CN116249815A - 自动作业系统 - Google Patents

Abstract

自动作业系统(10)的自动驾驶控制器(45)具备：作业DB(456)，其记录液压挖掘机(1)的作业计划；作业状态管理部(452)，其按照作业计划中的作业顺序选择作业内容，基于所选择的作业内容和由激光扫描仪(34)测量出的周围环境的信息来生成动作计划，并基于动作计划向车体控制器(41)输出控制信号；以及异常物体检测部(454)，其基于由激光扫描仪(34)测量出的周围环境的信息来检测存在于作业现场的异常物体。作业状态管理部(452)在判定为由于异常物体的存在而阻碍动作计划的实施的情况下，从作业计划中选择其他作业内容。

Description

自动作业系统

技术领域

本发明涉及自动作业系统，尤其涉及使建筑机械等作业机械以自动驾驶的方式进行动作的自动作业系统。

本申请基于2021年2月2日申请的日本特愿2021-014988号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

在使用工程机械的土木、建设等作业现场，以降低作业者的业务负担、提高安全性为目的，开发了通过作业者等发出指示而使工程机械以自动驾驶进行动作的自动作业系统。例如在专利文献1中，记载了能够通过少数作业者由多个工程机械进行自动驾驶的技术。

更具体而言，在专利文献1所记载的技术中，通过从施工管理部向多个工程机械分别输出施工位置信息，使多个工程机械使用施工位置信息以自动驾驶分别进行作业。这样，通过在施工管理部的管理下使多个工程机械以自动驾驶进行作业，即使少数作业者也能够进行高效率的施工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-132912号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在作业现场存在例如埋设物等异常物体出土而阻碍工程机械的自动驾驶的情况。在专利文献1中，记载了在工程机械的操作员目视建造范围的过程中发生了与通常不同的状况的情况下，根据该状况进行工程机械的作业停止等操作。即，操作员需要进行发生了与通常不同的状况的识别及其应对这两者。因此，产生作业整体的生产率降低的问题。

本发明的目的在于提供一种自动作业系统，即使在出现了阻碍继续作业的异常物体的情况下，也不需要操作员的应对，而使作业现场的作业机械的自动驾驶继续，能够防止生产率的降低。

用于解决课题的手段

本发明的自动作业系统具备：测量作业机械的周围环境的周围环境测量装置；以及控制所述作业机械的自动驾驶的自动驾驶控制装置，其特征在于，所述自动驾驶控制装置具备：作业状态管理部，其为了管理所述作业机械的作业状态，按照所取得的作业计划中的作业顺序来选择作业内容，基于所选择的作业内容和由所述周围环境测量装置测量出的所述周围环境的信息来生成所述作业机械的动作计划，并基于所生成的所述动作计划向设置于所述作业机械的车体控制器输出控制信号；以及异常物体检测部，其基于由所述周围环境测量装置测量出的所述周围环境的信息来检测存在于实施所述作业计划的作业现场的异常物体，通过所述异常物体检测部检测到异常物体时，所述作业状态管理部判定是否因所述异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施，在判定为因所述异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施的情况下，从所述作业计划中选择其他作业内容。

在本发明的自动作业系统中，在检测到异常物体时，自动驾驶控制装置的作业状态管理部判定是否因异常物体的存在而阻碍动作计划的实施，在判定为因异常物体的存在而阻碍动作计划的实施的情况下，从作业计划中选择其他作业内容。因此，即使在出现了阻碍作业继续的异常物体的情况下，作业状态管理部通过选择可实施的其他作业也能够使基于自动驾驶的作业继续，能够防止生产率的降低。

发明效果

根据本发明，即使在出现了阻碍继续作业的异常物体的情况下，也不需要操作员的应对，能够使作业现场的作业机械的自动驾驶继续，防止生产率的降低。

附图说明

图1是表示液压挖掘机的立体图。

图2是表示液压挖掘机的结构的框图。

图3是表示土木的作业现场的一例的图。

图4是表示第一实施方式的自动作业系统的结构的框图。

图5是表示在作业现场检测到异常物体的挖掘地的一例的平面图。

图6是表示在作业现场检测到异常物体的挖掘地的一例的侧视图。

图7是表示在作业现场检测到异常物体的挖掘地的一例的侧视图。

图8是表示自动驾驶控制器的控制处理的流程图。

图9是表示自动驾驶控制器的控制处理的流程图。

图10是表示第二实施方式的自动作业系统中的自动驾驶控制器的控制处理的流程图。

图11是表示监视器所显示的内容的例子。

图12是表示第三实施方式的自动作业系统的结构的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的自动作业系统的实施方式进行说明。在附图的说明中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，本发明并不限定于这些附图，有时也不使用一部分构成要素，以下说明的各实施方式的构成要素能够适当组合。

[第一实施方式]

本实施方式的自动作业系统10例如搭载于作业机械，是用于使作业机械自动驾驶并进行动作的系统。在此，作为作业机械列举液压挖掘机1进行说明，因此本实施方式的自动作业系统10搭载于液压挖掘机1。另外，作业机械并不限定于液压挖掘机1，例如也可以是轮式装载机或推土机等。

[液压挖掘机]

图1是表示液压挖掘机的立体图，图2是表示液压挖掘机的结构的框图。液压挖掘机1具备：利用动力系统行驶的下部行驶体4；相对于下部行驶体4沿左右方向旋转自如地安装的上部旋转体3；以及安装于上部旋转体3并且进行挖掘等作业的作业机2。下部行驶体4具有左右一对履带44，履带44分别由行驶液压马达26b、26c驱动。上部旋转体3由旋转液压马达26a旋转驱动。此外，在以下的说明中，有时将旋转液压马达26a、行驶液压马达26b、26c统称为“液压马达26”。

作业机2构成为能够相对于上部旋转体3沿上下方向转动。该作业机2具备与上部旋转体3连结的动臂(boom)20、与动臂20连结的斗杆(arm)21、与斗杆21连结的铲斗(bucket)22、驱动动臂20的动臂缸23a、驱动斗杆21的斗杆缸23b、经由第一铲斗连杆24和第二铲斗连杆25驱动铲斗22的铲斗缸23c。

动臂缸23a的两端分别与上部旋转体3和动臂20连结。动臂20通过动臂缸23a的伸缩而相对于上部旋转体3沿上下方向转动。斗杆缸23b的两端分别与动臂20和斗杆21连结。斗杆21通过斗杆缸23b的伸缩而相对于动臂20沿上下方向转动。

铲斗缸23c的两端分别与斗杆21和第一铲斗连杆24连结。第一铲斗连杆24的一端以能够转动的方式与铲斗缸23c连结，另一端以能够转动的方式与第二铲斗连杆25连结。而且，第二铲斗连杆25的一端与第一铲斗连杆24连结，另一端以能够转动的方式与铲斗22连结。斗杆21、第一铲斗连杆24、第二铲斗连杆25及铲斗22构成四节连杆机构。而且，若铲斗缸23c伸缩，则第一铲斗连杆24相对于斗杆21相对地转动，与此联动地构成四节连杆机构的铲斗22也相对于斗杆21沿上下方向转动。

这样构成的液压挖掘机1通过将动臂缸23a、斗杆缸23b、铲斗缸23c驱动到适当的位置，能够将铲斗22驱动到任意的位置、任意的姿势，进行挖掘等作业。动臂缸23a、斗杆缸23b及铲斗缸23c例如分别由液压缸构成。此外，在以下的说明中，有时将这些缸统称为“液压缸23”。

在上部旋转体3配置有2个GNSS(Global Navigation Satellite System)天线31a、31b。GNSS是全球导航卫星系统，是指接收来自多个定位卫星的信号并取得地球上的自身位置的卫星定位系统。GNSS天线31a、31b接收来自位于地球上空的多个GNSS卫星(未图示)的信号(换言之，电波)，并将接收到的信号输出到GNSS控制器32。GNSS控制器32基于来自GNSS天线31a、31b的信号来运算各GNSS天线31a、31b在地球上的位置(例如纬度、经度、标高)。

另外，该卫星定位的方法存在各种种类，本发明并不限定于这些。例如，也可以使用从包括配置于现场的GNSS天线的基准站接收校正信息，更高精度地取得自身位置的RTK-GNSS(Real Time Kinematic GNSS：实时动态GNSS)这样的方法。在该情况下，液压挖掘机1需要用于接收来自基准站的校正信息的接收机，但能够更高精度地测定GNSS天线31a、31b的自身位置。

另外，若预先知道上部旋转体3中的GNSS天线31a、31b的配置位置，则能够根据GNSS天线31a、31b的配置位置进行逆运算来求出上部旋转体3在地球上的位置。而且，GNSS天线31a、31b这2个均搭载于上部旋转体3，因此也能够取得上部旋转体3的方位(例如动臂20、斗杆21、铲斗22朝向哪个方向)。此外，在以下的说明中，有时将GNSS天线31a、31b统称为“GNSS天线31”。

另外，在上部旋转体3上安装有用于测量上部旋转体3的倾斜的车体IMU(InertialMeasurement Unit，惯性测量装置)28a。同样地，在动臂20上安装有用于测量动臂20的倾斜的动臂IMU28b，在斗杆21上安装有用于测量斗杆21的倾斜的斗杆IMU28c，在第一铲斗连杆24上安装有用于测量第一铲斗连杆24的倾斜的铲斗IMU28d。此外，在以下的说明中，有时将这些IMU统称为“IMU28”。

IMU28是能够测量加速度以及角速度的传感器单元，将测量出的加速度以及角速度的结果向后述的自动驾驶控制器45输出。自动驾驶控制器45能够基于从IMU28输出的加速度以及角速度的测量值来取得IMU28的姿势。即，自动驾驶控制器45能够基于车体IMU28a的测量结果取得上部旋转体3的前后倾斜及左右倾斜，基于动臂IMU28b的测量结果取得动臂20的转动姿势，基于斗杆IMU28c的测量结果取得斗杆21的转动姿势。

另一方面，关于铲斗22的转动姿势，自动驾驶控制器45首先基于铲斗IMU28d的测量结果取得第一铲斗连杆24的转动姿势，接着基于斗杆21的转动姿势和由斗杆21、第一铲斗连杆24、第二铲斗连杆25及铲斗22构成的四节连杆机构的尺寸信息进行运算，从而能够取得该铲斗22的转动姿势。

这样，基于GNSS天线31和车体IMU28a，能够取得上部旋转体3的位置、方位、前后倾斜以及左右倾斜，因此能够求出上部旋转体3以怎样的姿势存在于地球上的哪个位置。另外，若具有动臂20、斗杆21、铲斗22各自的尺寸信息，则能够基于这些尺寸信息和从动臂IMU28b、斗杆IMU28c、铲斗IMU28d取得的动臂20、斗杆21、铲斗22的各转动姿势，取得铲斗22的前端27相对于上部旋转体3的位置。即，能够求出包含铲斗22的作业机2以何种姿势存在于地球上的哪个位置。铲斗22的前端27即作业机2的前端，以下将其简称为“铲斗前端27”。

液压挖掘机1还具备旋转角传感器33及激光扫描仪34。旋转角传感器33是测量上部旋转体3与下部行驶体4之间的旋转角度的传感器，例如由旋转编码器等构成。旋转角传感器33将该测量结果输出到自动驾驶控制器45。

激光扫描仪34相当于请求专利保护的范围中记载的“周围环境测量装置”，分别配置于上部旋转体3的前后左右，测量液压挖掘机1的周围环境(例如周围的地形及物体)。更具体而言，激光扫描仪34通过向水平方向以及垂直方向的一定范围照射激光来测量液压挖掘机1的车身周围的地形以及物体的3维点群数据。然后，激光扫描仪34将测量出的周围环境的信息输出到自动驾驶控制器45。例如，激光扫描仪34将测量出的车体周围的3维点群数据作为以车体为基准的位置信息而向自动驾驶控制器45输出。通过这样具备激光扫描仪34，能够测量液压挖掘机1周围的地形以及物体的形状。

在本实施方式中，为了测量作业机2各部的姿势而使用IMU28，但本发明不限于IMU28，只要能够得到同样的信息，也可以使用电位计、缸行程传感器等。而且，在本实施方式中，为了测量车体周围的地形以及物体的形状而使用了激光扫描仪34，但本发明不限于激光扫描仪34，只要能够得到同样的信息，则也可以使用立体照相机等。在使用立体照相机的情况下，通过三角测量法取得3维正交坐标。因此，根据传感器的配置位置和所取得的正交坐标，计算以各点的传感器的测量中心为原点的3维极坐标系，由此能够取得到物体为止的距离以及测量距离的信息。

如图2所示，液压挖掘机1还具备由发动机35、先导液压泵36、主液压泵37、方向控制阀38、截止阀39、控制阀40a～40l、斗杆操作杆30a、动臂操作杆30b、铲斗操作杆30c、旋转操作杆30d及行驶操作杆30e、30f构成的操作杆30、GNSS控制器32、车体控制器41、监视器42、切换开关43及自动驾驶控制器45。此外，在以下的说明中，有时将控制阀40a～40l统称为“控制阀40”。

先导液压泵36和主液压泵37分别由发动机35驱动，向液压回路内供给液压油。在此，将由先导液压泵36供给的油称为先导油，将由主液压泵37供给的油称为工作油。从先导液压泵36供给的先导油通过截止阀39和控制阀40向方向控制阀38输送。截止阀39和控制阀40分别与车体控制器41电连接，能够通过车体控制器41控制截止阀39的阀开闭和控制阀40的阀开度。

方向控制阀38控制从主液压泵37向各液压缸23及各液压马达26供给的工作油的流量、方向，根据通过了控制阀40的先导油，决定向哪个液压缸23或液压马达26向哪个方向流动多少工作油。具体而言，根据经由控制阀40a输送到方向控制阀38的先导油，在方向控制阀38内决定向一个方向驱动斗杆缸23b那样的工作油的流量，根据经由控制阀40b输送到方向控制阀38的先导油，在方向控制阀38内决定向另一个方向驱动斗杆缸23b那样的工作油的流量。

同样地，在方向控制阀38内分别决定通过经由控制阀40c、40d的先导油来驱动动臂缸23a的工作油的流量、通过经由控制阀40e、40f的先导油来驱动铲斗缸23c的工作油的流量、通过经由控制阀40g、40h的先导油来驱动旋转液压马达26a的工作油的流量、通过经由控制阀40i、40j的先导油来驱动行驶液压马达26b的工作油的流量、通过经由控制阀40k、40l的先导油来驱动行驶液压马达26c的工作油的流量。

操作杆30根据各杆的操作量输出电压或电流，与车体控制器41电连接。而且，操作杆30的各操作量能够由车体控制器41读取。

在此，对在有人操作状态下用于车体控制器41进行车体操作的基本处理进行说明。即，车体控制器41接受来自操作杆30的操作输入，首先决定使各致动器(即，各液压缸及各液压马达)向哪个方向以何种程度的速度(换言之，目标速度)动作。

接着，车体控制器41基于所决定的方向和目标速度，决定向方向控制阀38的各部供给的先导油的压力(换言之，目标先导压力)。此时，车体控制器41具有向方向控制阀38的各部供给多少先导压力，各致动器向哪个方向以何种速度动作这样的先导压力与致动器速度的变换图，通过应用该变换图，能够从目标速度变换为目标先导压力。

若求出目标先导压力，则车体控制器41调整使想要动作的致动器和与其方向对应的某一个控制阀40的阀开度，以控制对方向控制阀38供给与目标流量对应的先导压力。此时，在控制阀40的阀开度由从车体控制器41输出的电流控制的情况下，车体控制器41具有针对每一个控制阀40流过多少电流才能供给多少先导压力这样的电流与先导压力的变换图，通过应用该变换图，根据目标先导压力来求出向控制阀40的输出电流，能够控制控制阀40的阀开度以使通过控制阀40的先导压力成为目标那样的压力。

由此，在有人操作状态下，车体控制器41根据斗杆操作杆30a的操作量来控制控制阀40a、40b的阀开度，根据动臂操作杆30b的操作量来控制控制阀40c、40d的阀开度，根据铲斗操作杆30c的操作量来控制控制阀40e、40f的阀开度，根据旋转操作杆30d的操作量来控制控制阀40g、40h的阀开度，根据行驶操作杆30e的操作量来控制控制阀40i、40j的阀开度，根据行驶操作杆30f的操作量来控制控制阀40k、40l的阀开度。因此，操作员通过分别操作各操作杆30，能够驱动斗杆21、动臂20、铲斗22、上部旋转体3、左履带、右履带，能够实施通过操作杆30的操作使液压挖掘机1移动等任意的作业。

另外，如上所述，车体控制器41还能够控制截止阀39的阀开闭。当截止阀39关闭时，先导油向控制阀40及方向控制阀38的供给被截断。由此，各致动器无法动作，因此车体控制器41能够更可靠地使所有致动器的动作停止。

如上所述，GNSS控制器32基于从GNSS天线31输出的GNSS卫星的信号，运算GNSS天线31在地球上的位置(例如纬度、经度、标高)，并将运算出的结果向自动驾驶控制器45输出。

切换开关43是用于切换液压挖掘机1的有人操作状态(换言之，手动操纵)和无人自动驾驶状态(换言之，自动操纵)的开关，配置于上部旋转体3的驾驶室内部及外部的至少一方。切换开关43分别与自动驾驶控制器45及车体控制器41连接，基于从切换开关43得到的信号，通过自动驾驶控制器45及车体控制器41对有人操作状态和无人自动驾驶状态进行切换。

监视器42相当于请求专利保护的范围中记载的“信息输入装置”，接受来自作业管理者、操作员等的输入。具体而言，监视器42例如是触摸面板式的输入输出设备，配置于上部旋转体3的驾驶室内部及外部的至少一方。该监视器42用于输入无人自动驾驶的作业内容。例如作业管理者能够经由监视器42将作业的内容(挖掘装载、坡面整形、边坡夯实等)、作业范围、目标形状等输入到自动驾驶控制器45。另外，作业管理者、操作员等通过操作监视器42的触摸面板，能够编辑记录于作业DB456(后述)的作业计划。

另外，监视器42兼具作为请求专利保护的范围中记载的“信息显示装置”的功能，显示由作业状态管理部452选择的作业内容、作业的实施范围、阻碍动作计划的实施的异常物体的信息等。例如监视器42与作业DB456电连接，取得记录于作业DB456的作业计划，显示液压挖掘机1当前执行的作业的内容、进展状况等。另外，监视器42也可以以表1或下述表2的形式显示记录于作业DB456的作业计划。而且，监视器42也可以在记录于作业DB456的作业计划结束时，显示作业计划结束的情况。另外，监视器42与作业状态管理部452(后述)电连接，从作业状态管理部452取得液压挖掘机1是有人操作状态还是无人自动驾驶状态的信息并显示。

这样，通过利用一个监视器42兼具作为“信息输入装置”和“信息显示装置”的功能，能够减少自动作业系统10的构成部件，能够实现自动作业系统10的紧凑化。

车体IMU28a、动臂IMU28b、斗杆IMU28c、铲斗IMU28d、GNSS控制器32、旋转角传感器33、激光扫描仪34、监视器42以及切换开关43分别与自动驾驶控制器45连接。

自动驾驶控制器45相当于请求专利保护的范围中记载的“自动驾驶控制装置”，控制液压挖掘机1的自动驾驶。该自动驾驶控制器45例如由微型计算机构成，该微型计算机由执行运算的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、记录有用于运算的程序的作为二次存储装置的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、以及保存运算经过或保存暂时的控制变量的作为暂时存储装置的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)组合而成，通过执行所存储的程序来进行与液压挖掘机1的自动驾驶相关的控制。此外，在本实施方式中，设想了自动驾驶控制器45搭载于液压挖掘机1，但也可以构成为将自动驾驶控制器45配置于液压挖掘机1的外部，能够经由无线通信等与液压挖掘机1进行通信。

在本实施方式中，自动驾驶控制器45在液压挖掘机1以无人自动驾驶状态进行作业的作业现场5(参照图3)中，对车体控制器41进行用于完成作业计划(后述)的作业指示，由此使液压挖掘机1以自动驾驶的方式进行动作。

图3表示土木的作业现场的一例。如图3所示，在作业现场5存在多个挖掘地51-54。挖掘地51-54是通过液压挖掘机1进行挖掘来挖掘土的区域。在挖掘地51-54中，通过作业计划将在液压挖掘机1进行挖掘后想要制作的3维地形形状定义为设计地形6(参照图6)。另外，在作业计划中记载有液压挖掘机1以何种顺序挖掘多个挖掘地51-54这样的挖掘顺序。

在作业现场5中，液压挖掘机1首先通过使动臂缸23a、斗杆缸23b及铲斗缸23c驱动来进行挖掘，由此将土收纳于铲斗22。接着，液压挖掘机1通过使旋转液压马达26a、行驶液压马达26b、26c驱动而移动到设置于作业现场5的卸载土地50，进而通过使动臂缸23a、斗杆缸23b以及铲斗缸23c驱动而将铲斗22内的土卸载到卸载土地50。

图4是表示第一实施方式的自动作业系统的结构的框图。本实施方式的自动作业系统10由上述的激光扫描仪34、车体控制器41、监视器42、切换开关43以及自动驾驶控制器45构成。而且，自动驾驶控制器45具备测量数据处理部451、作业状态管理部452、运算部453、异常物体检测部454、物体DB(Data Base：数据库)455以及作业DB(Data Base：数据库)456。另一方面，车体控制器41构成为具有车体控制部411。

[测量数据处理部]

测量数据处理部451分别与IMU28、GNSS控制器32、旋转角传感器33以及激光扫描仪34电连接，基于来自IMU28、GNSS控制器32、旋转角传感器33以及激光扫描仪34的信息，运算上部旋转体3的倾斜角度以及位置、方位、旋转角度、作业机2各部的转动姿势、车体周围的现状地形。

具体而言，自动驾驶控制器45基于来自各IMU28的加速度及角速度的测量结果，分别运算上部旋转体3的前后倾斜及左右倾斜、动臂20的转动姿势、斗杆21的转动姿势、铲斗22的转动姿势。例如，自动驾驶控制器45对于来自IMU28的测量结果，通过使用利用基于角速度的积分处理的角度、基于重力加速度的取得的与重力方向所成的角度等信息的互补滤波器、卡尔曼滤波器等，求出IMU28自身相对于重力方向的3维角度，预先校正各IMU28相对于液压挖掘机1的各安装部的安装姿势，由此根据各IMU28自身的倾斜角度取得上部旋转体3、动臂20、斗杆21、第一铲斗连杆24的转动姿势，进而如上所述根据斗杆21及第一铲斗连杆24的转动姿势取得铲斗22的转动姿势。

另外，自动驾驶控制器45取得由GNSS控制器32运算出的GNSS天线31a、31b在地球上的位置(例如纬度、经度、标高)。

另外，自动驾驶控制器45基于旋转角传感器33的测量结果，取得上部旋转体3与下部行驶体4之间的旋转角度。

而且，自动驾驶控制器45基于由激光扫描仪34测量出的车体周围的3维点群数据和激光扫描仪34相对于上部旋转体3的配置部位、配置姿势信息，将从多个激光扫描仪34得到的信息整合为车体基准下的1个3维点群数据。在本实施方式中，在上部旋转体3配置有4个激光扫描仪34，通过对从这些激光扫描仪34得到的信息进行整合来测量车体的整个周围的3维点群数据。此外，在使用具有足够的测量范围的传感器的情况下，也能够减少激光扫描仪34的个数，也可以出于具有冗余性等理由而增加个数。

另外，测量数据处理部451使用激光扫描仪34的车体配置位置，运算车体坐标系中的激光扫描仪34的车体配置位置。另外，测量数据处理部451使用GNSS天线31a、31b的车体配置位置和地球上的位置、车体坐标系中的激光扫描仪34的车体配置位置，将从激光扫描仪34取得的车体周围的3维点群数据的位置信息变换为地球上的位置信息即全球坐标系。而且，测量数据处理部451基于从激光扫描仪34取得的车体周围的3维点群数据，运算液压挖掘机1周围的地形形状数据即现状地形。

然后，测量数据处理部451将上部旋转体3的倾斜角度及位置、方位、旋转角度、作业机各部的转动姿势、车体周围的现状地形的运算结果输出到运算部453。另外，测量数据处理部451将车身周围的现状地形的运算结果向作业状态管理部452输出。

[作业DB]

作业DB456相当于请求专利保护的范围中记载的“作业记录部”。在作业DB456中记录有作业计划及其进展状况。作业计划包含至少1台液压挖掘机1实施的作业内容及作业顺序等。作业内容例如是挖掘装载、坡面整形等，作业顺序例如对多个挖掘地赋予ID编号，按照该赋予的ID编号的顺序来决定。上述挖掘顺序是挖掘作业(即作业内容)的作业顺序。

表1是记录在作业DB456中的作业计划的一例。如表1所示，在作业计划中至少包含“作业ID”、“挖掘地ID”、“作业状态”、“作业余量”以及“作业量”这样的要素，但也可以包含这些以外的要素。

[表1]

作业ID	挖掘地ID	作业状态	作业余量	作业量
					作业51	挖掘地51	完成	0％	1000
作业52	挖掘地52	中断	55％	2000
					作业53	挖掘地53	未着手	100％	3000
作业54	挖掘地54	未着手	100％	4000
					…	…	…	…	…

“作业ID”是用于识别各作业的ID，在本实施方式中假定以“作业ID”的编号的升序实施作业。“挖掘地ID”是用于识别各挖掘地51-54的ID，“挖掘地ID”与想要通过液压挖掘机1的挖掘动作制作的3维地形形状即设计地形6相关联。“作业状态”存在“完成”、“中断”、“执行中”、“未着手”这4个状态。“作业余量”是表示各作业的余量的百分率。“作业量”是“从作业开始前至制作设计地形为止需要挖掘的土量”。

“作业余量”是将“从当前的地形到制作设计地形为止需要挖掘的土量”除以“作业量”并换算成百分率的值。在作业状态管理部452中基于现状地形计算“从当前的地形到制作设计地形为止需要挖掘的土量”及“从作业开始前到制作设计地形为止需要挖掘的土量”作为体积。“作业余量”达到0％的作业的“作业状态”为“完成”。“作业余量”为100％的作业的“作业状态”为“未着手”。“作业余量”未达到0％而中断的作业的“作业状态”为“中断”。另外，对液压挖掘机1进行作业指示的作业的“作业状态”为“执行中”。而且，该“作业余量”以及“作业状态”也是表示作业的进展状况的参数。此外，与记录于作业DB456的作业计划的“挖掘地ID”相关联的3维地形形状即设计地形6能够经由向监视器42的输入而进行编辑。

[物体DB]

物体DB455相当于请求专利保护的范围中记载的“物体记录部”，记录有预想为存在于作业现场5的预想存在物体的信息以及该预想存在物体以外的非预想存在物体的信息中的至少一方。在本实施方式中，在物体DB455中记录有液压挖掘机1在作业现场5进行作业时可能成为作业的阻碍要素的异常物体7(即，预想存在物体)的信息。具体而言，将大的石头、自来水管、降雨引起的大范围的泥沙这样的物体设为可能成为作业的阻碍要素的异常物体7。另外，在物体DB455中，作为通过物体检测技术检测异常物体7所需的特征量，记录有3维点群数据。此外，在物体DB455中，也可以记录在进行作业时不可能成为作业的阻碍要素的异常物体(即，非预想存在物体)的信息。这样，能够广泛地应对各种异常物体的检测。

[异常物体检测部]

异常物体检测部454基于激光扫描仪34的测量结果，检测在实施上述作业计划的作业现场存在的异常物体。具体而言，异常物体检测部454首先从激光扫描仪34取得3维点群数据，使用点群的3维坐标信息取得液压挖掘机1周围的物体的位置以及形状的信息。这里，物体的位置是使用对检测到的物体进行测量而得到的各点的3维坐标计算出的点群重心坐标。物体的形状是根据各点的3维坐标将从X、Y、Z坐标各自的最大值到最小值的距离作为进深、宽度、高度而计算出的长方体。作为物体的位置以及形状的检测方法，例如只要是已知的OGM(Occupancy Grid Map，占用栅格地图)法那样的能够从3维的点群取得物体信息的方法即可。

接着，异常物体检测部454学习记录在物体DB455中的3维点群数据即物体信息，判定在从激光扫描仪34取得的物体中是否存在作为物体信息记录的异常物体7，由此进行异常物体的检测。具体而言，异常物体检测部454例如使用作为灵活运用了深度学习的物体检测技术即SSD等，基于从激光扫描仪34取得的物体的3维点群数据与学习到的物体信息的3维点群数据的一致率，检测存在于作业现场5的异常物体。然后，例如在该一致率为预先设定的阈值以上的情况下，异常物体检测部454将该物体检测为异常物体7。异常物体检测部454将检测到的异常物体7的位置、形状以及种类作为异常物体信息输出到作业状态管理部452。

[运算部]

运算部453与测量数据处理部451电连接，从测量数据处理部451取得上部旋转体3的倾斜角度及位置、方位、旋转角度、作业机各部的姿势、现状地形的运算结果。另外，该运算部453从切换开关43取得液压挖掘机1是有人操作状态还是无人自动驾驶状态，根据有人操作状态或无人自动驾驶状态进行运算等处理。

例如在液压挖掘机1为无人自动驾驶状态的情况下，运算部453从作业状态管理部452取得动作计划，基于所取得的动作计划来运算下部行驶体4的目标轨迹、铲斗前端27的目标轨迹以及各致动器(各液压缸23、各液压马达26)的目标动作速度等，并将运算出的结果向作业状态管理部452输出。此外，动作计划中至少包括现状地形上的铲斗前端27的接地位置。

具体而言，运算部453首先基于从测量数据处理部451取得的运算结果，运算用于使铲斗前端27从当前地点移动到能够与动作计划所包含的指定位置接地的地点的下部行驶体4的目标轨迹。接着，运算部453运算使铲斗前端27移动至由作业状态管理部452指定的接地位置并将土储存于铲斗22内为止的铲斗前端27的目标轨迹。

另外，运算部453分别运算液压挖掘机1向卸载土地50卸载为止的下部行驶体4的目标轨迹以及铲斗前端27的目标轨迹。此外，运算部453以全球坐标系为基准制作运算出的下部行驶体4的目标轨迹及铲斗前端27的目标轨迹。进而，运算部453基于运算出的下部行驶体4的目标轨迹和铲斗前端27的目标轨迹，运算为了使车体动作所需的各致动器(各液压缸23、各液压马达26)的目标动作速度。然后，运算部453将运算出的结果输出到作业状态管理部452。

另一方面，在液压挖掘机1为有人操作状态的情况下，运算部453不从作业状态管理部452取得动作计划，不进行下部行驶体4的目标轨迹、铲斗前端27的目标轨迹以及各致动器(各液压缸23、各液压马达26)的目标动作速度的运算。

[作业状态管理部]

作业状态管理部452按照记录于作业DB456的作业计划中的作业顺序来选择作业内容，并基于所选择的作业内容和激光扫描仪34的测量结果等来制作液压挖掘机1的动作计划，以管理液压挖掘机1的作业状态。

具体而言，作业状态管理部452分别与异常物体检测部454、作业DB456及测量数据处理部451电连接，分别从异常物体检测部454取得检测结果(例如，异常物体的信息)，从作业DB456取得作业计划，从测量数据处理部451取得现状地形。作业状态管理部452首先基于从作业DB456取得的作业计划，例如按照作业计划中的作业顺序依次选择作业内容。接着，作业状态管理部452针对所选择的作业内容，制作至少包含铲斗前端27的接地位置的动作计划。

接着，作业状态管理部452将制作出的动作计划向运算部453输出，向运算部453指示基于该动作计划的铲斗前端27的目标轨迹、下部行驶体4的目标轨迹及各致动器的目标动作速度的运算。接着，作业状态管理部452从运算部453取得铲斗前端27的目标轨迹、下部行驶体4的目标轨迹及各致动器的目标动作速度的运算结果。

另外，作业状态管理部452基于从异常物体检测部454取得的检测结果(例如，异常物体的信息)和从运算部453取得的铲斗前端27的目标轨迹及下部行驶体4的目标轨迹，判定是否因为由异常物体检测部454检测到的异常物体的存在而阻碍上述动作计划的实施。

而且，在作业现场5上不存在阻碍铲斗前端27的目标轨迹及下部行驶体4的目标轨迹的异常物体的情况下，作业状态管理部452判定为不会因该异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施。此时，作业状态管理部452将从运算部453取得的各致动器(各液压缸23、各液压马达26)的目标动作速度作为作业状态管理信息向车体控制器41的车体控制部411输出。此处的作业状态管理信息为控制信号。

另一方面，在作业现场5上存在阻碍铲斗前端27的目标轨迹及下部行驶体4的目标轨迹中的至少一方的异常物体的情况下，作业状态管理部452判定为由于该异常物体的存在而阻碍动作计划的实施。此时，作业状态管理部452对车体控制部411指示实施中的作业的中断。接下来，作业状态管理部452进一步判定是否能够将中断的作业(即，被阻碍的作业)分割为在“包含异常物体的范围”和“不包含异常物体的范围”实施的作业。

然后，在判定为能够将中断的作业分割为在“包含异常物体的范围”和“不包含异常物体的范围”中实施的作业的情况下，作业状态管理部452选择“不包含异常物体的范围”的作业内容，在该“不包含异常物体的范围”中制作新的作业计划，并追加到作业DB456。之后，作业状态管理部452将“不包含异常物体的范围”中的铲斗前端27的接地位置作为新的动作计划向运算部453输出，向运算部453指示基于该动作计划的铲斗前端27的目标轨迹、下部行驶体4的目标轨迹以及各致动器的目标动作速度的运算。换言之，作业状态管理部452在运算部453中求出用于实施“不包含异常物体的范围”中的作业的铲斗前端27的目标轨迹、下部行驶体4的目标轨迹、以及各致动器(各液压缸23、各液压马达26)的目标动作速度的运算。

此外，作业状态管理部452在记录于作业DB456的作业计划中不存在能够实施的作业的情况下，对车体控制部411指示作业结束。

以下，基于图5-图7，详细说明在检测到异常物体7的作业现场5中，分割为“包含异常物体7的范围”和“不包含异常物体7的范围”的例子。

图5-图7中示出了由异常物体检测部454检测到异常物体7的“挖掘地i”。另外，在图5-图7中，通过将作业现场5上的某点作为原点，在图示的方向上定义XYZ空间的现场固有的坐标系，将在全球坐标系中处理的测量数据处理部451的各运算结果和由运算部453运算出的各目标轨迹分别变换为现场固有的坐标系。

图5是作业现场5的平面图，图6及图7是沿着图5中的箭头的作业现场5的侧视图。如图6及图7所示，“挖掘地i”的现状地形由斜面72和平面73构成。在本实施方式中，假设异常物体7在作业开始时从斜面72露出。如图6所示，在“挖掘地i”中，通过液压挖掘机1实施挖掘直至由设计地形6表示的深度为止。

如图5-图7所示，在“挖掘地i”由运算部453运算出的铲斗前端27的目标轨迹(参照图中的虚线部分)与异常物体7的位置重叠，液压挖掘机1成为无法继续作业的状态。此外，本实施方式中所说的异常物体7是指具有阻碍液压挖掘机1的作业的程度的大小(例如大的石头)的物体，因此，即使检测到比较小的石头那样的异常物体，实际上也不会阻碍作业。

在本实施方式中，即使在“挖掘地i”中由于在由运算部453运算出的目标轨迹上存在异常物体7而无法继续作业的情况下，作业状态管理部452也能够通过将“挖掘地i”进一步分割为“包含异常物体7的范围”即“挖掘地i_1”和“不包含异常物体7的范围”即“挖掘地i_2”，并将“不包含异常物体7的范围”中的作业状态管理信息指令给车体控制部411，从而使液压挖掘机1的作业继续。

[车体控制部]

车体控制部411基于由作业状态管理部452制作的动作计划来控制液压挖掘机1的动作。如图4所示，车体控制部411与切换开关43电连接，从切换开关43取得液压挖掘机1是有人操作状态还是无人自动驾驶状态。另外，车体控制部411与作业状态管理部452电连接，从作业状态管理部452取得上述的作业状态管理信息。

并且，在液压挖掘机1为有人操作状态的情况下，车体控制部411驱动控制阀55根据操作杆30的操作量使各致动器动作。另一方面，在液压挖掘机1为无人自动驾驶状态的情况下，车体控制部411根据从作业状态管理部452作为作业状态管理信息而取得的各致动器的目标动作速度，驱动控制阀55以使各致动器动作。并且，车体控制部411在从作业状态管理部452输出了全部作业结束的情况下，立即停止液压挖掘机1的动作，或者在使液压挖掘机1移动到预先指定的位置之后停止动作。此外，车体控制部411也可以在从作业状态管理部452输出了全部作业结束的情况下，向监视器42输出作业计划结束的情况。

以下，参照图8及图9对自动作业系统10的控制处理进行说明。图8是表示控制处理的步骤S10-步骤S21的流程图，图9是表示控制处理的步骤S22-步骤S27的流程图。

首先，在步骤S10中，赋予作业ID编号(作业i)。在此，将“i”设为例如51。

在接着步骤S10的步骤S11中，作业状态管理部452从记录于作业DB456的作业计划取得“作业i”的信息。具体而言，作业状态管理部452取得与作业ID为“作业i”的作业相关的“挖掘地ID”、“作业状态”、“作业余量”以及“作业量”。

在接着步骤S11的步骤S12中，作业状态管理部452从所取得的“作业i”的信息中对运算部453输出“挖掘地i”的信息。具体而言，作业状态管理部452将与“挖掘地i”相关联的设计地形输出至运算部453。与“挖掘地i”相关联的设计地形是液压挖掘机1接下来想要通过挖掘制作的3维地形的形状。

在接着步骤S12的步骤S13中，作业状态管理部452首先将制作的动作计划输出到运算部453，指示运算部453运算基于该动作计划的铲斗前端27的目标轨迹、下部行驶体4的目标轨迹以及各致动器(各液压缸23、各液压马达26)的目标动作速度。接着，运算部453基于动作计划分别运算铲斗前端27的目标轨迹、下部行驶体4的目标轨迹及各致动器的目标动作速度，并将运算出的结果输出至作业状态管理部452。由此，作业状态管理部452取得上述的运算结果。

在接着步骤S13的步骤S14中，作业状态管理部452从异常物体检测部454取得异常物体信息。在接着步骤S14的步骤S15中，作业状态管理部452判定是否存在阻碍“作业i”的动作计划的异常物体。此时，作业状态管理部452基于在步骤S13中取得的铲斗前端27的目标轨迹及下部行驶体4的行驶轨迹这样的车身的3维目标轨迹和在步骤S14中取得的异常物体信息，判定在车身的3维目标轨迹上是否存在异常物体信息所记载的物体(即，异常物体)。

然后，在判定为在车体的3维目标轨迹上存在异常物体的情况下，控制处理进入步骤S22。例如，如图5所示的作业现场5那样，在现场固有的现场坐标系中在铲斗前端27的目标轨迹上存在异常物体7的情况下，控制处理进入步骤S22。另一方面，在判定为在车体的3维目标轨迹上不存在异常物体的情况下，控制处理进入步骤S16。

在步骤S16中，作业状态管理部452向车体控制部411输出作业状态管理信息。具体而言，作业状态管理部452将在步骤S13中取得的各致动器的目标动作速度输出到车体控制部411。并且，车体控制部411按照各致动器的目标动作速度使各致动器动作。由此，液压挖掘机1以自动行驶的方式进行作业。

在接着步骤S16的步骤S17中，作业状态管理部452计算“作业i”的“作业余量”，更新作业DB456。具体而言，作业状态管理部452根据记录在作业DB456中的“挖掘地i”的设计地形与从测量数据处理部451取得的现状地形的3维信息的差分，计算“作业i”的“进展状况”，更新记录在作业DB中的“作业i”的“作业余量”。

在接着步骤S17的步骤S18中，作业状态管理部452判定在步骤S17中计算出的“作业i”的“作业余量”是否达到了0％。在判定为达到了0％的情况下，控制处理进入步骤S19。另一方面，在判定为未达到0％的情况下，控制处理返回到步骤S11。

在步骤S19中，作业状态管理部452将记录在作业DB456中的“作业i”的“作业状态”更新为“完成”。

在接着步骤S19的步骤S20中，作业状态管理部452判定在存储于作业DB456的作业计划中，在“作业状态”中是否存在“未着手”的作业。在判定为存在“未着手”的作业的情况下，控制处理进入步骤S21。在步骤S21中，更新为i＝i+1(即，i＝52)。然后，控制处理返回到步骤S11。另一方面，在判定为不存在“作业状态”为“未着手”的作业的情况下，作业状态管理部452对车体控制部411指示全部作业结束。由此，一系列的控制处理结束。

如上所述，在步骤S15中判定为存在异常物体的情况下，控制处理进入步骤S22。在步骤S22中，作业状态管理部452判定是否能够将“挖掘地i”分割为“存在阻碍要素的范围”(即，包含异常物体的范围)和“不存在阻碍要素的范围”(即，不包含异常物体的范围)。具体而言，作业状态管理部452判定是否能够将记录于作业DB456的图6所示的“作业i”的“挖掘地i”如图7所示那样分割为“包含异常物体7的范围”即“挖掘地i_1”和“不包含异常物体7的范围”即“挖掘地i_2”。

例如在图7所示的例子中，由于异常物体7从作业现场5的斜面72出土，因此作业状态管理部452沿着Y轴方向将斜面72部分分割为“挖掘地i_1”，将平面73部分分割为“挖掘地i_2”。而且，作为“包含异常物体7的范围”的“挖掘地i_1”在图5所示的X、Y坐标中，作为相对于异常物体7具有“一定的余量”的长方形范围形状而被切出。该“一定的余量”可以基于在异常物体信息中记载的异常物体7的种类来决定，也可以预先决定为所有的异常物体7公用的一定值。从“挖掘地i”切出“挖掘地i_1”的结果，在图5、图7所示的范围内产生作为“不包含异常物体7的范围”的“挖掘地i_2”。

此外，关于是否能够将“挖掘地i”分割为“挖掘地i_1”和“挖掘地i_2”的判定，例如预先基于“作业量”来决定阈值，在“挖掘地i_2”为该阈值以上的情况下判定为能够分割，在小于该阈值的情况下判定为不能分割。

然后，在步骤S22中判定为不可分割的情况下，处理进入步骤S23。在步骤S23中，作业状态管理部452将“作业i”的“作业状态”变更为“中断”。之后，控制处理返回到步骤S20。

另一方面，在步骤S22中判定为能够分割的情况下，控制处理进入步骤S24。在步骤S24中，作业状态管理部452对记录在作业DB456中的“作业i”的“挖掘地i”，分别对“存在阻碍要素的范围”赋予“挖掘地i_1”、对“不存在阻碍要素的范围”赋予“挖掘地i_2”这样的名称的挖掘地ID。即，作业状态管理部452对“包含异常物体7的范围”赋予“挖掘地i_1”，对“不包含异常物体7的范围”赋予“挖掘地i_2”这样的名称的挖掘地ID。

在此的处理中，例如如下述表2所示，在判定为能够将“挖掘地52”分割为“挖掘地52_1”和“挖掘地52_2”的情况下，作业状态管理部452对“包含异常物体7的范围”赋予“挖掘地52_1”，对“不包含异常物体7的范围”赋予“挖掘地52_2”这样的名称的挖掘地ID。

在接着步骤S24的步骤S25中，作业状态管理部452将记录于作业DB456的“作业i”的作业ID更新为“作业i_1”，将挖掘地ID更新为“挖掘地i_1”，将作业状态变更为“中断”。此处的处理例如如下述表2所示，作业状态管理部452将记录于作业DB456的“作业52”的作业ID更新为“作业52_1”，将挖掘地ID更新为“挖掘地52_1”，将该作业状态变更为“中断”。

在接着步骤S25的步骤S26中，作业状态管理部452对作业DB456的作业ID追加“作业i_2”，对挖掘地ID追加“挖掘地i_2”，对作业状态追加“未着手”。这里的处理例如如下述表2所示，作业状态管理部452对作业DB456的作业ID追加“作业52_2”，对挖掘地ID追加“挖掘地52_2”，对作业状态追加“未着手”。

[表2]

在接着步骤S26的步骤S27中，作业ID编号(作业i)被更新为“i_2”。然后，处理返回到步骤S11。

在本实施方式的自动作业系统10中，在检测到异常物体7时，作业状态管理部452判定是否因异常物体7的存在而阻碍动作计划的实施，在判定为因异常物体7的存在而阻碍动作计划的实施的情况下，进一步判定是否能够分割为“包含异常物体的范围”和“不包含异常物体7的范围”。并且，在判定为能够分割的情况下，作业状态管理部452选择“不包含异常物体的范围”内的作业，制作所选择的作业的动作计划而使基于液压挖掘机1的自动驾驶的作业继续。这样，即使在作业现场5出现了阻碍液压挖掘机1的作业的异常物体7的情况下，也不需要操作员进行的应对，作业状态管理部452通过选择能够实施的其他作业(即，“不包含异常物体7的范围”内的作业)，能够继续进行基于自动驾驶的作业，因此能够防止生产率的降低。

[第二实施方式]

以下，参照图8、图10以及图11对第二实施方式的自动作业系统进行说明。本实施方式的自动作业系统的结构与第一实施方式相同，但在控制处理上与第一实施方式不同。以下，仅对与第一实施方式的不同点进行说明。

即，在本实施方式中，在作业现场5存在阻碍液压挖掘机1的作业的异常物体7的情况下，通过作业管理者的选择操作来决定液压挖掘机1实施的作业的内容。另外，作业状态管理部452将用于在接受作业管理者的批准后在“不包含异常物体7的范围”继续作业的作业状态管理信息输出到车体控制部411。另外，通过作业管理者的选择操作，液压挖掘机1的无人自动驾驶状态被切换为有人操作状态。并且，在由作业管理者从作业现场5去除异常物体7之后，液压挖掘机1从有人操作状态切换为无人自动驾驶状态，由此继续液压挖掘机1的基于自动驾驶的作业。

作业管理者只要是掌握监视器42以及切换开关43的使用方法的人即可。另外，作业管理者只要存在于上部旋转体3的驾驶室内部、或者在作业现场5的内外能够监视液压挖掘机1的作业的场所即可。并且，监视器42以及切换开关43配置在作业管理者能够视觉确认、操作的场所即可。

在第二实施方式的自动作业系统的控制处理中，步骤S10-步骤S27与第一实施方式相同，步骤S28-步骤S37是新追加的处理。以下，仅对基于图10的新追加的步骤S28-步骤S37进行说明。另外，在本实施方式中，异常物体检测部454基于激光扫描仪34的测量结果来判定在液压挖掘机1的周围是否存在人，在判定为存在人的情况下将该情况的主旨输出到作业状态管理部452。

如图10所示，在步骤S22中判定为不能将“挖掘地i”分割为“存在阻碍要素的范围”和“不存在阻碍要素的范围”的情况下，控制处理与第一实施方式同样地进入步骤S23，进行“作业i”的“作业状态”向“中断”的变更。之后，控制处理返回到步骤S20。

另一方面，在步骤S22中判定为能够将“挖掘地i”分割为“存在阻碍要素的范围”和“不存在阻碍要素的范围”的情况下，控制处理进入步骤S28。在步骤S28中，如图11所示，作业状态管理部452将与阻碍作业的异常物体7相关的异常物体信息显示于监视器42，由此向作业管理者通知异常物体7的出现。并且，如图11所示，作业状态管理部452在监视器42上显示作为“包含异常物体7的范围”的“挖掘地i_1”和作为“不包含异常物体7的范围”的“挖掘地i_2”，向作业管理者通知能够分割为“挖掘地i_1”和“挖掘地i_2”。

在接着步骤S28的步骤S29中，作业管理者在分割后的“挖掘地i_2”中，经由监视器42选择是否继续作业(参照图11)。在由作业管理者选择为继续作业的情况下，控制处理进入上述的步骤S24。另一方面，在选择为不继续作业的情况下，处理进入步骤S30。

在步骤S30中，作业管理者经由监视器42选择是否将异常物体7从作业现场5排除(参照图11)。在选择为不排除异常物体的情况下，控制处理进入上述的步骤S23。另一方面，在由作业管理者选择为排除异常物体的情况下，控制处理进入步骤S31。

在步骤S31中，作业管理者通过操作切换开关43，将液压挖掘机1从无人自动驾驶状态切换为有人操作状态。在接着步骤S31的步骤S32中，作业状态管理部452发布有人操作状态的解除密码，经由监视器42通知给作业管理者。

在接着步骤S32的步骤S33中，作业管理者从作业现场5排除异常物体7。作为从作业现场5排除异常物体7的方法，可以通过作业管理者操作操作杆30来使液压挖掘机1动作，也可以通过作业管理者的手动作业来进行。

在接着步骤S33的步骤S34中，作业管理者将有人操作状态的解除密码输入到监视器42，操作切换开关43。在接着步骤S34的步骤S35中，作业状态管理部452基于来自异常物体检测部454的结果，判定在液压挖掘机1的周围是否存在人。在判定为存在人的情况下，处理进入步骤S36。在步骤S36中，作业状态管理部452经由监视器42在监视器42上向作业管理者建议使人从液压挖掘机1的周围退避。然后，控制处理返回到步骤S34。

另一方面，在步骤S35中判定为周围不存在人的情况下，控制处理进入步骤S37。在步骤S37中，切换开关43将液压挖掘机1从有人操作状态切换为无人自动驾驶状态。之后，控制处理返回上述的步骤S17，继续进行基于液压挖掘机1的自动驾驶的作业。

根据本实施方式的自动作业系统，除了能够获得与上述的第一实施方式相同的作用效果之外，还能够获得以下的作用效果。即，在判定为能够分割为“包含异常物体的范围”和“不包含异常物体的范围”的情况下，在作业管理者将液压挖掘机1从无人自动驾驶状态切换为有人操作状态而将异常物体7从作业现场5去除之后，在由作业管理者进行了液压挖掘机1的作业开始指示且在液压挖掘机1的周围未检测到人的情况下，作业状态管理部452通过从作业计划中选择其他作业，能够继续进行基于自动驾驶的作业。由此，能够完全实施作业DB456所记载的作业计划，因此能够进一步防止生产率的降低。

[第三实施方式]

图12是表示第三实施方式的自动作业系统的结构的框图。本实施方式的自动作业系统10A在物体DB461以及作业DB462设置于服务器46这一点上与上述的第一实施方式不同，但其他的结构与第一实施方式相同。

如图12所示，在本实施方式的自动作业系统10A中，物体DB461以及作业DB462独立于自动驾驶控制器45A而设置于服务器46。服务器46例如配置于管理中心，构成为能够与自动驾驶控制器45之间进行通信。此外，物体DB461具有与第一实施方式的物体DB455同样的结构，作业DB462具有与第一实施方式的作业DB456同样的结构。

根据本实施方式的自动作业系统10A，除了能够得到与上述的第一实施方式相同的作用效果之外，由于物体DB461以及作业DB462设置于服务器46，因此能够实现自动驾驶控制器45A的紧凑化。

此外，在至此所示的实施方式中，设想了在作业开始时异常物体从挖掘地露出的场景，但也能够应用于在液压挖掘机的挖掘中异常物体出土的场景。另外，以在作业机械内搭载有操作杆的液压挖掘机为例进行了说明，但也能够应用于与液压挖掘机独立地在远程操作室内设置操作杆而能够进行远程操作的液压挖掘机。

以上，对本发明的实施方式进行了详述，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离请求专利保护的范围所记载的本发明的精神的范围内，能够进行各种设计变更。

符号说明

1液压挖掘机

2作业机

3上部旋转体

4下部行驶体

10、10A自动作业系统

28a车体IMU

28b动臂IMU

28c斗杆IMU

28d铲斗IMU

30操作杆

31a、31b GNSS天线

32GNSS控制器

33旋转角传感器

34激光扫描仪(周围环境测量装置)

39截止阀

40控制阀

41车体控制器

42监视器(信息输入装置、信息显示装置)

43切换开关

45、45A自动驾驶控制器(自动驾驶控制装置)

46服务器

411车体控制部

451测量数据处理部

452作业状态管理部

453运算部

454异常物体检测部

455物体DB(物体记录部)

456作业DB(作业记录部)

461物体DB

462作业DB。

Claims (9)

1.一种自动作业系统，具备：测量作业机械的周围环境的周围环境测量装置；以及控制所述作业机械的自动驾驶的自动驾驶控制装置，其特征在于，

所述自动驾驶控制装置具备：

作业状态管理部，其为了管理所述作业机械的作业状态，按照所取得的作业计划中的作业顺序来选择作业内容，基于所选择的作业内容和由所述周围环境测量装置测量出的所述周围环境的信息来生成所述作业机械的动作计划，并基于所生成的所述动作计划向设置于所述作业机械的车体控制器输出控制信号；以及

异常物体检测部，其基于由所述周围环境测量装置测量出的所述周围环境的信息来检测存在于实施所述作业计划的作业现场的异常物体，

通过所述异常物体检测部检测到异常物体时，所述作业状态管理部判定是否因所述异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施，在判定为因所述异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施的情况下，从所述作业计划中选择其他作业内容。

2.根据权利要求1所述的自动作业系统，其特征在于，

所述作业机械具备行驶体和作业机，

所述自动驾驶控制装置还具备：运算部，其基于所述动作计划来运算所述作业机的前端的目标轨迹以及所述行驶体的目标轨迹，

在存在阻碍由所述运算部运算出的所述作业机的前端的目标轨迹以及所述行驶体的目标轨迹中的至少一方的所述异常物体的情况下，所述作业状态管理部判定为由于所述异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施。

3.根据权利要求1或2所述的自动作业系统，其特征在于，

所述自动作业系统还具有：物体记录部，其记录预想为存在于所述作业现场的预想存在物体的信息和该预想存在物体以外的非预想存在物体的信息中的至少一方，

所述物体记录部设置于所述自动驾驶控制装置或服务器。

4.根据权利要求3所述的自动作业系统，其特征在于，

所述异常物体检测部基于由所述周围环境测量装置测量出的周围环境中的物体的信息与记录于所述物体记录部的物体的信息的一致率，来检测存在于所述作业现场的异常物体。

5.根据权利要求1所述的自动作业系统，其特征在于，

所述作业状态管理部在判定为由于所述异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施的情况下，进一步判定是否能够将阻碍的作业分割为包含所述异常物体的范围和不包含所述异常物体的范围，在判定为能够分割的情况下，生成不包含所述异常物体的范围的动作计划。

6.根据权利要求5所述的自动作业系统，其特征在于，

所述自动作业系统还具备：信息显示装置，其显示由所述作业状态管理部选择出的作业内容、作业的实施范围以及阻碍所述动作计划的实施的所述异常物体的信息。

7.根据权利要求6所述的自动作业系统，其特征在于，

所述自动作业系统还具备：信息输入装置，其至少接受来自作业管理者的输入，

在判定为由于所述异常物体的存在而阻碍所述动作计划的实施的情况下，在通过由所述作业管理者进行的向所述信息输入装置的输入而指示了作业的继续时，所述作业状态管理部生成不包含所述异常物体的范围的作业计划。

8.根据权利要求7所述的自动作业系统，其特征在于，

在所述作业管理者将所述作业机械切换为手动操纵且从所述作业现场去除了所述异常物体之后，在所述作业管理者进行所述作业机械的作业开始指示且基于由所述周围环境测量装置测量出的周围环境的信息而在所述作业机械的周围未检测到人的情况下，所述作业状态管理部从所述作业计划中选择其他作业。

9.根据权利要求1所述的自动作业系统，其特征在于，

所述自动作业系统还具备记录所述作业计划的作业记录部，

所述作业计划包含至少1台作业机械实施的作业内容和作业顺序，所述作业记录部设置于所述自动驾驶控制装置或服务器。

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