JP2024049143A - 進入領域管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】種々の作業機械に対して安全が確保された進入領域を精度よく設定管理することが可能な作業機械の進入領域管理システムを提供する。【解決手段】油圧ショベル１の進入領域を管理する進入領域管理システムにおいて、油圧ショベル１の進入可能領域を設定するサーバ７と、サーバ７にて設定された進入可能領域を表示する管理モニタ６０および機体モニタ２２１と、を備え、サーバ７は、施工管理システムＰから送信された施工現場の地形データおよび施工データと、天候情報提供システムＱから送信された施工現場の天候データと、を取得し、油圧ショベル１の進入予定領域の傾斜角、施工履歴情報、および降水量履歴情報に基づいて、進入予定領域における複数の地点の地盤の安定度を算出し、算出した複数の地盤安定度に基づいて進入可能領域を設定し、設定した進入可能領域を表示するための信号を管理モニタ６０および機体モニタ２２１に対してそれぞれ出力する。【選択図】図９

Description

本発明は、作業機械の進入領域を管理する進入領域管理システムに関する。

作業装置を備えた作業機械は、不整地や傾斜地で用いられることも多く、例えば、地盤の緩い傾斜地や法肩などで作業を行っている場合には、地崩れが発生して作業機械が転倒する可能性がある。そのため、作業機械の転倒を防止する措置は非常に重要となる。

例えば、特許文献１には、作業装置の姿勢に基づいて作業機械の重心を算出する重心算出部と、安全領域と安全領域を取り囲む警戒領域とを設定する領域設定部と、作業機械の重心が警戒領域に位置する場合に転倒の危険性を報知するための警告および作業装置の動作の制限といった転倒防止制御を行う転倒防止制御部と、作業機械の周囲の地面情報に基づいて崩落の危険性のある崩落危険領域を特定する領域特定部と、を備えた作業機械の転倒防止装置が開示されている。

特許第６８２４８３０号公報

特許文献１に記載の作業機械の転倒防止装置は、作業機械の重心が警戒領域に位置しない場合、すなわち作業機械の重心が安全領域に位置している場合には転倒防止制御を行わない。しかしながら、作業機械の重心が安全領域に位置している場合であっても、作業機械が位置している場所およびその周辺の地形や地面に含まれる含水量、ならびに、作業機械の大きさや作業機械が行う施工内容などによっては、作業機械が転倒する可能性がある。

そこで、本発明の目的は、種々の作業機械に対して安全が確保された進入領域を精度よく設定管理することが可能な作業機械の進入領域管理システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、作業機械の進入領域を管理する進入領域管理システムにおいて、前記作業機械が進入することが可能な進入可能領域を設定するサーバと、前記サーバにて設定された前記進入可能領域を表示する表示装置と、を備え、前記サーバは、前記作業機械が用いられる施工現場の状況を管理する施工管理システムから送信された前記施工現場の地形データおよび施工データと、天候情報を提供する天候情報提供システムから送信された前記施工現場の天候データと、を取得し、取得した前記地形データに含まれる前記作業機械の進入予定領域の傾斜角と、取得した前記施工データに含まれる施工履歴情報と、取得した前記天候データに含まれる前記進入予定領域の降水量履歴情報と、に基づいて、前記進入予定領域における複数の地点の地盤の安定度をそれぞれ算出し、算出した複数の前記安定度に基づいて前記進入可能領域を設定し、設定した前記進入可能領域を表示するための表示信号を前記表示装置に対して出力することを特徴とする。

本発明によれば、種々の作業機械に対して安全が確保された進入領域を精度よく設定管理することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

油圧ショベルの一構成例を示す外観側面図である。 油圧ショベルの作業場所の一例を模式的に示す模式図である。 第１実施形態に係る進入領域管理システムの一構成例を示すシステム構成図である。 管理モニタおよび機体モニタのそれぞれにおける進入可能領域の表示例を示す図である。 管理モニタおよび機体モニタのそれぞれにおける進入可能領域の他の表示例を示す図である。 第１実施形態に係るサーバが有する機能を示す機能ブロック図である。 油圧ショベルの進入予定領域における地盤安定度マップの一例である。 油圧ショベルの進入予定領域における地盤安定度マップの他の例である。 第１実施形態に係るサーバで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係るサーバおよび機体コントローラがそれぞれ有する機能を示す機能ブロック図である。 第２実施形態に係る機体コントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

以下では、本発明の各実施形態に係る進入領域管理システムが適用される作業機械として、クローラ式の油圧ショベルを例に挙げて説明する。

＜油圧ショベル１の構成＞
まず、油圧ショベル１の全体構成について図１を参照して説明する。

油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の走行体１１と、走行体１１の上方に旋回可能に設けられた旋回体１２と、旋回体１２に取り付けられて掘削や整地などの作業を行う油圧駆動式の作業装置１３と、を備えている。

走行体１１は、機体の進行方向に延びる一対のクローラ１１１と、一対のクローラ１１１を駆動する一対の走行モータ１１２と、を備え、一対の走行モータ１１２の駆動力により一対のクローラ１１１を地面に接触させた状態で回転させることで機体を移動させる。一対の走行モータ１１２は、一対のクローラ１１１のそれぞれに対応して走行体１１に搭載され、互いに独立して駆動することで一対のクローラ１１１をそれぞれ独立して正逆回転させることができる。なお、図１では、一対のクローラ１１１および一対の走行モータ１１２のうち、一方のクローラ１１１および走行モータ１１２のみを示している。

旋回体１２は、ベースフレームである旋回フレーム２１と、オペレータが搭乗する運転室２２と、油圧ショベル１が傾倒しないように作業装置１３とのバランスを保つカウンタウェイト２３と、油圧ショベル１を駆動するための各種機器類を内部に収容する機械室２４と、を備える。運転室２２内には、油圧ショベル１の状態などを表示する機体モニタ２２１が運転席２２２の前側に設けられている。

旋回フレーム２１上において、運転室２２は前部に、カウンタウェイト２３は後端部に、機械室２４は運転室２２とカウンタウェイト２３との間に、それぞれ載置されている。また、旋回フレーム２１の前部における運転室２２の一側には、作業装置１３が取り付けられている。

作業装置１３は、基端部が旋回フレーム２１に回動可能に取り付けられたブーム３１と、ブーム３１の先端部に回動可能に取り付けられたアーム３２と、アーム３２の先端部に回動可能に取り付けられたバケット３３と、を備える。

ブーム３１は、ブームシリンダ３１Ａにより駆動される。ブームシリンダ３１Ａは、一端側が旋回フレーム２１に、他端側がブーム３１に、それぞれ接続され、作動油の流出入によりロッドが伸縮することでブーム３１を旋回体１２に対して上下方向に回動（俯仰）させる。

アーム３２は、アームシリンダ３２Ａにより駆動される。アームシリンダ３２Ａは、一端側がブーム３１に、他端側がアーム３２に、それぞれ接続され、作動油の流出入によりロッドが伸縮することでアーム３２をブーム３１に対して前後方向に回動させる。

バケット３３は、バケットシリンダ３３Ａにより駆動される。バケットシリンダ３３Ａは、一端側がアーム３２に、他端側がバケット３３に、それぞれ接続され、作動油の流出入によりロッドが伸縮することでバケット３３をアーム３２に対して前後方向に回動させる。

バケット３３は、土砂などの荷を掬い上げて所定の位置に荷を下ろしたり、地面を平らに均したりする作業具である。なお、このバケット３３は、例えば、木材や岩石、廃棄物などを掴むグラップルや、岩盤を掘削するブレーカといった各種のアタッチメントに変更することが可能であり、これにより、油圧ショベル１は、作業内容に適したアタッチメントを用いて、掘削や破砕などを含む様々な作業を行うことができる。

＜油圧ショベル１の作業場所Ｘ＞
次に、油圧ショベル１の作業場所Ｘについて、図２を参照して説明する。

図２は、油圧ショベル１の作業場所の一例を模式的に示す模式図である。

油圧ショベル１は、建築現場や露天掘り鉱山などの多種多様な現場の作業に用いられる。例えば、図２に示す作業場所Ｘは、第１領域１０１および第４領域１０４は水平面であり、第２領域１０２および第３領域１０３は傾斜面である。

油圧ショベル１は、第１領域１０１や第４領域１０４で作業を行う場合には、安定した姿勢で走行したり作業装置１３を動作させたりすることができる。一方、油圧ショベル１は、第２領域１０２や第３領域１０３で作業を行う場合には、機体が傾いた状態、すなわち不安定な姿勢で走行したり作業装置１３を動作させたりすることになる。

したがって、第２領域１０２および第３領域１０３は、第１領域１０１および第４領域１０４よりも地盤の安定度（以下、「地盤安定度」とする）が低いといえる。そのため、油圧ショベル１は、場合により、第１領域１０１および第４領域１０４に進入することはできるが、第２領域１０２および第３領域１０３に進入することができない。

さらに、図２に示すように、第３領域１０３は、第２領域１０２よりも傾斜角が大きく、地盤安定度が第２領域１０２の地盤安定度よりも低くなっている。そのため、油圧ショベル１は、場合により、第２領域１０２に進入することはできるが、第３領域１０３に進入することができない。

なお、第１領域１０１および第４領域１０４は、常に、地盤安定度が高く、油圧ショベル１の進入可能領域となるわけではない。例えば、作業場所Ｘに雨や雪が降り、第１領域１０１や第４領域１０４に含まれる水分量（以下、「含水量」とする）が多くなれば、地盤が緩くなって地盤安定度が低くなり、油圧ショベル１が進入することができない場合もある。

また、第１領域１０１および第４領域１０４の地質によっても、地盤安定度は異なる。例えば、第１領域１０１の地質がサラサラとした砂質で、第４領域１０４の地質が粘性の高い粘土質であるような場合には、第４領域１０４の方が第１領域１０１よりも地盤が固く地盤安定度は高くなる。よって、油圧ショベル１は、第４領域１０４に進入することはできるが、第１領域１０１に進入することができない場合もある。

さらに、地盤安定度は、油圧ショベル１の仕様や作業内容によって異なってくる。例えば、油圧ショベル１が、小型であるか大型であるかにより、接地面に掛かる荷重が変わってくる。そのため、小型の油圧ショベル１の場合と大型の油圧ショベル１の場合とでは、同一領域であっても地盤安定度が異なってくる。仮に、油圧ショベル１が第１領域１０１に進入する予定であるとき、小型の場合には進入することができても、大型の場合には進入することができないこともある。

また、例えば、油圧ショベル１が第１領域１０１で締固め作業を行う場合、締固め作業の実施前後や作業装置１３の動作内容により、第１領域１０１内の地面の状況が変わってくる。そのため、油圧ショベル１は、第１領域１０１内であっても、締固め作業が行われていない部分については進入することができない場合でも、締固め作業が行われた後の部分については地盤安定度が高くなって進入することができる場合もある。

このように、作業場所Ｘにおける油圧ショベル１の進入可否は、作業場所Ｘ内の各地点や各領域の傾斜角、含水量、地質、および油圧ショベル１による作業（例えば、締固め作業など）の実行の有無や施工の進捗状況を含む施工履歴情報などに基づいて算出される地盤安定度に基づいて決まる。以下、油圧ショベル１の進入領域を管理する進入領域管理システムについて実施形態ごとに説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る進入領域管理システム４について、図３～９を参照して説明する。

（進入領域管理システム４のシステム構成）
まず、進入領域管理システム４の全体のシステム構成について、図３～５を参照して説明する。

図３は、第１実施形態に係る進入領域管理システム４の一構成例を示すシステム構成図である。

進入領域管理システム４は、主に、油圧ショベル１に搭載された機体コントローラ５と、前述の機体モニタ２２１と、油圧ショベル１を管理する管理センター６に設置されたサーバ７と、管理センター６に設置された管理モニタ６０と、によって構成される。なお、図３に示すように、管理センター６は、一般に、複数の油圧ショベル１を一括管理しているが、これに限られず、ある特定の油圧ショベル１のみを管理しても構わない。

機体コントローラ５とサーバ７とは、例えばインターネット回線などの通信ネットワークＮを介して、直接的にまたは間接的に互いに情報通信可能に接続されている。また、サーバ７は、施工管理システムＰおよび天候情報提供システムＱにも、通信ネットワークＮを介して、直接的にまたは間接的に情報通信可能に接続されている。

施工管理システムＰは、油圧ショベル１が用いられる施工現場を管理監督する施工管理会社が所有するシステムであって、施工現場の状況や施工の進捗状況を管理する。また、天候情報提供システムＱは、天候情報提供サービス会社が所有するシステムであって、天候情報を提供する。

サーバ７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、入力Ｉ／Ｆ、および出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。このようなハードウェア構成を備えるサーバ７は、ＲＯＭに格納された制御プログラムや、ＨＤＤなどの記憶媒体からＲＡＭにロードされた制御プログラムおよびアプリケーションプログラムを、ＣＰＵが備える演算機能によって処理機能を実現する情報処理装置である。これら情報処理の実行によって、サーバ７における種々の機能モジュールを含むソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、上述した構成を含むハードウェア資源との組み合わせによって、サーバ７の機能を実現する機能ブロックが構成される。

サーバ７は、施工現場の地形データや地質データ、施工履歴情報を含む施工データなどを施工管理システムＰから、施工現場の天候データを天候情報提供システムＱから、それぞれ取得し、取得した各種データに基づいて、油圧ショベル１が進入することが可能な進入可能領域を設定する。

なお、この「進入可能領域」は、油圧ショベル１が安全に進入することができる領域であって、油圧ショベル１が作業装置１３を用いて掘削や整地などの作業を行うことが可能な領域のみならず、油圧ショベル１が単に停車および走行することが可能な領域も含む。

管理モニタ６０は、サーバ７に対して通信可能に接続され、サーバ７で設定された油圧ショベル１の進入可能領域などを表示する。

機体コントローラ５は、サーバ７と同様のハードウェア構成を備えており、各構成は、それぞれが備える記憶媒体に記憶されている制御プログラムおよびアプリケーションプログラムの実行によって、機体コントローラ５の機能を実現する機能ブロックが構成される。

機体コントローラ５は、主に、油圧ショベル１の走行駆動制御や作業装置１３の駆動制御を行う。また、機体コントローラ５は、油圧ショベル１の制御状態などの情報をサーバ７に送信すると共に、サーバ７から設定された油圧ショベル１の進入可能領域などの情報を取得する。

機体モニタ２２１は、機体コントローラ５に対して通信可能に接続され、機体コントローラ５から出力された表示信号にしたがって、油圧ショベル１の駆動状態やサーバ７で設定された油圧ショベル１の進入可能領域などの表示を行う。なお、機体モニタ２２１がサーバ７と直接的に通信可能な構成を備える場合には、機体コントローラ５を介することなくサーバ７から直接的に表示信号を取得することができる。

なお、本実施形態では、管理モニタ６０と機体モニタ２２１とが、サーバ７で設定された油圧ショベル１の進入可能領域を表示する表示装置に相当するが、当該表示装置は、必ずしも管理センター６および油圧ショベル１のそれぞれに設けられている必要はない。

図４は、管理モニタ６０および機体モニタ２２１のそれぞれにおける進入可能領域の表示例を示す図であるが、進入可能領域として設定された第１領域１０１および第４領域１０４は、例えば、任意の色で塗りつぶされたり、点灯したり（図４では砂地で示す）などの各種の表示方法によって表される。

図４に示す場合は、第１領域１０１および第４領域１０４が進入可能領域となり、第２領域１０２および第３領域１０３が進入可能領域外となっている。

また、図５は、管理モニタ６０および機体モニタ２２１のそれぞれにおける進入可能領域の他の表示例を示す図である。図５に示す場合は、第１領域１０１、第２領域１０２、および第４領域１０４が進入可能領域となり（図５において砂地で示す）、第３領域１０３が進入可能領域外となっている。すなわち、図５に示す場合の方が、図４に示す場合よりもサーバ７における地盤安定度の判定が緩やかになっている。

（サーバ７の機能構成）
次に、サーバ７の機能構成について、図６～８を参照して説明する。

図６は、第１実施形態に係るサーバ７が有する機能を示す機能ブロック図である。

サーバ７は、データ取得部７１と、データ抽出部７２と、地盤安定度算出部７３と、進入可能領域設定部７４と、設定領域出力部７５と、を含む。

データ取得部７１は、施工管理システムＰから送信された施工現場の地形データ、地質データ、および施工データ、ならびに、天候情報提供システムＱから送信された施工現場の天候データをそれぞれ取得する。

データ抽出部７２は、データ取得部７１で取得された地形データから、油圧ショベル１の進入予定領域内の複数の地点の傾斜角を抽出する。この傾斜角は、事前に計測されて施工管理システムＰに記憶されているデータであってもよいし、測距装置などで実際に測定された現況データであってもよい。

また、データ抽出部７２は、データ取得部７１で取得された地質データから、油圧ショベル１の進入予定領域内の複数の地点の地質を抽出する。

また、データ抽出部７２は、データ取得部７１で取得された施工データから、油圧ショベル１の施工履歴情報を抽出する。なお、データ抽出部７２で抽出される施工履歴情報は、所定期間（例えば、３～７日間など）における時系列の施工履歴であることが望ましい。

さらに、データ抽出部７２は、データ取得部７１で取得された天候データから、油圧ショベル１の進入予定領域内の複数の地点の降水量履歴情報を抽出する。なお、データ抽出部７２で抽出される降水量履歴情報は、所定期間（例えば、３～７日間など）における時系列の降水量履歴であることが望ましい。

地盤安定度算出部７３は、データ抽出部７２で抽出された、油圧ショベル１の進入予定領域内の複数の地点の傾斜角、地質、施工履歴情報、および降水量履歴情報に基づいて、当該複数の地点の地盤安定度をそれぞれ算出する。

なお、サーバ７は、データ抽出部７２が降水量履歴情報と施工履歴情報とを時系列の履歴で抽出した場合には、降水量履歴情報と施工履歴情報とを時系列で比較することができるため、地盤安定度算出部７３において油圧ショベル１の進入予定領域内の複数の地点の地盤安定度をより精度良く算出することが可能となる。

例えば、雨が降った後に油圧ショベル１が締固め作業を行った場合と、油圧ショベル１が締固め作業を行った後に雨が降った場合とでは、前者は地盤安定度が低くなり、後者は地盤安定度が高くなると考えられる。したがって、サーバ７において、単に雨が降ったというデータと油圧ショベル１が締固め作業を行ったというデータとに基づいて地盤安定度を算出した場合よりも、両データにおける時系列の前後関係を含めた情報に基づいて地盤安定度を算出した場合の方が、精度の高い算出結果を得ることができる。

本実施形態では、地盤安定度算出部７３は、図７および図８に示すような地盤安定度マップを作成する。図７は、油圧ショベル１の進入予定領域における地盤安定度マップの一例である。図８は、油圧ショベル１の進入予定領域における地盤安定度マップの他の例である。

地盤安定度マップには、油圧ショベル１の進入予定領域における傾斜角と含水量との関係が示されている。なお、地盤安定度マップに示されている含水量は、データ抽出部７２で抽出された降水量に基づいて予測されたものであって、データ抽出部７２で抽出された降水量そのものとしても良いし、降水量に対して地質などを考慮した予測量であっても良い。

図７に示す地盤安定度マップは、油圧ショベル１の進入予定領域の地質が土や粘土の場合である。このマップでは、傾斜角が高く、かつ、含水量が多いほど地盤安定度が低くなる。換言すれば、傾斜角が低く、かつ、含水量が少ないほど地盤安定度が高くなる。すなわち、この場合、地盤安定度算出部７３は、傾斜角が大きいほど、また、降水量が多いほど、地盤安定度を低く算出している。

図８に示す地盤安定度マップは、油圧ショベル１の進入予定領域の地質が砂や砂利の場合である。このマップでは、図７に示すマップとは異なり、傾斜角の高低および含水量の多少に関係なく地盤安定度は一定となる。

進入可能領域設定部７４は、地盤安定度算出部７３で算出された複数の地点の地盤安定度（地盤安定度マップ）に基づいて、油圧ショベル１の進入可能領域を設定する。具体的には、進入可能領域設定部７４は、まず、油圧ショベル１の進入予定領域の中に、地盤安定度算出部７３で算出された地盤安定度が所定の閾値よりも低い領域が存在するか否かを判定する。この「所定の閾値」とは、油圧ショベル１の安全な進入が保障された地盤安定度に相当する値である。

そして、進入可能領域設定部７４は、地盤安定度が所定の閾値よりも低い領域が存在すると判定した場合には、進入予定領域のうち、地盤安定度が所定の閾値以上である領域を進入可能領域として設定する。他方、地盤安定度が所定の閾値よりも低い領域が存在しないと判定した場合には、進入予定領域の全てを進入可能領域として設定する。

設定領域出力部７５は、進入可能領域設定部７４において設定された油圧ショベル１の進入可能領域を表示するための表示信号を管理モニタ６０に対して出力すると共に、機体コントローラ５を介して機体モニタ２２１に出力する。

（サーバ７内での処理）
次に、サーバ７内で実行される処理の流れについて、図９を参照して説明する。

図９は、第１実施形態に係るサーバ７で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

まず、データ取得部７１は、施工管理システムＰから送信された地形データ、地質データ、および施工データと、天候情報提供システムＱから送信された天候データと、を取得する（ステップＳ７０１）。

次に、データ抽出部７２は、ステップＳ７０１において取得された地形データから油圧ショベル１の進入予定領域内の複数の地点の傾斜角を、地質データから複数の地点の地質を、施工データから油圧ショベル１の施工履歴を、天候データから複数の地点の降水量履歴を、それぞれ抽出する（ステップＳ７０２）。

次に、地盤安定度算出部７３は、ステップＳ７０２において抽出された傾斜角、地質、施工履歴、および降水量履歴に基づいて、油圧ショベル１の進入予定領域内の複数の地点の地盤安定度を算出する（ステップＳ７０３）。

次に、進入可能領域設定部７４は、油圧ショベル１の進入予定領域の中に、ステップＳ７０３において算出された地盤安定度が所定の閾値よりも低い領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ７０４）。

ステップＳ７０４において進入予定領域の中に地盤安定度が所定の閾値よりも低い領域が存在すると判定された場合（ステップＳ７０４／ＹＥＳ）、続いて、進入可能領域設定部７４は、地盤安定度が所定の閾値以上である領域を進入可能領域として設定する（ステップＳ７０５）。

他方、ステップＳ７０４において進入予定領域の中に地盤安定度が所定の閾値よりも低い領域が存在しない、すなわち進入予定領域における全ての地点の地盤安定度は所定の閾値以上であると判定された場合（ステップＳ７０４／ＮＯ）、続いて、進入可能領域設定部７４は、進入予定領域の全てを進入可能領域として設定する（ステップＳ７０６）。

そして、設定領域出力部７５は、ステップＳ７０５またはステップＳ７０６において設定された進入可能領域を表示するための表示信号を管理モニタ６０および機体コントローラ５（機体モニタ２２１）に対してそれぞれ出力し（ステップＳ７０７）、サーバ７における処理が終了する。

このように、進入領域管理システム４によれば、進入予定領域の地形データ（傾斜角）、天候データ（降水量履歴情報）、地質データ、および施工データ（施工履歴情報）に基づいて地盤安定度が算出されると共に、算出された地盤安定度に基づいて進入可能領域を設定することができるため、種々の油圧ショベル１に対して安全が確保された進入可能領域を精度よく設定管理することが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る進入領域管理システム４Ａについて、図１０および図１１を参照して説明する。なお、図１０および図１１において、第１実施形態に係る進入領域管理システム４について説明したものと共通する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０は、第２実施形態に係るサーバ７および機体コントローラ５Ａがそれぞれ有する機能を示す機能ブロック図である。図１１は、第２実施形態に係る機体コントローラ５Ａで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係る進入領域管理システム４Ａは、油圧ショベル１の現在位置が、サーバ７で設定された進入可能領域内であるか否かを判定し、判定結果を機体モニタ２２１に表示させる。

油圧ショベル１の現在位置は、位置センサとしてのＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１２０により検知される。ＧＮＳＳ受信機１２０は、はるか上空を飛行しているＧＮＳＳ衛星から出力される測位信号を受信し、受信した測位信号に基づいて油圧ショベル１の地球座標系における現在位置を演算して現在位置データとして出力する位置演算機能を有している。

なお、位置センサは、必ずしもＧＮＳＳ受信機１２０である必要はなく、油圧ショベル１の現在位置が検知可能であれば、検知方法については特に制限はない。

機体モニタ２２１は、サーバ７にて設定された油圧ショベル１の進入可能領域を表示すると共に、油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域外である場合には警告表示を行う。したがって、本実施形態では、機体モニタ２２１は、サーバ７にて設定された油圧ショベル１の進入可能領域を表示する表示装置の一態様であると共に、油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域外である場合に警告する警告装置の一態様でもある。

図１０に示すように、機体コントローラ５Ａは、データ取得部５１と、機体状況判定部５２と、警告信号出力部５３と、を含む。

データ取得部５１は、サーバ７の設定領域出力部７５から出力された油圧ショベル１の進入予定領域に係るデータ、およびＧＮＳＳ受信機１２０で検知された油圧ショベル１の現在位置をそれぞれ取得する。

機体状況判定部５２は、データ取得部５１で取得された油圧ショベル１の進入可能領域および油圧ショベル１の現在位置に基づいて、油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域内であるか否かを判定する。

警告信号出力部５３は、機体状況判定部５２において油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域外であると判定された場合には、機体モニタ２２１に対して警告信号を出力する。

図１１に示すように、機体コントローラ５Ａでは、まず、データ取得部５１が、ＧＮＳＳ受信機１２０で検知された油圧ショベル１の現在位置およびサーバ７で設定された進入可能領域に係るデータをそれぞれ取得する（ステップＳ５０１）。

次に、機体状況判定部５２は、ステップＳ５０１において取得された油圧ショベル１の現在位置および進入可能領域に基づいて、油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域内にあるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２において油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域内にあると判定された場合には（ステップＳ５０２／ＹＥＳ）、機体コントローラ５Ａにおける処理が終了する。

他方、ステップＳ５０２において油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域内にない、すなわち油圧ショベル１の現在位置が進入可能領域外にあると判定された場合には（ステップＳ５０２／ＮＯ）、警告信号出力部５３が、機体モニタ２２１に対して警告信号を出力し（ステップＳ５０３）、機体コントローラ５Ａにおける処理が終了する。

このように、油圧ショベル１が進入可能領域外に位置すると機体モニタ２２１に警告表示がされるため、オペレータは、機体をすぐに進入可能領域内に移動させることができ、油圧ショベル１が転倒する事態を事前に回避することができる。

なお、オペレータへの警告方法は、必ずしも機体モニタ２２１の警告表示である必要はなく、他に、例えばブザーなどの音を用いた警告方法などであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、進入領域管理システム４，４Ａが適用される作業機械として、油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、これに限られず、例えば、ホイールローダやダンプトラックなどの他の作業機械であってもよい。

１：油圧ショベル（作業機械）
４，４Ａ：進入領域管理システム
５，５Ａ：機体コントローラ
７：サーバ
６０：管理モニタ（表示装置）
１２０：ＧＮＳＳ受信機（位置センサ）
２２１：機体モニタ（表示装置、警告装置）
Ｐ：施工管理システム
Ｑ：天候情報提供システム

Claims (3)

1. 作業機械の進入領域を管理する進入領域管理システムにおいて、
   前記作業機械が進入することが可能な進入可能領域を設定するサーバと、
   前記サーバにて設定された前記進入可能領域を表示する表示装置と、
   を備え、
   前記サーバは、
   前記作業機械が用いられる施工現場の状況を管理する施工管理システムから送信された前記施工現場の地形データおよび施工データと、天候情報を提供する天候情報提供システムから送信された前記施工現場の天候データと、を取得し、
   取得した前記地形データに含まれる前記作業機械の進入予定領域の傾斜角と、取得した前記施工データに含まれる施工履歴情報と、取得した前記天候データに含まれる前記進入予定領域の降水量履歴情報と、に基づいて、前記進入予定領域における複数の地点の地盤の安定度をそれぞれ算出し、
   算出した複数の前記安定度に基づいて前記進入可能領域を設定し、
   設定した前記進入可能領域を表示するための表示信号を前記表示装置に対して出力する
   ことを特徴とする進入領域管理システム。
2. 請求項１に記載の進入領域管理システムにおいて、
   前記サーバは、
   前記施工管理システムから送信された前記施工現場の地質データをさらに取得し、
   取得した前記地質データに含まれる前記進入予定領域における前記複数の地点の地質と、前記傾斜角と、前記施工履歴情報と、前記降水量履歴情報と、に基づいて、複数の前記安定度をそれぞれ算出する
   ことを特徴とする進入領域管理システム。
3. 請求項１に記載の進入領域管理システムにおいて、
   前記作業機械の現在位置を検知する位置センサと、
   前記作業機械に搭載されて前記サーバと通信可能に接続された機体コントローラと、
   前記作業機械の前記現在位置が前記進入可能領域外である場合に警告する警告装置と、
   をさらに備え、
   前記機体コントローラは、
   前記位置センサで検知された前記作業機械の前記現在位置と、前記サーバで設定された前記進入可能領域と、をそれぞれ取得し、
   取得した前記作業機械の前記現在位置と、前記進入可能領域と、に基づいて、前記作業機械の前記現在位置が前記進入可能領域内であるか否かを判定し、
   前記作業機械の前記現在位置が前記進入可能領域外であると判定した場合には、警告信号を前記警告装置に対して出力する
   ことを特徴とする進入領域管理システム。

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