状地形数据71及第二部分现状地形数据72这两种部分现状地形数据的情况为例进行了说明，但是不限于此。例如合成部64也可以计算三种以上的部分现状地形数据。此外，合成部64也可以基于与上述不同种类的、或是通过不同的测量方法求出的现状地形数据70来求取部分现状地形数据。

在计算出多个部分现状地形数据之后，合成部64将包含在各部分现状地形数据中的数据合成，来生成合成现状地形数据。在将部分现状地形数据合成时，合成部64例如根据规定的规则进行合成。作为规定的规则，例如有对每个现状地形数据70预先设定的优先顺序。在使用对每个现状地形数据70预先设定的优先顺序的情况下，合成部64可以优先采用基于优先顺序较高的现状地形数据70计算出的部分现状地形数据的各参考地点75的Z坐标。该优先顺序例如按照现状地形数据70的测量方法进行设定。例如可以对于通过精度较低的测量方法求出的现状地形数据70，将其优先顺序设定得较低。

图8的(a)是表示合成现状地形数据73的一个示例的图。例如对于各参考地点75，合成部64根据规定的规则将第一部分现状地形数据71及第二部分现状地形数据72的高度数据合成，由此生成图8的(a)所示的合成现状地形数据73。在本实施方式中，对采用如下规则来作为规定规则的情况进行说明，即基于对各现状地形数据70设定的优先顺序求取各参考地点75处的高度数据、即从部分现状地形数据71、72中的任意一方提取高度数据。在本实施方式中，以第一现状地形数据(第一部分现状地形数据)71的优先顺序高于第二现状地形数据(第二部分现状地形数据)72的情况为例进行说明。

在第一现状地形数据(第一部分现状地形数据)71比第二现状地形数据(第二部分现状地形数据)72优先的规则下，合成现状地形数据73在参考地点75a、75b、75c、75d、75e从第一部分现状地形数据71提取高度数据。此外，合成现状地形数据73在参考地点75f、75h从第二部分现状地形数据72提取高度数据。参考地点75g没有Z坐标的数据。

图8的(b)示出了合成现状地形数据73中的各参考地点75的Z坐标。在参考地点75a、75b、75c、75d、75e记录有从第一部分现状地形数据71提取出的高度数据，在参考地点75f、75h记录有从第二部分现状地形数据72提取出的高度数据。参考地点75a、75b、75c、75d、75e处的虚线的高度数据是优先顺序较低而没有被采用的第二部分现状地形数据72中的高度数据。

另外，也可以如上述那样基于对第二部分现状地形数据72中的无效网格G4进行插补所得到的位置信息来获取参考地点75g的高度数据。此外，也可以例如如图8的(b)中的参考地点75g′那样基于参考地点75f及参考地点75h的高度数据进行线性插值来获取参考地点75g的高度数据。

生成部65基于由合成部64生成的合成现状地形数据73来生成作业现场的虚拟设计数据81。图9是将设计地形数据80、如图8所示的各参考地点75的合成现状地形数据73和虚拟设计数据81对应地表示的图。设计地形数据80是指施工现场的最终目标面。虚拟设计数据81是表示为从作业现场的现状地形到达设计地形而使用的中间设计地形的设计数据。中间设计地形是设定成例如能通过推土机100进行一次或多次挖掘作业而到达的目标地形。如图9所示，虚拟设计数据81是合成现状地形数据73与设计地形数据80之间的值，作为一个示例，可以使合成现状地形数据73向Z坐标下方向偏移而形成。此外，虚拟设计数据81也可以形成为例如对现状地形进行平滑化处理后使其向Z坐标下方向偏移而得到的形状。通过基于虚拟设计数据81分阶段地进行多次作业机20的自动控制，能够使作业现场的地形接近最终设计数据的形状。通过该多次作业，能够使作业现场的地形逐渐减少凹凸。

图10是表示本实施方式涉及的作业机械的控制方法的一个示例的流程图。在步骤ST10中，显示控制器30的获取部62获取存储在存储部35中的多个现状地形数据70。作为这样的现状地形数据70，如上所述，例如有使用车辆的位置信息测量现状地形所得到的现状地形数据70、使用推土机100等作业机械的位置信息测量现状地形所得到的现状地形数据70、使测量车辆行走来测量现状地形所得到的现状地形数据70、使用静止的测量仪测量现状地形所得到的现状地形数据70、使用立体拍摄装置测量现状地形的方法、通过无人机等无人飞行器拍摄现状地形并基于拍摄结果求取现状地形所得到的现状地形数据70等。另外，检验部63也可以在步骤ST10之后对所获取的现状地形数据70进行检验处理。

接着，在步骤ST20中，对于所获取的多种现状地形数据70，合成部64基于网格区域G的位置信息，计算例如作为各参考地点75的Z坐标的集合的部分现状地形数据。接着，在步骤ST30中，合成部64根据规定的规则将各部分现状地形数据所包含的数据合成来生成合成现状地形数据。合成部64将生成的合成现状地形数据73存储在存储部35中。接着，在步骤ST40中，生成部65基于存储在存储部35中的该合成现状地形数据73来生成虚拟设计数据81。

接着，在步骤ST50中，导航控制器40及作业机控制器50基于所生成的虚拟设计数据81来对作业机20进行控制。在这种情况下，导航控制器40基于所生成的虚拟设计数据81，设定推土铲21的齿尖21p的目标齿尖位置并输出到作业机控制器50。作业机控制器50基于从导航控制器40输出的目标齿尖位置的值来输出用于控制作业机20的动作的作业机指令值。这样，作业机20的动作基于虚拟设计数据81而被控制。

如上所述，本实施方式涉及的作业机械的控制系统具备：获取部62，其获取表示推土机100进行作业的作业现场的现状地形的多个现状地形数据70；以及合成部64，其基于由获取部62获取的多个现状地形数据70，根据规定的规则来生成作业现场的合成现状地形数据73。此外，本实施方式涉及的作业机械的控制方法包括：获取表示推土机100进行作业的作业现场的现状地形的多个现状地形数据70；以及基于所获取的多个现状地形数据70，根据规定的规则来生成作业现场的合成现状地形数据73。采用这样的结构，使用多种现状地形数据70来生成合成现状地形数据73，由此能够大范围且高精度地保留作业现场的现状地形数据。由此，能够使用作为高精度的现状地形数据的合成现状地形数据73高精度地进行作业机20的自动控制。

本实施方式涉及的作业机械的控制系统200还具备生成部65，其基于合成现状地形数据73和表示作业现场的设计地形的设计地形数据80来生成作业现场的虚拟设计数据81。采用这样的结构，由于基于合成现状地形数据73来生成虚拟设计数据81，所以能够使用高精度的虚拟设计数据81来控制作业机20。

以上，对实施方式进行了说明，但是实施方式不限于上述内容。此外，上述结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的结构要素、实质上相同的结构要素、所谓等同范围的结构要素。并且，上述结构要素能够适当组合。并且，能够在不脱离实施方式要旨的范围内进行结构要素的各种省略、置换及变更中的至少一种。例如由导航控制器40执行的各处理也可以由显示控制器30、作业机控制器50或它们以外的控制器来执行。

此外，在上述实施方式中，作为作业机械，以推土机100为例进行了说明，但是不限于此，也可以是液压挖掘机或轮式装载机等其他作业机械。此外，上述实施方式中的控制系统200可以设置于推土机100等作业机械，也可以设置于管理服务器300等，也可以由作业机械和管理服务器分担。

此外，在上述实施方式中，作为现状地形数据70，以使用推土机100等作业机械的位置信息测量出的第一现状地形数据和使用车辆的位置信息测量出的第二现状地形数据为例进行了说明，但是不限于此。例如，作为现状地形数据70，也可以采用：如上述那样例如用测量仪所得到的测量结果、或使用无人机等无人飞行器检测现状地形的情况下的检测结果等。

此外，在上述实施方式中，作为合成部64生成合成现状地形数据73时的规定的规则，以基于对现状地形数据70预先设定的优先顺序生成合成现状地形数据73的结构为例进行了说明，但是不限于此。例如合成部64也可以计算第一部分现状地形数据71和第二部分现状地形数据72中的某个位置(X、Y坐标)处的高度数据(Z坐标)的平均值或中央值，并采用计算结果作为合成现状地形数据73。此外，在这种情况下，合成部64也可以基于规定的条件将第一部分现状地形数据71和第二部分现状地形数据72进行加权平均所得到的结果作为合成现状地形数据73。此外，合成部64例如也可以按多个部分现状地形数据中的每个对应的位置(X、Y坐标)采用Z坐标最低的数据或Z坐标最高的数据作为合成现状地形数据73。此外，也可以将GNSS电波所含有的精度信息、表示测量该现状地形数据70的方法的信息(测量方法信息)、或表示测量现状地形数据70的时间的时间信息附加于现状地形数据70中的位置信息，基于该精度信息及该测量方法信息，赋予优先顺序或进行加权平均而作为合成现状地形数据73。此外，例如也可以对多个现状地形数据70的每一个附加测量方法信息，基于预先决定的与测量方法相对应的优先顺序或加权平均，合成部64生成合成现状地形数据73。此外，也可以根据现状地形数据70的各测量方法，设定例如优先顺序或数值化后的精度信息。

此外，例如在使用车辆等的位置信息测量现状地形的情况下，存在根据各种传感器的精度及计算算法而精度不同的情况。因此，也可以根据各种传感器的精度及计算算法对现状地形数据70附加测量方法信息或精度信息。

此外，在上述实施方式中，合成部64使用部分现状地形数据71、72生成合成现状地形数据73，但是不限于该实施方式。例如合成部64也可以不使用部分现状地形数据，而根据规定的规则将多个现状地形数据70合成来作为合成现状地形数据73。

此外，在上述实施方式中，以合成部64按每个参考地点75计算Z坐标来作为部分现状地形数据71、72的情况为例进行了说明，但是不限于此。例如合成部64也可以不基于现状地形数据70计算部分现状地形数据，而将多个现状地形数据70直接合成来作为合成现状地形数据73。即，合成部64也可以以下述方式生成合成现状地形数据73：在合成现状地形数据73中，作为存在高度数据的位置，用在网格区域G内具有位置信息的地点的位置来替代各参照地点75。

此外，在上述实施方式中，以合成现状地形数据是参考地点75这样的特定地点处的位置数据的集合的情况为例进行了说明，但是不限于此。例如合成现状地形数据也可以是作业现场的一部分或全部区域内的位置数据的集合。

Claims (7)

1.一种作业机械的控制系统，其特征在于，具备：

获取部，其获取表示作业机械进行作业的作业现场的现状地形的多个现状地形数据；以及

合成部，其基于由所述获取部获取的多个所述现状地形数据，根据规定的规则来生成所述作业现场的合成现状地形数据。

2.根据权利要求1所述的作业机械的控制系统，其特征在于：

所述合成部基于由所述获取部获取的多个所述现状地形数据中的测量方法信息或精度信息，生成所述作业现场的合成现状地形数据。

3.根据权利要求1或2所述的作业机械的控制系统，其特征在于：

所述合成部使用优先顺序或加权平均来生成所述作业现场的合成现状地形数据。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机械的控制系统，其特征在于，还具备：

作业机控制部，其基于所述合成现状地形数据来控制所述作业机。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业机械的控制系统，其特征在于：

所述合成现状地形数据基于作为所述现状地形数据的一部分的部分现状地形数据而被生成。

6.根据权利要求1所述的作业机械的控制系统，其特征在于：

所述合成部对由所述获取部获取的多个所述现状地形数据中的高度数据进行比较，提取最高或最低的所述高度数据，由此生成所述作业现场的合成现状地形数据。

7.一种作业机械的控制方法，其特征在于，包括：

获取表示作业机械进行作业的作业现场的现状地形的多个现状地形数据；以及

基于所获取的多个所述现状地形数据，根据规定的规则来生成所述作业现场的合成现状地形数据。