JP2024052345A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】衛星測位の精度悪化を防止できる作業機械を提供する。【解決手段】作業機械の演算装置３４、４０は、機体姿勢検出装置２１が検出した機体３の姿勢情報とＧＮＳＳアンテナ３１、３２が受信した複数の測位衛星の測位信号を基にアンテナ上空視界における第２遮蔽領域Ｍ２を設定し、複数の測位衛星の測位信号のうち第２遮蔽領域Ｍ２内に位置する測位衛星の測位信号を除外して機体３の測位演算を行う。第２遮蔽領域Ｍ２の範囲は、演算装置が、機体姿勢検出装置の機体の姿勢情報と複数の測位衛星の測位信号により機体の位置と方位と姿勢を演算し、演算された機体の位置と方位と姿勢を維持した状態で作業装置を施工対象面に対して所定距離の範囲内で沿うよう動作させたとき作業装置が取り得る複数の姿勢を演算し、演算された複数の姿勢を作業装置がとったときにアンテナ上空視界において作業装置により遮られる領域が包含される範囲を演算して設定する。【選択図】 図４

Description

本発明は、姿勢が変化する作業装置を備えた作業機械に係り、更に詳しくは、複数の衛星からの測位信号を受信して自身の位置情報を演算する作業機械に関する。

油圧ショベルなどの作業機械の分野では、近年、建設施工に情報通信技術を適用することで施工の合理化を図る情報化施工の導入が進められている。油圧ショベルの中には、例えば、ブーム、アーム及びバケットなどの複数の部材を連結した多関節型の作業装置の位置や姿勢を表示装置に表示するマシンガイダンスや、作業装置が施工面に沿って動くように半自動的に制御するマシンコントロールなどのオペレータの操作を支援する機能を有するものがある。

マシンガイダンスやマシンコントロールなどの操作支援を行う場合、作業機械自身の位置（座標）を利用する。作業機械は、自身の位置情報を取得するために、衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用する。ＧＮＳＳは、複数の測位衛星からの測位信号（電波）をアンテナによって受信して自身の３次元座標（緯度、経度、高度）を測定するものである。ＧＮＳＳを利用する関係上、正常に測位を行うためには、十分な数の測位衛星からの測位信号を捕捉する必要がある。ＧＮＳＳによる衛星測位が実行可能な場合であっても、測位に利用可能な測位衛星が少ない場合や配置に偏りがある場合には、測位精度が低下する。

作業機械は、市街地や急斜面付近で作業する場合がある。この場合、ＧＮＳＳアンテナよりも高い場所に建造物や地表面などが位置することがあり、これらの障害物によってＧＮＳＳアンテナの上空視界が遮られる場合がある。ＧＮＳＳアンテナの上空視界が障害物により遮られている状態では、測位衛星からの測位信号が当該障害物の影響を受けてＧＮＳＳアンテナに受信されることで、測位精度の低下を引き起こす懸念がある。すなわち、測位衛星が障害物によってＧＮＳＳアンテナから不可視の状態になると、測位精度が低下する。

自動車等の移動体などでは、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星を捕捉してＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機を搭載しているものがある。移動体に搭載されたＧＰＳ受信機では、移動体の移動と共に時々刻々と変化する建造物や地形等の障害物によって、ＧＰＳ受信機の位置から見渡すことができない天空の不可視領域を航行するＧＰＳ衛星からの衛星信号を良好に受信することができない。そこで、予め収集された天空の可視領域及び不可視領域の分布（電波障害物の分布）に関する情報から作成された地域毎のマスク情報（ＧＰＳ衛星の選択規則情報）を基に、天空を航行する複数のＧＰＳ衛星の中から捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択し、選択したＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を用いて測位計算を行う技術が提案されている（特許文献１を参照）。特許文献１に記載の技術では、天空の可視領域を航行するＧＰＳ衛星を捕捉対象として選択可能に設定する一方、天空の不可視領域を航行するＧＰＳ衛星を捕捉対象として選択禁止に設定するマスク情報が作成される。

特開２００４－１８４１２１号

特許文献１に記載のＧＰＳ受信機は、上述したように、天空の不可視領域を航行するＧＰＳ衛星を捕捉対象から除外し、天空の可視領域を航行するＧＰＳ衛星のみを捕捉対象として選択して測位計算を行っている。しかし、特許文献１に記載された技術を作業機械の衛星測位に適用しようとすると、次のような問題が生じることが考えられる。

作業機械は、機体の走行を停止させた状態で作業装置を動作させることで種々の施工を実施することが一般的に行われる。このとき、自機の作業装置自体が天空（アンテナの上空視界）を遮る遮蔽物となることがある。また、高い仕上げ精度が求められる施工面に対しては、掘削動作を繰り返し行うことで少しずつ施工面まで掘り進むといった手法により仕上げ精度の向上を図っている。かかる作業では、作業装置の姿勢の変化の繰り返しによって、アンテナの上空視界における所定領域が短時間のうちに繰り返し遮蔽される。このため、上空視界の当該所定領域を測位衛星が航行している場合には、当該測位衛星がアンテナから可視又は不可視の状態に頻繁に切り替わってしまう。このような状況に対して、特許文献１に記載された技術のようなマスク情報を作成すると、すなわち、天空（アンテナの上空視界）の可視領域を航行する測位衛星を測位演算に用いる測位衛星として選択可能に設定する一方、天空の不可視領域を航行する測位衛星を測位演算に用いる測位衛星として選択禁止に設定すると、天空（アンテナの上空視界）の当該所定領域を航行する測位衛星は、測位演算に用いる測位衛星として選択可能又は選択禁止として頻繁に切り替えられることになる。この場合、当該所定領域を航行する測位衛星が測位演算に用いる測位衛星として一時的に選択されることで、測位演算に用いる測位衛星の組み合わせが短時間のうちに変更される懸念がある。測位演算に用いる測位衛星の組み合わせの頻繁な変更は、測位精度の悪化を引き起こすことがあるので、望ましくない。

本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、衛星測位の精度悪化を防止することができる作業機械を提供することである。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、機体と、前記機体に取り付けられ、姿勢が変化する作業装置と、前記機体に取り付けられ、複数の測位衛星からの測位信号を受信するアンテナと、前記機体の姿勢の情報を検出する機体姿勢検出装置と、前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星からの測位信号と前記機体姿勢検出装置の検出情報とを基に、前記機体の測位演算を行う演算装置と備えた作業機械において、前記演算装置は、前記機体姿勢検出装置により検出された前記機体の姿勢情報と前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星からの測位信号に基づいて、前記アンテナの上空視界における遮蔽領域を設定し、前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星の測位信号のうち前記遮蔽領域の範囲内に位置する測位衛星からの測位信号を除外して、前記機体の測位演算を行うよう構成されており、前記演算装置により設定される前記遮蔽領域の範囲は、前記演算装置が、前記機体姿勢検出装置により検出された前記機体の姿勢情報と前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星の測位信号とにより前記機体の位置と方位と姿勢を演算し、演算された前記機体の位置と方位と姿勢を維持した状態のままで前記作業装置の特定部分を予め設定されている施工対象面に対して所定の距離の範囲内で沿うように動作させたとき前記作業装置が取り得る複数の姿勢を演算し、演算された前記複数の姿勢を前記作業装置がとったときに前記アンテナの上空視界において前記作業装置により遮られる領域が包含される範囲を演算して設定することを特徴とする。

本発明によれば、作業装置を所定条件で動作させたときに取り得る複数の姿勢により遮られるアンテナの上空視界の領域が包含される範囲を演算して設定した遮蔽領域の範囲内に位置する測位衛星を演算装置の測位演算に用いる測位衛星から除外することで、作業装置の作業中の姿勢変化に起因してアンテナの上空視界の或る領域が繰り返し可視領域と不可視領域とに変化する測位環境下であっても、測位演算に用いられる測位衛星の組み合わせが変更され難いので、衛星測位の精度の悪化を防ぐことができる。
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。

本発明の作業機械の一実施の形態としての油圧ショベルを示す外観図である。 本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成する制御システムの構成を示すブロック図である。 図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部が設定する遮蔽領域を説明する図である。 図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部における第２遮蔽領域の設定方法の第１例を示す説明図である。 図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部における第２遮蔽領域の設定方法の第２例を示す説明図である。 図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部における遮蔽領域の設定手順の一例を示すフローチャートである。 油圧ショベルのフロント作業装置の姿勢変化に対する天空（上空視界）の不可視領域（遮蔽領域）の設定方法の第１比較例を示す天空図である。 油圧ショベルのフロント作業装置の姿勢変化に対する天空（上空視界）の不可視領域（遮蔽領域）の設定方法の第２比較例を示す天空図である。 本発明の作業機械の一実施の形態が設定する遮蔽情報と測位衛星の配置との関係の一例を示す説明図（天空図）である。

以下、本発明の作業機械の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態では、作業機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。

［第１の実施の形態］
まず、本発明の作業機械の一実施の形態としての油圧ショベルの概略構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の作業機械の一実施の形態としての油圧ショベルを示す外観図である。本説明では、オペレータが着座したときの方向を用いている。

図１において、作業機械としての油圧ショベルは、掘削作業等を行うためのフロント作業装置１と、フロント作業装置１が俯仰可能に取り付けられた機体とで構成されている。機体は、自走可能な下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とで構成されている。

フロント作業装置１は、複数の被駆動部材を互いに独立して垂直方向に回動可能に連結することで構成された多関節型の作業装置である。複数の被駆動部材は、例えば、ブーム５、アーム６、作業具としてのバケット７とで構成されている。ブーム５の基端部は、上部旋回体３の前部に回動可能に支持されている。ブーム５の先端部には、アーム６の基端部が回動可能に支持されている。アーム６の先端部には、バケット７が回動可能に支持されている。ブーム５、アーム６、バケット７はそれぞれ、油圧アクチュエータであるブームシリンダ９、アームシリンダ１０、バケットシリンダ１１によって駆動される。バケット７は、バケット７と連動して回動するリンク部材１２を介して駆動される。

下部走行体２は、例えば、左右両側にクローラ式の走行装置１４（一方側のみ図示）を備えている。走行装置１４は、油圧アクチュエータである走行油圧モータ１５によって駆動する。

上部旋回体３は、例えば、油圧アクチュエータである旋回油圧モータ（図示せず）によって下部走行体２に対して旋回駆動されるように構成されている。上部旋回体３は、オペレータが搭乗する運転室１６と、各種機器を収容する機械室１７とを含んでいる。運転室１６には、各油圧アクチュエータ９、１０、１１、１５を操作するための操作装置（図示せず）や各種情報の表示や入力が可能なモニタ（図示せず）が配置されている。機械室１７には、油圧アクチュエータ９、１０、１１、１５に対して圧油を供給する油圧ポンプ（図示せず）や各油圧アクチュエータ９、１０、１１、１５への圧油の流れを制御する制御弁（図示せず）などが配置されている。

各油圧アクチュエータ９、１０、１１、１５の駆動は、操作装置の指示に応じて各制御弁の駆動が調整されることで制御される。これにより、フロント作業装置１の動作、下部走行体２の走行動作、上部旋回体３の旋回動作など、油圧ショベルの動作が制御される。

上部旋回体３には、上部旋回体３（機体）の姿勢に関する物理量（姿勢情報）を検出する機体姿勢検出装置としての第１姿勢センサ２１が設置されている。第１姿勢センサ２１は、例えば、上部旋回体３（機体）の姿勢に関する情報として、上部旋回体３の前後方向への傾き（ピッチ角度）、上部旋回体３の左右方向（幅方向）への傾き（ロール角度）、上部旋回体３の旋回角度を検出する。第１姿勢センサ２１は、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）によって構成されており、上部旋回体３（機体）の角速度及び加速度を計測可能なものである。第１姿勢センサ２１は、検出情報に応じた検出信号を後述のメインコントローラ４０（後述の図２を参照）へ出力する。第１姿勢センサ２１は、上部旋回体３の姿勢情報を検出可能かつ強固に固定可能である限りにおいて、設置位置を問わない。

フロント作業装置１には、フロント作業装置１の姿勢に関する物理量（姿勢情報）を検出する作業装置姿勢検出装置２２が設置されている。作業装置姿勢検出装置２２は、フロント作業装置１の構成部材であるブーム５、アーム６、バケット７のそれぞれの姿勢に関する物理量（姿勢情報）を検出する複数の第２姿勢センサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃによって構成されている。各第２姿勢センサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ）で構成されており、各構成部材５、６、７の角速度及び加速度を計測可能なものである。作業装置姿勢検出装置２２（第２姿勢センサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は、検出情報に応じた検出信号を後述のメインコントローラ４０（後述の図２参照）へ出力する。第２姿勢センサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃはそれぞれ、例えば図１に示すように、ブーム５、アーム６、バケット７の動作に連動するリンク部材１２に設置されている。

なお、第２姿勢センサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、フロント作業装置１の姿勢情報を検出可能であればよく、角度センサやストロークセンサで構成することも可能である。また、第２姿勢センサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、フロント作業装置１の姿勢情報を検出可能かつ強固に固定可能である限りにおいて、設置位置を問わない。

また、上部旋回体３には、複数の測位衛星（以下、ＧＮＳＳ衛星群と称することがある）１０１（後述の図２及び図４参照）からの測位信号を受信可能な第１のＧＮＳＳアンテナ３１及び第２のＧＮＳＳアンテナ３２が取り付けられている。第１及び第２のＧＮＳＳアンテナ３１、３２は、例えば、上部旋回体３の旋回軸線を基準として幅方向に離れて配置されている。各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２により受信された測位信号は、後述のＧＮＳＳ受信機３４（後述の図２参照）に入力される。ＧＮＳＳ受信機３４は、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２によって受信された複数の測位衛星の測位信号を基に、地球基準座標上のアンテナ位置（機体の特定位置）及び上部旋回体３（機体）の方位角などの測位演算を実行するものである。２つのＧＮＳＳアンテナ３１、３２は、上部旋回体３の位置及び方位の計測を実現可能な限りにおいて、設置位置を問わない。

次に、本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成する制御システムの構成について図２を用いて説明する。図２は本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成する制御システムの構成を示すブロック図である。

図２において、油圧ショベルは、ＧＮＳＳを利用して特定した地球基準座標上の油圧ショベル自身の位置及び方位の情報を基に油圧ショベルを制御する制御システムを備えている。具体的には、油圧ショベルは、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２によって受信された複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星群）１０１からの測位信号を基に測位演算を実行するＧＮＳＳ受信機３４と、ＧＮＳＳ受信機３４の測位演算の結果と機体姿勢検出装置２１及び作業装置姿勢検出装置２２ａ、２２ｂ、２２ｃの検出情報とを用いて油圧ショベルを制御するメインコントローラ４０とを備えている。

油圧ショベルとは異なる場所には、ＧＮＳＳ衛星群１０１からの測位信号を継続的に受信可能なＧＮＳＳ基準局１０２が設置されている。ＧＮＳＳ基準局１０２は、地球基準座標上の位置が既知なものであり、ＧＮＳＳ相対測位の補正情報を発信する。

油圧ショベルは、ＧＮＳＳ基準局１０２から発信された補正情報を受信する補正情報受信機３３を更に備えている。補正情報受信機３３は、受信した当該補正情報をＧＮＳＳ受信機３４に入力する。なお、補正情報受信機３３とＧＮＳＳ基準局１０２間の補正情報の送受信の方法については、補正情報を途絶や遅延なく連続的に送受信することが可能である限り、その手段は問わない。

ＧＮＳＳ受信機３４は、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２から入力された複数の測位衛星１０１からの測位信号を基に測位演算を行う際に、電離層や対流圏などの外乱要因が演算に与える悪影響を軽減するため、補正情報受信機３３からのＧＮＳＳ相対測位の補正情報を用いる。すなわち、ＧＮＳＳ受信機３４は、複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星群）１０１からの測位信号を基に補正情報受信機３３からの補正情報を用いて、地球基準座標上の第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトル（第１のＧＮＳＳアンテナ３１から第２のＧＮＳＳアンテナ３２に向かうベクトル）を演算する。上部旋回体３における２つのＧ ＮＳＳアンテナ３１、３２の取付位置は既知であり、基線ベクトルから上部旋回体３の方位を算出可能である。ＧＮＳＳ受信機３４は、測位演算の結果である第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトル（上部旋回体３の方位）をメインコントローラ４０へ出力する。本実施の形態に係るＧＮＳＳ受信機３４は、作業中における測位精度の悪化を防止するために、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界に位置する複数の測位衛星のうち、測位演算に使用可能な測位衛星である可用衛星をメインコントローラ４０により設定される後述のＧＮＳＳアンテナ上空視界の遮蔽情報に基づいて選択する。ＧＮＳＳ受信機３４による可用衛星の選択の詳細は後述するが、可用衛星は電波障害物によりＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界において遮蔽され得る領域の外側に位置して見通しが可能な位置にある測位衛星である。

外部記憶装置１１１に、油圧ショベルの作業現場周辺における地形や立体構造物などの油圧ショベルのＧＮＳＳアンテナ３１、３２の電波障害物となり得る３次元情報（データ）が格納されており、当該３次元情報（データ）が外部記憶装置１１１からメインコントローラ４０へ送信される。また、外部記憶装置１１２に、施工面の地球基準座標上の位置や形状などの施工データが格納されており、当該施工データが外部記憶装置１１２からメインコントローラ４０へ送信される。外部記憶装置１１１や外部記憶装置１１２は、例えば、油圧ショベルの外部の配置された管理サーバの一部である。なお、外部記憶装置１１１、１１２とメインコントローラ４０との間の送受信の方法については、例えば、両者間に無線ネットワークや有線を介在させてデータを送受信する方法が可能である。また、外部記憶装置としてＳＢメモリやＳＤカードのような不揮発性メモリを用いることで、不揮発性メモリに格納したデータをメインコントローラ４０に読み込ませる方法も可能である。

メインコントローラ４０は、ハード構成として例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶装置（図示せず）と、ＣＰＵまたはＭＰＵ等からなる処理装置（図示せず）とを備えている。記憶装置には、油圧ショベルの制御に必要なプログラムや各種情報が予め記憶されている。処理装置は、記憶装置からプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することで各種機能を実現する。メインコントローラ４０は、処理装置により実行される機能として、地球基準座標系におけるフロント作業装置１の位置及び方位を演算するポジショニング演算部４１と、ポジショニング演算部４１から出力された地球基準座標系におけるフロント作業装置１の位置及び方位を用いてマシンコントロールやマシンガイダンスなどの制御を行うショベル制御部４２とを有している。マシンコントロールは、目標施工面の上方にフロント作業装置１が保持されるように制御するものである。マシンガイダンスは、フロント作業装置１と目標施工面の関係をモニタに表示するものである。

本実施の形態のポジショニング演算部４１は、フロント作業装置１の位置及び方位の演算に加えて、ＧＮＳＳ受信機３４の測位演算の結果と機体姿勢検出装置２１の検出情報と作業装置姿勢検出装置２２の検出情報と外部記憶装置１１１から送信された電波障害物の３次元情報（データ）と外部記憶装置１１２から送信された施工データとを用いて、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界において電波障害物により遮られると想定される領域（遮蔽領域）を設定するものである。ポジショニング演算部４１が設定する遮蔽領域は、ＧＮＳＳ受信機３４が可用衛星を選択する際に、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の遮蔽情報として用いられるものである。

ポジショニング演算部４１は、フロント作業装置１の作業中の姿勢変化に応じてＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の遮られる領域が変化する測位環境を考慮してＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の遮蔽情報を設定することを特徴とするものである。ポジショニング演算部４１は、メインコントローラ４０の機能として、３次元データ受信保持部５１、施工データ受信保持部５２、旋回体姿勢演算部５３、作業装置姿勢演算部５４、姿勢統合部５５、遮蔽領域設定部５６、位置・方位出力部５７を有している。

３次元データ受信保持部５１は、外部記憶装置１１１から送信される電波障害物となり得る３次元情報（データ）を受信して記憶装置に保持するものである。３次元データ受信保持部５１は、記憶装置に保持している３次元情報（データ）を遮蔽領域設定部５６へ適宜出力する。

施工データ受信保持部５２は、外部記憶装置１１１から送信される施工データを受信して記憶装置に保持するものである。施工データ受信保持部５２は、記憶装置に保持している施工データを遮蔽領域設定部５６へ適宜出力する。

旋回体姿勢演算部５３は、機体姿勢検出装置２１から出力される検出情報（例えば、上部旋回体３のロール角度、ピッチ角度、角速度）を用いて上部旋回体３の姿勢を演算するものである。旋回体姿勢演算部５３は、演算結果の上部旋回体３の姿勢を姿勢統合部５５へ出力する。

作業装置姿勢演算部５４は、作業装置姿勢検出装置２２から出力される検出情報（例えば、フロント作業装置１の各構成部材５、６、７の角度及び角速度）を用いてフロント作業装置１の姿勢を演算するものである。作業装置姿勢演算部５４は、演算結果のフロント作業装置１の姿勢を姿勢統合部５５へ出力する。

姿勢統合部５５は、旋回体姿勢演算部５３の演算結果である上部旋回体３の姿勢と作業装置姿勢演算部５４の演算結果であるフロント作業装置１の各構成部材５、６、７の姿勢とを統合し、遮蔽領域設定部５６へ出力する。例えば、上部旋回体３及びフロント作業装置１の水平面に対する姿勢（各構成部材５、６、７の姿勢を含む）を統合する。

遮蔽領域設定部５６は、ＧＮＳＳ受信機３４から出力された測位演算の結果と姿勢統合部５５から出力された上部旋回体３及びフロント作業装置１の姿勢の情報と３次元データ受信保持部５１から出力された３次元情報（データ）と施工データ受信保持部５２から出力された施工データとを用いて、第１のＧＮＳＳアンテナ３１の上空視界において電波障害物により遮られると想定される領域（遮蔽領域）及び第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界において電波障害物により遮られると想定される領域（遮蔽領域）を設定するものである。遮蔽領域設定部５６は、油圧ショベルの作業現場周辺における地形や立体構造物によって各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界が遮られる領域を第１遮蔽領域として設定する。加えて、フロント作業装置１が後述の所定動作を行うと仮定した場合にフロント作業装置１によって各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界が遮られ得る領域を第２遮蔽領域として設定する。

遮蔽領域設定部５６が設定する第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２は、例えば、図３に示すような領域となる。図３は図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部が設定する第１遮蔽領域及び第２遮蔽領域の一例を示すイメージ図である。図３に示す天空図（ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界）は、方位角を角度座標にすると共に仰角を動径座標とする二次元極座標として表されている。

具体的には、遮蔽領域設定部５６は、ＧＮＳＳ受信機３４の測位演算の結果である地球基準座標上の第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトルと姿勢統合部５５からの上部旋回体３（機体）の姿勢の情報とを基に、地球基準座標上における上部旋回体３（機体）の位置、方位、姿勢を演算する。さらに、演算結果の上部旋回体３（機体）の地球基準座標上における位置、方位、姿勢の情報と３次元データ受信保持部５１から出力された地球基準座標上の地形や立体構造物などの３次元情報とを用いて、油圧ショベルの作業現場周辺における地形や立体構造物（電波障害物）によって各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界が遮られる領域を各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の第１遮蔽領域Ｍ１（図３中、網掛領域Ｍ１）として設定する。また、演算結果の上部旋回体３（機体）の地球基準座標上における位置、方位、姿勢の情報と施工データ受信保持部５２から出力された施工データに含まれる施工対象面の地球基準座標上の位置及び形状の情報とを用いて、フロント作業装置１が後述の所定条件下で施工対象面（図３中、斜線部Ｍ１Ｓ）に対して後述の所定動作を行うと仮定した場合に、フロント作業装置１（電波障害物）によって遮られ得る領域を各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の第２遮蔽領域Ｍ２（図３中、塗潰領域Ｍ２）として設定する。遮蔽領域設定部５６は、設定した第１のＧＮＳＳアンテナ３１の上空視界の第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２を第１のＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界のメイン遮蔽情報としてＧＮＳＳ受信機３４へ出力すると共に、設定した第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界の第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２を第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界のサブ遮蔽情報としてＧＮＳＳ受信機３４へ出力する。なお、遮蔽領域設定部５６の第２遮蔽領域Ｍ２の具体的な設定方法は後述する。

位置・方位出力部５７は、ＧＮＳＳ受信機３４の測位演算の結果である地球基準座標上の第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトルと姿勢統合部５５からの上部旋回体３（機体）及びフロント作業装置１の姿勢の情報とを基に、地球基準座標上のフロント作業装置１の位置及び方位を演算するものである。位置・方位出力部５７は、演算結果の地球基準座標上のフロント作業装置１の位置及び方位をショベル制御部４２へ出力する。

次に、本発明の作業機械の一実施の形態におけるメインコントローラの遮蔽領域設定部の第２遮蔽領域の設定方法の詳細及びＧＮＳＳ受信機の測位演算の処理方法について図２、図４、図５を用いて説明する。図４は図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部における第２遮蔽領域の設定方法の第１例を示す説明図である。図５は図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部における第２遮蔽領域の設定方法の第２例を示す説明図である。

図２に示す遮蔽領域設定部５６は、概略、次のように第２遮蔽領域の設定を行う。まず、上述したように、ＧＮＳＳ受信機３４の測位演算の結果である地球基準座標上の第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトルと姿勢統合部５５からの上部旋回体３（機体）の姿勢の情報とを基に、地球基準座標上における上部旋回体３（機体）の位置、方位、姿勢を演算する。次に、施工データ受信保持部５２からの施工データ（地球基準座標上の施工対象面の位置及び形状の情報）を用い、上部旋回体３が演算結果（演算時点）の位置、方位、姿勢を維持した状態のままで（所定条件下で）フロント作業装置１の特定部分（例えば、バケット７の爪先）を施工対象面に対して所定の距離の範囲内で沿うように動作させること（所定動作）を仮定したときに、フロント作業装置１の取り得る多数の姿勢（以下、フロント姿勢群と称することがある）を演算する。次いで、演算結果のフロント姿勢群によって各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界が遮られる領域を包含するように第２遮蔽領域を設定する。フロント姿勢群は、高い仕上げ精度が求められる施工対象面に対する作業においてフロント作業装置１の取り得る姿勢と想定されるものである。

遮蔽領域設定部５６による第２遮蔽領域Ｍ２の設定の具体的な演算方法の第１例は、次のようなものである。例えば、油圧ショベルの上部旋回体３が施工対象面Ｓｔ１、Ｓｔ２に対して図４に示す位置関係にある場合、上部旋回体３が正対する施工対象面Ｓｔ１上にフロント作業装置１の特定部分としてのバケット７の爪先が接し得るフロント作業装置１の全ての姿勢をフロント姿勢群として算出する。すなわち、上部旋回体３が演算時の位置、方位、姿勢を維持した状態のままで、フロント作業装置１の特定部分（バケット７の爪先）を施工対象面に対してゼロの距離で沿うように動作させることを仮定したときのフロント姿勢群を演算している。

図４では、便宜上、フロント姿勢群としてフロント作業装置１の３つの姿勢が描かれている。しかし実際上は、バケット７が施工対象面Ｓｔ１に接するという条件を満たす多数の姿勢が存在する。例えば、図４に示す油圧ショベルがバケット７を用いて施工対象面Ｓｔ１を上方から下方に向けて整形する場合を想定する。この場合、フロント作業装置１は、整形動作の起点における初期姿勢Ｆ１から、動作中の中途姿勢Ｆ２を経て、整形動作の終了点における最終姿勢Ｆ３に変化する。したがって、フロント姿勢群は、初期姿勢Ｆ１から中途姿勢Ｆ２を経て最終姿勢Ｆ３までの全ての姿勢によって構成されるものである。このフロント姿勢群は、例えば、バケット７の爪先が施工対象面Ｓｔ１に接するという条件を満たすブーム５、アーム６、バケット７（フロント作業装置１を構成する各被駆動部材）の角度範囲の組み合わせとして算出することが可能である。第２遮蔽領域Ｍ２は、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界のうち、演算結果のフロント姿勢群によって遮られる領域を包含するように設定される。なお、他方側の施工対象面Ｓｔ２に対しては、上部旋回体３が正対していないので、上述のフロント姿勢群の演算を行わない。

遮蔽領域設定部５６による第２遮蔽領域Ｍ２の設定の具体的な演算方法の第２例は、次のようなものである。第１に、ブーム５、アーム６、バケット７（フロント作業装置１を構成する各被駆動部材）のそれぞれの取り得る角度範囲を有限数に分割する。ブーム５、アーム６、バケット７の各々の取り得る姿勢は、ブーム５、アーム６、バケット７の角度範囲の各分割領域の境界位置における離散的な角度値を要素とする角度値の集合として与えられる。フロント作業装置１の取り得る姿勢は、ブーム５における角度値の集合（離散的な角度値の集まり）としての複数の姿勢、アーム６における角度値の集合（離散的な角度値の集まり）としての複数の姿勢、バケット７における角度値の集合（離散的な角度値の集まり）としての複数の姿勢の中から、１つずつ抽出して組み合わせることで得られる有限数の角度値の組み合わせを要素とする角度値の組み合わせの集合（直積集合）として与えられる。

具体的には、ブーム５の姿勢、アーム６の姿勢、バケット７の姿勢を、それぞれブーム５の角度θ１、アーム６の角度θ２、バケット７の角度θ３として、次の（式１）、（式２）、（式３）のように定義する。
θ１＝θ１_ｍｉｎ＋（θ１_ｍａｘ－θ１_ｍｉｎ）／Ｎ_Ｂｍ×ｉ … （式１）
θ２＝θ２_ｍｉｎ＋（θ２_ｍａｘ－θ２_ｍｉｎ）／Ｎ_Ａｍ×ｊ … （式２）
θ３＝θ３_ｍｉｎ＋（θ３_ｍａｘ－θ３_ｍｉｎ）／Ｎ_Ｂｋ×ｋ … （式３）
なお、θ１_ｍｉｎ及びθ１_ｍａｘはそれぞれブーム５が取り得る角度の最小値及び最大値、θ２_ｍｉｎ及びθ２_ｍａｘはそれぞれアーム６が取り得る角度の最小値及び最大値、θ３_ｍｉｎ及びθ３_ｍａｘはそれぞれバケット７が取り得る角度の最小値及び最大値である。Ｎ_Ｂｍ、Ｎ_Ａｍ、Ｎ_Ｂｋはそれぞれ、ブーム５，アーム６、バケット７の可動角度の範囲を等分する自然数である。ｉ、ｊ、ｋはそれぞれ、０～Ｎ_Ｂｍ、０～Ｎ_Ａｍ、０～Ｎ_Ｂｋの範囲の整数として与えられる変数である。

このとき、フロント作業装置１の取り得る有限数の姿勢を示す姿勢郡Ｓ（θ１、θ２、θ３）は、ｉ，ｊ，ｋをそれぞれ変化させたときに（式１）、（式２）、（式３）から求められるブーム５の角度θ１、アーム６の角度θ２、バケット７の角度θ３から１つずつ抽出して組み合わせたもの（直積集合）として与えられる。したがって、フロント作業装置１の姿勢郡Ｓを構成する姿勢の総数Ｎｐは、（Ｎ_Ｂｍ＋１）×（Ｎ_Ａｍ＋１）×（Ｎ_Ｂｋ＋１）となる。

上述のように設定されたフロント作業装置１の取り得る姿勢郡Ｓのうち、上部旋回体３を演算結果（演算時点）の位置、方位、姿勢を維持させた状態のままで、フロント作業装置１の特定部分（バケット７の爪先）と施工対象面Ｓｔ１との距離が所定値以下となる条件を満たすフロント作業装置１の全ての姿勢をフロント姿勢群として抽出する。たとえば、フロント作業装置１の取り得る姿勢郡Ｓ（θ１、θ２、θ３）により定まるバケット７の爪先位置のうち、アーム６の角度及びバケット７の角度をそれぞれ一意に設定したときの爪先位置は、図５に示すように、円弧Ｔｒ上に等間隔に配置された点群Ｐとなる。当該円弧Ｔｒは、アーム６及びバケット７の角度をそれぞれ一意に設定したときにブーム５の回動動作によってバケット７の爪先が描く軌跡であり、この点群Ｐの総数は（Ｎ_Ｂｍ＋１）個である。これらの点群Ｐのうち、バケット７の爪先と施工対象面Ｓｔ１との距離が所定値Ｄｔ以下となる条件を満たす点に対応するフロント作業装置１の姿勢のみをフロント姿勢群として抽出する。たとえば、図５に示す円弧Ｔｒ上に配置された点群Ｐでは、施工対象面Ｓｔ１からの距離が所定の範囲Ｄｔ内にあることを条件とすると、２つの点Ｐ（ａ）、Ｐ（ｂ）のみが上記条件を満足している。これら２つの点Ｐ（ａ）、Ｐ（ｂ）に対応したフロント作業装置１の２つの姿勢をフロント姿勢群として抽出する。このようなフロント作業装置１の姿勢の抽出をアーム６の角度及びバケット７の角度を変更して繰り返し行う。総数Ｎｐのフロント作業装置１の姿勢郡Ｓに対して上記条件を満たす点群を抽出することで、上部旋回体３が演算結果（演算時点）の位置、方位、姿勢を維持した状態のままでフロント作業装置１の特定部分（バケット７の爪先）を施工対象面Ｓｔ１に対して所定の距離Ｄｔの範囲内で沿うように動作させることを仮定したときに、フロント作業装置１の取り得る姿勢であるフロント姿勢群を算出することができる。第２遮蔽領域Ｍ２は、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界のうち、演算結果のフロント姿勢群のフロント作業装置１によって遮られる領域を包含するように設定される。

第１のＧＮＳＳアンテナ３１に対する演算結果の第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２はメイン遮蔽情報として、第２のＧＮＳＳアンテナ３２に対する演算結果の第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２はサブ遮蔽情報として、図２に示すメインコントローラ４０の遮蔽領域設定部５６からＧＮＳＳ受信機３４へ出力される。ＧＮＳＳ受信機３４は、遮蔽領域設定部５６から出力された各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の遮蔽情報（メイン遮蔽情報及びサブ遮蔽情報）に従って、第１遮蔽領域Ｍ１又は第２遮蔽領域Ｍ２に位置する測位衛星を測位演算に使用可能な測位衛星（可用衛星）の選択肢から除外するように構成されている。換言すると、ＧＮＳＳ受信機３４は、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界のうちの第１遮蔽領域Ｍ１と第２遮蔽領域Ｍ２を除く領域に位置する測位衛星を可用衛星として選択し、選択された可用衛星に含まれている測位衛星からの測位信号を基に測位演算を行うように構成されている。第２遮蔽領域Ｍ２は、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界において、高い仕上げ精度が求められる作業中のフロント作業装置１の動作（姿勢の変化）によって可視領域と不可視領域とに頻繁に変化すると想定される領域である。この第２遮蔽領域Ｍ２に位置する測位衛星は、フロント作業装置１の姿勢によっては各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２に対して可視状態にある場合でも、測位演算に使用可能な測位衛星（可用衛星）の選択肢から除外される。なお、選択された可用衛星の全ての測位衛星の測位信号が測位演算で実際に使用されるとは限らない。すなわち、測位演算に実際に使用される測位衛星の測位信号は、選択された可用衛星のうちの所定条件を満たす測位衛星の測位信号に限られることがある。

ＧＮＳＳ受信機３４は、メインコントローラ４０の遮蔽領域設定部５６から出力されたメイン遮蔽情報を基に第１のＧＮＳＳアンテナ３１の上空視界に対する可用衛星を選択し、第１のＧＮＳＳアンテナ３１が受信した測位衛星の測位信号のうち選択された可用衛星に含まれている測位衛星からの測位信号及び補正情報受信機３３が受信した補正情報を基に地球基準座標系の第１のＧＮＳＳアンテナ３１の３次元位置の演算（測位演算）を行う。また、遮蔽領域設定部５６から出力されたサブ遮蔽情報を基に第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界に対する可用衛星を選択し、第２のＧＮＳＳアンテナ３２が受信した測位衛星の測位信号のうち選択された可用衛星に含まれている測位衛星からの測位信号及び補正情報受信機３３が受信した補正情報を基に地球基準座標系の第２のＧＮＳＳアンテナ３２の３次元位置の演算（測位演算）を行う。さらに、第１のＧＮＳＳアンテナ３１の３次元位置の測位演算の結果と第２のＧＮＳＳアンテナ３２の３次元位置の測位演算の結果とを用いて基線ベクトル（第１のＧＮＳＳアンテナ３１から第２のＧＮＳＳアンテナ３２へ向かうベクトル）の演算（測位演算）を行う。ＧＮＳＳ受信機３４は、測位演算の結果である第１のＧＮＳＳアンテナ３１の３次元位置及び基線ベクトルをメインコントローラ４０の位置・方位出力部５７及び遮蔽領域設定部５６へ出力する。

本実施の形態においては、測位演算を行うＧＮＳＳ受信機３４とポジショニング演算部４１を有するメインコントローラ４０とが、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２が受信した複数の測位衛星１０１からの測位信号と機体姿勢検出装置２１の検出情報とを基に、上部旋回体３（機体）の測位演算を行う演算装置を構成している。また、本実施の形態においては、メインコントローラ４０がポジショニング演算部４１とショベル制御部４２の両機能を実行するように構成されているが、ポジショニング演算部４１とショベル制御部４２とをそれぞれ異なるコントローラで実行する構成も可能である。ポジショニング演算部４１とショベル制御部４２とが別々のコントローラに実装される場合、ポジショニング演算部４１が実装されたコントローラとＧＮＳＳ受信機３４とが、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２が受信した複数の測位衛星１０１からの測位信号と機体姿勢検出装置２１の検出情報とを基に、上部旋回体３（機体）の測位演算を行う演算装置を構成する。

次に、本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部における遮蔽領域の設定手順について図６を用いて説明する。図６は図２に示す本発明の作業機械の一実施の形態のメインコントローラの遮蔽領域設定部における遮蔽領域の設定手順の一例を示すフローチャートである。

メインコントローラ４０の遮蔽領域設定部５６は、演算周期ごとに以下の処理（ステップＳ１０～Ｓ１１０）を実行する。図５において、先ず、１つ前の演算周期（時刻Ｔ＝ｔ－１）のＧＮＳＳ受信機３４の測位演算の結果である第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトルの情報を取り込む（ステップＳ１０）。次に、取り込んだ第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトルの情報、並びに、３次元受信保持部５１に保持されている作業現場（油圧ショベル）周辺の地形や立体構造物の３次元情報を基に、第１のＧＮＳＳアンテナ３１の上空視界が作業現場周辺の地形や立体構造物によって遮られる領域（第１遮蔽領域Ｍ１）を算出し、メイン遮蔽情報として設定する（ステップＳ２０）と共に、第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界が作業現場周辺の地形や立体構造物によって遮られる領域（第１遮蔽領域Ｍ１）を算出し、サブ遮蔽情報として設定する（ステップＳ３０）。

次いで、取り込んだ第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトルの情報並びに機体姿勢検出装置２１からの検出信号（上部旋回体３のロール角度及びピッチ角度）を基に、地球基準座標系における上部旋回体３（機体）の位置、姿勢、方位を演算する（ステップＳ４０）。さらに、演算結果の上部旋回体３（機体）の位置と姿勢と方位、及び、施工データ受信保持部５２に保持されている施工データ（地球基準座標系における施工対象面の位置及び形状）を基に、上部旋回体３（機体）が演算結果の位置、姿勢、方位を維持した状態のままでフロント作業装置１の特定部分（例えば、バケット７の爪先）を施工対象面に接触させることが可能である否かを判定する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０において、ＹＥＳと判定した場合にはステップＳ６０に進む一方、ＮＯと判定した場合にはステップＳ１１０に進む。

ステップＳ５０においてＹＥＳ（フロント作業装置１の特定部分が施工対象面に接触可能）と判定した場合、上部旋回体３が演算結果（演算時点）の位置、方位、姿勢を維持した状態のままでフロント作業装置１の特定部分（例えば、バケット７の爪先）を施工対象面に対して所定の距離の範囲内で沿うように動作させることを仮定したときのフロント作業装置１の取り得る多数の姿勢をフロント姿勢群として算出する（ステップＳ６０）。フロント姿勢群の演算方法は、上述した通りである（図４及び図５参照）。

さらに、第１のＧＮＳＳアンテナ３１の上空視界のうち、演算結果のフロント姿勢群を構成するフロント作業装置１の各姿勢により遮られる領域をそれぞれ算出し、算出結果の各領域を包含するように第２遮蔽領域を設定する（ステップＳ７０）。ステップＳ２０で算出した第１遮蔽領域にステップＳ７０で算出した第２遮蔽領域を組み合わせてメイン遮蔽情報（第１のＧＮＳＳアンテナ３１の上空視界が遮蔽され得る領域を示す情報）として再設定する（ステップＳ８０）。

第１のＧＮＳＳアンテナ３１の場合と同様に、第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界のうち、演算結果のフロント姿勢群を構成するフロント作業装置１の各姿勢により遮られる領域をそれぞれ算出し、算出結果の各領域を包含するように第２遮蔽領域を設定する（ステップＳ９０）。ステップＳ３０で算出した第１遮蔽領域にステップＳ９０で算出した第２遮蔽領域を組み合わせてサブ遮蔽情報（第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界が遮蔽され得る領域を示す情報）として再設定する（ステップＳ１００）。

最終的に、設定したメイン遮蔽情報及びサブ遮蔽情報をＧＮＳＳ受信機３４へ出力する（ステップＳ１１０）。これにより、遮蔽領域設定部５６の１つの演算周期が終了し、スタートに戻って次の演算周期（Ｔ＝ｔ＋１）を実行する。なお、最初の演算周期（Ｔ＝１）のとき、遮蔽領域設定部５６が取り込むＧＮＳＳ受信機の測位演算の結果は、ＧＮＳＳ受信機３４に対して遮蔽領域設定部５６がメイン遮蔽情報及びサブ遮蔽情報を出力していないので、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界が作業現場周辺の地形や立体構造物によって遮られる領域（第１遮蔽領域）やフロント作業装置１によって遮られ得る領域（第２遮蔽領域）の影響が考慮されていないものとなっている。つまり、最初の演算周期（Ｔ＝１）のとき、ＧＮＳＳ受信機３４は、遮蔽領域設定部５６からのメイン遮蔽情報及びサブ遮蔽情報を用いない一般的な測位演算の結果（地球基準座標系の第１のＧＮＳＳアンテナ３１の３次元位置及び基線ベクトルの情報）を仮情報として出力している。

次に、作業機械のフロント作業装置の動作に起因した測位演算の影響について図７及び図８を用いて説明する。図７は油圧ショベルのフロント作業装置の姿勢変化に対する天空（上空視界）の不可視領域（遮蔽領域）の設定方法の第１比較例を示す天空図である。図８は油圧ショベルのフロント作業装置の姿勢変化に対する天空（上空視界）の不可視領域（遮蔽領域）の設定方法の第２比較例を示す天空図である。

油圧ショベルのフロント作業装置１の動作（姿勢の変化）によって測位衛星からの測位信号が反射されたり回折したりすることで、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の測位衛星からの測位信号の受信が途絶したり、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２が受信する測位信号の品質が劣化したりすることがある。高い仕上げ精度が要求される施工面に対するフロント作業装置１の動作は、所定の姿勢変化の繰り返しによるものが一般的である。フロント作業装置１の所定の姿勢変化の繰り返しにより、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界における所定領域が短時間のうちに繰り返し遮られる。このため、各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の当該所定領域に測位衛星が位置している場合には、当該測位衛星に対するＧＮＳＳアンテナ３１、３２からの可視と不可視とが頻繁に切り替わる。測位衛星の可視と不可視とが頻繁に切り替わる状況に応じて測位演算に用いる測位衛星の選択を変更すると、測位演算に用いる測位衛星の数や配置が変化するので、測位精度が低下する場合がある。

例えば、図７の上図に示すように、油圧ショベルのフロント作業装置１の姿勢が破線で示す第１姿勢Ｅ１の場合と太い実線で示す第２姿勢Ｅ２の場合を考える。ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の天空図（ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界）は、図７の下図に示すように、方位角を角度座標にすると共に仰角を動径座標とする二次元極座標系で表されている。当該二次元極座標系は、方位角及び仰角が所定の間隔で分割された格子状の領域に区分けされている。ただし、天頂領域は方位角及び仰角に分割していない。

フロント作業装置１の姿勢が第１姿勢Ｅ１のときにフロント作業装置１によって遮られる天空（上空視界）の領域ＲＥ１１（破線で囲まれた部分）を、第１姿勢Ｅ１のときの不可視領域として設定する。また、フロント作業装置１の姿勢が第２姿勢Ｅ２のときにフロント作業装置１によって遮られる天空（上空視界）の領域ＲＥ２１（太い実線で囲まれた部分）を、第２姿勢Ｅ２のときの不可視領域として設定する。領域ＲＥ１１及び領域ＲＥ２１は、例えば、二次元極座標系の格子状に区分された領域に合わせて設定される。第２姿勢Ｅ２のフロント作業装置１の方が第１姿勢Ｅ１の場合よりも上げ位置にあるので、その分、領域ＲＥ２１の方が領域ＲＥ１１よりも広くなっている。このフロント作業装置１の姿勢変化に応じて不可視領域（遮蔽領域）を設定する方法を本実施の形態のメインコントローラ４０の遮蔽領域設定部５６による遮蔽領域の設定方法に対する第１比較例として考える。

図７の下図に示す天空図では、例えば、６つの測位衛星のうちの５つの測位衛星１０１ｃが領域ＲＥ１１の範囲外かつ領域ＲＥ２１の範囲外に位置している一方、残りの１つの測位衛星１０１ａが領域ＲＥ２１の範囲内かつ領域ＲＥ１１の範囲外に位置している。すなわち、５つの測位衛星１０１ｃは、フロント作業装置１が第１姿勢Ｅ１の場合であっても第２姿勢Ｅ２の場合であっても、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２から可視の状態にある。一方、残りの１つの測位衛星１０１ａは、フロント作業装置１が第１姿勢Ｅ１の場合には可視の状態にある一方、第２姿勢Ｅ２の場合には不可視の状態にある。フロント作業装置１の姿勢変化に応じて可視の状態と不可視の状態とに切り替わる測位衛星１０１ａは、図７の下図に示す６つの測位衛星の配置において測位精度の寄与度が高いものである。

このような状況において、測位演算に用いる測位衛星の選択肢として、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２から不可視の位置にある測位衛星を除外し、可視の位置にある測位衛星の中から選択する場合を考える。この場合、フロント作業装置１が第１姿勢Ｅ１であるか又は第２姿勢Ｅ２であるかによって、測位演算に用いる測位衛星の選択が変更されてしまう。

具体的には、フロント作業装置１が図７の上図に示す第１姿勢Ｅ１のときには、図７の下図に示す天空図のうち不可視領域である領域ＲＥ１１を除く可視領域に位置する６つの測位衛星１０１ａ、１０１ｃの中から選択した測位衛星の測位信号を用いて測位演算を行う。このとき、測位精度の寄与度が高い測位衛星１０１ａは、通常、測位演算に用いられる。一方、フロント作業装置１が図７の上図に示す第２姿勢Ｅ２のときには、図７の下図に示す６つの測位衛星１０１ａ、１０１ｃのうち、不可視領域である領域ＲＥ２１の範囲内に位置する測位衛星１０１ａが測位演算に用いる測位衛星の選択肢から除外され、残りの５つの測位衛星１０１ｃの中から選択された測位衛星からの測位信号を用いて測位演算を行う。

フロント作業装置１の動作が第１姿勢Ｅ１と第２姿勢Ｅ２との姿勢変化の繰り返しの場合には、フロント作業装置１によって遮られる天空の領域が領域ＲＥ１１と領域ＲＥ２１との間で頻繁に変化する。すなわち、領域ＲＥ１１の範囲外かつ領域ＲＥ２１の範囲内に位置する測位衛星１０１ａの可視と不可視とが頻繁に変化する。このため、測位演算における当該測位衛星１０１ａの選択と選択除外とが頻繁に切り替えられることになる。すなわち、測位演算に用いる測位衛星の組合わせがフロント作業装置１の姿勢の変化に応じて変更されてしまう。測位演算に用いる測位衛星の組合わせの変更は、測位精度の悪化を引き起こすことがある。

図７の下図に示す天空図では、フロント作業装置１の姿勢変化に応じた不可視領域が二次元極座標系の格子状に区分けされた領域に対して設定されている。それに対して、図８の下図に示す天空図では、天空（上空視界）を遮るフロント作業装置１の射影形状を正確に反映した領域が姿勢変化に応じて不可視領域として設定されている。例えば、図８の上図に示すフロント作業装置１の姿勢が第１姿勢Ｅ１のとき、図８の下図に示すうように、フロント作業装置１によって遮られる天空（上空視界）の領域ＲＥ１２（破線で囲まれた第１姿勢Ｅ１の射影形状の部分）をＧＮＳＳアンテナ３１、３２からの不可視領域として設定する。また、フロント作業装置１の姿勢が第２姿勢Ｅ２のとき、フロント作業装置１によって遮られる天空（上空視界）の領域ＲＥ２２（太い実線で囲まれた第２姿勢Ｅ２の射影形状の部分）をＧＮＳＳアンテナ３１、３２からの不可視領域として設定する。このフロント作業装置１の姿勢の射影形状に応じた不可視領域（遮蔽領域）の設定方法を本実施の形態のメインコントローラ４０の遮蔽領域設定部５６による遮蔽領域の設定方法に対する第２比較例として考える。

このように、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２からの不可視領域をフロント作業装置１の姿勢変化に応じて図８の下図に示すように設定する第２比較例の場合であっても、６つの測位衛星１０１ａ、１０１ｃのうち、測位精度の寄与度が高い測位衛星１０１ａがフロント作業装置１の姿勢変化（第１姿勢Ｅ１と第２姿勢Ｅ２の変化）に応じて可視の状態と不可視の状態とに変化する場合には、測位演算における当該測位衛星１０１ａの選択と選択除外とが頻繁に切り替えられることになる。したがって、測位演算に用いる測位衛星の組合わせがフロント作業装置１の姿勢の変化に応じて変更されてしまうので、測位精度の悪化を引き起こす懸念は変わらない。

次に、本発明の作業機械の一実施の形態における効果について図４及び図９を用いて説明する。図９は本発明の作業機械の一実施の形態が設定する遮蔽情報と測位衛星の配置との関係の一例を示す説明図（天空図）である。図９に示す天空図（ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界）は、方位角を角度座標にすると共に仰角を動径座標とする二次元極座標として表されている。

油圧ショベルが、例えば図４に示すように、正対している施工対象面Ｓｔ１に対して、フロント作業装置１のバケット７を用いて上方から下方に向けて整形作業を行う場合を考える。フロント作業装置１は、整形動作の起点における初期姿勢Ｆ１から整形動作の終了点における最終姿勢Ｆ３まで変化し、整形動作の中途においてＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界を遮る範囲が最大となる中途姿勢Ｆ２を経る。

複数（図４中、６つ）の測位衛星１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃのうちの或る測位衛星１０１ａは、フロント作業装置１が初期姿勢Ｆ１及び最終姿勢Ｆ３のときにはＧＮＳＳアンテナ３１、３２から可視状態であるが、中途姿勢Ｆ２のときにはフロント作業装置１によって遮られて不可視の状態にあるものとする。すなわち、当該測位衛星１０１ａは、フロント作業装置１の整形動作中に、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２から可視と不可視とに変化する。また、別の或る測位衛星１０１ｂは、フロント作業装置１が図４に示す整形動作の姿勢変化を経る場合にはＧＮＳＳアンテナ３１、３２から可視状態であるが、上部旋回体３が施工対象面Ｓｔ１に対して正対を維持した状態のままでフロント作業装置１が取り得る全ての姿勢のうちの特定の姿勢のときには不可視の状態になるものとする。残りの測位衛星１０１ｃは、上部旋回体３が施工対象面Ｓｔ１に対して正対を維持した状態のままでフロント作業装置１が取り得る全ての姿勢に対して、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２から可視であるものとする。

このような状況において、油圧ショベルのメインコントローラ４０の遮蔽領域設定部５６は、ＧＮＳＳ受信機３４の測位演算の結果である第１のＧＮＳＳアンテナ３１の位置及び基線ベクトルの情報と３次元データ受信保持部５１に保持されている３次元情報とを基に、作業現場における油圧ショベルの周囲の構造物や地形などの電波障害物により遮られる各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の領域を第１遮蔽領域Ｍ１として設定する。第１遮蔽領域は、例えば、図９に示す破線により囲まれた領域Ｍ１とする。第１遮蔽領域Ｍ１のうち、上部旋回体３が正対している施工面Ｓｔ１により遮られる領域は、例えば、図９に示す斜線部の領域Ｍ１Ｓとする。

遮蔽領域設定部５６は、また、上部旋回体３が演算結果（演算時点）の位置、方位、姿勢を維持した状態のままで（所定条件下で）フロント作業装置１の特定部分（バケット７の爪先）を上部旋回体３が正対する施工対象面Ｓｔ１に対して所定の距離の範囲内で沿うように動作させること（所定の動作条件）を仮定したときにフロント作業装置１の取り得る多数の姿勢（フロント姿勢群）によって遮られる各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の領域を第２遮蔽領域Ｍ２として設定する。第２遮蔽領域は、例えば、図９に示す太い実線で囲まれた領域Ｍ２とする。第２遮蔽領域Ｍ２のうち、図４に示すフロント作業装置１の整形作業時の初期姿勢Ｆ１や最終姿勢Ｆ３により遮られる領域は、例えば、図９に示す一点鎖線で囲まれた領域Ｍ２ａとする。なお、上部旋回体３が演算結果（演算時点）の位置、方位、姿勢を維持した状態のままでフロント作業装置１が取り得る姿勢（所定の動作条件は無し）によって遮られるＧＮＳＳアンテナ３１、３２の上空視界の領域を包含する領域は、例えば、図９に示す二点鎖線で囲まれた領域Ｒ０とする。

このとき、或る測位衛星１０１ａは、図９に示す第２遮蔽領域Ｍ２の範囲内かつ領域Ｍ２ａ及び第１遮蔽領域Ｍ１の範囲外にある。また、別の或る測位衛星１０１ｂは、図９に示す領域Ｒ０の範囲内かつ第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２の範囲外にある。残りの４つの測位衛星１０１ｃは、図９に示す第１遮蔽領域Ｍ１、第２遮蔽領域Ｍ２、領域Ｒ０の範囲外にある。

遮蔽領域設定部５６は、第１のＧＮＳＳアンテナ３１の上空視界に対して設定した第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２をメイン遮蔽情報として、第２のＧＮＳＳアンテナ３２の上空視界に対して設定した第１遮蔽領域Ｍ１及び第２遮蔽領域Ｍ２をサブ遮蔽情報として、油圧ショベルのＧＮＳＳ受信機３４へ出力する。ＧＮＳＳ受信機３４は、遮蔽領域設定部５６によって設定された第１遮蔽領域Ｍ１又は第２遮蔽領域Ｍ２に位置する測位衛星を測位演算に用いる測位衛星の選択肢から除外し、残りの測位衛星の中から選択した測位衛星の測位信号を基に測位演算を実行する。すなわち、第２遮蔽領域Ｍ２に位置する測位衛星は、測位演算に用いる衛星の選択肢から常に除外される。

例えば、ＧＮＳＳ受信機３４は、図９に示す第２遮蔽領域Ｍ２の範囲内に位置する測位衛星１０１ａを測位演算に用いる測位衛星の選択肢から除外し、第１遮蔽領域Ｍ１の範囲外かつ第２遮蔽領域Ｍ２の範囲外に位置する５つの測位衛星１０１ｂ、１０１ｃの中から選択した測位衛星の測位信号を基に測位演算を行う。このように、第２遮蔽領域Ｍ２に位置する測位衛星１０１ａが各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２からフロント作業装置１の姿勢変化によって可視状態になったり不可視状態になったりしても、第２遮蔽領域Ｍ２に位置する測位衛星１０１ａを測位演算に用いる測位衛星の選択肢から常に除外することで、高い施工精度が要求されるフロント作業装置１の動作中に測位演算に用いる測位衛星の組み合わせが変更されることを防止することができる。これにより、高い施工精度が要求されるフロント作業装置１の動作中において測位精度を高精度に維持することができるので、施工面の仕上げ精度を高く維持することができる。

なお、図９に示す領域Ｒ０に位置する測位衛星１０１ｂは、フロント作業装置１の姿勢によっては一時的に各ＧＮＳＳアンテナ３１、３２から不可視になることがある。このとき、ＧＮＳＳ受信機３４は、図９に示す領域Ｒ０に位置する測位衛星１０１ｂが第１遮蔽領域Ｍ１または第２遮蔽領域Ｍ２の範囲内に位置していないので、当該測位衛星１０１ｂを測位演算に用いる選択肢として維持する。すなわち、図９に示す領域Ｒ０に位置する測位衛星１０１ｂからの測位信号を用いて測位演算を行うことがある。図９に示す領域Ｒ０に位置する測位衛星１０１ｂがＧＮＳＳアンテナ３１、３２から不可視である場合、同測位衛星１０１ｂからの測位信号をＧＮＳＳアンテナ３１、３２が品質の悪い状態で受信するので、測位精度が悪化することがある。しかし、第２遮蔽領域Ｍ２の範囲外かつ領域Ｒ０の範囲内となるフロント作業装置１の姿勢は、高い施工精度が要求される動作中の姿勢とは異なる姿勢であるので、測位精度が悪化したとしても、施工精度に影響を及ぼすことはない。

上述したように、第１の実施の形態に係る油圧ショベル（作業機械）は、機体２、３と、上部旋回体３（機体）に取り付けられ姿勢が変化するフロント作業装置１（作業装置）と、上部旋回体３（機体）に取り付けられ複数の測位衛星１０１からの測位信号を受信するＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）と、上部旋回体３（機体）の姿勢の情報を検出する機体姿勢検出装置２１と、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）が受信した複数の測位衛星１０１からの測位信号と機体姿勢検出装置２１の検出情報とを基に、上部旋回体３（機体）の測位演算を行う演算装置（ＧＮＳＳ受信機３４、メインコントローラ４０）と備えている。さらに、演算装置３４、４０は、機体姿勢検出装置２１により検出された上部旋回体３（機体）の姿勢情報とＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）が受信した複数の測位衛星１０１からの測位信号とに基づいてＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）の上空視界における第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）を設定し、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）が受信した複数の測位衛星１０１の測位信号のうち第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）の範囲内に位置する測位衛星からの測位信号を除外して、上部旋回体３（機体）の測位演算を行うよう構成されている。演算装置３４、４０により設定される第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）の範囲は、演算装置３４、４０が、機体姿勢検出装置２１により検出された上部旋回体３（機体）の姿勢情報とＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）が受信した複数の測位衛星の測位信号とにより上部旋回体３（機体）の位置と方位と姿勢とを演算し、演算された上部旋回体３（機体）の位置と方位と姿勢を維持した状態のままでフロント作業装置１（作業装置）の特定部分（バケット７の爪先）を予め設定されている施工対象面Ｓｔ１に対して所定の距離の範囲Ｄｔ内で沿うように動作させたときフロント作業装置１（作業装置）が取り得る複数の姿勢を演算し、演算された複数の姿勢を作業装置がとったときにＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）の上空視界においてフロント作業装置１（作業装置）により遮られる領域が包含される範囲を演算して設定するものである。

この構成よれば、フロント作業装置１（作業装置）を所定条件で動作させたときに取り得る複数の姿勢により遮られるＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）の上空視界の領域が包含される範囲を演算して設定した第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）の範囲内に位置する測位衛星１０１ａを演算装置３４、４０の測位演算に用いる測位衛星から除外することで、フロント作業装置１（作業装置）の作業中の姿勢変化に起因してＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）の上空視界の或る領域が繰り返し可視領域と不可視領域とに変化する測位環境下であっても、測位演算に用いられる測位衛星１０１の組み合わせが変更され難いので、衛星測位の精度悪化を防止することができる。

また、本実施の形態においては、フロント作業装置１（作業装置）がブーム５、アーム６、バケット７（複数の被駆動部材）が駆動可能に連結された装置である。さらに、演算装置３４、４０によって演算されるフロント作業装置１（作業装置）が取り得る複数の姿勢は、フロント作業装置１（作業装置）の特定部分（バケット７の爪先）が施工対象面Ｓｔ１に対して接するという条件を満たすブーム５、アーム６、バケット７（複数の被駆動部材）の各々の角度範囲の組み合わせによって構成された情報である。

この構成によれば、演算装置３４、４０により演算されるフロント作業装置１（作業装置）の取り得る複数の姿勢が高い施工精度が要求されるフロント作業装置１（作業装置）の整形動作中の姿勢を含むようになるので、演算結果であるフロント作業装置１（作業装置）の取り得る複数の姿勢を基に設定する第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）は、高い施工精度が要求されるフロント作業装置１（作業装置）の動作中の姿勢変化に起因して可視状態と不可視状態とに変化する上空視界の領域を確実に覆うことができる。

また、本実施の形態においては、フロント作業装置１（作業装置）がブーム５、アーム６、バケット７（複数の被駆動部材）が駆動可能に連結された装置である。さらに、演算装置３４、４０により演算されるフロント作業装置１（作業装置）が取り得る複数の姿勢は、ブーム５、アーム６、バケット７（複数の被駆動部材）の各々の取り得る姿勢をブーム５、アーム６、バケット７（複数の被駆動部材）の各々の取り得る角度範囲を有限数に分割して得られた各分割領域の境界位置の角度値を要素とする角度値の集合として規定され、フロント作業装置１（作業装置）の取り得る姿勢をブーム５、アーム６、バケット７（複数の被駆動部材）の各々の角度値の集合の中から１つずつ抽出して組み合わせることで得られる角度値の組み合わせを要素とする角度値の組み合わせの集合として規定され、角度値の組み合わせの集合（姿勢郡Ｓ（θ１、θ２、θ３））の中から、フロント作業装置１（作業装置）の特定部分（バケット７の爪先）と施工対象面Ｓｔ１との距離が所定値Ｄｔ以下となる条件を満たす角度値の組み合わせである。

この構成によれば、演算装置３４、４０により演算されるフロント作業装置１（作業装置）が取り得る複数の姿勢は、ブーム５、アーム６、バケット７（複数の被駆動部材）の各々の有限数の角度値の組み合わせの中から所定の条件を満たす組み合わせであるので、高い施工精度が要求されるフロント作業装置１（作業装置）の動作中の姿勢を全て含むようにフロント作業装置１（作業装置）の姿勢を演算する場合よりも、演算装置３４、４０の演算負荷を軽減することができる。

また、本実施の形態に係る演算装置３４、４０は、さらに、機体姿勢検出装置２１により検出された上部旋回体３（機体）の姿勢情報とＧＮＳＳアンテナ３１、３２（アンテナ）が受信した複数の測位衛星１０１の測位信号とにより演算した機体２、３の位置と方位と姿勢を維持した状態のままでフロント作業装置１（作業装置）の特定部分（バケット７の爪先）が施工対象面Ｓｔ１に接触可能であるか否かを判定するように構成されている。加えて、演算装置３４、４０によるフロント作業装置１（作業装置）が取り得る複数の姿勢の演算は、フロント作業装置１（作業装置）の特定部分（バケット７の爪先）が施工対象面Ｓｔ１に接触可能であると判定された場合に実行される。

この構成によれば、フロント作業装置１（作業装置）の特定部分（バケット７の爪先）が施工対象面Ｓｔ１に接触不能の状態である場合には、フロント作業装置１（作業装置）が取り得る複数の姿勢の演算を演算装置３４、４０が実行しないので、演算装置３４、４０の不要な演算負荷を削減することができる。

また、本実施の形態に係る演算装置３４、４０は、上部旋回体３（機体）の測位演算を繰り返し実行するように構成されている。さらに、演算装置３４、４０による第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）の設定は、前に設定した第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）に基づき行われた上部旋回体３（機体）の測位演算の結果を用いて行われるものである。

この構成によれば、第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）が繰り返し更新されていくので、上部旋回体３（機体）の位置と方位と姿勢の変化に応じて適切な第２遮蔽領域Ｍ２（遮蔽領域）の設定が可能となる。

［その他の実施の形態］
なお、上述した実施の形態においては、本発明を油圧ショベルに適用した例を示した。しかし、本発明は、姿勢が変化する作業装置を備え、複数の測位衛星からの測位信号を受信して自身の位置情報を演算する各種の作業機械に広く適用することができる。

また、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易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。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

例えば、上述した実施の形態においては、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２によって受信された測位信号を基に、ＧＮＳＳ受信機が測位演算を行う構成の例を示した。しかし、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２によって受信された測位信号を基に、メインコントローラ４０が測位演算を行うように構成することも可能である。すなわち、メインコントローラ４０のポジショニング演算部４１が遮断領域設定部５６の機能に加えて測位演算の機能（測位演算部）を含むように構成することも可能である。この場合、メインコントローラ４０が、ＧＮＳＳアンテナ３１、３２が受信した複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星群）１０１からの測位信号と機体姿勢検出装置２１の検出情報とを基に、上部旋回体３（機体）の測位演算を行う演算装置を構成する。

１…フロント作業装置（作業装置）、 ３…上部旋回体（機体）、 ５…ブーム（被駆動部材）、 ６…アーム（被駆動部材）、 ７…バケット（被駆動部材）、 ２１…第１姿勢センサ（機体姿勢検出装置）、 ３１…第１のＧＮＳＳアンテナ（アンテナ）、 ３２…第２のＧＮＳＳアンテナ（アンテナ）、 ３４…ＧＮＳＳ受信機（演算装置）、 ４０…メインコントローラ（演算装置）、 Ｍ２…第２遮蔽領域（遮蔽領域）、 Ｓｔ１…施工対象面、 Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３…複数の姿勢

Claims (5)

1. 機体と、
   前記機体に取り付けられ、姿勢が変化する作業装置と、
   前記機体に取り付けられ、複数の測位衛星からの測位信号を受信するアンテナと、
   前記機体の姿勢の情報を検出する機体姿勢検出装置と、
   前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星からの測位信号と前記機体姿勢検出装置の検出情報とを基に、前記機体の測位演算を行う演算装置と備えた作業機械において、
   前記演算装置は、前記機体姿勢検出装置により検出された前記機体の姿勢情報と前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星からの測位信号に基づいて、前記アンテナの上空視界における遮蔽領域を設定し、前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星の測位信号のうち前記遮蔽領域の範囲内に位置する測位衛星からの測位信号を除外して、前記機体の測位演算を行うよう構成されており、
   前記演算装置により設定される前記遮蔽領域の範囲は、前記演算装置が、前記機体姿勢検出装置により検出された前記機体の姿勢情報と前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星の測位信号とにより前記機体の位置と方位と姿勢を演算し、演算された前記機体の位置と方位と姿勢を維持した状態のままで前記作業装置の特定部分を予め設定されている施工対象面に対して所定の距離の範囲内で沿うように動作させたとき前記作業装置が取り得る複数の姿勢を演算し、演算された前記複数の姿勢を前記作業装置がとったときに前記アンテナの上空視界において前記作業装置により遮られる領域が包含される範囲を演算して設定する
   ことを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記作業装置は、複数の被駆動部材が駆動可能に連結された装置であり、
   前記演算装置によって演算される前記作業装置が取り得る前記複数の姿勢は、前記作業装置の前記特定部分が前記施工対象面に対して接するという条件を満たす前記複数の被駆動部材の各々の角度範囲の組み合わせによって構成された情報である
   ことを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記作業装置は、複数の被駆動部材が駆動可能に連結された装置であり、
   前記演算装置によって演算される前記作業装置が取り得る前記複数の姿勢は、
   前記複数の被駆動部材の各々の取り得る姿勢を、前記複数の被駆動部材の各々の取り得る角度範囲を有限数に分割して得られた各分割領域の境界位置の角度値を要素とする角度値の集合として規定され、
   前記作業装置の取り得る姿勢を、前記複数の被駆動部材の各々の前記角度値の集合の中から１つずつ抽出して組み合わせることで得られる角度値の組み合わせを要素とする角度値の組み合わせの集合として規定され、
   前記角度値の組み合わせの集合の中から、前記作業装置の前記特定部分と前記施工対象面との距離が所定値以下となる条件を満たす角度値の組み合わせである
   ことを特徴とする作業機械。
4. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記演算装置は、さらに、前記機体姿勢検出装置により検出された前記機体の姿勢情報と前記アンテナが受信した前記複数の測位衛星の測位信号とにより演算した前記機体の位置と方位と姿勢とを維持した状態のままで前記作業装置の前記特定部分が前記施工対象面に接触可能であるか否かを判定するように構成され、
   前記演算装置による前記作業装置が取り得る前記複数の姿勢の演算は、前記作業装置の前記特定部分が前記施工対象面に接触可能であると判定された場合に実行される
   ことを特徴とする作業機械。
5. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記演算装置は、前記機体の測位演算を繰り返し実行するように構成され、
   前記演算装置による前記遮蔽領域の設定は、前に設定した遮蔽領域に基づき行われた前記機体の測位演算の結果を用いて行われるものである
   ことを特徴とする作業機械。

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