CN117881855A - 用于控制作业机械的系统以及方法 - Google Patents

Abstract

具备下部行驶体(2)以及能够相对于下部行驶体(2)回转的上部回转体(3)的作业机械(1)的控制系统(500)具备：检测装置(200)，其安装于上部回转体(3)，检测存在于作业机械(1)的周边的对象物；以及控制器(300)，其对下部行驶体(2)及上部回转体(3)的动作进行控制。控制器(300)基于由检测装置(200)检测到的对象物的位置以及下部行驶体停止区域来对下部行驶体(2)的动作进行控制，且基于由检测装置(200)检测到的对象物的位置以及与下部行驶体停止区域不同的上部回转体区域来对上部回转体(3)的动作进行控制，下部行驶体停止区域在以上部回转体(3)为基准的坐标系中设定。

Description

用于控制作业机械的系统以及方法

技术领域

本公开涉及用于控制作业机械的系统以及方法。

背景技术

在与作业机械相关的技术领域中，已知有如专利文献所公开那样的作业机械，该作业机械具备检知作业机械的周边的障碍物的安全装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-007867号公报

发明内容

在专利文献1中，使用以上部回转体作为基准的上部侧坐标系、以及以下部行驶体作为基准的下部侧坐标系，将一方坐标转换为另一方的坐标系。因此，坐标转换的计算处理的负荷大。

用于解决课题的手段

本公开的第一方式的系统是用于控制具备行驶体、以及能够相对于行驶体回转的回转体的作业机械的系统。本方式的系统具备安装于回转体且检测存在于作业机械的周边的对象物的检测装置、以及对作业机械的行驶体及回转体的动作进行控制的控制器。控制器基于由检测装置检测到的对象物的位置以及第一设定区域来对行驶体的动作进行控制。控制器基于由检测装置检测到的对象物的位置以及与第一设定区域不同的第二设定区域来对回转体的动作进行控制。第一设定区域在以回转体为基准的坐标系中设定。

本公开的第二方式的方法是用于控制具备行驶体、以及能够相对于行驶体回转的回转体的作业机械的方法。本方式的方法包括以下的处理。在第一处理中，通过安装于回转体的检测装置检测存在于作业机械的周边的对象物。在第二处理中，通过对作业机械的行驶体以及回转体的动作进行控制的控制器，基于由检测装置检测到的对象物的位置以及第一设定区域来对行驶体的动作进行控制，且基于由检测装置检测到的对象物的位置以及与第一设定区域不同的第二设定区域来对回转体的动作进行控制。第一设定区域在以回转体为基准的坐标系中设定。

发明效果

根据本公开，能够减轻计算处理的负荷，适当地控制作业机械。

附图说明

图1是示出实施方式的作业机械的立体图。

图2是示出实施方式的作业机械的装置结构的框图。

图3是示出实施方式的控制系统的功能框图。

图4是示意性地示出实施方式的上部回转体的图。

图5是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的一例的概要图。

图6是示出上部回转体回转了的状态下的图5所示的上部回转体区域以及下部行驶体区域的概要图。

图7是示出实施方式的控制方法的流程图。

图8是示出实施方式的计算机系统的框图。

图9是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。

图10是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。

图11是示出上部回转体回转了的状态下的图10所示的上部回转体区域以及下部行驶体区域的概要图。

图12是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。

图13是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。

图14是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明，但本公开并不限定于此。以下说明的实施方式的构成要素能够适当组合。另外，也有时不使用一部分的构成要素。

[作业机械]

图1是示出实施方式的作业机械的立体图。图2是示出实施方式的作业机械的装置结构的框图。在实施方式中，作业机械1为液压挖掘机。在以下的说明中，将作业机械1适当称作液压挖掘机1。液压挖掘机1具备下部行驶体2、以及能够相对于下部行驶体2回转的上部回转体3。在本实施方式中，液压挖掘机1具备下部行驶体2、被支承为能够相对于下部行驶体2回转的上部回转体3、以及支承于上部回转体3的工作装置4。

下部行驶体2具有一对履带。下部行驶体2具备图2所示的右行驶马达15R和左行驶马达15L。下部行驶体2通过右行驶马达15R和左行驶马达15L的旋转驱动使履带旋转而使液压挖掘机1行驶。

上部回转体3能够相对于下部行驶体2以回转轴RX为中心回转。液压挖掘机1具备用于使上部回转体3回转的回转马达16。上部回转体3通过回转马达16的旋转力而回转。上部回转体3具有供液压挖掘机1的操作员搭乘的驾驶室6。在驾驶室6中配置有供操作员就坐的驾驶席9。驾驶室6配置于上部回转体3的前方。驾驶室6配置于工作装置4的左方。

工作装置4包括与上部回转体3连结的动臂4A、与动臂4A连结的斗杆4B、以及与斗杆4B连结的铲斗4C。液压挖掘机1具备用于驱动工作装置4的液压缸5。液压缸5包括驱动动臂4A的动臂缸5A、驱动斗杆4B的斗杆缸5B、以及驱动铲斗4C的铲斗缸5C。

动臂4A以能够以动臂旋转轴AX为中心旋转的方式支承于上部回转体3。斗杆4以能够以斗杆旋转轴BX为中心旋转的方式支承于动臂4A。铲斗4C以能够以铲斗旋转轴CX为中心旋转的方式支承于斗杆4B。

动臂旋转轴AX、斗杆旋转轴BX、以及铲斗旋转轴CX平行。动臂旋转轴AX、斗杆旋转轴BX、以及铲斗旋转轴CX与平行于回转轴RX的轴正交。在以下的说明中，将与回转轴RX平行的方向适当称作上下方向，将与动臂旋转轴AX、斗杆旋转轴BX、以及铲斗旋转轴CX平行的方向适当称作左右方向，将与动臂旋转轴AX、斗杆旋转轴BX及铲斗旋转轴CX、和回转轴RX双方正交的方向适当称作前后方向。以就坐于驾驶席9的操作员为基准，工作装置4存在的方向为前方，前方的相反方向为后方。以就坐于驾驶席9的操作员为基准，左右方向的一方为右方，右方的相反方向为左方。远离下部行驶体2的接地面的方向为上方，上方的相反方向为下方。

如图2所示，液压挖掘机1具有动力源17、液压泵18、控制阀19、操作装置10、检测装置200、以及控制器300。

动力源17产生用于驱动液压挖掘机1的动力。动力源17例如是内燃机。在动力源17的驱动轴机械地连结有液压泵18。通过动力源17进行驱动，液压泵18进行驱动。液压泵18作为向液压驱动系统的工作油供给源而驱动这些液压设备。需要说明的是，控制阀19是流量方向控制阀，对应于操作装置10的各操作杆的操作方向使未图示的滑阀移动，限制向各液压致动器的工作油的流动方向。将对应于各操作杆的操作量的工作油向动臂缸5A、斗杆缸5B、铲斗缸5C、右行驶马达15R或者左行驶马达15L、回转马达16等液压致动器供给。

液压挖掘机1具备配置于驾驶室6的操作装置10。操作装置10为了液压挖掘机1的至少一部分的工作而被操作。操作装置10由操作员操作。液压挖掘机1的工作包括下部行驶体2的工作、上部回转体3的工作、以及工作装置4的工作中的至少一个。操作装置10将表示液压挖掘机1的操作量的操作信号向控制器300输出。

操作装置10包括为了上部回转体3及工作装置4的工作而被操作的左作业杆11以右作业杆12、为了下部行驶体2的工作而被操作的左行驶杆13及右行驶杆14、以及未图示的左脚踏板及右脚踏板。

左作业杆11配置于驾驶席9的左方。通过左作业杆11被向前后方向操作，斗杆4B进行卸料动作或者挖掘动作。通过左作业杆11被向左右方向操作，上部回转体3左回转或者右回转。右作业杆12配置于驾驶席9的右方。通过右作业杆12被向左右方向操作，铲斗4C进行挖掘动作或者卸料动作。通过右作业杆12被向前后方向操作，动臂4A进行降下动作或者抬起动作。

左行驶杆13以及右行驶杆14配置于驾驶席9的前方。左行驶杆13配置于右行驶杆14的左方。通过左行驶杆13被向前后方向操作，下部行驶体2的左侧的履带进行前进动作或者后退动作。通过右行驶杆14被向前后方向操作，下部行驶体2的右侧的履带进行前进动作或者后退动作。

左脚踏板以及右脚踏板配置于驾驶席9的前方。左脚踏板配置于右脚踏板的左方。左脚踏板与左行驶杆13联动。右脚踏板与右行驶杆14联动。也可以通过操作左脚踏板以及右脚踏板而下部行驶体2进行前进动作或者后退动作。

[控制系统]

图3是示出实施方式的控制系统400的功能框图。液压挖掘机1具备控制系统400。控制系统400基于在液压挖掘机1的周边检知到的对象物的位置、以及在以上部回转体3为基准的坐标系中设定的上部回转体区域A1，对上部回转体3的动作进行控制。控制系统400基于在液压挖掘机1的周边检知到的对象物的位置、以及在以上部回转体3为基准的坐标系中设定的下部行驶体区域，对下部行驶体2的动作进行控制。控制系统400具备检测装置200和控制器300。

[检测装置]

图4是示意性地示出实施方式的上部回转体的图。液压挖掘机1具备检测装置200。检测装置200是用于监视液压挖掘机1的周边的装置。检测装置200检测液压挖掘机1的周边的人以及运动体(以下，称作“对象物”。)。检测装置200检测存在于液压挖掘机1的周围的对象物。在本实施方式中，检测装置200配置于上部回转体3。在本实施方式中，检测装置200检测以上部回转体3为基准的坐标系中的对象物的位置。

在本实施方式中，检测装置200具有多个相机20(21、22、23、24)。多个相机20配置于上部回转体3。相机20取得拍摄对象的图像。如图4所示，相机20在液压挖掘机1的周围配置有多个。在本实施方式中，相机20包括配置于上部回转体3的后部的后相机21、配置于上部回转体3的右部的右后相机22及右前相机23、以及配置于上部回转体3的左部的左后相机24。

后相机21拍摄上部回转体3的后方区域。右后相机22拍摄上部回转体3的右后方区域。右前相机23拍摄上部回转体3的右前方区域。左后相机24拍摄上部回转体3的左后方区域。多个相机20(21、22、23、24)分别具有光学系统和图像传感器。图像传感器包括CCD(Couple Charged Device)图像传感器或者CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)图像传感器。

需要说明的是，左后相机24拍摄上部回转体3的左侧方区域以及左后方区域的范围，但也可以拍摄其中任一方。同样地，右后相机22拍摄上部回转体3的右侧方区域以及右后方区域的范围，但也可以拍摄其中任一方。同样地，右前相机23拍摄上部回转体3的右前方区域以及右侧方区域的范围，但也可以拍摄其中任一方。另外，相机20拍摄上部回转体3的左后方、后方、右后方、以及右前方，但并不限定于此。例如，相机20的数量也可以与图4所示的例子不同。例如，相机20的拍摄范围也可以与图4所示的例子不同。另外，在本实施方式中，不具有拍摄驾驶室6的前方以及左前方的相机，但并不限定于此。也可以具有取得表示驾驶室6的前方以及左前方的状况的图像数据的相机20。检测装置200将所检测到的数据向控制器300输出。

[控制器]

液压挖掘机1具备控制器300。控制器300是用于控制液压挖掘机1的装置。控制器300对液压挖掘机1的下部行驶体2以及上部回转体3的动作进行控制。在本实施方式中，控制器300配置于驾驶室6。

控制器300基于在液压挖掘机1的周边检知到的对象物的位置以及后述的下部行驶体区域，对下部行驶体2的动作进行控制。控制器300基于在液压挖掘机1的周边检知到的对象物的位置以及后述的上部回转体区域A1，对上部回转体3的动作进行控制。更详细而言，控制器300基于由检测装置200检测到的对象物的位置、以及在以上部回转体3为基准的坐标系中设定的下部行驶体停止区域A2及下部行驶体减速区域A3，对下部行驶体2的动作进行控制。控制器300基于由检测装置200检测到的对象物的位置、以及在以上部回转体3为基准的坐标系中设定的上部回转体区域A1，对上部回转体3的回转进行控制。

控制器300在判断为由检测装置200检测到的以上部回转体3为基准的坐标系中的对象物的位置存在于下部行驶体停止区域A2或者下部行驶体减速区域A3内的情况下，进行控制以限制下部行驶体2的速度。

控制器300在判断为由检测装置200检测到的以上部回转体3为基准的坐标系中的对象物的位置存在于下部行驶体停止区域A2内的情况下，进行控制以停止下部行驶体2。控制器300在判断为由检测装置200检测到的以上部回转体3为基准的坐标系中的对象物的位置存在于下部行驶体减速区域A3内的情况下，进行控制以使下部行驶体2减速。

控制器300具有包括RAM(Random Access Memory)那样的易失性存储器及ROM(Read Only Memory)那样的非易失性存储器的存储部32、以及包括CPU(CentralProcessing Unit)那样的处理器的运算处理部33。

运算处理部33通过执行控制程序而具备数据取得部331、检知部332、位置确定部333、判断部334、操作信号取得部335、控制部336、以及输出部337。

数据取得部331从检测装置200取得检测数据。在本实施方式中，数据取得部331从后相机21取得表示液压挖掘机1的后方的状况的图像数据。数据取得部331从右后相机22取得表示液压挖掘机1的右后方的状况的图像数据。数据取得部331从右前相机23取得表示液压挖掘机1的右前方的状况的图像数据。数据取得部331从左后相机24取得表示液压挖掘机1的左后方的状况的图像数据。

检知部332基于由数据取得部331取得的检测数据，检知存在于液压挖掘机1的周边的包括人以及运动体的对象物。在本实施方式中，检知部332通过对由数据取得部331取得的图像数据进行图像处理，来检知图像数据中的对象物。图像处理包括从图像数据提取对象物的特征量的处理。检知部332对从图像数据提取的特征量与存储于特征量存储部321的特征量进行比较，检知存在于液压挖掘机1的周边的对象物。

位置确定部333确定由检测装置200检测到的对象物的位置。位置确定部333确定所检测到的对象物相对于上部回转体3的位置。更详细而言，位置确定部333确定在以上部回转体3为基准的坐标系中示出的对象物的位置。

判断部334判断由检测装置200检测到的对象物是否存在于规定的区域。更详细而言，判断部334判断在后述的上部回转体区域A1、下部行驶体停止区域A2以及下部行驶体减速区域A3中是否存在对象物。判断部334判断对象物存在于上部回转体区域A1的内侧、下部行驶体停止区域A2的内侧、以及下部行驶体停止区域A2的外侧且下部行驶体减速区域A3的内侧中的哪个区域。判断部334对由位置确定部333确定的对象物的位置与存储于区域存储部322的各区域的位置进行比较，判断对象物是否存在于上部回转体区域A1的内侧。判断部334对由位置确定部333确定的对象物的位置与存储于区域存储部322的各区域的位置进行比较，判断对象物是否存在于下部行驶体停止区域A2的内侧。判断部334对由位置确定部333确定的对象物的位置与存储于区域存储部322的各区域的位置进行比较，判断对象物是否存在于下部行驶体停止区域A2的外侧且下部行驶体减速区域A3的内侧。

操作信号取得部335取得表示由操作员操作了的操作装置10的各操作杆的操作量的操作信号。

控制部336生成用于控制液压挖掘机1的下部行驶体2以及上部回转体3的控制指令。更详细而言，控制部336基于由操作信号取得部335取得的操作信号所表示的操作量，生成用于控制下部行驶体2以及上部回转体3的控制指令。控制部336例如为了对应于操作装置10的各操作杆的操作方向来控制控制阀19，生成用于控制向各液压致动器的工作油的流动的控制指令。控制部336例如生成用于以将对应于各操作杆的操作量的工作油向动臂缸5A、斗杆缸5B、铲斗缸5C、右行驶马达15R或者左行驶马达15L、回转马达16等液压致动器供给的方式对控制阀19进行控制的控制指令。

控制部336基于判断部334的判断结果，生成限制下部行驶体2的行驶以及上部回转体3的回转的控制指令。控制部336例如在对象物存在于上部回转体区域A1的情况下，生成限制上部回转体3的回转的控制指令。控制部336例如在对象物存在于上部回转体区域A1的情况下，如果液压挖掘机1为回转中，则无论左作业杆11以及右作业杆12的操作量如何，均生成以使回转角速度成为上限角速度以下的方式限制回转的控制指令。通过限制回转的控制指令，回转马达16被限制所供给的工作油，上部回转体3的回转角速度被限制为上限角速度以下。

控制部336在使上部回转体3停止后，例如维持回转停止状态，直至检知到由操作员进行的回转停止控制的解除操作。控制部336在使上部回转体3停止后，例如维持上部回转体3的回转角速度被限制为上限角速度以下的状态，直至检知到由操作员进行的回转停止控制的解除操作。例如，控制部336在检知到对象物存在于上部回转体区域A1的情况后，即使在对象物从上部回转体区域A1向外侧伸出的情况下，也不解除回转停止状态直至由操作员进行解除操作。

控制部336例如在对象物存在于下部行驶体停止区域A2的情况下，生成使下部行驶体2停止的控制指令。例如如果液压挖掘机1为行驶中，则无论左行驶杆13以及右行驶杆14的操作量如何，则控制部336均生成以使行驶速度成为停止速度以下的方式限制行驶的控制指令。通过行驶停止的控制指令，右行驶马达15R或者左行驶马达15L被限制所供给的工作油，下部行驶体2的行驶速度被限制为比减速速度慢的停止速度以下。

控制部336在使下部行驶体2停止后，例如维持行驶停止状态，直至检知到由操作员进行的行驶停止控制的解除操作。控制部336在使下部行驶体2停止后，例如维持下部行驶体2的行驶速度被限制为停止速度以下的状态，直至检知到由操作员进行的行驶停止控制的解除操作。例如，控制部336在检知到对象物存在于下部行驶体停止区域A2的情况后，即使在对象物从下部行驶体停止区域A2向外侧伸出的情况下，也不解除行驶停止状态直至由操作员进行解除操作。

控制部336例如在对象物存在于下部行驶体减速区域A3的情况下，生成使下部行驶体2减速的控制指令。例如如果液压挖掘机1为行驶中，则无论左行驶杆13以及右行驶杆14的操作量如何，控制部336均生成以使行驶速度成为减速速度以下的方式限制行驶的控制指令。通过减速的控制指令，右行驶马达15R或者左行驶马达15L被限制所供给的工作油，下部行驶体2的行驶速度被限制为比停止速度快的减速速度以下。

控制部336在使下部行驶体2减速后，例如维持减速状态，直至检知到由操作员进行的减速控制的解除操作。控制部336在使下部行驶体2减速后，例如维持下部行驶体2的行驶速度被限制为减速速度以下的状态，直至检知到由操作员进行的减速控制的解除操作。例如，控制部336在检知到对象物存在于下部行驶体减速区域A3的情况后，即使在对象物从下部行驶体减速区域A3向外侧伸出的情况下，也不解除减速状态直至由操作员进行解除操作。

输出部337将控制部336生成的控制指令向控制阀19输出。

存储部32存储在运算处理部33的处理中使用的各种数据等。在本实施方式中，存储部32具有存储对象物的特征量的特征量存储部321。特征量包括对象物轮廓、对象物的颜色等，是确定对象物的外观的信息。另外，在本实施方式中，存储部32具有存储设定区域的区域存储部322。

图5是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的一例的概要图。区域存储部322存储上部回转体区域A1以及下部行驶体区域的信息。

上部回转体区域A1是第二设定区域。上部回转体区域A1是在内侧检知到对象物时限制上部回转体3的回转的区域。上部回转体区域A1在以上部回转体3为基准的坐标系中设定。上部回转体区域A1在上部回转体3回转时与上部回转体3一起回转。上部回转体区域A1是在内侧检知到对象物时、上部回转体3不与对象物接触而停止所需的区域。

下部行驶体区域是在内侧检知到对象物时限制下部行驶体2的行驶的区域。下部行驶体区域在以上部回转体3为基准的坐标系中设定。下部行驶体区域在上部回转体3回转时与上部回转体3-起回转。下部行驶体区域包括下部行驶体停止区域A2和下部行驶体减速区域A3。

下部行驶体停止区域A2是第一设定区域。下部行驶体停止区域A2是在内侧检知到对象物时、下部行驶体2不与对象物接触而停止所需的区域。下部行驶体停止区域A2的外周的形状的至少一部分呈将以上部回转体3为基准的坐标系的原点作为中心的圆弧形状。下部行驶体区域是不与下部行驶体2接触的区域。

下部行驶体减速区域A3是第三设定区域。下部行驶体减速区域A3是在内侧检知到对象物时、下部行驶体2不与对象物接触而减速所需的区域。下部行驶体减速区域A3是比下部行驶体停止区域A2大且包括下部行驶体停止区域A2的区域。下部行驶体减速区域A3是比上部回转体区域A1大且包括上部回转体区域A1的区域。

在图5所示的例子中，上部回转体区域A1例如是由位于距上部回转体3的前端部为距离d11的前方的直线部A11、位于距上部回转体3的左侧端部为距离d12的左方的直线部A12、位于距上部回转体3的右侧端部为距离d13的右方的直线部A13、以及位于距上部回转体3的后端部为距离d14的圆弧部A14围起的区域。圆弧部A14是以上部回转体3的回转轴RX为中心的圆弧。下部行驶体停止区域A2是由以上部回转体3的回转轴RX为中心的半径r1的圆围起的区域。下部行驶体减速区域A3例如是矩形状的区域。下部行驶体减速区域A3是具有从上部回转体区域A1以及下部行驶体停止区域A2分开距离d15以上的周缘部的区域。下部行驶体减速区域A3例如是由位于距下部行驶体停止区域A2的前端部为距离d15的前方的直线部A31、位于距上部回转体区域A1的左侧端部为距离d15的左方的直线部A32、位于距上部回转体区域A1的右侧端部为距离d15的右方的直线部A33、以及位于距上部回转体区域A1的后端部为距离d15的后方的直线部A34围起的区域。

图6是示出上部回转体回转了的状态下的图5所示的上部回转体区域以及下部行驶体区域的概要图。如图6所示，在上部回转体3回转了的情况下，上部回转体区域A1、下部行驶体停止区域A2以及下部行驶体减速区域A3与上部回转体3一起回转。

[控制方法]

图7是示出实施方式的控制方法的流程图。在液压挖掘机1启动时，检测装置200以及控制器300起动。

控制器300取得检测装置200检测到的检测数据(步骤SP11)。更详细而言，数据取得部331取得检测装置200的相机20拍摄到的液压挖掘机1的周边的图像数据。

控制器300检知对象物(步骤SP12)。更详细而言，检知部332基于由数据取得部331取得的检测数据，检知存在于液压挖掘机1的周边的包括人以及运动体的对象物。在本实施方式中，检知部332基于由数据取得部331取得的图像数据，在液压挖掘机1的周边检知包括人以及运动体的对象物。

控制器300确定对象物的位置(步骤SP13)。更详细而言，位置确定部333确定检知部332检知到的以上部回转体3为基准的坐标系中的对象物的位置。

控制器300判断在下部行驶体减速区域A3内是否存在对象物(步骤SP14)。更详细而言，判断部334对由位置确定部333确定的对象物的位置于存储于区域存储部322的下部行驶体减速区域A3的位置进行比较，判断对象物的位置是否为下部行驶体减速区域A3的内侧。在判断部334判断为在下部行驶体减速区域A3内存在对象物的情况下(步骤SP14中是)，前进至步骤SP15。在判断部334不判断为在下部行驶体减速区域A3内存在对象物的情况下(步骤SP14中否)，前进至步骤SP16。

在判断部334判断为在下部行驶体减速区域A3内存在对象物的情况下(步骤SP14中是)，控制器300生成使下部行驶体2减速的控制指令(步骤SP15)。更详细而言，例如如果液压挖掘机1为行驶中，则无论操作量如何，控制部336均生成以使行驶速度成为减速速度以下的方式限制行驶的控制指令。

需要说明的是，在步骤SP15中，控制部336例如也可以生成维持下部行驶体2的行驶速度被限制为减速速度以下的状态的控制指令，直至检知到由操作员进行的减速控制的解除操作。

控制器300判断在下部行驶体停止区域A2内是否存在对象物(步骤SP16)。更详细而言，判断部334对由位置确定部333确定的对象物的位置与存储于区域存储部322的下部行驶体停止区域A2的位置进行比较，判断对象物的位置是否为下部行驶体停止区域A2的内侧。在判断部334判断为在下部行驶体停止区域A2内存在对象物的情况下(步骤SP16中是)，前进至步骤SP17。在判断部334不判断为在下部行驶体停止区域A2内存在对象物的情况下(步骤SP16中否)，前进至步骤SP18。

在判断部334判断为在下部行驶体停止区域A2内存在对象物的情况下(步骤SP16中是)，控制器300生成使下部行驶体2停止的控制指令(步骤SP17)。更详细而言，例如如果液压挖掘机1为行驶中，则无论操作量如何，控制部336均生成以使行驶速度成为停止速度以下的方式限制行驶的控制指令。

需要说明的是，在步骤SP17中，控制部336例如也可以生成维持下部行驶体2的行驶速度被限制为停止速度以下的状态的控制指令，直至检知到由操作员进行的行驶停止控制的解除操作。

控制器300判断在上部回转体区域A1内是否存在对象物(步骤SP18)。更详细而言，判断部334对由位置确定部333确定的对象物的位置与存储于区域存储部322的上部回转体区域A1的位置进行比较，判断对象物的位置是否为上部回转体区域A1的内侧。在判断部334判断为在上部回转体区域A1内存在对象物的情况下(步骤SP18中是)，前进至步骤SP19。在判断部334不判断为在上部回转体区域A1内存在对象物的情况下(步骤SP18中否)，前进至步骤SP20。

在判断部334判断为在上部回转体区域A1内存在对象物的情况下(步骤SP18中是)，控制器300生成限制上部回转体3的回转的控制指令(步骤SP19)。更详细而言，例如如果液压挖掘机1为回转中，则无论操作量如何，控制部336均生成以使回转角速度成为上限角速度以下的方式限制回转的控制指令。

需要说明的是，在步骤SP19中，控制部336例如也可以生成维持上部回转体3的回转角速度被限制为上限角速度以下的状态的控制指令，直至检知到由操作员进行的回转停止控制的解除操作。

控制器300输出控制指令(步骤SP20)。更详细而言，输出部337将控制部336生成的控制指令向控制阀19输出。通过由输出部337输出在步骤SP15中生成的控制指令，下部行驶体2的行驶速度被限制为减速速度以下。另外，通过由输出部337输出在步骤SP17中生成的控制指令，下部行驶体2的行驶速度被限制为停止速度以下。另外，通过由输出部337输出在步骤SP19中生成的控制指令，上部回转体3的回转角速度被限制为上限角速度以下。

在液压挖掘机1的动作中始终处理上述的处理，由此控制器300进行液压挖掘机1的控制。

[计算机系统]

图8是示出实施方式的计算机系统的框图。上述的运算处理部33包括计算机系统1000。计算机系统1000具有CPU(Central Processing Unit)那样的处理器1001、包括ROM(Read Only Memory)那样的非易失性存储器及RAM(Random Access Memory)那样的易失性存储器的主存储器1002、储存器1003、以及包括输入输出电路的接口1004。上述的运算处理部33的功能作为计算机程序存储于储存器1003。处理器1001从储存器1003读取计算机程序并将其在主存储器1002中展开，按照计算机程序执行上述的处理。需要说明的是，计算机程序也可以经由网络分发给计算机系统1000。

计算机程序或者计算机系统1000根据上述的实施方式而执行如下处理：作为第一处理，通过检测装置200检测存在于液压挖掘机1的周边的对象物；作为第二处理，通过对液压挖掘机1的下部行驶体2以及上部回转体3的动作进行控制的控制器300，基于所检知到的对象物的位置、以及在以上部回转体3为基准的坐标系中设定的下部行驶体区域即下部行驶体停止区域A2及下部行驶体减速区域A3来对下部行驶体2的动作进行控制，并基于所检知到的对象物的位置以及上部回转体区域A1来对上部回转体3的动作进行控制。

这样，基于所检知到的对象物的位置以及在以上部回转体3为基准的坐标系中设定的下部行驶体区域即下部行驶体停止区域A2及下部行驶体减速区域A3来对下部行驶体2的动作进行控制，且基于所检知到的对象物的位置以及上部回转体区域A1来对上部回转体3的动作进行控制。

[效果]

如以上所说明的，在本实施方式中，能够基于在以上部回转体3为基准的坐标系中设定的下部行驶体区域即下部行驶体停止区域A2及下部行驶体减速区域A3来对下部行驶体2的动作进行控制，且基于所检知到的对象物的位置以及上部回转体区域A1来对上部回转体3的动作进行控制。在本实施方式中，分别在不同的区域中判断下部行驶体2和上部回转体3的控制。在本实施方式中，能够分别适当地控制下部行驶体2和上部回转体3。

在本实施方式中，下部行驶体区域在以上部回转体3为基准的坐标系中设定。根据本实施方式，在掌握下部行驶体区域与对象物的位置关系时，无需进行回转角度的检测或者用于使坐标系统一的坐标转换。本实施方式能够减轻计算处理的负荷。

[变形例1]

图9是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。上部回转体区域A1以及下部行驶体停止区域A2与图5相同。图9所示的下部行驶体减速区域A3是将图5所示的下部行驶体减速区域A3的角部设为圆弧状的形状。图9所示的下部行驶体减速区域A3的面积比图5所示的下部行驶体减速区域A3小。通过将下部行驶体减速区域A3设为上述那样的形状，能够抑制不小心使下部行驶体2减速的情况。

[变形例2]

图10是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。图11是示出上部回转体回转了的状态下的图10所示的上部回转体区域以及下部行驶体区域的概要图。上部回转体区域A1以及下部行驶体停止区域A2与图5相同。图10所示的下部行驶体减速区域A3是将上部回转体区域A1以及下部行驶体停止区域A2向以上部回转体3的回转轴RX为中心的径向扩大了的区域中的由外侧的周缘部围起的区域。下部行驶体减速区域A3是由作为半径r2的圆的一部分的前部A31、作为将上部回转体区域A1扩大了的区域的一部分的右角部A32、作为半径r2的圆的一部分的右侧部A33、作为将上部回转体区域A1扩大了的区域的一部分的后部A34、作为半径r2的圆的一部分的左侧部A35、以及作为将上部回转体区域A1扩大了的区域的一部分的左角部A36围起的区域。

[变形例3]

图12是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。上部回转体区域A1以及下部行驶体减速区域A3与图5相同。图10所示的下部行驶体停止区域A2是使图5所示的下部行驶体停止区域A2的圆弧状的前部A21成为位于距上部回转体3的前端部为距离d11的前方的直线部A21而成的区域。

[变形例4]

图13是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。上部回转体区域A1以及下部行驶体停止区域A2与图5相同。下部行驶体减速区域A3是由以上部回转体3的回转轴RX为中心的半径r2(r1<r2)的圆围起的区域。

[变形例5]

图14是示出上部回转体区域以及下部行驶体区域的另一例的概要图。图14所示的液压挖掘机1是与图5所示的液压挖掘机1相比减小了回转半径的小回转型的液压挖掘机(例如，后方超小回转挖掘机、超小回转挖掘机等)。上部回转体区域A1是对应于液压挖掘机1的大小而与图5所示的上部回转体区域A1同样地形成的区域。下部行驶体停止区域A2是由以上部回转体3的回转轴RX为中心的半径r3的圆围起的区域。下部行驶体减速区域A3是由以上部回转体3的回转轴RX为中心的半径r4(r3<r4)的圆围起的区域。在图14所示的例子中，上部回转体区域A1整体进入下部行驶体停止区域A2的内侧。

[其他实施方式]

在上述的实施方式中，检测装置200是对作业机械1的周边进行拍摄的相机20，但并不限定于此。例如，检测装置200也可以是设置于液压挖掘机1的立体相机、LIDAR(LaserImaging Detection and Ranging)，还可以使用雷达装置、超声波装置来检测对象物。

另外，对上述的实施方式的控制系统400设置于液压挖掘机1的方式进行了说明，但并不局限于此。控制系统400的一部分、或者全部的结构也可以设置于液压挖掘机1的外部，例如，控制器300也可以配置于远程地的操作室，对远程操作的液压挖掘机1进行控制。

另外，上述的实施方式的控制器300也可以由一个或多个控制器构成。例如，在其他实施方式中，也可以具有：第一控制器，其用于从检测装置200取得检测数据，并检知存在于液压挖掘机1的周边的包括人以及运动体的对象物的；以及第二控制器，其用于确定对象物的位置，判断对象物存在的区域，并对液压挖掘机1进行控制。

上述的实施方式的控制器300在判断为由检测装置200检测到的以上部回转体3为基准的坐标系中的对象物的位置存在于下部行驶体停止区域A2内的情况下，控制为使下部行驶体2停止，但并不限定于此。例如，控制器300也可以在判断为由检测装置200检测到的以上部回转体3为基准的坐标系中的对象物的位置存在于下部行驶体停止区域A2内和上部回转体区域A1内中的任一方的情况下，控制为使下部行驶体2停止。

在变形例2中，下部行驶体减速区域A3也可以设为将上部回转体区域A1向以上部回转体3的回转轴RX为中心的径向扩大了的第一减速区域、以及将下部行驶体停止区域A2向以上部回转体3的回转轴RX为中心的径向扩大了的第二减速区域这两个区域。在该情况下，在第一减速区域以及第二减速区域中的任一方检测到对象物的情况下，使下部行驶体2减速即可。

在上述的实施方式中，作业机械1设为通过液压进行驱动的液压挖掘机，但并不限定于此。作业机械1例如也可以是将来自电池、发电机的电力作为动力源的电动挖掘机。在该情况下，回转马达16、右行驶马达15R、左行驶马达15L也可以是电动机，控制器300也可以对回转马达16、右行驶马达15R、左行驶马达15L进行控制。

在上述的实施方式中，液压挖掘机1可以是在矿山等中使用的挖掘用液压挖掘机，也可以是在建设现场使用的液压挖掘机。另外，能够应用于自卸车、轮式装载机等其他作业机械用的控制系统。

附图标记说明：

1…液压挖掘机(作业机械)；2…下部行驶体(行驶体)；3…上部回转体(回转体)；4…工作装置；4A…动臂；4B…斗杆；4C…铲斗；5…液压缸；5A…动臂缸；5B…斗杆缸；5C…铲斗缸；6…驾驶室；9…驾驶席；10…操作装置；11…左作业杆；12…右作业杆；13…左行驶杆；14…右行驶杆；15R…右行驶马达；15L…左行驶马达；16…回转马达；17…动力源；18…液压泵；19…控制阀；20…相机；21…后相机；22…右后相机；23…右前相机；24…左后相机；32…存储部；33…运算处理部；200…检测装置；300…控制器；321…特征量存储部；322…区域存储部；331…数据取得部；332…检知部；333…位置确定部；334…判断部；335…操作信号取得部；336…控制部；337…输出部；400…控制系统；1000…计算机系统；1001…处理器；1002…主存储器；1003…储存器；1004…接口；A1…上部回转体区域(第二设定区域)；A2…下部行驶体停止区域(第一设定区域)；A3…下部行驶体减速区域(第三设定区域)；AX…动臂旋转轴；BX…斗杆旋转轴；CX…铲斗旋转轴；RX…回转轴。

Claims (6)

1.一种用于控制作业机械的系统，所述作业机械具备行驶体以及能够相对于所述行驶体回转的回转体，其中，

所述用于控制作业机械的系统具备：

检测装置，其安装于所述回转体，检测存在于所述作业机械的周边的对象物；以及

控制器，其对所述作业机械的所述行驶体及所述回转体的动作进行控制，

所述控制器基于由所述检测装置检测到的所述对象物的位置以及第一设定区域来对所述行驶体的动作进行控制，

所述控制器基于由所述检测装置检测到的所述对象物的位置以及与所述第一设定区域不同的第二设定区域来对所述回转体的动作进行控制，

所述第一设定区域在以所述回转体为基准的坐标系中设定。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，

所述检测装置检测以所述回转体为基准的坐标系中的所述对象物的位置，

所述控制器在判断为由所述检测装置检测到的所述对象物在以所述回转体为基准的坐标系中的位置存在于所述第一设定区域内的情况下，控制为限制所述行驶体的速度。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，

所述第二设定区域在以所述回转体为基准的坐标系中设定，

所述控制器在判断为由所述检测装置检测到的所述对象物在以所述回转体为基准的坐标系中的位置存在于所述第二设定区域内的情况下，控制为限制所述回转体的回转。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，

所述控制器基于由所述检测装置检测到的所述对象物的位置以及与所述第一设定区域及所述第二设定区域不同且比所述第一设定区域大的第三设定区域，控制为使所述行驶体减速，

所述第三设定区域在以所述回转体为基准的坐标系中设定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，

所述第一设定区域的外周的形状的至少一部分是将以所述回转体为基准的坐标系的原点作为中心的圆弧形状。

6.一种用于控制作业机械的方法，所述作业机械具备行驶体以及能够相对于所述行驶体回转的回转体，其中，

所述用于控制作业机械的方法包括：

通过安装于所述回转体的检测装置来检测存在于所述作业机械的周边的对象物；以及

通过对所述作业机械的所述行驶体及所述回转体的动作进行控制的控制器，基于由所述检测装置检测到的所述对象物的位置及第一设定区域来对所述行驶体的动作进行控制，且基于由所述检测装置检测到的所述对象物的位置及与所述第一设定区域不同的第二设定区域来对所述回转体的动作进行控制，

将所述第一设定区域在以所述回转体为基准的坐标系中设定。