JP2023116909A - 作業エリア設定システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業エリアを容易に設定することが可能な作業エリア設定システムを提供する。
【解決手段】上部旋回体２２が第１の方向を向いた際に、バケット３３の先端が位置する第１ポイントＡを通り、作業機械２０を上方から見た平面視においてアタッチメント３０の長手方向に平行な第１の直線２を設定する第１設定手段と、上部旋回体２２が第１の方向とは異なる第２の方向を向いた際に、バケット３３の先端が位置する第２ポイントＢを通り、作業機械２０を上方から見た平面視においてアタッチメント３０の長手方向に平行な第２の直線３を設定する第２設定手段と、作業機械２０を上方から見た平面視において、第１の直線２と第２の直線３とで挟まれた領域を作業エリア８０に設定するエリア設定手段と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、作業機械の作業エリアを設定する作業エリア設定システムに関する。

特許文献１には、ホイールローダから掘削対象である地山までの距離、または地山の安息角を、三次元計測装置の計測データに基づいて算出する技術が記載されている。

特開２０１９－１７８５９９号公報

ところで、繰り返し作業を行うように作業機械を自動運転させる場合、作業機械の制御が容易となるように繰り返し作業における作業機械の動きを区分けすることが望ましい。そこで、作業対象物（例えば土砂山）の周りに作業エリアを設定すれば、自動運転制御などにおいて、作業対象物を特定しやすくなる。

作業機械２０の上面図である図６に示すように、例えば、土砂山７５の周りに、長方形の作業エリア８５を設定する。例えば、ティーチングによって、作業エリア８５の対角に位置する２つのポイントａ，ｃの各々にバケット３３の先端を位置させることで、これらの位置を教示する。２つのポイントａ，ｃから、作業エリア８５の残り２つの頂点となる２つのポイントｂ、ｄが演算で決定される。これにより、作業エリア８５が設定される。

しかしながら、このような設定方法では、通常の掘削動作や積込動作とは別の動作を作業機械に行わせる必要があり、煩雑である。また、演算により長方形を算出する必要があり、煩雑である。

本発明の目的は、作業エリアを容易に設定することが可能な作業エリア設定システムを提供することである。

本発明は、作業機械が作業する作業エリアを設定する作業エリア設定システムであって、前記作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体の上部に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に回動可能に取り付けられたアタッチメントと、を有し、前記上部旋回体が第１の方向を向いた際に、前記アタッチメントの先端が位置する第１ポイントを通り、前記作業機械を上方から見た平面視において前記アタッチメントの長手方向に平行な第１の直線を設定する第１設定手段と、前記上部旋回体が前記第１の方向とは異なる第２の方向を向いた際に、前記アタッチメントの先端が位置する第２ポイントを通り、前記作業機械を上方から見た平面視において前記アタッチメントの長手方向に平行な第２の直線を設定する第２設定手段と、前記作業機械を上方から見た平面視において、前記第１の直線と前記第２の直線とで挟まれた領域を前記作業エリアに設定するエリア設定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によると、作業機械を上方から見た平面視において、第１の直線と第２の直線とで挟まれた領域が作業エリアに設定される。作業機械は、例えば、上部旋回体を旋回させることで、アタッチメントの先端の位置を変えながら、繰り返し作業を行う。上部旋回体が第１の方向を向いたときに設定される第１の直線と、上部旋回体が第２の方向を向いたときに設定される第２の直線と、を用いて作業エリアを設定することで、繰り返し作業の流れの中で、作業エリアを設定することができる。よって、作業エリアを設定する際に、作業エリアを設定する目的だけの特別な動作を作業機械に行わせる必要がない。また、作業エリアを設定する際に、例えば、長方形を算出するといった、特別な演算を行う必要がない。これにより、作業エリアを容易に設定することができる。

また、作業エリアの境界である第１の直線および第２の直線は、アタッチメントの長手方向に平行であるため、上部旋回体を旋回させなくても、アタッチメントの先端を作業エリアの境界に沿って移動させることができる。よって、アタッチメントの先端が作業エリアからはみ出さないように、上部旋回体を旋回させながら掘削や排土を行うといった複雑な動作を作業機械に行わせるのを抑制することができる。また、上部旋回体を旋回させなくても、アタッチメントの先端を作業エリアの境界に沿って移動させることができるので、作業エリア内で作業のやり残し（例えば土の掘り残しなど）が生じるのを抑制することができる。

作業機械の側面図である。 作業エリア設定システムの回路図である。 作業機械の上面図であり、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが同一円周上に位置している場合の作業エリアを示す図である。 作業機械の上面図であり、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが同一円周上にない場合の作業エリアを示す図である。 作業機械の上面図であり、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが同一円周上にない場合の別の作業エリアを示す図である。 作業機械の上面図であり、長方形の作業エリアを設定した状態を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（作業機械の構成）
本発明の実施形態による作業エリア設定システムは、作業機械の作業エリアを設定するものである。作業機械２０の側面図である図１に示すように、本実施形態の作業エリア設定システム１は、作業機械２０に設けられている。

作業機械２０は、アタッチメント３０で作業を行う機械であり、例えば油圧ショベルである。作業機械２０は、下部走行体２１と上部旋回体２２とを備えた機械本体２５と、アタッチメント３０と、シリンダ４０と、を有している。

下部走行体２１は、作業機械２０を走行させる部分であり、例えばクローラを備える。上部旋回体２２は、下部走行体２１の上部に旋回装置２４を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体２２の前部には、キャブ（運転室）２３が設けられている。

アタッチメント３０は、上下方向に回動可能に上部旋回体２２に取り付けられる。アタッチメント３０は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、を備える。ブーム３１は、上下方向に回動可能（起伏可能）に上部旋回体２２に取り付けられる。アーム３２は、上下方向に回動可能にブーム３１に取り付けられる。バケット３３は、前後方向に回動可能にアーム３２に取り付けられる。バケット３３は、アタッチメント３０の先端部である先端アタッチメントであり、土砂の、掘削、均し、すくい、などの作業を行う部分である。なお、バケット３３が保持する作業対象物は、土砂に限定されず、石でもよく、廃棄物（産業廃棄物など）でもよい。また、先端アタッチメントは、バケット３３に限られず、グラップルやリフティングマグネット等であってもよい。

シリンダ４０は、アタッチメント３０を油圧で回動させることが可能である。シリンダ４０は、油圧式の伸縮シリンダである。シリンダ４０は、ブームシリンダ４１と、アームシリンダ４２と、バケットシリンダ４３と、を備える。

ブームシリンダ４１は、上部旋回体２２に対してブーム３１を回動させる。ブームシリンダ４１の基端部は、上部旋回体２２に回動可能に取り付けられる。ブームシリンダ４１の先端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。

アームシリンダ４２は、ブーム３１に対してアーム３２を回動させる。アームシリンダ４２の基端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。アームシリンダ４２の先端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。

バケットシリンダ４３は、アーム３２に対してバケット３３を回動させる。バケットシリンダ４３の基端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。バケットシリンダ４３の先端部は、バケット３３に回動可能に取り付けられたリンク部材３４に、回動可能に取り付けられる。

また、作業機械２０は、角度センサ５２と、傾斜角センサ６０と、を有している。

角度センサ５２は、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度を検出する。角度センサ５２は、例えば、エンコーダ、レゾルバ、又は、ジャイロセンサである。本実施形態では、上部旋回体２２の前方が下部走行体２１の前方と一致するときの上部旋回体２２の旋回角度を０°としている。

傾斜角センサ６０は、アタッチメント３０の姿勢を検出する。傾斜角センサ６０は、ブーム傾斜角センサ６１と、アーム傾斜角センサ６２と、バケット傾斜角センサ６３と、を備える。

ブーム傾斜角センサ６１は、ブーム３１に取り付けられ、ブーム３１の姿勢を検出する。ブーム傾斜角センサ６１は、水平線に対するブーム３１の傾斜角度を取得するセンサであり、例えば傾斜（加速度）センサ等である。なお、ブーム傾斜角センサ６１は、ブームフットピン（ブーム基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、ブームシリンダ４１のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。

アーム傾斜角センサ６２は、アーム３２に取り付けられ、アーム３２の姿勢を検出する。アーム傾斜角センサ６２は、水平線に対するアーム３２の傾斜角度を取得するセンサであり、例えば傾斜（加速度）センサ等である。なお、アーム傾斜角センサ６２は、アーム連結ピン（アーム基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、アームシリンダ４２のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。

バケット傾斜角センサ６３は、リンク部材３４に取り付けられ、バケット３３の姿勢を検出する。バケット傾斜角センサ６３は、水平線に対するバケット３３の傾斜角度を取得するセンサであり、例えば傾斜（加速度）センサ等である。なお、バケット傾斜角センサ６３は、バケット連結ピン（バケット基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、バケットシリンダ４３のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。

（作業エリア設定システムの回路構成）
作業エリア設定システム１の回路図である図２に示すように、作業機械２０は、コントローラ１１と、記憶装置１３と、を有している。

コントローラ１１には、角度センサ５２が検出した、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度（姿勢）に関する情報が入力される。また、コントローラ１１には、ブーム傾斜角センサ６１が検出した、ブーム３１の姿勢に関する情報が入力される。また、コントローラ１１には、アーム傾斜角センサ６２が検出した、アーム３２の姿勢に関する情報が入力される。また、コントローラ１１には、バケット傾斜角センサ６３が検出した、バケット３３の姿勢に関する情報が入力される。

作業機械２０が自動運転される場合に、コントローラ１１は、作業機械２０を自動制御する。コントローラ１１は、繰り返し作業を上部旋回体２２およびアタッチメント３０が行うように、上部旋回体２２およびアタッチメント３０を制御する。コントローラ１１は、角度センサ５２および傾斜角センサ６０の検出値に基づいて、旋回装置２４およびアタッチメント３０を自動で動作させる。本実施の形態において、繰り返し作業は、土砂を掘削して排土する作業である。

記憶装置１３は、後述する第１ポイントＡおよび第２ポイントＢの座標などを記憶する。

作業機械２０の上面図である図３に示すように、コントローラ（第１設定手段）１１は、第１の直線２を設定する。第１の直線２は、上部旋回体２２が第１の方向（図中上斜め方向）を向いた際に、バケット３３の先端が位置する第１ポイントＡを通り、作業機械２０を上方から見た平面視においてアタッチメント３０の長手方向に平行な直線である。

また、図３に示すように、コントローラ（第２設定手段）１１は、第２の直線３を設定する。第２の直線３は、上部旋回体２２が第１の方向とは異なる第２の方向（図中下斜め方向）を向いた際に、バケット３３の先端が位置する第２ポイントＢを通り、作業機械２０を上方から見た平面視においてアタッチメント３０の長手方向に平行な直線である。

ここで、アタッチメント３０の長手方向に平行な直線は、アタッチメント３０の長手方向および鉛直方向にそれぞれ直交する幅方向に見て、アタッチメント３０の幅方向の中央を通る直線であってもよいし、幅方向の端を通る直線、つまり、アタッチメント３０の側面に沿った直線であってもよい。

コントローラ（座標算出手段）１１は、第１の直線２を設定する際に、第１ポイントＡの座標を求める。また、コントローラ（座標算出手段）１１は、第２の直線３を設定する際に、第２ポイントＢの座標を求める。コントローラ１１は、第１ポイントＡおよび第２ポイントＢの各々に対して、上部旋回体２２の前後方向の座標、下部走行体２１の上下方向の座標、および、上部旋回体２２の旋回方向の座標を求める。

第１ポイントＡおよび第２ポイントＢの座標のうち、上部旋回体２２の前後方向の座標、および、下部走行体２１の上下方向の座標は、例えば、アタッチメント３０の姿勢から算出することができる。アタッチメント３０の姿勢は、ブーム傾斜角センサ６１、アーム傾斜角センサ６２、および、バケット傾斜角センサ６３の各々が検出した情報から求まる。第１ポイントＡおよび第２ポイントＢの座標のうち、上部旋回体２２の旋回方向の座標は、例えば、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の姿勢から算出することができる。下部走行体２１に対する上部旋回体２２の姿勢は、角度センサ５２が検出した情報から求まる。

このように、例えば作業現場を基準とした座標を用いて位置情報を演算する場合などに比べて、複雑な演算を行うことなく、第１ポイントＡの座標、および、第２ポイントＢの座標を算出することができる。

図３に示すように、第１ポイントＡと第２ポイントＢとの間であって、上部旋回体２２の前方には、土砂山７０が位置している。つまり、第１ポイントＡと第２ポイントＢとは、土砂山７０を挟むようにして設定される。

本実施形態では、第１ポイントＡにバケット３３の先端が位置するアタッチメント３０を動作させることで、土砂山７０から土砂を掘削することが可能である。同様に、第２ポイントＢにバケット３３の先端が位置するアタッチメント３０を動作させることで、土砂山７０から土砂を掘削することが可能である。

なお、第１ポイントＡおよび第２ポイントＢは、土砂山７０から大きく外れた位置であってもよい。つまり、これらポイントＡ，Ｂにバケット３３の先端が位置するアタッチメント３０を動作させても、土砂山７０から土砂を掘削することができなくてもよい。

コントローラ（エリア設定手段）１１は、作業機械２０を上方から見た平面視において、第１の直線２と第２の直線３とで挟まれた領域を作業エリア８０に設定する。

本実施形態では、第１の直線２および第２の直線３を設定する際に、実際に掘削動作が行われる。この掘削動作は、作業エリア８０を設定する目的だけの特別な動作ではない。よって、作業エリア８０を設定する際に、作業エリア８０を設定する目的だけの特別な動作を作業機械２０に行わせる必要がない。また、作業エリア８０を設定する際に、例えば、長方形を算出するといった、特別な演算を行う必要がない。これにより、作業エリア８０を容易に設定することができる。

なお、実際に掘削動作を行うのではなく、ティーチングなどによって、第１ポイントＡおよび第２ポイントＢを教示することで、第１の直線２および第２の直線３を設定してもよい。また、作業機械２０や作業機械２０の周囲にカメラを設置し、カメラが撮像した画像に基づいて、第１ポイントＡおよび第２ポイントＢを設定することで、第１の直線２および第２の直線３を設定してもよい。また、数値入力によって第１ポイントＡおよび第２ポイントＢを設定することで、第１の直線２および第２の直線３を設定してもよい。

作業エリア８０の境界である第１の直線２および第２の直線３は、アタッチメント３０の長手方向に平行であるため、上部旋回体２２を旋回させなくても、バケット３３の先端を作業エリア８０の境界に沿って移動させることができる。よって、バケット３３の先端が作業エリア８０からはみ出さないように、上部旋回体２２を旋回させながら掘削や排土を行うといった複雑な動作を作業機械２０に行わせるのを抑制することができる。また、上部旋回体２２を旋回させなくても、バケット３３の先端を作業エリア８０の境界に沿って移動させることができるので、作業エリア８０内で作業のやり残し（例えば土の掘り残しなど）が生じるのを抑制することができる。

図３に示すように、第１ポイントＡと第２ポイントＢとは、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回中心を中心とする同一円周上に位置している。この場合に、コントローラ（第１エリア設定手段）１１は、作業機械２０を上方から見た平面視において、この円周に沿って第１ポイントＡと第２ポイントＢとを繋ぐ円弧８１を、作業エリア８０の境界に設定する。

ここで、作業機械２０を側方から見た平面視において、第１ポイントＡの高さと第２ポイントＢの高さとが、同一でなくてもよい。円弧８１は、作業機械２０を側方から見た平面視において、第１ポイントＡと第２ポイントＢとを滑らかに繋いでいる。

円弧８１を作業エリア８０の境界に設定した場合、以下の効果を奏する。バケット３３の先端が最も奥側に配置されるときのバケット３３の先端の前後方向における位置を一定とし、上部旋回体２２を旋回させてバケット３３の先端の位置を変えながら、繰り返し作業を行う場合、作業エリア８０の奥側部分において、作業エリア８０の境界に沿って作業を行うことができる。この場合、繰り返し作業の進行に伴って、最も奥側におけるバケット３３の先端の位置を設定し直すという複雑な演算を行う必要がない。また、この場合、作業エリア８０の奥側部分で作業のやり残し（例えば土の掘り残しなど）が生じるのを抑制することができる。

一方、作業機械２０の上面図である図４に示すように、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回中心を中心とする同一円周上にない場合には、コントローラ（第２エリア設定手段）１１は、作業機械２０を上方から見た平面視において、第１ポイントＡと第２ポイントＢとを滑らかに繋ぐ弧状の曲線８２を、作業エリア８０の境界に設定する。図４では、第１ポイントＡを通る円の半径の方が、第２ポイントＢを通る円の半径よりも大きい。

ここで、作業機械２０を側方から見た平面視において、第１ポイントＡの高さと第２ポイントＢの高さとが、同一でなくてもよい。弧状の曲線８２は、作業機械２０を側方から見た平面視において、第１ポイントＡと第２ポイントＢとを滑らかに繋いでいる。

弧状の曲線８２は、例えば、以下のようにして設定される。図４に示すように、第１ポイントＡにバケット３３の先端が位置するときのアタッチメント３０の長さをｒとし、第２ポイントＢにバケット３３の先端が位置するときのアタッチメント３０の長さを（ｒ－ａ）とする。また、第１ポイントＡから第２ポイントＢまでの上部旋回体２２の旋回角度をθ_maxとする。そして、第１ポイントＡから角度θ旋回したときのバケット３３の先端の位置Ｒを、Ｒ＝ｒ＋θ／θ_max×（－ａ）とする。これにより、第１ポイントＡと第２ポイントＢとを滑らかに繋ぐ曲線８２が設定される。

曲線８２を作業エリア８０の境界に設定した場合、以下の効果を奏する。上部旋回体２２を旋回させてバケット３３の先端の位置を変えながら、繰り返し作業を行う場合、バケット３３の先端が最も奥側に配置されるときのバケット３３の先端の前後方向における位置を、各繰り返し作業で、同じまたは略同じ位置にすることができる。よって、作業機械２０の繰り返し作業を見た作業者に違和感を与えることを抑制することができる。

ここで、作業機械２０の上面図である図５に示すように、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回中心を中心とする同一円周上にない場合には、コントローラ１１は、以下のようにして、作業エリア８０の境界を設定してもよい。まず、コントローラ１１は、第１ポイントＡと第２ポイントＢとの間に位置する第３ポイントＣを設定する。

第３ポイントＣは、実際に掘削作業が行われることで設定されてもよいし、ティーチングなどによって設定されてもよい。また、第３ポイントＣは、上部旋回体２２の旋回方向において、第１ポイントＡと第２ポイントＢとの中間に位置していてもよいし、第１ポイントＡと第２ポイントＢとの中間よりも第１ポイントＡ寄りや第２ポイントＢ寄りに位置してもよい。

次に、コントローラ（第３エリア設定手段）１１は、作業機械２０を上方から見た平面視において、第３ポイントＣよりも第１ポイントＡ側では、第１ポイントＡの位置に基づいて、作業エリア８０の境界を設定する。具体的には、第３ポイントＣよりも第１ポイントＡ側では、第１の直線２を半径とし、第１ポイントＡを通る円の円周に沿って、作業エリア８０の境界を設定する。

一方、コントローラ（第３エリア設定手段）１１は、作業機械２０を上方から見た平面視において、第３ポイントＣよりも第２ポイントＢ側では、第２ポイントＢの位置に基づいて、作業エリア８０の境界を設定する。具体的には、第３ポイントＣよりも第２ポイントＢ側では、第２の直線３を半径とし、第２ポイントＢを通る円の円周に沿って、作業エリア８０の境界を設定する。

ここで、作業機械２０を側方から見た平面視において、第１ポイントＡの高さと第２ポイントＢの高さとが、同一でなくてもよい。コントローラ１１は、作業機械２０を側方から見た平面視において、第３ポイントＣよりも第１ポイントＡ側では、第１ポイントＡの高さに基づいて、作業エリア８０の境界を設定し、第３ポイントＣよりも第２ポイントＢ側では、第２ポイントＢの高さに基づいて、作業エリア８０の境界を設定する。

このような設定方法によれば、第３ポイントＣを境として、第１ポイントＡ側と第２ポイントＢ側とで異なる境界を設定することができる。よって、作業機械２０の周囲の状況が第１ポイントＡ側と第２ポイントＢ側とで異なる場合でも、作業機械２０の周囲の状況に応じた適切な作業エリア８０を設定しやすい。

例えば、図５に示すように、第２ポイントＢに対して作業機械２０とは反対側に、柱などの障害物９０が存在する場合を考える。この場合、この障害物９０を避けるように第２ポイントＢを設定すると、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが同一円周上にない結果となる。このような場合に、第２ポイントの位置に基づいて作業エリア８０の境界を設定することで、この障害物９０を避けながら、作業機械２０に繰り返し作業を行わせることができる。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る作業エリア設定システム１によれば、作業機械２０を上方から見た平面視において、第１の直線２と第２の直線３とで挟まれた領域が作業エリア８０に設定される。作業機械２０は、例えば、上部旋回体２２を旋回させることで、バケット３３の先端の位置を変えながら、繰り返し作業を行う。上部旋回体２２が第１の方向を向いたときに設定される第１の直線２と、上部旋回体２２が第２の方向を向いたときに設定される第２の直線３と、を用いて作業エリア８０を設定することで、繰り返し作業の流れの中で、作業エリア８０を設定することができる。よって、作業エリア８０を設定する際に、作業エリア８０を設定する目的だけの特別な動作を作業機械２０に行わせる必要がない。また、作業エリア８０を設定する際に、例えば、長方形を算出するといった、特別な演算を行う必要がない。これにより、作業エリア８０を容易に設定することができる。

また、作業エリア８０の境界である第１の直線２および第２の直線３は、アタッチメント３０の長手方向に平行であるため、上部旋回体２２を旋回させなくても、バケット３３の先端を作業エリア８０の境界に沿って移動させることができる。よって、バケット３３の先端が作業エリア８０からはみ出さないように、上部旋回体２２を旋回させながら掘削や排土を行うといった複雑な動作を作業機械２０に行わせるのを抑制することができる。また、上部旋回体２２を旋回させなくても、バケット３３の先端を作業エリア８０の境界に沿って移動させることができるので、作業エリア８０内で作業のやり残し（例えば土の掘り残しなど）が生じるのを抑制することができる。

また、作業機械２０を上方から見た平面視において、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回中心を中心とする同一円周上に位置する場合に、この円周に沿って第１ポイントＡと第２ポイントＢとを繋ぐ円弧８１が、作業エリア８０の境界に設定される。バケット３３の先端が最も奥側に配置されるときのバケット３３の先端の前後方向における位置を一定とし、上部旋回体２２を旋回させてバケット３３の先端の位置を変えながら、繰り返し作業を行う場合、作業エリア８０の奥側部分において、作業エリア８０の境界に沿って作業を行うことができる。この場合、繰り返し作業の進行に伴って、最も奥側におけるバケット３３の先端の位置を設定し直すという複雑な演算を行う必要がない。また、この場合、作業エリア８０の奥側部分で作業のやり残し（例えば土の掘り残しなど）が生じるのを抑制することができる。

また、作業機械２０を上方から見た平面視において、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回中心を中心とする同一円周上にない場合に、第１ポイントＡと第２ポイントＢとを滑らかに繋ぐ弧状の曲線８２が、作業エリア８０の境界に設定される。上部旋回体２２を旋回させてバケット３３の先端の位置を変えながら、繰り返し作業を行う場合、バケット３３の先端が最も奥側に配置されるときのバケット３３の先端の前後方向における位置を、各繰り返し作業で、同じまたは略同じ位置にすることができる。よって、作業機械２０の繰り返し作業を見た作業者に違和感を与えることを抑制することができる。

また、作業機械２０を上方から見た平面視において、第１ポイントＡと第２ポイントＢとが、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回中心を中心とする同一円周上にない場合に、第１ポイントＡと第２ポイントＢとの間に位置する第３ポイントＣよりも第１ポイントＡ側では、第１ポイントＡの位置に基づいて、作業エリア８０の境界が設定され、第３ポイントＣよりも第２ポイントＢ側では、第２ポイントＢの位置に基づいて、作業エリア８０の境界が設定される。第３ポイントＣを境として、第１ポイントＡ側と第２ポイントＢ側とで異なる境界を設定することができる。よって、作業機械２０の周囲の状況が第１ポイントＡ側と第２ポイントＢ側とで異なる場合でも、作業機械２０の周囲の状況に応じた適切な作業エリア８０を設定しやすい。例えば、第２ポイントＢに対して作業機械２０とは反対側に障害物９０などがある場合に、第２ポイントＢの位置に基づいて作業エリア８０の境界を設定することで、この障害物９０を避けながら、作業機械２０に繰り返し作業を行わせることができる。

また、第１ポイントＡおよび第２ポイントＢの各々に対して、上部旋回体２２の前後方向の座標、下部走行体２１の上下方向の座標、および、上部旋回体２２の旋回方向の座標が算出される。第１ポイントＡおよび第２ポイントＢの座標のうち、上部旋回体２２の前後方向の座標、および、下部走行体２１の上下方向の座標は、例えば、アタッチメント３０の姿勢から算出することができる。第１ポイントＡおよび第２ポイントＢの座標のうち、上部旋回体２２の旋回方向の座標は、例えば、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の姿勢から算出することができる。よって、例えば作業現場を基準とした座標を用いて位置情報を演算する場合などに比べて、複雑な演算を行うことなく、第１ポイントＡの座標、および、第２ポイントＢの座標を算出することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 作業エリア設定システム
２ 第１の直線
３ 第２の直線
１１ コントローラ（第１設定手段、第２設定手段、エリア設定手段、第１エリア設定手段、第２エリア設定手段、第３エリア設定手段、座標算出手段）
１３ 記憶装置
２０ 作業機械
２１ 下部走行体
２２ 上部旋回体
２３ キャブ
２４ 旋回装置
２５ 機械本体
３０ アタッチメント
３１ ブーム
３２ アーム
３３ バケット
３４ リンク部材
４０ シリンダ
４１ ブームシリンダ
４２ アームシリンダ
４３ バケットシリンダ
５２ 角度センサ
６０ 傾斜角センサ
６１ ブーム傾斜角センサ
６２ アーム傾斜角センサ
６３ バケット傾斜角センサ
７０，７５ 土砂山
８０，８５ 作業エリア
８１ 円弧
８２ 曲線
９０ 障害物

Claims (5)

1. 作業機械が作業する作業エリアを設定する作業エリア設定システムであって、
   前記作業機械は、
   下部走行体と、
   前記下部走行体の上部に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
   前記上部旋回体に回動可能に取り付けられたアタッチメントと、
   を有し、
   前記上部旋回体が第１の方向を向いた際に、前記アタッチメントの先端が位置する第１ポイントを通り、前記作業機械を上方から見た平面視において前記アタッチメントの長手方向に平行な第１の直線を設定する第１設定手段と、
   前記上部旋回体が前記第１の方向とは異なる第２の方向を向いた際に、前記アタッチメントの先端が位置する第２ポイントを通り、前記作業機械を上方から見た平面視において前記アタッチメントの長手方向に平行な第２の直線を設定する第２設定手段と、
   前記作業機械を上方から見た平面視において、前記第１の直線と前記第２の直線とで挟まれた領域を前記作業エリアに設定するエリア設定手段と、
   を有することを特徴とする作業エリア設定システム。
2. 前記エリア設定手段は、前記作業機械を上方から見た平面視において、前記第１ポイントと前記第２ポイントとが、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回中心を中心とする同一円周上に位置する場合に、前記作業エリアを設定する第１エリア設定手段を有し、
   前記第１エリア設定手段は、前記作業機械を上方から見た平面視において、前記円周に沿って前記第１ポイントと前記第２ポイントとを繋ぐ円弧を、前記作業エリアの境界に設定することを特徴とする請求項１に記載の作業エリア設定システム。
3. 前記エリア設定手段は、前記作業機械を上方から見た平面視において、前記第１ポイントと前記第２ポイントとが、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回中心を中心とする同一円周上にない場合に、前記作業エリアを設定する第２エリア設定手段を有し、
   前記第２エリア設定手段は、前記作業機械を上方から見た平面視において、前記第１ポイントと前記第２ポイントとを滑らかに繋ぐ弧状の曲線を、前記作業エリアの境界に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業エリア設定システム。
4. 前記エリア設定手段は、前記作業機械を上方から見た平面視において、前記第１ポイントと前記第２ポイントとが、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回中心を中心とする同一円周上にない場合に、前記作業エリアを設定する第３エリア設定手段を有し、
   前記第３エリア設定手段は、前記作業機械を上方から見た平面視において、前記第１ポイントと前記第２ポイントとの間に位置する第３ポイントよりも前記第１ポイント側では、前記第１ポイントの位置に基づいて、前記作業エリアの境界を設定し、前記第３ポイントよりも前記第２ポイント側では、前記第２ポイントの位置に基づいて、前記作業エリアの境界を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業エリア設定システム。
5. 前記第１ポイントおよび前記第２ポイントの座標を求める座標算出手段を有し、
   前記座標算出手段は、前記第１ポイントおよび前記第２ポイントの各々に対して、前記上部旋回体の前後方向の座標、前記下部走行体の上下方向の座標、および、前記上部旋回体の旋回方向の座標を求めることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の作業エリア設定システム。

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