CN111148968B

CN111148968B - 行驶路径导向装置

Info

Publication number: CN111148968B
Application number: CN201880062264.6A
Authority: CN
Inventors: 佐伯诚司
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2024-02-23
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: JP2019078730A; EP3674663A4; WO2019082692A1; EP3674663A1; KR20200078490A; US20200240111A1; US11414834B2; CN111148968A; JP6972924B2; EP3674663B1

Abstract

控制部（40）检测出工程机械（10）只需行驶过允许范围内的斜坡就能到达目的地（P2）的无需修整路径（R1）的情况下，将无需修整路径（R1）的相关信息输出到输出部（50）(S33)。控制部（40）在没有检测出无需修整路径（R1）的情况下，为了使工程机械（10）只需行驶过允许范围内的斜坡就能到达目的地（P2），决定应该对地形进行修整的地点（P7）。控制部（40）将与应该进行修整的地点（P7）和行驶路径（R、R2）相关的信息输出到输出部（50）（S43）。

Description

行驶路径导向装置

技术领域

本发明涉及对工程机械的行驶路径进行引导的行驶路径导向装置。

背景技术

近年来，正在开发将车辆周围的斜坡考虑在内的行驶路径搜索技术。例如，在专利文献1中，当电动机在励磁较弱的状态下进行驱动时电动机控制装置发生故障和异常等的情况下，电动机所能输出的转矩变小而导致车辆爬不上大斜坡的坡道的情况发生，为了避免上述情况发生，对比文献1公开了如下的技术。即，专利文献1中公开了从地图数据中检索车辆的当前位置到目的地为止的不包含倾斜度在规定值以上的倾斜区域的路径（权利要求5）。

但上述技术存在如下问题：在车辆必须通过包含倾斜度在规定值以上的倾斜区域的路径才能到达目的地的情况下，无法检测出行驶路径。

现有技术

专利文献

专利文献1:日本发明公开公报特开2009-268270。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种行驶路径导向装置，即使在工程机械必须行驶过允许范围以外的斜坡才能到达目的地的情况下，也能够引导工程机械容易地到达目的地。

本发明的一个方式所涉及的行驶路径导向装置包括：

地形获取部，获取工程机械周边的三维地形信息；

当前所在地获取部，获取所述三维地形信息内的所述工程机械的当前所在地；

目的地获取部，获取所述三维地形信息内的目的地；

控制部，基于所述三维地形信息搜索从所述当前所在地到所述目的地为止的所述工程机械的至少一条行驶路径；

输出部，输出与所述控制部搜索到的所述行驶路径相关的信息；以及

存储器，预先存储表示基于所述工程机械的稳定性而决定的斜坡的允许范围的允许范围信息，其中，

所述控制部，在检测出所述工程机械只需行驶过所述允许范围内的斜坡就能到达所述目的地的所述行驶路径即无需修整路径的情况下，使所述输出部输出与所述无需修整路径相关的信息，在没有检测出所述无需修整路径的情况下，为了使所述工程机械只需行驶过所述允许范围内的斜坡就能到达所述目的地，决定应该对地形进行修整的地点，并使所述输出部输出与所述应该进行修整的地点和所述行驶路径相关的信息。

根据上述结构，即使在工程机械必须行驶过允许范围以外的斜坡才能到达目的地的情况下，也能够引导工程机械容易地到达目的地。

附图说明

图1是表示行驶路径导向装置20的结构的框图。

图2是图1所示的行驶路径导向装置20的流程图。

图3是表示图1所示的控制部40搜索到的无需修整路径R1的一例的图。

图4是表示图1所示的控制部40搜索到的无需修整路径R1的一例的图。

图5是表示图1所示的控制部40搜索到的需要修整路径R2的一例的图。

图6是表示图1所示的控制部40搜索到的无需修整路径R1的一例的图。

具体实施方式

参照图1～图6，对工程机械10和行驶路径导向装置20进行说明。

如图3所示，工程机械10是进行工程作业等作业的机械，是能够对地形进行修整的机械，例如挖掘机。工程机械10的行驶可以从工程机械10的驾驶室进行操作，也可以从工程机械10的外部进行远程操作，还可以通过自动控制进行操作。这些情况对于行驶以外的操作也一样。工程机械10具备下部行走体11、上部回转体13、附属装置15。下部行走体11具备左右的履带11c，使工程机械10向前方和后方行驶。上部回转体13构成为例如在来自电动机或液压马达的驱动力的作用下相对于下部行走体11能够在偏航方向上回转。附属装置15包括安装在上述回转体12上能够转动的动臂、安装在动臂上能够转动的斗杆、安装在斗杆上能够转动的铲斗，进行对地形进行修整的作业。斗杆、动臂和铲斗分别在液压缸等致动器的作用下转动。附属装置15构成为铲斗可以更换成例如破碎机或下料机等其它工程机械。

返回参照图1。行驶路径导向装置20是将工程机械10周边地形的斜坡考虑在内，对工程机械10的行驶路径R进行引导（支持和导航）的装置。行驶路径导向装置20可以设置在工程机械10上，也可以设置在工程机械10外部，还可以设置在工程机械10外部和工程机械10两者上。

在将行驶路径导向装置20设置在工程机械10外部的情况下，行驶路径导向装置20例如安装在与工程机械10相连且能通信的服务器上。在将行驶路径导向装置20设置在工程机械10外部和工程机械10上双方的情况下，例如行驶路径导向装置20的一部分构成要素安装在工程机械10上，剩下的构成要素安装在服务器上。

如图1所示，行驶路径导向装置20具备地形获取部21、当前所在地获取部22、目的地获取部23、选择部31、控制部40、输出部50、存储部60。

地形获取部21如图3所示地获取工程机械10周边的三维地形信息T。三维地形信息T由横向设为X轴、纵向设为Y轴、与X轴和Y轴正交的高度方向设为Z轴的三维坐标空间中分别表示多个位置的位置数据构成。一个位置数据由X、Y、Z 3个分量构成。3个分量中，X分量例如表示纬度，Y分量例如表示经度，Z分量例如表示标高。因此，三维地形信息T的各位置上的任意方向的斜坡的坡度可以用三维地形信息T中包含的位置数据来算出。

返回参照图1。地形获取部21例如由设置在工程机械10上的距离图像传感器构成。距离图像传感器可以是例如以TOF（飞行时间，Time Of Flight）方式测定三维形状，也可以用立体相机来测定三维形状。

另外，地形获取部21也可以通过航拍来测定三维地形信息。这种情况下，地形获取部21例如可以搭载在构成为能够与工程机械10进行通信的无人机等飞行物体上。三维地形数据T可以预先存储在存储器60上，这种情况下，地形获取部21可以从存储器60获取三维地形信息T。图3～图6的例子中，三维地形信息T的地形用等高线来表示。

当前所在地获取部22获取三维地形信息T内工程机械10的当前所在地P1。当前所在地获取部22例如可以由使用卫星定位系统来获取当前所在地P1的GPS传感器构成。这只是其中一例，当前所在地获取部22也可以使用航拍来获取当前所在地P1。这种情况下，当前所在地获取部22由搭载于所述飞行物体的距离图像传感器和GPS传感器构成。并且这种情况下，当前所在地获取部22还可以从距离图像传感器的测定值计算出工程机械10相对于飞行物体的相对位置，并使用从GPS传感器获得的自身位置与相对位置来计算工程机械10的位置。

当前所在地获取部22可以由例如开关、触摸屏、键盘等输入装置构成，基于行驶路径导向装置20的使用者（以下简记为“使用者”）的操作来获取当前所在地P1。这种情况下，当前所在地获取部22可以通过使用者输入当前所在地P1的坐标来获取当前所在地P1。这种情况下，当前所在地获取部22还可以通过使用者指定显示器所显示地图上的位置来获取当前所在地P1。

目的地获取部23获取三维地形信息T内工程机械10的目的地P2。目的地获取部23可以由例如开关、触摸屏、键盘等输入装置构成，基于使用者的操作来获取目的地P2。这种情况下，目的地获取部23可以通过使用者输入目的地P2的坐标来获取目的地P2。这种情况下，目的地获取部23还可以通过使用者指定显示器所显示地图上的位置来获取目的地P2。目的地获取部23也可以从预先存储有目的地P2的存储器获取目的地P2。另外在工程机械10采取远程操作或自动控制的情况下，目的地获取部23可以使用通信装置接收从外部经由通信线路发送来的目的地，从而获取目的地P2。

选择部31（参照图1）例如由所述输入装置和显示器构成，供使用者从图6所示的多条行驶路径R的候补中选择一条行驶路径R。例如，选择部31可以供使用者使用开关等输入装置，从显示器所显示的多条行驶路径R中选择一条行驶路径R。

控制部40由包括CPU等处理器和ROM等的计算机构成，进行信息的输入输出、信息的存储和行驶路径R的搜索等运算。行驶路径R的搜索的详细情况将在后文叙述。

输出部50由例如显示器和扬声器构成，输出与行驶路径R相关的信息。与行驶路径R相关的信息可以采用例如从当前所在地P1到目的地P2为止沿着行驶路径R引导工程机械10用的图像和语音。

存储器60例如由非易失性的存储器构成，存储允许范围表61。

（动作）

参照图2所示的流程图，对图1所示的行驶路径导向装置20的动作进行说明。下面，主要参照图1说明行驶路径导向装置20的上述各构成要素，参照图2说明流程图的各个步骤。

首先，地形获取部21获取图3所示的工程机械10周围的三维地形信息T（S11），并输入到控制部40。然后，当前所在地获取部22获取工程机械10的当前所在地P1（S12）,并输入到控制部40。接着，目的地获取部23获取目的地P2（S13）,并输入到控制部40。然后，控制部40基于所述三维地形信息T，搜索从当前所在地P1到目的地P2为止的工程机械10的行驶路径R（S21）。

（行驶路径的搜索)

S21中，控制部40例如可以通过下述的处理来搜索一条或多条行驶路径R。首先，控制部40将三维地形信息T的X-Y平面划分成格子状，从而将三维地形信息T划分成多个区块。区块可以采用例如规定尺寸的正方形或长方形。

接着，控制部40以各区块的中心作为节点，用直线状的连线将各个中心相互连接，从而设定折线图。这种情况下，各连线的距离可以采用例如节点间的距离。

然后，控制部40对三维地形信息T运用多种路径搜索算法，搜索从当前所在地P1连到目的地P2的一条或多条行驶路径R。这里，路径搜索算法可以采用深度优先搜索、广度优先搜索、均衡能耗搜索、A星算法、迪杰斯特拉算法、随机搜索等各种算法。由此，得到多条行驶路径R。

（斜坡的允许范围）

控制部40从S21搜索到的行驶路径R中，检测只需行驶过允许范围内的斜坡就能从当前所在地P1到达目的地P2的无需修整路径R1。控制部40将斜坡的大小与预先设定的斜坡允许范围进行比较，检测出无需修整路径R1。斜坡的大小可以采用例如倾斜率或相对于水平面的角度。斜坡允许范围取决于工程机械10的稳定性。工程机械10在确保稳定性的状态下能够行驶的平缓的斜坡被判定为在允许范围内。工程机械10无法行驶的急陡的斜坡被判定为在允许范围外。

这里，如图4所示，将斜坡坡度最陡的方向即高度变化量最大的方向设为斜坡的方向D1。图4的例子中，示出了某一地点Px处的斜坡的方向D1。还将左右履带11c各自延伸的方向即下部行走体11直行时的行进方向（前后方向）设为履带11c的方向D2。

此时，根据相对于斜坡的方向D1的履带11c的方向D2不同，工程机械10的稳定程度也不同。具体而言，即使斜坡的坡度相同，斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度越小，工程机械10的稳定程度就越高。例如，图4所示的地形中，从当前所在地P1到目的地P2直线行驶的行驶路径Rx有很大的可能导致工程机械10无法以稳定的状态到达目的地P2。这是因为行驶路径Rx中斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度变大，某一地点的斜坡的坡度很有可能超过允许范围。

另一方面，像中继地点P5到目的地P2的行驶路径R5那样工程机械10要沿上坡或下坡方向行驶的行驶路径中，斜坡的方向D1与履带11c的方向D2基本同向，斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度几乎为零。因此，在行驶路径R5中，某一地点的斜坡的斜坡有很大的可能落入允许范围内，从而工程机械10能以稳定的状态到达目的地P2。

因而，斜坡的允许范围被设定为根据履带11c的方向D2相对于斜坡的方向D1的不同而不同。例如，在斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度为0度的情况下，斜坡的允许范围被设定为最大。从而，即使在斜坡的坡度很陡的地点，只要斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度为0度，就能提高该地点的斜坡被判定为在允许范围内的可能性。

随着斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度变大，斜坡的允许范围被设定为阶段式或连续地变小。在斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度为90°的情况下，斜坡的允许范围被设定为最小。

因此，存储在存储器60中地允许范围表61（允许范围信息的一例）具有以下的数据结构。即，允许范围表61例如由纵轴设定为斜坡的坡度、横轴设定为斜坡的方向D1与履带11c的方向所成的角度的二维表构成。允许范围表61中的各单元格存储有预先设定的斜坡的允许范围。该斜坡的允许范围被设定为斜坡的允许范围的上限值基本上随着斜坡的坡度的增大而增大。其中，在斜坡的坡度相同时，允许范围被设定为允许范围的上限值随着斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度增大而变小。斜坡的允许范围的下限值例如一律设定为0，与斜坡的方向D1和履带11c的方向D2所成的角度无关。

返回参照图2。S31中，控制部40判定S21中搜索到的行驶路径R中是否包含有无需修整路径R1。

（无需修整路径R1的判定）

S31中，控制部40也可以如下所述地从行驶路径R中决定无需修整路径R1。以下的处理对多条行驶路径R中的每一条路径进行。首先，将行驶路径R映射到被划分成多个区块的三维地形信息T上，确定构成行驶路径R的区块。接着，控制部40计算所确定的各区块中行驶路径R的方向即履带C1的方向D2上的斜坡的坡度。

然后，控制部40针对构成行驶路径R的各区块，使用三维地形信息T计算出斜坡的方向D1。然后，控制部40针对构成行驶路径R的各区块，计算斜坡的方向D1与履带C1的方向D2所成的角度。接着，控制部40针对构成行驶路径R的各区块，参照允许范围表61，来决定与斜坡的方向D1和履带C1的方向D2所成的角度、履带C1的方向D2上的斜坡的坡度相对应的允许范围。然后，控制部40针对构成行驶路径R的各区块，判定履带C1的方向D2上的斜坡的坡度是否在允许范围内。这里，当某一区块中履带C1的方向D2上的斜坡的坡度在允许范围的上限值以下时，控制部40可以判定该区块的斜坡的坡度在允许范围内，当某一区块中斜坡的坡度大于允许范围的上限值时，控制部40可以判定该区块的斜坡的坡度在允许范围外。

然后，控制部40针对构成行驶路径R的所有区块，若斜坡的坡度在允许范围内，则判定该行驶路径R为无需修整路径R1。另一方面，若构成行驶路径R的所有区块中存在至少一个斜坡的坡度在允许范围外的区块，则控制部40判定该行驶路径R为需要修整路径R2。

返回参照图2。S31中检测出无需修整路径R1的情况下（S31：是），处理前往S32。在S31中检测出多条无需修整路径R1的情况下，控制部40在S32中执行对多条无需修整路径R1分别进行评价的处理，以决定要输出到输出部50的一条或多条无需修整路径R1。下面，对评价无需修整路径R1的处理进行说明。该评价的处理对于需要修整路径R2也是相同的处理内容，因此在以下的说明中，用将无需修整路径R1和需要修整路径R2包含在内的形式来说明评价处理的详细情况。

（行驶路径R的评价)

图3所示的当前所在地P1到目的地P2为止的行驶路径R（无需修整路径R1或需要修整路径R2）存在多条的情况下，控制部40基于预先设定的评价条件来评价行驶路径R，并基于评价的高低来决定要输出到输出部50的行驶路径R。评价条件例如如下所述。评价条件的数量、内容、加权等可以进行各种设定。

[评价条件的例1]

评价条件的例1是从当前所在地P1到目的地P2为止的行驶距离越短，作为评价对象的行驶路径R（以下记为“对象行驶路径”）的评价值α就设定得越高的条件。

这里，控制部40可以通过使用三维地形信息T来计算对象行驶路径的三位路径长度，三位路径长度越短，对象行驶路径的评价值α就设定得越高。作为评价值α，可以采用例如对象行驶路径的路径长度的倒数。

[评价条件的例2]

评价条件的例2是斜坡越缓的路径，对象行驶路径的评价值β就设定得越高的条件。这里，控制部40针对构成对象行驶路径的各区块，可以计算针对允许范围的斜坡的坡度余量，并计算该余量的总和作为对象行驶路径的评价值β。这里，余量采用的是允许范围减去斜坡的坡度后得到的差值。因此，在斜坡的坡度大于允许范围的情况下，余量为负，因此这样的地点有很多的对象行驶路径的评价值β被设定得较低。

控制部40也可以确定对象行驶路径中斜坡的坡度最大的区块，并计算所确定的区块的余量作为对象行驶路径的评价值β。

[评价条件的例3]

评价条件的例3是工程机械10从当前所在地P1到达目的地P2所需的需要燃料越少，对象行驶路径的评价值γ就设定得越高的条件。这里，控制部40使用三维地形信息T计算出从当前所在地P1到目的地P2为止的高度差、从当前所在地P1到目的地P2为止的路径长度，并基于高度尺和路径长度，求出工程机械10从当前所在地P1行驶到目的地P2为止所需的行驶燃料作为对象行驶路径的需要燃料。然后，控制部40可以将求出的需要燃料的倒数设定为评价值γ。

这里，目的地P2减去当前所在地P1所得到的高度差越大，且当前所在地P1到目的地P2的路径长度越长，则当前所在地P1到目的地P2的行驶燃料越大。因此，本实施方式中，存储器60存储着具有如下关系的燃料计算表：随着对象行驶路径的高度差和路径长度增大，行驶燃料就增大。然后，控制部40可以通过参照燃料计算表来决定与对象行驶路径的高度差和路径长度相对应的行驶燃料，从而计算出行驶燃料。

需要修整路径R2中，需要在斜坡的坡度在允许范围外的地点对地形进行修整。因此，控制部40可以对需要修整路径R2计算地形修整所需的修整燃料，并将该修整燃料与行驶燃料相加，从而计算出需要燃料。这种情况下，控制部40例如可以是需应该对地形进行修整的地点的斜坡的坡度减去允许范围后得到的差值越大，则修整燃料的值设定得越高。或者，控制部40也可以采用预先设定的值作为修整燃料。

然后，控制部40可以对评价值α、评价值β和评价值γ进行以下运算，来计算对象行驶路径的综合评价值。

综合评价值=k1×评价值α+k2×评价值β+k3×评价值γ

这里，k1、k2、k3是将评价值α、β、γ分别归一化用的系数。

这里，综合评价值使用评价值α、β、γ来计算，但这是一个示例，也可以使用评价值α、β、γ中的任意一个或两个来计算综合评价值。

返回参照图2。S33中，控制部40基于S32中算出的综合评价值来决定作为输出对象的一条或多条无需修整路径R1，并输出到输出部50。此时，控制部40可以将多条无需修整路径R1中综合评价值最高的一条无需修整路径R1输出到输出部50。这种情况下，当综合评价值最高的无需修整路径R1存在多条的情况下，控制部40可以将这多条无需修整路径R1全部输出到输出部50。

或者，控制部40在S31中检测出多条无需修整路径R1的情况下，可以按综合评价值从大到小的顺序将第1～第n（n为规定整数）的多条无需修整路径R1输出到输出部50。

当S33中有多条无需修整路径R1输出到输出部50的情况下，在S34中，选择部31接受使用者作出的用于从所输出的多条无需修整路径R1中选择一条无需修整路径R1的操作。当S33中是一条无需修整路径R1输出到输出部50的情况下，不执行S34的处理，处理前往S35。

接着，控制部40将与作为输出对象的一条无需修整路径R1相关的信息输出到输出部50，从而基于无需修整路径R1进行导向（S35）。

这里，与无需修整路径R1相关的信息可以采用例如图4～图6所示那样从三维地形信息T获得的二位地图图像上显示无需修整路径R1的图像。与无需修整路径R1相关的信息也可以包含用语音对无需修整路径R1进行导向用的语音，来作为图像的替代或者与图像一起使用。这里，通过语音进行导向可以采用如下将工程机械10导向目的地P2的语音：例如在工程机械10到达需要切换行进方向的地点时，采用“请将行进方向左切X度再前行”之类的语音，在工程机械10到达目的地P2时，采用“已到达目的地。感谢使用！”之类的语音等。

另一方面，在S31中没有检测出无需修整路径R1的情况下（S31：否），控制部40对一条以上的需要修整路径R2分别执行检测需要修整的地点的处理（S41）,以使工程机械10只需行驶过允许范围内的斜坡就能到达目的地P2。

图5的例子中，需要修整路径R2上的P7所示的地点被检测为需要修整地点P7。这里，控制部40可以将构成需要修整路径R2的区块中斜坡的坡度在允许范围外的区块的中心包含在内的一定范围的区域决定为需要修整地点P7。图5的例子中，检测出了一个需要修整地点P7，但这是一个示例。例如，在构成需要修整路径R2的区块中斜坡的坡度在允许范围外的区块被检测出有2个以上的情况下，会检测出2个以上的需要修整地点P7。

另外，“修整”是指工程机械10进行挖掘或填土，从而使斜坡变缓，使得斜坡变为允许范围内。

在S31中检测出多条需要修整路径R2的情况下，控制部40在S42中执行对多条需要修整路径R2分别进行评价的处理。该处理的详细情况与对无需修整路径R1执行的S32的处理相同。其中，在决定需要修整路径R2的综合评价值的情况下，控制部40可以将需要修整地点P7的个数的倒数作为评价值σ包含在内。这种情况下，需要修整地点P7的个数越少的需要修整路径R2，可以计算出越高的综合评价值。

在S43中，控制部40基于S42中算出的最终评价结果，来决定作为输出对象的一条或多条需要修整路径R2，并输出到输出部50。S43的处理与对无需修整路径R1执行的S33的处理相同。

当S43中有多条需要修整路径R2输出到输出部50的情况下，在S44中，选择部31接受使用者作出的用于从所输出的多条需要修整路径R2中选择一条需要修整路径R2的操作。

接着，控制部40将与作为输出对象的一条需要修整路径R2相关的信息输出到输出部50（S45）。这里，与需要修整路径R2相关的信息中包含通过如图5所示那样在地图图像上记载需要修整路径R2和需要修整地点P7的图像、与需要修整地点P7相关的语音进行导向。语音导向例如可以在工程机械10进入需要修整地点P7的一定距离以内时，采用“前方有需要修整的地点。”之类的语音。该导向例如可以在工程机械10将要到达需要修整地点P7时，采用“继续行驶有可能损害工程机械10的行驶稳定性，因此请通过挖掘或填土平缓倾斜度之后再行驶。”之类的语音。此时，语音中包含有与需要修整地点P7相对应的允许范围的上限值、需要修整地点P7的斜坡的坡度、以及上限值与斜坡的坡度的差值。从而，使用者能够了解应该对地形修整到何种程度才好。另外，控制部40也可以将与需要修整地点P7相对应的允许范围的上限值、需要修整地点P7的斜坡的坡度、以及上限值与斜坡的坡度的差值输出到输出部50。

（效果）

图1所示的行驶路径导向装置20的效果如下所述。下面，参照图1说明行驶路径导向装置20的各构成要素。

（第一发明的效果）

行驶路径导向装置20具备地形获取部21、当前所在地获取部22、目的地获取部23、控制部40、输出部50。地形获取部21如图3所示地获取工程机械10周边的三维地形信息T。当前所在地获取部22获取三维地形信息T内工程机械10的当前所在地P1。目的地获取部23获取三维地形信息T内的目的地P2。控制部40基于三维地形信息T，搜索从当前所在地P1到目的地P2为止的工程机械10的行驶路径R。输出部50输出与控制部搜索到的行驶路径R相关的信息。

[结构1-1]

存储器60存储表示取决于工程机械10的稳定性的斜坡的允许范围的允许范围表61。控制部40在检测出工程机械10只需行驶过允许范围内的斜坡就能到达目的地P2的行驶路径R即无需修整路径R1的情况下，将与无需修整路径R1相关的信息输出到输出部50。

[结构1-2]

控制部40在没有检测出无需修整路径R1的情况下，如图5所示，为了使工程机械10只需行驶过允许范围内的斜坡就能到达目的地P2，决定包含需要修整地点P7的需要修整路径R2，并将与需要修整路径R2相关的信息输出到输出部50。

行驶路径导向装置20具备上述[结构1-1]。从而，如图3所示，行驶路径导向装置20的使用者能够获得只需行驶过允许范围内的斜坡就能到达目的地P2的无需修整路径R1的相关信息。使用者能够掌握不需应该对地形进行修整的情况、以及应当行驶哪一条无需修整路径R1的情况。从而，行驶路径导向装置20能够引导工程机械10使其容易地从当前所在地P1到达目的地P2。

如图5所示，在工程机械10必须行驶过允许范围外的斜坡才能到达目的地P2的情况下，不会发现图3所示的无需修整路径R1。因此，行驶路径导向装置20具备上述[结构1-2]。从而，即使在没有发现无需修整路径R1的情况下，使用者也能通过参照与需要修整路径R1相关的信息，识别出需要修整地点P7的位置和要行驶的路径。由此，行驶路径导向装置20即使在工程机械10必须行驶过允许范围外的斜坡才能到达目的地P2的情况下，也能引导工程机械10使其容易地到达目的地P2。

（第二发明的效果）

[结构2]

上述斜坡的允许范围被设定为如图4所示，根据工程机械10的履带11c的方向D2相对于某一地点上的斜坡的坡度为最大的方向即斜坡的方向D1的不同而不同。

通常，履带11c的方向D2相对于斜坡的方向D1不同时，工程机械10的稳定程度也不同。因此，如果只考虑斜坡的坡度而不考虑斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度来设定允许范围，则在斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度较大的地点，工程机械10的行驶稳定性有可能受损。另外在仅考虑斜坡的坡度来设定允许范围额情况下，若为了在工程机械10的稳定程度最低的状态下也能确保工程机械10的稳定性而设定斜坡的允许范围，则会导致允许范围设定得过窄。这种情况下，根据斜坡的方向D1与履带11c的方向D2所成的角度不同，尽管是工程机械10能够在确保了稳定性的状态下行驶的斜坡，也有可能被控制部40判断为“允许范围外”的斜坡。

因此，上述[结构2]中，能够相对于斜坡的方向D1根据工程机械10的履带11c的方向D2，恰当地设定斜坡的允许范围。其结果是，能够抑制工程机械10的行驶安全性受损的情况发生，并且能够抑制尽管是工程机械10能够在确保了稳定性的状态下行驶的斜坡却被判断为允许范围外的斜坡的情况发生。

（第三发明的效果）

[结构3]

控制部40基于预先设定的评价条件来评价行驶路径R，并基于评价的高低来决定要输出到输出部50的行驶路径R。评价条件中包含行驶路径R的斜坡的坡度越小则评价就越高的条件。

通过上述[结构3]，能够将斜坡尽可能平缓的行驶路径R的相关信息输出到输出部50。由此，行驶路径导向装置20能够引导工程机械10使其在更加稳定的状态下到达目的地P2。

（第四发明的效果）

[结构4]

控制部40基于预先设定的评价条件来评价行驶路径R，并基于评价的高低来决定要输出到输出部50的行驶路径R。评价条件中包含有工程机械10从当前所在地P1到达目的地P2所需的燃料越少则评价就越高的条件。

通过上述[结构4]，能够将尽可能少的燃料就能到达目的地P2的行驶路径R的相关信息输出到输出部50。从而，行驶路径导向装置20能够引导工程机械10使其用尽量少的燃料就能到达目的地P2。

（第五发明的效果）

[结构5]

行驶路径导向装置20具备选择部31，在如图6所示地搜索到多条行驶路径R的情况下，使使用者从多条行驶路径R中选择一条行驶路径R。

通过上述[结构5]，能够提高使用者的便利性。

（第六发明的效果）

[结构6]

工程机械10的行驶是从工程机械10的外部进行操作，或者通过自动控制进行操作。

上述[结构6]的情况下，假设行驶路径导向装置20的使用者没有乘坐在工程机械10中，而是在工程机械10的外部。这种情况下，使用者是指要获得与行驶路径R相关的信息的人员，例如相当于对工程机械10进行远程操作的操作人员。这样的使用者与乘坐在工程机械10中的人员相比，有时更不容易掌握工程机械10周围的斜坡。其结果是，工程机械10外部的使用者有时并不容易掌握哪一条行驶路径R恰当、是否需应该对地形进行修整、若需应该对地形进行修整则需要修整地点P7在哪。另一方面，在行驶路径导向装置20中，通过上述[结构1-1]和[结构1-2]，工程机械10外部的使用者能够识别应当行驶哪一条无需修整路径R1、在需要修整路径R2中需要修整地点P7在哪。从而，在上述[结构6]的情况下，上述[结构1-1]和[结构1-2]所产生的效果尤其显著。

（变形例）

上述实施方式也可以进行各种变形。例如，图1所示的框图的结构可以变更。例如，图2等所示的流程图的步骤的顺序可以变更。例如，一部分构成要素可以不必设置，一部分步骤可以不必进行。

例如，在S33和S43中，根据各行驶路径R的综合评价值决定了一条行驶路径R的情况下，从多条行驶路径R中选择一条行驶路径R的步骤（图2的S34、S44）也可以省略。这种情况下，选择部31可以不必设置。

例如，多个构成要素可以兼用。例如，图1所示的目的地获取部23、选择部31和输出部50中的2个以上构成要素可以由例如一台显示器等兼用。

Claims

1.一种行驶路径导向装置，其特征在于包括：

地形获取部，获取工程机械周边的三维地形信息；

目的地获取部，获取所述三维地形信息内的目的地；

控制部，基于所述三维地形信息搜索所述工程机械从所述当前所在地到所述目的地为止的至少一条行驶路径；

将斜坡坡度最陡的方向设为斜坡的方向，

将所述工程机械的履带延伸的前后方向且所述工程机械直行时的行进方向设为履带的方向，所述存储器预先存储表示与所述斜坡的方向和所述工程机械的履带的方向所成的角度、以及相对于所述工程机械的履带的方向的斜坡坡度相对应的允许范围的允许范围表，

随着所述斜坡的方向与所述工程机械的履带的方向所成的角度变大，所述允许范围被设定为变小，

所述控制部，

针对所述行驶路径使用所述三维地形信息来计算所述斜坡的方向，

针对所述行驶路径计算相对于所述工程机械的履带的方向的斜坡坡度，

基于所述允许范围表来决定与所述斜坡的方向和相对于所述工程机械的履带的方向的斜坡坡度相对应的所述允许范围，

在检测出所述工程机械只需行驶过所述允许范围内的斜坡就能到达所述目的地的所述行驶路径即无需修整路径的情况下，使所述输出部输出与所述无需修整路径相关的信息，在没有检测出所述无需修整路径的情况下，为了使所述工程机械只需行驶过所述允许范围内的斜坡就能到达所述目的地，决定应该对地形进行修整的地点，并使所述输出部输出与所述应该进行修整的地点以及所述行驶路径相关的信息。

2.如权利要求1所述的行驶路径导向装置，其特征在于：

所述控制部，基于预先设定的评价条件来决定所述行驶路径的评价的高低，并基于所述评价的高低来决定要让所述输出部输出的所述行驶路径，

所述评价条件中包含在所述行驶路径所述斜坡越小则所述评价就越高的条件。

3.如权利要求1或2所述的行驶路径导向装置，其特征在于：

所述评价条件中包含所述工程机械从所述当前所在地到达所述目的地所需的燃料越少则所述评价就越高的条件。

4.如权利要求1或2所述的行驶路径导向装置，其特征在于还包括：

选择部，供使用者从多条所述行驶路径中选择一条所述行驶路径，其中，

所述多条行驶路径被包含在由所述控制部搜索到的所述至少一条行驶路径中。

5.如权利要求1或2所述的行驶路径导向装置，其特征在于：

所述工程机械可以从所述工程机械的外部操作或者通过自动控制被操作。