JP2024072055A - Work machine, information processing device, work support system, program - Google Patents

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JP2024072055A JP2022182647A JP2022182647A JP2024072055A JP 2024072055 A JP2024072055 A JP 2024072055A JP 2022182647 A JP2022182647 A JP 2022182647A JP 2022182647 A JP2022182647 A JP 2022182647A JP 2024072055 A JP2024072055 A JP 2024072055A
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Ryuji Tsuzuki
孝介 原
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Abstract

To provide a technology capable of generating a track of a work part of a work machine in accordance with characteristics of work object sediment of the work machine.SOLUTION: A shovel 100 according to an embodiment of the present disclosure is provided with a target track generating unit 302B generating data representing a track of a work part of the shovel 100 based on data regarding characteristics of work object sediment upon predetermined motion of the shovel 100. For example, upon the predetermined motion of the shovel 100, using a learned model which has learned imitation learning through data collected upon the predetermined motion of the shovel 100 through operation by an expert, with data regarding the characteristics of work object sediment as input, the target track generating unit 302 outputs the data representing the track of the work part of the shovel 100.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本開示は、作業機械等に関する。 This disclosure relates to work machines, etc.

例えば、作業機械の作業対象(地表)の形状や目標形状等に応じて、所定の動作を行う際の作業機械の作業部位の軌道を生成する技術が開示されている(特許文献1参照)。 For example, a technology has been disclosed that generates a trajectory for the working part of a work machine when performing a specified operation, depending on the shape of the work target (ground surface) of the work machine and the target shape, etc. (see Patent Document 1).

国際公開第2020/032267号International Publication No. 2020/032267

しかしながら、含水率、粒度、硬度等の作業対象の土砂の特性に合わせて作業部位の軌道が生成されることが望ましい。 However, it is desirable to generate the trajectory of the work area according to the characteristics of the soil being worked on, such as moisture content, grain size, and hardness.

そこで、上記課題に鑑み、作業機械の作業対象の土砂の特性に合わせて作業機械の作業部位の軌道を生成することが可能な技術を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the objective is to provide a technology that can generate a trajectory for the working part of a work machine in accordance with the characteristics of the soil and sand that the work machine is working on.

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
作業機械の所定の動作時において、作業対象の土砂の特性に関するデータに基づき、作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する生成部、を備える、
作業機械が提供される。
In order to achieve the above object, in one embodiment of the present disclosure,
a generation unit that generates data representing a trajectory of a working portion of the work machine based on data relating to characteristics of soil and sand as a work target during a predetermined operation of the work machine;
A work machine is provided.

また、本開示の他の実施形態では、
所定のオペレータの操作による作業機械の所定の動作時に収集されたデータに基づき学習モデルを教師あり学習させ、作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータを入力として、作業機械の前記所定の動作時の作業部位の軌道を表すデータを出力する学習済みモデルを生成する、
情報処理装置が提供される。
In another embodiment of the present disclosure,
A learning model is subjected to supervised learning based on data collected during a predetermined operation of the work machine operated by a predetermined operator, and a learned model is generated that receives data on the characteristics of the soil and sand that is the target of the work machine as an input and outputs data representing the trajectory of a working part of the work machine during the predetermined operation.
An information processing device is provided.

また、本開示の更に他の実施形態では、
作業機械に設けられ、前記作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータを情報処理装置に送信する第1の送信部と、
前記情報処理装置に設けられ、前記作業機械の所定の動作時において、前記土砂の特性に関するデータに基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する生成部と、
前記情報処理装置に設けられ、前記生成部により生成されるデータ、又は前記生成部により生成されるデータに対応する軌道に沿って前記作業部位が移動するように前記作業機械を制御する指令を前記作業機械に送信する第2の送信部と、を備える、
作業支援システムが提供される。
In still another embodiment of the present disclosure,
a first transmission unit provided in the work machine and configured to transmit data relating to characteristics of the soil and sand that is the object of work by the work machine to an information processing device;
a generation unit provided in the information processing device and configured to generate data representing a trajectory of a working portion of the work machine based on data relating to characteristics of the soil and sand during a predetermined operation of the work machine;
a second transmission unit provided in the information processing device and configured to transmit to the work machine a command for controlling the work machine so that the working part moves along the data generated by the generation unit or a trajectory corresponding to the data generated by the generation unit,
A task support system is provided.

また、本開示の更に他の実施形態では、
情報処理装置に、
作業機械の所定の動作時において、前記作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータに基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する生成ステップを実行させる、
プログラムが提供される。
In still another embodiment of the present disclosure,
In the information processing device,
executing a generating step of generating data representing a trajectory of a working portion of the work machine based on data relating to characteristics of soil and sand that is a target of work by the work machine during a predetermined operation of the work machine;
The program is provided.

上述の実施形態によれば、作業機械の作業対象の土砂の特性に合わせて作業機械の作業部位の軌道を生成することができる。 According to the above-described embodiment, the trajectory of the working part of the work machine can be generated according to the characteristics of the soil and sand that the work machine is working on.

作業支援システムの一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a work support system. ショベルの一例を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing an example of a shovel. ショベルの遠隔操作に関する構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration for remote control of a shovel. ショベルのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a shovel. 情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example of a hardware configuration of an information processing device. 作業支援システムにおけるショベルの作業部位の目標軌道の生成に関する機能構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of a functional configuration related to generation of a target trajectory of a working part of a shovel in the work support system. ショベルの作業部位の目標軌道の第1例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a first example of a target trajectory of a working part of a shovel. ショベルの作業部位の目標軌道の第2例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a second example of a target trajectory of a working part of a shovel. ショベルの作業部位の目標軌道の第3例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a third example of a target trajectory of a working part of a shovel. ショベルの作業部位の目標軌道の第4例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a fourth example of a target trajectory of a working part of a shovel. 作業の進捗状況を表す画面の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a screen showing the progress of work. 作業の進捗状況を表す画面の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a screen showing the progress of work. ショベルの作業部位の目標軌道の生成に関する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a process for generating a target trajectory of a working portion of a shovel. 作業の進捗状況の更新に関する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。11 is a flowchart illustrating an example of a process for updating the progress of a task.

以下、図面を参照して実施形態について説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.

[作業支援システムの概要]
図1~図3を参照して、本実施形態に係る作業支援システムSYSの概要について説明をする。
[Overview of the work support system]
An overview of a work support system SYS according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

図1は、作業支援システムSYSの一例を示す図である。図1において、ショベル100は、左側面図が示される。図2は、ショベル100の一例を示す上面図である。図3は、ショベル100の遠隔操作に関する構成の一例を示す図である。以下、ショベル100の上面視でアタッチメントATが延び出す方向(図2の上方向)を"前"と規定して、ショベル100における方向、或いは、ショベル100から見た方向を説明する場合がある。 Figure 1 is a diagram showing an example of a work support system SYS. In Figure 1, a left side view of a shovel 100 is shown. Figure 2 is a top view showing an example of the shovel 100. Figure 3 is a diagram showing an example of a configuration related to remote operation of the shovel 100. Below, the direction in which the attachment AT extends when viewed from above the shovel 100 (the upward direction in Figure 2) is defined as "front," and directions on the shovel 100 or directions seen from the shovel 100 may be described.

図1に示すように、作業支援システムSYSは、ショベル100と、情報処理装置200とを含む。 As shown in FIG. 1, the work support system SYS includes a shovel 100 and an information processing device 200.

作業支援システムSYSは、情報処理装置200を用いて、ショベル100と連携し、ショベル100の作業に関する支援を行う。 The work support system SYS uses the information processing device 200 to cooperate with the shovel 100 and provide support regarding the work of the shovel 100.

作業支援システムSYSに含まれるショベル100は、1台であってもよいし、複数台であってもよい。 The work support system SYS may include one or more excavators 100.

ショベル100は、作業支援システムSYSにおいて、作業に関する支援の対象の作業機械である。 The excavator 100 is a work machine that receives work assistance in the work assistance system SYS.

図1、図2に示すように、ショベル100は、下部走行体1と、上部旋回体3と、ブーム4、アーム5、及び、バケット6を含むアタッチメントATと、キャビン10とを備える。 As shown in Figures 1 and 2, the excavator 100 includes a lower traveling body 1, an upper rotating body 3, an attachment AT including a boom 4, an arm 5, and a bucket 6, and a cabin 10.

下部走行体1は、クローラ1Cを用いて、ショベル100を走行させる。クローラ1Cは、左側のクローラ1CL及び右側のクローラ1CRを含む。クローラ1CLは、走行油圧モータ1MLで油圧駆動される。同様に、クローラ1CLは、走行油圧モータ1MRで油圧駆動される。これにより、下部走行体1は、自走することができる。 The lower traveling body 1 uses crawlers 1C to travel the excavator 100. The crawlers 1C include a left crawler 1CL and a right crawler 1CR. The crawler 1CL is hydraulically driven by a traveling hydraulic motor 1ML. Similarly, the crawler 1CL is hydraulically driven by a traveling hydraulic motor 1MR. This allows the lower traveling body 1 to travel on its own.

上部旋回体3は、旋回機構2を介して下部走行体1に旋回可能に搭載される。例えば、上部旋回体3は、旋回油圧モータ2Mで旋回機構2が油圧駆動されることにより、下部走行体1に対して旋回する。 The upper rotating body 3 is mounted on the lower traveling body 1 so as to be able to rotate via the rotating mechanism 2. For example, the upper rotating body 3 rotates relative to the lower traveling body 1 when the rotating mechanism 2 is hydraulically driven by the rotating hydraulic motor 2M.

ブーム4は、左右方向に沿う回転軸を中心として俯仰可能なように、上部旋回体3の前部中央に取り付けられる。アーム5は、左右方向に沿う回転軸を中心として回転可能なように、ブーム4の先端に取り付けられる。バケット6は、左右方向に沿う回転軸を中心として回転可能なように、アーム5の先端に取り付けられる。 The boom 4 is attached to the front center of the upper rotating body 3 so that it can be raised and lowered around a rotation axis that runs along the left-right direction. The arm 5 is attached to the tip of the boom 4 so that it can rotate around a rotation axis that runs along the left-right direction. The bucket 6 is attached to the tip of the arm 5 so that it can rotate around a rotation axis that runs along the left-right direction.

バケット6は、エンドアタッチメントの一例であり、例えば、掘削作業や整地作業に用いられる。 The bucket 6 is an example of an end attachment and is used, for example, for excavation work and ground leveling work.

バケット6は、ショベル100の作業内容に応じて、適宜交換可能な態様で、アーム5の先端に取り付けられている。つまり、アーム5の先端には、バケット6に代えて、バケット6とは異なる種類のバケットが取り付けられてもよい。バケット6と異なる種類のバケットは、例えば、相対的に大きい大型バケット、法面用バケット、浚渫用バケット等を含む。また、アーム5の先端には、バケット以外の種類のエンドアタッチメントが取り付けられてもよい。バケット以外の種類のエンドアタッチメントは、例えば、攪拌機、ブレーカ、クラッシャー等を含む。また、アーム5と、エンドアタッチメントとの間には、例えば、クイックカップリングやチルトローテータ等の予備アタッチメントが設けられてもよい。 The bucket 6 is attached to the tip of the arm 5 in a manner that allows it to be appropriately replaced depending on the work content of the excavator 100. In other words, instead of the bucket 6, a bucket of a different type from the bucket 6 may be attached to the tip of the arm 5. Buckets of a different type from the bucket 6 include, for example, relatively large buckets, buckets for slopes, and buckets for dredging. In addition, a type of end attachment other than a bucket may be attached to the tip of the arm 5. Types of end attachments other than a bucket include, for example, mixers, breakers, and crushers. In addition, a spare attachment such as a quick coupling or a tilt rotator may be provided between the arm 5 and the end attachment.

ブーム4、アーム5、及び、バケット6は、それぞれ、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及び、バケットシリンダ9により油圧駆動される。 The boom 4, arm 5, and bucket 6 are hydraulically driven by a boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9, respectively.

キャビン10は、オペレータが搭乗し、ショベル100を操作するための操縦室である。キャビン10は、例えば、上部旋回体3の前部左側に搭載される。 The cabin 10 is a control room where an operator sits and operates the excavator 100. The cabin 10 is mounted, for example, on the front left side of the upper rotating body 3.

例えば、ショベル100は、キャビン10に搭乗するオペレータの操作に応じて、下部走行体1(即ち、左右の一対のクローラ1CL,1CR)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を動作させる。 For example, the excavator 100 operates driven elements such as the lower traveling body 1 (i.e., a pair of left and right crawlers 1CL, 1CR), upper rotating body 3, boom 4, arm 5, and bucket 6 in response to the operation of an operator in the cabin 10.

また、ショベル100は、キャビン10に搭乗するオペレータによって操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、ショベル100の外部から遠隔操作(リモート操作)が可能に構成されてもよい。ショベル100が遠隔操作される場合、キャビン10の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン10のオペレータの操作装置26に対する操作、及び外部のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。 In addition to or instead of being configured to be operable by an operator inside the cabin 10, the shovel 100 may be configured to be remotely operable from outside the shovel 100. When the shovel 100 is remotely operated, the inside of the cabin 10 may be unmanned. In the following description, it is assumed that the operation of the operator includes at least one of the operation of the operating device 26 by the operator inside the cabin 10 and the remote operation by an external operator.

例えば、図3に示すように、遠隔操作には、遠隔操作支援装置300で行われるショベル100のアクチュエータに関する操作入力によって、ショベル100が操作される態様が含まれる。遠隔操作支援装置300は、情報処理装置200と別に設けられてもよいし、情報処理装置200であってもよい。 For example, as shown in FIG. 3, remote operation includes a mode in which the shovel 100 is operated by operation input related to the actuator of the shovel 100 performed by the remote operation support device 300. The remote operation support device 300 may be provided separately from the information processing device 200, or may be the information processing device 200.

遠隔操作支援装置300は、例えば、ショベル100の作業を外部から管理する管理センタ等に設けられる。また、遠隔操作支援装置300は、可搬型の操作端末であってもよく、この場合、オペレータは、ショベル100の周辺からショベル100の作業状況を直接確認しながらショベル100の遠隔操作を行うことができる。 The remote operation support device 300 is provided, for example, in a management center that manages the work of the shovel 100 from the outside. The remote operation support device 300 may also be a portable operation terminal, in which case the operator can remotely operate the shovel 100 while directly checking the work status of the shovel 100 from the vicinity of the shovel 100.

ショベル100は、例えば、後述の通信装置60を通じて、自身に搭載される図示しない撮像装置が出力する撮像画像に基づくショベル100の前方を含む周辺の様子を表す画像(以下、「周辺画像」)を遠隔操作支援装置300に送信してよい。また、ショベル100は、通信装置60を通じて、撮像装置の出力する撮像画像を遠隔操作支援装置300に送信し、遠隔操作支援装置300は、ショベル100から受信する撮像画像を加工し周辺画像を生成してもよい。そして、遠隔操作支援装置300は、ショベル100の前方を含む周辺の様子を表す周辺画像を自身の表示装置に表示させてよい。また、ショベル100のキャビン10の内部の出力装置50(表示装置50A)に表示される、オペレータ向けの各種の情報画像(情報画面)は、同様に、遠隔操作支援装置300の表示装置にも表示されてよい。これにより、遠隔操作支援装置300を利用するオペレータは、例えば、表示装置に表示されるショベル100の周辺の様子を表す画像や情報画面等の表示内容を確認しながら、ショベル100を遠隔操作することができる。そして、ショベル100は、通信装置60により遠隔操作支援装置300から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してよい。 The shovel 100 may transmit, for example, through a communication device 60 described later, an image (hereinafter, "peripheral image") showing the surroundings including the front of the shovel 100 based on an image output by an imaging device (not shown) mounted on the shovel 100 to the remote operation support device 300. The shovel 100 may also transmit an image output by the imaging device to the remote operation support device 300 through the communication device 60, and the remote operation support device 300 may process the image received from the shovel 100 to generate a peripheral image. The remote operation support device 300 may then display a peripheral image showing the surroundings including the front of the shovel 100 on its own display device. Various information images (information screens) for the operator displayed on the output device 50 (display device 50A) inside the cabin 10 of the shovel 100 may also be displayed on the display device of the remote operation support device 300. This allows the operator using the remote operation support device 300 to remotely operate the shovel 100 while checking the display contents of, for example, an image showing the surroundings of the shovel 100 and an information screen displayed on the display device. The excavator 100 may operate actuators and drive driven elements such as the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 in response to a remote operation signal indicating the content of the remote operation received from the remote operation support device 300 by the communication device 60.

また、遠隔操作には、例えば、ショベル100の周囲の人(例えば、作業者)のショベル100に対する外部からの音声入力やジェスチャ入力等によって、ショベル100が操作される態様が含まれてもよい。具体的には、ショベル100は、自身に搭載される音声入力装置(例えば、マイクロフォン)やジェスチャ入力装置(例えば、撮像装置)等を通じて、周囲の作業者等により発話される音声や作業者等により行われるジェスチャ等を認識する。そして、ショベル100は、認識した音声やジェスチャ等の内容に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1(左右のクローラ1C)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してもよい。 Remote operation may also include a mode in which the shovel 100 is operated by, for example, external voice input or gesture input to the shovel 100 by a person (e.g., a worker) around the shovel 100. Specifically, the shovel 100 recognizes voices uttered by surrounding workers and gestures made by workers through a voice input device (e.g., a microphone) or a gesture input device (e.g., an imaging device) mounted on the shovel 100. The shovel 100 may then operate actuators according to the contents of the recognized voices and gestures to drive driven elements such as the lower traveling body 1 (left and right crawlers 1C), upper rotating body 3, boom 4, arm 5, and bucket 6.

また、ショベル100は、オペレータの操作の内容に依らず、自動でアクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル100は、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能を実現することができる。当該機能は、いわゆる「自動運転機能」や「MC(Machine Control:マシンコントロール)機能」に相当する。 The excavator 100 may also automatically operate the actuators regardless of the content of the operator's operation. This allows the excavator 100 to realize a function of automatically operating at least some of the driven elements, such as the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. This function corresponds to the so-called "automatic driving function" or "MC (Machine Control) function."

自動運転機能には、例えば、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の被駆動要素(アクチュエータ)以外の被駆動要素(アクチュエータ)を自動で動作させる機能が含まれる。当該機能は、いわゆる「半自動運機能」や「操作支援型MC機能」に相当する。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の被駆動要素(アクチュエータ)の少なくとも一部を自動で動作させる機能が含まれてよい。当該機能は、いわゆる「完全自動運転機能」や「全自動型MC機能」に相当する。ショベル100において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン10の内部は無人状態であってよい。 The automatic driving function includes, for example, a function for automatically operating driven elements (actuators) other than the driven element (actuator) to be operated in response to an operator's operation of the operating device 26 or remote operation. This function corresponds to a so-called "semi-automatic driving function" or "operation-assisted MC function." The automatic driving function may also include a function for automatically operating at least a portion of the multiple driven elements (actuators) on the assumption that there is no operation of the operating device 26 by the operator or remote operation. This function corresponds to a so-called "fully automatic driving function" or "fully automatic MC function." When the fully automatic driving function is enabled in the excavator 100, the inside of the cabin 10 may be unmanned.

半自動運転機能や完全自動運転機能等の自動運転機能では、例えば、自動運転の対象の被駆動要素(アクチュエータ)の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される。また、半自動運転機能や完全自動運転機能等の自動運転機能では、ショベル100が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の被駆動要素(アクチュエータ)の動作内容が決定されてもよい。 In an automatic driving function such as a semi-automatic driving function or a fully automatic driving function, for example, the operation content of the driven element (actuator) that is the target of automatic driving is automatically determined according to predefined rules. Also, in an automatic driving function such as a semi-automatic driving function or a fully automatic driving function, the excavator 100 may autonomously make various judgments and autonomously determine the operation content of the driven element (actuator) that is the target of automatic driving in accordance with the judgment results.

また、ショベル100の作業が遠隔監視されてもよい。この場合、遠隔操作支援装置300と同様の機能を有する遠隔監視支援装置が設けられてもよい。遠隔監視支援装置は、例えば、情報処理装置200である。これにより、遠隔監視支援装置のユーザである監視者は、遠隔監視支援装置の表示装置に表示される周辺画像を確認しながら、ショベル100の作業の状況を監視することができる。また、例えば、監視者は、安全性等の観点から必要と判断した場合、遠隔監視支援装置の入力装置を用いて、所定の入力を行うことによって、ショベル100のオペレータや完全自動運転機能による操作に介入しショベル100を緊急停止させることができる。 The work of the shovel 100 may also be remotely monitored. In this case, a remote monitoring support device having the same functions as the remote operation support device 300 may be provided. The remote monitoring support device is, for example, the information processing device 200. This allows a monitor, who is a user of the remote monitoring support device, to monitor the status of the work of the shovel 100 while checking the surrounding image displayed on the display device of the remote monitoring support device. Also, for example, if the monitor determines it is necessary from the standpoint of safety, etc., he or she can use the input device of the remote monitoring support device to make a specified input, thereby intervening in the operation by the operator of the shovel 100 or the fully automatic driving function and bringing the shovel 100 to an emergency stop.

情報処理装置200は、ショベル100と通信を行うことにより相互に連携し、ショベル100の作業に関する支援を行う。 The information processing device 200 communicates with the shovel 100 to cooperate with it and provide support for the work of the shovel 100.

情報処理装置200は、例えば、ショベル100の作業現場内の管理事務所、或いは、ショベル100の作業現場とは異なる場所にある、ショベル100の稼働状況等を管理する管理センタ等に設置されるサーバ装置や管理用の端末装置である。サーバ装置は、オンプレミスサーバやクラウドサーバであってもよいし、エッジサーバであってもよい。管理用の端末装置は、例えば、デスクトップ型のPC(Personal Computer)等の定置型の端末装置であってもよいし、タブレット端末、スマートフォン、ラップトップ型のPC等の可搬型の端末装置(携帯端末)であってもよい。後者の場合、作業現場の作業者や作業を監督する監督者や作業現場を管理する管理者等は、可搬型の情報処理装置200を所持して作業現場内を移動することができる。また、後者の場合、オペレータは、例えば、可搬型の情報処理装置200をショベル100のキャビンに持ち込むことができる。 The information processing device 200 is, for example, a server device or a management terminal device installed in a management office in the work site of the shovel 100, or in a management center that manages the operating status of the shovel 100, which is located in a place different from the work site of the shovel 100. The server device may be an on-premise server, a cloud server, or an edge server. The management terminal device may be, for example, a stationary terminal device such as a desktop PC (Personal Computer), or a portable terminal device (mobile terminal) such as a tablet terminal, a smartphone, or a laptop PC. In the latter case, a worker at the work site, a supervisor who supervises the work, a manager who manages the work site, etc. can move around the work site carrying the portable information processing device 200. In the latter case, an operator can, for example, bring the portable information processing device 200 into the cabin of the shovel 100.

情報処理装置200は、例えば、ショベル100から稼働状態に関するデータを取得する。これにより、情報処理装置200は、ショベル100の稼働状態を把握し、ショベル100の異常の有無等を監視することができる。また、情報処理装置200は、後述の表示装置208を通じて、ショベル100の稼働状態に関するデータを表示し、ユーザに確認させることができる。 The information processing device 200, for example, acquires data on the operating status from the shovel 100. This allows the information processing device 200 to grasp the operating status of the shovel 100 and monitor the presence or absence of abnormalities in the shovel 100. The information processing device 200 can also display data on the operating status of the shovel 100 via the display device 208 described below, allowing the user to confirm the data.

また、情報処理装置200は、ショベル100にコントローラ30等の処理で利用されるプログラムや参照データ等の各種データをショベル100に送信してもよい。これにより、ショベル100は、情報処理装置200からダウンロードされる各種データを用いて、ショベル100の稼働に関する各種の処理を行うことができる。 The information processing device 200 may also transmit to the shovel 100 various data such as programs and reference data used in the processing of the controller 30, etc., to the shovel 100. This allows the shovel 100 to perform various processes related to the operation of the shovel 100 using the various data downloaded from the information processing device 200.

[作業支援システムのハードウェア構成]
次に、図1~図3に加えて、図4、図5を参照して、作業支援システムSYSのハードウェア構成について説明する。
[Hardware configuration of work support system]
Next, the hardware configuration of the work support system SYS will be described with reference to FIGS. 4 and 5 in addition to FIGS. 1 to 3.

尚、遠隔操作支援装置300のハードウェア構成は、情報処理装置200と同様であってよい。そのため、遠隔操作支援装置300のハードウェア構成に関する図示及び説明を省略する。 The hardware configuration of the remote operation support device 300 may be the same as that of the information processing device 200. Therefore, illustrations and descriptions of the hardware configuration of the remote operation support device 300 will be omitted.

<ショベルのハードウェア構成>
図4は、ショベル100のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
<Excavator hardware configuration>
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of the shovel 100.

尚、図4では、機械的動力が伝達される経路は二重線、油圧アクチュエータを駆動する高圧の作動油が流れる経路は実線、パイロット圧が伝達される経路は破線、電気信号が伝達される経路は点線でそれぞれ示される。 In Figure 4, the paths through which mechanical power is transmitted are indicated by double lines, the paths through which high-pressure hydraulic oil that drives the hydraulic actuator flows are indicated by solid lines, the paths through which pilot pressure is transmitted are indicated by dashed lines, and the paths through which electrical signals are transmitted are indicated by dotted lines.

ショベル100は、被駆動要素の油圧駆動に関する油圧駆動系、被駆動要素の操作に関する操作系、ユーザとの情報のやり取りに関するユーザインタフェース系、外部との通信に関する通信系、及び各種制御に関する制御系等のそれぞれの構成要素を含む。構成要素は、1つの系統のみに関する機能を有し、1つの系統のみに含まれる場合もあれば、複数の系統に関する機能を有し、服須の系統のそれぞれに含まれる場合もある。 The excavator 100 includes various components, such as a hydraulic drive system for hydraulically driving the driven elements, an operation system for operating the driven elements, a user interface system for exchanging information with the user, a communication system for communicating with the outside world, and a control system for various controls. A component may have a function related to only one system and be included in only one system, or may have a function related to multiple systems and be included in each of the systems.

≪油圧駆動系≫
図4に示すように、ショベル100の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体1(左右のクローラ1C)、上部旋回体3、及びアタッチメントAT等の被駆動要素のそれぞれを油圧駆動する油圧アクチュエータHAを含む。また、本実施形態に係るショベル100の油圧駆動系は、エンジン11と、レギュレータ13と、メインポンプ14と、コントロールバルブ17とを含む。
<Hydraulic drive system>
4, the hydraulic drive system of the excavator 100 includes the hydraulic actuators HA that hydraulically drive each of the driven elements such as the lower traveling body 1 (left and right crawlers 1C), the upper rotating body 3, and the attachment AT, as described above. The hydraulic drive system of the excavator 100 according to this embodiment also includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, and a control valve 17.

油圧アクチュエータHAには、走行油圧モータ1ML,1MR、旋回油圧モータ2M、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9等が含まれる。 The hydraulic actuator HA includes travel hydraulic motors 1ML, 1MR, swing hydraulic motor 2M, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9.

尚、ショベル100は、油圧アクチュエータHAの一部又は全部が電動アクチュエータに置換されてもよい。つまり、ショベル100は、ハイブリッドショベルや電動ショベルであってもよい。 In addition, in the shovel 100, some or all of the hydraulic actuators HA may be replaced with electric actuators. In other words, the shovel 100 may be a hybrid shovel or an electric shovel.

エンジン11は、ショベル100の原動機であり、油圧駆動系におけるメイン動力源である。エンジン11は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。エンジン11は、例えば、上部旋回体3の後部に搭載される。エンジン11は、後述するコントローラ30による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ14及びパイロットポンプ15を駆動する。 The engine 11 is the prime mover of the excavator 100 and the main power source in the hydraulic drive system. The engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel. The engine 11 is mounted, for example, at the rear of the upper rotating body 3. The engine 11 rotates at a constant speed at a preset target speed under direct or indirect control by the controller 30 (described later), and drives the main pump 14 and the pilot pump 15.

尚、エンジン11に代えて、或いは、加えて、他の原動機(例えば、電動機)等がショベル100に搭載されてもよい。 In addition, other prime movers (e.g., electric motors) may be installed in the excavator 100 instead of or in addition to the engine 11.

レギュレータ13は、コントローラ30の制御下で、メインポンプ14の吐出量を制御(調節)する。例えば、レギュレータ13は、コントローラ30からの制御指令に応じて、メインポンプ14の斜板の角度(以下、「傾転角」)を調節する。 The regulator 13 controls (adjusts) the discharge volume of the main pump 14 under the control of the controller 30. For example, the regulator 13 adjusts the angle of the swash plate of the main pump 14 (hereinafter, the "tilt angle") in response to a control command from the controller 30.

メインポンプ14は、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ17に作動油を供給する。メインポンプ14は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。メインポンプ14は、上述の如く、エンジン11により駆動される。メインポンプ14は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ30の制御下で、レギュレータ13により斜板の傾転角が調節されることによりピストンのストローク長が調整され、吐出流量や吐出圧が制御される。 The main pump 14 supplies hydraulic oil to the control valve 17 through a high-pressure hydraulic line. The main pump 14 is mounted, for example, at the rear of the upper rotating body 3, similar to the engine 11. As described above, the main pump 14 is driven by the engine 11. The main pump 14 is, for example, a variable displacement hydraulic pump, and as described above, under the control of the controller 30, the tilt angle of the swash plate is adjusted by the regulator 13 to adjust the stroke length of the piston, thereby controlling the discharge flow rate and discharge pressure.

コントロールバルブ17は、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作の内容、或いは、自動運転機能に対応する操作指令に応じて、油圧アクチュエータHAを駆動する。コントロールバルブ17は、例えば、上部旋回体3の中央部に搭載される。コントロールバルブ17は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ14と接続され、メインポンプ14から供給される作動油を、オペレータの操作、或いは、自動運転機能に対応する操作指令に応じて、それぞれの油圧アクチュエータに選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ17は、メインポンプ14から油圧アクチュエータHAのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の制御弁(「方向切換弁」とも称する)を含む。 The control valve 17 drives the hydraulic actuators HA in response to the operator's operation of the operating device 26, the contents of remote operation, or operation commands corresponding to the automatic operation function. The control valve 17 is mounted, for example, in the center of the upper rotating body 3. As described above, the control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high-pressure hydraulic line, and selectively supplies hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each hydraulic actuator in response to the operator's operation or operation commands corresponding to the automatic operation function. Specifically, the control valve 17 includes multiple control valves (also called "directional control valves") that control the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each hydraulic actuator HA.

≪操作系≫
図4に示すように、ショベル100の操作系は、パイロットポンプ15と、操作装置26と、油圧制御弁31と、シャトル弁32と、油圧制御弁33とを含む。
<Controls>
As shown in FIG. 4 , the operating system of the excavator 100 includes a pilot pump 15 , an operating device 26 , a hydraulic control valve 31 , a shuttle valve 32 , and a hydraulic control valve 33 .

パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して各種油圧機器にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ15は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。パイロットポンプ15は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン11により駆動される。 The pilot pump 15 supplies pilot pressure to various hydraulic equipment via a pilot line 25. The pilot pump 15 is mounted, for example, at the rear of the upper rotating body 3, similar to the engine 11. The pilot pump 15 is, for example, a fixed displacement hydraulic pump, and is driven by the engine 11 as described above.

尚、パイロットポンプ15は、省略されてもよい。この場合、メインポンプ14から吐出される相対的に高い圧力の作動油が所定の減圧弁により減圧された後の相対的に低い圧力の作動油を元圧として、各種油圧機器に供給されるパイロット圧が生成されてよい。 The pilot pump 15 may be omitted. In this case, the pilot pressure supplied to various hydraulic devices may be generated using the relatively low pressure hydraulic oil after the relatively high pressure hydraulic oil discharged from the main pump 14 is reduced by a specified pressure reducing valve as the base pressure.

操作装置26は、キャビン10の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種被駆動要素の操作を行うために用いられる。具体的には、操作装置26は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータHAの操作を行うために用いられ、その結果として、油圧アクチュエータHAの駆動対象の被駆動要素のオペレータによる操作を実現することができる。操作装置26は、それぞれの被駆動要素(油圧アクチュエータHA)を操作するためのペダル装置やレバー装置を含む。 The operating device 26 is provided near the cockpit of the cabin 10, and is used by the operator to operate the various driven elements. Specifically, the operating device 26 is used by the operator to operate the hydraulic actuators HA that drive the respective driven elements, and as a result, the operator can operate the driven elements that are the targets of the drive of the hydraulic actuators HA. The operating device 26 includes pedal devices and lever devices for operating the respective driven elements (hydraulic actuators HA).

例えば、図4に示すように、操作装置26は、油圧パイロット式である。具体的には、操作装置26は、パイロットライン25から分岐するパイロットライン25Aを通じてパイロットポンプ15から供給される作動油を利用し、操作内容に応じたパイロット圧を二次側のパイロットライン27Aに出力する。パイロットライン27Aは、シャトル弁32の一方の入口ポートに接続され、シャトル弁32の出口ポートに接続されるパイロットライン27を介して、コントロールバルブ17に接続される。これにより、コントロールバルブ17には、シャトル弁32を介して、操作装置26における各種被駆動要素(油圧アクチュエータHA)に関する操作内容に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ17は、オペレータ等による操作装置26に対する操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータHAを駆動することができる。 For example, as shown in FIG. 4, the operating device 26 is of a hydraulic pilot type. Specifically, the operating device 26 uses hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 through a pilot line 25A branching from the pilot line 25, and outputs pilot pressure corresponding to the operation to a secondary pilot line 27A. The pilot line 27A is connected to one inlet port of the shuttle valve 32, and is connected to the control valve 17 via a pilot line 27 connected to the outlet port of the shuttle valve 32. As a result, pilot pressure corresponding to the operation of various driven elements (hydraulic actuators HA) in the operating device 26 can be input to the control valve 17 via the shuttle valve 32. Therefore, the control valve 17 can drive each hydraulic actuator HA according to the operation of the operating device 26 by an operator or the like.

また、操作装置26は、電気式であってもよい。この場合、パイロットライン27A、シャトル弁32、及び油圧制御弁33は省略される。具体的には、操作装置26は、操作内容に応じた電気信号(以下、「操作信号」)を出力し、操作信号は、コントローラ30に取り込まれる。そして、コントローラ30は、操作信号の内容に応じた制御指令、つまり、操作装置26に対する操作内容に応じた制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、油圧制御弁31からコントロールバルブ17に操作装置26の操作内容に応じたパイロット圧が入力され、コントロールバルブ17は、操作装置26の操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータHAを駆動することができる。 The operating device 26 may also be electric. In this case, the pilot line 27A, the shuttle valve 32, and the hydraulic control valve 33 are omitted. Specifically, the operating device 26 outputs an electric signal (hereinafter, "operation signal") according to the operation content, and the operation signal is input to the controller 30. The controller 30 then outputs a control command according to the operation signal, that is, a control signal according to the operation content for the operating device 26, to the hydraulic control valve 31. As a result, a pilot pressure according to the operation content of the operating device 26 is input from the hydraulic control valve 31 to the control valve 17, and the control valve 17 can drive each hydraulic actuator HA according to the operation content of the operating device 26.

また、コントロールバルブ17に内蔵される、それぞれの油圧アクチュエータHAを駆動する制御弁(方向切換弁)は、電磁ソレノイド式であってもよい。この場合、操作装置26から出力される操作信号がコントロールバルブ17に、即ち、電磁ソレノイド式の制御弁に直接入力されてもよい。 The control valves (directional control valves) built into the control valve 17 that drive the hydraulic actuators HA may be of the electromagnetic solenoid type. In this case, the operation signal output from the operating device 26 may be input directly to the control valve 17, i.e., the electromagnetic solenoid type control valve.

また、上述の如く、油圧アクチュエータHAの一部又は全部は電動アクチュエータに置換されてもよい。この場合、コントローラ30は、操作装置26の操作内容や遠隔操作信号で規定される遠隔操作の内容に応じた制御指令を電動アクチュエータ或いは電動アクチュエータを駆動するドライバ等に出力してよい。また、ショベル100が遠隔操作される場合、操作装置26は省略されてもよい。 Also, as described above, part or all of the hydraulic actuator HA may be replaced with an electric actuator. In this case, the controller 30 may output a control command to the electric actuator or a driver that drives the electric actuator according to the operation content of the operating device 26 or the remote operation content specified by the remote operation signal. Also, when the excavator 100 is remotely operated, the operating device 26 may be omitted.

油圧制御弁31は、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータHA)ごと且つ被駆動要素(油圧アクチュエータHA)の駆動方向(例えば、ブーム4の上げ方向及び下げ方向)ごとに設けられる。例えば、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等を駆動するための複動式の油圧アクチュエータHAごとに、2つの油圧制御弁31が設けられる。油圧制御弁31は、例えば、パイロットポンプ15とコントロールバルブ17との間のパイロットライン25Bに設けられ、その流路面積(即ち、作動油が通流可能な断面積)を変更可能に構成されてよい。これにより、油圧制御弁31は、パイロットライン25Bを通じて供給されるパイロットポンプ15の作動油を利用して、所定のパイロット圧を二次側のパイロットライン27Bに出力することができる。そのため、油圧制御弁31は、パイロットライン27Bとパイロットライン27の間のシャトル弁32を通じて、間接的に、コントローラ30からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ17に作用させることができる。よって、例えば、コントローラ30は、油圧制御弁31から自動運転機能に対応する操作指令に応じたパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、自動運転機能によるショベル100の動作を実現することができる。 The hydraulic control valve 31 is provided for each driven element (hydraulic actuator HA) to be operated by the operating device 26 and for each driving direction of the driven element (hydraulic actuator HA) (for example, the lifting direction and the lowering direction of the boom 4). For example, two hydraulic control valves 31 are provided for each double-acting hydraulic actuator HA for driving the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, etc. The hydraulic control valve 31 may be provided, for example, in the pilot line 25B between the pilot pump 15 and the control valve 17, and may be configured to change its flow area (i.e., the cross-sectional area through which the hydraulic oil can flow). As a result, the hydraulic control valve 31 can output a predetermined pilot pressure to the secondary pilot line 27B using the hydraulic oil of the pilot pump 15 supplied through the pilot line 25B. Therefore, the hydraulic control valve 31 can indirectly apply a predetermined pilot pressure corresponding to a control signal from the controller 30 to the control valve 17 through the shuttle valve 32 between the pilot line 27B and the pilot line 27. Therefore, for example, the controller 30 can supply pilot pressure from the hydraulic control valve 31 to the control valve 17 in response to an operation command corresponding to the automatic driving function, thereby realizing the operation of the excavator 100 using the automatic driving function.

また、コントローラ30は、油圧制御弁31を制御し、ショベル100の遠隔操作を実現してもよい。具体的には、コントローラ30は、通信装置60によって、遠隔操作支援装置300から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、コントローラ30は、油圧制御弁31から遠隔操作の内容に対応するパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、オペレータの遠隔操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。 The controller 30 may also control the hydraulic control valve 31 to realize remote operation of the excavator 100. Specifically, the controller 30 outputs a control signal corresponding to the content of the remote operation specified by the remote operation signal received from the remote operation support device 300 to the hydraulic control valve 31 via the communication device 60. As a result, the controller 30 can supply pilot pressure corresponding to the content of the remote operation from the hydraulic control valve 31 to the control valve 17, thereby realizing the operation of the excavator 100 based on the remote operation of the operator.

また、操作装置26が電気式の場合、コントローラ30は、油圧制御弁31から操作装置26の操作内容(操作信号)に応じたパイロット圧を直接的にコントロールバルブ17に供給させる。これにより、コントローラ30は、オペレータの操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。 In addition, when the operating device 26 is electric, the controller 30 causes the hydraulic control valve 31 to directly supply pilot pressure to the control valve 17 according to the operation content (operation signal) of the operating device 26. This allows the controller 30 to realize the operation of the excavator 100 based on the operation of the operator.

シャトル弁32は、2つの入口ポートと1つの出口ポートを有し、2つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁32は、油圧制御弁31と同様に、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータHA)ごと且つ被駆動要素(油圧アクチュエータHA)の駆動方向ごとに設けられる。例えば、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等を駆動するための複動式の油圧アクチュエータHAごとに、2つのシャトル弁32が設けられる。シャトル弁32の2つの入口ポートのうちの一方が操作装置26(具体的には、操作装置26に含まれる上述のレバー装置やペダル装置)の二次側のパイロットライン27Aに接続され、他方が油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bに接続される。シャトル弁32の出口ポートは、パイロットライン27を通じて、コントロールバルブ17の対応する制御弁のパイロットポートに接続される。対応する制御弁とは、シャトル弁32の一方の入口ポートに接続される上述のレバー装置或いはペダル装置の操作対象である油圧アクチュエータHAを駆動する制御弁である。そのため、これらのシャトル弁32は、それぞれ、操作装置26の二次側のパイロットライン27Aのパイロット圧と油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bのパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ30は、操作装置26の二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を油圧制御弁31から出力させることで、オペレータの操作装置26に対する操作に依らず、対応する制御弁を制御することができる。よって、コントローラ30は、オペレータの操作装置26に対する操作状態に依らず、被駆動要素(下部走行体1、上部旋回体3、アタッチメントAT)の動作を制御し、自動運転機能や遠隔操作機能を実現することができる。 The shuttle valve 32 has two inlet ports and one outlet port, and outputs hydraulic oil having the higher pilot pressure of the two pilot pressures input to the inlet ports to the outlet port. The shuttle valve 32 is provided for each driven element (hydraulic actuator HA) to be operated by the operating device 26 and for each driving direction of the driven element (hydraulic actuator HA) in the same manner as the hydraulic control valve 31. For example, two shuttle valves 32 are provided for each double-acting hydraulic actuator HA for driving the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, etc. One of the two inlet ports of the shuttle valve 32 is connected to the secondary pilot line 27A of the operating device 26 (specifically, the above-mentioned lever device and pedal device included in the operating device 26), and the other is connected to the secondary pilot line 27B of the hydraulic control valve 31. The outlet port of the shuttle valve 32 is connected to the pilot port of the corresponding control valve of the control valve 17 through the pilot line 27. The corresponding control valve is a control valve that drives the hydraulic actuator HA that is the object of operation of the lever device or pedal device connected to one inlet port of the shuttle valve 32. Therefore, each of these shuttle valves 32 can apply the higher of the pilot pressure of the pilot line 27A on the secondary side of the operating device 26 and the pilot pressure of the pilot line 27B on the secondary side of the hydraulic control valve 31 to the pilot port of the corresponding control valve. In other words, the controller 30 can control the corresponding control valve regardless of the operator's operation of the operating device 26 by outputting a pilot pressure higher than the pilot pressure on the secondary side of the operating device 26 from the hydraulic control valve 31. Therefore, the controller 30 can control the operation of the driven elements (lower traveling body 1, upper rotating body 3, attachment AT) regardless of the operating state of the operating device 26 by the operator, thereby realizing an automatic driving function or a remote operation function.

油圧制御弁33は、操作装置26とシャトル弁32とを接続するパイロットライン27Aに設けられる。油圧制御弁33は、例えば、その流路面積を変更可能なように構成される。油圧制御弁33は、コントローラ30から入力される制御信号に応じて動作する。これにより、コントローラ30は、オペレータにより操作装置26が操作されている場合に、操作装置26から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ30は、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ30は、例えば、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26から出力されるパイロット圧を減圧させ、油圧制御弁31から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31及び油圧制御弁33を制御することで、例えば、操作装置26の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧をコントロールバルブ17内の制御弁のパイロットポートに確実に作用させることができる。よって、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31に加えて、油圧制御弁33を制御することで、ショベル100の自動運転機能や遠隔操作機能をより適切に実現することができる。 The hydraulic control valve 33 is provided in the pilot line 27A connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32. The hydraulic control valve 33 is configured to be able to change its flow area, for example. The hydraulic control valve 33 operates in response to a control signal input from the controller 30. As a result, the controller 30 can forcibly reduce the pilot pressure output from the operating device 26 when the operating device 26 is operated by the operator. Therefore, even when the operating device 26 is being operated, the controller 30 can forcibly suppress or stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to the operation of the operating device 26. In addition, the controller 30 can reduce the pilot pressure output from the operating device 26 to be lower than the pilot pressure output from the hydraulic control valve 31, for example, even when the operating device 26 is being operated. Therefore, the controller 30 can reliably apply the desired pilot pressure to the pilot port of the control valve in the control valve 17, for example, regardless of the operation content of the operating device 26, by controlling the hydraulic control valve 31 and the hydraulic control valve 33. Therefore, for example, the controller 30 can more appropriately realize the automatic operation function and remote control function of the excavator 100 by controlling the hydraulic control valve 33 in addition to the hydraulic control valve 31.

≪ユーザインタフェース系≫
図4に示すように、ショベル100のユーザインタフェース系は、操作装置26と、出力装置50と、入力装置52とを含む。
<User Interface>
As shown in FIG. 4 , the user interface system of the shovel 100 includes an operation device 26 , an output device 50 , and an input device 52 .

出力装置50は、ショベル100のユーザ(例えば、キャビン10のオペレータや外部の遠隔操作のオペレータ)やショベル100の周辺の人(例えば、作業者や作業車両の運転者)等に向けて各種情報を出力する。 The output device 50 outputs various information to a user of the excavator 100 (e.g., an operator of the cabin 10 or an external remote control operator) and people in the vicinity of the excavator 100 (e.g., a worker or a driver of a work vehicle).

例えば、出力装置50は、視覚的な方法で各種情報を出力する照明機器や表示装置50A(図6参照)等を含む。照明機器は、例えば、警告灯(インジケータランプ)等である。表示装置50Aは、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。例えば、図2に示すように、照明機器や表示装置50Aは、キャビン10の内部に設けられ、キャビン10の内部のオペレータ等に視覚的な方法で各種情報を出力してよい。また、照明機器や表示装置50Aは、上部旋回体3の側面等に設けられ、ショベル100の周囲の作業者等に視覚的な方法で各種情報を出力してもよい。 For example, the output device 50 includes lighting equipment and a display device 50A (see FIG. 6) that output various information in a visual manner. The lighting equipment is, for example, a warning light (indicator lamp), etc. The display device 50A is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electroluminescence) display, etc. For example, as shown in FIG. 2, the lighting equipment and the display device 50A may be provided inside the cabin 10 and output various information in a visual manner to an operator, etc. inside the cabin 10. The lighting equipment and the display device 50A may also be provided on the side of the upper rotating body 3, etc., and output various information in a visual manner to workers, etc. around the excavator 100.

また、出力装置50は、聴覚的な方法で各種情報を出力する音出力装置を含んでもよい。音出力装置には、例えば、ブザーやスピーカ等が含まれる。音出力装置は、例えば、キャビン10の内部及び外部の少なくとも一方に設けられ、キャビン10の内部のオペレータやショベル100の周囲の人に聴覚的な方法で各種情報を出力してよい。ショベル100の周囲の人には、例えば、ショベル100の周囲で作業を行う作業者やショベル100の周囲で遠隔操作を行うオペレータ等が含まれる。 The output device 50 may also include a sound output device that outputs various information by an auditory method. Sound output devices include, for example, a buzzer or a speaker. The sound output device may be provided, for example, inside or outside the cabin 10, and may output various information by an auditory method to an operator inside the cabin 10 or to people around the shovel 100. People around the shovel 100 include, for example, workers performing work around the shovel 100 and operators performing remote operation around the shovel 100.

また、出力装置50は、操縦席の振動等の触覚的な方法で各種情報を出力する装置を含んでもよい。 The output device 50 may also include a device that outputs various information in a tactile manner, such as by vibration of the cockpit.

入力装置52は、ショベル100のユーザからの各種入力を受け付け、受け付けられる入力に対応する信号は、コントローラ30に取り込まれる。例えば、図2に示すように、入力装置52は、キャビン10の内部に設けられ、キャビン10の内部のオペレータ等からの入力を受け付ける。また、入力装置52は、上部旋回体3の側面等に設けられ、ショベル100の周辺の作業者等からの入力を受け付けてもよい。 The input device 52 receives various inputs from the user of the excavator 100, and a signal corresponding to the received input is input to the controller 30. For example, as shown in FIG. 2, the input device 52 is provided inside the cabin 10 and receives inputs from an operator or the like inside the cabin 10. The input device 52 may also be provided on the side of the upper rotating body 3 or the like and receive inputs from workers or the like in the vicinity of the excavator 100.

例えば、入力装置52は、ユーザからの機械的な操作による入力を受け付ける操作入力装置を含む。操作入力装置には、表示装置に実装されるタッチパネル、表示装置の周囲に設置されるタッチパッド、ボタンスイッチ、レバー、トグル、操作装置26(レバー装置)に設けられるノブスイッチ等が含まれてよい。 For example, the input device 52 includes an operation input device that accepts input from a user through mechanical operation. The operation input device may include a touch panel mounted on the display device, a touch pad installed around the display device, a button switch, a lever, a toggle, a knob switch provided on the operation device 26 (lever device), etc.

また、入力装置52は、ユーザの音声入力を受け付ける音声入力装置を含んでもよい。音声入力装置には、例えば、マイクロフォンが含まれる。 The input device 52 may also include an audio input device that accepts audio input from the user. The audio input device may include, for example, a microphone.

また、入力装置52は、ユーザのジェスチャ入力を受け付けるジェスチャ入力装置を含んでもよい。ジェスチャ入力装置には、例えば、ユーザが行うジェスチャの様子を撮像する撮像装置が含まれる。 The input device 52 may also include a gesture input device that accepts gesture input from the user. The gesture input device includes, for example, an imaging device that captures an image of a gesture made by the user.

また、入力装置52は、ユーザの生体入力を受け付ける生体入力装置を含んでもよい。生体入力には、例えば、ユーザの指紋、虹彩等の生体情報の入力が含まれる。 The input device 52 may also include a biometric input device that accepts biometric input from the user. The biometric input includes, for example, input of biometric information such as the user's fingerprint or iris.

≪通信系≫
図4に示すように、本実施形態に係るショベル100の通信系は、通信装置60を含む。
<Communications>
As shown in FIG. 4 , the communication system of the shovel 100 according to this embodiment includes a communication device 60.

通信装置60は、外部の通信回線に接続し、ショベル100と別に設けられる装置と通信を行う。ショベル100と別に設けられる装置には、ショベル100の外部にある装置の他、ショベル100のユーザによってキャビン10に持ち込まれる可搬型の端末装置(携帯端末)が含まれてもよい。通信装置60は、例えば、4G(4th Generation)や5G(5th Generation)等の規格に準拠する移動体通信モジュールを含んでよい。また、通信装置60は、例えば、衛星通信モジュールを含んでもよい。また、通信装置60は、例えば、WiFi通信モジュールやブルートゥース(登録商標)通信モジュール等を含んでもよい。また、通信装置60は、接続対象の通信回線に合わせて、複数の通信装置を含んでもよい。 The communication device 60 connects to an external communication line and communicates with a device provided separately from the shovel 100. The device provided separately from the shovel 100 may include a device outside the shovel 100, as well as a portable terminal device (mobile terminal) brought into the cabin 10 by a user of the shovel 100. The communication device 60 may include, for example, a mobile communication module conforming to standards such as 4G ( 4th Generation) and 5G ( 5th Generation). The communication device 60 may also include, for example, a satellite communication module. The communication device 60 may also include, for example, a WiFi communication module or a Bluetooth (registered trademark) communication module. The communication device 60 may also include a plurality of communication devices in accordance with the communication lines to be connected.

例えば、通信装置60は、作業現場に構築される局所的な通信回線を通じて、作業現場内の情報処理装置200や遠隔操作支援装置300等の外部装置と通信を行う。局所的な通信回線は、例えば、作業現場に構築される局所的な5G(いわゆるローカル5G)による移動体通信回線やWiFi6によるローカルネットワーク(LAN:Local Area Network)である。 For example, the communication device 60 communicates with external devices such as the information processing device 200 and the remote operation support device 300 at the work site through a local communication line established at the work site. The local communication line is, for example, a local 5G (so-called local 5G) mobile communication line established at the work site or a local network (LAN: Local Area Network) using Wi-Fi6.

また、通信装置60は、作業現場を含む広域の通信回線、即ち、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)を通じて、作業現場の外部にある情報処理装置200や遠隔操作支援装置300等と通信を行ってもよい。広域ネットワークは、例えば、広域の移動体通信網や衛星通信網やインターネット網等を含む。 The communication device 60 may also communicate with the information processing device 200 and the remote operation support device 300 outside the work site through a wide area communication line that includes the work site, i.e., a wide area network (WAN). Wide area networks include, for example, wide area mobile communication networks, satellite communication networks, and the Internet.

≪制御系≫
図4に示すように、ショベル100の制御系は、コントローラ30を含む。また、本実施形態に係るショベル100の制御系は、操作圧センサ29と、負荷状態センサ70と、センサS1~S5とを含む。
<Control System>
4, the control system of the shovel 100 includes a controller 30. The control system of the shovel 100 according to this embodiment also includes an operating pressure sensor 29, a load state sensor 70, and sensors S1 to S5.

コントローラ30は、ショベル100に関する各種制御を行う。 The controller 30 performs various controls related to the excavator 100.

コントローラ30の機能は、任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。例えば、図4に示すように、コントローラ30は、バスBS1で接続される、補助記憶装置30A、メモリ装置30B、CPU(Central Processing Unit)30C、及びインタフェース装置30Dを含む。 The functions of the controller 30 may be realized by any hardware or any combination of hardware and software. For example, as shown in FIG. 4, the controller 30 includes an auxiliary storage device 30A, a memory device 30B, a CPU (Central Processing Unit) 30C, and an interface device 30D, which are connected by a bus BS1.

補助記憶装置30Aは、不揮発性の記憶手段であり、インストールされるプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。補助記憶装置30Aは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)やフラッシュメモリ等である。 The auxiliary storage device 30A is a non-volatile storage means that stores the programs to be installed as well as necessary files and data. The auxiliary storage device 30A is, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) or a flash memory.

メモリ装置30Bは、例えば、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置30AのプログラムをCPU30Cが読み込み可能なようにロードする。メモリ装置30Bは、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)である。 For example, when an instruction to start a program is received, the memory device 30B loads the program from the auxiliary storage device 30A so that the program can be read by the CPU 30C. The memory device 30B is, for example, a static random access memory (SRAM).

CPU30Cは、例えば、メモリ装置30Bにロードされるプログラムを実行し、プログラムの命令に従って、コントローラ30の各種機能を実現する。 The CPU 30C executes, for example, a program loaded into the memory device 30B and performs various functions of the controller 30 according to the program's instructions.

インタフェース装置30Dは、例えば、ショベル100の内部の通信回線に接続するための通信インタフェースとして機能する。インタフェース装置30Dは、接続する通信回線の種類に合わせて、複数の異なる種類の通信インタフェースを含んでもよい。 The interface device 30D functions, for example, as a communication interface for connecting to a communication line inside the excavator 100. The interface device 30D may include multiple different types of communication interfaces according to the type of communication line to be connected.

また、インタフェース装置30Dは、記録媒体からのデータの読み取りや記録媒体へのデータの書き込みのための外部インタフェースとして機能してもよい。記録媒体は、例えば、キャビン10の内部に設置されるコネクタに着脱可能なケーブルで接続される専用ツールである。また、記録媒体は、例えば、SDメモリカードやUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の汎用の記録媒体であってもよい。これにより、コントローラ30の各種機能を実現するプログラムは、例えば、可搬型の記録媒体によって提供され、コントローラ30の補助記憶装置30Aにインストールされうる。また、プログラムは、通信装置60を通じて、ショベル100の外部のコンピュータ(例えば、情報処理装置200)からダウンロードされ、補助記憶装置30Aにインストールされてもよい。 The interface device 30D may also function as an external interface for reading data from a recording medium and writing data to the recording medium. The recording medium is, for example, a dedicated tool connected to a connector installed inside the cabin 10 via a detachable cable. The recording medium may also be a general-purpose recording medium such as an SD memory card or a USB (Universal Serial Bus) memory. As a result, a program for realizing various functions of the controller 30 may be provided, for example, by a portable recording medium and installed in the auxiliary storage device 30A of the controller 30. The program may also be downloaded from a computer (for example, the information processing device 200) external to the excavator 100 via the communication device 60 and installed in the auxiliary storage device 30A.

尚、コントローラ30の機能の一部は、他のコントローラ(制御装置)により実現されてもよい。即ち、コントローラ30の機能は、複数のコントローラにより分散して実現される態様であってもよい。 Note that some of the functions of the controller 30 may be realized by another controller (control device). In other words, the functions of the controller 30 may be realized in a distributed manner by multiple controllers.

操作圧センサ29は、油圧パイロット式の操作装置26の二次側(パイロットライン27A)のパイロット圧、即ち、操作装置26におけるそれぞれの被駆動要素(油圧アクチュエータ)の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ29による操作装置26におけるそれぞれの被駆動要素(油圧アクチュエータHA)に関する操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。 The operating pressure sensor 29 detects the pilot pressure on the secondary side (pilot line 27A) of the hydraulic pilot type operating device 26, i.e., the pilot pressure corresponding to the operating state of each driven element (hydraulic actuator) in the operating device 26. The detection signal of the pilot pressure by the operating pressure sensor 29 corresponding to the operating state of each driven element (hydraulic actuator HA) in the operating device 26 is input to the controller 30.

尚、操作装置26が電気式である場合、操作圧センサ29は省略される。コントローラ30は、操作装置26から取り込まれる操作信号に基づき、操作装置26を通じたそれぞれの被駆動要素の操作状態を把握することができるからである。 If the operating device 26 is an electrical type, the operating pressure sensor 29 is omitted. This is because the controller 30 can grasp the operating state of each driven element through the operating device 26 based on the operating signal received from the operating device 26.

負荷状態センサ70は、アタッチメントATに作用する負荷状態を検出する。負荷状態センサ70の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。 The load condition sensor 70 detects the load condition acting on the attachment AT. The detection signal of the load condition sensor 70 is input to the controller 30.

アタッチメントATに作用する負荷状態は、例えば、作業対象の土砂からエンドアタッチメント(バケット6)を通じてショベル100(アタッチメントAT)に作用する反力による負荷状態を含む。また、アタッチメントATに作用する負荷状態は、バケット6が作業対象と離隔された空中にある状態において、バケット6に収容されている土砂の重量による負荷状態を含む。 The load condition acting on the attachment AT includes, for example, a load condition due to a reaction force acting on the shovel 100 (attachment AT) from the soil and sand that is the work target through the end attachment (bucket 6). The load condition acting on the attachment AT also includes a load condition due to the weight of the soil and sand contained in the bucket 6 when the bucket 6 is in the air separated from the work target.

負荷状態センサ70は、例えば、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の少なくとも1つに設けられるシリンダ圧センサである。アタッチメントATに作用する負荷によって、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9のシリンダ圧が変化するからである。 The load state sensor 70 is, for example, a cylinder pressure sensor provided in at least one of the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9. This is because the cylinder pressures of the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 change depending on the load acting on the attachment AT.

シリンダ圧センサは、ブームシリンダ7やアームシリンダ8やバケットシリンダ9のロッド側の油室の作動油の圧力(以下、「ロッド圧」)及びボトム側の油室の作動油の圧力(以下、「ボトム圧」)を検出する。 The cylinder pressure sensor detects the pressure of the hydraulic oil in the oil chamber on the rod side of the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as "rod pressure") and the pressure of the hydraulic oil in the oil chamber on the bottom side (hereinafter referred to as "bottom pressure").

また、負荷状態センサ70は、アタッチメントに取り付けられるひずみゲージであってもよい。アタッチメントATに作用する負荷によって、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9にひずみが生じるからである。 The load state sensor 70 may also be a strain gauge attached to the attachment. This is because the load acting on the attachment AT causes strain in the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9.

センサS1は、ブーム4に取り付けられ、ブーム4の上部旋回体3との連結部に相当する基端の回転軸回りの姿勢角度(以下、「ブーム角度」)を検出する。センサS1は、例えば、ロータリポテンショメータ、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角加速度センサ、6軸センサ、IMU(Inertial Measurement Unit:慣性計測装置)等を含む。以下、センサS2~S4についても同様であってよい。また、センサS1は、ブームシリンダ7の伸縮位置を検出するシリンダセンサを含んでもよい。以下、センサS2,S3についても同様であってもよい。センサS1によるブーム角度の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、ブーム4の姿勢状態を把握することができる。 Sensor S1 is attached to the boom 4 and detects the attitude angle (hereinafter referred to as the "boom angle") around the rotation axis of the base end corresponding to the connection part of the boom 4 with the upper rotating body 3. Sensor S1 includes, for example, a rotary potentiometer, a rotary encoder, an acceleration sensor, an angular acceleration sensor, a 6-axis sensor, an IMU (Inertial Measurement Unit), etc. The same may be true for sensors S2 to S4 below. Sensor S1 may also include a cylinder sensor that detects the extension/retraction position of the boom cylinder 7. The same may be true for sensors S2 and S3 below. The boom angle detection signal from sensor S1 is taken into controller 30. This allows controller 30 to grasp the attitude state of the boom 4.

センサS2は、アーム5に取り付けられ、アーム5のブーム4との連結部に相当する基端の回転軸回りの姿勢角度(以下、「アーム角度」)を検出する。センサS2によるアーム角度の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、アーム5の姿勢状態を把握することができる。 Sensor S2 is attached to arm 5 and detects the posture angle (hereinafter "arm angle") around the rotation axis of the base end corresponding to the connection part of arm 5 with boom 4. The arm angle detection signal by sensor S2 is input to controller 30. This allows controller 30 to grasp the posture state of arm 5.

センサS3は、バケット6に取り付けられ、バケット6のアーム5との連結部に相当する基端の回転軸回りの姿勢角度(以下、「アーム角度」)を検出する。センサS3によるアーム角度の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、バケット6の姿勢状態を把握することができる。 Sensor S3 is attached to bucket 6 and detects the posture angle (hereinafter, "arm angle") around the rotation axis of the base end corresponding to the connection part between bucket 6 and arm 5. The arm angle detection signal by sensor S3 is input to controller 30. This allows controller 30 to grasp the posture state of bucket 6.

センサS4は、所定の基準面(例えば、水平面)に対する機体(例えば、上部旋回体3)の傾斜状態を検出する。センサS4は、例えば、上部旋回体3に取り付けられ、ショベル100(即ち、上部旋回体3)の前後方向及び左右方向の2軸回りの傾斜角度(以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」)を検出する。センサS4により検出される傾斜角度(前後傾斜角及び左右傾斜角)に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、機体(上部旋回体3)の傾斜状態を把握することができる。 The sensor S4 detects the inclination state of the machine body (e.g., the upper rotating body 3) relative to a predetermined reference plane (e.g., a horizontal plane). The sensor S4 is attached, for example, to the upper rotating body 3, and detects the inclination angles (hereinafter, "fore-aft inclination angle" and "left-right inclination angle") about two axes in the fore-aft and left-right directions of the shovel 100 (i.e., the upper rotating body 3). The detection signal corresponding to the inclination angle (fore-aft inclination angle and left-right inclination angle) detected by the sensor S4 is input to the controller 30. This allows the controller 30 to grasp the inclination state of the machine body (upper rotating body 3).

センサS5は、上部旋回体3に取り付けられ、上部旋回体3の旋回状態に関する検出情報を出力する。センサS5は、例えば、上部旋回体3の旋回角速度や旋回角度を検出する。センサS5は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含む。センサS5により検出される旋回状態に関する検出情報は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、上部旋回体3の旋回角度等の旋回状態を把握することができる。 The sensor S5 is attached to the upper rotating body 3 and outputs detection information related to the rotation state of the upper rotating body 3. The sensor S5 detects, for example, the rotation angular velocity and rotation angle of the upper rotating body 3. The sensor S5 includes, for example, a gyro sensor, a resolver, a rotary encoder, etc. The detection information related to the rotation state detected by the sensor S5 is input to the controller 30. This allows the controller 30 to grasp the rotation state, such as the rotation angle, of the upper rotating body 3.

尚、センサS4に3軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ、6軸センサ、IMU等が含まれる場合、センサS4の検出信号に基づき上部旋回体3の旋回状態(例えば、旋回角速度)が検出されてもよい。この場合、センサS5は、省略されてもよい。 If sensor S4 includes a gyro sensor, a six-axis sensor, an IMU, or the like capable of detecting angular velocity around three axes, the rotation state (e.g., rotation angular velocity) of the upper rotating body 3 may be detected based on the detection signal of sensor S4. In this case, sensor S5 may be omitted.

<情報処理装置のハードウェア構成>
図5は、情報処理装置200のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
<Hardware configuration of information processing device>
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of the information processing device 200. As shown in FIG.

情報処理装置200の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。例えば、図5に示すように、情報処理装置200は、外部インタフェース201、補助記憶装置202、メモリ装置203、CPU204、高速演算装置205、通信インタフェース206、入力装置207、表示装置208、及び音出力装置209を含む。外部インタフェース201、補助記憶装置202、メモリ装置203、CPU204、高速演算装置205、通信インタフェース206、入力装置207、表示装置208、及び音出力装置209は、バスBS2によって接続される。 The functions of the information processing device 200 are realized by any hardware or any combination of hardware and software. For example, as shown in FIG. 5, the information processing device 200 includes an external interface 201, an auxiliary storage device 202, a memory device 203, a CPU 204, a high-speed calculation device 205, a communication interface 206, an input device 207, a display device 208, and a sound output device 209. The external interface 201, the auxiliary storage device 202, the memory device 203, the CPU 204, the high-speed calculation device 205, the communication interface 206, the input device 207, the display device 208, and the sound output device 209 are connected by a bus BS2.

外部インタフェース201は、記録媒体201Aからデータの読み取りや記録媒体201Aへのデータの書き込みのためのインタフェースとして機能する。記録媒体201Aには、例えば、フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)、SDメモリカード、USBメモリ等が含まれる。これにより、情報処理装置200は、記録媒体201Aを通じて、処理で利用する各種データを読み込み、補助記憶装置202に格納したり、各種機能を実現するプログラムをインストールしたりすることができる。 The external interface 201 functions as an interface for reading data from the recording medium 201A and writing data to the recording medium 201A. Examples of the recording medium 201A include flexible disks, CDs (Compact Discs), DVDs (Digital Versatile Discs), BDs (Blu-ray (registered trademark) Discs), SD memory cards, USB memories, and the like. This allows the information processing device 200 to read various data used in processing through the recording medium 201A, store the data in the auxiliary storage device 202, and install programs that realize various functions.

尚、情報処理装置200は、通信インタフェース206を通じて、外部装置から処理で利用する各種データやプログラムを取得してもよい。 In addition, the information processing device 200 may obtain various data and programs used in processing from an external device via the communication interface 206.

補助記憶装置202は、インストールされた各種プログラムを格納すると共に、各種処理に必要なファイルやデータ等を格納する。補助記憶装置202は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)やSSD(Solid State Disc)やフラッシュメモリ等を含む。 The auxiliary storage device 202 stores various installed programs as well as files and data necessary for various processes. The auxiliary storage device 202 includes, for example, a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), flash memory, etc.

メモリ装置203は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置202からプログラムを読み出して格納する。メモリ装置203は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAMを含む。 When an instruction to start a program is received, the memory device 203 reads the program from the auxiliary storage device 202 and stores it. The memory device 203 includes, for example, a dynamic random access memory (DRAM) or an SRAM.

CPU204は、補助記憶装置202からメモリ装置203にロードされた各種プログラムを実行し、プログラムに従って情報処理装置200に関する各種機能を実現する。 The CPU 204 executes various programs loaded from the auxiliary storage device 202 to the memory device 203, and realizes various functions related to the information processing device 200 in accordance with the programs.

高速演算装置205は、CPU204と連動し、相対的に高い速度で演算処理を行う。高速演算装置205は、例えば、GPU(Graphics Processing Unit)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等を含む。 The high-speed calculation device 205 works in conjunction with the CPU 204 to perform calculation processing at a relatively high speed. The high-speed calculation device 205 includes, for example, a GPU (Graphics Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), etc.

尚、高速演算装置205は、必要な演算処理の速度に応じて、省略されてもよい。 The high-speed calculation device 205 may be omitted depending on the required calculation processing speed.

通信インタフェース206は、外部機器と通信可能に接続するためのインタフェースとして用いられる。これにより、情報処理装置200は、通信インタフェース206を通じて、例えば、ショベル100等の外部機器と通信することができる。また、通信インタフェース206は、接続される機器との間の通信方式等によって、複数の種類の通信インタフェースを有してもよい。 The communication interface 206 is used as an interface for connecting to an external device so as to be able to communicate with the device. This allows the information processing device 200 to communicate with an external device, such as the shovel 100, through the communication interface 206. The communication interface 206 may also have multiple types of communication interfaces depending on the communication method between the connected device, etc.

入力装置207は、ユーザから各種入力を受け付ける。 The input device 207 accepts various inputs from the user.

入力装置207は、例えば、ユーザからの機械的な操作入力を受け付ける形態の入力装置(以下、「操作入力装置」)を含む。操作入力装置は、例えば、ボタン、トグル、レバー、キーボード、マウス、表示装置208に実装されるタッチパネル、表示装置208とは別に設けられるタッチパッド等を含む。 The input device 207 includes, for example, an input device that accepts mechanical operation input from a user (hereinafter, "operation input device"). The operation input device includes, for example, a button, a toggle, a lever, a keyboard, a mouse, a touch panel implemented in the display device 208, a touch pad provided separately from the display device 208, etc.

また、入力装置207は、ユーザからの音声入力を受付可能な音声入力装置を含んでもよい。音声入力装置は、例えば、ユーザの音声を集音可能なマイクロフォンを含む。 The input device 207 may also include a voice input device capable of receiving voice input from a user. The voice input device may include, for example, a microphone capable of collecting the user's voice.

また、入力装置207は、ユーザからのジェスチャ入力を受付可能なジェスチャ入力装置を含んでもよい。ジェスチャ入力装置は、例えば、ユーザのジェスチャの様子を撮像可能なカメラを含む。 The input device 207 may also include a gesture input device capable of accepting gesture input from a user. The gesture input device includes, for example, a camera capable of capturing an image of the user's gesture.

また、入力装置207は、ユーザからの生体入力を受付可能な生体入力装置を含んでもよい。生体入力装置は、例えば、ユーザの指紋や虹彩に関する情報を内包する画像データを取得可能なカメラを含む。 The input device 207 may also include a biometric input device capable of accepting biometric input from a user. The biometric input device includes, for example, a camera capable of acquiring image data containing information about the user's fingerprint or iris.

表示装置208は、情報処理装置200のユーザに向けて、情報画面や操作画面を表示する。表示装置208は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等である。 The display device 208 displays an information screen and an operation screen for a user of the information processing device 200. The display device 208 is, for example, a liquid crystal display or an organic EL display.

音出力装置209は、情報処理装置200のユーザに向けて、音によって各種情報を伝える。音出力装置209は、例えば、ブザー、アラーム、スピーカ等である。 The sound output device 209 conveys various information to the user of the information processing device 200 by sound. The sound output device 209 is, for example, a buzzer, an alarm, a speaker, etc.

[作業部位の目標軌道の生成に関する機能構成]
次に、図1~図5に加えて、図6を参照して、作業支援システムSYSにおけるショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する機能構成について説明する。
[Functional configuration for generating a target trajectory of a working part]
Next, with reference to FIG. 6 in addition to FIGS. 1 to 5, a functional configuration related to generation of a target trajectory of a working part of the shovel 100 in the work support system SYS will be described.

ショベル100の作業部位は、ショベル100が所定の動作を行う際に、地面等の作業対象と当接し、実際の作業を行うアタッチメントAT(エンドアタッチメント)の部位を意味する。例えば、ショベル100が所定の動作としての掘削動作を行う場合、ショベル100の作業部位は、バケット6の爪先である。また、例えば、ショベル100が所定の動作としての転圧動作を行う場合、ショベル100の作業部位は、バケット6の背面である。 The working part of the shovel 100 refers to the part of the attachment AT (end attachment) that comes into contact with the work target, such as the ground, and performs the actual work when the shovel 100 performs a predetermined operation. For example, when the shovel 100 performs an excavation operation as a predetermined operation, the working part of the shovel 100 is the tip of the bucket 6. Also, for example, when the shovel 100 performs a compaction operation as a predetermined operation, the working part of the shovel 100 is the back surface of the bucket 6.

図6は、作業支援システムSYSにおけるショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 Figure 6 is a functional block diagram showing an example of the functional configuration related to generating a target trajectory for the working part of the excavator 100 in the work support system SYS.

以下、「軌道」をショベル100の作業部位が既に移動した経路(即ち、軌跡)、及び将来的に移動する可能性のある経路の双方を含む意図で用いる場合がある。 In the following, the term "trajectory" may be used to include both the path along which the working part of the shovel 100 has already traveled (i.e., the track) and the path along which it may travel in the future.

ショベル100は、支援装置150を含む。支援装置150は、ショベル100の作業に関する支援を行う。 The shovel 100 includes a support device 150. The support device 150 provides support for the work of the shovel 100.

図6に示すように、支援装置150は、操作装置26と、コントローラ30と、出力装置50と、入力装置52とを含む。また、ショベル100の遠隔操作や遠隔監視が行われる場合、支援装置150は、通信装置60を含んでもよい。 As shown in FIG. 6, the support device 150 includes an operation device 26, a controller 30, an output device 50, and an input device 52. In addition, when remote operation or remote monitoring of the excavator 100 is performed, the support device 150 may include a communication device 60.

コントローラ30は、機能部として、動作ログ提供部301と、作業支援部302とを含む。 The controller 30 includes, as functional units, an operation log providing unit 301 and a work support unit 302.

尚、作業支援システムSYSに含まれるショベル100が複数台である場合、コントローラ30が動作ログ提供部301及び作業支援部302のうちの前者のみを含むショベル100と、後者のみを含むショベル100とが存在してもよい。この場合、前者のショベル100は、後者のショベル100の作業支援機能のために用いられる、ショベル100の動作ログを取得し情報処理装置200に提供する機能のみを有する。 When the work support system SYS includes a plurality of shovels 100, there may be shovels 100 in which the controller 30 includes only the operation log providing unit 301 and the work support unit 302, and shovels 100 in which the controller 30 includes only the latter. In this case, the former shovel 100 only has the function of acquiring the operation log of the shovel 100 and providing it to the information processing device 200, which is used for the work support function of the latter shovel 100.

情報処理装置200は、機能部として、動作ログ取得部2001と、動作ログ記憶部2002と、教師データ生成部2003と、機械学習部2004と、学習済みモデル記憶部2005と、配信部2006とを含む。 The information processing device 200 includes, as functional units, an operation log acquisition unit 2001, an operation log storage unit 2002, a teacher data generation unit 2003, a machine learning unit 2004, a trained model storage unit 2005, and a distribution unit 2006.

動作ログ提供部301は、ショベル100の作業部位の目標軌道を生成する機能を実現するための元データである、ショベル100の動作ログを取得し、情報処理装置200に提供する。具体的には、ショベル100の運転歴が長く、相対的に経験のあるオペレータ(以下、便宜的に「熟練者」)がショベル100を操作したときの動作ログを取得し、情報処理装置200に提供する。これにより、情報処理装置200は、動作ログに基づき、ベースの学習モデルにショベル100の所定の動作に関する模倣学習を行わせ、熟練者の操作に対応するショベル100の作業部位の目標軌道を出力可能な学習済みモデルLMを生成することができる。 The operation log providing unit 301 acquires the operation log of the shovel 100, which is the original data for realizing the function of generating a target trajectory of the working part of the shovel 100, and provides it to the information processing device 200. Specifically, it acquires an operation log when an operator who has a long history of operating the shovel 100 and is relatively experienced (hereinafter, for convenience, referred to as an "expert") operates the shovel 100, and provides it to the information processing device 200. As a result, the information processing device 200 can cause the base learning model to perform imitation learning of a specific operation of the shovel 100 based on the operation log, and generate a learned model LM that can output a target trajectory of the working part of the shovel 100 corresponding to the operation of the expert.

ショベル100の動作ログは、ショベル100の動作に関するデータである。 The operation log of the shovel 100 is data regarding the operation of the shovel 100.

ショベル100の動作に関するデータは、例えば、ショベル100の動作を表すデータを含む。ショベル100の動作を表すデータは、例えば、オペレータの操作内容を表すデータである。オペレータの操作内容を表すデータは、例えば、油圧パイロット式の操作装置26に対応する操作圧センサ29の出力データや電気式の操作装置26に対応する操作装置26の出力データ(操作信号のデータ)である。また、ショベル100の動作を表すデータは、オペレータの操作に応じて実際に実行された、ショベル100の動作状態を表すデータであってもよい。ショベル100の動作状態を表すデータは、例えば、センサS1~S5の出力データ、或いは、センサS1~S5の出力データから取得される、ショベル100の姿勢状態を表すデータである。 The data relating to the operation of the shovel 100 includes, for example, data representing the operation of the shovel 100. The data representing the operation of the shovel 100 is, for example, data representing the operation content of the operator. The data representing the operation content of the operator is, for example, output data of an operating pressure sensor 29 corresponding to a hydraulic pilot type operating device 26 or output data (operation signal data) of an operating device 26 corresponding to an electric operating device 26. The data representing the operation of the shovel 100 may also be data representing the operating state of the shovel 100 that is actually performed in response to the operation of the operator. The data representing the operating state of the shovel 100 is, for example, output data of sensors S1 to S5, or data representing the posture state of the shovel 100 acquired from the output data of sensors S1 to S5.

また、ショベル100の動作に関するデータは、ショベル100の動作に影響する条件を表すデータを含む。 In addition, the data regarding the operation of the shovel 100 includes data representing conditions that affect the operation of the shovel 100.

ショベル100の動作に影響する条件を表すデータは、例えば、ショベル100の作業対象の土砂の特性に関するデータを含む。土砂の特性には、例えば、土砂の粒度や土砂の含水率や土砂の硬度等が含まれる。土砂の粒度は、例えば、土砂の粒子の直径である。 The data representing the conditions that affect the operation of the shovel 100 includes, for example, data regarding the characteristics of the soil that the shovel 100 is working on. The characteristics of the soil include, for example, the grain size of the soil, the moisture content of the soil, and the hardness of the soil. The grain size of the soil is, for example, the diameter of the soil particles.

作業対象の土砂の特性に関するデータは、例えば、作業対象からエンドアタッチメント(バケット6)に作用する負荷状態に関するデータである。作業対象の土砂の特性によって、作業対象の土砂からエンドアタッチメントに作用する負荷が変化するからである。作業対象からエンドアタッチメントに作用する負荷状態に関するデータは、例えば、負荷状態センサ70の出力データである。また、作業対象の土砂の特性に関するデータは、ショベル100に搭載される土砂の粒度や土砂の含水率や土砂の硬度等を測定可能なセンサの出力データであってもよい。センサは、例えば、多波長分光カメラである。 The data on the characteristics of the soil being worked on is, for example, data on the load state acting on the end attachment (bucket 6) from the soil being worked on. This is because the load acting on the end attachment from the soil being worked on varies depending on the characteristics of the soil being worked on. The data on the load state acting on the end attachment from the soil being worked on is, for example, output data from the load state sensor 70. The data on the characteristics of the soil being worked on may also be output data from a sensor capable of measuring the grain size, moisture content, hardness, etc. of the soil loaded on the shovel 100. The sensor is, for example, a multi-wavelength spectroscopic camera.

また、ショベル100の動作に影響する条件を表すデータは、掘削動作時にバケット6に収容されている土砂の重量を表すデータである。バケット6に収容される土砂の重量を表すデータは、例えば、バケット6が作業対象と離隔された空中にある状態における負荷状態センサ70の出力データである。 The data representing the conditions that affect the operation of the shovel 100 is data representing the weight of the soil contained in the bucket 6 during excavation operation. The data representing the weight of the soil contained in the bucket 6 is, for example, the output data of the load state sensor 70 when the bucket 6 is in the air separated from the work target.

また、ショベル100の動作に影響する条件を表すデータは、ショベル100の作業領域を表すデータを含んでもよい。ショベル100の作業領域を表すデータは、例えば、ショベル100の入力装置52を通じて受け付けられる所定の入力に応じて設定されるショベル100の作業領域の設定データである。 The data representing the conditions that affect the operation of the shovel 100 may also include data representing the working area of the shovel 100. The data representing the working area of the shovel 100 is, for example, setting data for the working area of the shovel 100 that is set in response to a predetermined input received through the input device 52 of the shovel 100.

また、ショベル100の動作に影響する環境条件を表すデータは、ショベル100の目標掘削量を表すデータを含んでもよい。ショベル100の目標掘削量を表すデータは、例えば、ショベル100の入力装置52を通じて受け付けられる所定の入力に応じて設定されるショベル100の目標掘削量の設定データである。また、ショベル100の目標掘削量を表すデータは、負荷状態センサ70により取得される、ショベル100のバケット6が作業対象と離隔された空中にある状態において、バケット6に収容されている土砂の重量による負荷状態を表すデータであってもよい。熟練者の操作の場合、掘削動作で最終的にバケット6に収容される土砂の量は、目標掘削量との差異が非常に小さいと考えられるからである。 The data representing the environmental conditions that affect the operation of the shovel 100 may include data representing the target excavation volume of the shovel 100. The data representing the target excavation volume of the shovel 100 is, for example, setting data of the target excavation volume of the shovel 100 that is set in response to a predetermined input received through the input device 52 of the shovel 100. The data representing the target excavation volume of the shovel 100 may also be data obtained by the load state sensor 70 that represents the load state due to the weight of the soil contained in the bucket 6 of the shovel 100 when the bucket 6 is in the air separated from the work target. This is because, when operated by an expert, the difference between the amount of soil ultimately contained in the bucket 6 during the excavation operation and the target excavation volume is considered to be very small.

動作ログ提供部301は、動作ログ記録部301Aと、動作ログ記憶部301Bと、動作ログ送信部301Cとを含む。 The operation log providing unit 301 includes an operation log recording unit 301A, an operation log storage unit 301B, and an operation log transmission unit 301C.

動作ログ記録部301Aは、ショベル100の所定の動作に関する動作ログを取得し、動作ログ記憶部301Bに記録する。所定の動作は、例えば、掘削動作や転圧動作等である。例えば、動作ログ記録部301Aは、ショベル100の所定の動作ごとに、ショベル100の動作に関するデータを時系列で動作ログ記憶部301Bに記録する。 The operation log recording unit 301A acquires an operation log related to a specified operation of the shovel 100 and records the operation log in the operation log storage unit 301B. The specified operation is, for example, an excavation operation or a rolling operation. For example, the operation log recording unit 301A records data related to the operation of the shovel 100 in chronological order in the operation log storage unit 301B for each specified operation of the shovel 100.

動作ログ記憶部301Bには、ショベル100の動作ログが蓄積される形で記憶される。例えば、動作ログ記憶部301Bには、ショベル100の所定の動作ごとのショベル100の動作に関するデータが時系列データとして記憶される。 The operation log storage unit 301B stores the operation log of the shovel 100 in an accumulated form. For example, the operation log storage unit 301B stores data on the operation of the shovel 100 for each predetermined operation of the shovel 100 as time-series data.

尚、後述の動作ログ送信部301Cにより情報処理装置200に送信済みの動作ログ記憶部301Bの動作ログは、事後的に消去されてもよい。 In addition, the operation log of the operation log storage unit 301B that has already been transmitted to the information processing device 200 by the operation log transmission unit 301C described below may be erased later.

動作ログ送信部301Cは、動作ログ記憶部301Bに記憶される、ショベル100の動作ログを、通信装置60を通じて情報処理装置200に送信する。 The operation log transmission unit 301C transmits the operation log of the excavator 100 stored in the operation log memory unit 301B to the information processing device 200 via the communication device 60.

例えば、動作ログ送信部301Cは、情報処理装置200からのショベル100の動作ログの送信を要求する信号(以下、「送信要求信号」)に応じて、動作ログ記憶部301Bに記憶される、未送信のショベル100の動作ログを情報処理装置200に送信する。また、動作ログ送信部301Cは、所定のタイミングで、動作ログ記憶部301Bに記憶される、未送信のショベル100の動作ログを自動的に情報処理装置200に送信してもよい。所定のタイミングは、例えば、ショベル100の稼働停止(例えば、キースイッチのオフ)時や稼働開始(例えば、キースイッチのオン)時等である。 For example, the operation log transmission unit 301C transmits an untransmitted operation log of the shovel 100 stored in the operation log storage unit 301B to the information processing device 200 in response to a signal requesting transmission of the operation log of the shovel 100 from the information processing device 200 (hereinafter, "transmission request signal"). In addition, the operation log transmission unit 301C may automatically transmit an untransmitted operation log of the shovel 100 stored in the operation log storage unit 301B to the information processing device 200 at a predetermined timing. The predetermined timing is, for example, when the shovel 100 stops operating (for example, when the key switch is turned off) or starts operating (for example, when the key switch is turned on).

動作ログ取得部2001は、ショベル100から受信される、ショベル100の動作ログを取得する。 The operation log acquisition unit 2001 acquires the operation log of the shovel 100 received from the shovel 100.

動作ログ取得部2001は、情報処理装置200のユーザの操作に応じて、或いは、所定のタイミングで自動的に、ショベル100に送信要求信号を送信することにより、ショベル100の動作ログを取得する。また、動作ログ取得部2001は、ショベル100から所定のタイミングで自動的に送信される、ショベル100の動作ログを取得してもよい。 The operation log acquisition unit 2001 acquires the operation log of the shovel 100 by transmitting a transmission request signal to the shovel 100 in response to an operation by a user of the information processing device 200 or automatically at a predetermined timing. The operation log acquisition unit 2001 may also acquire the operation log of the shovel 100 that is automatically transmitted from the shovel 100 at a predetermined timing.

動作ログ記憶部2002には、動作ログ取得部2001により取得された、ショベル100の動作ログが蓄積される形で記憶される。 The operation log memory unit 2002 stores the operation log of the excavator 100 acquired by the operation log acquisition unit 2001 in an accumulated form.

教師データ生成部2003は、動作ログ記憶部2002のショベル100の動作ログに基づき、機械学習用の教師データを生成し、多数の教師データの集合体である教師データセットを出力する。具体的には、教師データ生成部2003は、後述の学習済みモデルLMを生成するための教師データを生成する。教師データは、入力データと正解データとの組み合わせにより構成される。教師データ生成部2003は、バッチ処理によって、自動的に教師データを生成してもよいし、情報処理装置200のユーザからの入力に応じて、教師データを生成してもよい。 The teacher data generation unit 2003 generates teacher data for machine learning based on the operation log of the excavator 100 in the operation log storage unit 2002, and outputs a teacher data set that is a collection of a large amount of teacher data. Specifically, the teacher data generation unit 2003 generates teacher data for generating a trained model LM, which will be described later. The teacher data is composed of a combination of input data and correct answer data. The teacher data generation unit 2003 may automatically generate teacher data by batch processing, or may generate teacher data in response to input from a user of the information processing device 200.

機械学習部2004は、教師データ生成部2003により生成される教師データのセットに基づき、ベースの学習モデルに機械学習(模倣学習)を行わせ、学習済みモデルLMを生成する。ベースの学習モデルは、例えば、DNN(Deep Neural Network)等のニューラルネットワークを含み、バックプロパゲーション(誤差逆伝播法)のアルゴリズム等が適用されることで、機械学習され、学習済みモデルLMが生成される。 The machine learning unit 2004 performs machine learning (imitation learning) on the base learning model based on the set of teacher data generated by the teacher data generation unit 2003, and generates a trained model LM. The base learning model includes, for example, a neural network such as a deep neural network (DNN), and is machine-learned by applying an algorithm such as backpropagation, thereby generating the trained model LM.

機械学習部2004は、作業対象の土砂の特性に関するデータを入力として、ショベル100の作業部位の目標軌道を出力する学習済みモデルLMを生成する。また、機械学習部2004は、学習済みモデルLMの追加学習やベースの学習モデルの再学習等によって、学習済みモデルLMを更新してもよい。 The machine learning unit 2004 receives data on the characteristics of the soil to be worked on and generates a trained model LM that outputs a target trajectory for the working part of the shovel 100. The machine learning unit 2004 may also update the trained model LM by additional training of the trained model LM or by retraining the base training model.

例えば、機械学習部2004は、所定の時点から直近までのショベル100の作業部位の軌道(軌跡)に関するデータ、及び作業対象の土砂の特性に関するデータを入力として、ショベル100の作業部位の目標軌道を出力する学習済みモデルLMを生成する。所定の時点は、例えば、目標軌道の生成の対象となる所定の動作の開始の時点である。所定の動作は、例えば、ショベル100の掘削動作や転圧動作等である。以下、目標軌道の生成対象のショベル100の所定の動作が掘削動作である場合を中心に説明する。 For example, the machine learning unit 2004 receives as input data on the trajectory (track) of the working part of the shovel 100 from a predetermined time to the most recent time, and data on the characteristics of the soil to be worked on, and generates a learned model LM that outputs a target trajectory of the working part of the shovel 100. The predetermined time is, for example, the start time of a predetermined operation for which the target trajectory is to be generated. The predetermined operation is, for example, an excavation operation or a compaction operation of the shovel 100. The following description focuses on the case where the predetermined operation of the shovel 100 for which the target trajectory is to be generated is an excavation operation.

機械学習部2004は、以下の式(1)の関数gで表される学習済みモデルLMを生成してよい。 The machine learning unit 2004 may generate a learned model LM represented by a function g in the following equation (1):

Figure 2024072055000002
Figure 2024072055000002

学習済みモデルLMに相当する関数gは、軌道データθt-T:t、反力データft-T:t、土砂特性パラメータεt-T:t、目標掘削量l、及び作業領域パラメータaを入力として、目標軌道データθt+1:t+H、及び土砂特性パラメータεt+1:t+Hを出力する。時刻t(tは、正の整数)は、所定の動作実行中の現在の時刻を表す。時刻t-T(Tは、tより小さい正の整数)は、所定の動作の開始以降の所定の時点に相当する過去の時刻であり、時刻tよりも処理周期のT回分前の時刻を表す。また、時刻t+1は、現在の時刻tの直後の処理周期に相当する将来の時刻を表す。また、時刻t+H(Hは、2以上の整数)は、時刻t+1以降の将来の時刻であり、現在の時刻tよりも処理周期のH回分後の時刻を表す。 The function g corresponding to the trained model LM receives the trajectory data θ t-T:t , the reaction force data f t-T:t , the soil characteristic parameter ε t-T:t , the target excavation amount l, and the working area parameter a as inputs, and outputs the target trajectory data θ t+1:t+H , and the soil characteristic parameter ε t+1:t+H . Time t (t is a positive integer) represents the current time during execution of a predetermined operation. Time t-T (T is a positive integer smaller than t) represents a past time corresponding to a predetermined point in time after the start of a predetermined operation, and represents a time T processing cycles before time t. Time t+1 represents a future time corresponding to the processing cycle immediately after the current time t. Time t+H (H is an integer equal to or greater than 2) represents a future time after time t+1, and represents a time H processing cycles after the current time t.

軌道データθt-T:tは、所定の時点に相当する過去の時刻t-Tから現在の時刻tまでのショベル100の作業部位の軌道に対応するアタッチメントATの関節角度の時系列データである。アタッチメントATの関節角度は、ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度である。ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度が決まることによって、エンドアタッチメント(バケット6)の作業部位の位置が決まり、その位置の時系列によって、ショベル100の作業部位の軌道(軌跡)が決まる。ある時刻におけるショベル100の軌跡データ(アタッチメントATの角度)θは、センサS1~S5の出力に基づき算出されてよい。 The trajectory data θ t-T:t is time series data of the joint angles of the attachment AT corresponding to the trajectory of the working part of the shovel 100 from a past time t-T, which corresponds to a predetermined point in time, to the current time t. The joint angles of the attachment AT are the boom angle, arm angle, and bucket angle. The position of the working part of the end attachment (bucket 6) is determined by determining the boom angle, arm angle, and bucket angle, and the trajectory (trajectory) of the working part of the shovel 100 is determined by the time series of that position. The trajectory data (angle of the attachment AT) θ of the shovel 100 at a certain time may be calculated based on the outputs of the sensors S1 to S5.

反力データft-T:tは、過去の時刻t-Tから現在の時刻tまでの作業対象(地面)からアタッチメントAT(エンドアタッチメント)に作用する反力の時系列データである。ある時刻におけるショベル100の反力データfは、負荷状態センサ70の出力に基づき算出されてよい。 The reaction force data f t-T:t is time-series data of the reaction force acting on the attachment AT (end attachment) from the work target (ground surface) from the past time t-T to the current time t. The reaction force data f of the shovel 100 at a certain time may be calculated based on the output of the load state sensor 70.

土砂特性パラメータεt-T:tは、過去の時刻t-Tから現在の時刻tまでの、ショベル100の作業部位が接触していた箇所の作業対象の土砂の特性を表すパラメータ(土砂特性パラメータ)εの時系列データである。土砂特性パラメータεは、例えば、土砂の粒度を表すパラメータや土砂の含水率を表すパラメータ等を含む。土砂特性パラメータεt-T:tは、現在の時刻tよりも前の処理周期おける式(1)の学習済みモデルLMの出力(土砂特性パラメータεt+1:t+Hから得られる。 The sediment characteristic parameter ε t-T:t is time-series data of a parameter (sediment characteristic parameter) ε representing the characteristics of the sediment in the work target at the location where the working part of the shovel 100 was in contact from the past time t-T to the current time t. The sediment characteristic parameter ε includes, for example, a parameter representing the grain size of the sediment and a parameter representing the moisture content of the sediment. The sediment characteristic parameter ε t-T:t is obtained from the output (sediment characteristic parameter ε t+1:t+H) of the trained model LM of formula (1) in a processing cycle prior to the current time t.

目標掘削量lは、1回の掘削動作によって、バケット6に収容する土砂の量の目標値である。ショベル100の目標掘削量lは、例えば、入力装置52を通じて受け付けられるユーザからの所定の入力に応じて設定される。また、ショベル100の目標掘削量lは、通信装置60を通じて外部装置から受信される指令に応じて設定されてもよい。 The target excavation amount l is a target value for the amount of soil to be stored in the bucket 6 by one excavation operation. The target excavation amount l of the shovel 100 is set, for example, in response to a predetermined input from a user received through the input device 52. The target excavation amount l of the shovel 100 may also be set in response to a command received from an external device through the communication device 60.

作業領域パラメータaは、作業対象となる領域を規定するパラメータである。作業領域パラメータaは、例えば、ショベル100の前方の作業領域の前後方向の長さを表すパラメータである。ショベル100の作業領域パラメータaは、例えば、入力装置52を通じて受け付けられるユーザからの所定の入力に応じて設定される。また、ショベル100の作業領域パラメータaは、通信装置60を通じて外部装置から受信される指令に応じて設定されてもよい。 The working area parameter a is a parameter that defines the area to be worked on. The working area parameter a is, for example, a parameter that represents the length in the front-to-rear direction of the working area in front of the shovel 100. The working area parameter a of the shovel 100 is set, for example, in response to a predetermined input from the user that is received through the input device 52. The working area parameter a of the shovel 100 may also be set in response to a command received from an external device through the communication device 60.

目標軌道データθt+1:t+Hは、現在の時刻tの直後の処理周期に対応する将来の時刻t+1から時刻t+Hまでのショベル100の作業部位の目標軌道に対応するアタッチメントATの関節角度の時系列データである。 The target trajectory data θ t+1:t+H is time series data of the joint angles of the attachment AT corresponding to the target trajectory of the working part of the shovel 100 from future time t+1 to time t+H, which corresponds to the processing cycle immediately after the current time t.

土砂特性パラメータεt+1:t+Hは、現在の時刻tの直後の処理周期に対応する将来の時刻t+1から時刻t+Hまでの、ショベル100の作業部位が接触していると予測される箇所の作業対象の土砂特性パラメータεである。 The soil characteristic parameter ε t+1:t+H is the soil characteristic parameter ε of the work object at the location where the working part of the shovel 100 is predicted to be in contact from future time t+1 to time t+H, which corresponds to the processing cycle immediately following the current time t.

この場合、教師データ生成部2003は、ショベル100の掘削動作ごとの動作ログに基づき、軌道データθt-T:t、反力データft-T:t、土砂特性パラメータεt-T:t、目標掘削量l、及び作業領域パラメータaに対応する入力データを生成する。同様に、ショベル100の所定の動作ごとの動作ログに基づき、目標軌道データθt+1:t+H、及び土砂特性パラメータεt+1:t+Hに対応する正解データを生成する。具体的には、教師データ生成部2003は、ショベル100の同じ掘削動作の動作ログに基づき、入力データ及び正解データを生成する。 In this case, the teacher data generation unit 2003 generates input data corresponding to the trajectory data θ t-T:t , reaction force data f t-T:t , soil characteristic parameter ε t-T:t , target excavation amount l, and working area parameter a, based on the operation log of each excavation operation of the shovel 100. Similarly, the teacher data generation unit 2003 generates correct answer data corresponding to the target trajectory data θ t+1:t+H and soil characteristic parameter ε t+1:t+H , based on the operation log of each predetermined operation of the shovel 100. Specifically, the teacher data generation unit 2003 generates input data and correct answer data based on the operation log of the same excavation operation of the shovel 100.

より具体的には、教師データ生成部2003は、ショベル100の掘削動作の動作ログごとに、対象の掘削動作の動作ログの時系列データの任意の時刻を現在の時刻tに設定する。そして、教師データ生成部2003は、その時刻を基準として、対象の掘削動作の動作ログの時系列データ、即ち、ショベル100の動作に関する時系列のデータに基づき、入力データ及び正解データを生成する。 More specifically, for each operation log of an excavation operation of the shovel 100, the teacher data generation unit 2003 sets an arbitrary time in the time series data of the operation log of the target excavation operation to the current time t. Then, the teacher data generation unit 2003 generates input data and correct answer data based on the time series data of the operation log of the target excavation operation, i.e., the time series data related to the operation of the shovel 100, using that time as a reference.

例えば、教師データ生成部2003は、時刻tに対応する基準の時刻以前のショベル100の動作を表すデータに基づき、軌道データθt-T:tに対応する入力データを生成する。 For example, the teacher data generating unit 2003 generates input data corresponding to the trajectory data θ t−T:t , based on data representing the operation of the shovel 100 before a reference time corresponding to time t.

また、教師データ生成部2003は、時刻tに対応する基準の時刻以前のアタッチメントATに作用する負荷状態に関するデータに基づき、反力データft-T:tに対応する入力データを生成する。 In addition, the teacher data generating unit 2003 generates input data corresponding to the reaction force data f t-T:t based on data relating to the load state acting on the attachment AT before the reference time corresponding to time t.

また、教師データ生成部2003は、時刻tに対応する基準の時刻から過去に遡る所定期間のアタッチメントATに作用する負荷状態に関するデータに基づき、土砂特性パラメータεt-T:tに対応する入力データを生成する。例えば、教師データ生成部2003は、ショベル100のバケット6の爪先に作用する反力と、バケット6の爪先が接触する作業対象の土砂の特性との関係を表す測定式等を用いて、土砂特性パラメータεt-T:tに対応する入力データを生成する。測定式は、例えば、ショベル100と同じ仕様のショベルを用いた実験やシミュレーション等によって予め取得される。以下、土砂特性パラメータεt+1:t+Hについても同様であってよい。 Further, the teacher data generating unit 2003 generates input data corresponding to the sediment characteristic parameter ε t-T:t based on data on the load state acting on the attachment AT for a predetermined period going back from a reference time corresponding to the time t. For example, the teacher data generating unit 2003 generates input data corresponding to the sediment characteristic parameter ε t-T:t using a measurement equation or the like expressing the relationship between the reaction force acting on the tip of the bucket 6 of the shovel 100 and the characteristics of the sediment in the work target with which the tip of the bucket 6 comes into contact. The measurement equation is obtained in advance, for example, by an experiment, a simulation, or the like using a shovel with the same specifications as the shovel 100. The same may be applied to the sediment characteristic parameter ε t+1:t+H below.

また、教師データ生成部2003は、対象の掘削動作におけるショベル100の目標掘削量を表すデータに基づき、目標掘削量lに対応する入力データを生成する。 The teacher data generation unit 2003 also generates input data corresponding to the target excavation volume l based on data representing the target excavation volume of the shovel 100 in the target excavation operation.

また、教師データ生成部2003は、対象の掘削動作におけるショベル100の作業領域を表すデータに基づき、作業領域パラメータaに対応する入力データを生成する。 The teacher data generation unit 2003 also generates input data corresponding to the working area parameter a based on data representing the working area of the shovel 100 in the target excavation operation.

また、教師データ生成部2003は、時刻tに対応する基準の時刻よりも後のショベル100の動作を表すデータに基づき、目標軌道データθt+1:t+Hに対応する正解データを生成する。 Furthermore, the teacher data generating unit 2003 generates correct answer data corresponding to the target trajectory data θ t+1:t+H, based on data representing the operation of the shovel 100 after the reference time corresponding to time t.

また、教師データ生成部2003は、時刻t+Hに対応する時刻から過去に遡る所定期間での作業対象からショベル100に作用する負荷状態に関するデータに基づき、土砂特性パラメータεt+1:t+Hに対応する正解データを生成する。 In addition, the teacher data generation unit 2003 generates correct data corresponding to the soil characteristic parameter ε t+1:t+H, based on data regarding the load state acting on the shovel 100 from the work target during a predetermined period going back from the time corresponding to the time t+H .

学習済みモデル記憶部2005には、機械学習部2004により生成される学習済みモデルLMを記憶される。また、機械学習部2004により学習済みモデルLMが更新されると、学習済みモデル記憶部2005には、更新後の学習済みモデルLMが格納される。この際、学習済みモデル記憶部2005には、更新後の学習済みモデルLMのみが残されてもよいし、更新後の学習済みモデルLMと併せて、更新前の学習済みモデルLMが併存してもよい。後者の場合、更新後の学習済みモデルLMに問題がある場合、更新後の学習済みモデルLMの利用を停止し、更新前の学習済みモデルLMの利用を復活させることができる。また、予め準備される検証用のテストデータを用いて、更新用として新たに生成された学習済みモデルLMと、現在の学習済みモデルLMとの推定精度の検証が行われてもよい。例えば、検証用のテストデータは、教師データセットの一部から作成される。また、検証用のテストデータは、教師データに利用されたショベル100の動作ログとは別の動作ログに基づき生成されてもよい。この場合、新たに生成された学習済みモデルLMの推定精度の方が現在の学習済みモデルLMよりも高いとの検証結果が得られた場合に限定して学習済みモデルLMの更新が行われてもよい。 The learned model storage unit 2005 stores the learned model LM generated by the machine learning unit 2004. When the learned model LM is updated by the machine learning unit 2004, the learned model LM after the update is stored in the learned model storage unit 2005. At this time, only the learned model LM after the update may be left in the learned model storage unit 2005, or the learned model LM before the update may coexist with the learned model LM after the update. In the latter case, if there is a problem with the learned model LM after the update, the use of the learned model LM after the update can be stopped and the use of the learned model LM before the update can be restored. In addition, the estimation accuracy of the learned model LM newly generated for updating and the current learned model LM may be verified using test data for verification prepared in advance. For example, the test data for verification is created from a part of the teacher dataset. In addition, the test data for verification may be generated based on an operation log other than the operation log of the excavator 100 used for the teacher data. In this case, the learned model LM may be updated only when verification results show that the estimation accuracy of the newly generated learned model LM is higher than that of the current learned model LM.

配信部2006は、学習済みモデルLMのデータをショベル100に配信する。 The distribution unit 2006 distributes data of the trained model LM to the excavator 100.

例えば、配信部2006は、機械学習部2004により学習済みモデルLMが生成或いは更新されると、直近で生成或いは更新された学習済みモデルLMをショベル100に配信する。また、配信部2006は、ショベル100から受信される、学習済みモデルLMの配信を要求する信号に応じて、学習済みモデル記憶部2005の最新の学習済みモデルLMをショベル100に配信してもよい。 For example, when the machine learning unit 2004 generates or updates the trained model LM, the distribution unit 2006 distributes the most recently generated or updated trained model LM to the shovel 100. In addition, the distribution unit 2006 may distribute the latest trained model LM in the trained model memory unit 2005 to the shovel 100 in response to a signal received from the shovel 100 requesting distribution of the trained model LM.

作業支援部302は、ショベル100の作業を支援する。 The work support unit 302 supports the work of the excavator 100.

作業支援部302は、学習済みモデル記憶部302Aと、目標軌道生成部302Bと、動作制御部302Cと、作業進捗状況記録部302Dと、表示処理部302Eとを含む。 The work support unit 302 includes a learned model storage unit 302A, a target trajectory generation unit 302B, a motion control unit 302C, a work progress recording unit 302D, and a display processing unit 302E.

学習済みモデル記憶部302Aには、情報処理装置200から配信され通信装置60を通じて受信される、学習済みモデルLMが記憶される。 The trained model storage unit 302A stores the trained model LM that is distributed from the information processing device 200 and received via the communication device 60.

目標軌道生成部302Bは、ショベル100の所定の動作中において、所定の処理周期ごとに、学習済みモデルLMを用いて、ショベル100の作業部位の目標軌道を表すデータを生成する。これにより、作業支援部302は、ショベル100の所定の動作中において、処理周期ごとの作業対象の土砂の特性に合わせて、逐次、ショベル100の作業部位の目標軌道を更新することができる。 The target trajectory generating unit 302B uses the learned model LM to generate data representing a target trajectory of the working part of the shovel 100 for each predetermined processing cycle during a predetermined operation of the shovel 100. This allows the work support unit 302 to sequentially update the target trajectory of the working part of the shovel 100 in accordance with the characteristics of the soil and sand being worked on for each processing cycle during a predetermined operation of the shovel 100.

また、作業支援部302は、作業領域の画像を用いることなく、ショベル100の作業部位の目標軌道を生成することができる。そのため、例えば、ショベル100に周辺の様子を撮像する撮像装置が搭載されていない場合であっても、作業支援部302は、作業領域の状態(土砂特性)に合わせて、ショベル100の作業部位の目標軌道を生成することができる。また、例えば、ショベル100に搭載されている撮像装置の信頼性が低い場合やオクルージョンによってショベル100の周辺の作業領域の形状を画像から適切に把握できない場合でも、ショベル100の作業部位の目標軌道を適切に生成することができる。 The work support unit 302 can generate a target trajectory for the working part of the shovel 100 without using an image of the working area. Therefore, for example, even if the shovel 100 is not equipped with an imaging device that captures the surroundings, the work support unit 302 can generate a target trajectory for the working part of the shovel 100 in accordance with the state of the working area (soil and sand characteristics). Also, for example, even if the reliability of the imaging device mounted on the shovel 100 is low or the shape of the working area around the shovel 100 cannot be properly grasped from the image due to occlusion, the target trajectory for the working part of the shovel 100 can be properly generated.

例えば、目標軌道生成部302Bは、アタッチメントAT(作業部位)に作用する負荷状態が所定の閾値τthに対して相対的に小さい場合、学習済みモデルLMを用いて、ショベル100の作業部位の目標軌道を表すデータを生成する。所定の閾値τthに対して相対的に小さいとは、所定の閾値τth以下であることであってもよいし、所定の閾値τthより小さいことであってもよい。一方、目標軌道生成部302Bは、アタッチメントAT(作業部位)に作用する負荷状態が所定の閾値τthに対して相対的に大きい場合、所定の軌道をショベル100の作業部位の目標軌道として生成する。所定の閾値τthに対して相対的に大きいとは、所定の閾値τthに対して相対的に小さい状態でないことを意味する。所定の軌道は、アタッチメントAT(作業部位)に作用する反力が低下するように予め規定されている。所定の軌道は、例えば、ショベル100の作業部位が作業対象から離れる向き(上向き)に移動させる軌道である。これにより、例えば、ショベル100の掘削動作中に、バケット6の爪先が相対的に硬い地盤、岩、埋設物に当たってしまった場合に、そのまま、硬い地盤、岩、埋設物等を掘削しないように、ショベル100のバケット6の軌道を修正することができる。以下、アタッチメントATに作用する負荷状態が所定の閾値τthに対して相対的に大きい状態を「過負荷状態」と称する場合がある。 For example, when the load state acting on the attachment AT (working part) is relatively small with respect to a predetermined threshold value τ th , the target trajectory generating unit 302B uses the learned model LM to generate data representing a target trajectory of the working part of the shovel 100. "Relatively small with respect to the predetermined threshold value τ th" may mean that the load state is equal to or smaller than the predetermined threshold value τ th , or may mean that the load state is smaller than the predetermined threshold value τ th . On the other hand, when the load state acting on the attachment AT (working part) is relatively large with respect to the predetermined threshold value τ th , the target trajectory generating unit 302B generates a predetermined trajectory as a target trajectory of the working part of the shovel 100. "Relatively large with respect to the predetermined threshold value τ th " means that the load state is not relatively small with respect to the predetermined threshold value τ th . The predetermined trajectory is predefined so that the reaction force acting on the attachment AT (working part) is reduced. The predetermined trajectory is, for example, a trajectory that moves the working part of the shovel 100 in a direction away from the work target (upward). As a result, for example, when the toe of the bucket 6 hits relatively hard ground, rock, or buried object during an excavation operation of the shovel 100, the trajectory of the bucket 6 of the shovel 100 can be corrected so as not to excavate the hard ground, rock, buried object, etc. Hereinafter, a state in which the load state acting on the attachment AT is relatively large with respect to a predetermined threshold value τ th may be referred to as an "overload state".

また、目標軌道生成部302Bは、土砂特性パラメータεt+1:t+Hが学習済みモデルLMの学習済みの土砂特性パラメータεの範囲内にある場合、学習済みモデルLMを用いて、ショベル100の作業部位の目標軌道を表すデータを生成してもよい。一方、目標軌道生成部302Bは、土砂特性パラメータεt+1:t+Hが学習済みモデルLMの学習済みの土砂特性パラメータεの範囲内にない場合、所定の起動をショベル100の作業部位の目標軌道として生成する。土砂特性パラメータεt+1:t+Hが学習済みモデルLMの学習済みの土砂特性パラメータεの範囲にあることは、時刻t+1から時刻t+Hまでの土砂特性パラメータεの全てが学習済みモデルLMの学習済みの土砂特性パラメータεの範囲内にあることである。また、土砂特性パラメータεt+1:t+Hが学習済みモデルLMの学習済みの土砂特性パラメータεの範囲にあることは、時刻t+1から時刻t+Hまでの土砂特性パラメータεの中で学習済みモデルLMの学習済みの土砂特性パラメータεの範囲内にある比率が所定基準以上或いは所定基準を超えていることであってもよい。これにより、目標軌道生成部302Bは、学習済みモデルLMにより作業対象の土砂の特性に合わせた目標軌道を生成できない可能性が高い状況で、目標軌道として所定の起動を生成することができる。そのため、作業対象の土砂の特性に対して不適切な目標軌道が生成されてしまうような事態を抑制することができる。以下、学習済みモデルLMの学習済みの土砂特性パラメータεの範囲内にない土砂特性パラメータεt+1:t+Hに対応する土砂の特性を「未学習の土砂の特性」と称する場合がある。 Furthermore, when the sediment characteristic parameter ε t+1:t+H is within the range of the learned sediment characteristic parameter ε of the learned model LM, the target trajectory generating unit 302B may use the learned model LM to generate data representing a target trajectory of the working part of the shovel 100. On the other hand, when the sediment characteristic parameter ε t+1:t+H is not within the range of the learned sediment characteristic parameter ε of the learned model LM, the target trajectory generating unit 302B generates a predetermined start as a target trajectory of the working part of the shovel 100. The sediment characteristic parameter ε t+1:t+H being within the range of the learned sediment characteristic parameter ε of the learned model LM means that all of the sediment characteristic parameters ε from time t+1 to time t+H are within the range of the learned sediment characteristic parameter ε of the learned model LM. In addition, the fact that the sediment characteristic parameter ε t+1:t+H is within the range of the learned sediment characteristic parameter ε of the learned model LM may mean that the ratio of the sediment characteristic parameters ε from time t+1 to time t+H that are within the range of the learned sediment characteristic parameter ε of the learned model LM is equal to or exceeds a predetermined standard. This allows the target trajectory generating unit 302B to generate a predetermined movement as a target trajectory in a situation where it is highly likely that the learned model LM cannot generate a target trajectory that matches the characteristics of the sediment to be worked on. Therefore, it is possible to suppress a situation in which an inappropriate target trajectory is generated for the characteristics of the sediment to be worked on. Hereinafter, the characteristics of the sediment corresponding to the sediment characteristic parameter ε t+1:t+H that is not within the range of the learned sediment characteristic parameter ε of the learned model LM may be referred to as "unlearned sediment characteristics".

動作制御部302Cは、目標軌道生成部302Bにより生成される目標軌道に沿ってショベル100の作業部位が移動するように、油圧制御弁31に制御指令を出力し、ショベル100の動作を制御する。具体的には、動作制御部302Cは、センサS1~S5の出力からショベル100の作業部位の位置を把握しながら、油圧制御弁31を制御することで、目標軌道に沿ってショベル100の作業部位が移動するようにショベル100を動作させることができる。 The operation control unit 302C outputs a control command to the hydraulic control valve 31 so that the working part of the shovel 100 moves along the target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B, and controls the operation of the shovel 100. Specifically, the operation control unit 302C can operate the shovel 100 so that the working part of the shovel 100 moves along the target trajectory by controlling the hydraulic control valve 31 while grasping the position of the working part of the shovel 100 from the output of the sensors S1 to S5.

例えば、動作制御部302Cは、オペレータの操作に依らず、目標軌道生成部302Bにより生成される目標軌道に沿ってショベル100の作業部位が移動するように、ショベル100の動作を制御する。即ち、動作制御部302Cは、完全自動運転機能によって、目標軌道生成部302Bにより生成される目標軌道に沿ってショベル100の作業部位が移動するように、ショベル100の動作を制御する。 For example, the operation control unit 302C controls the operation of the shovel 100 so that the working part of the shovel 100 moves along the target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B without relying on the operation of the operator. That is, the operation control unit 302C controls the operation of the shovel 100 so that the working part of the shovel 100 moves along the target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B by using a fully automatic driving function.

また、動作制御部302Cは、オペレータの操作をアシストするように、目標軌道生成部302Bにより生成される目標軌道に沿ってショベル100の作業部位が移動するように、ショベル100の動作を制御してもよい。即ち、動作制御部302Cは、半自動運転機能によって、目標軌道生成部302Bにより生成される目標軌道に沿ってショベル100の作業部位が移動するように、ショベル100の動作を制御してもよい。この際、上述の如く、オペレータの操作は、操作装置26を通じたオペレータの操作であってもよいし、遠隔操作支援装置300等を利用するオペレータの遠隔操作であってもよい。 The operation control unit 302C may also control the operation of the shovel 100 so that the working part of the shovel 100 moves along the target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B to assist the operation of the operator. That is, the operation control unit 302C may control the operation of the shovel 100 so that the working part of the shovel 100 moves along the target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B by a semi-automatic operation function. At this time, as described above, the operation of the operator may be the operation of the operator through the operating device 26, or may be remote operation by an operator using the remote operation support device 300 or the like.

作業進捗状況記録部302Dは、入力装置52を通じて入力される作業領域について、動作制御部302Cの制御に基づくショベル100の動作に応じて、作業の進捗状況を補助記憶装置30Aやメモリ装置30B等の所定の記憶領域に記録する。 The work progress recording unit 302D records the work progress status in a predetermined memory area such as the auxiliary storage device 30A or memory device 30B in accordance with the operation of the excavator 100 based on the control of the operation control unit 302C for the work area input through the input device 52.

例えば、作業進捗状況記録部302Dは、ショベル100の所定の動作が実施されると、その所定の動作時のショベル100の作業部位の軌道(軌跡)に基づき、作業対象の形状の変化を記録し、作業対象の形状を更新する。この際、作業進捗状況記録部302Dは、所定の動作により作業が実施された範囲を推定し、作業領域内の作業が実施された箇所を記録する形で、作業対象の形状を作業の実施済或いは未実施の区別により簡易的に更新してよい。また、作業進捗状況記録部302Dは、ショベル100の作業部位の軌道(軌跡)に基づき、作業対象の形状を詳細に更新してもよい。この場合、作業進捗状況記録部302Dは、例えば、既知の粒子シミュレーション等を用いて、ショベル100の作業部位の軌道に基づく作業対象の形状の変化を推定し、作業対象の形状を更新する。この際、粒子シミュレーションでは、ショベル100の所定の動作中に学習済みモデルLMにより生成された土砂特性パラメータεのデータが利用されてもよい。 For example, when a predetermined operation of the shovel 100 is performed, the work progress recording unit 302D records the change in the shape of the work object based on the trajectory (track) of the working part of the shovel 100 at the time of the predetermined operation, and updates the shape of the work object. At this time, the work progress recording unit 302D may estimate the range in which the work was performed by the predetermined operation, and simply update the shape of the work object by distinguishing whether the work has been performed or not, by recording the part in the work area in which the work was performed. In addition, the work progress recording unit 302D may update the shape of the work object in detail based on the trajectory (track) of the working part of the shovel 100. In this case, the work progress recording unit 302D estimates the change in the shape of the work object based on the trajectory of the working part of the shovel 100 using, for example, a known particle simulation, and updates the shape of the work object. At this time, the particle simulation may use data on the soil characteristic parameter ε generated by the learned model LM during the predetermined operation of the shovel 100.

また、作業進捗状況記録部302Dは、作業領域において、ショベル100の所定の動作の実施中に、アタッチメントATの過負荷状態が発生した箇所を記録してもよい。 The work progress recording unit 302D may also record the location in the work area where an overload condition of the attachment AT occurred while the excavator 100 was performing a specified operation.

また、作業進捗状況記録部302Dは、作業領域において、ショベル100の所定の動作の実施中に、未学習の土砂の特性に対応する土砂特性パラメータεt+1:t+Hが出力された箇所を記録してもよい。 In addition, the work progress recording unit 302D may record the location in the work area where the sediment characteristic parameter ε t+1:t+H corresponding to the unlearned sediment characteristics is output while the shovel 100 is performing a specified operation.

表示処理部302Eは、ショベル100の目標軌道の生成に関する画面を表示装置50Aに表示させる。 The display processing unit 302E displays a screen related to the generation of the target trajectory of the excavator 100 on the display device 50A.

例えば、ショベル100の目標軌道の生成に関する画面は、作業進捗状況記録部302Dにより更新される作業対象の形状を表す画面を含む。 For example, the screen related to generating the target trajectory of the excavator 100 includes a screen showing the shape of the work target that is updated by the work progress recording unit 302D.

また、ショベル100の目標軌道の生成に関する画面は、入力装置52を通じて、ショベル100の作業部位の目標軌道を自動で生成しその目標軌道に沿って作業部位を自動で或いは半自動で移動させる機能の有効或いは無効を設定するための画面を含んでもよい。 The screen for generating the target trajectory of the shovel 100 may also include a screen for enabling or disabling a function for automatically generating a target trajectory for the working part of the shovel 100 via the input device 52 and automatically or semi-automatically moving the working part along the target trajectory.

また、ショベル100の目標軌道の生成に関する画面は、入力装置52を通じて、ユーザが目標掘削量や作業領域を設定するための設定画面を含んでもよい。 The screen for generating the target trajectory of the excavator 100 may also include a setting screen that allows the user to set the target excavation volume and working area via the input device 52.

また、ショベル100が遠隔操作される場合、表示処理部302Eは、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面に関するデータを、通信装置60を通じて遠隔操作支援装置300に送信してもよい。これにより、表示処理部302Eは、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する画面を遠隔操作支援装置300(表示装置)に表示させることができる。 In addition, when the shovel 100 is remotely operated, the display processing unit 302E may transmit data on a screen related to the generation of a target trajectory for the working part of the shovel 100 to the remote operation support device 300 via the communication device 60. This allows the display processing unit 302E to display a screen related to the generation of a target trajectory for the working part of the shovel 100 on the remote operation support device 300 (display device).

[ショベルの作業部位の軌道の具体例]
次に、図7~図10を参照して、目標軌道生成部302Bにより生成される目標軌道に基づき動作制御部302Cにより実現されるショベル100の作業部位の軌道の具体例について説明する。
[Specific example of the trajectory of the working part of a shovel]
Next, with reference to Figs. 7 to 10, a specific example of a trajectory of the working part of the shovel 100 that is realized by the operation control unit 302C based on the target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B will be described.

<第1例>
図7は、ショベル100の作業部位の軌道の第1例(軌道701)を示す図である。
<First Example>
FIG. 7 is a diagram showing a first example of a trajectory (trajectory 701) of a working portion of the shovel 100.

図7は、図7A,7Bを含む。 Figure 7 includes Figures 7A and 7B.

図7Aは、ショベル100の掘削動作時の作業部位(バケット6の爪先)の軌道701を示す図である。図7Bは、ショベル100の作業部位の軌道701に対応するアタッチメントAT(バケット6)に作用する負荷(反力)を時系列で示す図である。 Figure 7A is a diagram showing the trajectory 701 of the working part (the tip of the bucket 6) during excavation operation of the shovel 100. Figure 7B is a diagram showing the load (reaction force) acting on the attachment AT (bucket 6) corresponding to the trajectory 701 of the working part of the shovel 100 in time series.

図7A,7Bに示すように、ショベル100は、時刻t11にて、バケット6の爪先が地面Gに貫入し、バケット6が地面Gの掘削を行い、時刻t12にて、バケット6の爪先が地面Gを離れ、バケット6が土砂を救い上げている。 As shown in Figures 7A and 7B, at time t11, the toe of the bucket 6 of the shovel 100 penetrates the ground G and the bucket 6 excavates the ground G, and at time t12, the toe of the bucket 6 leaves the ground G and the bucket 6 scoops up the soil.

本例では、図7Aに示すように、ショベル100の作業対象の地面Gは、比較的平坦な形状を有する。また、本例では、ショベル100の作業対象の地面Gは、その土砂が比較的柔らかい特性を作業領域の全体に亘って有している。そのため、作業支援部302は、略平坦な地面、及び略均一の土砂の特性に合わせて、掘削動作全体に亘って滑らかな目標軌道を生成し、その目標軌道に沿ってバケット6の爪先が移動するように、ショベル100に掘削動作を行わせている。その結果、ショベル100は、略平坦な地面、及び略均一の土砂の特性に合わせて、作業領域の全体に亘って、バケット6の爪先を滑らかな軌道701で移動させ、掘削動作を行うことができる。 In this example, as shown in FIG. 7A, the ground G on which the shovel 100 is to work has a relatively flat shape. Also, in this example, the ground G on which the shovel 100 is to work has the characteristic that the soil is relatively soft throughout the entire working area. Therefore, the work support unit 302 generates a smooth target trajectory throughout the entire excavation operation in accordance with the characteristics of the substantially flat ground and the substantially uniform soil, and causes the shovel 100 to perform an excavation operation so that the toe of the bucket 6 moves along the target trajectory. As a result, the shovel 100 can perform an excavation operation by moving the toe of the bucket 6 on a smooth trajectory 701 throughout the entire working area in accordance with the characteristics of the substantially flat ground and the substantially uniform soil.

具体的には、バケット6の爪先の軌道701は、ショベル100の掘削動作の前半において、バケット6に作用する負荷が比較的緩やかに大きくなるように、地面Gに対するバケット6の爪先の深さ(以下、「掘削深さ」)を増加させる。そして、バケット6の爪先の軌道701は、ショベル100の掘削動作の後半において、バケット6に作用する負荷が比較的緩やかに小さくなるように、地面Gに対するバケット6の掘削深さを減少させる。 Specifically, the trajectory 701 of the toe of the bucket 6 increases the depth of the toe of the bucket 6 relative to the ground G (hereinafter, "digging depth") in the first half of the excavation operation of the shovel 100 so that the load acting on the bucket 6 increases relatively gradually. Then, the trajectory 701 of the toe of the bucket 6 decreases the digging depth of the bucket 6 relative to the ground G in the second half of the excavation operation of the shovel 100 so that the load acting on the bucket 6 decreases relatively gradually.

尚、図7A,7Bに示すように、掘削動作の完了時のバケット6を地面Gよりも上に掬いあげた後のバケット6に作用する負荷は、掘削動作の開始時のバケット6を地面Gに貫入させる前のバケット6に作用する負荷よりも小さくなる。ショベル100の掘削動作の完了時において、バケット6の内部には、掘削動作により収容された土砂があり、その土砂の重量による負荷が作用するからである。 As shown in Figures 7A and 7B, the load acting on the bucket 6 after the bucket 6 has been lifted above the ground surface G at the completion of the excavation operation is smaller than the load acting on the bucket 6 before the bucket 6 is inserted into the ground surface G at the start of the excavation operation. This is because, at the completion of the excavation operation of the shovel 100, the bucket 6 contains soil that has been collected by the excavation operation, and a load due to the weight of the soil acts on the bucket 6.

また、本例では、図7Bに示すように、ショベル100の掘削動作中におけるバケット6に作業する負荷の絶対値は、比較的小さくなっている。上述の如く、地面Gの土砂が比較的柔らかいからである。そのため、図7Aに示すように、作業支援部302は、バケット6の掘削深さが比較的大きくなるように、バケット6の爪先の目標軌道を生成し、その目標軌道に沿ってバケット6の爪先が移動するように、ショベル100に掘削動作を行わせている。その結果、ショベル100は、比較的柔らかい地面Gの土砂の特性に合わせて、掘削深さが比較的大きい軌道701に沿ってバケット6の爪先を移動させて掘削動作を行うことができる。 In this example, as shown in FIG. 7B, the absolute value of the load acting on the bucket 6 during the excavation operation of the shovel 100 is relatively small. This is because the soil on the ground G is relatively soft, as described above. For this reason, as shown in FIG. 7A, the work support unit 302 generates a target trajectory for the toe of the bucket 6 so that the digging depth of the bucket 6 is relatively large, and causes the shovel 100 to perform an excavation operation so that the toe of the bucket 6 moves along the target trajectory. As a result, the shovel 100 can perform an excavation operation by moving the toe of the bucket 6 along a trajectory 701 with a relatively large digging depth in accordance with the characteristics of the soil on the relatively soft ground G.

このように、本例では、作業支援部302は、作業領域全体に亘る略平坦な形状及び略均一の土砂の特性に合わせて、比較的滑らかなバケット6の爪先の目標軌道を生成することができる。そのため、ショベル100は、掘削動作の全体に亘って、その比較的滑らかな目標軌道に対応する軌道701でバケット6の爪先を移動させ、掘削動作を行うことができる。 In this way, in this example, the work support unit 302 can generate a relatively smooth target trajectory for the tip of the bucket 6 in accordance with the generally flat shape and generally uniform characteristics of the soil and sand throughout the entire work area. Therefore, the excavator 100 can perform an excavation operation by moving the tip of the bucket 6 on a trajectory 701 that corresponds to the relatively smooth target trajectory throughout the entire excavation operation.

また、本例では、作業支援部302は、作業領域の地面Gの比較的柔らかい土砂の特性に合わせて、掘削深さが比較的大きいバケット6の爪先の目標軌道を生成することができる。そのため、ショベル100は、作業領域の地面Gの比較的柔らかい土砂の特性に合わせて、掘削深さが比較的大きい軌道701でバケット6の爪先を移動させ、掘削動作を行うことができる。 In addition, in this example, the work support unit 302 can generate a target trajectory for the tip of the bucket 6, which has a relatively large digging depth, in accordance with the characteristics of the relatively soft soil and sand on the ground G in the work area. Therefore, the excavator 100 can move the tip of the bucket 6 on a trajectory 701, which has a relatively large digging depth, in accordance with the characteristics of the relatively soft soil and sand on the ground G in the work area, and perform an excavation operation.

<第2例>
図8は、ショベル100の作業部位の軌道の第2例(軌道801)を示す図である。
<Second Example>
FIG. 8 is a diagram showing a second example of the trajectory of the working portion of the shovel 100 (trajectory 801).

図8は、図8A,8Bを含む。 Figure 8 includes Figures 8A and 8B.

図8Aは、ショベル100の掘削動作時の作業部位(バケット6の爪先)の軌道801を示す図である。図8Bは、ショベル100の作業部位の軌道801に対応するアタッチメントAT(バケット6)に作用する負荷(反力)を時系列で示す図である。 Figure 8A is a diagram showing the trajectory 801 of the working part (the tip of the bucket 6) during excavation operation of the shovel 100. Figure 8B is a diagram showing the load (reaction force) acting on the attachment AT (bucket 6) corresponding to the trajectory 801 of the working part of the shovel 100 in time series.

図8A,8Bに示すように、ショベル100は、時刻t21にて、バケット6の爪先が地面Gに貫入し、バケット6が地面Gの掘削を行い、時刻t22にて、バケット6の爪先が地面Gを離れ、バケット6が土砂を救い上げている。 As shown in Figures 8A and 8B, at time t21, the toe of the bucket 6 of the shovel 100 penetrates the ground G and the bucket 6 excavates the ground G, and at time t22, the toe of the bucket 6 leaves the ground G and the bucket 6 scoops up the soil.

図8Aに示すように、本例では、上述の第1例と同様、ショベル100の作業対象の地面Gは、比較的平坦な形状を有する。また、本例では、上述の第1例と異なり、ショベル100の作業対象の地面Gは、その土砂が比較的硬い特性を作業領域の全体に亘って有している。そのため、作業支援部302は、略平坦な地面、及び略均一の土砂の特性に合わせて、掘削動作全体に亘って滑らかな目標軌道を生成し、その目標軌道に沿ってバケット6の爪先が移動するように、ショベル100に掘削動作を行わせている。その結果、ショベル100は、略平坦な地面、及び略均一の土砂の特性に合わせて、掘削動作の全体に亘って、バケット6の爪先を滑らかな軌道801で移動させ、掘削動作を行うことができる。 As shown in FIG. 8A, in this example, as in the first example described above, the ground G on which the shovel 100 is to work has a relatively flat shape. Also, in this example, unlike the first example described above, the ground G on which the shovel 100 is to work has the characteristic that the soil is relatively hard throughout the entire working area. Therefore, the work support unit 302 generates a smooth target trajectory throughout the entire excavation operation in accordance with the characteristics of the substantially flat ground and the substantially uniform soil, and causes the shovel 100 to perform the excavation operation so that the toe of the bucket 6 moves along the target trajectory. As a result, the shovel 100 can perform the excavation operation by moving the toe of the bucket 6 on a smooth trajectory 801 throughout the entire excavation operation in accordance with the characteristics of the substantially flat ground and the substantially uniform soil.

また、本例では、図8Bに示すように、ショベル100の掘削動作中におけるバケット6に作業する負荷の絶対値は、比較的大きくなっている。地面Gの土砂が比較的硬いからである。そのため、作業支援部302は、バケット6の掘削深さが比較的小さくなるように、バケット6の爪先の目標軌道を生成し、その目標軌道に沿ってバケット6の爪先が移動するように、ショベル100に掘削動作を行わせている。その結果、ショベル100は、比較的硬い地面Gの土砂の特性に合わせて、掘削深さが比較的小さい軌道801でバケット6の爪先を移動させて掘削動作を行うことができる。 In this example, as shown in FIG. 8B, the absolute value of the load acting on the bucket 6 during the excavation operation of the shovel 100 is relatively large. This is because the soil on the ground G is relatively hard. For this reason, the work support unit 302 generates a target trajectory for the toe of the bucket 6 so that the digging depth of the bucket 6 is relatively small, and causes the shovel 100 to perform the excavation operation so that the toe of the bucket 6 moves along the target trajectory. As a result, the shovel 100 can perform the excavation operation by moving the toe of the bucket 6 along a trajectory 801 with a relatively small digging depth in accordance with the characteristics of the soil on the relatively hard ground G.

このように、本例では、上述の第1例と同様、作業支援部302は、作業領域全体に亘る略平坦な形状及び略均一の土砂の特性に合わせて、比較的滑らかなバケット6の爪先の目標軌道を生成することができる。そのため、ショベル100は、掘削動作の全体に亘って、その比較的滑らかな目標軌道に対応する軌道801でバケット6の爪先を移動させ、掘削動作を行うことができる。 In this way, in this example, similar to the first example described above, the work support unit 302 can generate a relatively smooth target trajectory for the tip of the bucket 6 in accordance with the generally flat shape and generally uniform characteristics of the soil throughout the entire work area. Therefore, the excavator 100 can perform an excavation operation by moving the tip of the bucket 6 on a trajectory 801 that corresponds to the relatively smooth target trajectory throughout the entire excavation operation.

また、本例では、作業支援部302は、作業領域の地面Gの硬い土砂の特性に合わせて、掘削深さが比較的小さいバケット6の爪先の目標軌道を生成することができる。そのため、ショベル100は、作業領域の地面Gの比較的硬い土砂の特性に合わせて、掘削深さが比較的大きい軌道801でバケット6の爪先を移動させ、掘削動作を行うことができる。 In addition, in this example, the work support unit 302 can generate a target trajectory for the tip of the bucket 6 with a relatively small digging depth in accordance with the characteristics of the hard soil and sand on the ground G in the work area. Therefore, the excavator 100 can move the tip of the bucket 6 on a trajectory 801 with a relatively large digging depth in accordance with the characteristics of the relatively hard soil and sand on the ground G in the work area, and perform an excavation operation.

<第3例>
図9は、ショベル100の作業部位の軌道の第3例(軌道901)を示す図である。
<Third Example>
FIG. 9 is a diagram showing a third example of the trajectory of the working portion of the shovel 100 (trajectory 901).

図9は、図9A,9Bを含む。 Figure 9 includes Figures 9A and 9B.

図9Aは、ショベル100の掘削動作時の作業部位(バケット6の爪先)の軌道901を示す図である。図9Bは、ショベル100の作業部位の軌道901に対応するアタッチメントAT(バケット6)に作用する負荷(反力)を時系列で示す図である。 Figure 9A is a diagram showing the trajectory 901 of the working part (the tip of the bucket 6) during an excavation operation of the shovel 100. Figure 9B is a diagram showing the load (reaction force) acting on the attachment AT (bucket 6) corresponding to the trajectory 901 of the working part of the shovel 100 in time series.

図9A,9Bに示すように、ショベル100は、時刻t31にて、バケット6の爪先が地面Gに貫入し、バケット6が地面Gの掘削を行い、時刻t32にて、バケット6の爪先が地面Gを離れ、バケット6が土砂を救い上げている。 As shown in Figures 9A and 9B, at time t31, the toe of the bucket 6 of the shovel 100 penetrates the ground G and the bucket 6 excavates the ground G, and at time t32, the toe of the bucket 6 leaves the ground G and the bucket 6 scoops up the soil.

本例では、上述の第1例と同様、ショベル100の作業対象の地面Gは、その土砂が比較的柔らかい特性を作業領域の全体に亘って有している。また、図9Aに示すように、本例では、上述の第1例、第2例と異なり、ショベル100の作業対象の地面Gは、平坦でなく、作業領域の前後方向の中央部には、比較的大きな凸部G1が存在している。そのため、作業支援部302は、バケット6が前後方向で凸部G1に到達するタイミングまでの間、滑らかな目標軌道を生成する。その結果、ショベル100は、バケット6が前後方向で凸部G1に到達するタイミングまでの間、その目標軌道に対応する比較的滑らかな軌道901でバケット6の爪先が移動させ、ショベル100に掘削動作を行う。 In this example, as in the first example described above, the ground G on which the shovel 100 works has the characteristic that the soil and sand are relatively soft throughout the entire working area. Also, as shown in FIG. 9A, in this example, unlike the first and second examples described above, the ground G on which the shovel 100 works is not flat, and a relatively large convex portion G1 exists in the center of the working area in the front-rear direction. Therefore, the work support unit 302 generates a smooth target trajectory until the timing when the bucket 6 reaches the convex portion G1 in the front-rear direction. As a result, the shovel 100 moves the tip of the bucket 6 on a relatively smooth trajectory 901 corresponding to the target trajectory until the timing when the bucket 6 reaches the convex portion G1 in the front-rear direction, and performs an excavation operation on the shovel 100.

図9Bに示すように、バケット6が前後方向で凸部G1に到達すると、凸部G1の影響で、バケット6に作用する負荷(反力)が突然増加している。そのため、作業支援部302は、バケット6に作用する負荷の増加に合わせて、その負荷を低下させるように、バケット6の爪先の目標軌道を更新し、その目標軌道に沿ってバケット6の爪先が移動するように、ショベル100に掘削動作を行わせる。その結果、ショベル100は、前後方向において、凸部G1に到達した後に、バケット6に作用する負荷が低下するように、バケット6の爪先の軌道901を掘削深さが小さくなるように修正することができる。 As shown in FIG. 9B, when the bucket 6 reaches the convex portion G1 in the fore-aft direction, the load (reaction force) acting on the bucket 6 suddenly increases due to the influence of the convex portion G1. Therefore, the work support unit 302 updates the target trajectory of the tip of the bucket 6 so as to reduce the load acting on the bucket 6 in accordance with the increase in the load acting on the bucket 6, and causes the excavator 100 to perform an excavation operation so that the tip of the bucket 6 moves along the target trajectory. As a result, the excavator 100 can correct the trajectory 901 of the tip of the bucket 6 to reduce the excavation depth so that the load acting on the bucket 6 decreases after reaching the convex portion G1 in the fore-aft direction.

このように、本例では、作業支援部302は、作業領域の地面Gの凸部G1に起因するバケット6に作用する負荷の増加に合わせて、バケット6に作用する負荷が低下するようにバケット6の目標軌道を修正することができる。そのため、例えば、作業領域の地面Gの凸部G1の存在によってショベル100の掘削動作が停滞し、作業効率が低下するような事態を抑制することができる。 In this way, in this example, the work support unit 302 can correct the target trajectory of the bucket 6 so that the load acting on the bucket 6 decreases in accordance with an increase in the load acting on the bucket 6 caused by the convex portion G1 of the ground surface G in the work area. Therefore, for example, it is possible to prevent a situation in which the excavation operation of the shovel 100 stagnates due to the presence of the convex portion G1 of the ground surface G in the work area, resulting in a decrease in work efficiency.

尚、作業支援部302は、前後方向で作業領域の土砂の特性が柔らかい特性から硬い特性に変化する場合に、土砂の特性の変化に合わせて本例と同様の目標軌道を生成してもよい。 In addition, when the characteristics of the soil in the work area change from soft to hard in the forward/backward direction, the work support unit 302 may generate a target trajectory similar to that of this example in accordance with the change in the characteristics of the soil.

<第4例>
図10は、ショベル100の作業部位の軌道の第4例(軌道1001,1002)を示す図である。
<Fourth Example>
FIG. 10 is a diagram showing a fourth example of the trajectory of the working portion of the shovel 100 (trajectories 1001 and 1002).

図10は、図10A,10Bを含む。 Figure 10 includes Figures 10A and 10B.

図9Aは、ショベル100の掘削動作時の作業部位(バケット6の爪先)の軌道1001を示す図である。図9Bは、ショベル100の作業部位の軌道1001に対応するアタッチメントAT(バケット6)に作用する負荷(反力)を時系列で示す図である。 Figure 9A is a diagram showing the trajectory 1001 of the working part (the tip of the bucket 6) during excavation operation of the shovel 100. Figure 9B is a diagram showing the load (reaction force) acting on the attachment AT (bucket 6) corresponding to the trajectory 1001 of the working part of the shovel 100 in time series.

図10A,10Bに示すように、時刻t41にて、バケット6の爪先が地面Gに貫入し、バケット6が地面Gの掘削を行っている。 As shown in Figures 10A and 10B, at time t41, the toe of the bucket 6 penetrates into the ground G, and the bucket 6 begins digging into the ground G.

本例では、上述の第1例、第3例と同様、ショベル100の作業対象の地面Gは、その土砂が比較的柔らかい特性を作業領域の全体に亘って有している。また、図10Aに示すように、本例では、上述の第1例~第3例と異なり、作業領域の前後方向の中央部の地中に岩G2が埋まっている。そのため、作業支援部302は、バケット6が岩G2に到達するタイミングまでの間、滑らかな目標軌道を生成し、その目標軌道に沿ってバケット6の爪先が移動するように、ショベル100に掘削動作を行わせている。その結果、ショベル100は、バケット6が岩G2に到達するタイミングまでの間、その目標軌道に対応する比較的滑らかな軌道1001でバケット6の爪先が移動させ、ショベル100に掘削動作を行う。 In this example, as in the first and third examples described above, the ground G on which the shovel 100 works has the characteristic that the soil and sand are relatively soft throughout the entire working area. Also, as shown in FIG. 10A, in this example, unlike the first to third examples described above, a rock G2 is buried underground in the center of the working area in the front-to-rear direction. Therefore, the work support unit 302 generates a smooth target trajectory until the bucket 6 reaches the rock G2, and causes the shovel 100 to perform an excavation operation so that the tip of the bucket 6 moves along the target trajectory. As a result, the shovel 100 moves the tip of the bucket 6 along a relatively smooth trajectory 1001 corresponding to the target trajectory until the bucket 6 reaches the rock G2, and performs an excavation operation.

図10Bに示すように、バケット6が前後方向で凸部G1に到達すると、凸部G1の影響で、バケット6に作用する負荷(反力)が突然増加し、閾値τthを超えている。そのため、作業支援部302は、その負荷を低下させるための所定の軌道にバケット6の爪先の目標軌道を更新し、その目標軌道に沿ってバケット6の爪先が移動するように、ショベル100に掘削動作を行わせる。所定の軌道は、例えば、バケット6を真上に近い方向に持ち上げるための軌道である。これにより、ショベル100は、岩G2に接触した後に、軌道1001でバケット6を持ち上げて、バケット6に作用する負荷が過大な状態を解消することができる。また、所定の軌道は、バケット6に作用する負荷が所定の条件(図10Bの2点鎖線)に合わせて減少させるための軌道である。これにより、ショベル100は、岩G2に接触した後に、軌道1002で掘削深さを小さくしながら、所定の条件に沿ってバケット6に作用する負荷を低減させて、バケット6に作用する負荷が過大な状態を解消することができる。 As shown in FIG. 10B, when the bucket 6 reaches the convex portion G1 in the front-rear direction, the load (reaction force) acting on the bucket 6 suddenly increases due to the influence of the convex portion G1, and exceeds the threshold value τth. Therefore, the work support unit 302 updates the target trajectory of the tip of the bucket 6 to a predetermined trajectory for reducing the load, and causes the excavator 100 to perform an excavation operation so that the tip of the bucket 6 moves along the target trajectory. The predetermined trajectory is, for example, a trajectory for lifting the bucket 6 in a direction close to directly above. As a result, after contacting the rock G2, the excavator 100 can lift the bucket 6 on the trajectory 1001 to eliminate the state in which the load acting on the bucket 6 is excessive. In addition, the predetermined trajectory is a trajectory for reducing the load acting on the bucket 6 in accordance with a predetermined condition (two-dot chain line in FIG. 10B). As a result, after the excavator 100 comes into contact with the rock G2, it reduces the excavation depth on the track 1002 while reducing the load acting on the bucket 6 in accordance with the specified conditions, thereby eliminating the condition in which the load acting on the bucket 6 is excessive.

このように、本例では、作業支援部302は、作業領域の地中の岩G2とバケット6との接触に伴うバケット6に作用する負荷の過大な状態の発生に合わせて、バケット6に作用する負荷を低下させるための所定の軌道にバケット6の目標軌道を更新する。これにより、ショベル100は、所定の軌道に対応する軌道1001,1002でバケット6の爪先を移動させ、バケット6に作用する負荷が過大な状態を解消することができる。よって、例えば、バケット6に作用する過大な負荷によって、ショベル100が停止してしまったり、バケット6が損傷してしまったりするような事態を抑制することができる。 In this way, in this example, the work support unit 302 updates the target trajectory of the bucket 6 to a predetermined trajectory for reducing the load acting on the bucket 6 in response to the occurrence of an excessive load state acting on the bucket 6 due to contact between the bucket 6 and rock G2 underground in the work area. This allows the shovel 100 to move the tip of the bucket 6 on trajectories 1001, 1002 corresponding to the predetermined trajectory, thereby eliminating the excessive load state acting on the bucket 6. Therefore, for example, it is possible to prevent a situation in which the shovel 100 stops or the bucket 6 is damaged due to an excessive load acting on the bucket 6.

[作業の進捗状況の通知画面]
次に、図11、図12を参照して、ショベル100の作業対象(作業領域の地面)に対する作業の進捗状況をユーザに通知する画面の具体例について説明する。
[Work progress notification screen]
Next, a specific example of a screen for notifying the user of the progress of work on the work target (the ground surface of the work area) by the shovel 100 will be described with reference to Figs. 11 and 12 .

図11は、作業の進捗状況を表す画面の一例(画面1100)を示す図である。具体的には、図11は、ショベル100の掘削作業の開始時の作業の進捗状況を表す画面である。図12は、作業の進捗状況を表す画面の他の例(画面1200)を示す画面である。具体的には、図12は、ショベル100の掘削作業の開始後、掘削動作が1回行われた状態での作業の進捗状況を表す画面である。 Figure 11 is a diagram showing an example of a screen (screen 1100) showing the progress of work. Specifically, Figure 11 is a screen showing the progress of work at the start of excavation work by the shovel 100. Figure 12 is a screen showing another example of a screen (screen 1200) showing the progress of work. Specifically, Figure 12 is a screen showing the progress of work after one excavation operation has been performed after the start of excavation work by the shovel 100.

尚、本例では、画面1100,1200は、ショベル100の表示装置50Aに表示されるが、ショベル100が遠隔操作される場合、遠隔操作支援装置300の表示装置に表示されてもよい。また、ショベル100が遠隔監視される場合、画面1100,1200は、遠隔監視支援装置の表示装置に表示されてもよい。 In this example, the screens 1100 and 1200 are displayed on the display device 50A of the shovel 100, but when the shovel 100 is remotely operated, they may be displayed on the display device of the remote operation support device 300. Also, when the shovel 100 is remotely monitored, the screens 1100 and 1200 may be displayed on the display device of the remote monitoring support device.

図11に示すように、画面1100には、ショベル画像1101と、作業領域画像1102と、地面画像1103とを含む。 As shown in FIG. 11, screen 1100 includes a shovel image 1101, a work area image 1102, and a ground image 1103.

ショベル画像1101は、ショベル100を模式的に表す画像である。ショベル画像1101は、側面視のショベル100に対応するショベル画像1101Aと、上面視のショベル100に対応するショベル画像1101Bとを含む。 The shovel image 1101 is an image that diagrammatically represents the shovel 100. The shovel image 1101 includes a shovel image 1101A that corresponds to the shovel 100 in a side view, and a shovel image 1101B that corresponds to the shovel 100 in a top view.

作業領域画像1102は、ショベル100の作業領域を模式的に表す画像である。 The work area image 1102 is an image that shows a schematic representation of the work area of the excavator 100.

作業領域画像1102は、側面視(側面断面)の作業領域に対応する作業領域画像1102Aと、上面視の作業領域に対応する作業領域画像1102Bとを含む。 The work area image 1102 includes a work area image 1102A corresponding to the work area in a side view (side cross section) and a work area image 1102B corresponding to the work area in a top view.

ショベル画像1101A,1101Bは、それぞれ、作業領域画像1102A,1102Bに正対するように配置される。 The shovel images 1101A and 1101B are positioned directly opposite the work area images 1102A and 1102B, respectively.

地面画像1103は、ショベル100の掘削動作の開始前の作業対象の地面の形状を表す画像である。 The ground image 1103 is an image that represents the shape of the ground to be worked on before the excavation operation of the shovel 100 begins.

地面画像1103は、側面視(側面断面)で地面の形状を表す地面画像1103Aと、上面視で地面の形状を表す地面画像1103Bとを含む。 The ground image 1103 includes a ground image 1103A that shows the shape of the ground from a side view (side cross section), and a ground image 1103B that shows the shape of the ground from a top view.

図12に示すように、画面1200には、ショベル画像1101と、作業領域画像1102と、地面画像1203とを含む。 As shown in FIG. 12, screen 1200 includes shovel image 1101, work area image 1102, and ground image 1203.

地面画像1203は、ショベル100の掘削動作の開始後、1回の掘削動作の完了後の作業対象の地面の形状を表す画像である。 The ground image 1203 is an image that represents the shape of the ground being worked on after the excavation operation of the shovel 100 has started and after one excavation operation has been completed.

地面画像1203は、側面視(側面断面)で地面の形状を表す地面画像1203Aと、上面視で地面の形状を表す地面画像1203Bとを含む。 The ground image 1203 includes a ground image 1203A that shows the shape of the ground from a side view (side cross section) and a ground image 1203B that shows the shape of the ground from a top view.

地面画像1203Aは、直近の掘削動作による掘削済みの範囲を表す作業済み画像1203A1を含む。これにより、ユーザ(オペレータ)は、側面視の作業領域において、ショベル100の直近の掘削動作で掘削済みの範囲を確認することができる。 The ground image 1203A includes a completed work image 1203A1 that shows the area that has been excavated by the most recent excavation operation. This allows the user (operator) to check the area that has been excavated by the most recent excavation operation of the excavator 100 in the work area viewed from the side.

地面画像1203Bは、ショベル100により掘削済みの範囲を表す作業済み画像1203B1を含む。これにより、ユーザ(オペレータ)は、上面視の作業領域において、ショベル100の掘削動作の繰り返しによって掘削済みの範囲を確認することができる。 The ground image 1203B includes a completed work image 1203B1 that shows the area that has been excavated by the shovel 100. This allows the user (operator) to check the area that has been excavated by repeating the excavation operation of the shovel 100 in the work area viewed from above.

[ショベルの作業部位の軌道の生成に関する処理]
次に、図13を参照して、ショベル100の作業部位の軌道の生成に関する処理について説明する。
[Processing for generating trajectory of working part of shovel]
Next, a process for generating a trajectory of a working portion of the shovel 100 will be described with reference to FIG.

図13は、ショベル100の作業部位の軌道の生成に関する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 Figure 13 is a flowchart that shows an example of a process for generating a trajectory for the working part of the shovel 100.

図13のフローチャートは、例えば、ショベル100の所定の動作の実行中に、所定の処理周期ごとに繰り返し実行される。 The flowchart in FIG. 13 is executed repeatedly at a predetermined processing cycle, for example, while the excavator 100 is performing a predetermined operation.

図13に示すように、ステップS102にて、目標軌道生成部302Bは、既知の入力データを取得する。既知の入力データは、例えば、作業領域の設定データや目標掘削量の設定データ等である。 As shown in FIG. 13, in step S102, the target trajectory generation unit 302B acquires known input data. The known input data is, for example, setting data for the working area and setting data for the target excavation volume.

コントローラ30は、ステップS102の処理が完了すると、ステップS104に進む。 When the processing of step S102 is completed, the controller 30 proceeds to step S104.

ステップS104にて、目標軌道生成部302Bは、センサS1~S5の出力データ等に基づき、ショベル100の作業部位の位置情報のデータを取得する。 In step S104, the target trajectory generation unit 302B acquires position information data for the working area of the shovel 100 based on the output data of sensors S1 to S5, etc.

コントローラ30は、ステップS104の処理が完了すると、ステップS106に進む。 When the processing of step S104 is completed, the controller 30 proceeds to step S106.

ステップS106にて、目標軌道生成部302Bは、負荷状態センサ70の最新の出力データを取得する。 In step S106, the target trajectory generation unit 302B acquires the latest output data of the load condition sensor 70.

コントローラ30は、ステップS106の処理が完了すると、ステップS108に進む。 When the processing of step S106 is completed, the controller 30 proceeds to step S108.

ステップS108にて、目標軌道生成部302Bは、負荷状態センサ70の出力データに基づき、アタッチメントATの負荷状態を算出する。 In step S108, the target trajectory generation unit 302B calculates the load state of the attachment AT based on the output data of the load state sensor 70.

コントローラ30は、ステップS108の処理が完了すると、ステップS110に進む。 When the processing of step S108 is completed, the controller 30 proceeds to step S110.

ステップS110にて、目標軌道生成部302Bは、アタッチメントATの負荷が閾値τth以下であるか否かを判定する。目標軌道生成部302Bは、アタッチメントATの負荷が閾値τth以下である場合、ステップS112に進み、それ以外の場合、ステップS122に進む。 In step S110, the target trajectory generating unit 302B determines whether the load of the attachment AT is equal to or less than a threshold value τ th . If the load of the attachment AT is equal to or less than the threshold value τ th , the target trajectory generating unit 302B proceeds to step S112, and otherwise proceeds to step S122.

ステップS112にて、目標軌道生成部302Bは、学習済みモデルLMを用いて、ショベル100の作業部位の目標軌道、及びショベル100の作業部位が接触する作業領域の箇所の土砂の特性を推定する。例えば、目標軌道生成部302Bは、上述の式(1)に相当する学習済みモデルLMを用いて、目標軌道データθt+1:t+H及び土砂特性パラメータεt+1を出力する。 In step S112, the target trajectory generating unit 302B uses the learned model LM to estimate the target trajectory of the working part of the shovel 100 and the characteristics of the soil at the location in the working area that is in contact with the working part of the shovel 100. For example, the target trajectory generating unit 302B uses the learned model LM corresponding to the above-mentioned formula (1) to output the target trajectory data θ t+1:t+H and the soil characteristic parameter ε t+1 .

コントローラ30は、ステップS112の処理が完了すると、ステップS114に進む。 When the processing of step S112 is completed, the controller 30 proceeds to step S114.

ステップS114にて、目標軌道生成部302Bは、作業領域の土砂の特性の推定結果
が学習済みモデルLMの学習済みの土砂の特性(土砂特性パラメータ)の範囲内にあるか否かを判定する。目標軌道生成部302Bは、土砂の特性の推定結果が学習済みモデルLMの学習済みの土砂の特性の範囲内にある場合、ステップS116に進み、それ以外の場合、ステップS124に進む。
In step S114, the target trajectory generating unit 302B determines whether the estimated result of the soil characteristics in the working area is within the range of the learned soil characteristics (sediment characteristic parameters) of the trained model LM. If the estimated result of the soil characteristics is within the range of the learned soil characteristics of the trained model LM, the target trajectory generating unit 302B proceeds to step S116, and otherwise proceeds to step S124.

ステップS116にて、目標軌道生成部302Bは、推定結果の目標軌道が制約条件を満足しているか否かを判定する。制約条件は、例えば、アタッチメントATのブーム4、アーム5、及びバケット6の稼働範囲や稼働速度等の制約に関する条件である。目標軌道生成部302Bは、推定結果の目標軌道が制約条件を満足する場合、ステップS118に進み、それ以外の場合、ステップS120に進む。 In step S116, the target trajectory generation unit 302B determines whether the target trajectory of the estimation result satisfies the constraint conditions. The constraint conditions are, for example, conditions related to constraints such as the operating range and operating speed of the boom 4, arm 5, and bucket 6 of the attachment AT. If the target trajectory of the estimation result satisfies the constraint conditions, the target trajectory generation unit 302B proceeds to step S118, and otherwise proceeds to step S120.

ステップS118にて、目標軌道生成部302Bは、ステップS112で学習済みモデルLMを用いて推定(生成)した目標軌道を出力する。 In step S118, the target trajectory generation unit 302B outputs the target trajectory estimated (generated) using the learned model LM in step S112.

コントローラ30は、ステップS118の処理が完了すると、本フローチャートを終了する。 When the processing of step S118 is completed, the controller 30 ends this flowchart.

一方、ステップS120にて、目標軌道生成部302Bは、ステップS112で学習済みモデルLMを用いて推定(生成)した目標軌道を制約条件に合わせて最適化し出力する。 On the other hand, in step S120, the target trajectory generation unit 302B optimizes the target trajectory estimated (generated) using the learned model LM in step S112 in accordance with the constraint conditions and outputs it.

コントローラ30は、ステップS120の処理が完了すると、本フローチャートを終了する。 When the processing of step S120 is completed, the controller 30 ends this flowchart.

また、ステップS122にて、目標軌道生成部302Bは、作業進捗状況記録部302Dに対してアタッチメントATの過負荷状態の通知を行う。これにより、作業進捗状況記録部302Dは、ステップS104で取得されるショベル100の作業部位の位置に基づき、アタッチメントATの過負荷状態が発生した場所を記録することができる。 In addition, in step S122, the target trajectory generating unit 302B notifies the work progress recording unit 302D of the overload state of the attachment AT. This allows the work progress recording unit 302D to record the location where the overload state of the attachment AT occurred, based on the position of the working part of the excavator 100 acquired in step S104.

コントローラ30は、ステップS122の処理が完了すると、ステップS126に進む。 When the processing of step S122 is completed, the controller 30 proceeds to step S126.

また、ステップS124にて、目標軌道生成部302Bは、作業進捗状況記録部302Dに対して未学習の土砂の特性の通知を行う。これにより、作業進捗状況記録部302Dは、ステップS104で取得されるショベル100の作業部位の位置に基づき、未学習の土砂の特性に対応する作業領域の場所を記録することができる。 In addition, in step S124, the target trajectory generating unit 302B notifies the work progress recording unit 302D of the unlearned characteristics of the soil. This allows the work progress recording unit 302D to record the location of the work area that corresponds to the unlearned characteristics of the soil, based on the position of the work part of the excavator 100 acquired in step S104.

コントローラ30は、ステップS120の処理が完了すると、ステップS126に進む。 When the processing of step S120 is completed, the controller 30 proceeds to step S126.

ステップS126にて、目標軌道生成部302Bは、所定の軌道をまた、目標軌道として出力する。 In step S126, the target trajectory generation unit 302B also outputs the specified trajectory as the target trajectory.

ステップS126の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When step S126 is completed, the process of this flowchart ends.

このように、本例では、目標軌道生成部302Bは、ショベル100の所定の動作中において、所定の処理周期ごとに、学習済みモデルLMを用いて、ショベル100の作業部位の目標軌道を出力することができる。そのため、作業支援部302は、アタッチメントAT(作業部位)が接触している作業領域の土砂の特性に合わせて、ショベル100の所定の動作中の目標軌道を更新させながら、ショベル100に掘削動作を行わせることができる。 In this way, in this example, the target trajectory generation unit 302B can output a target trajectory for the working part of the shovel 100 using the learned model LM at each predetermined processing cycle during a predetermined operation of the shovel 100. Therefore, the work support unit 302 can cause the shovel 100 to perform an excavation operation while updating the target trajectory during a predetermined operation of the shovel 100 in accordance with the characteristics of the soil and sand in the work area with which the attachment AT (working part) is in contact.

また、本例では、目標軌道生成部302Bは、アタッチメントATの過負荷状態の発生に応じて、所定の軌道を目標軌道として出力することができる。そのため、作業支援部302は、目標軌道としての所定の軌道に沿ってショベル100の作業部位を移動させるように、ショベル100に掘削動作を行わせることで、アタッチメントATに作用する負荷を低下させることができる。 In addition, in this example, the target trajectory generating unit 302B can output a predetermined trajectory as a target trajectory in response to the occurrence of an overload state of the attachment AT. Therefore, the work support unit 302 can reduce the load acting on the attachment AT by causing the shovel 100 to perform an excavation operation so as to move the working part of the shovel 100 along the predetermined trajectory as the target trajectory.

また、本例では、目標軌道生成部302Bは、未学習の土砂の特性が出現に応じて、所定の軌道を目標軌道として出力することができる。そのため、例えば、ショベル100の作業部位の目標軌道として、学習済みモデルLMにより未学習の土砂の特性に対する不適切な目標軌道が生成され、その結果、ショベル100の不適切な所定の動作が行われてしまうような事態を抑制することができる。 In addition, in this example, the target trajectory generating unit 302B can output a predetermined trajectory as the target trajectory in response to the emergence of unlearned soil characteristics. Therefore, for example, it is possible to prevent a situation in which an inappropriate target trajectory for unlearned soil characteristics is generated by the learned model LM as the target trajectory for the working part of the shovel 100, resulting in an inappropriate predetermined operation of the shovel 100.

[ショベルの作業対象の形状の更新に関する処理]
次に、図14を参照して、ショベル100の作業対象(作業領域の地面)の形状の更新に関する処理について説明する。
[Processing for updating the shape of the work target of the shovel]
Next, a process for updating the shape of the work target (the ground surface of the work area) of the shovel 100 will be described with reference to FIG.

図14は、作業の進捗状況の更新に関する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 Figure 14 is a flowchart outlining an example of a process for updating work progress.

本フローチャートは、例えば、ショベル100の所定の動作が完了するたびに実行される。 This flowchart is executed, for example, each time a specified operation of the shovel 100 is completed.

図14に示すように、ステップS202にて、作業進捗状況記録部302Dは、作業の進捗状況の最新データを取得する。 As shown in FIG. 14, in step S202, the work progress recording unit 302D obtains the latest data on the work progress.

コントローラ30は、ステップS202の処理が完了すると、ステップS204に進む。 When the processing of step S202 is completed, the controller 30 proceeds to step S204.

ステップS204にて、作業進捗状況記録部302Dは、直前のショベル100の所定の動作における作業部位の軌道(軌跡)のデータを取得する。例えば、目標軌道生成部302Bによって、上述のステップS104で取得される時系列のデータを取得する。 In step S204, the work progress recording unit 302D acquires data on the trajectory (path) of the work part in the immediately preceding predetermined operation of the excavator 100. For example, the target trajectory generating unit 302B acquires the time series data acquired in the above-mentioned step S104.

コントローラ30は、ステップS204の処理が完了すると、ステップS206に進む。 When the processing of step S204 is completed, the controller 30 proceeds to step S206.

ステップS206にて、作業進捗状況記録部302Dは、直前のショベル100の所定の動作の際に実施された、未学習の土砂の特性の通知、及びアタッチメントATの過負荷状態の通知のデータをメモリ装置30B等から取得する。例えば、作業進捗状況記録部302Dは、直前のショベル100の所定の動作時に、上述のステップS122,S124の処理により実施された未学習の土砂の特性の通知、及びアタッチメントATの過負荷状態の通知のデータをメモリ装置30B等から読み出す。 In step S206, the work progress recording unit 302D acquires data on the notification of unlearned soil characteristics and the notification of an overloaded state of the attachment AT, which were performed during the immediately preceding specified operation of the shovel 100, from the memory device 30B, etc. For example, the work progress recording unit 302D reads data on the notification of unlearned soil characteristics and the notification of an overloaded state of the attachment AT, which were performed by the processing of steps S122 and S124 described above, during the immediately preceding specified operation of the shovel 100, from the memory device 30B, etc.

コントローラ30は、ステップS206の処理が完了すると、ステップS208に進む。 When the processing of step S206 is completed, the controller 30 proceeds to step S208.

ステップS208にて、作業進捗状況記録部302Dは、ステップS202の処理で取得したデータを前提にして、ステップS204,S206の処理で取得したデータに基づき、作業の進捗状況のデータを更新する。 In step S208, the work progress recording unit 302D updates the work progress data based on the data acquired in the processing of steps S204 and S206, assuming the data acquired in the processing of step S202.

コントローラ30は、ステップS208の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the processing of step S208 is completed, the controller 30 ends the processing of this flowchart.

このように、作業進捗状況記録部302Dは、目標軌道生成部302Bにより生成される目標軌道に基づき動作制御部302Cにより実現される、ショベル100の所定の動作に合わせて、ショベル100の作業の進捗状況を更新することができる。 In this way, the work progress recording unit 302D can update the work progress of the shovel 100 in accordance with the specified operation of the shovel 100 that is realized by the operation control unit 302C based on the target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B.

[他の実施形態]
次に、他の実施形態について説明する。
[Other embodiments]
Next, another embodiment will be described.

上述の実施形態は、適宜、変形や変更が加えられてもよい。 The above-described embodiments may be modified or altered as appropriate.

例えば、上述の実施形態において、ショベル100が遠隔操作される場合、表示処理部302Eの機能は、遠隔操作支援装置300に設けられてもよい。これにより、遠隔操作支援装置300の表示装置にショベル100の作業部位の軌道の生成に関する画面を表示させることができる。そのため、遠隔操作支援装置300のユーザ(オペレータ)は、遠隔操作支援装置300の表示装置に表示される画面を用いて、ショベル100の作業部位の軌道を表すデータを目標軌道生成部302Bに生成させることができる。 For example, in the above embodiment, when the shovel 100 is remotely operated, the function of the display processing unit 302E may be provided in the remote operation support device 300. This allows a screen related to the generation of a trajectory of the working part of the shovel 100 to be displayed on the display device of the remote operation support device 300. Therefore, a user (operator) of the remote operation support device 300 can use the screen displayed on the display device of the remote operation support device 300 to cause the target trajectory generation unit 302B to generate data representing the trajectory of the working part of the shovel 100.

また、上述の実施形態やその変形・変更の例において、ショベル100が遠隔操作される場合、学習済みモデル記憶部302A、目標軌道生成部302B、動作制御部302C、作業進捗状況記録部302D、及び表示処理部302Eの機能の一部又は全部は、遠隔操作支援装置300に設けられてもよい。 In addition, in the above-described embodiment and examples of its variations and modifications, when the excavator 100 is remotely operated, some or all of the functions of the trained model storage unit 302A, the target trajectory generation unit 302B, the operation control unit 302C, the work progress recording unit 302D, and the display processing unit 302E may be provided in the remote operation support device 300.

また、上述の実施形態やその変形・変更の例において、目標軌道生成部302B、動作制御部302C、作業進捗状況記録部302D、及び表示処理部302Eの機能の一部又は全部は、情報処理装置200に移管されてもよい。これにより、ショベル100の作業部位の目標軌道の生成に関する処理やショベル100の動作の制御に関する、ショベル100や遠隔操作支援装置300の処理負荷を軽減することができる。 In addition, in the above-described embodiment and examples of variations and modifications thereof, some or all of the functions of the target trajectory generating unit 302B, the operation control unit 302C, the work progress recording unit 302D, and the display processing unit 302E may be transferred to the information processing device 200. This can reduce the processing load on the excavator 100 and the remote operation support device 300 related to the processing related to the generation of the target trajectory of the working part of the excavator 100 and the control of the operation of the excavator 100.

また、上述の実施形態やその変形・変更の例において、目標軌道生成部302Bは、土砂特性パラメータεt+1:t+Hを推定せず、ショベル100の目標軌道データθt+1:t+Hのみを出力(推定)してもよい。この場合、土砂の特性を表すデータのうち、土砂の特性を直接的に表す土砂特性パラメータεが省略され、土砂の特性を間接的に表す反力データft-T:tのみが学習済みモデルLMに入力される。 Furthermore, in the above-described embodiment and examples of its variations and modifications, the target trajectory generating unit 302B may output (estimate) only the target trajectory data θ t+1:t+H of the shovel 100 without estimating the soil characteristic parameter ε t+1:t+H . In this case, of the data representing the soil characteristics, the soil characteristic parameter ε t that directly represents the soil characteristics is omitted, and only the reaction force data f t−T:t that indirectly represents the soil characteristics is input to the learned model LM.

また、上述の実施形態やその変形・変更の例において、土砂特性パラメータは、予め与えられていてもよい。例えば、土砂特性パラメータは、作業の開始前や所定の動作の開始前に入力装置52を通じて、ユーザから入力されたり、通信装置60を通じて外部から受信されたりしてもよい。 In the above-described embodiment and its variations and modifications, the sediment characteristic parameters may be given in advance. For example, the sediment characteristic parameters may be input by a user through the input device 52 before starting work or a specified operation, or may be received from outside through the communication device 60.

また、上述の実施形態やその変形・変更の例において、目標軌道生成部302Bは、ショベル100の所定の動作の開始時或いは開始後の初期において、簡易的に、ショベル100の作業部位の目標軌道を1回のみ生成してもよい。この場合、目標軌道生成部302Bは、ショベル100の所定の動作の完了までの作業部位の目標軌道を生成する。そして、動作制御部302Cは、目標軌道生成部302Bにより生成される一の目標軌道に沿ってショベル100の作業部位が移動するように、ショベル100の所定の動作を完了まで実施させる。例えば、目標軌道生成部302Bは、ショベル100の掘削動作の開始後、バケット6の作業対象の土砂への貫入時の反力データに基づき、ショベル100のバケット6の爪先の目標軌道を生成する。また、目標軌道生成部302Bは、ショベル100の所定の動作開始時に、予め与えられる土砂特性パラメータεに基づき、ショベル100の作業部位の目標軌道を生成してもよい。また、土砂特性パラメータεが予め与えられる場合、目標軌道生成部302Bは、作業開始時に、初期の複数回分の動作、或いは、作業終了までの複数回分の動作についての作業部位の目標軌道を生成してもよい。 In addition, in the above-mentioned embodiment and examples of its modifications and changes, the target trajectory generating unit 302B may simply generate a target trajectory of the working part of the shovel 100 only once at the start of a predetermined operation of the shovel 100 or at an early stage after the start. In this case, the target trajectory generating unit 302B generates a target trajectory of the working part until the completion of the predetermined operation of the shovel 100. Then, the operation control unit 302C executes the predetermined operation of the shovel 100 until completion so that the working part of the shovel 100 moves along one target trajectory generated by the target trajectory generating unit 302B. For example, after the start of the excavation operation of the shovel 100, the target trajectory generating unit 302B generates a target trajectory of the tip of the bucket 6 of the shovel 100 based on the reaction force data when the bucket 6 penetrates into the soil of the work target. In addition, the target trajectory generating unit 302B may generate a target trajectory of the working part of the shovel 100 based on a soil characteristic parameter ε given in advance at the start of the predetermined operation of the shovel 100. Furthermore, if the soil and sand characteristic parameter ε is given in advance, the target trajectory generating unit 302B may generate a target trajectory for the work part for the initial multiple operations at the start of work, or for the multiple operations until the end of work.

また、上述の実施形態やその変形・変更の例において、目標軌道生成部302Bは、学習済みモデルLMに代えて、既知の任意の手法を適用することにより、作業対象の土砂の特性に合わせたショベル100の作業部位の目標軌道のデータを生成してもよい。例えば、目標軌道生成部302Bは、土砂の特性に関するデータに基づき、MPC(Model Predictive Control:モデル予測制御)によって、ショベル100の作業部位の目標軌道のデータを生成してもよい。また、目標軌道生成部302Bは、予め与えられる土砂の特性に関するデータに基づき、ショベル100の作業部位の予め規定される基準となる軌道を最適化することにより、ショベル100の作業部位の目標軌道のデータを生成してもよい。 In addition, in the above-described embodiment and examples of variations and modifications thereof, the target trajectory generating unit 302B may generate data on the target trajectory of the working part of the shovel 100 that is adapted to the characteristics of the soil to be worked on by applying any known method instead of the learned model LM. For example, the target trajectory generating unit 302B may generate data on the target trajectory of the working part of the shovel 100 by MPC (Model Predictive Control) based on data on the characteristics of the soil. The target trajectory generating unit 302B may also generate data on the target trajectory of the working part of the shovel 100 by optimizing a predetermined reference trajectory of the working part of the shovel 100 based on data on the characteristics of the soil that is given in advance.

[作用]
次に、上述の本実施形態に係る作業機械、作業支援システム、情報処理装置、及びプログラムの作用について説明する。
[Action]
Next, the operations of the work machine, work support system, information processing device, and program according to the above-described embodiment will be described.

本実施形態では、作業機械は、生成部を備える。作業機械は、例えば、上述のショベル100である。生成部は、例えば、上述の目標軌道生成部302Bである。具体的には、生成部は、作業機械の所定の動作時において、作業対象の土砂の特性に関するデータに基づき、作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する。所定の動作は、例えば、上述のショベル100の掘削動作や転圧動作等である。作業対象は、例えば、ショベル100の作業現場の作業領域の地面である。 In this embodiment, the work machine includes a generation unit. The work machine is, for example, the shovel 100 described above. The generation unit is, for example, the target trajectory generation unit 302B described above. Specifically, the generation unit generates data representing the trajectory of the working part of the work machine based on data related to the characteristics of the soil and sand to be worked on during a specified operation of the work machine. The specified operation is, for example, the excavation operation or compaction operation of the shovel 100 described above. The work object is, for example, the ground surface of the work area at the work site of the shovel 100.

これにより、作業機械は、作業対象の土砂の特性に合わせて作業機械の作業部位の軌道を生成することができる。 This allows the work machine to generate a trajectory for the working part of the work machine that matches the characteristics of the soil being worked on.

また、本実施形態では、生成部は、作業機械の所定の動作時において、所定のオペレータの操作による作業機械の所定の動作時に収集されたデータによって教師あり学習がされた学習済みモデルを用いて、作業対象の土砂の特性に関するデータを入力として、作業部位の軌道を表すデータを出力してもよい。所定のオペレータは、例えば、上述の熟練者である。学習済みモデルは、例えば、上述の学習済みモデルLMである。 In addition, in this embodiment, the generation unit may use a trained model that has undergone supervised learning using data collected during a specified operation of the work machine by the operation of a specified operator, and output data representing the trajectory of the work area using data related to the characteristics of the soil to be worked on as input. The specified operator is, for example, the above-mentioned expert. The trained model is, for example, the above-mentioned trained model LM.

これにより、作業機械は、学習済みモデルを用いて、例えば、熟練者の操作に倣った作業部位の軌道を実現することができる。そのため、作業機械は、作業効率を向上させることができる。 This allows the work machine to use the learned model to realize, for example, a trajectory of the work part that imitates the operation of an expert. This allows the work machine to improve its work efficiency.

また、本実施形態では、生成部は、作業対象の土砂の特性に関するデータとしての作業対象から作業部位に作用する反力に関するデータを取得し、作業機械の所定の動作中において、時系列の反力に関するデータに基づき、作業部位の軌道を表すデータを順次更新してもよい。 In addition, in this embodiment, the generation unit may acquire data on reaction forces acting on the work area from the work target as data on the characteristics of the soil and sand on the work target, and during a specified operation of the work machine, sequentially update the data representing the trajectory of the work area based on the time-series data on reaction forces.

これにより、作業機械は、作業対象の土砂の特性に相関する、作業部位に作用する反力に合わせて、作業部位の軌道を適宜更新しながら、所定の動作を行うことができる。そのため、作業機械は、作業領域内での土砂の特性の変化を考慮して、より適切な作業部位の軌道を実現することができる。よって、作業機械は、作業効率をより向上させることができる。 This allows the work machine to perform a specified operation while appropriately updating the trajectory of the working part in accordance with the reaction force acting on the working part, which correlates with the characteristics of the soil being worked on. Therefore, the work machine can realize a more appropriate trajectory of the working part by taking into account changes in the characteristics of the soil within the working area. This allows the work machine to further improve its work efficiency.

また、本実施形態では、作業機械は、推定部を備えてもよい。具体的には、推定部は、作業対象の土砂の特性に関するデータとしての作業対象から作業部位に作用する反力に関するデータを取得し、時系列の反力に関するデータに基づき、作業対象の土砂の特性を推定する。そして、生成部は、作業機械の所定の動作時において、推定部の推定結果の土砂の特性に基づき、作業部位の軌道を表すデータ生成してもよい。 In this embodiment, the work machine may also be equipped with an estimation unit. Specifically, the estimation unit acquires data on the reaction force acting on the work part from the work object as data on the characteristics of the soil on the work object, and estimates the characteristics of the soil on the work object based on the time-series data on the reaction force. The generation unit may then generate data representing the trajectory of the work part based on the soil characteristics estimated by the estimation unit during a specified operation of the work machine.

これにより、作業機械は、作業部位に作用する反力から土砂の特性を推定することにより、作業領域の土砂の特性に合わせた作業部位の軌道を実現することができる。 This allows the work machine to estimate the characteristics of the soil from the reaction force acting on the working part, enabling it to realize a trajectory for the working part that matches the characteristics of the soil in the working area.

また、本実施形態では、生成部は、作業機械の所定の動作時において、反力が所定基準に対して相対的に小さい場合、時系列の反力に関するデータに基づき、作業部位の軌道を表すデータを生成してよい。一方、生成部は、作業機械の所定の動作時において、反力が所定基準に対して相対的に大きい場合、反力が低下するように予め規定された作業部位の軌道を表すデータを生成してもよい。所定基準は、例えば、上述の閾値τthである。 Furthermore, in this embodiment, the generation unit may generate data representing the trajectory of the working part based on time-series data relating to the reaction force when the reaction force is relatively small compared to a predetermined criterion during a predetermined operation of the work machine. On the other hand, the generation unit may generate data representing the trajectory of the working part that is predefined so that the reaction force decreases when the reaction force is relatively large compared to the predetermined criterion during a predetermined operation of the work machine. The predetermined criterion is, for example, the threshold value τ th described above.

これにより、作業機械は、作業部位に作用する反力が所定基準を超える過負荷状態において、作業部位に作用する反力が低下するように、作業部位の軌道を修正することができる。そのため、例えば、作業部位に作用する反力の過負荷状態によって、作業機械が停止してしまったり、作業部位に損傷が生じてしまったりするような事態を抑制することができる。 As a result, when the work machine is in an overload state where the reaction force acting on the working part exceeds a predetermined standard, the trajectory of the working part can be corrected so that the reaction force acting on the working part is reduced. Therefore, for example, it is possible to prevent a situation in which the work machine stops or the working part is damaged due to an overload state of the reaction force acting on the working part.

また、本実施形態では、作業機械は、制御部を備えてもよい。制御部は、例えば、上述の動作制御部302Cである。具体的には、制御部は、生成部により生成されるデータに対応する軌道に沿って作業部位が移動するように、作業機械の動作を制御する。 In this embodiment, the work machine may also include a control unit. The control unit is, for example, the operation control unit 302C described above. Specifically, the control unit controls the operation of the work machine so that the working part moves along a trajectory corresponding to the data generated by the generation unit.

これにより、作業機械は、オペレータの操作に依らず、或いは、オペレータの操作を補助して、土砂の特性に合わせて生成した軌道に沿って作業部位を移動させることができる。 This allows the work machine to move the working area along a trajectory generated according to the characteristics of the soil and sand, either independently of the operator's operation or by assisting the operator's operation.

また、本実施形態では、作業機械は、表示部を備えてもよい。表示部は、例えば、上述の表示装置50Aである。具体的には、表示部は、作業機械の作業対象の領域の作業の進捗状況を表示する。そして、表示部は、制御部による作業機械の動作に応じて、作業対象の領域の作業の進捗状況を更新してもよい。 In this embodiment, the work machine may also include a display unit. The display unit is, for example, the display device 50A described above. Specifically, the display unit displays the progress of work in the area to be worked on by the work machine. The display unit may then update the progress of work in the area to be worked on in response to the operation of the work machine by the control unit.

これにより、作業機械は、キャビン内のユーザ(オペレータ)や周辺の作業者等に対して、自身の所定の動作に合わせて、作業対象の領域の作業の進捗状況を知らせることができる。 This allows the work machine to inform the user (operator) in the cabin and surrounding workers of the progress of work in the target work area in accordance with the work machine's specified actions.

また、本実施形態では、表示部は、作業機械の作業対象の領域の中で、作業対象から作業部位に作用する反力が所定基準に対して相対的に大きくなった場所、及び反力に関するデータに基づき推定される作業対象の土砂の特性が所定範囲から逸脱した場所の少なくとも一方を特定して表示してもよい。所定範囲は、例えば、学習済みモデルLMにより学習済みの土砂特性パラメータεの範囲である。 In addition, in this embodiment, the display unit may identify and display at least one of the locations within the area of the work target of the work machine where the reaction force acting from the work target on the work part becomes relatively large with respect to a predetermined standard, and the locations where the characteristics of the soil in the work target estimated based on the data related to the reaction force deviate from a predetermined range. The predetermined range is, for example, the range of the soil characteristic parameter ε that has been learned by the learned model LM.

これにより、作業機械は、キャビン内のユーザ(オペレータ)や周辺の作業者等に対して、作業対象の領域の中で、作業部位に作用する反力が所定基準を超える過負荷状態が発生した場所を知らせることができる。また、作業機械は、キャビン内のユーザ(オペレータ)や周辺の作業者等に対して、作業対象の領域の中で、作業対象の土砂の特性が想定される範囲から逸脱している場所を知らせることができる。 This allows the work machine to inform the user (operator) in the cabin and surrounding workers of locations within the work area where an overload condition has occurred, where the reaction force acting on the work part exceeds a specified standard. The work machine can also inform the user (operator) in the cabin and surrounding workers of locations within the work area where the characteristics of the soil and sand being worked on deviate from the expected range.

また、本実施形態では、情報処理装置は、所定のオペレータの操作による作業機械の所定の動作時に収集されたデータに基づき学習モデルを教師あり学習させる。そして、情報処理装置は、その教師あり学習の結果として、作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータを入力として、作業機械の所定の動作時の作業部位の軌道を表すデータを出力する学習済みモデルを生成してもよい。情報処理装置は、例えば、上述の情報処理装置200である。所定のオペレータは、例えば、上述の熟練者である。学習済みモデルは、例えば、学習済みモデルLMである。 In addition, in this embodiment, the information processing device performs supervised learning of a learning model based on data collected during a specified operation of the work machine operated by a specified operator. Then, as a result of the supervised learning, the information processing device may generate a learned model that takes as input data related to the characteristics of the soil and sand that is the target of the work machine's work, and outputs data representing the trajectory of the work part during the specified operation of the work machine. The information processing device is, for example, the above-mentioned information processing device 200. The specified operator is, for example, the above-mentioned expert. The learned model is, for example, the learned model LM.

これにより、情報処理装置は、作業領域の土砂の特性に合わせて作業機械の目標軌道を生成可能な学習済みモデルを生成することができる。 This allows the information processing device to generate a trained model that can generate a target trajectory for the work machine that matches the characteristics of the soil and sand in the work area.

また、本実施形態では、作業支援システムは、第1の送信部と、生成部と、第2の送信部と、を備えてもよい。作業支援システムは、例えば、上述の作業支援システムSYSである。第1の送信部は、例えば、上述の通信装置60である。生成部は、例えば、上述の情報処理装置200に移管される、目標軌道生成部302Bに相当する機能部である。第2の送信部は、例えば、上述の通信インタフェース206である。具体的には、第1の送信部は、作業機械に設けられ、作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータを情報処理装置に送信する。情報処理装置は、例えば、上述の情報処理装置200である。また、生成部は、情報処理装置に設けられ、作業機械の所定の動作時において、土砂の特性に関するデータに基づき、作業部位の軌道を表すデータを生成する。そして、第2の送信部は、情報処理装置に設けられ、生成部により生成されるデータ、又は生成部により生成されるデータに対応する軌道に沿って作業部位が移動するように作業機械を制御する指令を作業機械に送信する。 In addition, in this embodiment, the work support system may include a first transmission unit, a generation unit, and a second transmission unit. The work support system is, for example, the work support system SYS described above. The first transmission unit is, for example, the communication device 60 described above. The generation unit is, for example, a functional unit equivalent to the target trajectory generation unit 302B transferred to the information processing device 200 described above. The second transmission unit is, for example, the communication interface 206 described above. Specifically, the first transmission unit is provided in the work machine and transmits data regarding the characteristics of the soil and sand that is the work target of the work machine to the information processing device. The information processing device is, for example, the information processing device 200 described above. The generation unit is provided in the information processing device and generates data representing the trajectory of the work part based on the data regarding the characteristics of the soil and sand during a specified operation of the work machine. The second transmission unit is provided in the information processing device and transmits to the work machine a command to control the work machine so that the work part moves along the data generated by the generation unit or a trajectory corresponding to the data generated by the generation unit.

これにより、作業支援システムは、情報処理装置において、作業機械の作業領域の土砂の特性に合わせて、作業機械の軌道を生成することができる。また、作業支援システムは、作業機械での処理負荷を抑制することができる。 This allows the work assistance system to generate a trajectory for the work machine in accordance with the characteristics of the soil and sand in the work area of the work machine using an information processing device. The work assistance system can also reduce the processing load on the work machine.

また、本実施形態では、プログラムは、情報処理装置に生成ステップを実施させる。情報処理装置は、例えば、上述のコントローラ30や情報処理装置200である。生成ステップは、例えば、上述のステップS102~S122である。具体的には、生成ステップは、作業機械の所定の動作時において、作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータに基づき、作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する。 In addition, in this embodiment, the program causes the information processing device to execute a generation step. The information processing device is, for example, the controller 30 or the information processing device 200 described above. The generation step is, for example, steps S102 to S122 described above. Specifically, the generation step generates data representing the trajectory of the working part of the work machine based on data related to the characteristics of the soil and sand that is the target of the work machine's work during a specified operation of the work machine.

これにより、情報処理装置は、このプログラムが適用されることによって、作業機械の作業対象の土砂の特性に合わせて作業機械の作業部位の軌道を生成することができる。 As a result, by applying this program, the information processing device can generate a trajectory for the working part of the work machine in accordance with the characteristics of the soil and sand that the work machine is working on.

以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the gist of the invention as described in the claims.

1 下部走行体
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
30 コントローラ
31 油圧制御弁
32 シャトル弁
33 油圧制御弁
50 出力装置
50A 表示装置
52 入力装置
60 通信装置
70 負荷状態センサ
100 ショベル
150 支援装置
200 情報処理装置
300 遠隔操作支援装置
301 動作ログ提供部
301A 動作ログ記録部
301B 動作ログ記憶部
301C 動作ログ送信部
302 作業支援部
302A 学習済みモデル記憶部
302B 目標軌道生成部
302C 動作制御部
302D 作業進捗状況記録部
302E 表示処理部
2001 動作ログ取得部
2002 動作ログ記憶部
2003 教師データ生成部
2004 機械学習部
2005 学習済みモデル記憶部
2006 配信部
AT アタッチメント
HA 油圧アクチュエータ
LM 学習済みモデル
S1~S5 センサ
SYS 作業支援システム
1 Lower traveling body 3 Upper rotating body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 30 Controller 31 Hydraulic control valve 32 Shuttle valve 33 Hydraulic control valve 50 Output device 50A Display device 52 Input device 60 Communication device 70 Load state sensor 100 Shovel 150 Support device 200 Information processing device 300 Remote operation support device 301 Operation log providing unit 301A Operation log recording unit 301B Operation log storage unit 301C Operation log transmission unit 302 Work support unit 302A Learned model storage unit 302B Target trajectory generation unit 302C Operation control unit 302D Work progress status recording unit 302E Display processing unit 2001 Operation log acquisition unit 2002 Operation log storage unit 2003 Teacher data generation unit 2004 Machine learning unit 2005 Learned model storage unit 2006 Distribution unit AT Attachment HA Hydraulic actuator LM Learned models S1 to S5 Sensor SYS Work Support System

Claims (11)

作業機械の所定の動作時において、作業対象の土砂の特性に関するデータに基づき、作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する生成部、を備える、
作業機械。
a generation unit that generates data representing a trajectory of a working portion of the work machine based on data relating to characteristics of soil and sand as a work target during a predetermined operation of the work machine;
Working machinery.
前記生成部は、作業機械の前記所定の動作時において、所定のオペレータの操作による作業機械の前記所定の動作時に収集されたデータによって教師あり学習がされた学習済みモデルを用いて、前記作業対象の土砂の特性に関するデータを入力として、前記作業部位の軌道を表すデータを出力する、
請求項1に記載の作業機械。
The generation unit uses a trained model that has been subjected to supervised learning using data collected during the specified operation of the work machine by the operation of a specified operator, and inputs data related to the characteristics of the soil to be worked on, and outputs data representing the trajectory of the work area.
2. The work machine of claim 1.
前記生成部は、前記作業対象の土砂の特性に関するデータとしての前記作業対象から前記作業部位に作用する反力に関するデータを取得し、作業機械の前記所定の動作中において、時系列の前記反力に関するデータに基づき、前記作業部位の軌道を表すデータを順次更新する、
請求項1又は2に記載の作業機械。
The generation unit acquires data on a reaction force acting on the work part from the work object as data on characteristics of the soil of the work object, and sequentially updates data representing a trajectory of the work part based on the time-series data on the reaction force during the specified operation of the work machine.
A work machine according to claim 1 or 2.
前記作業対象の土砂の特性に関するデータとしての前記作業対象から前記作業部位に作用する前記反力に関するデータを取得し、時系列の前記反力に関するデータに基づき、前記作業対象の土砂の特性を推定する推定部を備え、
前記生成部は、作業機械の前記所定の動作時において、前記推定部の推定結果の土砂の特性に基づき、前記作業部位の軌道を表すデータを生成する、
請求項3に記載の作業機械。
An estimation unit that acquires data on the reaction force acting on the work part from the work object as data on the characteristics of the soil of the work object, and estimates the characteristics of the soil of the work object based on the time-series data on the reaction force,
the generation unit generates data representing a trajectory of the work portion based on the characteristics of soil and sand estimated by the estimation unit during the specified operation of the work machine.
4. A work machine according to claim 3.
前記生成部は、作業機械の前記所定の動作時において、前記反力が所定基準に対して相対的に小さい場合、時系列の前記反力に関するデータに基づき、前記作業部位の軌道を表すデータを生成し、前記反力が前記所定基準に対して相対的に大きい場合、前記反力が低下するように予め規定された前記作業部位の軌道を表すデータを生成する、
請求項3記載の作業機械。
the generation unit generates data representing a trajectory of the working part based on time-series data relating to the reaction force when the reaction force is relatively small with respect to a predetermined standard during the specified operation of the work machine, and generates data representing a trajectory of the working part that is predefined so that the reaction force is reduced when the reaction force is relatively large with respect to the predetermined standard.
4. The work machine according to claim 3.
前記生成部により生成されるデータに対応する軌道に沿って前記作業部位が移動するように、作業機械の動作を制御する制御部を備える、
請求項1又は2に記載の作業機械。
a control unit that controls an operation of a work machine so that the working part moves along a trajectory corresponding to the data generated by the generation unit;
A work machine according to claim 1 or 2.
前記作業対象の領域の作業の進捗状況を表示する表示部を備え、
前記表示部は、前記制御部による作業機械の動作に応じて、前記領域の作業の進捗状況を更新する、
請求項6に記載の作業機械。
a display unit that displays a progress status of the work in the work target area,
The display unit updates the progress of the work in the area in response to the operation of the work machine by the control unit.
7. A work machine according to claim 6.
前記表示部は、前記領域の中で、前記作業対象から前記作業部位に作用する反力が所定基準に対して相対的に大きくなった場所、及び前記反力に関するデータに基づき推定される前記作業対象の土砂の特性が所定範囲から逸脱した場所の少なくとも一方を特定して表示する、
請求項7に記載の作業機械。
The display unit identifies and displays at least one of a location in the area where a reaction force acting from the work object to the work part becomes relatively large with respect to a predetermined standard, and a location where a characteristic of the soil of the work object estimated based on data related to the reaction force deviates from a predetermined range.
8. A work machine according to claim 7.
所定のオペレータの操作による作業機械の所定の動作時に収集されたデータに基づき学習モデルを教師あり学習させ、作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータを入力として、作業機械の前記所定の動作時の作業部位の軌道を表すデータを出力する学習済みモデルを生成する、
情報処理装置。
A learning model is subjected to supervised learning based on data collected during a predetermined operation of the work machine operated by a predetermined operator, and a learned model is generated that receives data on the characteristics of the soil and sand that is the target of the work machine as an input and outputs data representing the trajectory of a working part of the work machine during the predetermined operation.
Information processing device.
作業機械に設けられ、前記作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータを情報処理装置に送信する第1の送信部と、
前記情報処理装置に設けられ、前記作業機械の所定の動作時において、前記土砂の特性に関するデータに基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する生成部と、
前記情報処理装置に設けられ、前記生成部により生成されるデータ、又は前記生成部により生成されるデータに対応する軌道に沿って前記作業部位が移動するように前記作業機械を制御する指令を前記作業機械に送信する第2の送信部と、を備える、
作業支援システム。
a first transmission unit provided in the work machine and configured to transmit data relating to characteristics of the soil and sand that is the object of work by the work machine to an information processing device;
a generation unit provided in the information processing device and configured to generate data representing a trajectory of a working portion of the work machine based on data relating to characteristics of the soil and sand during a predetermined operation of the work machine;
a second transmission unit provided in the information processing device and configured to transmit to the work machine a command for controlling the work machine so that the working part moves along the data generated by the generation unit or a trajectory corresponding to the data generated by the generation unit,
Work support system.
情報処理装置に、
作業機械の所定の動作時において、前記作業機械の作業対象の土砂の特性に関するデータに基づき、前記作業機械の作業部位の軌道を表すデータを生成する生成ステップを実行させる、
プログラム。
In the information processing device,
executing a generating step of generating data representing a trajectory of a working portion of the work machine based on data relating to characteristics of soil and sand that is a target of work by the work machine during a predetermined operation of the work machine;
program.
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