JP2025001074A - Work machine, and work support system for work machine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、作業機械、作業機械の作業支援システムに関する。 This disclosure relates to a work machine and a work support system for the work machine.
従来では、カメラ搭載型自律式の飛行体が撮像した撮像画像を受信して表示することで、上部旋回体に取り付けられたカメラで撮像できない空間の状況をオペレータに視認させるショベルが知られている。 Conventionally, there is known an excavator that receives and displays images captured by an autonomous flying object equipped with a camera, allowing the operator to visually check the conditions in the space that cannot be captured by the camera attached to the upper rotating body.
上述した従来の技術では、飛行体がショベルに追従して飛行することが記載されているが、飛行体の飛行位置の設定の仕方については開示されていない。 The above-mentioned conventional technology describes how the flying object flies by following the shovel, but does not disclose how to set the flying position of the flying object.
本開示は、上述に鑑み、飛行体の飛行位置の設定を容易にすることを目的とする。 In view of the above, the present disclosure aims to make it easier to set the flight position of an aircraft.
本発明の実施形態に係る作業機械は、飛行体と通信を行う作業機械であって、前記作業機械に対する前記飛行体の相対的な飛行位置を指定させる設定画面を表示装置に表示させる表示制御部と、前記設定画面において指定された前記飛行位置を示す位置情報を含む設定情報と、前記作業機械の現在位置を示す位置情報とを前記飛行体に送信する通信制御部と、を有する。 A work machine according to an embodiment of the present invention is a work machine that communicates with an air vehicle, and has a display control unit that displays on a display device a setting screen that allows the user to specify the flight position of the air vehicle relative to the work machine, and a communication control unit that transmits to the air vehicle setting information including position information indicating the flight position specified on the setting screen, and position information indicating the current position of the work machine.
飛行体の飛行位置の設定を容易にできる。 This makes it easy to set the flight position of the aircraft.
最初に、図1を参照し、本発明の実施形態に係るショベル(掘削機)100及び飛行体200を含む作業支援システムSYSについて説明する。図1は、作業支援システムが利用される作業現場の図である。
First, referring to FIG. 1, a work support system SYS including a shovel (excavator) 100 and an
作業支援システムSYSは、主に、ショベル100、飛行体200、及びリモコン300で構成される。なお、リモコン300は、作業支援システムSYSに含まれなくてもよい。
The work support system SYS is mainly composed of a
作業支援システムSYSを構成するショベル100は、1台であってもよく、複数台であってもよい。図1の例は、2台のショベル100A、100Bを含む。
The work support system SYS may include one or
飛行体200は、遠隔操作又は自動操縦により飛行させることができる自律式飛行体であり、例えば、マルチコプタ、飛行船等を含む。本実施形態では、カメラを搭載したクワッドコプタである。リモコン300は、飛行体200を遠隔操作するためのリモートコントローラ(端末装置)である。
The
ショベル100の下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が旋回可能に搭載される。上部旋回体3にはブーム4が取り付けられる。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはバケット6が取り付けられる。作業要素としてのブーム4、アーム5、及びバケット6はアタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する。ブーム4、アーム5、バケット6は、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3にはキャビン10が設けられ、エンジン11等の動力源が搭載される。
An upper rotating body 3 is rotatably mounted on a lower running
上部旋回体3には送信装置S1、受信装置S2、測位装置S3、姿勢検出装置S4、向き検出装置S5、表示装置40等が取り付けられる。
The upper rotating body 3 is fitted with a transmitter S1, a receiver S2, a positioning device S3, an attitude detector S4, an orientation detector S5, a
送信装置S1はショベル100の外部に向けて情報を発信する。送信装置S1は、例えば、飛行体200及びリモコン300の少なくとも一方が受信可能な情報を所定周期で繰り返し発信する。本実施形態では、送信装置S1は飛行体200が受信可能な情報を所定周期で繰り返し発信する。送信装置S1は、飛行体200が発信した情報を受信した場合に限り飛行体200に向けて情報を発信してもよい。
Transmitting device S1 transmits information to the outside of the
受信装置S2はショベル100の外部からの情報を受信する。受信装置S2は、例えば、飛行体200及びリモコン300の少なくとも一方が発信する情報を受信する。本実施形態では、受信装置S2は飛行体200が発信した情報を受信する。
The receiving device S2 receives information from outside the
測位装置S3はショベル100の位置に関する情報を取得する。本実施形態では、測位装置S3はGNSS(GPS)受信機であり、ショベル100の存在位置の緯度、経度、高度を測定する。
The positioning device S3 acquires information about the position of the
姿勢検出装置S4はショベルの姿勢を検出する。ショベルの姿勢は、例えば、掘削アタッチメントの姿勢である。本実施形態では、姿勢検出装置S4は、ブーム角度センサ、アーム角度センサ、バケット角度センサ、及び機体傾斜センサを含む。ブーム角度センサは、ブーム角度を取得するセンサであり、例えば、ブームフートピンの回転角度を検出する回転角度センサ、ブームシリンダ7のストローク量を検出するストロークセンサ、ブーム4の傾斜角度を検出する傾斜(加速度)センサ等を含む。アーム角度センサ及びバケット角度センサについても同様である。機体傾斜センサは機体傾斜角度を取得するセンサであり、例えば、水平面に対する上部旋回体3の傾斜角度を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサは上部旋回体3の前後軸及び左右軸回りの傾斜角を検出する2軸加速度センサである。なお、上部旋回体3の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベル100の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。機体傾斜センサは3軸加速度センサであってもよい。
The posture detection device S4 detects the posture of the shovel. The posture of the shovel is, for example, the posture of the excavation attachment. In this embodiment, the posture detection device S4 includes a boom angle sensor, an arm angle sensor, a bucket angle sensor, and a machine body inclination sensor. The boom angle sensor is a sensor that acquires the boom angle, and includes, for example, a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the boom foot pin, a stroke sensor that detects the stroke amount of the
向き検出装置S5は、ショベル100の向きを検出する。向き検出装置S5は、地磁気センサ、旋回機構2の旋回軸に関するレゾルバ又はエンコーダ、ジャイロセンサ等で構成される。向き検出装置S5は、2つのGNSS受信機を含むGNSSコンパスで構成されてもよい。本実施形態では、向き検出装置S5は、3軸地磁気センサとジャイロセンサの組み合わせで構成される。
The orientation detection device S5 detects the orientation of the
表示装置40は、各種情報を表示する装置であり、キャビン10内の運転席の近傍に配置されている。本実施形態では、表示装置40は飛行体200が撮像した画像を表示可能である。
The
なお、本実施形態の表示装置40は、液晶ディスプレイの上に配置されるタッチパネルを含んでよい。また、キャビン10内では、表示装置40の近傍に、音声の集音する集音装置(マイク)と、音声を出力する音声出力装置(スピーカ)が設けられていてよい。なお、集音装置と音声出力装置は、表示装置40の一部として、表示装置40に設けられていてもよい。
In addition, the
次に図2を参照し、作業支援システムSYSの構成について説明する。図2は、作業支援システムのシステム構成図(ハードウェア構成)である。 Next, the configuration of the work support system SYS will be described with reference to Figure 2. Figure 2 is a system configuration diagram (hardware configuration) of the work support system.
ショベル100は、エンジン11、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブ17、操作装置26、コントローラ30、エンジン制御装置74等で構成される。
The
エンジン11はショベル100の駆動源であり、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン11の出力軸はメインポンプ14及びパイロットポンプ15の入力軸に接続される。
The
メインポンプ14は、高圧油圧ライン16を介して作動油をコントロールバルブ17に供給する斜板式可変容量型油圧ポンプである。メインポンプ14は、斜板傾転角の変化に応じて1回転当たりの吐出流量が変化する。斜板傾転角はレギュレータ14aにより制御される。レギュレータ14aはコントローラ30からの制御電流の変化に応じて斜板傾転角を変化させる。
The
パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して操作装置26等の各種油圧制御機器に作動油を供給する固定容量型油圧ポンプである。
The
コントロールバルブ17は油圧アクチュエータに関する作動油の流れを制御する流量制御弁のセットである。コントロールバルブ17は、操作装置26の操作方向及び操作量に対応するパイロット圧の変化に応じ、メインポンプ14から高圧油圧ライン16を通じて受け入れた作動油を1又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給する。油圧アクチュエータは、例えば、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左走行用油圧モータ1A、右走行用油圧モータ1B、旋回用油圧モータ2A等を含む。
The
操作装置26は、ショベル100の操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置26はパイロットライン25を介してパイロットポンプ15から作動油の供給を受けてパイロット圧を生成する。そして、パイロットライン25aを通じ、対応する流量制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる。パイロット圧は操作装置26の操作方向及び操作量に応じて変化する。パイロット圧センサ15aはパイロット圧を検出し、その検出値をコントローラ30に対して出力する。
The operating
コントローラ30は、ショベル100を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ30はCPU、RAM、ROM等を備えたコンピュータで構成される。コントローラ30のCPUは、各種機能に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードして実行することで、後述する各機能部の機能を実現させる。
The
具体的には、コントローラ30は、飛行体200の飛行に関する設定を行うための設定画面を表示させ、設定画面において入力された情報を用いて飛行体200の設定情報を生成する。そして、コントローラ30は、設定情報と、ショベル100の位置情報と、飛行体200の位置情報とに基づき、飛行体200の目標飛行位置を算出する。コントローラ30の機能構成の詳細は後述する。
Specifically, the
エンジン制御装置74はエンジン11を制御する装置である。エンジン制御装置74は、例えば、入力装置を介して設定されたエンジン回転数が実現されるように燃料噴射量等を制御する。
The
送信装置S1、受信装置S2、測位装置S3、姿勢検出装置S4、及び向き検出装置S5のそれぞれはコントローラ30に接続される。コントローラ30は、受信装置S2、測位装置S3、姿勢検出装置S4、及び向き検出装置S5のそれぞれが出力する情報に基づいて各種演算を実行し、演算結果に基づいて生成した情報を送信装置S1から外部に発信する。
The transmitting device S1, the receiving device S2, the positioning device S3, the attitude detection device S4, and the orientation detection device S5 are each connected to the
飛行体200は、制御装置201、送信装置202、受信装置203、自律航行装置204、カメラ205等で構成される。
The flying
制御装置201は、飛行体200を制御するための装置である。本実施形態では、制御装置201は、RAM、ROM等を備えたコンピュータで構成される。制御装置201のCPUは、各種機能に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードして実行することで、それらプログラムのそれぞれに対応する機能を実現させる。
The
送信装置202は、飛行体200の外部に向けて情報を送信する。送信装置202は、例えば、ショベル100及びリモコン300の少なくとも一方が受信可能な情報を、所定周期で繰り返し送信する。本実施形態では、送信装置202は、ショベル100及びリモコン300が受信可能な情報を所定周期で繰り返し発信する。ショベル100及びリモコン300が受信可能な情報は、例えば、カメラ205が撮像した撮像画像を示す画像データを含む。
The transmitting
受信装置203は、飛行体200の外部からの情報を受信する。受信装置203は、例えば、ショベル100及びリモコン300のそれぞれが発信する情報を受信する。
The receiving
自律航行装置204は、飛行体200の自律航行を実現するための装置である。本実施形態では、自律航行装置204は、飛行制御装置、電動モータ、及びバッテリを含む。また、飛行体200は、飛行体200の位置を独自に判断するためにGNSS受信機を搭載していてもよい。また、飛行体200は、飛行体200の位置及び向きを独自に判断するために複数のGNSS受信機を搭載していてもよい。また、バッテリではなく、有線接続を介して地上の外部電源を用いる場合には、電圧変換を行うコンバータを搭載していてもよい。
The
また、飛行体200はソーラーパネルを搭載していてもよい。飛行制御装置は、ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサ(方位センサ)、気圧センサ、測位センサ、超音波センサ等の各種センサを含み、姿勢維持機能、高度維持機能等を実現する。電動モータは、バッテリから電力の供給を受けてプロペラを回転させる。自律航行装置204は、例えば、制御装置201から目標飛行位置に関する情報を受けると4つのプロペラの回転速度を別々に制御し、飛行体200の姿勢及び高度を維持しながら飛行体200を目標飛行位置に移動させる。目標飛行位置に関する情報は、例えば、目標飛行位置の緯度、経度、及び高度である。制御装置201は、例えば、受信装置203を通じて目標飛行位置に関する情報を外部から取得する。自律航行装置204は、制御装置201から目標向きに関する情報を受けて飛行体200の向きを変化させてもよい。
The flying
カメラ205は物体検知情報としての画像を取得するための物体検知装置である。本実施形態では、カメラ205は飛行体200の鉛直下方を撮像できるように飛行体200に取り付けられている。カメラ205が撮像した撮像画像は、例えば、飛行体200の飛行位置である撮像位置に関する情報を含み、3次元地形データを生成するために利用される。また、物体検知装置として、レーザーレンジファインダ、超音波センサ、ミリ波センサ等が用いられてもよい。
The
リモコン300は、制御装置301、送信装置302、受信装置303、表示装置304、操作入力装置305等で構成される。
The
制御装置301は、リモコン300を制御するための装置である。本実施形態では、制御装置301は、RAM、ROM等を備えたコンピュータで構成される。制御装置301のCPUは、各種機能に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードして実行することで、それらプログラムのそれぞれに対応する機能を実現させる。
The
送信装置302は、リモコン300の外部に向けて情報を発信する。送信装置302は、例えば、飛行体200が受信可能な情報を所定周期で繰り返し発信してもよいし、ショベル100が受信可能な情報を発信してもよい。本実施形態では、送信装置302は、飛行体200が受信可能な情報を所定周期で繰り返し発信する。飛行体200が受信可能な情報は、例えば、飛行体200の目標飛行位置に関する情報を含む。
The transmitting
受信装置303は、リモコン300の外部からの情報を受信する。受信装置303は、例えば、ショベル100及び飛行体200の少なくとも一方が発信する情報を受信する。本実施形態では、受信装置303は飛行体200が発信した情報を受信する。飛行体200が発信した情報は、例えば、飛行体200の位置を示す位置情報と、カメラ205が撮像した撮像画像を示す画像データとを含む。
The receiving
表示装置304は、各種情報を表示するための装置である。本実施形態では、表示装置304は液晶ディスプレイであり、飛行体200の操縦に関する情報を表示する。飛行体200のカメラ205が撮像した撮像画像を表示してもよい。
The
操作入力装置305は、飛行体200の操縦者の操作入力を受けるための装置である。本実施形態では、操作入力装置305は、液晶ディスプレイの上に配置されるタッチパネルである。
The
図3は、ショベルのコントローラの機能構成を説明する図である。本実施形態のコントローラ30は、情報取得部31、表示制御部32、入力受付部33、設定情報生成部34、通信制御部35を含む。
Figure 3 is a diagram illustrating the functional configuration of the excavator controller. The
情報取得部31は、各種の情報を取得する。具体的には、情報取得部31は、自機の位置情報、飛行体200から送信される飛行体200の位置情報や、画像データを取得する。
The
表示制御部32は、表示装置40における表示を制御する。具体的には、表示制御部32は、表示装置40に、飛行体200に関する設定画面を表示させる。
The
入力受付部33は、表示装置40に対する操作を受け付ける。また、入力受付部33は、ショベル100のキャビン10内に設けられた集音装置が集音した音声データを、入力として受け付ける。
The
設定情報生成部34は、設定画面において入力された情報に基づき、飛行体200に対する設定を示す設定情報を生成する。設定画面と、設定情報生成部34の詳細は後述する。通信制御部35は、ショベル100の送信装置S1、受信装置S2を用いた情報の送受信を行う。
The setting
次に、図4を参照し、作業支援システムの動作について説明する。図4は、飛行体の処理を示す第一のフローチャートである。図4では、飛行体200における、追従機能を開始させる処理(以下、「追従開始処理」とする。)を示す。追従機能は、飛行体200がショベル100に自動的に追従しながらショベル100の周囲を撮像してショベル100に送信する機能である。
Next, the operation of the work support system will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a first flowchart showing the processing of the flying object. FIG. 4 shows the processing for starting the following function in the flying object 200 (hereinafter, referred to as "following start processing"). The following function is a function in which the flying
最初に、飛行体200は、追従対象のショベルを特定する情報を取得する(ステップS401)。ショベルを特定する情報は、例えば、操作者によるリモコン300の操作により、飛行体200を追従させたいショベル100が決定されると、リモコン300から飛行体200に対して送信されてよい。なお、ショベルを特定する情報は、追従対象とされたショベル100に対しても送信されてよい。
First, the flying
飛行体200は、追従対象のショベルを特定する情報を受信すると、ショベルに追従させる処理(以下、「追従処理」とする。)を開始させる(ステップS402)。そして、飛行体200は、撮像画像を示す画像データの送信を開始する(ステップS403)。飛行体200は、例えば、カメラ205が撮像した撮像画像を示す画像データを含む情報を送信装置202から所定周期で繰り返し発信する。
When the flying
ここで図5を参照し、操縦者がリモコン300を用いた追従対象のショベルを決定する方法について説明する。図5A及び図5Bはリモコン300の正面図である。図5A及び図5Bの各例では、リモコン300は、表示装置304としての液晶ディスプレイと、操作入力装置305としてのタッチパネルとを有するスマートフォンである。
Now, referring to FIG. 5, a method in which the operator uses the
図5Aは、飛行体200の受信可能範囲内に3台のショベルが存在する場合を示す。飛行体200は、例えば、無線通信を介してショベルID番号を受信することでショベルを認証する。選択ボタンG1~G3は認証されたショベルのそれぞれに対応するソフトウェアボタンである。リモコン300は、認識されたショベルの台数に応じた数の選択ボタンを表示する。各選択ボタンにはショベルID番号が付されている。操作ボタンG5は、飛行体200を上昇させ、下降させ、左旋回させ、或いは右旋回させるためのソフトウェアボタンである。
Figure 5A shows a case where three shovels are present within the reception range of the flying
操縦者は、操作ボタンG5の上部(「上昇」と表示された部分)をタッチ操作することで上昇指令をリモコン300から飛行体200に送信して飛行体200を上昇させることができる。下降、左旋回、及び右旋回についても同様である。操作ボタンG6は、飛行体200を前後左右に移動させるためのソフトウェアボタンである。操縦者は、操作ボタンG6の上部(「前」と表示された部分)をタッチ操作することで前進指令をリモコン300から飛行体200に送信して飛行体200を前進させることができる。他の方向への移動についても同様である。
The pilot can send an ascent command from the
操縦者は、操作ボタンG5、G6をタッチ操作して飛行体200を作業現場の上空まで飛行させる。飛行体200がショベルを認証すると、リモコン300は、飛行体200から受信した情報に基づき、認証された3台のショベルのそれぞれに対応する選択ボタンG1~G3を表示する。操縦者は、選択ボタンG1~G3のうちの1つをタッチ操作することで追従対象のショベルを決定する。飛行体200は、例えば、追従対象のショベルから受信する情報を利用してその追従対象のショベルまで接近する。そして、その追従対象のショベルとの相対位置関係を維持するように追従飛行する。
The pilot flies the flying
図5Bは、飛行体200のカメラ205の撮像範囲内に4台のショベルが存在する場合を示す。飛行体200は、例えば、カメラ205が撮像した撮像画像に画像処理を施すことでカメラ205の撮像範囲内に存在するショベルを認識する。カメラ画像G10は、カメラ205が撮像した撮像画像であり、カメラ205の撮像範囲内に存在する4台のショベルのそれぞれに対応する4つのショベル画像G11~G14を含む。リモコン300は、飛行体200から受信した情報を用いてカメラ画像G10をリアルタイムで表示している。
Figure 5B shows a case where four shovels are present within the imaging range of
操縦者は、4つのショベル画像G11~G14のうちの1つをタッチ操作することで追従対象のショベルを決定する。その後、飛行体200は、例えば、追従対象のショベルのショベル画像が撮像画像内の所定位置で所定の大きさを占めるように追従飛行する。すなわち、その追従対象のショベルと飛行体200との相対位置関係が所定の相対位置関係を維持するように追従飛行する。
The pilot determines the shovel to be followed by touching one of the four shovel images G11 to G14. The flying
次に図6を参照し、追従処理の一例について説明する。図6は、ショベルにおける処理の流れを示すフローチャートである。 Next, an example of the tracking process will be described with reference to FIG. 6. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the process in the shovel.
最初に、ショベル100のコントローラ30は、情報取得部31により、ショベル100の位置情報を取得する(ステップS601)。コントローラ30は、例えば、測位装置S3の出力に基づいてショベル100の緯度、経度、高度を取得する。また、コントローラ30は、掘削アタッチメントの姿勢情報、ショベル100の向き情報、ショベル100の操作情報等を追加的に取得してもよい。例えば、コントローラ30は、姿勢検出装置S4の出力に基づいてブーム角度、アーム角度、バケット角度、機体傾斜角度を取得してもよい。また、コントローラ30は、向き検出装置S5の出力に基づいてショベル100の絶対方位角を取得してもよい。また、コントローラ30はパイロット圧センサ15aの出力に基づいてショベル100の操作内容を取得してもよい。
First, the
次に、ショベル100のコントローラ30は、表示制御部32により、表示装置40に対して、飛行体200に関する設定を行うための設定画面を表示させる(ステップS602)。飛行体200に関する設定とは、具体的には、ショベル100に対する飛行体200の移動(飛行)のさせ方に関する設定である。設定画面の詳細は後述する。
Next, the
続いて、コントローラ30は、設定が完了したか否かを判定する(ステップS603)。ステップS603において、設定が完了した場合、コントローラ30は、設定情報生成部34により、設定画面で入力された情報に基づき設定情報を生成する(ステップS604)。
Next, the
続いて、コントローラ30は、通信制御部35により、設定情報と、ショベル100の位置情報とを飛行体200に対して送信する(ステップS605)。
Next, the
例えば、コントローラ30は、送信装置S1を通じて位置情報と設定情報とを飛行体200に対して送信する。また、コントローラ30は、ショベル100の向き情報、ショベル100の操作情報、掘削アタッチメントの姿勢情報等を飛行体200に送信してもよい。
For example, the
コントローラ30は、設定情報を飛行体200に送信した後は、自機の位置情報を所定の制御周期で継続して飛行体200に送信すればよい。
After transmitting the setting information to the flying
なお、図6に示すコントローラ30の処理は、リモコン300の制御装置301によって実行されてもよい。この場合、作業支援システムSYSにおいて、リモコン300は、ショベル100の現在位置を示す位置情報をショベル100から取得し、ショベル100に対する飛行体200の相対的な飛行位置を指定させる設定画面を表示装置304に表示される。また、リモコン300は、表示装置304において、飛行体200の飛行位置が設定されると、飛行体200に対して設定情報と、ショベル100の位置情報とを飛行体200とショベル100とに送信してもよい。
The processing of the
次に、図7を参照して、飛行体200の制御装置201の処理について説明する。図7は、飛行体の制御装置の処理を示す第二のフローチャートである。
Next, the processing of the
飛行体200の制御装置201は、ショベル100の位置情報と、設定情報とを受信する(ステップS701)。例えば、制御装置201は、受信装置203を通じてショベル100のコントローラ30が発信したショベル100の位置情報と設定情報とを受信する。制御装置201は、ショベル100の向き情報、ショベル100の操作情報、掘削アタッチメントの姿勢情報等を追加的に受信してもよい。
The
続いて、制御装置201は、飛行体200の現在の位置を示す位置情報を取得する(ステップS702)。
Next, the
その後、制御装置201は、目標飛行位置を決定する(ステップS703)。例えば、制御装置201は、飛行体200の位置を示す位置情報と、ショベル100の位置情報と設定情報とに基づいて飛行体200の目標飛行位置を算出する。
Then, the
目標飛行位置は、例えば、設定情報によって示される飛行体200とショベル100との相対的な位置関係と、ショベル100の現在位置を示す位置情報と、飛行体200の現在位置を示す位置情報とに基づき、決定されてよい。
The target flight position may be determined, for example, based on the relative positional relationship between the flying
続いて、制御装置201は、飛行体200を目標飛行位置まで移動させる(ステップS704)。
Next, the
例えば、制御装置201は、自律航行装置204に対して目標飛行位置に関する情報を出力する。自律航行装置204は、GNSS(GPS)航法、慣性航法、又はGPS航法と慣性航法とを組み合わせたハイブリッド航法を用いて飛行体200を目標飛行位置まで移動させる。GPS航法を用いる場合、自律航行装置204は、ショベル100の絶対位置(緯度、経度、高度)を目標飛行位置に関する情報として取得すればよい。慣性航法を用いる場合、自律航行装置204は、前回受信したショベル100の位置と今回受信したショベル100の位置との間の変化に関する情報を目標飛行位置に関する情報として取得すればよい。この場合、飛行体200の受信装置203は、ショベル100の位置情報を継続的に受信すればよい。
For example, the
そして、制御装置201は、ショベル100の位置情報を受信する度に、ステップS702からステップS703を繰り返し実行することで、継続的に設定情報が示す設定に沿って、飛行体200をショベル100に追従させることができる。
The
また、飛行体200が複数のGNSS受信機を搭載している場合、制御装置201は、飛行体200の位置及び向き(基準方位に対する旋回角度)を把握できる。この場合、制御装置201は、ショベル100の位置情報及び向き情報を取得すると、ショベル100及び飛行体200のそれぞれの位置及び向きを比較できる。そして、ショベル100の位置及び向きの変化に応じて飛行体200の位置及び向きを変化させて飛行体200をショベル100に追従させることができる。
In addition, if the flying
次に、図8乃至図11を参照して、本実施形態の設定画面について説明する。図8は、設定画面の例を示す第一の図である。 Next, the setting screen of this embodiment will be described with reference to Figures 8 to 11. Figure 8 is the first figure showing an example of the setting screen.
図8に示す画面80は、図6のステップS602において、表示装置40に表示される画面の一例であり、飛行体200に関する設定を開始する際に表示される設定開始画面の一例である。
The
画面80は、表示領域81、82を含む。表示領域81は、飛行体200とショベル100と相対的な位置関係を指定するための表示領域であり、追従対象となるショベル100を上面視した画像83が中央部分に表示されている。
The
本実施形態では、表示領域81において指定された位置を、ショベル100に対する飛行体200の相対的な飛行位置として設定してよい。表示領域81における位置の指定は、例えば、操作者の指等の接触によって検知されてもよい。言い換えれば、本実施形態では、操作者等が、画面80の表示領域81内の任意の箇所を指等でタッチすることで、タッチされた位置を、飛行体200の相対的な飛行位置に設定することができる。
In this embodiment, a position specified in the
したがって、本実施形態によれば、操作者は、簡単な操作で飛行体200とショベル100との位置関係を設定することができ、飛行体200にショベル100を追従させるための設定を容易にできる。また、本実施形態によれば、ショベルの画像83を用いて飛行体200の飛行位置を指定させるため、操作者にとって、飛行体200の飛行位置をイメージしやすく、直感的にショベル100と飛行体200との位置関係を設定することができる。
Therefore, according to this embodiment, the operator can set the positional relationship between the flying
表示領域82には、飛行体200の飛行位置の設定を促すメッセージが表示される。
A message prompting the user to set the flight position of the
図9は、設定画面の例を示す第二の図である。図9に示す画面80Aは、図8に示す画面80において、飛行体200の飛行位置が設定された状態を示している。
Figure 9 is a second diagram showing an example of a setting screen.
画面80Aは、表示領域81、91、92、操作ボタン93を含む。表示領域81では、ショベル100の上面図の画像83と、飛行体200の飛行位置を示すマーク85とが表示されている。
The
本実施形態では、画像83とマーク85の位置関係から、ショベル100と飛行体200との位置関係を示す情報を生成し、設定情報に含める。位置関係を示す情報とは、例えば、実際のショベル100に対する画像83が示すショベルの縮尺と、表示領域81における画像83が示すショベルの旋回中心を示す点P1の座標と、マーク85の中心点P2の座標とが含まれてもよい。
In this embodiment, information indicating the positional relationship between the
表示領域91は、飛行体200の飛行可能時間が表示される。飛行体200は、バッテリ等の二次電池によって駆動する。そこで、本実施形態では、飛行体200のバッテリの電池残量に応じた飛行可能時間を表示領域91に表示させる。なお、コントローラ30は、飛行体200から、飛行可能時間を示す情報を予め取得しておいてもよい。
The
このように、飛行可能時間を表示させることで、オペレータに対して飛行体200の飛行可能時間を把握させることができる。
In this way, by displaying the remaining flight time, the operator can understand the remaining flight time of the
表示領域92は、追従対象のショベル100の走行時と、旋回時のそれぞれにおいて、飛行体200を追従させるか否かを選択するための選択欄92a、92bが表示される。言い換えれば、表示制御部32は、表示領域92には、ショベル100の動作の種類毎に、飛行体200にショベル100を追従させるか否かを設定させる選択欄92a、92bを表示させる。
In the
図9の例では、ショベル100の走行時に飛行体200を追従させるか否かの選択欄92aと、ショベル100の旋回時に飛行体200を追従させるか否かの選択欄92bとの両方において、チェックが入力されている(選択されている)。
In the example of FIG. 9, a check is entered (selected) in both the selection field 92a for whether or not the flying
したがって、図9の例では、ショベル100の走行時と、旋回時の両方において、飛行体200とショベル100との位置関係が、表示領域81に示す関係となるように、飛行体200をショベル100に追従させる設定とされていることがわかる。
Therefore, in the example of FIG. 9, it can be seen that the flying
本実施形態のコントローラ30は、表示領域92における各選択欄92a、92bに対する選択の結果を示す情報も、設定情報に含める。
In this embodiment, the
なお、画面80Aの表示領域92において、選択欄92aのみがされていた場合、飛行体200は、ショベル100が旋回しているときは移動せずに現在の位置に留まる。また、画面80Aの表示領域92において、選択欄92bのみがされていた場合、飛行体200は、ショベル100が走行しているときは、移動せずに現在の位置に留まる。
If only the selection field 92a is selected in the
また、画面80Aにおいて、選択欄92a、92bの両方が選択されていない場合、飛行体200は、ショベル100を追従せずに、マーク85が示す飛行位置に留まる。
In addition, if neither selection field 92a nor 92b is selected on
このように、本実施形態では、飛行体200に対し、ショベル100の動作の種類毎に、飛行体200を追従させるか否かを簡単に設定することができる。
In this way, in this embodiment, it is possible to easily set whether or not the flying
操作ボタン93は、飛行体200に関する設定が完了した後に操作される。本実施形態のコントローラ30は、操作ボタン93が操作されると、設定情報生成部34により、設定情報が生成される。生成された設定情報は、通信制御部35により、ショベル100の位置情報と共に飛行体200へ送信される。
The
図9に示す設定画面から生成される設定情報は、画像83が示すショベルの縮尺、表示領域81における画像83が示すショベルの旋回中心を示す点P1の座標、マーク85の中心点P2の座標、飛行体200をショベル100の走行時と旋回時の両方において追従させることを示す情報等を含んでよい。
The setting information generated from the setting screen shown in FIG. 9 may include the scale of the shovel shown in the
また、図9の例では、飛行体200が飛行するときの高さが設定されていないため、飛行体200が飛行するときの高さは、予め設定されている初期値としてよい。
In addition, in the example of FIG. 9, the flying height of the flying
図10は、設定画面の例を示す第三の図である。図10に示す画面80Bは、図9に示す画面80Aにおいて、飛行体200が飛行するときの高さが設定された状態を示している。
Figure 10 is a third diagram showing an example of a setting screen.
図10に示す画面80Bでは、表示領域81において、飛行体200の高さを設定するための入力欄94が表示されている。入力欄94は、表示領域81において、操作者がマーク85の位置を指定する操作が行われたときに、マーク85の近傍に表示されてよい。
In the
本実施形態のコントローラ30は、操作ボタン93が操作される際に、入力欄94に高さを示す値が入力されていた場合には、設定情報に、飛行体200の地面からの高さを示す値を含める。本実施形態では、このようにすることで、飛行体200にショベル100を追従させる際の、飛行体200の高さを任意に且つ容易に設定できる。
When the
また、本実施形態では、設定画面において、飛行体200の飛行位置を複数設定することができる。
In addition, in this embodiment, multiple flight positions for the flying
図11は、設定画面の例を示す第四の図である。図11に示す画面80Cは、表示領域81において、飛行体200の飛行位置が複数設定された状態を示している。
Figure 11 is a fourth diagram showing an example of a setting screen.
本実施形態では、表示領域81において、マーク85、86、87が表示されている。つまり、画面80Cでは、操作者が、表示領域81内の3箇所をタッチしたことを示す。
In this embodiment, marks 85, 86, and 87 are displayed in the
本実施形態のコントローラ30は、このように、飛行体200の飛行位置を複数選択された場合、複数の飛行位置を経由する軌道を、飛行体200の目標飛行軌道とし、目標軌道を示す情報を設定情報に含める。図11の例では、マーク85からマーク87までを結ぶ軌道88が、飛行体200の目標飛行軌道となる。飛行体200は、目標飛行軌道を周回してもよいし、往復してもよい。
In this manner, when multiple flight positions for the flying
本実施形態の飛行体200は、このように、目標飛行軌道が設定されると、この目標飛行軌道を周回又は往復する。
In this embodiment, once a target flight trajectory is set, the flying
このように、本実施形態では、表示領域81において、複数箇所を指定するだけで、飛行体200の目標飛行軌道を設定することができ、ショベル100を追従するための飛行体200の飛行位置を容易に設定できる。
In this way, in this embodiment, the target flight trajectory of the flying
なお、図8乃至図11では、各設定画面の一例が表示装置40に表示されるものとしたが、これに限定されいな。図8乃至図11に示す設定画面は、リモコン300が有する表示装置304に表示されてもよい。また、図8乃至図11に示す設定画面は、図示しない管理装置等に表示されてよい。管理装置は、ショベル100を管理するための装置であってもよい。
Note that, although an example of each setting screen is shown to be displayed on the
また、本実施形態のコントローラ30は、飛行体200によって撮像された撮像画像が表示されている表示装置40に対して、特定の操作が行われると、操作に応じて飛行体200を動作させてもよい。
In addition, when a specific operation is performed on the
特定の操作とは、例えば、表示されている撮像画像を拡大する操作や、縮小する操作であってよい。撮像画像を拡大する操作や、縮小する操作は、ピンチアウト操作やピンチイン操作であってよい。 The specific operation may be, for example, an operation to enlarge or reduce the captured image being displayed. The operation to enlarge or reduce the captured image may be a pinch out operation or a pinch in operation.
コントローラ30は、撮像画像を拡大する操作や縮小する操作が行われると、飛行体200に対して、操作に応じた指示を送信してよい。飛行体200の制御装置201は、この指示に応じて、カメラ205に対してズームアップ、ズームバックを指示してよい。
When an operation to enlarge or reduce the captured image is performed, the
また、特定の操作は、撮像画像の範囲を変更する操作であってもよい。撮像画像の範囲を変更する操作とは、スワイプ操作やフリック操作であってよい。 The specific operation may also be an operation for changing the range of the captured image. The operation for changing the range of the captured image may be a swipe operation or a flick operation.
コントローラ30は、撮像画像の範囲を変更する操作が行われると、飛行体200に対して、操作に応じた指示を送信してよい。飛行体200の制御装置201は、この指示に応じて、水平方向や垂直方向に移動してよい。
When an operation to change the range of the captured image is performed, the
本実施形態では、このようにすることで、操作者が所望する画像を飛行体200に撮像させることができる。
In this embodiment, by doing this, the operator can have the flying
なお、飛行体200による撮像画像がリモコン300の表示装置304や管理装置が有する表示装置等に表示さている場合にも、同様の操作を行うことができる。
The same operations can also be performed when an image captured by the flying
また、本実施形態では、飛行体200に関する設定情報を、設定画面に入力された情報に基づき生成するものとしたが、これに限定されない。本実施形態のコントローラ30は、音声データに基づき、飛行体200に関する設定情報を生成してもよい。
In addition, in this embodiment, the setting information for the flying
この場合、コントローラ30の入力受付部33は、集音装置により集音された音声データをテキストデータ等に変換し、変換した内容に従って飛行体200に関する設定情報を生成してよい。
In this case, the
例えば、「周囲を一周」という音声データが入力された場合、コントローラ30は、自機の周辺を一周する目標飛行軌道を含む設定情報を生成し、飛行体200に送信してよい。この場合、追加の設定が行われない場合、飛行体200は、定期的に飛行と着陸とを繰り返してもよいし、一定期間毎に目標飛行軌道を飛行するようにしてもよい。
For example, if voice data such as "go around the area" is input, the
このようにすることで、例えば、操作者が表示装置40を操作できない状況等であっても、音声により飛行体200を所望の位置へ移動させることができ、簡単に飛行体200をショベル100に追従させることができる。
In this way, even if the operator is in a situation where he or she cannot operate the
また、上述した実施形態では、ショベル100は、設定情報を生成して飛行体200に送信し、飛行体200において目標飛行位置が算出されるものとしたが、これに限定されない。目標飛行位置の算出は、ショベル100のコントローラ30で行われてもよい。
In addition, in the above-described embodiment, the
また、上述した各実施形態では、ショベル100を作業機械の一例としたが、作業機械はショベル100に限定されない。作業機械は、例えば、フォークリフトやクレーン等のように、アタッチメントを有するものであればよい。
In addition, in each of the above-described embodiments, the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。 The above describes the preferred embodiments of the present invention in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various modifications, substitutions, etc. may be applied to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Furthermore, features described separately may be combined as long as no technical contradiction occurs.
1 下部走行体
2 旋回機構
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 情報取得部
32 表示制御部
33 入力受付部
34 設定情報生成部
100 ショベル
200 飛行体
1 Lower traveling
5
Claims (9)
前記作業機械に対する前記飛行体の相対的な飛行位置を指定させる設定画面を表示装置に表示させる表示制御部と、
前記設定画面において指定された前記飛行位置を示す位置情報を含む設定情報と、前記作業機械の現在位置を示す位置情報とを前記飛行体に送信する通信制御部と、を有する、作業機械。 A work machine that communicates with an aircraft,
a display control unit that displays on a display device a setting screen that allows the user to specify a relative flight position of the aircraft with respect to the work machine;
A work machine having a communication control unit that transmits setting information including position information indicating the flight position specified on the setting screen and position information indicating the current position of the work machine to the flying object.
前記設定情報生成部は、
前記設定画面において、前記飛行位置が複数指定された場合、複数の前記飛行位置を含む前記飛行体の目標飛行軌道を示す情報を生成し、前記設定情報に含める、請求項1記載の作業機械。 a setting information generating unit that generates setting information based on an input to the setting screen,
The setting information generation unit
A work machine as described in claim 1 , wherein when a plurality of flight positions are specified on the setting screen, information indicating a target flight trajectory of the aircraft including the plurality of flight positions is generated and included in the setting information.
前記設定画面に、前記飛行体の地上からの高さを設定するための入力欄を表示させ、
前記設定情報生成部は、
前記入力欄に入力された高さを示す情報を前記設定情報に含める、請求項2記載の作業機械。 The display control unit is
displaying an input field on the setting screen for setting the height of the flying object from the ground;
The setting information generation unit
The work machine according to claim 2 , wherein information indicating the height input in the input field is included in the setting information.
前記設定画面に、前記作業機械の動作の種類毎に、前記飛行体に前記作業機械を追従させるか否かを設定させる選択欄を表示させ、
前記設定情報生成部は、
前記選択欄における選択結果を前記設定情報に含める、請求項2又は3記載の作業機械。 The display control unit is
displaying on the setting screen a selection field for setting whether or not to cause the flying object to follow the work machine for each type of operation of the work machine;
The setting information generation unit
The work machine according to claim 2 or 3, wherein a result of a selection in the selection field is included in the setting information.
前記飛行体の有する二次電池の電池残量に応じた飛行可能時間が表示される、請求項1記載の作業機械。 The setting screen includes:
2. The work machine according to claim 1, wherein a remaining flight time according to a remaining battery charge of a secondary battery of the flying object is displayed.
前記通信制御部は、前記飛行体に対し、前記飛行体の有する撮像装置に対してズームアップ又はズームバックを指示する信号を送信する、請求項1記載の作業機械。 While an image captured by an imaging device of an aircraft is being displayed on the display device, an operation is received to instruct the display device to enlarge or reduce the image displayed on the display device,
The work machine according to claim 1 , wherein the communication control unit transmits to the flying object a signal instructing an imaging device of the flying object to zoom up or zoom back.
前記通信制御部は、前記飛行体に対し、前記指示に応じた移動を指示する信号を送信する、請求項1記載の作業機械。 Accepting an operation to instruct a change in the range of the image displayed on the display device;
The work machine according to claim 1 , wherein the communication control unit transmits, to the flying object, a signal instructing the flying object to move in accordance with the instruction.
前記集音装置により集音された音声データに基づき、前記作業機械に対する前記飛行体の相対的な飛行位置の指定を受け付ける、請求項1記載の作業機械。 The work machine has a sound collecting device,
The work machine according to claim 1 , further comprising: a sound collection device configured to collect the sound from the work machine and a sound collection device configured to collect the sound from the work machine and a sound collection device configured to collect the sound from the work machine.
前記端末装置は、
前記作業機械に対する前記飛行体の相対的な飛行位置を指定させる設定画面を前記端末装置の表示装置に表示させる表示制御部と、
前記設定画面において指定された前記飛行位置を示す位置情報を含む設定情報と、前記作業機械の現在位置を示す位置情報とを前記飛行体に送信する送信部と、を有する、作業機械の作業支援システム。 A work support system for a work machine including an aircraft, a terminal device, and a work machine that communicates with the terminal device,
The terminal device
a display control unit that displays a setting screen on a display device of the terminal device, the setting screen allowing the user to specify a relative flight position of the aircraft with respect to the work machine;
A work support system for a work machine having a transmission unit that transmits to the flying object setting information including position information indicating the flight position specified on the setting screen, and position information indicating the current position of the work machine.
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