JP2022131770A - 作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置 - Google Patents

作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2022131770A
JP2022131770A JP2021030892A JP2021030892A JP2022131770A JP 2022131770 A JP2022131770 A JP 2022131770A JP 2021030892 A JP2021030892 A JP 2021030892A JP 2021030892 A JP2021030892 A JP 2021030892A JP 2022131770 A JP2022131770 A JP 2022131770A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
posture
recovery
excavator
trajectory
work machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021030892A
Other languages
English (en)
Inventor
達也 吉本
Tatsuya Yoshimoto
裕志 吉田
Hiroshi Yoshida
昌史 野村
Masashi Nomura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
NEC Aerospace Systems Ltd
Original Assignee
NEC Corp
NEC Aerospace Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, NEC Aerospace Systems Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP2021030892A priority Critical patent/JP2022131770A/ja
Priority to PCT/JP2022/001283 priority patent/WO2022181107A1/ja
Priority to US18/276,780 priority patent/US20240117592A1/en
Publication of JP2022131770A publication Critical patent/JP2022131770A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/439—Automatic repositioning of the implement, e.g. automatic dumping, auto-return
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E02F9/262—Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

【課題】作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる姿勢復旧装置を実現する。【解決手段】設定部（１１）は、作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する。取得部（１２）は、動作中の作業機械の姿勢情報を取得する。復旧部（１３）は、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械に復旧動作を行わせる。【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械の姿勢復旧方法に関する。
従来、作業機械の姿勢に関する情報に基づいて、作業機械を制御する技術が知られている。これに関連する技術として、下記の特許文献１および特許文献２に開示された発明がある。
特許文献１は、通信ネットワークの通信性能に応じて適切に自動施工の継続実行を行うことができる作業機械に関する。作業機械は、通信ネットワークの通信に係る応答時間および通信帯域からなる通信性能情報を取得して予め定めた通信性能情報の基準範囲と比較するとともに、車体姿勢情報および作業機による施工対象である施工面に関する情報である施工面状態情報からなる施状態情報を取得して予め定めた施工状態の基準範囲と比較し、通信性能情報の比較結果と施工状態情報の比較結果とに応じて自動施工処理における作業機の動作への介入度合いを決定する介入度決定処理を行う少なくとも１つの車載制御ユニット又は外部制御ユニットを有する。車載制御ユニット又は外部制御ユニットは、介入度決定処理で決定された介入度合いに応じて作業機の動作を自動または半自動で制御する。
特許文献２は、油圧ショベルやダンプトラックなどの建設機械を遠隔で操縦するための遠隔操縦システムに関する。動作制御装置は、建設機械の位置および姿勢を計測する位置姿勢計測手段と、位置姿勢計測手段で計測された位置および姿勢を時系列に記憶する位置姿勢記憶手段と、無線リモコン装置から送信される電波の受信状況を判断する受信状況判断手段と、姿勢記憶手段で記憶された姿勢情報に基づいて建設機械の姿勢を過去の任意の時点まで戻す自動復帰手段とを備える。自動復帰手段は、受信状況判断手段が無線リモコン装置から送信される電波が受信できないと判断したときは、位置姿勢記憶手段に記憶された位置姿勢記録情報に基づいて、建設機械の姿勢を、電波を受信できた時点まで戻す。
日本国特開２０２０－００２７０９号公報 日本国特開２０１５－１９１２４９号公報
自律制御される作業機械の通常動作によって当該作業機械の姿勢が変化した場合、当該姿勢が、安全上好ましくない範囲となる場合があり得る。このような場合、当該作業機械の姿勢を自動的に回復するよう復旧動作を行うことが好ましい。
特許文献１に記載の発明は、通信性能情報を参照して作業機の動作への介入度合いを決定するものであるが、作業機械の通常動作による姿勢の変化に伴う上記課題の解決策を提供するものではない。
また、特許文献２に記載の発明は、電波が受信できない場合に、建設機械の姿勢を電波を受信できた姿勢まで復帰させるものであるが、本文献も、作業機械の通常動作による姿勢の変化に伴う上記課題の解決策を提供するものではない。
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、作業機械の通常動作に起因して変化した当該作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる技術を提供することである。
本発明の一態様に係る作業機械の姿勢復旧方法は、作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定し、動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得し、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械の復旧動作を行う。
本発明の一態様に係る姿勢復旧システムは、作業機械の姿勢情報を検知する第１の検知手段と、作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する設定手段と、第１の検知手段から取得した動作中の作業機械の姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械に復旧動作を行わせるよう指示する復旧手段とを備える。
本発明の一態様に係る姿勢復旧装置は、作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する設定手段と、動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得する取得手段と、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械に復旧動作を行わせる復旧手段とを備える。
本発明の一態様によれば、作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる。
本発明の例示的実施形態１に係る姿勢復旧装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の例示的実施形態１に係る姿勢復旧方法の流れを示すフロー図である。 例示的実施形態２に係る姿勢復旧システムの機能的構成を示すブロック図である。 本発明の例示的実施形態３に係る姿勢復旧装置の機能的構成を示すブロック図である。 掘削装置の傾き情報を説明するための図である。 掘削装置の位置情報を説明するための図である。 掘削中の掘削装置の傾き情報の変化の一例を示すグラフである。 掘削装置の復旧動作の一例を示す図である。 掘削装置の復旧動作の他の一例を示す図である。 掘削装置の復旧動作のさらに他の一例を示す図である。 復旧動作によって掘削装置の姿勢が復旧しなかった場合を説明するための図である。 復旧動作によって姿勢が復旧した場合における掘削装置の再開掘削動作を説明するための図である。 例示的実施形態３に係る姿勢復旧方法の流れを示すフロー図である。 例示的実施形態４に係る姿勢復旧システムの機能的構成を示すブロック図である。 コンピュータの構成例を示す図である。
〔例示的実施形態１〕
本発明の第１の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本例示的実施形態は、後述する例示的実施形態の基本となる形態である。
（姿勢復旧装置の構成）
本例示的実施形態に係る姿勢復旧装置１０の構成について、図１を参照して説明する。図１は、姿勢復旧装置１０の機能的構成を示すブロック図である。姿勢復旧装置１０は、設定部１１と、取得部１２と、復旧部１３とを含む。本例示的実施形態においては、姿勢復旧装置１０が作業機械に内蔵される、重機内蔵型の一例である。
設定部１１は、作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定し、安全姿勢範囲を復旧部１３に出力する。安全姿勢範囲とは、作業機械の姿勢が、復旧動作が必要な姿勢であるか否かを判定するための、作業機械の動作前の姿勢を基準とした姿勢の範囲である。
ここで、本例示的実施形態において、「作業機械の姿勢」との表現には、
・作業機械自体の向き、又は当該作業機械が備える各部の少なくとも何れかの向き、及び
・作業機械自体の位置、又は当該作業機械が備える各部の少なくとも何れかの位置
が含まれる。換言すれば、「作業機械の姿勢」との文言は、「作業機械の空間的状態」とも表現できるものであり、当該文言には一例として、
・作業機械の傾き
・作業機械の位置
が少なくとも含まれる。
したがって、本例示的実施形態に係る「安全姿勢範囲」との表現は、一例として、作業機械の動作前の傾き及び位置を基準とした、当該作業機械の傾き及び位置の範囲のことを指す。
本例示的実施形態に係る作業機械には車体の傾斜量及び位置を検知する装置等が設けられており、設定部１１は、作業機械の動作前における、この装置の検知結果に基づいて、安全姿勢範囲を設定する。
本例示的実施形態において、作業機械が行う動作は、通常動作、及び復旧動作の２つに大別される。通常動作とは、掘削、旋回、均し、持ち上げ等である。また、復旧動作とは、作業機械の姿勢情報が安全姿勢範囲内に収まるように、作業機械に行わせる動作のことである。
なお、本例示的実施形態において、作業機械の具体例として、バックホー、ユンボ、パワーショベル等の掘削装置（油圧ショベル）、クローラークレーン、トラッククレーン、ホイールクレーン等のクレーン、杭打ち機、ディーゼルハンマ、油圧ハンマ等の基礎工事用機械、ブルドーザ等を挙げることができる。これらの作業機械は、通常動作中に姿勢が崩れる可能性があり、復旧動作が必要となる建設機械等である。
取得部１２は、動作中の作業機械の姿勢情報を取得し、姿勢情報を復旧部１３に出力する。復旧部１３は、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械に動作指示を与えることにより復旧動作を行わせる。
姿勢情報とは、作業機械の車体の傾き情報、車体の位置情報等の情報を含み、作業機械の現在の姿勢を判断するための情報である。復旧部１３は、作業機械の現在の姿勢情報が、安全姿勢範囲内にない場合に、安全姿勢範囲から逸脱したと判断する。
復旧部１３は、作業機械に復旧動作を行わせ、作業機械が安全姿勢範囲内にあることを確認したうえで、作業機械に通常動作を再開させる。
このとき、復旧部１３は、作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を作業機械に行わせることによって、作業機械に復旧動作を行わせるようにしてもよい。
なお、上記第１の期間の具体的な時間は本実施形態を限定するものではないが、一例として、０．５秒～１．０秒程度の予め定められた期間とすることができる。また、上記第１の期間は、復旧部１３が、作業機械の種別、作業の種別、及び通信環境等に応じて適応的に設定しておく構成としてもよい。
第１の期間は、車体傾きや横滑りを検知するための時間である。第１の期間連続して安全姿勢範囲から逸脱したか否かで復旧動作が必要か否かを判断する。第１の期間が設けられる理由は、作業機械の体勢が一時的に崩れたとしても時間を置くことによって体勢が元に戻ることがあるためである。このように、通常動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から逸脱したとしても、第１の期間逸脱しなければ、自動復旧が可能であるとして、復旧動作は行われない。なお、自動復旧が可能であるか否かを判断するための待機時間は、第１の期間とは別の期間として設定されてもよい。
また、第３の期間として、自然復旧の待機時間を設定するようにしてもよい。第３の期間が経過しても、第２の期間安全姿勢に留まらない場合は、復旧動作が開始されることになる。なお、第３の期間は、第１の期間と同じ期間であっても良いし、別の期間であっても良い。
なお、姿勢復旧装置１０の各部が別々の装置にあってもよい。例えば、設定部１１と取得部１２とが１つの装置であってもよく、復旧部１３が１つの装置であってもよい。これらは、１つの装置内に実装されてもよいし、別々の装置に実装されてもよい。例えば、別々の装置に実装される場合、通信ネットワークを介して各部の情報が送受信されて処理が進められる。
（姿勢復旧装置１０の効果）
以上のように、本例示的実施形態に係る姿勢復旧装置１０においては、復旧部１３が、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械に復旧動作を行わせるので、作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる。
また、復旧部１３が、作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を作業機械に行わせることによって、作業機械に復旧動作を行わせるので、容易に復旧動作を実施することができる。
（姿勢復旧方法の流れ）
本例示的実施形態に係る姿勢復旧方法の流れについて、図２を参照して説明する。図２は、姿勢復旧方法の流れを示すフロー図である。まず、設定部１１は、作業機械の動作前の姿勢を基準とした所定の範囲を設定する（Ｓ１）。
次に、取得部１２は、動作中の作業機械の姿勢情報を取得する（Ｓ２）。そして、復旧部１３は、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したか否かを判定する（Ｓ３）。
復旧部１３が、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱していないことを検出した場合（Ｓ３，Ｎｏ）、ステップＳ２に戻って以降の処理を繰り返す。また、復旧部１３が、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合（Ｓ３，Ｙｅｓ）、作業機械の復旧動作を行う（Ｓ４）。
このとき、復旧部１３は、作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を作業機械に行わせることによって、作業機械に復旧動作を行わせるようにしてもよい。
以上のように、本例示的実施形態に係る姿勢復旧方法においては、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械に復旧動作を行わせるので、作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる。
また、作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を作業機械に行わせることによって、作業機械に復旧動作を行わせるので、容易に復旧動作を実施することができる。
〔例示的実施形態２〕
本発明の第２の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態１において説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
（姿勢復旧システムの構成例）
図３は、本発明の第２の例示的実施形態に係る姿勢復旧システム１の機能的構成を示すブロック図である。姿勢復旧システム１は、設定部１１と、復旧部１３と、第１の検知装置２０と、掘削装置４０とを含む。また、本例示的実施形態においては、作業機械の一例として、掘削装置４０の場合について説明する。
第１の検知装置２０は、作業機械４０の姿勢情報を検知する。例えば、第１の検知装置２０は、作業機械４０に設置されたＩＭＵ、スロープセンサ等の車体の傾斜量を検知する装置によって構成され、作業機械４０がどの方向に傾いているかを検知する。また、第１の検知装置２０は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークに無線で接続され、設定部１１および復旧部１３との間で通信が可能である。なお、第１の検知装置２０と、設定部１１および復旧部１３との間の通信は、ＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）（登録商標）等の無線ＬＡＮ、ビーコン、Small Cell、ローカル５Ｇ、ローカルＬＴＥ（Long Term Evolution）等の近距離通信であってもよい。
設定部１１は、作業機械４０の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する。
復旧部１３は、第１の検知装置２０から取得した動作中の作業機械４０の姿勢情報を参照して、動作中の作業機械４０の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械４０に復旧動作を行わせるよう指示する。
なお、設定部１１と復旧部１３は、１つの装置内に実装されてもよいし、別々の装置に実装されてもよい。また、各部はクラウド上（すなわち通信ネットワーク上）に分散配置されても良い。例えば、クラウドや別々の装置に実装される場合、通信ネットワークを介して各部の情報が送受信されて処理が進められる。
以上のように、本例示的実施形態に係る姿勢復旧システム１においては、復旧部１３が、姿勢情報を参照して、動作中の作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、作業機械に復旧動作を行わせるので、作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる。
〔例示的実施形態３〕
（姿勢復旧装置の構成）
図４は、例示的実施形態３に係る姿勢復旧装置１０ｂの機能的構成を示すブロック図である。姿勢復旧装置１０ｂは、設定部１１と、取得部１２と、復旧部１３と、再開部１４と、第１の検知部１５と、第２の検知部１６とを含む。本例示的実施形態においては、姿勢復旧装置１０ｂが作業機械に内蔵される、重機内蔵型の一例である。再開部１４は、復旧部１３による作業機械の復旧動作の後、作業機械が安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、作業機械の動作を再開させる。
第２の期間が設けられる理由は、作業機械の復旧動作によって作業機械の体勢が戻ったとしても、それが一時的なものであり、再び作業機械の姿勢が安全姿勢範囲から逸脱する場合もあるためである。第２の期間は、作業機械の復旧動作が成功したか否かを判断するための期間である。
なお、上記第２の期間の具体的な時間は本実施形態を限定するものではないが、一例として、０．５秒～１．０秒程度の予め定められた期間とすることができる。また、上記第２の期間は、復旧部１３が、作業機械の種別、作業の種別、及び通信環境等に応じて適応的に設定しておく構成としてもよい。
以下、本例示的実施形態においては、作業機械の一例として、バックホー等の掘削装置の場合について説明する。
第１の検知部１５は、掘削装置に設置されたＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）、スロープセンサ等の車体の傾斜量を検知する装置によって構成され、掘削装置がどの方向に傾いているかを検知する。
図５は、掘削装置４０の傾き情報を説明するための図である。掘削装置４０に設置された第１の検知部１５は、掘削装置４０の車体のピッチ方向の傾き（前傾、後傾）およびロール方向の傾き（右傾、左傾）を検知する。姿勢情報は、これらの４方向の傾き情報を含むものとするが、これに限定されるものではない。例えば、ピッチ方向またはロール方向のいずれか一方であってもよいし、４方向よりも多い傾きを姿勢情報としてもよい。
第２の検知部１６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）、レーザーセンサ等によって構成され、掘削装置４０の車体中心位置の２次元平面座標を検知し、主に掘削装置４０の横滑り等を検知する。
図６は、掘削装置４０の位置情報を説明するための図である。第２の検知部１６は、掘削装置４０の旋回中心座標（ｘ，ｙ）を検知する。姿勢情報は、これら２軸（ｘ軸、ｙ軸）の正負方向の合計４方向の位置情報を含む。
設定部１１は、掘削装置４０の掘削前の姿勢情報に含まれる４方向の傾き情報を基準とし、一定角度以内を車体傾斜の安全姿勢範囲として設定する。また、設定部１１は、掘削装置４０の掘削前の姿勢情報に含まれる４方向の位置情報を基準とし、一定距離以内を車体位置の安全姿勢範囲として設定する。
なお、上記一定角度の具体的な角度は本実施形態を限定するものではないが、一例として、１．０～２．０ｄｅｇ程度の予め定められた角度とすることができる。また、上記一定角度は、復旧部１３が、作業機械の種別、作業の種別、及び通信環境等に応じて適応的に設定しておく構成としてもよい。
取得部１２は、第１の検知部１５から、掘削中の掘削装置４０の４方向の傾き情報を取得し、復旧部１３および再開部１４に出力する。また、取得部１２は、第２の検知部１６から、掘削中の掘削装置４０の４方向の位置情報を取得し、復旧部１３および再開部１４に出力する。
復旧部１３は、設定部１１によって設定された安全姿勢範囲を取得し、この安全姿勢範囲を保持する。また、復旧部１３は、取得部１２から出力される掘削中の掘削装置４０の４方向の傾き情報および４方向の位置情報を入力し、掘削装置４０の復旧動作が必要か否かを判定する。
復旧部１３は、掘削中の掘削装置４０の４方向の傾き情報を参照し、掘削装置４０の車体角度が第１の期間連続して安全姿勢範囲から逸脱したことを検出した場合、掘削装置４０の復旧動作が必要であると判定する。
また、復旧部１３は、掘削中の掘削装置４０の４方向の位置情報を参照し、掘削装置４０の車体位置が第１の期間連続して安全姿勢範囲から逸脱したことを検出した場合、掘削装置４０の車体が横滑りしていると判断し、掘削装置４０の復旧動作が必要であると判定する。
図７は、掘削中の掘削装置４０の傾き情報の変化の一例を示すグラフである。図７に示すグラフは、横軸を時間（ｓｅｃ）、縦軸を車体角度（ｄｅｇ）とし、掘削装置４０の掘削前の基準角度を－０．２ｄｅｇとし、車体角度が約－１．６５～＋１．２５を安全姿勢範囲としている。なお、図６においては、ピッチ方向およびロール方向のいずれか一方のみを示しているが、他方についても同様である。
図７に示すように、１２ｓｅｃ近辺において車体角度が安全姿勢範囲から逸脱し、１３ｓｅｃまでその状態が続いている。この連続時間が、第１の期間よりも長ければ、復旧部１３は、掘削装置４０の復旧動作が必要であると判定する。１３ｓｅｃ以降は車体角度が安全姿勢範囲内に留まっているので、復旧部１３は、第２の期間安全姿勢範囲内に留まっていると判断して、掘削装置４０の姿勢が復旧したものと判定する。
図８は、掘削装置４０の復旧動作の一例を示す図である。掘削動作軌道Ａ１～Ａ５は、通常の掘削装置４０の掘削動作におけるバケットの軌道である。バケットの位置がＡ５のときに、掘削装置４０の姿勢が第１の期間安全姿勢範囲から逸脱し、復旧部１３は、掘削装置４０の復旧動作が必要であると判定する。
復旧部１３は、復旧動作として、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。図７に示すように、掘削中にバケットが通過した領域およびその上部に土砂等の障害物がない場合、例えば、復旧部１３は、掘削中におけるバケットのＡ４からＡ５への動作軌道とは逆方向であり、かつ高さ方向に徐々にバケットを移動させるように、Ａ５からＢ１への動作軌道を掘削装置４０に行わせる。その後、復旧部１３は、Ｂ１からＢ４までの復旧動作軌道に沿うように、バケットを移動させる。これによって、バケットを土から解放することができ、掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲内に戻ることが期待される。
図９は、掘削装置４０の復旧動作の他の一例を示す図である。後述のように、掘削装置４０による掘削現場には、掘削現場の土砂等を検知する第３の検知装置が設置されており、一定領域の土砂等の高さを検知しているものとする。
姿勢復旧装置１０ｂは、掘削装置４０のバケットの動作軌道の近傍に堆積している土砂を検知する第３の検知装置を備え、復旧部１３は、一例として、土砂が所定高さ以上堆積している位置に応じて、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道にオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。
掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知し、土砂が掘削装置４０のバケットの動作軌道の後方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および前方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。
なお、上記所定高さの具体的な高さは本実施形態を限定するものではないが、一例として、１ｍ程度の予め定められた高さとすることができる。また、上記所定高さは、復旧部１３が、作業機械の種別、作業の種別、及び通信環境等に応じて適応的に設定しておく構成としてもよい。また、オフセットは、所定高さが１ｍであれば、１．５ｍ程度とすることができる。
例えば、第３の検知装置が、掘削装置４０のバケットの動作軌道Ａ１～Ａ５における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知する。掘削装置４０の車体側から見て、土砂が掘削装置４０の通常掘削動作におけるバケットの動作軌道Ａ１～Ａ５の後方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および前方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。なお、通常掘削動作とは、掘削装置４０が通常の掘削処理を行っているときの動作である。
図９に示すように、例えば、通常の掘削装置４０の掘削動作におけるバケットの軌道Ａ１～Ａ５の後方に所定高さ以上の土砂が堆積している場合、バケットが土砂に接触することを回避するために、復旧部１３は、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを加え、さらに前方向のオフセットを加えた復旧動作軌道Ｃ１～Ｃ４に沿うように、バケットを移動させる。
図１０は、掘削装置４０の復旧動作のさらに他の一例を示す図である。掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知し、土砂が掘削装置４０のバケットの動作軌道の前方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および後方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。
例えば、掘削装置４０の車体側から見て、土砂が掘削装置４０の通常掘削動作におけるバケットの動作軌道Ａ１～Ａ５の前方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および後方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。
図１０に示すように、例えば、通常の掘削装置４０の掘削動作におけるバケットの軌道Ａ１～Ａ５の前方に所定高さ以上の土砂が堆積している場合、バケットが土砂に接触することを回避するために、復旧部１３は、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを加え、さらに後ろ方向のオフセットを加えた復旧動作軌道Ｄ１～Ｄ４に沿うように、バケットを移動させる。
上述のバケットを解放する復旧動作は、掘削装置４０の車体傾斜が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱している場合に行われ、また掘削装置４０に横滑りが発生し、車体位置が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱している場合にも行われる。
上述のバケットを解放する復旧動作によっても掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱していれば、追加の復旧動作を行うようにしてもよい。例えば、掘削装置４０のアームを折りたたんだり、バケットが地面に接触するような姿勢にしたりして、掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲内に戻るようにしてもよい。また、復旧動作を複数回行っても掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲内に戻らなければ、掘削装置４０のオペレータに何らかの通知を出すようにしても良い。また、掘削装置４０に、以下の図１１を用いて説明するような動作を行わせるようにしてもよい。
図１１は、復旧動作によって掘削装置４０の姿勢が復旧しなかった場合を説明するための図である。図１１に示すように、掘削装置４０に横滑りが発生し、掘削装置４０が理想掘削位置から横滑り後位置に移動している場合、掘削装置の復旧動作が行われる。しかしながら、復旧動作を行っても掘削装置４０が第２の期間安全姿勢範囲内に留まらなかった場合、掘削装置４０を一旦切り返し位置まで移動させ、理想掘削位置まで戻るように掘削装置４０を移動させる。
図１２は、復旧動作によって姿勢が復旧した場合における掘削装置４０の再開掘削動作を説明するための図である。掘削動作軌道Ｅ１～Ｅ６は、通常の掘削装置４０の掘削動作におけるバケットの軌道である。掘削装置４０の車体の傾斜や横滑りの再発を防止するために、バケットの掘削動作軌道を浅めに設定する。
再開部１４は、掘削装置４０の掘削を再開させる場合に、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させる。図１１に示すように、再開部１４は、通常時の掘削動作軌道Ｅ１～Ｅ６に対して、高さ方向に僅かなオフセットを付加した掘削動作軌道Ｆ１～Ｆ６に沿うように、バケットを移動させる。
（姿勢復旧方法の流れ）
本例示的実施形態に係る姿勢復旧方法の流れについて、図１３を参照して説明する。図１３は、姿勢復旧方法の流れを示すフロー図である。まず、設定部１１は、掘削装置４０の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する（Ｓ１１）。
次に、取得部１２は、動作中の掘削装置４０の姿勢情報を取得する（Ｓ１２）。そして、復旧部１３は、姿勢情報を参照して、動作中の掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したか否かを判定する（Ｓ１３）。
復旧部１３が、動作中の掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱していないことを検出した場合（Ｓ１３，Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻って以降の処理を繰り返す。また、復旧部１３が、動作中の掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、掘削装置４０の復旧動作を行う（Ｓ１４）。
次に、再開部１４は、復旧部１３による掘削装置４０の復旧動作の後、掘削装置４０が安全姿勢範囲内に第２の期間留まっているか否かを判定する（Ｓ１６）。掘削装置４０が安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていない場合（Ｓ１６，Ｎｏ）、ステップＳ１４に戻って以降の処理を繰り返す。
また、掘削装置４０が安全姿勢範囲内に第２の期間留まっている場合（Ｓ１６，Ｙｅｓ）、再開部１４は、掘削装置４０に動作を再開させる（Ｓ１７）。
以上のように、本例示的実施形態に係る姿勢復旧装置１０ａにおいては、再開部１４が、復旧部１３による作業機械の復旧動作の後、作業機械が安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、作業機械の動作を再開させる。したがって、作業機械の動作を自動的に再開させることができる。
また、復旧部１３は、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせるので、バケットを土から解放することができ、掘削装置４０の姿勢を復旧させることができる。
また、復旧部１３は、土砂が掘削装置４０のバケットの動作軌道の前方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および後方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。したがって、前方に堆積している土砂を回避して掘削装置４０の姿勢を復旧させることができる。
また、復旧部１３は、土砂が掘削装置４０のバケットの動作軌道の後方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および前方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を掘削装置４０に行わせる。したがって、後方に堆積している土砂を回避して掘削装置４０の姿勢を復旧させることができる。
また、再開部１４は、掘削装置４０の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させるので、復旧動作が必要となる状態の再発を防止することができる。
〔例示的実施形態４〕
本発明の第４の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態３において説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
（姿勢復旧システムの構成例）
図１４は、本発明の第４の例示的実施形態に係る姿勢復旧システム１の機能的構成を示すブロック図である。姿勢復旧システム１は、姿勢復旧装置１０ｃと、第１の検知装置２０と、第２の検知装置３０と、掘削装置４０と、通信ネットワーク５０と、第３の検知装置８０とを含む。なお、本例示的実施形態においては、姿勢復旧装置１０ｃが掘削装置４０とは別に実装される場合の一例である。
第１の検知装置２０は、掘削装置４０に設けられ、掘削装置４０の姿勢情報を検知する。例えば、第１の検知装置２０は、掘削装置４０に設置されたＩＭＵ、スロープセンサ等の車体の傾斜量を検知する装置によって構成され、掘削装置４０がどの方向に傾いているかを検知する。また、第１の検知装置２０は、ＬＡＮ等の通信ネットワーク５０に無線で接続され、姿勢復旧装置１０ｂとの間で通信が可能である。なお、第１の検知装置２０と、姿勢復旧装置１０ｂとの間の通信は、ＷｉＦｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ、ビーコン、Small Cell、ローカル５Ｇ、ローカルＬＴＥ等の近距離通信であってもよい。
第２の検知装置３０は、ＧＰＳ、レーザーセンサ等によって構成され、掘削装置４０の車体中心位置の２次元平面座標を検知し、主に掘削装置４０の横滑り等を検知する。また、第２の検知装置３０は、ＬＡＮ等の通信ネットワーク５０に有線または無線で接続され、姿勢復旧装置１０ｂとの間で通信が可能である。
第３の検知装置８０は、掘削装置４０の上部に配置された３Ｄセンサ等の計測装置によって構成され、掘削対象である土砂を含むエリアの複数地点における高さを計測する。なお、３Ｄセンサの一例として、デプスカメラ、ステレオカメラ、ＴｏＦ（Time-of-Flight）カメラ等のカメラや、２ＤＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、３ＤＬｉＤＡＲ等のレーザセンサ、レーダセンサ等が挙げられる。
第３の検知装置８０は、掘削装置４０の上部に設置されており、掘削対象物を計測することができる。トラック等によって掘削対象物（土砂）が順次足される環境においては、第３の検知装置８０を固定とすることができる。
また、第３の検知装置８０がクレーン等に取り付けられ、掘削装置４０の移動に伴って第３の検知装置８０も移動するように構成されてもよい。また、第３の検知装置８０が掘削装置４０の上部に取付けられ、掘削装置４０と一緒に移動するようにしてもよい。また、第３の検知装置８０は、天井やエリアを見渡せる柱や梁、高所作業車、ドローンなどの飛行体等に設置してもよい。
また、第３の検知装置８０は、ＬＡＮ等の通信ネットワーク５０に有線または無線で接続され、姿勢復旧装置１０ｂとの間で通信が可能である。また、掘削装置４０は、ＬＡＮ等の通信ネットワーク５０に無線で接続される。
姿勢復旧装置１０ｃは、設定部１１と、取得部１２と、復旧部１３と、再開部１４と、通信部１７とを含む。通信部１７は、ＬＡＮ等の通信ネットワーク５０に接続され、第１の検知装置２０、第２の検知装置３０および第３の検知装置８０からの情報を受信する。
設定部１１は、第１の検知装置２０から受信した、掘削装置４０の掘削前の姿勢情報に含まれる４方向の傾き情報を基準とし、一定角度以内を車体傾斜の安全姿勢範囲として設定する。また、設定部１１は、第２の検知装置３０から受信した、掘削装置４０の掘削前の姿勢情報に含まれる４方向の位置情報を基準とし、一定距離以内を車体位置の安全姿勢範囲として設定する。
取得部１２は、第１の検知装置２０から、通信部１７を介して掘削中の掘削装置４０の４方向の傾き情報を取得し、復旧部１３および再開部１４に出力する。また、取得部１２は、通信部１７を介して第２の検知装置３０から、掘削中の掘削装置４０の４方向の位置情報を取得し、復旧部１３および再開部１４に出力する。
復旧部１３は、設定部１１によって設定された安全姿勢範囲を取得し、この安全姿勢範囲を保持する。また、復旧部１３は、取得部１２から出力される掘削中の掘削装置４０の４方向の傾き情報および４方向の位置情報を入力し、掘削装置４０の復旧動作が必要か否かを判定する。
復旧部１３は、掘削装置４０の復旧動作が必要であると判断した場合、上述の復旧動作を行う。このとき、復旧部１３は、通信部１７を介して掘削装置４０に復旧動作に関する指示を送信する。
再開部１４は、復旧動作によって、掘削装置４０の姿勢が復旧したと判断した場合、上述の再開動作を行う。このとき、再開部１４は、通信部１７を介して掘削装置４０に再開動作に関する指示を送信する。
なお、姿勢復旧装置１０ｂの各部が別々の装置にあってもよい。例えば、設定部１１と取得部１２とが１つの装置であってもよく、復旧部１３と再開部１４とが１つの装置であってもよい。これらは、１つの装置内に実装されてもよいし、別々の装置に実装されてもよい。また、各部がクラウド上（すなわち通信ネットワーク上）に分散配置されても良い。例えば、各部がクラウドや別々の装置に実装される場合、通信ネットワーク５０を介して各部の情報が送受信されて、各部にて処理が進められる。
以上のように、本例示的実施形態に係る姿勢復旧システム１においては、復旧部１３が、姿勢情報を参照して、掘削中の掘削装置４０の姿勢が安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、掘削装置４０に復旧動作を行わせるので、掘削装置４０の姿勢を自動的に復旧させることができる。
〔ソフトウェアによる実現例〕
姿勢復旧装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの一部又は全部の機能は、集積回路（ＩＣチップ）等のハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、姿勢復旧装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、例えば、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータによって実現される。このようなコンピュータの一例（以下、コンピュータ６０と記載する）を図１５に示す。コンピュータ６０は、少なくとも１つのプロセッサ６１と、少なくとも１つのメモリ６２とを備え、内部バス６３を介して接続されている。メモリ６２には、コンピュータ６０を姿勢復旧装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃとして動作させるためのプログラムＰが記録されている。コンピュータ６０において、プロセッサ６１は、プログラムＰをメモリ６２から読み取って実行することにより、姿勢復旧装置１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各機能が実現される。
プロセッサ６１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＵ（Floating point number Processing Unit）、ＰＰＵ（Physics Processing Unit）、マイクロコントローラ、ＧＰＧＰＵ（General-Purpose computing on Graphics Processing Units）、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。メモリ６２としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。
なお、コンピュータ６０は、プログラムＰを実行時に展開したり、各種データを一時的に記憶したりするためのＲＡＭ（Random Access Memory）を更に備えていてもよい。また、コンピュータ６０は、他の装置との間でデータを送受信するための通信インタフェースを更に備えていてもよい。また、コンピュータ６０は、キーボードやマウス、ディスプレイやプリンタなどの入出力機器を接続するための入出力インタフェースを更に備えていてもよい。
また、プログラムＰは、コンピュータ６０が読み取り可能な、一時的でない有形の記録媒体７０に記録することができる。このような記録媒体７０としては、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory)、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、又はプログラマブルな論理回路などを用いることができる。コンピュータ６０は、このような記録媒体７０を介してプログラムＰを取得することができる。また、プログラムＰは、伝送媒体を介して伝送することができる。このような伝送媒体としては、例えば、通信ネットワーク、又は放送波などを用いることができる。コンピュータ６０は、このような伝送媒体を介してプログラムＰを取得することもできる。
〔付記事項１〕
本発明は、上述した例示的実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述した例示的実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる例示的実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
〔付記事項２〕
上述した例示的実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載され得る。ただし、本発明は、以下の記載する態様に限定されるものではない。
（付記１）
作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定し、
動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得し、
前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械の復旧動作を行う、作業機械の姿勢復旧方法。
上記の構成により、作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる。
（付記２）
前記復旧動作を行う工程において、
前記作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を前記作業機械に行わせる、
付記１に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
上記の構成により、容易に復旧動作を実施することができる。
（付記３）
前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
前記復旧動作の後、前記作業機械が前記安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、前記作業機械の動作を再開させる、
付記１または２に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
上記の構成により、作業機械の動作を自動的に再開させることができる。
（付記４）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記復旧動作を行う工程において、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、
付記１～３のいずれかに記載の作業機械の姿勢復旧方法。
上記の構成により、バケットを土から解放することができ、掘削装置の姿勢を復旧させることができる。
（付記５）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
前記掘削装置のバケットの動作軌道の近傍に堆積している土砂を検知し、
前記復旧動作を行う処理において、前記土砂が堆積している位置に応じて、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道にオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、
付記１～４のいずれかに記載の作業機械の姿勢復旧方法。
上記の構成により、堆積している土砂を回避して掘削装置の姿勢を復旧させることができる。
（付記６）
前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
前記掘削装置の掘削を再開させる場合に、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させる、
付記４または５に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
上記の構成により、復旧動作が必要となる状態の再発を防止することができる。
（付記７）
作業機械の姿勢情報を検知する第１の検知手段と、
前記作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する設定手段と、
前記第１の検知手段から取得した動作中の前記作業機械の前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械に復旧動作を行わせるよう指示する復旧手段とを備える、姿勢復旧システム。
上記の構成により、作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる。
（付記８）
前記復旧手段は、前記作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を前記作業機械に行わせる、付記７に記載の作業機械の姿勢復旧システム。
上記の構成により、容易に復旧動作を実施することができる。
（付記９）
前記姿勢復旧システムはさらに、前記復旧動作の後、前記作業機械が前記安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、前記作業機械の動作を再開させる第１の再開手段を備える、付記７または８に記載の姿勢復旧システム。
上記の構成により、作業機械の動作を自動的に再開させることができる。
（付記１０）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記復旧手段は、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記７～９のいずれかに記載の姿勢復旧システム。
上記の構成により、バケットを土から解放することができ、掘削装置の姿勢を復旧させることができる。
（付記１１）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記姿勢復旧システムはさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道の近傍に堆積している土砂を検知する第２の検知手段を備え、
前記復旧手段は、前記土砂が堆積している位置に応じて、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道にオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記７～１０のいずれかに記載の姿勢復旧システム。
上記の構成により、堆積している土砂を回避して掘削装置の姿勢を復旧させることができる。
（付記１２）
前記姿勢復旧システムはさらに、前記掘削装置の掘削を再開させる場合に、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させる第２の再開手段を備える、付記１０または１１に記載の姿勢復旧システム。
上記の構成により、復旧動作が必要となる状態の再発を防止することができる。
（付記１３）
作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する設定手段と、
動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得する取得手段と、
前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械に復旧動作を行わせる復旧手段とを備える、姿勢復旧装置。
上記の構成により、作業機械の姿勢を自動的に復旧させることができる。
（付記１４）
前記復旧手段は、前記作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を前記作業機械に行わせる、付記１３に記載の姿勢復旧装置。
上記の構成により、容易に復旧動作を実施することができる。
（付記１５）
前記姿勢復旧装置はさらに、前記復旧手段による前記作業機械の復旧動作の後、前記作業機械が前記安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、前記作業機械の動作を再開させる第１の再開手段を備える、付記１３または１４に記載の姿勢復旧装置。
上記の構成により、作業機械の動作を自動的に再開させることができる。
（付記１６）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記復旧手段は、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記１３～１５のいずれかに記載の姿勢復旧装置。
上記の構成により、バケットを土から解放することができ、掘削装置の姿勢を復旧させることができる。
（付記１７）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記姿勢復旧装置はさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道の近傍に堆積している土砂を検知する第２の検知手段を含み、
前記復旧手段は、前記土砂が堆積している位置に応じて、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道にオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記１３～１６のいずれかに記載の姿勢復旧装置。
上記の構成により、堆積している土砂を回避して掘削装置の姿勢を復旧させることができる。
（付記１８）
前記姿勢復旧装置はさらに、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させる第２の再開手段を備える、付記１６または１７に記載の姿勢復旧装置。
上記の構成により、復旧動作が必要となる状態の再発を防止することができる。
（付記１９）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
前記掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知し、
前記復旧動作を行う処理において、前記土砂が前記掘削装置の前記バケットの動作軌道の前方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および後方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、
付記に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
（付記２０）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
前記掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知し、
前記復旧動作を行う処理において、前記土砂が前記掘削装置の前記バケットの動作軌道の後方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および前方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、
付記に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
（付記２１）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記姿勢復旧システムはさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知する第２の検知手段を備え、
前記復旧手段は、前記土砂が前記掘削装置の前記バケットの動作軌道の前方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および後方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記に記載の姿勢復旧システム。
（付記２２）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記姿勢復旧システムはさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知する第２の検知手段を備え、
前記復旧手段は、前記土砂が前記掘削装置の前記バケットの動作軌道の後方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および前方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記に記載の姿勢復旧システム。
（付記２３）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記姿勢復旧装置はさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知する検知手段を含み、
前記復旧手段は、前記検知手段によって前記土砂が前記掘削装置の前記バケットの動作軌道の前方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および後方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記に記載の姿勢復旧装置。
（付記２４）
前記作業機械は、掘削装置であり、
前記姿勢復旧装置はさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道における前方および後方の少なくともいずれか一方に堆積している土砂を検知する検知手段を含み、
前記復旧手段は、前記検知手段によって前記土砂が前記掘削装置の前記バケットの動作軌道の後方に所定高さ以上堆積していることが検知された場合、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向および前方へのオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、付記に記載の姿勢復旧装置。
（付記２５）
コンピュータを姿勢復旧装置として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する設定手段、
動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得する取得手段、
前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械に復旧動作を行わせる復旧手段、
として機能させるコンピュータプログラム。
（付記２６）
少なくとも１つのプロセッサを備え、前記プロセッサは、作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する処理と、
動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得する処理と、
前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械に復旧動作を行わせる処理とを実行する姿勢復旧装置。
なお、この姿勢復旧装置は、更にメモリを備えていてもよく、このメモリには、前記設定する処理と、前記取得する処理と、前記復旧動作を行わせる処理とを前記プロセッサに実行させるためのプログラムが記憶されていてもよい。また、このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な一時的でない有形の記録媒体に記録されていてもよい。
１ 姿勢復旧システム
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 姿勢復旧装置
１１ 設定部
１２ 取得部
１３ 復旧部
１４ 再開部
１５ 第１の検知部
１６ 第２の検知部
１７ 通信部
２０ 第１の検知装置
３０ 第２の検知装置
４０ 掘削装置
５０ 通信ネットワーク
６０ コンピュータ
６１ プロセッサ
６２ メモリ
６３ 内部バス
７０ 記録媒体
８０ 第３の検知装置
Ｐ プログラム

Claims (18)

  1. 作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定し、
    動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得し、
    前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械の復旧動作を行う、作業機械の姿勢復旧方法。
  2. 前記復旧動作を行う工程において、
    前記作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を前記作業機械に行わせる、
    請求項１に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
  3. 前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
    前記復旧動作の後、前記作業機械が前記安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、前記作業機械の動作を再開させる、
    請求項１または２に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
  4. 前記作業機械は、掘削装置であり、
    前記復旧動作を行う工程において、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
  5. 前記作業機械は、掘削装置であり、
    前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
    前記掘削装置のバケットの動作軌道の近傍に堆積している土砂を検知し、
    前記復旧動作を行う処理において、前記土砂が堆積している位置に応じて、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道にオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
  6. 前記作業機械の姿勢復旧方法はさらに、
    前記掘削装置の掘削を再開させる場合に、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させる、
    請求項４または５に記載の作業機械の姿勢復旧方法。
  7. 作業機械の姿勢情報を検知する第１の検知手段と、
    前記作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する設定手段と、
    前記第１の検知手段から取得した動作中の前記作業機械の前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械に復旧動作を行わせるよう指示する復旧手段とを備える、姿勢復旧システム。
  8. 前記復旧手段は、前記作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を前記作業機械に行わせる、請求項７に記載の姿勢復旧システム。
  9. 前記姿勢復旧システムはさらに、前記復旧動作の後、前記作業機械が前記安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、前記作業機械の動作を再開させる第１の再開手段を備える、請求項７または８に記載の姿勢復旧システム。
  10. 前記作業機械は、掘削装置であり、
    前記復旧手段は、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、請求項７～９のいずれか１項に記載の姿勢復旧システム。
  11. 前記作業機械は、掘削装置であり、
    前記姿勢復旧システムはさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道の近傍に堆積している土砂を検知する第２の検知手段を備え、
    前記復旧手段は、前記土砂が堆積している位置に応じて、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道にオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、請求項７～１０のいずれか１項に記載の姿勢復旧システム。
  12. 前記姿勢復旧システムはさらに、前記掘削装置の掘削を再開させる場合に、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させる第２の再開手段を備える、請求項１０または１１に記載の姿勢復旧システム。
  13. 作業機械の動作前の姿勢を基準とした安全姿勢範囲を設定する設定手段と、
    動作中の前記作業機械の姿勢情報を取得する取得手段と、
    前記姿勢情報を参照して、動作中の前記作業機械の姿勢が前記安全姿勢範囲から第１の期間逸脱したことを検出した場合に、前記作業機械に復旧動作を行わせる復旧手段とを備える、姿勢復旧装置。
  14. 前記復旧手段は、前記作業機械の動作中における動作軌道と逆方向の動作軌道に沿った動作を前記作業機械に行わせる、請求項１３に記載の姿勢復旧装置。
  15. 前記姿勢復旧装置はさらに、前記復旧手段による前記作業機械の復旧動作の後、前記作業機械が前記安全姿勢範囲内に第２の期間留まっていることを検出した場合に、前記作業機械の動作を再開させる第１の再開手段を備える、請求項１３または１４に記載の姿勢復旧装置。
  16. 前記作業機械は、掘削装置であり、
    前記復旧手段は、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の姿勢復旧装置。
  17. 前記作業機械は、掘削装置であり、
    前記姿勢復旧装置はさらに、前記掘削装置のバケットの動作軌道の近傍に堆積している土砂を検知する第２の検知手段を含み、
    前記復旧手段は、前記土砂が堆積している位置に応じて、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道と逆方向の軌道にオフセットを付与して得られる動作軌道を前記掘削装置に行わせる、請求項１３～１６のいずれか１項に記載の姿勢復旧装置。
  18. 前記姿勢復旧装置はさらに、前記掘削装置の掘削中におけるバケットの動作軌道に高さ方向のオフセットを付与して得られる軌道を用いて掘削を再開させる第２の再開手段を備える、請求項１６または１７に記載の姿勢復旧装置。
JP2021030892A 2021-02-26 2021-02-26 作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置 Pending JP2022131770A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021030892A JP2022131770A (ja) 2021-02-26 2021-02-26 作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置
PCT/JP2022/001283 WO2022181107A1 (ja) 2021-02-26 2022-01-17 作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置
US18/276,780 US20240117592A1 (en) 2021-02-26 2022-01-17 Method for recovering posture of work machine, posture recovery system, and posture recovery apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021030892A JP2022131770A (ja) 2021-02-26 2021-02-26 作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022131770A true JP2022131770A (ja) 2022-09-07

Family

ID=83048885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021030892A Pending JP2022131770A (ja) 2021-02-26 2021-02-26 作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240117592A1 (ja)
JP (1) JP2022131770A (ja)
WO (1) WO2022181107A1 (ja)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2983283B2 (ja) * 1990-11-30 1999-11-29 日立建機株式会社 建設機械の傾斜角度制御装置
JP6363805B2 (ja) * 2015-11-30 2018-07-25 住友重機械工業株式会社 作業機械用周辺監視システム
JP7247118B2 (ja) * 2018-02-09 2023-03-28 住友建機株式会社 ショベル

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022181107A1 (ja) 2022-09-01
US20240117592A1 (en) 2024-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10474155B2 (en) System and method for material disposal
US10031528B2 (en) Work machine control system, work machine, and work machine management system
US10019007B2 (en) Work machine control system, work machine, and work machine management system
CN112424427B (zh) 作业机械的控制装置及控制方法
CN113107043A (zh) 使用传感器融合控制机器的运动
US20210025143A1 (en) Excavation by way of an unmanned vehicle
CN112180928A (zh) 挖掘机控制方法、挖掘机控制装置及挖掘机
KR20220086671A (ko) 작업 기계의 제어 시스템, 작업 기계, 작업 기계의 제어 방법
JP2021001436A (ja) 作業機械
JP2020084460A (ja) 作業機を含む作業機械を自動制御するためのシステム及び方法
US20220298743A1 (en) Method for automatically controlling cyclical operations of an earthmoving machine
JP6538793B2 (ja) 作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の管理システム
US20240026638A1 (en) Mobile grading machine with improved grading control system
WO2022181107A1 (ja) 作業機械の姿勢復旧方法、姿勢復旧システムおよび姿勢復旧装置
EP3757299B1 (en) Apparatus for generating environment data around construction equipment and construction equipment including the same
JP6887229B2 (ja) 施工管理システム
KR102637524B1 (ko) 작업 기계
KR20210114024A (ko) 작업 기계
JP2021096129A (ja) 衛星測位方法、衛星測位装置、衛星測位システム及び建設機械
US20230383496A1 (en) Systems and methods for determining poor implement penetration
US20230383497A1 (en) Work machine with an adaptive control system and method for grade control
JP7390991B2 (ja) 作業機械および施工支援システム
WO2024143089A1 (ja) 作業現場の管理システム及び作業現場の管理方法
JP7396875B2 (ja) 作業機械の制御システム、作業機械、および作業機械の制御方法
WO2024070557A1 (ja) 作業現場の検出システム及び作業現場の検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240507