JP6859812B2 - Interference monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の干渉監視装置に関する。 The present invention relates to an interference monitoring device for construction machinery such as a hydraulic excavator.
従来、走行体等の移動体と、移動体に搭載され、運転席等が設けられた基体と、基体に対して可動である作業機(例えば、ブーム、アーム、バケット等で構成された作業機)とからなる建設機械(油圧ショベル等)がある。 Conventionally, a moving body such as a traveling body, a base mounted on the moving body and provided with a driver's seat, etc., and a working machine (for example, a working machine composed of a boom, an arm, a bucket, etc.) that is movable with respect to the base. ) Is a construction machine (hydraulic excavator, etc.).
この種の建設機械としては、超音波センサによって作業機の運動状態を認識し、その認識した運動状態に基づいて、建設機械の作業空間に存在する障害物と建設機械との干渉を監視するとともに、その監視結果に応じて警告信号の報知又は作業機の駆動の制限といった制御を行う干渉監視装置を搭載したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In this type of construction machine, the motion state of the work machine is recognized by an ultrasonic sensor, and based on the recognized motion state, interference between obstacles existing in the work space of the construction machine and the construction machine is monitored. , A device equipped with an interference monitoring device that controls such as notification of a warning signal or restriction of driving of a work machine according to the monitoring result is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、特許文献1に記載の干渉監視装置は、特定の作業空間(例えば、水門、橋等の既設高架物の下側水域等)において一定の作業を繰り返し行う建設機械に用いられるものである。そのため、この干渉監視装置を種々様々な作業空間において多様な作業を行う建設機械に適用した場合には、作業機と障害物とが干渉してしまうおそれがあった。 By the way, the interference monitoring device described in Patent Document 1 is used for a construction machine that repeatedly performs a certain work in a specific work space (for example, a water area under an existing elevated object such as a floodgate or a bridge). Therefore, when this interference monitoring device is applied to a construction machine that performs various works in various work spaces, there is a possibility that the work machine and an obstacle may interfere with each other.
例えば、この干渉防止装置では、ブームの運動状態の検出情報のみを用いて(具体的には、ブームの運動状態が所定の範囲内にあるか否かのみに基づいて)、干渉の発生を予測している。そのため、アーム又はバケットを運動させた際に、干渉が生じてしまうおそれがあった。 For example, this interference prevention device predicts the occurrence of interference using only the detection information of the boom motion state (specifically, based only on whether or not the boom motion state is within a predetermined range). doing. Therefore, when the arm or the bucket is moved, there is a possibility that interference may occur.
このようなアーム又はバケットの運動による干渉を防止するためには、干渉が発生しないと判定されるブームの運動状態の範囲を狭く設定するという方法が考えられる。 In order to prevent such interference due to the movement of the arm or bucket, it is conceivable to set a narrow range of the movement state of the boom for which it is determined that interference does not occur.
しかし、そのように設定した場合には、実際には干渉のおそれがない障害物について干渉するおそれがあると判定され、本来必要のない報知又は駆動制御が生じてしまうおそれがあった。 However, when such a setting is made, it is determined that there is a risk of interference with an obstacle that does not actually have a risk of interference, and there is a risk that notification or drive control that is not originally necessary may occur.
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、種々様々な作業空間内において多様な作業を行う建設機械に適用した場合であっても、的確に障害物への干渉を監視することができる干渉監視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and even when applied to a construction machine that performs various works in various work spaces, it is possible to accurately monitor interference with obstacles. An object of the present invention is to provide an interference monitoring device capable of providing an interference monitoring device.
上記目的を達成するために、本発明の干渉監視装置は、移動体と、前記移動体に旋回自在に搭載された基体と、前記基体に対して可動である作業機とを備えている建設機械の干渉監視装置であって、前記移動体の移動状態の検出情報を取得する移動状態取得部と、前記基体の旋回状態及び前記作業機の姿勢状態を含む運動状態の検出情報を取得する運動状態取得部と、前記移動状態の検出情報を用いて算出した前記移動体の現在時刻以降の経路、前記運動状態の検出情報を用いて推定した、該経路上における前記建設機械の存在領域及び前記障害物の検出情報を用いて、現在時刻以降における該障害物と前記建設機械との干渉の発生を予測する干渉予測部とを備えていることを基本構成とする。
そして、本発明では、前記干渉予測部は、前記移動状態の検出情報を用いて算出した前記移動体の現在時刻以降の経路、前記運動状態の検出情報を用いて推定した、該経路上の複数のサンプリング位置における前記建設機械の存在領域及び前記障害物の検出情報を用いて、現在時刻以降における該障害物と前記建設機械との干渉の発生を予測する。
さらに、前記移動状態取得部、前記運動状態取得部、前記障害物検出部及び前記干渉予測部は、それぞれの処理を逐次実行するように構成されている。
In order to achieve the above object, the interference monitoring device of the present invention is a construction machine including a moving body, a base rotatably mounted on the moving body, and a working machine movable with respect to the base. The movement state acquisition unit that acquires the detection information of the movement state of the moving body, and the movement state that acquires the detection information of the movement state including the turning state of the substrate and the posture state of the work machine. The acquisition unit, the path after the current time of the moving body calculated using the detection information of the moving state, the existing area of the construction machine on the path estimated using the detection information of the moving state, and the obstacle. The basic configuration is to include an interference prediction unit that predicts the occurrence of interference between the obstacle and the construction machine after the current time using the object detection information .
Then, in the present invention, the interference prediction unit is a plurality of paths on the path estimated by using the path after the current time of the moving body calculated by using the detection information of the moving state and the detection information of the moving state. The occurrence of interference between the obstacle and the construction machine after the current time is predicted by using the existing area of the construction machine and the detection information of the obstacle at the sampling position of.
Further, the moving state acquisition unit, the motion state acquisition unit, the obstacle detection unit, and the interference prediction unit are configured to sequentially execute their respective processes.
ここで、「障害物の検出情報」は、建設機械と建設機械の周囲に存在する障害物との相対的な位置関係を特定し得るような情報をいう。 Here, "obstacle detection information" refers to information that can identify the relative positional relationship between the construction machine and the obstacles existing around the construction machine.
また、ここで、前記基本構成における「存在領域」は、その内部に建設機械が存在する領域であり、当該領域に障害物が存在する場合には、その障害物と建設機械との干渉が生じ得る領域を指す。この「存在領域」は、例えば、現在時刻以降の複数の時刻での存在領域、現在時刻以降の建設機械の予測される移動経路上の複数の地点での存在領域、又は、当該複数の時刻若しくは複数の地点での存在領域を連設してなる領域(換言すれば、現在時刻以降の建設機械の空間的な通過領域)のいずれであってもよい。本発明では、「存在領域」として前記経路上の複数のサンプリング位置での存在領域が用いられる。 Further, here, the "existence area" in the basic configuration is an area in which the construction machine exists, and if an obstacle exists in the area, interference between the obstacle and the construction machine occurs. Refers to the area to be obtained. This "existing area" is, for example, an existing area at a plurality of times after the current time, an existing area at a plurality of points on the predicted movement path of the construction machine after the current time, or the plurality of times. It may be any of the regions in which the existing regions at a plurality of points are connected (in other words, the spatial passage region of the construction machine after the current time) . In the present invention, the existing regions at a plurality of sampling positions on the path are used as the “existing region”.
このように、本発明の干渉監視装置では、移動体の移動状態の検出情報、上部旋回体及び作業機の運動状態の検出情報及び障害物の検出情報を用いて、現在時刻以降における障害物と建設機械との干渉の発生を予測している。この場合、本発明では、前記移動状態の検出情報を用いて移動体の現在時刻以降の経路が算出され、さらに該経路上の複数のサンプリング位置における建設機械の存在領域が前記運動状状態の検出情報を用いて推定される。このため、建設機械の周囲に存在する実際の障害物を検出した状態で、建設機械の将来において予測される動作状態を反映させて、障害物と建設機械との干渉の発生を予測することができる。 As described above, in the interference monitoring device of the present invention, the detection information of the moving state of the moving body, the detection information of the moving state of the upper swinging body and the working machine, and the detection information of the obstacle are used to identify the obstacle after the current time. It predicts the occurrence of interference with construction machinery . In this case, in the present invention, the path after the current time of the moving body is calculated using the detection information of the moving state, and the existing region of the construction machine at a plurality of sampling positions on the path detects the moving state. Estimated using information. Therefore, it is possible to predict the occurrence of interference between the obstacle and the construction machine by reflecting the expected operating state of the construction machine in the future while detecting the actual obstacles existing around the construction machine. it can.
ここで、その予測に際しては、移動体の経路の算出だけではなく、その経路上における建設機械の存在領域の推定も行っている。また、存在領域を推定する際には、作業機械の姿勢状態だけではなく、基体の旋回状態も考慮している。これにより、建設機械と障害物との干渉を判定すべき空間が明確に限定されることになるので、将来の(現在時刻以降の)干渉の発生の予測が適切に行われる。 Here, in the prediction, not only the calculation of the route of the moving body but also the estimation of the existing area of the construction machine on the route is performed. Further, when estimating the existing region, not only the posture state of the work machine but also the turning state of the substrate is taken into consideration. As a result, the space for determining the interference between the construction machine and the obstacle is clearly limited, so that the future occurrence of interference (after the current time) can be appropriately predicted.
したがって、本発明の干渉監視装置によれば、種々様々な作業空間内において多様な作業を行う建設機械に適用した場合であっても、的確に障害物への干渉を監視することができる。さらに、本発明の干渉監視装置においては、前記移動状態取得部、前記運動状態取得部、前記障害物検出部及び前記干渉予測部は、それぞれの処理を逐次実行するように構成されているので、移動体の移動状態の検出情報、作業機の運動状態の検出情報及び障害物の検出情報が逐次更新され、その更新された検出情報を用いて、干渉の発生の予測が行われる。この場合、前記経路上の複数のサンプリング位置での建設機械の存在領域を推定し、該存在領域を用いて干渉の発生の予測を行うことが逐次実行される。このため、建設機械の周囲の障害物の状況変化、又は、建設機械の動作状態の変化を随時反映させながら、干渉の発生を予測できる。ひいては、干渉の発生の予測についての信頼性が高まり、さらに的確に障害物への干渉を監視することができるようになる。 Therefore, according to the interference monitoring device of the present invention, it is possible to accurately monitor interference with obstacles even when applied to a construction machine that performs various operations in various work spaces . Further, in the interference monitoring device of the present invention, the moving state acquisition unit, the motion state acquisition unit, the obstacle detection unit, and the interference prediction unit are configured to sequentially execute their respective processes. The detection information of the moving state of the moving body, the detection information of the moving state of the working machine, and the detection information of the obstacle are sequentially updated, and the occurrence of interference is predicted by using the updated detection information. In this case, the existing regions of the construction machine at a plurality of sampling positions on the path are estimated, and the occurrence of interference is predicted using the existing regions, which are sequentially executed. Therefore, it is possible to predict the occurrence of interference while reflecting changes in the situation of obstacles around the construction machine or changes in the operating state of the construction machine at any time. As a result, the reliability of the prediction of the occurrence of interference is increased, and the interference with obstacles can be monitored more accurately.
また、本発明の干渉監視装置においては、前記干渉予測部は、前記移動体の進行方向における前記建設機械の最前端及び最後端で該進行方向に直交する2つの平面のうち少なくとも最前端側の平面と、前記建設機械の高さ方向における最上端で該高さ方向に直交する平面と、前記移動体の幅方向における前記建設機械の両端で該幅方向に直交する平面とで囲まれた領域を前記存在領域として推定するように構成されていることが好ましい。 Further, in the interference monitoring device of the present invention, the interference prediction unit is at least on the front end side of two planes orthogonal to the traveling direction at the front end and the rearmost end of the construction machine in the traveling direction of the moving body. A region surrounded by a plane, a plane orthogonal to the height direction at the uppermost end in the height direction of the construction machine, and a plane orthogonal to the width direction at both ends of the construction machine in the width direction of the moving body. Is preferably configured to be estimated as the existing region.
ここで、移動体の進行方向における建設機械の「最前端」は、移動体の進行方向前方側(移動体が移動する向きに向かう側)の先端を意味し、移動体の進行方向における建設機械の「最後端」は、移動体の進行方向後方側(移動体が移動する向きと逆側)の先端を意味する。また、「幅方向」は、建設機械の進行方向及び高さ方向に直交する方向、又は、ほぼ直交する方向を指す。 Here, the "front end" of the construction machine in the traveling direction of the moving body means the tip of the front side in the traveling direction of the moving body (the side facing the direction in which the moving body moves), and the construction machine in the traveling direction of the moving body. The "last end" of the above means the tip of the moving body on the rear side in the traveling direction (the side opposite to the direction in which the moving body moves). Further, the "width direction" refers to a direction orthogonal to the traveling direction and the height direction of the construction machine, or a direction substantially orthogonal to the traveling direction and the height direction.
このように、干渉予測部で認識する存在領域の形状を、建設機械の実際の形状そのもののような複雑な形状ではなく、上記のように規定した直方体のような単純な形状とすることにより、存在領域を推定する処理及び干渉の発生を予測する処理の演算負荷を軽減することができるとともに、干渉の発生の予測を簡易な処理で実現することができるようになる。 In this way, the shape of the existence region recognized by the interference prediction unit is not a complicated shape like the actual shape of the construction machine itself, but a simple shape like a rectangular parallelepiped defined as described above. The computational load of the process of estimating the existing region and the process of predicting the occurrence of interference can be reduced, and the prediction of the occurrence of interference can be realized by a simple process.
また、本発明の干渉監視装置においては、前記干渉予測部は、前記存在領域及び前記障害物の検出情報を用いて算出した、前記存在領域から該障害物までの距離に基づいて、該障害物と前記建設機械との干渉の発生を予測するように構成されていることが好ましい。 Further, in the interference monitoring device of the present invention, the interference prediction unit determines the obstacle based on the distance from the existing area to the obstacle calculated by using the detection information of the existing area and the obstacle. It is preferable that it is configured to predict the occurrence of interference with the construction machine.
このように、障害物の検出情報を用いて算出した存在領域から障害物までの距離を用いて干渉の発生を予測することにより、干渉の発生の予測の信頼性を高めることができるようになる。 In this way, by predicting the occurrence of interference using the distance from the existing area calculated using the obstacle detection information to the obstacle, it becomes possible to improve the reliability of the prediction of the occurrence of interference. ..
また、本発明の干渉監視装置においては、前記干渉予測部によって干渉の発生が予測された場合に、前記障害物と前記建設機械との干渉の可能性が高まる方向への前記作業機の運動、前記移動体の移動又は前記基体の旋回を制限する動作制限部を備えていることが好ましい。 Further, in the interference monitoring device of the present invention, when the occurrence of interference is predicted by the interference prediction unit, the movement of the working machine in a direction in which the possibility of interference between the obstacle and the construction machine increases. It is preferable to have an operation limiting unit that limits the movement of the moving body or the rotation of the substrate.
このように、干渉予測部が予測した結果に基づいて、作業機の運動、移動体の移動又は基体の旋回といった動作を制限することにより、運転者が干渉の可能性を認識していない場合、又は、運転者が非熟練者である場合であっても、干渉を防止しやすくなる。 In this way, when the driver is not aware of the possibility of interference by limiting movements such as movement of the work machine, movement of the moving body, or rotation of the substrate based on the result predicted by the interference prediction unit. Alternatively, even if the driver is an unskilled person, it becomes easy to prevent interference.
ここで、動作制限部による「制限」は、その動作の停止、その動作の速度の低減等、その動作そのものの制限の他、その動作を行うための操作(例えば、動作を指示するためのレバー操作)の制限であってもよい。 Here, the "restriction" by the operation limiting unit is not only the limitation of the operation itself such as stopping the operation and reducing the speed of the operation, but also the operation for performing the operation (for example, the lever for instructing the operation). Operation) may be a limitation.
また、本発明の干渉監視装置においては、前記動作制限部を備えている場合には、前記動作制限部は、前記障害物と前記存在領域とが接近する方向を前記干渉の可能性が高まる方向として認識するように構成されていることが好ましい。 Further, in the interference monitoring device of the present invention, when the operation limiting unit is provided, the operation limiting unit increases the possibility of the interference in the direction in which the obstacle and the existing area approach each other. It is preferable that it is configured to be recognized as.
このように、動作の制限の基準となる「干渉の可能性が高まる方向」として障害物と存在領域とが接近する方向を用いることにより、動作の制限による干渉の防止を的確に行うことができるようになる。 In this way, by using the direction in which the obstacle and the existing area approach each other as the "direction in which the possibility of interference increases", which is the standard for limiting the movement, it is possible to accurately prevent the interference due to the limitation of the movement. Will be.
また、本発明の干渉監視装置としては、前記干渉予測部によって干渉の発生が予測された場合に、前記建設機械の運転者に報知を行う報知部を備えていることが好ましい。 Further, it is preferable that the interference monitoring device of the present invention includes a notification unit that notifies the driver of the construction machine when the occurrence of interference is predicted by the interference prediction unit.
このように、干渉予測部が予測した結果に基づいて報知を行うようにすることにより、容易に運転者が干渉の可能性を認識できるようになる。そのため、運転者は、的確に干渉を防止する処置を行うことができるようになる。 In this way, by making the notification based on the result predicted by the interference prediction unit, the driver can easily recognize the possibility of interference. Therefore, the driver can take appropriate measures to prevent interference.
ここで、報知部による「報知」は、ブザー等の音声による報知の他、警告灯等による報知等、運転者が五感を通じて干渉の可能性を認識できるものであればどのようなものであってもよい。 Here, the "notification" by the notification unit is any kind as long as the driver can recognize the possibility of interference through the five senses, such as notification by voice such as a buzzer or notification by a warning light or the like. May be good.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。まず、図1〜図3を参照して、建設機械である油圧ショベルSの概略構成について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the schematic configuration of the hydraulic excavator S, which is a construction machine, will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図1及び図2に示すように、油圧ショベルSは、下部走行体1(移動体)と、下部走行体1に搭載されている上部旋回体2(基体)と、上部旋回体2に対して可動である作業機3と、上部旋回体2を下部走行体1に対して旋回可能に支持する旋回機構4とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the hydraulic excavator S refers to the lower traveling body 1 (moving body), the upper swinging body 2 (base) mounted on the lower traveling body 1, and the upper swinging body 2. It includes a
下部走行体1は、ロアフレーム1aと、ロアフレーム1aの両側に設けられた一対のクローラ1bとを備えている。クローラ1bは、油圧アクチュエータである走行用油圧モータ(左走行用油圧モータML及び右走行用油圧モータMR(図3参照))によって駆動される。
The lower traveling body 1 includes a lower frame 1a and a pair of
なお、移動体は、ロアフレームとクローラとによって構成された走行体に限定されるものではなく、基体及び作業機を搭載可能であり、移動可能なものであればよい。例えば、移動体は、車輪で移動する移動体、又は、脚式の移動体であってもよい。また、建設機械が水上で使用されるものである場合には、移動体は、台船等であってもよい。 The moving body is not limited to a traveling body composed of a lower frame and a crawler, and may be a movable body that can mount a substrate and a working machine. For example, the moving body may be a moving body that moves on wheels or a leg-type moving body. Further, when the construction machine is used on the water, the moving body may be a pontoon or the like.
上部旋回体2のキャブ2bには、図1及び図2では図示省略されているが、ブザー、表示端末等からなる出力機器2b1(図4参照)と、運転者が作業機3の運動、上部旋回体2の旋回動作、及び下部走行体1の移動動作を操作するための各種レバー(不図示)とが備えられている。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the
上部旋回体2の機械室2cには、図1及び図2では図示省略されているが、下部走行体1のクローラ1b、作業機3、旋回機構4等のアクチュエータに油圧を供給する油圧回路HCが設置されている。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the
図3を参照して、油圧ショベルSの油圧回路HCの主要な構成を概略的に説明する。 With reference to FIG. 3, the main configuration of the hydraulic circuit HC of the hydraulic excavator S will be schematically described.
油圧回路HCには、油圧ショベルSのエンジン(不図示)により駆動される第1油圧ポンプP1及び第2油圧ポンプP2から、油圧が供給される。 Flood control is supplied to the hydraulic circuit HC from the first hydraulic pump P1 and the second hydraulic pump P2 driven by the engine (not shown) of the hydraulic excavator S.
第1油圧ポンプP1は、2つの吐出ポートを有している。その2つの吐出ポートのうちの1つである第1吐出ポートP1aは、走行直進弁V0を介して、左走行用方向切換弁V1、ブーム用方向切換弁V2及びバケット用方向切換弁V3に接続されている。また、その2つの吐出ポートのうちの1つである第2吐出ポートP1bは、走行直進弁V0を介して、右走行用方向切換弁V4及びアーム用方向切換弁V5に接続されている。 The first hydraulic pump P1 has two discharge ports. The first discharge port P1a, which is one of the two discharge ports, is connected to the left travel direction switching valve V1, the boom direction switching valve V2, and the bucket direction switching valve V3 via the traveling straight-ahead valve V0. Has been done. Further, the second discharge port P1b, which is one of the two discharge ports, is connected to the right traveling direction switching valve V4 and the arm direction switching valve V5 via the traveling straight-ahead valve V0.
方向切換弁である左走行用方向切換弁V1、ブーム用方向切換弁V2、バケット用方向切換弁V3、右走行用方向切換弁V4及びアーム用方向切換弁V5は、それぞれ油圧アクチュエータである、左走行用油圧モータML、ブームシリンダ3d、バケットシリンダ3f、右走行用油圧モータMR、アームシリンダ3eに接続されている。これらの各油圧アクチュエータのそれぞれは、各々に対応する方向切換弁を介して、油圧ポンプP1から圧油が供給されるようになっている。
The left traveling directional switching valve V1, the boom directional switching valve V2, the bucket directional switching valve V3, the right traveling directional switching valve V4, and the arm directional switching valve V5 are hydraulic actuators, respectively. It is connected to the traveling hydraulic motor ML, the
なお、走行直進弁V0は、油圧ショベルSの直進走行時に左走行用油圧モータML及び右走行用油圧モータMRに供給される圧油の流量を均等にするためのものである。 The traveling straight valve V0 is for equalizing the flow rates of the pressure oil supplied to the left traveling hydraulic motor ML and the right traveling hydraulic motor MR when the hydraulic excavator S travels straight.
第2油圧ポンプP2は、1つの吐出ポートを有している。その吐出ポートである第3吐出ポートP2aは、旋回用方向切換弁V6に接続されている。 The second hydraulic pump P2 has one discharge port. The third discharge port P2a, which is the discharge port, is connected to the turning direction switching valve V6.
方向切換弁である旋回用方向切換弁V6は、油圧アクチュエータである旋回用油圧モータMTに接続されている。旋回用油圧モータMTは、旋回用方向切換弁V6介して、油圧ポンプP2から圧油が供給されるようになっている。 The turning direction switching valve V6, which is a direction switching valve, is connected to the turning hydraulic motor MT, which is a hydraulic actuator. In the swivel hydraulic motor MT, pressure oil is supplied from the hydraulic pump P2 via the swivel direction switching valve V6.
各方向切換弁は、それぞれに対応する油圧アクチュエータの動作方向及び動作速度を制御するためのスプール弁であり、パイロット操作器(不図示)から与えられるパイロット圧により作動するようになっている。 Each direction switching valve is a spool valve for controlling the operating direction and operating speed of the corresponding hydraulic actuator, and is operated by a pilot pressure given from a pilot operator (not shown).
なお、図3を用いて説明した油圧回路HCは一例であり、油圧回路は、上記と異なる構成のものでもよい。 The hydraulic circuit HC described with reference to FIG. 3 is an example, and the hydraulic circuit may have a configuration different from the above.
図1及び図2に戻って、作業機3は、上部旋回体2に回動自在に連結されているブーム3aと、ブーム3aに回動自在に連結されているアーム3bと、アーム3bに回動自在に連結されているバケット3cとを有している。
Returning to FIGS. 1 and 2, the working
また、作業機3は、上部旋回体2及びブーム3aに両端が取り付けられ、ブーム3aを動作させるブームシリンダ3dと、ブーム3a及びアーム3bに両端が取り付けられ、アーム3bを動作させるアームシリンダ3eと、アーム3b及びバケット3cに両端が取り付けられ、バケット3cを動作させるバケットシリンダ3fとを有している。
Further, the working
ブーム3aは、上部旋回体2に第1支軸3gで回動可能に連結されており、その第1支軸3gを支点として、ブームシリンダ3dの伸縮動作によって回動する。アーム3bは、ブーム3aに第2支軸3hで回動可能に連結されており、その第2支軸3hを支点として、アームシリンダ3eの伸縮動作によって回動する。バケット3cは、アーム3bに第3支軸3iで回動可能に連結されており、その第3支軸3iを支点として、バケットシリンダ3fの伸縮動作によって回動する。
The boom 3a is rotatably connected to the upper swing body 2 by a
旋回機構4は、下部走行体1のロアフレーム1aと上部旋回体2のアッパーフレーム2aとの間に配置されている。旋回機構4は、旋回軸線aを軸線として、ロアフレーム1aに対してアッパーフレーム2aをヨー方向に旋回可能に連結している。
The
図4を参照して、油圧ショベルSには、さらに、各種センサと、制御装置Cとが搭載されている。 With reference to FIG. 4, the hydraulic excavator S is further equipped with various sensors and a control device C.
センサには、油圧ショベルSの周囲の障害物(外界物体)を検出するための障害物センサS1と、下部走行体1の移動状態を示す情報として、下部走行体1のヨー方向の角速度及び移動速度をそれぞれ検出するための角速度検出用センサS2及び移動速度検出用センサS3と、作業機3の姿勢状態を検出するための作業機状態検出用センサS4と、上部旋回体2の旋回状態を検出するための旋回体状態検出用センサS5とが含まれる。
The sensors include an obstacle sensor S1 for detecting an obstacle (external object) around the hydraulic excavator S, and the angular velocity and movement of the lower traveling body 1 in the yaw direction as information indicating the moving state of the lower traveling body 1. The angular speed detection sensor S2 and the moving speed detection sensor S3 for detecting the speed, the work machine state detection sensor S4 for detecting the posture state of the
障害物センサS1は、本実施形態では、例えば、図1に示すように、キャブ2b及び機械室2cの上部に取り付けられた複数の赤外線カメラ2dにより構成される。
In the present embodiment, the obstacle sensor S1 is composed of, for example, a plurality of
複数の赤外線カメラ2dは、それぞれ、油圧ショベルSの周囲(具体的には、前方、側方及び後方)の環境を距離画像として撮影するカメラである。
Each of the plurality of
本実施形態では、複数の赤外線カメラ2dには、キャブ2bの上部に設置され、油圧ショベルSの前方の距離画像を撮影する第1カメラ2d1と、機械室2cの上部に設置され、油圧ショベルSの側方の距離画像を撮影する左右一対の第2カメラ2d2と、機械室2cの上部に設置され、油圧ショベルSの後方の距離画像を撮影する第3カメラ2d3とが含まれている。
In the present embodiment, the plurality of
なお、油圧ショベルSは、前方用に1つ、側方用に2つ、後方用に1つの計4つの赤外線カメラ2dを備えているが、赤外線カメラ2dの設置数は、カメラの可動範囲、画角等に応じて適宜変更してもよい。また、赤外線カメラ2dの搭載場所は、上記と異なっていてもよい。
The hydraulic excavator S is equipped with a total of four
また、障害物センサS1は赤外線カメラ2d以外のセンサであってもよい。例えば、赤外線カメラに代わり、レーザレンジファインダ、可視光の撮影を行うステレオカメラ等を障害物センサS1として使用することもできる。
Further, the obstacle sensor S1 may be a sensor other than the
角速度検出用センサS2は、例えば下部走行体1に搭載されるジャイロセンサ等により構成される。 The angular velocity detection sensor S2 is composed of, for example, a gyro sensor mounted on the lower traveling body 1.
移動速度検出用センサS3としては、本実施形態では、例えば下部走行体1の移動操作を行うためのレバーの操作量を検出するレバー操作量検出器が用いられる。 As the movement speed detection sensor S3, in the present embodiment, for example, a lever operation amount detector that detects the operation amount of the lever for performing the movement operation of the lower traveling body 1 is used.
ここで、下部走行体1の移動速度は、下部走行体1の移動操作用のレバーの操作量に応じて調整されるので、上記レバー操作量検出器を、移動速度検出用センサS3として利用できる。ただし、レバー操作量検出器の代わりに、例えば、クローラ1bの回転速度を検出するセンサ等、下部走行体1の実際の移動速度に応じた検出信号を出力するセンサを移動速度検出用センサS3として用いてもよい。
Here, since the moving speed of the lower traveling body 1 is adjusted according to the operating amount of the lever for moving the lower traveling body 1, the lever operating amount detector can be used as the moving speed detection sensor S3. .. However, instead of the lever operation amount detector, a sensor that outputs a detection signal according to the actual moving speed of the lower traveling body 1, such as a sensor that detects the rotation speed of the
作業機状態検出用センサS4は、本実施形態では、ブーム3a、アーム3b及びバケット3cのそれぞれの回動角度θ1,θ2,θ3を検出する角度センサにより構成される。その角度センサは、例えばポテンショメータ、レゾルバ、ロータリーエンコーダ等により構成され得る。
In the present embodiment, the work equipment state detection sensor S4 is composed of an angle sensor that detects the rotation angles θ1, θ2, and θ3 of the boom 3a, the
なお、作業機状態検出用センサS4は、作業機3の姿勢状態を検出できるものであればよい。作業機状態検出用センサS4として、例えば、ブームシリンダ3d,アームシリンダ3e,バケットシリンダ3fのそれぞれのストローク長を検出する変位センサを用いることもできる。
The working machine state detection sensor S4 may be any as long as it can detect the posture state of the working
旋回体状態検出用センサS5は、本実施形態では、例えば下部走行体1に対する上部旋回体2の旋回角度φ(具体的には、ロアフレーム1aに対するアッパーフレーム2aの旋回角度)を検出する角度センサにより構成される。その角度センサは、例えばレゾルバ、ポテンショメータ、ロータリーエンコーダ等により構成され得る。
In the present embodiment, the swivel body state detection sensor S5 is an angle sensor that detects, for example, the swivel angle φ of the upper swivel body 2 with respect to the lower traveling body 1 (specifically, the swivel angle of the
なお、旋回体状態検出用センサS5は、上部旋回体2(基体)の旋回状態を検出できるものであれば、角度センサ以外のセンサを使用し得る。 As the swivel body state detection sensor S5, a sensor other than the angle sensor can be used as long as it can detect the swivel state of the upper swivel body 2 (base).
制御装置Cは、干渉監視装置としての機能を含む制御装置である。この制御装置Cは、CPU、RAM、ROM、インターフェース回路等を含む1つ又は複数の電子回路ユニットにより構成される。 The control device C is a control device including a function as an interference monitoring device. The control device C is composed of one or a plurality of electronic circuit units including a CPU, RAM, ROM, an interface circuit, and the like.
この制御装置Cは、実装されたハードウェア構成又はプログラムにより実現される機能として、図4に示すように、油圧ショベルSの周囲に存在する障害物の検出情報を取得する障害物検出部C1と、油圧ショベルSの移動状態の検出情報を取得する移動状態取得部C2と、油圧ショベルSの運動状態の検出情報を取得する運動状態取得部C3と、障害物と油圧ショベルSとの干渉の発生を予測する干渉予測部C4と、油圧ショベルSの運転者に報知を行う報知部C5と、作業機3の運動又は下部走行体1の移動を制限する動作制限部C6とを備えている。これらの各機能部の処理は逐次実行される。
As shown in FIG. 4, the control device C has an obstacle detection unit C1 that acquires detection information of obstacles existing around the hydraulic excavator S as a function realized by the mounted hardware configuration or program. , The movement state acquisition unit C2 that acquires the detection information of the movement state of the hydraulic excavator S, the movement state acquisition unit C3 that acquires the detection information of the movement state of the hydraulic excavator S, and the occurrence of interference between the obstacle and the hydraulic excavator S. It is provided with an interference prediction unit C4 for predicting the above, a notification unit C5 for notifying the driver of the hydraulic excavator S, and an operation restriction unit C6 for restricting the movement of the
障害物検出部C1には、障害物センサS1によって撮影した距離画像を示す画像データが入力される。そして、障害物検出部C1は、入力された画像データにより示される距離画像を、障害物の検出情報として取得する。 Image data indicating a distance image taken by the obstacle sensor S1 is input to the obstacle detection unit C1. Then, the obstacle detection unit C1 acquires the distance image indicated by the input image data as the obstacle detection information.
ここで、「障害物の検出情報」は、油圧ショベルSとその周囲に存在する障害物との相対的な位置関係を特定し得るような情報をいう。上記距離画像は、障害物センサS1の撮影領域に存在する障害物(外界物体)の各部までの距離を示す画像であるので、該距離画像を、障害物の検出情報として利用できる。 Here, "obstacle detection information" refers to information that can identify the relative positional relationship between the hydraulic excavator S and obstacles existing around the hydraulic excavator S. Since the distance image is an image showing the distance to each part of the obstacle (external object) existing in the photographing region of the obstacle sensor S1, the distance image can be used as the detection information of the obstacle.
移動状態取得部C2には、角速度検出用センサS2の検出信号と、移動速度検出用センサS3の検出信号とが入力される。そして、移動状態取得部C2は、角速度検出用センサS2の検出信号により示される下部走行体1のヨー方向の角速度(検出値)と、移動速度検出用センサS3の検出信号により示される下部走行体1の移動速度(指令値)とを、下部走行体1の移動状態の検出情報として取得する。 The detection signal of the angular velocity detection sensor S2 and the detection signal of the moving speed detection sensor S3 are input to the moving state acquisition unit C2. Then, the moving state acquisition unit C2 receives the angular velocity (detection value) in the yaw direction of the lower traveling body 1 indicated by the detection signal of the angular velocity detection sensor S2 and the lower traveling body indicated by the detection signal of the moving speed detection sensor S3. The moving speed (command value) of 1 is acquired as detection information of the moving state of the lower traveling body 1.
運動状態取得部C3には、作業機状態検出用センサS4の検出信号及び旋回体状態検出用センサS5の検出信号が入力される。そして、運動状態取得部C3は、作業機状態検出用センサS4の検出信号により示される回動角度θ1,θ2,θ3(図1参照)の検出値を作業機3の姿勢状態の検出情報として取得すると共に、旋回体状態検出用センサS5の検出信号により示される旋回角度φ(図2参照)の検出値を上部旋回体2の旋回状態の検出情報として取得する。
The detection signal of the work equipment state detection sensor S4 and the detection signal of the swivel body state detection sensor S5 are input to the motion state acquisition unit C3. Then, the motion state acquisition unit C3 acquires the detection values of the rotation angles θ1, θ2, and θ3 (see FIG. 1) indicated by the detection signal of the work machine state detection sensor S4 as the detection information of the posture state of the
干渉予測部C4は、油圧ショベルSの現在時刻以降の経路を算出する経路算出部C41と、油圧ショベルSの存在領域を推定する存在領域推定部C42とを有している。 The interference prediction unit C4 has a route calculation unit C41 that calculates a route after the current time of the hydraulic excavator S, and an existence region estimation unit C42 that estimates the existence region of the hydraulic excavator S.
ここで、「存在領域」は、本実施形態においては、その内部に油圧ショベルSが存在する領域であり、当該領域に障害物が存在する場合には、その障害物と油圧ショベルSとの干渉が生じ得る領域を指す。 Here, the "existing area" is, in the present embodiment, an area in which the hydraulic excavator S exists, and when an obstacle exists in the area, the obstacle interferes with the hydraulic excavator S. Refers to the area where
経路算出部C41は、移動状態取得部C2が取得した検出情報(下部走行体1の角速度(検出値)及び移動速度(指令値))を用いて、油圧ショベルSの現在時刻以降の経路を算出する。 The route calculation unit C41 calculates the route after the current time of the hydraulic excavator S using the detection information (angular velocity (detection value) and movement speed (command value) of the lower traveling body 1) acquired by the movement state acquisition unit C2. To do.
具体的には、本実施形態では、経路算出部C41は、取得された検出情報に基づいて認識された下部走行体1の現在の移動状態が継続したと仮定した場合に、油圧ショベルSが現在時刻以降に走行すると予測される経路を算出して認識する。 Specifically, in the present embodiment, the route calculation unit C41 assumes that the current moving state of the lower traveling body 1 recognized based on the acquired detection information continues, and the hydraulic excavator S is currently Calculate and recognize the route that is expected to travel after the time.
ここで、図5に示すように、経路上における油圧ショベルSの進行方向は、油圧ショベルSが位置している位置における経路に対する接線方向である。後述する存在領域においては、この接線方向が前後方向に該当する。 Here, as shown in FIG. 5, the traveling direction of the hydraulic excavator S on the path is a tangential direction with respect to the path at the position where the hydraulic excavator S is located. In the existence region described later, this tangential direction corresponds to the front-back direction.
存在領域推定部C42は、本実施形態では、油圧ショベルSの現在の運動状態(すなわち、作業機3の現在の姿勢状態(回動角度θ1,θ2,θ3)及び上部旋回体2の現在の旋回状態(旋回角度φ))が現在時刻以降も継続すると仮定して、下部走行体1の経路上の各位置における油圧ショベルSの存在領域を推定する。 In the present embodiment, the existing region estimation unit C42 determines the current motion state of the hydraulic excavator S (that is, the current posture state of the work machine 3 (rotation angles θ1, θ2, θ3) and the current rotation of the upper swivel body 2). Assuming that the state (turning angle φ)) continues after the current time, the existing region of the hydraulic excavator S at each position on the path of the lower traveling body 1 is estimated.
この場合、下部走行体1の経路上の各位置における油圧ショベルSの存在領域(油圧ショベルSの作業空間内での存在領域)は、油圧ショベル上体の現在状態における下部走行体1に対する相対的な存在領域と、経路上の位置及びその位置での下部走行体1の進行方向(経路の接線方向)とに応じて一義的に規定される。 In this case, the existing region of the hydraulic excavator S at each position on the path of the lower traveling body 1 (the existing region of the hydraulic excavator S in the work space) is relative to the lower traveling body 1 in the current state of the upper body of the hydraulic excavator. It is uniquely defined according to the existing region, the position on the route, and the traveling direction (tangential direction of the route) of the lower traveling body 1 at that position.
そこで、本実施形態では、存在領域推定部C42は、油圧ショベルSの現在状態における上部旋回体2及び作業機3の全体の突出量(下部走行体1から見た突出量)を認識する突出量認識部C421を有している。以降、説明の便宜上、上部旋回体2及び作業機3の全体(油圧ショベルSの下部走行体1を除いた部分の全体)を油圧ショベル上体という。
Therefore, in the present embodiment, the existence region estimation unit C42 recognizes the total protrusion amount (protrusion amount as seen from the lower traveling body 1) of the upper swing body 2 and the working
突出量認識部C421は、上部旋回体2及び作業機3に係る既知の寸法、並びに、運動状態取得部C3が取得した現在の回動角度θ1,θ2,θ3(図1参照)、及び、現在の旋回角度φ(図2参照)を用いて、突出量を算出する。
The protrusion amount recognition unit C421 has known dimensions related to the upper swing body 2 and the working
ここで、図1に示すように、突出量L1は、下部走行体1に対して固定された点(下部走行体1に対する相対位置があらかじめ設計的に設定された点)である基準点RPから、油圧ショベル上体の最前端までの距離であり、突出量L2は、基準点RPから油圧ショベル上体の最上端までの距離であり、突出量L3は、基準点RPから油圧ショベルSの最後端までの距離である。 Here, as shown in FIG. 1, the protrusion amount L1 is from the reference point RP, which is a point fixed with respect to the lower traveling body 1 (a point in which the relative position with respect to the lower traveling body 1 is set in advance by design). , The distance from the front end of the upper body of the hydraulic excavator, the protrusion amount L2 is the distance from the reference point RP to the uppermost end of the upper body of the hydraulic excavator, and the protrusion amount L3 is the distance from the reference point RP to the end of the hydraulic excavator S. The distance to the edge.
ここで、移動体の進行方向における建設機械の「最前端」は、移動体の進行方向前方側(移動体が移動する向きに向かう側)の先端を意味し、移動体の進行方向における建設機械の「最後端」は、移動体の進行方向後方側(移動体が移動する向きと逆側)の先端を意味する。 Here, the "front end" of the construction machine in the traveling direction of the moving body means the tip of the front side in the traveling direction of the moving body (the side facing the direction in which the moving body moves), and the construction machine in the traveling direction of the moving body. The "last end" of the above means the tip of the moving body on the rear side in the traveling direction (the side opposite to the direction in which the moving body moves).
なお、油圧ショベル上体の最前端は、より詳しくは、下部走行体1の進行方向前方側の先端であり、油圧ショベル上体の最後端は、より詳しくは、下部走行体1の進行方向後方側の先端である。また、油圧ショベルSでは、下部走行体1の進行方向は、クローラ1bの前後方向である。
The front end of the upper body of the hydraulic excavator is more specifically the tip on the front side in the traveling direction of the lower traveling body 1, and the rearmost end of the upper body of the hydraulic excavator is more specifically rearward in the traveling direction of the lower traveling body 1. The tip of the side. Further, in the hydraulic excavator S, the traveling direction of the lower traveling body 1 is the front-rear direction of the
また、図2に示すように、突出量L4は、基準点RPから油圧ショベル上体の幅方向右側の最遠端までの距離であり、突出量L5は、基準点RPから油圧ショベル上体の幅方向左側の最遠端までの距離である。 Further, as shown in FIG. 2, the protrusion amount L4 is the distance from the reference point RP to the farthest end on the right side in the width direction of the hydraulic excavator upper body, and the protrusion amount L5 is from the reference point RP to the hydraulic excavator upper body. The distance to the farthest end on the left side in the width direction.
ここで「幅方向」は、下部走行体1の進行方向及び高さ方向に直交する方向、又は、ほぼ直交する方向を指す。 Here, the "width direction" refers to a direction orthogonal to the traveling direction and the height direction of the lower traveling body 1, or a direction substantially orthogonal to the traveling direction.
突出量L1は、下部走行体1の進行方向前方側に作業機3が突出している場合には、作業機3の各構成部材(ブーム3a、アーム3b及びバケット3c)の既知の寸法と、現在の回動角度θ1,θ2,θ3と、現在の旋回角度φとに基づいて算出される。また、上部旋回体2が突出している場合(例えば、下部走行体1の後退時等)には、上部旋回体2の既知の寸法と、現在の旋回角度φとに基づいて算出される。
The protrusion amount L1 is the known dimensions of each component (boom 3a,
突出量L2は、作業機3の各構成部材の既知の寸法と、現在の回動角度θ1,θ2,θ3と、上部旋回体2の既知の高さとに基づいて算出される。具体的には、現在の回動角度θ1,θ2,θ3から作業機3の最上端の高さを算出した後、その作業機3の高さと上部旋回体2の高さとを比較し、高い方を突出量L2とする。
The protrusion amount L2 is calculated based on the known dimensions of each component of the working
突出量L3は、下部走行体1の進行方向後方側に上部旋回体2が突出している場合には、上部旋回体2の既知の寸法と、現在の旋回角度φとに基づいて算出される。また、作業機3が突出している場合(例えば、下部走行体1の後退時等)には、作業機3の各構成部材(ブーム3a、アーム3b及びバケット3c)の既知の寸法と、現在の回動角度θ1,θ2,θ3と、現在の旋回角度φとに基づいて算出される。
The protrusion amount L3 is calculated based on the known dimensions of the upper swivel body 2 and the current swivel angle φ when the upper swivel body 2 protrudes to the rear side in the traveling direction of the lower traveling body 1. Further, when the working
突出量L4は、下部走行体1の幅方向右側に作業機3が突出している場合には、作業機3の各構成部材の既知の寸法と、現在の回動角度θ1,θ2,θ3と、現在の旋回角度φとに基づいて算出される。また、上部旋回体2が突出している場合には、上部旋回体2の既知の寸法と、現在の旋回角度φとに基づいて算出される。
When the
突出量L5は、下部走行体1の幅方向左側に作業機3が突出している場合には、作業機3の各構成部材の既知の寸法と、現在の回動角度θ1,θ2,θ3と、現在の旋回角度φに基づいて算出される。また、上部旋回体2が突出している場合には、上部旋回体2の既知の寸法と、現在の旋回角度φに基づいて算出される。
When the
存在領域推定部C42は、下部走行体1の既知の寸法と算出された油圧ショベル上体の突出量とを比較し、その比較結果に基づいて、下部走行体1の進行方向における油圧ショベルSの最前端及び最後端でその進行方向に直交する2つの平面と、油圧ショベルSの高さ方向における最上端でその高さ方向に直交する平面と、下部走行体1の幅方向における油圧ショベルSの両端でその幅方向に直交する平面とで囲まれた直方体の領域(下部走行体1に対して固定された領域)を、経路算出部C41が算出する経路上の任意の位置での下部走行体1から見た相対的な存在領域として推定する。 The existing region estimation unit C42 compares the known dimensions of the lower traveling body 1 with the calculated protrusion amount of the upper body of the hydraulic excavator, and based on the comparison result, of the hydraulic excavator S in the traveling direction of the lower traveling body 1. Two planes orthogonal to the traveling direction at the foremost end and the rearmost end, a plane orthogonal to the height direction at the uppermost end in the height direction of the hydraulic excavator S, and a hydraulic excavator S in the width direction of the lower traveling body 1. A rectangular region (a region fixed to the lower traveling body 1) surrounded by a plane orthogonal to the width direction at both ends is a lower traveling body at an arbitrary position on the route calculated by the route calculation unit C41. It is estimated as a relative existence area seen from 1.
例えば、油圧ショベルSの現在状態が図1に示した状態であり、油圧ショベルSが前進している場合、存在領域の進行方向における最前端となる面を規定する際には、まず、基準点RPから進行方向前側における下部走行体1の最前端までの寸法と油圧ショベル上体の最前端までの寸法である突出量L1とを比較する。図1の姿勢では、突出量L1の方が下部走行体1の対応する寸法よりも大きいので、突出量L1の先端と直交する平面が、存在領域の最前端の面となる(図1参照)。 For example, when the current state of the hydraulic excavator S is the state shown in FIG. 1 and the hydraulic excavator S is advancing, when defining the frontmost surface in the traveling direction of the existing region, first, the reference point is defined. The dimension from the RP to the foremost end of the lower traveling body 1 on the front side in the traveling direction and the protrusion amount L1 which is the dimension to the foremost end of the upper body of the hydraulic excavator are compared. In the posture of FIG. 1, since the protrusion amount L1 is larger than the corresponding dimension of the lower traveling body 1, the plane orthogonal to the tip of the protrusion amount L1 is the frontmost surface of the existing region (see FIG. 1). ..
また、存在領域の最上端となる面を規定するに際には、基準点RPから下部走行体1の最上端までの寸法と油圧ショベル上体の最上端までの寸法である突出量L2とを比較する。図1の姿勢では、突出量L2の方が下部走行体1の対応する寸法よりも大きいので、突出量L2の先端と直交する面が、存在領域の最後端の面となる(図1参照)。 Further, when defining the surface to be the uppermost end of the existing region, the dimension from the reference point RP to the uppermost end of the lower traveling body 1 and the protrusion amount L2 which is the dimension to the uppermost end of the upper body of the hydraulic excavator are set. Compare. In the posture of FIG. 1, since the protrusion amount L2 is larger than the corresponding dimension of the lower traveling body 1, the surface orthogonal to the tip of the protrusion amount L2 is the rearmost surface of the existing region (see FIG. 1). ..
また、存在領域の進行方向における最後端となる面を規定するに際には、基準点RPから進行方向後側における下部走行体1の最後端までの寸法と油圧ショベル上体の最後端までの寸法である突出量L3とを比較する。図1の姿勢では、突出量L3の方が下部走行体1の対応する寸法よりも大きいので、突出量L3の先端と直交する面が、存在領域の最後端の面となる(図1参照)。 Further, when defining the surface to be the rearmost end in the traveling direction of the existing region, the dimensions from the reference point RP to the rearmost end of the lower traveling body 1 on the rear side in the traveling direction and the rearmost end of the upper body of the hydraulic excavator. Compare with the protrusion amount L3 which is a dimension. In the posture of FIG. 1, since the protrusion amount L3 is larger than the corresponding dimension of the lower traveling body 1, the surface orthogonal to the tip of the protrusion amount L3 is the rearmost surface of the existing region (see FIG. 1). ..
また、存在領域の幅方向右側の最遠端となる面を規定するに際には、基準点RPから進行方向後側における下部走行体1の幅方向右側の最遠端までの寸法と油圧ショベル上体の最遠端までの寸法である突出量L4とを比較する。図1の姿勢(すなわち、図2の姿勢)では、突出量L4の方が下部走行体1の対応する寸法よりも大きいので、突出量L4の先端と直交する面が、存在領域の幅方向右側の最遠端の面となる(図2参照)。 Further, when defining the surface to be the farthest end on the right side in the width direction of the existing region, the dimensions and the hydraulic excavator from the reference point RP to the farthest end on the right side in the width direction of the lower traveling body 1 on the rear side in the traveling direction. Compare with the protrusion amount L4, which is the dimension to the farthest end of the upper body. In the posture of FIG. 1 (that is, the posture of FIG. 2), the protrusion amount L4 is larger than the corresponding dimension of the lower traveling body 1, so that the plane orthogonal to the tip of the protrusion amount L4 is on the right side in the width direction of the existing region. It is the farthest surface of (see FIG. 2).
また、存在領域の幅方向左側の最遠端となる面を規定するに際には、基準点RPから進行方向後側における下部走行体1の幅方向左側の最遠端までの寸法と油圧ショベル上体の最遠端までの寸法である突出量L5とを比較する。図1の姿勢(すなわち、図2の姿勢)では、突出量L5の方が下部走行体1の対応する寸法よりも大きいので、突出量L5の先端と直交する面が、存在領域の幅方向左側の最遠端の面となる(図2参照)。 Further, when defining the surface to be the farthest end on the left side in the width direction of the existing region, the dimensions and the hydraulic excavator from the reference point RP to the farthest end on the left side in the width direction of the lower traveling body 1 on the rear side in the traveling direction. Compare with the protrusion amount L5, which is the dimension to the farthest end of the upper body. In the posture of FIG. 1 (that is, the posture of FIG. 2), the protrusion amount L5 is larger than the corresponding dimension of the lower traveling body 1, so that the plane orthogonal to the tip of the protrusion amount L5 is on the left side in the width direction of the existing region. It becomes the farthest surface of (see FIG. 2).
存在領域推定部C42は、上記の如く、油圧ショベルSの現在状態が継続すると仮定して、現在時刻以降における下部走行体1に対する相対的な存在領域(下部走行体1から見た油圧ショベルSの存在領域)を推定する。この場合、経路算出部C41が算出した将来の経路上の各位置での油圧ショベルSの存在領域(作業空間での存在領域)は、下部走行体1に対する相対的な存在領域を、経路上の各位置に移動させ、且つ、その位置での経路の接線方向に該存在領域の前後方向を一致させた領域として推定されることとなる。 As described above, the existing region estimation unit C42 assumes that the current state of the hydraulic excavator S continues, and the existing region relative to the lower traveling body 1 after the current time (the existing region of the hydraulic excavator S as seen from the lower traveling body 1). Existence area) is estimated. In this case, the existing region of the hydraulic excavator S (existing region in the work space) at each position on the future route calculated by the route calculation unit C41 is a region relative to the lower traveling body 1 on the route. It is estimated as a region that is moved to each position and the front-back direction of the existing region coincides with the tangential direction of the path at that position.
油圧ショベルSでは、存在領域推定部C42で認識する存在領域の形状を、油圧ショベルSの実際の形状そのもののような複雑な形状ではなく、上記のように規定した直方体のような単純な形状としている。これにより、下部走行体1の予測される経路上での存在領域を推定する処理及び干渉の発生を予測する処理の演算負荷を軽減することができるとともに、干渉の発生の予測を簡易な処理で実現することができるようになっている。 In the hydraulic excavator S, the shape of the existing region recognized by the existing region estimation unit C42 is not a complicated shape like the actual shape of the hydraulic excavator S itself, but a simple shape like a rectangular parallelepiped defined as described above. There is. As a result, it is possible to reduce the computational load of the process of estimating the existence region of the lower traveling body 1 on the predicted route and the process of predicting the occurrence of interference, and the prediction of the occurrence of interference can be predicted by a simple process. It can be realized.
そして、干渉予測部C4は、下部走行体1の経路上の存在領域及び障害物の検出情報を用いて、存在領域から障害物までの距離を算出し、その算出した距離に基づいて、障害物と建設機械との干渉の発生を予測する。 Then, the interference prediction unit C4 calculates the distance from the existing area to the obstacle by using the detection information of the existing area and the obstacle on the path of the lower traveling body 1, and based on the calculated distance, the obstacle is found. Predict the occurrence of interference with construction machinery.
具体的には、干渉予測部C4は、まず、障害物の検出情報である距離画像に基づいて、経路算出部C41が算出した経路上の各位置(経路上の複数のサンプリング位置)における存在領域から障害物までの距離を算出する。次に、干渉予測部C4は、経路算出部C41が算出した経路上の各位置において、存在領域から障害物までの距離が所定の値以下になるか否かを判定して、干渉の発生を予測する。 Specifically, the interference prediction unit C4 first has an existing region at each position on the route (a plurality of sampling positions on the route) calculated by the route calculation unit C41 based on the distance image which is the detection information of the obstacle. Calculate the distance from to the obstacle. Next, the interference prediction unit C4 determines whether or not the distance from the existing region to the obstacle is equal to or less than a predetermined value at each position on the route calculated by the route calculation unit C41, and causes interference. Predict.
例えば、図6に示すように、油圧ショベルSの進行方向前方側に、油圧ショベルの存在領域ERと高さ方向で重なり得る位置に存在する障害物Oが検出されており、且つ、下部走行体1の経路上のある位置において、存在領域ERから障害物Oまでの距離が所定の距離D以下になる場合に、干渉が発生すると判定する。 For example, as shown in FIG. 6, an obstacle O existing at a position where the hydraulic excavator S exists at a position where it can overlap with the existing region ER of the hydraulic excavator in the height direction is detected on the front side in the traveling direction of the hydraulic excavator S, and the lower traveling body It is determined that interference occurs when the distance from the existing area ER to the obstacle O is equal to or less than the predetermined distance D at a certain position on the path 1.
報知部C5は、干渉予測部C4によって干渉の発生が予測された場合に、油圧ショベルSの運転者に報知を行う。 When the interference prediction unit C4 predicts the occurrence of interference, the notification unit C5 notifies the driver of the hydraulic excavator S.
具体的には、上部旋回体2のキャブ2bに設置された出力機器を介して、運転者に対する報知が行われる。具体的には、ブザー等の音声による報知の他、警告灯による報知が行われる。
Specifically, the driver is notified via the output device installed in the
このように、油圧ショベルSでは、干渉予測部C4が予測した結果に基づいて報知部C5が報知を行うので、容易に運転者が干渉の可能性を認識できる。そのため、運転者は、的確に干渉を防止する処置を行うことができる。 As described above, in the hydraulic excavator S, since the notification unit C5 notifies based on the result predicted by the interference prediction unit C4, the driver can easily recognize the possibility of interference. Therefore, the driver can take appropriate measures to prevent interference.
ここで、本発明の干渉監視装置における「報知」は、上記のようなブザー等の音声による報知及び警告灯等による報知に限定されるものではなく、運転者が五感を通じて干渉の可能性を認識できるものであればどのようなものであってもよい。 Here, the "notification" in the interference monitoring device of the present invention is not limited to the above-mentioned notification by voice such as a buzzer and notification by a warning light or the like, and the driver recognizes the possibility of interference through the five senses. Anything that can be done may be used.
動作制限部C6は、干渉予測部C4によって干渉の発生が予測された場合に、障害物と油圧ショベルSとの干渉の可能性が高まる方向への動作(本実施形態では、作業機3の運動及び下部走行体1の移動)を制限する。 When the interference prediction unit C4 predicts the occurrence of interference, the operation limiting unit C6 operates in a direction in which the possibility of interference between the obstacle and the hydraulic excavator S increases (in the present embodiment, the movement of the working machine 3). And the movement of the lower traveling body 1).
具体的には、動作制限部C6は、下部走行体1の速度を検出するための移動速度検出用センサS3からの検出信号、及び、作業機3を操作するためのレバー(不図示)からの信号を検出し、その信号が存障害物と存在領域とが接近する方向のものである場合には、その動作を停止させるように、作業機3又は下部走行体1に対応する油圧アクチュエータ(図3参照)に供給される油圧を制御する。
Specifically, the operation limiting unit C6 is from a detection signal from the moving speed detection sensor S3 for detecting the speed of the lower traveling body 1 and a lever (not shown) for operating the working
ここで、動作制限部C6による「制限」は、上記のような動作の停止といった制限の他、その動作の速度の低減等のその動作そのものの制限、又は、その動作を行うための操作(例えば、動作を指示するためのレバーの操作)の制限であってもよい。 Here, the "restriction" by the operation limiting unit C6 is not only the restriction such as stopping the operation as described above, but also the restriction of the operation itself such as reduction of the speed of the operation, or an operation for performing the operation (for example). , Operation of the lever to instruct the operation) may be restricted.
このように動作を制限することにより、油圧ショベルSでは、運転者が干渉の可能性を認識していない場合、又は、運転者が非熟練者である場合にも、干渉を防止できるようになっている。 By limiting the operation in this way, the hydraulic excavator S can prevent the interference even when the driver is not aware of the possibility of the interference or the driver is an unskilled person. ing.
なお、油圧ショベルSでは、動作制限部C6は、動作の制限による干渉の防止を的確に行うために、障害物と存在領域とが接近する方向を「干渉の可能性が高まる方向」として認識するように構成されている。 In the hydraulic excavator S, the operation limiting unit C6 recognizes the direction in which the obstacle and the existing area approach each other as "the direction in which the possibility of interference increases" in order to accurately prevent interference due to the operation restriction. It is configured as follows.
しかし、本発明の干渉監視装置における「干渉の可能性が高まる方向」は、そのような方向に限定されるものではない。例えば、経路の一定区間では干渉の可能性が低くなる方向であっても、経路の全体としては干渉の可能性が高くなる方向がある場合には、その方向を「干渉の可能性が高まる方向」として規定してもよい。 However, the "direction in which the possibility of interference increases" in the interference monitoring device of the present invention is not limited to such a direction. For example, even if there is a direction in which the possibility of interference is low in a certain section of the route, if there is a direction in which the possibility of interference is high as a whole of the route, that direction is set to "the direction in which the possibility of interference is high". May be specified as.
また、動作制限部C6による制限としては、作業機3の運動及び下部走行体1(移動体)の移動のいずれか一方を制限するようにしてもよい。また、油圧ショベルSは下部走行体1(移動体)に対して上部旋回体2(基体)が旋回可能に構成されているものであるので、障害物と油圧ショベルSとの干渉の可能性が高まる方向への上部旋回体2の旋回を制限するようにしてもよい。
Further, as the restriction by the operation limiting unit C6, either the movement of the
なお、油圧ショベルSでは、制御装置Cに報知部C5及び動作制限部C6を設けているが、本発明の干渉監視装置はそのような構成に限定されるものではなく、報知部C5及び動作制限部C6のいずれか一方又は両方を省略してもよい。 In the hydraulic excavator S, the control device C is provided with the notification unit C5 and the operation restriction unit C6, but the interference monitoring device of the present invention is not limited to such a configuration, and the notification unit C5 and the operation restriction are not limited to such a configuration. Either one or both of parts C6 may be omitted.
次に、図4、図5及び図7を参照して、干渉監視装置が油圧ショベルSと障害物との干渉を監視する際に行う干渉防止処理について説明する。図7は、制御装置Cが行う干渉防止処理を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIGS. 4, 5 and 7, the interference prevention process performed when the interference monitoring device monitors the interference between the hydraulic excavator S and the obstacle will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the interference prevention process performed by the control device C.
まず、障害物検出部C1は、障害物センサS1である赤外線カメラ2dによって撮影した障害物の検出情報としての距離画像を取得する(図7/STEP01)。
First, the obstacle detection unit C1 acquires a distance image as obstacle detection information taken by the
次に、移動状態取得部C2は、角速度検出用センサS2の検出信号により示される下部走行体1のヨー方向における角速度と、移動速度検出用センサS3の検出信号により示される下部走行体1の移動速度を取得し、周囲の障害物を検出する(図7/STEP02)。 Next, the moving state acquisition unit C2 receives the angular velocity of the lower traveling body 1 in the yaw direction indicated by the detection signal of the angular velocity detecting sensor S2 and the movement of the lower traveling body 1 indicated by the detection signal of the moving speed detecting sensor S3. The speed is acquired and surrounding obstacles are detected (Fig. 7 / STEP02).
次に、運動状態取得部C3は、作業機状態検出用センサS4の検出信号により示される回動角度θ1,θ2,θ3(図1参照)、及び、旋回体状態検出用センサS5の検出信号により示される旋回角度φ(図2参照)を取得する(図7/STEP03)。 Next, the motion state acquisition unit C3 is based on the rotation angles θ1, θ2, θ3 (see FIG. 1) indicated by the detection signal of the work equipment state detection sensor S4, and the detection signal of the swivel body state detection sensor S5. The indicated turning angle φ (see FIG. 2) is acquired (FIG. 7 / STEP03).
次に、干渉予測部C4の経路算出部C41は、移動状態取得部C2が取得した下部走行体1の角速度、及び、移動速度を用いて、油圧ショベルSの現在時刻以降の経路を算出する(図7/STEP04)。 Next, the route calculation unit C41 of the interference prediction unit C4 calculates the route after the current time of the hydraulic excavator S by using the angular velocity and the movement speed of the lower traveling body 1 acquired by the movement state acquisition unit C2 ( FIG. 7 / STEP04).
次に、干渉予測部C4の存在領域推定部C42は、油圧ショベル上体の突出量、下部走行体1の既知の寸法及び算出した経路を用いて、経路上の各位置(経路上の複数のサンプリング位置)における存在領域を推定する(図7/STEP05)。 Next, the existence region estimation unit C42 of the interference prediction unit C4 uses the protrusion amount of the upper body of the hydraulic excavator, the known dimensions of the lower traveling body 1, and the calculated path to each position on the path (a plurality of positions on the path). The existing region at the sampling position) is estimated (Fig. 7 / STEP05).
具体的には、まず、干渉予測部C4の存在領域推定部C42の突出量認識部C421が、上部旋回体2及び作業機3に係る既知の寸法、並びに、運動状態取得部C3が取得した回動角度θ1,θ2,θ3(図1参照)、及び、旋回角度φ(図2参照)を用いて、油圧ショベル上体の突出量L1〜L5を算出する。次に、干渉予測部C4の存在領域推定部C42が、下部走行体1の既知の寸法と算出された油圧ショベル上体の突出量とを比較し、その比較結果に基づいて、存在領域を推定する。
Specifically, first, the protrusion amount recognition unit C421 of the existence area estimation unit C42 of the interference prediction unit C4 has the known dimensions related to the upper swing body 2 and the
次に、干渉予測部C4は、経路上の各位置における存在領域から障害物までの距離を算出する(図7/STEP06)。 Next, the interference prediction unit C4 calculates the distance from the existing region to the obstacle at each position on the route (FIG. 7 / STEP06).
次に、干渉予測部C4は、油圧ショベルSの現在位置から所定の範囲内の位置、又は、所定の時間内に到達する位置において、算出した距離が所定の距離(例えば、図6で示した距離D)以下となる障害物が存在するか否かを判定する(図7/STEP07)。 Next, in the interference prediction unit C4, the calculated distance is a predetermined distance (for example, FIG. 6) at a position within a predetermined range from the current position of the hydraulic excavator S or a position where the hydraulic excavator S reaches within a predetermined time. It is determined whether or not there is an obstacle having a distance D) or less (FIG. 7 / STEP07).
障害物が存在する場合(STEP07でYESの場合)には、干渉の発生が予測されたことになるので、報知部C5は、運転者に報知を行う(図7/STEP08)。 When an obstacle exists (YES in STEP07), it means that the occurrence of interference is predicted, so the notification unit C5 notifies the driver (FIG. 7 / STEP08).
次に、動作制限部C6は、下部走行体1及び作業機3を動作させるための信号(例えば、移動速度検出用センサS3からの検出信号)を検出し、その信号に基づく指示が干渉の可能性が高まる方向のものであるか否かを判定する(図7/STEP09)。 Next, the operation limiting unit C6 detects a signal for operating the lower traveling body 1 and the working machine 3 (for example, a detection signal from the moving speed detection sensor S3), and an instruction based on the signal can interfere. It is determined whether or not the property is in the direction of increasing (FIG. 7 / STEP09).
指示が干渉の可能性が高まる方向のものである場合(STEP09でYESの場合)には、下部走行体1又は作業機3の動作を制限するように、作業機3又は下部走行体1に対応する油圧アクチュエータ(図3参照)に供給される油圧を制御する(図7/STEP10)。
When the instruction is in the direction in which the possibility of interference increases (YES in STEP09), it corresponds to the working
動作制限部C6による動作制限が行われた後、又は、障害物が存在しない場合(STEP07でNOの場合)若しくは指示が干渉の可能性が高まる方向のものでない場合(SYEP09でNOの場合)には、制御装置Cは今回の干渉防止処理を終了する。 After the operation is restricted by the operation limiting unit C6, or when there is no obstacle (NO in STEP07) or when the instruction is not in the direction to increase the possibility of interference (NO in SYSTEM09). The control device C ends the interference prevention process this time.
上記の干渉防止処理は、所定の時間の経過する度、又は、所定の距離を移動する度に、逐次実行される。そのため、油圧ショベルSの制御装置Cでは、下部走行体1の移動状態の検出情報、上部旋回体2の旋回状態及び作業機3の姿勢状態を含む運動状態の検出情報及び障害物の検出情報が逐次更新され、その更新された検出情報を用いて、干渉の発生の予測が行われる。
The above-mentioned interference prevention process is sequentially executed every time a predetermined time elapses or a predetermined distance is moved. Therefore, in the control device C of the hydraulic excavator S, the detection information of the moving state of the lower traveling body 1, the detecting information of the moving state including the turning state of the upper turning body 2 and the posture state of the working
このよう構成することにより、下部走行体1の移動状態の検出情報、上部旋回体2の旋回状態及び作業機3の姿勢状態を含む運動状態の検出情報及び障害物の検出情報が逐次更新され、その更新された検出情報を用いて、干渉の発生の予測が行われる。このため、油圧ショベルSの周囲の障害物の状況変化、又は、油圧ショベルSの動作状態の変化を随時反映させながら、干渉の発生を予測できる。
With this configuration, the detection information of the moving state of the lower traveling body 1, the detecting information of the moving state including the turning state of the upper turning body 2 and the posture state of the working
なお、干渉防止処理で行われる処理の全てについて逐次実行せずに、適宜必要な処理のみを行うようにしてもよい。例えば、経路や存在領域の認識(図7のSTEP02〜STEP05)は、上部旋回体2の旋回状態及び作業機3の姿勢状態を含む運動状態又は下部走行体1の移動状態の変更が行われた場合にのみに行うようにしてもよい。
It should be noted that all the processes performed in the interference prevention process may not be executed sequentially, but only necessary processes may be performed as appropriate. For example, in the recognition of the route and the existing area (STEP02 to STEP05 in FIG. 7), the movement state including the turning state of the upper swinging body 2 and the posture state of the working
以上説明したように、油圧ショベルSの制御装置Cでは、下部走行体1の移動状態の検出情報、上部旋回体2の旋回状態及び作業機3の姿勢状態を含む運動状態の検出情報及び障害物の検出情報を用いて、現在時刻以降における障害物と油圧ショベルSとの干渉の発生を予測している。このため、油圧ショベルSの周囲に存在する実際の障害物を検出した状態で、油圧ショベルSの将来において予測される動作状態を反映させて、障害物と油圧ショベルSとの干渉の発生を予測することができる。
As described above, in the control device C of the hydraulic excavator S, the detection information of the moving state of the lower traveling body 1, the detecting information of the moving state including the turning state of the upper turning body 2 and the posture state of the working
したがって、制御装置Cによれば、油圧ショベルSが種々様々に環境な作業空間内において多様な作業を行う場合であっても、的確に障害物への干渉を監視することができる。 Therefore, according to the control device C, even when the hydraulic excavator S performs various operations in various environmental work spaces, it is possible to accurately monitor the interference with obstacles.
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。 Although the illustrated embodiment has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment.
例えば、上記実施形態においては、存在領域推定部C42で推定される存在領域は、現在時刻以降の油圧ショベルSの予測される経路上の複数のサンプリング位置における所定の時刻において、その内部に油圧ショベルSが存在する領域であり、当該領域に障害物が存在する場合には、その障害物と作業機3との干渉が生じ得る領域を指している。しかし、本発明の存在領域はそのような領域に限定されるものではない。
For example, in the above embodiment, the existence region estimated by the existence region estimation unit C42 is a hydraulic excavator inside the existence region at a predetermined time at a plurality of sampling positions on the predicted path of the hydraulic excavator S after the current time. It is a region where S exists, and when an obstacle exists in the region, it refers to a region where interference between the obstacle and the
例えば、現在時刻以降の複数の時刻での存在領域、又は、当該複数の時刻若しくは複数の地点での存在領域を連設してなる領域(換言すれば、現在時刻以降の建設機械の空間的な通過領域)のいずれであってもよい。 For example, an area existing at a plurality of times after the current time, or an area formed by connecting the existing areas at the plurality of times or at a plurality of points (in other words, spatially of a construction machine after the current time). It may be any of the passing areas).
また、上記実施形態においては、経路算出部C41は、取得された検出情報に基づいて認識された現在の運動状態が継続したと仮定した場合に、油圧ショベルSが現在時刻以降に走行すると予測される経路を算出して認識している。しかし、本発明の経路の算出方法は、このような取得された検出情報に基づいて認識された現在の運動状態が継続したと仮定する方法に限定されるものではない。 Further, in the above embodiment, the route calculation unit C41 predicts that the hydraulic excavator S will travel after the current time, assuming that the current motion state recognized based on the acquired detection information continues. The route is calculated and recognized. However, the method of calculating the route of the present invention is not limited to the method of assuming that the current state of motion recognized based on the acquired detection information continues.
例えば、過去の所定期間における取得された移動体の移動状態の検出情報(すなわち、検出情報の履歴)を参照して、外挿的な手法によって将来の経路を予測する方法等を用いてもよい。 For example, a method of predicting a future route by an extrapolation method may be used with reference to the detection information of the movement state of the moving body acquired in the past predetermined period (that is, the history of the detection information). ..
また、上記実施形態においては、存在領域推定部C42の突出量認識部C421は、存在領域を推定する際に用いる突出量として、上部旋回体2(基体)及び作業機3の全体である油圧ショベル上体の突出量を用いている。しかし、本発明の干渉監視装置は、このような構成に限定されるものではない。例えば、基体の突出量と作業機の突出量を個別に算出し、それぞれと移動体の既知の寸法とを比較して、存在領域を推定するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the protrusion amount recognition unit C421 of the existence area estimation unit C42 is a hydraulic excavator as a whole of the upper swing body 2 (base) and the working
また、上記実施形態においては、存在領域の形状は、建設機械と障害物との干渉の発生の予測に用い得る形状であれば、必ずしも直方体である必要はない。例えば、推定する存在領域は、建設機械の実際の形状そのもののような形状又はそれに近似させた形状であってもよい。 Further, in the above embodiment, the shape of the existing region does not necessarily have to be a rectangular parallelepiped as long as it can be used for predicting the occurrence of interference between the construction machine and the obstacle. For example, the estimated existence region may be a shape such as the actual shape of the construction machine itself or a shape close thereto.
また、移動体は、進行方向前方に向かって移動するので、一般には、移動体の進行方向後方側で建設機械と障害物との干渉が発生する可能性はないか、もしくはほとんどない。したがって、建設機械の存在領域のうちの進行方向後方側の境界(上記実施形態の油圧ショベルSにおいては、上部旋回体2の後方側の突出量L3)を考慮せずに存在領域を推定してもよい。 Further, since the moving body moves toward the front in the traveling direction, there is generally no possibility or almost no interference between the construction machine and the obstacle on the rear side in the traveling direction of the moving body. Therefore, the existing region is estimated without considering the boundary on the rear side in the traveling direction of the existing region of the construction machine (in the hydraulic excavator S of the above embodiment, the protrusion amount L3 on the rear side of the upper swing body 2). May be good.
また、上記実施形態においては、経路算出部C41及び存在領域推定部C42において、存在領域の推定及び経路の算出を行って、現在時刻以降における障害物と建設機械である油圧ショベルSとの干渉の発生を予測している。しかし、本発明の干渉監視装置は、存在領域の推定や経路の算出を行わずに、干渉の発生を予測するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the route calculation unit C41 and the existence area estimation unit C42 estimate the existence area and calculate the route, and cause interference between the obstacle and the hydraulic excavator S which is a construction machine after the current time. The outbreak is predicted. However, the interference monitoring device of the present invention may predict the occurrence of interference without estimating the existing region or calculating the route.
例えば、基体及び作業機の運動状態の検出情報から現在時刻における建設機械の高さのみを認識し、移動体の移動状態の検出情報に基づいて算出された経路上に、建設機械の高さよりも低い障害物があるか否かを判定するようにしてもよい。 For example, only the height of the construction machine at the current time is recognized from the detection information of the motion state of the substrate and the work machine, and the height of the construction machine is higher than the height of the construction machine on the path calculated based on the detection information of the movement state of the moving body. It may be determined whether or not there is a low obstacle.
1…下部走行体(移動体)、2…上部旋回体(基体)、3…作業機、C…制御装置(干渉監視装置)、C1…障害物検出部、C2…移動状態取得部、C3…運動状態取得部、C4…干渉予測部、C5…報知部、C6…動作制限部、D…所定の距離、ER…存在領域、O…障害物、S…油圧ショベル(建設機械)。 1 ... Lower traveling body (moving body), 2 ... Upper rotating body (base), 3 ... Working machine, C ... Control device (interference monitoring device), C1 ... Obstacle detection unit, C2 ... Moving state acquisition unit, C3 ... Motion state acquisition unit, C4 ... interference prediction unit, C5 ... notification unit, C6 ... motion restriction unit, D ... predetermined distance, ER ... existence area, O ... obstacle, S ... hydraulic excavator (construction machine).
Claims (6)
前記移動体の移動状態の検出情報を取得する移動状態取得部と、
前記基体の旋回状態及び前記作業機の姿勢状態を含む運動状態の検出情報を取得する運動状態取得部と、
前記建設機械の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出部と、
前記移動状態の検出情報を用いて算出した前記移動体の現在時刻以降の経路、前記運動状態の検出情報を用いて推定した、該経路上の複数のサンプリング位置における前記建設機械の存在領域及び前記障害物の検出情報を用いて、現在時刻以降における該障害物と前記建設機械との干渉の発生を予測する干渉予測部とを備えており、
前記移動状態取得部、前記運動状態取得部、前記障害物検出部及び前記干渉予測部は、それぞれの処理を逐次実行するように構成されていることを特徴とする干渉監視装置。 An interference monitoring device for a construction machine including a moving body, a base rotatably mounted on the moving body, and a working machine movable with respect to the base.
A moving state acquisition unit that acquires detection information of the moving state of the moving body, and a moving state acquisition unit.
A motion state acquisition unit that acquires detection information of a motion state including a swivel state of the substrate and a posture state of the work machine, and a motion state acquisition unit.
An obstacle detection unit that detects obstacles around the construction machine,
After the current time of the path of the moving body calculated by using the detected information of the moving state, said estimated using information detected motion state, the presence area of the construction machine definitive multiple sampling positions of該経path and It is provided with an interference prediction unit that predicts the occurrence of interference between the obstacle and the construction machine after the current time using the obstacle detection information.
The interference monitoring device is characterized in that the moving state acquisition unit, the motion state acquisition unit, the obstacle detection unit, and the interference prediction unit are configured to sequentially execute their respective processes.
前記干渉予測部は、前記経路上の複数のサンプリング位置において、前記移動体の進行方向における前記建設機械の最前端及び最後端で該進行方向に直交する2つの平面のうち少なくとも最前端側の平面と、前記建設機械の高さ方向における最上端で該高さ方向に直交する平面と、前記移動体の幅方向における前記建設機械の両端で該幅方向に直交する平面とで囲まれた領域を前記存在領域として推定するように構成されていることを特徴とする干渉監視装置。 In the interference monitoring device according to claim 1,
At a plurality of sampling positions on the path, the interference prediction unit is at least the front end side plane of two planes orthogonal to the traveling direction at the front end and the rearmost end of the construction machine in the traveling direction of the moving body. A region surrounded by a plane orthogonal to the height direction at the uppermost end in the height direction of the construction machine and a plane orthogonal to the width direction at both ends of the construction machine in the width direction of the moving body. An interference monitoring device characterized in that it is configured to be estimated as the existing region.
前記干渉予測部は、前記存在領域及び前記障害物の検出情報を用いて算出した、前記存在領域から該障害物までの距離に基づいて、該障害物と前記建設機械との干渉の発生を予測するように構成されていることを特徴とする干渉監視装置。 In the interference monitoring device according to claim 1 or 2.
The interference prediction unit predicts the occurrence of interference between the obstacle and the construction machine based on the distance from the existing area to the obstacle calculated by using the detection information of the existing area and the obstacle. An interference monitoring device characterized in that it is configured to do so.
前記干渉予測部によって干渉の発生が予測された場合に、前記障害物と前記建設機械との干渉の可能性が高まる方向への前記作業機の運動、前記移動体の移動又は前記基体の旋回を制限する動作制限部を備えていることを特徴とする干渉監視装置。 In the interference monitoring device according to any one of claims 1 to 3.
When the occurrence of interference is predicted by the interference prediction unit, the movement of the work machine, the movement of the moving body, or the rotation of the substrate in a direction in which the possibility of interference between the obstacle and the construction machine increases. An interference monitoring device characterized by having an operation limiting unit for limiting.
前記干渉予測部は、前記移動状態の検出情報を用いて前記移動体の現在時刻以降の経路を予測するとともに、前記運動状態を用いて該経路上の複数のサンプリング位置における前記建設機械の存在領域を推定し、
前記動作制限部は、前記障害物と前記存在領域とが接近する方向を前記干渉の可能性が高まる方向として認識するように構成されていることを特徴とする干渉監視装置。 In the interference monitoring device according to claim 4,
The interference prediction unit is configured to predict the path of subsequent current time of the moving body using the detection information of the moving state, the presence of the construction machine definitive multiple sampling positions of該経path using the motion state Estimate the area and
The operation limiting unit is an interference monitoring device characterized in that the direction in which the obstacle and the existing area approach each other is recognized as a direction in which the possibility of interference increases.
前記干渉予測部によって干渉の発生が予測された場合に、前記建設機械の運転者に報知を行う報知部を備えていることを特徴とする干渉監視装置。 In the interference monitoring device according to any one of claims 1 to 5.
An interference monitoring device including a notification unit that notifies the driver of the construction machine when the occurrence of interference is predicted by the interference prediction unit.
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