KR20230134586A - 작업 기계의 제어 시스템 및 작업 기계 - Google Patents

Abstract

작업 기계의 제어에 있어서, 다른 작업 기계와의 접촉을 피하면서, 퇴피에 의한 작업 효율의 저하를 최소한으로 억제한다. 최종 목표 위치를 포함하는 작업 지시(230)와 작업 기계(100)의 현재 위치를 취득하고, 목표 위치를 설정하는 행동 관리부(211)와, 현재 위치와 목표 위치 사이의 목표 경로(240)를 생성하는 경로 계획부(212)와, 목표 경로(240)를 따라, 작업 기계(100)를 주행시키는 동작 생성부(213)를 구비하고, 행동 관리부(211)는, 작업 기계(100)와는 다른 작업 기계의 작업 범위에 기초한 퇴피 가능 위치를 포함하는 퇴피 지시(250)를 수신한 경우, 다른 작업 기계의 작업 범위 및 작업 기계(100)의 현재 위치 및 최종 목표 위치 중 적어도 하나에 기초하여, 퇴피 가능 위치 중에서 퇴피 위치를 결정하여, 목표 위치로 설정한다.

Description

작업 기계의 제어 시스템 및 작업 기계

본 발명은 작업 기계의 제어 시스템 및 작업 기계에 관한 것이다.

자동으로 굴삭 대상물을 굴삭하여, 소정의 적입 위치에 싣는 작업 기계 및 작업 기계의 제어 시스템이 제안되어 있다. 작업 현장에는 자재 반입을 위한 덤프 트럭이나 다른 작업 기계가 진입하는 경우가 있기 때문에, 자동 운전하는 작업 기계는 이들과의 접촉을 피하면서, 작업을 계속하는 것이 요구된다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 자동 운전에서 수동 운전으로의 전환을 행할 수 없었던 경우에, 차량에 설정된 경로 정보로부터 미리 설정된 퇴피 장소로 차량을 퇴피시켜, 운전자가 수동 운전 가능하게 되기를 기다려 운전을 이어받는 운전 지원 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 도로 구조 맵에 기초하여 자동 주행을 행하는 자동 주행 제어 장치이며, 자동 주행을 제어할 수 없는 경우에는, 와이어 로프식 방호책의 설치 구간의 갓길에 차량을 퇴피시키는 자동 주행 제어 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2018-181120호 공보 일본 특허 공개 제2018-193038호 공보

특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시된 기술은, 대상이 공도를 주행하는 차량이며, 안전하게 퇴피시키는 것만 고려되고 있다. 그러나, 작업 영역 내에서 작업을 행하면서 주행하는 작업 기계는, 퇴피에 있어서, 작업 영역 내에서 작업하는 덤프 트럭이나 다른 작업 기계의 주행 경로 및 작업 효율도 고려할 필요가 있다. 이들 인용 문헌에서는, 작업 영역 내에서 작업하는 덤프 트럭이나 다른 작업 기계의 주행 경로나 퇴피에 의한 작업 효율의 저하에 대해서는, 전혀 고려되고 있지 않다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 덤프 트럭이나 다른 작업 기계와의 접촉을 피하면서, 퇴피에 의한 작업 효율의 저하를 최소한으로 억제하는 작업 기계의 제어 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 대표적인 본 발명은 작업 기계를 동작시키는 제어 장치를 구비한, 작업 기계의 제어 시스템이며, 상기 제어 장치는, 상기 작업 기계가 실행하는 작업의 정보를 포함하는 작업 지시와 상기 작업 기계의 현재 위치를 취득하고, 상기 작업 지시와 상기 현재 위치에 기초하여 목표 위치를 설정하는 행동 관리부와, 상기 현재 위치와 상기 목표 위치 사이의 목표 경로를 생성하는 경로 계획부와, 상기 목표 경로에 따라, 상기 작업 기계를 주행시키는 동작 생성부를 구비하고, 상기 행동 관리부는, 상기 작업 기계와는 다른 작업 기계의 작업 범위에 기초한 퇴피 가능 위치를 포함하는 퇴피 지시를 수신하고, 상기 퇴피 지시를 수신한 경우, 다른 작업 기계의 상기 작업 범위 및 상기 작업 기계의 상기 현재 위치에 기초하여, 상기 퇴피 가능 위치 중에서 퇴피 위치를 결정하고, 상기 퇴피 위치를 상기 목표 위치로 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 작업 기계의 제어에 있어서, 다른 작업 기계와의 접촉을 피하면서, 퇴피에 의한 작업 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 전술한 것 이외의 과제, 구성, 및 효과는, 이하의 실시 형태의 설명에 의해 명확해진다.

도 1은 제1 실시 형태의 개요를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 휠 로더의 외관의 모식도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 휠 로더의 제어 시스템의 구성도이다.
도 4는 제1 실시 형태의 제어 시스템의 하드웨어 구성도이다.
도 5는 제1 실시 형태의 자동 운전 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 제1 실시 형태의 맵 데이터를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7의 (a)는 제1 실시 형태의 작업 지시의 일 예를, (b) 내지 (d)는 제1 실시 형태의 목표 경로의 일 예를, (e)는 제1 실시 형태의 퇴피 지시의 일 예를, 각각 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 제1 실시 형태의 행동 관리 처리의 흐름도이다.
도 9는 제2 실시 형태의 자동 운전 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 10은 제3 실시 형태의 목표 위치 설정 처리의 흐름도이다.
도 11의 (a)는 제3 실시 형태의 퇴피 지시의 일 예를, (b) 및 (c)는 제3 실시 형태의 목표 경로 후보의 일 예를, 각각 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 본 발명에 관한 작업 기계 지원 시스템의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

<<제1 실시 형태>>

먼저, 제1 실시 형태의 개요를, 도 1을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 작업 영역(300) 내를 자동 주행하는 예를 들어, 휠 로더 등의 작업 기계(100)가, 작업 지시에 따라, 굴삭 대상(310)을 굴삭하고, 굴삭한 대상물을 적입 대상(320)까지 운반하는 것을 반복한다. 거기에, 작업 기계(100)와는 다른 동작을 하는 운반 차량(330)이 침입한다. 운반 차량(330)은, 예를 들어 적입 대상(320)에 실린 대상물을, 작업 영역(300) 밖으로 운반하거나, 굴삭 대상(310)을 보충하거나 하는, 덤프 트럭 등이다. 또한, 작업 영역 전체의 제어를 행하는 관리 장치(관리 센터에 구비된 컴퓨터) 등을 구비하고 있어도 된다.

본 실시 형태에서는, 운반 차량(330)이 작업 영역(300)에 침입하면, 퇴피 지시가 작업 기계(100)의 제어 시스템(180)(도 3 참조)에 송신된다. 작업 기계(100)의 제어 시스템(180)은, 퇴피 지시를 수신하면, 작업 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있는 퇴피 위치로 퇴피하도록 제어한다.

이하, 이를 실현하는 작업 기계(100) 및 그 제어 시스템(180)에 대하여 설명한다. 여기서는, 작업 기계(100)로서 휠 로더를 예로 들어 설명한다.

도 2는 본 실시 형태의 휠 로더(100)의 외관을 모식적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 실시 형태의 휠 로더(100)의 제어 시스템(180)을 나타내는 도면이다.

휠 로더(100)는, 차체(110)와 차체(110)의 전방에 설치된 다관절형의 작업기(120)를 구비한다.

작업기(120)는, 적어도 하나의 액추에이터에 의해 구동되는 작업 장치이다. 도 2에 나타내는 작업기(120)는, 버킷(121)과, 리프트 암(122)과, 벨 크랭크(123)와, 버킷 링크(124)와, 리프트 실린더(125)와, 버킷 실린더(126)와, 스티어 실린더(112)를 구비한다.

버킷(121)은, 차체 전방에 마련된 작업구이다. 리프트 실린더(125)와 버킷 실린더(126)는 버킷(121)과, 리프트 암(122)를 각각 구동하는 유압 액추에이터(유압 실린더)이며, 작업기(120)와 차체(110) 사이에 설치된다. 리프트 암(122)과 리프트 실린더(125)는 차체(110)의 좌우에 각각 1개씩 장비된다.

리프트 암(122)은, 차체(110)에 회동 가능하게 지지되고, 리프트 실린더(125)의 신축 구동에 수반하여 상하 방향으로 회동(부앙동)한다. 또한, 버킷(121)은, 버킷 실린더(126)의 신축 구동에 수반하여 회동(덤프 동작 또는 틸트 동작)한다.

리프트 실린더(125)는, 일단이 리프트 암(122)에 접속되고, 타단이 차체(110)에 접속된다. 버킷 실린더(126)는, 일단이 벨 크랭크(123)에 접속되고, 타단이 차체(110)에 접속된다. 또한, 도 2에 나타내는 휠 로더(100)의 버킷(121)을 작동시키는 링크 기구는, 벨 크랭크(123)을 사용한 Z링크식(벨 크랭크식)의 것이다.

차체(110)에는, 4개의 차륜(전방 우측 타이어(131FR), 전방 좌측 타이어(131FL), 후방 우측 타이어(131RR)(도 2 참조), 후방 좌측 타이어(131RL))이 마련된다. 이하, 특별히 구별할 필요가 없는 경우에는, 타이어(131)라고 총칭한다. 각 타이어(131)는, 엔진(111)(도 3 참조)을 동력원으로 하는 동력 전달 장치에 의해 구동된다. 각 타이어(131)를 통해 구동력이 지면에 전달됨으로써, 휠 로더(100)는 전진 또는 후퇴한다.

또한, 휠 로더(100)는, 아티큘레이트형의 조타 기구를 구비하고, 차체 연직 방향을 축으로 하여 차체 전방과 차체 후방에 각도차를 발생시킴으로써 선회한다.

휠 로더(100)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 엔진(111)과, 스티어 실린더(112)와, 구동력 전달 장치(113)와, 유압 펌프(114)와, 컨트롤 밸브(115)와, 센터 조인트(132C)와, 브레이크(133F 및 133R)와, 프론트 차동 장치(134F)와, 리어 차동 장치(134R)와, 측위 장치(141)와, 압력 센서(142)와, 제어 시스템(180)과, 유저 인터페이스(190)를 구비한다.

또한, 제어 시스템(180)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 자동 운전 제어 장치(200)와, 유압 제어 장치(160)와, 엔진 제어 장치(150)와, 주행 제어 장치(170)를 구비한다.

엔진(111)은, 휠 로더(100)의 동력원이다. 엔진(111)은, 유압 펌프(114) 및 구동력 전달 장치(113)를 구동한다.

구동력 전달 장치(113)는, 센터 조인트(132C)와 프론트 차동 장치(134F)를 통해 전방 우측 타이어(131FR)와 전방 좌측 타이어(131FL)에, 또한 센터 조인트(132C)와 리어 차동 장치(134R)를 통해, 후방 우측 타이어(131RR)와 후방 좌측 타이어(131RL)에, 각각 엔진(111)의 구동력을 전달하여, 휠 로더(100)를 가속 주행시킨다.

또한, 유압 펌프(114)는, 엔진(111)으로 구동됨으로써 작동유를 컨트롤 밸브(115)에 공급한다. 작동유는, 컨트롤 밸브(115)로 분배되어 스티어 실린더(112), 리프트 실린더(125), 버킷 실린더(126), 및 브레이크(133F, 133R)를 구동한다. 스티어 실린더(112), 리프트 실린더(125), 버킷 실린더(126)가 작동유의 공급으로 신축함으로써, 각각 차체 전방과 차체 후방의 각도, 차체 전방에 대한 리프트 암(122)의 각도 및 버킷(121)의 각도가 변화한다. 또한, 브레이크(133F, 133R)가 작동유로 닫힘으로써 타이어(131FR, 131FL, 131RR, 131RL)의 회전이 억제되어 휠 로더(100)가 감속 정지한다.

측위 장치(141)는, 휠 로더(100)의 현재의 위치 정보를 취득한다. 측위 장치(141)는, GNSS(Global Navigation Satellite System)이다. 그러나, 측위 장치(141)는, 이에 한정되지는 않는다. 측위 장치(141)는, 카메라나 LiDAR(Light Detection and Ranging)을 사용하여 공지의 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)으로 측위를 행해도 된다.

유저 인터페이스(입력 장치)(190)는, PC나 태블릿 단말기나 스마트폰 등이며, 후술하는 작업 지시를 입력할 수 있는 것이면 다른 디바이스여도 된다.

자동 운전 제어 장치(제어 장치)(200)는, 유저 인터페이스(190)로부터의 각종 지시(작업 지시, 퇴피 지시, 작업 재개 지시 등)와, 측위 장치(141)로부터의 현재 위치 정보와, 압력 센서(142)로부터의 하중 정보에 따라, 엔진 제어 신호, 유압 제어 신호, 및 주행 제어 신호를 생성하여, 각각, 엔진 제어 장치(150), 유압 제어 장치(160), 및 주행 제어 장치(170)에 송신한다.

그러한 신호들에 따라, 엔진 제어 장치(150)는 엔진(111)의 회전수를 제어하고, 유압 제어 장치(160)는 컨트롤 밸브(115)의 개폐 정도를 제어하고, 주행 제어 장치(170)는, 구동력 전달 장치(113)의 변속비와 회전 방향을 제어한다.

제어 시스템(180)은, 휠 로더(100)의 동작에 관한 각종 정보 처리를 실행하기 위한 컴퓨터이며, 예를 들어 마이크로컴퓨터 등으로 실현된다.

도 4는 제어 시스템(180)의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다. 제어 시스템(180)은, CPU(Central Processing Unit)(181)와, 메모리(182)와, 기억 장치(183)와, 입출력 인터페이스(I/F)(184)를 구비한다. 또한, 추가로, 통신 인터페이스(I/F)(185)를 구비해도 된다. 또한, CPU(181), 메모리(182), 기억 장치(183)는, 제어 시스템(180) 내의 각 부마다 구비해도 된다. 복수의 구성이 겸용해도 된다.

CPU(181)는, 기억 장치(183)에 기억되는 프로그램을 메모리(182)에 전개하여, 실행한다. 메모리(182)는, 예를 들어 RAM(Random Access Memory)이며, 워크 영역으로서 기능한다. 기억 장치(183)는 ROM(Read Only Memory)이나 플래시 메모리 등이며, 프로그램이나 CPU(181)의 처리에 사용되는 데이터, 처리 중에 생성되는 데이터, 처리에 의해 생성되는 데이터 등이 저장된다.

본 실시 형태에서는, 제어 시스템(180)의 각 기능은, 예를 들어 CPU(181)가, 기억 장치(183)에 기억되는 프로그램을 메모리(182)에 로드하여 실행함으로써 실현된다.

입출력 I/F(184)는, 데이터의 입출력 인터페이스이다. 본 실시 형태에서는, 유저 인터페이스(190)와의 사이에서의 데이터 입출력을 행한다. 본 실시 형태에서는, 휠 로더(100)의 오퍼레이터가 유저 인터페이스(190)를 통해 작업 지시, 퇴피 지시 및 작업 재개 지시를 입력한다.

또한, 기억 장치(183)는, 반도체 메모리인 ROM이나 플래시 메모리를 구비하지만, 이들 대신에 하드 디스크 드라이브 등의 자기 기억 장치를 구비해도 된다.

다음으로, 이 자동 운전 제어 장치(200)에 대하여 설명한다. 도 5는 본 실시 형태의 자동 운전 제어 장치(200)의 기능 블록도이다. 자동 운전 제어 장치(200)는, 행동 관리부(211), 경로 계획부(212), 동작 생성부(213)를 구비한다.

또한, 유저 인터페이스(190)를 통하지 않고, 외부로부터 지시를 수신하는 경우에는, 수신부를 더 구비한다.

행동 관리부(211)는, 작업 지시, 퇴피 지시 및 작업 재개 지시와 현재 위치를 취득하고, 휠 로더(100)의 동작 모드를 결정하여 동작 생성부(213)에 송신함과 함께, 목표 위치를 설정하여, 경로 계획부(212)에 송신한다. 그리고, 목표 위치의 송신에 따라 경로 계획부(212)로부터 목표 경로를 수신한다. 또한, 행동 관리부(211)는, 결정한 동작 모드를 또한 유저 인터페이스(190)에 통지 정보의 하나로서 송신한다.

행동 관리부(211)는 작업 지시, 퇴피 지시 및 작업 재개 지시를 유저 인터페이스(190)로부터 수신한다. 또한, 현재 위치를 측위 장치(141)로부터 수신한다.

동작 모드는, 주행 모드와, 굴삭 모드와, 적입 모드와, 방토 모드를 포함하는 작업 모드와, 퇴피 모드를 구비한다. 행동 관리부(211)는, 작업 지시에 따라, 동작 모드를 주행 모드와, 굴삭 모드와, 적입 모드와, 방토 모드 중 어느 것으로 결정한다. 또한, 퇴피 지시를 수신하면, 동작 모드를 퇴피 모드로 결정한다. 또한, 다른 차량 중, 미리 정한 퇴피해야 할 종별의 다른 차량이 작업 영역(300)에 진입한 것을 나타내는 신호를 수신하면, 동작 모드를 퇴피 모드로 해도 된다.

경로 계획부(212)는, 맵 데이터(220)(도 6의 (a) 내지 도 6의 (c) 참조)를 사용하여 휠 로더(100)의 현재 위치로부터 목표 위치까지의 목표 경로를 연산하여, 행동 관리부(211)와 동작 생성부(213)에 송신한다. 경로 계획부(212)는, 목표 위치를 행동 관리부(211)로부터 수신한다. 또한, 현재 위치를 측위 장치(141)로부터 수신한다.

동작 생성부(213)는, 목표 경로를 따라 작업 기계를 주행시킴과 함께, 굴삭, 적입, 방토를 행하도록 버킷(121)을 동작시킨다.

동작 생성부(213)는, 목표 경로를 따라 휠 로더(100)를 주행시키도록 주행 동작 신호를 생성한다. 동작 생성부(213)는, 주행 동작 신호를 주행 제어 신호로서 주행 제어 장치(170)에, 유압 제어 신호로서 유압 제어 장치(160)에, 각각 송신한다. 또한, 동작 생성부(213)는, 동작 모드에 따라 굴삭, 적입, 방토를 행하도록 버킷(121)의 작업 동작 신호를 생성한다.

또한, 동작 생성부(213)는, 주행 동작과 작업 동작으로부터 필요한 엔진 회전수를 연산하여, 엔진 제어 신호로서 엔진 제어 장치(150)에 송신한다. 예를 들어, 종래의 수동 조작과 마찬가지로, 주행 제어 신호는 액셀러레이터와 브레이크의 페달 조작량, 스티어링 조작 장치의 조작량 및 전후진 스위치의 전환 신호로 해도 된다. 또한, 유압 제어 신호는 리프트 암(122)과 버킷(121)의 레버 조작량으로 해도 된다.

다음으로, 맵 데이터(220)에 대하여 설명한다. 도 6의 (a)는 본 실시 형태의 맵 데이터(220)를 설명하기 위한 도면이며, 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)는 본 실시 형태의 맵 데이터(220)의 일 예이다. 또한, 맵 데이터(220)는, 미리 생성되어, 기억 장치(183) 등에 저장된다.

맵 데이터(220)는, 작업 영역(300) 내의 복수의 점(노드: Node)과, 이들을 접속하는 선분(아크: Arc)을 구비한다. 맵 데이터(220)는, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 각 점(221)의 좌표(222) 및 속성(223)과, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 각 선분(224)의 끝점(225, 226)의 정보를 구비한다. 또한, 도면 중의 Q1과 Q2는 굴삭 대상, R1과 R2은 적입 대상, O1은 장애물이다.

다음으로, 작업 지시(230), 목표 경로(240) 및 퇴피 지시(250)를 설명한다.

도 7의 (a)에, 작업 지시(230)의 일 예를 나타낸다. 작업 지시(230)는, 예를 들어 작업 지시(230)마다 부여되는 식별자(ID)(231)와, 대상물의 종별(232)과, 목표 적입량(233)과, 적입 위치(234)와, 굴삭 위치(235)와, 방토 위치(236)를 구비한다. 작업 지시(230)는, 예를 들어 관리 장치 등에서 작성되어, 휠 로더(100)에 제공된다. 행동 관리부(211)는, 이 작업 지시(230)를 순차 실시한다.

예를 들어, 식별자 Ins01의 작업 지시(230)는, 대상물 M1을 굴삭 위치 Q1에서 굴삭하여, 적입 위치 R1에 싣는 것을 반복하고, 적입량이 W1에 도달하면, 완료되는 지시이다.

행동 관리부(211)는, 이 식별자 Ins01의 작업 지시(230)를 수신하면, 먼저, 동작 모드를 주행 모드로 하고, 굴삭 위치 Q1(p8)을 목표 위치로 설정하여, 경로 계획부(212)에 송신한다. 경로 계획부(212)는, 현재 위치로부터 목표 위치 p8까지의 목표 경로(240)를 생성하여, 행동 관리부(211) 및 동작 생성부(213)에 송신한다.

여기서, 현재 위치가 p3인 경우에 생성되는 목표 경로(240)의 일 예를 도 7의 (b)에 나타낸다. 목표 경로(240)는, 현재 위치로부터 목표 위치까지의, 이들 위치를 포함하는 통과점(241)과, 각 점 사이의 주행 방향을 나타내는 FNR(242)을 구비한다. FNR(242)은, 전진이 F, 후진이 R로 표시된다.

행동 관리부(211)는, 소정의 시간 간격으로 현재 위치를 취득하고, 현재 위치를 취득할 때마다, 목표 위치(p8)와 현재 위치가 일치하는지 여부를 판별한다. 그리고, 일치한 경우, 목표 위치(p8)에 도착했다고 판별하고, 동작 모드를 굴삭 모드로 한다. 동작 모드가 굴삭 모드인 동안은, 소정의 시간 간격으로 압력 센서(142)로부터, 버킷(121)의 하중을 취득하고, 변화량이 굴삭량에 일치하는지 여부를 판별한다. 그리고, 일치한 경우, 굴삭이 완료되었다고 판별하고, 동작 모드를 주행 모드로 한다. 그 후, 적입 위치 R1(p6)을 목표 위치로 설정하여, 경로 계획부(212)에 송신한다. 경로 계획부(212)는, 현재 위치(p8)로부터 목표 위치(p6)까지의 목표 경로(240)를 생성한다.

행동 관리부(211)는, 소정의 시간 간격으로 현재 위치를 취득하고, 현재 위치를 취득할 때마다, 목표 위치(p6)와 현재 위치가 일치하는지 여부를 판별한다. 그리고, 일치한 경우, 목표 위치(p6)에 도착했다고 판별하고, 동작 모드를 적입 모드로 한다. 동작 모드가 적입 모드인 동안은, 소정의 시간 간격으로 압력 센서(142)로부터, 버킷(121)의 하중을 취득하고, 변화량이 적입량에 일치하는지 여부를 판별한다. 그리고, 일치한 경우, 적입이 완료되었다고 판별하고, 식별자 Ins01의 작업 지시(230)의 작업 완료로 판별한다.

행동 관리부(211)는, 식별자 Ins01의 작업을 완료하면, 다음 식별자 Ins02의 작업 지시(230)로 이행한다. 식별자 Ins02의 작업 지시(230)는, 대상물 M2를 굴삭 위치 Q2에서 굴삭하여, 적입 위치 R2에 싣고, 적입량이 W2에 도달하면 완료되는 지시이다.

또한, 본 예에 있어서는, 굴삭 위치와 방토 위치가 동일 위치로서 지시된다. 이것은, 목표량에 대하여 잉여분은 원래의 굴삭 위치에 방토하는 것을 의미한다. 예를 들어, 식별자 Ins01의 작업 지시(230)에 있어서, 적입 위치 R1에 있어서 목표 적입량 W1에 도달했을 때, 버킷(121)에 대상물이 남은 경우, 이 남은 대상물을 원래의 굴삭 위치 Q1에 방토한다. 이 경우, 행동 관리부(211)는, 적입 후, 목표 위치를 Q1(p8)로 설정하여, 각 부에 지시를 행하고, 상기 마찬가지의 방법으로 작업 기계를 주행시켜, 목표 위치(p8)에 도착했다고 판별한 경우, 동작 모드를 방토 모드로 하여, 방토시킨다.

또한, 행동 관리부(211)는, 적입 위치 R1에 있어서 적입을 행했을 때, 기적입량과 목표 적입량 W1의 차 ΔW1을 산출하고, 차 ΔW1을 사용하여, 다음 번의 굴삭 위치 Q1에서의 굴삭량을 조정하도록 구성해도 된다. 이 경우, 행동 관리부(211)는, 굴삭 시, 굴삭량이 차 ΔW1을 초과하지 않도록 제어한다.

도 7의 (e)에, 퇴피 지시(250)의 일 예를 나타낸다. 퇴피 지시(250)는, 예를 들어 퇴피 지시(250)마다 부여되는 식별자(ID)(251)와, 퇴피 가능 위치(252)를 구비한다. 퇴피 가능 위치(252)는, 작업 영역(300) 내의 휠 로더(100)가 퇴피 가능한 위치의 정보이며, 맵 데이터(220)의 점이 등록된다.

예를 들어, 도 6의 (a)에 나타내는 맵 데이터(220)에 있어서, 작업 영역(300)으로의 입구를 p9로 하여, 덤프 트럭이 굴삭 대상물을 p8 및 p1에 반입하는 경우, p9로부터 p8 및 p1을 접속하는 p9, p7, p8, p3, p4, p1이 덤프 트럭의 작업 범위가 된다. 이 경우, 휠 로더(100)의 퇴피 가능 위치(252)는, 도 7의 (e)에 나타내는 바와 같이, p0, p2, p5, p6이다.

퇴피 지시(250)는, 예를 들어 덤프 트럭 등의 운반 차량(330)이 작업 영역(300)에 침입해 왔을 때, 미리 정해진 운반 차량(330)의 주행 경로 정보에 기초하여 관리 장치 등에서 작성된다. 또한, 운반 차량(330)의 주행 경로 정보에 한정되지는 않고, 작업 영역(300)에 침입하는 다른 작업 기계의 작업 범위 정보에 기초하여, 퇴피 지시(250)가 작성되어도 된다. 본 실시 형태에서는, 생성된 퇴피 지시(250)가 유저에 통지되고, 유저가 유저 인터페이스(190)를 통해 퇴피 지시(250)를 자동 운전 제어 장치(200)에 입력한다.

또한, 작업 영역(300)에 침입해 온 운반 차량(330)이, 작업 영역(300)으로부터 퇴출한 경우에는, 작업 재개 지시가 내려진다. 유저는, 작업 재개 지시가 내려지면, 유저 인터페이스(190)를 통해 작업 재개 지시를 자동 운전 제어 장치(200)에 입력한다.

행동 관리부(211)는, 퇴피 지시(250)를 수신하면, 퇴피 처리를 실행한다. 구체적으로는, 행동 관리부(211)는, 퇴피 가능 위치(252) 중, 현재 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치를, 퇴피 위치로 결정한다. 그리고, 결정한 퇴피 위치를 목표 위치로서 경로 계획부(212)에 송신한다.

다음으로, 본 실시 형태의 행동 관리부(211)에 의한 행동 관리 처리를 설명한다. 도 8은 본 실시 형태의 행동 관리 처리의 처리 플로이다. 본 처리는, 소정의 시간 간격으로 반복된다.

먼저, 행동 관리부(211)는, 측위 장치(141)로부터 현재 위치를 취득한다(스텝 S1101). 또한, 측위 장치(141)의 출력 사이클과 행동 관리 처리의 처리 사이클이 상이한 경우, 측위 장치(141)가 출력한 현재 위치 정보 중에서 최신의 현재 위치 정보를 취득한다.

행동 관리부(211)는, 현재의 동작 모드가 퇴피 모드인지 여부를 판별한다(스텝 S1102).

퇴피 모드가 아닌 경우(S1102; "아니오")에는, 행동 관리부(211)는, 유저 인터페이스(190)로부터 퇴피 지시(250)를 수신했는지를 판별한다(스텝 S1103).

퇴피 지시(250)를 수신하지 않은 경우(S1103; "아니오"), 행동 관리부(211)는, 자동 작업을 실행하기 위한 연산 처리를 행하고(스텝 S1104), 처리를 종료한다. 구체적으로는, 작업 지시(230)에 따라, 작업을 실행한다.

한편, 스텝 S1101에서 퇴피 지시(250)를 수신한 경우(S1101; "예"), 행동 관리부(211)는, 신규로 퇴피 지시(250)를 취득한 경우의 처리를 행한다.

행동 관리부(211)는, 먼저, 현재의 동작 모드와 목표 위치를 기억 장치(183)에 기록한다(스텝 S1201). 기억 장치(183)에 기억된 목표 위치를 최종 목표 위치라고 칭한다.

행동 관리부(211)는, 동작 모드로서 퇴피 모드를 설정하여(스텝 S1202), 동작 생성부(213)에 송신한다.

그리고, 행동 관리부(211)는, 새롭게 목표 위치를 설정한다(스텝 S1203). 퇴피 지시(250)로서 부여되는 퇴피 가능 위치(252)와 측위 장치(141)로부터 취득하는 현재 위치 정보에 기초하여, 퇴피 가능 위치(252) 중에서 가장 근거리의 퇴피 위치를 선택하여, 목표 위치로 한다.

그 후, 행동 관리부(211)는, 목표 위치를 경로 계획부(212)에 송신하고, 되돌아가, 목표 경로(240)를 취득한다(스텝 S1204). 여기서, 예를 들어 도 6의 (a)의 맵 데이터(220)에 있어서, 현재 위치가 p3이며, 도 7의 (e)에 나타내는 퇴피 지시(250)를 수신한 경우에 생성되는 목표 경로(240)의 예를 도 7의 (c)에 나타낸다. 여기서는, p3에 가장 가까운 퇴피 가능 위치(252)인 p0이 퇴피 위치로서 선택된다. 따라서, p3으로부터 후진으로 p0을 향하는 목표 경로(240)가 생성된다.

그리고, 동작 생성부(213)에 대하여 주행 지시를 출력한다(스텝 S1205). 또한, 이때, 동작 모드는 퇴피 모드이다.

그 후, 현재 위치와 목표 위치를 비교하여, 일치하는지 여부를 판별한다(스텝 S1206). 일치하지 않는 경우(S1205; "아니오")에는, 그대로 처리를 종료한다. 이때도, 동작 모드는 퇴피 모드이다.

한편, 일치하는 경우(S1206; "예"), 퇴피 완료한 것을 유저에 통지한다(스텝 S1207). 여기서는, 퇴피 완료 통지를 생성하여, 유저 인터페이스(190)에 송신한다. 그리고, 그대로 그 위치에서 대기하도록 동작 생성부(213)에 지시한다(스텝 S1208). 이때도, 동작 모드는 퇴피 모드이다.

스텝 S1102에 있어서, 퇴피 모드인 경우(S1102; "예")에는, 유저 인터페이스(190)를 통해 작업 재개 지시를 취득했는지 여부를 판별한다(스텝 S1301).

작업 재개 지시를 취득하지 않은 경우(S1301; "아니오"), 스텝 S1206으로 진행하여, 퇴피 동작을 계속한다. 한편, 작업 재개 지시를 취득한 경우(S1301; "예"), 스텝 S1201에서 기록한, 퇴피 전에 실행하고 있었던 동작 모드와 최종 목표 위치를 기억 장치(183)로부터 읽어들인다(스텝 S1302). 그리고, 읽어들인 최종 목표 위치를 목표 위치로서 설정하여(스텝 S1303), 경로 계획부(212)에 송신한다. 그리고, 송신한 목표 위치에 따라 경로 계획부(212)로부터 목표 경로(240)를 취득하고(스텝 S1304), 스텝 S1104로 이행하여, 자동 작업을 재개한다.

이 시점에서 현재 위치는 p0이다. 예를 들어, 도 6의 (a)의 맵 데이터(220)에 있어서, 도 7의 (a)에 나타내는 작업 지시(230)의 Ins01이 실행되고 있는 경우, 최종 목표 위치는, 적입 위치 R1이며, 맵 데이터(220)에서는 p8이다. 이 경우에 생성되는 목표 경로(240)의 예를 도 7의 (d)에 나타낸다. 본 도면에 나타내는 바와 같이, p0으로부터 전진으로 p8을 향하는 목표 경로(240)가 생성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 휠 로더(100) 등의 작업 기계의 동작을 제어하는 작업 기계의 제어 시스템(180)은, 최종 목표 위치를 포함하는 작업 지시(230)와 휠 로더(100)의 현재 위치를 취득하여 목표 위치를 설정하는 행동 관리부(211)와, 현재 위치와 목표 위치 사이의 목표 경로(240)를 생성하는 경로 계획부(212)와, 목표 경로에 따라, 휠 로더(100)를 주행시키는 동작 생성부(213)를 구비한다. 그리고, 행동 관리부(211)는, 퇴피 지시(250)를 수신한 경우, 현재 위치와 최종 목표 위치 중 적어도 하나에 기초하여, 퇴피 지시(250)에 포함되는 퇴피 가능 위치(252) 중에서 퇴피 위치를 결정하고, 그 퇴피 위치를 목표 위치로 설정한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 퇴피 지시(250)를 수신했을 때의, 자차량(휠 로더(100))의 현재 위치에 따라 최적의 퇴피 위치를 선택할 수 있다. 예를 들어, 퇴피 가능 위치가 복수 있는 경우, 현재 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치를 퇴피 위치로 선택한다. 이에 의해, 퇴피 거리가 짧아도 되어, 작업 중단의 시간을 단축시킬 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 제어 시스템(180)에 의하면, 덤프 트럭이나 다른 작업 기계와의 접촉을 피하면서, 퇴피에 의한 작업 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

<변형예 1>

또한, 상기 실시 형태에서는, 퇴피 가능 위치(252)는 퇴피 지시(250)에 포함된다. 그러나, 퇴피 가능 위치를, 자동 운전 제어 장치(200)에서 생성해도 된다. 이 경우, 자동 운전 제어 장치(200)는, 진입하는 차량의 작업 범위 정보에 따라, 퇴피 가능 위치를 생성하는 퇴피 가능 위치 생성부를 구비한다.

퇴피 가능 위치 생성부는, 예를 들어 운반 차량(330) 등이 작업 영역(300)에 침입할 때, 당해 차량의 작업 범위 정보를 수신한다. 이 작업 범위 정보에 기초하여, 맵 데이터(220) 상에서 퇴피 가능 위치(252)를 특정한다.

<변형예 2>

상기 실시 형태에서는, 현재 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치를 퇴피 위치로 설정하고 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 최종 목표 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치를 퇴피 위치로 설정해도 된다.

<<제2 실시 형태>>

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태에서는, 운반 차량(330) 등의 다른 차량이 작업 영역(300)에 들어간 경우, 퇴피 지시(250)가 내려진다. 본 실시 형태에서는, 또한, 휠 로더(100)에 이상이 발생한 경우에도, 퇴피 지시(250)가 내려진다.

이하, 본 실시 형태에 대하여, 제1 실시 형태와 다른 구성에 주안을 두고 설명한다.

본 실시 형태의 휠 로더(100)의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다. 또한, 제어 시스템(180)에 대해서도 제1 실시 형태와 동일하다.

본 실시 형태의 자동 운전 제어 장치(200)의 기능에 대하여 설명한다. 도 9는 본 실시 형태의 자동 운전 제어 장치(200)의 기능 블록도이다.

본 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 자동 운전 제어 장치(200)는, 자동 운전 제어 장치(200)는, 제1 실시 형태의 구성(행동 관리부(211), 경로 계획부(212), 동작 생성부(213))에 또한 이상 검지부(214)를 구비한다.

이상 검지부(214)는, 휠 로더(100)의 건전성을 확인하고, 이상이 있는 경우에는 퇴피 지시(250)를 행동 관리부(211)에 송신한다. 여기서 상정되는 이상은, 예를 들어 휠 로더(100)를 구성하는 각 기기의 고장, 전기적, 기계적, 유압적인 접속 개소의 파단, 센서나 컨트롤러의 통신 지연 등이다. 이상 검지부(214)는, 휠 로더(100)의 각 부에 설치(탑재)된 각종 센서(이하, 탑재 센서(143)라고 칭함)로부터의 센서 신호에 기초하여, 이상의 유무를 판별한다.

탑재 센서(143)는, 예를 들어 차속 센서, 조타각 센서, 자기 위치 취득용의 측위 장치, 각종 압력 센서(리프트, 버킷, 브레이크 등) 등이다. 이상 검지부(214)는, 주행이나 작업의 동작을 실현하기 위한 액추에이터나 주변 기기의 건전성을 확인할 수 없는 상태를 나타내는 센서 신호가 탑재 센서로부터 출력된 경우, 이상 있음으로 판별한다.

행동 관리부(211)는, 유저 인터페이스(190)로부터 송신되는 퇴피 지시(250)와, 이상 검지부(214)로부터 송신되는 퇴피 지시(250) 중 적어도 하나를 수신한 경우, 제1 실시예와 마찬가지의 퇴피 처리를 실행한다.

이와 같이, 본 실시 형태의 휠 로더(100)의 제어 시스템(180)은, 휠 로더(100)의 이상을 검지한 경우, 퇴피 지시(250)를 행동 관리부(211)에 송신하는 이상 검지부(214)를 더 구비한다.

이 때문에, 본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태에 기재된 퇴피 시의 연산 처리를, 유저로부터의 퇴피 지시(250)에 기초하여 실시할 뿐만 아니라, 휠 로더(100)의 이상 검지에 기초에서도 실시한다. 이와 같이, 퇴피 시의 처리의 적용 범위를 확장함으로써, 이상 시에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 작업의 중단 시간을 단축시킬 수 있어, 작업 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

<<제3 실시 형태>>

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태를 설명한다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 퇴피 시, 현재 위치 및 최종 목표 위치 중 어느 것에 가장 가까운 퇴피 가능 위치를 퇴피 위치로 설정한다. 한편, 본 실시 형태에서는, 전체의 주행 경로가 가장 짧아지는 퇴피 가능 위치를 퇴피 위치로 설정한다.

이하, 본 실시 형태에 대하여, 제1 실시 형태와 다른 구성에 주안을 두고 설명한다. 여기서는, 현재 위치로부터 가장 가까운 퇴피 가능 위치와, 최종 목표 위치로부터 가장 가까운 퇴피 가능 위치를, 각각 퇴피 위치로 한 경우의 전주행 거리를 비교하여, 결정하는 경우를 예로 들어 설명한다.

본 실시 형태의 휠 로더(100)는 제1 실시 형태와 동일하다. 또한, 제어 시스템도 제1 실시 형태와 동일하다. 또한, 자동 운전 제어 장치(200)의 기능 블록, 하드웨어 구성도, 제1 실시 형태와 동일하다. 단, 행동 관리부(211) 및 경로 계획부(212)의 기능이 상이하다.

본 실시 형태의 행동 관리부(211)는, 퇴피 지시를 수취하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 현재 위치로부터 가장 가까운 퇴피 가능 위치를, 제1 퇴피 위치 후보로서 추출한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 그 시점의 목표 위치로부터 가장 가까운 퇴피 가능 위치를 제2 퇴피 위치 후보로서 추출한다. 행동 관리부(211)는, 현재 위치 및 최종 목표 위치와 함께, 제1 퇴피 위치 후보 및 제2 퇴피 위치 후보를 경로 계획부(212)에 송신한다.

경로 계획부(212)는, 행동 관리부(211)로부터 경유지를 수신하면, 당해 경유지를 경유하는 목표 경로를 산출한다. 본 실시 형태에서는, 행동 관리부(211)로부터 퇴피 위치 후보를 수신하면, 퇴피 위치 후보마다, 그 퇴피 위치 후보를 경유하여 현재 위치로부터 최종 목표 위치까지의 목표 경로를 산출하여, 각각, 목표 경로 후보로서 행동 관리부(211)에 송신한다.

행동 관리부(211)는, 경로 계획부(212)로부터 수신한, 퇴피 위치 후보마다의 목표 경로 후보에 기초하여, 퇴피 위치를 결정한다. 여기서는, 목표 경로 후보에 기초하여 산출되는 주행 거리가 최단인 퇴피 위치 후보를 퇴피 위치로 결정한다. 주행 거리는, 맵 데이터(220)에 기초하여 산출한다. 그리고, 그 퇴피 위치를 목표 위치로서 경로 계획부(212)에 통지한다.

다음으로, 본 실시 형태의 행동 관리부(211)에 의한 행동 관리 처리를 설명한다. 본 실시 형태의 행동 관리부(211)에 의한 행동 관리 처리는, 기본적으로 제1 실시 형태의 행동 관리 처리와 동일하다. 단, 스텝 S1203의 목표 위치 설정 시의 처리가 상이하다.

본 실시 형태의, 상기 스텝 S1203의 목표 위치 설정 처리, 즉, 퇴피 모드 시의 목표 위치 설정 처리의 흐름을, 도 10에 나타낸다. 본 도면에 나타내는 바와 같이, 행동 관리부(211)는, 먼저, 퇴피 위치 후보를 설정한다(스텝 S3101). 여기서는, 상술한 바와 같이, 퇴피 지시(250)에 포함되는 퇴피 가능 위치(252) 중, 현재 위치로부터 가장 근거리의 퇴피 가능 위치와, 최종 목표 위치로부터 가장 근거리의 퇴피 가능 위치를 퇴피 위치 후보로서 추출한다.

여기서, 본 처리를 구체예로 설명한다. 도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)에 나타내는 맵 데이터(220)를 구비하고, 현재 위치가 p0, 최종 목표 위치가 p8인 때, 도 11의 (a)에 나타내는 퇴피 지시(250)를 수신한 경우에 추출되는 퇴피 위치 후보를 설명한다. 이 퇴피 지시(250)에는, 퇴피 가능 위치(252)로서, p2, p5, p6의 3개소가 등록된다. 현재 위치 p0으로부터 가장 근거리의 퇴피 가능 위치로서, 추출되는 퇴피 위치 후보(제1 퇴피 위치 후보)는 p2이다. 또한, 최종 목표 위치 p8로부터 가장 근거리의 퇴피 가능 위치로서 추출되는 퇴피 위치 후보(제2 퇴피 위치 후보)는 p6이다.

그 후, 행동 관리부(211)는, 추출한 각 퇴피 위치 후보를, 경유지로 설정한다(스텝 S3102). 여기서는, 각 퇴피 위치 후보를 경유지로서 경로 계획부(212)에 송신한다. 그리고 행동 관리부(211)는, 되돌아가, 퇴피 위치 후보마다의 목표 경로 후보를 취득한다(스텝 S3103).

여기서, 상기 구체예의 각 퇴피 위치 후보에 대하여 생성되는 목표 경로 후보에 대하여 설명한다. 제1 퇴피 위치 후보 p2가 퇴피 위치인 경우, 현재 위치 p0으로부터 제1 퇴피 위치 후보 p2를 경유하여, 최종 목표 위치 p8로 가는 목표 경로 후보(제1 목표 경로 후보)가 생성된다. 제1 목표 경로 후보(240a)를 도 11의 (b)에 나타낸다. 본 도면에 나타내는 바와 같이, 제1 목표 경로 후보(240a)는, p0으로부터 p2까지는 F(전진), p2로부터 p3을 거쳐서 p0까지는 R(후진), 이후, p8까지는 F로서 생성된다.

또한, 제2 퇴피 위치 후보 p6이 퇴피 위치인 경우, 현재 위치 p0으로부터 제2 퇴피 위치 후보 p6을 경유하여 최종 목표 위치 p8로 가는 목표 경로 후보(제2 목표 경로 후보)가 생성된다. 제2 목표 경로 후보(240b)를 도 11의 (c)에 나타낸다. 본 도면에 나타내는 바와 같이, 제2 목표 경로 후보(240b)는, p0으로부터 p3, p7을 거쳐서 p6까지는 F, 그 후, p7을 거쳐서 p9까지는 R, 그리고, p7을 거쳐서 p8까지 F로서 생성된다.

다음으로, 행동 관리부(211)는, 각 목표 경로의 주행 거리를 계산하고, 주행 거리가 가장 짧은 목표 경로 후보를 특정한다(스텝 S3104). 여기서는, 상기 제1 목표 경로 후보(240a) 및 제2 목표 경로 후보(240b) 각각에 대하여, 각 점의 좌푯값을 사용하여, 각 점 사이의 거리를 계산하고, 그 총합을 주행 거리로 한다.

그리고, 행동 관리부(211)는, 특정 목표 경로 후보 내의 퇴피 위치 후보를 퇴피 위치로 결정한다(스텝 S3105). 그리고, 결정한 퇴피 위치를 목표 위치로 설정한다(스텝 S3106).

다른 처리는, 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 휠 로더(100)의 제어 시스템(180)에 의하면, 행동 관리부(211)는, 퇴피 가능 위치(252)로부터 선택된 복수의 퇴피 위치 후보 각각을 경유하여 현재 위치로부터 최종 목표 위치에 이르는 각 목표 경로 후보 중에서, 가장 주행 거리가 짧은 목표 경로 후보가 경유하는 퇴피 위치 후보를, 퇴피 위치로 결정한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 복수의 퇴피 가능 위치 중에서, 휠 로더(100)가 실행하는 작업 지시 전체에 있어서, 총 주행 거리가 가장 짧아지는 경로를 선택한다. 이에 의해, 퇴피에 의한 작업 중단 시간을 단축시킬 수 있어, 덤프 트럭이나 다른 작업 기계와의 접촉을 피하면서, 퇴피에 의한 작업 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

<변형예 3>

또한, 상기 실시 형태에서는, 퇴피 위치 후보로서, 현재 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치 및 최종 목표 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치만을 추출하고 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 퇴피 가능 위치 모두를 추출해도 된다.

이 경우, 행동 관리부(211)는, 상기 스텝 S3101에 있어서, 모든 퇴피 가능 위치를 퇴피 위치 후보로서 추출하여, 경로 계획부(212)에 송신한다. 그리고, 경로 계획부(212)는, 모든 퇴피 위치 후보(퇴피 가능 위치)에 관하여, 목표 경로 후보를 산출하여, 행동 관리부(211)에 회신한다.

행동 관리부(211)는, 모든 목표 경로 후보에 대하여 주행 거리를 산출하고, 그 중에서, 가장 짧은 것을 선택하고, 그 목표 경로 후보에서 사용되는 퇴피 위치 후보(퇴피 가능 위치)을 퇴피 위치로 결정하여, 목표 위치로 설정한다.

<변형예 4>

또한, 본 실시 형태는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 이상 검지부(214)를 구비해도 된다.

<변형예 5>

또한, 상기 각 실시 형태 및 변형예에 있어서, 작업 지시(230), 퇴피 지시(250), 작업 재개 지시는, 유저가 유저 인터페이스(190)를 통해 입력하는 것으로서 설명했지만, 이들 각 지시의 취득은, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 자동 운전 제어 장치(200)가, 수신부를 구비하고, 수신부를 통해, 직접 수신해도 된다. 수신부는, 통신 I/F(185)에 의해 실현된다. 이 경우, 관리 장치 등이 이들 지시를 작성하여, 자동 운전 제어 장치(200)에 송신한다.

또한, 퇴피 지시(250) 대신에 운반 차량(330) 등이 피해야 할 다른 차량이, 작업 영역(300)에 침입한 것을 나타내는 정보 및 당해 다른 차량의 작업 범위를 특정하는 정보를 수신해도 된다. 이 경우, 행동 관리부(211)는, 이들 정보와 맵 데이터(220)에 기초하여, 퇴피 가능 위치를 특정한다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다.

예를 들어, 상기한 실시 형태는, 휠 로더(100)에 본 발명을 적용한 것이지만, 본 발명의 적용 대상은 이에 한정되지는 않고, 유압 셔블 등 휠 로더(100) 이외의 작업 기계에도 적용 가능하다. 특히, 1회의 적재량이 큰 덤프 트럭 등에 적용하면, 퇴피에 의한 주행 거리를 최단으로 할 수 있기 때문에, 보다 효율이 좋다.

또한, 상기한 실시 형태는, 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지는 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하고, 특허 청구 범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 기술적 사항의 모두가 본 발명의 대상이 된다. 상기 실시 형태는, 적합한 예를 나타낸 것이지만, 당업자라면, 본 명세서에 개시된 내용으로부터, 각종 대체예, 수정예, 변형예 혹은 개량예를 실현할 수 있고, 이들은 첨부의 특허 청구 범위에 기재된 기술적 범위에 포함된다.

100: 작업 기계(휠 로더)
110: 차체
111: 엔진
112: 스티어 실린더
113: 구동력 전달 장치
114: 유압 펌프
115: 컨트롤 밸브
120: 작업기
121: 버킷
122: 리프트 암
123: 벨 크랭크
124: 버킷 링크
125: 리프트 실린더
126: 버킷 실린더
131: 타이어
131FL: 전방 좌측 타이어
131FR: 전방 우측 타이어
131RL: 후방 좌측 타이어
131RR: 후방 우측 타이어
132C: 센터 조인트
133F: 브레이크
133R: 브레이크
134F: 프론트 차동 장치
134R: 리어 차동 장치
141: 측위 장치
142: 압력 센서
143: 탑재 센서
150: 엔진 제어 장치
160: 유압 제어 장치
170: 주행 제어 장치
180: 제어 시스템
181: CPU
182: 메모리
183: 기억 장치
184: 입출력 I/F
185: 통신 I/F
190: 유저 인터페이스(입력 장치),
200: 자동 운전 제어 장치(제어 장치)
211: 행동 관리부
212: 경로 계획부
213: 동작 생성부
214: 이상 검지부
220: 맵 데이터
221: 점
222: 좌표
223: 속성
224: 선분
225: 끝점
226: 끝점
230: 작업 지시
231: 식별자(ID)
232: 종별
233: 목표 적입량
234: 적입 위치
235: 굴삭 위치
236: 방토 위치
240: 목표 경로
240a: 제1 목표 경로 후보
240b: 제2 목표 경로 후보
241: 통과점
242: FNR
250: 퇴피 지시
251: 식별자(ID)
252: 퇴피 가능 위치
300: 작업 영역
310: 굴삭 대상
320: 적입 대상
330: 운반 차량

Claims (7)

1. 작업 기계를 동작시키는 제어 장치를 구비한, 작업 기계의 제어 시스템이며,
   상기 제어 장치는,
   상기 작업 기계가 실행하는 작업의 정보를 포함하는 작업 지시와 상기 작업 기계의 현재 위치를 취득하고, 상기 작업 지시와 상기 현재 위치에 기초하여 목표 위치를 설정하는 행동 관리부와,
   상기 현재 위치와 상기 목표 위치 사이의 목표 경로를 생성하는 경로 계획부와,
   상기 목표 경로에 따라, 상기 작업 기계를 주행시키는 동작 생성부를 구비하고,
   상기 행동 관리부는, 상기 작업 기계와는 다른 작업 기계의 작업 범위에 기초한 퇴피 가능 위치를 포함하는 퇴피 지시를 수신하고, 상기 퇴피 지시를 수신한 경우, 다른 작업 기계의 상기 작업 범위 및 상기 작업 기계의 상기 현재 위치에 기초하여, 상기 퇴피 가능 위치 중에서 퇴피 위치를 결정하고, 상기 퇴피 위치를 상기 목표 위치로 설정하는 것을
   특징으로 하는 작업 기계의 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 장치는,
   상기 작업 기계의 이상에 관한 신호를 취득하고, 상기 작업 기계에 이상이 있는 것을 검지한 경우, 상기 퇴피 지시를 상기 행동 관리부에 송신하는 이상 검지부를 더 구비하는 것을
   특징으로 하는 작업 기계의 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 행동 관리부는, 상기 퇴피 가능 위치 중에서 상기 현재 위치에 가장 가까운 상기 퇴피 가능 위치를, 상기 퇴피 위치로 결정하는 것을
   특징으로 하는 작업 기계의 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 작업 지시에는, 최종 목표 위치의 정보를 포함하고,
   상기 행동 관리부는, 상기 퇴피 가능 위치로부터 선택된 복수의 퇴피 위치 후보 각각을 경유하여 상기 현재 위치로부터 상기 최종 목표 위치에 이르는 각 목표 경로 후보 중에서, 가장 주행 거리가 짧은 목표 경로 후보가 경유하는 상기 퇴피 위치 후보를, 상기 퇴피 위치로 결정하는 것을
   특징으로 하는 작업 기계의 제어 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 행동 관리부는, 복수의 상기 퇴피 위치 후보로서, 상기 현재 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치인 제1 퇴피 위치 후보와, 상기 최종 목표 위치에 가장 가까운 퇴피 가능 위치인 제2 퇴피 위치 후보를 선택하는 것을
   특징으로 하는 작업 기계의 제어 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 행동 관리부는, 상기 작업 기계가 상기 퇴피 위치에 도달한 경우, 상기 작업 지시를 입력하기 위한 입력 장치에 퇴피 동작의 완료를 나타내는 정보를 출력하는 것을
   특징으로 하는 작업 기계의 제어 시스템.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 작업 기계의 제어 시스템을 탑재한, 작업 기계.

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