KR20180107131A - 쇼벨 및 쇼벨의 주위를 비행하는 자율식 비행체 - Google Patents

쇼벨 및 쇼벨의 주위를 비행하는 자율식 비행체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)과, 하부주행체(1)에 탑재되는 상부선회체(3)과, 상부선회체(3)에 장착된 수신장치(S2), 방향검출장치(S5), 컨트롤러(30), 및 표시장치(40)을 갖는다. 수신장치(S2)는, 비행체(200)이 촬상한 촬상화상을 수신하며, 방향검출장치(S5)는, 쇼벨(100)의 방향을 검출하고, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향에 근거하여 비행체(200)의 목표회전각도에 관한 정보를 생성하며, 표시장치(40)은, 비행체(200)이 목표회전각도만큼 회전했을 때에 촬상할 수 있는 화상과 동일한 방향으로 촬상화상을 표시한다.

Description

쇼벨 및 쇼벨의 주위를 비행하는 자율식 비행체
본 발명은, 쇼벨 및 쇼벨의 주위를 비행하는 자율식 비행체에 관한 것이다.
상부선회체에 장착된 카메라를 이용하는 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조.). 이 쇼벨은, 상부선회체의 측방 및 후방을 향하는 카메라가 촬상한 화상을 표시하는 표시장치를 캐빈 내에 구비하고 있다. 이로 인하여, 쇼벨의 조작자는 그 표시장치를 봄으로써 쇼벨의 후방 및 측방의 상황을 시인할 수 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2013-124467호
그러나, 특허문헌 1의 쇼벨은, 상부선회체에 장착된 카메라가 촬상한 화상을 표시장치에 표시할 뿐이므로, 카메라로 촬상할 수 없는 공간의 상황을 쇼벨의 조작자에게 시인시킬 수 없다. 카메라로 촬상할 수 없는 공간은, 예를 들면 굴삭하고 있는 구멍의 내부공간, 카운터웨이트의 바로 뒤의 공간 등을 포함한다.
상술에 감안하여, 상부선회체에 장착된 카메라로는 촬상할 수 없는 공간을 촬상 가능한 카메라가 촬상한 화상을 쇼벨의 조작자에게 제시할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 수신장치, 방향검출장치, 제어장치, 및 표시장치를 갖는 쇼벨로서, 상기 수신장치는, 카메라탑재형 자율식 비행체가 촬상한 촬상화상을 수신하며, 상기 방향검출장치는, 상기 쇼벨의 방향을 검출하고, 상기 제어장치는, 상기 쇼벨의 방향에 근거하여 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 목표회전각도에 관한 정보를 생성하며, 상기 표시장치는, 상기 카메라탑재형 자율식 비행체가 상기 목표회전각도만큼 회전했을 때에 촬상할 수 있는 화상과 동일한 방향으로 상기 촬상화상을 표시한다.
상술한 수단에 의하여, 상부선회체에 장착된 카메라로는 촬상할 수 없는 공간을 촬상 가능한 카메라가 촬상한 화상을 쇼벨의 조작자에게 제시할 수 있는 쇼벨이 제공된다.
도 1은 작업지원시스템이 이용되는 작업현장의 도이다.
도 2는 작업지원시스템의 시스템구성도이다.
도 3은 추종개시처리의 플로차트이다.
도 4a는 리모컨의 정면도이다.
도 4b는 리모컨의 정면도이다.
도 5a는 추종처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 5b는 추종처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6a은 비행체의 목표비행위치의 예를 나타내는 도이다.
도 6b는 비행체의 목표비행위치의 예를 나타내는 도이다.
도 6c은 비행체의 목표비행위치의 예를 나타내는 도이다.
도 6d는 비행체의 목표비행위치의 예를 나타내는 도이다.
도 7a는 비행체의 목표비행위치의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 7b는 비행체의 목표비행위치의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 8a는 추종처리의 흐름의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 8b는 추종처리의 흐름의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 9는 추종처리의 흐름의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 10a는 접촉회피처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 10b는 접촉회피처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 11은 회피비행이 실행될 때의 쇼벨과 비행체의 관계를 나타내는 도이다.
도 12a는 접촉회피처리의 흐름의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 12b는 접촉회피처리의 흐름의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 13은 접촉회피처리의 흐름의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 14는 쇼벨, 비행체, 및 덤프트럭의 측면도이다.
도 15a은 쇼벨, 비행체, 및 덤프트럭의 상대위치관계를 나타내는 도이다.
도 15b는 도 15a에 있어서의 비행체의 카메라가 촬상한 촬상화상을 나타내는 도이다.
도 15c은 쇼벨, 비행체, 및 덤프트럭의 상대위치관계의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 15d는 도 15c에 있어서의 비행체의 카메라가 촬상한 촬상화상을 나타내는 도이다.
도 15e은 쇼벨, 비행체, 및 덤프트럭의 상대위치관계의 또 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 15f는 도 15e에 있어서의 비행체의 카메라가 촬상한 촬상화상을 나타내는 도이다.
도 16a는 화상회전처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 16b는 화상회전처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 17a는 화상회전처리의 흐름의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 17b는 화상회전처리의 흐름의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 18a는 화상회전처리의 흐름의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 18b는 화상회전처리의 흐름의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 19는 화상회전처리의 흐름의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 20a는 쇼벨, 비행체, 및 덤프트럭의 상대위치관계를 나타내는 도이다.
도 20b은 도 20a에 있어서의 비행체의 카메라가 촬상한 촬상화상을 나타내는 도이다.
도 20c는 도 20a에 있어서의 비행체의 카메라가 촬상한 촬상화상을 나타내는 도이다.
도 21a는 비행체가 촬상한 촬상화상에 근거하여 쇼벨의 위치 및 방향을 도출하는 방법을 설명하는 도이다.
도 21b는 비행체가 촬상한 촬상화상에 근거하여 쇼벨의 위치 및 방향을 도출하는 방법을 설명하는 도이다.
도 22a는 비행체가 촬상한 촬상화상에 근거하여 기준면에 대한 쇼벨의 접지면의 높이 또는 깊이를 도출하는 방법을 설명하는 도이다.
도 22b는 비행체가 촬상한 촬상화상에 근거하여 기준면에 대한 쇼벨의 접지면의 높이 또는 깊이를 도출하는 방법을 설명하는 도이다.
도 22c는 비행체가 촬상한 촬상화상에 근거하여 기준면에 대한 쇼벨의 접지면의 높이 또는 깊이를 도출하는 방법을 설명하는 도이다.
도 23a는 머신가이던스처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 23b는 머신가이던스처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 24a는 머신가이던스처리의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 24b는 머신가이던스처리의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 25a는 머신가이던스처리의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 25b는 머신가이던스처리의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 26은 유체보급시스템이 이용되는 작업현장의 도이다.
도 27은 유체보급시스템의 시스템구성도이다.
도 28a는 연료보급 전처리의 플로차트이다.
도 28b는 연료보급 전처리의 플로차트이다.
도 29a는 도킹장치의 배치를 나타내는 상부선회체의 도이다.
도 29b는 도킹장치의 배치를 나타내는 상부선회체의 도이다.
도 30a은 도킹장치의 동작을 설명하는 도이다.
도 30b는 도킹장치의 동작을 설명하는 도이다.
도 30c은 도킹장치의 동작을 설명하는 도이다.
도 30d는 도킹장치의 동작을 설명하는 도이다.
도 31a는 연료보급 후처리의 플로차트이다.
도 31b는 연료보급 후처리의 플로차트이다.
도 32a은 도킹장치의 다른 일례를 설명하는 도이다.
도 32b는 도킹장치의 다른 일례를 설명하는 도이다.
도 32c은 도킹장치의 다른 일례를 설명하는 도이다.
도 32d는 도킹장치의 다른 일례를 설명하는 도이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨(굴삭기)(100) 및 비행체(200)을 포함하는 작업지원시스템에 대하여 설명한다. 도 1은, 작업지원시스템이 이용되는 작업현장의 도이다.
작업지원시스템은, 주로 쇼벨(100), 비행체(200), 및 리모컨(300)으로 구성된다. 작업지원시스템을 구성하는 쇼벨(100)은, 1대여도 되고, 복수 대여도 된다. 도 1의 예는, 2대의 쇼벨(100A, 100B)를 포함한다.
비행체(200)은, 원격조작 또는 자동조종에 의하여 비행시킬 수 있는 자율식 비행체이며, 예를 들면 멀티콥터, 비행선 등을 포함한다. 본 실시예에서는, 카메라를 탑재한 쿼드콥터이다. 리모컨(300)은, 비행체(200)을 원격조작하기 위한 리모트컨트롤러이다.
쇼벨(100)의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 개재하여 상부선회체(3)이 선회 가능하게 탑재된다. 상부선회체(3)에는 붐(4)가 장착된다. 붐(4)의 선단에는 암(5)가 장착되고, 암(5)의 선단에는 버킷(6)이 장착된다. 작업요소로서의 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트를 구성한다. 붐(4), 암(5), 버킷(6)은, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 상부선회체(3)에는 캐빈(10)이 마련되고, 엔진(11) 등의 동력원이 탑재된다.
상부선회체(3)에는 송신장치(S1), 수신장치(S2), 측위장치(S3), 자세검출장치(S4), 방향검출장치(S5), 표시장치(40) 등이 장착된다.
송신장치(S1)은 쇼벨(100)의 외부를 향하여 정보를 발신한다. 송신장치(S1)은, 예를 들면 비행체(200) 및 리모컨(300) 중 적어도 일방이 수신 가능한 정보를 소정 주기로 반복하여 발신한다. 본 실시예에서는, 송신장치(S1)은 비행체(200)이 수신 가능한 정보를 소정 주기로 반복하여 발신한다. 송신장치(S1)은, 비행체(200)이 발신한 정보를 수신한 경우에 한정하여 비행체(200)을 향하여 정보를 발신해도 된다.
수신장치(S2)는 쇼벨(100)의 외부로부터의 정보를 수신한다. 수신장치(S2)는, 예를 들면 비행체(200) 및 리모컨(300) 중 적어도 일방이 발신하는 정보를 수신한다. 본 실시예에서는, 수신장치(S2)는 비행체(200)이 발신한 정보를 수신한다.
측위장치(S3)은 쇼벨(100)의 위치에 관한 정보를 취득한다. 본 실시예에서는, 측위장치(S3)은 GNSS(GPS)수신기이며, 쇼벨(100)의 존재위치의 위도, 경도, 고도를 측정한다.
자세검출장치(S4)는 쇼벨의 자세를 검출한다. 쇼벨의 자세는, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 자세이다. 본 실시예에서는, 자세검출장치(S4)는, 붐각도센서, 암각도센서, 버킷각도센서, 및 기체경사센서를 포함한다. 붐각도센서는, 붐각도를 취득하는 센서이며, 예를 들면 붐푸트핀의 회전각도를 검출하는 회전각도센서, 붐실린더(7)의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 붐(4)의 경사각도를 검출하는 경사(가속도)센서 등을 포함한다. 암각도센서 및 버킷각도센서에 대해서도 동일하다. 기체경사센서는 기체경사각도를 취득하는 센서이며, 예를 들면 수평면에 대한 상부선회체(3)의 경사각도를 검출한다. 본 실시예에서는, 기체경사센서는 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축을 중심으로 한 경사각을 검출하는 2축가속도센서이다. 다만, 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면 서로 직교하여 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점을 통과한다. 기체경사센서는 3축가속도센서여도 된다.
방향검출장치(S5)는, 쇼벨(100)의 방향을 검출한다. 방향검출장치(S5)는, 지자기(地磁氣)센서, 선회기구(2)의 선회축에 관한 리졸버 또는 인코더, 자이로센서 등으로 구성된다. 방향검출장치(S5)는, 2개의 GNSS수신기를 포함하는 GNSS컴퍼스로 구성되어도 된다. 본 실시예에서는, 방향검출장치(S5)는, 3축지자기센서와 자이로센서의 조합으로 구성된다.
표시장치(40)은, 각종 정보를 표시하는 장치이며, 캐빈(10) 내의 운전석의 근방에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 표시장치(40)은 비행체(200)이 촬상한 화상을 표시 가능하다.
다음으로 도 2를 참조하여, 작업지원시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 작업지원시스템의 시스템구성도이다.
쇼벨(100)은, 엔진(11), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 조작장치(26), 컨트롤러(30), 엔진제어장치(74) 등으로 구성된다.
엔진(11)은 쇼벨(100)의 구동원이며, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 입력축에 접속된다.
메인펌프(14)는, 고압유압라인(16)을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급하는 사판식 가변용량형 유압펌프이다. 메인펌프(14)는, 사판경전각(斜板傾轉角)의 변화에 따라 1회전당 토출유량이 변화한다. 사판경전각은 레귤레이터(14a)에 의하여 제어된다. 레귤레이터(14a)는 컨트롤러(30)으로부터의 제어전류의 변화에 따라 사판경전각을 변화시킨다.
파일럿펌프(15)는, 파일럿라인(25)를 통하여 조작장치(26) 등의 각종 유압제어기기에 작동유를 공급하는 고정용량형 유압펌프이다.
컨트롤밸브(17)은 유압액추에이터에 관한 작동유의 흐름을 제어하는 유량제어밸브의 세트이다. 컨트롤밸브(17)은, 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 대응하는 파일럿압의 변화에 따라, 메인펌프(14)로부터 고압유압라인(16)을 통하여 수용한 작동유를 1 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급한다. 유압액추에이터는, 예를 들면 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌측주행용 유압모터(1A), 우측주행용 유압모터(1B), 선회용 유압모터(2A) 등을 포함한다.
조작장치(26)은, 쇼벨(100)의 조작자가 유압액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 조작장치(26)은 파일럿라인(25)를 통하여 파일럿펌프(15)로부터 작동유의 공급을 받아 파일럿압을 생성한다. 그리고, 파일럿라인(25a)를 통하여, 대응하는 유량제어밸브의 파일럿포트에 그 파일럿압을 작용시킨다. 파일럿압은 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 따라 변화한다. 파일럿압센서(15a)는 파일럿압을 검출하여, 그 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)은 CPU, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성된다. 컨트롤러(30)의 CPU는, 각종 기능에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 읽어내고 RAM에 로드하여 실행함으로써, 그들 프로그램의 각각에 대응하는 기능을 실현시킨다.
엔진제어장치(74)는 엔진(11)을 제어하는 장치이다. 엔진제어장치(74)는, 예를 들면 입력장치를 통하여 설정된 엔진회전수가 실현되도록 연료분사량 등을 제어한다.
송신장치(S1), 수신장치(S2), 측위장치(S3), 자세검출장치(S4), 및 방향검출장치(S5)의 각각은 컨트롤러(30)에 접속된다. 컨트롤러(30)은, 수신장치(S2), 측위장치(S3), 자세검출장치(S4), 및 방향검출장치(S5)의 각각이 출력하는 정보에 근거하여 각종 연산을 실행하고, 연산결과에 근거하여 생성된 정보를 송신장치(S1)로부터 외부로 발신한다.
비행체(200)은, 제어장치(201), 송신장치(202), 수신장치(203), 자율항행장치(204), 카메라(205) 등으로 구성된다.
제어장치(201)은, 비행체(200)을 제어하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 제어장치(201)은, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성된다. 제어장치(201)의 CPU는, 각종 기능에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 읽어내고 RAM에 로드하여 실행함으로써, 그들 프로그램의 각각에 대응하는 기능을 실현시킨다.
송신장치(202)는, 비행체(200)의 외부를 향하여 정보를 발신한다. 송신장치(202)는, 예를 들면 쇼벨(100) 및 리모컨(300) 중 적어도 일방이 수신 가능한 정보를 소정 주기로 반복하여 발신한다. 본 실시예에서는, 송신장치(202)는, 쇼벨(100) 및 리모컨(300)이 수신 가능한 정보를 소정 주기로 반복하여 발신한다. 쇼벨(100) 및 리모컨(300)이 수신 가능한 정보는, 예를 들면 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 포함한다.
수신장치(203)은, 비행체(200)의 외부로부터의 정보를 수신한다. 수신장치(203)은, 예를 들면 쇼벨(100) 및 리모컨(300)의 각각이 발신하는 정보를 수신한다.
자율항행장치(204)는, 비행체(200)의 자율항행을 실현하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 자율항행장치(204)는, 비행제어장치, 전동모터, 및 배터리를 포함한다. 또, 비행체(200)은, 비행체(200)의 위치를 독자적으로 판단하기 위하여 GNSS수신기를 탑재하고 있어도 된다. 또, 비행체(200)은, 비행체(200)의 위치 및 방향을 독자적으로 판단하기 위하여 복수의 GNSS수신기를 탑재하고 있어도 된다. 또, 배터리가 아닌, 유선접속을 통하여 지상의 외부전원을 이용하는 경우에는, 전압변환을 행하는 컨버터를 탑재하고 있어도 된다. 또, 비행체(200)은 솔라패널을 탑재하고 있어도 된다. 비행제어장치는, 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서(방위센서), 기압센서, 측위센서, 초음파센서 등의 각종 센서를 포함하여, 자세유지기능, 고도유지기능 등을 실현시킨다. 전동모터는, 배터리로부터 전력의 공급을 받아 프로펠러를 회전시킨다. 자율항행장치(204)는, 예를 들면 제어장치(201)로부터 목표비행위치에 관한 정보를 받으면 4개의 프로펠러의 회전속도를 개별적으로 제어하여, 비행체(200)의 자세 및 고도를 유지하면서 비행체(200)을 목표비행위치로 이동시킨다. 목표비행위치에 관한 정보는, 예를 들면 목표비행위치의 위도, 경도, 및 고도이다. 제어장치(201)은, 예를 들면 수신장치(203)을 통하여 목표비행위치에 관한 정보를 외부로부터 취득한다. 자율항행장치(204)는, 제어장치(201)로부터 목표방향에 관한 정보를 받아 비행체(200)의 방향을 변화시켜도 된다.
카메라(205)는 물체검지정보로서의 화상을 취득하기 위한 물체검지장치이다. 본 실시예에서는, 카메라(205)는 비행체(200)의 연직하방을 촬상할 수 있도록 비행체(200)에 장착되어 있다. 카메라(205)가 촬상한 촬상화상은, 예를 들면 비행체(200)의 비행위치인 촬상위치에 관한 정보를 포함하고, 3차원 지형데이터를 생성하기 위하여 이용된다. 또, 물체검지장치로서 레이저레인지파인더, 초음파센서, 밀리파센서 등이 이용되어도 된다.
리모컨(300)은, 제어장치(301), 송신장치(302), 수신장치(303), 표시장치(304), 조작입력장치(305) 등으로 구성된다.
제어장치(301)은, 리모컨(300)을 제어하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 제어장치(301)은, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성된다. 제어장치(301)의 CPU는, 각종 기능에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 읽어내고 RAM에 로드하여 실행함으로써, 그들 프로그램의 각각에 대응하는 기능을 실현시킨다.
송신장치(302)는, 리모컨(300)의 외부를 향하여 정보를 발신한다. 송신장치(302)는, 예를 들면 비행체(200)이 수신 가능한 정보를 소정 주기로 반복하여 발신한다. 쇼벨(100)이 수신 가능한 정보를 발신해도 된다. 본 실시예에서는, 송신장치(302)는, 비행체(200)이 수신 가능한 정보를 소정 주기로 반복하여 발신한다. 비행체(200)이 수신 가능한 정보는, 예를 들면 비행체(200)의 목표비행위치에 관한 정보를 포함한다.
수신장치(303)은, 리모컨(300)의 외부로부터의 정보를 수신한다. 수신장치(303)은, 예를 들면 쇼벨(100) 및 비행체(200) 중 적어도 일방이 발신하는 정보를 수신한다. 본 실시예에서는, 수신장치(303)은 비행체(200)이 발신한 정보를 수신한다. 비행체(200)이 발신한 정보는, 예를 들면 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 포함한다.
표시장치(304)는, 각종 정보를 표시하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 표시장치(304)는 액정디스플레이이며, 비행체(200)의 조종에 관한 정보를 표시한다. 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 표시해도 된다.
조작입력장치(305)는, 비행체(200)의 조종자의 조작입력을 받기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 조작입력장치(305)는, 액정디스플레이 위에 배치되는 터치패널이다.
다음으로 도 3을 참조하여, 작업지원시스템의 기능에 대하여 설명한다. 도 3은, 작업지원시스템이 추종기능을 개시시키는 처리(이하, "추종개시처리"라고 함)의 플로차트이다. 추종기능은, 비행체(200)이 쇼벨(100)에 자동적으로 추종하면서 쇼벨(100)의 주위를 촬상하여 쇼벨(100)에 송신하는 기능이다.
먼저, 비행체(200)의 조종자는 추종대상의 쇼벨을 결정한다(스텝 ST1). 조종자는, 예를 들면 리모컨(300)의 조작입력장치(305)를 이용하여 비행체(200)을 추종시키고자 하는 쇼벨(100)을 결정한다.
추종대상의 쇼벨이 결정되면, 비행체(200)을 쇼벨에 추종시키는 처리(이하, "추종처리"라고 함)가 개시된다(스텝 ST2). 그리고, 비행체(200)은, 촬상화상의 송신을 개시한다(스텝 ST3). 비행체(200)은, 예를 들면 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 포함하는 정보를 송신장치(202)로부터 소정 주기로 반복하여 발신한다.
여기에서 도 4를 참조하여, 조종자가 리모컨(300)을 이용하여 추종대상의 쇼벨을 결정하는 방법에 대하여 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 리모컨(300)의 정면도이다. 도 4a 및 도 4b의 각 예에서는, 리모컨(300)은, 표시장치(304)로서의 액정디스플레이와, 조작입력장치(305)로서의 터치패널을 갖는 스마트폰이다.
도 4a는, 비행체(200)의 수신가능범위 내에 3대의 쇼벨이 존재하는 경우를 나타낸다. 비행체(200)은, 예를 들면 무선통신을 통하여 쇼벨 ID번호를 수신함으로써 쇼벨을 인증한다. 선택버튼(G1~G3)은 인증된 쇼벨의 각각에 대응하는 소프트웨어버튼이다. 리모컨(300)은, 인식된 쇼벨의 대수에 따른 수의 선택버튼을 표시한다. 각 선택버튼에는 쇼벨 ID번호가 부여되어 있다. 조작버튼(G5)는, 비행체(200)을 상승시키거나, 하강시키거나, 좌측선회시키거나, 혹은 우측선회시키기 위한 소프트웨어버튼이다. 조종자는, 조작버튼(G5)의 상부("상승"이라고 표시된 부분)를 터치조작함으로써 상승지령을 리모컨(300)으로부터 비행체(200)에 송신하여 비행체(200)을 상승시킬 수 있다. 하강, 좌측선회, 및 우측선회에 대해서도 동일하다. 조작버튼(G6)은, 비행체(200)을 전후좌우로 이동시키기 위한 소프트웨어버튼이다. 조종자는, 조작버튼(G6)의 상부("전"이라고 표시된 부분)를 터치조작함으로써 전진지령을 리모컨(300)으로부터 비행체(200)에 송신하여 비행체(200)을 전진시킬 수 있다. 다른 방향으로의 이동에 대해서도 동일하다.
조종자는, 조작버튼(G5, G6)을 터치조작하여 비행체(200)을 작업현장의 상공까지 비행시킨다. 비행체(200)이 쇼벨을 인증하면, 리모컨(300)은, 비행체(200)으로부터 수신한 정보에 근거하여, 인증된 3대의 쇼벨의 각각에 대응하는 선택버튼(G1~G3)을 표시한다. 조종자는, 선택버튼(G1~G3) 중 하나를 터치조작함으로써 추종대상의 쇼벨을 결정한다. 비행체(200)은, 예를 들면 추종대상의 쇼벨로부터 수신하는 정보를 이용하여 그 추종대상의 쇼벨까지 접근한다. 그리고, 그 추종대상의 쇼벨과의 상대위치관계를 유지하도록 추종비행한다.
도 4b는, 비행체(200)의 카메라(205)의 촬상범위 내에 4대의 쇼벨이 존재하는 경우를 나타낸다. 비행체(200)은, 예를 들면 카메라(205)가 촬상한 촬상화상에 화상처리를 실시함으로써 카메라(205)의 촬상범위 내에 존재하는 쇼벨을 인식한다. 카메라화상(G10)은, 카메라(205)가 촬상한 촬상화상이며, 카메라(205)의 촬상범위 내에 존재하는 4대의 쇼벨의 각각에 대응하는 4개의 쇼벨화상(G11~G14)를 포함한다. 리모컨(300)은, 비행체(200)으로부터 수신한 정보를 이용하여 카메라화상(G10)을 리얼타임으로 표시하고 있다.
조종자는, 4개의 쇼벨화상(G11~G14) 중 하나를 터치조작함으로써 추종대상의 쇼벨을 결정한다. 그 후, 비행체(200)은, 예를 들면 추종대상의 쇼벨의 쇼벨화상이 촬상화상 내의 소정위치에서 소정의 크기를 차지하도록 추종비행한다. 즉, 그 추종대상의 쇼벨과 비행체(200)의 상대위치관계가 소정의 상대위치관계를 유지하도록 추종비행한다.
다음으로 도 5를 참조하여, 추종처리의 일례에 대하여 설명한다. 도 5a는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 5b는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
먼저, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 취득한다(스텝 ST11). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 측위장치(S3)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 위도, 경도, 고도를 취득한다. 또, 컨트롤러(30)은, 굴삭어태치먼트의 자세정보, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보 등을 추가적으로 취득해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 붐각도, 암각도, 버킷각도, 기체경사각도를 취득해도 된다. 또, 컨트롤러(30)은, 방향검출장치(S5)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 절대방위각을 취득해도 된다. 또, 컨트롤러(30)은 파일럿압센서(15a)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 조작내용을 취득해도 된다.
그 후, 컨트롤러(30)은 위치정보를 외부를 향하여 발신한다(스텝 ST12). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 송신장치(S1)을 통하여 위치정보를 비행체(200)에 대하여 송신한다. 또, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보, 굴삭어태치먼트의 자세정보 등을 비행체(200)에 송신해도 된다.
그리고, 컨트롤러(30)은, 스텝 ST11 및 스텝 ST12를 소정의 제어주기로 반복하여 실행함으로써 쇼벨(100)의 위치정보를 비행체(200)에 계속적으로 전할 수 있다.
비행체(200)의 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 수신한다(스텝 ST21). 예를 들면, 제어장치(201)은, 수신장치(203)을 통하여 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 발신한 쇼벨(100)의 위치정보를 수신한다. 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보, 굴삭어태치먼트의 자세정보 등을 추가적으로 수신해도 된다.
그 후, 제어장치(201)은, 목표비행위치를 결정한다(스텝 ST22). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보에 근거하여 비행체(200)의 목표비행위치를 결정한다. 목표비행위치는, 예를 들면 쇼벨(100) 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 그 소정점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치이다. 소정점은, 예를 들면 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점이며, 그 위치좌표는 쇼벨(100)의 현재위치, 즉 측위장치(S3)의 현재위치로부터 도출된다.
제어장치(201)은, 소정점의 위치좌표로부터 하나의 목표비행위치를 도출해도 되고, 복수의 목표비행위치를 도출해도 된다. 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100) 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 선회축으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치라는 조건을 충족시키는 모든 위치를 목표비행위치로서 도출해도 된다. 또, 굴삭어태치먼트의 자세정보를 취득하고 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 굴삭어태치먼트의 현재의 선회반경을 상술한 소정의 거리로 해도 된다. 또, 쇼벨(100)의 방향정보를 취득하고 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 상술한 조건을 충족시키는 위치 중, 상면에서 보았을 때 쇼벨(100)의 전방에 있는 하나의 위치를 목표비행위치로서 도출해도 된다. 또, 쇼벨(100)의 조작정보를 취득하고 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 조작내용에 따라 목표비행위치를 전환해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 주행 중과 굴삭 중에 목표비행위치를 전환해도 된다.
복수의 목표비행위치를 도출한 경우, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)가 출력하는 비행체(200)의 현재의 위치정보를 추가적으로 고려하여 하나의 목표비행위치를 결정해도 된다. 예를 들면, 복수의 목표비행위치 중, 비행체(200)의 현재위치에 가장 가까운 것을 최종적인 목표비행위치로서 결정해도 된다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표비행위치까지 이동시킨다(스텝 ST23). 예를 들면, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)에 대하여 목표비행위치에 관한 정보를 출력한다. 자율항행장치(204)는, GNSS(GPS)항법, 관성항법, 또는 GPS항법과 관성항법을 조합한 하이브리드항법을 이용하여 비행체(200)을 목표비행위치까지 이동시킨다. GPS항법을 이용하는 경우, 자율항행장치(204)는, 쇼벨(100)의 절대위치(위도, 경도, 고도)를 목표비행위치에 관한 정보로서 취득하면 된다. 관성항법을 이용하는 경우, 자율항행장치(204)는, 전회 수신한 쇼벨(100)의 위치와 금회 수신한 쇼벨(100)의 위치의 사이의 변화에 관한 정보를 목표비행위치에 관한 정보로서 취득하면 된다. 이 경우, 비행체(200)의 수신장치(203)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 계속적으로 수신하면 된다.
그리고, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 수신할 때마다, 스텝 ST22 및 스텝 ST23을 반복하여 실행함으로써 계속적으로 비행체(200)을 쇼벨(100)에 추종시킬 수 있다.
또, 비행체(200)이 복수의 GNSS수신기를 탑재하고 있는 경우, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 위치 및 방향(기준방위에 대한 선회각도)을 파악할 수 있다. 이 경우, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 취득하면, 쇼벨(100) 및 비행체(200)의 각각의 위치 및 방향을 비교할 수 있다. 그리고, 쇼벨(100)의 위치 및 방향의 변화에 따라 비행체(200)의 위치 및 방향을 변화시켜 비행체(200)을 쇼벨(100)에 추종시킬 수 있다.
다음으로 도 6을 참조하여, 비행체(200)의 목표비행위치의 구체예에 대하여 설명한다. 도 6a 및 도 6b는 선회축(L1)로부터 떨어진 위치가 목표비행위치로서 설정된 경우의 상태를 나타낸다. 도 6c 및 도 6d는 선회축(L1) 상의 위치가 목표비행위치로서 설정된 경우의 상태를 나타낸다. 도 6a 및 도 6c는 쇼벨(100) 및 비행체(200)의 측면도이며, 도 6b 및 도 6d는 쇼벨(100) 및 비행체(200)의 상면도이다.
도 6a 및 도 6b의 예에서는, 목표비행위치는, 쇼벨(100)의 소정점(P1)로부터 높이(H)이고 또한 상부선회체(3)의 전후축(L2) 상에서 선회축(L1)로부터 후방으로 거리(T)만큼 떨어진 위치로 설정되어 있다. 소정점(P1)은 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 접지면과 선회축(L1)의 교점이다. 이 경우, 상부선회체(3)의 전후축(L2)는 쇼벨(100)의 선회에 따라 회전한다. 이로 인하여, 목표비행위치도 쇼벨(100)의 선회에 따라 이동한다. 비행체(200)은, 전후축(L2)가 선회축(L1) 둘레로 회전하여 목표비행위치가 변화하면, 높이(H)를 유지하면서 회전 후의 전후축(L2) 상에서 선회축(L1)로부터 후방으로 거리(T)만큼 떨어진 위치인 새로운 목표비행위치로 이동한다.
목표비행위치는, 쇼벨(100)의 소정점(P1)로부터 소정의 높이이고 또한 상부선회체(3)의 전후축(L2) 상에서 선회축(L1)로부터 전방으로 소정거리만큼 떨어진 위치로 설정되어도 된다. 소정거리는, 예를 들면 암선단위치의 바로 위가 되는 위치이다. 이와 같은 목표비행위치는, 예를 들면 쇼벨(100)이 굴삭작업 또는 전압작업을 행하고 있는 경우에 적합하다.
도 6c 및 도 6d의 예에서는, 목표비행위치는, 선회축(L1) 상이고 또한 소정점(P1)로부터 높이(H)의 위치로 설정되어 있다. 이 경우, 목표비행위치는, 쇼벨(100)이 선회한 경우여도 이동하지 않는다. 선회축(L1)의 위치는 변화하지 않기 때문이다. 이로 인하여, 비행체(200)은, 쇼벨(100)이 선회한 경우여도 정지(靜止)한 채로 비행을 계속한다. 이와 같은 목표비행위치는, 예를 들면 쇼벨(100)이 주행하고 있는 경우에 적합하다.
다음으로 도 7을 참조하여, 비행체(200)의 목표비행위치의 다른 구체예에 대하여 설명한다. 도 7a 및 도 7b는, 굴삭·선적작업을 행하는 쇼벨(100), 쇼벨(100)에 추종비행하는 비행체(200), 및 쇼벨(100)이 배토하는 토사를 받는 덤프트럭(400)의 상면도이다. 도 7a는 쇼벨(100)이 굴삭어태치먼트를 +Y방향을 향하게 하여 굴삭작업이 행해지고 있는 상태를 나타내고, 도 7b는 굴삭작업 후에 좌측선회가 행해져 굴삭어태치먼트가 +X방향을 향하게 된 상태를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b의 예에서는, 목표비행위치는 암선단위치의 바로 위가 되는 위치로 설정되어 있다. 이 경우, 암선단위치는 굴삭어태치먼트의 자세의 변화 및 쇼벨(100)의 선회에 따라 변화한다. 이로 인하여, 목표비행위치도 굴삭어태치먼트의 자세의 변화 및 쇼벨(100)의 선회에 따라 이동한다. 비행체(200)은, 굴삭어태치먼트의 자세 및 쇼벨(100)의 방향 중 적어도 일방이 변화하여 목표비행위치가 변화하면, 높이(H)를 유지하면서 새로운 암선단위치에 대응하는 새로운 목표비행위치로 이동한다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 상부선회체(3)에 장착된 카메라로는 촬상할 수 없는 공간을 촬상 가능한 카메라인, 비행체(200)에 탑재된 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시할 수 있다.
또, 쇼벨(100)은, 송신장치(S1)로부터 비행체(200)의 목표비행위치에 관한 정보를 발신함으로써, 쇼벨(100)에 대하여 비행체(200)을 추종비행시킬 수 있다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 굴삭어태치먼트의 붐선단위치, 암선단위치 등의 소정의 부위와 비행체(200)의 사이의 수평거리가 소정거리를 유지하도록 비행체(200)을 추종비행시킬 수 있다.
또, 쇼벨(100)은, 비행체(200)이 발신하는 정보를 수신하지 않고, 쇼벨(100)에 비행체(200)을 추종시킬 수 있다. 비행체(200)은 쇼벨(100)의 위치정보에 근거하여 비행체(200)의 목표비행위치를 결정할 수 있기 때문이며, 쇼벨(100)은 쇼벨(100)의 위치정보만을 발신하면 되기 때문이다.
또, 비행체(200)은, 쇼벨(100)과 비행체(200)의 사이의 소정의 상대위치관계를 유지하면서 쇼벨(100)에 추종하여 비행할 수 있다. 이로 인하여, 카메라(205)를 포함하는 각종 센서를 이용하여 쇼벨(100)이 행한 작업에 의한 지형의 변화를 검출할 수 있다. 그 결과, 비행체(200)이 취득한 데이터에 근거하여 쇼벨(100)에 의한 시공상황이 보다 정확하게 파악될 수 있다.
다음으로 도 8을 참조하여, 추종처리의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 8a는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 8b는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 도 8의 예는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 목표비행위치를 산출하여 발신하는 점에서 도 5의 예와 상이하다. 도 5의 예에서는, 컨트롤러(30)은 쇼벨(100)의 위치정보를 발신하여, 비행체(200)의 제어장치(201)이 쇼벨(100)의 위치정보에 근거하여 목표비행위치를 산출한다.
먼저, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 취득한다(스텝 ST31). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 측위장치(S3)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 위도, 경도, 고도를 취득한다. 또, 컨트롤러(30)은, 굴삭어태치먼트의 자세정보, 쇼벨(100)의 방향정보 등을 추가적으로 취득해도 된다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)의 위치정보를 취득한다(스텝 ST32). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 수신장치(S2)를 통하여 비행체(200)의 위치정보를 수신한다.
그 후, 컨트롤러(30)은 비행체(200)의 목표비행위치를 결정한다(스텝 ST33). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보와 비행체(200)의 위치정보에 근거하여 비행체(200)의 목표비행위치를 결정한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100) 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 선회축으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치라는 조건을 충족시키는 모든 위치를 목표비행위치로서 도출한다. 그리고, 상술한 조건을 충족시키는 목표비행위치 중 비행체(200)의 현재의 위치에 가장 가까운 것을 최종적인 목표비행위치로서 도출한다. 쇼벨(100)의 방향정보를 취득하고 있는 경우에는, 컨트롤러(30)은, 상술한 조건을 충족시키는 위치 중, 상면에서 보았을 때 쇼벨(100)의 전방에 있는 하나의 위치를 목표비행위치로서 도출해도 된다. 이 경우, 비행체(200)의 위치정보를 취득하는 스텝 ST32를 생략해도 된다.
그 후, 컨트롤러(30)은 목표비행위치를 외부를 향하여 발신한다(스텝 ST34). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 송신장치(S1)을 통하여 목표비행위치를 비행체(200)에 대하여 송신한다.
그리고, 컨트롤러(30)은, 스텝 ST31~스텝 ST34를 소정의 제어주기로 반복하여 실행함으로써 목표비행위치에 관한 정보를 비행체(200)에 계속적으로 전할 수 있다.
비행체(200)의 제어장치(201)은 소정의 제어주기로 반복하여 비행체(200)의 위치정보를 발신한다(스텝 ST41). 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 위치정보를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다.
그리고, 제어장치(201)은 목표비행위치를 수신한다(스텝 ST42). 예를 들면, 제어장치(201)은, 수신장치(203)을 통하여 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 발신한 목표비행위치를 수신한다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표비행위치까지 이동시킨다(스텝 ST43). 예를 들면, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)에 대하여 목표비행위치에 관한 정보를 출력한다. 자율항행장치(204)는, 전파항법, GNSS(GPS)항법, 관성항법, GPS항법과 관성항법을 조합한 하이브리드항법 등을 이용하여 비행체(200)을 목표비행위치까지 이동시킨다.
그리고, 제어장치(201)은, 목표비행위치를 수신할 때마다, 스텝 ST43을 반복하여 실행함으로써 계속적으로 비행체(200)을 쇼벨(100)에 추종시킬 수 있다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 비행체(200)에 탑재된 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시할 수 있다.
또, 쇼벨(100)은, 송신장치(S1)로부터 비행체(200)의 목표비행위치에 관한 정보를 발신함으로써, 쇼벨(100)에 비행체(200)을 추종시킬 수 있다.
또, 쇼벨(100)은, 비행체(200)의 목표비행위치를 도출하기 위한 연산을 비행체(200)에서 실행시키지 않고, 쇼벨(100)에 비행체(200)을 추종시킬 수 있다. 비행체(200)은, 쇼벨(100)이 생성한 목표비행위치에 관한 정보에 따라 추종비행하기만 해도 되기 때문이다.
다음으로 도 9를 참조하여, 추종처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 9는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 도 9의 예는, 쇼벨(100)으로부터 정보를 수신하지 않고, 비행체(200)의 제어장치(201)이 목표비행위치를 결정하는 점에서, 도 5 및 도 8의 각각에 있어서의 예와 상이하다.
먼저, 비행체(200)의 제어장치(201)은 쇼벨화상을 포함하는 촬상화상을 취득한다(스텝 ST51). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 취득한다. 촬상화상은, 쇼벨(100)의 화상인 쇼벨화상을 포함한다.
그 후, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상대위치를 도출한다(스텝 ST52). 예를 들면, 제어장치(201)은, 촬상화상에 패턴매칭 등의 화상처리를 실시하여 촬상화상 내의 쇼벨화상을 찾아낸다. 그리고, 찾아낸 쇼벨화상의 화상위치와 촬상화상의 중심의 위치관계에 근거하여 실공간에 있어서의 비행체(200)의 위치에 대한 쇼벨(100)의 상대적인 위치를 도출할 수 있다. 촬상화상의 중심에 대한 쇼벨화상의 화상위치 및 방향은, 실공간에서의 비행체(200)의 위치에 대한 쇼벨(100)의 위치 및 방향에 대응하기 때문이다. 쇼벨(100)의 상대적인 위치는, 쇼벨(100)과 비행체(200)의 사이의 연직거리 및 수평거리를 포함한다. 연직거리는 촬상화상 내의 쇼벨화상의 크기로부터 도출된다. 수평거리는 촬상화상 내의 쇼벨화상의 위치로부터 도출된다.
제어장치(201)은, 찾아낸 쇼벨화상에 근거하여 비행체(200)의 방향에 대한 쇼벨(100)의 상대적인 방향을 도출해도 된다. 비행체(200)의 방향에 대한 쇼벨(100)의 상대적인 방향은, 예를 들면 촬상화상 내에 있어서의 굴삭어태치먼트의 화상의 연장방향과 촬상화상의 세로축의 사이의 각도로부터 도출된다. 촬상화상의 세로축은, 비행체(200)의 방향에 대응한다.
그 후, 제어장치(201)은 목표비행위치를 결정한다(스텝 ST53). 예를 들면, 제어장치(201)은, 스텝 ST52에서 도출된 쇼벨(100)의 상대위치에 근거하여 목표비행위치를 결정한다. 구체적으로는, 제어장치(201)은, 촬상화상 중에서 쇼벨화상을 소정의 크기로 소정위치에 표시하기 위하여 필요한 비행체(200)의 움직임(소요동작)을 도출한다. 예를 들면, 1미터 상승하고 또한 북쪽으로 2미터 이동하면 그때의 촬상화상 내의 소정위치에 소정의 크기로 쇼벨화상을 표시할 수 있는 경우, 비행체(200)의 소요동작은 "1미터 상승" 및 "북방으로 2미터 이동"이다. 이것은, 비행체(200)의 현재위치에 대하여 1미터 높고 또한 북방으로 2미터 떨어진 위치에 목표비행위치가 설정되는 것을 의미한다. 즉, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 소요동작을 도출함으로써 목표비행위치를 결정할 수 있다.
촬상화상 내의 소정위치는, 예를 들면 촬상화상의 중심, 또는 그 중심으로부터 소정의 화소수만큼 떨어진 1 또는 복수의 영역이다. 촬상화상의 중심에 쇼벨화상이 위치하는 것은, 예를 들면 비행체(200)의 바로 밑에 쇼벨(100)이 존재하는 것을 의미한다.
쇼벨(100)의 상대적인 위치에 더하여 상대적인 방향을 도출하고 있는 경우, 제어장치(201)은, 예를 들면 촬상화상의 중심으로부터 소정의 방향으로 소정의 화소수만큼 떨어진 일 영역을 촬상화상 내의 소정위치로서 특정할 수 있다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표비행위치까지 이동시킨다(스텝 ST54). 예를 들면, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)에 대하여 목표비행위치에 관한 정보를 출력한다. 자율항행장치(204)는, GNSS(GPS)항법, 관성항법, 또는 GPS항법과 관성항법을 조합한 하이브리드항법을 이용하여 비행체(200)을 목표비행위치까지 이동시킨다.
그리고, 제어장치(201)은, 촬상화상을 취득할 때마다, 스텝 ST52~스텝 ST54를 반복하여 실행함으로써 계속적으로 비행체(200)을 쇼벨(100)에 추종시킬 수 있다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 비행체(200)에 탑재된 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시할 수 있다.
비행체(200)은, 카메라(205)의 촬상화상에 근거하여 쇼벨(100)의 위치를 도출할 수 있기 때문에, 쇼벨(100)이 생성한 정보를 수신하지 않고, 쇼벨(100)에 추종하여 비행할 수 있다.
또, 도 9의 예에서는, 물체검지장치로서 카메라(205)를 이용하는 경우를 나타냈지만, 물체검지장치로서 레이저레인지파인더, 초음파센서, 밀리파센서 등이 이용되어도 된다. 이 경우, 카메라화상이 아닌, 레이저, 초음파, 밀리파 등에 근거하는 정보가 물체검지정보로서 채용된다.
다음으로 도 10을 참조하여, 작업지원시스템의 다른 기능에 대하여 설명한다. 도 10은, 작업지원시스템이 쇼벨(100)과 비행체(200)의 접촉을 회피시키는 처리(이하, "접촉회피처리"라고 함)의 플로차트이다. 도 10a는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 10b는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 도 10의 예에서는, 비행체(200)은 리모컨(300)을 통하여 조종자에 의하여 원격조작되고 있다. 단, 이하의 설명은, 조종자의 원격조작에 관계없이 자율비행하고 있는 경우에도 동일하게 적용된다.
먼저, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 취득한다(스텝 ST61). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 측위장치(S3)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 위도, 경도, 고도를 취득한다. 또, 컨트롤러(30)은, 굴삭어태치먼트의 자세정보, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보 등을 추가적으로 취득해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 붐각도, 암각도, 버킷각도, 기체경사각도를 취득해도 된다. 또, 컨트롤러(30)은, 방향검출장치(S5)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 절대방위각을 취득해도 된다. 또, 컨트롤러(30)은 파일럿압센서(15a)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 조작내용을 취득해도 된다.
그 후, 컨트롤러(30)은 위치정보를 외부를 향하여 발신한다(스텝 ST62). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 송신장치(S1)을 통하여 위치정보를 비행체(200)에 대하여 송신한다. 또, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보, 굴삭어태치먼트의 자세정보 등을 비행체(200)에 송신해도 된다.
그리고, 컨트롤러(30)은, 스텝 ST61 및 스텝 ST62를 소정의 제어주기로 반복하여 실행함으로써 쇼벨(100)의 위치정보를 비행체(200)에 계속적으로 전할 수 있다.
비행체(200)의 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 수신한다(스텝 ST71). 예를 들면, 제어장치(201)은, 수신장치(203)을 통하여 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 발신한 쇼벨(100)의 위치정보를 수신한다. 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보, 굴삭어태치먼트의 자세정보 등을 추가적으로 수신해도 된다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행금지공간을 결정한다(스텝 ST72). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보에 근거하여 비행체(200)의 비행금지공간을 결정한다. 비행금지공간은, 예를 들면 쇼벨(100) 상의 소정점으로부터 소정거리범위 내의 공간이다. 소정점은, 예를 들면 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점이며, 그 위치좌표는 쇼벨(100)의 현재위치, 즉 측위장치(S3)의 현재위치로부터 도출된다. 이 경우, 비행금지공간은, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 도달가능범위여도 된다.
굴삭어태치먼트의 자세정보를 취득하고 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 굴삭어태치먼트의 현재의 선회반경에 근거하여 상술한 소정거리를 결정해도 된다. 이 경우, 비행금지공간은, 예를 들면 굴삭어태치먼트를 현재의 자세로 유지한 채로 선회했을 때의 굴삭어태치먼트의 도달가능범위여도 된다.
또, 쇼벨(100)의 방향정보를 취득하고 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 방향에 근거하여 비행금지공간의 형상을 결정해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 선회축을 중심으로 하는 상면에서 보았을 때 선형(扇形)인 비행금지공간을 설정해도 된다. 이 경우, 비행금지공간은, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 중심축을 포함하는 평면에 의하여 이등분되도록 정해져도 된다.
또, 쇼벨(100)의 조작정보를 취득하고 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 조작내용에 따라 비행금지공간의 형상을 변경해도 된다. 예를 들면, 좌측선회조작이 행해진 경우, 상면에서 보았을 때 선형인 비행금지공간은, 굴삭어태치먼트의 중심축을 포함하는 평면이 그 우측단면이 되도록 정해져도 된다. 또, 선회조작레버의 조작량이 클수록 선형의 중심각이 커지도록 정해져도 된다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하는지를 판정한다(스텝 ST73). 예를 들면, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)의 출력에 근거하여 비행체(200)의 현재위치를 도출하고, 쇼벨(100) 상의 소정점과 비행체(200)의 현재위치의 거리를 도출한다. 그리고, 그 거리가 소정거리 이하인 경우에 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정한다. 쇼벨(100)의 방향정보, 조작정보, 자세정보 등을 고려하여 비행금지공간이 결정되어 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 예를 들면 자율항행장치(204)의 출력에 근거하여 쇼벨(100) 상의 소정점에 관한 비행체(200)의 존재방향을 추가적으로 도출해도 된다.
비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정한 경우(스텝 ST73의 YES), 제어장치(201)은 회피비행을 실행한다(스텝 ST74). 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표회피위치까지 이동시킨다. 구체적으로는, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)에 대하여 목표회피위치에 관한 정보를 출력한다. 자율항행장치(204)는, GNSS(GPS)항법, 관성항법, 또는 GPS항법과 관성항법을 조합한 하이브리드항법을 이용하여 비행체(200)을 목표회피위치까지 이동시킨다.
목표회피위치는, 비행금지공간의 외측에 설정되는 목표비행위치이며, 예를 들면 비행금지공간의 외측의 위치 중 비행체(200)의 현재위치에 가장 가까운 위치이다. 또, 복수의 쇼벨에서 유래하는 복수의 비행금지공간의 중복부분에 비행체(200)이 위치하는 경우, 목표회피위치는, 모든 비행금지공간의 외측의 위치 중 비행체(200)의 현재위치에 가장 가까운 위치로서 설정된다. 단, 목표회피위치에 관한 정보는, 목표비행방향과 목표비행거리만이어도 된다. 예를 들면, 연직상방으로 소정 높이만큼 비행체(200)을 상승시키는 명령이어도 된다.
회피비행을 실행하는 경우, 제어장치(201)은, 리모컨(300)을 통한 조종자의 원격조작의 내용에 관계없이, 비행체(200)을 강제적으로 목표회피위치로 이동시킨다. 예를 들면, 조종자가 비행체(200)을 정지비행시키고 있는 경우여도 비행체(200)을 강제적으로 목표회피위치로 이동시킨다.
제어장치(201)은, 쇼벨(100)을 향하여 동작제한지령을 송신해도 된다. 동작제한지령을 수신한 쇼벨(100)은, 예를 들면 유압액추에이터의 움직임을 강제적으로 둔화시키거나 혹은 정지시킨다. 쇼벨(100)과 비행체(200)의 접촉을 보다 확실히 방지하기 위함이다.
제어장치(201)은, 회피비행의 일환으로서 비행체(200)을 비행금지공간에 진입시키지 않도록 비행체(200)을 제어해도 된다. 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 조종자가 비행체(200)을 비행금지공간에 진입시키려는 원격조작을 행한 경우여도, 비행체(200)을 정지비행시켜 비행금지공간으로의 진입을 방지한다.
리모컨(300)은, 회피비행이 실행된 경우, 회피비행이 실행된 것을 조종자에게 통지해도 된다. 예를 들면, 리모컨(300)은, 회피비행이 실행된 것을 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(304)에 표시시킨다.
마찬가지로, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 회피비행이 실행된 경우, 특히 회피비행의 실행에 따라 유압액추에이터의 동작이 제한된 경우, 회피비행이 실행된 것을 쇼벨(100)의 조작자에게 통지해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 회피비행이 실행된 것을 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(40)에 표시시킨다.
그리고, 제어장치(201)은, 쇼벨의 위치정보를 수신할 때마다, 스텝 ST72~스텝 ST74를 반복하여 실행함으로써 비행금지공간의 밖에서 계속적으로 비행체(200)을 비행시킬 수 있다.
도 10의 접촉회피처리를 채용하는 경우, 쇼벨(100)의 수신장치(S2)는 생략되어도 된다.
도 11은, 회피비행이 실행될 때의 쇼벨(100)과 비행체(200)의 관계를 나타내는 도이다. 도면은, +X방향을 향하는 쇼벨(100)의 조작자가 선회조작을 행하여 쇼벨(100)을 선회축(L1) 둘레로 선회시켜 -X방향을 향하려는 모습을 나타낸다. 비행체(200)은 비행금지공간 내에 위치하고 있어, 쇼벨(100)이 -X방향을 향하게 되면 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.
제어장치(201)은, 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정한 경우, 비행금지공간의 외측에 있는 목표회피위치까지 비행체(200)을 강제적으로 이동시킨다. 도 11의 화살표(AR1)은, 비행체(200)이 목표회피위치까지 강제적으로 이동시켜지는 모습을 나타낸다.
비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하지 않는다고 판정한 경우(스텝 ST73의 NO), 제어장치(201)은 회피비행을 실행하지 않고 금회의 처리를 종료시킨다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100) 및 비행체(200)은 서로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 쇼벨(100)은, 쇼벨(100)의 주위에 설정되는 비행금지공간에 관한 정보를 비행체(200)에게 전함으로써, 필요에 따라서 비행체(200)에 회피비행을 실행시킬 수 있다. 또, 쇼벨(100)은, 비행체(200)이 비행금지공간 내에 위치하는 경우에 유압액추에이터의 움직임을 제한해도 된다. 이로 인하여, 쇼벨(100)의 조작자는, 쇼벨(100)과 비행체(200)의 접촉을 걱정하지 않고 쇼벨(100)의 조작에 집중할 수 있다. 비행체(200)은 쇼벨(100)에 속하는 비행금지공간에 진입하지 않도록 자율비행한다. 또, 비행금지공간 내에 위치하는 경우에는 신속하게 비행금지공간으로부터 퇴출하도록 자율비행한다. 이로 인하여, 비행체(200)의 조종자는, 쇼벨(100)과 비행체(200)의 접촉을 걱정하지 않고 비행체(200)의 조종에 집중할 수 있다.
다음으로 도 12를 참조하여, 접촉회피처리의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 12는, 접촉회피처리의 흐름의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 12a는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 12b는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 도 12의 예는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 비행금지공간을 결정하는 점에서 도 10의 예와 상이하다. 도 10의 예에서는, 컨트롤러(30)은 쇼벨(100)의 위치정보를 발신하여, 비행체(200)의 제어장치(201)이 쇼벨(100)의 위치정보에 근거하여 비행금지공간을 결정한다.
먼저, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보를 취득한다(스텝 ST81). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 측위장치(S3)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 위도, 경도, 고도를 취득한다. 또, 컨트롤러(30)은, 굴삭어태치먼트의 자세정보, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보 등을 추가적으로 취득해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 붐각도, 암각도, 버킷각도, 기체경사각도를 취득해도 된다. 또, 컨트롤러(30)은, 방향검출장치(S5)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 절대방위각을 취득해도 된다. 또, 컨트롤러(30)은 파일럿압센서(15a)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 조작내용을 취득해도 된다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)의 위치정보를 취득한다(스텝 ST82). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 수신장치(S2)를 통하여 비행체(200)의 위치정보를 수신한다.
그 후, 컨트롤러(30)은 쇼벨(100)에 관한 비행금지공간을 결정한다(스텝 ST83). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보에 근거하여 비행금지공간을 결정한다. 컨트롤러(30)은, 상술과 동일하게, 쇼벨(100)의 방향정보, 쇼벨(100)의 조작정보, 굴삭어태치먼트의 자세정보 등을 추가적으로 고려하여 비행금지공간을 결정해도 된다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하는지를 판정한다(스텝 ST84). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100) 상의 소정점과 비행체(200)의 현재위치의 거리가 소정거리 이하인 경우에 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정한다.
비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정한 경우(스텝 ST84의 YES), 컨트롤러(30)은 회피비행에 관한 정보를 발신한다(스텝 ST85). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 송신장치(S1)을 통하여 회피비행에 관한 정보를 비행체(200)에 대하여 송신한다. 회피비행에 관한 정보는, 예를 들면 목표회피위치에 관한 정보를 포함한다.
이 경우, 컨트롤러(30)은, 유압액추에이터의 움직임을 강제적으로 제한해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)이 선회 중이면, 컨트롤러(30)은, 그 선회를 둔화시키거나 혹은 정지시켜도 된다. 쇼벨(100)과 비행체(200)의 접촉을 보다 확실히 방지하기 위함이다.
컨트롤러(30)은, 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 하여 유압액추에이터의 동작을 제한한 경우, 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하는 것을 쇼벨(100)의 조작자에게 통지해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하는 것을 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(40)에 표시시켜도 된다.
비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하지 않는다고 판정한 경우(스텝 ST84의 YES), 컨트롤러(30)은 회피비행에 관한 정보를 발신하지 않고 금회의 처리를 종료시킨다.
그리고, 컨트롤러(30)은, 스텝 ST81~스텝 ST85를 소정의 제어주기로 반복하여 실행함으로써 비행금지공간 내에 비행체(200)이 위치하는 경우에 회피비행에 관한 정보를 비행체(200)에 계속적으로 전할 수 있다.
비행체(200)의 제어장치(201)은 소정의 제어주기로 반복하여 비행체(200)의 위치정보를 발신한다(스텝 ST91). 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 위치정보를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다.
그리고, 제어장치(201)은 회피비행에 관한 정보를 수신했는지를 판정한다(스텝 ST92).
회피비행에 관한 정보를 수신했다고 판정한 경우(스텝 ST92의 YES), 제어장치(201)은 회피비행을 실행한다(스텝 ST93). 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표회피위치까지 이동시킨다. 구체적으로는, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)에 대하여 목표회피위치에 관한 정보를 출력한다. 자율항행장치(204)는, GNSS(GPS)항법, 관성항법, 또는 GPS항법과 관성항법을 조합한 하이브리드항법을 이용하여 비행체(200)을 목표회피위치까지 이동시킨다.
회피비행을 실행하는 경우, 제어장치(201)은, 리모컨(300)을 통한 조종자의 원격조작의 내용에 관계없이, 비행체(200)을 강제적으로 목표회피위치로 이동시킨다. 예를 들면, 조종자가 비행체(200)을 정지비행시키고 있는 경우여도 비행체(200)을 강제적으로 목표회피위치로 이동시킨다.
제어장치(201)은, 회피비행의 일환으로서 비행체(200)을 비행금지공간에 진입시키지 않도록 비행체(200)을 제어해도 된다. 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 조종자가 비행체(200)을 비행금지공간에 진입시키려는 원격조작을 행한 경우여도, 비행체(200)을 정지비행시켜 비행금지공간으로의 진입을 방지한다.
회피비행을 실행하는 경우, 제어장치(201)은, 리모컨(300)을 통한 조종자의 원격조작의 내용에 관계없이, 비행체(200)을 강제적으로 목표회피위치로 이동시킨다. 예를 들면, 조종자가 비행체(200)을 정지비행시키고 있는 경우여도 비행체(200)을 강제적으로 목표회피위치로 이동시킨다.
리모컨(300)은, 회피비행이 실행된 경우, 회피비행이 실행된 것을 조종자에게 통지해도 된다. 예를 들면, 리모컨(300)은, 회피비행이 실행된 것을 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(304)에 표시시킨다.
회피비행에 관한 정보를 수신하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST92의 NO), 제어장치(201)은 회피비행을 실행하지 않고 금회의 처리를 종료시킨다.
그리고, 제어장치(201)은, 회피비행에 관한 정보를 수신할 때마다, 스텝 ST93을 반복하여 실행함으로써 비행체(200)을 비행금지공간에 진입시키지 않도록 하거나, 혹은 비행체(200)을 비행금지공간으로부터 신속하게 퇴출시키도록 한다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100) 및 비행체(200)은 서로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 쇼벨(100)은, 도 10의 예와는 달리, 쇼벨(100)의 위치정보가 아닌, 그 위치정보에 근거하여 생성되는 회피비행에 관한 정보를 발신한다. 이로 인하여, 비행체(200)의 제어장치(201)은, 회피비행에 관한 정보를 생성하기 위한 처리를 실행하지 않고, 비행체(200)의 회피비행을 실행할 수 있다.
또, 비행체(200)이 복수의 GNSS수신기를 탑재하고 있는 경우, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 위치 및 방향(기준방위에 대한 선회각도)을 파악할 수 있다. 이 경우, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보와 굴삭어태치먼트의 자세정보를 취득하면, 굴삭어태치먼트의 소정부위 및 비행체(200)의 각각의 위치를 비교하고, 또한 굴삭어태치먼트 및 비행체(200)의 각각의 방향을 비교할 수 있다. 그리고, 굴삭어태치먼트의 자세 및 방향의 변화에 따라 비행체(200)을 회피비행시킬 수 있다.
다음으로 도 13을 참조하여, 접촉회피처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 13은, 접촉회피처리의 흐름의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 13의 예는, 쇼벨(100)으로부터 정보를 수신하지 않고, 비행체(200)의 제어장치(201)이 비행금지공간을 결정하는 점에서, 도 10 및 도 12의 각각에 있어서의 예와 상이하다.
먼저, 비행체(200)의 제어장치(201)은 쇼벨화상을 포함하는 촬상화상을 취득한다(스텝 ST101). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 취득한다. 촬상화상은, 쇼벨(100)의 화상인 쇼벨화상을 포함한다.
그 후, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상대위치를 도출한다(스텝 ST102). 예를 들면, 제어장치(201)은, 촬상화상에 패턴매칭 등의 화상처리를 실시하여 촬상화상 내의 쇼벨화상을 찾아낸다. 그리고, 찾아낸 쇼벨화상의 화상위치와 촬상화상의 중심의 위치관계에 근거하여 실공간에 있어서의 비행체(200)의 위치에 대한 쇼벨(100)의 상대적인 위치를 도출할 수 있다. 촬상화상의 중심에 대한 쇼벨화상의 화상위치 및 방향은, 상면에서 보았을 때의 비행체(200)의 위치에 대한 쇼벨(100)의 위치 및 방향에 대응하기 때문이다. 쇼벨(100)의 상대적인 위치는, 쇼벨(100)과 비행체(200)의 사이의 연직거리 및 수평거리를 포함한다. 연직거리는 촬상화상 중의 쇼벨화상의 크기로부터 도출된다. 수평거리는 촬상화상 중의 쇼벨화상의 위치로부터 도출된다.
제어장치(201)은, 찾아낸 쇼벨화상에 근거하여 비행체(200)의 방향에 대한 쇼벨(100)의 상대적인 방향을 도출해도 된다. 비행체(200)의 방향에 대한 쇼벨(100)의 상대적인 방향은, 예를 들면 촬상화상 내에 있어서의 굴삭어태치먼트의 화상의 연장방향과 촬상화상의 세로축의 사이의 각도로부터 도출된다. 촬상화상의 세로축은, 비행체(200)의 방향에 대응한다.
그 후, 제어장치(201)은 비행금지공간을 결정한다(스텝 ST103). 예를 들면, 제어장치(201)은, 스텝 ST102에서 도출한 쇼벨(100)의 상대위치에 근거하여 비행금지공간을 결정한다. 구체적으로는, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상대위치로서 쇼벨(100)의 접지면과 선회축의 교점을 도출하고, 그 교점으로부터 소정거리범위 내의 공간을 비행금지공간으로서 도출한다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하는지를 판정한다(스텝 ST104). 예를 들면, 제어장치(201)은, 촬상화상에 있어서의 쇼벨화상의 위치 및 크기에 근거하여 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하는지를 판정한다. 구체적으로는, 촬상화상의 중심으로부터 소정의 화소수의 범위 내에 쇼벨(100)의 쇼벨화상이 존재하고, 또한 그 쇼벨화상의 크기가 소정의 크기 이상인 경우에, 쇼벨(100)에 속하는 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정한다. 비행체(200)이 쇼벨(100)에 속하는 비행금지공간 내에 존재하는 경우, 촬상화상에는 소정의 크기 이상으로 소정의 범위 내에 쇼벨(100)의 쇼벨화상이 반사되기 때문이다.
혹은, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)의 출력에 근거하여 비행체(200)의 현재위치를 도출하고, 상술한 교점과 비행체(200)의 현재위치의 거리를 도출해도 된다. 그리고, 그 거리가 소정거리 이하인 경우에 비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정해도 된다. 쇼벨(100)의 방향정보, 조작정보, 자세정보 등을 고려하여 비행금지공간이 결정되어 있는 경우에는, 제어장치(201)은, 예를 들면 자율항행장치(204)의 출력에 근거하여 그 교점에 관한 비행체(200)의 존재방향을 추가적으로 도출해도 된다.
비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재한다고 판정한 경우(스텝 ST104의 YES), 제어장치(201)은 회피비행을 실행한다(스텝 ST105). 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표회피위치까지 이동시킨다.
회피비행을 실행하는 경우, 제어장치(201)은, 리모컨(300)을 통한 조종자의 원격조작의 내용에 관계없이, 비행체(200)을 강제적으로 목표회피위치로 이동시킨다. 또, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)을 향하여 동작제한지령을 송신해도 된다. 또, 제어장치(201)은, 회피비행의 일환으로서 비행체(200)을 비행금지공간에 진입시키지 않도록 비행체(200)을 제어해도 된다.
리모컨(300)은, 회피비행이 실행된 경우, 회피비행이 실행된 것을 조종자에게 통지해도 된다. 마찬가지로, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 회피비행이 실행된 경우, 특히 회피비행의 실행에 따라 유압액추에이터의 동작이 제한된 경우, 회피비행이 실행된 것을 쇼벨(100)의 조작자에게 통지해도 된다.
비행금지공간 내에 비행체(200)이 존재하지 않는다고 판정한 경우(스텝 ST104의 NO), 제어장치(201)은 회피비행을 실행하지 않고 금회의 처리를 종료시킨다.
이와 같이, 제어장치(201)은, 촬상화상을 취득할 때마다, 스텝 ST102~스텝 ST105를 반복하여 실행하여 비행체(200)을 비행금지공간에 진입시키지 않도록 하거나, 혹은 비행체(200)을 비행금지공간으로부터 신속하게 퇴출시키도록 한다.
도 13의 접촉회피처리를 채용하는 경우, 쇼벨(100)의 수신장치(S2)는 생략되어도 된다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100) 및 비행체(200)은 서로 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 비행체(200)은, 도 8 및 도 10의 예와는 달리, 쇼벨(100)이 생성한 정보를 수신하지 않고, 쇼벨(100)에 속하는 비행금지공간을 특정할 수 있다. 그리고, 비행체(200)은 쇼벨(100)에 속하는 비행금지공간에 진입하지 않도록 자율비행할 수 있고, 비행금지공간 내에 위치하는 경우에는 신속하게 비행금지공간으로부터 퇴출하도록 자율비행할 수 있다.
다음으로 도 14 및 도 15를 참조하여, 작업지원시스템의 또 다른 기능인 화상회전기능에 대하여 설명한다. 화상회전기능은, 비행체(200)의 카메라(205)의 촬상화상이 쇼벨(100)의 표시장치(40)에 있어서 소정의 방향으로 표시되도록 촬상화상을 회전시키는 기능이다. 도 14는, 굴삭·선적작업을 행하는 쇼벨(100), 쇼벨(100)에 추종비행하는 비행체(200), 및 쇼벨(100)이 배토하는 토사를 받는 덤프트럭(400)의 측면도이다. 도 15는 쇼벨(100), 비행체(200), 및 덤프트럭(400)의 상대위치관계와 표시장치(40)에 표시된 촬상화상의 3개의 조합을 나타낸다. 도 15a, 도 15c, 도 15e가 상대위치관계를 나타내고, 도 15b, 도 15d, 도 15f가 표시장치(40)에 표시된 촬상화상을 나타낸다. 또, 도 15a와 도 15b가 대응하고, 도 15c와 도 15d가 대응하며, 도 15e와 도 15f가 대응한다.
도 14 및 도 15a에 나타내는 예에서는, 쇼벨(100)은, 굴삭어태치먼트를 +Y방향을 향하게 하여 굴삭작업을 행하고 있다. 또, 도 14의 화살표(AR2)로 나타내는 바와 같이 좌측선회에 의하여 굴삭어태치먼트를 +X방향을 향하게 하여 덤프트럭(400)의 적재함에 토사를 배토하여 선적작업을 행하고 있다. 비행체(200)은, 굴삭어태치먼트의 암선단위치의 바로 위 근처를 비행하도록 소정의 비행고도를 유지하면서 추종비행하고 있다.
또, 도 15a에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)이 굴삭어태치먼트를 +Y방향을 향하게 하여 굴삭작업이 행해지고 있는 경우, 비행체(200)은 굴삭어태치먼트의 방향과 동일한 +Y방향을 향하고 있다. 도 15a 중의 비행체(200)에 있는 흑색 삼각형은 비행체(200)이 +Y방향을 향하고 있는 것을 나타낸다. 이 경우, 표시장치(40)은, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 암선단위치의 화상이 화면중앙에 위치하고, 또한 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 세로축에 평행하게 뻗도록 촬상화상을 표시한다.
굴삭작업 후에 좌측선회가 행해져 굴삭어태치먼트가 +X방향을 향하게 되면, 도 15c에 나타내는 바와 같이 암선단위치는 덤프트럭(400)의 적재함의 바로 위로 이동한다. 이때, 암선단위치의 이동에 추종하는 비행체(200)의 방향이 고정되어 있으면, 표시장치(40)은, 도 15d에 나타내는 바와 같이, 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 가로축에 평행하게 뻗도록 촬상화상을 표시한다.
그러나, 표시장치(40)에 표시되어 있는 굴삭어태치먼트의 화상의 방향이 이와 같이 상부선회체(3)의 선회에 따라 변화하면, 그 화상을 보고 있는 조작자를 혼란시킬 우려가 있다.
따라서, 도 15e에 나타내는 예에서는, 암선단위치의 이동에 추종하는 비행체(200)은, 상부선회체(3)의 선회각도의 변화에 따라 그 방향을 변화시키고 있다. 이로 인하여, 굴삭어태치먼트를 +X방향을 향하게 한 상태에서는, 비행체(200)도 +X방향을 향하고 있다. 그 결과, 표시장치(40)은, 도 15f에 나타내는 바와 같이, 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 세로축에 평행하게 뻗도록 촬상화상을 표시한다. 즉, 표시장치(40)은, 상부선회체(3)의 선회각도의 변화에 관계없이, 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 세로축에 평행하게 뻗도록 촬상화상을 표시할 수 있다.
다음으로 도 16을 참조하여, 화상회전기능을 실현시키는 처리(이하, "화상회전처리"라고 함)의 일례에 대하여 설명한다. 도 16a는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 16b는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 도 16의 예에서는, 비행체(200)은, 쇼벨(100)의 위치정보 및 굴삭어태치먼트의 자세정보를 이용하여 암선단위치의 바로 위를 자율적으로 추종비행한다. 단, 이하의 설명은, 비행체(200)이 리모컨(300)을 통하여 조종자에게 원격조작되는 경우에도 동일하게 적용된다.
먼저, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향정보를 취득한다(스텝 ST111). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 방향검출장치(S5)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 절대방위각을 취득한다.
그 후, 컨트롤러(30)은 방향정보를 외부를 향하여 발신한다(스텝 ST112). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 송신장치(S1)을 통하여 향하여 정보를 비행체(200)에 대하여 송신한다.
그리고, 컨트롤러(30)은, 스텝 ST111 및 스텝 ST112를 소정의 제어주기로 반복하여 실행함으로써 쇼벨(100)의 방향정보를 비행체(200)에 계속적으로 전할 수 있다.
비행체(200)의 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 방향정보를 수신한다(스텝 ST121). 예를 들면, 제어장치(201)은, 수신장치(203)을 통하여 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 발신한 쇼벨(100)의 방향정보를 수신한다.
그 후, 제어장치(201)은, 목표회전각도를 결정한다(스텝 ST122). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 방향정보와 비행체(200)의 방향정보에 근거하여 비행체(200)의 목표회전각도를 결정한다. 목표회전각도는, 비행체(200)의 방향을 전환할 때의 목표가 되는 비행체(200)의 회전각도이다. 예를 들면, 비행체(200)의 방향을 쇼벨(100)(굴삭어태치먼트)의 방향에 맞추는 경우, 쇼벨(100)의 방향과 비행체(200)의 방향의 사이의 각도가 목표회전각도로서 설정된다. 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)의 출력에 근거하여 비행체(200)의 방향정보를 도출한다.
혹은, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 방향의 변화에 근거하여 비행체(200)의 목표회전각도를 결정해도 된다. 예를 들면, 전회의 처리에서 수신한 쇼벨(100)의 방향과 금회의 처리에서 수신한 쇼벨(100)의 방향의 사이의 각도를 목표회전각도로 해도 된다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표회전각도만큼 회전시킨다(스텝 ST123). 예를 들면, 제어장치(201)은, 자율항행장치(204)에 대하여 목표회전각도에 관한 정보를 출력한다. 자율항행장치(204)는, 예를 들면 4개의 프로펠러 중 회전방향이 동일한 2개의 프로펠러의 회전속도를 조정함으로써 비행체(200)을 목표회전각도만큼 회전시킨다. 제어장치(201)은, 비행체(200)이 원격조작되고 있는 경우여도, 비행체(200)을 목표회전각도만큼 강제적으로 회전시킨다.
그리고, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 방향정보를 수신할 때에, 스텝 ST122 및 스텝 ST123을 반복하여 실행함으로써 계속적으로 비행체(200)의 방향을 쇼벨(100)의 방향에 따라 변화시킬 수 있다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 비행체(200)에 탑재된 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 소정의 방향으로 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시할 수 있다. 소정의 방향은, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 세로축에 평행하게 뻗도록 표시되는 방향이며, 상부선회체(3)의 선회각도에 따라 변화한다.
또, 쇼벨(100)은, 송신장치(S1)로부터 비행체(200)의 방향에 관한 정보를 발신함으로써, 비행체(200)을 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 쇼벨(100)의 방향과 비행체(200)의 방향이 일치하도록 비행체(200)을 회전시킬 수 있다. 그 결과, 비행체(200)은, 쇼벨(100)의 방향과 비행체(200)의 방향의 사이의 상대각도를 유지하면서 쇼벨(100)에 추종하여 비행할 수 있다. 이로 인하여, 표시장치(40)은, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 화상이 항상 표시장치(40)의 세로축에 평행하게 혹은 수직으로 뻗도록 촬상화상을 표시할 수 있다.
또, 쇼벨(100)은, 비행체(200)이 발신하는 정보를 수신하지 않고, 비행체(200)을 회전시킬 수 있다. 비행체(200)은 쇼벨(100)의 방향정보에 근거하여 비행체(200)의 목표회전각도를 결정할 수 있기 때문이며, 쇼벨(100)은 쇼벨(100)의 방향정보만을 발신하면 되기 때문이다.
또, 도 16의 예에서는, 비행체(200)은 암선단위치의 바로 위를 자율적으로 추종비행하여, 암선단위치(XY좌표 또는 XYZ좌표)와 비행체(200)의 위치(XY좌표 또는 XYZ좌표)의 사이에 위치어긋남을 발생시키지 않는다. 따라서, 표시장치(40)의 화면중앙에는 항상 암선단위치의 화상이 표시되어 있다. 그러나, 작업지원시스템은, 위치어긋남이 발생하고 있는 경우에도 대응 가능하다.
예를 들면, 스텝 ST121에 있어서, 쇼벨(100)의 방향정보에 더하여, 쇼벨(100)의 위치정보와 굴삭어태치먼트의 자세정보를 수신하고 있는 경우, 제어장치(201)은, 그 위치어긋남의 방향 및 크기를 도출할 수 있다. 구체적으로는, 쇼벨(100)의 위치정보와 굴삭어태치먼트의 자세정보와 자율항행장치(204)가 출력하는 비행체(200)의 위치정보에 근거하여 그 위치어긋남의 방향 및 크기를 도출할 수 있다. 그리고, 그 위치어긋남의 방향 및 크기에 근거하여 촬상화상의 중심이 되어야 할 화소의 위치를 도출하고, 그 화소가 촬상화상의 중심이 되도록 촬상화상을 생성할 수 있다. 촬상화상의 중심이 되어야 할 화소는, 예를 들면 암선단위치의 화상을 구성하는 화소이다. 그 결과, 위치어긋남이 발생하고 있는 경우여도 표시장치(40)의 화면중앙에 암선단위치의 화상을 표시시킬 수 있다.
다음으로 도 17을 참조하여, 화상회전처리의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 17a는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 17b는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 도 17의 예는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 목표회전각도를 산출하여 발신하는 점에서 도 16의 예와 상이하다. 도 16의 예에서는, 컨트롤러(30)은 쇼벨(100)의 방향정보를 발신하여, 비행체(200)의 제어장치(201)이 쇼벨(100)의 방향정보에 근거하여 목표회전각도를 산출한다. 또, 도 17의 예에서도, 비행체(200)은, 쇼벨(100)의 위치정보 및 굴삭어태치먼트의 자세정보를 이용하여 암선단위치의 바로 위를 추종비행한다.
먼저, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향정보를 취득한다(스텝 ST131). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 방향검출장치(S5)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 절대방위각을 취득한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)의 방향정보를 취득한다(스텝 ST132). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 수신장치(S2)를 통하여 비행체(200)의 방향정보를 수신한다. 비행체(200)은, 자율항행장치(204)의 출력에 근거하여 도출한 비행체(200)의 방향정보를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다.
그 후, 컨트롤러(30)은 비행체(200)의 목표회전각도를 결정한다(스텝 ST133). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향정보와 비행체(200)의 방향정보에 근거하여 비행체(200)의 목표회전각도를 결정한다. 혹은, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향의 변화에 근거하여 비행체(200)의 목표회전각도를 결정해도 된다.
그 후, 컨트롤러(30)은 목표회전각도를 외부를 향하여 발신한다(스텝 ST134). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 송신장치(S1)을 통하여 목표회전각도를 비행체(200)에 대하여 송신한다.
그리고, 컨트롤러(30)은, 스텝 ST131~스텝 ST134를 소정의 제어주기로 반복하여 실행함으로써 목표회전각도에 관한 정보를 비행체(200)에 계속적으로 전할 수 있다.
비행체(200)의 제어장치(201)은 소정의 제어주기로 반복하여 비행체(200)의 방향정보를 발신한다(스텝 ST141). 예를 들면, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 방향정보를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다.
그리고, 제어장치(201)은 목표회전각도를 수신한다(스텝 ST142). 예를 들면, 제어장치(201)은, 수신장치(203)을 통하여 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 발신한 목표회전각도를 수신한다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 목표회전각도만큼 회전시킨다(스텝 ST143).
그리고, 제어장치(201)은, 목표회전각도를 수신할 때에, 스텝 ST143을 반복하여 실행함으로써 계속적으로 비행체(200)의 방향을 쇼벨(100)의 방향에 따라 변화시킬 수 있다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 도 16의 예의 경우와 마찬가지로, 비행체(200)에 탑재된 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 소정의 방향으로 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시할 수 있다.
또, 쇼벨(100)은, 송신장치(S1)로부터 비행체(200)의 목표회전각도에 관한 정보를 발신함으로써, 비행체(200)을 회전시킬 수 있다. 이로 인하여, 쇼벨(100)은, 비행체(200)의 목표회전각도를 도출하기 위한 연산을 비행체(200)에서 실행시키지 않고, 비행체(200)을 회전시킬 수 있다. 비행체(200)은, 쇼벨(100)이 생성한 목표회전각도에 관한 정보에 따라 회전하기만 해도 되기 때문이다.
또, 작업지원시스템은, 도 17의 예에 있어서도, 도 16의 예의 경우와 마찬가지로, 위치어긋남이 발생하고 있는 경우에도 대응 가능하다.
예를 들면, 스텝 ST132에 있어서, 비행체(200)의 방향정보에 더하여, 비행체(200)의 위치정보를 수신하고 있는 경우, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보와 굴삭어태치먼트의 자세정보와 비행체(200)의 위치정보에 근거하여 위치어긋남의 방향 및 크기를 도출할 수 있다. 그리고, 그 위치어긋남의 방향 및 크기에 근거하여 촬상화상의 중심이 되어야 할 화소의 위치를 도출하고, 그 화소의 위치에 관한 정보를 비행체(200)을 향하여 송신할 수 있다. 그 화소의 위치에 관한 정보를 수신한 비행체(200)의 제어장치(201)은, 그 화소가 촬상화상의 중심이 되도록 촬상화상을 생성할 수 있다. 그 결과, 위치어긋남이 발생하고 있는 경우여도 표시장치(40)의 화면중앙에 원하는 화상을 표시시킬 수 있다.
다음으로 도 18을 참조하여, 화상회전처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 18a는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 18b는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다. 도 18의 예는, 비행체(200)의 제어장치(201)이 목표회전각도만큼 비행체(200)을 회전시키는 스텝 ST143 대신에, 목표회전각도분만큼 촬상화상을 회전시키는 스텝 ST163을 갖는 점에서 도 17의 예와 상이하다. 스텝 ST151~스텝 ST154는 스텝 ST131~스텝 ST134와 동일하고, 스텝 ST161~스텝 ST162는 스텝 ST141~스텝 ST142와 동일하다. 따라서, 도 18의 예에서는, 비행체(200)은, 방향을 전환하지 않고, 쇼벨(100)의 위치정보 및 굴삭어태치먼트의 자세정보를 이용하여 암선단위치의 바로 위를 추종비행한다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 도 16 및 도 17의 경우와 마찬가지로, 비행체(200)에 탑재된 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 소정의 방향으로 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시할 수 있다. 또, 비행체(200)을 실제로 회전시키지 않고 비행체(200)에서의 화상처리에 따라서만 화상회전기능을 실현할 수 있다.
다음으로 도 19를 참조하여, 화상회전처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 19는 화상회전처리의 흐름의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 19의 예는, 비행체(200)에서 화상회전기능에 관한 처리를 실행시키지 않고, 쇼벨(100)에서 화상회전기능에 관한 모든 처리를 실행시키는 점에서, 도 16~도 18의 각각에 있어서의 예와 상이하다. 구체적으로는, 도 19의 예는, 컨트롤러(30)이 목표회전각도를 발신하는 스텝 ST154 대신에, 컨트롤러(30)이 목표회전각도분만큼 촬상화상을 회전시키는 스텝 ST174를 갖는 점에서 도 18의 예와 상이하다. 스텝 ST151~스텝 ST153은 스텝 ST171~스텝 ST173과 동일하다. 따라서, 도 19의 예에서는, 쇼벨(100)으로부터 비행체(200)을 향하여 정보를 송신할 필요가 없기 때문에, 송신장치(S1)은 생략되어도 된다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 도 16~도 18의 경우와 마찬가지로, 비행체(200)에 탑재된 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 소정의 방향으로 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시할 수 있다. 또, 비행체(200)을 실제로 회전시키지 않고 쇼벨(100)에서의 화상처리에 따라서만 화상회전기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)은, 추종비행 중인 비행체(200)으로부터의 물체검지정보를 분석함으로써 굴삭어태치먼트를 인식해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 카메라(205)의 촬상화상을 분석함으로써 굴삭어태치먼트의 화상을 인식해도 된다. 그리고, 인식한 굴삭어태치먼트의 화상의 연장방향과 촬상화상의 세로축이 평행이 되고 또한 굴삭어태치먼트의 화상의 선단이 표시장치(40)의 화면상방을 향하도록 촬상화상을 회전하여 표시시켜도 된다. 쇼벨의 운전석은 굴삭어태치먼트측을 향하고 있기 때문이다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 방향정보와 비행체(200)의 방향정보를 비교하지 않고, 화상회전기능을 실현할 수 있다.
또, 작업지원시스템은, 쇼벨(100)에서 화상회전기능에 관한 처리를 실행시키지 않고, 비행체(200)에서 화상회전기능에 관한 모든 처리를 실행시켜도 된다.
다음으로 도 20을 참조하여, 화상회전기능의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 20a는 굴삭·선적작업을 행하는 쇼벨(100), 쇼벨(100)에 추종비행하는 비행체(200), 및 쇼벨(100)이 배토하는 토사를 받는 덤프트럭(400)의 상면도이다. 도 20b 및 도 20c는 도 20a에 있어서의 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 나타낸다.
도 20a의 예에서는, 비행체(200)은, 덤프트럭(400)의 적하상태를 파악하기 위하여, 쇼벨(100)과 덤프트럭(400)의 사이의 소정위치에 머물도록 소정의 비행고도를 유지하면서 정지비행하고 있다. 소정위치는, 예를 들면 덤프트럭(400)의 후단위치와 쇼벨(100)의 선회축의 사이의 중간위치이다. 덤프트럭(400)의 후단위치는, 예를 들면 카메라(205)의 촬상화상에 화상처리를 실시함으로써 도출된다. 또, 비행체(200)은, 쇼벨(100)의 선회의 유무에 관계없이, 소정의 방향을 유지한 채로 정지비행하고 있다. 도 20a의 예에서는, +Y방향을 향한 상태로 정지비행하고 있다. 도 20a 중의 비행체(200)에 있는 흑색 삼각형은 비행체(200)이 +Y방향을 향하고 있는 것을 나타낸다. 이 경우, 표시장치(40)은, 도 20b에 나타내는 바와 같이, 덤프동작 중인 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 가로축에 평행하게 뻗도록 촬상화상을 표시한다.
그러나, 덤프동작 중인 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 가로축에 평행하게 뻗도록 표시되면, 그 화상을 보는 조작자를 혼란시킬 우려가 있다. 실제의 굴삭어태치먼트의 방향과 표시장치(40)에 표시된 굴삭어태치먼트의 화상의 방향이 크게 다르기 때문이다.
따라서, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30), 또는 비행체(200)의 제어장치(201)은, 덤프동작 중인 굴삭어태치먼트의 화상의 방향이 실제의 굴삭어태치먼트의 방향과 동일해지도록 촬상화상을 회전시킨다. 그 결과, 표시장치(40)은, 도 20c에 나타내는 바와 같이, 덤프동작 중인 굴삭어태치먼트의 화상이 표시장치(40)의 세로축에 평행하게 뻗도록 촬상화상을 표시할 수 있다.
다음으로 도 21~도 23을 참조하여, 작업지원시스템의 또 다른 기능인 머신가이던스기능에 대하여 설명한다. 머신가이던스기능은, 비행체(200)의 카메라(205)의 촬상화상에 근거하여 쇼벨(100)의 조작을 가이드하는 기능이다.
도 21은, 비행체(200)이 촬상한 촬상화상에 근거하여 쇼벨(100)의 위치 및 방향을 도출하는 방법을 설명하는 도이다. 도 21a는, 쇼벨(100)과 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 측면도이다. 도 21b는, 표시장치(40)에 표시된 촬상화상을 나타낸다. 도 21b에 나타내는 파선부분은 실제로는 표시장치(40)에 표시되지 않는다.
도 21a에 나타내는 바와 같이 쇼벨(100)은 기준면(BP)에 위치한다. 기준면(BP)는, 기준점(RP1, RP2)에 의하여 정해지는 평면이다. 기준점(RP1, RP2)는, 절대위치(위도, 경도, 및 고도)가 정확하게 측정된 점이며, 예를 들면 전자기준점(GNSS연속관측점)이다. 이 예에서는, 기준점(RP1)과 기준점(RP2)의 거리는 D1미터이다. 기준점(RP1, RP2)는, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 촬상화상에 있어서 마커화상(MK1, MK2)를 초래한다. 즉, 기준점(RP1)은, 표시장치(40)에 있어서는 마커(MK1)로서 나타난다. 마찬가지로, 기준점(RP2)는, 표시장치(40)에 있어서는 마커(MK2)로서 나타난다. 그리고, 마커화상(MK1, MK2)는, 촬상화상에 있어서의 2점간의 거리(화소수)를 도출하기 위하여 이용된다.
쇼벨(100)의 상부선회체(3)에는 3개의 표지(RP3~RP5)(표지(RP5)는 비가시.)가 장착되어 있다. 표지(RP3~RP5)는, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 촬상화상에 있어서 마커화상(MK3~MK5)를 초래한다. 즉, 표지(RP3)은, 표시장치(40)에 있어서는 마커(MK3)으로서 나타난다. 마찬가지로, 표지(RP4)는, 표시장치(40)에 있어서는 마커(MK4)로서 나타난다. 마찬가지로, 표지(RP5)는, 표시장치(40)에 있어서는 마커(MK5)로서 나타난다. 그리고, 마커화상(MK3~MK5)는, 쇼벨화상(쇼벨(100))의 방향을 특정하기 위하여 이용된다. 촬상화상에 있어서 쇼벨화상(쇼벨(100))의 방향을 특정할 수 있다면, 상부선회체(3)에 장착되는 표지의 수는 2개 이하여도 되고, 4개 이상이어도 된다. 또, 마커화상을 초래하는 표지는, 캐빈(10), 엔진후드 등의 기존의 쇼벨구성부품이어도 되고, 상부선회체(3) 자체여도 된다. 또, 표지에 의하여 초래되는 마커화상의 조합은, QR코드(등록상표) 등의 기호표기를 구성해도 된다.
마커화상(MK1~MK5)는, 공지의 화상처리기술을 이용하여 추출되고, 또한 촬상화상에 있어서의 좌표가 특정된다.
구체적으로는, 컨트롤러(30)은, 기준점(RP1)과 기준점(RP2)의 사이의 기존의 거리(D1)과, 도 21b에 나타내는 촬상화상에 있어서의 마커화상(MK1)과 마커화상(MK2)의 거리(화소수)(GD1)에 근거하여 촬상화상 상의 단위거리(화소수)에 대응하는 실제의 거리를 도출할 수 있다. 예를 들면, 촬상화상 상의 100화소분의 거리를 실공간의 1m에 대응지을 수 있다. 그 결과, 컨트롤러(30)은, 촬상화상 상의 쇼벨(100)의 중심점(SC)와 마커화상(MK2)의 거리(화소수)(GD2)로부터, 실공간에 있어서의 쇼벨(100)의 중심점(SC)와 기준점(RP2)의 거리를 도출할 수 있다. 중심점(SC)는, 예를 들면 쇼벨(100)의 선회축과 기준면(BP)의 교점이며, 중심점(SC)의 좌표는 3개의 마커화상(MK3~MK5)의 좌표로부터 도출된다.
또, 컨트롤러(30)은, 기준점(RP2)에 대한 기준점(RP1)의 기존의 방위와, 도 21b에 나타내는 촬상화상에 있어서의 선분(L1)과 선분(L2)의 사이의 각도(θ1)에 근거하여 기준점(RP2)에 대한 쇼벨(100)의 중심점(SC)의 방위를 도출할 수 있다. 선분(L1)은, 마커화상(MK1)과 마커화상(MK2)를 연결하는 선분이며, 선분(L2)는, 마커화상(MK2)와 중심점(SC)를 연결하는 선분이다.
이와 같이 하여, 컨트롤러(30)은, 실공간에 있어서의 쇼벨(100)의 중심점(SC)와 기준점(RP2)의 거리, 및 기준점(RP2)에 대한 쇼벨(100)의 중심점(SC)의 방위를 도출할 수 있다. 그리고, 기준점(RP2)의 절대위치에 근거하여 쇼벨(100)의 중심점(SC)의 절대위치를 도출할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)은, 3개의 마커화상(MK3~MK5)의 좌표에 근거하여 굴삭어태치먼트의 길이방향을 나타내는 기준면(BP) 상의 선분(L3)을 도출할 수 있다. 그리고, 선분(L1)에 평행하고 또한 중심점(SC)를 통과하는 선분(L1')과 선분(L3)의 사이의 각도(θ2)를 도출할 수 있다.
그 결과, 컨트롤러(30)은, 기준점(RP2)에 대한 기준점(RP1)의 기존의 방위에 근거하여, 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위를 도출할 수 있다. 또, 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위의 추이에 근거하여 선회각도를 도출할 수 있다. 예를 들면, 선회개시시각에 있어서의 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위와, 선회정지시각에 있어서의 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위에 근거하여 선회각도를 도출할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)은, 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 굴삭어태치먼트의 자세를 도출하고, 쇼벨(100)의 중심점(SC)에 대한 버킷(6)의 클로의 상대위치를 도출할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(30)은, 그 상대위치와 중심점(SC)의 절대위치에 근거하여 버킷(6)의 클로의 절대위치를 도출할 수 있다.
또한, 컨트롤러(30)은, 불휘발성 기억매체에 기억된 설계데이터를 참조하여, 목표시공면과 버킷(6)의 클로의 거리를 도출할 수 있다. 목표시공면은, 위도, 경도, 및 고도를 이용하여 표현된 시공 후의 시공면이다.
도 22는, 비행체(200)이 촬상한 촬상화상에 근거하여 기준면(BP)에 대한 쇼벨(100)의 접지면의 높이 또는 깊이를 도출하는 방법을 설명하는 도이다. 도 22a는, 기준면(BP)에 위치하는 쇼벨(100)과 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 측면도이다. 도 22b는, 표시장치(40)에 표시된 촬상화상을 나타낸다. 도 22b에 나타내는 파선부분은 실제로는 표시장치(40)에 표시되지 않는다. 도 22c는, 기준면(BP)보다 깊이(DP1)만큼 깊은 접지면에 위치하는 쇼벨(100)과 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 측면도이다.
컨트롤러(30)은, 도 22b에 나타내는 촬상화상에 있어서의 마커화상(MK1)과 마커화상(MK2)의 거리(화소수)(GD10)과, 마커화상(MK3)과 마커화상(MK4)의 거리(화소수)(GD11)에 근거하여 쇼벨(100)의 접지면의 높이 또는 깊이를 도출한다. 거리(화소수)(GD10)은, 기준점(RP1)과 기준점(RP2)의 사이의 실제의 거리(D1)에 대응한다. 거리(화소수)(GD11)은, 표지(RP3)과 표지(RP4)의 사이의 실제의 거리(D2)에 대응한다.
예를 들면, 컨트롤러(30)은, 거리(화소수)(GD11)에 대한 거리(화소수)(GD10)의 거리비가 미리 기억되어 있는 소정값이면, 도 22a에 나타내는 바와 같이 쇼벨(100)이 기준면(BP)에 위치하고 있는 것을 도출한다. 또, 컨트롤러(30)은, 그 거리비가 소정값보다 클수록, 도 22c에 나타내는 바와 같이 쇼벨(100)이 기준면(BP)보다 낮은 접지면에 위치하고 있는 것을 도출한다. 촬상화상에 있어서는, 쇼벨(100)의 접지면이 기준면(BP)보다 낮을수록 쇼벨화상이 외관상 작아져, 거리(화소수)(GD10)에 대하여 거리(화소수)(GD11)이 상대적으로 작아지기 때문이다.
마찬가지로, 컨트롤러(30)은, 그 거리비가 소정값보다 작을수록, 쇼벨(100)이 기준면(BP)보다 높은 접지면에 위치하고 있는 것을 도출한다. 촬상화상에 있어서는, 쇼벨(100)의 접지면이 기준면(BP)보다 높을수록 쇼벨화상이 외관상 커져, 거리(화소수)(GD10)에 대하여 거리(화소수)(GD11)이 상대적으로 커지기 때문이다.
컨트롤러(30)은, 그 거리비의 값으로부터 접지면의 깊이 또는 높이를 도출한다. 거리비와 접지면의 깊이 또는 높이와의 대응관계는, 예를 들면 대응테이블로서 불휘발성 기억매체에 미리 기억되어 있다. 컨트롤러(30)은, 이 대응테이블을 참조하여, 그 거리비의 값으로부터 접지면의 깊이 또는 높이를 도출한다.
다만, 상술한 예에서는, 비행체(200)의 카메라(205)로서 단안(單眼)카메라가 채용되고 있지만, 스테레오카메라가 채용되어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)은, 스테레오카메라가 출력하는 한 쌍의 촬상화상에 근거하여 기준면(BP)에 대한 쇼벨(100)의 접지면의 높이 또는 깊이를 도출해도 된다.
다음으로 도 23을 참조하여, 작업지원시스템이 머신가이던스기능을 실행하는 처리(이하, "머신가이던스처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 도 23은, 머신가이던스처리의 일례를 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 23a는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내고, 도 23b는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타낸다. 비행체(200)의 제어장치(201)은, 소정의 제어주기로 반복하여 도 23a에 나타내는 처리를 실행한다. 마찬가지로, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 소정의 제어주기로 반복하여 도 23b에 나타내는 처리를 실행한다. 도 23의 예에서는, 비행체(200)은, 화상처리기술을 이용하여 쇼벨(100)의 바로 위를 자율적으로 추종비행한다. 단, 이하의 설명은, 비행체(200)이 리모컨(300)을 통하여 조종자에게 원격조작되는 경우에도 동일하게 적용된다.
먼저, 비행체(200)의 제어장치(201)은, 쇼벨(100)을 촬상한다(스텝 ST181). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 취득한다. 촬상화상은, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 화상인 쇼벨화상과, 기준점(RP1, RP2)의 화상인 마커화상(MK1, MK2)와, 상부선회체(3)에 장착된 표지(RP3~RP5)의 화상인 마커화상(MK3~MK5)를 포함한다.
그 후, 제어장치(201)은, 마커화상(MK1~MK5) 및 쇼벨화상을 포함하는 촬상화상을 쇼벨(100)을 향하여 송신한다(스텝 ST182).
쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 마커화상(MK1~MK5) 및 쇼벨화상을 포함하는 촬상화상을 취득한다(스텝 ST191). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 수신장치(S2)를 통하여 비행체(200)의 제어장치(201)이 쇼벨(100)을 향하여 송신한 촬상화상을 수신한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 촬상화상에 근거하여 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출한다(스텝 ST192). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 도 21 및 도 22를 이용하여 설명한 방법으로, 쇼벨(100)의 중심점(SC)의 절대위치 및 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위를 도출한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 굴삭어태치먼트의 자세에 근거하여 버킷(6)의 클로의 위치를 산출한다(스텝 ST193). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 굴삭어태치먼트의 자세를 도출하고, 쇼벨(100)의 중심점(SC)에 대한 버킷(6)의 클로의 상대위치를 도출한다. 그리고, 그 상대위치와 중심점(SC)의 절대위치와 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위에 근거하여 버킷(6)의 클로의 절대위치를 도출한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 버킷(6)의 클로와 목표시공면의 거리를 산출한다(스텝 ST194). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 불휘발성 기억매체에 기억된 설계데이터를 참조하여, 목표시공면과 버킷(6)의 클로의 거리를 도출한다. 컨트롤러(30)은, 목표시공면과 버킷(6)의 클로의 거리의 크기의 추이를 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 그래피컬하게 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시함으로써 쇼벨의 조작을 가이드할 수 있다.
다음으로 도 24를 참조하여, 머신가이던스처리의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 24는, 머신가이던스처리의 다른 일례를 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 24a는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내고, 도 24b는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타낸다. 비행체(200)의 제어장치(201)은, 소정의 제어주기로 반복하여 도 24a에 나타내는 처리를 실행한다. 마찬가지로, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 소정의 제어주기로 반복하여 도 24b에 나타내는 처리를 실행한다. 도 24의 예는, 비행체(200)의 제어장치(201)이 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출하는 점에서 도 23의 예와 상이하다. 도 23의 예에서는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)이 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출한다.
먼저, 비행체(200)의 제어장치(201)은, 쇼벨(100)을 촬상한다(스텝 ST201). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 취득한다. 촬상화상은, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 화상인 쇼벨화상과, 기준점(RP1, RP2)의 화상인 마커화상(MK1, MK2)와, 상부선회체(3)에 장착된 표지(RP3~RP5)의 화상인 마커화상(MK3~MK5)를 포함한다.
그 후, 제어장치(201)은, 촬상화상에 근거하여 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출한다(스텝 ST202). 제어장치(201)은, 예를 들면 도 21 및 도 22를 이용하여 설명한 방법으로, 쇼벨(100)의 중심점(SC)의 절대위치 및 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위를 도출한다.
그 후, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다(스텝 ST203).
쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 취득한다(스텝 ST211). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 수신장치(S2)를 통하여 비행체(200)의 제어장치(201)이 쇼벨(100)을 향하여 송신한 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 수신한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 굴삭어태치먼트의 자세에 근거하여 버킷(6)의 클로의 위치를 산출한다(스텝 ST212). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 굴삭어태치먼트의 자세를 도출하고, 쇼벨(100)의 중심점(SC)에 대한 버킷(6)의 클로의 상대위치를 도출한다. 그리고, 그 상대위치와 중심점(SC)의 절대위치와 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위에 근거하여 버킷(6)의 클로의 절대위치를 도출한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 버킷(6)의 클로와 목표시공면의 거리를 산출한다(스텝 ST213). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 불휘발성 기억매체에 기억된 설계데이터를 참조하여, 목표시공면과 버킷(6)의 클로의 거리를 도출한다. 컨트롤러(30)은, 목표시공면과 버킷(6)의 클로의 거리의 크기의 추이를 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 그래피컬하게 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시함으로써 쇼벨의 조작을 가이드할 수 있다.
이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)이 촬상한 마커화상을 포함하는 촬상화상을 이용함으로써, GNSS(GPS)수신기 등의 측위장치를 이용하지 않고, 쇼벨(100)의 위치 및 방향을 파악하여 머신가이던스기능을 실행할 수 있다.
다음으로 도 25를 참조하여, 머신가이던스처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 25는, 머신가이던스처리의 또 다른 일례를 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 25a는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내고, 도 25b는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타낸다. 비행체(200)의 제어장치(201)은, 소정의 제어주기로 반복하여 도 25a에 나타내는 처리를 실행한다. 마찬가지로, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 소정의 제어주기로 반복하여 도 25b에 나타내는 처리를 실행한다. 도 25의 예는, GPS항법을 이용하는 비행체(200)의 자율항행장치(204)가 출력하는 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보와 촬상화상에 근거하여 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출하는 점에서 도 23의 예와 상이하다. 도 23의 예에서는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 기준점(RP1, RP2)의 화상인 마커화상(MK1, MK2)를 포함하는 촬상화상을 이용하여 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출한다.
먼저, 비행체(200)의 제어장치(201)은, 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보를 취득한다(스텝 ST221). 제어장치(201)은, 예를 들면 자율항행장치(204)의 비행제어장치에 포함되는 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서(방위센서), 기압센서, 측위센서, 초음파센서 등의 각종 센서의 출력에 근거하여 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보를 취득한다.
그 후, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)을 촬상한다(스텝 ST222). 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)의 상공을 비행하는 비행체(200)의 카메라(205)가 촬상한 촬상화상을 취득한다. 촬상화상은, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 화상인 쇼벨화상과, 상부선회체(3)에 장착된 표지(RP3~RP5)의 화상인 마커화상(MK3~MK5)를 포함한다. 단, 촬상화상은, 기준점(RP1, RP2)의 화상인 마커화상(MK1, MK2)를 포함하고 있을 필요는 없다.
그 후, 제어장치(201)은, 촬상화상과, 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다(스텝 ST223).
쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 촬상화상과 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보를 취득한다(스텝 ST231). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 수신장치(S2)를 통하여 비행체(200)의 제어장치(201)이 쇼벨(100)을 향하여 송신한 촬상화상과, 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보를 수신한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출한다(스텝 ST232). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 촬상화상과, 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보에 근거하여 쇼벨(100)의 위치정보 및 방향정보를 산출한다.
구체적으로는, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)의 위치정보에 근거하여 촬상화상의 중심화소에 대응하는 실공간의 지물(중심지점)의 절대위치를 도출한다. 또한, 컨트롤러(30)은, 촬상화상에 있어서의 마커화상(MK3~MK5)의 좌표에 근거하여 쇼벨(100)의 중심점(SC)의 좌표를 산출한다. 그리고, 컨트롤러(30)은, 촬상화상의 중심화소의 좌표와 중심점(SC)의 좌표에 근거하여, 중심지점에 대한 중심점(SC)의 상대위치를 도출한다. 그리고, 그 상대위치와 중심지점의 절대위치에 근거하여 중심점(SC)의 절대위치를 도출한다.
또, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)의 방향정보에 근거하여 촬상화상의 세로축이 가리키는 방위를 도출한다. 또한, 컨트롤러(30)은, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 마커화상(MK3~MK5)의 좌표에 근거하여 굴삭어태치먼트의 길이방향을 나타내는 기준면(BP) 상의 선분(L3)을 도출한다. 그리고, 촬상화상의 세로축과 선분(L3)의 사이의 각도를 도출한다.
그 결과, 컨트롤러(30)은, 촬상화상의 세로축의 방위에 근거하여, 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위를 도출할 수 있다. 또, 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위의 추이에 근거하여 선회각도를 도출할 수 있다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 굴삭어태치먼트의 자세에 근거하여 버킷(6)의 클로의 위치를 산출한다(스텝 ST233). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 굴삭어태치먼트의 자세를 도출하고, 쇼벨(100)의 중심점(SC)에 대한 버킷(6)의 클로의 상대위치를 도출한다. 그리고, 그 상대위치와 중심점(SC)의 절대위치와 굴삭어태치먼트의 길이방향이 가리키는 방위에 근거하여 버킷(6)의 클로의 절대위치를 도출한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 버킷(6)의 클로와 목표시공면의 거리를 산출한다(스텝 ST234). 컨트롤러(30)은, 예를 들면 불휘발성 기억매체에 기억된 설계데이터를 참조하여, 목표시공면과 버킷(6)의 클로의 거리를 도출한다. 컨트롤러(30)은, 목표시공면과 버킷(6)의 클로의 거리의 크기의 추이를 캐빈(10) 내의 표시장치(40)에 그래피컬하게 표시하여 쇼벨(100)의 조작자에게 제시함으로써 쇼벨의 조작을 가이드할 수 있다.
이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)은, GPS항법을 이용하는 비행체(200)이 출력하는 비행체(200)의 위치정보 및 방향정보와 기준점에 관한 마커화상을 포함하지 않는 촬상화상을 이용하여 쇼벨(100)의 위치 및 방향을 파악함으로써 머신가이던스기능을 실행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상술한 실시예에 제한되는 일은 없고, 본 발명의 범위를 벗어나는 일 없이 상술한 실시예에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.
예를 들면, 상술한 실시예에서는, 조종자는 리모컨(300)을 이용하여 비행체(200)을 작업현장의 상공까지 비행시키고 있다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 비행체(200)은 자율적으로 작업현장의 상공까지 비행하여 행해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 조작자가 캐빈(10) 내에서 소정의 버튼을 누른 경우에, 소정위치에서 대기하고 있는 비행체(200)은 자율비행을 개시하여 작업현장의 상공까지 비행하여 행해도 된다.
또, 비행체(200)의 조종자, 또는 쇼벨(100)의 조작자는, 소정의 조작을 행함으로써 비행체(200)에 의한 추종비행을 해제해도 된다. 추종비행이 해제되면, 비행체(200)은, 쇼벨(100)의 움직임과는 관계없이, 소정의 높이를 유지하는 정지비행을 행해도 되고, 소정의 대기장소에 자율적으로 귀환해도 된다.
다음으로, 도 26 및 도 27을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 관한 쇼벨(굴삭기)(100) 및 비행체(200)을 포함하는 유체보급시스템에 대하여 설명한다. 도 26은, 유체보급시스템이 이용되는 작업현장의 도이다. 도 27은, 유체보급시스템의 시스템구성도이다.
유체보급시스템은, 비행체를 이용함으로써 쇼벨이 소비하는 유체를 효율적으로 보급할 수 있도록 하는 시스템이며, 주로 쇼벨(100) 및 비행체(200)으로 구성된다. 유체보급시스템을 구성하는 쇼벨(100) 및 비행체(200)은 각각 1대여도 되고, 복수 대여도 된다. 도 26 및 도 27의 예는, 1대의 쇼벨(100)과 1기의 비행체(200)을 포함한다.
비행체(200)은, 원격조작 또는 자동조종에 의하여 비행시킬 수 있는 자율식 비행체이며, 예를 들면 멀티콥터, 비행선 등을 포함한다. 본 실시예에서는, 카메라를 탑재한 쿼드콥터이다.
비행체(200)은 용기(250)을 운반할 수 있도록 구성되어 있다. 용기(250)은, 쇼벨(100)이 소비하는 유체를 넣는 용기이다. 본 실시예에서는, 용기(250)은, 대략 원통형상을 갖는다. 쇼벨(100)이 소비하는 유체는, 경유 등의 연료, 요소수 등의 액체환원제, 그리스, 윤활유, 쿨런트, 엔진오일 등을 포함한다.
쇼벨(100)의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 개재하여 상부선회체(3)이 선회 가능하게 탑재된다. 상부선회체(3)에는 붐(4)가 장착된다. 붐(4)의 선단에는 암(5)가 장착되고, 암(5)의 선단에는 버킷(6)이 장착된다. 작업요소로서의 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트를 구성한다. 붐(4), 암(5), 버킷(6)은, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 상부선회체(3)에는 캐빈(10)이 마련되고, 엔진(11) 등의 동력원이 탑재된다.
쇼벨(100)은, 엔진(11), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 연료탱크(18), 요소수탱크(19), 그리스탱크(20), 조작장치(26), 컨트롤러(30), 엔진제어장치(74) 등으로 구성된다.
엔진(11)은 쇼벨(100)의 구동원이며, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 입력축에 접속된다.
엔진(11)의 배기가스는, 배기가스 처리장치(11A)로 정화시킨 후에 대기 중으로 방출된다. 본 실시예에서는, 배기가스 처리장치(11A)는, 디젤파티큘레이트필터(Diesel Particulate Filter: DPF) 및 선택촉매환원(Selective Catalytic Reduction: SCR)시스템을 포함한다.
메인펌프(14)는, 고압유압라인(16)을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급하는 사판식 가변용량형 유압펌프이다. 메인펌프(14)는, 사판경전각의 변화에 따라 1회전당 토출유량이 변화한다. 사판경전각은 레귤레이터(14a)에 의하여 제어된다. 레귤레이터(14a)는 컨트롤러(30)으로부터의 제어전류의 변화에 따라 사판경전각을 변화시킨다.
파일럿펌프(15)는, 파일럿라인(25)를 통하여 조작장치(26) 등의 각종 유압제어기기에 작동유를 공급하는 고정용량형 유압펌프이다.
컨트롤밸브(17)은 유압액추에이터에 관한 작동유의 흐름을 제어하는 유량제어밸브의 세트이다. 컨트롤밸브(17)은, 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 대응하는 파일럿압의 변화에 따라, 메인펌프(14)로부터 고압유압라인(16)을 통하여 수용한 작동유를 1 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급한다. 유압액추에이터는, 예를 들면 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌측주행용 유압모터(1A), 우측주행용 유압모터(1B), 선회용 유압모터(2A) 등을 포함한다.
연료탱크(18)은, 연료를 저장하는 탱크이다. 본 실시예에서는, 엔진(11)에서 사용되는 경유를 저장한다.
요소수탱크(19)는, 액체환원제로서의 요소수를 저장하는 탱크이다. 본 실시예에서는, 선택촉매환원시스템에서 사용되는 요소수를 저장한다.
그리스탱크(20)은, 그리스를 저장하는 탱크이다. 본 실시예에서는, 굴삭어태치먼트 등의 가동부의 윤활을 위하여 사용되는 그리스를 저장한다.
조작장치(26)은, 쇼벨의 조작자가 유압액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 조작장치(26)은 파일럿라인(25)를 통하여 파일럿펌프(15)로부터 작동유의 공급을 받아 파일럿압을 생성한다. 그리고, 파일럿라인(25a)를 통하여, 대응하는 유량제어밸브의 파일럿포트에 그 파일럿압을 작용시킨다. 파일럿압은 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 따라 변화한다. 파일럿압센서(15a)는 파일럿압을 검출하고, 그 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)은 CPU, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성된다. 컨트롤러(30)의 CPU는, 각종 기능에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 읽어내고 RAM에 로드하여 실행함으로써, 그들 프로그램의 각각에 대응하는 기능을 실현시킨다.
엔진제어장치(74)는 엔진(11)을 제어하는 장치이다. 엔진제어장치(74)는, 예를 들면 입력장치를 통하여 설정된 엔진회전수가 실현되도록 연료분사량 등을 제어한다.
상부선회체(3)에 장착된 송신장치(S1), 수신장치(S2), 측위장치(S3), 자세검출장치(S4), 잔량검출장치(S5A), 도킹장치(S6)의 각각은 컨트롤러(30)에 접속된다. 컨트롤러(30)은, 수신장치(S2), 측위장치(S3), 자세검출장치(S4), 잔량검출장치(S5A)의 각각이 출력하는 정보에 근거하여 각종 연산을 실행한다. 그리고, 연산결과에 근거하여 생성된 정보를 송신장치(S1)로부터 외부로 발신하거나, 혹은 생성된 정보에 따라 도킹장치(S6)을 작동시킨다.
송신장치(S1)은 쇼벨(100)의 외부를 향하여 정보를 발신한다. 본 실시예에서는, 송신장치(S1)은, 비행체(200)의 요구에 따라 비행체(200)이 수신 가능한 정보를 비행체(200)을 향하여 발신한다.
수신장치(S2)는 쇼벨(100)의 외부로부터의 정보를 수신한다. 본 실시예에서는, 수신장치(S2)는 비행체(200)이 발신하는 정보를 수신한다.
측위장치(S3)은 쇼벨(100)의 위치에 관한 정보를 취득한다. 본 실시예에서는, 측위장치(S3)은 GNSS(GPS)수신기이며, 쇼벨(100)의 존재위치의 위도, 경도, 고도를 측정한다.
자세검출장치(S4)는 쇼벨의 자세를 검출한다. 쇼벨의 자세는, 예를 들면 기체의 경사도이다. 본 실시예에서는, 자세검출장치(S4)는 기체경사센서를 포함한다. 기체경사센서는 기체경사각도를 취득하는 센서이며, 예를 들면 수평면에 대한 상부선회체(3)의 경사각도를 검출하는 가속도센서이다.
잔량검출장치(S5A)는 각종 유체의 잔량을 검출한다. 본 실시예에서는, 잔량검출장치(S5A)는, 연료탱크(18) 내의 경유의 잔량, 요소수탱크(19) 내의 요소수의 잔량, 및 그리스탱크(20) 내의 그리스의 잔량을 검출한다.
도킹장치(S6)은, 쇼벨(100)과 비행체(200)의 도킹(결합)을 가능하게 한다. 본 실시예에서는, 도킹장치(S6)은, 쇼벨(100)에 탑재된 연료탱크(18)과 비행체(200)이 운반하는 용기(250)와의 도킹을 가능하게 한다. 구체적으로는, 도킹장치(S6)은, 컨트롤러(30)으로부터의 지령에 따라 연료탱크(18)과 용기(250)의 도킹을 구조적으로 가능하게 하는 도킹가능상태와 구조적으로 불가능하게 하는 도킹불가상태를 전환한다.
무선수전장치(S7)은 외부의 급전장치로부터 비접촉으로 전력의 공급을 받아 쇼벨(100)에 탑재된 전기부하에 그 전력을 공급한다. 본 실시예에서는, 비행체(200)에 탑재된 배터리로부터 비접촉으로 전력을 받아 컨트롤러(30), 송신장치(S1), 수신장치(S2), 자세검출장치(S4), 도킹장치(S6) 등을 작동시킨다. 무선수전장치(S7)은, 쇼벨(100)에 탑재된 배터리를 충전해도 된다.
비행체(200)은, 제어장치(201), 송신장치(202), 수신장치(203), 자율항행장치(204), 카메라(205), 무선급전장치(206) 등으로 구성된다.
제어장치(201)은, 비행체(200)을 제어하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 제어장치(201)은, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성된다. 제어장치(201)의 CPU는, 각종 기능에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 읽어내고 RAM에 로드하여 실행함으로써, 그들 프로그램의 각각에 대응하는 기능을 실현시킨다.
송신장치(202)는, 비행체(200)의 외부를 향하여 정보를 발신한다. 본 실시예에서는, 송신장치(202)는, 쇼벨(100)이 수신 가능한 정보를 쇼벨(100)을 향하여 발신한다.
수신장치(203)은, 비행체(200)의 외부로부터의 정보를 수신한다. 수신장치(203)은, 예를 들면 쇼벨(100)이 발신하는 정보를 수신한다.
자율항행장치(204)는, 비행체(200)의 자율항행을 실현시킨다. 본 실시예에서는, 자율항행장치(204)는, 비행제어장치, 전동모터, 배터리 등을 포함한다. 비행제어장치는, 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서(방위센서), 기압센서, 측위센서, 초음파센서 등의 각종 센서를 포함하여, 자세유지기능, 고도유지기능 등을 실현시킨다. 전동모터는, 배터리로부터 전력의 공급을 받아 프로펠러를 회전시킨다. 단, 프로펠러는 내연기관 등의 다른 구동원에 의하여 회전되어도 된다.
자율항행장치(204)는, 예를 들면 제어장치(201)로부터 목표비행위치에 관한 정보를 받으면 4개의 프로펠러의 회전속도를 개별적으로 제어하여, 비행체(200)의 자세 및 고도를 유지하면서 비행체(200)을 목표비행위치로 이동시킨다. 목표비행위치에 관한 정보는, 예를 들면 목표비행위치의 위도, 경도, 및 고도이다. 제어장치(201)은, 예를 들면 수신장치(203)을 통하여 목표비행위치에 관한 정보를 외부로부터 취득한다. 자율항행장치(204)는, 제어장치(201)로부터 목표에 관한 정보를 받아 비행체(200)의 방향을 변화시켜도 된다.
카메라(205)는 화상을 취득하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 카메라(205)는 비행체(200)의 연직하방을 촬상할 수 있도록 비행체(200)에 장착되어 있다. 카메라(205)가 촬상한 촬상화상은, 예를 들면 비행체(200)의 비행위치인 촬상위치에 관한 정보를 포함하며, 3차원 지형데이터를 생성하기 위하여 이용된다.
무선급전장치(206)은 비행체(200)에 탑재된 배터리로부터 외부의 수전장치에 비접촉으로 전력을 공급한다. 본 실시예에서는, 무선급전장치(206)은, 쇼벨(100)의 상면에 설치된 무선수전장치(S7)을 향하여 와이어리스로 전력을 공급하고, 그 전력에 의하여 쇼벨(100)의 각종 전기부하를 동작시킨다.
다음으로 도 28을 참조하여, 유체보급시스템의 기능에 대하여 설명한다. 도 28은, 유체보급시스템이 연료의 보급을 개시할 때까지의 처리(이하, "연료보급 전처리"라고 함)의 플로차트이다. 도 28a는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 28b는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 28의 연료보급 전처리는, 연료탱크(18)에 연료를 보급하는 경우에 적용되지만, 요소수탱크(19)에 요소수를 보급하는 경우, 및 그리스탱크(20)에 그리스를 보급하는 경우에 대해서도 동일하게 적용된다.
먼저, 도 28a를 참조하여, 비행체(200)에 있어서의 처리에 대하여 설명한다. 주기장에서 주기하고 있는 비행체(200)은, 쇼벨(100)이 발신하는 정보에 근거하여 보급이 필요한지 여부를 판정한다(스텝 ST241). 주기장은, 예를 들면 비행체(200)의 충전설비가 설치되어 있는 장소이며, 용기(250)로의 연료의 주입은 주기장에서 행해진다. 연료의 주입은 자동으로 행해져도 되고 수작업으로 행해져도 된다. 주기장에서는, 주기스페이스가 비행체(200)에 할당되어도 되고, 그 주기스페이스에 비행체(200)이 주기된 시점에서 충전이 자동적으로 개시되어도 된다.
쇼벨(100)이 발신하는 정보는, 쇼벨의 위치정보, 연료의 잔량에 관한 잔량정보를 포함한다. 쇼벨(100)은, 예를 들면 조작자에 의하여 엔진(11)이 정지된 경우에 위치정보 및 잔량정보를 포함하는 정보를 자동적으로 발신한다. 기체경사각도에 관한 기체경사정보를 포함하고 있어도 된다. 본 실시예에서는, 비행체(200)의 제어장치(201)은, 쇼벨(100)이 발신하는 잔량정보에 근거하여 쇼벨(100)의 연료를 보급할 필요가 있는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어장치(201)은, 수신장치(203)을 이용하여 쇼벨(100)이 발신하는 정보를 수신한다. 제어장치(201)은, 그 정보를 쇼벨(100)으로부터 직접적으로 수신해도 되고, 통신센터 등을 통하여 간접적으로 수신해도 된다. 그리고, 제어장치(201)은, 잔량정보가 나타내는 연료탱크(18)에 있어서의 연료의 잔량이 소정량 미만인 경우에 보급의 필요가 있다고 판정하고, 연료의 잔량이 소정량 이상인 경우에 보급의 필요가 없다고 판정한다.
보급이 불필요하다고 판정한 경우(스텝 ST241의 NO), 제어장치(201)은, 쇼벨(100)으로부터 다음 정보를 수신할 때까지 대기한다.
보급이 필요하다고 판정한 경우(스텝 ST241의 YES), 제어장치(201)은, 비행체(200)을 주기장으로부터 쇼벨(100)의 상공까지 비행시킨다(스텝 ST242).
비행체(200)이 쇼벨(100)의 상공까지 비행하면, 제어장치(201)은, 비행체(200)의 식별정보를 발신한다(스텝 ST243). 예를 들면, 송신장치(202)로부터 수신장치(S2)를 향하여 비행체(200)의 식별정보를 송신하여, 컨트롤러(30)으로 비행체(200)을 인증시킨다.
그 후, 제어장치(201)은, 쇼벨(100) 위에 비행체(200)을 착륙시킨다(스텝 ST244). 본 실시예에서는, 제어장치(201)은, 카메라(205)가 촬상한 촬상화상으로부터 쇼벨(100)의 상면에 설치된 연료탱크(18)에 대응하는 도킹장치(S6)의 화상을 인식한다.
그리고, 제어장치(201)은, 인식한 도킹장치(S6)의 화상이 촬상화상의 소정 화상위치에 표시되고 또한 서서히 크게 표시되도록 비행체(200)의 비행위치를 제어한다. 그 결과, 비행체(200)은, 도킹장치(S6)에 서서히 접근하여, 도킹장치(S6) 위에 착륙한다.
제어장치(201)은 도킹장치(S6) 위에 착륙하기 전에 착륙 가능한지 여부를 판정해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 엔진(11)이 작동 중인 경우에 착륙 불가능하다고 판정해도 된다. 엔진(11)이 작동 중인지 여부는, 예를 들면 쇼벨(100)의 송신장치(S1)이 주기적으로 발신하는 정보를 수신장치(203)으로 수신하고, 그 정보에 근거하여 판정해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 쇼벨(100)이 작동상태에 있다고 판정한 경우에, 도킹을 금지하는 지령을 송신장치(S1)로부터 발신시켜도 된다. 또, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)이 발신하는 기체경사정보에 근거하여 쇼벨(100)이 경사져 있다고 판정한 경우에 착륙 불가능하다고 판정해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 자세검출장치(S4)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)이 평면에 위치하고 있다고 판정한 경우에 도킹을 허가하는 지령을 송신장치(S1)로부터 발신시키고, 쇼벨(100)이 평면에 위치하고 있지 않다고 판정한 경우에 도킹을 금지하는 지령을 송신장치(S1)로부터 발신시켜도 된다. 이 경우, 제어장치(201)은, 기체경사각도가 소정각도 미만이면 쇼벨(100)이 평면에 위치하고 있다고 판정해도 된다. 혹은, 제어장치(201)은, 촬상화상으로부터 도출한 쇼벨(100)의 경사각도에 근거하여 쇼벨(100)이 경사져 있다고 판정한 경우에 착륙 불가능하다고 판정해도 된다. 이 경우, 기체경사각도가 소정각도 이상이면 쇼벨(100)이 경사져 있다고 판정해도 된다. 착륙 불가능하다고 판정한 경우, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 주기장으로 되돌아가도록 비행시켜도 되고, 쇼벨(100)의 상공에서 정지비행시켜 착륙 가능하다고 판정할 때까지 대기해도 된다.
비행체(200)이 도킹장치(S6) 위에 착륙하면, 제어장치(201)은, 프로펠러의 회전을 정지시킨 후에 무선급전장치(206)을 작동시킨다(스텝 ST245). 착륙했는지 여부는, 예를 들면 비행체(200)에 장착된 가속도센서 등의 출력에 근거하여 판정된다.
무선급전장치(206)은, 비행체(200)에 탑재된 배터리로부터 쇼벨(100)의 무선수전장치(S7)에 비접촉으로 전력을 공급하여, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30) 및 수신장치(S2)를 기동시킨다.
제어장치(201)은, 도킹장치(S6) 위에 착륙한 후에, 비행체(200)의 식별정보를 쇼벨(100)을 향하여 송신해도 된다. 또, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30) 및 수신장치(S2)가 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 배터리의 전력으로 이미 동작하고 있는 경우, 제어장치(201)은 무선급전장치(206)을 작동시킬 필요는 없다.
다음으로 도 28b를 참조하여, 쇼벨(100)에 있어서의 처리에 대하여 설명한다. 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 비행체(200)에 탑재되어 있는 배터리의 전력에 의하여 기동되면 비행체(200)을 인증한다(스텝 ST251).
비행체(200)이 정규의 비행체라고 인증할 수 없는 경우(스텝 ST251의 NO), 컨트롤러(30)은, 이후의 스텝을 실행하지 않고 그대로 대기한다. 정규의 비행체는, 예를 들면 컨트롤러(30)의 메모리 등에 미리 등록되어 있는 식별정보를 갖는 비행체이다. 소정 횟수의 인증처리를 시도한 후에도 여전히 정규의 비행체라고 인증할 수 없는 경우, 컨트롤러(30)은 그 동작을 정지시켜도 된다. 비정규(미등록)의 비행체에 의한 연료의 보급이 행해지는 것을 방지하기 위함이다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)은, 비정규(미등록)의 비행체와 쇼벨(100)의 도킹을 방지할 수 있다.
비행체(200)이 정규의 비행체라고 인증할 수 있는 경우(스텝 ST251의 YES), 컨트롤러(30)은, 도킹장치(S6)을 도킹불가상태로부터 도킹가능상태로 전환한다(스텝 ST252).
혹은, 컨트롤러(30)은, 송신장치(S1)로부터 비행체(200)의 수신장치(203)을 향하여 쇼벨(100)의 식별정보를 송신하여, 제어장치(201)에서 쇼벨(100)을 인증시켜도 된다. 이 경우, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)을 정규(기등록)의 쇼벨이라고 인증할 수 있는 경우, 컨트롤러(30)에 인증완료신호를 회신한다. 인증완료신호를 수신할 때까지, 컨트롤러(30)은, 이후의 스텝을 실행하지 않고 그대로 대기한다. 인증완료신호를 수신하면, 컨트롤러(30)은, 도킹장치(S6)을 도킹불가상태로부터 도킹가능상태로 전환한다.
또, 컨트롤러(30)은, 연료탱크(18)과 용기(250)의 도킹 후에, 연료의 보급을 개시시키는 보급개시지령을 송신장치(S1)로부터 비행체(200)을 향하여 송신해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 도킹장치(S6)을 도킹가능상태로 전환했을 때에 송신장치(S1)로부터 보급개시지령을 비행체(200)을 향하여 송신해도 된다.
다음으로 도 29를 참조하여, 도킹장치(S6)의 배치에 대하여 설명한다. 도 29는 상부선회체(3)에 있어서의 도킹장치(S6)의 배치를 나타내는 도이다. 도 29a는 상부선회체(3)의 측면도이며, 도 29b는 상부선회체(3)의 상면도이다.
도 29의 예에서는, 도킹장치(S6)은, 연료탱크(18)에 대응하는 연료용 도킹장치(S6A), 요소수탱크(19)에 대응하는 요소수용 도킹장치(S6B), 및 그리스탱크(20)에 대응하는 그리스용 도킹장치(S6C)를 포함한다.
연료탱크(18), 요소수탱크(19), 및 그리스탱크(20)은 모두 상부선회체(3)의 +X측(전측)이고, 또한 붐장착위치를 사이에 두고 캐빈(10)의 -Y측(우측)에 배치된다. 또, 요소수탱크(19)는 연료탱크(18)의 +X측(전측)에 배치되고, 그리스탱크(20)은 요소수탱크(19)의 +X측(전측)에 배치된다.
도킹장치(S6)은 각각 대응하는 탱크의 상부에 배치된다. 비행체(200)이 운반하는 용기(250)과 각 탱크가 도킹했을 때에 용기(250) 내의 유체가 중력으로 각 탱크에 흘러들어가게 하기 위함이다. 단, 용기(250) 내의 유체는, 쇼벨(100) 또는 비행체(200)에 탑재된 펌프를 이용하여 각 탱크에 주입되어도 된다.
본 실시예에서는 도킹장치(S6)은 상부선회체(3)의 상면으로부터 파이도록 구성된다. 단, 도킹장치(S6)은 상부선회체(3)의 상면으로부터 돌출되도록 구성되어도 된다.
다음으로 도 30을 참조하여, 도킹장치(S6)의 동작에 대하여 설명한다. 도 30은 도킹장치(S6)의 동작을 나타내는 도이다. 도 30a 및 도 30b는 도킹불가상태의 도킹장치(S6)을 나타내고, 도 30c 및 도 30d는 도킹가능상태의 도킹장치(S6)을 나타낸다. 도 30a 및 도 30c은 도킹장치(S6)의 상면도이며, 도 30b 및 도 30d는 도킹장치(S6)의 단면도이다. 도 30b는 도 30a의 일점쇄선(L1)을 포함하는 연직면에서의 단면도이며, 도 30d는 도 30c의 일점쇄선(L2)를 포함하는 연직면에서의 단면도이다.
도 30의 예에서는, 도킹장치(S6)은, 용기수용부(60), 대좌(61), 연결부(62) 등으로 구성된다.
용기수용부(60)은, 비행체(200)이 운반하는 용기(250)을 수용하는 역원뿔사다리꼴의 오목부공간을 형성하는 부재이다. 역원뿔사다리꼴의 경사는, 대략 원통형상의 용기(250)의 바닥면 가장자리부에 형성된 모따기부(250t)의 경사와 대략 동일하다.
대좌(61)은, 용기수용부(60) 내에서 용기(250)의 바닥면을 지지한다. 본 실시예에서는, 대좌(61)은 4개의 가동대좌부재(61A~61D)를 갖는다. 가동대좌부재(61A~61D)는, Z축방향(연직방향)으로 신축 가능하게 구성된다. 가동대좌부재(61A~61D)는 전동액추에이터에 의하여 구동된다. 도킹장치(S6)이 도킹불가상태인 경우, 가동대좌부재(61A~61D)는, 도 30b에 나타내는 바와 같이 신장상태가 되고, 도킹장치(S6)이 도킹가능상태인 경우, 가동대좌부재(61A~61D)는, 도 30d에 나타내는 바와 같이 수축상태가 된다. 도 30a 및 도 30b에서는, 신장상태에 있는 가동대좌부재(61A~61D)가 백색으로 전부 칠해져 있다. 또, 도 30d에서는, 신장상태에 있던 가동대좌부재(61A, 61B)가 점선으로 나타나 있다.
연결부(62)는, 용기(250)의 연결부(251)과 연결하는 부재이다. 본 실시예에서는, 연결부(62)는 연료탱크(18)의 상면(도 29 참조.)으로부터 +Z방향(연직상방)으로 뻗는 원통부재이다. 또, 연결부(251)은, 도 30b에 나타내는 바와 같이, 용기(250)의 바닥면으로부터 -Z방향(연직하방)으로 돌출되는 원통부재이다. 연결부(62) 및 연결부(251)은 서로 연결되었을 때에 용기(250)으로부터 연료탱크(18)에 흐르는 연료의 통로를 구성한다.
구체적으로는, 연결부(62)는, 유입저지부(62A), 중앙핀(62B), 원환부(62C), 및 원통부(62D)로 구성된다. 유입저지부(62A)는, 외부로부터 연료탱크(18) 내로의 유체의 진입을 저지하는 원판부재이다. 유입저지부(62A)는, 스프링 등의 힘에 의하여 중앙핀(62B)을 따라 원통부(62D) 내를 +Z방향(상방)으로 밀어 올려져 원환부(62C)와 접촉함으로써 외부로부터 연료탱크(18) 내에 유입되는 유체의 흐름을 저지한다.
중앙핀(62B)는, 원통부(62D)의 중심축을 따라 뻗는 고정핀이며, 유입저지부(62A)의 중앙부분을 관통하여 뻗는다.
원환부(62C)는, 원통부(62D)의 내부에 형성되는 부재이며, 유입저지부(62A)의 상한위치를 정한다. 유입저지부(62A)는 전동스토퍼에 의하여 상한위치로 고정되어도 된다. 전동스토퍼는, 예를 들면 전력의 공급을 받고 있지 않을 때에 유입저지부(62A)를 상한위치로 고정하고, 전력의 공급을 받고 있을 때에 유입저지부(62A)를 상한위치로부터 이동(하강)시킬 수 있도록 구성된다.
원통부(62D)는 연료의 유로를 형성하는 관형상부재이며, 연료탱크(18)의 상면까지 뻗어, 원통부(62D)가 형성하는 유로와 연료탱크(18)의 내부를 연통시킨다.
연결부(251)은, 유출저지부(251A), 원환부(251B), 및 원통부(251C)로 구성된다. 유출저지부(251A)는, 용기(250)으로부터 외부로의 연료의 유출을 저지하는 원판부재이다. 유출저지부(251A)는, 스프링 등의 힘에 의하여 원통부(251C) 내를 -Z방향(하방)으로 눌러 내려져 원환부(251B)와 접촉함으로써 용기(250)으로부터 외부로의 연료의 흐름을 저지한다.
유출저지부(251A)는, 연결부(62)의 중앙핀(62B)와 접촉하여 중앙핀(62B)에 의하여 밀어 올려지지 않는 한, 원환부(251B)에 접촉하여 연료의 유출을 저지한다. 중앙핀(62B)에 의하여 밀어 올려지면 원환부(251B)로부터 떨어져 연료를 유출시킨다.
원환부(251B)는, 원통부(251C)의 내부에 형성되는 부재이며, 유출저지부(251A)의 하한위치를 정한다. 유출저지부(251A)는 전동스토퍼에 의하여 하한위치로 고정되어도 된다. 전동스토퍼는, 예를 들면 전력의 공급을 받고 있지 않을 때에 유출저지부(251A)를 하한위치로 고정하고, 전력의 공급을 받고 있을 때에 유출저지부(251A)를 하한위치로부터 이동(상승)시킬 수 있도록 구성된다. 예를 들면, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)으로부터 보급개시지령을 수신한 경우에 한정하여 전동스토퍼를 작동시켜 연료의 보급을 개시시켜도 된다. 즉, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)으로부터 보급개시지령을 수신할 때까지 유출저지부(251A)를 하한위치에 그대로 둠으로써 보급개시지령을 수신하기 전에 연료의 보급이 행해지는 것을 방지할 수 있다.
원통부(251C)는 연료의 유로를 형성하는 관형상부재이며, 용기(250)의 바닥면까지 뻗어, 원통부(251C)가 형성하는 유로와 용기(250)의 내부를 연통시킨다.
비행체(200)이 컨트롤러(30)에 의하여 인증된 후, 도 28a의 스텝 ST244에 있어서 도킹장치(S6) 위에 착륙한 비행체(200)은, 도 30b에 나타내는 상태에 있다. 즉, 비행체(200)은, 신장상태의 가동대좌부재(61A~61D)에 의하여 지지된 상태에 있다.
그 후, 도 28b의 스텝 ST252에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(30)은, 도킹장치(S6)을 도킹불가상태로부터 도킹가능상태로 전환한다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)에 탑재되어 있는 배터리로부터 무선급전장치(206) 및 무선수전장치(S7)을 통하여 공급되는 전력에 의하여 전동액추에이터를 구동하여 가동대좌부재(61A~61D)를 수축시킨다. 컨트롤러(30)은, 비행체(200)이 착륙하기 전에 가동대좌부재(61A~61D)를 수축시켜도 된다.
유입저지부(62A)가 전동스토퍼에 의하여 상한위치로 고정되어 있는 경우에는, 전동스토퍼를 구동하여 유입저지부(62A)를 상한위치로부터 하강시킬 수 있도록 한다. 유출저지부(251A)에 대해서도 동일하다.
가동대좌부재(61A~61D)가 수축하면, 용기(250)은, 자체중량에 의하여 용기수용부(60) 내를 미끄러져 내려가, 도 30d에 나타내는 바와 같이, 연결부(251)과 연결부(62)를 연결시켜 용기(250)과 연료탱크(18)을 연통시킨다. 구체적으로는, 유출저지부(251A)가 중앙핀(62B)에 의하여 밀어 올려져 원환부(251B)로부터 떨어진다. 또, 유입저지부(62A)가 원통부(251C)에 의하여 눌러 내려져 원환부(62C)로부터 떨어진다. 그 결과, 용기(250) 내의 연료는, 도 30d의 화살표(AR1)로 나타내는 바와 같이, 원통부(251C)의 하단부 부근에 형성된 구멍(251D)를 통과하여 원통부(62D) 내에 유입되고, 나아가서는 연료탱크(18) 내에 유입된다.
다음으로 도 31을 참조하여, 유체보급시스템의 다른 기능에 대하여 설명한다. 도 31은, 유체보급시스템이 연료의 보급을 완료한 후의 처리(이하, "연료보급 후처리"라고 함)의 플로차트이다. 도 31a는 비행체(200)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 도 31b는 쇼벨(100)에 있어서의 처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 31의 연료보급 후처리는, 연료탱크(18)에 연료를 보급한 경우에 적용되지만, 요소수탱크(19)에 요소수를 보급한 경우, 및 그리스탱크(20)에 그리스를 보급한 경우에 대해서도 동일하게 적용된다.
먼저, 도 31a를 참조하여, 비행체(200)에 있어서의 처리에 대하여 설명한다. 도킹장치(S6) 상에 착륙한 비행체(200)의 제어장치(201)은 보급이 완료되었는지 여부를 판정한다(스텝 ST261). 예를 들면, 제어장치(201)은, 용기(250)의 잔량을 검출하는 잔량검출장치의 출력에 근거하여 보급이 완료되었는지 여부를 판정한다. 혹은, 제어장치(201)은, 쇼벨(100)이 발신하는 정보에 근거하여 보급이 완료되었는지 여부를 판정해도 된다.
보급이 완료되지 않았다고 판정한 경우(스텝 ST261의 NO), 제어장치(201)은, 이후의 스텝을 실행하지 않고 그대로 대기한다.
보급이 완료되었다고 판정한 경우(스텝 ST261의 YES), 제어장치(201)은, 보급이 완료된 것을 쇼벨(100)에 알린다(스텝 ST262). 예를 들면, 제어장치(201)은, 보급이 완료된 것을 나타내는 정보를 송신장치(202)로부터 쇼벨(100)을 향하여 송신한다. 쇼벨(100)이 발신한 정보에 근거하여 보급이 완료되었다고 판정한 경우, 제어장치(201)은, 보급이 완료된 것을 쇼벨(100)에 알리지 않고, 다음의 스텝으로 이행한다. 쇼벨(100)은 보급이 완료된 것을 이미 검지하고 있기 때문이다.
그 후, 제어장치(201)은, 비행체(200)을 주기장까지 비행시킨다(스텝 ST263).
다음으로 도 31b를 참조하여, 쇼벨(100)에 있어서의 처리에 대하여 설명한다. 도킹장치(S6)을 도킹가능상태로 전환한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)은, 보급이 완료되었는지 여부를 판정한다(스텝 ST271). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)이 발신하는 정보에 근거하여 보급이 완료되었는지 여부를 판정한다. 혹은, 컨트롤러(30)은, 잔량검출장치(S5A)의 출력에 근거하여 보급이 완료되었는지 여부를 판정해도 된다.
보급이 완료되지 않았다고 판정한 경우(스텝 ST271의 NO), 컨트롤러(30)은, 이후의 스텝을 실행하지 않고 그대로 대기한다.
보급이 완료되었다고 판정한 경우(스텝 ST271의 YES), 컨트롤러(30)은, 도킹장치(S6)을 도킹불가상태로 전환한다(스텝 ST272). 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 비행체(200)에 탑재되어 있는 배터리로부터 무선급전장치(206) 및 무선수전장치(S7)을 통하여 공급되는 전력에 의하여 전동액추에이터를 구동하여 가동대좌부재(61A~61D)를 신장시킨다.
가동대좌부재(61A~61D)가 신장하면, 용기(250)은, 가동대좌부재(61A~61D)에 의하여 들어 올려지고, 도 30b에 나타내는 바와 같이, 연결부(251)과 연결부(62)가 분리되어 용기(250)과 연료탱크(18)의 연통이 차단된다. 구체적으로는, 유출저지부(251A)가 하강하여 원환부(251B)에 접촉한다. 또, 유입저지부(62A)가 상승하여 원환부(62C)에 접촉한다. 그 결과, 용기(250)으로부터 외부로의 유체의 유출이 저지되고, 또한 외부로부터 연료탱크(18)로의 유체의 유입이 저지된다. 유입저지부(62A)는 전동스토퍼에 의하여 상한위치로 고정되어도 된다. 유출저지부(251A)에 대해서도 동일하다.
잔량검출장치(S5A)의 출력에 근거하여 보급이 완료되었다고 판정한 경우, 컨트롤러(30)은, 보급이 완료된 것을 비행체(200)에 알린다. 예를 들면, 컨트롤러(30)은, 보급이 완료된 것을 나타내는 정보를 송신장치(S1)로부터 비행체(200)을 향하여 송신한다.
이상의 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 비행체(200)을 이용함으로써, 연료의 보급을 보다 효율적으로 받을 수 있다. 비행체(200)으로부터 연료의 보급을 받는 경우, 쇼벨(100)은, 연료를 보급하기 위하여 작업현장으로부터 보급장소로 이동할 필요가 없다. 이로 인하여, 재해복구현장 등의 쇼벨(100)의 진입·퇴출이 곤란한 작업현장에서 쇼벨(100)을 가동시키는 경우, 작업원이 들어갈 수 없는 현장에 쇼벨(100)을 진입시켜 쇼벨(100)을 원격조작하는 경우 등에 특히 유효하다.
또, 쇼벨(100)은, 비행체(200)을 인증할 수 있는 경우에 한하여, 비행체(200)에 의한 연료의 보급이 행해지도록 한다. 구체적으로는, 비행체(200)을 인증할 수 있는 경우에 한하여, 도킹장치(S6), 전동스토퍼 등을 작동시켜 연료의 보급이 행해지도록 한다. 즉, 수작업에 의한 연료의 보급을 포함하여, 인증된 비행체(200) 이외에 의한 연료의 보급을 제한한다. 이로 인하여, 부정연료, 조악연료 등이 보급되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 쇼벨(100)에 의한 비행체(200)의 편방향인증이 행해진 경우가 아닌, 비행체(200)에 의한 쇼벨(100)의 인증을 더한 쌍방향인증이 행해진 경우에 비행체(200)에 의한 연료의 보급이 행해지도록 해도 된다.
무선급전장치(206) 및 무선수전장치(S7)의 조합을 이용하는 경우, 쇼벨(100)은, 엔진정지 중에 완전정지되어도 된다. 완전정지는, 컨트롤러(30) 등의 전기부하에 대한 전력공급을 완전히 차단하는 것을 의미한다. 이로 인하여, 유체보급시스템의 기능의 실현을 가능하게 하면서도 쇼벨(100)의 배터리의 과방전을 방지할 수 있다.
다음으로 도 32를 참조하여, 도킹장치(S6)의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 32는 도킹장치(S6)의 다른 일례를 나타내는 도이며, 도 30에 대응한다. 도 32a 및 도 32b는 도킹불가상태의 도킹장치(S6)을 나타내고, 도 32c 및 도 32d는 도킹가능상태의 도킹장치(S6)을 나타낸다. 도 32a 및 도 32c은 도킹장치(S6)의 상면도이며, 도 32b 및 도 32d는 도킹장치(S6)의 단면도이다. 도 32b는 도 32a의 일점쇄선(L3)을 포함하는 연직면에서의 단면도이며, 도 32d는 도 32c의 일점쇄선(L4)를 포함하는 연직면에서의 단면도이다.
도 32의 예에서는, 도킹장치(S6)은, 대좌(61)을 갖지 않고, 커버(63)을 갖는 점에서 도 30의 예와 상이하다. 그러나, 그 외의 점에서는 도 30의 예와 공통이다. 이로 인하여, 공통부분의 설명을 생략하고, 상이부분을 상세하게 설명한다.
커버(63)은, 용기수용부(60)을 덮는 자동개폐식 커버이다. 본 실시예에서는, 커버(63)은 좌측 커버(63L) 및 우측 커버(63R)을 갖는다. 좌측 커버(63L) 및 우측 커버(63R)은 전동액추에이터에 의하여 개폐 가능하게 구성된다. 도 32a 및 도 32b의 각각에 있어서의 화살표(AR2)는 좌측 커버(63L)의 개방방향을 나타내고, 화살표(AR3)은 우측 커버(63R)의 개방방향을 나타낸다. 도킹장치(S6)이 도킹불가상태인 경우, 좌측 커버(63L) 및 우측 커버(63R)은 도 32b에 나타내는 바와 같이 폐쇄상태가 되고, 도킹장치(S6)이 도킹가능상태인 경우, 좌측 커버(63L) 및 우측 커버(63R)은 도 32d에 나타내는 바와 같이 개방상태가 된다. 폐쇄상태의 경우, 좌측 커버(63L) 및 우측 커버(63R)은 연결부(62)를 외부로부터 보이지 않도록 덮을 수 있다.
컨트롤러(30)은, 비행체(200)에 탑재되어 있는 배터리로부터 무선급전장치(206) 및 무선수전장치(S7)을 통하여 공급되는 전력에 의하여 전동액추에이터를 구동하여 좌측 커버(63L) 및 우측 커버(63R)을 개폐시킨다.
좌측 커버(63L) 및 우측 커버(63R)이 개방되면, 용기수용부(60)은 용기(250)을 수용 가능해져, 도 32d에 나타내는 바와 같이, 연결부(251)과 연결부(62)를 연결시켜 용기(250)과 연료탱크(18)을 연통시킬 수 있다.
이 구성에 의하여, 도 32의 도킹장치(S6)을 이용하는 쇼벨(100)은, 도 30의 도킹장치(S6)을 이용하는 경우와 동일한 효과를 실현시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상술한 실시예에 제한되는 일은 없고, 본 발명의 범위를 벗어나는 일 없이 상술한 실시예에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.
예를 들면, 상술한 실시예에서는, 비행체(200)은, 연료 등의 보급의 필요여부를 자동적으로 판정하고 자동적으로 이륙하여, 주기장으로부터 쇼벨(100)의 상공까지 자동적으로 비행한다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 비행체(200)은, 리모트컨트롤러에 의하여 원격조작되어도 된다. 이 경우, 비행체(200)의 조종자는, 주기장으로부터 쇼벨(100)의 상공까지의 보급 전의 비행, 및 쇼벨(100)의 상공으로부터 주기장까지의 보급 후의 비행을 원격조작으로 행해도 된다.
또, 상술한 실시예에서는, 도킹장치(S6)은, 비행체(200)에 탑재되어 있는 배터리의 전력으로 동작한다. 구체적으로는, 비행체(200)에 탑재되어 있는 배터리로부터 무선급전장치(206) 및 무선수전장치(S7)을 통하여 공급되는 전력으로 동작한다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도킹장치(S6)은, 쇼벨(100)에 탑재된 배터리의 전력으로 동작해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)은, 예를 들면 쇼벨(100)의 엔진(11)이 정지 중이더라도 비행체(200)과의 통신을 할 수 있도록 전력절약모드로 계속적 혹은 단속적으로 동작하는 구성이어도 된다. 또, 이 경우, 무선급전장치(206) 및 무선수전장치(S7)은 생략되어도 된다. 혹은, 쇼벨(100)에 탑재된 무선급전장치와 비행체(200)에 탑재된 무선수전장치를 이용하여, 쇼벨(100)에 탑재된 배터리로 비행체(200)의 배터리가 충전되도록 해도 된다. 또, 쇼벨(100)과 비행체(200)의 사이의 전력의 수수는 유선으로 행해져도 된다.
또, 본원은, 2016년 1월 29일에 출원한 일본특허출원 2016-016664호에 근거하는 우선권, 2016년 1월 29일에 출원한 일본특허출원 2016-016665호에 근거하는 우선권, 2016년 2월 5일에 출원한 일본특허출원 2016-021322호에 근거하는 우선권, 2016년 3월 15일에 출원한 일본특허출원 2016-051566호에 근거하는 우선권, 및 2016년 3월 31일에 출원한 일본특허출원 2016-071609호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이들 일본특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1…하부주행체
1A…좌측주행용 유압모터
1B…우측주행용 유압모터
2…선회기구
2A…선회용 유압모터
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
11A…배기가스 처리장치
14…메인펌프
14a…레귤레이터
15…파일럿펌프
15a…파일럿압센서
16…고압유압라인
17…컨트롤밸브
18…연료탱크
19…요소수탱크
20…그리스탱크
25, 25a…파일럿라인
26…조작장치
30…컨트롤러
40…표시장치
60…용기수용부
61…대좌
61A~61D…가동대좌부재
62…연결부
62A…유입저지부
62B…중앙핀
62C…원환부
62D…원통부
63…커버
74…엔진제어장치
100, 100A, 100B…쇼벨
200…비행체
201…제어장치
202…송신장치
203…수신장치
204…자율항행장치
205…카메라
206…무선급전장치
250…용기
250t…모따기부
251…연결부
251A…유출저지부
251B…원환부
251C…원통부
251D…구멍
300…리모컨
301…제어장치
302…송신장치
303…수신장치
304…표시장치
305…조작입력장치
400…덤프트럭
S1…송신장치
S2…수신장치
S3…측위장치
S4…자세검출장치
S5…방향검출장치
S5A…잔량검출장치
S6, S6A~S6C…도킹장치
S7…무선수전장치

Claims (34)

  1. 하부주행체와, 상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 송신장치 및 수신장치와, 카메라탑재형 자율식 비행체가 촬상한 화상을 표시하는 표시장치와, 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 목표비행위치에 관한 정보를 생성하는 제어장치를 갖는 쇼벨로서,
    상기 송신장치는, 상기 카메라탑재형 자율식 비행체에 대하여 상기 목표비행위치에 관한 정보를 송신하며,
    상기 목표비행위치는, 상기 쇼벨 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 상기 소정점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치인, 쇼벨.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신장치는, 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 위치정보를 수신하며,
    상기 제어장치는, 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 위치정보에 근거하여 상기 목표비행위치에 관한 정보를 생성하는, 쇼벨.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표비행위치에 관한 정보는, 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보, 또는 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보와 상기 쇼벨의 자세에 관한 정보의 조합인, 쇼벨.
  4. 쇼벨에 추종하여 비행 가능한 자율식 비행체로서,
    상기 쇼벨을 촬상하는 카메라와, 상기 카메라가 촬상한 화상을 송신하는 송신장치와, 상기 화상에 근거하여 상기 쇼벨의 위치를 취득하여, 상기 쇼벨의 위치에 근거하여 목표비행위치를 결정하는 제어장치를 가지며,
    상기 목표비행위치는, 상기 쇼벨 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 상기 소정점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치인, 카메라탑재형 자율식 비행체.
  5. 쇼벨에 추종하여 비행 가능한 자율식 비행체로서,
    상기 쇼벨을 촬상하는 카메라와, 상기 카메라가 촬상한 화상을 송신하는 송신장치와, 상기 쇼벨이 생성한 정보를 수신하는 수신장치와, 상기 쇼벨이 생성한 정보에 근거하여 목표비행위치를 결정하는 제어장치를 갖고,
    상기 쇼벨이 생성한 정보는, 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보, 또는 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보와 상기 쇼벨의 자세에 관한 정보의 조합이며,
    상기 목표비행위치는, 상기 쇼벨 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 상기 소정점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치인, 카메라탑재형 자율식 비행체.
  6. 하부주행체와, 상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 송신장치, 수신장치, 및 측위장치를 갖는 쇼벨로서,
    적어도 상기 측위장치가 취득하는 상기 쇼벨의 위치에 근거하여 자율식 비행체의 비행금지공간을 설정하고,
    상기 수신장치가 수신하는 상기 자율식 비행체의 위치에 근거하여 상기 자율식 비행체가 상기 비행금지공간 내에 존재하는지 여부를 판정하며,
    상기 자율식 비행체가 상기 비행금지공간 내에 존재한다고 판정한 경우에 상기 비행금지공간의 밖으로 설정되는 목표비행위치에 관한 정보를 상기 자율식 비행체를 향하여 송신하는, 쇼벨.
  7. 하부주행체와, 상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 송신장치 및 측위장치를 갖는 쇼벨로서,
    상기 송신장치는, 적어도 상기 측위장치가 취득하는 상기 쇼벨의 위치에 근거하여 설정되는 자율식 비행체의 비행금지공간에 관한 정보를 발신하는, 쇼벨.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 비행금지공간은, 상기 쇼벨의 위치와 상기 쇼벨의 자세에 근거하여 설정되는, 쇼벨.
  9. 쇼벨이 생성한 정보를 수신하는 수신장치를 탑재한 자율식 비행체로서,
    상기 쇼벨이 생성한 정보에 근거하여 설정되는 상기 쇼벨에 관한 비행금지공간의 밖을 비행하도록 자율적으로 동작하는, 자율식 비행체.
  10. 쇼벨을 촬상하는 카메라를 탑재한 자율식 비행체로서,
    상기 카메라가 촬상한 화상에 근거하여 상기 자율식 비행체에 대한 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보를 취득하고, 상기 정보에 근거하여 정해지는 상기 쇼벨에 관한 비행금지공간의 밖을 비행하도록 자율적으로 동작하는, 자율식 비행체.
  11. 쇼벨을 촬상하는 카메라를 탑재한 자율식 비행체로서,
    상기 카메라가 촬상한 화상에 근거하여 상기 자율식 비행체에 대한 상기 쇼벨의 위치 및 자세에 관한 정보를 취득하고, 상기 정보에 근거하여 정해지는 상기 쇼벨에 관한 비행금지공간의 밖을 비행하도록 자율적으로 동작하는, 자율식 비행체.
  12. 하부주행체와, 상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 수신장치, 방향검출장치, 제어장치, 및 표시장치를 갖는 쇼벨로서,
    상기 수신장치는, 카메라탑재형 자율식 비행체가 촬상한 촬상화상을 수신하며,
    상기 방향검출장치는, 상기 쇼벨의 방향을 검출하고,
    상기 제어장치는, 상기 쇼벨의 방향에 근거하여 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 목표회전각도에 관한 정보를 생성하며,
    상기 표시장치는, 상기 카메라탑재형 자율식 비행체가 상기 목표회전각도만큼 회전했을 때에 촬상할 수 있는 화상과 동일한 방향으로 상기 촬상화상을 표시하는, 쇼벨.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신장치는, 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 방향에 관한 정보를 수신하며,
    상기 제어장치는, 상기 쇼벨의 방향과 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 방향에 근거하여 상기 목표회전각도에 관한 정보를 생성하는, 쇼벨.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 촬상화상을 상기 목표회전각도만큼 회전시켜 상기 표시장치에 표시시키는, 쇼벨.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 카메라탑재형 자율식 비행체가 상기 목표회전각도만큼 회전했을 때의 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 방향은 상기 쇼벨의 방향과 동일한, 쇼벨.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부선회체에 장착된 송신장치를 갖고,
    상기 송신장치는, 상기 목표회전각도에 관한 정보, 또는 상기 목표회전각도에 관한 정보와 상기 카메라탑재형 자율식 비행체의 목표비행위치에 관한 정보의 조합을 상기 카메라탑재형 자율식 비행체를 향하여 송신하며,
    상기 목표비행위치는, 상기 쇼벨 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 상기 소정점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치인, 쇼벨.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부선회체에 장착된 송신장치를 갖고,
    상기 송신장치는, 상기 목표회전각도에 관한 정보로서 상기 쇼벨의 방향에 관한 정보를 상기 카메라탑재형 자율식 비행체를 향하여 송신하는, 쇼벨.
  18. 쇼벨을 촬상하는 카메라와, 상기 카메라가 촬상한 촬상화상을 송신하는 송신장치와, 상기 촬상화상에 근거하여 상기 쇼벨의 방향을 취득하고, 상기 쇼벨의 방향에 근거하여 목표회전각도를 결정하는 제어장치를 갖는 자율식 비행체로서,
    상기 자율식 비행체가 상기 목표회전각도만큼 회전했을 때의 상기 자율식 비행체의 방향과 상기 쇼벨의 방향의 사이의 각도는, 미리 설정된 각도인, 자율식 비행체.
  19. 쇼벨을 촬상하는 카메라와, 상기 카메라가 촬상한 촬상화상을 송신하는 송신장치와, 상기 쇼벨이 생성한 정보를 수신하는 수신장치와, 상기 쇼벨이 생성한 정보에 근거하여 목표회전각도를 결정하는 제어장치를 갖는 자율식 비행체로서,
    상기 자율식 비행체가 상기 목표회전각도만큼 회전했을 때의 상기 자율식 비행체의 방향과 상기 쇼벨의 방향의 사이의 각도는, 미리 설정된 각도인, 자율식 비행체.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 송신장치는, 상기 목표회전각도만큼 상기 촬상화상을 회전시켜 얻어지는 화상을 송신하는, 자율식 비행체.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 목표회전각도만큼 회전하는, 자율식 비행체.
  22. 하부주행체와, 상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 송신장치, 수신장치 및 표시장치와, 자율식 비행체의 목표비행위치에 관한 정보를 생성하는 제어장치를 갖는 쇼벨로서,
    상기 송신장치는, 상기 자율식 비행체에 대하여 상기 목표비행위치에 관한 정보를 송신하며,
    상기 목표비행위치는, 상기 쇼벨 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 상기 소정점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치인, 쇼벨.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 수신장치는, 상기 자율식 비행체의 위치정보를 수신하며,
    상기 제어장치는, 상기 자율식 비행체의 위치정보에 근거하여 상기 목표비행위치에 관한 정보를 생성하는, 쇼벨.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 목표비행위치에 관한 정보는, 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보, 또는 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보와 상기 쇼벨의 자세에 관한 정보의 조합인, 쇼벨.
  25. 쇼벨에 추종하여 비행 가능한 자율식 비행체로서,
    상기 쇼벨이 생성한 정보를 수신하는 수신장치와, 상기 쇼벨이 생성한 정보에 근거하여 목표비행위치를 결정하는 제어장치를 갖고,
    상기 쇼벨이 생성한 정보는, 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보, 또는 상기 쇼벨의 위치에 관한 정보와 상기 쇼벨의 자세에 관한 정보의 조합이며,
    상기 목표비행위치는, 상기 쇼벨 상의 소정점으로부터 소정의 높이만큼 높고, 또한 상기 소정점으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치인, 자율식 비행체.
  26. 하부주행체와, 상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 수신장치 및 제어장치를 갖는 쇼벨로서,
    상기 수신장치는, 카메라탑재형 자율식 비행체가 촬상한 촬상화상을 수신하며,
    상기 촬상화상은, 상기 쇼벨에 장착된 표지의 화상인 마커화상을 포함하고,
    상기 제어장치는, 상기 촬상화상에 포함되는 상기 마커화상에 근거하여 상기 쇼벨의 움직임을 가이드하는, 쇼벨.
  27. 쇼벨을 촬상하는 카메라와, 상기 카메라가 촬상한 촬상화상을 송신하는 송신장치와, 상기 촬상화상에 근거하여 상기 쇼벨의 위치 및 방향을 취득하는 제어장치를 갖는 자율식 비행체로서,
    상기 촬상화상은, 상기 쇼벨에 장착된 표지의 화상인 마커화상을 포함하는, 자율식 비행체.
  28. 쇼벨이 소비하는 유체를 수용한 용기를 운반하는 자율식 비행체로부터 상기 유체의 보급을 받는 쇼벨로서,
    하부주행체와,
    상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 탑재되는, 상기 유체를 저장하는 탱크와,
    상기 자율식 비행체가 상기 쇼벨 상에 착륙했을 때에 상기 탱크와 상기 용기를 도킹시키는 도킹장치를 갖는, 쇼벨.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 도킹장치는, 상기 탱크와 상기 용기의 도킹을 구조적으로 가능하게 하는 도킹가능상태와 구조적으로 불가능하게 하는 도킹불가상태를 전환 가능하고,
    상기 자율식 비행체를 인증한 경우에 상기 도킹장치의 상태를 도킹가능상태로 전환하는, 쇼벨.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 도킹장치는, 상기 탱크와 상기 용기의 연결부를 덮는 자동개폐식 커버를 갖고,
    상기 자율식 비행체를 인증한 경우에 상기 자동개폐식 커버를 개방하는, 쇼벨.
  31. 제 28 항에 있어서,
    상기 탱크와 상기 용기의 도킹 후에, 상기 유체의 보급을 개시시키는 지령을 상기 자율식 비행체를 향하여 송신하는, 쇼벨.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 쇼벨의 자세를 검출하는 자세검출장치를 갖고,
    상기 자세검출장치의 출력에 근거하여 상기 쇼벨이 평면에 위치하고 있다고 판정한 경우에, 상기 탱크와 상기 용기의 도킹을 허가하는 지령을 상기 자율식 비행체를 향하여 송신하는, 쇼벨.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 상부선회체에 장착된 송신장치를 갖고,
    상기 쇼벨이 작동상태에 있다고 판정한 경우에, 상기 탱크와 상기 용기의 도킹을 금지하는 지령을 상기 송신장치로부터 상기 자율식 비행체를 향하여 송신시키는, 쇼벨.
  34. 쇼벨이 소비하는 유체를 수용한 용기를 운반하는 자율식 비행체로부터 상기 유체의 보급을 받는 쇼벨로서,
    하부주행체와,
    상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 탑재되는, 상기 유체를 저장하는 탱크와,
    상기 자율식 비행체를 인증하는 제어장치를 갖는, 쇼벨.
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