KR20240026299A - 작업 기계를 제어하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

작업 기계를 제어하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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아키히코 데라무라
진 기타지마
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가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
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Abstract

하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2)에 대하여 선회 가능한 상부 선회체(3)를 구비하는 작업 기계(1)의 제어 시스템(500)은, 상부 선회체(3)에 장착되고, 작업 기계(1)의 주변에 존재하는 대상물을 검출하는 검출 장치(200)와, 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(3)의 동작을 제어하는 컨트롤러(300)를 구비한다. 컨트롤러(300)는 검출 장치(200)에 의해 검출된 대상물의 위치와 하부 주행체 정지 영역에 기초하여 하부 주행체(2)의 동작을 제어하고, 검출 장치(200)에 의해 검출된 대상물의 위치와 하부 주행체 정지 영역과 상이한 상부 선회체 영역에 기초하여 상부 선회체(3)의 동작을 제어하고, 하부 주행체 정지 영역은 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정된다.

Description

작업 기계를 제어하기 위한 시스템 및 방법
본 개시는, 작업 기계를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
작업 기계에 관한 기술 분야에 있어서, 특허문헌에 개시되고 있는 바와 같은, 작업 기계의 주변의 장애물을 검지하는 안전 장치를 구비하는 작업 기계가 알려져 있다.
일본공개특허 제2020-007867호 공보
특허문헌 1에 있어서는, 상부 선회체(旋回體)를 기준으로 하는 상부측 좌표계와, 하부 주행체를 기준으로 하는 하부측 좌표계가 사용되고, 한쪽을 다른 쪽의 좌표계로 좌표 변환한다. 그러므로, 좌표 변환의 계산 처리의 부하가 크다.
본 개시의 제1 태양(態樣)에 관련된 시스템은, 주행체와, 주행체에 대하여 선회 가능한 선회체를 구비하는 작업 기계를 제어하기 위한 시스템이다. 본 형태에 관련된 시스템은, 선회체에 장착되고, 작업 기계의 주변에 존재하는 대상물을 검출하는 검출 장치와, 작업 기계의 주행체 및 선회체의 동작을 제어하는 컨트롤러를 구비한다. 컨트롤러는 검출 장치에 의해 검출된 대상물의 위치와 제1 설정 영역에 기초하여 주행체의 동작을 제어한다. 컨트롤러는, 검출 장치에 의해 검출된 대상물의 위치와 제1 설정 영역과 상이한 제2 설정 영역에 기초하여 선회체의 동작을 제어한다. 제1 설정 영역은 선회체를 기준으로 하는 좌표계에 설정된다.
본 개시의 제2 태양에 관련된 방법은, 주행체와, 주행체에 대하여 선회 가능한 선회체를 구비하는 작업 기계를 제어하기 위한 방법이다. 본 형태에 관련된 방법은 이하의 처리를 구비한다. 제1 처리는 선회체에 장착된 검출 장치에 의해, 작업 기계의 주변에 존재하는 대상물을 검출하는 것이다. 제2 처리는, 작업 기계의 주행체 및 선회체의 동작을 제어하는 컨트롤러에 의해, 검출 장치에서 검출된 대상물의 위치와 제1 설정 영역에 기초하여 주행체의 동작을 제어하고, 검출 장치에 의해 검출된 대상물의 위치와 제1 설정 영역과 상이한 제2 설정 영역에 기초하여 선회체의 동작을 제어하는 것이다. 제1 설정 영역은 선회체를 기준으로 하는 좌표계에 설정된다.
본 개시에 의하면, 계산 처리의 부하를 경감하고, 작업 기계를 적절하게 제어할 수 있다.
[도 1] 도 1은, 실시형태에 관련된 작업 기계를 나타내는 사시도이다.
[도 2] 도 2는, 실시형태에 관련된 작업 기계의 장치 구성을 나타내는 블록도이다.
[도 3] 도 3은, 실시형태에 관련된 제어 시스템을 나타내는 기능 블록도이다.
[도 4] 도 4는, 실시형태에 관련된 상부 선회체를 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도 5] 도 5는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 일례를 나타내는 개략도이다.
[도 6] 도 6은, 상부 선회체가 선회한 상태에서의, 도 5에 나타낸 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역을 나타내는 개략도이다.
[도 7] 도 7은, 실시형태에 관련된 제어 방법을 나타내는 플로차트다.
[도 8] 도 8은, 실시형태에 관련된 컴퓨터 시스템을 나타내는 블록도이다.
[도 9] 도 9는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
[도 10] 도 10은, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
[도 11] 도 11은, 상부 선회체가 선회한 상태에서의, 도 10에 나타낸 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역을 나타내는 개략도이다.
[도 12] 도 12는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
[도 13] 도 13은, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
[도 14] 도 14는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 개시에 관련된 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 이하에서 설명하는 실시형태의 구성 요소는 적절히 조합할 수 있다. 또한, 일부의 구성 요소를 이용하지 않는 경우도 있다.
[작업 기계]
도 1은, 실시형태에 관련된 작업 기계를 나타내는 사시도이다. 도 2는, 실시형태에 관련된 작업 기계의 장치 구성을 나타내는 블록도이다. 실시형태에 있어서는, 작업 기계(1)는 유압 셔블로 한다. 이하의 설명에 있어서는, 작업 기계(1)를 적절히 유압 셔블(1)이라고 한다. 유압 셔블(1)은 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2)에 대하여 선회 가능한 상부 선회체(3)를 구비한다. 본 실시형태에서는, 유압 셔블(1)은 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2)에 대하여 선회 가능하게 지지되는 상부 선회체(3)와, 상부 선회체(3)에 지지되는 작업기(4)를 구비한다.
하부 주행체(2)는 한 쌍의 크롤러 트랙(crawler tracks)을 가진다. 하부 주행체(2)는 도 2에 나타낸 우측 주행 모터(15R)와 좌측 주행 모터(15L)를 구비한다. 하부 주행체(2)는, 우측 주행 모터(15R)와 좌측 주행 모터(15L)의 회전 구동에 의해 크롤러 트랙을 회전시켜 유압 셔블(1)을 주행시킨다.
상부 선회체(3)는 하부 주행체(2)에 대하여 선회축(RX)을 중심으로 선회 가능하다. 유압 셔블(1)은 상부 선회체(3)를 선회시키기 위한 선회 모터(16)를 구비한다. 상부 선회체(3)는 선회 모터(16)의 회전력에 의해 선회된다. 상부 선회체(3)는 유압 셔블(1)의 오퍼레이터가 탑승하는 운전실(6)을 가진다. 운전실(6)에는, 오퍼레이터가 착석하는 운전 시트(9)가 배치된다. 운전실(6)은 상부 선회체(3)의 전방에 배치된다. 운전실(6)은 작업기(4)의 좌방에 배치된다.
작업기(4)는, 상부 선회체(3)에 연결되는 붐(4A)과, 붐(4A)에 연결되는 암(4B)과, 암(4B)에 연결되는 버킷(4C)을 포함한다. 유압 셔블(1)은 작업기(4)를 구동시키기 위한 유압 실린더(5)를 구비한다. 유압 실린더(5)는, 붐(4A)을 구동하는 붐 실린더(5A)와, 암(4B)을 구동하는 암 실린더(5B)와, 버킷(4C)을 구동하는 버킷 실린더(5C)를 포함한다.
붐(4A)은 붐 회전축(AX)을 중심으로 회전 가능하게 상부 선회체(3)에 지지된다. 암(4B)은 암 회전축(BX)을 중심으로 회전 가능하게 붐(4A)에 지지된다. 버킷(4C)은 버킷 회전축(CX)을 중심으로 회전 가능하게 암(4B)에 지지된다.
붐 회전축(AX)과, 암 회전축(BX)과, 버킷 회전축(CX)은 평행하다. 붐 회전축(AX), 암 회전축(BX), 및 버킷 회전축(CX)과, 선회축(RX)과 평행한 축은 직교한다. 이하의 설명에 있어서는, 선회축(RX)과 평행한 방향을 적절히 상하 방향이라고 하고, 붐 회전축(AX), 암 회전축(BX), 및 버킷 회전축(CX)과 평행한 방향을 적절히 좌우 방향이라고 하고, 붐 회전축(AX), 암 회전축(BX), 및 버킷 회전축(CX)과 선회축(RX)의 양쪽과 직교하는 방향을 적절히 전후 방향이라고 한다. 운전 시트(9)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 하여 작업기(4)가 존재하는 방향이 전방이고, 전방의 역방향이 후방이다. 운전 시트(9)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 하여 좌우 방향의 한쪽이 우방이고, 우방의 역방향이 좌방이다. 하부 주행체(2)의 접지면(接地面)으로부터 멀어지는 방향이 상방이고, 상방의 역방향이 하방이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 유압 셔블(1)은 동력원(17), 유압 펌프(18), 제어밸브(19), 조작 장치(10), 검출 장치(200), 및 컨트롤러(300)를 가진다.
동력원(17)은 유압 셔블(1)을 구동시키기 위한 동력을 발생한다. 동력원(17)은 예를 들면 내연 기관이다. 동력원(17)의 구동축에는, 유압 펌프(18)가 기계적으로 연결되어 있다. 동력원(17)이 구동함으로써, 유압 펌프(18)가 구동한다. 유압 펌프(18)가 유압 구동계로의 작동유 공급원으로 되어 이들 유압 기기를 구동한다. 그리고, 제어밸브(19)는 유량 방향 제어밸브이고, 조작 장치(10)의 각 조작 레버의 조작 방향에 따라 도시하지 않은 스풀을 이동시키고, 각 유압 액추에이터로의 작동유의 흐름 방향을 규제한다. 각 조작 레버의 조작량에 따른 작동유를 붐 실린더(5A), 암 실린더(5B), 버킷 실린더(5C), 우측 주행 모터(15R) 또는 좌측 주행 모터(15L), 선회 모터(16) 등의 유압 액추에이터에 공급한다.
유압 셔블(1)은 운전실(6)에 배치되는 조작 장치(10)를 구비한다. 조작 장치(10)는 유압 셔블(1) 중 적어도 일부의 작동을 위해 조작된다. 조작 장치(10)는 오퍼레이터에 의해 조작된다. 유압 셔블(1)의 작동은 하부 주행체(2)의 작동, 상부 선회체(3)의 작동, 및 작업기(4)의 작동 중 적어도 하나를 포함한다. 조작 장치(10)는 유압 셔블(1)의 조작량을 나타내는 조작 신호를 컨트롤러(300)에 출력한다.
조작 장치(10)는, 상부 선회체(3) 및 작업기(4)의 작동을 위해 조작되는 좌측 작업 레버(11) 및 우측 작업 레버(12)와, 하부 주행체(2)의 작동을 위해 조작되는 좌측 주행 레버(13) 및 우측 주행 레버(14)와, 도시하지 않은 좌측 풋 페달 및 우측 풋 페달을 포함한다.
좌측 작업 레버(11)는 운전 시트(9)의 좌방에 배치된다. 좌측 작업 레버(11)가 전후 방향으로 조작되는 것에 의해, 암(4B)이 덤프 동작 또는 굴삭 동작한다. 좌측 작업 레버(11)가 좌우 방향으로 조작되는 것에 의해, 상부 선회체(3)가 좌선회 또는 우선회한다. 우측 작업 레버(12)는 운전 시트(9)의 우측에 배치된다. 우측 작업 레버(12)가 좌우 방향으로 조작되는 것에 의해, 버킷(4C)이 굴삭 동작 또는 덤프 동작한다. 우측 작업 레버(12)가 전후 방향으로 조작되는 것에 의해, 붐(4A)이 하강 동작 또는 상승 동작한다.
좌측 주행 레버(13) 및 우측 주행 레버(14)는 운전 시트(9)의 전방에 배치된다. 좌측 주행 레버(13)는 우측 주행 레버(14)의 좌방에 배치된다. 좌측 주행 레버(13)가 전후 방향으로 조작되는 것에 의해, 하부 주행체(2)의 좌측의 크롤러 트랙이 전진 동작 또는 후진 동작한다. 우측 주행 레버(14)가 전후 방향으로 조작되는 것에 의해, 하부 주행체(2)의 우측의 크롤러 트랙이 전진 동작 또는 후진 동작한다.
좌측 풋 페달 및 우측 풋 페달은 운전 시트(9)의 전방에 배치된다. 좌측 풋 페달은 우측 풋 페달의 좌방에 배치된다. 좌측 풋 페달은 좌측 주행 레버(13)와 연동한다. 우측 풋 페달은 우측 주행 레버(14)와 연동한다. 좌측 풋 페달 및 우측 풋 페달이 조작되는 것에 의해, 하부 주행체(2)가 전진 동작 또는 후진 동작되어도 된다.
[제어 시스템]
도 3은, 실시형태에 관련된 제어 시스템(400)을 나타내는 기능 블록도이다. 유압 셔블(1)은 제어 시스템(400)을 구비한다. 제어 시스템(400)은, 유압 셔블(1)의 주변에서 검지된 대상물의 위치와, 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는 상부 선회체 영역(A1)에 기초하여 상부 선회체(3)의 동작을 제어한다. 제어 시스템(400)은, 유압 셔블(1)의 주변에서 검지된 대상물의 위치와, 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는 하부 주행체 영역에 기초하여 하부 주행체(2)의 동작을 제어한다. 제어 시스템(400)은 검출 장치(200)와 컨트롤러(300)를 구비한다.
[검출 장치]
도 4는, 실시형태에 관련된 상부 선회체를 모식적으로 나타내는 도면이다. 유압 셔블(1)은 검출 장치(200)를 구비한다. 검출 장치(200)는 유압 셔블(1)의 주변을 감시하기 위한 장치이다. 검출 장치(200)는 유압 셔블(1)의 주변의 사람 및 동체(이하, 「대상물」이라고 함)을 검출한다. 검출 장치(200)는 유압 셔블(1)의 주위에 존재하는 대상물을 검출한다. 본 실시형태에서는, 검출 장치(200)는 상부 선회체(3)에 배치된다. 본 실시형태에서는, 검출 장치(200)는 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서의 대상물의 위치를 검출한다.
본 실시형태에서는, 검출 장치(200)는 복수의 카메라(20(21, 22, 23, 24))를 가진다. 복수의 카메라(20)는 상부 선회체(3)에 배치된다. 카메라(20)는 촬상(撮像) 대상의 화상을 취득한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 카메라(20)는 유압 셔블(1)의 주위에 복수 배치된다. 본 실시형태에서는, 카메라(20)는, 상부 선회체(3)의 후부에 배치되는 후방 카메라(21)와, 상부 선회체(3)의 우부에 배치되는 우후방 카메라(22) 및 우전방 카메라(23)와, 상부 선회체(3)의 좌부에 배치되는 좌후방 카메라(24)를 포함한다.
후방 카메라(21)는 상부 선회체(3)의 후방 영역을 촬상한다. 우후방 카메라(22)는 상부 선회체(3)의 우후방 영역을 촬상한다. 우전방 카메라(23)는 상부 선회체(3)의 우전방 영역을 촬상한다. 좌후방 카메라(24)는 상부 선회체(3)의 좌후방 영역을 촬상한다. 복수의 카메라(20(21, 22, 23, 24))의 각각은 광학계와 이미지 센서를 가진다. 이미지 센서는 CCD(Couple Charged Device) 이미지 센서 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서를 포함한다.
그리고, 좌후방 카메라(24)는, 상부 선회체(3)의 좌측방 영역 및 좌후방 영역의 범위를 촬상하는 것이지만, 그 어느 한쪽을 촬상하는 것이라도 된다. 마찬가지로, 우후방 카메라(22)는 상부 선회체(3)의 우측방 영역 및 우후방 영역의 범위를 촬상하는 것이지만, 그 어느 한쪽을 촬상하는 것이라도 된다. 마찬가지로, 우전방 카메라(23)는 상부 선회체(3)의 우전방 영역 및 우측방 영역의 범위를 촬상하는 것이지만, 그 어느 한쪽을 촬상하는 것이라도 된다. 또한, 카메라(20)는 상부 선회체(3)의 좌후방, 후방, 우후방, 및 우전방을 촬상하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 카메라(20)의 수는 도 4에 나타낸 예와 상이해도 된다. 예를 들면, 카메라(20)의 촬상 범위는 도 4에 나타낸 예와 상이해도 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 운전실(6)의 전방 및 좌전방을 촬영하는 카메라를 가지고 있지 않지만, 이것에 한정되지 않는다. 운전실(6)의 전방 및 좌전방의 상황을 나타내는 화상 데이터를 취득하는 카메라(20)를 가져도 된다. 검출 장치(200)는 검출한 데이터를 컨트롤러(300)에 출력한다.
[컨트롤러]
유압 셔블(1)은 컨트롤러(300)를 구비한다. 컨트롤러(300)는 유압 셔블(1)을 제어하기 위한 장치이다. 컨트롤러(300)는 유압 셔블(1)의 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(3)의 동작을 제어한다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(300)는 운전실(6)에 배치된다.
컨트롤러(300)는 유압 셔블(1)의 주변에서 검지된 대상물의 위치와 후술하는 하부 주행체 영역에 기초하여 하부 주행체(2)의 동작을 제어한다. 컨트롤러(300)는 유압 셔블(1)의 주변에서 검지된 대상물의 위치와 후술하는 상부 선회체 영역(A1)에 기초하여 상부 선회체(3)의 동작을 제어한다. 보다 상세하게는, 컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 대상물의 위치와, 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는 하부 주행체 정지 영역(A2) 및 하부 주행체 감속 영역(A3)에 기초하여 하부 주행체(2)의 동작을 제어한다. 컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 대상물의 위치와, 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는 상부 선회체 영역(A1)에 기초하여 상부 선회체(3)의 선회를 제어한다.
컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서의 대상물의 위치가 하부 주행체 정지 영역(A2) 또는 하부 주행체 감속 영역(A3) 내에 존재한다고 판정한 경우, 하부 주행체(2)의 속도를 제한하도록 제어한다.
컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서의 대상물의 위치가 하부 주행체 정지 영역(A2) 내에 존재한다고 판정한 경우, 하부 주행체(2)를 정지하도록 제어한다. 컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서의 대상물의 위치가 하부 주행체 감속 영역(A3) 내에 존재한다고 판정한 경우, 하부 주행체(2)를 감속하도록 제어한다.
컨트롤러(300)는, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 및 ROM(Read Only Memory)과 같은 불휘발성 메모리를 포함하는 기억부(32)와, CPU(Central Processing Unit)와 같은 프로세서를 포함하는 연산 처리부(33)를 가진다.
연산 처리부(33)는 제어 프로그램을 실행함으로써, 데이터 취득부(331)와, 검지부(332)와, 위치 특정부(333)와, 판정부(334)와, 조작 신호 취득부(335)와, 제어부(336)와, 출력부(337)를 구비한다.
데이터 취득부(331)는 검출 장치(200)로부터 검출 데이터를 취득한다. 본 실시형태에서는, 데이터 취득부(331)는 후방 카메라(21)로부터 유압 셔블(1)의 후방의 상황을 나타내는 화상 데이터를 취득한다. 데이터 취득부(331)는 우후방 카메라(22)로부터 유압 셔블(1)의 우후방의 상황을 나타내는 화상 데이터를 취득한다. 데이터 취득부(331)는 우전방 카메라(23)로부터 유압 셔블(1)의 우전방의 상황을 나타내는 화상 데이터를 취득한다. 데이터 취득부(331)는 좌후방 카메라(24)로부터 유압 셔블(1)의 좌후방의 상황을 나타내는 화상 데이터를 취득한다.
검지부(332)는 데이터 취득부(331)에 의해 취득된 검출 데이터에 기초하여, 유압 셔블(1)의 주변에 존재하는 사람 및 동체를 포함하는 대상물을 검지한다. 본 실시형태에서는, 검지부(332)는 데이터 취득부(331)에 의해 취득된 화상 데이터를 화상 처리함으로써, 화상 데이터에서의 대상물을 검지한다. 화상 처리는 화상 데이터로부터 대상물의 특징량을 추출하는 처리를 포함한다. 검지부(332)는, 화상 데이터로부터 추출한 특징량과, 특징량 기억부(321)에 기억된 특징량을 대조하여, 유압 셔블(1)의 주변에 존재하는 대상물을 검지한다.
위치 특정부(333)는 검출 장치(200)에 의해 검출된 대상물의 위치를 특정한다. 위치 특정부(333)는 상부 선회체(3)에 대한 검출한 대상물의 위치를 특정한다. 보다 상세하게는, 위치 특정부(333)는 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서 나타내어진 대상물의 위치를 특정한다.
판정부(334)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 대상물이 소정의 영역에 존재하는지의 여부를 판정한다. 보다 상세하게는, 판정부(334)는, 후술하는 상부 선회체 영역(A1), 하부 주행체 정지 영역(A2) 및 하부 주행체 감속 영역(A3)에 대상물이 존재하는지의 여부를 판정한다. 판정부(334)는, 상부 선회체 영역(A1)의 내측, 하부 주행체 정지 영역(A2)의 내측, 또는, 하부 주행체 정지 영역(A2)의 외측이면서 또한 하부 주행체 감속 영역(A3)의 내측 중, 대상물이 어느 영역에 존재하는지를 판정한다. 판정부(334)는, 위치 특정부(333)에 의해 특정된 대상물의 위치와, 영역 기억부(322)에 기억된 각 영역의 위치를 대조하여, 대상물이 상부 선회체 영역(A1)의 내측에 존재하는지의 여부를 판정한다. 판정부(334)는, 위치 특정부(333)에 의해 특정된 대상물의 위치와, 영역 기억부(322)에 기억된 각 영역의 위치를 대조하여, 대상물이 하부 주행체 정지 영역(A2)의 내측에 존재하는지의 여부를 판정한다. 판정부(334)는, 위치 특정부(333)에 의해 특정된 대상물의 위치와, 영역 기억부(322)에 기억된 각 영역의 위치를 대조하여, 대상물이 하부 주행체 정지 영역(A2)의 외측이면서 또한 하부 주행체 감속 영역(A3)의 내측에 존재하는지의 여부를 판정한다.
조작 신호 취득부(335)는 오퍼레이터에 의해 조작된 조작 장치(10)의 각 조작 레버의 조작량을 나타내는 조작 신호를 취득한다.
제어부(336)는, 유압 셔블(1)의 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(3)를 제어하기 위한 제어 지령을 생성한다. 보다 상세하게는, 제어부(336)는 조작 신호 취득부(335)에 의해 취득된 조작 신호가 나타내는 조작량에 기초하여, 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(3)를 제어하기 위한 제어 지령을 생성한다. 제어부(336)는 예를 들면, 조작 장치(10)의 각 조작 레버의 조작 방향에 따라 제어밸브(19)를 제어 위해 각 유압 액추에이터로의 작동유의 흐름을 제어하기 위한 제어 지령을 생성한다. 제어부(336)는 예를 들면 각 조작 레버의 조작량에 따른 작동유를 붐 실린더(5A), 암 실린더(5B), 버킷 실린더(5C), 우측 주행 모터(15R) 또는 좌측 주행 모터(15L), 선회 모터(16) 등의 유압 액추에이터에 공급하도록 제어밸브(19)를 제어하기 위한 제어 지령을 생성한다.
제어부(336)는 판정부(334)의 판정 결과에 기초하여, 하부 주행체(2)의 주행 및 상부 선회체(3)의 선회를 규제하는 제어 지령을 생성한다. 제어부(336)는 예를 들면, 대상물이 상부 선회체 영역(A1)에 존재하는 경우, 상부 선회체(3)의 선회를 규제하는 제어 지령을 생성한다. 제어부(336)는 예를 들면, 대상물이 상부 선회체 영역(A1)에 존재하는 경우, 유압 셔블(1)이 선회 중이면 좌측 작업 레버(11) 및 우측 작업 레버(12)의 조작량에 관계없이, 선회 각속도가 상한 각속도 이하로 되도록 선회를 규제하는 제어 지령을 생성한다. 선회를 규제하는 제어 지령에 의해, 선회 모터(16)는 공급되는 작동유가 규제되고, 상부 선회체(3)의 선회 각속도가 상한 각속도 이하로 규제된다.
제어부(336)는 상부 선회체(3)를 정지시킨 후, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 선회 정지 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 선회 정지 상태를 유지시킨다. 제어부(336)는 상부 선회체(3)를 정지시킨 후, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 선회 정지 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 상부 선회체(3)의 선회 각속도가 상한 각속도 이하로 규제된 상태를 유지시킨다. 예를 들면 제어부(336)는, 대상물이 상부 선회체 영역(A1)에 존재하는 것이 검지된 후, 대상물이 상부 선회체 영역(A1)보다 외측으로 나온 경우라도, 오퍼레이터에 의한 해제 조작이 이루어질 때까지 선회 정지 상태를 해제하지 않는다.
제어부(336)는 예를 들면, 대상물이 하부 주행체 정지 영역(A2)에 존재하는 경우, 하부 주행체(2)를 정지시키는 제어 지령을 생성한다. 제어부(336)는 예를 들면, 유압 셔블(1)이 주행 중이면 좌측 주행 레버(13) 및 우측 주행 레버(14)의 조작량에 관계없이, 주행 속도가 정지 속도 이하로 되도록 주행을 규제하는 제어 지령을 생성한다. 주행 정지의 제어 지령에 의해, 우측 주행 모터(15R) 또는 좌측 주행 모터(15L)는 공급되는 작동유가 규제되고, 하부 주행체(2)의 주행 속도가 감속 속도보다 느린 정지 속도 이하로 규제된다.
제어부(336)는 하부 주행체(2)를 정지시킨 후, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 주행 정지 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 주행 정지 상태를 유지시킨다. 제어부(336)는 하부 주행체(2)를 정지시킨 후, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 주행 정지 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 하부 주행체(2)의 주행 속도가 정지 속도 이하로 규제된 상태를 유지시킨다. 예를 들면, 제어부(336)는, 대상물이 하부 주행체 정지 영역(A2)에 존재하는 것이 검지된 후, 대상물이 하부 주행체 정지 영역(A2)보다 외측으로 나온 경우라도, 오퍼레이터에 의한 해제 조작이 이루어질 때까지 주행 정지 상태를 해제하지 않는다.
제어부(336)는 예를 들면, 대상물이 하부 주행체 감속 영역(A3)에 존재하는 경우, 하부 주행체(2)를 감속시키는 제어 지령을 생성한다. 제어부(336)는 예를 들면, 유압 셔블(1)이 주행 중이면 좌측 주행 레버(13) 및 우측 주행 레버(14)의 조작량에 관계없이, 주행 속도가 감속 속도 이하로 되도록 주행을 규제하는 제어 지령을 생성한다. 감속의 제어 지령에 의해, 우측 주행 모터(15R) 또는 좌측 주행 모터(15L)는 공급되는 작동유가 규제되고, 하부 주행체(2)의 주행 속도가 정지 속도 보다 빠른 감속 속도 이하로 규제된다.
제어부(336)는 하부 주행체(2)를 감속시킨 후, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 감속 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 감속 상태를 유지시킨다. 제어부(336)는 하부 주행체(2)를 감속시킨 후, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 감속 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 하부 주행체(2)의 주행 속도가 감속 속도 이하로 규제된 상태를 유지시킨다. 예를 들면, 제어부(336)는, 대상물이 하부 주행체 감속 영역(A3)에 존재하는 것이 검지된 후, 대상물이 하부 주행체 감속 영역(A3)보다 외측으로 나온 경우라도, 오퍼레이터에 의한 해제 조작이 이루어질 때까지 감속 상태를 해제하지 않는다.
출력부(337)는, 제어부(336)가 생성한 제어 지령을 제어밸브(19)에 출력한다.
기억부(32)는 연산 처리부(33)에서의 처리에 의해 사용하는 각종 데이터 등을 기억한다. 본 실시형태에서는, 기억부(32)는 대상물의 특징량을 기억하는 특징량 기억부(321)를 가진다. 특징량은 대상물 윤곽, 대상물의 색 등을 포함하고, 대상물의 외관을 특정하는 정보이다. 또한, 본 실시형태에서는, 기억부(32)는 설정 영역을 기억하는 영역 기억부(322)를 가진다.
도 5는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 일례를 나타내는 개략도이다. 영역 기억부(322)는 상부 선회체 영역(A1) 및 하부 주행체 영역의 정보를 기억한다.
상부 선회체 영역(A1)은 제2 설정 영역이다. 상부 선회체 영역(A1)은, 내측에 대상물이 검지되면 상부 선회체(3)의 선회를 규제하는 영역이다. 상부 선회체 영역(A1)은 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정된다. 상부 선회체 영역(A1)은, 상부 선회체(3)가 선회하면, 상부 선회체(3)와 함께 선회한다. 상부 선회체 영역(A1)은, 내측에 대상물이 검지되었을 때, 대상물과 접촉하지 않고 상부 선회체(3)가 정지하기 위해 필요한 영역이다.
하부 주행체 영역은, 내측에 대상물이 검지되면 하부 주행체(2)의 주행을 규제하는 영역이다. 하부 주행체 영역은 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정된다. 하부 주행체 영역은, 상부 선회체(3)가 선회하면, 상부 선회체(3)와 함께 선회한다. 하부 주행체 영역은 하부 주행체 정지 영역(A2)과 하부 주행체 감속 영역(A3)을 포함한다.
하부 주행체 정지 영역(A2)은 제1 설정 영역이다. 하부 주행체 정지 영역(A2)은, 내측에 대상물이 검지되었을 때, 대상물과 접촉하지 않고 하부 주행체(2)가 정지하기 위해 필요한 영역이다. 하부 주행체 정지 영역(A2)은, 외주의 형상의 적어도 일부가 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계의 원점을 중심으로 하는 원호 형상이다. 하부 주행체 영역은 하부 주행체(2)에 접촉하지 않는 영역이다.
하부 주행체 감속 영역(A3)은 제3 설정 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은 내측에 대상물이 검지되었을 때, 대상물과 접촉하지 않고 하부 주행체(2)가 감속하기 위해 필요한 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은 하부 주행체 정지 영역(A2)보다 넓고, 하부 주행체 정지 영역(A2)을 포함하는 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은 상부 선회체 영역(A1)보다 넓고, 상부 선회체 영역(A1)을 포함하는 영역이다.
도 5에 나타낸 예에서는, 상부 선회체 영역(A1)은 예를 들면, 상부 선회체(3)의 전단부(前端部)로부터 거리 d11 전방에 위치하는 직선부(A11)와, 상부 선회체(3)의 좌측 단부로부터 거리 d12 좌방에 위치하는 직선부(A12)와, 상부 선회체(3)의 우측 단부로부터 거리 d13 우방에 위치하는 직선부(A13)와, 상부 선회체(3)의 후단부(後端部)로부터 거리 d14의 원호부(A14)로 둘러싸인 영역이다. 원호부(A14)는 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 하는 원호이다. 하부 주행체 정지 영역(A2)은 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 한 반경 r1의 원으로 둘러싸인 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은 예를 들면 직사각형의 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은, 상부 선회체 영역(A1) 및 하부 주행체 정지 영역(A2)으로부터 거리 d15 이상 떨어진 주위 에지부를 가지는 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은 예를 들면, 하부 주행체 정지 영역(A2)의 전단부로부터 거리 d15 전방에 위치하는 직선부(A31)와, 상부 선회체 영역(A1)의 좌측 단부로부터 거리 d15 좌방에 위치하는 직선부(A32)와, 상부 선회체 영역(A1)의 우측 단부로부터 거리 d15 우방에 위치하는 직선부(A33)와, 상부 선회체 영역(A1)의 후단부로부터 거리 d15 후방에 위치하는 직선부(A34)로 둘러싸인 영역이다.
도 6은, 상부 선회체가 선회한 상태에서의, 도 5에 나타낸 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역을 나타내는 개략도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 상부 선회체(3)가 선회한 경우, 상부 선회체 영역(A1), 하부 주행체 정지 영역(A2) 및 하부 주행체 감속 영역(A3)은 상부 선회체(3)와 함께 선회한다.
[제어 방법]
도 7은, 실시형태에 관련된 제어 방법을 나타내는 플로차트다. 유압 셔블(1)이 키 온되면, 검출 장치(200) 및 컨트롤러(300)가 기동한다.
컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)가 검출한 검출 데이터를 취득한다(스텝 SP11). 보다 상세하게는, 데이터 취득부(331)는, 검출 장치(200)의 카메라(20)가 촬상한 유압 셔블(1)의 주변의 화상 데이터를 취득한다.
컨트롤러(300)는 대상물을 검지한다(스텝 SP12). 보다 상세하게는, 검지부(332)는 데이터 취득부(331)에 의해 취득된 검출 데이터에 기초하여, 유압 셔블(1)의 주변에 존재하는 사람 및 동체를 포함하는 대상물을 검지한다. 본 실시형태에서는, 검지부(332)는 데이터 취득부(331)에 의해 취득된 화상 데이터에 기초하여, 유압 셔블(1)의 주변에 사람 및 동체를 포함하는 대상물을 검지한다.
컨트롤러(300)는 대상물의 위치를 특정한다(스텝 SP13). 보다 상세하게는, 위치 특정부(333)는, 검지부(332)가 검지한 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서의 대상물의 위치를 특정한다.
컨트롤러(300)는 하부 주행체 감속 영역(A3) 내에 대상물이 존재하는지의 여부를 판정한다(스텝 SP14). 보다 상세하게는, 판정부(334)는, 위치 특정부(333)에 의해 특정된 대상물의 위치와, 영역 기억부(322)에 기억된 하부 주행체 감속 영역(A3)의 위치를 대조하여, 대상물의 위치가 하부 주행체 감속 영역(A3)의 내측인지를 판정한다. 판정부(334)가, 하부 주행체 감속 영역(A3) 내에 대상물이 존재한다고 판정한 경우(스텝 SP14에서 Yes), 스텝 SP15로 진행한다. 판정부(334)가 하부 주행체 감속 영역(A3) 내에 대상물이 존재한다고 판정하지 않는 경우(스텝 SP14에서 No), 스텝 SP16으로 진행한다.
판정부(334)가 하부 주행체 감속 영역(A3) 내에 대상물이 존재한다고 판정한 경우(스텝 SP14에서 Yes), 컨트롤러(300)는 하부 주행체(2)를 감속시키는 제어 지령을 생성한다(스텝 SP15). 보다 상세하게는, 제어부(336)는 예를 들면, 유압 셔블(1)이 주행 중이면 조작량에 관계없이, 주행 속도가 감속 속도 이하로 되도록 주행을 규제하는 제어 지령을 생성한다.
그리고, 스텝 SP15에 있어서, 제어부(336)는 예를 들면 오퍼레이터에 의한 감속 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 하부 주행체(2)의 주행 속도가 감속 속도 이하로 규제되는 상태를 유지하는 제어 지령을 생성해도 된다.
컨트롤러(300)는, 하부 주행체 정지 영역(A2) 내에 대상물이 존재하는지의 여부를 판정한다(스텝 SP16). 보다 상세하게는, 판정부(334)는, 위치 특정부(333)에 의해 특정된 대상물의 위치와, 영역 기억부(322)에 기억된 하부 주행체 정지 영역(A2)의 위치를 대조하여, 대상물의 위치가 하부 주행체 정지 영역(A2)의 내측인지를 판정한다. 판정부(334)가, 하부 주행체 정지 영역(A2) 내에 대상물이 존재한다고 판정한 경우(스텝 SP16에서 Yes), 스텝 SP17로 진행한다. 판정부(334)가, 부 주행체 정지 영역(A2) 내에 대상물이 존재한다고 판정하지 않는 경우(스텝 SP16에서 No), 스텝 SP18로 진행한다.
판정부(334)가 하부 주행체 정지 영역(A2) 내에 대상물이 존재한다고 판정한 경우(스텝 SP16에서 Yes), 컨트롤러(300)는 하부 주행체(2)를 정지시키는 제어 지령을 생성한다(스텝 SP17). 보다 상세하게는, 제어부(336)는 예를 들면, 유압 셔블(1)이 주행 중이면 조작량에 관계없이, 주행 속도가 정지 속도 이하로 되도록 주행을 규제하는 제어 지령을 생성한다.
그리고, 스텝 SP17에 있어서, 제어부(336)는 예를 들면 오퍼레이터에 의한 주행 정지 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 하부 주행체(2)의 주행 속도가 정지 속도 이하로 규제되는 상태를 유지하는 제어 지령을 생성해도 된다.
컨트롤러(300)는 상부 선회체 영역(A1) 내에 대상물이 존재하는지의 여부를 판정한다(스텝 SP18). 보다 상세하게는, 판정부(334)는 위치 특정부(333)에 의해 특정된 대상물의 위치와, 영역 기억부(322)에 기억된 상부 선회체 영역(A1)의 위치를 대조하여, 대상물의 위치가 상부 선회체 영역(A1)의 내측인지를 판정한다. 판정부(334)가 상부 선회체 영역(A1) 내에 대상물이 존재한다고 판정한 경우(스텝 SP18에서 Yes), 스텝 SP19로 진행한다. 판정부(334)가 상부 선회체 영역(A1) 내에 대상물이 존재한다고 판정하지 않는 경우(스텝 SP18에서 No), 스텝 SP20으로 진행한다.
판정부(334)가 상부 선회체 영역(A1) 내에 대상물이 존재한다고 판정한 경우(스텝 SP18에서 Yes), 컨트롤러(300)는 상부 선회체(3)의 선회를 규제시키는 제어 지령을 생성한다(스텝 SP19). 보다 상세하게는, 제어부(336)는 예를 들면, 유압 셔블(1)이 선회 중이면 조작량에 관계없이, 선회 각속도가 상한 각속도 이하로 되도록 선회를 규제하는 제어 지령을 생성한다.
그리고, 스텝 SP19에 있어서, 제어부(336)는 예를 들면 오퍼레이터에 의한 선회 정지 제어의 해제 조작을 검지할 때까지, 상부 선회체(3)의 선회 각속도가 상한 각속도 이하로 규제되는 상태를 유지하는 제어 지령을 생성해도 된다.
컨트롤러(300)는 제어 지령을 출력한다(스텝 SP20). 보다 상세하게는, 출력부(337)는, 제어부(336)가 생성한 제어 지령을 제어밸브(19)에 출력한다. 스텝 SP15에서 생성된 제어 지령을 출력부(337)에 의해 출력하는 것에 의해, 하부 주행체(2)의 주행 속도는 감속 속도 이하로 규제된다. 또한, 스텝 SP17에서 생성된 제어 지령을 출력부(337)에 의해 출력하는 것에 의해, 하부 주행체(2)의 주행 속도는 정지 속도 이하로 규제된다. 또한, 스텝 SP19에서 생성된 제어 지령을 출력부(337)에 의해 출력하는 것에 의해, 상부 선회체(3)의 선회 각속도는 상한 각속도 이하로 규제된다.
상기의 처리를 유압 셔블(1)의 동작 중에 상시 실행함으로써, 컨트롤러(300)는 유압 셔블(1)의 제어를 행한다.
[컴퓨터 시스템]
도 8은, 실시형태에 관련된 컴퓨터 시스템을 나타내는 블록도이다. 전술한 연산 처리부(33)는 컴퓨터 시스템(1000)을 포함한다. 컴퓨터 시스템(1000)은 CPU(Central Processing Unit)와 같은 프로세서(1001)와, ROM(Read Only Memory)과 같은 불휘발성 메모리 및 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함하는 메인 메모리(1002)와, 스토리지(1003)와, 입출력 회로를 포함하는 인터페이스(1004)를 가진다. 전술한 연산 처리부(33)의 기능은 컴퓨터 프로그램으로서 스토리지(1003)에 기억되어 있다. 프로세서(1001)는 컴퓨터 프로그램을 스토리지(1003)로부터 읽어내어 메인 메모리(1002)에 전개하고, 컴퓨터 프로그램에 따라서 전술한 처리를 실행한다. 그리고, 컴퓨터 프로그램은 네트워크를 통하여 컴퓨터 시스템(1000)에 전송(distribution)되어도 된다.
컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 시스템(1000)은 전술한 실시형태에 따라서, 제1 처리로서, 검출 장치(200)에 의해, 유압 셔블(1)의 주변에 존재하는 대상물을 검출하는 것과, 제2 처리로서, 유압 셔블(1)의 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(3)의 동작을 제어하는 컨트롤러(300)에 의해, 검지된 대상물의 위치와, 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는 하부 주행체 영역인 하부 주행체 정지 영역(A2) 및 하부 주행체 감속 영역(A3)에 기초하여 하부 주행체(2)의 동작을 제어하고, 검지된 대상물의 위치와 상부 선회체 영역(A1)에 기초하여 상부 선회체(3)의 동작을 제어하는 것을 실행시킨다.
이와 같이, 검지된 대상물의 위치와, 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는 하부 주행체 영역인 하부 주행체 정지 영역(A2) 및 하부 주행체 감속 영역(A3)에 기초하여 하부 주행체(2)의 동작이 제어되고, 검지된 대상물의 위치와 상부 선회체 영역(A1)에 기초하여 상부 선회체(3)의 동작이 제어된다.
[효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는 하부 주행체 영역인 하부 주행체 정지 영역(A2) 및 하부 주행체 감속 영역(A3)에 기초하여 하부 주행체(2)의 동작을 제어하고, 검지된 대상물의 위치와 상부 선회체 영역(A1)에 기초하여 상부 선회체(3)의 동작을 제어할 수 있다. 본 실시형태에서는, 하부 주행체(2)와 상부 선회체(3)의 제어를 각각 다른 영역에서 판정한다. 본 실시형태에서는, 하부 주행체(2)와 상부 선회체(3)를 각각 적절하게 제어할 수 있다.
본 실시형태는, 하부 주행체 영역이 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에 설정된다. 본 실시형태에 의하면, 하부 주행체 영역과 대상물의 위치 관계를 파악할 때, 선회 각도의 검출 또는 좌표계를 일치시키기 위한 좌표 변환을 필요로 하지 않는다. 본 실시형태는 계산 처리의 부하를 경감시킬 수 있다.
[변형예 1]
도 9는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다. 상부 선회체 영역(A1) 및 하부 주행체 정지 영역(A2)은 도 5와 동일하다. 도 9에 나타낸 하부 주행체 감속 영역(A3)은, 도 5에 나타낸 하부 주행체 감속 영역(A3)의 코너부를 원호형으로 한 형상이다. 도 9에 나타낸 하부 주행체 감속 영역(A3)은, 도 5에 나타낸 하부 주행체 감속 영역(A3)보다 면적이 좁다. 하부 주행체 감속 영역(A3)을 이와 같은 형상으로 하는 것에 의해, 하부 주행체(2)를 부주의하게 감속하는 것을 억제할 수 있다.
[변형예 2]
도 10은, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다. 도 11은, 상부 선회체가 선회한 상태에서의, 도 10에 나타낸 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역을 나타내는 개략도이다. 상부 선회체 영역(A1) 및 하부 주행체 정지 영역(A2)은 도 5와 동일하다. 도 10에 나타낸 하부 주행체 감속 영역(A3)은, 상부 선회체 영역(A1) 및 하부 주행체 정지 영역(A2)을 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 한 직경 방향으로 확대한 영역 중 외측의 주위 에지부에서 둘러싸이는 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은, 반경 r2의 원의 일부인 전부(A31)과, 상부 선회체 영역(A1)을 확대한 영역의 일부인 우측 코너부(A32)와, 반경 r2의 원의 일부인 우측부(A33)와, 상부 선회체 영역(A1)을 확대한 영역의 일부인 후부(A34)와, 반경 r2의 원의 일부인 좌측부(A35)와, 상부 선회체 영역(A1)을 확대한 영역의 일부인 좌측 코너부(A36)로 둘러싸인 영역이다.
[변형예 3]
도 12는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다. 상부 선회체 영역(A1) 및 하부 주행체 감속 영역(A3)은 도 5와 동일하다. 도 10에 나타낸 하부 주행체 정지 영역(A2)은, 도 5에 나타낸 하부 주행체 정지 영역(A2)의 원호형의 전부(A21)를, 상부 선회체(3)의 전단부로부터 거리 d11 전방에 위치하는 직선부(A21)로 한 영역이다.
[변형예 4]
도 13은, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다. 상부 선회체 영역(A1) 및 하부 주행체 정지 영역(A2)은 도 5와 동일하다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 하는 반경 r2(r1 <r2)의 원으로 둘러싸인 영역이다.
[변형예 5]
도 14는, 상부 선회체 영역 및 하부 주행체 영역의 다른 예를 나타내는 개략도이다. 도 14에 나타낸 유압 셔블(1)은, 도 5에 나타낸 유압 셔블(1)에 비하여 선회 반경을 작게 한 소선회형의 유압 셔블(예를 들면, 후방 초소(超小)선회 셔블, 초소선회 셔블 등)이다. 상부 선회체 영역(A1)은 유압 셔블(1)의 크기에 따라, 도 5에 나타낸 상부 선회체 영역(A1)과 마찬가지로 형성된 영역이다. 하부 주행체 정지 영역(A2)은 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 한 반경 r3의 원으로 둘러싸인 영역이다. 하부 주행체 감속 영역(A3)은 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 한 반경 r4(r3<r4)의 원으로 둘러싸인 영역이다. 도 14에 나타낸 예에서는, 상부 선회체 영역(A1)은, 전체가 하부 주행체 정지 영역(A2)의 내측에 들어가 있다.
[기타의 실시형태]
전술한 실시형태에 있어서는, 검출 장치(200)가 작업 기계(1)의 주변을 촬영하는 카메라(20)인 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 검출 장치(200)는, 유압 셔블(1)에 설치된 스테레오 카메라나 LIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)이라도 되고, 레이더 장치나 초음파 장치를 이용하여 대상물을 검출해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 관련된 제어 시스템(400)은 유압 셔블(1)에 설치되는 것으로서 설명하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 제어 시스템(400)의 일부, 또는 전부의 구성이 유압 셔블(1)의 외부에 설치되어도 되고, 예를 들면 컨트롤러(300)는 원격지의 조작실에 배치되고, 원격조작에 관련된 유압 셔블(1)을 제어하는 것이라도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 관련된 컨트롤러(300)는, 하나 또는 복수의 컨트롤러로 구성되어도 된다. 예를 들면, 다른 실시형태에 있어서는, 검출 장치(200)로부터 검출 데이터를 취득하고, 유압 셔블(1)의 주변에 존재하는 사람 및 동체를 포함하는 대상물을 검지하기 위한 제1 컨트롤러와, 대상물의 위치를 특정하고, 대상물이 존재하는 영역을 판정하고, 유압 셔블(1)을 제어하기 위한 제2 컨트롤러를 가져도 된다.
전술한 실시형태에 관련된 컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서의 대상물의 위치가 하부 주행체 정지 영역(A2) 내에 존재한다고 판정한 경우, 하부 주행체(2)를 정지하도록 제어하는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 컨트롤러(300)는, 검출 장치(200)에 의해 검출된 상부 선회체(3)를 기준으로 하는 좌표계에서의 대상물의 위치가 하부 주행체 정지 영역(A2) 내 또는 상부 선회체 영역(A1) 내 중 어느 하나에 존재한다고 판정된 경우, 하부 주행체(2)를 정지하도록 제어해도 된다.
변형예 2에 있어서, 하부 주행체 감속 영역(A3)은, 상부 선회체 영역(A1)을 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 한 직경 방향으로 확대한 제1 감속 영역과, 하부 주행체 정지 영역(A2)을 상부 선회체(3)의 선회축(RX)을 중심으로 한 직경 방향으로 확대한 제2 감속 영역의 2개의 영역으로 해도 된다. 이 경우, 제1 감속 영역 또는 제2 감속 영역 중 어느 쪽인가에 대상물이 검출된 경우, 하부 주행체(2)를 감속하도록 하면 된다.
전술한 실시형태에 있어서, 작업 기계(1)는 유압에 의해 구동하는 유압 셔블로 하였으나, 이것에 한정되지 않는다. 작업 기계(1)는 예를 들면, 배터리나 발전기로부터의 전력을 동력원으로 하는 전동 셔블이라도 된다. 이 경우, 선회 모터(16)나 우측 주행 모터(15R), 좌측 주행 모터(15L)는 전동기로 해도 되고, 컨트롤러(300)는 선회 모터(16)나 우측 주행 모터(15R), 좌측 주행 모터(15L)를 제어해도 된다.
전술한 실시형태에 있어서, 유압 셔블(1)은, 광산 등에서 사용되는 마이닝용 유압 셔블이라도 되고, 건설 현장에 있어서 사용되는 유압 셔블이라도 된다. 또한, 덤프 트럭이나, 휠 로더나 다른 작업 기계용 제어 시스템에 적용할 수 있다.
1: 유압 셔블(작업 기계), 2: 하부 주행체(주행체), 3: 상부 선회체(선회체), 4: 작업기, 4A: 붐, 4B: 암, 4C: 버킷, 5: 유압 실린더, 5A: 붐 실린더, 5B: 암 실린더, 5C: 버킷 실린더, 6: 운전실, 9: 운전 시트, 10: 조작 장치, 11: 좌측 작업 레버, 12: 우측 작업 레버, 13: 좌측 주행 레버, 14: 우측 주행 레버, 15R: 우측 주행 모터, 15L: 좌측 주행 모터, 16: 선회 모터, 17: 동력원, 18: 유압 펌프, 19: 제어밸브, 20: 카메라, 21: 후방 카메라, 22: 우후방 카메라, 23: 우전방 카메라, 24: 좌후방 카메라, 32: 기억부, 33: 연산 처리부, 200: 검출 장치, 300: 컨트롤러, 321: 특징량 기억부, 322: 영역 기억부, 331: 데이터 취득부, 332: 검지부, 333: 위치 특정부, 334: 판정부, 335: 조작 신호 취득부, 336: 제어부, 337: 출력부, 400: 제어 시스템, 1000: 컴퓨터 시스템, 1001: 프로세서, 1002: 메인 메모리, 1003: 스토리지, 1004: 인터페이스, A1: 상부 선회체 영역(제2 설정 영역), A2: 하부 주행체 정지 영역(제1 설정 영역), A3: 하부 주행체 감속 영역(제3 설정 영역), AX: 붐 회전축, BX: 암 회전축, CX: 버킷 회전축, RX: 선회축.

Claims (6)

  1. 주행체와, 상기 주행체에 대하여 선회 가능한 선회체(旋回體)를 구비하는 작업 기계를 제어하기 위한 시스템으로서,
    상기 선회체에 장착되고, 상기 작업 기계의 주변에 존재하는 대상물을 검출하는 검출 장치; 및
    상기 작업 기계의 상기 주행체 및 상기 선회체의 동작을 제어하는 컨트롤러;
    를 구비하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 대상물의 위치와 제1 설정 영역에 기초하여 상기 주행체의 동작을 제어하고,
    상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 대상물의 위치와 상기 제1 설정 영역과 상이한 제2 설정 영역에 기초하여 상기 선회체의 동작을 제어하고,
    상기 제1 설정 영역은, 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출 장치는, 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계에서의 상기 대상물의 위치를 검출하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 대상물의 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계에서의 위치가 상기 제1 설정 영역 내에 존재한다고 판정한 경우, 상기 주행체의 속도를 제한하도록 제어하는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 설정 영역은, 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계에 설정되고,
    상기 컨트롤러는, 상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 대상물의 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계에서의 위치가 상기 제2 설정 영역 내에 존재한다고 판정한 경우, 상기 선회체의 선회를 제한하도록 제어하는, 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 대상물의 위치와, 상기 제1 설정 영역 및 상기 제2 설정 영역과 상이하고, 상기 제1 설정 영역보다 넓은 제3 설정 영역에 기초하여 상기 주행체를 감속하도록 제어하고,
    상기 제3 설정 영역은, 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는, 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 설정 영역은, 외주의 형상의 적어도 일부가 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계의 원점을 중심으로 하는 원호 형상인, 시스템.
  6. 주행체와, 상기 주행체에 대하여 선회 가능한 선회체를 구비하는 작업 기계를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 선회체에 장착된 검출 장치에 의해, 상기 작업 기계의 주변에 존재하는 대상물을 검출하는 단계; 및
    상기 작업 기계의 상기 주행체 및 상기 선회체의 동작을 제어하는 컨트롤러에 의해, 상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 대상물의 위치와 제1 설정 영역에 기초하여 상기 주행체의 동작을 제어하고, 상기 검출 장치에 의해 검출된 상기 대상물의 위치와 상기 제1 설정 영역과 상이한 제2 설정 영역에 기초하여 상기 선회체의 동작을 제어하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 설정 영역은, 상기 선회체를 기준으로 하는 좌표계에 설정되는,
    방법.
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