JP2023106587A - 掘削システム、制御装置及び掘削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業現場における作業効率を向上させることが可能な掘削システムを提供する。【解決手段】掘削装置（２０）は、掘削場所において掘削対象である対象物（８０）を掘削する。第１検出装置（２）は、掘削装置（２０）から離れた掘削場所に設置されている。第１検出装置（２）は、掘削場所における対象物（８０）に関する情報を検出する。制御装置（１０）は、対象物（８０）に関する情報に対応する、対象物（８０）の位置を示す対象場所データに基づいて、掘削装置（２０）の動作に関する制御情報を、掘削装置（２０）に送信する。掘削装置（２０）は、この制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、掘削システム、制御装置及び制御方法に関する。

作業現場等で作業機械が作業を行う場合、人件費削減等を目的として、作業機械の自動制御又は遠隔操作を行うことが進められている。この技術に関連し、特許文献１は、作業機械の操作システムを開示している。特許文献１にかかるシステムは、油圧ショベルの上部旋回体に配設されたステレオカメラにより掘削対象の形状を取得する。これにより、特許文献１にかかるシステムは、遠隔操作又は自動制御を実現している。

国際公開第２０１６／１２１０１０号

特許文献１にかかるシステムでは、掘削対象の形状を取得するために用いられるカメラが、作業機械に取り付けられている。このように、作業機械に取り付けたカメラを用いる方法では、撮像画像が作業機械から得られるものに限定されるため、作業機械の死角にある対象物の検知及び死角部分を考慮した制御を実施することが困難である。さらに、カメラを作業機械に取り付けた場合では、作業機械自身の揺れ等により、カメラの映像がぶれる可能性があるので、正確に対象物を捉えることができないおそれがある。したがって、特許文献１にかかるシステムでは、作業効率が悪化するおそれがある。

本開示の目的は、このような課題を解決するためになされたものであり、作業現場における作業効率を向上させることが可能な掘削システム、作業システム、制御装置、制御方法及びプログラムを提供することにある。

本開示にかかる掘削システムは、掘削場所において掘削する対象である対象物を掘削する掘削装置と、前記掘削場所に設置され、前記対象物に関する情報を検出する第１の検出装置と、前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作に関する制御情報を、前記掘削装置に送信する制御装置とを有し、前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する。

また、本開示にかかる制御装置は、掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する決定手段と、前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する送信手段とを有する。

また、本開示にかかる制御方法は、掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定し、前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する。

また、本開示にかかるプログラムは、掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定するステップと、前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信するステップとをコンピュータに実行させる。

本開示によれば、作業現場における作業効率を向上させることが可能な掘削システム、作業システム、制御装置、制御方法及びプログラムを提供できる。

実施の形態１にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態１にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態２にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態３にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態３にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態３にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態４にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態４にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態４にかかる掘削システムの具体的なシステム構成例を示す図である。 実施の形態４にかかる掘削システムの具体的なシステム構成例を示す図である。 実施の形態４にかかる掘削システムの具体的なシステム構成例を示す図である。 実施の形態５にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態５にかかる掘削システムによって行われる、運搬装置の制御方法を示すフローチャートである。 実施の形態６にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態６にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 実施の形態７にかかる掘削システムの構成を示す図である。 実施の形態７にかかる掘削システムによって実行される処理を示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる掘削システムを構成する各装置のハードウェア構成を例示する図である。 変形例にかかる作業システムの構成を示す図である。

（実施の形態１）
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

図１は、実施の形態１にかかる掘削システム１の構成を示す図である。実施の形態１にかかる掘削システム１は、第１検出装置２と、掘削装置２０と、制御装置１０とを有する。制御装置１０は、第１検出装置２と、ネットワーク３を介して通信可能に接続されている。ネットワーク３は、例えば、無線ネットワークであってもよいし、有線ネットワークであってもよい。つまり、制御装置１０は、第１検出装置２と、無線又は有線を介して接続されている。無線ネットワークは、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の通信回線規格を用いたネットワークであってもよいし、ＷｉＦｉ（登録商標）又はローカル５Ｇのような特定のエリアで用いるネットワークであってよい。有線ネットワークは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）又は光ファイバ等であってもよい。制御装置１０は、掘削装置２０と通信可能に接続され得る。なお、図１では、制御装置１０が掘削装置２０と別個に描かれているが、後述する図６に示すように、制御装置１０は、掘削装置２０に搭載されていてもよい。

掘削装置２０は、掘削場所において掘削対象である対象物８０を掘削する。言い換えると、対象物８０は、掘削場所において掘削装置２０によって掘削される。ここで、「掘削場所」とは、掘削装置２０が掘削を行うエリアの一部または全部のことである。対象物８０は、例えば土砂等であるが、これに限定されない。対象物８０は、ゴミの堆積物、岩石、砂利、コンクリート、又は解体対象の建物の部材といった、任意の掘削対象物であり得る。掘削装置２０は、例えば油圧ショベル又はバックホウ等の建設機械であるが、これに限定されない。掘削装置２０は、ホイールローダ、ショベルローダ等の建設機械を含む、任意の作業機械（掘削機）であり得る。

第１検出装置２（第１の検出装置）は、掘削装置２０から離れた場所に設置されている。第１検出装置２は、掘削場所における対象物８０に関する情報（対象物情報）を検出する。第１検出装置２は、例えば、３Ｄライダ（３Ｄ ＬｉＤＡＲ）、ステレオカメラ、又はＴＯＦ（Time of Flight）カメラ等の３次元センサ（３Ｄセンサ）であるが、これに限定されない。

第１検出装置２は、例えば掘削場所における対象物８０を監視可能なように設置されている。第１検出装置２は、例えば、掘削場所の上方に設置されている。これにより、第１検出装置２は、掘削場所における対象物８０の状態を検出できる。言い換えると、第１検出装置２は、掘削場所における対象物８０の状態を検出可能な位置に設置されている。また、「対象物情報」は、例えば、掘削場所における対象物８０の位置を示す情報である。例えば、第１検出装置２が３Ｄライダである場合、対象物情報は、対象物８０の３次元座標情報であり得る。また、第１検出装置２がステレオカメラである場合、対象物情報は、３次元撮像画像であり得る。しかしながら、対象物情報は、これらに限定されない。

制御装置１０は、例えばコンピュータ等の情報処理装置である。制御装置１０は、例えば自動制御サーバ等のサーバである。制御装置１０は、クラウドコンピューティングによって実現されてもよい。制御装置１０は、取得部１２と、決定部１４と、送信部１６とを有する。取得部１２は、取得手段としての機能を有する。決定部１４は、決定手段としての機能を有する。送信部１６は、送信手段としての機能を有する。これらの構成要素により、制御装置１０は、対象物８０に関する情報に基づいて取得された対象物８０の位置を示す対象場所データに基づいて決定された掘削装置２０の動作に関する制御情報を、掘削装置２０に送信する。言い換えると、制御装置１０は、対象物８０に関する情報に対応する対象場所データに基づいて、制御情報を掘削装置２０に送信する。掘削装置２０は、この制御情報に応じて、掘削するための動作（掘削動作）を実行する。なお、実施の形態１にかかる取得部１２、決定部１４及び送信部１６の動作については、後述する。

図２は、実施の形態１にかかる掘削システム１によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図２は、実施の形態１にかかる制御装置１０によって実行される制御方法（Ｓ１２～Ｓ１６）を示している。上述したように、第１検出装置２は、対象物情報を検出する（ステップＳ１０）。

制御装置１０は、対象物８０の位置を示す対象場所データを取得する（ステップＳ１２）。具体的には、取得部１２は、対象場所データを取得する。取得部１２は、対象物情報を用いて対象場所データを算出してもよい。あるいは、取得部１２は、対象物情報を用いて対象場所データを算出した中間制御装置（後述）から、対象場所データを取得（受信）してもよい。

ここで、対象場所データは、例えば、掘削場所の土砂の形状又は３次元座標位置を示すデータである。つまり、取得部１２の処理によって、制御装置１０は、土砂等の対象物８０の形状を把握できる。例えば、第１検出装置２が３Ｄライダである場合、対象場所データは、３Ｄライダによって得られた点群をプロットした３次元マップデータであり得る。また、第１検出装置２がステレオカメラである場合、対象場所データは、３次元画像データであり得る。また、対象場所データは、第１検出装置２から得られた対象物情報（３次元座標情報）から幾何学的に算出された、勾配データであり得る。勾配データは、掘削場所のある位置における対象物８０（土砂等）の勾配を示し得る。また、対象場所データは、第１検出装置２から得られた対象物情報（３次元座標情報）から幾何学的に算出された、対象物８０の量（体積）を示すデータ（例えば土砂量データ）であり得る。土砂量データは、掘削場所のある領域における土砂の体積を示し得る。

制御装置１０は、取得部１２によって取得された対象場所データに基づいて、掘削装置２０の動作を決定する（ステップＳ１４）。具体的には、決定部１４は、対象場所データに基づいて、掘削装置２０の掘削動作を決定する。さらに具体的には、決定部１４は、対象物８０の位置及び形状から、対象物８０において掘削すべき位置（掘削位置）を決定する。そして、決定部１４は、掘削位置を掘削するために、掘削装置２０をどのように動作させるかを決定する。そして、決定部１４は、決定された動作に関する制御情報を生成し得る。この制御情報は、掘削装置２０に指定された動作を実行させるための情報（命令）である。例えば、掘削装置２０が油圧ショベルである場合、制御情報は、掘削位置までのバケットの動作軌跡、動作軌跡を実現するためのアームのリンク等の角度及び角速度、及び、掘削装置２０の移動速度等を含み得る。

また、掘削位置の決定は、様々な条件によって行われ得る。掘削位置の決定条件は、管理者が、以下に例示する条件の中から任意の１つ以上を選択してもよい。あるいは、決定部１４が、掘削状況に応じて、以下に例示する条件を適宜変更してもよい。

例えば、決定部１４は、掘削場所の予め定められた掘削範囲において、土砂が山積みになっている場所を、掘削位置と決定してもよい。なお、決定部１４は、土砂量データ等を用いて、土砂量が予め定められた閾値よりも多い領域、又は、土砂量が最も多い領域を、「土砂が山積みになっている場所」と判定してもよい。

また、決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、掘削範囲において土砂が最も高く積みあがった場所を判定してもよい。そして、決定部１４は、その土砂が最も高く積みあがった場所を、掘削位置と決定してもよい。また、決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、掘削範囲において土砂の高さ予め定められた閾値よりも高い場所を判定してもよい。そして、決定部１４は、その土砂の高さが予め定められた閾値よりも高い場所を、掘削位置と決定してもよい。

また、決定部１４は、掘削装置２０の高さに応じて、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、掘削位置を決定してもよい。例えば、土砂の堆積場所がピット状になっていることがある。このように、土砂の堆積場所のレベルが掘削装置２０の接地面のレベルよりも低い場合、決定部１４は、掘削装置２０の接地面よりも高く積みあがった場所を、掘削位置と決定してもよい。また、土砂の堆積場所のレベルが掘削装置２０の接地面のレベルと同じである場合、決定部１４は、例えば掘削装置２０の所定位置（操作室の所定位置等）よりも高く積みあがった場所を、掘削位置と決定してもよい。

また、決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、掘削範囲において掘削装置２０に最も近い場所を、掘削位置と決定してもよい。あるいは、決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、掘削装置２０が移動することなく掘削可能な掘削範囲において最も遠い場所を、掘削位置と決定してもよい。

また、決定部１４は、勾配データを用いて、掘削範囲における土砂の勾配に応じて、掘削位置を決定してもよい。例えば、決定部１４は、掘削範囲において勾配が最も大きな場所を、掘削位置と決定してもよい。

制御装置１０は、掘削装置２０の掘削動作に関する制御情報を掘削装置２０に送信する（ステップＳ１６）。具体的には、送信部１６は、掘削動作に関する制御情報を掘削装置２０に送信するための制御を行う。このとき、送信部１６が、掘削動作に関する制御情報を生成してもよい。

掘削装置２０は、受信した制御情報に応じて、掘削動作を実行する（ステップＳ１８）。具体的には、掘削装置２０は、制御情報に従って、駆動部を動作させる。これにより、掘削装置２０は、決定された掘削位置を掘削する。例えば、掘削装置２０が油圧ショベルである場合、掘削装置２０は、制御情報に示された移動速度となるように、クローラ（原動機）を動作させる。また、掘削装置２０は、バケットが制御情報に示された動作軌跡で移動するように、旋回体を動作させる旋回モータ及びアーム等を動作させる油圧シリンダ等を動作させる。なお、掘削動作は、対象物８０を掘削する動作に限られない。掘削動作は、例えば、対象物８０を掘削するためにアーム又はバケット等を持ち上げる動作、掘削場所の方向へ掘削装置２０を旋回する動作、掘削場所へ掘削装置２０を移動する動作、及び、掘削場所の対象物８０を均す動作も含み得る。つまり、掘削動作は、掘削場所において対象物８０を掘削するために行われる任意の動作であり得る。

このように、実施の形態１にかかる掘削システム１では、掘削場所に第１検出装置２が設けられている。したがって、掘削装置２０にカメラ等の検出装置が設置されている場合と比較して、掘削装置２０からでは捉えることが困難な掘削範囲を、適切に検出することができる。したがって、掘削すべき掘削位置を、より適切に判定することができる。よって、実施の形態１にかかる掘削システム１は、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。なお、実施の形態１にかかる制御装置１０を用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。さらに、制御装置１０によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。

また、制御装置１０が掘削装置２０に設けられる場合、掘削装置２０の操作性を阻害しないようにする等のために、制御装置１０のサイズに制限があり得る。これに対し、制御装置１０を掘削装置２０から離れた場所に設けることによって、制御装置１０のサイズの制限が緩和される。これにより、制御装置１０が複雑なアルゴリズムを実行できる。したがって、掘削装置２０の複雑な動作を制御することが可能となる。また、制御装置１０が制御情報を掘削装置２０に送信し、掘削装置２０が制御情報に応じて動作を実行することで、現場作業員の作業工数を削減できる。これらのことは、以下に説明する他の実施の形態においても同様である。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態２にかかるシステムは、積載場所９０を検出する検出装置を有する点で、実施の形態１と異なる。

図３は、実施の形態２にかかる掘削システム１の構成を示す図である。実施の形態２にかかる掘削システム１は、第１検出装置２と、第２検出装置４と、掘削装置２０と、制御装置１０とを有する。制御装置１０は、第２検出装置４と、ネットワーク３を介して通信可能に接続されている。つまり、制御装置１０は、第２検出装置４と、無線又は有線を介して接続されている。なお、第１検出装置２、制御装置１０及び掘削装置２０については、実施の形態１のものと実質的に同様であるので、説明を省略する。なお、図３では、制御装置１０が掘削装置２０と別個に描かれているが、後述する図６に示すように、制御装置１０は、掘削装置２０に搭載されていてもよい。

なお、実施の形態２において、掘削装置２０は、対象物８０を掘削するだけでなく、掘削した対象物８０を積載すべき積載場所９０に、対象物８０を積載する。なお、積載場所９０は、例えば、ダンプトラック等の対象物８０を運搬する運搬装置であるが、これに限定されない。例えば、積載場所９０は、作業現場における、掘削場所とは異なる一区画であってもよい。

第２検出装置４（第２の検出装置）は、掘削装置２０から離れた場所に設置されている。第２検出装置４は、積載場所９０に関する情報（積載場所情報）を検出する。第１検出装置２と同様に、第２検出装置４は、例えば、３Ｄライダ、ステレオカメラ、又はＴＯＦカメラ等の３次元センサであるが、これに限定されない。

第２検出装置４は、例えば積載場所９０を監視可能なように設置されている。第２検出装置４は、例えば、積載場所９０の上方に設置されている。これにより、第２検出装置４は、積載場所９０の状態を検出できる。言い換えると、第２検出装置４は、積載場所９０の状態を検出可能な位置に設置されている。また、「積載場所情報」は、例えば、積載場所９０の位置を示す情報である。例えば、第２検出装置４が３Ｄライダである場合、積載場所情報は、積載場所９０の３次元座標情報であり得る。また、第２検出装置４がステレオカメラである場合、積載場所情報は、３次元撮像画像であり得る。しかしながら、積載場所情報は、これらに限定されない。

制御装置１０は、積載場所９０に関する情報に基づいて取得された積載場所９０に積載されている対象物８０の位置を示す積載物データに基づいて決定された掘削装置２０の動作に関する制御情報を、掘削装置２０に送信する。言い換えると、制御装置１０は、積載場所に関する情報に対応する積載物データに基づいて、制御情報を掘削装置２０に送信する。掘削装置２０は、この制御情報に応じて、積載するための動作（積載動作）を実行する。積載動作は、例えば、積載場所９０に対象物８０を積載する動作であるが、後述するように、これに限定されない。なお、実施の形態２にかかる取得部１２、決定部１４及び送信部１６の動作については、後述する。なお、実施の形態２においても、制御装置１０（取得部１２、決定部１４及び送信部１６）は、実施の形態１にかかるものと実質的に同様の動作を行い得る。実施の形態２にかかる制御装置１０（取得部１２、決定部１４及び送信部１６）は、実施の形態１にかかる動作に加えて、対象物８０の積載に関する動作を行い得る。

図４は、実施の形態２にかかる掘削システム１によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図４は、実施の形態２にかかる制御装置１０によって実行される制御方法（Ｓ２２～Ｓ２６）を示している。第２検出装置４は、上述したように、積載場所情報を検出する（ステップＳ２０）。

制御装置１０は、積載場所９０に積載されている対象物８０の位置を示す積載物データを取得する（ステップＳ２２）。具体的には、取得部１２は、積載物データを取得する。取得部１２は、積載場所情報を用いて積載物データを算出してもよい。あるいは、取得部１２は、積載場所情報を用いて積載物データを算出した中間制御装置（後述）から、積載物データを取得（受信）してもよい。

ここで、積載物データは、例えば、積載場所９０に積載された土砂の形状又は３次元座標位置を示すデータである。つまり、取得部１２の処理によって、制御装置１０は、積載場所９０に積載された土砂等の対象物８０の形状を把握できる。例えば、第２検出装置４が３Ｄライダである場合、積載物データは、３Ｄライダによって得られた点群をプロットした３次元マップデータであり得る。また、第２検出装置４がステレオカメラである場合、積載物データは、３次元画像データであり得る。また、積載物データは、第２検出装置４から得られた積載場所情報（３次元座標情報）から幾何学的に算出された、勾配データであり得る。勾配データは、積載場所９０のある位置における対象物８０（土砂等）の勾配を示す。また、積載物データは、第２検出装置４から得られた積載場所情報（３次元座標情報）から幾何学的に算出された、積載場所９０における対象物８０の量（体積）を示すデータ（例えば土砂量データ）であり得る。土砂量データは、積載場所９０のある領域における土砂の体積を示す。

制御装置１０は、取得部１２によって取得された積載物データに基づいて、掘削装置２０の動作を決定する（ステップＳ２４）。具体的には、決定部１４は、積載物データに基づいて、掘削装置２０の積載動作（放土動作等）を決定する。さらに例えば、決定部１４は、積載場所９０に積載されている対象物８０の位置及び形状から、積載場所９０において積載すべき位置（積載位置）を決定する。そして、決定部１４は、積載位置（放土位置）に対象物８０を積載（放土）するために、掘削装置２０をどのように動作させるかを決定する。そして、決定部１４は、決定された動作に関する制御情報を生成し得る。この制御情報は、掘削装置２０に指定された動作を実行させるための情報（命令）である。例えば、掘削装置２０が油圧ショベルである場合、制御情報は、積載位置までのバケットの動作軌跡、動作軌跡を実現するためのアームのリンク等の角度及び角速度、及び、掘削装置２０の移動速度等を含み得る。

また、積載位置の決定は、様々な条件によって行われ得る。積載位置の決定条件は、管理者が、以下に例示する条件の中から任意の１つ以上を選択してもよい。あるいは、決定部１４が、積載状況に応じて、以下に例示する条件を適宜変更してもよい。

決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、積載場所９０において土砂の高さが最も低い場所を判定してもよい。そして、決定部１４は、その土砂の高さが最も低い場所を、積載位置と決定してもよい。また、決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、積載場所９０において土砂の高さが予め定められた閾値よりも低い場所を判定してもよい。そして、決定部１４は、その土砂の高さが閾値よりも低い場所を、積載位置と決定してもよい。

また、決定部１４は、勾配データを用いて、積載場所９０における土砂の勾配に応じて、積載位置を決定してもよい。例えば、決定部１４は、積載場所９０において勾配が最も小さな場所、又は、勾配が予め定められた閾値よりも小さな場所を、積載位置と決定してもよい。

また、決定部１４は、積載場所９０において土砂が少ない場所を、積載位置と決定してもよい。なお、決定部１４は、土砂量データ等を用いて、土砂量が予め定められた閾値よりも少ない領域、又は、土砂量が最も少ない領域を、「土砂が少ない場所」と判定してもよい。

また、決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、運搬装置である積載場所９０における前方の場所を、積載位置と決定してもよい。あるいは、決定部１４は、３次元マップデータ又は３次元画像データ等を用いて、運搬装置である積載場所９０における中央の場所を、積載位置と決定してもよい。なお、運搬装置の「前方」及び「中央」は、それぞれ運搬装置の荷台（ベッセル）における所定の領域に対応すると予め決定されていてもよい。

また、作業現場に積載場所９０が複数ある場合、決定部１４は、土砂量データを用いて、土砂量が最も少ない積載場所９０を、積載位置と決定してもよい。あるいは、作業現場に運搬装置である積載場所９０が複数ある場合、決定部１４は、土砂量データを用いて、土砂量が最も多い積載場所９０を、積載位置と決定してもよい。これにより、その運搬装置の土砂量を早く満杯にして、その運搬装置を作業現場の外へ運搬する工程に早く移行できる。

なお、決定部１４は、積載動作として放土動作以外の動作を決定してもよい。例えば、決定部１４は、均し動作を行うと決定してもよい。具体的には、決定部１４は、勾配データを用いて、積載場所９０において勾配が最も大きな場所、又は、勾配が予め定められた閾値よりも大きな場所の土砂を均すと決定してもよい。積載動作は、例えば、土砂等の掘削する対象物８０を持ち上げる動作、積載場所９０の方向へ掘削装置２０を旋回する動作、積載場所９０へ掘削装置２０を移動する動作等を含む。さらに、積載動作は、例えば、積載場所９０に対象物８０を設置する動作（持ち上げていた対象物８０を降ろす動作、放土動作）、掘削装置２０が積載場所９０の土砂等を叩いて所定の高さよりも土砂が高く積みあがらないようにする動作等を含む。つまり、「積載動作」は、積載場所９０に対象物８０を積載するために行われる動作であり、積載場所９０において対象物８０についてなされる任意の動作であり得る。

制御装置１０は、掘削装置２０の積載動作に関する制御情報を掘削装置２０に送信する（ステップＳ２６）。具体的には、送信部１６は、積載動作に関する制御情報を掘削装置２０に送信するための制御を行う。このとき、送信部１６が、積載動作に関する制御情報を生成してもよい。

掘削装置２０は、受信した制御情報に応じて、積載動作を実行する（ステップＳ２８）。具体的には、掘削装置２０は、制御情報に従って、駆動部を動作させる。これにより、掘削装置２０は、決定された積載位置に対象物８０を積載（放土）する。例えば、掘削装置２０が油圧ショベルである場合、掘削装置２０は、制御情報に示された移動速度となるように、クローラを動作させる。また、掘削装置２０は、バケットが制御情報に示された動作軌跡で移動するように、旋回モータ及び油圧シリンダ等を動作させる。

このように、実施の形態２にかかる掘削システム１では、積載場所９０に第２検出装置４が設けられている。したがって、掘削装置２０にカメラ等の検出装置が設置されている場合と比較して、掘削装置２０からでは捉えることが困難な積載場所９０を、適切に検出することができる。したがって、対象物８０を積載すべき積載位置を、より適切に判定することができる。よって、実施の形態２にかかる掘削システム１は、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。なお、実施の形態２にかかる制御装置１０を用いても、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。さらに、制御装置１０によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。

また、実施の形態２にかかる掘削システム１は、複数の検出装置を用いて、掘削装置２０の動作を制御するように構成されている。具体的には、実施の形態２においては、第１検出装置２及び第２検出装置４を用いることで、掘削位置及び積載位置の両方を判断することができる。これにより、掘削装置２０の制御を高精度化することができる。つまり、掘削装置２０の掘削動作及び積載動作を、一連の制御とすることができる。この場合、制御情報は、掘削動作及び積載動作を示すデータを含んでもよい。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態３にかかるシステムは、掘削装置の姿勢を検出する検出装置を有する点で、上述した他の実施の形態と異なる。

図５及び図６は、実施の形態３にかかる掘削システム１の構成を示す図である。実施の形態３にかかる掘削システム１は、第１検出装置２と、第２検出装置４と、第３検出装置６と、掘削装置２０と、制御装置１０とを有する。

図５には、制御装置１０が掘削装置２０の外部に設けられている例が示されている。この場合、制御装置１０は、第３検出装置６と、ネットワーク３を介して通信可能に接続されている。つまり、制御装置１０は、第３検出装置６と、無線又は有線を介して接続されている。一方、図６には、制御装置１０が掘削装置２０の内部に設けられている例が示されている。この場合、制御装置１０は、第３検出装置６と、ケーブル等の配線を介して通信可能に接続されている。

なお、第１検出装置２、第２検出装置４及び制御装置１０については、上述した他の実施の形態のものと実質的に同様であるので、説明を省略する。なお、図５及び図６では、掘削システム１は第２検出装置４を有しているが、実施の形態３にかかる掘削システム１は、第２検出装置４を有していなくてもよい。

第３検出装置６（第３の検出装置）は、掘削装置２０の状態に関する情報（掘削装置情報）を検出する。第３検出装置６は、姿勢センサ、位置検出装置、方位センサ及び３次元センサ等であるが、これらに限定されない。なお、図５及び図６では、第３検出装置６は、掘削装置２０に設けられているように描かれているが、第３検出装置６は、掘削装置２０に設置されている必要はない。

掘削装置２０は、動作部２２及び駆動部２４を有する。動作部２２は、掘削装置２０が作業を行うために動作する部材である。動作部２２は、例えば、クローラ、バケット、旋回体、ブーム及びアーム等である。駆動部２４は、動作部２２を駆動させる機器である。駆動部２４は、例えば、原動機、油圧シリンダ及びモータ等である。

制御装置１０は、掘削装置２０の状態に関する情報に基づいて取得された掘削装置２０の姿勢に基づいて決定された掘削装置２０の動作に関する制御情報を、掘削装置２０に送信する。言い換えると、制御装置１０は、掘削装置２０の状態に関する情報に対応する、掘削装置２０の状態を示す装置データに基づいて、制御情報を、掘削装置２０に送信する。掘削装置２０は、この制御情報に応じて、掘削動作又は積載動作を実行する。なお、実施の形態３にかかる取得部１２、決定部１４及び送信部１６の動作については、後述する。なお、実施の形態３においても、制御装置１０（取得部１２、決定部１４及び送信部１６）は、上述した実施の形態にかかるものと実質的に同様の動作を行い得る。

図７は、実施の形態３にかかる掘削システム１によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図７は、実施の形態３にかかる制御装置１０によって実行される制御方法（Ｓ３２～Ｓ３８）を示している。第３検出装置６は、上述したように、掘削装置情報を検出する（ステップＳ３０）。

制御装置１０は、掘削装置２０の現在の状態を示すデータである装置データを取得する（ステップＳ３２）。具体的には、取得部１２は、装置データを取得する。取得部１２は、掘削装置情報を用いて装置データを算出してもよい。あるいは、取得部１２は、掘削装置情報を用いて装置データを算出した中間制御装置（後述）から、装置データを取得（受信）してもよい。

ここで、装置データは、例えば、掘削装置２０及び動作部２２の現在の姿勢、方位及び位置を示す情報である。例えば、装置データは、アームが伸びて掘削装置２０の本体からバケットが遠い状態を示し得る。また、装置データは、ブームが上方に伸びてバケットが高い位置にある状態を示し得る。

制御装置１０は、図２に示したＳ１２～Ｓ１４の処理、又は、図４に示したＳ２２～Ｓ２４の処理を実行する（ステップＳ３４）。そして、制御装置１０は、装置データに基づいて、動作部２２の制御動作を決定する（ステップＳ３６）。具体的には、決定部１４は、装置データに基づいて、Ｓ３４の処理で決定された掘削動作又は積載動作を実行するための動作部２２の動作を決定する。そして、決定部１４は、決定された動作に関する制御情報を生成し得る。この制御情報は、掘削装置２０に指定された動作を実行させるための情報（命令）である。例えば、掘削装置２０が油圧ショベルである場合、制御情報は、掘削位置又は積載位置までのバケットの動作軌跡、旋回体の旋回角度及び旋回角速度、動作軌跡を実現するためのアームのリンク等の角度及び角速度、及び、掘削装置２０の移動速度等を含み得る。

例えば、装置データが、掘削装置２０の本体からバケットまでの水平方向の距離が予め定められた閾値よりも遠い状態を示す場合、決定部１４は、バケットを掘削装置２０の本体に近づけてから旋回体を旋回させるように、動作を決定してもよい。これにより、旋回体の旋回時にアーム又はバケットが掘削装置２０の周囲の物体に衝突することを回避することができる。

制御装置１０は、掘削装置２０の動作部２２の動作に関する制御情報を掘削装置２０に送信する（ステップＳ３８）。具体的には、送信部１６は、掘削装置２０の動作部２２の動作に関する制御情報を掘削装置２０に送信するための制御を行う。このとき、送信部１６が、掘削装置２０の動作部２２の動作に関する制御情報を生成してもよい。

掘削装置２０は、受信した制御情報に応じて、動作を実行する（ステップＳ４０）。具体的には、掘削装置２０は、制御情報に従って、駆動部２４を動作させる。これにより、掘削装置２０の動作部２２は、決定された動作を実行する。例えば、バケットを掘削装置２０の本体に近づけてから旋回体を旋回させて、掘削動作を行う場合、まず、掘削装置２０は、アームを駆動させる油圧シリンダを制御して、ブームに対してアームが屈曲するようにする。その後、掘削装置２０は、旋回体を駆動させるモータを制御して、旋回体を旋回させて、バケットを掘削場所に対向させる。そして、掘削装置２０は、ブーム及びアームを駆動させる油圧シリンダを制御して、バケットを掘削位置に移動させる。

このように、実施の形態３にかかる掘削システム１は、掘削装置情報を検出する第３検出装置６を有している。したがって、掘削装置２０は、現在の姿勢に応じた動作を行うことができる。したがって、掘削装置２０が効率よく動作を行うことができる。よって、実施の形態３にかかる掘削システム１は、掘削現場における作業効率をさらに向上させることが可能である。なお、実施の形態３にかかる制御装置１０を用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。さらに、制御装置１０によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、掘削現場における作業効率を向上させることが可能である。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態４は、上述した実施の形態をより具体化したものに対応する。具体的には、実施の形態４にかかるシステムは、中間制御装置を有する点で、上述した他の実施の形態と異なる。なお、実施の形態４では、対象物８０が土砂である例が示されている。

図８は、実施の形態４にかかる掘削システム１００の構成を示す図である。実施の形態４にかかる掘削システム１００は、制御装置１０と、掘削装置２０と、対象物検出装置１０２と、積載物検出装置１０４と、建機検出装置１０６とを有する。また、実施の形態４にかかる掘削システム１００は、土砂形状分析装置１１２と、土砂積載分析装置１１４と、建機分析装置１１６とを有する。

対象物検出装置１０２は、第１検出装置２に対応する。対象物検出装置１０２は、例えば掘削場所７０における対象物８０を監視可能なように設置されている。対象物検出装置１０２は、例えば、掘削場所７０の上方に設置されている。対象物検出装置１０２は、掘削場所７０における対象物８０に関する情報（対象物情報）を検出する。より具体的には、対象物検出装置１０２は、掘削場所７０における対象物８０の位置を示す情報を検出する。対象物検出装置１０２は、例えば、３Ｄライダ、ステレオカメラ、又はＴＯＦカメラ等の３次元センサである。

積載物検出装置１０４は、第２検出装置４に対応する。積載物検出装置１０４は、例えば積載場所９０を監視可能なように設置されている。積載物検出装置１０４は、例えば、積載場所９０の上方に設置されている。積載物検出装置１０４は、積載場所９０に関する情報（積載場所情報）を検出する。より具体的には、積載物検出装置１０４は、積載場所９０における対象物８０の位置を示す情報を検出する。積載物検出装置１０４は、例えば、３Ｄライダ、ステレオカメラ、又はＴＯＦカメラ等の３次元センサである。

建機検出装置１０６は、第３検出装置６に対応する。建機検出装置１０６は、姿勢センサ、位置検出装置、方位センサ及び３次元センサを含む。建機検出装置１０６は、掘削装置２０の姿勢及び位置に関する情報（掘削装置情報）を検出する。

姿勢センサは、動作部２２の姿勢を検出する。姿勢センサは、例えば、傾斜センサ、ジャイロセンサ、ストロークセンサ、角度センサ、又は、力覚センサ等である。傾斜センサ及びジャイロセンサは、例えば、バケット、アーム及びブーム等の動作部２２に設置され得る。ストロークセンサは、例えば、油圧シリンダ等に設置され得る。角度センサ及び力覚センサは、例えば、本体とブームとの間の関節、ブームとアームとの間の関節、アームとバケットとの間の関節、及び、旋回体を旋回させるモータ等の、動作部２２と動作部２２との間に設置され得る。

方位センサは、掘削装置２０の向いている向きを検出する。方位センサは、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）、ジャイロセンサ、又は、リニアエンコーダ等である。方位センサは、例えば、掘削装置２０の本体に設置され得る。位置検出装置は、掘削装置２０及び動作部２２の位置座標を検出する。位置検出装置は、例えば、ＧＮＳＳ、３Ｄライダ、又は、ステレオカメラ等である。

土砂形状分析装置１１２、土砂積載分析装置１１４及び建機分析装置１１６は、中間制御装置である。中間制御装置は、コンピュータである。中間制御装置は、例えばエッジサーバである。中間制御装置は、作業現場の近傍に設置されている。つまり、土砂形状分析装置１１２は、対象物検出装置１０２の近傍に設置され得る。土砂積載分析装置１１４は、積載物検出装置１０４の近傍に設置され得る。建機分析装置１１６は、建機検出装置１０６の近傍、つまり、掘削装置２０の近傍又は掘削装置２０に設置され得る。なお、中間制御装置は、他の実施の形態にかかる掘削システムにおいても、適用可能である。

中間制御装置は、制御装置１０と、ネットワーク３を介して通信可能に接続されている。土砂形状分析装置１１２は、対象物検出装置１０２と、通信可能に接続されている。土砂積載分析装置１１４は、積載物検出装置１０４と、通信可能に接続されている。建機分析装置１１６は、建機検出装置１０６と、通信可能に接続されている。中間制御装置の動作については後述する。

図９は、実施の形態４にかかる掘削システム１００によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、以下、各検出装置（対象物検出装置１０２、積載物検出装置１０４及び建機検出装置１０６）によって検出される対象物情報、積載場所情報及び掘削装置情報を、検出情報と総称する。

まず、各検出装置が、検出情報を検出する（ステップＳ１００）。具体的には、上述したように、対象物検出装置１０２は、対象物情報を検出する。積載物検出装置１０４は、積載場所情報を検出する。建機検出装置１０６は、掘削装置情報を検出する。

次に、各中間制御装置は、制御装置１０で処理される処理データを生成して、制御装置１０に送信する（ステップＳ１０２）。以下、土砂形状分析装置１１２、土砂積載分析装置１１４及び建機分析装置１１６の動作を説明する。

土砂形状分析装置１１２は、対象物検出装置１０２から対象物情報を取得（受信）する。そして、土砂形状分析装置１１２は、対象物情報を用いて、掘削場所７０における土砂（対象物８０）の形状を分析する。そして、土砂形状分析装置１１２は、上述したＳ１２の処理と同様にして、対象場所データを算出（生成）する。ここで、対象場所データは、制御装置１０で処理される処理データである。土砂形状分析装置１１２は、対象場所データを、制御装置１０に送信する。

土砂積載分析装置１１４は、積載物検出装置１０４から積載場所情報を取得（受信）する。そして、土砂積載分析装置１１４は、積載場所情報を用いて、積載場所９０における土砂（対象物８０）の形状を分析する。そして、土砂積載分析装置１１４は、上述したＳ２２の処理と同様にして、積載物データを算出（生成）する。ここで、積載物データは、制御装置１０で処理される処理データである。土砂積載分析装置１１４は、積載物データを、制御装置１０に送信する。

建機分析装置１１６は、建機検出装置１０６から掘削装置情報を取得（受信）する。そして、建機分析装置１１６は、掘削装置情報を用いて、掘削装置２０の姿勢等の状態を分析する。そして、建機分析装置１１６は、上述したＳ３２の処理と同様にして、装置データを算出（生成）する。ここで、装置データは、制御装置１０で処理される処理データである。建機分析装置１１６は、装置データを、制御装置１０に送信する。

制御装置１０は、各中間制御装置から、処理データ（対象場所データ、積載物データ又は装置データ）を受信する（ステップＳ１０４）。そして、図７に示したＳ３４～Ｓ４０の処理が実行される（ステップＳ１０６）。例えば、制御装置１０は、対象場所データ及び装置データを受信した場合、対象場所データを用いて掘削位置を決定する（Ｓ１４）。そして、決定された掘削位置と装置データとから、動作部２２の制御動作を決定する（Ｓ３６）。そして、制御装置１０は、制御情報を掘削装置２０に送信し（Ｓ３８）、掘削装置２０は、掘削動作を実行する（Ｓ４０）。制御装置１０が積載物データ及び装置データを受信した場合も同様である。

このように、実施の形態４にかかる掘削システム１００は、各検出装置と制御装置１０との間に、中間制御装置を有している。これにより、中間制御装置と制御装置１０とで処理負荷が分散され、制御装置１０が処理データを生成することが不要となる。したがって、制御装置１０の処理負荷を軽減させることが可能となる。

図１０～図１２は、実施の形態４にかかる掘削システム１００の具体的なシステム構成例を示す図である。
図１０は、掘削装置２０の外部から、掘削装置２０の位置を検出する例を示している。図１０に示した掘削装置２０は、動作部２２と、駆動部２４と、動作制御装置２６と、姿勢センサ１０６Ａと、内蔵コンピュータ１１６Ａとを有する。動作制御装置２６、姿勢センサ１０６Ａ及び内蔵コンピュータ１１６Ａについては後述する。

図１０に示した掘削システム１００は、建機検出装置１０６として、姿勢センサ１０６Ａと、位置検出装置１０６Ｂとを有する。姿勢センサ１０６Ａは、掘削装置２０の動作部２２等に設置されている。一方、位置検出装置１０６Ｂは、掘削装置２０の外部（例えば作業現場全体を俯瞰できる位置）に設置されている。姿勢センサ１０６Ａは、掘削装置２０の動作部２２の姿勢を検出する。位置検出装置１０６Ｂは、例えば、掘削装置２０の動作部２２の位置座標を検出する。

図１０に示した掘削システム１００は、建機分析装置１１６として、内蔵コンピュータ１１６Ａと建機位置計測装置１１６Ｂとを有する。内蔵コンピュータ１１６Ａは、掘削装置に搭載されたコンピュータ、又は、掘削装置２０に内蔵されたコンピュータである。内蔵コンピュータ１１６Ａは、姿勢センサ１０６Ａと通信可能に接続されている。また、内蔵コンピュータ１１６Ａは、制御装置１０と、ネットワーク３を介して通信可能に接続されている。

建機位置計測装置１１６Ｂは、位置検出装置１０６Ｂの近傍に設置されている。建機位置計測装置１１６Ｂは、位置検出装置１０６Ｂと通信可能に接続されている。また、建機位置計測装置１１６Ｂは、制御装置１０とネットワーク３を介して通信可能に接続されている。

内蔵コンピュータ１１６Ａは、姿勢センサ１０６Ａから、動作部２２の姿勢を示す検出情報（掘削装置情報）を受信する。そして、内蔵コンピュータ１１６Ａは、この情報を用いて、掘削装置２０の動作部２２の姿勢を分析する。そして、内蔵コンピュータ１１６Ａは、上述したＳ３２の処理と同様にして、動作部２２の姿勢を示す装置データを算出（生成）する。内蔵コンピュータ１１６Ａは、動作部２２の姿勢を示す装置データを、制御装置１０に送信する。

建機位置計測装置１１６Ｂは、位置検出装置１０６Ｂから、掘削装置２０の動作部２２の位置座標を示す検出情報（掘削装置情報）を受信する。そして、建機位置計測装置１１６Ｂは、上述したＳ３２の処理と同様にして、掘削装置２０の位置を示す装置データを算出（生成）する。建機位置計測装置１１６Ｂは、掘削装置２０の位置を示す装置データを、制御装置１０に送信する。

制御装置１０は、内蔵コンピュータ１１６Ａ及び建機位置計測装置１１６Ｂから、装置データ（処理データ）を受信する。そして、制御装置１０は、上述したＳ１０６の処理と同様にして、装置データ（処理データ）に基づいて、動作部２２の制御動作を決定する。制御装置１０は、決定された制御動作を示す制御情報を、掘削装置２０の内蔵コンピュータ１１６Ａに送信する。内蔵コンピュータ１１６Ａは、制御情報に従って、動作制御装置２６を制御する。

動作制御装置２６は、駆動部２４を制御して動作部２２を動作させる装置である。動作制御装置２６の制御により、制御装置１０で決定された動作を、動作部２２が行う。動作制御装置２６は、例えば、掘削装置２０の操作室の操作レバーに取り付けられ、操作レバーを操作する装置であってもよい。また、動作制御装置２６は、例えば、駆動部２４に対して制御するための信号を送信することで駆動部２４を動作させる機構であってもよい。

図１１は、掘削装置２０の内部の検出装置（センサ）によって、掘削装置２０の位置を検出する例を示している。図１１に示した掘削装置２０は、動作部２２と、駆動部２４と、動作制御装置２６と、姿勢センサ１０６Ａと、測位センサ１０６Ｃと、内蔵コンピュータ１１６Ａとを有する。測位センサ１０６Ｃについては後述する。

図１１に示した掘削システム１００は、建機検出装置１０６として、姿勢センサ１０６Ａと、測位センサ１０６Ｃとを有する。測位センサ１０６Ｃは、掘削装置２０に内蔵されている。測位センサ１０６Ｃは、内蔵コンピュータ１１６Ａと通信可能に接続されている。測位センサ１０６Ｃは、例えば、ＧＮＳＳである。測位センサ１０６Ｃは、掘削装置２０の位置座標（緯度及び経度等）を検出する。

図１１に示した掘削システム１００は、建機分析装置１１６として、内蔵コンピュータ１１６Ａを有する。内蔵コンピュータ１１６Ａは、姿勢センサ１０６Ａから、動作部２２の姿勢を示す検出情報（掘削装置情報）を受信する。また、内蔵コンピュータ１１６Ａは、測位センサ１０６Ｃから、掘削装置２０の位置座標を示す検出情報（掘削装置情報）を受信する。そして、内蔵コンピュータ１１６Ａは、上述したＳ３２の処理と同様にして、動作部２２の姿勢及び掘削装置２０の位置を示す装置データを算出（生成）する。内蔵コンピュータ１１６Ａは、装置データを、制御装置１０に送信する。以降の処理は、図１０に示すシステムにおける処理と実質的に同様である。

図１２は、掘削装置２０に制御装置１０が内蔵されている例を示している。図１２に示した掘削装置２０は、制御装置１０と、動作部２２と、駆動部２４と、動作制御装置２６と、姿勢センサ１０６Ａとを有する。図１２に示した掘削システム１００は、建機分析装置１１６として、制御装置１０と建機位置計測装置１１６Ｂとを有する。つまり、制御装置１０は、建機分析装置１１６の機能を少なくとも一部を有する。その他の構成については、図１０に示した構成と実質的に同様である。

制御装置１０は、土砂形状分析装置１１２、建機位置計測装置１１６Ｂ及び土砂積載分析装置１１４と、ネットワーク３を介して通信可能に接続されている。制御装置１０は、内蔵コンピュータ１１６Ａと実質的に同様の処理を行い得る。つまり、制御装置１０は、姿勢センサ１０６Ａから、動作部２２の姿勢を示す検出情報（掘削装置情報）を受信する。そして、制御装置１０は、この情報を用いて、掘削装置２０の動作部２２の姿勢を分析する。そして、制御装置１０は、上述したＳ３２の処理と同様にして、動作部２２の姿勢を示す装置データを算出（生成）する。制御装置１０のその他の処理については、図１０に示したものと実質的に同様である。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態５は、上述した実施の形態１～３をより具体化したものに対応する。実施の形態５は、制御装置１０が、掘削装置２０と、掘削装置２０以外の装置（第１の装置）とを制御する点で、上述した他の実施の形態と異なる。

図１３は、実施の形態５にかかる掘削システム１００の構成を示す図である。実施の形態５にかかる掘削システム１００は、制御装置１０と、掘削装置２０と、対象物検出装置１０２と、積載物検出装置１０４と、土砂形状分析装置１１２と、土砂積載分析装置１１４とを有する。さらに、実施の形態５にかかる掘削システム１００は、積載場所９０に対応する運搬装置３０を有する。なお、本実施の形態において、土砂形状分析装置１１２及び土砂積載分析装置１１４は、なくてもよい。

運搬装置３０は、掘削された対象物８０を運搬する。運搬装置３０は、例えば、ダンプトラック、トレーラ、フォークリフト、鉄道車両、又は搬送ロボットである。運搬装置３０は、制御装置１０と、無線を介して通信可能に接続されている。制御装置１０は、運搬装置３０の動作を制御可能である。言い換えると、運搬装置３０は、制御装置１０の制御によって動作する。

具体的には、制御装置１０は、積載物データに基づいて、掘削装置２０以外の装置である運搬装置３０（第１の装置）の動作を決定する。そして、制御装置１０は、運搬装置３０の動作に関する制御情報（運搬装置制御情報）を、運搬装置３０に送信する。運搬装置３０は、制御情報に応じて、動作を行う。以下、運搬装置３０の具体的な制御例について説明する。以下に説明する例では、制御装置１０は、積載物データに基づいて運搬装置３０の動作を決定し、運搬装置３０の動作に関する制御情報を運搬装置３０に送信する。

図１４は、実施の形態５にかかる掘削システム１００によって行われる、運搬装置３０の制御方法を示すフローチャートである。なお、図１４は、実施の形態５にかかる制御装置１０によって実行される制御方法（Ｓ２０２～Ｓ２０８）を示している。積載物検出装置１０４は、Ｓ１００と同様にして、積載場所情報を検出する（ステップＳ２００）。土砂積載分析装置１１４は、Ｓ１０２と同様にして、積載物データを生成して、制御装置１０に送信する（ステップＳ２０１）。制御装置１０は、Ｓ１０４と同様にして、積載物データを取得（受信）する（ステップＳ２０２）。なお、土砂積載分析装置１１４がない場合、Ｓ２０１～Ｓ２０２の処理は、図４のＳ２２の処理に置き換えられ得る。

制御装置１０の決定部１４は、積載物データを用いて、運搬装置３０の積載量が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。例えば、積載物データが土砂量データである場合、決定部１４は、運搬装置３０の土砂量が閾値以上であるか否かを判定する。また、例えば、積載物データが土砂の３次元マップデータである場合、決定部１４は、運搬装置３０の土砂の高さが閾値以上であるか否かを判定する。

運搬装置３０の積載量が閾値以上でない場合（Ｓ２０４のＮＯ）、処理は最初に戻る。そして、Ｓ１０～Ｓ１８の処理、又は、Ｓ２０～Ｓ２８の処理が実行され得る。一方、運搬装置３０の積載量が閾値以上である場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、決定部１４は、運搬装置３０の積載量が許容量に達した（満杯となった）と判定する。そして、決定部１４は、運搬装置３０の運搬動作を決定する（ステップＳ２０６）。運搬動作は、運搬装置３０が積載物である対象物８０を運搬するための動作である。運搬動作は、例えば、運搬装置３０のエンジンを起動させて、アクセル及びステアリングを制御して、所定の集積場所へ土砂（対象物８０）を運搬することを含む。この場合、運搬動作は、運搬装置３０の自動制御（自動運転）機能をオンすることを含んでもよい。

制御装置１０は、運搬装置３０の運搬動作に関する制御情報（運搬装置制御情報）を運搬装置３０に送信する（ステップＳ２０８）。具体的には、送信部１６は、運搬動作に関する制御情報を運搬装置３０に送信するための制御を行う。このとき、送信部１６が、運搬動作に関する制御情報を生成してもよい。

運搬装置３０は、受信した制御情報に応じて、運搬動作を実行する（ステップＳ２１０）。具体的には、運搬装置３０は、制御情報に従って、エンジン、アクセル及びステアリング等の駆動部を動作させる。これにより、運搬装置３０は、集積場所への移動を開始する。

このように、実施の形態５にかかる掘削システム１００では、制御装置１０が、掘削装置２０以外の装置（第１の装置）の動作を制御するように構成されている。したがって、作業現場全体の作業効率を向上させることができる。また、実施の形態５にかかる掘削システム１００では、制御装置１０が、積載物データに基づいて運搬装置３０の動作を決定し、運搬装置３０の動作に関する制御情報を運搬装置３０に送信する。これにより、運搬装置３０の積載量が許容量に達したときに、作業員の手を煩わせることなく、運搬装置３０を移動させることができる。したがって、作業効率をさらに向上させることができる。

なお、制御装置１０は、掘削装置２０及び運搬装置３０以外の装置（第１の装置）を制御してもよい。例えば、積載場所９０が運搬装置３０でない場合、制御装置１０は、管理室等に設けられた報知器（第１の装置）を制御してもよい。そして、運搬装置３０の積載量が閾値以上である場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、制御装置１０の決定部１４は、報知器の動作を決定する。具体的には、決定部１４は、積載場所９０が満杯である旨の通知（満杯通知）を報知器に出力させると決定する。そして、制御装置１０の送信部１６は、満杯通知を報知器に出力させるための制御情報を、報知器に送信する。これにより、報知器は、積載場所９０が満杯であることを、画面、音声又はランプ等によって報知する。

また、例えば、制御装置１０は、整地用機械（ブルドーザ、モータグレーダ等）といった建設機械を含む、任意の作業機械を制御してもよい。なお、図８に示したように、実施の形態５にかかる掘削装置２０は、建機検出装置１０６を有してもよい。また、実施の形態５にかかる掘削システム１００は、実施の形態４で説明した中間制御装置を有してもよい。これらのことは、他の実施の形態においても同様である。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態６は、上述した実施の形態１～３をより具体化したものに対応する。実施の形態６は、積載場所９０が複数存在する点で、上述した他の実施の形態と異なる。

図１５は、実施の形態６にかかる掘削システム１００の構成を示す図である。実施の形態６にかかる掘削システム１００は、制御装置１０と、複数の掘削装置２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、対象物検出装置１０２と、積載物検出装置１０４と、土砂形状分析装置１１２と、土砂積載分析装置１１４とを有する。ここで、実施の形態６においては、複数の積載場所９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃが存在する。積載物検出装置１０４は、複数の積載場所９０Ａ～９０Ｃそれぞれに関する情報（積載場所情報）を検出する。積載物検出装置１０４は、複数の積載場所９０ごとに複数設置されてもよい。なお、図１５には、３つの掘削装置２０、及び３つの積載場所９０が示されているが、掘削装置２０及び積載場所９０の数は、それぞれ任意である。また、掘削装置２０の数及び積載場所９０の数は、同じである必要はない。また、本実施の形態において、土砂形状分析装置１１２及び土砂積載分析装置１１４は、なくてもよい。

制御装置１０は、掘削装置２０が複数の積載場所９０Ａ～９０Ｃのうちのどの積載場所９０に対して動作を実行するかを決定する。なお、以下に示す例では、制御装置１０は、複数の積載場所９０それぞれの積載物データに基づいて、掘削装置２０が複数の積載場所９０のうちのどの積載場所９０に対して動作を実行するかを決定する。

図１６は、実施の形態６にかかる掘削システム１００によって実行される処理を示すフローチャートである。なお、図１６は、実施の形態６にかかる制御装置１０によって実行される制御方法（Ｓ３０２～Ｓ３０８）を示している。積載物検出装置１０４は、Ｓ１００と同様にして、複数の積載場所９０それぞれの積載場所情報を検出する（ステップＳ３００）。土砂積載分析装置１１４は、Ｓ１０２と同様にして、複数の積載場所情報それぞれから積載物データを生成して、制御装置１０に送信する（ステップＳ３０１）。制御装置１０は、Ｓ１０４と同様にして、複数の積載場所９０それぞれに関する積載物データを取得（受信）する（ステップＳ３０２）。なお、土砂積載分析装置１１４がない場合、Ｓ３０１～Ｓ３０２の処理は、図４のＳ２２の処理に置き換えられ得る。

制御装置１０の決定部１４は、積載物データを用いて、ある積載場所９０（積載場所Ｘ）の積載量が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。なお、判定方法は、Ｓ２０４の処理にかかる判定方法と実質的に同様であり得る。全ての積載場所９０の積載量が閾値以上でない場合（Ｓ３０４のＮＯ）、処理は最初に戻る。そして、Ｓ１０～Ｓ１８の処理、又は、Ｓ２０～Ｓ２８の処理が実行され得る。

一方、ある積載場所９０の積載量が閾値以上である場合（Ｓ３０４のＹＥＳ）、決定部１４は、その積載場所９０（積載場所Ｘ）の積載量が許容量に達した（満杯となった）と判定する。この場合、決定部１４は、各掘削装置２０の積載動作を行う積載場所９０を決定する（ステップＳ３０６）。なお、この際、決定部１４は、Ｓ２４と実質的に同様の処理を行ってもよい。

例えば、制御装置１０は、掘削装置２０Ａが積載場所９０Ａに積載動作を行い、掘削装置２０Ｂが積載場所９０Ｂに積載動作を行い、掘削装置２０Ｃが積載場所９０Ｃに積載動作を行うように、各掘削装置２０を制御していたとする。このケースにおいて、積載場所９０Ａが満杯となった場合、決定部１４は、掘削装置２０Ａが積載動作を行う積載場所９０を、積載場所９０Ｂ又は積載場所９０Ｃと決定する。さらにこのとき、決定部１４は、積載場所９０Ｂ及び積載場所９０Ｃのうち、積載量が多い方（又は少ない方）を、掘削装置２０Ａが積載動作を行う積載場所９０と決定してもよい。また、この場合、決定部１４は、掘削装置２０Ｂが積載動作を行う積載場所９０を、積載場所９０Ｂと決定する。同様に、決定部１４は、掘削装置２０Ｃが積載動作を行う積載場所９０を、積載場所９０Ｃと決定する。

制御装置１０は、各掘削装置２０に対して、対応する掘削装置２０が積載動作を行う積載場所９０を示す制御情報を送信する（ステップＳ３０８）。具体的には、送信部１６は、制御情報を各掘削装置２０に送信するための制御を行う。このとき、送信部１６が、積載動作を行う積載場所９０を示す制御情報を生成してもよい。

掘削装置２０は、受信した制御情報に応じて、積載動作を実行する（ステップＳ３１０）。具体的には、各掘削装置２０は、制御情報に示される積載場所９０に対して積載動作を行う。上記の例では、掘削装置２０Ａは、積載場所９０Ｂ又は積載場所９０Ｃに対して積載動作を行う。また、掘削装置２０Ｂは、積載場所９０Ｂに対して積載動作を行う。掘削装置２０Ｃは、積載場所９０Ｃに対して積載動作を行う。

なお、図１５には、掘削装置２０が複数ある例を示したが、掘削装置２０は複数なくてもよい。また、図１６に示したＳ３０４の処理は省略され得る。この場合、決定部１４は、例えば各積載場所９０の積載量に応じて、Ｓ３０４の処理を行うことなく、Ｓ３０６において各掘削装置２０が積載動作を行う積載場所９０を決定してもよい。例えば、決定部１４は、他の積載場所９０よりも積載量が多い積載場所９０に対して掘削装置２０Ａが積載動作を行い、他の積載場所９０よりも積載量が少ない積載場所９０に対して掘削装置２０Ｂが積載動作を行うように決定してもよい。

上述したように、実施の形態６にかかる掘削システム１００では、制御装置１０は、掘削装置２０が複数の積載場所９０のうちのどの積載場所９０に対して動作を実行するかを決定するように構成されている。これにより、作業効率を向上させることができる。特に、掘削装置２０が複数ある場合、制御装置１０は、複数の掘削装置２０を連携させて、掘削装置２０が他の掘削装置２０を妨害することを抑制することができる。

また、実施の形態６にかかる掘削システム１００では、制御装置１０が、複数の積載場所９０それぞれの積載物データに基づいて、掘削装置２０が複数の積載場所９０のうちのどの積載場所９０に対して動作を実行するかを決定する。これにより、掘削装置２０が満杯になった積載場所９０に対して積載動作を行うことを回避できる。したがって、作業効率を向上させることができる。

（実施の形態７）
次に、実施の形態７について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。実施の形態７は、上述した実施の形態１～３をより具体化したものに対応する。実施の形態７は、作業現場が複数存在する点で、上述した他の実施の形態と異なる。

図１７は、実施の形態７にかかる掘削システム２００の構成を示す図である。掘削システム２００は、制御装置１０と、複数の作業現場４０Ａ，４０Ｂとを有する。作業現場４０Ａは、掘削装置２０Ａと、対象物検出装置１０２Ａと、積載物検出装置１０４Ａと、掘削場所７０Ａと、対象物８０Ａと、運搬装置３０Ａ（積載場所９０Ａ）とを有する。作業現場４０Ｂは、掘削装置２０Ｂと、対象物検出装置１０２Ｂと、積載物検出装置１０４Ｂと、掘削場所７０Ｂと、対象物８０Ｂと、運搬装置３０Ｂ（積載場所９０Ｂ）とを有する。制御装置１０は、各作業現場４０の各検出装置、掘削装置２０及び運搬装置３０と、無線を介して通信可能に接続されている。なお、実施の形態７では、積載場所９０が、運搬装置３０であるとしたが、積載場所９０は、運搬装置３０でなくてもよい。また、図１７では、作業現場４０の数は２つとしたが、作業現場４０の数は任意である。

作業現場４０Ａについて説明する。掘削装置２０Ａは、掘削場所７０Ａの対象物８０Ａ（土砂）を掘削する。掘削装置２０Ａは、掘削した対象物８０Ａを、運搬装置３０Ａ（積載場所９０Ａ）に積載（放土等）する。対象物検出装置１０２Ａは、掘削場所７０Ａにおける対象物８０Ａに関する検出情報（対象物情報）を検出する。積載物検出装置１０４Ａは、運搬装置３０Ａ（積載場所９０Ａ）において積載されている対象物８０に関する検出情報（積載場所情報）を検出する。運搬装置３０は、積載された対象物８０を、作業現場４０Ａの外部の所定場所に運搬する。なお、これらのことは、作業現場４０Ｂについても同様である。

制御装置１０は、各作業現場４０の各検出装置（対象物検出装置１０２及び積載物検出装置１０４）から、検出情報（対象物情報及び積載場所情報）を受信する。制御装置１０は、各作業現場４０の各検出装置から受信された検出情報（対象場所データ及び積載物データ）に応じて、複数の作業現場４０それぞれの掘削装置２０の動作を決定する。そして、制御装置１０は、各掘削装置２０の動作を示す制御情報を、対応する掘削装置２０に送信する。また、制御装置１０は、各作業現場４０の各検出装置から受信された検出情報によって得られた処理データ（対象場所データ及び積載物データ）に応じて、複数の作業現場４０それぞれの運搬装置３０の動作を決定する。そして、制御装置１０は、各運搬装置３０の動作を示す制御情報を、対応する運搬装置３０に送信する。

つまり、制御装置１０は、複数の作業現場４０それぞれに関する対象場所データと複数の作業現場４０それぞれに関する積載物データとの少なくとも一方に基づいて、複数の作業現場４０それぞれの状況を分析する。そして、制御装置１０は、分析された状況に応じて、複数の作業現場４０それぞれの掘削装置２０に関する制御情報を、複数の作業現場４０それぞれの掘削装置２０に送信する。また、制御装置１０は、分析された状況に応じて、複数の作業現場４０それぞれの運搬装置３０の動作に関する制御情報を、複数の作業現場４０それぞれの運搬装置３０に送信する。

図１８は、実施の形態７にかかる掘削システム２００によって実行される処理を示すフローチャートである。まず、各作業現場４０について、Ｓ１０～Ｓ１２及びＳ２０～Ｓ２２の処理が実行される（ステップＳ４００）。つまり、各作業現場４０の対象物検出装置１０２は、対象物情報を取得する（Ｓ１０）。制御装置１０は、各作業現場４０に関する対象場所データを取得する（Ｓ１２）。また、各作業現場４０の積載物検出装置１０４は、積載場所情報を取得する（Ｓ２０）。制御装置１０は、各作業現場４０に関する積載物データを取得する（Ｓ２２）。

制御装置１０は、各作業現場４０に関する対象場所データ及び積載物データに基づいて、各作業現場４０の状況を分析する（ステップＳ４０２）。具体的には、制御装置１０の決定部１４は、各作業現場４０の進捗状況を分析する。そして、各作業現場４０について、Ｓ１４～Ｓ１８、Ｓ２４～Ｓ２８及びＳ２０４～Ｓ２１０の少なくとも１つが実行される（ステップＳ４０４）。以下、具体例を説明する。

例えば、決定部１４は、作業現場４０Ａでは、積載物データから、運搬装置３０Ａにおける積載量が許容量に達したと判定する。したがって、決定部１４は、作業現場４０Ａでは、運搬装置３０Ａを移動させるべきと判定する。一方、決定部１４は、作業現場４０Ｂでは、積載物データから、運搬装置３０Ｂにおける積載量が許容量に達していないと判定する。したがって、決定部１４は、作業現場４０Ｂでは、運搬装置３０Ｂをまだ移動させないと判定する。

この場合、決定部１４は、作業現場４０Ａについては、運搬装置３０Ａを移動させると決定する（Ｓ２０６）。そして、送信部１６は、運搬装置３０Ａを移動させることを示す制御情報を、運搬装置３０Ａに送信するための制御を行う（Ｓ２０８）。これにより、運搬装置３０Ａは、移動を開始する（Ｓ２１０）。一方、決定部１４は、作業現場４０Ｂについては、掘削動作を進めると決定する（Ｓ１４）。送信部１６は、掘削動作に関する制御情報を掘削装置２０に送信するための制御を行う（Ｓ１６）。これにより、掘削装置２０は、掘削動作を実行する（Ｓ１８）。これにより、作業現場４０Ｂの運搬装置３０Ｂが、作業現場４０Ａの運搬装置３０Ａの進行を妨げることを回避できる。つまり、対象物８０の運搬場所に運搬装置３０が集中して渋滞等が発生することを抑制できる。

また、例えば、決定部１４は、作業現場４０Ａでは、積載物データから、運搬装置３０Ａにおける積載量が間もなく許容量に達すると判定する。したがって、決定部１４は、作業現場４０Ａでは、間もなく運搬装置３０Ａを移動させるべきタイミングとなると判定する。一方、決定部１４は、作業現場４０Ｂでは、積載物データから、運搬装置３０Ｂにおける積載量が許容量に達したと判定する。したがって、決定部１４は、作業現場４０Ｂでは、運搬装置３０Ｂを移動させるべきと判定する。

この場合、決定部１４は、作業現場４０Ａについては、運搬装置３０Ａに積載された対象物８０を均すと決定する（Ｓ２４）。一方、決定部１４は、作業現場４０Ｂについては、運搬装置３０Ｂを移動させると決定する（Ｓ２０６）。そして、送信部１６は、積載された対象物８０を均すことを示す制御情報を、掘削装置２０Ａに送信するための制御を行う（Ｓ２６）。これにより、掘削装置２０Ａは、運搬装置３０Ａに積載された対象物８０を均す（Ｓ２８）。一方、送信部１６は、運搬装置３０Ｂを移動させることを示す制御情報を、運搬装置３０Ｂに送信するための制御を行う（Ｓ２０８）。これにより、運搬装置３０Ｂは、移動を開始する（Ｓ２１０）。これにより、作業現場４０Ａの運搬装置３０Ａが、作業現場４０Ｂの運搬装置３０Ｂの進行を妨げることを回避できる。つまり、対象物８０の運搬場所に運搬装置３０が集中して渋滞等が発生することを抑制できる。

なお、制御装置１０は、上述した例以外の制御を行うことが可能である。例えば、制御装置１０は、作業現場４０Ａと作業現場４０Ｂとを連携させることも可能である。例えば、決定部１４は、作業現場４０Ａの積載物データから、作業現場４０Ａの進捗が滞っていると判定してもよい。この場合、決定部１４は、作業現場４０Ａに、作業現場４０Ｂの掘削装置２０Ｂ（及び運搬装置３０Ｂ）を派遣すると決定してもよい。あるいは、この場合、決定部１４は、作業現場４０Ａにおける作業を断念すると決定してもよい。このとき、決定部１４は、作業現場４０Ａの掘削装置２０Ａ及び運搬装置３０Ａを撤退させ、掘削装置２０Ａ及び運搬装置３０Ａを作業現場４０Ｂに派遣すると決定してもよい。

このように、実施の形態７にかかる掘削システム２００の制御装置１０は、複数の作業現場４０の状況を分析して、複数の作業現場４０それぞれの作業を決定するように構成されている。これにより、複数の作業現場４０の全体として、作業効率を向上させることが可能となる。

（ハードウェア構成例）
図１９は、本実施の形態にかかる掘削システムを構成する各装置のハードウェア構成を例示する図である。各装置（制御装置１０及び中間制御装置）は、情報処理装置５０によって実現され得る。情報処理装置５０は、制御部５２と、入力部５３と、表示部５４と、記憶部５６と、通信部５８とを有する。情報処理装置５０（各装置）は、これらの構成要素により、コンピュータとしての機能を有する。

制御部５２は、例えばＣＰＵ等の演算処理装置（プロセッサ）である。制御部５２は、情報処理装置５０の動作を制御する。制御部５２は、入力部５３、表示部５４、記憶部５６及び通信部５８の動作を制御する。また、制御部５２は、入力部５３によって受け付けられた操作に応じて、必要な処理を行う。また、制御部５２は、表示部５４に必要な情報を表示させるように制御を行う。また、制御部５２は、通信部５８によって受信された情報及び信号に応じて、必要な処理を行う。さらに、制御部５２は、記憶部５６に格納されたプログラムを実行し得る。これにより、制御装置１０の各構成要素（取得部１２、決定部１４及び送信部１６）が実現され得る。

入力部５３及び表示部５４は、ユーザインタフェースである。入力部５３は、タッチパネル、キーボード又はマウス等を備えて実現し得る。表示部５４は、タッチパネル又はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置、又はプリンタ等を備えて実現することができる。また、入力部５３及び表示部５４は、タッチパネル等によって、物理的に一体として構成され得る。

記憶部５６は、例えばメモリ又はハードディスク等の記憶装置である。記憶部５６は、各種プログラム及び各種情報を記憶する。通信部５８は、有線又は無線によって、制御装置１０、中間制御装置及び各検出装置が、互いに通信を行うために必要な処理を行う機器である。

なお、制御装置１０の各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限られない。制御装置１０の各構成要素の少なくとも１つは、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現してもよい。また、制御装置１０の各構成要素は、例えばＦＰＧＡ（field-programmable gate array）又はマイコン等の、使用者がプログラミング可能な集積回路を用いて実現してもよい。この場合、この集積回路を用いて、上記の各構成要素から構成されるプログラムを実現してもよい。

（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した複数の実施の形態は、互いに適用可能である。例えば、実施の形態７を、実施の形態３又は実施の形態４と組み合わせてもよい。

また、上述したフローチャートにおいて、各処理（ステップ）の順序は、適宜、変更可能である。例えば、図７に示したフローチャートにおいて、Ｓ３４の処理は、Ｓ３０の処理の前に実行されてもよい。

また、制御装置１０は、物理的に１つの装置である必要はない。つまり、制御装置１０は、物理的に分離された複数の装置によって実現できる。そして、上述した制御装置１０の複数の処理を、それぞれ、複数の装置が実行してもよい。つまり、取得部１２の処理と、決定部１４の処理と、送信部１６の処理とを、複数の別の装置（制御装置１０）が行ってもよい。

また、上述した実施の形態にかかる中間制御装置は、各検出情報から処理データを生成し、制御装置１０が掘削装置２０等の動作を決定しているが、このような構成に限られない。中間制御装置が掘削装置２０等の動作を決定し、決定された動作を示すデータを制御装置１０に送信してもよい。あるいは、制御装置１０が、上述した中間制御装置の機能を有してもよい。この場合、制御装置１０は、各検出情報から処理データを生成し、掘削装置２０等の動作を決定してもよい。

また、上述した実施の形態では、建設機械（掘削装置２０）が掘削を行うとしたが、このような構成に限られない。任意の作業機械が作業現場で作業を行う場合に、本実施の形態は適用可能である。作業機械は、例えば、木材、鉄パイプ、鉄筋又は鉄板等を、作業対象である対象物８０とし、このような対象物８０に対して作業を行ってもよい。作業機械は、例えば、建設機械又は重機等を含み得る。作業機械は、例えば、ブルドーザ、クレーン、ダンプトラック、トレーラ、フォークリフト等であってもよい。

図２０は、変形例にかかる作業システム３００の構成を示す図である。掘削システムに対応する作業システム３００は、第１検出装置に対応する検出装置３０２と、掘削装置２０に対応する作業機械３２０と、制御装置１０とを有する。作業機械３２０は、作業現場において作業対象である対象物８０に対して作業を行う。検出装置３０２は、作業機械３２０から離れた場所に設置され、作業現場における対象物８０に関する情報を検出する。制御装置１０は、対象物８０に関する情報に基づいて取得された対象物８０の位置を示す対象場所データに基づいて決定された作業機械３２０の動作に関する制御情報を、作業機械３２０に送信する。言い換えると、制御装置１０は、対象物８０に関する情報に対応する、対象物８０の位置を示す対象場所データに基づいて、作業機械３２０の動作に関する制御情報を、作業機械３２０に送信する。作業機械３２０は、制御情報に応じて、動作を実行する。

この場合、制御装置１０の取得部１２は、検出装置３０２によって検出された対象物８０に関する情報から対象物８０の位置を示す対象場所データを取得する。決定部１４は、取得された対象場所データに基づいて、作業機械３２０の動作を決定する。送信部１６は、作業機械３２０の動作に関する制御情報を作業機械３２０に送信する。このような構成であっても、作業現場における作業効率を向上させることが可能である。さらに、制御装置１０によって実行される制御方法、及び、制御方法を実行するプログラムを用いても、作業現場における作業効率を向上させることが可能である。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
掘削場所において掘削する対象である対象物を掘削する掘削装置と、
前記掘削場所に設置され、前記対象物に関する情報を検出する第１の検出装置と、
前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作に関する制御情報を、前記掘削装置に送信する制御装置と
を有し、
前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する
掘削システム。
（付記２）
前記対象物を積載する積載場所に設置され、前記積載場所に関する情報を検出する第２の検出装置
をさらに有し、
前記制御装置は、前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信し、
前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、積載するための動作を実行する
付記１に記載の掘削システム。
（付記３）
前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第３の検出装置
をさらに有し、
前記制御装置は、前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
付記２に記載の掘削システム。
（付記４）
前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち１以上の情報に基づいて、前記制御装置で処理される処理データを前記制御装置に送信する中間制御装置
をさらに有し、
前記制御装置は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置に制御情報を送信する
付記３に記載の掘削システム。
（付記５）
前記制御装置は、前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち１以上の前記積載場所で動作することを決定する
付記２から４のいずれか１項に記載の掘削システム。
（付記６）
複数の前記掘削装置を含み、
前記制御装置は、前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
付記２から５のいずれか１項に記載の掘削システム。
（付記７）
複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第１の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
前記制御装置は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
付記２から６のいずれか１項に記載の掘削システム。
（付記８）
前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
前記制御装置は、前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
付記２から７のいずれか１項に記載の掘削システム。
（付記９）
前記制御装置は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
付記１から８のいずれか１項に記載の掘削システム。
（付記１０）
掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、
前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する決定手段と、
前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する送信手段と
を有する制御装置。
（付記１１）
前記取得手段は、前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第２の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
前記決定手段は、前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
付記１０に記載の制御装置。
（付記１２）
前記取得手段は、前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第３の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
前記決定手段は、前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
付記１１に記載の制御装置。
（付記１３）
前記取得手段は、前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち１以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された、前記制御装置で処理される処理データを取得し、
前記決定手段は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
付記１２に記載の制御装置。
（付記１４）
前記決定手段は、前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち１以上の前記積載場所で動作することを決定する
付記１１から１３のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記１５）
前記送信手段は、複数の前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
付記１１から１４のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記１６）
複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第１の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
前記決定手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
前記送信手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
付記１１から１５のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記１７）
前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
前記決定手段は、前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作を決定し、
前記送信手段は、前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
付記１１から１６のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記１８）
前記決定手段は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
前記送信手段は、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
付記１１から１７のいずれか１項に記載の制御装置。
（付記１９）
掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定し、
前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する
制御方法。
（付記２０）
前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第２の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
付記１９に記載の制御方法。
（付記２１）
前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第３の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
付記２０に記載の制御方法。
（付記２２）
前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち１以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された処理データを取得し、
前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
付記２１に記載の制御方法。
（付記２３）
前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち１以上の前記積載場所で動作することを決定する
付記２０から２２のいずれか１項に記載の制御方法。
（付記２４）
複数の前記掘削装置のそれぞれに、前記制御情報を送信する
付記２０から２３のいずれか１項に記載の制御方法。
（付記２５）
複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第１の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
付記２０から２４のいずれか１項に記載の制御方法。
（付記２６）
前記積載場所は、前記対象物を運搬する運搬装置であり、
前記積載物データに基づいて、前記運搬装置の動作を決定し、
前記運搬装置の動作に関する運搬装置制御情報を、前記運搬装置に送信する
付記２０から２５のいずれか１項に記載の制御方法。
（付記２７）
前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
付記２０から２６のいずれか１項に記載の制御方法。
（付記２８）
掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、
前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定するステップと、
前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信するステップと
をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
（付記２９）
作業現場において作業の対象である対象物に対して作業を行う作業機械と、
前記作業機械から離れた場所に設置され、前記作業現場における前記対象物に関する情報を検出する検出装置と、
前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作に関する制御情報を、前記作業機械に送信する制御装置と
を有し、
前記作業機械は、前記制御情報に応じて、動作を実行する
作業システム。
（付記３０）
作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、
前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定する決定手段と、
前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信する送信手段と
を有する制御装置。
（付記３１）
作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定し、
前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信する
制御方法。
（付記３２）
作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得するステップと、
前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定するステップと、
前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信するように制御を行うステップと
をコンピュータに実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１９年６月１８日に出願された日本出願特願２０１９－１１３１０６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 掘削システム
２ 第１検出装置
３ ネットワーク
４ 第２検出装置
６ 第３検出装置
１０ 制御装置
１２ 取得部
１４ 決定部
１６ 送信部
２０ 掘削装置
２２ 動作部
２４ 駆動部
２６ 動作制御装置
３０ 運搬装置
４０ 作業現場
７０ 掘削場所
８０ 対象物
９０ 積載場所
１００ 掘削システム
１０２ 対象物検出装置
１０４ 積載物検出装置
１０６ 建機検出装置
１１２ 土砂形状分析装置
１１４ 土砂積載分析装置
１１６ 建機分析装置
２００ 掘削システム
３００ 作業システム
３０２ 検出装置
３２０ 作業機械

本発明は、掘削システム、制御装置及び掘削方法に関する。

Claims (20)

1. 掘削場所において掘削する対象である対象物を掘削する掘削装置と、
   前記掘削場所に設置され、前記対象物に関する情報を検出する第１の検出装置と、
   前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作に関する制御情報を、前記掘削装置に送信する制御装置と
   を有し、
   前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、掘削するための動作を実行する
   掘削システム。
2. 前記対象物を積載する積載場所に設置され、前記積載場所に関する情報を検出する第２の検出装置
   をさらに有し、
   前記制御装置は、前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信し、
   前記掘削装置は、前記制御情報に応じて、積載するための動作を実行する
   請求項１に記載の掘削システム。
3. 前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第３の検出装置
   をさらに有し、
   前記制御装置は、前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データに基づいて、前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
   請求項２に記載の掘削システム。
4. 前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち１以上の情報に基づいて、前記制御装置で処理される処理データを前記制御装置に送信する中間制御装置
   をさらに有し、
   前記制御装置は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置に制御情報を送信する
   請求項３に記載の掘削システム。
5. 前記制御装置は、前記掘削装置が複数の前記積載場所のうち１以上の前記積載場所で動作することを決定する
   請求項２から４のいずれか１項に記載の掘削システム。
6. 複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第１の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
   前記制御装置は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
   請求項２から５のいずれか１項に記載の掘削システム。
7. 前記制御装置は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
   請求項１から６のいずれか１項に記載の掘削システム。
8. 掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得する取得手段と、
   前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する決定手段と、
   前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する送信手段と
   を有する制御装置。
9. 前記取得手段は、前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第２の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
   前記決定手段は、前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
   請求項８に記載の制御装置。
10. 前記取得手段は、前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第３の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
    前記決定手段は、前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
    請求項９に記載の制御装置。
11. 前記取得手段は、前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち１以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された、前記制御装置で処理される処理データを取得し、
    前記決定手段は、前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
    請求項１０に記載の制御装置。
12. 複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第１の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
    前記決定手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
    前記送信手段は、前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
    請求項９から１１のいずれか１項に記載の制御装置。
13. 前記決定手段は、前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
    前記送信手段は、前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
    請求項９から１２のいずれか１項に記載の制御装置。
14. 掘削場所において掘削装置によって掘削される対象である対象物に関する情報であって、前記掘削場所に設置された第１の検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
    前記対象場所データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定し、
    前記掘削装置の動作に関する制御情報を前記掘削装置に送信する
    制御方法。
15. 前記対象物を積載する積載場所に関する情報であって、前記積載場所に設置された第２の検出装置によって検出された前記積載場所に関する情報に対応する、前記積載場所に積載されている前記対象物の位置を示す積載物データを取得し、
    前記積載物データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
    請求項１４に記載の制御方法。
16. 前記掘削装置の状態に関する情報を検出する第３の検出装置によって検出された前記掘削装置の状態に関する情報に対応する、前記掘削装置の状態を示す装置データを取得し、
    前記装置データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
    請求項１５に記載の制御方法。
17. 前記対象物に関する情報と前記積載場所に関する情報と前記掘削装置の状態に関する情報のうち１以上の情報に基づいて中間制御装置から送信された処理データを取得し、
    前記処理データに基づいて、前記掘削装置の動作を決定する
    請求項１６に記載の制御方法。
18. 複数の作業現場それぞれに、前記掘削装置と、前記第１の検出装置と、前記掘削場所とがあり、
    前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置の動作を決定し、
    前記複数の作業現場それぞれの前記掘削装置に、前記制御情報を送信する
    請求項１５から１７のいずれか１項に記載の制御方法。
19. 前記掘削装置が動作する軌跡を決定し、
    前記軌跡に対応する前記制御情報を、前記掘削装置に送信する
    請求項１５から１８のいずれか１項に記載の制御方法。
20. 作業現場において作業機械の作業の対象である対象物に関する情報であって、前記作業機械から離れた場所に設置された検出装置によって検出された前記対象物に関する情報に対応する、前記対象物の位置を示す対象場所データを取得し、
    前記対象場所データに基づいて、前記作業機械の動作を決定し、
    前記作業機械の動作に関する制御情報を前記作業機械に送信する
    制御方法。

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