JP7007313B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明はＧＮＳＳ受信機を備えた作業機械に関する。

ブーム，アーム及びバケットなどの複数のフロント部材を連結して構成される多関節型のフロント作業装置を備える作業機械（例えば油圧ショベル）には，全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）用の受信機や姿勢センサを用いてフロント作業装置の先端位置を演算し，そのフロント作業装置の先端位置を目標施工面とともに運転室内のモニタに表示するマシンガイダンス機能や，そのフロント作業装置の先端位置が目標施工面の下方に侵入しないようにフロント作業装置の動作（すなわちフロント部材を駆動するアクチュエータの動作）を制御するマシンコントロール機能を備えるものがある。

この種の油圧ショベルでは，ＧＮＳＳによって高精度に車体位置を計測する必要があるため，ＲＴＫ（Real Time Kinematic）－ＧＮＳＳ測位が使用されることが多い。この測位方式は，位置座標が既知の点（既知点）に設置したＧＮＳＳ基準局から補正データを無線送信し，その補正データを受信した移動局において基準局からの相対位置を算出し，既知点の座標とあわせて移動局の座標を高精度に求めるものである。ここで，移動局を作業機械に搭載すれば，作業機械の位置を計測できる。また，既知点にＧＮＳＳ基準点を設置する代わりに，複数の電子基準点からのデータに基づいて仮想的な基準点を生成して補正データを配信するＶＲＳ（Virtual Reference Station）サービスを使用しても同様に高精度な測位が可能である。

ＲＴＫ－ＧＰＳを利用した技術として，特許文献１には，補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバをＩＰ－ＶＰＮ通信ネットワーク網に設け，各衛星測位手段は，人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と，各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と，衛星測位部と通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え，移動局の制御部が固定局の各衛星測位手段の制御部に登録された障害物情報を受信して，複数の固定局の中から最適な補正データの送信を行う固定局を選択可能としたＲＴＫ－ＧＰＳ測量システムが開示されている。

特開２００７―３０９６６７号公報

ところで，基準局から無線送信される補正データの内容は規格化されており，ＲＴＣＭ (Radio Technical Commission for Maritime Services)方式が使用されることが多い。この補正データには，基準局で受信された各ＧＮＳＳ衛星の観測結果が含まれており，衛星数が増加すると補正情報のデータ量が大きくなる。ＧＮＳＳ衛星は当初ＧＰＳ衛星のみであったが，近年はＧＬＯＮＡＳＳ，ガリレオ，北斗，みちびき等のシステムが増えたことで衛星数も増加傾向にある。

また，携帯電話網を利用するデータ通信サービスはベストエフォート型のサービスを提供しているため，単位時間あたりに通信できるデータ量が変動し得る。そのため，電波の届きにくい通信環境の悪い場所に作業機械が存在すると，伝送可能なデータ量が著しく低下する可能性がある。また，補正データを送信する無線機のデータ伝送可能量も低下してきている。この技術的な背景は，無線仕様がほぼ同一でトランシーバのような音声通話が可能な無線機が音声圧縮技術を利用し，周波数の有効活用の観点から狭帯域化しているためである。

ここで，補正データ量が無線機の伝送可能なデータ量を上回った場合には，補正データの送信が間に合わずに位置計測が不可能になる課題が発生する。

このような課題に対して，補正データの生成に使用する衛星数を所定値に制限する手法が考えられる。しかしながら，衛星数を所定値に制限しても補正データ量が伝送可能な量に収まるとは限らない。また，一般に多くの衛星を使用して測位を行った方が精度の良い測位が可能となるため，衛星数を極端に少なくすることは避けたいという要求もある。

さらに，ＧＮＳＳ測位では衛星とＧＮＳＳアンテナの間に障害物が存在すると精度が悪化する。作業機械にＧＮＳＳアンテナを設置した場合には，稼働部位であるブームやアームがＧＮＳＳアンテナよりも高所に位置して障害物になることがある。このため，基準局での補正データの生成に使用する衛星数を制限した場合に，その制限後の少ない衛星からの信号がブームやアームに遮られてしまうと，衛星数の制限前に比して精度が著しく低下する可能性がある。

本発明は，上記の課題を鑑みてなされたものであり，その目的は，補正データを生成する際に利用する衛星数を低減しても，ＧＮＳＳ受信機による測位精度の低下を抑制できる作業機械を提供することにある。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが，その一例を挙げるならば，旋回体に取り付けられた作業装置と，前記作業装置及び前記旋回体の姿勢を検出するための姿勢センサと，複数の測位衛星から衛星信号を受信するための２つのアンテナと，基準局が前記複数の測位衛星から受信した衛星信号に基づいて生成した補正データを受信するための無線機と，前記２つのアンテナで受信された衛星信号と前記無線機で受信された補正データに基づいて，前記２つのアンテナのうち少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角を演算する受信機と，前記受信機で演算された前記少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角に基づいて前記作業装置の位置座標及び方位角を演算するコントローラとを備えた作業機械において，前記コントローラは，前記姿勢センサによって検出された前記作業装置及び前記旋回体の姿勢と前記受信機で演算された前記少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角とに基づいて，前記少なくとも１つのアンテナが前記複数の測位衛星から衛星信号を受信する際に前記作業装置が障害物となり得る範囲を演算し，前記複数の測位衛星から前記作業装置が障害物となり得る範囲に位置する測位衛星を除外した第１測位衛星リストを作成し，前記第１測位衛星リストに載っている複数の測位衛星の中から，前記基準局が無線通信で前記無線機に送信可能なデータ量の補正データを生成できる数の測位衛星を選択することで第２測位衛星リストを作成し，前記第２測位衛星リストを前記基準局に前記無線機を介して送信し，前記無線機で受信された前記補正データは，前記第２測位衛星リストに載っている複数の測位衛星から送信される衛星信号を使用して生成されており，前記受信機は，前記第２測位衛星リストに載っている複数の測位衛星から送信される衛星信号と前記無線機で受信された前記補正データとに基づいて，前記少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角を演算する。

本発明によれば，作業装置が障害物となり得る位置にある衛星からの信号を除外して補正データが生成されるので，従来であれば測位不能または精度低下となる状況でも安定的な測位が可能となる。

第１の実施形態に係る作業機械及びＧＮＳＳ基準局の一例の側面図である。 図１の油圧ショベルに搭載された車載コントローラ７０とＧＮＳＳ基準局に設置された基準局コントローラ８２の機能ブロック図である。 第１の実施形態に係る車載コントローラ７０（作業機械位置・姿勢演算部５３）の処理フローである。 第１の実施形態に係る車載コントローラ７０（衛星選択演算部５２）の処理フローである。 図４の３つのＳＴＥＰ１２９，１３０，１３１を通過した場合に油圧ショベル１の無線機７から基準局８に出力される旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号の内容の一例をまとめた表。 第１の実施形態に係る受信衛星リストＬａの一例である。 無線機７からの信号（旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号）を無線機８７で受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローである。 ＧＮＳＳ受信機８１からデータを受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローである。 油圧ショベル１と施工目標面９１の位置関係を表示するモニタ６０の表示画面例である。 バケット６Ｃと施工目標面９１の位置関係を表示するモニタ６０の表示画面例である。 フロント作業装置６の動作平面に直交する方向から，ＳＴＥＰ１０２の実行時の油圧ショベル１を見た側面図である。 ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂから見たフロント作業装置６の方位角が１２５度，仰角θ５０Ｂが３０度のときのマスク範囲５８を示した図である。 第２の実施形態に係る車載コントローラ７０（衛星選択演算部５２）の処理フローである。 第３の実施形態において，無線機７からの信号（旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号）を無線機８７で受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローである。 第３の実施形態において，ＧＮＳＳ受信機８１からデータを受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローである。 ＧＮＳＳ衛星の天球表示の一例である。 第１の実施形態に係る図４中のＳＴＥＰ１３１の詳細な処理フローである。 第４の実施形態に係る図４中のＳＴＥＰ１３１の詳細な処理フローである。

以下，本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。以下の実施の形態は，作業機械としてクローラ式の油圧ショベルに本発明を適用したものであり，バケット先端と施工目標面の位置関係を運転室内のモニタに表示するマシンガイダンス機能を有している。なお，各図において同じ部分には同じ符号を付し，重複した説明は適宜省略するものとする。

（第１の実施形態）
＜対象機械＞
図１は第１の実施形態に係る油圧ショベル１及びＧＮＳＳ基準局８の側面図である。この図に示す油圧ショベル１は，クローラ式の走行体（下部走行体）２と，走行体２の上部に旋回可能に取り付けられた旋回体（上部旋回体）３と，一端（基端）が旋回体３に取り付けられた多関節型のリンク機構よりなるフロント作業装置（単に「作業装置」と称することもある）６とを備えている。

フロント作業装置６は，一端が旋回体３に連結されたブーム６Ａと，一端がブーム６Ａの他端に連結されたアーム６Ｂと，一端がアーム６Ｂの他端に連結されたバケット６Ｃとを有しており，これら各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃは，それぞれ上下方向に回動するように構成されている。また，各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの回動を行う駆動アクチュエータとして，ブームシリンダ１１Ａ，アームシリンダ１１Ｂ，バケットシリンダ１１Ｃが備えられている。旋回体３は図示しない旋回モータによって旋回中心軸Ｏを中心に旋回駆動される。

旋回体３には，オペレータによって操作される操作装置（図示せず），バケット６Ｃと施工目標面の位置関係等が表示されるモニタ６０が設けられた運転席４と，複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星）から衛星信号を受信するための２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂと，基準局８が複数の測位衛星から受信した衛星信号に基づいて生成したＧＮＳＳ補正データを受信するための無線機７と，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂで受信された衛星信号と無線機７で受信されたＧＮＳＳ補正データとに基づいて２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの地理座標系（グローバル座標系）における位置座標と，旋回体３の方位角とを演算するＧＮＳＳ受信機５１（５１Ａ，５１Ｂ）と，ＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂで演算された２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの位置座標と旋回体３の方位角に基づいて，フロント作業装置６を構成する各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの位置座標を演算するコンピュータである車載コントローラ７０とが備えられている。なお，本実施形態では２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂに対応する２つのＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂを搭載しているが，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの位置及び旋回体３の方位角を１つのＧＮＳＳ受信機で演算する構成を採っても良い。

＜ＧＮＳＳ基準局＞
次に，油圧ショベル１の無線機７に対してＧＮＳＳ補正データを無線送信するＧＮＳＳ基準局８について説明する。地理座標系における座標位置が既知であるＧＮＳＳ基準局８には，複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星）から衛星信号を受信するためのＧＮＳＳアンテナ８０と，ＧＮＳＳアンテナ８０で受信された衛星信号に基づいてＧＮＳＳアンテナ８０の地理座標系における位置座標を演算するＧＮＳＳ受信機８１と，ＧＮＳＳアンテナ８０で受信された衛星信号に基づいて無線機７に無線送信するためのＧＮＳＳ補正データを生成する基準局コントローラ８２と，基準局コントローラ８２で生成されたＧＮＳＳ補正データを無線機７に送信するとともに，基準局コントローラ８２がＧＮＳＳ補正データを生成する際に利用する測位衛星のリスト（後述する衛星リストＬｄ（第２測位衛星リスト））を無線機７から受信する無線機８７が備えられている。ＧＮＳＳ基準局アンテナ８０に接続したＧＮＳＳ受信機８１は，基準局コントローラ８２を経由して無線機８７よりＧＮＳＳ補正データを無線送信する。また，無線機８７が無線機７から受信する衛星リストＬｄには，ＧＮＳＳ測位に好適な複数のＧＮＳＳ衛星が載っており，その衛星リストＬｄは基準局コントローラ８２に出力される。

＜車載コントローラ，基準局コントローラ＞
図２は図１の油圧ショベルに搭載された車載コントローラ７０とＧＮＳＳ基準局に設置された基準局コントローラ８２の機能ブロック図である。

車載コントローラ７０は，演算処理装置（例えばＣＰＵ（図示せず）），記憶装置（例えば，ＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ）７１，インタフェース（入出力装置（図示せず））を備えており，記憶装置７１内に予め保存されているプログラム（ソフトウェア）を演算処理装置で実行し，プログラム内で規定されているデータとインタフェースから入力されたデータに基づいて演算処理装置が演算処理を行い，インタフェースから外部に信号（演算結果）を出力する。なお，基準局コントローラ８２やＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂ，８１も車載コントローラ７０と同種のハードウェアを備えることができる。

車載コントローラ７０は，インタフェースを介して，ＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂ，姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，２３，モニタ６０，及び無線機７と接続されている。

＜姿勢センサ＞
油圧ショベル１には，フロント作業装置６と旋回体３の姿勢を検出するための複数の姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，２３が備えられている。本実施形態では各姿勢センサに，角度（または角速度）と加速度を検出可能な慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）を用いている。これら姿勢センサのうち，ブーム６Ａにはブーム姿勢センサ７５Ａが，アーム６Ｂにはアーム姿勢センサ７５Ｂが，バケット６Ｃにはバケット姿勢センサ７５Ｃが取り付けられている（図１参照）。また，旋回体３には旋回体姿勢センサ２３が取り付けられており（図１参照），それにより旋回体３の傾斜角度，旋回速度及び旋回角度を計測である。姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，２３の出力は，接続線を介して車載コントローラ７０に入力されている。なお，フロント作業装置６の姿勢センサとしては，各フロント部材の回動角度を検出する角度センサを用いても良い。

＜車体ＧＮＳＳ装置＞
２つのＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂは，無線機７が基準局８から受信したＧＮＳＳ補正データの基となった複数の測位衛星の衛星信号を利用してＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの位置を計測している。すなわち，油圧ショベル１側のＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂが測位に利用する測位衛星と，基準局８側のＧＮＳＳ受信機８１が補正データの生成に利用する測位衛星は一致する。

本実施形態では，２つのＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂのうち，無線機７が基準局８から受信したＧＮＳＳ補正データを一方のＧＮＳＳ受信機５１Ｂから他方のＧＮＳＳ受信機５１Ａへ送り，ムービングベースＲＴＫと呼ばれる手法で２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂ間の相対位置を演算している。これにより一方のＧＮＳＳアンテナ５０Ｂから他方のＧＮＳＳアンテナ５０Ａまでの方向と距離（すなわちベクトル）が算出できる。２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂが旋回体３に固定された位置は既定位置であり，車体座標系における座標値は既知であるため，旋回体３の方位角が算出できる。ムービングベースＲＴＫを利用すれば，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂのうち一方のアンテナの位置を演算すれば旋回体３の方位角を算出できる。

無線機７は，車体外の基準局８（無線機８７）からＧＮＳＳ補正データを無線受信する。無線機７が受信したＧＮＳＳ補正データは一方のＧＮＳＳ受信機５１Ｂに送られる。ＧＮＳＳ受信機５１Ｂは，ＲＴＫと呼ばれる手法を利用して，無線機７から受信したＧＮＳＳ補正データとＧＮＳＳアンテナ５０Ｂが受信した衛星信号とに基づいて，ＧＮＳＳ受信機５１Ｂから基準局ＧＮＳＳアンテナ８０までの方向と距離を算出する。ＧＮＳＳ補正データには地理座標系におけるＧＮＳＳアンテナ８０の位置情報（座標位置）が含まれているため，ＧＮＳＳ受信機５１Ｂにて基準局ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂの位置（座標位置）が高精度に計測できる。

なお，言うまでもないが，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂは逆に配置しても良いし，２つのＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂについても同様である。また，ＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂを一体の受信機としても良い。

車載コントローラ７０の記憶装置７１には，油圧ショベル１の施工対象である施工目標面の位置を定義した施工目標面データ５５が記憶されている。

車載コントローラ７０は，記憶装置７１内に格納されたプログラムを実行することで，衛星選択演算部５２と，作業機械位置・姿勢演算部５３として機能する。

作業機械位置・姿勢演算部５３は，ＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂの演算結果から得られる地理座標系における２本のＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの座標位置と，旋回体３の方位角と，各姿勢センサ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ，２３から入力される情報とに基づいて，施工目標面データが規定されている現場座標系（平面直交座標系）における油圧ショベル１の座標位置と，同座標系における各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの座標位置（現場座標系における各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの姿勢情報）とを演算する。バケット６Ｃの爪先位置を通過する面でもって記憶装置７１の施工目標面データを切断すれば，バケット６Ｃで掘削すべき施工目標面の形状を取得できる。そして，取得した施工目標面の形状とバケット６Ｃの位置関係をモニタ６０に表示すればマシンガイダンス機能を発揮できる。

衛星選択演算部５２は，ＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂが衛星信号から取得した各測位衛星の位置情報（すなわち２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂを基準とした各測位衛星の方位角及び仰角）と，作業機械位置・姿勢演算部５３で演算されたフロント作業装置６（旋回体３）の方位角と各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの座標位置（世界座標系における各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの姿勢情報）とを取得し，これらの取得した情報と後述する条件等を考慮しつつ，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂが衛星信号を受信可能な複数の測位衛星の中からＧＮＳＳ測位に好適な測位衛星を複数選択する。ここで選択された複数の測位衛星は，各測位衛星に予め設定されている衛星番号（識別情報）で特定される。衛星選択演算部５２で選択された測位衛星は，無線機７を介して基準局８に送信される。

＜車載コントローラ７０での作業機械の位置及び姿勢演算処理＞
図３は第１の実施形態に係る車載コントローラ７０（作業機械位置・姿勢演算部５３）の処理フローである。車載コントローラ７０（作業機械位置・姿勢演算部５３）は図３に示したフローを所定の制御周期で繰り返して実行する。

処理が開始されると，作業機械位置・姿勢演算部５３は，ＧＮＳＳ受信機５１Ｂが演算したＧＮＳＳアンテナ５０Ｂの座標位置と，ＧＮＳＳ受信機５１Ａが演算した旋回体３の方位角を取得し（ＳＴＥＰ１００），ブーム姿勢センサ７５Ａ，アーム姿勢センサ７５Ｂ，バケット姿勢センサ７５Ｃ，旋回体姿勢センサ２３からそれらの検出値を取得する（ＳＴＥＰ１０１）。

ＳＴＥＰ１０２では，作業機械位置・姿勢演算部５３は，ＳＴＥＰ１００，１０１で取得した情報に基づいて現場座標系における各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの位置情報及び姿勢情報と，ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂの位置情報とを演算し，それらの演算結果に基づいて，ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂの位置からフロント作業装置６最上部を見たときの仰角θ５０Ｂを演算する。仰角θ５０Ｂについて図１１を用いて説明する。図１１は，フロント作業装置６の動作平面に直交する方向から，ＳＴＥＰ１０２の実行時の油圧ショベル１を見た側面図である。この図に示すように仰角θ５０Ｂは水平線２０と接線２１が成す角度である。水平線２０はＧＮＳＳアンテナ５０Ｂを通過する水平線であり，接線２１は図１１内でＧＮＳＳアンテナ５０Ｂを通りフロント作業装置６と接する直線のうち水平線２０となす角が最も大きい直線である。ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂを基準とした仰角がθ５０Ｂ以下となる範囲（図１１の網掛け部分）では，ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂが複数の測位衛星から衛星信号を受信する際にフロント作業装置６が障害物となり得る。

ＳＴＥＰ１０３では，作業機械位置・姿勢演算部５３は，ＳＴＥＰ１００で取得した旋回体３の方位角と，ＳＴＥＰ１０１で取得した旋回体姿勢センサ２３の計測値とに基づいて，旋回体３の旋回速度を演算する。ここでは，旋回体３の方位角の時間変化より旋回体３の旋回速度を算出可能であり，旋回体姿勢センサ２３も旋回速度を出力可能である。本実施形態ではどちらか一方の旋回速度を用いても良いし，平均化して旋回速度としても良い。

ＳＴＥＰ１０４では，作業機械位置・姿勢演算部５３は，旋回体３の方位角，ＳＴＥＰ１０３で算出した旋回速度，ＳＴＥＰ１０２で算出した仰角θ５０Ｂの値を衛星選択演算部５２へ出力する。

ＳＴＥＰ１０５では，作業機械位置・姿勢演算部５３は，記憶装置７１から施工目標面データ５５を読み出し，演算した各フロント部材６Ａ，６Ｂ，６Ｃの姿勢情報や位置情報と組み合わせることで，施工目標面とバケット６Ｃの位置関係をモニタ６０に出力する。ＳＴＥＰＵ１０５での出力例を図９および図１０に示す。図９は油圧ショベル１と施工目標面９１の位置関係を表示するモニタ６０の表示画面例である。図９の例では，施工目標データ５５から油圧ショベル１近傍の施工目標データ地形９０を抽出し，その抽出した施工目標データ地形９０をフロント作業装置６の動作平面で切断した断面を施工目標面９１として表示している。施工目標面９１はバケット爪先の目標軌跡となる。図１０はバケット６Ｃと施工目標面９１の位置関係を表示するモニタ６０の表示画面例である。図１０ではバケット６Ｃの近傍の施工目標面９１のみを抽出して表示しており，施工目標データ地形９０は表示されていない。

なお，上記では，ＧＮＳＳアンテナ５０Ｂの位置からフロント作業装置６の最上部を見た仰角θ５０Ｂを演算・出力する処理（ＳＴＥＰ１００－１０４）について説明したが，これと同様に，ＧＮＳＳアンテナ５０Ａの位置からフロント作業装置６の最上部を見た仰角θ５０Ａも演算されるものとする。

＜車載コントローラ７０での衛星リスト作成処理＞
図４は第１の実施形態に係る車載コントローラ７０（衛星選択演算部５２）の処理フローである。車載コントローラ７０（衛星選択演算部５２）は図４に示したフローを所定の制御周期で繰り返して実行する。

処理が開始されると，衛星選択演算部５２は，図３のＳＴＥＰ１０４で作業機械位置・姿勢演算部５３から出力される旋回体３の方位角，旋回速度，仰角θ５０Ｂを取得し（ＳＴＥＰ１２０），得られた旋回速度が設定値Ｖａよりも大きいか否かを判定する（ＳＴＥＰ１２１）。ここで，設定値Ｖａよりも大きいと判定された場合には，無線機７を介して基準局コントローラ８２に対して，旋回体３が「旋回状態」であることを示す旋回フラグ（初期値は非旋回状態を示す０）を１に変更して送信する（ＳＴＥＰ１２９）。この場合，基準局８に送信されるのは，旋回フラグ：１，衛星数フラグ：Ｎｕｌｌ，衛星数（衛星番号数）：Ｎｕｌｌとなる。

一方，ＳＴＥＰ１２１において旋回速度が設定値Ｖａ以下の場合は，ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂが衛星信号を受信した測位衛星（受信衛星）の番号及び位置（方位角及び仰角）と，衛星信号のＣＮ値とをＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂから取得する（ＳＴＥＰ１２２）。なお，ＣＮ値（Ｃ／Ｎ値）は，測位衛星から送信される衛星信号の品質であり，大きい方が高品質である。

ＳＴＥＰ１２３では，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１２２で取得したデータをもとに受信衛星リストＬａを作成する。受信衛星リストは各測位衛星に予め付された識別番号（衛星番号）で測位衛星を特定している。図６は受信衛星リストＬａの一例であり，各衛星の位置を各ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂからの仰角及び方位角で定義し，各衛星の衛星信号のＣＮ値も情報として含まれている。

ＳＴＥＰ１２４では，衛星選択演算部５２は，受信衛星リストＬａに載っている測位衛星の中から衛星信号のＣＮ値が所定値Ｒｂ（例えば３８）以下の衛星を除外した受信衛星リストＬｂを作成する。これにより，品質の良い衛星信号を出力する測位衛星の衛星番号のみが受信衛星リストＬｂに残る。また，ほぼ同じ場所にあるＧＮＳＳアンテナのＣＮ値は通常ほぼ同じ値になるため，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂが受信した衛星信号のＣＮ値が大きく異なる場合はどちらかのＧＮＳＳアンテナでマルチパス等の障害が発生していると推測される。このため，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０ＢのＣＮ値を比較して両者の差が所定値（例えば４以内の数値）より小さい測位衛星のみをさらに選定して受信衛星リストＬｂを更新する演算を追加してもよい。

ＳＴＥＰ１２５では，衛星選択演算部５２は，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの仰角θ５０Ａ，θ５０Ｂと，受信機５１Ａで演算された旋回体３の方位角と，フロント作業装置６の形状（この形状は車載コントローラ７０の記憶装置に予め記憶されている）とに基づいて，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂが複数の測位衛星から衛星信号を受信する際にフロント作業装置６が障害物となり得る範囲（マスク範囲と称することがある）５８を演算する。マスク範囲５８は，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂのそれぞれを基準とした仰角と方位角で定義され，マスク範囲５８に位置する測位衛星の衛星信号は測位に利用されない。なお，ここでは２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０ＢのうちＧＮＳＳアンテナ５０Ｂのマスク範囲５８を算出する場合を説明している。

図１２を用いてＧＮＳＳアンテナ５０Ｂのマスク範囲５８の算出プロセスを説明する。衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１２０で取得した旋回体３の方位角に基づいて，図１２に示すようなマスク範囲５８を算出する。図１２はＧＮＳＳアンテナ５０Ｂから見たフロント作業装置６の方位角が１２５度，仰角θ５０Ｂが３０度のときのマスク範囲５８を示した図である。このフロント作業装置６の方位角，仰角をもとに所定の値を加えた方位角１１０～１４０度，仰角４５度以下がマスク範囲５８である。図１２のマスク範囲５８は，旋回や傾斜変化に対応する目的でフロント作業装置６の形状よりも広めに設定されている。また，一般的に仰角の小さな衛星を使用すると位置精度が低下するため使用しない。具体的には本実施形態では仰角１５度以下に位置する測位衛星は測位を使用しない。

ＳＴＥＰ１２６では，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１２５で算出したマスク範囲５８に存在する測位衛星を受信衛星リストＬｂから除外した受信衛星リストＬｃ（第１測位衛星リスト）を作成する。

ＳＴＥＰ１２７では，衛星選択演算部５２は，受信衛星リストＬｃに載っている複数の測位衛星の中からＧＮＳＳ受信機５１Ａ（５１Ｂ）でＦＩＸ解を取得可能な測位衛星の組合せのそれぞれについてＤＯＰ（Dilution Of Precision）値を演算し，その演算した複数のＤＯＰ値の中からＤＯＰ値が最小となる測位衛星の組合せを受信衛星リストＬｃ’とし，そのリストに属する測位衛星の個数Ｎｃ’を算出する。なお，ＤＯＰの計算式は公知となっており詳細は省略するが，４個のＧＮＳＳ衛星の仰角と方位角から算出可能となる。また，天頂法方向の衛星１個と低仰角でそれぞれの方位角差が大きくなる組合せが良好な小さな値となる。

ＳＴＥＰ１２８では，衛星選択演算部５２は，基準局８が無線通信で無線機８７から無線機７に送信可能なデータ量の測位衛星の数（送信可能衛星数）Ｎｄよりも，ＳＴＥＰ１２７で演算した衛星個数Ｎｃ’が大きいか否かを判定する。

ＳＴＥＰ１２８で衛星個数Ｎｃ’が無線機７，８７での送信可能な衛星数Ｎｄより大きいと判定された場合，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１３０において，無線機７を介して基準局コントローラ８２に対して，「衛星数が過大」であることを示す衛星数フラグ（初期値はＮｕｌｌで，補正データが送信可能と判定されたときは０）を１に変更して送信する。また，衛星選択演算部５２は，受信衛星リストＬｃ’を基準局８に無線送信する最終的な受信衛星リストＬｄとする。さらに，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１３２で，その受信衛星リストＬｄに載っているＮｃ’個の測位衛星の番号（衛星番号）を無線機７に送信する。この場合，基準局８に送信されるのは，旋回フラグ：０，衛星数フラグ：１，衛星数（衛星番号数）：Ｎｃ’となる。

また，ＳＴＥＰ１２８で衛星個数Ｎｃ’が無線機７，８７での送信可能な衛星数（送信可能衛星数）Ｎｄ以下であると判定された場合，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１３１において，衛星個数Ｎｃ’＝Ｎｄとなるように受信衛星リストＬｃ’に測位衛星を追加し受信衛星リストＬｄを作成する。

ここで，ＳＴＥＰ１３１で追加する測位衛星の選定方法の一例を図１６，図１７を用いて説明する。図１６はＧＮＳＳ衛星の天球表示である。ここで，衛星９０～９５が選択済みの衛星であり，次に選択する衛星候補として衛星９９の評価値を計算するときに必要となる値は，衛星９９の仰角θと方位角φ，衛星９９より右周りにある仰角６０度以下の衛星９２の方位角φＲ，左周りの衛星９３の方位角φＬである。

図１７は図４中のＳＴＥＰ１３１の詳細な処理フローであり，選択済みの衛星個数Ｎｃ（初期値はＮｃ’）が送信可能衛星数Ｎｄとなるまで，未選択の衛星から評価式により評価値の高い衛星を順次追加する。以下，フローの説明をする。

まず，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ２２０で，選択済みの衛星数Ｎｃが送信可能衛星数Ｎｄと等しいか否かを判断する。等しければ衛星選択を終了してＳＴＥＰ１３２に移行する。

また，送信可能衛星数Ｎｄに達していない場合は，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ２２２で，未選択の衛星の評価値を求めるために未評価の衛星があるか否かを判定する。未評価の衛星がある場合は評価衛星の選択を行い（ＳＴＥＰ２２４），選択した衛星の仰角が所定値（例えば６０度）以上かどうかを判定する（ＳＴＥＰ２２５）。仰角が所定値以上であれば該当する衛星に低い評価値（例えば０）を設定しＳＴＥＰ２２２を再度実行する。

仰角が所定値以下であれば，衛星選択演算部５２は，方位角評価値Δφと仰角評価値Δθを図１７中の式２２６に基づいて算出する（ＳＴＥＰ２２６）。さらに，衛星評価値Ｖφｎを図１７中の式２２７に基づいて算出する（ＳＴＥＰ２２７）。そして，ＳＴＥＰ２２２を再度実行する。

ＳＴＥＰ２２２にて全ての未選択衛星の評価を算出したと判定されたら，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ２２３において，衛星評価値Ｖφｎが最大となる測位衛星を受信衛星リストＬｄに追加する。次にＳＴＥＰ２２０にもどり，衛星が１つ追加された環境でのフローを実施する。上記の手法で送信可能衛星数Ｌｄの衛星が選択される。以上のＳＴＥＰ１３１の処理が終了したら，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１３２に進み無線機７に衛星リストＬｄの衛星番号符号を送信する。この場合，基準局８に送信されるのは，旋回フラグ：０，衛星数フラグ：０，衛星数（衛星番号数）：Ｎｄとなる。

図５に，図４の３つのＳＴＥＰ１２９，１３０，１３１を通過した場合に油圧ショベル１の無線機７から基準局８（基準局コントローラ８２）に出力される旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号の内容の一例をまとめた表を示す。なお，図５の場合，送信可能衛星数Ｎｄを５としている。

＜基準局コントローラ８２での補正データ生成制御処理＞
ＧＮＳＳ基準局８の基準局コントローラ８２の処理フローを図７，図８に示す。

図７は無線機７からの信号（旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号）を無線機８７で受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローであり，無線機７からの信号を無線機８７で受信した都度実行される。処理を開始すると，基準局コントローラ８２は，図４を利用して説明した前述の無線機７からの信号（旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号）を無線機８７から受信する。

ＳＴＥＰ１４１では，基準局コントローラ８２は，無線機８７が受信した信号の旋回フラグに基づいて油圧ショベル１が旋回状態か否かを判定する（ＳＴＥＰ１４１）。

ＳＴＥＰ１４１で旋回中であると判定された場合は，基準局コントローラ８２は，ＧＮＳＳ受信機８１に対して，補正データの送信間隔を所定値より大きくする（例えば２秒）コマンド（第１送信間隔増加指令）と，補正データを生成する衛星制限を解除するコマンド（衛星制限解除指令）とを送信する（ＳＴＥＰ１４２）。前者のコマンドによりＧＮＳＳ受信機８１から補正データが送信される間隔が予め設定された値にまで増加し，後者のコマンドによりＧＮＳＳ受信機８１で補正データを生成する際に利用する衛星数の制限が解除されて通常通りの補正データ（例えば，ＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１ＢとＧＮＳＳ受信機８１の双方で衛星信号を受信できた複数の測位衛星に基づいて生成される補正データ）が生成・出力される。さらに，基準局コントローラ８２は，ＳＴＥＰ１４２の２つのコマンドが正常に完了したかを確認し，正常に完了しない場合は当該２つのコマンドの再送を行うコマンド処理を実施する（ＳＴＥＰ１４３）。

また，ＳＴＥＰ１４１で旋回中でないと判定された場合は，基準局コントローラ８２は，ＳＴＥＰ１４４において，無線機８７が受信した信号の衛星数フラグに基づいて衛星数が過多の状態か否かを判定する。

ＳＴＥＰ１４４で衛星数が過多であると判定された場合は，基準局コントローラ８２は，ＧＮＳＳ受信機８１に対して，補正データの送信間隔を現在値より大きくする（例えば，現在値＋１秒）コマンド（第２送信間隔増加指令）を送信する（ＳＴＥＰ１４５）。これによりＧＮＳＳ受信機８１から補正データが送信される間隔が現在値よりも大きくなる。ＳＴＥＰ１４５が完了したら，基準局コントローラ８２は，ＳＴＥＰ１４３と同様のコマンド処理を実施し（ＳＴＥＰ１４６），ＳＴＥＰ１４７に進む。

また，ＳＴＥＰ１４４で衛星数が過多でないと判定された場合は，ＳＴＥＰ１４７に進む。

ＳＴＥＰ１４７では，基準局コントローラ８２は，ＧＮＳＳ受信機８１に対して補正データを生成する衛星を無線機７から送信される衛星番号のものに制限するコマンド（衛星制限指令）を送信する。これにより無線機８７が受信した受信衛星リストＬｄに載っている複数の測位衛星から送信される衛星信号に基づいてＧＮＳＳ受信機８１が補正データを生成する。例えば，無線機８７が受信した受信衛星リストＬｄの衛星数がＮｄに一致する場合には，ＧＮＳＳ受信機８１で生成される補正データのデータ量が無線送信可能な量に制限される。ＳＴＥＰ１４７が完了したら，基準局コントローラ８２は，ＳＴＥＰ１４３と同じコマンド処理を実施し（ＳＴＥＰ１４８），処理を終了する。

＜基準局コントローラ８２での補正データ送信処理＞
図８はＧＮＳＳ受信機８１からデータを受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローであり，ＧＮＳＳ受信機８１からのデータを基準局コントローラ８２が受信した都度実行される。処理を開始すると，基準局コントローラ８２は，ＧＮＳＳ受信機８１からの
データを受信し（ＳＴＥＰ１６０），そのデータが補正データか否かの判定を行う（ＳＴＥＰ１６１）。

ＳＴＥＰ１６１で補正データであると判定された場合は，基準局コントローラ８２は，ＳＴＥＰ１６３において，ＳＴＥＰ１６０で受信した補正データを油圧ショベル１に無線機８７を介して送信して処理を終了する。これにより油圧ショベル１側のＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂは，受信衛星リストＬｄ（第２測位衛星リスト）に載っている複数の測位衛星から送信される衛星信号と無線機７で受信された補正データとに基づいて，ＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂの位置座標及び旋回体３の方位角を演算する。

一方，ＳＴＥＰ１６１で補正データでないと判定された場合は，基準局コントローラ８２は，ＳＴＥＰ１６２において，直前に図７のフローのＳＴＥＰ１４２，１４５，１４７のいすれかで送信したコマンドが未完了であることを示すデータを受信したと判断して図８の処理を終了する。このデータを受信したとき，基準局コントローラ８２は，直前に図７のフローのＳＴＥＰ１４２，１４５，１４７で送信したコマンドが規定する処理が正常に完了していないとみなし，直前に図７のフローのＳＴＥＰ１４２，１４５，１４７で送信したコマンドの再送信がＳＴＥＰ１４３，１４６，１４８で行われることとなる。

＜第1の実施形態の効果＞
以上で説明したように，本実施形態に係る油圧ショベル１では，２つのＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０Ｂが複数の測位衛星から衛星信号を受信する際にフロント作業装置６が障害物となり得る範囲（マスク範囲）５８を演算し（図４のＳ１２５），基準局８が補正データの生成に利用する衛星リスト（受信衛星リスト）から当該マスク範囲５８に位置する測位衛星が除外される（図４のＳ１２６）。これにより油圧ショベル１側のＧＮＮＳ受信機５１Ａ，５１Ｂでの測位時にマルチパスによる誤差要因となるフロント作業装置６（ブーム６Ａやアーム６Ｂ等）の方向に位置する測位衛星を補正データから除外することが可能となり，ＧＮＮＳ受信機５１Ａ，５１Ｂの測位精度劣化を防ぐことが可能となる。すなわち，本実施形態によれば，フロント作業装置６が障害物となり得る位置にある衛星からの信号を除外して補正データが生成されるので，従来であれば測位不能または精度低下となる状況でも安定的な測位が可能となる。

特に，本実施形態では，基準局８から送信される補正データに含まれる衛星数を無線機７，８７の送信可能衛星数Ｎｄ以内に制限しているため（図４のＳ１３１や図１７），データ転送量が少ない無線機や，データ転送量が制限される環境で無線機を利用する場合でも，油圧ショベル１側のＧＮＮＳ受信機５１Ａ，５１Ｂで測位不能となる現象を回避できる。

また，本実施形態では，旋回体３の旋回速度が大きく，ブーム６Ａやアーム６Ｂ等のフロント作業装置６の方向に位置する測位衛星を補正データから除外する処理が間に合わない場合には，補正データの送信間隔を所定値まで大きくすることで（図７のＳ１４２）全ての補正データが送信不能となることを防止できる。これにより油圧ショベル１側のＧＮＮＳ受信機５１Ａ，５１Ｂで測位不能となる現象を回避できる。なお，補正データの送信間隔は，無線機７，８７のデータ転送可能量に応じて決定することが好ましい。

また，本実施形態では，補正データに含まれる衛星数が送信可能衛星数Ｎｄを超えるときには，補正データの送信間隔を現在値より大きくすることで（図７のＳ１４５）全ての補正データが送信不能となることを防止できる。また，上記の実施形態では補正データの衛星数が送信可能衛星数Ｎｄを超えるときに図７のＳＴＥＰ１４５の処理を実行することとしたが，無線機７，８７のデータ転送量を監視して，転送量の低下が把握できた場合に補正データの送信間隔を増加するように構成しても良い。

また，本実施形態では，受信衛星リストＬｃ’（第１測位衛星リスト）に載っている複数の測位衛星から最終的な受信衛星リストＬｄ（第２測位衛星リスト）を作成する際，受信衛星リストＬｃ’に載っている複数の測位衛星の中からＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１ＢでＦＩＸ解を取得可能な測位衛星の組合せのそれぞれについてＤＯＰ値を演算し，その演算した複数のＤＯＰ値の中からＤＯＰ値が最小となる測位衛星の組合せに属する複数の測位衛星を含むように最終的な受信衛星リストＬｄを作成している。これにより，最も測位精度の良い測位衛星を最終的な受信衛星リストＬｄに含めることができるので，ＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂによる測位精度を向上できる。

また，誤差要因となるフロント作業装置３の方向に位置する測位衛星を除外してから補正データに利用する衛星数を制限することで無線機７，８７のデータ転送量を効率よく利用可能となる。

また，本実施形態では，２組のＧＮＳＳアンテナ５０Ａ，５０ＢとＧＮＳＳ受信機５１Ａ，５１Ｂを利用して車体の方位角を測定したが地磁気センサを用いて方位角を測定しても良い。

また，本実施形態では，旋回体３の旋回速度を速度センサで検出して当該旋回速度が所定の閾値Ｖａを超えた場合に，基準局８から補正データを無線機７に送信する周期を増加する指令を基準局８（ＧＮＳＳ受信機８１）に送信する例について説明したが，走行体２の走行速度を速度センサで検出して当該走行速度が所定の閾値を超えた場合に，旋回と同様に補正データの送信周期を増加するように構成しても良い。すなわち油圧ショベル１の移動速度が所定の閾値を超えた場合に補正データの送信周期を増加する構成を採ることができる。

（第２の実施形態） 遅延時間に応じて送信可能衛星数を変更
次に本発明の第２の実施形態について図１３を用いて説明する。図１３は第２の実施形態に係る車載コントローラ７０（衛星選択演算部５２）の処理フローであり，図４の処理フローにおけるＳＴＥＰ１２２とＳＴＥＰ１２３の間で実行される。

第１の実施形態では無線機７，８７での送信可能衛星数Ｎｄが固定的に決まっている場合について説明した。第２の実施形態では無線機７，８７での送信可能衛星数Ｎｄが不明な場合や不定な場合について説明する。

図４のＳＴＥＰ１２２の処理が終了したら，衛星選択演算部５２は，ＧＮＳＳ受信機５１Ｂから出力される補正データの遅延時間（取得値）を取得する（ＳＴＥＰ１６０）。この補正データ遅延時間は，例えばＧＮＳＳ受信機５１Ｂより出力される所定のフォーマット（例えば，ＮＭＥＡ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）フォーマット）で出力されるデータから取得しても良い。

ＳＴＥＰ１６１では，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１６０で取得した補正データ遅延時間（取得値）が車載コントローラ７０（衛星選択演算部５２）を起動してから取得された補正データ遅延時間の最小値Ｔｍｉｎより小さいか否かを判定する。（ＳＴＥＰ１６１）
ＳＴＥＰ１６０で取得した補正データ遅延時間（取得値）が最小値Ｔｍｉｎより小さい場合には，衛星選択演算部５２は，その補正データ遅延時間（取得値）を新たな最小値Ｔｍｉｎとすることで最小値Ｔｍｉを更新し（ＳＴＥＰ１６２），ＳＴＥＰ１６３に進む。一方，ＳＴＥＰ１６０で取得した補正データ遅延時間（取得値）が最小値Ｔｍｉｎ以上の場合には，最小値Ｔｍｉを更新することなく，ＳＴＥＰ１６３に進む。

ＳＴＥＰ１６３では，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１６０で取得した補正データ遅延時間（取得値）が最小値Ｔｍｉｎと一致するか否かを判定する。ここで，補正データ遅延時間が最小値Ｔｍｉｎと一致すると判定された場合，すなわち，ＳＴＥＰ１６０で取得した補正データ遅延時間（取得値）がコントローラ７０の起動時からの最小値Ｔｍｉｎの場合には，送信可能衛星数Ｎｄを１つ増加する（ＳＴＥＰ１６４）。そして，その増加後の値で送信可能衛星数Ｎｄを更新し（ＳＴＥＰ１６８），図４のＳＴＥＰ１２３に進む。

一方，ＳＴＥＰ１６３で補正データ遅延時間が最小値Ｔｍｉｎと一致しないと判定された場合は，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ１６０で取得した補正データ遅延時間（取得値）が最小値Ｔｍｉｎに所定値Ｔ１（例えば３秒）加えた値より大きいか否かを判定する（ＳＴＥＰ１６５）。このＳＴＥＰ１６５で，補正データ遅延時間が最小値Ｔｍｉｎ＋Ｔ１よりも大きいと判定された場合には，衛星選択演算部５２は，送信可能衛星数Ｎｄを１つ減少し（ＳＴＥＰ１６６），その減少後の値で送信可能衛星数Ｎｄを更新して（ＳＴＥＰ１６８），図４のＳＴＥＰ１２３に進む。

また，ＳＴＥＰ１６５で補正データ遅延時間が最小値Ｔｍｉｎ＋Ｔ１以下であると判定された場合は，衛星選択演算部５２は，送信可能衛星数Ｎｄを変更することなく（ＳＴＥＰ１６７，１６８），図４のＳＴＥＰ１２３に進む。

このような処理フローにて無線機７，８７での通信状態に合わせて送信可能衛星数Ｎｄが変更可能となる。

＜第２の実施形態の効果＞
以上のように構成した本実施形態によれば，補正データの遅延時間に基づいて送信可能衛星数Ｎｄが変化するので，無線機７，８７にて送信可能なデータ量をユーザが知らなくとも第1の実施形態と同様の効果を発揮できるという点で利点がある。無線機７，８７の仕様は各国の電波法による規制やユーザが取得可能な無線免許の内容により異なる。このため，補正データ通信用に使用する無線機７，８７はユーザが現場に合わせて選定することが多いという実情に即した構成となる。また，現場に合わせて試行錯誤的な選定となる場合に無線機７，８７と送信可能衛星数Ｎｄの値の２つを試行錯誤的に選定することは難易度が高く，本実施形態のように送信可能衛星数Ｎｄの自動調整機能を具備する油圧ショベルの有用性は非常に高いといえる。

（第３の実施形態） 基準局コントローラで補正データを生成
次に本発明の第３の実施形態について図１４，図１５の処理フローを用いて説明する。これらの処理フローはＧＮＳＳ基準局８の基準局コントローラ８２が実行する処理フローであり第１の実施形態の図７および図８に置き換わるものである。第１の実施形態では，補正データの生成に使用する衛星と使用しない衛星を決めておき，前者の衛星信号のみに基づいてＧＮＳＳ受信機８１が生成した補正データを油圧ショベル１に送信した。これに対して本実施形態は，まずＧＮＳＳ受信機８１で補正データを生成し，その生成後の補正データから不要な衛星のデータを削除することで第１実施形態と同等の補正データの送信を実現するものである。以下に処理フローを説明する。

図１４は，無線機７からの信号（旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号）を無線機８７で受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローであり，無線機７からの信号を無線機８７で受信した都度実行される。基準局コントローラ８２は，無線機８７よりデータ受信した場合（ＳＴＥＰ１８０），その受信したデータからパラメータ（旋回フラグ，衛星数フラグ，衛星番号）を抽出する処理を実施して（ＳＴＥＰ１８１），処理フローを終了する。

図１５はＧＮＳＳ受信機８１からデータを受信した際の基準局コントローラ８２の処理フローであり，ＧＮＳＳ受信機８１からのデータを基準局コントローラ８２が受信した都度実行される。基準局コントローラ８２は，ＧＮＳＳ受信機８１よりデータを受信した場合（ＳＴＥＰ２００），その受信データが補正データか否かを判定する（ＳＴＥＰ２０１）。その受信データが補正データでない場合には，基準局コントローラ８２は処理を終了する。一方，ＳＴＥＰ２００で受信したデータが補正データの場合は，基準局コントローラ８２は，図１４の処理フローで受信したデータに基づいて，油圧ショベル１が旋回状態にあるか，又は，衛星数が送信可能衛星数Ｎｄを超える過多（過大）状態か否かを判定する（ＳＴＥＰ２０３）。ＳＴＥＰ２０３で，油圧ショベル１が旋回状体になく，また，衛星数が送信可能衛星数Ｎｄ以下である場合には，ＳＴＥＰ２０５に進む。

一方，ＳＴＥＰ２０３で油圧ショベル１が旋回状体にあると判定された場合，または衛星数が送信可能衛星数Ｎｄを超えると判定された場合には，基準局コントローラ８２は，ＧＮＳＳ受信機８１から受信した補正データを無線機８７へ送信する頻度を２回に１回に制限する送信頻度制限状態に設定し（ＳＴＥＰ２０４），ＳＴＥＰ２０５に進む。

ＳＴＥＰ２０５では，基準局コントローラ８２は，補正データの送信頻度が制限される送信頻度制限状態か否かを判定し，送信頻度制限状態であればＳＴＥＰ２０６に進み，補正データの送信頻度が制限されていない場合にはＳＴＥＰ２０８に進む。

ＳＴＥＰ２０６では，基準局コントローラ８２は，今回受信した補正データが送信不要か否かを判定する。具体的には，送信頻度制限中の送信頻度は２回に１回であるので，直近の処理フローで送信した場合には送信不要と判断し，直近の処理フローで送信しなかった場合には送信要と判断する。ＳＴＥＰ２０６で送信不要と判定された場合には，基準局コントローラ８２は処理を終了し，送信要と判定された場合にはＳＴＥＰ２０８に進む。

ＳＴＥＰ２０８では，基準局コントローラ８２は，ＳＴＥＰ２００で受信した補正データから，図１４のＳＴＥＰ１８１で抽出したパラメータに指示された衛星番号に相当する情報を抽出しつつ，それ以外の衛星番号に相当する情報を排除することで，補正データを再構築する。

ＳＴＥＰ２０９では，基準局コントローラ８２は，再構築した補正データを無線機８７へ送信し，これにより補正データが油圧ショベル１に送信される。

以上のような処理フローにより，第１の実施形態とは異なる方法で，基準局コントローラ８２が補正データに含まれる衛星データを適正に削減可能となる。さらに，本実施形態ではＧＮＳＳ受信機８１からの衛星データを加工することになるため，ＧＮＳＳ受信機８１での設定変更に要する時間が不要となり，油圧ショベル１の状態変化に素早く反応可能となる。

（第４の実施形態） マスク範囲の周囲に位置する衛星を多めに選択する
次に本発明の第４の実施形態について図１２，図１８を用いて説明する。第４の実施形態では，図１２のフロント作業装置６の周囲に設定した測位に利用しないマスク範囲５８の外周部に設定した範囲５９に相当する位置（仰角・方位角）の衛星を優先的に選択して受信衛星リストＬｄを作成している。範囲５９は，マスク範囲５８の外側で隣接して，マスク範囲５８から所定の範囲に存在する領域である。

図１８は第１の実施形態における図４のＳＴＥＰ１３１に相当する処理であり，本実施形態ではＳＴＥＰ１３１の代わりに図１８の処理を実行する。

ＳＴＥＰ２４０では，衛星選択演算部５２は，最初にＳＴＥＰ１２５にて最良のＤＯＰ値となる組合せとして選択した衛星リストＬｃ’の衛星に仰角・方位角が範囲５９に含まれるものが存在するか否かを判定する。

範囲５９に含まれる測位衛星が無い場合は，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ２４１に進んで評価手法Ａ（後述）にて衛星を１個選択し，選択した衛星数が送信可能衛星数ＮｄとなるまでＳＴＥＰ２４１の処理を繰り返す（ＳＴＥＰ２４２）。ここで評価手法Ａとは図１７のＳＴＥＰ２２２－ＳＴＥＰ２２７の処理に相当する。

また，範囲５９に含まれる測位衛星がある場合は，衛星選択演算部５２は，ＳＴＥＰ２４３に進んで，まず範囲５９の衛星を対象に評価手法Ａにて衛星を選択し（ＳＴＥＰ２４３），次に全範囲の衛星を対象にして評価手法Ａにて衛星を選択する（ＳＴＥＰ２４５）。そして，選択した衛星数が送信可能衛星数Ｎｄとなるまで（ＳＴＥＰ２４４，２４６），ＳＴＥＰ２４３，２４５による２つの範囲での衛星選択を交互に行うことで，範囲５９に位置する衛星を優先的に選択できる。

ＧＮＳＳ測位では新規に衛星を検出してから測位に利用可能となるまで一定の時間が必要である。そのため，旋回体３の旋回やフロント作業装置６の操作によって衛星が測位に利用しないマスク範囲５８内に隠れてしまうと，代わりの衛星を捕捉して測位するまで測位精度が悪くなることや，高精度な測位ができなくなる可能性があった。このような課題に対して第４の実施形態では，旋回体３の比較的小さな角度の旋回やフロント作業装置６の操作によって衛星がマスク範囲５８に衛星が入ってしまっても，マスク範囲５８の外周範囲５９に代替となる衛星が多く存在するようになるため測位を継続して行える可能性が高くなる。

（その他）
なお，本発明は，上記の実施の形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば，本発明は，上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず，その構成の一部を削除したものも含まれる。また，ある実施の形態に係る構成の一部を，他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

また，上記のコントローラ７０，８２に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は，それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また，上記のコントローラ７０，８２に係る構成は，演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることでコントローラ７０，８２の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は，例えば，半導体メモリ（フラッシュメモリ，ＳＳＤ等），磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク，光ディスク等）等に記憶することができる。

また，上記の各実施の形態の説明では，制御線や情報線は，当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが，必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。

１…作業機械，２…走行体，３…旋回体，４…運転席，６…フロント作業装置，７…無線機，８…ＧＮＳＳ基準局，１１…シリンダ，２０…水平線，２３…旋回体姿勢センサ，３０…地面，５０…ＧＮＳＳアンテナ，５１…ＧＮＳＳ受信機，５２…衛星選択演算部，５３…作業機械位置・姿勢演算部，６０…モニタ，７５…フロント作業装置姿勢センサ，８０…基準局ＧＮＳＳアンテナ，８１…ＧＮＳＳ受信機，８２…衛星選択演算部，８７…無線機

Claims (4)

1. 旋回体に取り付けられた作業装置と，
   前記作業装置及び前記旋回体の姿勢を検出するための姿勢センサと，
   複数の測位衛星から衛星信号を受信するための２つのアンテナと，
   基準局が前記複数の測位衛星から受信した衛星信号に基づいて生成した補正データを受信するための無線機と，
   前記２つのアンテナで受信された衛星信号と前記無線機で受信された補正データに基づいて，前記２つのアンテナのうち少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角を演算する受信機と，
   前記受信機で演算された前記少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角に基づいて前記作業装置の位置座標及び方位角を演算するコントローラとを備えた作業機械において，
   前記コントローラは，
   前記姿勢センサによって検出された前記作業装置及び前記旋回体の姿勢と前記受信機で演算された前記少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角とに基づいて，前記少なくとも１つのアンテナが前記複数の測位衛星から衛星信号を受信する際に前記作業装置が障害物となり得る範囲を演算し，
   前記複数の測位衛星から前記作業装置が障害物となり得る範囲に位置する測位衛星を除外した第１測位衛星リストを作成し，
   前記第１測位衛星リストに載っている複数の測位衛星の中から，前記基準局が無線通信で前記無線機に送信可能なデータ量の補正データを生成できる数の測位衛星を選択することで第２測位衛星リストを作成し，
   前記第２測位衛星リストを前記基準局に前記無線機を介して送信し，
   前記無線機で受信された前記補正データは，前記第２測位衛星リストに載っている複数の測位衛星から送信される衛星信号を使用して生成されており，
   前記受信機は，前記第２測位衛星リストに載っている複数の測位衛星から送信される衛星信号と前記無線機で受信された前記補正データとに基づいて，前記少なくとも１つのアンテナの位置座標及び前記旋回体の方位角を演算することを特徴とする作業機械。
2. 請求項１の作業機械において，
   前記作業機械の走行速度及び旋回速度のいずれか一方を検出する速度センサをさらに備え，
   前記コントローラは，前記速度センサによって検出された速度が所定の閾値を超えた場合，前記補正データを前記無線機に送信する周期を増加する指令を前記基準局に送信することを特徴とする作業機械。
3. 請求項１の作業機械において，
   前記コントローラは，前記第１測位衛星リストに載っている複数の測位衛星から前記第２測位衛星リストを作成する際，前記作業装置が障害物となり得る範囲から所定の範囲内に位置する測位衛星を優先的に選択することを特徴とする作業機械。
4. 請求項１の作業機械において，
   前記コントローラは，前記第１測位衛星リストに載っている複数の測位衛星から前記第２測位衛星リストを作成する際，前記第１測位衛星リストに載っている複数の測位衛星の中から前記受信機で取得可能な測位衛星の組合せのそれぞれについてＤＯＰ値を演算し，その演算した複数のＤＯＰ値の中からＤＯＰ値が最小となる測位衛星の組合せに属する複数の測位衛星を含むように前記第２測位衛星リストを作成することを特徴とする作業機械。

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