JP7303027B2 - 作業機械を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本開示は、作業機械を制御するためのシステムおよび方法に関する。

ワークサイトにおいて、複数の作業機械が協働して作業を行うことがある。例えば、特許文献１では、同じワークサイト内で、複数のブルドーザが協働して掘削を行っている。ブルドーザは、所定の作業方向に延びる作業レーンに従って、掘削を行う。

米国特許第９０１４９２２号

ワークサイトが複数の作業エリアに区画され、各作業エリアにおいて作業機械が自動運転されることで、システムの効率を向上させることができる。しかし、その場合、隣接する作業エリアで作業する他の作業機械との干渉を避けることが求められる。

本開示の目的は、自動運転中に複数の作業機械が互いに干渉することを回避することにある。

一態様に係るシステムは、第１の作業機械と第２の作業機械とを含む複数の作業機械を制御するためのシステムである。当該システムは、第１の作業機械と、第２の作業機械と、１つ以上のプロセッサとを備える。１つ以上のプロセッサは、第１作業エリアを第１の作業機械に割り当てる。第１作業エリアは、複数の第１作業レーンを含む。複数の第１作業レーンは、所定の第１作業方向に延びている。複数の第１作業レーンは、第１作業方向に交差する方向に並んでいる。１つ以上のプロセッサは、第１の作業機械の位置を示す第１位置データを取得する。１つ以上のプロセッサは、第１作業レーンに従って第１の作業機械が作業するように第１の作業機械を制御する。１つ以上のプロセッサは、第２作業エリアを第２の作業機械に割り当てる。第２作業エリアは、複数の第２作業レーンを含む。複数の第２作業レーンは、所定の第２作業方向に延びている。複数の第２作業レーンは、第２作業方向に交差する方向に並んでいる。１つ以上のプロセッサは、第２の作業機械の位置を示す第２位置データを取得する。１つ以上のプロセッサは、第２作業レーンに従って第２の作業機械が作業するように第２の作業機械を制御する。１つ以上のプロセッサは、第２の作業機械の少なくとも一部が第１作業エリア内に位置するかを判定する。１つ以上のプロセッサは、第２の作業機械の少なくとも一部が、第１作業エリア内に位置するときには、第２の作業機械に対する干渉回避動作を行うように、第１の作業機械を制御する。

他の態様に係る方法は、第１の作業機械と第２の作業機械とを含む複数の作業機械を制御するために１つ以上のプロセッサによって実行される方法である。当該方法は、以下の処理を含む。第１の処理は、第１作業エリアを第１の作業機械に割り当てることである。第１作業エリアは、複数の第１作業レーンを含む。複数の第１作業レーンは、所定の第１作業方向に延びている。複数の第１作業レーンは、第１作業方向に交差する方向に並んでいる。第２の処理は、第１の作業機械の位置を示す第１位置データを取得することである。第３の処理は、第１作業レーンに従って第１の作業機械が作業するように第１の作業機械を制御することである。第４の処理は、第２作業エリアを第２の作業機械に割り当てることである。第２作業エリアは、複数の第２作業レーンを含む。複数の第２作業レーンは、所定の第２作業方向に延びている。複数の第２作業レーンは、第２作業方向に交差する方向に並んでいる。第５の処理は、第２の作業機械の位置を示す第２位置データを取得することである。第６の処理は、第２作業レーンに従って第２の作業機械が作業するように第２の作業機械を制御することである。第７の処理は、第２の作業機械の少なくとも一部が第１作業エリア内に位置するかを判定することである。第８の処理は、第２の作業機械の少なくとも一部が、第１作業エリア内に位置するときには、第２の作業機械に対する干渉回避動作を行うように、第１の作業機械を制御することである。

さらに他の態様に係るシステムは、第１の作業機械と第２の作業機械とを含む複数の作業機械を制御するためのシステムである。当該システムは、第１の作業機械と、第２の作業機械と、１つ以上のプロセッサとを備える。１つ以上のプロセッサは、第１作業レーンを第１の作業機械に割り当てる。第１作業レーンは、所定の第１作業方向に延びている。１つ以上のプロセッサは、第１の作業機械の位置を示す第１位置データを取得する。１つ以上のプロセッサは、第１作業レーンに従って第１の作業機械が作業するように第１の作業機械を制御する。１つ以上のプロセッサは、第２作業レーンを第２の作業機械に割り当てる。第２作業レーンは、所定の第２作業方向に延びている。１つ以上のプロセッサは、第２の作業機械の位置を示す第２位置データを取得する。１つ以上のプロセッサは、第２作業レーンに従って第２の作業機械が作業するように第２の作業機械を制御する。１つ以上のプロセッサは、第２の作業機械の少なくとも一部が第１作業レーン内に位置するかを判定する。１つ以上のプロセッサは、第２の作業機械の少なくとも一部が、第１作業レーン内に位置するときには、第２の作業機械に対する干渉回避動作を行うように、第１の作業機械を制御する。

本開示によれば、自動運転中に複数の作業機械が互に干渉することを回避することができる。

実施形態に係る作業機械の制御システムを示す模式図である。 作業機械の側面図である。 作業機械の構成を示す模式図である。 自動制御の処理を示すフローチャートである。 現況地形の一例を示す側面図である。 第１実施形態に係る作業エリアの例を示すワークサイトの上面図である。 第１実施形態に係る第１の作業機械と第２の作業機械との位置の一例を示す図である。 干渉回避動作のための処理を示すフローチャートである。 第１の作業機械と第２の作業機械との位置の他の例を示す図である。 第２実施形態に係る作業エリアの例を示すワークサイトの上面図である。 第１作業レーンと第２作業レーンとが重なっている場合の干渉回避動作の処理を示すフローチャートである。 第１判定領域と第２判定領域との一例を示す図である。 第１判定領域と第２判定領域との他の例を示す図である。 第３実施形態に係る作業エリアの例を示すワークサイトの上面図である。 第１の作業機械と第２の作業機械との位置の一例を示す図である。 第１の作業機械と第２の作業機械との位置の他の例を示す図である。

以下、実施形態に係る作業機械の制御システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る作業機械の制御システム１００を示す模式図である。図１に示すように、制御システム１００は、複数の作業機械１ａ，１ｂと、リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、外部通信装置５とを含む。制御システム１００は、採掘場などのワークサイトに配置された作業機械１ａ，１ｂを制御する。複数の作業機械１ａ，１ｂは、第１の作業機械１ａと、第２の作業機械１ｂとを含む。本実施形態に係る作業機械１ａ，１ｂは、ブルドーザである。

リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、外部通信装置５とは、作業機械１ａ，１ｂの外部に配置される。リモートコントローラ２と、入力装置３と、ディスプレイ４と、外部通信装置５とは、例えば、作業機械１ａ，１ｂの外部の管理センタに配置されてもよい。リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂを遠隔操作する。リモートコントローラ２によって遠隔操作される作業機械の数は、２台に限らず、２台より多くてもよい。

図２は、第１の作業機械１ａの側面図である。図３は、第１の作業機械１ａの構成を示すブロック図である。以下、第１の作業機械１ａについて説明するが、第２の作業機械１ｂの構成は、第１の作業機械１ａと同様である。図２に示すように、第１の作業機械１ａは、車体１１と、走行装置１２と、作業機１３とを含む。車体１１は、エンジン室１５を含む。走行装置１２は、車体１１に取り付けられている。走行装置１２は、左右の履帯１６を有している。なお、図２では、左側の履帯１６のみが図示されている。履帯１６が回転することによって、第１の作業機械１ａが走行する。

作業機１３は、車体１１に取り付けられている。作業機１３は、リフトフレーム１７と、ドージングブレード１８と、リフトシリンダ１９とを含む。リフトフレーム１７は、上下に動作可能に車体１１に取り付けられている。リフトフレーム１７は、ドージングブレード１８を支持している。ドージングブレード１８は、リフトフレーム１７の動作に伴って上下に移動する。リフトフレーム１７は、走行装置１２に取り付けられてもよい。リフトシリンダ１９は、車体１１とリフトフレーム１７とに連結されている。リフトシリンダ１９が伸縮することによって、リフトフレーム１７は、上下に動作する。

図３に示すように、第１の作業機械１ａは、エンジン２２と、油圧ポンプ２３と、動力伝達装置２４と、制御弁２７とを含む。油圧ポンプ２３は、エンジン２２によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ２３から吐出された作動油は、リフトシリンダ１９に供給される。なお、図３では、１つの油圧ポンプ２３が図示されているが、複数の油圧ポンプが設けられてもよい。

動力伝達装置２４は、エンジン２２の駆動力を走行装置１２に伝達する。動力伝達装置２４は、例えば、HST（Hydro Static Transmission）であってもよい。或いは、動力伝達装置２４は、トルクコンバーター、或いは複数の変速ギアを有するトランスミッションであってもよい。或いは、動力伝達装置２４は、他の種類のトランスミッションであってもよい。

制御弁２７は、リフトシリンダ１９などの油圧アクチュエータと、油圧ポンプ２３との間に配置される。制御弁２７は、油圧ポンプ２３から、リフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。制御弁２７は、圧力比例制御弁であってもよい。或いは、制御弁２７は、電磁比例制御弁であってもよい。

第１の作業機械１ａは、機械コントローラ２６ａと機械通信装置２８とを備える。機械コントローラ２６ａは、走行装置１２、或いは動力伝達装置２４を制御することで、第１の作業機械１ａを走行させる。機械コントローラ２６ａは、制御弁２７を制御することで、ドージングブレード１８を上下に移動させる。

機械コントローラ２６ａは、取得したデータに基づいて第１の作業機械１ａを制御するようにプログラムされている。機械コントローラ２６ａは、プロセッサ３１ａと記憶装置３２ａとを含む。プロセッサ３１ａは、例えばCPU（central processing unit）である。或いは、プロセッサ３１ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ３１ａは、プログラムに従って、第１の作業機械１ａを制御するための処理を実行する。

記憶装置３２ａは、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置３２ａは、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置３２ａは、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置３２ａは、第１の作業機械１ａを制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

機械通信装置２８は、外部通信装置５と無線により通信する。例えば、機械通信装置２８は、Wi-Fi（登録商標）などの無線LAN、3G、4G、或いは5Gなどの移動体通信、或いは他のタイプの無線通信システムにより、外部通信装置５と通信する。

第１の作業機械１ａは、位置センサ３３を含む。位置センサ３３は、例えばGPS（Global Positioning System）などのGNSS(Global Navigation Satellite System)レシーバを含んでもよい。或いは、位置センサ３３は、他の測位システムのレシーバを含んでもよい。位置センサ３３は、IMU（Inertial Measurement Unit）などのモーションセンサ、Lidarなどの測距センサ、或いはステレオカメラなどのイメージセンサを含んでもよい。位置センサ３３は、位置データを機械コントローラ２６ａに出力する。位置データは、第１の作業機械１ａの位置を示す。

図１に示す外部通信装置５は、機械通信装置２８と無線により通信する。外部通信装置５は、リモートコントローラ２からの指令信号を、機械通信装置２８に送信する。機械コントローラ２６ａは、機械通信装置２８を介して、指令信号を受信する。外部通信装置５は、機械通信装置２８を介して、第１の作業機械１ａの位置データを受信する。

入力装置３は、オペレータによって操作可能な装置である。入力装置３は、オペレータからの入力指令を受け、入力指令に対応する操作信号を、リモートコントローラ２に出力する。入力装置３は、オペレータによる操作に応じた操作信号を出力する。入力装置３は、リモートコントローラ２に操作信号を出力する。入力装置３は、マウス、或いはトラックボールなどのポインティングデバイスを含んでもよい。入力装置３は、キーボードを含んでもよい。

ディスプレイ４は、例えばCRT，LCD，或いはOELD等のモニタを含む。ディスプレイ４は、リモートコントローラ２からの画像信号を受信する。ディスプレイ４は、画像信号に応じた画像を表示する。ディスプレイ４は、入力装置３と一体であってもよい。例えば、入力装置３とディスプレイ４とは、タッチパネルを含んでもよい。

リモートコントローラ２は、遠隔から作業機械１ａ，１ｂを制御する。リモートコントローラ２は、入力装置３から操作信号を受信する。リモートコントローラ２は、ディスプレイ４に画像信号を出力する。リモートコントローラ２は、プロセッサ２ａと記憶装置２ｂとを含む。プロセッサ２ａは、例えばCPU（Central Processing Unit）である。或いは、プロセッサ２ａは、CPUと異なるプロセッサであってもよい。プロセッサ２ａは、プログラムに従って、作業機械１ａ，１ｂを制御するための処理を実行する。なお、以下の説明において、リモートコントローラ２が実行する処理に関する記載は、プロセッサ２ａが実行する処理と解釈されてもよい。

記憶装置２ｂは、ROMなどの不揮発性メモリと、RAMなどの揮発性メモリとを含む。記憶装置２ｂは、ハードディスク、或いはSSD（Solid State Drive）などの補助記憶装置を含んでもよい。記憶装置２ｂは、非一時的な（non-transitory）コンピュータで読み取り可能な記録媒体の一例である。記憶装置２ｂは、作業機械１ａ，１ｂを制御するためのコンピュータ指令及びデータを記憶している。

次に、制御システム１００によって実行される作業機械１ａ，１ｂの自動運転について説明する。図４は、リモートコントローラ２によって行われる処理を示すフローチャートである。

図４に示すように、ステップＳ１０１では、リモートコントローラ２は、現況地形データを取得する。現況地形データは、ワークサイトの現況地形を示す。図５は、現況地形８０の一例を示す側面図である。現況地形データは、現況地形８０上の複数地点の座標及び高度を含む。作業機械１ａ，１ｂは、自動運転により、現況地形８０が最終目標地形８１に沿う形状となるように、現況地形８０の掘削を行う。

ステップＳ１０２では、リモートコントローラ２は、位置データを取得する。位置データは、第１の作業機械１ａの第１位置データと、第２の作業機械１ｂの第２位置データとを含む。第１位置データは、第１の作業機械１ａの位置を示す。第２位置データは、第２の作業機械１ｂの位置を示す。

ステップＳ１０３では、リモートコントローラ２は、ワークサイトにおいて複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定する。図６は、第１実施形態に係る作業エリア５０Ａ，５０Ｂの一例を示すワークサイトの上面図である。複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂは、第１作業エリア５０Ａと第２作業エリア５０Ｂとを含む。第１作業エリア５０Ａは、複数の第１作業レーン５１－５３を含む。複数の第１作業レーン５１－５３は、所定の第１作業方向Ｄ１に延びる。複数の第１作業レーン５１－５３は、直線状に延びる。第１作業レーン５１－５３は、第１作業エリア５０Ａの横方向に並んでいる。第１作業エリア５０Ａの横方向は、第１作業方向Ｄ１に交差する方向である。

第２作業エリア５０Ｂは、複数の第２作業レーン５４－５６を含む。複数の第２作業レーン５４－５６は、所定の第２作業方向Ｄ２に延びる。複数の第２作業レーン５４－５６は、直線状に延びる。第２作業レーン５４－５６は、第２作業エリア５０Ｂの横方向に並んでいる。第２作業エリア５０Ｂの横方向は、第２作業方向Ｄ２に交差する方向である。図６に示す例では、第１作業方向Ｄ１と第２作業方向Ｄ２とは、同じ方向である。

リモートコントローラ２は、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定してもよい。或いは、リモートコントローラ２は、自動的に作業エリア５０Ａ，５０Ｂを決定してもよい。

第１作業エリア５０Ａは、第１掘削壁のエリア６１，６２を含む。第１掘削壁のエリア６１，６２は、複数の第１作業レーン５１－５３の間に配置される。第１掘削壁のエリア６１，６２のそれぞれの幅は、第１作業レーン５１－５３のそれぞれの幅よりも小さい。リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａのドージングブレード１８の幅寸法に基づいて、第１作業レーン５１－５３のそれぞれの幅を決定してもよい。リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａのドージングブレード１８の幅寸法よりも小さな値を、第１掘削壁のエリア６１，６２の幅として決定してもよい。

第２作業エリア５０Ｂは、第２掘削壁のエリア６３，６４を含む。第２掘削壁のエリア６３，６４は、複数の第２作業レーン５４－５６の間に配置される。第２掘削壁のエリア６３，６４のそれぞれの幅は、第２作業レーン５４－５６のそれぞれの幅よりも小さい。リモートコントローラ２は、第２の作業機械１ｂのドージングブレードの幅寸法に基づいて、第２作業レーン５４－５６のそれぞれの幅を決定してもよい。リモートコントローラ２は、第２の作業機械１ｂのドージングブレードの幅寸法よりも小さな値を、第２掘削壁のエリア６３，６４の幅として決定してもよい。

なお、作業レーン５１－５６及び掘削壁のエリア６１－６４の配列は、図６に示すものに限らず、変更されてもよい。例えば、各作業エリアの作業レーンの数は、３つに限らず、３つより少なくてもよく、３つより多くてもよい。各作業エリアの掘削壁のエリアの数は、２つに限らず、２つより少なくてもよく、２つより多くてもよい。第１作業エリア５０Ａの作業レーンの数と第２作業エリア５０Ｂの作業レーンの数とは、同じに限らず、異なってもよい。作業エリアの数は、２つに限らず、２つより多くてもよい。

ステップＳ１０４では、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂに作業エリア５０Ａ，５０Ｂを割り当てる。オペレータは、入力装置３によって、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれを、作業機械１ａ，１ｂのいずれかに割り当てる。リモートコントローラ２は、入力装置３からの操作信号に基づいて、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれに割り当てられる作業機械を決定する。或いは、リモートコントローラ２は、複数の作業エリア５０Ａ，５０Ｂのそれぞれに割り当てられる作業機械を自動的に決定してもよい。図６に示す例では、リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａに第１作業エリア５０Ａを割り当て、第２の作業機械１ｂに第２作業エリア５０Ｂを割り当てる。

なお、リモートコントローラ２は、第１作業エリア５０Ａと第２作業エリア５０Ｂとの間に位置する第３掘削壁のエリア６５を、第１の作業機械１ａと第２の作業機械１ｂとのいずれかに割り当てる。リモートコントローラ２は、オペレータによる入力装置３の操作に応じて、第３掘削壁のエリア６５を、第１の作業機械１ａと第２の作業機械１ｂとのいずれかに割り当ててもよい。或いは、リモートコントローラ２は、自動的に、第３掘削壁のエリア６５を、第１の作業機械１ａと第２の作業機械１ｂとのいずれかに割り当ててもよい。図６に示す例では、リモートコントローラ２は、第３掘削壁のエリア６５を、第２の作業機械１ｂに割り当てるものとする。

ステップＳ１０５では、リモートコントローラ２は、作業開始の承認を受信したかを判定する。オペレータは、入力装置３によって、作業機械１ａ，１ｂによる作業開始の承認を指示することができる。リモートコントローラ２は、入力装置３からの操作信号に基づいて、承認を受信したかを判定する。なお、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂごとに個別に承認を受信したかを判定してもよい。

ステップＳ１０６では、リモートコントローラ２は、作業機械１ａ，１ｂに作業の開始指令を送信する。それにより、第１の作業機械１ａは、割り当てられた第１作業レーン５１－５３の配列に従って作業を行うように制御される。リモートコントローラ２は、第１作業レーン５１－５３の位置を示すデータを第１の作業機械１ａに送信する。リモートコントローラ２は、第２作業レーン５４－５６位置を示すデータを第２の作業機械１ｂに送信する。

第１の作業機械１ａは、第１の作業機械１ａに割り当てられた第１作業レーン５１－５３まで移動し、第１作業レーン５１－５３に対して位置と方位とを自動的に合わせる。そして、第１の作業機械１ａは、第１作業レーン５１－５３に沿って移動しながら掘削を行う。第１作業レーン５１－５３の掘削が完了すると、第１作業レーン５１－５３の間には、掘削壁が残る。第１の作業機械１ａは、割り当てられた第１掘削壁のエリア６１，６２に沿って移動しながら、掘削壁の掘削を行う。第１作業レーン５１－５３の掘削順序、或いは第１掘削壁のエリア６１，６２の掘削順序は、リモートコントローラ２によって決定されてもよい。或いは、第１作業レーン５１－５３の掘削順序、或いは第１掘削壁のエリア６１，６２の掘削順序は、第１の作業機械１ａの機械コントローラ２６ａによって決定されてもよい。

同様に、第２の作業機械１ｂは、第２の作業機械１ｂに割り当てられた第２作業レーン５４－５６まで移動し、第２作業レーン５４－５６に対して位置と方位とを自動的に合わせる。そして、第２の作業機械１ｂは、第２作業レーン５４－５６に沿って移動しながら掘削を行う。第２作業レーン５４－５６の掘削が完了すると、第２作業レーン５４－５６の間には、掘削壁が残る。第２の作業機械１ｂは、割り当てられた第２掘削壁のエリア６３，６４に沿って移動しながら、掘削壁の掘削を行う。第２作業レーン５４－５６の掘削順序、或いは第２掘削壁のエリア６３，６４の掘削順序は、リモートコントローラ２によって決定されてもよい。或いは、第２作業レーン５４－５６の掘削順序、或いは第２掘削壁のエリア６３，６４の掘削順序は、第２の作業機械１ｂの機械コントローラによって決定されてもよい。

例えば、図５に示すように、第１の作業機械１ａは、目標設計地形８４に従ってドージングブレード１８を動作させる。第１の作業機械１ａは、現況地形８０上の第１開始点Ｐ１から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。第１の作業機械１ａは、第２開始点Ｐ２まで後退する。第１の作業機械１ａは、第２開始点Ｐ２から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。第１の作業機械１ａは、第３開始点Ｐ３まで後退する。第１の作業機械１ａは、第３開始点Ｐ３から前進しながら掘削を開始し、掘削された土を崖から落とす。

第１の作業機械１ａは、このような作業を繰り返すことで、目標設計地形８４に沿う形状に、現況地形８０を掘削する。第２の作業機械１ｂも、第１の作業機械１ａと同様に掘削を行う。作業機械１ａ，１ｂは、目標設計地形８４の掘削を完了すると、その下方に位置する次の目標設計地形８５の掘削を行う。作業機械１ａ，１ｂは、最終目標地形８１、或いはその近傍に到達するまで、上記の作業を繰り返す。

上述したように、第１の作業機械１ａと第２の作業機械１ｂとが協働して作業を行う場合、第１の作業機械１ａと第２の作業機械１ｂとが、互いに接近することがある。例えば、図７に示すように、第２の作業機械１ｂが第３掘削壁のエリア６５において作業を行っているときには、第２の作業機械１ｂの少なくとも一部が第１作業エリア５０Ａ内に位置している。このような場合、第１の作業機械１ａは、第２の作業機械１ｂに対する干渉回避動作を行うように、第１の作業機械１ａを制御する。以下、干渉回避動作のための制御について説明する。

図８は、干渉回避動作のための制御の処理を示すフローチャートである。図８に示すように、ステップＳ２０１では、リモートコントローラ２は、第２の作業機械１ｂの少なくとも一部が、第３掘削壁のエリア６５内に位置するかを判定する。第２の作業機械１ｂの少なくとも一部が、第３掘削壁のエリア６５内に位置するときには、処理は、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａに対して、干渉回避動作を指示する。例えば、リモートコントローラ２は、第２作業エリア５０Ｂに最も近い第１作業レーン５３と、第１作業レーン５３に隣接する第１掘削壁のエリア６２とを、第１の作業機械１ａに対する進入禁止エリアＣ１として決定する。そして、リモートコントローラ２は、進入禁止エリアＣ１に入らないように第１の作業機械１ａを待機させる。

ステップＳ２０１において、第２の作業機械１ｂの少なくとも一部が、第３掘削壁のエリア６５内に位置していないときには、処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａが、第２作業エリア５０Ｂに最も近い第１作業レーン５３内に位置するかを判定する。図９に示すように、第１の作業機械１ａが、第２作業エリア５０Ｂに最も近い第１作業レーン５３内に位置するときには、処理はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、リモートコントローラ２は、第２の作業機械１ｂに対して、干渉回避動作を指示する。例えば、リモートコントローラ２は、第３掘削壁のエリア６５を、第２の作業機械１ｂに対する進入禁止エリアＣ２として決定する。そして、リモートコントローラ２は、進入禁止エリアＣ２に入らないように第２の作業機械１ｂを待機させる。

以上説明した本実施形態に係る作業機械の制御システム１００では、第２の作業機械１ｂが第３掘削壁のエリア６５内に位置しているときには、第１の作業機械１ａが干渉回避動作を行うように、第１の作業機械１ａが制御される。第２の作業機械１ｂが第３掘削壁のエリア６５内に入るよりも先に、第１の作業機械１ａが、第２作業エリア５０Ｂに最も近い第１作業レーン５３内に位置するときには、第２の作業機械１ｂが干渉回避動作を行うように、第２の作業機械１ｂが制御される。それにより、自動運転中に複数の作業機械１ａ，１ｂが互いに干渉することを回避することができる。

図１０は、第２実施形態に係る作業エリア５０Ａ，５０Ｂの一例を示すワークサイトの上面図である。図１０に示す例では、第１作業方向Ｄ１と第２作業方向Ｄ２とは、互いに異なっている。第２作業エリア５０Ｂに最も近い第１作業レーン５３の一部と、第１作業エリア５０Ａに最も近い第２作業レーン５４の一部とが、互いに重なっている。第２作業エリア５０Ｂに最も近い第１作業レーン５３は、第１作業エリア５０Ａに最も近い第２作業レーン５４と交差している。図１１は、第１作業レーン５３と第２作業レーン５４とが重なっている場合の干渉回避動作の処理を示すフローチャートである。

図１１に示すように、ステップ３０１では、リモートコントローラ２は、第１判定領域Ａ１と第２判定領域Ａ２とを決定する。図１２に示すように、第１判定領域Ａ１は、第１作業レーン５３において、第１作業レーン５３と第２作業レーン５４との重畳位置Ｂ１から前方の領域を含む。第１判定領域Ａ１は、第２作業レーン５４との重畳部Ｌを含む第１作業レーン５３の少なくとも一部を含む。重畳部Ｌは、第１作業レーン５３のうち第２作業レーン５４と重ならない部分に対して横方向に位置する。第２判定領域Ａ２は、第２作業レーン５４において、第１作業レーン５３と第２作業レーン５４との重畳位置Ｂ１から前方の領域を含む。第２判定領域Ａ２は、第１作業レーン５３との重畳部Ｌを含む第２作業レーン５４の少なくとも一部を含む。重畳部Ｌは、第２作業レーン５４のうち第１作業レーン５３と重ならない部分に対して横方向に位置する。

なお、図１３に示すように、リモートコントローラ２は、第１作業レーン５３において、重畳位置Ｂ１から所定距離、後退した位置から前方の領域を、第１判定領域Ａ１として決定してもよい。リモートコントローラ２は、第２作業レーン５４において、重畳位置Ｂ１から所定距離、後退した位置から前方の領域を、第２判定領域Ａ２として決定してもよい。

ステップＳ３０２では、リモートコントローラ２は、第２の作業機械１ｂが第２判定領域Ａ２内に位置しているかを判定する。第２の作業機械１ｂが第２判定領域Ａ２内に位置しているときには、処理はステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａに対して、干渉回避動作を指示する。例えば、リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａが第１判定領域Ａ１に入らないように、第１の作業機械１ａを待機させる。

ステップＳ３０２において、第２の作業機械１ｂが第２判定領域Ａ２内に位置していないときには、処理はステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、リモートコントローラ２は、第１の作業機械１ａが第１判定領域Ａ１内に位置しているかを判定する。第１の作業機械１ａが第１判定領域Ａ１内に位置しているときには、処理はステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、リモートコントローラ２は、第２の作業機械１ｂに対して、干渉回避動作を指示する。例えば、リモートコントローラ２は、第２の作業機械１ｂが第２判定領域Ａ２に入らないように、第２の作業機械１ｂを待機させる。

図１４は、第３実施形態に係る作業エリア５０Ａ，５０Ｂの一例を示すワークサイトの上面図である。図１４に示す例では、第１作業方向Ｄ１と第２作業方向Ｄ２とは、同じである。第２作業エリア５０Ｂに最も近い第１作業レーン５３の一部と、第１作業エリア５０Ａに最も近い第２作業レーン５４の一部とが、互いに重なっている。

図１５に示すように、第２の作業機械１ｂの少なくとも一部が第１作業レーン５３内に位置しているときには、リモートコントローラ２は、第１作業レーン５３と、第１作業レーン５３に隣接する第１掘削壁のエリア６２とを、進入禁止エリアＣ１として決定する。リモートコントローラ２は、進入禁止エリアＣ１に進入しないように、第１の作業機械１ａを制御する。

図１６に示すように、第１の作業機械１ａの少なくとも一部が第２作業レーン５４内に位置しているときには、リモートコントローラ２は、第２作業レーン５４と、第２作業レーン５４に隣接する第２掘削壁のエリア６３とを、進入禁止エリアＣ２として決定する。リモートコントローラ２は、進入禁止エリアＣ２に進入しないように、第２の作業機械１ｂを制御する。

以上、一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

作業機械１ａ，１ｂは、ブルドーザに限らず、ホイールローダ、モータグレーダ等の他の車両であってもよい。作業機械１ａ，１ｂは、電動モータで駆動される車両であってもよい。

リモートコントローラは、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。リモートコントローラによる処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。機械コントローラは、互いに別体の複数のコントローラを有してもよい。機械コントローラによる処理は、複数のコントローラに分散して実行されてもよい。上述した処理は、複数のプロセッサに分散して実行されてもよい。

自動運転の処理、及び、干渉回避動作のための処理は、上述した実施形態のものに限らず、変更、省略、或いは追加されてもよい。自動運転の処理、及び、干渉回避動作のための処理の実行順序は、上述した実施形態のものに限らず、変更されてもよい。機械コントローラによる処理の一部は、リモートコントローラによって実行されてもよい。リモートコントローラによる処理の一部は、機械コントローラによって実行されてもよい。

作業機械１ａ，１ｂが自立的に干渉回避動作を行ってもよい。例えば、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理は、第１の作業機械１ａの機械コントローラ２６ａによって実行されてもよい。ステップＳ２０３及びステップＳ２０４の処理は、第２の作業機械１ｂの機械コントローラによって実行されてもよい。ステップＳ３０２及びステップＳ３０３の処理は、第１の作業機械１ａの機械コントローラ２６ａによって実行されてもよい。ステップＳ３０４及びステップＳ３０５の処理は、第２の作業機械１ｂの機械コントローラによって実行されてもよい。第１の作業機械１ａの機械コントローラ２６ａは、第２の作業機械１ｂの機械コントローラから第２位置データを直接的に受信してもよい。第２の作業機械１ｂの機械コントローラは、第１の作業機械１ａの機械コントローラから第１位置データを直接的に受信してもよい。

作業機械１ａ，１ｂの制御は、全自動であってもよく、あるいは半自動であってもよい。例えば、入力装置３は、作業機械１ａ，１ｂを操作するための操作レバー、ペダル、或いはスイッチ等の操作子を含んでもよい。リモートコントローラ２は、入力装置３の操作に応じて、作業機械１ａ，１ｂの前進、後進、或いは旋回などの走行を制御してもよい。リモートコントローラ２は、入力装置３の操作に応じて、作業機１３の上昇及び下降などの動作を制御してもよい。

干渉回避動作は、作業機械を待機させることに限らず、他の動作であってもよい。例えば、干渉回避動作は、作業機械を減速させることであってもよい。進入禁止エリアは、掘削壁のエリアを含まなくてもよい。各作業エリアにおいて、掘削壁のエリアは省略されてもよい。

本開示によれば、自動運転中に複数の作業機械が互に干渉することを回避することができる。

１ａ 第１の作業機械
１ｂ 第２の作業機械
２ａ プロセッサ
５０Ａ 第１作業エリア
５１－５３ 第１作業レーン
５４－５６ 第２作業レーン
６１，６２ 第１掘削壁のエリア
６３，６４ 第２掘削壁のエリア
６３ 第３掘削壁のエリア
Ａ１ 第１判定領域
Ａ２ 第２判定領域
Ｂ１ 重畳位置
Ｄ１ 第１作業方向
Ｄ２ 第２作業方向
Ｌ 重畳部

Claims (16)

1. ブレードを含む第１の作業機械と、
   ブレードを含む第２の作業機械と、
   前記第１の作業機械と前記第２の作業機械とを制御する１つ以上のプロセッサと、
   を備え、
   前記１つ以上のプロセッサは、
   所定の第１作業方向に延び、前記第１作業方向に交差する方向に互いに隣接して並んだ複数の第１作業レーンを含む第１作業エリアを前記第１の作業機械に割り当て、
   前記第１の作業機械の位置を示す第１位置データを取得し、
   前記第１作業レーンに従って前記第１の作業機械が掘削作業するように前記第１の作業機械を制御し、
   前記所定の第１作業方向と同じ又は異なる所定の第２作業方向に延び、前記第２作業方向に交差する方向に互いに隣接して並んだ複数の第２作業レーンを含む第２作業エリアを前記第２の作業機械に割り当て、
   前記第２の作業機械の位置を示す第２位置データを取得し、
   前記第２作業レーンに従って前記第２の作業機械が掘削作業するように前記第２の作業機械を制御し、
   前記第２の作業機械の少なくとも一部が前記第１作業エリア内に位置するかを判定し、
   前記第２の作業機械の少なくとも一部が前記第１作業エリア内に位置するときには、前記第２の作業機械に対する干渉回避動作を行うように、前記第１の作業機械を制御し、
   前記第１作業エリアと前記第２作業エリアとの間には掘削壁のエリアが設けられている、
   システム。
2. 前記掘削壁のエリアは、前記第２の作業機械に割り当てられており、前記第２の作業機械の少なくとも一部が、前記掘削壁のエリア内に位置するときには、前記１つ以上のプロセッサは、前記第２の作業機械に対する干渉回避動作を行うように、前記第１の作業機械を制御する、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記第２の作業機械の少なくとも一部が、前記掘削壁のエリア内に位置するときには、前記１つ以上のプロセッサは、前記第２作業エリアに最も近い前記第１作業レーンを、前記第１の作業機械に対する進入禁止エリアとして決定する、
   請求項２に記載のシステム。
4. 前記１つ以上のプロセッサは、前記進入禁止エリアに入らないように前記第１の作業機械を待機させる、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記掘削壁のエリアが前記第２の作業機械に割り当てられており、前記第１の作業機械が、前記第２作業エリアに最も近い前記第１作業レーン内に位置するときには、前記１つ以上のプロセッサは、前記掘削壁のエリアに入らないように前記第２の作業機械を制御する、
   請求項１に記載のシステム。
6. 前記第２作業エリアに最も近い前記第１作業レーンの一部と、前記第１作業エリアに最も近い前記第２作業レーンの一部とが、互いに重なっているときには、前記１つ以上のプロセッサは、
   前記第１作業レーンにおいて、前記第１作業レーンと前記第２作業レーンとの重畳位置から前方の領域を含む第１判定領域を決定し、
   前記第２作業レーンにおいて前記重畳位置から前方の領域を含む第２判定領域を決定し、
   前記第１判定領域内に前記第１の作業機械が位置しているときには、前記第２判定領域に入らないように前記第２の作業機械を制御し、
   前記第２判定領域内に前記第２の作業機械が位置しているときには、前記第１判定領域に入らないように前記第１の作業機械を制御する、
   請求項１に記載のシステム。
7. 前記１つ以上のプロセッサは、前記第１作業レーンにおいて、前記重畳位置から所定距離、後退した位置から前方の領域を、前記第１判定領域として決定する、
   請求項６に記載のシステム。
8. 前記１つ以上のプロセッサは、前記第２作業レーンにおいて、前記重畳位置から所定距離、後退した位置から前方の領域を、前記第２判定領域として決定する、
   請求項６に記載のシステム。
9. ブレードを含む第１の作業機械と、ブレードを含む第２の作業機械とを含む複数の作業機械を制御するために１つ以上のプロセッサによって実行される方法であって、
   所定の第１作業方向に延び、前記第１作業方向に交差する方向に互いに隣接して並んだ複数の第１作業レーンを含む第１作業エリアを、前記第１の作業機械に割り当てることと、
   前記第１の作業機械の位置を示す第１位置データを取得することと、
   前記第１作業レーンに従って前記第１の作業機械が掘削作業するように前記第１の作業機械を制御することと、
   前記所定の第１作業方向と同じ又は異なる所定の第２作業方向に延び、前記第２作業方向に交差する方向に互いに隣接して並んだ複数の第２作業レーンを含む第２作業エリアを、前記第２の作業機械に割り当てることと、
   前記第２の作業機械の位置を示す第２位置データを取得することと、
   前記第２作業レーンに従って前記第２の作業機械が掘削作業するように前記第２の作業機械を制御することと、
   前記第２の作業機械の少なくとも一部が前記第１作業エリア内に位置するかを判定することと、
   前記第２の作業機械の少なくとも一部が、前記第１作業エリア内に位置するときには、前記第２の作業機械に対する干渉回避動作を行うように、前記第１の作業機械を制御すること、
   を備え、
   前記第１作業エリアと前記第２作業エリアとの間には掘削壁のエリアが設けられている、
   方法。
10. 前記掘削壁のエリアは、前記第２の作業機械に割り当てられており、前記第２の作業機械の少なくとも一部が、前記掘削壁のエリア内に位置するときには、前記第２の作業機械に対する干渉回避動作を行うように、前記第１の作業機械を制御することをさらに備える、
    請求項９に記載の方法。
11. 前記第２の作業機械の少なくとも一部が、前記掘削壁のエリア内に位置するときには、前記第２作業エリアに最も近い前記第１作業レーンを、前記第１の作業機械に対する進入禁止エリアとして決定することをさらに備える、
    請求項１０に記載の方法。
12. 前記進入禁止エリアに入らないように前記第１の作業機械を待機させることをさらに備える、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記掘削壁のエリアが前記第２の作業機械に割り当てられており、前記第１の作業機械が、前記第２作業エリアに最も近い前記第１作業レーン内に位置するときには、前記掘削壁のエリアに入らないように前記第２の作業機械を制御することをさらに備える、
    請求項９に記載の方法。
14. 前記第２作業エリアに最も近い前記第１作業レーンの一部と、前記第１作業エリアに最も近い前記第２作業レーンの一部とが、互いに重なっているときには、前記第１作業レーンにおいて、前記第１作業レーンと前記第２作業レーンとの重畳位置から前方の領域を含む第１判定領域を決定することと、
    前記第２作業レーンにおいて前記重畳位置から前方の領域を含む第２判定領域を決定することと、
    前記第１判定領域内に前記第１の作業機械が位置しているときには、前記第２判定領域に入らないように前記第２の作業機械を制御することと、
    前記第２判定領域内に前記第２の作業機械が位置しているときには、前記第１判定領域に入らないように前記第１の作業機械を制御することを備える、
    請求項９に記載の方法。
15. 前記第１作業レーンにおいて、前記重畳位置から所定距離、後退した位置から前方の領域を、前記第１判定領域として決定することをさらに備える、
    請求項１４に記載の方法。
16. 前記第２作業レーンにおいて、前記重畳位置から所定距離、後退した位置から前方の領域を、前記第２判定領域として決定することをさらに備える、
    請求項１４に記載の方法。

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