WO2020255622A1 - 作業機械および作業機械の制御方法 - Google Patents

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健二郎 嶋田
一尋 畠
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Abstract

作業機械は、走行体と、走行体に旋回可能に設けられる旋回体と、旋回体に取り付けられ、旋回体の方位角速度を出力する角速度センサと、旋回体の方位を測定する測定装置と、測定装置で測定された方位情報に基づいて方位角速度を補正して、補正された方位角速度に基づいて旋回体を制御する制御部とを備える。

Description

作業機械および作業機械の制御方法
 本開示は、作業機械の旋回制御に関する。
 従来、油圧ショベル等の作業車両が知られている。たとえば、特開2017-122602号公報(特許文献1)には、旋回体に取り付けられたジャイロセンサ等の慣性計測装置の出力に基づいて旋回体の旋回角度を導出するショベルが知られている。
特開2017-122602号公報
 一方で、慣性計測装置は、環境依存性が高く感度誤差が生じる場合がある。この場合に旋回角度の導出に誤差が生じる可能性があり、精度の高い旋回制御を実行できない可能性がある。
 本開示の目的は、精度の高い旋回制御が可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供することである。
 本開示のある局面に従う作業機械は、走行体と、走行体に旋回可能に設けられる旋回体と、旋回体に取り付けられ、旋回体の方位角速度を出力する角速度センサと、旋回体の方位を測定する測定装置と、測定装置で測定された方位情報に基づいて方位角速度を補正して、補正された方位角速度に基づいて旋回体を制御する制御部とを備える。
 好ましくは、制御部は、測定装置で測定された旋回体の旋回開始前の方位と旋回体の旋回終了後の方位とに基づいて基準旋回角度を算出する。
 好ましくは、制御部は、角速度センサで出力される方位角速度と旋回体の旋回動作時間とに基づいて予想旋回角度を算出し、基準旋回角度と予想旋回角度とに基づいて角速度センサの出力を補正する補正係数を算出する。
 好ましくは、補正係数は、基準旋回角度に対する予想旋回角度の比である。
 本開示のある局面に従う作業機械の制御方法は、走行体に旋回可能に設けられる旋回体に取り付けられた角速度センサにより方位角速度を検出するステップと、旋回体の方位を測定するステップと、測定された旋回体の方位情報に基づいて検出された方位角速度を補正するステップと、補正された方位角速度に基づいて旋回体を制御するステップとを備える。
 本開示の作業機械および作業機械の制御方法は、精度の高い旋回制御が可能である。
実施形態に基づく作業機械の外観図である。 実施形態に基づく作業機械100を模式的に説明する図である。 実施形態に基づく作業機械100の制御系の構成を示す概要ブロック図について説明する。 実施形態に基づく旋回体3の旋回動作を模式的に説明する図である。 実施形態に従うIMU24の感度誤差を説明する図である。 実施形態に基づく作業機コントローラ26の構成を示すブロック図である。 実施形態に基づく補正部104の補正係数の算出について説明するフロー図である。
 以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能の同じである。したがって、それらについての詳細な説明については繰り返さない。
 <作業機械の全体構成>
 図1は、実施形態に基づく作業機械の外観図である。
 図1に示されるように、本開示の思想を適用可能な作業機械として油圧により作動する作業機2を備える油圧ショベルを例に挙げて説明する。
 作業機械100は、車両本体1と、作業機2とを備える。
 車両本体1は、旋回体3と、運転室4と、走行装置5とを有する。
 旋回体3は、走行装置5の上に配置される。走行装置5は、旋回体3を支持する。旋回体3は、旋回軸AXを中心に旋回可能である。運転室4には、オペレータが着座する運転席4Sが設けられる。オペレータは、運転室4において作業機械100を操作する。走行装置5は、一対の履帯5Crを有する。履帯5Crの回転により、作業機械100が走行する。走行装置5は、車輪(タイヤ)で構成されていてもよい。
 実施形態1では、運転席4Sに着座したオペレータを基準として各部の位置関係について説明する。前後方向とは、運転席4Sに着座したオペレータの前後方向をいう。左右方向とは、運転席4Sに着座したオペレータを基準とした左右方向をいう。左右方向は、車両の幅方向(車幅方向)に一致する。運転席4Sに着座したオペレータに正面に正対する方向を前方向とし、前方向とは反対の方向を後方向とする。運転席4Sに着座したオペレータが正面に正対したとき右側、左側をそれぞれ右方向、左方向とする。
 旋回体3は、エンジンが収容されるエンジンルーム9と、旋回体3の後部に設けられるカウンタウェイトとを有する。旋回体3において、エンジンルーム9の前方に手すり19が設けられる。エンジンルーム9には、エンジン及び油圧ポンプなどが配置されている。
 作業機2は、旋回体3に支持される。作業機2は、ブーム6と、アーム7と、バケット8と、ブームシリンダ10と、アームシリンダ11と、バケットシリンダ12とを有する。
 ブーム6は、ブームピン13を介して旋回体3に接続される。アーム7は、アームピン14を介してブーム6に接続される。バケット8は、バケットピン15を介してアーム7に接続される。ブームシリンダ10は、ブーム6を駆動する。アームシリンダ11は、アーム7を駆動する。バケットシリンダ12は、バケット8を駆動する。ブーム6の基端部(ブームフート)と旋回体3とが接続される。ブーム6の先端部(ブームトップ)とアーム7の基端部(アームフート)とが接続される。アーム7の先端部(アームトップ)とバケット8の基端部とが接続される。ブームシリンダ10、アームシリンダ11およびバケットシリンダ12はいずれも、作動油によって駆動される油圧シリンダである。
 ブーム6は、回動軸であるブームピン13を中心に旋回体3に体して回動可能である。アーム7は、ブームピン13と平行な回動軸であるアームピン14を中心にブーム6に体して回転可能である。バケット8は、ブームピン13およびアームピン14と平行な回動軸であるバケットピン15を中心にアーム7に対して回動可能である。
 なお、走行装置5、旋回体3は、本開示の「走行体」、「旋回体」の一例である。
 図2は、実施形態に基づく作業機械100を模式的に説明する図である。
 図2(A)には、作業機械100の側面図が示される。図2(B)には、作業機械100の背面図が示される。
 図2(A)および図2(B)に示されるように、ブーム6の長さL1は、ブームピン13とアームピン14との距離である。アーム7の長さL2は、アームピン14とバケットピン15との距離である。バケット8の長さL3は、バケットピン15とバケット8の刃先8Aとの距離である。バケット8は、複数の刃を有し、本例においては、バケット8の先端部を刃先8Aと称する。
 なお、バケット8は、刃を有していなくてもよい。バケット8の先端部は、ストレート形状の鋼板で形成されていてもよい。
 作業機械100は、ブームシリンダストロークセンサ16と、アームシリンダストロークセンサ17と、バケットシリンダストロークセンサ18とを有する。ブームシリンダストロークセンサ16はブームシリンダ10に配置される。アームシリンダストロークセンサ17はアームシリンダ11に配置される。バケットシリンダストロークセンサ18はバケットシリンダ12に配置される。なお、ブームシリンダストロークセンサ16、アームシリンダストロークセンサ17およびバケットシリンダストロークセンサ18は総称してシリンダストロークセンサとも称する。
 ブームシリンダストロークセンサ16の検出結果に基づいて、ブームシリンダ10のストローク長さが求められる。アームシリンダストロークセンサ17の検出結果に基づいて、アームシリンダ11のストローク長さが求められる。バケットシリンダストロークセンサ18の検出結果に基づいて、バケットシリンダ12のストローク長さが求められる。
 なお、本例においては、ブームシリンダ10、アームシリンダ11およびバケットシリンダ12のストローク長さをそれぞれブームシリンダ長、アームシリンダ長およびバケットシリンダ長とも称する。また、本例においては、ブームシリンダ長、アームシリンダ長、及びバケットシリンダ長を総称してシリンダ長データLとも称する。なお、角度センサを用いてストローク長さを検出する方式を採用することも可能である。
 作業機械100は、作業機械100の位置を検出可能な位置検出装置20を備えている。
 位置検出装置20は、アンテナ21と、グローバル座標演算部23と、IMU(Inertial Measurement Unit)24とを有する。
 アンテナ21は、たとえばGNSS(Global Navigation Satellite Systems:全地球航法衛星システム)用のアンテナである。アンテナ21は、たとえばRTK-GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems)用アンテナである。
 アンテナ21は、旋回体3に設けられる。本例においては、アンテナ21は、旋回体3の手すり19に設けられる。なお、アンテナ21は、エンジンルーム9の後方向に設けられてもよい。例えば、旋回体3のカウンタウェイトにアンテナ21が設けられてもよい。アンテナ21は、衛星から受信した電波(GNSS電波)に応じた信号をグローバル座標演算部23に出力する。
 グローバル座標演算部23は、グローバル座標系におけるアンテナ21の設置位置P1を検出する。グローバル座標系は、作業エリアに設置した基準位置Prを元にした3次元座標系(Xg、Yg、Zg)である。本例においては、基準位置Prは、作業エリアに設定された基準杭の先端の位置である。また、ローカル座標系とは、作業機械100を基準とした、(X、Y、Z)で示される3次元座標系である。ローカル座標系の基準位置は、旋回体3の旋回軸(旋回中心)AXに位置する基準位置P2を示すデータである。
 本例においては、アンテナ21は、車幅方向に互いに離れるように旋回体3に設けられた第1アンテナ21A及び第2アンテナ21Bを有する。
 グローバル座標演算部23は、第1アンテナ21Aの設置位置P1a及び第2アンテナ21Bの設置位置P1bを検出する。グローバル座標演算部23は、グローバル座標で表される基準位置データPを取得する。本例においては、基準位置データPは、旋回体3の旋回軸(旋回中心)AXに位置する基準位置P2を示すデータである。なお、基準位置データPは、設置位置P1を示すデータでもよい。
 本例においては、グローバル座標演算部23は、2つの設置位置P1a及び設置位置P1bに基づいて旋回体方位データQを生成する。旋回体方位データQは、設置位置P1aと設置位置P1bとで決定される直線がグローバル座標の基準方位(例えば北)に対してなす角に基づいて決定される。旋回体方位データQは、旋回体3(作業機2)が向いている方位を示す。グローバル座標演算部23は、後述する作業機コントローラ26に基準位置データP及び旋回体方位データQを出力する。グローバル座標演算部23は、旋回体3が静止している場合には精度の高い旋回体方位データを生成して出力することが可能である。なお、本例においては、GNSS電波を用いてグローバル座標演算部23により旋回体方位データを算出する方式について説明するが、特にこれに限られず他の方式によっても旋回体方位データを算出してもよい。例えば、ステレオ画像を用いて3次元データを取得して当該旋回体方位データを算出してもよい。レーザ光を照射して距離を測距するLIDAR(Light Detection and Ranging)技術を用いて旋回体方位データを算出することも可能である。スキャンデータのスキャンマッチング方式を利用して、旋回体方位データを取得しても良い。
 IMU24は、角速度センサの1つであり、旋回体3に設けられる。本例においては、IMU24は、運転室4の下部に配置される。旋回体3において、運転室4の下部に高剛性のフレームが配置される。IMU24は、そのフレーム上に配置される。なお、IMU24は、旋回体3の旋回軸AX(基準位置P2)の側方(右側又は左側)に配置されてもよい。
 IMU24は、旋回体3が旋回動作する際に方位角速度データを測定して出力する。方位角速度データに基づいて旋回体3の旋回制御が実行される。IMU24は、車両本体1の左右方向に傾斜する傾斜角θ4と、車両本体1の前後方向に傾斜する傾斜角θ5とを検出してもよい。
 図3は、実施形態に基づく作業機械100の制御系の構成を示す概要ブロック図について説明する。
 図3に示されるように、作業機械100は、ブームシリンダストロークセンサ16と、アームシリンダストロークセンサ17と、バケットシリンダストロークセンサ18と、アンテナ21と、グローバル座標演算部23と、IMU24と、作業機コントローラ26と、ブームシリンダ10と、アームシリンダ11と、バケットシリンダ12と、旋回モータ62と、油圧装置64とを有する。
 油圧装置64は、図示しない作動油タンク、油圧ポンプ、流量制御弁、電磁比例制御弁を備える。油圧ポンプは、図示しないエンジンの動力で駆動し、流量調整弁を介してブームシリンダ10、アームシリンダ11およびバケットシリンダ12に作動油を供給する。油圧ポンプは、旋回体3の旋回動作を実行するために旋回モータ62に作動油を供給する。
 センサコントローラ30は、ブームシリンダストロークセンサ16の検出結果に基づいて、ブームシリンダ長を算出する。ブームシリンダストロークセンサ16は、周回動作に伴うパルスをセンサコントローラ30に出力する。センサコントローラ30は、ブームシリンダストロークセンサ16から出力されたパルスに基づいて、ブームシリンダ長を算出する。
 同様に、センサコントローラ30は、アームシリンダストロークセンサ17の検出結果に基づいて、アームシリンダ長を算出する。センサコントローラ30は、バケットシリンダストロークセンサ18の検出結果に基づいて、バケットシリンダ長を算出する。
 センサコントローラ30は、ブームシリンダストロークセンサ16の検出結果に基づいて取得されたブームシリンダ長から、旋回体3の垂直方向に対するブーム6の傾斜角θ1を算出する。センサコントローラ30は、アームシリンダストロークセンサ17の検出結果に基づいて取得されたアームシリンダ長から、ブーム6に対するアーム7の傾斜角θ2を算出する。センサコントローラ30は、バケットシリンダストロークセンサ18の検出結果に基づいて取得されたバケットシリンダ長から、アーム7に対するバケット8の刃先8Aの傾斜角θ3を算出する。
 上記算出結果である傾斜角θ1、θ2、θ3と、車両本体1の左右方向に傾斜する傾斜角θ4と、車両本体1の前後方向に傾斜する傾斜角θ5と、基準位置データP、旋回体方位データQとに基づいて、作業機械100の姿勢を制御することが可能となる。
 センサコントローラ30は、旋回体3が旋回動作する際にIMU24で測定される方位角速度データを作業機コントローラ26に出力する。
 グローバル座標演算部23は、旋回体方位データQを作業機コントローラ26に出力する。
 作業機コントローラ26は、グローバル座標演算部23からの旋回体方位データQに基づいて、IMU24で測定される方位角速度データを補正して、補正された方位角速度データに基づいて旋回体3の旋回動作を制御するために油圧装置64を制御する。
 図4は、実施形態に基づく旋回体3の旋回動作を模式的に説明する図である。
 図4に示されるように、旋回体3にはIMU24が設けられており、IMU24は、旋回体3の方位角速度データを測定して出力する。
 作業機コントローラ26は、センサコントローラ30を介してIMU24で測定された方位角速度データの入力を受ける。
 作業機コントローラ26は、IMU24で測定された方位角速度データと旋回体3の旋回動作時間との積に基づいて旋回角度を算出する。
 図5は、実施形態に従うIMU24の感度誤差を説明する図である。
 図5には、旋回体3の旋回動作による実際の方位角速度データωIMU(rad/s)とIMU24で測定された方位角速度データωIMU_corrとの関係が示されている。
 理想的には、実際の方位角速度データωIMUに対する測定された方位角速度データωIMU_corrの比は、「1」である。
 一方で、IMU24は、環境依存性が高く温度に従って感度誤差が生じる。
 具体的には、実際の方位角速度データωIMUに対する測定された方位角速度データωIMU_corrの比が1より大きい場合、あるいは、1より小さい場合が示されている。
 したがって、実施形態においては、感度誤差を測定して実際の方位角速度データに近づくように測定された方位角速度データωIMU_corrを補正する。本例においては、測定された方位角速度データωIMU_corrを実際の方位角速度データωIMUに近づけるための補正係数を算出する。
 図6は、実施形態に基づく作業機コントローラ26の構成を示すブロック図である。
 図6に示されるように、作業機コントローラ26は、検出情報取得部102と、補正部104と、旋回体制御部106とを含む。
 検出情報取得部102は、センサコントローラ30から出力されるIMU24からの方位角速度データと、グローバル座標演算部23から出力される旋回体方位データとを取得する。
 補正部104は、グローバル座標演算部23からの旋回体方位データQおよびIMU24からの方位角速度データに基づいてIMU24で測定される方位角速度データを補正するための補正係数を算出する。
 旋回体制御部106は、補正部104により算出された補正係数と、IMU24の方位角速度データとに基づいて旋回体3を制御する。
 図7は、実施形態に基づく補正部104の補正係数の算出について説明するフロー図である。
 図7に示されるように、補正部104は、旋回体3の旋回動作の開始前の方位情報を取得する(ステップS2)。例えば、グローバル座標演算部23から旋回体3の旋回動作の開始前の作業機械100が掘削動作中の旋回体方位データを取得する。
 次に、補正部104は、旋回体3の旋回動作の終了後の方位情報を取得する(ステップS4)。例えば、グローバル座標演算部23から旋回体の旋回動作の終了後の作業機械100が排土動作中の旋回体方位データを取得する。
 次に、補正部104は、基準旋回角度を算出する(ステップS6)。
 具体的には、補正部104は、グローバル座標演算部23からの旋回体3の旋回動作の開始前の方位情報と旋回体3の旋回動作の終了後の方位情報とに基づいて基準旋回角度を算出する。
 一例として、旋回体3の旋回動作の開始前の旋回体方位データθswing_start、旋回体3の旋回動作の終了後の旋回体方位データθswing_goalとすると、基準旋回角度θGNSSは、次の如く算出することが可能である。
 基準旋回角度θGNSS=θswing_goal-θswing_start
 次に、補正部104は、予想旋回角度を算出する(ステップS8)。
 具体的には、補正部104は、IMU24からの方位角速度データωIMUと、旋回体動作時間tswingとに基づいて予想旋回角度θIMUを算出する。予想旋回角度θIMUは、次の如く算出することが可能である。
 予想旋回角度θIMU=ΣωIMU×Ts
 Ts:サンプリングタイム
 方位角速度データωIMUを旋回動作開始から旋回動作終了までの旋回体動作時間tswingで積分する。
 次に、補正部104は、補正係数を算出する(ステップS10)。
 具体的には、基準旋回角度θGNSSに対する予想旋回角度θIMUの比に基づいて測定された方位角速度データωIMU_corrの感度誤差を補正するための補正係数pを算出する。補正係数pは、IMU24のセンサ出力が入力によって変化する割合であり、次式により算出される。
 補正係数p=ωIMU_corr/ωIMU=θGNSS/θIMU
 そして、処理を終了する(エンド)。
 旋回体制御部106は、補正部104で算出された補正係数pに基づいて、IMU24で測定された方位角速度データを補正し、補正された方位角速度データに基づいて旋回体3の旋回動作を実行するために油圧装置64を制御する。これにより、旋回体3に対する精度の高い旋回動作が可能となる。
 本実施形態に従う作業機コントローラ26は、上記したように、センサコントローラ30から傾斜角θ1~θ5と、基準位置データP、旋回体方位データQとを取得する。したがって、作業機コントローラ26は、当該取得した情報に基づいて作業機械100の姿勢を自動制御することが可能である。具体的には、掘削対象物をバケット8を用いて掘削する掘削動作、掘削動作によりバケット8に抱え込まれた掘削対象物を排土位置まで移動させるホイスト旋回動作、バケット8に抱え込まれた掘削対象物をダンプトラックの荷台に排土する排土動作、排土動作後の空になったバケット8を掘削位置に移動させるダウン旋回動作の自動制御を実行しても良い。
 作業機コントローラ26は、自動制御中における掘削動作および排土動作時のグローバル座標演算部23から出力される旋回体方位データを用いて、上記の方式に基づいてホイスト旋回動作およびダウン旋回動作に用いるためのIMU24で測定された方位角速度データを補正するための補正係数を繰り返し算出しても良い。
 あるいは、作業機コントローラ26は、上記繰り返し算出した補正係数の平均値を用いてもよい。これにより信頼性の高い補正係数を算出することが可能である。
 あるいは、作業機コントローラ26は、基準旋回角度θGNSSに従って補正係数を算出してもよい。具体的には、基準旋回角度θGNSSが所定角度以上の場合には、感度誤差が大きくなる可能性があるため当該場合に補正係数を算出し、基準旋回角度θGNSSが所定角度未満の場合には、感度誤差が比較的小さいため当該場合には補正係数を算出しないようにしてもよい。
 あるいは、作業機コントローラ26は、IMU24からの方位角速度データを補正する補正係数pを算出するためにテスト用の旋回動作を実行してもよい。テスト用の旋回動作において、グローバル座標演算部23で生成される旋回体3の旋回開始前および旋回終了後の旋回体方位データを用いて、上記の方式に基づいて旋回動作に用いるためのIMU24で測定された方位加速度データを補正するための補正係数を算出しても良い。
 以上、本開示の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 1 車両本体、2 作業機、3 旋回体、4 運転室、4S 運転席、5 走行装置、5Cr 履帯、6 ブーム、7 アーム、8 バケット、8A 刃先、9 エンジンルーム、10 ブームシリンダ、11 アームシリンダ、12 バケットシリンダ、13 ブームピン、14 アームピン、15 バケットピン、16 ブームシリンダストロークセンサ、17 アームシリンダストロークセンサ、18 バケットシリンダストロークセンサ、19 手すり、20 位置検出装置、21 アンテナ、21A 第1アンテナ、21B 第2アンテナ、23 グローバル座標演算部、26 作業機コントローラ、30 センサコントローラ、62 旋回モータ、64 油圧装置、100 作業機械、102 検出情報取得部、104 補正部、106 旋回体制御部。

Claims (5)

  1.  走行体と、
     前記走行体に旋回可能に設けられる旋回体と、
     前記旋回体に取り付けられ、前記旋回体の方位角速度を出力する角速度センサと、
     前記旋回体の方位を測定する測定装置と、
     前記測定装置で測定された方位情報に基づいて前記方位角速度を補正して、補正された前記方位角速度に基づいて前記旋回体を制御する制御部とを備える、作業機械。
  2.  前記制御部は、前記測定装置で測定された前記旋回体の旋回開始前の方位と前記旋回体の旋回終了後の方位とに基づいて基準旋回角度を算出する、請求項1記載の作業機械。
  3.  前記制御部は、
     前記角速度センサで出力される前記方位角速度と前記旋回体の旋回動作時間とに基づいて予想旋回角度を算出し、
     前記基準旋回角度と前記予想旋回角度とに基づいて前記角速度センサの出力を補正する補正係数を算出する、請求項2記載の作業機械。
  4.  前記補正係数は、前記基準旋回角度に対する前記予想旋回角度の比である、請求項3記載の作業機械。
  5.  走行体に旋回可能に設けられる旋回体に取り付けられた角速度センサにより方位角速度を検出するステップと、
     前記旋回体の方位を測定するステップと、
     測定された前記旋回体の方位情報に基づいて検出された方位角速度を補正するステップと、
     補正された前記方位角速度に基づいて前記旋回体を制御するステップとを備える、作業機械の制御方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08265625A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd アンテナ自動追尾装置
JP2015007370A (ja) * 2012-10-19 2015-01-15 株式会社小松製作所 油圧ショベルの掘削制御システム
WO2015181989A1 (ja) * 2014-05-30 2015-12-03 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械及び作業機械の制御方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3899028A (en) * 1972-03-30 1975-08-12 Systron Donner Corp Angular position sensing and control system, apparatus and method
JP4851802B2 (ja) * 2006-02-01 2012-01-11 日立建機株式会社 建設機械の旋回駆動装置
US8473165B2 (en) * 2007-10-18 2013-06-25 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Turning drive control apparatus and construction machine including the same
JP6721291B2 (ja) * 2015-03-19 2020-07-15 住友建機株式会社 ショベル
JP6162807B2 (ja) * 2015-05-29 2017-07-12 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム及び作業機械
JP6598685B2 (ja) 2016-01-05 2019-10-30 住友建機株式会社 ショベル
KR101989332B1 (ko) * 2016-09-30 2019-06-14 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 작업 기계의 표시 시스템 및 작업 기계
CN109716058B (zh) * 2016-10-31 2021-05-14 株式会社小松制作所 测量系统、作业机械及测量方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08265625A (ja) * 1995-03-27 1996-10-11 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd アンテナ自動追尾装置
JP2015007370A (ja) * 2012-10-19 2015-01-15 株式会社小松製作所 油圧ショベルの掘削制御システム
WO2015181989A1 (ja) * 2014-05-30 2015-12-03 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械及び作業機械の制御方法

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