JP2023068409A - 積込物排出システム - Google Patents

Abstract

【課題】容器への積込物の積込作業が完了した後の積込物の高さができるだけ均等になるように、積込物の目標排出位置を決定する。【解決手段】バケット内積込物情報設定部５１は、作業機械２０のバケット２５ｃ内の積込物（Ｓｂ）の量を示す情報を設定する。容器位置設定部５３は、積込物Ｓが積み込まれる容器１３の位置の情報を設定する。排出位置演算部６０は、容器位置設定部５３に設定された容器１３の位置と、バケット内積込物情報設定部５１に設定されたバケット２５ｃ内の積込物（Ｓｂ）の量を示す情報と、に基づいて、目標排出位置Ｘｔを演算する。目標排出位置Ｘｔは、バケット２５ｃから容器１３に積込物Ｓを排出させる目標位置である。【選択図】図５

Description

本発明は、バケットから積込物を排出するための積込物排出システムに関する。

例えば特許文献１などに、作業機械の自動運転により、バケットから積込物を排出するための技術が記載されている。同文献に記載の技術では、容器（同文献ではダンプトラックの荷台）の長手方向にバケットを移動させながらバケットを開くことで、バケットから積込物が排出される（同文献の図７Ａ参照）。これにより、一定の高さで積込物を容器に積み込むことが図られている（同文献の図７Ａから図９Ｅまでを参照）。

国際公開第２０２１／０５４４３６号

しかし、同文献に記載の技術において、一定の高さで積込物を容器に積み込むには、バケットの開き具合を微調整する必要があり、バケットの制御が難しい。そのため、バケットから容器への積み込み作業が完了した後の積込物が、凹凸の大きい形状になるおそれがある。

そこで、本発明は、容器への積込物の積込作業が完了した後の積込物の高さができるだけ均等になるように、積込物の目標排出位置を決定することができる、積込物排出システムを提供することを目的とする。

積込物排出システムは、バケット内積込物情報設定部と、容器位置設定部と、排出位置演算部と、を備える。前記バケット内積込物情報設定部は、作業機械のバケット内の積込物の量を示す情報を設定する。前記容器位置設定部は、前記積込物が積み込まれる容器の位置の情報を設定する。前記排出位置演算部は、前記容器位置設定部に設定された前記容器の位置と、前記バケット内積込物情報設定部に設定された前記バケット内の前記積込物の量を示す情報と、に基づいて、目標排出位置を演算する。前記目標排出位置は、前記バケットから前記容器に前記積込物を排出させる目標位置である。

上記構成により、容器への積込物の積込作業が完了した後の積込物の高さができるだけ均等になるように、積込物の目標排出位置を決定することができる。

積込物排出システム１の車両１０および作業機械２０を横から見た図である。 図１に示す例とは異なる配置の車両１０および作業機械２０を上から見た図である。 図１に示す積込物排出システム１のブロック図である。 図１に示す積込物排出システム１の作動を示すフローチャートである。 図１に示す容器１３および積込物Ｓなどを横から見た図である。

図１～図５を参照して、積込物排出システム１について説明する。

積込物排出システム１は、図１に示す作業機械２０から容器１３に積み込まれる積込物Ｓの目標排出位置Ｘｔ（図５参照）を演算する。積込物排出システム１は、作業機械２０から容器１３に積込物Ｓを排出する機能を有してもよい。積込物排出システム１は、図５に示すように、容器１３に排出される積込物Ｓの高さが、できるだけ均等になるように目標排出位置Ｘｔを演算する（詳細は後述）。積込物Ｓの「高さ」は、容器１３の底面１３ａからの高さである（以下同様）。積込物Ｓは、バケット２５ｃ（後述）で捕捉可能、かつ、容器１３に積込可能な物である。積込物Ｓは、例えば、土状、粒状、チップ状、粉状などである。具体的には例えば、積込物Ｓは、土砂でもよく、石でもよく、木材でもよく、金属でもよく、廃棄物でもよい。積込物排出システム１は、図１に示す車両１０と、作業機械２０と、図３に示す姿勢センサ３１と、バケット内積込物情報センサ３３と、撮像装置３５と、入力装置３７と、コントローラ５０と、を備える。

車両１０は、図１に示すように、容器１３を有する。車両１０は、容器１３に収容した積込物Ｓを運ぶ機械（運搬車両、輸送車両）である。車両１０は、例えばダンプトラックなどである。車両１０は、車両本体部１１と、容器１３と、を備える。

車両本体部１１は、容器１３を支持する。車両本体部１１は、走行可能であり、車輪により走行してもよく、クローラにより走行してもよい。車両本体部１１は、車両運転室１１ａを備える。

容器１３は、積込物Ｓが積み込まれ、積込物Ｓを収容する。容器１３は、例えば蓋を有さない箱形などである。容器１３は、例えば車両１０の荷台でもよく、荷台でなくてもよい。以下では、主に、容器１３が車両１０の荷台である場合について説明する。容器１３は、車両本体部１１に対して可動でもよく、車両本体部１１に固定されてもよい。以下では、容器１３の底面１３ａ（後述）が水平または略水平に配置された状態について説明する。容器１３は、長手方向を有する形状を有する。容器１３の長手方向を、容器長手方向Ｘとする。後述するように、バケット２５ｃから容器１３への積込物Ｓの積込作業は、容器長手方向Ｘの一方側から他方側（「一方側」とは反対側）に順に行われる。容器長手方向Ｘにおいて、積込作業が最初に行われる側を容器長手方向前側Ｘｆとし、その逆側を容器長手方向後側Ｘｒとする。例えば、容器長手方向前側Ｘｆは、容器１３から車両運転室１１ａに向かう側（後述する鳥居面１３ｄ側）でもよく、その逆側（後述する後部あおり板面１３ｂ側）でもよい。底面１３ａ（後述）と平行な方向であって、容器長手方向Ｘに直交する方向を、容器幅方向Ｙとする。容器１３は、底面１３ａと、後部あおり板面１３ｂと、側部あおり板面１３ｃと、鳥居面１３ｄと、を備える。

底面１３ａは、容器１３の底の面である。底面１３ａは、平面状または略平面状である（後部あおり板面１３ｂ、側部あおり板面１３ｃ、および鳥居面１３ｄも同様）。後部あおり板面１３ｂは、容器１３の容器長手方向Ｘの一方側（例えば容器長手方向後側Ｘｒ）の面である。後部あおり板面１３ｂは、例えば、底面１３ａの容器長手方向Ｘの一方側の部分から上に突出する。側部あおり板面１３ｃは、容器１３の容器幅方向Ｙ外側（左右）の面であり（図２参照）、底面１３ａの左右の端部から上に突出する。鳥居面１３ｄは、容器１３の容器長手方向Ｘにおいて後部あおり板面１３ｂが設けられる側とは反対側（例えば容器長手方向前側Ｘｆ）の面である。鳥居面１３ｄは、例えば、底面１３ａの容器長手方向前側Ｘｆの部分から上に突出する。例えば、鳥居面１３ｄは、側部あおり板面１３ｃよりも上に突出し、後部あおり板面１３ｂよりも上に突出する。

作業機械２０は、バケット２５ｃを有する機械であり、例えばショベルである。作業機械２０は、自動運転により作動することが可能に構成される。作業機械２０は、運転室２３ａ（後述）内の作業者（オペレータ）により操作される場合があってもよく、作業機械２０の外部から遠隔操作される場合があってもよい。作業機械２０は、下部走行体２１と、上部旋回体２３と、アタッチメント２５と、駆動制御部２７（図３参照）と、を備える。

下部走行体２１は、作業機械２０を走行させる。下部走行体２１は、クローラを備えてもよく、ホイールを備えてもよい。

上部旋回体２３は、下部走行体２１に旋回可能に搭載される。下部走行体２１に対する上部旋回体２３の旋回の中心を、旋回中心２３ｏ（図２参照）とする。上部旋回体２３は、運転室２３ａを備える。運転室２３ａは、操作者が作業機械２０を操作することが可能な部分である。

アタッチメント２５は、作業を行う部分であり、例えば、ブーム２５ａと、アーム２５ｂと、バケット２５ｃと、を備える。ブーム２５ａは、上部旋回体２３に起伏可能（上下方向に回転可能）に取り付けられる。アーム２５ｂは、ブーム２５ａに対して回転可能に取り付けられる。バケット２５ｃは、アタッチメント２５の先端部に設けられ、アーム２５ｂに回転可能に取り付けられる。バケット２５ｃは、積込物Ｓを収容することが可能である。バケット２５ｃは、積込物Ｓをすくうことが可能である。

駆動制御部２７（図３参照）は、作業機械２０を駆動させるアクチュエータを制御する。作業機械２０を駆動させるアクチュエータは、油圧式でもよく、電動でもよい。作業機械２０を駆動させるアクチュエータに油圧式アクチュエータが含まれる場合、駆動制御部２７は、油圧回路を備える。作業機械２０を駆動させるアクチュエータに電動アクチュエータが含まれる場合、駆動制御部２７は、電気回路を備える。具体的には例えば、駆動制御部２７は、下部走行体２１に対して上部旋回体２３を旋回させるモータ（例えば油圧モータ）を制御する。駆動制御部２７は、上部旋回体２３に対してブーム２５ａを起伏させる油圧シリンダ（図示なし）を制御する。駆動制御部２７は、ブーム２５ａに対してアーム２５ｂを回転させる油圧シリンダ（図示なし）を制御する。駆動制御部２７は、アーム２５ｂに対してバケット２５ｃを回転させる油圧シリンダ（図示なし）を制御する。

姿勢センサ３１（図３参照）は、作業機械２０の姿勢を検出する。姿勢センサ３１は、作業現場に対する作業機械２０の位置および向きを検出してもよい。姿勢センサ３１は、下部走行体２１に対する上部旋回体２３の旋回の状態（例えば角度）を検出してもよい。姿勢センサ３１は、上部旋回体２３に対するブーム２５ａの起伏の状態（例えば起伏角度）を検出してもよい。姿勢センサ３１は、ブーム２５ａに対するアーム２５ｂの回転の状態（例えば回転角度）を検出してもよい。姿勢センサ３１は、アーム２５ｂに対するバケット２５ｃの回転の状態（例えば回転角度）を検出してもよい。姿勢センサ３１は、角度を検出するセンサ（例えばロータリエンコーダなど）を備えてもよく、水平面に対する傾斜を検出するセンサを備えてもよく、アタッチメント２５を駆動する油圧シリンダ（図示なし）のストロークを検出するセンサを備えてもよい。姿勢センサ３１は、二次元画像および距離画像（後述）の少なくともいずれかに基づいて作業機械２０の姿勢を検出してもよい。この場合、二次元画像および距離画像の少なくともいずれかは、撮像装置３５により撮像されてもよい（姿勢センサ３１と撮像装置３５とが兼用されてもよい）。姿勢センサ３１は、作業機械２０に搭載されてもよく、作業機械２０の外部（例えば作業現場）に配置されてもよい。作業機械２０に搭載されても、作業機械２０の外部に配置されてもよいことは、図３に示すバケット内積込物情報センサ３３、撮像装置３５、入力装置３７、およびコントローラ５０も同様である。

バケット内積込物情報センサ３３（図３参照）は、図１に示すバケット２５ｃ内の積込物Ｓの量を示す情報を検出する。「積込物Ｓの量を示す情報」は、例えば、積込物Ｓの質量でもよく、体積でもよく、質量および体積でもよい。「積込物Ｓの量を示す情報」が積込物Ｓの質量を含む場合、バケット内積込物情報センサ３３は、例えば、バケット２５ｃに作用する荷重を検出することで、バケット２５ｃ内の積込物Ｓの質量を検出してもよい。この場合、バケット内積込物情報センサ３３は、アーム２５ｂに対してバケット２５ｃを回転させる油圧シリンダ（図示しないバケットシリンダ）に作用する負荷（具体的には油圧）を検出してもよい。また、バケット内積込物情報センサ３３は、バケットシリンダとバケット２５ｃとアーム２５ｂとをつなぐリンク部材（図示なし）に作用する荷重を検出してもよい。「積込物Ｓの量を示す情報」が積込物Ｓの体積を含む場合、バケット内積込物情報センサ３３は、積込物Ｓの二次元画像および距離画像に基づいて、バケット２５ｃ内の積込物Ｓ（バケット内積込物Ｓｂ）の体積を検出してもよい。この場合、二次元画像および距離画像の少なくともいずれかは、撮像装置３５により撮像されてもよい。以下では主に「積込物Ｓの量を示す情報」が、積込物Ｓの質量である場合について説明する。以下の「質量」を「積込物Ｓの量を示す情報」に読み替えてもよい。

撮像装置３５は、撮像装置３５の周囲の撮像対象物を撮像する。例えば、撮像装置３５の撮像対象物は、車両１０でもよく、容器１３でもよく、容器１３内の積込物Ｓでもよい。撮像装置３５の撮像対象物は、作業機械２０でもよく、アタッチメント２５でもよく、バケット２５ｃでもよく、バケット２５ｃ内の積込物Ｓ（バケット内積込物Ｓｂ）でもよい。撮像装置３５は、撮像対象物の二次元情報（例えば画像における位置や形状）を検出してもよい。撮像装置３５は、二次元の情報を検出するカメラ（単眼カメラ）を備えてもよい。撮像装置３５は、撮像対象物の三次元情報（例えば三次元座標や三次元形状）を検出してもよく、距離の情報（奥行きの情報）を有する画像（距離画像）を取得してもよい。撮像装置３５は、レーザー光を用いて三次元の情報を検出する装置を備えてもよく、例えばＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）を備えてもよく、例えばＴＯＦ（Time Of Flight）センサを備えてもよい。撮像装置３５は、電波を用いて三次元の情報を検出する装置（例えばミリ波レーダなど）を備えてもよい。撮像装置３５は、ステレオカメラを備えてもよい。撮像装置３５は、距離画像と二次元画像とに基づいて、撮像対象物の三次元情報を検出してもよい。

入力装置３７（図３参照）は、作業者が情報を入力するための装置である。入力装置３７が作業機械２０に設けられる場合は、入力装置３７は、例えば、運転室２３ａ内に設けられる表示器でもよい。入力装置３７は、タブレットでもよく、スマートフォンでもよい。

コントローラ５０（図３参照）は、信号の入出力、演算（処理）、情報の記憶などを行うコンピュータである。例えば、コントローラ５０の機能は、コントローラ５０の記憶部に記憶されたプログラムが演算部で実行されることにより実現される。図３に示すように、コントローラ５０には、例えば、姿勢センサ３１、バケット内積込物情報センサ３３、撮像装置３５、および入力装置３７から各種信号（検出値、入力装置３７に入力された情報など）が入力される。例えば、コントローラ５０は、作業機械２０（図１参照）を自動運転させるための制御を行う。コントローラ５０は、バケット内積込物情報設定部５１と、容器位置設定部５３と、既積込物位置設定部５５と、排出位置演算部６０と、指令出力部６５と、を備える。

バケット内積込物情報設定部５１は、図１に示すバケット２５ｃ内の積込物Ｓの量を示す情報（この例では質量）を設定する。図３に示すバケット内積込物情報設定部５１は、例えば、バケット内積込物情報センサ３３の検出値を取得する。

容器位置設定部５３（車両位置検出部、ダンプ位置検出部）は、図１に示す容器１３の位置の情報を設定する。容器位置設定部５３（図３参照）は、車両１０の位置の情報を設定してもよい。容器位置設定部５３は、作業機械２０に対する容器１３の位置の情報を設定する。例えば、容器位置設定部５３は、撮像装置３５が検出した情報に基づいて、容器１３の位置を設定（算出）してもよい。例えば、容器位置設定部５３は、入力装置３７（図３参照）に入力された情報に基づいて、容器１３の位置を設定（算出または決定）してもよい。容器位置設定部５３は、ティーチングにより容器１３の位置を設定してもよい。このティーチングは、例えば次のように行われる。作業者（オペレータ）が作業機械２０に搭乗して作業機械２０を操作する、または、作業者が作業機械２０を遠隔操作する。例えば、作業者は、作業機械２０を操作することで、容器１３の位置を設定するための特定の位置（例えば容器１３の角の位置など）に、アタッチメント２５の特定部位を配置する。アタッチメント２５の特定部位は、例えばバケット２５ｃの先端部などである。このとき、姿勢センサ３１が、アタッチメント２５の姿勢を検出する。コントローラ５０が、姿勢センサ３１の検出結果に基づいて、アタッチメント２５の特定部位の位置（座標）を算出する。そして、容器位置設定部５３は、アタッチメント２５の特定部位が配置された位置に基づいて、容器１３の位置の情報を設定する。

既積込物位置設定部５５（図３参照）は、容器１３に既に積み込まれた積込物Ｓ（「既積込物Ｓａ」とする）の位置の情報を設定する。例えば、既積込物位置設定部５５は、既積込物Ｓａの三次元情報を設定する。例えば、既積込物位置設定部５５は、撮像装置３５が検出した情報に基づいて、既積込物Ｓａの位置を設定（算出）してもよい。既積込物位置設定部５５は、例えば、図５に示す目標排出位置Ｘｔ（後述）およびバケット内積込物Ｓｂの質量に基づいて、既積込物Ｓａの位置の情報を設定（推定、算出）してもよい。

排出位置演算部６０（図３参照）（例えば排土位置演算部）は、目標排出位置Ｘｔ（例えば目標排土位置）を演算する（詳細は後述）。図３に示す排出位置演算部６０は、容器位置設定部５３に設定された容器１３（図１参照）の位置に基づいて、目標排出位置Ｘｔ（図５参照）を演算する。例えば、排出位置演算部６０は、高さ推定部６１を備える。高さ推定部６１は、バケット２５ｃ（図１参照）から排出される積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）の高さを推定する（詳細は後述）。

指令出力部６５は、作業機械２０（図１参照）の作動を制御する指令を、駆動制御部２７に出力する。指令出力部６５は、図５に示すバケット２５ｃが積込物Ｓを目標排出位置Ｘｔに排出するように、指令を出力する。

（作動）
図２に示す積込物排出システム１は、以下のように作動するように構成される。

（容器１３と作業機械２０との相対位置）
作業機械２０から容器１３への積込物Ｓの積込作業（詳細は後述）が行われるときの、容器１３と作業機械２０との相対位置は、例えば次のような位置である。例えば、作業機械２０の少なくとも一部は、容器１３よりも、容器幅方向Ｙ外側に配置される。上記「作業機械２０の少なくとも一部」は、例えば上部旋回体２３でもよく、下部走行体２１でもよく、旋回中心２３ｏでもよい（以下同様）。例えば、作業機械２０の少なくとも一部は、容器１３と容器幅方向Ｙに対向する位置に配置される。なお、作業機械２０の少なくとも一部は、容器１３よりも容器幅方向Ｙ外側、かつ、容器１３と容器幅方向Ｙに対向しない位置（いわば容器１３の斜め前側、または斜め後側）に配置されてもよい。また、作業機械２０の少なくとも一部は、容器１３と容器長手方向Ｘに対向する位置に配置されてもよい（図１参照）。

（積込作業）
作業機械２０から容器１３への積込物Ｓの積込作業は、例えば次のように行われる。作業機械２０は、バケット２５ｃにより、捕捉位置Ｄの積込物Ｓを捕捉する（例えば、土砂を掘削する）。積込物Ｓが土砂の場合、捕捉位置Ｄは、例えば土砂山などである。バケット２５ｃが積込物Ｓを捕捉した状態で、バケット２５ｃが上げられ、下部走行体２１に対して上部旋回体２３が旋回し、容器１３上（さらに詳しくは目標排出位置Ｘｔ（図５参照）上）にバケット２５ｃが移動する（持ち上げ旋回する）。容器１３上でアーム２５ｂに対してバケット２５ｃが回転することで、バケット２５ｃから積込物Ｓが排出される。この排出の後、下部走行体２１に対して上部旋回体２３が旋回し、バケット２５ｃが下げられ、捕捉位置Ｄにバケット２５ｃが移動する（復帰旋回する）。作業機械２０は、自動運転により、これらの一連の作業を繰り返し行う。

図５に示すように、作業機械２０は、容器１３の容器長手方向前側Ｘｆから容器長手方向後側Ｘｒに順に積込物Ｓを積み込む。作業機械２０は、図２に示す容器長手方向Ｘに延びる直線Ｘｌ上（または略直線Ｘｌ上）に積込物Ｓを積み込む。図５に示す例では、作業機械２０は、積込物Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７の順に、積込物Ｓを排出する（積み込む）。排出位置演算部６０（図３参照）は、容器１３の容器長手方向前側Ｘｆから容器長手方向後側Ｘｒに順に積込物Ｓを排出するように、目標排出位置Ｘｔを演算する。

なお、本実施形態における「積込作業」は、図２に示す直線Ｘｌ（または略直線Ｘｌ）上に積込物Ｓを積み込む作業である。例えば、作業機械２０は、直線Ｘｌ上への積込物Ｓの積込作業の合間（例えば積込物Ｓ４の排出と積込物Ｓ５の排出との間など）に、この直線Ｘｌ上への積込物Ｓの積込作業とは異なる作業を行ってもよい。例えば、作業機械２０は、直線Ｘｌ上への積込物Ｓの積込作業の合間に、直線Ｘｌ上とは異なる位置（例えば容器１３内の位置）への積込物Ｓの排出などを行ってもよい。図５に示す例では、積込物Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７の順で排出が行われればよく、これらの積込物Ｓの排出が連続して行われる必要はない。

（目標排出位置Ｘｔ）
目標排出位置Ｘｔは、バケット２５ｃから容器１３に積込物Ｓを排出させる目標位置（積込物Ｓを排出させようとする位置）である。目標排出位置Ｘｔは、容器長手方向Ｘにおける目標位置である。例えば、目標排出位置Ｘｔは、図２に示す容器長手方向Ｘに延びる直線Ｘｌ上（または略直線Ｘｌ上）への積込物Ｓの排出の目標位置である。図５に示す目標排出位置Ｘｔは、容器１３の容器長手方向Ｘにおける両端部の間の所定範囲内に設定される。具体的には、目標排出位置Ｘｔは、積込範囲前端Ｘ０から積込範囲後端Ｘｅまでの間の範囲内に設定される。

積込範囲前端Ｘ０は、容器１３の容器長手方向前側Ｘｆの端の近傍に設定される。積込範囲前端Ｘ０は、バケット２５ｃが積込範囲前端Ｘ０の位置で積込物Ｓを排出するときに、バケット２５ｃが容器１３に接触しないような位置に設定される。具体的には、積込範囲前端Ｘ０は、容器１３の容器長手方向前側Ｘｆの端よりも、所定距離Ｌ０だけ容器長手方向後側Ｘｒに設定される。

所定距離Ｌ０は、例えば、撮像装置３５（図３参照）に撮像された情報に基づいて設定されてもよく、入力装置３７（図３参照）に入力された値に基づいて設定されてもよく、排出位置演算部６０（図３参照）に予め設定された固定値でもよい。所定距離Ｌ０は、例えば、ティーチング（容器位置設定部５３の説明を参照）により設定されてもよい。所定距離Ｌ０は、容器１３の寸法に基づいて設定されてもよく、バケット２５ｃの寸法に基づいて設定されてもよく、アーム２５ｂに対してバケット２５ｃが回転したときにバケット２５ｃが通る領域（軌跡）に基づいて設定されてもよい。

積込範囲後端Ｘｅは、容器１３の容器長手方向後側Ｘｒの端の近傍に設定される。積込範囲後端Ｘｅは、積込範囲前端Ｘ０と同様に、バケット２５ｃが積込範囲後端Ｘｅの位置で積込物Ｓを排出するときにバケット２５ｃが容器１３に接触しないような位置に設定される。容器１３の容器長手方向後側Ｘｒの端から積込範囲後端Ｘｅまでの距離は、所定距離Ｌ０と同じでもよく、所定距離Ｌ０と異なる距離でもよい。

（バケット２５ｃと目標排出位置Ｘｔとの関係）
例えば、図５に示す目標排出位置Ｘｔは、次回にバケット２５ｃから排出される積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）の山の頂上となると予測される位置の目標位置でもよい。例えば、図２に示すように、作業機械２０の少なくとも一部が、容器１３と容器幅方向Ｙに対向する位置に配置される場合が想定される。この場合、図５に示すように、目標排出位置Ｘｔは、バケット２５ｃの幅方向における中央部（または略中央部）の目標位置でもよい。上記「バケット２５ｃの幅方向」は、図２に示す旋回中心２３ｏを中心とする上部旋回体２３の旋回方向である。例えば、図１に示すように、作業機械２０の少なくとも一部が容器１３と容器長手方向Ｘに対向する位置に配置される場合が想定される。この場合、目標排出位置Ｘｔ（図５参照）は、バケット２５ｃがバケット内積込物Ｓｂを収容している状態のときの、バケット２５ｃの容器長手方向Ｘにおける中央部（または略中央部）の目標位置でもよい。また、作業機械２０の少なくとも一部が容器１３と容器長手方向Ｘに対向する位置に配置される場合、目標排出位置Ｘｔ（図５参照）は、アーム２５ｂの先端部（バケット２５ｃの基端部）の目標位置でもよい。

（初期積込）
例えば、作業機械２０は、図５に示す容器１３の容器長手方向前側Ｘｆ端部の同じ位置（箇所）に、積込物Ｓを複数回積み込む「初期積込」を行うことが好ましい（図５における積込物Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３を参照）。「端部」は、端の近傍を含む（以下同様）。その後、作業機械２０は、容器１３のうち、初期積込を行った位置よりも容器長手方向後側Ｘｒの位置に積込物Ｓを積み込むことが好ましい。

初期積込の詳細は次の通りである。排出位置演算部６０（図３参照、以下の排出位置演算部６０についても同様）は、次のように目標排出位置Ｘｔを演算する。排出位置演算部６０は、容器１３への積込物Ｓの積込作業の開始時から、初期積込終了条件が満たされるまで、バケット２５ｃから積込物Ｓの排出が同じ位置で複数回行われるように、目標排出位置Ｘｔを演算する（図４のステップＳ１１、Ｓ１２）。上記「容器１３への積込物Ｓの積込作業の開始時」は、例えば、容器１３に積込物Ｓが無い（または略無い）状態である。上記「初期積込終了条件」は、排出位置演算部６０に予め（初期積込が行われる前に）設定される（初期積込終了条件の具体例は後述）。排出位置演算部６０は、積込作業の開始時から初期積込条件が満たされるまで、毎回の排出の目標排出位置Ｘｔを同じ位置（または略同じ位置）とする。その結果、積込物Ｓが、同じ位置（または略同じ位置）に重ねられるように、バケット２５ｃから排出される。例えば、排出位置演算部６０は、初期積込の目標排出位置Ｘｔを、積込範囲前端Ｘ０に設定する。初期積込で積み込まれる積込物Ｓを、初期積込物Ｓｉとする。図５に示す例では、初期積込は、３回行われる（積込物Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を参照）。

初期積込が行われることが好ましい理由は、次の通りである。積込作業の開始時は、容器１３には積込物Ｓが無い（または略無い）。そのため、積込作業の開始時に排出される積込物Ｓには、寄りかかることのできる積込物Ｓが無い。そのため、寄りかかる積込物Ｓが十分ある状態で排出される積込物Ｓ（具体的には、初期積込よりも後に排出される積込物Ｓ４、Ｓ５など）に比べ、排出された積込物Ｓが低くなることが想定される。そこで、積込作業の開始時には、初期積込終了条件が満たされるまで同じ位置（または略同じ位置）で積込物Ｓが複数回排出される。これにより、積込作業の開始時に排出される積込物Ｓ（初期積込物Ｓｉ）と、初期積込終了条件が満たされた後に排出される積込物Ｓと、の高さが均等になりやすい。

（初期積込終了条件）
初期積込終了条件は、初期積込物Ｓｉと、初期積込終了条件が満たされた後に排出される積込物Ｓ（積込物Ｓ４、Ｓ５など）と、の高さができるだけ均等になるように設定されることが好ましい。初期積込終了条件の具体例は、下記の［例１ａ］～［例１ｄ］などである。

［例１ａ］初期積込終了条件は、バケット２５ｃによる積込物Ｓの排出が所定回数行われたことを含んでもよい。この所定回数は、排出位置演算部６０に予め設定された固定値でもよく、入力装置３７（図３参照）により入力された値でもよい。

［例１ｂ］初期積込終了条件は、初期積込物Ｓｉの量を示す情報の値（この例では質量）が、所定値（所定量）を超えたことを含んでもよい。初期積込物Ｓｉの質量は、バケット内積込物情報センサ３３（図３参照）に検出された質量の積算値である。上記「所定値（所定量）」は、排出位置演算部６０に予め設定された固定値でもよく、入力装置３７（図３参照）により入力された値でもよい。

［例１ｃ］初期積込終了条件は、初期積込物Ｓｉが所定の高さを超えたことを含んでもよい。この所定の高さは、排出位置演算部６０に予め設定された固定値でもよく、入力装置３７（図３参照）により入力されてもよく、ティーチングにより設定されてもよい。例えば、排出位置演算部６０は、撮像装置３５（図３参照）に撮像された初期積込物Ｓｉの二次元画像および距離画像の少なくともいずれかから、初期積込物Ｓｉの高さを算出（検出）してもよい。排出位置演算部６０は、排出された初期積込物Ｓｉの質量の積算値に基づいて、初期積込物Ｓｉの高さを算出（推定）してもよい。

［例１ｄ］上記［例１ａ］～［例１ｃ］の条件が様々に組み合わされてもよい。例えば、上記［例１ａ］～［例１ｃ］のいずれか１つでも満たされたときに初期積込終了条件が満たされてもよい。また、例えば、初期条件終了条件は、上記［例１ａ］～［例１ｃ］の２つ以上の条件が満たされることでもよい。

（初期積込の後の積込）
初期積込が終了した後、排出位置演算部６０は、次のように目標排出位置Ｘｔを演算（決定）する（図４のステップＳ２１）。以下では、「目標排出位置Ｘｔ」は、初期積込よりも後の積込作業における目標排出位置Ｘｔであるとする。なお、初期積込は行われなくてもよい。

排出位置演算部６０は、容器１３への積込物Ｓの積込作業が進むにしたがって、目標排出位置Ｘｔをより容器長手方向後側Ｘｒにする（容器長手方向後側Ｘｒにずらしていく）。さらに詳しくは、排出位置演算部６０は、容器１３に既に積み込まれた積込物Ｓ（既積込物Ｓａ）の量を示す情報の値（この例では質量）が大きくなるにしたがって、距離Ｌｔが大きくなるように、目標排出位置Ｘｔを演算する。距離Ｌｔは、容器１３の容器長手方向前側Ｘｆ（一方側）の端部から目標排出位置Ｘｔまでの距離（容器長手方向Ｘにおける距離）である。さらに詳しくは、距離Ｌｔは、積込範囲前端Ｘ０から目標排出位置Ｘｔまでの容器長手方向Ｘにおける距離である。図５に示す例では、バケット２５ｃが積込物Ｓ６を排出しようとするときの目標排出位置Ｘｔを示す。図５に示す「Ｘｔ－Ｓ４」は、積込物Ｓ４が排出されたときの目標排出位置Ｘｔである。「Ｘｔ－Ｓ５」は、積込物Ｓ５が排出されたときの目標排出位置Ｘｔである。「Ｘｔ－Ｓ７」は、積込物Ｓ６が排出された後に、積込物Ｓ７が排出されるときの目標排出位置Ｘｔである。

（バケット内積込物Ｓｂの量に基づく目標排出位置Ｘｔの演算）
排出位置演算部６０は、バケット内積込物Ｓｂの量を示す情報の値（この例では質量）に基づいて、目標排出位置Ｘｔを演算する。

例えば、排出位置演算部６０は、バケット内積込物Ｓｂの質量が大きくなるにしたがって、ずらし量Ｌｓが大きくなるように、目標排出位置Ｘｔを演算する。ずらし量Ｌｓは、既積込物Ｓａから目標排出位置Ｘｔまでの距離である（詳細は後述）。排出位置演算部６０が、ずらし量Ｌｓを算出することなく目標排出位置Ｘｔを演算した結果として、バケット内積込物Ｓｂの質量が大きくなるにしたがって、ずらし量Ｌｓが大きくなってもよい（後述する演算例１を参照）。バケット内積込物Ｓｂが大きくなるにしたがって、ずらし量Ｌｓが大きくなるように、排出位置演算部６０が、ずらし量Ｌｓを算出してもよい（後述する演算例２を参照）。図５に示す「Ｌｓ－Ｓ４」は、積込物Ｓ４が排出されたときのずらし量Ｌｓである。「Ｌｓ－Ｓ５」は、積込物Ｓ５が排出されたときのずらし量Ｌｓである。

排出位置演算部６０は、次回にバケット２５ｃから排出される積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）の容器長手方向前側Ｘｆ部分が、既積込物Ｓａの容器長手方向後側Ｘｒ部分に接するように（寄りかかるように）、目標排出位置Ｘｔを算出する。排出位置演算部６０は、上から見たときに、次回排出積込物Ｓｃが既積込物Ｓａにオーバーラップするように（図２参照）目標排出位置Ｘｔを算出する。

排出位置演算部６０による目標排出位置Ｘｔの演算は、様々に行うことができる。具体的には例えば、排出位置演算部６０は、後述する目標積込積算量に基づいた目標排出位置Ｘｔの演算を行ってもよい（例えば下記の演算例１）。排出位置演算部６０は、目標積込積算量に基づくことなく目標排出位置Ｘｔの演算を行ってもよい（例えば下記の演算例２）。

（演算例１：目標積込積算量に基づいた目標排出位置Ｘｔの演算）
排出位置演算部６０は、目標積込積算量に基づいた目標排出位置Ｘｔの演算を行ってもよい。目標積込積算量は、容器１３全体の積込物Ｓの量を示す情報（この例では質量）の目標値である。排出位置演算部６０は、入力装置３７（図３参照）に入力された内容に基づいて目標積込積算量を設定してもよい。排出位置演算部６０は、図１に示す撮像装置３５に撮像された容器１３の情報（例えば寸法、形状など）に基づいて、目標積込積算量を設定（算出）してもよい。目標積込積算量は、初期積込物Ｓｉの質量を含んでもよく、含まなくてもよい。

（演算例１の具体例：比率Ｒｍに基づいた目標排出位置Ｘｔの演算）
排出位置演算部６０は、目標積込積算量を用いた比率Ｒｍに基づいて目標排出位置Ｘｔを演算してもよい。比率Ｒｍに基づく目標排出位置Ｘｔの演算の例は、次の通りである。

例えば、排出位置演算部６０は、既積込物Ｓａの質量と、バケット内積込物Ｓｂの質量と、の和（「Ｓａ＋Ｓｂ」とする）を算出する。上記「既積込物Ｓａの質量」は、初期積込物Ｓｉの質量を含んでもよく、含まなくてもよい（「初期積込物Ｓｉを除く既積込物Ｓａの質量」でもよい）。既積込物Ｓａの質量、およびバケット内積込物Ｓｂの質量のそれぞれは、バケット内積込物情報設定部５１に設定された質量に基づいて決定（または算出）される。

排出位置演算部６０は、既積込物Ｓａの質量およびバケット内積込物Ｓｂの質量の和（Ｓａ＋Ｓｂ）と、目標積込積算量と、の比率Ｒｍを算出する。具体的には例えば、比率Ｒｍは、上記の和（Ｓａ＋Ｓｂ）を目標積込積算量で割った値（「和（Ｓａ＋Ｓｂ）」／「目標積込積算量」）などである。

積込範囲前端Ｘ０から積込範囲後端Ｘｅまでの容器長手方向Ｘにおける長さを、距離Ｌｅとする。積込範囲前端Ｘ０から目標排出位置Ｘｔまでの容器長手方向Ｘにおける長さを、距離Ｌｔとする。距離Ｌｅと距離Ｌｔとの比（例えばＬｔ／Ｌｅ）を、距離比率Ｒｌとする。このとき、排出位置演算部６０は、距離比率Ｒｌが比率Ｒｍと等しくなるように、距離Ｌｔを演算する。そして、排出位置演算部６０は、距離Ｌｔから、目標排出位置Ｘｔを算出（決定）する。

（比率Ｒｍに基づいた目標排出位置Ｘｔの演算の具体例）
排出位置演算部６０は、比率Ｒｍに基づく目標排出位置Ｘｔの演算を、例えば次のように行う。この演算に用いられる変数は、例えば次ように、定義および演算される。
・Ｔｏｔａｌ＿ｐｒｅ：初期積込物Ｓｉの質量（初期積込積算量）。図５に示す例では、積込物Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３の質量の積算値。
・Ｔａｒｇｅｔ：容器１３全体の積込物Ｓの質量の目標値（上記の目標積込積算量）。
・Ｔａｒｇｅｔ２：初期積込積算量を除く目標積込積算量。さらに詳しくは、目標積込積算量（Ｔａｒｇｅｔ）から初期積込積算量（Ｔｏｔａｌ＿ｐｒｅ）を除外した値（Ｔａｒｇｅｔ－Ｔｏｔａｌ＿ｐｒｅ）。
・Ｔｏｔａｌ：初期積込積算量を除く積込積算量。さらに詳しくは、初期積込物Ｓｉの質量を含まない既積込物Ｓａの質量と、バケット内積込物Ｓｂの質量と、の和。図５に示す例では、積込物Ｓ４、Ｓ５、およびバケット内積込物Ｓｂの質量の和。
・距離Ｌｅ：積込範囲前端Ｘ０から積込範囲後端Ｘｅまでの容器長手方向Ｘにおける距離（上述）。
・距離Ｌｔ：積込範囲前端Ｘ０から目標排出位置Ｘｔまでの容器長手方向Ｘにおける距離（上述）。

排出位置演算部６０は、距離Ｌｔを次の式により算出する。
Ｌｔ＝Ｌｅ × Ｔｏｔａｌ ／ Ｔａｒｇｅｔ２
この式中の「Ｔｏｔａｌ ／ Ｔａｒｇｅｔ２」は、初期積込積算量を除く積込積算量（Ｔｏｔａｌ）を、初期積込積算量を除く目標積込積算量（Ｔａｒｇｅｔ２）で割った値であり、上記の比率Ｒｍである。距離Ｌｔが求まる結果、容器長手方向Ｘにおける目標排出位置Ｘｔの位置が求まる。

なお、目標積込積算量に基づく距離Ｌｔの演算は、様々に行うことができる。上記の例では、初期積込物Ｓｉに関する量を除く値（ＴｏｔａｌおよびＴａｒｇｅｔ２）に基づいて、距離Ｌｔが算出された。一方、初期積込物Ｓｉに関する量を含んだ値に基づいて、距離Ｌｔが算出されてもよい。また、各値（例えば、Ｔｏｔａｌ、Ｔａｒｇｅｔ２、比率Ｒｍなど）に対して、所定値の加算、減算、および乗算の少なくともいずれかが行われた値に基づいて、距離Ｌｔが算出されてもよい。

（演算例２：目標積込積算量に基づかない目標排出位置Ｘｔの演算）
排出位置演算部６０は、目標積込積算量に基づくことなく目標排出位置Ｘｔの演算を行ってもよい。例えば、排出位置演算部６０は、既積込物Ｓａの位置と、バケット内積込物Ｓｂの質量と、に基づいて目標排出位置Ｘｔを演算してもよい。

（演算例２の具体例：ずらし量Ｌｓの算出による目標排出位置Ｘｔの演算）
この演算の具体例は、次の通りである。排出位置演算部６０は、バケット内積込物Ｓｂの質量に応じて、ずらし量Ｌｓを算出する。さらに詳しくは、排出位置演算部６０は、バケット内積込物Ｓｂの量を示す情報の値（この例では質量）が大きくなるにしたがって、ずらし量Ｌｓを大きくする。この理由は、次の通りである。バケット内積込物Ｓｂの質量と、ずらし量Ｌｓとによって、次回排出積込物Ｓｃ（次回にバケット２５ｃから排出される積込物Ｓ）が既積込物Ｓａにどのようにもたれかかるか（オーバーラップするか）が変わる。その結果、バケット内積込物Ｓｂの質量と、ずらし量Ｌｓとによって、次回排出積込物Ｓｃの高さが変わる。そこで、既積込物Ｓａの高さと、次回排出積込物Ｓｃの高さとが、できるだけ均等になるように（できるだけ同じ高さになるように）、ずらし量Ｌｓが算出される。

ずらし量Ｌｓは、既積込物Ｓａから目標排出位置Ｘｔまでの距離である。さらに詳しくは、ずらし量Ｌｓは、既積込物Ｓａの容器長手方向後側Ｘｒの端部Ｓａ１から、目標排出位置Ｘｔまでの、容器長手方向Ｘにおける距離である。既積込物Ｓａの端部Ｓａ１は、既積込物Ｓａの容器長手方向後側Ｘｒの厳密な端である必要はない。例えば、既積込物Ｓａの端部Ｓａ１は、容器１３の底面１３ａから所定高さ（例えば数センチメートルや数十センチメートルなど）だけ高い位置における、既積込物Ｓａの容器長手方向後側Ｘｒの端の位置でもよい。

（次回排出積込物Ｓｃの高さの推定）
例えば、高さ推定部６１（図３参照）は、バケット内積込物Ｓｂが、既積込物Ｓａから所定のずらし量Ｌｓだけずれた位置に排出されたとしたときの、次回排出積込物Ｓｃの高さを推定する。そして、排出位置演算部６０は、推定された次回排出積込物Ｓｃの高さ、およびずらし量Ｌｓに基づいて、目標排出位置Ｘｔを演算する。具体的には例えば、排出位置演算部６０は、次回排出積込物Ｓｃの高さと、既積込物Ｓａの高さ（例えば撮像装置３５により検出される高さ）と、が等しくなるような、ずらし量Ｌｓを算出する。そして、排出位置演算部６０は、既積込物Ｓａの容器長手方向後側Ｘｒの端部の位置から、ずらし量Ｌｓだけ容器長手方向後側Ｘｒの位置を、目標排出位置Ｘｔとする。

高さ推定部６１（図３参照）は、バケット内積込物Ｓｂの質量と、ずらし量Ｌｓと、次回排出積込物Ｓｃの高さと、の関係（「マップＡ」とする）に基づいて、次回排出積込物Ｓｃの高さを推定してもよい。この「マップＡ」は、高さ推定部６１に予め（高さの推定前に）設定される。この「マップＡ」の関係は、例えば機械学習により得られてもよい。

（演算例２の変形例）
なお、排出位置演算部６０は、高さ推定部６１（図３参照）による次回排出積込物Ｓｃの高さの推定を行うことなく、ずらし量Ｌｓを算出してもよい。例えば、排出位置演算部６０は、バケット内積込物Ｓｂの質量と、ずらし量Ｌｓと、の関係（マップ）に基づいて、ずらし量Ｌｓを算出してもよい。

バケット内積込物Ｓｂの質量とずらし量Ｌｓとが同じでも、既積込物Ｓａの形状によって、次回排出積込物Ｓｃの高さが変わる場合がある。そこで、排出位置演算部６０は、既積込物Ｓａの形状に基づいて、目標排出位置Ｘｔを演算してもよい。具体的には例えば、高さ推定部６１（図３参照）は、バケット内積込物Ｓｂの質量と、既積込物Ｓａの形状と、ずらし量Ｌｓと、次回排出積込物Ｓｃの高さと、の関係に基づいて、次回排出積込物Ｓｃの高さを推定してもよい。また、例えば、既積込物Ｓａの形状に基づいて、上記「マップＡ」によって推定された次回排出積込物Ｓｃの高さが補正されてもよい。また、既積込物Ｓａの形状に基づいて、排出位置演算部６０に算出されたずらし量Ｌｓが補正されてもよい。

（駆動など）
コントローラ５０（図３参照）は、排出位置演算部６０に演算された目標排出位置Ｘｔに積込物Ｓを排出するように作業機械２０を（バケット２５ｃの位置を）制御する（図４に示すステップＳ２２）。具体的には、指令出力部６５（図３参照）は、目標排出位置Ｘｔに積込物Ｓを排出するように作業機械２０を作動させる指令を、駆動制御部２７（図３参照）に出力する。そして、駆動制御部２７は、目標排出位置Ｘｔに積込物Ｓを排出するように作業機械２０を制御する。例えば、駆動制御部２７は、目標排出位置Ｘｔの上（真上または略真上）にバケット２５ｃを配置させた状態で、地面に対して（アーム２５ｂに対して）バケット２５ｃを回転させる。その結果、バケット２５ｃが、目標排出位置Ｘｔに積込物Ｓを排出する。

例えば、コントローラ５０（図３参照）に目標積込積算量が設定される場合、コントローラ５０は、既積込物Ｓａ（または既積込物Ｓａとバケット内積込物Ｓｂとの和（以下同様））が目標積込積算量に到達したか否かを判定する（図４のステップＳ２３）。既積込物Ｓａが目標積込積算量に到達していない場合（図４のステップＳ２３でＮＯの場合）、排出位置演算部６０は、次回の目標排出位置Ｘｔを演算する（図４のステップＳ２１に戻る）。既積込物Ｓａが目標積込積算量に到達した場合（図４のステップＳ２３でＹＥＳの場合）、コントローラ５０は、容器１３への積込物Ｓの積込作業を終了させる。

例えば、排出位置演算部６０がずらし量Ｌｓに基づいて目標排出位置Ｘｔを演算する場合がある（上記の演算例２を参照）。この場合、コントローラ５０（図３参照）は、目標排出位置Ｘｔが積込範囲後端Ｘｅに達したか（積込範囲後端Ｘｅよりも容器長手方向後側Ｘｒの位置か）否かを判定する。目標排出位置Ｘｔが積込範囲後端Ｘｅに達していない場合、排出位置演算部６０は、次回の目標排出位置Ｘｔを演算する。目標排出位置Ｘｔが積込範囲後端Ｘｅに達した場合、コントローラ５０は、容器１３への積込物Ｓの積込作業を終了させる。

また、積込物排出システム１（図３参照）は、目標排出位置Ｘｔの演算を行う機能を有していればよく、積込物Ｓを目標排出位置Ｘｔに排出する機能を有していなくてもよい。例えば、積込物排出システム１は、バケット２５ｃから容器１３への積込物Ｓの排出のシミュレーションに用いられてもよい。図３に示すバケット内積込物情報設定部５１、容器位置設定部５３、および既積込物位置設定部５５に設定される情報は、現実の積込物Ｓや容器１３の情報でなくてもよく、シミュレーションにおける情報でもよい。

（検討１）
本実施形態の積込物排出システム１では、図５に示すバケット内積込物Ｓｂの量に基づいて、目標排出位置Ｘｔが演算される。この理由は、次の通りである。例えば、バケット内積込物Ｓｂの量に基づくことなく、バケット２５ｃから積込物Ｓを排出するごとに、目標排出位置Ｘｔを容器長手方向後側Ｘｒにずらす（例えば等間隔にずらす）場合について検討する。この場合、バケット内積込物Ｓｂの量が多いか少ないかによって、容器１３に積み込まれる積込物Ｓの高さが変わる。すると、容器１３内の積込物Ｓの形状（荷姿）が、凹凸の大きい形状（いわばガタガタ）になるおそれがある。容器１３への積込物Ｓの完了後に、積込物Ｓを均す均し作業が行われる場合は、均し作業が難しくなり、均し作業に時間がかかる。また、均し作業後の容器１３の荷姿が、凹凸の多く残った形状になるおそれがある。

一方、本実施形態の積込物排出システム１（図３参照）では、バケット内積込物Ｓｂの質量に基づいて目標排出位置Ｘｔが演算される。よって、できるだけ均等な高さで積込物Ｓを積み込むことができる。例えば、容器１３の容器長手方向Ｘの全体（容器長手方向前側Ｘｆから容器長手方向後側Ｘｒ）にわたって、できるだけ均等な高さで積込物Ｓを積み込むことができる。その結果、例えば、積込作業の完了時の、容器１３の荷姿が向上する。また、例えば、積込作業の完了後に均し作業が行われる場合は、均し作業を容易に行うことができる。よって、均し作業を効率的に行うことができ、均し作業の時間を短縮することができ、均し作業後の容器１３の荷姿のきれいさ（積込物Ｓの平坦さ）を向上させることができる。

（検討２）
例えば、積込範囲前端Ｘ０から積込範囲後端Ｘｅにわたってバケット２５ｃを移動させながら、地面に対するバケット２５ｃの角度を変えながら（開きながら）、バケット２５ｃから容器１３に積込物Ｓを排出する場合（例えば特許文献１参照）について検討する。この場合、バケット２５ｃから容器１３に積込物Ｓが排出される際に、毎回、バケット２５ｃを容器長手方向Ｘに移動させる必要がある（ストロークが発生する）。そのため、バケット２５ｃから積込物Ｓを排出する動作に時間を要し、積込作業の効率が悪い。また、この場合、容器１３内の積込物Ｓが平坦になるようにするには、バケット２５ｃから落下する積込物Ｓの量に応じて、バケット２５ｃの開き具合（地面やアーム２５ｂに対するバケット２５ｃの角度）を微調整する必要がある。そのため、バケット２５ｃの制御が困難である。

一方、本実施形態の積込物排出システム１（図３参照）では、バケット２５ｃから積込物Ｓが排出されるごとに、目標排出位置Ｘｔが容器長手方向後側Ｘｒにずらされていく（初期積込を除く）。そのため、バケット２５ｃが目標排出位置Ｘｔの上（真上または略真上）に配置された状態で、バケット２５ｃが容器１３に積込物Ｓを排出すればよい。よって、バケット２５ｃの制御を容易に行うことができる。また、バケット２５ｃから積込物Ｓを排出する際に、容器長手方向Ｘにバケット２５ｃを大きく移動させる（ストロークさせる）必要はない。

（第１の発明の効果）
図３に示す積込物排出システム１による効果は、次の通りである。積込物排出システム１は、バケット内積込物情報設定部５１と、容器位置設定部５３と、排出位置演算部６０と、を備える。バケット内積込物情報設定部５１は、図５に示す作業機械２０のバケット２５ｃ内の積込物Ｓ（バケット内積込物Ｓｂ）の量を示す情報を設定する。容器位置設定部５３（図３参照）は、積込物Ｓが積み込まれる容器１３の位置の情報を設定する。

［構成１］排出位置演算部６０（図３参照）は、容器位置設定部５３（図３参照）に設定された容器１３の位置と、バケット内積込物情報設定部５１（図３参照）に設定されたバケット内積込物Ｓｂの量を示す情報と、に基づいて、目標排出位置Ｘｔを演算する。目標排出位置Ｘｔは、バケット２５ｃから容器１３に積込物Ｓを排出させる目標位置である。

上記［構成１］により、次の効果が得られる。バケット２５ｃ内の積込物Ｓの量によって、この積込物Ｓが容器１３に排出されたときの積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）の高さが変わる。そこで、上記［構成１］では、バケット２５ｃ内の積込物Ｓの量に関する情報に基づいて、目標排出位置Ｘｔが演算される。よって、容器１３への積込物Ｓの積込作業が完了した後の積込物Ｓの高さができるだけ均等になるように、積込物Ｓの目標排出位置Ｘｔを決定することができる。その結果、目標排出位置Ｘｔに基づいてバケット２５ｃから容器１３に積み込まれた場合は、容器１３に積込物Ｓを均等な高さで積み込むことができる。

（第２の発明の効果）
［構成２］バケット内積込物情報設定部５１（図３参照）は、バケット内積込物Ｓｂの質量を含む情報を設定する。

上記［構成２］では、バケット２５ｃ内の積込物Ｓの量を示す情報は、バケット２５ｃ内の積込物Ｓの質量を含む。よって、バケット２５ｃ内の積込物Ｓの量を示す情報が、例えばバケット２５ｃ内の積込物Ｓの体積の情報である場合などに比べ、バケット２５ｃ内の積込物Ｓの量を示す情報を精度良く検出することができる。その結果、容器１３への積込物Ｓの積込作業が完了した後の積込物Ｓの高さがより均等になるように、目標排出位置Ｘｔを決定することができる。

（第３の発明の効果）
［構成３］排出位置演算部６０（図３参照）は、容器１３に既に積み込まれた積込物Ｓ（既積込物Ｓａ）の量を示す情報の値が大きくなるにしたがって、距離Ｌｔが大きくなるように、目標排出位置Ｘｔを演算する。距離Ｌｔは、容器１３の長手方向一方側（容器長手方向前側Ｘｆ）の端部から目標排出位置Ｘｔまでの距離である。

上記［構成３］では、容器１３への積込物Ｓの積込作業が進むにしたがって（徐々に）、目標排出位置Ｘｔが、容器１３の長手方向一方側とは反対側（容器長手方向後側Ｘｒ）にずらされる。よって、次回にバケット２５ｃから排出される積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）が、既積込物Ｓａに寄りかかるように（接するように）、目標排出位置Ｘｔを決定することができる。よって、バケット２５ｃからの積込物Ｓの排出時に、毎回、次回排出積込物Ｓｃが既積込物Ｓａに寄りかかることができるように、目標排出位置Ｘｔを決定することができる。その結果、次回排出積込物Ｓｃが既積込物Ｓａに寄りかかったり寄りかからなかったりする場合に比べ、容器１３への積込物Ｓの積込作業が完了した後の積込物Ｓの高さがより均等になるように、目標排出位置Ｘｔを決定することができる。

（第４の発明の効果）
［構成４］排出位置演算部６０（図３参照）は、バケット内積込物Ｓｂの量を示す情報の値が大きくなるにしたがって、ずらし量Ｌｓが大きくなるように、目標排出位置Ｘｔを演算する。ずらし量Ｌｓは、容器１３に既に積み込まれた積込物Ｓ（既積込物Ｓａ）から目標排出位置Ｘｔまでの距離である。

上記［構成４］により、次の効果が得られる。バケット内積込物Ｓｂの量を示す情報（例えば質量）の値が大きくなるほど、このバケット２５ｃから排出される積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）が高くなりやすい。そこで、上記［構成４］では、バケット内積込物Ｓｂの量を示す情報の値が大きくなるほど、ずらし量Ｌｓが大きくなるように、目標排出位置Ｘｔが演算される。よって、容器１３への積込物Ｓの積込作業が完了した後の積込物Ｓの高さがより均等になるように、目標排出位置Ｘｔを決定することができる。

（第５の発明の効果）
［構成５］排出位置演算部６０（図３参照）には、容器１３全体の積込物Ｓの量を示す情報の目標値である目標積込積算量が設定される。排出位置演算部６０は、既積込物Ｓａの量の情報の値と、バケット内積込物Ｓｂの量の情報の値と、の和を算出する。排出位置演算部６０は、上記の和と目標積込積算量との比率Ｒｍを算出する。排出位置演算部６０は、比率Ｒｍに基づいて目標排出位置Ｘｔを演算する。

上記［構成５］では、比率Ｒｍに基づいて目標排出位置Ｘｔが演算される。よって、容器１３への積込物Ｓの積込作業が完了した後の積込物Ｓの高さがより確実に均等になるように、目標排出位置Ｘｔを決定することができる。

（第６の発明の効果）
［構成６］排出位置演算部６０（図３参照）は、バケット内積込物Ｓｂが、既積込物Ｓａから所定のずらし量Ｌｓだけずれた位置に排出されたと仮定したときの、バケット２５ｃから排出される積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）の高さを推定する。排出位置演算部６０は、推定した積込物Ｓ（次回排出積込物Ｓｃ）の高さ、およびずらし量Ｌｓに基づいて、目標排出位置Ｘｔを演算する。

上記［構成６］では、排出位置演算部６０（図３参照）は、目標積込積算量（上記［構成５］参照）の情報を用いなくても、目標排出位置Ｘｔを演算することができる。よって、目標積込積算量を予め（目標排出位置Ｘｔの演算の前に）設定する必要が無い。

（第７の発明の効果）
［構成７］排出位置演算部６０（図３参照）は、容器１３への積込物Ｓの積込作業の開始時から、初期積込終了条件が満たされるまで、バケット２５ｃから積込物Ｓの排出が同じ位置で複数回行われるように（初期積込物Ｓｉを参照）、目標排出位置Ｘｔを演算する。初期積込終了条件は、排出位置演算部６０に設定された条件である。

上記［構成７］により、次の効果が得られる。容器１３への積込作業の開始時には、バケット２５ｃから排出される積込物Ｓが寄りかかる事のできる既積込物Ｓａが無い（または略無い）ので、積込物Ｓが積み上がりにくい。そこで、上記［構成７］では、容器１３への積込作業の開始時から初期積込終了条件が満たされるまで、バケット２５ｃから積込物Ｓの排出が同じ位置で複数回行われるような、目標排出位置Ｘｔが設定される。よって、積込作業の開始時に排出された積込物Ｓ（初期積込物Ｓｉ）の高さが、その後に積み込まれた積込物Ｓの高さに比べて、低くなることを抑制することができる。その結果、容器１３への積込物Ｓの積込作業が完了した後の積込物Ｓの高さがより均等になるように、目標排出位置Ｘｔを決定することができる。

（第８の発明の効果）
［構成８］初期積込終了条件（上記［構成７］）は、下記の［条件例１ａ］、［条件例１ｂ］、および［条件例１ｃ］の少なくともいずれかを含む。［条件例１ａ］バケット２５ｃによる積込物Ｓの排出が所定回数行われたこと。［条件例１ｂ］容器１３に積み込まれた積込物Ｓの量を示す情報の値が所定値を超えたこと。［条件例１ｃ］容器１３に積み込まれた積込物Ｓが所定の高さを超えたこと。

上記［構成８］では、上記［構成７］による効果が適切に得られるような、初期積込終了条件を設定することができる。

（第９の発明の効果）
［構成９］積込物排出システム１（図３参照）は、駆動制御部２７（図３参照）を備える。駆動制御部２７は、排出位置演算部６０（図３参照）に演算された目標排出位置Ｘｔに積込物Ｓを排出するように、バケット２５ｃを制御する。

上記［構成９］により、容器１３への積込物Ｓの積込作業が完了した後の積込物Ｓの高さができるだけ均等になるように、容器１３に積込物Ｓを積み込むことができる。

（変形例）
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、図３に示す上記実施形態の構成要素どうしの接続は変更されてもよい。具体的には例えば、ティーチングにより、容器１３（図１参照）の位置が設定される場合などには、姿勢センサ３１の検出値が容器位置設定部５３に入力されてもよい。例えば、各種の値や範囲などは、一定でもよく、手動操作により変えられてもよく、何らかの条件に応じて自動的に変えられてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。例えば、構成要素どうしの固定や連結などは、直接的でも間接的でもよい。例えば、互いに異なる複数の部材や部分として説明したものが、一つの部材や部分とされてもよい。例えば、一つの部材や部分として説明したものが、互いに異なる複数の部材や部分に分けて設けられてもよい。具体的には例えば、コントローラ５０（図３参照）は、複数の部分に分けて設けられてもよい。さらに具体的には、バケット内積込物情報設定部５１と排出位置演算部６０とが別々に設けられてもよい。例えば、各構成要素は、各特徴（作用機能、配置、形状、作動など）の一部のみを有してもよい。

１ 積込物排出システム
１３ 容器
２０ 作業機械
２５ｃ バケット
２７ 駆動制御部
５１ バケット内積込物情報設定部
５３ 容器位置設定部
６０ 排出位置演算部
Ｌｓ ずらし量
Ｓ 積込物
Ｓａ 既積込物（容器に既に積み込まれた積込物）
Ｓｂ バケット内積込物（バケット内の積込物）
Ｘｔ 目標排出位置

Claims (9)

1. 作業機械のバケット内の積込物の量を示す情報を設定するバケット内積込物情報設定部と、
   前記積込物が積み込まれる容器の位置の情報を設定する容器位置設定部と、
   前記容器位置設定部に設定された前記容器の位置と、前記バケット内積込物情報設定部に設定された前記バケット内の前記積込物の量を示す情報と、に基づいて、前記バケットから前記容器に前記積込物を排出させる目標位置である目標排出位置を演算する排出位置演算部と、
   を備える、
   積込物排出システム。
2. 請求項１に記載の積込物排出システムであって、
   前記バケット内積込物情報設定部は、前記バケット内の前記積込物の質量を含む情報を設定する、
   積込物排出システム。
3. 請求項１または２に記載の積込物排出システムであって、
   前記排出位置演算部は、前記容器に既に積み込まれた前記積込物の量を示す情報の値が大きくなるにしたがって、前記容器の長手方向一方側の端部から前記目標排出位置までの距離が大きくなるように、前記目標排出位置を演算する、
   積込物排出システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の積込物排出システムであって、
   前記排出位置演算部は、前記バケット内の前記積込物の量を示す情報の値が大きくなるにしたがって、前記容器に既に積み込まれた前記積込物から前記目標排出位置までの距離が大きくなるように、前記目標排出位置を演算する、
   積込物排出システム。
5. 請求項４に記載の積込物排出システムであって、
   前記排出位置演算部には、前記容器全体の前記積込物の量を示す情報の目標値である目標積込積算量が設定され、
   前記排出位置演算部は、前記容器に既に積み込まれた前記積込物の量の情報の値と、前記バケット内の前記積込物の量の情報の値と、の和を算出し、前記和と前記目標積込積算量との比率を算出し、前記比率に基づいて前記目標排出位置を演算する、
   積込物排出システム。
6. 請求項４に記載の積込物排出システムであって、
   前記排出位置演算部は、前記バケット内の前記積込物が、前記容器に既に積み込まれた前記積込物から所定のずらし量だけずれた位置に排出されたと仮定したときの、前記バケットから排出される前記積込物の高さを推定し、
   前記排出位置演算部は、推定した前記積込物の高さ、および前記ずらし量に基づいて、前記目標排出位置を演算する、
   積込物排出システム。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の積込物排出システムであって、
   前記排出位置演算部は、前記容器への前記積込物の積込作業の開始時から、前記排出位置演算部に設定された初期積込終了条件が満たされるまで、前記バケットから前記積込物の排出が同じ位置で複数回行われるように、前記目標排出位置を演算する、
   積込物排出システム。
8. 請求項７に記載の積込物排出システムであって、
   前記初期積込終了条件は、前記バケットによる前記積込物の排出が所定回数行われたこと、前記容器に積み込まれた前記積込物の量を示す情報の値が所定値を超えたこと、および、前記容器に積み込まれた前記積込物が所定の高さを超えたこと、の少なくともいずれかを含む、
   積込物排出システム。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の積込物排出システムであって、
   前記排出位置演算部に演算された前記目標排出位置に前記積込物を排出するように前記バケットを制御する駆動制御部を備える、
   積込物排出システム。

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